KR100283117B1 - 반도체장치 제조용 식각설비의 전극판 조립체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 상호 대향 위치되는 상· 하측 전극판 사이의 간격이 일정하게 유지될 수 있도록 그래파이트링과 전극판의 접착 상태가 장구히 연장되도록 하는 반도체장치 제조용 식각설비의 전극판 조립체에 관한 것이다.
본 발명에 따른 반도체장치 제조용 식각설비의 전극판 조립체의 특징은, 절연 재질로 챔버 내에 통상의 방법으로 고정 설치되는 그래파이트링과; 상기 그래파이트링의 일측면 중심 부위를 따라 소정 폭과 깊이를 갖는 자리홈과; 상기 자리홈의 양측벽과 주연 부위가 상기 자리홈의 중심 부위로 소정 길이 연장 돌출된 형상의 걸림턱과; 상기 자리홈에 용융된 상태로 충진되는 본딩메탈; 및 상기 본딩메탈의 응고에 의해 상기 그래파이트링의 일측면에 접합되는 전극판;으로 구성되어 이루어진다.
따라서, 본 발명에 의하면, 응고되는 본딩메탈이 자리홈 표면과의 접촉면적이 넓게 형성됨과 동시에 자리홈 중심 부위로 연장 돌출된 걸림턱에 의해 결합된 구성으로 접착됨에 따라 전극판이 그래파이트링으로부터 분리되는 현상이 방지되고, 이에 따라 상· 하측 전극판 사이의 간격이 유지됨으로써 RF 파워의 인가에 따른 플라즈마 상태에 의해 정상적인 공정이 이루어지고, 전극판 분리에 따른 웨이퍼와 하측 전극판 및 식각설비의 구성이 손상 또는 파손되는 것을 방지하게 되는 효과가 있다.
Description
본 발명은 반도체장치 제조용 식각설비의 전극판 조립체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상호 대향 위치되는 상· 하측 전극판 사이의 간격이 일정하게 유지될 수 있도록 그래파이트링과 전극판의 접착 상태가 장구히 연장되도록 하는 반도체장치 제조용 식각설비의 전극판 조립체에 관한 것이다.
통상적으로 웨이퍼는 사진, 확산, 식각, 회학기상증착 및 금속막증착 등의 공정을 거쳐 요구되는 반도체장치로 제작되고, 이들 공정 중 식각 공정은 반도체장치로 제작되기까지 빈번히 수행되는 공정의 하나이다.
이러한 식각 공정은, 챔버 내의 상· 하측 전극판(cathode와 anode) 사이에 웨이퍼를 위치시키고, 챔버 내부를 고진공 상태로 형성한 후 반응 가스를 투입함과 동시에 상· 하측 전극판에 RF(radio frequency) 파워를 인가하여 플라즈마 상태의 가스로 하여금 웨이퍼 상의 불필요한 부위를 제거토록 하는 공정이다.
또한, 식각 공정은 특정 상태의 공정 조건이 요구되며, 이들 공정 조건 중 상술한 상· 하측 전극판 사이의 간격은, 웨이퍼 상의 식각 정도가 균일하게 이루어지도록 하는 것을 포함하여 여러 조건의 주요 요인으로 작용한다.
상술한 바와 같이, 상· 하측 전극판 사이의 간격을 결정하는 전극판 조립체 중 상측 전극판 조립체의 구성 및 그 형성 과정에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
종래의 기술에 따른 전극판 조립체(10)의 구성은, 절연 재질로 챔버(도면의 단순화를 위하여 생략함) 상부에 통상의 방법으로 고정되는 그래파이트링(12)이 있고, 이 그래파이트링(12) 일측면 형상은 구멍이 다수개 천공된 원 형상의 전극판(14) 가장자리 부위에 밀착 대향하도록 평탄하게 형성된다.
이렇게 평탄하게 형성된 그래파이트링(12)의 일측면에는, 도1에 도시된 바와 같이, 일측면의 중심 부위를 따라 링 형상으로 함몰된 형상의 자리홈(16)이 형성되고, 이 자리홈(16) 상에 그래파이트링(12)과 전극판(14)을 접합시키기 위한 본딩메탈(bonding material)(18)이 위치된다.
상술한 본딩메탈(18)의 위치 관계를 보다 상세히 설명하면, 먼저 상술한 자리홈(16)의 내벽 표면에 티타늄, 니켈, 인듐 및 이들 합금 등을 이용한 박막을 형성하고, 이렇게 박막이 형성된 자리홈(16) 상에 요구되는 티타늄, 니켈, 인듐 및 이들 합금 등으로 이루어진 와이어 형상의 본딩메탈(18) 소재 소정량을 위치시킨다.
이후, 위치된 본딩메탈(18) 소재를 접합에 용이하도록 용융시킴에 있어서, 산화 현상 및 파티클 등의 불순물과 디펙트 등의 불량 요인을 방지하도록 고진공 상태를 형성하며 가열 용융시켜 용융된 본딩메탈(18) 소재가 자리홈 상에 충진되도록 한다.
이러한 상태에서, 전극판(14)을 그래파이트링(12)의 일측면에 밀착 대향하도록 위치시켜 소정 시간 동안 본딩메탈(18)을 응고시키게 되면, 상술한 그래파이트링(12)과 전극판(14)은 본딩메탈(18)에 의해 상호 밀착되어 접합된 상태의 전극판 조립체(10)로 형성된다.
여기서, 상술한 바와 같이, 그래파이트링(12)과 전극판(14)을 접합하는데 사용되는 본딩메탈(18)의 재질은 통상 인듐 또는 인듐이 함유된 합금 및 여러 종류의 금속 재질이 사용되고 있다.
이들 본딩메탈(18)의 접착 관계는, 실리콘 재질의 전극판(14)에 대응하여 비교적 높게 형성되고, 흑연 또는 석면 재질의 그래파이트링(12)에 대응하여서는 상대적으로 미약하게 형성된다.
따라서, 상술한 구성의 전극판 조립체(10)에 의하면, 식각 공정을 수행함에 있어서, 계속적으로 인가되는 RF 파워에 의한 가열 현상과 각종 형태의 충격에 의해 그래파이트링(12)으로부터 전극판(14)이 부분적으로 분리되는 경우가 발생하고, 이때 인가되는 RF 파워에 의한 아킹 현상 뿐 아니라 상· 하측 전극판 사이의 간격이 불균일하게 형성되어 공정 불량을 초래하게 된다.
또한, 상술한 접합 불량 상태가 심화될 경우, 상측 전극판(14)은 그래파이트링(12)으로부터 완전 분리되어 하측에 위치되는 웨이퍼와 하측 전극판(도면의 단순화를 위하여 생략함) 및 식각설비의 각 구성이 손상 또는 파손이 발생되고, 그에 따른 비용의 증가와 설비 복원에 따른 시간 손실이 발생되는 문제가 있었다.
그리고, 상술한 그래파이트링(12)의 일측면에 형성되는 자리홈(16)을 형성함에 있어서, 접착력이 미약한 그래파이트링(12)에 대응하여 접촉면적을 넓히도록 함과 동시에 본딩메탈(18)의 소요량을 감소시킬 수 형상으로 그래파이트링(12)의 일측면에 대응하여 폭이 넓게 형성되고, 또 깊이가 얇은 형상의 구성으로 형성된다.
이러한 형상에 의하면, 자리홈(16)이 형성된 흑연 또는 석면 재질의 그래파이트링(12) 단부 부위가 취약하여 쉽게 파손될 우려가 있고, 자리홈(16)을 형성하기 위한 가공이 어려운 단점이 있었다.
본 발명의 목적은, 전극판 상· 하측 전극판 사이의 간격이 일정하게 유지되도록 조립체를 구성하는 그래파이트링과 전극판의 접합 상태를 유지시켜 공정 불량을 방지하고, 웨이퍼와 하측 전극판 및 식각설비의 구성이 손상 또는 파손되는 것을 방지하도록 하는 반도체장치 제조용 식각설비의 전극판 조립체를 제공함에 있다.
또한, 자리홈의 형성에 따른 자리홈 양측의 손상 및 파손을 방지하도록 하고, 본딩메탈의 소요량을 감소시키도록 하는 반도체장치 제조용 식각설비의 전극판 조립체를 제공함에 있다.
도1은 종래 전극판 조립체의 형성 관계를 나타낸 단면도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극판 조립체의 구성 및 그 형성 관계를 나타낸 단면도이다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10, 20: 전극판 조립체 12, 22: 그래파이트링
14, 24: 전극판 16, 26, 28: 자리홈
18, 32: 본딩메탈 30: 걸림턱
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체장치 제조용 식각설비의 전극판 조립체의 특징은, 절연 재질로 챔버 내에 통상의 방법으로 고정 설치되는 그래파이트링과; 상기 그래파이트링의 일측면 중심 부위를 따라 소정 폭과 깊이를 갖는 자리홈과; 상기 자리홈의 양측벽과 주연 부위가 상기 자리홈의 중심 부위로 소정 길이 연장 돌출된 형상의 걸림턱과; 상기 자리홈에 용융된 상태로 충진되는 본딩메탈; 및 상기 본딩메탈의 응고에 의해 상기 그래파이트링의 일측면에 접합되는 전극판;으로 구성되어 이루어진다.
또한, 상기 자리홈은, 상기 그래파이트링의 일측면 중심 부위를 따라 소정 폭과 깊이를 갖는 제 1 자리홈과; 상기 제 1 자리홈 바닥의 중심 부위를 따라 소정 폭과 깊이를 이루며, 깊이가 깊어질수록 점차 그 폭이 확장되는 형상으로 상기 제 1 자리홈의 바닥 부위에 근접한 부위가 중심 부위로 돌출된 형상의 상기 걸림턱을 이루도록 형성되는 제 2 자리홈;으로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 걸림턱을 이루는 상기 자리홈의 단면 형상이 상기 전극판에 대향하여 역삼각 형상 또는 항아리 형상으로 형성하여 이루어질 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체장치 제조용 식각설비의 전극판 조립체에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극판 조립체의 구성 및 그 형성 관계를 나타낸 단면도로서, 종래와 동일한 부분에 대하여 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체장치 제조용 식각설비의 전극판 조립체(20)는, 도2에 도시된 바와 같이, 통상의 방법으로 챔버(도면의 단순화를 위하여 생략함) 상측에 통상의 방법으로 고정되는 그래파이트링(22)이 있고, 이 그래파이트링(22)의 일측면 즉, 전극판(24)에 대향하는 일측면 상에는 중심 부위를 따라 형성되는 환형으로 소정 폭과 깊이를 갖는 자리홈(26, 28)이 형성된다.
이렇게 형성된 자리홈(26, 28)의 형상은, 도2의 확대 도시된 단면 형상에서 보는 바와 같이, 전극판(24)에 대향하는 그래파이트링(22)의 일측면 중심 부위를 따라 소정 폭과 깊이를 갖는 제 1 자리홈(26)이 형성되고, 이 제 1 자리홈(26)의 바닥 중심 부위에는 다시 소정 폭과 깊이를 갖는 제 2 자리홈(28)이 형성된다.
또한, 제 2 자리홈(28)의 양측벽 부위는 제 2 자리홈(28)의 중심 부위 방향으로 소정 길이 연장 돌출된 형상의 걸림턱(30)이 형성되고, 이에 따라 제 2 자리홈(28)의 단면 형상은, 도2의 확대 도시된 바와 같이, 전극판(26, 28)에 대향하여 바닥 부위의 폭이 점차 확장되는 역삼각형 형상으로 이룬다.
한편, 자리홈(26, 28) 형상을 제 1 자리홈 없이 제 2 자리홈(28) 만으로 형성될 수 있으며, 걸림턱(30)에 의한 자리홈(26, 28)의 단면 형상이, 상술한 바와 같이, 전극판(24)에 대향하여 역삼각형 형상 이외에 항아리 형상 등 걸림턱에 의한 전극판(24)에 대향하는 상대측 방향으로 점차 그 폭이 확장되는 각종 형상으로 형성될 수 있다.
이러한 구성의 전극판 조립체(20)에 의하면, 상술한 바와 같이, 그래파이트링(22)의 일측면 상에 형성된 자리홈(26, 28)에 본딩메탈(32)의 접합이 용이하도록 하는 막막을 형성하고, 이렇게 박막이 형성된 자리홈(26, 28) 상에 본딩메탈(32) 소재를 위치시켜 진공 상태에서 용융시킴으로써 충진토록 하고, 이 본딩메탈(32)이 응고되기 전에 전극판(24)을 그래파이트링(22)에 대응하도록 밀착 위치시킨다.
이후 소정 시간이 경과하게 되면, 전극판(24)은 본딩메탈(32)의 응고에 의해 그래파이트링(22)의 일측면에 밀착된 상태로 접합되어 전극판 조립체(20)로 형성된다.
여기서, 상술한 본딩메탈(32)은 자리홈(26, 28)의 중심 방향으로 연장 돌출된 형상으로 형성됨에 따라 그래파이트링(22)과 비교적 접합력이 약한 본딩메탈(32)은 응고에 의해 걸림턱(30)에 지지될 뿐 아니라 자리홈(26, 28)의 접합 면적이 확대되어 그래파이트링(22)과 견고하게 결합되는 구성을 이루게 된다.
따라서, 본 발명에 의하면, 응고되는 본딩메탈이 자리홈 표면과의 접촉면적이 넓게 형성됨과 동시에 자리홈 중심 부위로 연장 돌출된 걸림턱에 의해 결합된 구성을 이룸에 따라 전극판이 그래파이트링으로부터 분리되는 현상이 방지되고, 이에 따라 상· 하측 전극판 사이의 간격이 유지됨으로써 RF 파워의 인가에 따른 플라즈마 상태에 의해 정상적인 공정이 이루어지고, 전극판 분리에 따른 웨이퍼와 하측 전극판 및 식각설비의 구성이 손상 또는 파손되는 것을 방지하게 되는 효과가 있다.
그리고, 그래파이트링의 일측면을 따라 형성되는 자리홈의 폭 길이가 비교적 축소시키기 용이하여 그래파이트링의 일측면 부위의 손상 및 파손을 방지할 수 있으며, 결합되는 구조에 의해 고가의 본딩메탈 소요량을 감소시킬 수 있어 경제적인 이점이 있다.
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.
Claims (3)
- 절연 재질로 챔버 내에 통상의 방법으로 고정 설치되는 그래파이트링;상기 그래파이트링의 일측면 중심 부위를 따라 소정 폭과 깊이를 갖는 자리홈;상기 자리홈의 양측벽과 주연 부위가 상기 자리홈의 중심 부위로 소정 길이 연장 돌출된 형상의 걸림턱;상기 자리홈에 용융된 상태로 충진되는 본딩메탈; 및상기 본딩메탈의 응고에 의해 상기 그래파이트링의 일측면에 접합되는 전극판;으로 구성됨을 특징으로 하는 반도체장치 제조용 식각설비의 전극판 조립체.
- 제 1 항에 있어서,상기 자리홈은, 상기 그래파이트링의 일측면 중심 부위를 따라 소정 폭과 깊이를 갖는 제 1 자리홈과;상기 제 1 자리홈 바닥의 중심 부위를 따라 소정 폭과 깊이를 이루며, 깊이가 깊어질수록 점차 그 폭이 확장되는 형상으로 상기 제 1 자리홈의 바닥 부위에 근접한 부위가 중심 부위로 돌출된 형상의 상기 걸림턱을 이루도록 형성되는 제 2 자리홈;으로 구성됨을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 식각설비의 전극판 조립체.
- 제 1 항에 있어서,상기 걸림턱을 이루는 상기 자리홈의 단면 형상이 상기 전극판에 대향하여 역삼각 형상 또는 항아리 형상으로 형성됨을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 식각설비의 전극판 조립체.
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|---|---|---|---|
| KR1019980042823A KR100283117B1 (ko) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | 반도체장치 제조용 식각설비의 전극판 조립체 |
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Publications (2)
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|---|---|
| KR20000025663A KR20000025663A (ko) | 2000-05-06 |
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| KR (1) | KR100283117B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100977315B1 (ko) | 2008-04-10 | 2010-08-23 | 티씨비코리아(주) | 플라즈마 챔버용 캐소드 전극 및 그 제조방법 |
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1998
- 1998-10-13 KR KR1019980042823A patent/KR100283117B1/ko active IP Right Grant
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100977315B1 (ko) | 2008-04-10 | 2010-08-23 | 티씨비코리아(주) | 플라즈마 챔버용 캐소드 전극 및 그 제조방법 |
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