KR20050075995A - 반도체 식각 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 식각 장치에 관한 것으로서, 이를 위해 본 발명은 모터(20)의 구동에 의해서 커버 플레이트(10)를 승강시켜 반응 챔버 내부의 전극간 간극이 조절되도록 하며, 상기 커버 플레이트(10)에는 상기 모터(20)에 연동하는 다수의 리드 스크류(30)들 중 하나의 리드 스크류(30)의 회전수를 카운트하여 전극간 간극을 체크하는 엔코더(50)를 구비한 반도체 식각 장치에 있어서, 상기 엔코더(50)의 직하부에 일체로 구비되는 커플링(60)에서 상측으로부터 하향 삽입되는 엔코더 축(51) 하단부와 하측으로부터 상향 삽입되는 상기 리드 스크류(30)의 상단부를 수평의 방향에서 각각 하나 이상의 고정 스크류(70)를 체결하여 고정시키도록 하는 것이 특징인 바 이로서 안정된 리드 스크류(30)의 회전수 카운트에 의해 식각 공정이 원활하게 수행될 수 있도록 한다.

Description

반도체 식각 장치{Apparatus for etching of semiconductor}

본 발명은 반도체 식각 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공정 수행을 위한 플라즈마 생성에 필요한 압력 형성을 위해 구비되는 전극간 간극 조정 구성에서 커플링에서의 리드 스크류와 엔코더 축의 체결력을 더욱 증강시켜 리드 스크류를 통한 엔코더에서의 회전수 카운트가 정확하고 안정되게 이루어지게 함으로써 공정 수행 효율 및 제품 생산성이 향상되도록 하는 반도체 식각 장치에 관한 것이다.

일반적으로 웨이퍼는 사진, 확산, 식각, 화학기상증착 및 금속 배선 등의 공정을 반복 수행함으로써 반도체 장치로서 제작된다.

반도체 장치를 제작하게 되는 반도체 설비는 통상 밀폐된 반응 챔버에서 공정이 수행되도록 하고 있는 바 이러한 반도제 제조 공정에서 특히 식각은 건식 식각으로 수행되는 것이 대부분이며, 이러한 건식 식각을 위하여 반응 챔버의 내부에서는 적절한 가스와 전원 및 압력의 공급이 필요로 된다.

즉 건식 식각은 반응 챔버 내에 주입되는 반응 가스를 일정한 압력 조건에서 상하 전극 간으로 고주파 전원을 인가하여 플라즈마화하고, 여기에서 발생되는 식각 가스 래디클(radical)이 웨이퍼 막질과 반응하면서 불필요한 부분을 선택적으로 제거하여 필요로 하는 패턴을 형성하게 되는 공정이다.

이와 같은 공정 수행을 위해 반드시 갖추어야 할 조건은 공급된 가스를 플라즈마 상태로 형성하게 되는 상, 하측 전극판 사이의 간극을 일정하게 유지시켜야만 한다는 것이다.

전극판 사이의 간극을 통상 갭(gap)이라 하며, 이 갭의 간극 조정은 반응 챔버 내부의 압력을 결정하게 되므로 플라즈마 형성에 결정적인 작용을 하게 되는 것이다.

따라서 이러한 갭 간극 조정은 공정에서 직접적으로 웨이퍼에의 패턴 형성에 영향을 미치게 되므로 이러한 간극 조정은 대단한 정밀도를 요하게 된다.

도 1은 일반적인 식각 장치의 전극판 사이 간극을 조절하는 구성을 보여주는 사시도로서, 상측의 커버 플레이트(10)에는 모터(20)가 구비되어 이 모터(20) 구동에 의해 복수의 리드 스크류(30)를 동시에 회전시켜 커버 플레이트(10)가 미세하게 승강되게 함으로써 반응 챔버 내부에 구비되는 전극판 사이의 간극이 조절되도록 하는 것이다.

이때 리드 스크류(30)는 통상 커버 플레이트(10)의 모서리 부위에서 베어링 결합에 의해 상단부가 축지지되고, 하단부는 지지부(40)에서 리드 스크류(30)의 직하부에 위치되는 부위에 구비시킨 홀더(41)에 스크류 결합되며, 커버 플레이트(10)의 직하부측 외주면에는 풀리(31) 또는 스프로킷이 각각 구비되어 이 풀리(31) 또는 스프로킷들간을 벨트(32) 또는 체인에 의해 연결되게 함으로써 모터(20)의 구동에 의해서 각 리드 스크류(30)가 동시에 회전 구동되도록 하고 있다.

이러한 구성에서 모두(20)가 구동되면 복수의 리드 스크류(30)가 동시에 회전하면서 이 리드 스크류(30)들이 하단부를 스크류 결합한 지지부(40)의 홀더(41)에서 각 리드 스크류(30)들이 승강하게 됨으로써 전극판 사이의 간극 조절이 이루어지도록 하는 것이다.

이같은 간극 조절은 커버 플레이트(10)의 상부에서 일측의 리드 스크류(30) 직상부에 구비되는 엔코더(50)에서의 리드 스크류(30)의 회전수 카운트에 의해 제어하게 된다.

한편 엔코더(50)의 직하부에 일체로 구비되는 커플링(60)에서의 리드 스크류(30)와 엔코더(30)는 통상 도 2에서와 같이 일측으로부터 하나의 체결 스크류(70)를 체결시켜 커플링(60)에 견고하게 고정되게 하므로써 리드 스크류(30)의 회전 작용이 엔코더 축(51)에 그대로 전달되도록 하면서 엔코더(50)에서 엔코더 축(51)을 통해 리드 스크류(30)의 회전수를 카운트하도록 하고 있다.

하지만 커플링(60)에서의 엔코더 축(51)과 리드 스크류(30)는 각각 하나의 체결 스크류(70)만을 이용하여 고정시키게 되므로 공정 수행 중 체결 스크류(70)의 손상 또는 체결력 저하로 어느 하나가 풀려지게 됨으로써 엔코더(50)에서의 정확한 리드 스크류(30) 회전수 카운트에 오류가 발생되는 문제가 있다.

다시 말해 모터(20)의 구동에 의해 리드 스크류(30)가 회전하면서 승강을 하게 되나 이러한 리드 스크류(30)의 회전을 엔코더(50)에서 인식하지를 못하게 되므로 카운트 오류가 발생하면서 전극간 간극 조절이 제대로 이루어지지 않게 될 뿐만 아니라 이 상태에서 공정을 수행하게 되면 공정 오류 및 웨이퍼 불량을 초래하게 되는 심각한 불상사가 유발된다.

따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 엔코더의 축과 리드 스크류를 동시에 연결하는 커플링에서의 체결 구조를 더욱 강화시켜 엔코더에서의 갭의 간극 체크가 정확히 이루어지게 함으로써 공정 오류가 완벽하게 방지될 수 있도록 하는 반도체 식각챔버의 전극판 간극 조절장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 모터의 구동에 의해서 커버 플레이트를 승강시켜 반응 챔버 내부의 전극간 간극이 조절되도록 하며, 커버 플레이트에는 상기 모터에 연동하는 다수의 리드 스크류 중 하나의 리드 스크류의 회전 수를 카운트하여 전극간 간극을 체크하는 엔코더를 구비한 반도체 식각 장치에 있어서, 상기 엔코더의 직하부에 일체로 구비되는 커플링에서 상측으로부터 하향 삽입되는 엔코더의 축 하단부와 하측으로부터 상향 삽입되는 리드 스크류의 상단부를 수평의 방향에서 각각 복수의 고정 스크류로서 체결하여 고정시키도록 하는 구성이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 구성 설명을 위해 상기한 도 1 및 부호를 그대로 인용하기로 한다.

본 발명은 반응 챔버의 상부에 구비되면서 반응 챔버 내부의 상부 전극과 하부 전극간 간극을 조절하도록 하는 구성이다.

즉 반응 챔버의 상측에서 승강 플레이트(10)를 구비하고, 이 승강 플레이트(10)의 일측에는 모터(20)가 구비된다.

그리고 승강 플레이트(10)의 모서리측으로는 각각 리드 스크류(30)가 베어링 결합에 의해 회전 가능하게 하부에서 축고정되도록 한다.

이와 같은 복수의 리드 스크류(30) 중 하나의 리드 스크류(30)는 상단부가 승강 플레이트(10)를 관통하여 소정의 높이로 상향 돌출되게 하고, 이 돌출된 상단부에는 스프로킷을 구비하여 모터(20)와 체인에 의해서 연결되도록 한다.

또한 승강 플레이트(10)의 직하부측 각 리드 스크류(30)의 외주면에는 동일 수평선상에 풀리(31)나 스프로킷을 구비하고, 이들 풀리(31)나 스프로킷을 벨트(32) 또는 체인으로 연결하여 일측의 리드 스크류(30)를 모터 구동에 의해 회전시키게 될 때 동시에 다른 리드 스크류(30)들도 회전하도록 한다.

벨트(32) 또는 체인으로 연결된 리드 스크류(30)들은 하단부가 지지부(40)의 상부면에 부착되게 한 홀더(41)에 스크류 결합되어 있게 되므로 모터(20)의 구동에 의해 각 리드 스크류(30)들을 회전시키게 되면 이 리드 스크류(30)들은 홀더(41)에서 회전과 동시에 승강 작용을 하게 된다.

한편 승강 플레이트(10)에 베어링 결합에 의해 고정되는 리드 스크류(30) 들중 모터(20)와 연결시킨 리드 스크류(30) 외에 다른 일측의 리드 스크류(30)도 상단부가 승강 플레이트(10)의 상부로 소정의 높이만큼 돌출되게 형성하고, 그 상부에는 리드 스크류(30)의 회전수를 카운트하여 모터 구동을 제어할 수 있도록 하는 신호를 발생시키는 엔코더(50)를 구비한다.

그리고 승강 플레이트(10)와 엔코더(50)의 사이에는 승강 플레이트(10)를 상향 관통하여 인출시킨 리드 스크류(30)의 상단부와 엔코더(50)로부터 하향 인출시킨 엔코더 축(51)을 서로 동시에 연동할 수 있도록 연결하는 커플링(60)이 구비되도록 한다.

이에 본 발명은 리드 스크류(30)와 엔코더 축(50)을 연결하는 구성을 간단히 개선시키도록 한 것으로서, 도 3 및 도 4에서와 같이 승강 플레이트(10)와 엔코더(50)의 사이에 구비되는 커플링(60)에서 하부로부터는 리드 스크류(30)의 상단부가 삽입되고, 상부로부터는 엔코더 축(51)이 삽입되도록 하되 이렇게 삽입된 리드 스크류(30)와 엔코더 축(51)의 끝단부를 커플링(60)의 외주면 일측으로부터 각각 하나 이상의 고정 스크류(70)로서 체결시켜 고정하도록 하는 것이 가장 두드러진 특징이다.

다시 말해 커플링(60)에 삽입되는 리드 스크류(30)와 엔코더 축(51)의 끝단부에는 각각 하나 이상의 관통홀을 형성하고, 커플링(60)에는 이들 관통홀과 수평으로 연통 가능하게 스크류 체결홀이 형성되도록 하여 커플링(60)에 리드 스크류(30)와 엔코더 축(51)을 끼운 상태에서 각 고정 스크류(70)를 커플링(60)의 일측에서부터 각 리드 스크류(30)와 엔코더 축(51)의 삽입 단부에 형성한 관통홀을 관통하면서 견고하게 스크류 체결시키도록 하는 것이다.

이때 커플링(60)에는 고정 스크류(70)가 스크류 체결되도록 하며, 커플링(60)에 삽입되는 리드 스크류(30)와 엔코더 축(51)에 형성한 관통홀에는 고정 스크류(70)가 단순히 긴밀하게 주면간 면접촉하면서 관통되는 구성으로 결합되게 한다.

한편 커플링(60)과 리드 스크류(30) 및 엔코더 축(51)에 형성되는 스크류 체결홀과 관통홀은 소정의 높이차를 두고 하나 이상이 축방향으로 형성되게 할 수도 있고, 축방향과는 직각의 방향으로 직경 중심을 기준으로 양측에 대칭되게 하여 형성되게 할 수도 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 작용에 대해서 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

즉 본 발명은 커플링(60)을 이용하여 리드 스크류(30)와 엔코더 축(51)을 연결하여 리드 스크류(30)의 회전력이 엔코더 축(51)에 그대로 전달되게 함으로써 엔코더(50)에서 리드 스크류(30)의 회전수를 정확히 카운트하도록 하는 것은 종전과 동일하다.

다만 본 발명에서는 커플링(60)에 결합되는 리드 스크류(30)와 엔코더 축(51)이 단순히 하나의 고정 스크류에 의해 고정되도록 하였으나 이러한 고정 스크류를 하나 이상의 복수로 체결되도록 함으로써 견고한 체결력이 유지될 수 있도록 하는 것이다.

다시 말해 리드 스크류(30)와 엔코더 축(51)의 결합 단부에는 각각 하나 이상의 관통홀이 축방향에 대해 직각의 방향으로 형성되도록 하고, 이들 리드 스크류(30)와 엔코더 축(51)이 삽입되는 커플링(60)에도 이들 리드 스크류(30)와 엔코더 축(51)에 형성한 관통홀에 연통되도록 하는 스크류 체결홀이 형성되도록 하여 각각에 고정 스크류(70)를 체결시켜 체결력이 더욱 견고하게 유지될 수 있도록 한다.

따라서 장시간 사용 중이라도 리드 스크류(30)와 엔코더 축(51)을 고정시키는 복수의 고정 스크류(70)가 동시에 손상되거나 풀려지는 일이 발생하지는 않으므로 항상 안정된 체결 상태를 유지시킬 수가 있어 엔코더(50)를 통한 리드 스크류(30)의 회전수 카운트가 정확하고 안정되게 수행될 수가 있도록 한다.

이러한 엔코더(50)에서의 정확한 리드 스크류(30)의 회전수 카운트는 공정 수행 중 전극간 간극 조정 에러로 인한 공정 오류 및 웨이퍼 불량을 미연에 방지할 수가 있도록 한다.

한편 상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다는 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다.

따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 리드 스크류(30)의 회전수를 카운트하기 위해 리드 스크류(30)의 일단과 엔코더 축(51)의 일단을 동시에 연동이 가능하게 연결하도록 구비되는 커플링(60)에서의 체결 수단을 각각에 하나 이상으로 체결되게 함으로써 체결력을 더욱 강화시켜 리드 스크류(30)의 회전력 전달이 정확하고 안정되게 수행되도록 하는 동시에 엔코더(50)에서의 회전수 카운트가 정밀해지면서 안정된 식각 공정과 제품 수율이 향상되도록 하는 매우 유용한 효과가 있다.

도 1은 일반적인 반도체 식각 장치에서의 전극간 간극 조정구조를 도시한 사시도,

도 2는 종래의 리드 스크류와 엔코더 축을 커플링에 결합시킨 구조를 도시한 측단면도,

도 3은 본 발명에 따라 커플링에 리드 스크류와 엔코더 축을 결합하는 실시예 구조를 도시한 분리 사시도,

도 4는 도 3의 결합 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 승강 플레이트 20 : 모터

30 : 리드 스크류 40 : 지지부

50 : 엔코더(encoder) 51 : 엔코더 축

60 : 커플링(coupling) 70 : 고정 스크류

Claims (5)

1. 모터의 구동에 의해서 커버 플레이트를 승강시켜 반응 챔버 내부의 전극간 간극이 조절되도록 하며, 커버 플레이트에는 상기 모터에 연동하는 다수의 리드 스크류 중 하나의 리드 스크류의 회전 수를 카운트하여 전극간 간극을 체크하는 엔코더를 구비한 반도체 식각 장치에 있어서,

   상기 엔코더의 직하부에 일체로 구비되는 커플링에서 상측으로부터 하향 삽입되는 엔코더 축 하단부와 하측으로부터 상향 삽입되는 리드 스크류의 상단부를 수평의 방향에서 각각 하나 이상의 고정 스크류를 체결하여 고정시키도록 하는 반도체 식각 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 커플링의 외주면에는 상부와 하부에 각각 하나 이상의 스크류 체결홀이 수평 방향으로 형성되도록 하는 반도체 식각 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 커플링에 삽입되는 상기 리드 스크류의 상단부와 엔코더 축의 하단부에는 각각 축방향과 직각으로 상기 고정 스크류가 지날 수 있도록 하는 관통홀을 형성한 반도체 식각 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 리드 스크류와 엔코더 축의 일단이 서로 대응되는 방향에서 각각 삽입된 상기 커플링에는 각각의 결합 단부로 축방향을 따라 하나 이상의 고정 스크류가 체결되는 반도체 식각 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 리드 스크류와 엔코더 축의 일단이 서로 대응되는 방향에서 각각 삽입된 상기 커플링에는 각각의 결합 단부로 직경의 중심을 기준으로 동일 수평선상에서 서로 대응되는 위치에 하나 이상의 고정 스크류가 체결되는 반도체 식각 장치.