KR102549935B1 - 플라즈마 에칭장치용 다체형 한정 링 - Google Patents

플라즈마 에칭장치용 다체형 한정 링 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마 에칭장치용 다체형 한정링에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 한정링을 다체형으로 세분화시켜 분할되게 형성함으로써, 장기간 사용 중 훼손이 발생한 부분만을 신속 용이하게 교체가 가능하여 경제적 효율성이 높고, 결합되는 부분에 각각의 패킹이 구성됨에 따라 플라즈마 가스가 한정링의 외부로 누설되지 않아 밀폐력이 높으며, 무엇보다, 한정링을 결합할 시 사용되는 볼트의 홀을 가공하는 공간을 보다 확보됨으로, 가공상의 편리성 및 내구성을 동시에 확보토록 하는 유용한 발명이다.

Description

플라즈마 에칭장치용 다체형 한정 링{Multi-body limited ring for plasma etching equipment}
본 발명은 플라즈마 에칭장치용 다체형 한정 링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 한정 링을 분할된 형태로 형성하고, 결합을 위해 각각의 구성들의 인접하는 부분에 패킹을 구성하여 플라즈마 가스의 누설을 방지할 수 있어 밀폐력이 높으며, 볼트의 결합공간을 보다 확보토록 하여 가공의 편리성 및 내구성을 높일 수 있도록 하는 기술이다.
통상적인 반도체 웨이퍼 공정을 보면, 1) 웨이퍼를 제작하는 공정, 2) 웨이퍼 표면에 산화 막을 형성시키는 산화 공정, 3) 준비된 웨이퍼 위에 반도체 회로를 그려 넣는 포토공정, 4) 필요한 회로 패턴을 제외한 나머지 부분을 제거하여 반도체 구조를 형성하는 패턴을 만드는 에칭(식각)공정, 5) 웨이퍼 위에 원하는 분자 또는 단위의 물질을 박막의 두께로 입혀 전기적인 특성을 갖게 하는 증착공정, 6) 소자 동작 신호가 섞이지 않고 잘 전달되도록 선을 연결하는 금속 배선 공정, 7) EDS test(electrical die sorting) 웨이퍼 상태인 각각의 칩들이 원하는 품질 수준에 도달하는지를 체크하는 테스트 공정, 8) 외부 환경으로부터 배선, 전력공급, 직접회로의 보호, 단자 간 연결을 위한 전기적 포장을 하는 패키징 공정으로 이루어진다.
한편, 상기 에칭공정 시 챔버의 내부에 장착되어, 플라즈마 가스의 확산을 방지하면서도 가스의 유동제어 및 양을 조절토록 하여 안정화된 에칭작업이 가능토록 하는 역할을 수행하는 한정 링이 구성된다.
상기 한정 링의 경우 소모성 부품으로써, 챔버의 내부에서 플라즈마 가스에 지속적으로 노출됨에 따라 일정기간 사용 후에는 상기 한정 링을 교체한 후 에칭 작업을 진행하고 있다.
종래에는 한정 링이 하나의 단일품으로 형성되어 챔버의 내부에서 장기간 사용 시 단일품으로 형성된 한정 링을 그대로 분리시킨 후, 새로운 한정 링을 교체한 후 사용하고 있다.
특히, 상기 한정 링은 소모품으로써, 지속적인 교체를 할 경우 많은 유지보수 비용이 발생하기 마련인데, 상기 한정 링의 교체 및 경제적 효율성을 가질 수 있도록 개량된 한정 3링이 필요한 실정이다.
한편, 등록번호 20-0491165호(실)는 본 발명의 출원인과 동일한 출원인이 출원한 것으로, 상부링과 하부링으로 각각 구성되되, 상기 상부링은 중앙부의 둘레를 따라 관통되는 다수의 슬롯이 형성되며 하부에는 가장자리에 근접되게 둘레를 따라 다수의 홈부가 일정간격 이격되게 형성되고, 상기 하부링의 가장자리에 근접되되 상기 홈부와 대응되는 위치에 관통홀이 형성되어, 결합부재를 이용하여 상기 관통홀과 홈부에 순차적으로 각각 끼워져 결합되어 챔버의 내부에 장착되는 플라즈마 에칭장치용 한정 링에 있어서, 상기 하부링의 상측 가장자리에 근접하는 둘레를 따라 삽입홈이 형성되고, 상기 삽입홈의 형상과 대응하며 전기전도성을 띄며 상기 삽입홈의 상측보다 조금 높게 형성되는 패킹이 삽입구성되어, 상기 상부링과 하부링을 결합 시 플라즈마 가스의 누설을 방지하도록 구성되고, 상기 상부링의 홈부에는 내주가 관통되는 삽입부재가 끼움 또는 열융착에 의해 고정되어, 결합부재와 결합되며, 상기 상부링의 하부 가장자리의 일측에는 돌출 또는 내삽되게 형성되며, 상기 하부링의 상부가장자리의 일측에는 상기 상부링의 돌출 또는 내삽되는 부분과 대응되는 부분에 상기 돌출 또는 내삽되는 형상과 대응되게 형성되어 상호 맞물려지도록 구성되고, 상기 상부링의 내측에는 전도성 시트와 인서트링이 순차적으로 적층되며 상기 상부링의 슬롯과 대응되는 위치에 동일한 형상의 각각의 홀이 형성되어 상기 상부링과 결합되는 플라즈마 에칭장치용 이체형 한정 링에 관한 기술이다.
상기한 종래 기술은 하부링이 일체형으로 형성되어 있어 상기 상부링을 장기간 사용하기 위하여 별도의 전도성시트를 구성하여 사용하고 있고, 하부링의 경우 일체형으로 형성되어 있어 장기간 사용 시에 하부링을 전체적으로 교체하여야 하는 번거로움과 더불어 경제적 효율성이 다소 떨어지는 문제점을 갖고 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출해낸 것으로, 플라즈마 에칭장치용 한정 링을 분할된 형태로 형성하되, 하부링을 보다 더 세분화시켜 분할되게 형성하고, 상기 상, 하부링을 상호 결합 할시, 그 사이에 각각의 패킹을 구성시켜서 플라즈마 가스의 누설을 상, 하부 양측에서 방지하여 밀폐력을 높일 수 있도록 하며, 상, 하부링의 가장자리에 일정간격 이격되게 다수의 연장부를 형성하여 분할된 한정 링을 결합 시, 볼트의 조립 공간을 확보하여 사용상의 편리성을 부여할 수 있도록 하는 플라즈마 에칭장치용 다체형 한정 링을 제공함에 주안점을 두고 그 기술적 과제로 완성해낸 것이다.
이에 본 발명은, 가장자리에 체결홀(17)이 형성되는 상부링(10)과, 상기 상부링(10)의 하부에 배치되되 가장자리를 따라 일정간격 이격되게 장방형의 슬롯(21)과, 체결홀(27)이 각각 형성되는 하부링(20)으로 구성되고, 상호 인접하는 부분에 패킹(30)이 구성되며, 각각의 체결홀(17, 27)을 통해 볼트(40)로 상호 결합되어 있는 한정링에 있어서, 상기 상부링(10)은, 상, 하부면 가장자리 둘레를 따라 삽입테(11)가 각각 형성되는 하부몸체(10b)와, 상기 하부몸체(10b)의 상부에 배치되어 하부몸체(10b)와 결합되는 상부몸체(10a)로 구성되고, 상기 상부링(10)과 하부링(20)의 외측 둘레를 따라 일정간격 이격되며 외측으로 연장되는 다수의 보강부(15, 25)가 형성되고, 각각의 보강부(15, 25) 일측에 볼트 체결을 위한 체결홀(17, 27)이 각각 형성되며, 상기 삽입테(11)에 각각의 패킹(30)이 삽입 구성되고 볼트(40)로 각각의 체결홀(17, 27)이 체결되어 구성되되, 상기 하부몸체(10b)는, 2개 이상으로 분할 형성되되, 양측단부에 일측방향으로 5~60°경사진 경사면(13)이 형성되어, 상기 경사면(13)이 상호 인접되어 고정되는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기 상부링(10)의 하부몸체(10b)에 형성되는 체결홀(17)은, 상기 하부몸체(10b)의 상부와 하부 가장자리에 각각 형성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기 상, 하부링(10, 20)은 Single Crystal Si, Poly Si, Sapphire, Y2O3, SiC, Quartz, Si3N4, ZrＯ2, Al2O3, 단결정, 다결정 C계열 중 어느 하나의 소재로 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기 패킹(30)은 전도성을 가지는 형태의 Sheet, Si, 압축 paper, spiral, 열강화필름 중 어느 하나인 것을 기술적 특징으로 한다.
상기 하부몸체(10b)는, 2개 이상으로 분할 형성되되, 양측단부에 일측방향으로 5~60°경사진 경사면(13)이 형성되어, 상기 경사면(13)이 상호 인접되어 고정되는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기 하부몸체(10b)는, 2개 이상으로 분할 형성되되, 분할된 하부몸체(10b)의 양측단부에 상, 하 길이방향으로 돌출부(12)와 삽입부(14)가 각각 형성되어, 각각의 돌출부(12)가 삽입부(14)에 슬라이드 결합되어 고정되는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기 분할된 하부몸체(10b)의 인접하는 부분에는 패킹(16)이 각각 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
본 발명의 플라즈마 에칭장치용 다체형 한정 링에 의하면, 한정 링의 본연의 목적을 그대로 유지함과 동시에, 한정 링을 다체형으로 세분화시켜 분할되게 형성함으로써, 장기간 사용 중 훼손이 발생한 부분만을 신속 용이하게 교체가 가능하여 경제적 효율성을 높고, 결합되는 부분에 각각의 패킹이 구성됨에 따라 플라즈마 가스가 한정 링의 외부로 누설되지 않아 밀폐력이 높으며, 무엇보다, 한정 링을 결합할 시 사용되는 볼트의 홀을 가공하는 공간을 보다 확보됨으로, 가공상의 편리성 및 내구성을 동시에 확보토록 하는 유용한 발명이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예를 나타내는 사시도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예를 나타내는 분해도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예를 나타내는 평면도, 확대도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예를 나타내는 사시단면도, 정단면도
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예를 나타내는 단면도, 단면분해도
도 6은 도 5의 b.c.d의 바람직한 실시 예를 나타내는 확대도
도 7은 본 발명의 다른 실시 예를 나타내는 사시도
도 8은 본 발명의 다른 실시 예를 나타내는 평면도, 확대도
도 9는 본 발명의 다른 실시 예를 나타내는 평면도, 확대도
본 발명은 한정 링을 분할된 형태로 형성하고, 결합을 위해 각각의 구성들의 인접하는 부분에 패킹을 구성하여 플라즈마 가스의 누설을 방지할 수 있어 밀폐력이 높으며, 볼트의 결합공간을 보다 확보토록 하여 가공의 편리성 및 내구성을 높일 수 있도록 하는 플라즈마 에칭장치용 다체형 한정 링을 제공한다.
이하, 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성 및 작용에 대하여 도 1 내지 도 9를 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.
우선 본 발명의 설명하기에 앞서 그 구성을 도 1 내지 도 5를 참고하여 살펴보면, 가장자리에 체결홀(17)이 형성되는 상부링(10)과, 상기 상부링(10)의 하부에 배치되되 가장자리를 따라 일정간격 이격되게 장방형의 슬롯(21)과, 체결홀(27)이 각각 형성되는 하부링(20)으로 구성되고, 상호 인접하는 부분에 패킹(30)이 구성되며, 각각의 체결홀(17, 27)을 통해 볼트(40)로 상호 결합되어 있는 한정 링에 있어서, 상기 상부링(10)은, 상, 하부면 가장자리 둘레를 따라 삽입테(11)가 각각 형성되는 하부몸체(10b)와, 상기 하부몸체(10b)의 상부에 배치되어 하부몸체(10b)와 결합되는 상부몸체(10a)로 구성되고, 상기 상부링(10)과 하부링(20)의 외측 둘레를 따라 일정간격 이격되며 외측으로 연장되는 다수의 보강부(15, 25)가 형성되고, 각각의 보강부(15, 25) 일측에 볼트 체결을 위한 체결홀(17, 27)이 각각 형성되며, 상기 삽입테(11)에 각각의 패킹(30)이 삽입 구성되고 볼트(40)로 각각의 체결홀(17, 27)이 체결되어 구성된다.
즉, 본 발명은 한정 링을 구성함에 있어서, 이체형으로 구성하되, 다수의 분할된 형태로 형성하여, 잦은 플라즈마 가스 노출로 인해 훼손된 부분만을 선택적으로 교체할 수 있도록 함과 아울러, 각각의 구성들을 상호 결합하기 위한 체결홀을 형성함에 있어서, 체결홀의 가공위치를 보다 확보하여 가공의 편리성과 체결력 및 내구성을 높일 수 있다.
한편, 본 발명의 한정 링은, 원통형으로 형성되되 내부에 관통되게 형성되어 있다.
상기 상부링(10)은 도 2, 4, 5, 6에 도시된 바와 같이, 상기 상부링(10)은, 상, 하부면 가장자리 둘레를 따라 삽입테(11)가 각각 형성되는 하부몸체(10b)와, 상기 하부몸체(10b)의 상부에 배치되어 하부몸체(10b)와 결합되는 상부몸체(10a)로 구성된다.
상기 하부몸체(10b)는 실질적으로 하부는 하부링(20)과 인접하게 되고 상부는 상부몸체(10a)와 인접하게 되는 구성이고, 상기 삽입테(11)는 인접하는 부분에 각각 형성되어 하기될 패킹(30)이 삽입 구성되도록 하여 플라즈마 가스가 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있도록 하기 위함이다.
여기서, 상기 삽입테(11)는 끼워지는 패킹(40)의 형상과 대응되게 형성되는 것이 바람직하며, 상기 패킹(40)은 삽입테(11)의 상측보다 더 높게 형성하는 것이 바람직하다.
상기 상부몸체(10a)는 상기 하부몸체(10b)의 상부에 배치되는 구성으로써, 하부 가장자리가 상기 하부몸체(20b)의 상부 가장자리와 인접하게 되며 볼트(40)를 통해 결합되어 하나의 상부링(10)이 구성된다.
이때 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 상부몸체(10a)와 하부몸체(10b)의 가장자리에는 체결홀(17)이 형성되어, 하기될 하부링(20)의 체결홀(27)과 볼트(40)를 통해 결합되어 한정 링을 구성하게 된다.
상기 하부링(20)은 하부 가장자리에 일정간격 이격되는 다수의 슬롯(21)들이 형성되고, 하부 가장자리에 일정간격 이격되되 상기 슬롯(21)보다 더 외측에 체결홀(17)이 형성된다.
여기서, 상기 체결홀(17, 27)은 도 5 또는 도 6에 도시된 바와 같이, 상, 하부링(10, 20)을 결합할 수 있도록 하는 구성으로써, 상, 하부링(10, 20)의 가장자리에 형성되되, 상기 상,하부링(10, 20)의 외측에 연장되며 일정간격 이격되는 다수의 보강부(15, 25)가 형성되고, 상기 보강부(15, 25)에 수직방향으로 형성되게 된다.
상기 보강부(15, 25)의 경우, 상, 하부링(10, 20)의 체결을 위해 체결홀(17, 27)을 형성함에 있어 하부링(20)의 슬롯(21)의 형성으로, 체결홀(27)의 가공하는 표면이 부족함과 아울러, 가공시 정밀성을 요하게 되며, 다수의 홀들로 인해 하부링(20)의 내구성이 떨어지는 것을 보완할 수 있도록 상기 하부링(20)에 보강부(25)를 구성한 후, 상기 보강부(25)에 수직방향으로 체결홀(27)을 형성하였다.
이때, 상기 하부링(20)에 체결홀(27)의 위치에 따라 상부링(10)에도 동일하게 보강부(15) 및 체결홀(17)을 형성하도록 하여 일치시킴으로써, 외관상 미려함을 가질 수가 있어 마치 하나의 형태로 형성된 것처럼 구성될 수가 있다.
여기서, 상기 보강부(15, 25)의 내측과 체결홀(17, 27)의 외측 사이 간격은 1.8~.2mm로 형성되도록 하여, 상, 하부링(10, 20)의 무게를 최소화시킴과 아울러, 내구성을 향상시키는 가장 바람직한 두께이다.
한편, 상기 상부링(10)의 하부몸체(10b)에 형성되는 체결홀(17)은,상기 하부몸체(10b)의 상부와 하부 가장자리에 각각 형성된다.
상기 상, 하부링(10, 20)은 Single Crystal Si, Poly Si, Sapphire, Y2O3, SiC, Quartz, Si3N4, ZrＯ2, Al2O3, 단결정, 다결정 C계열 중 어느 하나의 소재로 구성될 수가 있고, 상기 패킹(30)은 전도성을 가지는 형태의 Sheet, Si, 압축 paper, spiral, 열강화필름 중 어느 하나로 구성될 수가 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 하부몸체(10b)는, 2개 이상으로 분할 형성되되, 양측단부에 일측방향으로 5~60°경사진 경사면(13)이 형성되어, 상기 경사면(13)이 상호 인접되어 고정되도록 구성될 수가 있다.
즉, 상기 하부몸체(10b)를 2개 이상으로 분할되게 형성되고, 양측면을 경사지게 형성하여, 상호 인접시킨 상태에서 상부몸체(10a)와 하부링(20)에 배치할 시, 자체적인 이탈되는 것을 방지할 수가 있는 효과가 있다.
이때, 상기 분할된 하부몸체(10b)의 인접하는 부분에는 패킹(16)이 각각 구성되도록 하여, 플라즈마 가스가 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 하부몸체(10b)는, 2개 이상으로 분할 형성되되, 분할된 하부몸체(10b)의 양측단부에 상, 하 길이방향으로 돌출부(12)와 삽입부(14)가 각각 형성되어, 각각의 돌출부(12)가 삽입부(14)에 슬라이드 결합되어 고정되도록 구성될 수가 있다.
이러한 돌출부(12)와 삽입부(14)의 구성은, 상기 하부몸체(10b)를 분할되게 형성한 후, 상호 슬라이드 결합시켜 상부와 하부에 상부몸체(10b)와 하부링(20)을 배치할 경우, 상기 하부몸체(10b)가 자체적으로 서로 분리되는 것을 방지할 수가 있게 되어, 각각의 체결홀(17, 27)을 이용하여 볼트(40)를 결합 시 편리하게 체결할 수가 있는 효과가 있다.
또한, 상기 분할된 하부몸체(10b)의 인접하는 부분에는 패킹(16)이 각각 구성하여, 플라즈마 가스가 외부로 누설되는 것을 방지할 수가 있다.
본 발명의 플라즈마 에칭장치용 다체형 한정 링에 의하면, 한정 링의 본연의 목적을 그대로 유지함과 동시에, 한정 링을 다체형으로 세분화시켜 분할되게 형성함으로써, 장기간 사용 중 훼손이 발생한 부분만을 신속 용이하게 교체가 가능하여 경제적 효율성을 높고, 결합되는 부분에 각각의 패킹이 구성됨에 따라 플라즈마 가스가 한정 링의 외부로 누설되지 않아 밀폐력이 높으며, 무엇보다, 한정 링을 결합할 시 사용되는 볼트의 홀을 가공하는 공간을 보다 확보됨으로, 가공상의 편리성 및 내구성을 동시에 확보토록 하는 유용한 발명이다.
10 : 상부링 10a: 상부몸체 20b : 하부몸체
11 : 삽입테 12 : 돌출부 13 : 경사면
14 : 삽입부 15 : 보강부 16 : 패킹
17 : 체결홀
20 : 하부링
21 : 슬롯 25 : 보강부 27 : 체결홀
30 : 패킹 40 : 볼트

Claims (7)

  1. 가장자리에 체결홀(17)이 형성되는 상부링(10)과, 상기 상부링(10)의 하부에 배치되되 가장자리를 따라 일정간격 이격되게 장방형의 슬롯(21)과, 체결홀(27)이 각각 형성되는 하부링(20)으로 구성되고, 상호 인접하는 부분에 패킹(30)이 구성되며, 각각의 체결홀(17, 27)을 통해 볼트(40)로 상호 결합되어 있는 한정 링에 있어서,
    상기 상부링(10)은,
    상, 하부면 가장자리 둘레를 따라 삽입테(11)가 각각 형성되는 하부몸체(10b)와, 상기 하부몸체(10b)의 상부에 배치되어 하부몸체(10b)와 결합되는 상부몸체(10a)로 구성되고,
    상기 상부링(10)과 하부링(20)의 외측 둘레를 따라 일정간격 이격되며 외측으로 연장되는 다수의 보강부(15, 25)가 형성되고, 각각의 보강부(15, 25) 일측에 볼트 체결을 위한 체결홀(17, 27)이 각각 형성되며,
    상기 삽입테(11)에 각각의 패킹(30)이 삽입 구성되고 볼트(40)로 각각의 체결홀(17, 27)이 체결되어 구성되되,
    상기 하부몸체(10b)는,
    2개 이상으로 분할 형성되되, 양측단부에 일측방향으로 5~60°경사진 경사면(13)이 형성되어,
    상기 경사면(13)이 상호 인접되어 고정되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭장치용 다체형 한정링.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 상부링(10)의 하부몸체(10b)에 형성되는 체결홀(17)은,
    상기 하부몸체(10b)의 상부와 하부 가장자리에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭장치용 다체형 한정 링.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 상, 하부링(10, 20)은 Single Crystal Si, Poly Si, Sapphire, Y2O3, SiC, Quartz, Si3N4, ZrＯ2, Al2O3 단결정, 다결정 C계열 중 어느 하나의 소재로 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭장치용 다체형 한정 링.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 패킹(30)은 전도성을 가지는 형태의 Sheet, Si, 압축 paper, spiral, 열강화필름 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭장치용 다체형 한정 링.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 하부몸체(10b)는,
    2개 이상으로 분할 형성되되, 분할된 하부몸체(10b)의 양측단부에 상, 하 길이방향으로 돌출부(12)와 삽입부(14)가 각각 형성되어,
    각각의 돌출부(12)가 삽입부(14)에 슬라이드 결합되어 고정되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭장치용 다체형 한정링.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 분할된 하부몸체(10b)의 인접하는 부분에는 패킹(16)이 각각 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭장치용 다체형 한정링.
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