KR20060114771A

KR20060114771A - 반도체소자 제조용 식각설비의 전극간 간격측정장치

Info

Publication number: KR20060114771A
Application number: KR1020050036842A
Authority: KR
Inventors: 임완택
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-05-02
Filing date: 2005-05-02
Publication date: 2006-11-08

Abstract

반도체소자 제조용 식각설비의 전극간 간격측정장치를 제공한다. 제공된 전극간 간격측정장치는 내부 중앙에 수용공간이 마련된 케이스와, 케이스의 수용공간에 삽입되어 외압에 따라 상하로 이동되는 측정툴과, 측정툴의 하면에 장착된 발광센서와 수용공간의 하부 상면에 장착된 수광센서로 구성된 감지부 및 발광센서에서 발광된 빛이 수광센서에 도달하는 시간을 측정하도록 감지부와 전기적으로 연결된 연산부로 구성된다. 따라서 제공된 간격측정장치는 감지부를 이용하여 전극간 간격을 측정함으로써, 수작업으로 인한 전극간 간격의 측정오차를 방지하여 식각공정 시 공정불량을 방지할 수 있다.

Description

반도체소자 제조용 식각설비의 전극간 간격측정장치{Device for measuring gap between electrodes of ething equipment for semiconductor manifacturing}

도 1은 본 발명에 따른 전극간 간격측정장치가 구비된 식각설비를 도시한 구성도이다.

도 2는 도 1에 도시된 간격측정장치를 도시한 사시도이다.

도 3은 도 2에 도시된 간격측정장치의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 도시한 단면도이다.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

100 : 식각설비

110 : 공정챔버

120 : 하부전극

130 : 상부전극

160 : 간격측정장치

161 : 케이스

162 : 측정툴

163 : 발광센서

164 : 수광센서

165 : 감지부

166 : 연산부

167 : 표시부

본 발명은 반도체소자를 제조하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라즈마를 생성시켜 웨이퍼를 가공하는 반도체소자 제조용 식각설비의 전극간 간격측정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체소자를 제조하기 위해서는 웨이퍼 상에 사진공정, 식각공정, 증착공정, 메탈공정 등과 같은 일련의 공정들이 반복 수행된다.

이중에서 식각공정은 크게 습식식각공정과 건식식각공정으로 나누어진다. 여기서, 건식식각공정은 밀폐된 공정챔버의 내부에 소정간격 이격 설치된 상부전극 및 하부전극에 고주파전원을 인가하여 전기장을 형성함으로써 공정챔버 내부로 공급된 공정가스를 전기장에 의해 활성화시켜 플라즈마 상태로 형성한 후 플라즈마 상태의 이온이 하부전극상에 위치한 웨이퍼를 식각하는 것이다.

한편, 건식식각설비에서는 식각공정 진행 시 공정챔버 내부의 상부전극과 하부전극 사이의 간격을 일정하게 유지하고 있다. 이처럼 전극간 간격을 일정한 수준으로 유지하는 것은 전극간 간격이 미리 설정된 값과 일치하지 않은 상태에서 공정을 진행하면 공정의 재현성이 크게 문제되어 반도체소자의 불량을 초래하는 것을 방지하기 위함이다.

그런데, 종래의 식각설비는 장시간 사용하게 되면 공정진행의 과정에서 열화되기 때문에 상부전극과 하부전극 사이의 간격이 변화되기 쉽다. 따라서, 설비의 유지보수 차원에서 정기적으로 상부전극과 하부전극의 간격을 조정하는 작업을 필요로 한다.

여기서, 상부전극과 하부전극 사이의 간격을 조정하는 과정에 대해 살펴보면, 먼저 하부전극의 상부에 간격측정장치를 안착시켜야 한다. 여기서, 간격측정장치는 원통형상의 케이스와, 이 케이스의 중앙에 삽입되어 소정 부분 돌출된 측정툴이 마련된 구조이다. 이때의 측정툴은 케이스의 내부에서 외압에 따라 상하로 움직이게 된다.

그리고, 상부전극을 상부전극 높낮이조절장치를 이용하여 하부전극쪽으로 하강시키면, 하부전극의 상부에 안착된 간격측정장치의 측정툴은 상부전극의 하면과 밀착되어 케이스의 내부로 들어가게 된다.

이어서, 측정툴이 케이스의 내부로 들어간 간격측정장치를 하부전극에서 이탈시키고 작업자가 이 간격측정장치의 길이를 버니어 캘리퍼스로 측정하면, 상부전극과 하부전극의 간격의 거리가 측정되는 것이다. 이때, 버니어 캘리퍼스로 측정된 결과값과 설정된 상부전극과 하부전극 사이의 간격이 일치하면 정확한 전극간 간격이 조정되는 것이다.

그러나, 간격측정장치의 길이를 측정하는 과정에서 사용되는 버니어 캘리퍼스는 작업자마다 가하는 힘이 다르기 때분에 측정오차가 발생할 수 있다. 따라서, 종래의 버니어 캘리퍼스를 사용하여 전극간 간격을 측정하는 것은 신뢰도가 떨어지 며, 이 전극간 간격의 측정오차로 인해 식각공정을 수행함에 있어서 공정불량이 발생되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로서, 본 발명의 목적은 상부전극과 하부전극 사이의 간격을 정확하게 측정하여 식각공정을 수행함으로써 공정불량을 방지하는 반도체소자 제조용 식각장치의 전극간 간격측정장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 식각설비의 전극간 간격측정장치는 내부 중앙에 수용공간이 마련된 케이스와, 케이스의 수용공간에 삽입되어 외압에 따라 상하로 이동되는 측정툴과, 측정툴의 하면에 장착된 발광센서와 수용공간의 하부 상면에 장착된 수광센서로 구성된 감지부 및 발광센서에서 발광된 빛이 수광센서에 도달하는 시간을 측정하도록 감지부와 전기적으로 연결된 연산부를 포함한다.

그리고 케이스의 외면에는 연산부에서 측정된 결과값을 표시할 수 있도록 표시부가 마련된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 식각설비의 전극간 간격측정장치에 대해 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 전극간 간격측정장치가 구비된 반도체소자 제조용 식각설비를 도시한 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 간격측정장치를 도시한 사시도 이고, 도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 도시한 단면도이다.

먼저 도 1을 참조하면, 반도체소자 제조용 식각설비에는 플라즈마를 이용한 공정이 수행되는 공정챔버(110)가 마련된다. 여기서 공정챔버(110)의 내부에는 웨이퍼가 안착되는 하부전극(120)이 마련되며, 이 하부전극(120)과 마주보며 상부로 소정간격 이격된 위치에는 상부전극(130)이 마련된다.

한편, 식각공정이 반복되는 과정에서 상부전극(130)과 하부전극(120)의 간격을 조정하기 위해서는 하부전극(120)의 상부에 간격측정장치(160)가 안착되어 전극간 간격을 측정해야 한다.

여기서, 도 2 및 도 3을 참조하여 간격측정장치에 대해 살펴보면, 간격측정장치(160)는 중앙에 수용공간(171)이 마련되는 원통형상의 케이스(161)와, 케이스(161)의 수용공간(171)에 삽입되어 외압에 따라 상하로 이동가능한 측정툴(162)을 포함한다.

이때, 케이스(161)에는 측정툴(162)의 움직임에 따라 간격측정장치(160)의 높이를 측정할 수 있도록 감지부(165)가 장착된다. 이때, 감지부(165)는 측정툴(162)의 하부에 장착되는 발광센서(163)와 케이스(161)에 형성된 수용공간(171)의 바닥에 장착되는 수광센서(164)로 이루어진다. 이때의 발광센서(163)와 수광센서(164)는 연산부(166)와 전기적으로 연결되며, 연산부(166)는 발광센서(163)에서 빛이 발광된 시간과 수광센서(164)에서 빛이 수광된 시간을 계산하여 간격측정장치(160)의 높이를 측정한다.

또한, 케이스(161)의 외면에는 표시부(167)가 장착되며, 이 표시부(167)는 연산부(166)와 전기적으로 연결되어 연산부(166)에서 측정된 값을 표시하게 된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 식각설비의 전극간 간격측정장치의 작용 및 효과에 대해 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상부전극과 하부전극 사이의 간격을 조정하기 위해서는 하부전극(120)의 상부에 간격측정장치(160)를 안착시킨다. 그리고 상부전극 높낮이조절장치(미도시)를 이용하여 상부전극(130)을 하부전극(120)쪽으로 하강시키면 이 상부전극(130)의 하면은 간격측정장치(160)의 측정툴(162)에 밀착된다.

이때, 상부전극(130)의 하면이 측정툴(162)의 상면에 밀착됨과 동시에 측정툴(162)에 마련된 발광센서(163)에서 빛이 발광되고 이 발광된 빛은 케이스(161)의 수용공간(171)에 마련된 수광센서(164)에서 수광된다. 이 과정에서 발광센서(163)와 수광센서(164)는 빛의 발광과 수광됨과 동시에 연산부(166)로 전기신호를 전달하고 전기신호를 전달받은 연산부(166)는 발광센서(163)로부터 수광센서(164)로 빛이 전달되는 시간을 측정하여 측정툴(162)의 이동거리를 측정하게 된다. 여기서 연산부(166)에서 측정된 측정툴(162)의 이동거리와 기존 측정툴(162)의 높이를 합산하면 상부전극(130)과 하부전극(120) 사이의 간격을 측정할 수 있게 되는 것이다.

이와 동시에 연산부(166)에서 측정된 전극간 사이의 간격은 케이스(161)의 외면에 장착된 표시부(167)로 전달되고, 작업자는 이 표시부(167)를 읽음으로써 실시간으로 상부전극(130)과 하부전극(120) 사이의 간격을 인식하게 된다.

이후, 작업자는 표시부(167)에 표시된 값을 통해 상부전극 높낮이조절장치(미도시)를 이용하여 정확한 전극간 간격을 조정하게 된다.

한편, 본 발명은 도시된 도면을 참고로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 실시예 이외의 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범의 범위와 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 식각설비의 전극간 간격측정장치는 감지부를 이용하여 전극간 간격을 측정함으로써, 수작업으로 인한 전극간 간격의 측정오차를 방지하여 식각공정 시 공정불량을 방지하는 효과가 있다.

Claims

내부 중앙에 수용공간이 마련된 케이스;

상기 케이스의 상기 수용공간에 삽입되어 외압에 따라 상하로 이동되는 측정툴;

상기 측정툴의 하면에 장착된 발광센서와 상기 수용공간의 하부 상면에 장착된 수광센서가 구성된 감지부; 및

상기 발광센서에서 발광된 빛이 상기 수광센서에 도달하는 시간을 측정하도록 상기 감지부와 전기적으로 연결된 연산부를 포함하는 반도체소자 제조용 식각설비의 전극간 간격측정장치.
제 1항에 있어서,

상기 케이스의 외면에는 상기 연산부에서 측정된 결과값을 표시할 수 있도록 표시부가 마련된 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조용 식각설비의 전극간 간격측정장치.