KR102662900B1 - 반도체 식각 공정을 위한 이종 소재 부품의 접착에 의한 모듈화 방법 - Google Patents

반도체 식각 공정을 위한 이종 소재 부품의 접착에 의한 모듈화 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 시A 공정을 위한 이종 소재 부품의 접착에 의한 모듈화 방법에 관한 것이다. 이종 소재 부품의 접착에 의한 모듈화 방법은 반도체 식각 공정 과정의 진행을 위한 이종 소재의 부품이 선택되는 단계; 선택된 이종 소재의 부품의 접촉면의 접착을 위한 접착제의 특성이 결정되는 단계; 접착 면에 기초하여 부품 형상이 결정되는 단계; 및 형상이 결정된 이종 소재 부품이 접착되는 단계를 포함한다.

Description

반도체 식각 공정을 위한 이종 소재 부품의 접착에 의한 모듈화 방법{A Method for Producing a Module by Adhering Parts Made of Different Kinds of Materials for a Semiconductor Etching Process}
본 발명은 반도체 식각 공정을 위한 이종 소재 부품의 접착에 의한 모듈화 방법에 관한 것이고, 구체적으로 반도체 식각 장비를 형성하는 서로 다른 소재로 만들어진 이종 소재 부품을 접착제에 의하여 접착시켜 조립 가능한 모듈을 형성하는 이종 소재 부품의 접착에 의한 모듈화 방법에 관한 것이다.
반도체 식각 장비는 패턴의 미세화 및 고종횡비를 요구하는 반도체 시장의 트렌드에 맞추기 위하여 고출력 사양의 전원을 인가하며 다양한 조정 방법이 이와 같은 트렌드에 대응하여 개발되고 있다. 이에 따라 보다 다양한 기능이 탑재되면서 보다 고출력의 전원이 안정적으로 인가될 수 있도록 인가 전극 주위의 부품의 재질과 형상이 다양해지면서 전체 부품의 개수가 빠르게 증가되고 있다. 반도체 장비 특성상 전원이 인가되는 또는 접지의 역할을 하는 금속 부품들의 개수가 많고, 이와 같은 부품의 관계에 따라 부품 사이에 절연 역할을 해주는 비금속 부품의 종류와 개수가 많아진다. 금속 부품과 비금속 부품은 조립 과정에서 볼트 또는 리벳과 같은 체결 수단에 의하여 서로 결합될 수 있다. 예를 들어 특허공개번호 10-2010-0095284는 이와 같은 구조를 가지는 반도체 식각 장비의 상부 전극에 대하여 개시한다. 또한 미국특허공개번호 2002-0127853은 전극 어셈블리와 같은 반도체 기판의 플라즈마 처리를 위한 장치에 대하여 개시한다. 공지 기술에서 개시된 상부 전극 구조의 경우 전극과 절연체가 볼트 또는 이와 유사한 체결 수단에 의하여 체결되고, 이로 인하여 플라즈마에 의한 체결 부위의 부식 또는 파티클의 발생과 같은 공정 문제를 발생시킬 수 있다는 단점을 가진다. 그러므로 이와 같은 단점을 해결할 수 있는 서로 다른 소재로 이루어진 부품의 결합 방법이 개발될 필요가 있다.
본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
선행기술1: 특허공개번호 10-2010-0095284(주식회사 티씨케이, 2010.08.30. 공개) 반도체 제조장치의 상부전극 선행기술2: 미국특허공개번호 2002-0127853 A1(Jerome S. Hubacek, 외, 2002.09.12. 공개) ELECTRODE FOR PLASMA PROCESSES AND METHOD FOR MANUFACTURE AND USE THEREOF
본 발명의 목적은 반도체 식각 공정을 위한 공정 챔버의 형성을 위한 이종 소재로 만들어진 이종 부품을 접착제에 의한 접착시켜 국소적 플라즈마 발생 또는 파티클의 발생을 방지할 수 있도록 하는 반도체 식각 공정을 위한 이종 소재 부품의 접착에 의한 모듈화 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 이종 소재 부품의 접착에 의한 모듈화 방법은 반도체 식각 공정 과정의 진행을 위한 이종 소재의 부품이 선택되는 단계; 선택된 이종 소재의 부품의 접촉면의 접착을 위한 접착제의 특성이 결정되는 단계; 접착 면에 기초하여 부품 형상이 결정되는 단계; 및 형상이 결정된 이종 소재 부품이 접착되는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 접착제의 특성은 플라즈마에 대한 내성, 식각 공정 중간 생성물의 증착 방지, 파티클 발생 방지, 플라즈마에 의한 변질 방지 성질 또는 플라즈마에 의한 부식 방지 성질을 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 접착 면은 적어도 하나의 꺾인 면을 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 접착제는 실리콘 계 또는 세라믹 계가 된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 접착제의 열팽창 계수는 이종 소재 부품의 적어도 하나의 열팽창 계수에 비하여 작다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 이종 소재 부품은 금속 소재 및 비금속 소재 부품이 된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 이종 소재 부품은 식각 공정 챔버의 상부 전극 모듈을 형성하는 내부 전극 및 제1 절연체가 되거나, 외부 전극 및 제2 절연체가 된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 내부 전극 및 제1 절연체가 제1 모듈이 되고, 외부 전극 및 제2 절연체가 제2 모듈이 되어 제1 모듈과 결합된다.
본 발명에 따른 반도체 식각 공정을 위한 이종 소재 부품의 접착에 의한 모듈화 방법은 서로 다른 소재로 이루어진 부품을 접착제에 의하여 접합하고, 이에 의하여 볼트 또는 너트와 같은 고정용 부품이 사용될 필요가 없도록 한다. 이와 같은 방법에 따른 부품 모듈화를 통하여 장비 조립과 유지보수의 편리성이 향상되도록 한다. 또한 본 발명에 따른 방법은 접착제에 의한 부품 사이의 공간 제거를 통하여 국부적으로 발생되는 미세 플라즈마 및 파티클로 인하여 발생되는 다양한 불량 원인이 제거되도록 한다. 반도체 장비의 특성상 전원이 인가되는 혹은 접지의 역할을 하는 금속 부품이 다수 존재하고, 이러한 부품의 관계에 따라 부품 사이에서 절연 역할을 하는 비금속 부품의 종류와 개수도 다양하다. 이와 같은 부품의 증가에 따라 누적된 조립 공차로 인하여 서로 다른 챔버 사이에 미세한 차이가 발생되도록 한다. 또한 유지 보수 인원의 경험에 따른 동일 챔버 내 공정 결과 차이가 발생하는 것과 같은 문제가 발생될 수 있다. 추가로 다수의 부품 사이의 빈 공간에 공정 진행 중 생성되는 공정 부산물이 축적되어 파티클의 원인이 될 수 있고, 고출력 전원으로 인하여 부품 사이의 미세한 틈에서 국부 플라즈마(local plasma)가 발생하여 장비의 중지(shutdown)이 발생되어 생산력이 감소되고, 유지 보수에 필요한 비용과 시간의 증가와 같은 문제가 다수 발생할 수 있다. 이와 같은 문제는 금속과 비금속 부품이 다른 물질로 구성되어 독립적으로 디자인이 되어야 하는 한계로 인하여 발생될 수 있다. 구체적으로 접합 부품의 독립적인 설계로 인하여 설계 공차, 제조 공차 또는 조립 공차와 같은 다양한 형태의 공차가 필연적으로 발생하고 이로 인하여 식각 과정에서 다양한 불량을 유발시킬 수 있다. 본 발명에 따른 방법은 이와 같은 단점이 해결되도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 식각 공정을 위한 이종 소재 부품의 접착에 의한 모듈화 방법의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 방법에 의하여 두 개의 이종 부품이 접착 방식으로 모듈화가 되는 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 방법이 적용된 식각을 위한 공정 챔버의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 모듈화 방법의 다른 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 식각 공정을 위한 이종 소재 부품의 접착에 의한 모듈화 방법의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 반도체 식각 공정을 위한 이종 부품 소재의 접착을 위한 모듈화 방법은 반도체 식각 공정 과정의 진행을 위한 이종 소재의 부품이 선택되는 단계(P11); 선택된 이종 소재의 부품의 접촉면의 접착을 위한 접착제의 특성이 결정되는 단계(P12); 접착 면에 기초하여 부품 형상이 결정되는 단계(P13); 및 형상이 결정된 이종 소재 부품이 접착되는 단계(P14)를 포함한다. 바람직하게 이종 부품의 적어도 일부는 플라즈마에 노출될 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
이종 소재의 부품은 서로 다른 종류의 소재로 만들어지는 서로 다른 기능을 하는 두 개의 부품이 될 수 있고, 예를 들어 두 개의 이종 부품은 금속 소재로 만들어져 전극 기능을 하는 제1 부품 및 세라믹과 같은 비금속 소재로 만들어져 절연체 기능을 하는 제2 부품이 될 수 있다. 이와 같은 제1 부품 및 제2 부품의 적어도 일부는 식각 공정 과정에서 플라즈마에 노출될 수 있고, 플라즈마에 대한 노출로 인하여 식각 공정 과정에서 공정 불량을 발생시킬 수 있다. 예를 들어 접합 부위에서 플라즈마가 발생되거나, 파티클(particle)이 발생될 수 있다. 제1 부품과 제2 부품은 서로 결합이 될 수 있고, 적어도 하나의 접촉면을 형성할 수 있다. 적어도 하나의 접촉면은 다양한 형상이 될 수 있고, 예를 들어 접촉면은 단면이 L 형상이 되는 원형 접촉면이 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 적어도 하나의 접촉면을 가지면서 서로 결합이 되는 이종 소재의 제1, 2 부품이 선택되면(P11), 접착 특성이 결정될 수 있다(P12). 접착 특성은 이종 부품의 설치 및 사용 목적에 따라 결정되거나, 이종 부품의 사용 환경에 따라 결정될 수 있다. 구체적으로 접착 특성은 플라즈마 발생에 대한 저항성 또는 파티클 발생에 대한 저항성을 포함할 수 있고, 이와 같은 접착 특성에 따라 플라즈마 발생이 가능한 공간이 접착제로 채워져 접착 부위에서 플라즈마가 발생되지 않도록 한다. 플라즈마에 대한 저항성은 플라즈마에 대하여 내성을 가지면서 플라즈마에 의하여 변질되지 않거나 부식되지 않는 것을 의미한다. 접착 특성은 공정 중간 생성물의 증착과 같은 공정 오류를 발생시킬 수 있는 현상이 발생되지 않도록 하는 성질을 포함한다. 또한 접착 특성은 열팽창 특성, 탄성 특성, 절연 특성, 인장 특성 또는 신축 특성을 포함할 수 있다. 예를 들어 접착제는 적어도 어느 하나의 부품에 비하여 작은 열팽창 계수를 가질 수 있다. 또는 접착제는 적어도 어느 하나의 부품에 비하여 큰 신축성 또는 큰 탄성을 가질 수 있다. 접착제는 실리콘 계 또는 세라믹 계가 될 수 있고, 0.1 내지 10 wt%의 SiO2 또는 실리카 성분을 포함할 수 있고, 접착성을 가지는 다양한 종류의 유기 또는 무기 성분을 포함한다. 접착제는 인장 강도 10 내지 150 kgf/㎠의 전기 저항, 40 내지 200 %의 신장 비율, 5 내지 40 KV/㎜의 절연 파괴 강도, 2.4 내지 8.0의 절연 계수, 1.0×1014 내지 1.0×1013 Ω·㎠의 전기 저항, 100 내지 400 psi(kg·㎠)의 접착 강도, 0.5×10-6 내지 1.0×10-4㎝/㎝/℃의 열팽창 계수, 50 내지 300 kg/㎠의 압축 강도 또는 24 내지 80 kg/㎠의 전단 강도(shear strength)를 가질 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 접착 특성은 식각 공정에 따라 견고한 접착력을 유지하면서 플라즈마 발생 저항성, 파티클 발생 저항성 또는 공정 중간 생성물의 증착 방지 성질과 같은 성질을 가지도록 결정될 수 있다. 접착 특성이 결정되면(P12), 그에 기초하여 접착 면의 두께가 선택되면서 제1 부품 및 제2 부품의 형상이 결정될 수 있고(P13), 예를 들어 접착면의 두께는 10 내지 2,000 ㎛가 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 접착면의 두께에 따라 제1 부품 및 제2 부품의 치수 또는 형상이 결정되면(P13), 제1 부품 및 제2 부품이 접착제에 의하여 서로 결합될 수 있다(P14). 이와 같이 접착제에 의하여 적어도 하나의 면이 서로 접촉되는 서로 다른 소재로 이루어진 부품을 결합시켜 모듈화가 된 부품을 만들 수 있다(P15). 이와 같이 서로 다른 소재의 두 개의 부품이 서로 결합되어 모듈로 만들어지면 모듈 형태로 다른 부품과 결합될 수 있고, 예를 들어 식각 공정을 위한 챔버에 배치될 수 있다. 예를 들어 모듈은 식각 공정 챔버의 상부 전극 모듈의 일부가 될 수 있다. 두 개의 부품의 접착 면에 도포된 접착제의 일부가 공정 과정에서 플라즈마에 노출될 수 있고, 두 개의 부품에 의하여 만들어진 모듈이 플라즈마 발생을 위한 전극의 일부가 될 수 있다. 위에서 설명된 것처럼, 접착제는 플라즈마 발생 저항성 및 파티클 발생 저항성을 가지고 이로 인하여 플라즈마 발생 과정에서 접착 면에서 플라즈마 발생이 방지되면서 플라즈마에 노출된 접착 면에서 파티클의 발생이 방지될 수 있다. 아래에서 이와 같은 이종 소재 제품의 접착 구조의 실시 예에 대하여 설명된다.
도 2는 본 발명에 따른 방법에 의하여 두 개의 이종 부품이 접착 방식으로 모듈화가 되는 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 제1 부품(21)은 금속 소재가 될 수 있고, 제2 부품은 세라믹과 같은 절연체 소재가 될 수 있다. 제1 부품(21)은 두께를 가진 원판 형상이 될 수 있고, 제2 부품(22)은 중심 부분에 홀이 형성된 두께를 가진 원판 형상이 될 수 있다. 제2 부품(22)에 형성된 홀은 옆으로 누운 L 형상의 테두리를 형성할 수 있다. 제2 부품(22)은 내부 테두리가 제1 부품(21)의 둘레 부위에 접촉되는 형태로 결합될 수 있다. 이와 같은 제1 부품(21)과 제2 부품(22)의 결합 구조에서 제1, 2 부품(21, 22)의 아래쪽 면 및 접촉면의 일부가 플라즈마(24)에 노출될 수 있다.
도 2의 (B)에 도시된 것처럼 이와 같이 서로 다른 물질로 이루어진 부품(21, 22)은 독립으로 설계되어 볼트 또는 너트와 같은 체결 수단(25a, 25b)에 의하여 결합되면 다양한 형태의 공차가 발생될 수 있다. 이로 인하여 로컬 플라즈마의 발생 또는 파티클(P)이 발생되는 문제가 생길 수 있다. 구체적으로 제1 부품(21)과 제2 부품(22)은 수평 접촉면과 수직 접촉면을 포함하고, 수평 접촉면 도는 수직 접촉면에 틈(G)이 발생될 수 있다. 그리고 이와 같은 틈(G)에 의하여 국부 플라즈마(local plasma)가 발생되거나, 파티클(P)이 발생될 수 있다. 이와 같은 틈(G)의 제거를 위하여 도 2의 (A)에 도시된 것처럼, 제1, 2 부품(21, 22)의 접촉면이 접착제에 접착 면(23)이 형성될 수 있고, 접착 면(23)은 수직 띠가 원형으로 연장되는 수직 접착 면 및 수평 띠가 원형으로 연장되는 수평 접착 면으로 이루어질 수 있다. 이와 같은 접착 면(23)의 형성에 의하여 국부 플라즈마의 발생 및 파티클(P)의 생성이 방지될 수 있다. 또한 이와 같은 방식으로 서로 다른 결합되어야 하는 부품(21, 22)의 접착제에 의하여 접착되어 모듈화가 되어 전체 설비가 제조되어 조립과 장비 유지 보수의 편의성이 개선될 수 있다. 반도체 식각 장비에서 전기의 흐름과 열의 흐름은 장비의 전체적인 성능을 좌우하는 주요 개발 매개변수의 하나가 될 수 있고, 이에 따라 접착 면(23)을 형성하는 접착제는 플라즈마에 대한 노출 특성, 식각 공정에서 발생되는 다양한 전자기적 조건 또는 온도 변화와 같은 공정 조건에 적합한 특성을 가질 필요가 있다. 예를 들어 접착제는 적절한 열팽창 계수, 신축 특성 또는 열전도 특성을 가질 필요가 있고, 이와 같은 특성의 충족을 위하여 다양한 형태의 첨가제를 포함할 수 있다. 예를 들어 상부 전극 히터와 냉각 수단 사이의 경우 열전도율 또는 열전달 특성이 높은 접착제가 사용될 필요가 있다. 이에 비하여 히터가 온도를 상승시켜야 할 공간을 제외하고 외부로 열이 방출되는 것은 비효율적이면서 안전상으로 위험할 수 있으므로 단열 소재의 접착 면(23)이 형성될 수 있다. 또한 내부 전극과 외부 전극은 전기적으로 절연되어야 하므로 접착 면(23)은 높은 절연 특성을 가지는 것이 유리하다. 이와 같은 제1 부품(21) 또는 제2 부품(22)의 기능에 따라 또는 식각 공정의 조건에 따라 접착제의 특성이 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들어 제1 부품(21)이 금속 소재의 전극이 되고, 제2 부품(22)이 비금속 소재의 절연체가 되는 경우 접착 면(23)은 소재의 특성에 적절하게 절연 계수를 선택될 수 있다. 또한 접착 면(23)은 제2 부품(22)과 동일하거나, 작은 열전달 계수를 가질 수 있다. 접착 특성은 다양하게 결정될 수 있고 이에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다.
도 3은 본 발명에 따른 방법이 적용된 식각을 위한 공정 챔버의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 공정 챔버는 둘레 벽(31); 하부 전극 모듈(34); 및 하부 전극 모듈(34)의 위쪽에 배치되어 하부 전극 모듈(34)과 함께 플라즈마의 발생을 위한 상부 전극 모듈로 이루어질 수 있다. 상부 전극 모듈은 두께를 가진 원판 형상의 내부 전극(35); 내부 전극(35)의 둘레 면에 결합되는 세라믹 재질의 제1 절연 부품(insulator)(36); 제1 절연 부품의 외부에 배치되면서 수정(quartz)과 같은 소재로 만들어지는 제2 절연 부품(37); 및 제2 절연 부품(37)과 결합되면서 내부 전극(35)의 외부에 배치되는 외부 전극(38)을 포함한다. 내부 전극(35) 및 외부 전극(38)의 온도를 조절하기 위한 내부 히터(IH), 외부 히터(OH) 및 냉각 수단(32)이 설치될 수 있고, 내부 전극(35)은 기체 분배 판(Gas Distribution Plate)(33)에 의하여 정해진 위치에 고정될 수 있다. 기체 분배 판(33)은 하부의 내부 전극(35)을 고정시키는 고정 블록의 기능을 가질 수 있다. 또한 받침 블록(39)에 의하여 제1, 2 절연 부품(36, 37) 및 외부 전극(38)이 정해진 위치에 고정될 수 있다. 제1, 2 절연 부품(36, 37)의 위쪽 부분은 체결 유닛(B1, B2)에 의하여 받침 블록(39)에 결합될 수 있다. 내부 전극(35) 및 외부 전극(37)은 실리콘 전극이 될 수 있지만 전극 소재는 이에 제한되지 않는다. 이와 같은 구조를 가지는 식각 공정 챔버에서 내부 전극(35)과 세라믹 재질의 제1 절연 부품(36) 사이에 수직 방향의 단면이 L 형상이 되는 원형의 접촉면이 형성될 수 있고, 접촉면이 접착제에 의하여 접착되어 제1 접착 면(AS1)이 형성될 수 있다. 또한 외부 전극(38)과 제2 절연 부품(37) 사이 또는 외부 전극(38)과 제1 절연 부품(36) 사이에 제2 접착 면(AS2)이 형성될 수 있다. 또한 제1 절연 부품(36)과 제2 절연 부품(37) 사이에 제3 접착 면(AS3)이 형성될 수 있다. 이와 같이 산화막 식각 공정 챔버의 상부 전극 모듈에서 내부 전극(35)과 내부 전극(35)의 주위를 감싸는 세라믹 재질의 제1 절연 부품(36)에 의하여 형성되는 접촉면에 제1 접착 면(AS1)을 형성하여 접합할 수 있다. 이에 따라 실리콘 재질 특성으로 인하여 탭 작업이 불가능하지만 이를 세라믹 소재 형상에 따른 접착제를 인가하여 접합 및 고정이 되는 것이 가능하도록 한다. 제1 접착 면(AS1)의 형성에 의하여 세라믹 부분과 실리콘 전극 사이에 발생될 수 있는 틈이 제거되어 국부 플라즈마 발생 및 파티클 발생이 방지될 수 있다. 또한 부품 모듈화를 통하여 부품 교체 과정에서 편의성이 향상되도록 한다. 제1 접착 면(AS1)을 형성하는 접착제는 열전도성이 높은 것이 유리하고, 바람직하게 제1 절연 부품(36)에 비하여 큰 열전도성을 가지면서 내부 전극(35)과 동등한 열전도성을 가질 수 있다. 내부 전극(36)에 계단 형상의 단차를 형성하여 접착 면적을 적절하게 조절할 수 있고, 이에 의하여 내부 전극(36)이 제1 절연 부품(36)에 안정적으로 고정되도록 할 수 있다. 내부 전극(35)의 주위를 감싸는 세라믹 재질의 제1 절연 부품(36)을 받침 블록(39)에 고정키는 볼트와 같은 체결 유닛(B2)의 노출을 방지하기 위하여 수정 소재의 제2 절연 부품(37)이 설치될 수 있다. 그리고 제2 절연 부품(37)의 아래쪽에 원형을 따라 제2 절연 부품(37)의 꺾인 부분과 접촉되는 실리콘 소재의 외부 전극(38)이 설치될 수 있다. 이와 같은 접촉면에 접착제를 인가하여 제2 접착 면(AS2)을 형성할 수 있고, 높은 난이도를 가지는 탭 작업으로 인하여 고정이 어려운 두 개의 부품(37, 38)을 간단하게 고정시킬 수 있다. 제2 접착 면(AS2)을 형성하는 접착제는 제1 접착 면(AS1)을 형성하는 접착제와 동일 또는 유사한 특성을 가질 수 있다. 제3 접착 면(AS3)은 선택적으로 형성되거나, 다른 고정 수단이 적용될 수 있고 이에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다.
도 4는 본 발명에 따른 모듈화 방법의 다른 실시 예를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 식각 공정 챔버의 제조를 위한 모듈화 방법은 내부 전극 및 내부 전극과 적어도 일부가 접촉되어 접촉면을 형성하는 제1 절연체를 접착제에 의하여 접착하여 제1 접합 모듈을 형성하는 단계(P41); 내부 전극의 둘레 면에 배치되는 외부 전극 및 외부 전극과 적어도 일부가 접촉되어 접촉면을 형성하는 제2 절연체를 접착제에 의하여 접착하여 제2 접합 모듈을 형성하는 단계(P42); 제1, 2 접합 모듈을 접합 또는 결합시키는 단계(P43); 및 제1, 2 접합 모듈을 고정 블록에 고정시키는 단계(P44)를 포함한다. 내부 전극 및 외부 전극은 식각 공정 챔버의 상부 전극 모듈 또는 샤워 헤드를 형성할 수 있다. 내부 전극은 원판 형상으로 이루어질 수 있고, 내부 전극의 외부 둘레 부분을 감싸는 형태로 제1 절연체가 내부 전극에 접촉될 수 있고, 내부 전극과 제1 절연체는 서로 다른 소재로 만들어질 수 있다. 내부 전극과 제1 절연체의 접촉면은 L 형상 또는 계단 형상이 될 수 있고, 접촉면에 접착제가 인가되어 제1 접촉 모듈을 형성할 수 있다(P41). 외부 전극은 내부 전극의 외부를 둘러싸는 형태로 배치될 수 있고, 제2 절연체가 외부 전극의 위쪽에 배치되면서 L 형상 또는 계단 형상으로 외부 전극과 접촉면을 형성할 수 있다. 이와 같은 접촉면에 접착제가 인가되어 접착 면이 형성될 수 있고, 이에 의하여 외부 전극과 제2 절연체가 접착되어 제2 접합 모듈을 형성할 수 있다(P42). 제1, 2 접착 모듈은 식각 챔버의 구조에 따라 서로 접착되거나 다른 적절한 방법으로 결합될 수 있고, 선택적으로 별도의 결합 수단이 없이 접촉된 상태로 유지될 수 있다(P43). 이후 제1, 2 접합 모듈이 식각 공정 챔버에 배치되는 고정 블록에 볼트와 같은 체결 유닛 또는 다른 적절한 수단에 의하여 고정될 수 있고(P44) 이에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다. 위에서 설명된 것처럼, 내부 전극, 외부 전극, 제1 절연체 또는 제2 절연체의 적어도 일부가 식각 공정 과정에서 생성되는 플라즈마에 노출될 수 있다. 또한 접착제는 플라즈마에 발생에 대한 저항성 또는 파티클 발생에 대한 저항성을 가질 수 있고 적절한 열전달 특성을 가질 수 있다. 접착제는 식각 공정 조건에 적합한 접착 특성을 가질 수 있고 이에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
21: 제1 부품 22: 제2 부품
23: 접착 면 24: 플라즈마
25a, 25b: 체결 수단 31: 둘레 벽
32: 냉각 수단 33: 기체 분배 판
34: 하부 전극 모듈 35: 내부 전극
36: 제1 절연 부품 37: 제2 절연 부품
38: 외부 전극

Claims (8)

  1. 반도체 식각 공정 과정의 진행을 위한 이종 소재의 부품이 선택되는 단계;
    선택된 이종 소재의 부품의 접촉면의 접착을 위한 접착제의 특성이 결정되는 단계;
    접착 면에 기초하여 부품 형상이 결정되는 단계; 및
    형상이 결정된 이종 소재 부품이 접착되는 단계를 포함하는 이종 소재 부품의 접착에 의한 모듈화 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 접착제의 특성은 플라즈마에 대한 내성, 식각 공정 중간 생성물의 증착 방지, 파티클 발생 방지, 플라즈마에 의한 변질 방지 성질 또는 플라즈마에 의한 부식 방지 성질을 포함하는 이종 소재 부품의 접착에 의한 모듈화 방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 접착 면은 적어도 하나의 꺾인 면을 포함하는 이종 소재 부품의 접착에 의한 모듈화 방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 접착제는 실리콘 계 또는 세라믹 계가 되는 것을 특징으로 하는 이종 소재 부품의 접착에 의한 모듈화 방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 접착제의 열팽창 계수는 이종 소재 부품의 적어도 하나의 열팽창 계수에 비하여 작은 것을 특징으로 하는 이종 소재 부품의 접착에 의한 모듈화 방법.
  6. 청구항 1에 있어서, 이종 소재 부품은 금속 소재 및 비금속 소재 부품이 되는 것을 특징으로 하는 이종 소재 부품의 접착에 의한 모듈화 방법.
  7. 청구항 1에 있어서, 이종 소재 부품은 식각 공정 챔버의 상부 전극 모듈을 형성하는 내부 전극 및 제1 절연체가 되거나, 외부 전극 및 제2 절연체가 되는 것을 특징으로 하는 이종 소재 부품의 접착에 의한 모듈화 방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 내부 전극 및 제1 절연체가 제1 모듈이 되고, 외부 전극 및 제2 절연체가 제2 모듈이 되어 제1 모듈과 결합되는 것을 특징으로 하는 이종 소재 부품의 접착에 의한 모듈화 방법.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020127853A1 (en) * 2000-12-29 2002-09-12 Hubacek Jerome S. Electrode for plasma processes and method for manufacture and use thereof
KR100748872B1 (ko) * 2006-06-09 2007-08-13 에이피티씨 주식회사 가스 공급 인젝터를 포함하는 플라즈마 공정 장비
KR20070117939A (ko) * 2006-06-09 2007-12-13 에이피티씨 주식회사 정전척을 포함하는 플라즈마 공정 장비
KR20100095284A (ko) 2009-02-20 2010-08-30 주식회사 티씨케이 반도체 제조장치의 상부전극
KR20170024613A (ko) * 2014-07-03 2017-03-07 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 분리가능한 고 저항률 가스 분배 플레이트를 갖는 샤워헤드
KR102442285B1 (ko) * 2022-03-14 2022-09-13 에이피티씨 주식회사 플라즈마 에칭 시스템

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020127853A1 (en) * 2000-12-29 2002-09-12 Hubacek Jerome S. Electrode for plasma processes and method for manufacture and use thereof
KR100748872B1 (ko) * 2006-06-09 2007-08-13 에이피티씨 주식회사 가스 공급 인젝터를 포함하는 플라즈마 공정 장비
KR20070117939A (ko) * 2006-06-09 2007-12-13 에이피티씨 주식회사 정전척을 포함하는 플라즈마 공정 장비
KR20100095284A (ko) 2009-02-20 2010-08-30 주식회사 티씨케이 반도체 제조장치의 상부전극
KR20170024613A (ko) * 2014-07-03 2017-03-07 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 분리가능한 고 저항률 가스 분배 플레이트를 갖는 샤워헤드
KR102442285B1 (ko) * 2022-03-14 2022-09-13 에이피티씨 주식회사 플라즈마 에칭 시스템

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
선행기술2: 미국특허공개번호 2002-0127853 A1(Jerome S. Hubacek, 외, 2002.09.12. 공개) ELECTRODE FOR PLASMA PROCESSES AND METHOD FOR MANUFACTURE AND USE THEREOF

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