KR102589203B1

KR102589203B1 - 포커스 링 제작 장치

Info

Publication number: KR102589203B1
Application number: KR1020230118783A
Authority: KR
Inventors: 임병직; 문경락
Original assignee: 임병직; 문경락
Priority date: 2023-09-07
Filing date: 2023-09-07
Publication date: 2023-10-12

Abstract

포커스 링 제작 장치가 개시된다. 포커스 링 제작 장치는 내부링과 외부링을 포함하는 가공용 링의 상기 내부링의 좌측면과 접촉하고, 상기 내부링을 관통하는 제1 돌기가 형성되어 있는 제1 접촉부; 상기 내부링의 우측면과 접촉하고, 상기 제1 돌기와 끼움결합하는 제1 홈이 형성되어 있는 제2 접촉부; 상기 외부링의 좌측면과 접촉하고, 상기 외부링과의 제1 접촉부위를 커팅할 수 있는 제1 칼날이 구비된 제1 칼날부; 및 상기 외부링의 우측면과 접촉하고, 상기 외부링과의 제2 접촉부위를 커팅할 수 있는 제2 칼날이 구비된 제2 칼날부를 포함하고, 상기 제 1접촉부와 상기 제2 접촉부의 끼움결합에 의하여 상기 가공용 링은 상기 제1 접촉부와 상기 제2 접촉부 사이에서 단단히 고정된다.

Description

포커스 링 제작 장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING FOCUS RING}

본 발명은 포커스 링(Focus Ring) 제작 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포커스 링 완성품 제작을 위한 가공용 링을 단단히 고정하여 편심이 발생하지 않도록 함과 동시에 가공용 링의 양 측면을 동시에 커팅하여 포커스 링을 정확하고, 빠른 시간내에 제작할 수 있는 장치에 관한 것이다.

포커스 링(FOCUS RING)은 또는 엣지 링(Edge Ring)은 반도체 공정에서 사용되는 플라즈마 방식의 건식 식각 장치에 활용되는 부품이다. 포커스 링은 식각 챔버 내에서 웨이퍼를 잡아주고 플라즈마를 모아 주는 역할을 하는 것으로, 상세하게는 플라즈마가 존재하는 가혹 조건의 반응 챔버에서 플라즈마가 확산되는 것을 방지하고 식각 처리가 이루어지는 웨이퍼 주변에 플라즈마가 한정되도록 한다.

포커스 링은 주로 실리콘 또는 실리콘 카바이드(SiC)로 제조되는 것이 일반적이다. 최근에는 실리콘 대비 식각에 대한 내구성이 우수하여 교체주기를 연장할 수 있고, 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 이물질의 발생이 적어 식각 공정 신뢰성을 높일 수 있는 실리콘 카바이드 소재가 많이 활용되고 있다.

SiC 포커스 링의 제조업체에서는 도넛 형상의 원소재(이하 '가공용 링'이라 함)를 공급받아 가공하여 SiC 포커스 링을 제조하는 것이 일반적이다.

가공용 링은 도 1에 도시된 바와 같은 구조를 갖는다. 도 1을 참조하면, 가공용 링(10)은 내부링(14)과 외부링(12)로 이루어지 구조를 가지며, 내부링(14)와 외부링(12)은 서로 연결된 상태이다.

기존의 가공용 링(10)을 통해 포커스 링을 제작하는 공정은 가공용 링(10)을 거치할 수 있는 지그에 가공용 링을 부착한 후, 도 2에 도시된 바와 같이 외부링(12)의 일면의 커팅위치(1)를 원하는 두께만큼 커팅하고, 이를 다시 뒤집어서 외부링(12)의 타면의 커팅위치를 원하는 두께만큼 커팅하는 공정을 통해 진행되었다.

그러나, 이와 같은 커팅 공정은 커팅에 많은 시간이 소요되는 문제가 있다. 또한, 본딩을 통해 지그를 부착시키는 과정은 작업자의 수작업으로 이루어지므로, 지그가 기 정해진 위치에서 한쪽으로 치우쳐 가공용 링(10)에 본딩 되는 편심 현상이 종종 발생할 수 있고 이는 제품 수율을 낮춘다는 문제가 있다.

한국등록특허 제10-2480912호(등록일 2022.12.20)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 포커스 링 또는 엣지 링 제작을 위한 가공용 링을 단단히 고정하여 가공용 링의 편심 현상을 방지하여 불량 포커스 링이 제작되는 것을 방지할 수 있고, 가공용 링의 좌측 및 우측을 동시에 커팅하여 포커스 링 제작 시간을 획기적으로 단축할 수 있는 포커스 링 제작 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 포커스 링 또는 엣지 링 제작을 위한 가공용 링과 같이 내부링과 외부링을 가지는 링 형상의 부품의 좌측 및 우측을 동시에 커팅하여 하나의 링 형상의 부품으로 제작할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 포커스 링 제작 장치는 내부링과 외부링을 포함하는 가공용 링의 상기 내부링의 좌측면과 접촉하고, 상기 내부링을 관통하는 제1 돌기가 형성되어 있는 제1 접촉부; 상기 내부링의 우측면과 접촉하고, 상기 제1 돌기와 끼움결합하는 제1 홈이 형성되어 있는 제2 접촉부; 상기 외부링의 좌측면과 접촉하고, 상기 외부링과의 제1 접촉부위를 커팅할 수 있는 제1 칼날이 구비된 제1 칼날부; 및 상기 외부링의 우측면과 접촉하고, 상기 외부링과의 제2 접촉부위를 커팅할 수 있는 제2 칼날이 구비된 제2 칼날부를 포함하고, 상기 제 1접촉부와 상기 제2 접촉부의 끼움결합에 의하여 상기 가공용 링은 상기 제1 접촉부와 상기 제2 접촉부 사이에서 단단히 고정되는 것을 특징으로 한다.

일 예로, 상기 가공용 링은 실리콘 카바이드(SiC) 재질로만 이루어지거나, 실리콘 카비이드(SiC) 층 사이에 흑연(graphite)층이 배치된 구조를 가질 수 있다.

하나의 실시예로, 상기 내부링의 상기 제1 접촉부위와 상기 제2 접촉부위는 각각 상기 제1 칼날과 상기 제2 칼날에 의하여 동시에 커팅될 수 있는 것을 특징으로 한다.

하나의 실시예로, 상기 제1 돌기의 직경의 크기는 상기 내부링의 내경의 크기와 일치하는 것을 특징으로 한다.

하나의 실시예로, 상기 제1 칼날의 높이와 상기 제2 칼날의 높이의 합은 상기 가공용 링의 높이보다 낮은 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 포커스 링 제작 장치는 상기 제1 칼날부와 연결되고, 상기 제1 칼날부를 회전시킬 수 있는 제1 회전부; 및 상기 제2 칼날부와 연결되고, 상기 제2 칼날부를 회전시킬 수 있는 제2 회전부를 포함할 수 있다.

하나의 실시예로, 상기 제1 돌기에는 삽입홈이 형성되어 있고, 상기 제1 홈의 내부에는 삽입돌기가 형성되어 있으며, 상기 제1 접촉부와 상기 제2 접촉부가 끼움결합하는 경우, 상기 삽입돌기가 상기 삽입홈에 삽입되어 결합하는 것을 특징으로 한다.

하나의 실시예로, 상기 삽입홈의 내경의 크기는 상기 삽입돌기의 외경의 크기와 일치하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명은 포커스 링 제작을 위한 가공용 링을 단단히 고정하기 때문에 포커스 링 제작시 발생할 수 있는 가공용 링의 편심 현상을 방지할 수 있다.

본 발명은 가공용 링의 편심 현상에 따른 불량 제품이 제작되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은 포커스 링 제작을 위한 가공용 링의 좌측 및 우측을 동시에 커팅할 수 있어 포커스 링 제작 시간을 획기적으로 단축할 수 있다.

본 발명은 가공용 링의 커팅 작업 시간을 대폭 줄일 수 있어 포커스 링 제작 효율을 대폭 향상시킬 수 있다.

도 1a는 가공용 링의 구조를 설명하기 위한 정면도이다.
도 1b는 도 1a와는 다른 구조를 갖는 가공용 링을 나탄낸 도면이다.
도 2는 도 1a의 가공용 링의 커팅부위를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 가공용 링을 커팅하여 완성된 포커스 링을 설명하기 위한 정면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 포커스 링 제작 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 5는 도 4의 포커스 링 제작 장치의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 따른 포커스 링 제작 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 가공용 링과 제1 접촉부, 제 2접촉부의 접촉상태를 설명하기 위한 단면도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1a는 가공용 링의 구조를 설명하기 위한 정면도이고, 도 1b는 도 1a와는 다른 구조를 갖는 가공용 링을 나탄낸 도면이고, 도 2는 가공용 링의 커팅부위를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 가공용 링을 커팅하여 완성된 포커스 링을 설명하기 위한 정면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 포커스 링 제작 장치를 설명하기 위한 사시도이고, 도 5는 도 4의 포커스 링 제작 장치의 분해 사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 따른 포커스 링 제작 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 가공용 링과 제1 접촉부, 제 2접촉부의 접촉상태를 설명하기 위한 단면도이다.

도 1a 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 포커스 링 제작 장치(1000)는 제1 접촉부(100), 제2 접촉부(200), 제1 칼날부(300), 제2 칼날부(400), 제1 회전부(500) 및 제2 회전부(600)를 포함할 수 있다.

도 1a에 도시된 가공용 링은 하나의 실시예에 해당하고, 도 1b에 도시된 바와 같이 내부링(14)과 외부링(12)은 2개 이상의 연결바(bar)로 연결된 구조를 가질 수 있으며, 연결바의 개수는 다양하게 변경이 가능하다.

제1 접촉부(100)는 내부링(14)과 외부링(12)을 포함하는 가공용 링의 내부링(14)의 좌측면과 접촉하고, 내부링(14)을 관통하는 제1 돌기(110)가 형성되어 있다.

제2 접촉부(200)는 내부링(14)의 우측면과 접촉하고, 제1 돌기(110)와 끼움결합하는 제1 홈(210)이 형성되어 있다.

일 예로, 제1 홈(210)의 내경의 크기(h3)는 제1 돌기(110)의 외경의 크기(h1)와 일치하거나 보다 클 수 있다.

제1 접촉부(100)와 제2 접촉부(200)의 끼움결합을 통해 제1 접촉부(100)와 제2 접촉부(200) 사이에 위치하는 가공용 링(10)이 단단하게 고정될 수 있다.

가공용 링(10)을 단단하게 고정하기 위하여 제1 돌기(110)의 직경(h1)의 크기는 내부링(14)의 내경(h1)의 크기와 일치하도록 제작된다.

또한, 제1 돌기(110)에는 삽입홈(120)이 형성되어 있고, 제1 홈(210)의 내부에는 삽입돌기(220)가 형성되어 있다. 제1 접촉부(100)와 제2 접촉부(200)가 끼움결합하는 경우, 삽입돌기(220)가 삽입홈(120)에 삽입되어 결합되는 구조를 채택하여, 제1 접촉부(100)와 제2 접촉부(200)의 끼움결합시 정확한 위치에서 제1 접촉부(100)와 제2 접촉부(200)가 결합할 수 있도록 할 수 있다.

이를 위해, 삽입홈(120)의 내경의 크기(h2)는 삽입돌기(220)의 외경의 크기(h2)와 일치하도록 제작된다.

본 발명은 제1 접촉부(100)와 제2 접촉부(200)의 끼움결합 구조를 가짐과 동시에 제1 돌기(110)의 직경(h1)의 크기는 내부링(14)의 내경(h1)의 크기와 일치시키고, 삽입돌기(220)가 삽입홈(120)에 삽입되어 결합되는 구조를 가짐과 동시에 삽입홈(120)의 내경의 크기(h2)는 삽입돌기(220)의 외경의 크기(h2)와 일치시켜 가공용 링(10)을 정확한 위치에 단단히 고정함과 동시에 편심 발생없이 안정적인 커팅 작업이 가능하다.

제1 칼날부(300)는 외부링(12)의 좌측면과 접촉하고, 외부링(12)과의 제1 접촉부위를 커팅할 수 있는 제1 칼날(310)이 구비되어 있다. 일 예로 제1 칼날부(300)는 원판형 형상이고, 가공용 링(10)과 직접 마주하는 면 둘레를 따라 복수 개의 제1 칼날(310)들이 배치될 수 있다. 제1 칼날(310)의 개수와 배치 간격 등은 적절하게 변경이 가능하다.

일 예로, 제1 접촉부위는 제1 칼날(310)과 외부링(12)이 접촉하는 부분을 의미할 수 있다. 제1 칼날(310)은 외부링(12)의 좌측면과 접촉된 상태로 제1 접촉부(300)가 회전을 함으로써 제1 칼날(310)이 제1 접촉부위를 커팅할 수 있다.

제2 칼날부(400)는 외부링(12)의 우측면과 접촉하고, 외부링(12)과의 제2 접촉부위를 커팅할 수 있는 칼날(410)이 구비되어 있다.

일 예로 제2 칼날부(400)는 원판형 형상이고, 가공용 링(10)과 직접 마주하는 면 둘레를 따라 복수 개의 제2 칼날(410)들이 배치될 수 있다. 제2 칼날(410)의 개수와 배치 간격 등은 적절하게 변경이 가능하다.

일 예로, 제2 접촉부위는 제2 칼날(410)과 외부링(12)이 접촉하는 부분을 의미할 수 있다. 제2 칼날(410)은 외부링(12)의 우측면과 접촉된 상태로 제2 접촉부(400)가 회전을 함으로써 제2 칼날(410)이 제2 접촉부위를 커팅할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 포커스 링 제작 장치(1000)는 내부링(10)의 제1 접촉부위와 제2 접촉부위는 각각 제1 칼날(310)과 제2 칼날(410)에 동시에 접촉될 수 있고, 제1 접촉부(100)와 제2 접촉부(200)의 끼움결합을 통해 제1 접촉부(100)와 제2 접촉부(200) 사이에 위치하는 가공용 링(10)이 단단하게 고정된 상태에서 내부링(10)의 제1 접촉부위와 제2 접촉부위가 동시에 커팅될 수 있다.

제1 접촉부위와 제2 접촉부위 커팅을 위해, 제1 칼날부(300)와 제2 칼날부(400)는 가공용 링(10)을 마주하는 상태에서 가공용 링(10) 방향으로 각각 이동이 가능하다. 일 예로, 제1 칼날부(300)와 제2 칼날부(400)의 이동은 제1 칼날부(300)와 제2 칼날부(400)와 연결된 유압실린더(미도시) 등으로 가능하며 공지된 기술을 통해 다양한 방식으로 구현이 가능하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

일 예로 제1 칼날(310)의 높이와 제2 칼날(410)의 높이의 합은 가공용 링(10)의 높이보다 낮게 제작된다. 이는 커팅 작업 중 제1 칼날(310)과 제2 칼날(410)이 서로 맞닿아 손상되는 것을 방지하기 위함이다.

제1 회전부(500)는 제1 칼날부(300)와 연결되고, 제1 칼날부(300)를 회전시킬 수 있고, 제2 회전부(600)는 제2 칼날부(400)와 연결되고, 제2 칼날부(400)를 회전시킬 수 있다. 일 예로 제1 회전부(500)와 제2 회전부(600)는 각각 회전이 가능하도록 하는 모터에 연결된 축이 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 포커스 링 제작 장치(1000)를 통해 가공용 링(10)를 커팅 작업을 완료하면, 제1 칼날(310)과 제2 칼날(410)을 통해 커팅이 되지 않고 남은 부분이 발생한다. 이는 제1 칼날(310)과 제2 칼날(410)의 높이의 합이 가공용 링(10)의 높이보다 낮기 때문이다.

가공용 링(10)에서 제1 칼날(310)과 제2 칼날(410)을 통해 커팅되지 않는 부분은 별도의 커팅 작업(커팅 머신 또는 수작업 커팅 등)을 통해 완전히 커팅함으로써 도 3에 도시된 완성된 포커스 링(20)의 제작이 완료될 수 있다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

1000: 포커스 링 제작 장치
100: 제1 접촉부 200: 제2 접촉부
300: 제1 칼날부 400: 제2 칼날부
500: 제1 회전부 600: 제2 회전부

Claims

내부링과 외부링을 포함하는 가공용 링의 상기 내부링의 좌측면과 접촉하고, 상기 내부링을 관통하는 제1 돌기가 형성되어 있는 제1 접촉부;
상기 내부링의 우측면과 접촉하고, 상기 제1 돌기와 끼움결합하는 제1 홈이 형성되어 있는 제2 접촉부;
상기 외부링의 좌측면과 접촉하고, 상기 외부링과의 제1 접촉부위를 커팅할 수 있는 제1 칼날이 구비된 제1 칼날부; 및
상기 외부링의 우측면과 접촉하고, 상기 외부링과의 제2 접촉부위를 커팅할 수 있는 제2 칼날이 구비된 제2 칼날부를 포함하고,
상기 제 1접촉부와 상기 제2 접촉부의 끼움결합에 의하여 상기 가공용 링은 상기 제1 접촉부와 상기 제2 접촉부 사이에서 단단히 고정되는 것을 특징으로 하는, 포커스 링 제작 장치.
제1항에 있어서,
상기 내부링의 상기 제1 접촉부위와 상기 제2 접촉부위는 각각 상기 제1 칼날과 상기 제2 칼날에 의하여 동시에 커팅될 수 있는 것을 특징으로 하는, 포커스 링 제작 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 돌기의 직경의 크기는 상기 내부링의 내경의 크기와 일치하는 것을 특징으로 하는, 포커스 링 제작 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 칼날의 높이와 상기 제2 칼날의 높이의 합은 상기 가공용 링의 높이보다 낮은, 포커스 링 제작 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 칼날부와 연결되고, 상기 제1 칼날부를 회전시킬 수 있는 제1 회전부; 및
상기 제2 칼날부와 연결되고, 상기 제2 칼날부를 회전시킬 수 있는 제2 회전부를 포함하는, 포커스 링 제작 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 돌기에는 삽입홈이 형성되어 있고,
상기 제1 홈의 내부에는 삽입돌기가 형성되어 있으며,
상기 제1 접촉부와 상기 제2 접촉부가 끼움결합하는 경우, 상기 삽입돌기가 상기 삽입홈에 삽입되어 결합하는 것을 특징으로 하는, 포커스 링 제작 장치.
제6항에 있어서,
상기 삽입홈의 내경의 크기는 상기 삽입돌기의 외경의 크기와 일치하는 것을 특징으로 하는, 포커스 링 제작 장치.