KR200496470Y1 - 원가 절감 결합형 실리콘 전극 - Google Patents

원가 절감 결합형 실리콘 전극 Download PDF

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Abstract

본 고안은 실리콘 전극을 복수개로 분리하고 간편하게 결합시켜 부분 교체가 가능하고 부품비를 절감할 수 있는 원가 절감 결합형 실리콘 전극에 관한 것으로, 하부 내측에 결합홈이 형성된 상부 실리콘 전극과, 상기 상부 실리콘 전극의 하부에 구비되며 결합홈으로 결합되어 상부 실리콘 전극과 결합될 수 있도록 상부로 돌출되게 연결탭이 형성된 하부 실리콘 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

원가 절감 결합형 실리콘 전극{COST-SAVING COMBINED SILICON ELECTRODE}
본 고안은 원가 절감 결합형 실리콘 전극에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실리콘 전극을 복수개로 분리하고 간편하게 결합시켜 부분 교체가 가능하고 부품비를 절감할 수 있는 원가 절감 결합형 실리콘 전극에 관한 것이다.
일반적으로 반도체의 집적회로는 웨이퍼의 표면을 식각하여 제조하는 것이고, 이와같이 웨이퍼를 식각하는 장치로는 주로 식각용 가스를 이용한 플라즈마 식각 장치을 사용하고 있으며, 이러한 플라즈마 식각장치 구성을 살펴보면 대개 진공용기 내부의 하단에는 웨이퍼가 상치되는 가공대를 설치하고 플랜지가 있는 지지링과 전극 분사판으로 복합실리콘 전극판을 구성한 후 상기 복합실리콘 전극판을 상기 가공대의 웨이퍼 상부에 설치한 구성으로 되어 있다.
상기 플라즈마 식각 장치는 진공용기 내부를 진공으로 유지시킨 상태에서 복합실리콘 전극판에 알에프(RF) 전원을 가하면서 식각용 가스를 주입하면 식각용 가스는 전극분사판의 분사공으로 분사되면서 가공대의 웨이퍼 사이에서 플라즈마(PLASMA :전리상태)를 이루게 되며, 이와 같이 이루어지는 플라즈마가 웨이퍼의 표면에 부딪힘에 따라 웨이퍼의 표면에 식각이 행하여지도록 되어 있다.
즉, 플라즈마 상태에서의 식각은 집적회로 웨이퍼의 근처에서 가스 혼합물체 속에서 크롬방전을 시키면 그것에 의해 원자핵과 이온이 발생하면서 웨이퍼 표면상에 물질의 식각이 행하여지는 것을 말한다.
이러한 식각은 이온 충격에 의해 행하여지지만 상기 이온 충격의 강도는 전 개스압과 전극의 구조 및 기타 여러 가지 인자에 의하여 변하며, 또한 어떠한 재료에 대하여 식각을 행하는지에 따라서 수밀리부터 수십밀리의 넓은 범위내에서 압력을 선정하는 것도 가능하다.
그리고 상기와 같이 지지링과 전극분사판을 납으로 부착하여 구성하는 종래의 복합실리콘 전극판은 주로 전극분사판을 단결정의 실리콘으로 형성하고 플랜지가 형성되는 지지링은 카본으로 형성하는데, 이러한 종래의 복합실리콘 전극판은 방전을 하여 플라즈마 식각을 행할 때 규정치 이상으로 발생되는 파티클로 인해 도전성이 높은 카본제 지지링과 웨이퍼 사이에 이상 방전현상이 발생하게 된다. 즉, 일반적으로 전극분사판으로 가스를 분사시켜 웨이퍼 표면을 플라즈마 식각할 때 전극분사판으로 분사되는 가스는 주로 불소가스를 사용하며, 이러한 불소가스를 기체로 하는 플라즈마를 사용하여 스파타링할 경우 발생되는 파티클은 0.2㎛ 이하 크기에서 20개 이하의 개수로 발생되어야만 양질의 웨이퍼를 제공할 수가 있다.
그런데 상기와 같이 플라즈마 식각을 행할 때 카본제의 지지링은 표면이 깎이면서 카본입자 파티클이 발생하게 되며, 또한 상기와 같이 복합실리콘 전극판을 이루는 지지링과 전극분사판을 납으로 접착시킬 때 납액이 지지링과 전극분사판의 접착면을 벗어나 전극분사판의 테두리 부위에 있는 분사공을 막음으로 인해 분사공으로 식각용 가스를 분사시킬 때에도 파티클(Particle)이 상당량 발생하여 결국 파티클이 규정치 이상으로 발생하게된다.
그리고 상기와 같이 규정치 이상으로 발생되는 다량의 파티클이 플라즈마 식각시 웨이퍼 표면에 그대로 떨어지게 되면 지지링과 웨이퍼 사이에 이상 방전현상이 발생함은 물론 웨이퍼 표면이 잔류된 파티클로 심하게 오염됨으로 인해 플라즈마 식각된 웨이퍼의 집적회로 성능이 크게 저하되어 결국 품질 경쟁력이 약화되는 문제점이 되었다.
따라서 종래에는 파티클의 발생을 줄이기 위해 지지링과 카본에 비해 상당히 비싼 실리콘 재질로 형성하기도 하는데, 이와같은 실리콘 재질의 지지링은 카본 재질의 지지링에 비해 내마모성이 약하여 수명이 상당히 짧음에 따라 웨이퍼 가공에 따른 원가부담이 많아서 가격 경쟁력이 떨어지는 문제점이 있다.
즉, 실리콘은 현재 국내외를 막론하고 수요를 공급이 못따라가는 추세이므로 몰량을 구하기가 상당히 어렵고 가격이 비싸며, 또한 가공면에 있어서도 카본보다 취핑(Chipping)에 의한 불량률이 많이 발생하면서도 가공후의 표면조도가 카본보다 좋지 않고, 실리콘 재질의 지지링이나 전극분사판은 라이프 타임이 짧은 반면 대구경인 12" 이상의 경우 한정된 물량으로 인해 구하기가 힘들어 교체 작업을 원활하게 행할 수 없는 문제점이 있다. 또한 파티클의 발생에 있어서도 지지링의 표면이 깎여서 발생하는 파티클수보다 납액이 전극분사판의 분사공을 막음으로 인해 발생되는 파티클의 수가 더 많은 비중을 차지하므로 결국 지지링과 적극분사판을 모두 실리콘 재질로 한다 하더라도 웨이퍼의 품질을 향상시키기에는 한도가 있는 실정이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2008-0104236호
따라서, 본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 그 목적은 상부 실리콘 전극과 하부 실리콘 전극을 연결탭을 통해 결합함으로써 부속품을 최소화하여 부품비를 절감할 수 있는 원가 절감 결합형 실리콘 전극을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 실시 예에 따른 원가 절감 결합형 실리콘 전극은 하부 내측에 결합홈이 형성된 상부 실리콘 전극과, 상기 상부 실리콘 전극의 하부에 구비되며 결합홈으로 결합되어 상부 실리콘 전극과 결합될 수 있도록 상부로 돌출되게 연결탭이 형성된 하부 실리콘 전극을 포함할 수 있다.
상기 하부 실리콘 전극의 하부 둘레에 보강력을 높일 수 있도록 클램프 링이 연결될 수 있다.
상기 상부 실리콘 전극과 하부 실리콘 전극에 결합되어 상부 실리콘 전극과 하부 실리콘 전극을 볼팅 결합할 수 있도록 보조결합부를 더 포함할 수 있다.
상기 보조결합부는 하부 실리콘 전극에 형성되는 조립홈 내로 삽입되는 탭 복합 너트와, 상기 조립홈 내벽면에 결합되는 탭 너트와, 상부 실리콘 전극에 형성되는 관통홈을 통과하여 탭 복합 너트에 체결되는 클램프 볼트를 포함할 수 있다.
상기 탭 복합 너트는 하부에 하부 실리콘 전극의 조립홈 내 바닥면에 밀착되게 삽입되는 삽입부가 구비되며, 상기 삽입부의 상부를 향해 연장되어 클램프 볼트가 체결되도록 외부로 탭이 형성된 체결부가 구비될 수 있다.
상기 클램프 볼트는 하부 내측에 탭 복합 너트에 체결될 수 있도록 나사산이 형성된 몸체부와, 상기 몸체부의 상부에 구비되어 클램프 볼트를 탭 복합 너트에 체결시킬 수 있도록 하는 머리부로 이루어질 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 원가 절감 결합형 실리콘 전극에 의하면, 하부 실리콘 전극의 상부에 연결탭을 형성하여 연결탭을 통해 상부 실리콘 전극을 결합함으로써 간편한 결합으로 작업의 편리성 및 제작비를 절감할 수 있으며, 또한 볼팅 방식의 보조결합부로 상,하부 실리콘 전극을 결합함으로써 체결력을 향상시켜 제품의 견고성을 극대화할 수 있다.
도 1은 본 고안에 따른 원가 절감 결합형 실리콘 전극을 도시한 결합사시도이다.
도 2는 본 고안에 따른 원가 절감 결합형 실리콘 전극을 도시한 분해사시도이다.
도 3은 본 고안에 따른 원가 절감 결합현 실리콘 전극의 결합 전 절단면도이다.
도 4는 본 고안에 따른 원가 절감 결합형 실리콘 전극의 결합상태를 도시한 절단면도이다.
도 5는 본 고안에 따른 원가 절감 결합형 실리콘 전극의 다른 일 예를 도시한 결합 전 절단면도이다.
도 6은 도 5에 따른 원가 절감 결합형 실리콘 전극의 결합상태를 도시한 절단면도이다.
본 고안은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 고안을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 고안의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도면들에 있어서, 본 고안의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니며 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 본 명세서에서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 본 고안을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며, 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 고안의 권리 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.
본 명세서에서 '및/또는'이란 표현은 전후에 나열된 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용된다. 또한, '연결되는/결합되는'이란 표현은 다른 구성요소와 직접적으로 연결되거나 다른 구성요소를 통해 간접적으로 연결되는 것을 포함하는 의미로 사용된다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, 명세서에서 사용되는 '포함한다' 또는 '포함하는'으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및 소자의 존재 또는 추가를 의미한다.
실시 예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 측(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 고안에 따른 원가 절감 결합형 실리콘 전극을 도시한 결합사시도이며, 도 2는 본 고안에 따른 원가 절감 결합형 실리콘 전극을 도시한 분해사시도이고, 도 3은 본 고안에 따른 원가 절감 결합현 실리콘 전극의 결합 전 절단면도이며, 도 4는 본 고안에 따른 원가 절감 결합형 실리콘 전극의 결합상태를 도시한 절단면도이고, 도 5는 본 고안에 따른 원가 절감 결합형 실리콘 전극의 다른 일 예를 도시한 결합 전 절단면도이며, 도 6은 도 5에 따른 원가 절감 결합형 실리콘 전극의 결합상태를 도시한 절단면도이다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 원가 절감 결합형 실리콘 전극은 상부 실리콘 전극(100)과, 하부 실리콘 전극(200)과, 클램프 링(300)과, 보조결합부(400)를 포함할 수 있다.
상기 상부 실리콘 전극(100)은 플라즈마가 공급될 수 있도록 상,하를 관통하여 다수개의 플라즈마 통과홀(110)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 상부 실리콘 전극(100)의 하부 내측에는 결합홈(120)이 형성될 수 있다.
그리고, 상기 결합홈(120)은 상부 실리콘 전극(100)의 하부 내측 중앙에 형성되며, 내벽면에는 나사산이 형성될 수 있다.
상기 상부 실리콘 전극(100)에는 보조결합부(400)가 체결될 수 있도록 복수개의 관통홈(130)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 관통홈(130)은 상부 실리콘 전극(100)의 상,하를 관통하여 형성될 수 있다.
상기 하부 실리콘 전극(200)은 상부 실리콘 전극(100)의 하부에 밀착되게 구비되며, 상부에 상부 실리콘 전극(100)과 결합될 수 있도록 결합홈(120)에 체결되는 연결탭(210)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 연결탭(210)은 하부 실리콘 전극(200)의 상부 중앙에 돌출되게 형성되어 상기 결합홈(120)의 나사산에 체결되어 상부 실리콘 전극(100)과 하부 실리콘 전극(200)을 서로 연결시킬 수 있다.
상기 하부 실리콘 전극(200)에는 상,하를 관통하여 플라즈마 통과홀(110)과 연통되게 플라즈마가 노출되는 플라즈마 노출홀(220)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 하부 실리콘 전극(200)의 하부 둘레에는 클램프 링(300)이 연결될 수 있도록 안착홈(230)이 형성될 수 있다.
그리고, 상기 하부 실리콘 전극(200)의 상부에는 관통홈(130)을 통해 삽입되는 보조결합부(400)가 체결될 수 있도록 복수개의 조립홈(240)이 형성될 수 있다.
이때, 상기 조립홈(240)의 내벽면에는 나사산이 형성될 수 있다.
도 5 내지 도 6에서와 같이, 상기 클램프 링(300)은 상부 실리콘 전극(100)과 하부 실리콘 전극(200)의 하부에 연결되어 상부 실리콘 전극(100)과 하부 실리콘 전극(200)의 보강력을 높일 수 있다.
또한, 상기 클램프 링(300)은 내측면이 상부 실리콘 전극(100)과 하부 실리콘 전극(200)의 외측면에 체결되며, 하부 내측에 안착홈(230) 내로 밀착되어 클램프 링(300)이 유동없이 안정적으로 연결될 수 있도록 걸림편(310)이 형성될 수 있다.
상기 보조결합부(400)는 상부 실리콘 전극(100)과 하부 실리콘 전극(200)에 볼팅 결합되어 상부 실리콘 전극(100)과 하부 실리콘 전극(200)을 견고하게 연결시킬 수 있다.
도 3 내지 도 4에서와 같이, 상기 보조결합부(400)는 탭 복합 너트(410)와, 탭 너트(420)와, 클램프 볼트(430)와, 와셔(440)를 포함할 수 있다.
상기 탭 복합 너트(410)는 하부 실리콘 전극(200)에 형성되는 조립홈(240) 내로 삽입될 수 있다.
상기 탭 복합 너트(410)는 하부에 하부 실리콘 전극(200)의 조립홈(240) 내 바닥면에 밀착되게 삽입되는 삽입부(411)가 구비되며, 상기 삽입부(411)의 상부를 향해 직각으로 연장되어 클램프 볼트(430)가 체결될 수 있도록 외부에 탭(T)이 형성된 체결부(412)가 구비될 수 있다.
상기 탭 너트(420)는 탭 복합 너트(410)가 조립홈(240)에 삽입된 상태에서 조립홈(240)에 체결될 수 있다.
이때, 상기 탭 너트(420)는 조립홈(240)의 내측면에 나사 결합되어 체결될 수 있다.
상기 클램프 볼트(430)는 상부 실리콘 전극(100)의 관통홈(130)을 통과하여 탭 복합 너트(410)에 체결될 수 있다.
즉, 상기 클램프 볼트(430)가 관통홈(130)을 통과하여 탭 복합 너트(410)의 체결부(412)에 체결됨으로써 상기 상부 실리콘 전극(100)과 하부 실리콘 전극(200)을 안정적으로 결합시킬 수 있다.
또한, 상기 클램프 볼트(430)는 탭 복합 너트(410)의 체결부(412)에 체결될 수 있도록 하부 내측에 나사산이 형성된 몸체부(431)가 구비되며, 상기 몸체부(431)의 상부에 클램프 볼트(430)를 탭 복합 너트(410)에 체결공구(도시하지 않음)를 이용하여 체결시키기 위한 머리부(432)가 구비될 수 있다.
상기 와셔(440)는 클램프 볼트(430)의 몸체부(431) 외부에 끼워져 관통홈(130)에 삽입될 수 있다.
상기와 같은 구조로 이루어진 본 고안의 원가 절감 결합형 실리콘 전극에 따른 작용상태를 살펴보면 아래와 같다.
상기 상부 실리콘 전극(100)의 하부에 결합홈(120)을 형성하고 상기 하부 실리콘 전극(200)의 상부에 결합홈(120) 내로 체결되는 연결탭(210)을 형성함으로써 상기 연결탭(210)이 결합홈(120)에 체결되어 상기 상부 실리콘 전극(100)과 하부 실리콘 전극(200)이 직접 연결되어 자재비를 최소화할 수 있다.
그리고, 상기 하부 실리콘 전극(200)의 조립홈(240) 내에 탭 복합 너트(410)와 탭 너트(420)를 결합하며, 상기 상부 실리콘 전극(100)의 관통홈(130)을 통과하여 클램프 볼트(430)를 삽입하고 상기 클램프 볼트(430)를 탭 복합 너트(410)에 체결함으로써 상기 상부 실리콘 전극(100)과 하부 실리콘 전극(200)을 견고하게 연결시킬 수 있다.
또한, 상기 상부 실리콘 전극(100)과 하부 실리콘 전극(200)의 하부 외곽 둘레에 클램프 링(300)을 연결함으로써 상,하부 실리콘 전극(100,200)의 하단부분을 유동없이 견고하고 안정적으로 연결시킬 수 있다.
이와 같이, 상기 상부 실리콘 전극(100)과 하부 실리콘 전극(200)을 연결탭(210)을 통해 직접 연결하여 원가를 절감할 수 있으며 상기 보조결합부(400) 및 클램프 링(300)으로 연결하게 되어 상,하부 실리콘 전극(100,200)의 보강력을 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
100 : 상부 실리콘 전극 110 : 플라즈마 통과홀
120 : 결합홈 130 : 관통홈
200 : 하부 실리콘 전극 210 : 연결탭
220 : 플라즈마 노출홀 230 : 안착홈
240 : 조립홈 300 : 클램프 링
310 : 걸림편 400 : 보조결합부
410 : 탭 복합 너트 411 : 삽입부
412 : 체결부 420 : 탭 너트
430 : 클램프 볼트 431 : 몸체부
432 : 머리부 440 : 와셔

Claims (6)

  1. 하부 내측에 결합홈이 형성된 상부 실리콘 전극; 및
    상기 상부 실리콘 전극의 하부에 구비되며 결합홈으로 결합되어 상부 실리콘 전극과 결합될 수 있도록 상부로 돌출되게 연결탭이 형성된 하부 실리콘 전극;을 포함하고,
    상기 연결탭은 하부 실리콘 전극의 상부 중앙에 돌출되게 형성되어 상기 결합홈의 나사산에 체결되며,
    상기 하부 실리콘 전극의 하부 둘레에는 클램프 링이 연결되도록 안착홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 원가 절감 결합형 실리콘 전극.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 실리콘 전극과 하부 실리콘 전극에 결합되어 상부 실리콘 전극과 하부 실리콘 전극을 볼팅 결합할 수 있도록 보조결합부를 더 포함하는 원가 절감 결합형 실리콘 전극.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 보조결합부는, 하부 실리콘 전극에 형성되는 조립홈 내로 삽입되는 탭 복합 너트; 상기 조립홈 내벽면에 결합되는 탭 너트; 및 상부 실리콘 전극에 형성되는 관통홈을 통과하여 탭 복합 너트에 체결되는 클램프 볼트;를 포함하는 원가 절감 결합형 실리콘 전극.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 탭 복합 너트는, 하부에 하부 실리콘 전극의 조립홈 내 바닥면에 밀착되게 삽입되는 삽입부가 구비되며, 상기 삽입부의 상부를 향해 연장되어 클램프 볼트가 체결되도록 외부로 탭이 형성된 체결부가 구비되는 것을 특징으로 하는 원가 절감 결합형 실리콘 전극.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 클램프 볼트는, 하부 내측에 탭 복합 너트에 체결될 수 있도록 나사산이 형성된 몸체부가 구비되며, 상기 몸체부의 상부에 구비되어 클램프 볼트를 탭 복합 너트에 체결시킬 수 있도록 하는 머리부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 원가 절감 결합형 실리콘 전극.
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