KR102311023B1 - Double material transfer type plasma etching plate with improved processing efficiency - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 가공 효율성을 향상시킨 이중소재 이체형 플라즈마 에칭 플레이트에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 플레이트를 이중소재 및 구조를 통해 플레이트의 수명을 향상시키면서도 유지보수가 및 플라즈마 가스의 확산성을 높일 수 있는 가공 효율성을 향상시킨 이중소재 이체형 플라즈마 에칭 플레이트에 관한 기술이다.The present invention relates to a dual-material two-piece plasma etching plate with improved processing efficiency, and more particularly, a processing that can improve maintenance cost and plasma gas diffusivity while improving the life of the plate through dual material and structure of the plate It is a technology related to a dual-material two-piece plasma etching plate with improved efficiency.
통상적으로 반도체 에칭공정은 포토 공정을 이용해 부식 방지막을 형성하고 부식액 역할을 하는 Plasma 상태의 Etchant(부식액)로 불필요한 회로를 벗겨내어 반도체 회로패턴을 만드는 핵심공정이다.In general, the semiconductor etching process is a key process for forming a semiconductor circuit pattern by forming an anti-corrosion film using a photo process and peeling off unnecessary circuits with an etchant in a plasma state that acts as an etchant.
Plasma 상태의 Etchant의 분포는 Etching 공정에서 가장 핵심이 되는 부분으로 Plasma Diffusion Plate(PDP)의 상태에 따라 공정에 직접적인 영향이 있다.The distribution of the etchant in the plasma state is the most important part in the etching process, and it has a direct effect on the process depending on the state of the plasma diffusion plate (PDP).
한편, 상기 Plasma Diffusion Plate(PDP)는 반도체 제조공정 중 에칭공정에 사용되는 에칭장비 내부 부품으로 상부전극에 체결되어 가스를 챔버내부에 고루 분포시키는 역할을 하는 반도체 제조공정의 핵심부품이다.Meanwhile, the Plasma Diffusion Plate (PDP) is an internal part of an etching equipment used in an etching process during a semiconductor manufacturing process.
기본적인 구조는 원형의 평판이나 일정 형상에 가스 분포를 위한 수백 개의 미세홀로 구성되어 있고, 업계의 기술변화에 따라 시중에 개발된 제품의 형상은 크게 일체형 및 이체형으로 에칭장치에 적용되어 사용되고 있다.The basic structure consists of several hundred micro-holes for gas distribution in a circular flat plate or a certain shape, and the shapes of products developed on the market in accordance with technological changes in the industry are largely integrated and used in etching devices.
우선 종래의 기술들을 살펴보면,First, looking at the prior art,
출원번호 10-2013-0167857호(특) 챔버; 상기 챔버에 설치되며 기판이 안치되는 안치수단; 상기 안치수단의 상부에 위치되는 제1전극; 상기 제1전극 하부에 위치되며, 복수의 관통공을 가지는 제2전극; 및 상기 제1전극의 하면에서 상기 제2전극의 상기 관통공으로 각각 연장되고 상기 제1전극에 착탈가능하게 결합되는 하나 이상의 전극봉을 포함하는 기판처리장치에 관한 기술이다.Application No. 10-2013-0167857 (Special) Chamber; a mounting means installed in the chamber and on which the substrate is placed; a first electrode positioned above the mounting means; a second electrode positioned under the first electrode and having a plurality of through holes; and one or more electrode rods respectively extending from the lower surface of the first electrode to the through hole of the second electrode and removably coupled to the first electrode.
출원번호 10-2015-0019726호(특) 백킹 플레이트로서, 상기 백킹 플레이트를 수직으로 관통하는 가스 공급 홀을 포함하는, 상기 백킹 플레이트; 상기 백킹 플레이트를 둘러싸는 가드 링; 상기 백킹 플레이트와 연결되는 내부 전극으로서, 상기 백킹 플레이트를 마주보는 상부면은 가장자리에 돌출부를 갖고, 상기 상부면의 반대면인 하부면에 단차를 포함하며, 상기 가스 공급 홀과 매칭하는 패턴으로 배열되어 상기 내부 전극을 수직으로 관통하는 가스 유출입 홀을 포함하는, 상기 내부 전극; 및 상기 백킹 플레이트와 연결되는 외부 전극을 포함하는, 샤워헤드 전극 어셈블리에 관한 기술이다.Application No. 10-2015-0019726 (Special) A backing plate comprising: the backing plate including a gas supply hole vertically penetrating the backing plate; a guard ring surrounding the backing plate; As an internal electrode connected to the backing plate, the upper surface facing the backing plate has a protrusion on the edge, and includes a step on the lower surface opposite to the upper surface, arranged in a pattern matching the gas supply hole the inner electrode comprising a gas inlet and outlet hole vertically penetrating the inner electrode; and an external electrode connected to the backing plate.
출원번호 10-2006-0072177호(특) 플라즈마 발생 시스템에서 반응 가스 공급라인에 장착되는 노즐로서: 몸체; 상기 몸체 내에 소정 깊이까지 형성되어 상기 반응 가스 공급라인과 연통되며, 바닥 부위에 하나 이상의 경사면을 갖는 유입구; 및Application No. 10-2006-0072177 (Special) A nozzle mounted on a reactive gas supply line in a plasma generating system, comprising: a body; an inlet formed to a predetermined depth in the body, communicating with the reaction gas supply line, and having one or more inclined surfaces at a bottom portion; and
상기 몸체 내에서 소정의 길이를 갖고, 상기 유입구와 연결되고 반응챔버 내로 가스를 분사하도록 형성된 하나 이상의 분사홀;을 포함하고, 상기 경사면에 상기 분사홀의 일단이 형성되며, 상기 하나 이상의 분사홀은 상기 반응챔버 내의 처리대상물이 놓여있는 면에 대하여 직하방향에서 수평방향 사이의 분사각도를 가지는 것인, 노즐에 관한 기술이다.one or more injection holes having a predetermined length in the body, connected to the inlet and formed to inject gas into the reaction chamber, wherein one end of the injection hole is formed on the inclined surface, and the one or more injection holes include It is a technology related to a nozzle, which has an injection angle between the direct direction and the horizontal direction with respect to the surface on which the object to be treated in the reaction chamber is placed.
그러나 종래의 기술들에는 이중소재를 이용하고 볼트를 통한 이체형 구조를 통해 플라즈마 확산, 유지보수, 플레이트의 수명을 향상시킬 수 있는 방법 및 구조가 개시되어 있지 않다.However, in the prior art, a method and structure capable of improving plasma diffusion, maintenance, and life of the plate through a two-piece structure using a double material and bolts are not disclosed.
따라서, 플라즈마 에칭 플레이트의 이체형구조와 더불어, 플라즈마 가스가 배출될 시, 그 확산효율성을 높일 수 있도록 함과 아울러, 유지보수에 탁월한 효과를 가질 수 있고, 플레이트의 수명을 연장시킬 수 기술이 필요한 실정이다.Therefore, in addition to the two-piece structure of the plasma etching plate, when the plasma gas is discharged, the diffusion efficiency can be increased, and the technology can have an excellent effect on maintenance and extend the life of the plate. the current situation.
따라서 본 발명의 목적은, SiC와 Si소재로 상, 하부플레이트를 각각 구성하여 겹침시킨 후, 일측을 볼트 결합하여 플레이트를 구성하되, 필요에 따라 상부 또는 하부플레이트를 교체할 수 있는 이체형 구조로 구성하여 선택적인 교체를 통한 유지보수에 탁월한 효과를 가질 수 있도록 하고, 상기 상, 하부플레이트와 대응하는 부분에 홀을 형성하되, 하부플레이트의 홀을 더 크게 형성함과 동시에 하부방향으로 갈수록 점차적으로 커지도록 형성하여, 플라즈마 가스가 하부로 이동 시 확산의 효율성을 높일 수 있도록 하는 가공 효율성을 향상시킨 이중소재 이체형 플라즈마 에칭 플레이트를 두고 그 기술적 과제로 완성해낸 것이다.Therefore, an object of the present invention is to construct an upper and lower plate with SiC and Si material and overlap them, then bolt one side to form a plate, but as a two-piece structure that can replace the upper or lower plate as needed In order to have an excellent effect on maintenance through selective replacement by constructing a hole, the hole is formed in the part corresponding to the upper and lower plates, and the hole of the lower plate is formed larger and at the same time gradually toward the lower direction. It was completed as a technical task with a dual-material two-piece plasma etching plate with improved processing efficiency that increases the efficiency of diffusion when plasma gas moves to the bottom by forming it to be large.
상기 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서, 플라즈마 에칭 플레이트에 있어서, SiC소재로 형성되는 상부플레이트(11)와 Si소재로 형성되는 하부플레이트(12)를 각각 형성한 후, 볼트로 일측을 결합하여 플레이트(10)를 구성하고, 상기 상부플레이트(11)와 하부플레이트(12)의 일측에 마킹하되, 레이저마킹시스템을 통해 비접촉식으로 상호 마주는 외측에 제1,2홀(11a, 12a)의 가공위치를 각각의 마킹지점(11b, 12b)을 하며, 상기 마킹지점(11b)에는 제1드릴로 제1홀(11a)을 각각 형성하고, 상기 마킹지점(12b)에는 제1드릴보다 더 큰 지름을 가지는 제2드릴로 제2홀(12a)을 각각 형성하여, 상기 제1,2홀(11a, 12a)이 연장되게 형성됨과 동시에, 제1홀(11a)에서 제2홀(12a)측 방향으로 점차적으로 넓어지게 형성되는 것을 기술적 특징으로 한다.As a technical idea for achieving the above object, in the plasma etching plate, the
본 발명에 따른 가공 효율성을 향상시킨 이중소재 이체형 플라즈마 에칭 플레이트에 의하면, 에칭 플레이트의 본연의 목적을 그대로 유지함과 동시에, 상, 하부플레이트를 서로 다른 소재로 각각 형성하고 볼트 결합된 이체형 플레이트를 통해, SiC와 Si소재를 통해 플레이트의 전체적인 수명을 연장시킬 수가 있고, 장기간 사용 후 부분적인 교체를 통해 경제적 효율성을 높일 수가 있으며, 챔버에 장착 시, 플라즈마 가스가 하부로 이동시 그 확산성을 극대화시킬 수 있는 유용한 발명이다.According to the dual-material two-piece plasma etching plate with improved processing efficiency according to the present invention, while maintaining the original purpose of the etching plate, the upper and lower plates are formed of different materials, respectively, and the bolt-coupled two-piece plate is formed. Through this, it is possible to extend the overall lifespan of the plate through SiC and Si materials, and to increase economic efficiency through partial replacement after long-term use. It is a useful invention that can be
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예를 나타내는 정단면도
도 2는 본 발명의 상부플레이트의 상부와 하부플레이트의 하부를 나타내는 도면
도 3은 본 발명의 플레이트의 바람직한 실시 예를 나타내는 정면도, 정단면도, 평면도
도 4는 본 발명의 플레이트의 바람직한 실시 예를 나타나내는 정단면도, 확대도1 is a front cross-sectional view showing a preferred embodiment of the present invention;
2 is a view showing the upper part of the upper plate and the lower part of the lower plate of the present invention;
3 is a front view, a front cross-sectional view, and a plan view showing a preferred embodiment of the plate of the present invention;
4 is a front cross-sectional view, an enlarged view showing a preferred embodiment of the plate of the present invention;
통상적으로 플라즈마 에칭 플레이트의 수명문제는 해당 기술분야에서 잠정적인 개선이 요구되고 있는 실정이고, Si 또는 SiC 소재를 기반으로 선진사의 독점적 시장구조로 제작되었기에 비싼 가격에도 불구하고 사용할 수밖에 없었으며, Si 또는 Si+Carbon 소재 Plasma Diffusion Plate(PDP)의 수명문제(부식)에 따라 1~2개월마다 교체를 하여 주는데 교체 비용 역시 상당한 업계의 부담으로 작용하고 있었다.In general, the lifespan problem of the plasma etching plate is a situation in which a temporary improvement is required in the relevant technical field. Depending on the lifetime problem (corrosion) of the Si+Carbon material Plasma Diffusion Plate (PDP), it is replaced every 1 to 2 months, but the replacement cost was also a significant burden on the industry.
한편, 플라즈마 에칭 플레이트는 열에 의하여 체적이 변하는 현상이 있으며, 이것은 형태에 따라 다른 방향의 열팽창계수를 가지고, 챔버 내부에 설치된 상부전극은 상부를 휨이 생기며, Si소재의 플레이트는 하부로 휘는 형태를 가지고 있다. 상부 전극은 Al에 아노다이징 한 것으로써 Si소재보다 큰 열팽창계수를 가짐으로써 많은 휨을 가진다. On the other hand, the plasma etching plate has a phenomenon that the volume changes due to heat, which has a coefficient of thermal expansion in different directions depending on the shape. Have. The upper electrode is anodized with Al and has a larger coefficient of thermal expansion than that of Si material, so it has a lot of warpage.
또한, Si 소재 Plasma Diffusion Plate(PDP)는 상부 Heated upper electrode와의 열팽창계수 차이로 인하여 상/하부로 휘는 문제점을 가지고 있으며, Si 소재 Plasma DiffusionPlate(PDP) 12인치 원판 사용으로 소재 비용의 과다로 제품 단가 상승의 문제점을 가지고 있다.In addition, the Si material Plasma Diffusion Plate (PDP) has a problem of bending upward/downward due to the difference in thermal expansion coefficient with the upper heated upper electrode. There is a problem with ascending.
Si+Carbon 소재 Plasma Diffusion Plate의 경우 샌드위치 구조로 제품 단가 적인 측면과 열팽창계수에 의한 변형문제점은 해결하였으나, Particle Source 부분에 있어 Carbon의 경도 및 강도가 약해 작은 Damage에도 Scratch가 발생하여 ParticleSource가 발생한다. 또한 Si와 Carbon의 Bonding시 사용되는 Elastomer Bond가 공정에 직접적으로 노출되어 고온에 의한 Particle Issue로 이어지는 문제점을 가지고 있는 실정이다.In the case of Plasma Diffusion Plate made of Si+Carbon, the sandwich structure solves the problem of product cost and deformation due to the coefficient of thermal expansion. . In addition, there is a problem that the elastomer bond used for bonding between Si and carbon is directly exposed to the process, leading to particle issues due to high temperature.
공정 안정성에 있어 단일 재질이 아님으로 인한 열전도율, 기계적 강도, 소재의 특성 등에 의한 변화의 폭이 넓어 문제 발생의 확률이 상당히 높다.In terms of process stability, there is a wide range of changes due to thermal conductivity, mechanical strength, and material characteristics due to not being a single material, so the probability of occurrence of problems is quite high.
이에 본 발명에서는 플레이트를 이중소재 및 구조를 통해 플레이트의 수명을 향상시키면서도 유지보수가 및 플라즈마 가스의 확산성을 높일 수 있는 가공 효율성을 향상시킨 이중소재 이체형 플라즈마 에칭 플레이트를 제공한다.Accordingly, the present invention provides a dual-material type plasma etching plate with improved processing efficiency that can increase maintenance costs and diffusion of plasma gas while improving the life of the plate through the dual material and structure of the plate.
이하, 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성 및 작용에 대하여 도 1 내지 도 4을 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the preferred configuration and operation of the present invention for achieving the above object will be described with reference to FIGS. 1 to 4 with reference to the accompanying drawings.
우선 본 발명을 설명하기에 앞서 그 구성을 도 1 내지 도 2를 참고하여 설명하면, 플라즈마 에칭 플레이트에 있어서, SiC소재로 형성되는 상부플레이트(11)와 Si소재로 형성되는 하부플레이트(12)를 각각 형성한 후, 볼트로 일측을 결합하여 플레이트(10)를 구성하고, 상기 상부플레이트(11)와 하부플레이트(12)의 일측에 마킹하되, 레이저마킹시스템을 통해 비접촉식으로 상호 마주는 외측에 제1,2홀(11b, 12b)의 가공위치를 각각의 마킹지점(11b, 12b)을 하며, 상기 마킹지점(11b)에는 제1드릴로 제1홀(11a)을 각각 형성하고, 상기 마킹지점(12b)에는 제1드릴보다 더 큰 지름을 가지는 제2드릴로 제2홀(12a)을 각각 형성하여, 상기 제1,2홀(11b, 12b)이 연장되게 형성됨과 동시에, 제1홀(11a)에서 제2홀(12a)측 방향으로 점차적으로 넓어지게 형성된다.First, the configuration of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2, in the plasma etching plate, the
즉, 본 발명의 종래의 단일 재질로 구성되는 것과 달리, 상부플레이트(11)을 SiC소재로 형성하고, 하부플레이트(12)를 Si소재로 형성하여 볼트(b)를 이용하여 결합하는 구조로 구성된다.That is, unlike the conventional single material of the present invention, the
이러한 본 발명의 구조는 반도체 에칭공정 시, 공정수율을 높이기 위하여 플레이트의 성능을 개선하고, 업그레이드 된 구조와 소재이다.The structure of the present invention improves the performance of the plate in order to increase the process yield during the semiconductor etching process, and is an upgraded structure and material.
다시 말해, Plasma Diffusion Plate(PDP) 제품으로 웨이퍼의 수율을 좌우하는 핵심으로 공정의 특성상 고온의 내 변형성, 고 청정성 및 화학적으로 내식성이 우수하게 됨으로써, 장기간 사용이 가능함과 아울러, 자칫 사용 중 플레이트(10)의 구성 중 상부플레이트(11), 하부플레이트(12), 볼트(b)중 어느 하나의 구성이 변형이 일어날 경우, 전체적인 교체를 하지 않고서도, 그 변형된 부분만을 교체할 수 있게 되어, 유지보수에 탁월한 효과를 가질 수가 있어 경제적 효율성을 극대화시킬 수가 있다.In other words, as a Plasma Diffusion Plate (PDP) product, it is the core that determines the yield of wafers. Due to the characteristics of the process, it has excellent high temperature deformation resistance, high cleanliness and chemical corrosion resistance, so that it can be used for a long time and can be used for a long time. If any one of the configuration of the
이러한 본 발명의 플레이트(10)의 구성하는 방법을 보면,Looking at the method of configuring the
먼저, SiC소재로 형성되는 원판형상의 상부플레이트(11)와 Si소재로 형성되는 원판형상의 하부플레이트(12)를 각각 구성한 후, 상기 상, 하부플레이트(11, 12)의 가장자리 둘레를 따라 하기될 볼트(b) 결합을 위한 결합홀을 각각 형성하되, 상기 상,하부플레이트(11, 12)를 결합 시 결합홀이 동일선상에 배치될 수 있도록 그 간격과 크기가 완전히 동일하도록 형성하여 상,하부플레이트(11, 12)를 형성한 후, 상기 볼트(b)를 이용하여 각각의 결합홀에 각각의 볼트(b)를 결합하여 고정시키게 된다.First, a disk-shaped
그 후에는, 실질적으로 에칭장치를 통해 에칭공정 시, 플라즈마 가스가 원활하게 투입되어 배출될 수 있도록 홀을 형성하게 되는데, 이때, 상호 대응하는 일측면에 홀의 정확성을 도모하기 위해, 고정밀도를 갖는 마킹시스템으로 가공하려는 제1,2홀(11a, 12a)의 위치에 마킹지점(11b, 12b)을 형성하도록 하여, 가공정밀도를 향상시킬 수가 있게 된다.After that, a hole is formed so that the plasma gas can be smoothly introduced and discharged during the etching process through the etching device. By forming the marking points (11b, 12b) at the positions of the first and second holes (11a, 12a) to be machined by the marking system, it is possible to improve processing precision.
상기 마킹지점(11b, 12b)을 형성한 후 상기 상부플레이트(11)의 마킹지점(11b)에 관통되는 다수의 제1홀(11a)를 일정간격으로 이격되게 각각 형성하고, 상기 하부플레이트(12)의 마킹지점(12b)에 상기 제1홀(11a)과 대응되는 제2홀(12a)를 각각 형성하되, 상기 제2홀(12a)은 상기 제1홀(11a)과 연장되지 않은 측 방향으로 갈수록 그 지름이 점차적으로 커지도록 형성한다.After forming the
그 이유로는, 상기 상부플레이트(11)의 제1홀(11a)을 통해 플라즈마 가스가 투입된 후, 제2홀(12a)을 통해 플라즈마 가스가 배출되되, 배출되는 효율성을 높이기 위하여 증폭될 수 있는 구조를 제공하기 위함이다.For the reason, after the plasma gas is input through the
본 발명에 따른 가공 효율성을 향상시킨 이중소재 이체형 플라즈마 에칭 플레이트에 의하면, 에칭 플레이트의 본연의 목적을 그대로 유지함과 동시에, 상, 하부플레이트를 서로 다른 소재로 각각 형성하고 볼트 결합된 이체형 플레이트를 통해, SiC와 Si소재를 통해 플레이트의 전체적인 수명을 연장시킬 수가 있고, 장기간 사용 후 부분적인 교체를 통해 경제적 효율성을 높일 수가 있으며, 챔버에 장착 시, 플라즈마 가스가 하부로 이동시 그 확산성을 극대화시킬 수 있는 유용한 발명이다.According to the dual-material two-piece plasma etching plate with improved processing efficiency according to the present invention, while maintaining the original purpose of the etching plate, the upper and lower plates are formed of different materials, respectively, and the bolt-coupled two-piece plate is formed. Through this, it is possible to extend the overall lifespan of the plate through SiC and Si materials, and to increase economic efficiency through partial replacement after long-term use. It is a useful invention that can be
10 : 플레이트
11 : 상부플레이트 12 : 하부플레이트
11a : 제1홀 11b : 마킹지점
12a : 제2홀 12b : 마킹지점
b: 볼트10: plate
11: upper plate 12: lower plate
11a:
12a:
b: bolt
Claims (1)
SiC소재로 형성되는 상부플레이트(11)와 Si소재로 형성되는 하부플레이트(12)를 각각 형성한 후, 볼트(b)로 일측을 결합하여 플레이트(10)를 구성하고,
상기 상부플레이트(11)와 하부플레이트(12)의 일측에 마킹하되, 레이저마킹시스템을 통해 비접촉식으로 상호 마주는 외측에 제1,2홀(11a, 12a)의 가공위치를 각각의 마킹지점(11b, 12b)을 하며,
상기 마킹지점(11b)에는 제1드릴로 제1홀(11a)을 각각 형성하고,
상기 마킹지점(12b)에는 제1드릴보다 더 큰 지름을 가지는 제2드릴로 제2홀(12a)을 각각 형성하여,
상기 제1,2홀(11a, 12a)이 연장되게 형성됨과 동시에, 제1홀(11a)에서 제2홀 (12a)측방향으로 점차적으로 넓어지게 형성되는 것을 특징으로 하는 가공 효율성을 향상시킨 이중소재 이체형 플라즈마 에칭 플레이트.In the plasma etching plate,
After forming the upper plate 11 formed of SiC material and the lower plate 12 formed of Si material, respectively, one side is combined with a bolt (b) to configure the plate 10,
Mark one side of the upper plate 11 and the lower plate 12, but mark the machining positions of the first and second holes 11a and 12a on the outside facing each other in a non-contact manner through a laser marking system, respectively, at the marking points 11b , 12b),
A first hole (11a) is respectively formed at the marking point (11b) with a first drill,
A second hole (12a) is respectively formed at the marking point (12b) with a second drill having a larger diameter than the first drill,
The first and second holes 11a and 12a are formed to extend, and at the same time, the first hole 11a to the second hole 12a is formed to be gradually wider in the lateral direction. Material transfer plasma etching plate.
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