KR100278180B1 - A method of forming an insulating film provided in an electrostatic chuck assembly and an electrostatic chuck assembly of a semiconductor device etching facility and a method of manufacturing the electrostatic chuck assembly - Google Patents
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Abstract
본 발명은 식각설비의 정전척이 공정시 플라즈마 상태의 공정 가스로부터 노출되어 식각에 의한 손상을 방지하도록 정전척을 커버하여 보호하도록 하는 반도체장치 식각설비의 정전척 조립체와 정전척 조립체에 설치되는 절연막 형성 방법 및 정전척 조립체의 제작 방법에 관한 것이다.The present invention is an insulating film installed in the electrostatic chuck assembly and the electrostatic chuck assembly of the semiconductor device etching equipment to cover and protect the electrostatic chuck so that the electrostatic chuck of the etching equipment is exposed from the process gas in the plasma state during the process to prevent damage by etching. A method of forming and fabricating an electrostatic chuck assembly.
본 발명에 따른 반도체장치 식각설비의 정전척 조립체의 특징은, 알루미늄 합금 재질로 중심 부위가 계단 형상으로 굴곡되어 돌출 형성되고, 외측 표면에 애노다이징 처리된 하측 전극판과; 상기 하측 전극판과 절연되어 관통 설치되는 전극단자와 상기 하측 전극판의 상면에 접착되어 상기 전극단자와 접속되는 전극필름으로 구성된 정전척; 및 상기 하측 전극판의 외측 부위를 커버하는 절연막;을 포함한 구성으로 이루어진다.The electrostatic chuck assembly of the etching apparatus of the semiconductor device according to the present invention includes an aluminum alloy material, a lower electrode plate having a center portion bent to protrude in a step shape, and anodized on an outer surface thereof; An electrostatic chuck composed of an electrode terminal insulated from the lower electrode plate and installed therethrough and an electrode film adhered to an upper surface of the lower electrode plate and connected to the electrode terminal; And an insulating film covering an outer portion of the lower electrode plate.
따라서, 본 발명에 의하면, 하측 전극판의 외측 형상에 대응하는 절연막으로 하측 전극판의 외측 부위를 커버하게 됨에 따라 하측 전극판이 플라즈마 상태의 공정 가스로부터 노출되지 않아 아킹 현상이 방지되고, 또 파티클 생성이 방지되며, 이에 따라 공정 불량을 방지하게 되며, 고가인 하측 전극판을 포함한 식각설비의 수명이 연장되는 경제적인 이점이 있다.Therefore, according to the present invention, the outer electrode portion of the lower electrode plate is covered with an insulating film corresponding to the outer shape of the lower electrode plate, so that the lower electrode plate is not exposed from the process gas in the plasma state, thereby preventing arcing and generating particles. This is prevented, thereby preventing a process failure, there is an economic advantage that the life of the etching equipment including the expensive lower electrode plate is extended.
Description
본 발명은 반도체장치 식각설비의 정전척 조립체와 정전척 조립체에 설치되는 절연막 형성 방법 및 정전척 조립체의 제작 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 식각설비의 정전척이 공정시 플라즈마 상태의 공정 가스로부터 노출되어 식각에 의한 손상을 방지하도록 정전척을 커버하여 보호하도록 하는 반도체장치 식각설비의 정전척 조립체와 정전척 조립체에 설치되는 절연막 형성 방법 및 정전척 조립체의 제작 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic chuck assembly of a semiconductor device etching facility, an insulating film forming method installed in an electrostatic chuck assembly, and a manufacturing method of an electrostatic chuck assembly. The present invention relates to an electrostatic chuck assembly of a semiconductor device etching facility and an insulating film formed on the electrostatic chuck assembly to cover and protect the electrostatic chuck so as to prevent damage due to etching.
통상적으로 반도체장치는, 웨이퍼에 사진, 확산, 식각, 화학기상증착 및 금속막증착 등의 공정을 수행함으로써 요구되는 제작되는 극히 정교한 장치로서, 이들 공정 중 빈번히 수행되는 공정의 하나로 식각 공정이 있다.In general, a semiconductor device is an extremely sophisticated device that is manufactured by performing a process such as photographing, diffusion, etching, chemical vapor deposition, and metal film deposition on a wafer, and one of these processes is an etching process.
이러한 식각 공정은, 밀폐되어 진공압 상태를 이루는 챔버 내부에 웨이퍼를 위치시키고, 이 웨이퍼에 대향하여 요구되는 공정 가스를 투입함과 동시에 RF(radio frequency) 파워를 인가함으로써 플라즈마 상태의 공정 가스로 하여금 웨이퍼 상의 불필요한 부위를 식각 제거하도록 하는 공정이다.This etching process causes the process gas in a plasma state to be placed by placing a wafer inside a chamber that is closed and in a vacuum state, applying a required process gas to the wafer and applying RF (radio frequency) power. It is a process to etch away unnecessary parts on the wafer.
여기서, 상술한 공정 가스에 의한 식각은 특정 방향성을 갖고 있으며, 이에 대응하는 웨이퍼는 정확한 위치에 고정된 상태를 유지시키기 위한 척이 요구된다.Here, the etching by the above-described process gas has a specific direction, and the corresponding wafer is required for the chuck to maintain the fixed position at the correct position.
이렇게 웨이퍼를 고정하는 종래의 척은, 웨이퍼 에지 부위를 기계적으로 압착 고정하는 방식으로서, 계속적인 공정 수행시 웨이퍼의 무빙 재현성이 부족하고, 웨이퍼 에지 부위가 척에 의해 약 2∼3㎜ 정도의 범위를 커버함에 따라 수율이 저하되며, 또 웨이퍼의 휨 현상과 척에 의한 그림자 효과(shadow effect) 등이 발생된다.The conventional chuck for fixing the wafer is a method of mechanically pressing and fixing the wafer edge portion, and the moving reproducibility of the wafer is insufficient during continuous processing, and the wafer edge portion is in the range of about 2 to 3 mm by the chuck. The yield decreases as a result of covering the wafer, and warpage of the wafer and a shadow effect caused by the chuck occur.
그리고, 웨이퍼의 온도 제어의 균일성 및 재현성이 부족하고, 기계적 구성에 의한 파티클의 발생 위험이 있으며, 웨이퍼 에지 부위의 패턴이 리프팅되는 등 많은 문제점을 갖고 있었다.In addition, there is a problem that the uniformity and reproducibility of temperature control of the wafer are insufficient, there is a risk of generation of particles due to the mechanical configuration, and the pattern of the wafer edge portion is lifted.
상술한 바와 같이, 기계적인 척의 복합적인 문제점을 개선하기 위한 방법으로 커패시턴스(capacitance)와 전압을 이용하여 웨이퍼를 흡착 고정하는 정전척(ESC: electro static chuck)이 개발되었고, 이러한 정전척(20)을 포함한 정전척 조립체(10)의 구성에 관련한 종래 기술을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.As described above, an electrostatic chuck (ESC) for adsorbing and fixing a wafer by using capacitance and voltage has been developed as a method for improving the complex problems of the mechanical chuck, and such an electrostatic chuck 20 has been developed. The prior art related to the configuration of the electrostatic chuck assembly 10 including the above will be described with reference to the accompanying drawings.
식각 챔버의 하부에 설치되어 RF 파워가 인가되는 하측 전극판(12)은, 통상 알루미늄 알루미늄 합금 재질의 것으로 중심 부위가 계단 형식으로 돌출된 형상을 이룬다.The lower electrode plate 12, which is installed at the lower portion of the etching chamber and to which RF power is applied, is usually made of aluminum aluminum alloy, and forms a shape in which the center portion protrudes in a step shape.
이러한 하측 전극판(12)의 외측 표면에는 통상 공정 가스에 의한 식각 반응을 방지하기 위한 애노다이징(anodizing) 처리된 코팅막이 형성되고, 이 하측 전극판(12)의 중심부 소정 위치에는 웨이퍼를 흡착 고정하기 위한 정전척(20)이 설치됨으로써 정전척 조립체(10)로 구성된다.An anodized coating film is usually formed on the outer surface of the lower electrode plate 12 to prevent an etching reaction by a process gas, and the wafer is adsorbed at a predetermined position in the center of the lower electrode plate 12. The electrostatic chuck 20 for fixing is installed to constitute the electrostatic chuck assembly 10.
여기서, 상술한 정전척(20)의 구성은, 도1a에 도시된 바와 같이, 하측 전극판(12)의 소정 부위를 관통 설치되어 하측 전극판(12)과 상호 절연되는 전극단자(22)와 하측 전극판(12)의 상측으로부터 접착필름(24)으로 접착되어 상술한 전극단자(22)와 접속되는 전극필름(26)으로 구성된다.Here, the configuration of the electrostatic chuck 20 described above, as shown in Figure 1a, the electrode terminal 22 is installed through a predetermined portion of the lower electrode plate 12 and insulated from the lower electrode plate 12, and It consists of the electrode film 26 bonded by the adhesive film 24 from the upper side of the lower electrode plate 12, and connected with the electrode terminal 22 mentioned above.
또한, 상술한 전극필름(26)의 구성은, 도1c에 도시된 바와 같이, 상· 하층에 폴리이미드 재질이 함유된 절연성필름(28a, 28b)이 위치되고, 이들 절연성필름(28a, 28b) 사이에 금속 박막이 형성된 도전성필름(30)과 이 도전성필름(30)을 하층 절연성필름(28b)에 접착시키기 위한 접착필름(32)이 적층 위치되며, 이들 각 필름(28a, 28b, 30, 32)이 열 압착으로 접합됨으로써 전극필름(26)으로 구성된다.In addition, in the above-described configuration of the electrode film 26, as shown in Fig. 1C, insulating films 28a and 28b containing polyimide materials are positioned on the upper and lower layers, and these insulating films 28a and 28b are positioned. A conductive film 30 having a metal thin film formed therebetween and an adhesive film 32 for adhering the conductive film 30 to the lower insulating film 28b are stacked, and each of these films 28a, 28b, 30, 32 is laminated. ) Is bonded by thermocompression bonding to constitute an electrode film 26.
또한, 상술한 하층 절연성필름(28b)과 이에 접합되는 접착필름(32)의 소정 위치에는, 전극단자(22)의 돌출 부위가 삽입 가능한 구멍이 형성되고, 또 상술한 전극필름(26)을 하측 전극판(12)의 상면에 접착시키기 위한 접착필름(24) 상에도 상기 전극단자(22)의 돌출 부위에 대응하는 구멍이 형성된다.In addition, at a predetermined position of the lower insulating film 28b and the adhesive film 32 bonded thereto, a hole into which the protruding portion of the electrode terminal 22 can be inserted is formed, and the electrode film 26 described above is lowered. A hole corresponding to the protruding portion of the electrode terminal 22 is also formed on the adhesive film 24 for adhering to the upper surface of the electrode plate 12.
그리고, 이들 전극단자(22)와 전극필름(26)의 접속 관계는, 전극단자(22)의 돌출 부위가 전극필름(26)을 구성하는 도전성필름(30)과 접속되는 것이고, 상술한 구성의 정전척(20)과 하측 전극판(12)이 다른 접착필름(24)으로 접착 결합됨으로써 정전척 조립체(10)로 구성되는 것이다.The connection relationship between the electrode terminal 22 and the electrode film 26 is that the protruding portion of the electrode terminal 22 is connected to the conductive film 30 constituting the electrode film 26. The electrostatic chuck 20 and the lower electrode plate 12 are composed of the electrostatic chuck assembly 10 by adhesively bonding with another adhesive film 24.
따라서, 정전척 조립체(10)는, 애노다이징 코팅막이 형성된 하측 전극판(12)에 전극단자(22)가 관통 설치되고, 이 하측 전극판(12)의 상측면에 전극필름(20)이 접착필름(24)으로 접착되어 전극단자(22)와 전극필름(26)이 접속된 구성으로 이루어진다.Accordingly, in the electrostatic chuck assembly 10, the electrode terminal 22 penetrates the lower electrode plate 12 on which the anodizing coating film is formed, and the electrode film 20 is disposed on the upper side of the lower electrode plate 12. The electrode terminal 22 and the electrode film 26 are bonded to each other by an adhesive film 24.
이러한 구성에 있어서, 전극단자(22)를 통해 전원이 인가되면, 웨이퍼는 정전척(20)에 형성되는 커패시턴스에 의해 상층의 절연성필름(28a, 28b) 표면에 밀착 고정되고, 이어서 식각 챔버 내부에 공정 가스가 투입되어 상· 하측 전극판에 RF 파워가 인가됨으로써 식각 공정을 수행하게 된다.In this configuration, when power is applied through the electrode terminal 22, the wafer is tightly fixed to the surface of the insulating films 28a and 28b by the capacitance formed in the electrostatic chuck 20, and then inside the etching chamber. The process gas is input to apply the RF power to the upper and lower electrode plates to perform the etching process.
그러나, 상술한 정전척 조립체의 구성에 의하면, 중심 부위가 계단 형상으로 굴곡되어 돌출 형성된 하측 전극판의 상측면에 웨이퍼를 포함하여 정전척의 전극필름이 접착되는 구성으로 형성되어 있으나, 웨이퍼가 안착되는 상측면의 외측 부위는 공정 수행시 플라즈마 상태의 공정 가스에 노출되어 코팅막을 포함한 하측 전극판의 몸체가 식각되어 아킹 및 그에 따른 파티클 발생을 유발하여 불균일한 식각율을 포함한 공정 불량을 초래하는 문제가 있었다.However, according to the above-described configuration of the electrostatic chuck assembly, although the center portion is formed in a configuration in which the electrode film of the electrostatic chuck is bonded to the upper surface of the lower electrode plate which is bent and protruded in a step shape, the wafer is seated. The outer part of the upper side is exposed to the process gas in the plasma state when the process is performed, the body of the lower electrode plate including the coating film is etched, which causes arcing and particle generation, resulting in process defects including non-uniform etching rate. there was.
또한, 하측 전극판 표면의 애노다이징 코팅막은, 견고한 처리 기술에 한계가 있으며, 재현성이 어렵고, 하측 전극판 몸체의 제한적인 재생 회수에 의해 그 수명이 단축되어 비경제적인 문제가 있었다.In addition, the anodizing coating film on the lower electrode plate surface has a limitation in robust processing technology, is difficult to reproducible, and its life is shortened due to the limited number of regeneration of the lower electrode plate body, resulting in an uneconomic problem.
그리고, 아킹 현상은, 상술한 바와 같이, 하측 전극판의 수명을 단축시킬 뿐 아니라 다른 식각 설비의 수명을 단축시키는 비경제적인 문제가 있었다.As described above, the arcing phenomenon not only shortens the life of the lower electrode plate, but also has an uneconomical problem of shortening the life of other etching facilities.
본 발명의 목적은, 플라즈마 상태의 공정 가스로부터 하측 전극판의 웨이퍼 외측 부위가 노출되지 않도록 하여 아킹 현상을 방지하도록 하고, 그에 따른 파티클 생성과 공정 불량을 방지하도록 하며, 고가인 하측 전극판의 재현성 향상을 통한 재사용이 용이하도록 하여 하측 전극판을 포함한 식각설비의 수명을 연장시켜 비용을 절감하도록 하는 반도체장치 식각설비의 정전척 조립체와 정전척 조립체에 설치되는 절연막 형성 방법 및 정전척 조립체의 제작 방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to prevent the arcing phenomenon by preventing the outer portion of the wafer of the lower electrode plate from being exposed to the process gas in the plasma state, to prevent particle generation and process defects accordingly, and to reproduce the expensive lower electrode plate The method of forming an insulating film installed in the electrostatic chuck assembly and the electrostatic chuck assembly of the semiconductor device etching equipment to reduce the cost by extending the life of the etching equipment including the lower electrode plate to facilitate reuse through improvement, and the manufacturing method of the electrostatic chuck assembly. In providing.
도1a 내지 도1c는 종래 종래의 정전척 조립체의 구성 및 그 제작 과정을 개략적으로 나타낸 단면도이다.1A to 1C are cross-sectional views schematically showing a configuration of a conventional electrostatic chuck assembly and a manufacturing process thereof.
도2a 내지 도2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척 조립체의 구성 및 그 제작 과정을 개략적으로 나타낸 단면도이다.2A to 2D are cross-sectional views schematically illustrating a configuration of an electrostatic chuck assembly and a manufacturing process thereof according to an embodiment of the present invention.
도3a 내지 도3c는 도2에 도시된 폴리이미드 필름의 성형 과정을 개략적으로 나타낸 단면도이다.3A to 3C are cross-sectional views schematically illustrating a molding process of the polyimide film shown in FIG. 2.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of codes for main parts of drawing
10, 50: 정전척 조립체 12: 하측 전극판10, 50: electrostatic chuck assembly 12: lower electrode plate
20, 60: 정전척 22: 전극단자20, 60: electrostatic chuck 22: electrode terminal
24, 32, 52: 접착필름 26: 전극필름24, 32, 52: adhesive film 26: electrode film
28a, 28b: 절연성필름 30: 도전성필름28a, 28b: insulating film 30: conductive film
40a, 40b: 절연막 42: 금형40a, 40b: insulating film 42: mold
44: 내측 지그 46: 외측 지그44: inner jig 46: outer jig
48: 램프48: lamp
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체장치 식각설비의 정전척 조립체는, 알루미늄 합금 재질로 중심 부위가 계단 형상으로 굴곡되어 돌출 형성되고, 외측 표면에 애노다이징 처리된 하측 전극판과; 상기 하측 전극판과 절연되어 관통 설치되는 전극단자와 상기 하측 전극판의 상면에 접착되어 상기 전극단자와 접속되는 전극필름으로 구성된 정전척; 및 상기 하측 전극판의 외측 부위를 커버하는 절연막;을 포함한 구성으로 이루어진다.The electrostatic chuck assembly of the semiconductor device etching apparatus according to the present invention for achieving the above object, the lower electrode plate is an aluminum alloy material, the center portion is bent in a step shape and protruding, anodized on the outer surface; An electrostatic chuck composed of an electrode terminal insulated from the lower electrode plate and installed therethrough and an electrode film adhered to an upper surface of the lower electrode plate and connected to the electrode terminal; And an insulating film covering an outer portion of the lower electrode plate.
또한, 상기 절연막은, 돌출된 상기 하측 전극판의 상면에 접착필름으로 접착되고, 다른 외측 부위는 열 압착으로 균일한 평탄도로 압착되며, 상기 전극단자의 돌출된 부위에 대응하는 구멍이 형성되어 그 상측으로 다른 접착필름에 의해 상기 전극필름이 접착되는 구성으로 형성함이 바람직하다.In addition, the insulating film is adhered to the upper surface of the protruding lower electrode plate by an adhesive film, the other outer portion is compressed to uniform flatness by thermal compression, and a hole corresponding to the protruding portion of the electrode terminal is formed. It is preferable to form a configuration in which the electrode film is bonded by the other adhesive film upwards.
그리고, 상기 절연막은, 폴리이미드 재질이 함유된 합성수지 재질로 구성함이 바람직하다.The insulating film is preferably made of a synthetic resin material containing a polyimide material.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 정전척 조립체를 구성하는 절연막의 형성 방법은, 절연막 소재의 양측으로 압력이 가변 가능한 챔버를 구성하고, 상기 절연막 소재의 일측에 계단 형상으로 굴곡 돌출된 하측 전극판 형상에 대응하는 금형을 상기 절연막 소재에 대향하여 전· 후진 가능하게 설치하고, 상기 절연막 소재의 다른 일측으로 상기 금형의 굴곡된 대향면에 대응하는 내· 외측 지그를 각각 전· 후진 가능하게 설치하며, 상기 내· 외측 지그의 후방에 열원을 공급하기 위한 램프를 구비한 상태에서, 상기 금형이 위치된 일측에 진공압을 형성함과 동시에 상기 내· 외측 지그가 위치된 상대측에 상압 이상의 압력 상태를 형성하며 상기 금형을 상기 절연막 소재에 대향하는 방향으로 구동시키는 단계와; 램프로 하여금 상기 절연막 소재를 가열함과 동시에 상기 금형의 굴곡된 대향면에 근접 이동하도록 내측 지그와 외측 지그를 순차적으로 구동시키는 단계와; 상기 내· 외측 지그를 상기 금형으로부터 이격 위치시킨 후 램프에 의한 온도를 조절과 상기 금형측의 진공압으로 변형된 상기 절연막 소재를 상기 금형에 대응하도록 수축 시키는 단계와; 상기 램프에 의한 온도 조절과 동시에 상기 내· 외측 지그를 상기 금형에 대향하도록 구동시켜 상기 절연막 소재의 주름진 부위를 다듬으며 상기 절연막 소재로 하여금 상기 금형의 전면에 밀착된 형상으로 형성하는 단계; 및 상기 내· 외측 지그를 이격시킨 후 상기 금형측의 압력을 부가하여 상기 절연막 소재를 분리시키는 단계;를 포함하여 이루어진다.On the other hand, the method for forming an insulating film constituting the electrostatic chuck assembly of the present invention for achieving the above object, comprises a chamber in which the pressure is variable to both sides of the insulating film material, the lower side bent protruding stepwise on one side of the insulating film material A mold corresponding to the shape of the electrode plate is installed to be able to move forward and backward to face the insulating film material, and the inner and outer jig corresponding to the curved opposing surface of the mold can be moved forward and backward to the other side of the insulating film material. And having a lamp for supplying a heat source to the rear of the inner and outer jig, while forming a vacuum pressure at one side where the mold is located, and at a pressure higher than or equal to the normal pressure at the other side where the inner and outer jig is located. Forming a state and driving the mold in a direction opposite to the insulating film material; Sequentially driving an inner jig and an outer jig to cause a lamp to heat up the insulating material and move close to the curved opposite surface of the mold; Placing the inner and outer jig away from the mold and shrinking the insulating film material deformed by the vacuum pressure on the mold side to correspond to the mold by controlling a temperature by a lamp; Driving the inner and outer jigs to face the mold at the same time as the temperature is controlled by the lamp to trim the wrinkled portion of the insulating material and to form the insulating material in a shape in close contact with the entire surface of the mold; And separating the insulation material by applying pressure on the mold side after the inner and outer jig are spaced apart.
또한, 상기 내· 외측 지그의 외측 부위를 커버하고, 상기 하측 전극판의 가장자리에 대응하는 링 형상의 커터를 설치하고, 상기 절연막 소재가 상기 금형의 밀착된 형상으로 형성하는 단계 이후에 상기 절연막 소재의 가장자리 부위를 상기 하측 전극판에 대응하는 형상으로 절단하는 단계;를 더 구비함이 바람직하다.In addition, after the step of covering the outer portion of the inner and outer jig, installing a ring-shaped cutter corresponding to the edge of the lower electrode plate, and forming the insulating film material in a close shape of the mold, the insulating film material Cutting an edge portion of the shape into a shape corresponding to the lower electrode plate;
그리고, 상기 금형으로부터 분리된 상기 절연막 소재의 소정 부위에 상기 하측 전극판에 설치되는 전극단자에 대응하는 구멍을 형성하는 단계;를 더 구비함이 바람직하다.And forming a hole corresponding to an electrode terminal provided in the lower electrode plate at a predetermined portion of the insulating film material separated from the mold.
또한, 상기 램프는 자외선을 공급하는 할로겐 램프로 구성함이 바람직하다.In addition, the lamp is preferably composed of a halogen lamp for supplying ultraviolet light.
그리고, 상기 램프에 의한 온도 조절은 점차적으로 온도를 상승시켜 상기 절연막 소재의 성질에 따른 열적 변형을 유도하여 형성함이 효과적이다.In addition, the temperature control by the lamp is effective to gradually increase the temperature to induce thermal deformation according to the properties of the insulating material.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체장치 식각설비의 정전척 조립체의 제작 방법은, 애노다이징 코팅막이 형성된 하측 전극판을 관통하여 상호 절연되도록 전극단자를 설치하는 단계와; 상기 하측 전극판의 상면에 접착필름을 이용하여 상기 하측 전극판의 외측 부위를 커버하는 형상의 절연막을 접착시키는 단계; 및 상기 절연막 상측으로 상기 전극단자에 접속되도록 전극필름을 접착시키는 단계;를 포함하여 이루어진다.On the other hand, the manufacturing method of the electrostatic chuck assembly of the semiconductor device etching facility according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, the step of installing the electrode terminal to be insulated from each other through the lower electrode plate on which the anodizing coating film is formed; Wow; Bonding an insulating film covering an outer portion of the lower electrode plate by using an adhesive film on an upper surface of the lower electrode plate; And adhering an electrode film to be connected to the electrode terminal above the insulating film.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체장치 식각설비의 정전척 조립체의 제작 방법은, 애노다이징 코팅막이 형성된 하측 전극판을 관통하여 상호 절연되도록 전극단자를 설치하는 단계와; 상기 하측 전극판의 상면에 접착필름으로 상기 전극단자에 접속되도록 전극필름을 접착시키는 단계; 및 상기 상기 전극필름에 접착필름으로 상기 전극필름을 포함한 상기 하측 전극판의 외측 부위를 커버하는 형상의 절연막을 설치하는 단계;를 포함하여 이루어진다.On the other hand, the manufacturing method of the electrostatic chuck assembly of the semiconductor device etching apparatus according to another embodiment of the present invention for achieving the above object, the step of installing the electrode terminal to be insulated from each other through the lower electrode plate on which the anodizing coating film is formed; Wow; Bonding an electrode film to an upper surface of the lower electrode plate to be connected to the electrode terminal with an adhesive film; And installing an insulating film on the electrode film to cover an outer portion of the lower electrode plate including the electrode film with an adhesive film.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체장치 제조용 식각설비의 전극판 조립체에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, an electrode plate assembly of an etching apparatus for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도2a 내지 도2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극판 조립체를 구성하는 절연막의 형성 과정을 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도3a 내지 도3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극판 조립체의 조립 과정을 개략적으로 나타낸 단면도로서, 종래와 동일한 부분에 대하여 동일한 부호를 부여하고, 그에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.2A to 2D are cross-sectional views schematically illustrating a process of forming an insulating film constituting an electrode plate assembly according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3A to 3C are assembled to an electrode plate assembly according to an embodiment of the present invention. As a schematic cross-sectional view of the process, the same reference numerals are given to the same parts as in the related art, and detailed description thereof will be omitted.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체장치 식각설비의 전극판 조립체(50)를 구성하는 절연막 제작 과정은, 도2a에 도시된 바와 같이, 폴리이미드 재질이 함유된 합성수지 재질의 서정 면적을 갖는 절연막(40a) 소재를 고정하고, 이 절연막(40a) 소재의 양측으로 압력을 가변시키도록 형성된 챔버(도면의 단순화를 위하여 생략함)가 구성되고, 이 챔버의 상측 즉, 절연막(40a) 소재의 일측에 요구되는 하측 전극판(12)에 대응하는 계단 형상으로 굴곡 돌출된 형상의 금형(42)이 절연막(40a) 소재를 대향하여 전· 후진 가능하게 설치된다.According to an embodiment of the present invention, an insulating film constituting the electrode plate assembly 50 of the etching apparatus of the semiconductor device may include an insulating film having a lyric area of a synthetic resin material containing polyimide material, as shown in FIG. 2A. 40a) A chamber (not shown for the sake of simplicity of the drawing) formed so as to fix the material and vary the pressure to both sides of the insulating film 40a material is formed, that is, one side of the insulating film 40a material A mold 42 having a stepped shape projecting in a step shape corresponding to the required lower electrode plate 12 is provided so as to be capable of moving forward and backward facing the insulating film 40a.
또한, 절연막(40a) 소재의 상대측 부위에는, 상술한 금형(42)의 굴곡된 각 대향면에 대응하는 소정의 링 형상의 내· 외측 지그(44, 46)가 각각에 대향하여 전· 후진 가능하게 설치되고, 이들 내· 외측 지그(44, 46)가 위치되는 후방 소정 위치에는 열원을 공급하여 절연막(40a) 소재의 열팽창 온도를 조절하기 위한 램프(48)가 설치된다.In addition, the ring-shaped inner and outer jig 44, 46 corresponding to each of the curved opposing surfaces of the mold 42 described above can be moved forward and backward on the opposite side of the material of the insulating film 40a. And a lamp 48 for supplying a heat source to control the thermal expansion temperature of the insulating film 40a at a rear predetermined position where these inner and outer jigs 44 and 46 are located.
이러한 구성에 있어서, 금형(42)이 위치된 일측 부위에 소정의 진공압을 형성함과 동시에 상대측 부위에 상압 이상의 압력 상태를 형성하고, 상술한 금형(42)을 절연막(40a) 소재에 대향하는 방향으로 구동시킨다.In such a configuration, a predetermined vacuum pressure is formed on one side where the mold 42 is located, a pressure state equal to or greater than normal pressure is formed on the counterpart side, and the mold 42 described above is opposed to the insulating film 40a material. Drive in the direction.
이때 램프(48)는 절연막(40a) 소재의 전면에 대향하여 소정 온도의 빛을 제공함으로써 절연막(40a) 소재를 열변형 가능한 상태로 형성하고, 동시에 금형(42)의 굴곡된 각 대향면에 대향하여 내측 지그(44)와 외측 지그(46)를 순차적으로 근접 이동시킴으로써 절연막(40a) 소재가 금형(42)의 표면에 밀착되도록 가압하게 된다.At this time, the lamp 48 forms light in a state capable of thermally deforming the insulating film 40a by providing light at a predetermined temperature to face the entire surface of the insulating film 40a, and at the same time, the lamp 48 By sequentially moving the inner jig 44 and the outer jig 46 toward each other, the material of the insulating film 40a is pressed against the surface of the mold 42.
상술한 내· 외측 지그(44, 46)를 다시 금형(42)으로부터 이격 위치시켜 램프(48)에 의한 온도를 조절함과 동시에 금형(42) 측 부위의 진공압을 계속적으로 제공함으로써 절연막(40a) 소재가 금형(42)의 외측 표면에 대응하여 절연막(40a) 소재의 주름진 부위가 상쇄되도록 열변형시킴과 동시에 밀착시키는 과정을 수행하게 된다.The inner and outer jigs 44 and 46 described above are again spaced apart from the mold 42 to adjust the temperature by the lamp 48 and to continuously provide the vacuum pressure at the side of the mold 42 to insulate the insulating film 40a. ) And the material is thermally deformed so as to offset the corrugated portion of the insulating film 40a corresponding to the outer surface of the mold 42 and at the same time close contact.
이후, 램프(48)를 이용하여 게속적으로 주름진 부위를 상쇄시키도록 함과 동시에 상술한 내· 외측 지그(44, 46)를 금형(42)에 대향하는 방향으로 전· 후진 구동시킴으로써 절연막(40a) 소재의 외측 표면이 균일한 평탄도를 이루도록 하며, 금형(42) 표면에 밀착시켜 요구되는 형상으로 변형시키게 된다.Subsequently, the insulator 40a is driven by using the lamp 48 to continuously offset the corrugated portion and simultaneously driving the inner and outer jigs 44 and 46 in the direction opposite to the mold 42. ) The outer surface of the material to achieve a uniform flatness, and is in close contact with the surface of the mold 42 to deform to the required shape.
이러한 과정을 통해 절연막(40a) 소재의 형상이 요구되는 형상으로 제작되면, 내· 외측 지그(44, 46)를 금형(42)으로부터 이격시키고, 금형(42)이 위치된 부위의 압력 상태를 순간적으로 상대측 압력 상태보다 높게 형성함으로써 절연막(40a) 소재를 금형(42)으로부터 분리시키게 된다.When the shape of the insulating film 40a is manufactured through such a process, the inner and outer jigs 44 and 46 are spaced apart from the mold 42, and the pressure state at the position where the mold 42 is located is instantaneously. By forming higher than the relative pressure state, the insulating film 40a material is separated from the mold 42.
여기서, 상술한 바와 같이, 절연막(40a) 소재를 분리시키기 전에 외측 지그(46)의 부위를 커버하는 링 형상으로 하측 전극판(12)의 가장자리 형상에 대응하는 커터(도면의 단순화를 위하여 생략함)를 더 구비하여 금형(42)에 대향하여 절단하는 과정을 더 구비할 수 있다.Here, as described above, the cutter corresponding to the edge shape of the lower electrode plate 12 in a ring shape covering the portion of the outer jig 46 before separating the material of the insulating film 40a (omitted for simplification of the drawing). ) May further include a step of cutting the mold 42 to face the mold 42.
또한, 상술한 과정을 통해 금형(42)으로부터 분리된 절연막(40a) 소재의 소정 부위에는, 필요시 하측 전극판(12)에 설치되는 전극단자(22)에 돌출 부위에 대응하는 구멍을 통상의 방법으로 형성시키는 과정을 더 구비할 수 있다.In addition, in a predetermined portion of the insulating film 40a material separated from the mold 42 through the above-described process, a hole corresponding to the protruding portion is formed in the electrode terminal 22 provided on the lower electrode plate 12, if necessary. It may further comprise a step of forming by a method.
그리고, 상술한 램프(48)는, 폴리이미드 재질이 함유된 합성수지 재질의 절연막(40a) 소재에 대응하여 열변형이 용이한 자외선을 제공하는 할로겐 램프로 구성되고, 이 램프(48)에 의한 온도 조절 관계는, 절연막(40a) 소재의 재질에 대응하여 열변형에 의한 주름 상쇄 효과와 수축 효과를 높이는 구성으로 조절함이 바람직하지만 폴리이미드 재질이 합성된 합성수지 재질의 특성에 대응하여 점차적으로 온도를 상승시키는 방향으로 조절토록 함이 바람직하다.In addition, the lamp 48 described above is composed of a halogen lamp that provides ultraviolet rays that are easily thermally deformed corresponding to the material of the insulating film 40a made of a synthetic resin containing a polyimide material, and the temperature of the lamp 48 The control relationship is preferably controlled to increase the anti-wrinkle effect and shrinkage effect due to heat deformation in response to the material of the insulating film 40a, but gradually adjusts the temperature in response to the characteristics of the synthetic resin material in which the polyimide material is synthesized. It is preferable to adjust in the upward direction.
한편, 상술한 과정을 통해 제작된 절연막(40b)을 포함한 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척 조립체(50)의 구성은, 도3a에 도시된 바와 같이, 알루미늄 합금 재질로 중심 부위가 계단 형상으로 굴곡되어 돌출 형성된 하측 전극판(12)이 있고, 이 하측 전극판(12)의 외측 표면에는 식각을 방지하기 위한 애노다이징 처리된 코팅막이 형성된다.On the other hand, the configuration of the electrostatic chuck assembly 50 according to an embodiment of the present invention including the insulating film 40b prepared through the above-described process, as shown in Figure 3a, the center portion of the aluminum alloy material is stepped shape There is a lower electrode plate 12 which is bent and protruded, and an anodized coating film for preventing etching is formed on an outer surface of the lower electrode plate 12.
이러한 하측 전극판(12)에는, 도3b에 도시된 바와 같이, 관통 설치되어 상호 절연되는 전극단자(22)가 설치되고, 이 전극단자(22)의 상측 부위는, 하측 전극판(12)의 상면으로부터 소정 두께로 돌출된 상태를 이룬다.As shown in FIG. 3B, the lower electrode plate 12 is provided with electrode terminals 22 that are penetrated and insulated from each other, and the upper portion of the lower electrode plate 22 is formed of the lower electrode plate 12. Protrudes from the upper surface to a predetermined thickness.
또한, 하측 전극판(12)의 상면에는, 전극단자(22)의 돌출된 부위에 대응하여 구멍이 형성된 통상의 접착필름(24)이 위치되고, 이 접착필름(24)의 상측으로 하측 전극판(12)의 외측 부위를 커버하는 절연막(40b)이 열압착으로 밀착 설치된다.In addition, on the upper surface of the lower electrode plate 12, a normal adhesive film 24 having holes formed corresponding to the protruding portion of the electrode terminal 22 is positioned, and the lower electrode plate is located above the adhesive film 24. The insulating film 40b which covers the outer part of (12) is closely attached by thermocompression bonding.
이렇게 설치되는 절연막(40b)의 소정 부위 즉, 상술한 접착필름(24)에 형성된 구멍과 동일하게 전극단자(22)의 상측 부위가 돌출되도록 구멍이 형성되고, 이 절연막(40b)의 상측으로 다른 접착필름(52)에 의해 전극필름(26)이 접합되어 정전척 조립체(50)로 형성된다.The hole is formed so that the upper portion of the electrode terminal 22 protrudes in the same manner as the hole formed in the predetermined portion of the insulating film 40b, that is, the adhesive film 24 described above, and is different from the upper side of the insulating film 40b. The electrode film 26 is bonded by the adhesive film 52 to form the electrostatic chuck assembly 50.
여기서, 상술한 바와 같이, 굴곡된 형상의 절연막(40b)이 하측 전극판(12)의 외측 부위를 커버하는 형상으로 설치됨에 있어서, 하측 전극판(12)의 상면에 접착필름(24)으로 접착되는 구성으로 설명하였으나, 종래의 정전척 조립체(10)의 구성에 대응하여 전극필름(26)의 상면에 다른 접착필름(52)을 위치시켜 전극필름(26)을 포함한 하측 전극판의 외측 표면을 커버하는 형상으로 제작 설치할 수도 있다.Here, as described above, the curved insulating film 40b is installed in a shape covering the outer portion of the lower electrode plate 12, the adhesive film 24 is bonded to the upper surface of the lower electrode plate 12 Although described as a configuration, in accordance with the configuration of the conventional electrostatic chuck assembly 10 by placing another adhesive film 52 on the upper surface of the electrode film 26 to the outer surface of the lower electrode plate including the electrode film 26 It can also manufacture and install in the shape to cover.
따라서, 본 발명에 의하면, 하측 전극판의 외측 형상에 대응하는 절연막에 의해 웨이퍼 외측으로 노출되는 하측 전극판 부위가 커버됨에 따라 하측 전극판이 플라즈마 상태의 공정 가스로부터 노출되지 않아 아킹 현상과 파티클 생성이 방지되어 안정적인 공정이 이루어짐으로써 공정 불량 방지 및 그에 따른 제조 수율이 향상되는 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, as the lower electrode plate portion exposed to the outside of the wafer is covered by an insulating film corresponding to the outer shape of the lower electrode plate, the lower electrode plate is not exposed from the process gas in the plasma state, so arcing and particle generation are prevented. By preventing and making a stable process, there is an effect of preventing a process defect and improving the manufacturing yield accordingly.
또한, 상술한 절연막은 아킹 현상 및 파티클 생성을 방지할 뿐 아니라 계속적인 공정 수행에 따른 하측 전극판의 교체가 요구될 경우, 커버된 절연막을 제거하여 하측 전극판을 세정함으로써 재현성이 높고 이후 새로운 절연막과 정전척을 설치하여 재사용하게 됨에 따라 고가인 하측 전극판의 수명을 장구히 연장되는 경제적 이점이 있다.In addition, the above-described insulating film not only prevents arcing phenomenon and particle generation, but also requires replacement of the lower electrode plate due to continuous process execution, thereby removing the covered insulating film to clean the lower electrode plate, thereby increasing reproducibility, and then a new insulating film. As the over-electrostatic chuck is installed and reused, there is an economic advantage to prolong the life of the expensive lower electrode plate.
그리고, 아킹 현상의 방지는, 식각 설비의 각 구성의 수명을 연장하는 효과가 기대되어 보다 경제적인 이점이 있다.In addition, the prevention of the arcing phenomenon is expected to extend the life of each component of the etching facility, there is a more economic advantage.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention has been described in detail only with respect to the described embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the technical scope of the present invention, and such modifications and modifications are within the scope of the appended claims.
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