KR200370476Y1 - 플라즈마 챔버 캐소드의 천공을 위한 초음파천공기 혼 - Google Patents

Abstract

본 고안은 일정 두께의 규소 원판으로 형성되고 0.5mm 이하의 미세한 다수의 관통 구멍들이 형성되는 플라즈마 챔버의 캐소드의 균일화된 천공을 위한 초음파천공기에 구성되는 혼(Hone)에 관한 것으로,

더욱 자세히는 상기 반도체 DRY 에칭 공정에 사용되는 캐소드는 에칭공정에서 에칭가스를 반응용기인 챔버 내로 균일하게 분산시키기 위해 수백개에서 수천개의 미세 홀(Hole)들이 형성되어 있다. 이러한 플라즈마를 발생시키는 캐소드의 미세 홀(Hole)들을 가공하는 초음파천공기에 부착되는 혼(Hone)의 내부로 중공부를 구성하여 초음파의 발생각도를 최소화하여 출력 핀의 흔들림을 최소화함과 동시에 초음파를 출력시킴으로 캐소드의 미세 홀(Hole)들을 다수로 균일하게 천공이 가능하게 하는 플라즈마 챔버 캐소드의 천공을 위한 초음파천공기 혼(Hone)에 관한 것이다.

Description

플라즈마 챔버 캐소드의 천공을 위한 초음파천공기 혼{Ultrasonic Drill Hone for drilling Plasma Chamber Cathode}

본 고안은 반도체 웨이퍼의 플라즈마 공정 때 사용하는 플라즈마 챔버 캐소드(cathode)의 미세 홀(hole)을 천공하는 초음파천공기의 혼(Hone)에 관한 것으로서, 관통구멍 내주면이 정밀하게 천공될 수 있도록 내구로 중공부가 구성된 혼(Hone)을 구성하여 초음파천공기에 구성하여 사용함으로서 가공상의 효율성과 정밀성을 배가시킨 플라즈마 챔버 캐소드의 천공을 위한 초음파천공기 혼(Hone)에 관한 것이다.

기존의 반도체 웨이퍼의 플라즈마 공정에 사용되는 챔버 내부에 구성되는 캐소드의 홀(HOLE)을 가공하는 방법으로는 다이아몬드 드릴링방법과 초음파를 이용한 가공방법이 대표적인 방법들로,

다이아몬드 드릴링 방법은 다이아몬드드릴을 이용하여 천공하는 것으로 초음파가공방법 캐소드의 홀을 정밀하게 가공할 수 있다는 장점이 있으나, 일일이 홀을 천공하여야 하는 등 완제품을 생산하기 위하여서는 시간이 많이 소요되는 단점이 있었다.

이에 비하여 초음파가공방법은 초음파천공기에 구성된 혼(Hone)에 구성된 다수의 핀으로 출력되는 초음파를 이용하여 캐소드의 표면 상에 투입되는 연마제로 천공하게 되는 것으로 정밀도는 다이아몬드 드릴링의 방법보다는 떨어지지만 다수의 홀(Hole)을 한꺼번에 구성할 수 있다는 장점이 있었다.

따라서 기존의 다이아몬드 드릴링방법의 정밀성과, 초음파가공방법의 효율성을 동시에 만족시킬 수 있는 방법 및 가공장치의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

본 고안은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해, 다수의 핀을 이용하여 천공을 할 수 있는 초음파천공기를 이용한 초음파가공에 있어서,

초음파천공기에 연결 구성되는 직육면체의 혼(Hone)(100)을 구성함에 있어 측면부를 관통시켜 중공부(110)를 구성하여, 초음파의 진행방향과 각도를 최소화함으로서 최종으로 초음파가 출력되는 출력 핀(10)의 진동을 최소화하여 다수의 정밀한 홀(hole)을 캐소드에 천공할 수 있도록 구성한 초음파천공기의 혼(100)을 제공함에 기술적 과제를 두고 창안하였다.

도 1은 본 고안의 올바른 실시 예를 보여주는 사용상태도

도 2는 본 고안의 올바른 실시 예를 보여주는 혼(hone)의 사시도

도 3은 본 고안의 올바른 실시 예를 보여주는 작업시 부분확대도

도 4는 본 고안의 올바른 실시 예를 보여주는 정면, 평면, 측면도

도 5는 본 고안과 기존의 실시 예를 비교하여 보여주는 사용상태도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 핀 50 : 에폭시층 100 : 혼

110 : 중공부 120 : 결합구 200 : 초음파천공기 본체

도 1은 본 고안의 올바른 실시예를 보여주는 사용상태도이고, 도 2는 본 고안의 올바른 실시예를 보여주는 혼(hone)의 사시도이며, 도 3은 본 고안의 올바른 실시예를 보여주는 작업시 부분확대도이며, 도 4는 본 고안의 올바른 실시예를 보여주는 정면, 평면, 측면도이며, 도 5는 본 고안과 기존의 실시예를 비교하여 보여주는 사용상태도로서 플라즈마 챔버 캐소드의 천공을 위한 초음파천공기 혼(Hone)을 상세히 설명하면,

통상의 캐소드 천공에 있어서는 다이아몬드 드릴링과, 초음파천공방법이 통상 사용되고 있다. 다이아몬드드릴링의 경우 정밀한 가공이 가능하나, 일일이 하나씩 천공을 해야 함으로 시간이 많이 걸리고, 초음파천공방법의 경우 캐소드 상의 천공 수와 위치에 필요한 수만큼의 발진 핀이 결합된 혼을 연결하면 일괄적으로 천공이 가능하나, 초음파의 진동과 파동에 의해 발진 핀이 진동하게 되어 홀(hole)의 크기 및 모양이 정교하지 못한 문제점이 있었다.

상기 방법들 중 본 고안은 초음파천공방법에 관한 것으로, 초음파천공기는 통상 발진부, 부스타, 혼, 핀, 고정지그로 구성되고, 캐소드의 천공의 개수와 위치에 대응하게 핀이 구성된 혼을 초음파천공기에 부착하여 가공하는 것이다.

도 5 에 도시된 바와 같이 이러한 초음파를 이용한 기존의 캐소드 천공방법에 있어서, 초음파가 최초 생성되어 혼(Hone)을 통하여 핀까지 전달될 시, 혼(hone)에 있어 초음파의 진동각도가 커지게 되어 최종적으로 초음파의 길을 잡아주는 역할을 하는 핀이 진동하게 되어 천공 홀(hole)이 일정하지 못하게 되는 문제점이 있었다. 즉, 혼(hone) 전체에서 초음파가 굴절되어 발진 핀에 최종적으로 전달되기 때문에 핀에 가해지는 진동이 커져 초음파의 출력이 일정하게 되지 못하는 문제점이 있다.

본 고안에서는 상기와 같은 발진 핀에 가해지는 초음파의 충격과 진동을 최소화하기 위하여 구성된 것으로 초음파의 굴절각도를 줄여 발진 핀의 좌우 진동을 줄여 지정된 위치에서의 안정된 초음파 제공하기 위한 혼(hone)의 구성을 제공하고자 하는 것으로,

도 1, 2, 3, 4에 도시된 바와 같이 직육면체를 가지는 혼(hone)(100)의 구조에 있어서, 상측부로 천공기(200)와 연결되는 결합구(120)와 하측부로는 핀(10)들이 결합되고, 좌우·정배면을 관통하는 타원형의 중공부(110)가 3개 이상 관통 구성된 혼(hone)(100)을 구성하게 되는 데, 본 고안에서는 3개씩 구성된 혼(hone)(100)을 예로서 설명하고자 한다.

혼(hone)(100)은 가공체가 놓여지는 부위로 다수의 핀(10)이 에폭시(50)로 결합 구성되는데 핀에서 출력되는 초음파가 캐소드상에 강제적으로 투입되는 연마제를 매개체로 하여 캐소드를 천공하게 되는 것이다. 상기와 같은 혼(100)을 구성함에 있어 초음파천공기 본체(200)와 연결되는 상측면(101)과, 핀(10)들이 고정 구성되는 하측면(102)을 제외한 측면부(103)를 상하측으로 길쭉한 타원형 형상의 중공부(110)로 구성하여 상호 관통 교차시켜 구성한다.

즉, 좌우측면, 정면과 배면을 상하측면부로 길쭉한 타원형의 중공부를 구성하여 관통시키는 것이다.

상기의 구조로 구성된 혼(100)의 구성에 있어서, 초음파천공기의 초음파 특성상 중공부(110)는 초음파의 굴절각도를 최소화하는 역할을 하는 것으로, 최종적으로 핀(10)을 통하여 출력되는 초음파가 핀(10)까지의 도달 이전까지 최소한의 각도로 도달되어 핀(10)에 가하게 되는 좌우 진동을 최소화하면서 출력될 수 있도록하는 것이다.

사용상태를 더욱 자세히 설명하면, 혼(100)까지 도달한 초음파는 각기 다른 굴절을 이루면서 혼(100)내부로 흩어지게 되고, 혼(100)의 측벽에 부딪치며 각도가 꺽이어 핀까지 도달하게 된다. 이러한 과정에 있어서, 혼(100)내부의 중공부(110)는 초음파의 칸막이 역할을 하여 초음파의 굴절 각도를 줄이면서 최단시간에 하부의 핀(10)으로 도달하게 하는 것이다. 핀에 도달한 초음파의 경우 중공부(110)를 가이드라인으로 하여 그 사이로 초음파의 굴절되는 정도를 줄이고, 마치 관을 통하여 물이 흘러가듯이, 중공부를 가이드라인으로 하여 그 사이를 통로로하여 초음파가 핀이 구성되 하부로 전달되게 되는 것이다.

상기와 같은 구성과 작용으로 핀(10)에 초음파가 도달되면 통상에 초음파의 도달 각도와 달리 핀(10)이 돌출된 하부 관의 방향과 초음파의 도달 각도를 크게 줄임으로서 핀(10)의 좌우 진동을 최소화하여, 캐소드에 천공하고자 하는 핀(10)의 하부방향으로 일정하게 초음파를 발생할 수 있게 되는 것이다. 초음파의 도달 각도의 조절을 위하여 중공부를 본 고안의 예시도 들과 같은 길쭉한 타원형 또는, 직사각형, 마름모형, 원형들 중 어느 하나의 모양으로 선택하여 적용이 가능하다.

상기와 같은 방법과 구성으로 이루어진 본 고안을 통하여 기존에 다이아몬드 드릴링방법이 가지는 장점인 천공 홀(hole)의 크기와 모양의 높은 정밀도와, 초음파천공방법의 장점인 다수의 핀을 이용해 천공할 수 있는 효율성을 두루 갖추어 가공이 가능하게 되어 그 경제적 효율성과 작업상 완벽성을 동시에 만족시킬 수가 있어, 생산자 및 제품 사용자들에게 큰 경제적 도움을 줄 수 있는 과히 그 기대되는 효과가 큰 고안이라 하겠다.

Claims (3)

1. 플라즈마 챔버 캐소드의 천공을 위한 초음파천공기 혼(Hone)에 있어서,

   상측면으로 천공기(200)와 결합되는 결합구(120)와,

   좌우측면과 정배면은, 상호 관통 구성되는 중공부(110)와,

   하측면은 초음파가 출력되는 핀(10)이 결합되는 것으로 이루어지는 것을 포함하는 플라즈마 챔버 캐소드의 천공을 위한 초음파천공기 혼(100)
2. 제 1항에 있어서,

   중공부(110)는 상하측으로 3개 이상 관통 구성되는 것을 포함하는 플라즈마 챔버 캐소드의 천공을 위한 초음파천공기 혼(100)
3. 제 1항에 있어서,

   중공부(110)는 상하측으로 길쭉한 타원형, 직사각형, 마름모형, 원형중 어느 하나를 선택하여 구성하는 것을 포함하는 플라즈마 챔버 캐소드의 천공을 위한 초음파천공기 혼(100)