KR101232990B1 - bath of semiconductor apparatus and method for manufactring the same - Google Patents
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Abstract
기존의 사출로 곤란한 대형의 반도체 관련 생산설비용조의 생산을 위해 기존의 판재상의 절곡,용접방법을 대신하여 금속형의 표면에 분말상의 재료를 유동점착시키는 방법으로 수지층을 형성하고 이형하므로서 보다 경제적으로 고품질의 반도체 관련 생산설비용조를 생산할 수 있다.It is more economical by forming and releasing the resin layer by flow-adhesive powdery material on the metal surface instead of the conventional sheet bending and welding method for the production of large-scale semiconductor-related production equipment bath that is difficult by conventional injection. It can produce high quality semiconductor related production equipment bath.
Description
반도체관련 설비에 사용되는 화학용액 또는 순수가 사용되는 조(BATH)의 구조와 그 제조방법Structure of bath (BATH) using chemical solution or pure water used in semiconductor related equipment and its manufacturing method
반도체 생산 과정에서 웨이퍼에 직접 접촉되는 관련 조(BATH)들은 크기가 작고 동일규격으로 많은 량이 필요하므로 팰렛 상태의 수지를 금형에 사출하는 방법으로 생산하지만 나머지 대부분의 조들은 한번에 제작되는 수량이 작고 상대적으로 대형이어서 판재상태의 수지를 접고 용접하는 방식으로 생산하고있다.In the semiconductor production process, the relevant baths (BATHs) that come into direct contact with the wafer are produced by injecting palletized resin into the mold because they are small in size and require large quantities of the same size. Since it is large in size, it is produced by folding and welding the resin of sheet state.
이러한 방식의 생산은 절곡부분의 응력발생과 용접부의 품질문제와 용접된 모서리에 이물질이 잔류하는 문제가 대두되어 가급적 용접량을 줄이는 방향으로 기술이 발전되고 있다.This type of production has been developed in the direction of reducing the amount of welding as much as possible due to the occurrence of stress in the bent portion, quality problems of the welded portion and the problem of foreign matter remaining in the welded edge.
대한민국 등록특허 0157692 반도체관련 생산설비용 조 및 그 제조방법은 이러한 문제를 상당히 개선한 기술이나 마구리부분에서는 종전과 같이 용접이 필요하고 절곡부분에서는 단면의 변화가 심하여 응력이 잔류하게되는 등의 문제가 남아있다.The manufacturing equipment and its manufacturing method for semiconductor-related production equipment significantly improve such problems, but the welding parts need to be welded in the copper parts as in the past, and there are problems such as the stresses remaining due to the severe change of the cross section in the bent parts. Remains.
반도체관련 생산설비용 조(bath)의 제조를 위해 상기 판재상의 수지를 접어서 용접하는 기술은 용접결함과 용접모서리의 이물질 잔류문제와 절곡에 따른 응력을 수반하고 상기 팰렛상의 수지를 사출로 생산하는 기술은 대형의 조를 생산하기에는 한계가 있으므로 보다 대형의 크기를 제조할 수 있으면서도 근본적으로 용접과 절곡모서리를 배제한 조의 구조와 이를 위한 제조방법을 모색한다.The technology of folding and welding the resin on the plate for the manufacture of baths for semiconductor-related production facilities involves the welding defects and foreign matters remaining in the welding edge and the stress caused by bending, and the production of the resin on the pallet by injection. Since there is a limit to producing a large jaw, it is possible to manufacture a larger size, but seeks a structure of a jaw that essentially eliminates welding and bending edges and a manufacturing method therefor.
상기 과제의 해결을 위하여 요구되는 형상에 들어맞는 금속으로 된 형(금형)을 제작하되 금속형의 면과 면이 접하는 곳마다 모서리반경(둥근면취 또는 45도의 면취)을 주어 모서리를 둥글게 하거나 둔각으로 형성하고, 수지분말이나 마이크로팰렛을 형의 내부에 투입하고 금속형을 움직이면서 가열하면 수지는 녹아서 금속형의 내표면을 따라서 이동하면서 금속형과 짝을 이루는 층을 형성하게 되면 이를 냉각시켜 속이 빈 수지형을 추출하는 것으로 무용접 무절곡된 모서리가 둥글게 면취된 반도체용 조(BATH)가 생산된다. In order to solve the above problems, a metal mold (mould) made of a metal that fits the required shape is manufactured, and a corner radius (round chamfer or 45 degrees chamfer) is given to each side of the metal mold where the surface is in contact with the rounded or obtuse angle. When the resin powder or micro pallet is put inside the mold and heated while moving the metal mold, the resin melts and moves along the inner surface of the metal mold to form a layer to be paired with the metal mold. Extraction of the terrain produces a bath for semiconductors (BATH) with rounded chamfers without welding.
기존의 판재를 접어서 용접하는 방법에 비하여 용접으로 인한 각종의 결함이 제거되고 한편 금형으로 사출하는 방법으로는 생산이 어려운 대형의 반도체관련 생산설비용 조(bath)를 고품질로 생산 할 수 있으며 소량생산의 경우에도 금형의 제작이 보다 경제적이다.Compared to the conventional method of folding and welding a plate, various defects due to welding are eliminated and a large-scale semiconductor-related production bath, which is difficult to produce by injection molding, can be produced in high quality. Even in the case of manufacturing the mold is more economical.
도 1은 종래의 판재접기 제조방법에 의한 조(bath)의 외관을 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 조(bath)의 성형 방법에서 외금형 내부(10)에서 수지가 용융하여 금속형과 같은 형상으로 수지층(16)이 성형된 때의 절개 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 조(bath)의 성형 방법에서 내금형(10A) 외부에서 수지가 용융하여 금속형과 같은 형상으로 수지층(16)이 성형된 때의 절개 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 조(bath)의 성형 방법에서 냉각실시후 성형된 조(bath)(16)를 금속형에서 탈형한 후의 절개단면도.
도5는 본 발명에 따른 조(bath)의 성형 방법으로 제조된 조(bath)의 사시도.
도6은 본 발명에 따른 조(bath)의 성형 방법으로 제조된 약액조의 사시도.
도7은 본 발명에 따른 조(bath)의 성형 방법으로 제조된 실시예를 촬영한 조(bath)의 외관 사진.1 is a perspective view showing the appearance of a bath by a conventional sheet metal folding method.
Fig. 2 is a cutaway sectional view when the
3 is a cross-sectional view of the resin when the
Fig. 4 is a cutaway sectional view after demoulding a molded
5 is a perspective view of a bath made by the method of forming a bath according to the present invention;
6 is a perspective view of a chemical liquid tank manufactured by a method of forming a bath according to the present invention.
Figure 7 is an appearance photograph of a bath photographing the embodiment produced by the method of forming a bath according to the present invention.
본 발명은 반도체관련 생산설비용 조(bath) 및 그 제조 방법에 관한 것이고, 반도체관련 생산설비용 조(bath)는 순수(DI WATER)를 사용하는 세정조이거나 화학약품을 사용하는 약액조 또는 냉각기(CHILLER)의 유해가스의 응축액이 담겨지는 용기인바, 이러한 조(bath)는 특히 내화학성이 우수하며 용도에 따라서는 기계적강도와 내열성있는 재료로 만들어진 이물질(PARTICLE)이 잔류되지 않
는 구조일것이 바람직하다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bath for semiconductor related production equipment and a method for manufacturing the same, and a bath for semiconductor related production equipment is a washing tank using DI WATER or a chemical tank or cooler using chemicals. It is a container that contains condensate of harmful gas of CHILLER, and this bath is especially chemical resistant, and depending on the application, there is no residue of PARTICLE made of materials with mechanical strength and heat resistance.
Is preferably a structure.
반도체관련 생산설비용 조(bath)는 상기 용도일 경우에도 특정기기의 설치장소에 따라서 크기와 구조를 달리하나 기본적으로는 벽으로 둘러싼 용기로 용액의 투입구와 배출구가 형성되며 통상적으로는 PVC(Polyvinyl Chloride), PP(Polypropylene), PC(Polycarbonate), 나일론(Nylon)수지와 PVDF(Polyvinylidene fluoride), PFA(Perfluoroalkoxy), ETFE, ECTFE, MFA 등의 불소수지, PPS, Acatal, Polyes, LCP, PEEK, PEI등의 엔지니어링 플라스틱을 포함한 재료를 사용하여 제조한다. Baths for semiconductor-related production facilities vary in size and structure depending on the installation location of a particular device even in the above-mentioned applications, but basically, a container enclosed by a wall is formed to form an inlet and an outlet of a solution. Chloride), PP (Polypropylene), PC (Polycarbonate), Nylon (Nylon) resin and PVDF (Polyvinylidene fluoride), PFA (Perfluoroalkoxy), fluorine resin such as ETFE, ECTFE, MFA, PPS, Acatal, Polyes, LCP, PEEK, Manufactured using materials containing engineering plastics such as PEI.
반도체관련 생산설비용 조(bath)의 제조는 먼저 상기 재료의 분말 또는 마이크로 팰럿(이하에서 분말재료라 함)과 상기용도에 부합하는 금속형을 준비하는 준비단계; 금속형에 분말재료를 적용하는 재료투입단계; 금속형의 형상대로 수지를 유동시켜 점착되는 수지층을 성형하는 성형단계; 성형물을 냉각하는 냉각단계; 금속형과 성형물을 분리하는 이형단계; 성형물을 교정하고 검사하는 검사단계; 의 공정으로 이루어진다. Preparation of a bath for a semiconductor-related production facility comprises the steps of first preparing a powder or micropallet (hereinafter referred to as a powder material) of the material and a metal mold suitable for the purpose; A material input step of applying the powder material to the metal mold; A molding step of forming a resin layer adhered by flowing the resin in the shape of a metal mold; Cooling step of cooling the molding; Release step of separating the metal mold and the molding; An inspection step of correcting and inspecting the molding; The process is made of.
준비단계에서 준비하는 재료는 상기 분말재료 중 어느 하나 또는 둘 이상을 사용하며, 둘 이상을 사용할 때는 재료를 요구하는 특성이 나타 내도록 물리적으로 혼합하여 사용하거나 또는 한개의 수지를 먼저 금속형에 적용시키고 다른 수지를 나중에 적용시켜서 복수의 층으로 성형한다.The material to be prepared in the preparation step uses any one or two or more of the above-mentioned powder materials, when using two or more of them, physically mixed to exhibit the properties required for the material, or one resin is first applied to the metal mold Another resin is applied later to form a plurality of layers.
준비단계에서 상기 분말재료중 일부수지를 사용할 때에는 성형하는 동안 재료의 물성을 유지하고 가공의 편의를 위해 항산화제 또는 UV안정제와 가공안정제를 첨가할 수 있다.When using the resin of some of the powder material in the preparation step may be added to the antioxidant or UV stabilizer and processing stabilizer to maintain the physical properties of the material during molding and for the convenience of processing.
준비단계에서 상기 금속형은 성형할 조(bath)형상의 외면에 들어맞는 외형(외금형)으로 제작하거나 성형할 조(bath)형상의 내면에 들어맞는 내형(내금형)으로 제작하되 이형을 위하여 여러 조각으로 분할 제작하여 조립선에 맞추어 조립해서 사용한다.
외금형의 예로 도2를 나타낸다.
제품으로 되는 수지용융층은 부호16으로 외금형(10)의 내측에 속이 빈 상태로 외금형의 내면모양에 따라서 형성된다.
내금형의 예로 도3이 예시된다.
제품으로 되는 수지용융층은 부호16으로 내금형(10A)의 외측에 내금형의 외면의 모양에 따라서 형성된다.In the preparation step, the metal mold may be manufactured in an outer mold (outer mold) that fits into an outer surface of a bath shape to be molded, or manufactured into an inner mold (inner mold) that fits an inner surface of a bath shape to be molded, but for mold release. Divided into several pieces and assembled to the assembly line.
2 shows an example of an outer mold.
The resin molten layer which becomes a product is formed according to the inner surface shape of an outer mold in the hollow state inside the
3 illustrates an example of an internal mold.
The resin molten layer which becomes a product is formed with the code |
금속형의 면과 면이 마주치는 모서리는 성형중에는 분말재료의 유동이 원활을 위하여 그리고 제품의 사용중에 이물질의 모서리에서의 침체를 어렵도록 모서리 반경이나 45도의 면추부를 형성하되 두면이 만나는 각이 120~60도인 내면모서리반경의 경우에는 최소 3mm이상, 바람직하게는 6mm이상, 또한 두면의 만나는 각이 120도 이상인 외면모서리반경인 경우에는 최소 2mm이상 바람직하게는 3mm 이상, 두면이 만나는 각도가 60도 이하인 내면모서리반경의 경우에는 10mm 이상으로 하되, 모든 모서리반경은 조(bath)폭의 1/10이하 혹은 금속형의 벽두께의 100배이하중 어느 하나로 모서리 반경을 형성하게 한다.The corners of the metal face and face shall form a corner radius or 45 degrees of intersecting angles so that powder material flows smoothly during molding and it is difficult to settle at the edges of foreign materials during the use of the product. At least 3mm, preferably at least 6mm, for inner corner radius of 120 to 60 degrees, and at least 2mm, preferably at least 3mm, for 60 ° angle between two sides. In the case of inner edge radius less than or equal to 10 mm or more, all corner radii are to be formed at one or less than 1/10 of the bath width or less than 100 times the metal wall thickness.
조의 사용처가 약액조(bath)인 경우에는(도6 약액조 참고) 조(bath)의 하부의 웨이퍼가 닿지 않는 부분에서는 사각형인 조의 밑면의 전체를 접선으로하는 반원형 혹은 타원형의 바닥으로 형성 하거나 또는 조의 밑면의 전체를 접선으로하는반원을 경계로 하는 경사면을 가진 바닥으로 형성하여 약액의 절감을 도모한다.When the bath is used as a chemical bath (see Fig. 6 chemical bath), in the part where the wafer at the lower part of the bath does not touch, a semicircular or oval bottom is formed by tangentially the entire bottom of the rectangular bath, or The bottom of the tank is formed as a floor with an inclined surface bounded by a semicircle that tangentially conserves chemicals.
금속형에 분말재료를 적용하는 재료투입 단계에서 금속형이 외금형(10)인 경우에는 금속형 내부에 분말재료를 투입하고, 내금형(10A)인 경우에는 분말재료를 내금형보다 큰 용기(23)에 분말재료를 투입하고 이 분말재료가 담긴 용기(23)에 내금형(10A)을 분말재료가 담긴 깊이(수지풀; 22)까지 담근다.When the metal mold is the
성형 단계에서는 금속형(10 또는 10A)을 가열하여 온도가 높아짐에 따라 분말재료는 금속형의 표면에 유동하면서 점착(이하에서 유동점착이라함)하게되고 이윽고 용융되면서 수지층(16)을 이루게 되며 시간이 경과하면 점차 층의 두께가 두터워진다.In the forming step, as the temperature increases by heating the
유동점착은 금속형의 온도가 상승하면 금속형 주위의 분말재료는 아직 녹지 않은 상태에서도 분말재료가 높은온도의 금속형의 표면으로 이끌리게 되어 층을 형성하면서 여타 분말보다 먼저 용융층을 이루나 이러한 유동점착층은 금속형의 표면과 화학적인 접착을 한것은 아니어서 작은 힘으로도 금속형의 표면에서 분리된다.용융된 수지층(16)이 목적한 두께로 되면 가열을 중지한다.In the case of the fluid adhesion, when the temperature of the metal mold rises, the powder material around the metal mold is attracted to the surface of the metal mold at a high temperature even though it is not yet melted. The adhesive layer is not chemically bonded to the surface of the metal mold and is separated from the surface of the metal mold with a small force. When the
금속형(10 또는 10A)에 분말재료를 적용하고 성형할 때에는 금속형에 움직임일 주면 아직 유동점착하지 않은 분말수지는 중력으로 부다 낮은곳으로 흐르게 되는데, 분말재료가 금속형에 고르게 접촉하도록 금속형을 회전또는 요동하게 하거나, 또는 여러축으로 동시에 회전시키거나, 특정축을 기준으로 회전하면서 다른축을 기준으로 요동시키는 방법으로 용융된 수지층(16)의 두께를 균일하게 하거나 특정부위의 두께를 조절한다.
When the powder material is applied to the metal mold (10 or 10A) and the mold is moved, the powder resin, which is not yet fluid-flowing, flows to the lower part by gravity due to the movement of the metal mold. The thickness of the
가열시에는 외금형(10)은 외부에서 화염, 발열코일을 이용한 직접열방사, 발열코일을 이용한 송풍기등을 이용한 분위기 가열, 등의 방법으로 가열하고 필요시 내부의 공동부에 hot gas stream를 이용한 보조가열도 가능하다.내금형(10A)은 금속형내부에 카트리지 히터(21) 또는 몰드히터의 발열을 이용하여 가열하며 필요시 hot gas stream을 이용하여 외부표면의 특정부에 보조가열을 한다.When heating, the
냉각 단계에서는 성형물을 이형온도까지 냉각시키되, 냉각방법은 수지의 특성에 맞추어서 공랭이나, 냉각수 분무등으로 냉각한다.In the cooling step, the molded product is cooled to a release temperature, but the cooling method is cooled by air cooling or cooling water spray according to the characteristics of the resin.
성형물을 분리하는 이형단계에서는 금속형의 조립선을 따라 금속형을 분리하여 제거하므로서 금속형으로부터 성형물을 분리 제거 한다.
외금형의 경우 수지용융층에 특별한 구속이 더해지지 안으면 수지와 금속형의 수축율의 차이로 냉각이 진행됨에 따라 수지는 금속형으로부터 스스로 이형된다.In the release step of separating the molding, the molding is separated and removed from the metal mold by separating and removing the metal mold along the metal assembly line.
In the case of the outer mold, the resin is self-released from the metal mold as the cooling proceeds due to the difference in shrinkage between the resin and the metal mold unless a special restraint is added to the resin melt layer.
성형물을 교정하고 검사하는 검사단계에서는 분리된 성형물을 완전히 냉각하는 동안에 치수의 변형이 최소화 되도록 교정하고 금형의 조립선의 자국을 없애고 치수와 형상의 결함을 검사하고 수정한다.In the inspection stage to correct and inspect the moldings, they are calibrated to minimize the deformation of the dimensions during the complete cooling of the separated moldings, eliminating the marks on the assembly line of the mold, and inspecting and correcting the defects of dimensions and shapes.
반도체관련 생산설비용 조(bath) 조배수구는 파이프와의 연결부에서 용접부 등에서 파티클이 잔류하지 않도록 일체로 성형한다.Bath tub drains for semiconductor-related production equipment are integrally molded so that particles do not remain in the welded part at the connection with the pipe.
본 발명은 상기의 제조방법으로 사출로는 생산할 수 없었던 대형의 반도체관련 생산설비용 조(bath)를 용접과 절곡의 공정을 대신하여 보다 높은 품질로 생산할 수 있게 되었다. The present invention can produce a large-scale semiconductor-related production facility bath, which could not be produced by injection by the above manufacturing method, at a higher quality instead of welding and bending.
10 ; 외금형 10A ; 내금형
11 ; 외면 모서리 반경 12 ; 내면 모서리 반경
13 ; 금형덮개 14 ; 단열재
15 ; 금형 고정구 16 ; 수지용융층(성형조)
17 ; 분말투입구 20 ; 온도센서
21 ; 카트리지 히터 22 ; 수지 풀
23 ; 분말재료용기10; Outer mold 10A; Internal mold
11;
13; Mold
15; Mold
17;
21;
23; Powder material container
Claims (9)
Preparing a metal mold and powdery material to manufacture a tank for semiconductor-related production equipment, applying the prepared powder material to the metal mold, a molding step of forming a resin melt layer by fluidly bonding the powder material to the metal mold, And a cooling step, a release step of separating the resin bath from the metal mold, and a calibration and inspection step of the resin bath.
The semiconductor material according to claim 1, wherein the powdery material is any one or more of PVC, PP, PC, nylon resin, fluorine-containing resin, PPS, Acatal, Polyes, LCP, Peek, PEI. Method of manufacturing flow adhesion of equipment tanks.
The method of claim 1, wherein the movement of the metal mold for fluid adhesion in the forming step causes the metal mold to rotate or oscillate, or to rotate simultaneously on several axes, or to swing about another axis while rotating about a specific axis. A method for manufacturing a fluid adhesive of a bath for a semiconductor related production equipment, characterized in that the thickness of the molten layer is uniformed or the thickness of a specific portion is adjusted to any one of the layers.
The method of claim 1, wherein the metal mold for flow adhesion is either an external mold or an internal mold.
A tank for semiconductor-related production equipment, characterized in that it is molded by flow-adhesive powdery resin material on a heated metal mold surface following the bath for semiconductor-related production equipment.
The tank for semiconductor-related production equipment molded by flow-adhesion according to claim 7, wherein any one of the corner radius or the chamfer of 45 degrees is formed at the corner.
8. The method according to claim 7, wherein the lower surface of the tank is either semicircular or oval with a tangent or a sloped surface with a semicircle tangent with the entire bottom of the tank to reduce chemical solution. A tank for semiconductor-related production equipment, characterized in that.
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