KR101933736B1 - 플라즈마 프로세싱 챔버에서 유용한 진공 씨일 어레인지먼트 - Google Patents
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Abstract
진공 씨일링 어레인지먼트는, 평평한 웹에 의해 상호접속된 적어도 제 1 및 제 2 O-링들을 갖는 일-피스의 탄성중합체 개스킷, 및 내부에 제 1 O-링을 홀딩하는 도브-테일 홈 및 내부에 제 2 O-링을 홀딩하는 사각 벽의 홈을 갖는 제 1 평평한 씨일 표면을 가진 제 1 부분을 포함하며, 제 1 부분은 제 1 O-링 또는 제 2 O-링에 의해 둘러싸인 제 1 평평한 씨일링 표면에 적어도 하나의 통로를 더 포함한다.
Description
플라즈마 에칭 반응기들과 같은 진공 씨일링 애플리케이션들에 대해 사용된 O-링들은, 스캐일링 표면들에 대해 O-링들을 위치시키도록 적절히 설계된 홈들을 요구한다. 예를 들어, 공동-소유된 미국 특허 제 6,010,133호 및 제 6,536,777호를 참조하며, 그 개시물들은 여기에 참조로서 포함된다. 단일 또는 이중 도브-테일된 (dove-tailed) 홈은 통상적으로, O-링을 위치시키고, 인스톨 프로세스 동안 O-링이 떨어지는 것을 방지하는데 사용된다. 그러나, 다수의 작은 O-링들이 서로 인접하게 배치될 필요가 있는 경우, 씨일링될 부분들 상에 O-링 홈들을 수용하기에 불충분한 거리가 존재할 수도 있다.
여기에 기재된 것은, 평평한 웹 (planar web) 에 의해 상호접속된 적어도 제 1 및 제 2 O-링들을 갖는 일-피스 (one-piece) 탄성중합체 개스킷 (gasket), 제 1 O-링을 내부에 홀딩하는 도브-테일 홈 및 제 2 O-링을 내부에 홀딩하는 사각 벽들의 홈을 갖는 제 1 평평한 씨일링 표면을 가진 제 1 부분을 포함하는 진공 씨일 어레인지먼트 (seal arrangement) 이며, 제 1 부분은 제 1 O-링 또는 제 2 O-링에 의해 둘러싸인 제 1 평평한 씨일링 표면에서 적어도 하나의 통로를 더 포함한다.
일 실시형태에서, 제 1 및 제 2 O-링들은 동심적이고, 사각 벽들의 홈은 도브-테일 홈 내부에 존재한다. 바람직하게, 제 1 및 제 2 O-링들은 동일한 벽 두께를 갖고, 도브-테일 홈은, 내부 직선 벽 및 외부 기울어진 벽을 갖는 단일 도브-테일 홈이고, 사각 벽의 홈은 제 1 평평한 씨일링 표면에 90°로 배향된 내부 및 외부 벽들을 가지며, 개방된 홈들은 O-링 벽 두께보다 작은 깊이 및 통로의 중심축과 일치하는 중심축을 갖는다.
다른 실시형태에서, 개스킷은 제 1 평평한 씨일링 표면에서 사각 벽의 홈들 내의 홈들에 탑재된 3개, 4개, 또는 5개의 부가적인 O-링들을 포함한다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 O-링들과 형상이 동일하고 동일한 직경 및 벽 두께를 갖는 5개의 부가적인 O-링들이 존재할 수 있으며, 제 1 O-링은 제 2 O-링에 의해 둘러싸인 중앙 O-링으로서 배열되고, 5개의 부가적인 O-링들은 중앙 O-링 주변에 60°만큼 떨어져 방사 위치들에 배열되며, 6개의 O-링들의 인접한 표면들은 O-링들의 벽 두께보다 작은 거리만큼 분리된다.
추가적인 실시형태에서, O-링들은 약 0.1 내지 약 0.25인치의 두께를 갖고, 웹은 O-링들 사이의 평평한 상호접속 섹션이며, 및/또는 제 1 및 제 2 O-링들은 약 0.5 내지 약 2인치의 내부 직경과 동일한 사이즈를 갖는다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 O-링들은 약 0.1 내지 약 0.25인치의 두께를 가질 수 있고, 도브-테일 홈은 내부 직선 벽 및 외부 기울어진 벽을 갖는 단일의 도브-테일 홈일 수 있다. 대안적으로, 제 1 및 제 2 O-링들은 약 0.1 내지 약 0.25인치의 두께를 가질 수 있고, 도브-테일 홈은 내부의 기울어진 벽 및 외부의 기울어진 벽을 갖는 이중의 도브-테일 홈일 수 있다.
O-링들은 동심적이거나 측방향으로 오프셋될 수 있다. 예를 들어, 제 2 O-링의 내부 표면은 적어도 하나의 통로를 둘러쌀 수 있고, 제 2 O-링은 제 1 O-링 내부에 존재할 수 있다. 대안적으로, 적어도 하나의 통로는 제 1 O-링에 의해 둘러싸인 중앙 통로를 포함할 수 있고, 제 1 평평한 씨일링 표면은 중앙 통로의 중심으로부터 등거리인 그의 중심들을 갖는 6개의 부가적인 통로들을 포함할 수 있으며, 개스킷은 5개의 부가적인 O-링들을 포함하고, 제 1 평평한 씨일링 표면은 5개의 부가적인 사격 벽의 홈들을 포함하고, 사각 벽의 홈들은 제 2 O-링 및 5개의 부가적인 O-링들을 홀딩한다.
일 어레인지먼트에서, 제 2 부분은 제 1 부분에 부착되고, 제 2 부분은 제 1 부분 내의 통로와 정렬된 통로를 포함한다. 다른 어레인지먼트에서, 제 2 부분은 제 1 부분에 부착되며, 제 2 부분은 제 1 부분 내의 통로들과 정렬되는 7개의 통로들을 포함한다. 추가적인 어레인지먼트에서, 제 2 평평한 씨일링 표면은 제 1 O-링에 대해 클램핑 (clamp) 되고, 제 3 평평한 씨일링 표면을 갖는 제 3 부분은 제 2 O-링에 대해 클램핑된다.
도브-테일 홈은, 제 1 평평한 씨일링 표면과 동일 평면인 환형 (annular) 표면을 갖는 환형 벽에 의해 사각 벽의 홈으로부터 분리될 수 있고, 웹은 환형 표면에 걸쳐 연장한다. 도브-테일 홈의 외부 벽은 60° 내지 80°의 각도에 있을 수 있으며, 도브-테일 홈의 바닥은 도브-테일 홈의 개구보다 더 넓을 수 있다. 바람직하게, 도브-테일 홈의 바닥 및 사각 벽의 홈의 바닥은 동일 평면이다.
바람직한 실시형태에서, 진공 씨일링 어레인지먼트는, 플라즈마 에칭 챔버와 같은 플라즈마 프로세싱 챔버에 위치되며, 통로는 반응성 가스를 챔버에 전달한다. 대안적으로, 통로는 진공 통로 또는 액체 통로일 수 있다.
도 1은 제 1 실시형태에 따른 진공 씨일 어레인지먼트의 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 다수의 O-링 개스킷의 상면도이다.
도 3은 제 2 실시형태에 따른 진공 씨일 어레인지먼트의 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 다수의 O-링 개스킷의 상면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 다수의 O-링 개스킷의 상면도이다.
도 3은 제 2 실시형태에 따른 진공 씨일 어레인지먼트의 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 다수의 O-링 개스킷의 상면도이다.
기재된 것은, O-링 탄성중합체의 얇은 웹을 이용하여 다수의 O-링들을 서로에 부착하고, 그에 의해, 플라즈마 프로세싱 챔버의 씨일링 부분들에 요구되는 O-링 홈들의 수를 감소시키는 신규한 O-링 개스킷이다. O-링 개스킷은 가스, 액체 또는 진공 씨일들에 대해 사용될 수 있으며, 여기서, 통로들은 함께 근접하게 이격되고 및/또는 씨일링 표면들의 금속 콘택트 (contact) 상의 금속으로 인해 입자 생성을 최소화시킨다.
도 1은, 외부 도브-테일 홈 (16) 에 피트 (fit) 된 외부 O-링 (12) 및 내부 O-링 (14), 및 금속 또는 세라믹 재료의 제 1 부분 (22) 의 평평한 씨일링 표면 (20) 내의 사각 벽의 홈 (18) 을 갖는 개스킷 (10) 의 일 실시형태를 도시한다. 부분 (22) 내의 통로 (24) 는 홈 (18) 으로 개방된다. 제 2 부분 (26) 의 평평한 씨일링 표면 (25) 은, 제 2 부분 (26) 내의 통로 (28) 가 제 1 통로 (24) 와 유체 연통하도록, 내부 O-링 (14) 에 대해 클램핑될 수 있다. 제 2 부분 (26) 을 둘러싸는 제 3 부분 (30) 의 평평한 씨일링 표면 (29) 은 외부 O-링 (12) 에 대해 클램핑될 수 있다. 이러한 특정한 실시형태에서, 씨일링 부분 (22) 에 대한 도브-테일 홈 (16) 을 부분 (26) 에 넣는 것을 허용하기 위한 불충분한 공간이 존재한다. 그러나, 더 작은 내부 O-링 (14) 을 얇은 웹 (32) 에 의해 더 큰 외부 O-링 (12) 에 부착시킴으로써, 더 작은 O-링 (14) 은 외부 O-링 (12) 에 의해 적소에 보유될 수 있고, 그에 의해, 더 용이한 어셈블리를 허용한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 개스킷 (10) 은 내부 O-링 (14) 의 내부 주변에 의해 형성된 단일 통로를 갖는다.
당업자들은, 상술된 방식이 씨일링 애플리케이션들에 대해 사용된 다수의 O-링 설계들에 대해 사용될 수 있음을 인식할 것이며, 여기서, 통로들은 근접하다.
추가적으로, 이들 O-링들 중 몇몇은 씨일링에 부가하여 또는 대신하여 다른 기능들을 가질 수도 있다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 외부 O-링 (12) 은 진공 씨일로서 기능하지만, 내부 O-링 (14) 은 서로에 대해 단단한 표면들의 러빙 (rub) 을 방지하기 위해 소프트한 표면으로서 기능한다.
도 3 및 도 4는, 액체들 또는 가스들과 같은 별개의 유체들이 별개의 통로들을 통해 흐르게 하는 씨일링 부분들에 대한 멀티-오리피스 개스킷 (40) 을 이용하는 진공 씨일 어레인지먼트의 다른 실시형태를 도시한다. 개스킷 (40) 은, 도 3에 도시된 바와 같은 개스킷을 통한 7개의 통로들을 갖는 7개의 O-링들을 포함한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 개스킷은 웹 (56) 에 의해 서로 및 중앙 O-링 (42) 에 접속된 6개의 O-링들 (44, 46, 48, 50, 52, 54) 에 의해 둘러싸인 중앙 O-링 (42) 을 포함한다. O-링들 (42 내지 56) 은 동일한 사이즈들을 갖고, O-링들의 반대 표면들 사이의 거리는 O-링들의 벽 두께보다 작다. 도 4에 도시된 바와 같이, 중앙 O-링 (42) 은 제 1 부분 (62) 의 제 1 평평한 표면 (60) 내의 도브-테일 홈 (58) 에 피트되고, 외부 O-링들 (44 내지 52) 은 제 1 부분 (62) 내의 사각 벽의 홈들 (64) 에 피트된다. 제 2 부분 (68) 의 제 2 평평한 표면 (66) 은, 제 1 부분 (62) 내의 중앙 통로 (70) 와 제 2 부분 (68) 내의 중앙 통로 (72) 사이의 유체 연통을 허용하도록 개스킷 (40) 에 대해 홀딩된다. 유사하게, 제 1 부분 (62) 내의 통로들 (74a, 74b 등) 은 제 2 부분 (68) 내의 통로들 (76a, 76b 등) 과 유체 연통한다. 따라서, 각각의 유체는 개스킷 (40) 을 사용하여 다른 유체들 및 대기로부터 분리된다. 부착된 O-링 개념을 사용하여, 중앙 O-링 (42) 만이 7개의 부착된 O-링들 (42 내지 52) 을 보유하기 위해 도브-테일 홈 (58) 을 사용한다. 다른 6개의 O-링들 (44 내지 54) 은 단지, 개방된 사각 벽의 홈들 (64) 에 놓여있다. 도 3에서 관측될 수 있는 바와 같이, 어레인지먼트는, 각각의 O-링이 도브-테일 홈에 의해 별개로 홀딩되는 구성과 비교하여, 서로 더 근접한 O-링들의 배치를 허용한다.
O-링들의 바람직한 단면 직경은 약 0.1 내지 약 0.25 인치이며, O-링들의 바람직한 외부 직경은 약 0.5 내지 약 2인치이다. 도브-테일 홈은 단일의 기울어진 내부 또는 외부 벽을 가질 수 있거나, 내부 및 외부 벽들은, 홈의 개구가 O-링 단면보다 더 작도록 서로를 향해 기울어져 있을 수 있다. O-링들에 대한 선호되는 재료들은, CaO 및 MgO와 같은 필러들을 갖거나 갖지 않는 반도체 프로세싱 상당 (comparable) 과불화탄성중합체 (Perfluoroelastomer) 들 또는 플루오르실리콘, 예를 들어, "VITON", "CHENRAZ", "PERLAST", "KALREZ" 또는 다른 적절한 재료를 포함한다.
O-링들이 통상적으로, 몰딩 (mold) 을 사용하여 제조되므로, 부착된 O-링들의 제조는 단일 O-링의 제조와 비교하여 상당히 더 어렵지는 않음이 관측될 것이다.
통상적인 O-링 씨일링 애플리케이션들은 사용된 O-링 당 하나의 홈을 요구한다. 근접한 다수의 O-링들을 요구하는 애플리케이션들에 대해, 개스킷 (10, 40) 은, 밸겨의 O-링들을 사용하는 것과 비교하여 필요한 씨일링 부분들에서의 도브-테일된 O-링 홈들의 수를 감소시키고, 그에 의해, 요구된 바와 같이, 설계 유연성을 증가시키고, 도브-테일된 홈들과 연관된 비용을 감소시키며, 하드웨어 피쳐들의 더 근접한 패킹 (packing) 을 허용한다.
다양한 실시형태들이 설명되었지만, 변화들 및 변경들이 당업자들에게 명백할 바와 같이 재분류될 수도 있음을 이해할 것이다. 그러한 변화들 및 변경들은 여기에 첨부된 청구항들의 권한 및 범위 내에서 고려될 것이다.
상술된 참조들 모두는, 각각의 개별 참조가 여기에 참조로서 그 전체가 포함되도록 특정하게 또는 개별적으로 표시된 것과 동일한 정도로 그 전체가 참조로서 여기에 포함된다.
Claims (20)
- 평평한 웹 (planar web) 에 의해 상호접속된 적어도 제 1 O-링 및 제 2 O-링을 갖는 일-피스 (one-piece) 의 탄성중합체 개스킷 (gasket);
상기 제 1 O-링을 내부에 홀딩하는 도브-테일 (dove-taile) 홈 및 상기 제 2 O-링을 내부에 홀딩하는 사각 벽의 홈을 갖는 제 1 평평한 씨일링 표면을 갖는 제 1 부분으로서, 상기 제 1 O-링 및 상기 제 2 O-링은 동심이고, 상기 사각 벽의 홈은 제 1 평평한 씨일링 표면에 대해 상기 도브-테일 홈의 방사상 내부에 존재하고, 상기 제 1 부분은 상기 제 1 O-링 또는 상기 제 2 O-링에 의해 둘러싸인 상기 제 1 평평한 씨일링 표면 내의 적어도 하나의 통로를 더 포함하고, 상기 통로는 상기 사각 벽의 홈의 내측 부분으로 개방되는, 상기 제 1 부분;
상기 제 1 부분에 부착된 제 2 부분으로서, 상기 제 2 부분은 제 2 평평한 씨일링 표면 내의 통로를 포함하고, 상기 제 2 평평한 씨일링 표면 내의 상기 통로는 상기 제 1 평평한 씨일링 표면 내의 상기 통로와 유체연통하고 정렬되는, 상기 제 2 부분; 및
상기 제 1 O-링에 대해 클램핑되는 제 3 평평한 씨일링 표면을 갖는 제 3 부분으로서, 상기 제 3 부분은 상기 제 2 부분을 둘러싸는, 상기 제 3 부분을 포함하는, 진공 씨일 어레인지먼트 (seal arrangement). - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 O-링 및 상기 제 2 O-링은 동일한 단면 직경을 가지며,
상기 도브-테일 홈은 내부 직선 벽 및 외부 기울어진 벽을 갖는 단일-도브 테일 홈이고,
상기 사각 벽의 홈은 상기 제 1 평평한 씨일링 표면에 90°만큼 배향된 외부 벽을 갖고,
상기 도브-테일 홈 및 상기 사각 벽의 홈은 상기 제 1 O-링 및 상기 제 2 O-링의 상기 단면 직경보다 작은 깊이, 및 상기 통로의 중심축과 일치하는 중심축을 갖고, 상기 통로는 상기 사각 벽의 홈의 상기 내측 부분으로 개방되는, 진공 씨일 어레인지먼트. - 제 1 항에 있어서,
상기 개스킷은, 상기 제 1 O-링 및 제 2 O-링과 형상이 동일하고 동일한 직경들 및 벽 두께를 갖는 3개, 4개 또는 5개의 부가적인 O-링들을 포함하는, 진공 씨일 어레인지먼트. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 O-링은 상기 제 2 O-링에 의해 둘러싸인 중앙 O-링으로서 배열되고,
5개의 부가적인 O-링들은 상기 중앙 O-링 주변에 60°만큼 떨어져 방사 위치들에 배열되며,
상기 O-링들의 인접한 표면들은 상기 제 1 O-링 및 상기 제 2 O-링의 벽 두께보다 작은 거리만큼 분리되는, 진공 씨일 어레인지먼트. - 제 1 항에 있어서,
상기 O-링들은 0.1 내지 0.25 인치의 단면 직경을 갖고,
상기 웹은 상기 O-링들 사이의 평평한 상호접속 섹션이며,
상기 제 1 O-링 및 상기 제 2 O-링은 0.5 내지 2 인치의 내부 직경과 동일한 사이즈를 갖고, 상기 제 1 O-링은 상기 제 2 O-링의 내부 직경보다 큰 내부 직경을 갖는, 진공 씨일 어레인지먼트. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 O-링 및 상기 제 2 O-링은 0.1 내지 0.25 인치의 단면 직경을 갖고,
상기 도브-테일 홈은 직선 벽 및 기울어진 벽을 갖는 단일의 도브-테일 홈인, 진공 씨일 어레인지먼트. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 O-링 및 상기 제 2 O-링은 0.1 내지 0.25 인치의 단면 직경을 갖고,
상기 도브-테일 홈은 내부의 기울어진 벽 및 외부의 기울어진 벽을 갖는 이중 도브-테일 홈인, 진공 씨일 어레인지먼트. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 O-링의 내부 표면은 상기 제 1 평평한 씨일링 표면 내의 상기 통로와 유체 접촉하고 상기 제 1 평평한 씨일링 표면 내의 상기 통로를 둘러싸고,
상기 제 2 O-링은 상기 제 1 평평한 씨일링 표면에 대해서 상기 제 1 O-링 내부에 존재하는, 진공 씨일 어레인지먼트. - 제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 통로는, 상기 제 1 O-링에 의해 둘러싸인 중앙 통로, 및 상기 중앙 통로의 중앙으로부터 등거리인 중심들을 갖는 6개의 부가적인 통로들을 포함하며,
상기 개스킷은 5개의 부가적인 O-링들을 포함하고, 상기 제 1 평평한 씨일링 표면은 5개의 부가적인 사각 벽의 홈들을 포함하며,
상기 사각 벽의 홈들은 상기 제 2 O-링 및 상기 5개의 부가적인 O-링들을 홀딩하는, 진공 씨일 어레인지먼트. - 삭제
- 제 10 항에 있어서,
상기 제 1 부분에 제 2 부분이 부착되며,
상기 제 2 부분은 상기 제 1 부분 내의 통로들과 정렬된 7개의 통로들을 갖는, 진공 씨일 어레인지먼트. - 제 1 항에 있어서,
상기 도브-테일 홈은, 상기 제 1 평평한 씨일링 표면과 동일 평면에 있는 환형 (annular) 표면을 갖는 환형 벽에 의해 상기 사각 벽의 홈으로부터 분리되며,
상기 웹은 상기 환형 표면 위에 놓인, 진공 씨일 어레인지먼트. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 도브-테일 홈의 외부 벽은, 60°내지 80°의 각도에 있고,
상기 도브-테일 홈의 바닥은 상기 도브-테일 홈의 개구보다 더 넓은, 진공 씨일 어레인지먼트. - 제 1 항에 있어서,
상기 도브-테일 홈의 바닥 및 상기 사각 벽의 홈의 바닥은 동일 평면인, 진공 씨일 어레인지먼트. - 제 1 항에 기재된 진공 씨일 어레인지먼트를 포함하는 플라즈마 프로세싱 챔버.
- 제 1 항에 기재된 진공 씨일 어레인지먼트를 포함하는 플라즈마 에칭 챔버에 있어서,
상기 통로는 상기 챔버에 반응 가스를 전달하는, 플라즈마 에칭 챔버. - 제 1 항에 기재된 진공 씨일 어레인지먼트를 포함하는 플라즈마 프로세싱 챔버에 있어서,
상기 통로는 진공 통로인, 플라즈마 프로세싱 챔버. - 제 1 항에 기재된 진공 씨일 어레인지먼트를 포함하는 플라즈마 프로세싱 챔버에 있어서,
상기 통로는 액체 통로인, 플라즈마 프로세싱 챔버.
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