KR100646105B1 - 기판 승강부재 - Google Patents

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KR100646105B1
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전종진
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    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder

Abstract

본 발명은 플라즈마 처리장치에 마련되어 기판을 상하 방향으로 이동시키는 기판 승강부재에 관한 것이다.
본 발명은, 플라즈마 처리장치에 마련되어 기판을 상하 방향으로 이동시키되, 상기 플라즈마 처리장치의 하측에 배치되는 상하 구동 플레이트에 그 하부가 결합되어 상하 방향으로 구동되는 기판 승강부재에 있어서, 상기 플라즈마 처리장치의 하측벽과 상기 상하 구동 플레이트 사이에 개재되어 마련되며, 그 내부를 밀봉시킨 상태로 신축가능하게 마련되는 벨로우즈 모듈; 상기 플라즈마 처리장치 내의 하부 전극을 두께 방향으로 관통하여 형성된 핀 통과홀에 삽입되어 마련되며, 그 내부에 승강핀이 삽입되어 상하 구동하는 핀 지지부재; 상기 벨로우즈 모듈에 내재되어 마련되며, 그 하단은 상기 상하 구동 플레이트에 결합되고 그 상단은 상기 핀 지지부재 내에서 상기 승강핀 하단과 결합되는 중간 부재;를 포함하되, 상기 핀 지지부재는, 그 외주면에 형성되는 숫나사와 상기 핀 통과홀의 내면에 형성되는 암나사에 의하여 상기 하부 전극에 결합되는 것을 특징으로 하는 기판 승강부재를 제공한다.
플라즈마, 플라즈마 처리장치, 승강핀, 핀 지지부재

Description

기판 승강부재{PIN FOR LIFTING SUBSTRATE}
도 1은 플라즈마 처리장치의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2는 종래의 기판 승강부재의 결합구조를 나타내는 단면도이다.
도 3은 종래의 핀 지지부재의 결합구조를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 핀 지지부재의 결합구조를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 핀 지지부재 체결용 지그의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 절곡부의 구조를 나타내는 단면도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
1 : 플라즈마 처리장치 10 : 기밀 처리실
20 : 탑재대 30, 130 : 리프트 핀
40 : 가스 공급계 50 : 상부 전극
60 : 배기계
130 : 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 승강부재
31, 131 : 승강핀 32, 132 : 중간부재
33, 133 : 핀 지지부재 34, 134 : 벨로우즈 모듈
35, 135 : 상하 구동 플레이트 36 : 볼트
136 : 지그 삽입홈
200 : 본 발명의 일 실시예에 따른 핀 지지부재 체결용 지그
210 : 상측 지그 220 : 하측 지그
230 : 절곡부
본 발명은 플라즈마 처리장치에 마련되어 기판을 상하 방향으로 이동시키는 기판 승강부재에 관한 것이다.
일반적으로 반도체, 엘시디(LCD) 기판 등 피처리물의 처리에는, 진공 분위기에서 플라즈마를 이용하여 피처리물에 대하여 소정의 처리를 실시하는 플라즈마 처리장치가 많이 사용된다. 이러한 플라즈마 처리장치에는, 그 내부로 피처리물을 반입하고, 처리 완료된 피처리물을 외부로 반출하는 작업을 돕기 위해, 피처리물이 탑재되는 탑재대에 기판 승강부재가 구비된다.
도 1은 플라즈마 처리장치의 내부 구조를 나타내는 단면도이다. 이하에서는 도 1을 참조하여 상술한 기판 승강부재가 구비된 플라즈마 처리장치의 구조를 설명한다.
플라즈마 처리장치(1)는 그 내부를 진공분위기로 형성시킬 수 있는 기밀 처 리실(10); 기밀 처리실(10) 내에 설치되고, 피처리물(12)을 탑재하는 탑재면을 갖는 탑재대(20); 탑재대(20)에 탑재된 피처리물(12)을 승강할 수 있도록 탑재대(20) 소정부분에 형성되는 기판 승강부재(30); 기밀 처리실(10)에 처리가스를 공급하는 가스 공급계(40); 공급된 처리 가스를 플라즈마화하기 위한 전계를 발생시키는 전계 발생계(50); 피처리물(12)을 처리한 후 처리가스를 배출하거나 기밀 처리실(10) 내부를 진공분위기로 형성시키기 위한 배기계(60);를 포함한다.
먼저 기밀 처리실(10)은 처리실 내부를 외부와 차단시켜서 처리실 내의 분위기를 진공으로 형성시킬 수 있는 구조를 가진다. 그리고 기밀 처리실(10) 내부에는 피처리물(12)에 소정의 처리를 실시하기 위한 여러가지 구성요소가 구비된다.
먼저 기밀 처리실(10) 내부 중 하부에는 피처리물(12)이 탑재되는 탑재대(20)가 구비되는데, 탑재대(20)의 상부면에는 피처리물(12)과 접촉되는 탑재면(도면에 미도시)이 형성된다. 그 탑재면에는 도 2에 도시된 바와 같이, 그 가장자리 영역에 소정 간격으로 다수개의 기판 승강부재(30)가 구비된다. 즉, 탑재대(20)에 탑재된 피처리물(12)의 가장자리를 지지하도록, 탑재대(20)를 두께 방향으로 관통하여 형성된 다수개의 관통공(22)을 통과하도록 다수개의 기판 승강부재(30)를 구비시켜, 기판 승강부재(30)가 그 관통공(22)을 따라 상승 및 하강 하면서 피처리물(12)을 들어올리거나 탑재대(20)에 위치시키는 역할을 하게 된다.
이때 기판 승강부재(30)는 하나의 탑재대(20)에 다수개가 구비되지만, 다수개의 기판 승강부재(30)이 동시에 상승하거나 하강하여야 한다. 따라서 다수개의 기판 승강부재(30) 각각은, 독립적으로 마련되는 각 승강 모듈에 의하여 승강되지 만, 동일한 속도와 동일한 높이로 승강되도록 제어된다.
다음으로 플라즈마 처리장치에는 기밀 처리실(10) 내부로 처리가스를 공급하는 가스 공급계(40)가 구비되는데, 가스 공급계(40)는 기밀 처리실(10) 내부로 균일하게 처리가스를 공급하기 위하여 그 내부에 확산판, 상부 샤워헤드, 하부 샤워헤드 등의 세부 구성요소가 더 구비되기도 한다.
그리고 가스 공급계(40)에 의하여 공급된 처리가스를 플라즈마화하기 위하여 필요한 전계를 발생시키는 전계 발생계(50)가 마련된다. 전계 발생계(50)는 일반적으로 상부 전극 및 하부 전극으로 이루어지는데, PE(Plasma Enhanced) 방식의 플라즈마 처리장치에서는 탑재대(20)가 하부전극의 역할을 하며, 상부 전극은 가스 공급계의 역할을 겸한다. 이때 하부 전극인 탑재대(20)는 기밀 처리실의 벽에 접지되며, 상부 전극(50)에는 고주파 전력이 인가된다.
다음으로 기밀 처리실(10)의 소정 부분에는 피처리물(12)에 대한 처리에 이미 사용된 처리 가스와 그 부산물 등을 제거하는 배기계(60)가 더 구비된다. 물론 이 배기계(60)는 기밀 처리실(10) 내부를 진공분위기로 형성시키기 위하여 기밀 처리실(10) 내부의 기체를 배기하는 경우에도 사용된다.
상술한 플라즈마 처리장치에 피처리물(12)을 반입하는 경우에는 플라즈마 처리장치의 외부에 마련되어 있는 피처리물 반송장치(도면에 미도시)에 의하여 피처리물(12)이 탑재대(20) 상부로 반송되면, 상술한 기판 승강부재(30)가 상승하여 피처리물 반송장치에 놓여 있는 피처리물(12)을 들어올리고, 자유로워진 피처리물 반송장치가 기밀 처리실(10) 밖으로 퇴피된다. 그리고 나서 기판 승강부재(30)가 하 강하면서 피처리물(12)을 탑재대(20) 중 피처리물이 위치될 탑재면에 위치시킨다.
그리고 피처리물(12)을 반출하는 경우에는, 먼저 기판 승강부재(30)를 상승시켜서 피처리물(12)을 탑재대(20)로부터 소정 높이 만큼 들어올린다. 그리고 나서 기밀 처리실(10) 외부에 마련되어 있는 피처리물 반송장치가 피처리물(12) 하부로 들어오면 기판 승강부재(30)를 하강시켜서 피처리물(12)을 피처리물 반송장치로 넘겨준다. 그러면 피처리물(12)을 넘겨 받은 피처리물 반송장치가 피처리물(12)을 기밀 처리실(10) 외부로 반출하는 것이다.
이러한 기판 승강부재(30)가 플라즈마 처리장치(1) 내에 설치되는 방식을, 도 2를 참조하여 설명한다.
먼저 기판과 접촉하는 승강핀(31)이 탑재대(20)를 관통하여 형성되는 핀 관통공에 삽입되어 마련된다. 이 승강핀(31)은 상하 방향으로 이동하면서 탑재대(20) 상면에 위치되는 기판을 내려 놓거나 들어올리는 역할을 한다. 이 승강핀(31)은 그 하단이 중간 부재(32)에 결합되어 마련된다. 이 중간 부재(32)는 그 상단에 승강핀(31)이 결합된 채로 챔버(10) 벽을 관통하여 마련된다. 이 중간 부재(32)는 챔버(10) 내부와 외부에 걸쳐서 배치되며, 챔버 외부에서의 동력을 이용하여 승강핀(31)이 상하 방향으로 이동되도록 매개하는 중간자 역할을 한다.
그리고 승강핀의 상하 이동시 핀 관통공 내에서 핀을 받치는 기능을 하는 핀 지지부재(33)가 마련된다. 이 핀 지지부재(33)는 탑재대(20)의 하측에서 상측 방향으로 삽입되어 고정되며, 그 내부에 중간부재(32)의 말단이 걸리는 턱이 마련된 구조를 가진다. 따라서 그 상단에 승강핀(31)이 결합된 중간부재(32)의 말단이 삽입 되어 승강하면서 이 핀 지지부재(33)로부터 이탈되지 않는다.
그리고 중간부재(32)의 하부는 챔버(10) 외측에 배치되어 상하 이동하며, 벨로우즈 모듈(34)에 삽입된 채로 마련된다. 이 벨로우즈 모듈(34)은 그 내부를 밀봉시킨 상태로 신축가능한 구조를 가진다. 여기에서 벨로우즈 모듈(34)의 상단은 챔버(10)의 하면에 결합되고, 하단은 상하 구동 플레이트(35)에 결합되어 마련된다.
그리고 상하 구동 플레이트(35)는 별도로 마련되는 동력부(도면에 미도시)에 결합되어 상하 방향으로 구동된다.
그런데 종래의 기판 승강부재에 있어서는 핀 지지부재가, 도 3에 도시된 바와 같이, 탑재대(20)의 하측에서 상측 방향으로 볼트(36)에 의하여 결합되는 방식이다. 따라서 플라즈마 처리장치의 운용 과정에서 승강핀(31)이 파손되는 경우 이 승강핀(31)의 교체를 위하여 챔버 내의 모든 부품들을 분리하는 등 교체 작업이 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 핀 지지부재의 교체가 용이한 기판 승강부재를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 용이한 핀 지지부재의 교체 작업을 위한 핀 지지부재 체결용 지그를 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 플라즈마 처리장치에 마련되어 기판을 상하 방향으로 이동시키되, 상기 플라즈마 처리장치의 하측에 배치되는 상 하 구동 플레이트에 그 하부가 결합되어 상하 방향으로 구동되는 기판 승강부재에 있어서, 상기 플라즈마 처리장치의 하측벽과 상기 상하 구동 플레이트 사이에 개재되어 마련되며, 그 내부를 밀봉시킨 상태로 신축가능하게 마련되는 벨로우즈 모듈; 상기 플라즈마 처리장치 내의 하부 전극을 두께 방향으로 관통하여 형성된 핀 통과홀에 삽입되어 마련되며, 그 내부에 승강핀이 삽입되어 상하 구동하는 핀 지지부재; 상기 벨로우즈 모듈에 내재되어 마련되며, 그 하단은 상기 상하 구동 플레이트에 결합되고 그 상단은 상기 핀 지지부재 내에서 상기 승강핀 하단과 결합되는 중간 부재;를 포함하되, 상기 핀 지지부재는, 그 외주면에 형성되는 숫나사와 상기 핀 통과홀의 내면에 형성되는 암나사에 의하여 상기 하부 전극에 결합되는 것을 특징으로 하는 기판 승강부재를 제공한다.
그리고 본 발명에서는, 핀 지지부재의 하부면 외주부에 상하 방향으로 형성되는 지그 결합홈이 적어도 2개 형성되도록 하는 것이 핀 지지부재가 지그와 용이하게 결합될 수 있어서 바람직하다.
또한 본 발명에서는, 봉 형상으로 마련되되, 그 중간 부위에 접힐 수 있는 절곡부가 형성되고, 그 상단에는 제1항에 기재된 핀 지지부재 하면에 형성되는 지그 결합홈과 대응되는 돌출부가 형성되는 핀 지지부재 체결용 지그를 제공한다.
그리고 본 발명에서는, 핀 지지부재 체결용 지그의 하단에는 회전 공구와의 결합을 위한 면취홈이 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
또한 절곡부에는, 핀 지지부재 체결용 지그가 직선으로 펴졌을 때 지그가 절곡되지 않도록 고정시키는 절곡 방지부재가 더 마련되도록 함으로써, 핀 지지부재의 체결 작업 진행 중에 핀 지지부재 체결용 지그가 절곡되지 않도록 하는 것이 작업을 용이하게 하여 바람직하다.
이때 상기 절곡 방지부재는, 볼 스프링인 것이 바람직하다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 일 실시예를 상세하게 설명한다.
먼저 본 실시예에 따른 기판 승강부재(130)를 설명한다.
본 실시예에 따른 기판 승강부재(130)도 종래와 마찬가지로 플라즈마 처리장치(1)에 설치되어 기판을 상하 방향으로 이동시키는 역할을 한다.
본 실시예에 따른 기판 승강부재(130)는 승강핀(131); 중간부재(132); 핀 지지부재(133); 벨로우즈 모듈(134); 상하 구동 플레이트(135);를 포함하여 구성된다. 이때 본 실시예에 따른 승강핀(131), 중간부재(132), 벨로우즈 모듈(134), 상하 구동 플레이트(135)는 종래의 그것과 동일한 구조 및 기능을 가지므로 여기에서 반복하여 설명하지 않는다.
다만, 본 실시예에 따른 핀 지지부재(133)는 종래의 그것과 상이하다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 나사 구조에 의하여 탑재대(120)에 결합된다. 종래에 별도의 볼트(36)를 사용하여 탑재대(20)에 고정되는 것과 상이하게, 탑재대(120)에 형성되어 있는 핀 관통공의 소정 부분에 암나사 구조를 형성시키고, 핀 지지부재(133)의 외주면에는 이와 상응하는 숫나사 구조를 형성시켜 양자를 결합시키는 것이다.
따라서 본 실시예에서는, 핀 지지부재(133)가 별도의 결합수단에 의하여 탑재대에 결합되는 것이 자체적으로 마련되어 있는 나사 구조에 의하여 결합하는 것이다. 그리고 이 핀 지지부재(133)의 하면에는 지그 결합홈(136)이 형성되는 것이 바람직하다. 이 지그 결합홈(136)은 도 4에 도시된 바와 같이, 핀 지지부재(133)의 하부에서 상부 방향으로 형성되며, 소정 깊이의 홈으로 형성된다. 그리고 이 지그 결합홈(136)은 적어도 2개 이상이 형성되는 것이 지그와의 견고한 결합을 위하여 바람직하다.
다음으로는 본 실시예에 따른 핀 지지부재 체결용 지그(200)를 설명한다.
본 실시예에 따른 핀 지지부재 체결용 지그(200)는 전술한 핀 지지부재(133)를 탑재대(120)에 결합시키거나 분리시킬 때 사용되는 공구이다.
본 실시예에 따른 핀 지지부재 체결용 지그(200)는 도 5에 도시된 바와 같이, 봉 형상으로 마련되되, 그 중간 부위에 절곡부(230)가 형성된다. 따라서 이 핀 지지부재 체결용 지그(200)는 그 절곡부(230)를 기준으로 접힐 수 있는 구조를 취 한다.
이 핀 지지부재 체결용 지그(200)의 상단에는 전술한 핀 지지부재(133) 하면에 형성되는 지그 결합홈(136)과 대응되는 돌출부(212)가 형성된다. 따라서 이 돌출부(212)가 지그 결합홈(136)에 결합되어 핀 지지부재(133)의 체결 작업 수행 중에 이 핀 지지부재 체결용 지그(200)가 헛돌지 않도록 한다.
다음으로 이 핀 지지부재 체결용 지그(200)의 하단에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 면취홈(222)이 형성되는 것이 바람직하다. 이 면취홈(222)은 별도의 회전 공구(도면에 미도시)와의 결합을 위한 것이다. 즉, 이 핀 지지부재(133)를 챔버 하벽의 관통공을 통하여 챔버 내부로 진입시키고, 핀 지지부재(133) 하부에 결합시킨 후 회전시키기 위한 별도의 회전공구와의 결합시에 회전공구가 헛돌지 않도록 한다. 이 면취홈(222)은 2개 이상이 형성되는 것이 바람직하다.
다음으로 전술한 절곡부(230)는, 도 5, 6에 도시된 바와 같이 힌지(232) 구조로 마련되며, 챔버(110) 하벽과 상하 구동 플레이트(135) 사이의 좁은 공간 내로 이 핀 지지부재 체결용 지그(200)를 용이하게 진입하도록 한다. 즉, 이 핀 지지부재 체결용 지그(200)를 챔버 하벽과 상하 구동 플레이트 사이로 진입시키고, 챔버 내부로 진입시키는 과정에서는 이 절곡부(230)를 중심으로 핀 지지부재 체결용 지그(200)를 90°절곡시킨 상태에서 사용한다. 그리고 지그가 완전히 진입하여 핀 지지부재(133)와 결합하는 과정에서는 이 핀 지지부재 체결용 지그(200)를 펴서 직선 형태로 만들어서 사용하는 것이다.
이때 이 절곡부(230)에는 지그가 완전히 펴진 후에 절곡되지 않도록 고정하 는 절곡 방지부재(234)가 더 마련되는 것이 바람직하다. 이 절곡 방지부재(234)는 도 6에 도시된 바와 같이, 볼 스프링으로 마련되는 것이 간단한 구조로 지그의 절곡을 용이하게 방지할 수 있어서 바람직하다. 따라서 하측 지그(220)의 상단에는 볼 스프링 삽입홈(224)을 형성시키고, 볼(234a)과 스프링(234b)을 삽입시킨다. 그리고 상측 지그(210)의 하단에는 볼(234a)과 상응되는 홈(214)을 형성시킨다.
그러므로 이 핀 지지부재 체결용 지그(200)가 접힐 때에는 스프링(234b)이 눌려있다가 지그가 완전히 펴진후에는 상측 지그(210)에 형성되어 있는 홈(214)에 볼(234a)이 삽입되면서 스프링(234b)이 늘어난다. 따라서 이 스프링(234b)의 탄성력에 의하여 지그가 접히지 않게 된다. 다만, 이 탄성력을 능가하는 힘이 작용되면 다시 지그(200)가 접히게 된다.
본 발명에 따르면 승강핀의 교체 또는 보수 작업시 핀 지지부재의 체결이 용이하여 체결 작업에 소용되는 시간이 절감되는 장점이 있다.
또한 본 발명의 핀 지지부재 체결용 지그에 따르면 챔버 하벽과 상하 구동 플레이트 사이의 좁은 공간 사이로 용이하게 진입되고, 핀 지지부재와 쉽게 결합되에 핀 지지부재 체결 작업이 용이해지는 장점이 있다.

Claims (6)

  1. 플라즈마 처리장치에 마련되어 기판을 상하 방향으로 이동시키되, 상기 플라즈마 처리장치의 하측에 배치되는 상하 구동 플레이트에 그 하부가 결합되어 상하 방향으로 구동되는 기판 승강부재에 있어서,
    상기 플라즈마 처리장치의 하측벽과 상기 상하 구동 플레이트 사이에 개재되어 마련되며, 그 내부를 밀봉시킨 상태로 신축가능하게 마련되는 벨로우즈 모듈;
    상기 플라즈마 처리장치 내의 하부 전극을 두께 방향으로 관통하여 형성된 핀 통과홀에 삽입되어 마련되며, 그 내부에 승강핀이 삽입되어 상하 구동하는 핀 지지부재;
    상기 벨로우즈 모듈에 내재되어 마련되며, 그 하단은 상기 상하 구동 플레이트에 결합되고 그 상단은 상기 핀 지지부재 내에서 상기 승강핀 하단과 결합되는 중간 부재;를 포함하되,
    상기 핀 지지부재는 그 외주면에 형성되는 숫나사와 상기 핀 통과홀의 내면에 형성되는 암나사에 의하여 상기 하부 전극에 결합되고,
    상기 핀 지지부재에는, 그 하부면 외주부에 상하 방향으로 형성되는 지그 결합홈이 적어도 2개 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 승강부재.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
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