KR100933432B1 - 연결 부재, 이를 갖는 접지 구조물, 히터 및 기판 가공장치 - Google Patents

연결 부재, 이를 갖는 접지 구조물, 히터 및 기판 가공장치 Download PDF

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Abstract

접지 구조물은 접지 마운트, 접지 터미널 및 연결 부재를 포함한다. 접지 터미널은 접지 마운트에 이동 가능하게 삽입된다. 연결 부재는 접지 터미널을 파지하여 접지 마운트와 전기적으로 연결하고, 접지 터미널의 열팽창에 따라 접지 터미널이 길이 방향으로 휘어진다. 연결 부재는 접지 터미널을 파지하는 클램핑부와, 접지 마운트에 고정되는 고정부 및 클램핑부와 고정부를 연결하며 클램핑부가 접지 터미널의 길이 방향을 따라 이동하도록 휘어지는 벤딩부를 포함한다.

Description

연결 부재, 이를 갖는 접지 구조물, 히터 및 기판 가공 장치{CONNECTING MEMBER, AND GROUND STRUCTURE, HEATER AND APPARATUS FOR PROCESSING A SUBSTRATE INCLUDING THE CONNECTING MEMBER}
본 발명은 연결 부재, 이를 갖는 접지 구조물, 히터 및 기판 가공 장치에 관한 것으로, 접지 터미널과 접지 마운트를 연결하기 위한 연결 부재, 이를 갖는 접지 구조물, 히터 및 기판 가공 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 장치는 반도체 기판 상에 전기적인 회로를 형성하는 팹(Fab) 공정과, 팹 공정에서 형성된 반도체 장치들의 전기적인 특성을 검사하는 EDS(electrical die sorting)공정과, 반도체 장치들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키징 공정을 통해 제조된다.
팹 공정은 반도체 기판 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정과, 막을 평탄화하기 위한 화학적 기계적 연마 공정과, 막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정과, 포토레지스트 패턴을 이용하여 막을 전기적인 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 식각 공정과, 반도체 기판의 소정 영역에 특정 이온을 주입하기 위한 이온 주입 공정과, 반도체 기판 상의 불순물을 제거하기 위한 세 정 공정과, 세정된 반도체 기판을 건조시키기 위한 건조 공정과, 상기 막 또는 패턴의 결함을 검사하기 위한 검사 공정 등을 포함한다.
최근, 팹 공정에서 공정 가스를 플라스마 상태로 여기시켜 기판 상에 막 또는 패턴을 형성하는 플라즈마 강화 화학기상증착(PE-CVD) 장치의 사용이 급증하고 있다. 상기 PE-CVD 장치는 반도체 기판을 가공하기 위한 공간을 갖는 가공 챔버와, 가공 챔버 내부에 배치되며 반도체 기판을 가열하기 위한 히터, 및 가공 챔버로 공급된 공정 가스를 플라스마 상태로 변환하기 위한 전극을 포함한다. 히터는 히팅 블럭, 히팅 블럭에 내장된 발열 전극, 및 히팅 블럭에 내장된 접지 구조물을 포함한다. 상기 접지 구조물에 대한 일 예가 한국등록실용신안 제20-0420693호에 개시되어 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 접지 구조물(1)을 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 클램프(30) 및 전도성 시트(40)를 설명하기 위한 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 접지 구조물(1)은 접지봉(20)을 클램핑하는 클램프(30) 및 상기 클램프(30)와 접지 베이스(10)를 연결하여 접지 경로를 형성하는 전도성 시트(40)를 포함한다. 상기 클램프(30)와 상기 전도성 시트(40) 및 상기 전도성 시트(40)와 상기 접지 베이스(10)는 각각 체결 나사(50)에 의해 고정된다.
상기 클램프(30), 전도성 시트(40) 및 접지 베이스(10)가 상기 체결 나사(50)에 의해 조립되므로, 상기 클램프(30)와 상기 전도성 시트(40) 사이 및 상기 전도성 시트(40)와 상기 접지 베이스(10) 사이의 접촉 불량이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 클램프(30)와 상기 전도성 시트(40) 사이 및 상기 전도성 시트(40)와 상기 접지 베이스(10) 사이에서 아킹이 발생할 수 있다.
또한, 상기 전도성 시트(40)는 ‘U’자 형상을 가지므로 굴곡 부위에 공정 가스를 플라즈마 상태로 변환하기 위한 고주파 전원이 집중된다. 따라서, 상기 고주파 전원의 영향으로 인해 상기 전도성 시트(40)의 굴곡 부위가 끊어지는 현상이 발생할 수 있다.
본 발명은 접지 터미널과 접지 마운트를 안정적으로 연결하는 연결 부재를 제공한다.
본 발명은 상기 연결 부재를 포함하는 접지 구조물을 제공한다.
본 발명은 상기 접지 구조물을 포함하는 히터를 제공한다.
본 발명은 상기 히터를 포함하는 기판 가공 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 접지 구조물의 연결 부재는 접지 터미널을 파지하는 클램핑부, 접지 마운트에 고정되는 고정부 및 상기 클램핑부와 상기 고정부를 연결하며 상기 클램핑부가 상기 접지 터미널의 길이 방향을 따라 이동하도록 휘어지는 벤딩부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 클램핑부, 상기 고정부 및 상기 벤딩부는 일체일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 클램핑부, 상기 고정부 및 상기 벤딩부는 동일한 도전성 재질을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 클램핑부, 상기 고정부 및 상기 벤딩부는 각각 표면에 요철을 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 벤딩부는 다수의 관통홀들을 갖는 평판 형태를 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 벤딩부의 두께는 1 내지 3 mm 일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 벤딩부는 표면에 요철을 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 벤딩부와 상기 고정부의 연결 부위 및 상기 벤딩부와 상기 클램핑부의 연결 부위는 라운딩 처리될 수 있다.
상기 라운딩 처리된 연결 부위들의 반지름은 0.5 내지 3 mm 일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 클램핑부는 두 개의 평판 및 상기 평판들을 연결하며 상기 접지 터미널을 수용하기 위한 수용홈을 형성하는 곡면판을 가질 수 있다.
상기 연결 부재는 상기 수용홈에 수용된 상기 접지 터미널을 고정하기 위해 상기 평판들을 관통하여 체결되는 체결 나사를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 접지 구조물은 접지 마운트와, 상기 접지 마운트에 이동 가능하게 삽입된 접지 터미널 및 상기 접지 터미널을 파지하여 상기 접지 마운트와 전기적으로 연결하고, 상기 접지 터미널의 열팽창에 따라 상기 접지 터미널의 길이 방향으로 휘어지는 연결 부재를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 연결 부재는 상기 접지 터미널을 파지하는 클램핑부와, 상기 접지 마운트에 고정되는 고정부 및 상기 클램핑부와 상기 고정부를 연결하며 상기 클램핑부가 상기 접지 터미널의 길이 방향을 따라 이동하도록 휘어지는 벤딩부를 포함할 수 있다.
상기 접지 구조물은 상기 접지 마운트와 상기 클램핑부 사이에 개재되는 절연부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 접지 마운트는 상기 연결 부재를 수용하는 수용홈을 가질 수 있다.
상기 접지 구조물은 상기 수용홈을 덮는 절연성 커버를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 접지 구조물은 수용홈을 갖는 접지 마운트와, 상기 접지 마운트에 이동 가능하게 삽입되어, 상기 수용홈으로 노출된 접지 터미널과, 상기 접지 터미널을 탄성적으로 파지하는 클램핑부와, 상기 수용홈의 측면에 고정되는 고정부 및 다수의 관통홀들을 갖는 평판 형태를 가지며 상기 클램핑부와 상기 고정부를 연결하고, 상기 클램핑부가 상기 접지 터미널의 길이 방향으로 휘어지는 벤딩부를 포함하며 상기 접지 터미널과 상기 접지 마운트를 전기적으로 연결하는 연결 부재 및 상기 접지 마운트와 상기 클램핑부 사이에 개재된 절연부재를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 접지 구조물은 상기 수용홈을 덮는 절연성 커버를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 클램핑부, 상기 고정부 및 상기 벤딩부는 일체일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 벤딩부와 상기 고정부의 연결 부위 및 상기 벤딩부와 상기 클램핑부의 연결 부위는 라운딩 처리될 수 있다.
본 발명에 따른 히터는 히팅 블록과, 상기 히팅 블록에 내장된 발열체와, 상기 히팅 블록에 내장된 전극과, 상기 히팅 블록의 일측에 장착된 접지 마운트와, 상기 접지 마운트에 이동 가능하게 삽입되고, 상기 전극에 연결된 접지 터미널 및 상기 접지 터미널을 파지하여 상기 접지 마운트와 전기적으로 연결하고, 상기 접지 터미널의 열팽창에 따라 상기 접지 터미널의 길이 방향으로 휘어지는 연결 부재를 포함한다 .
본 발명에 따른 기판 가공 장치는 기판을 수용하는 챔버와, 상기 챔버 내의 하부에 배치되어 상기 기판을 가열하기 위한 히터와, 상기 챔버 내의 상부에 배치되어 상기 기판 상으로 상기 기판을 가공하기 위한 공정 가스를 제공하는 가스 공급부 및 상기 챔버 내에 배치되어, 상기 공정 가스를 플라즈마 상태로 변환하기 위한 상부 전극을 포함하되,
상기 히터는 히팅 블록과, 상기 히팅 블록에 내장된 발열체와, 상기 히팅 블록에 내장된 전극과, 상기 히팅 블록의 일측에 장착된 접지 마운트와, 상기 접지 마운트에 이동 가능하게 삽입되고, 상기 전극에 연결된 접지 터미널 및 상기 접지 터미널을 파지하여 상기 접지 마운트와 전기적으로 연결하고, 상기 접지 터미널의 열팽창에 따라 상기 접지 터미널의 길이 방향으로 휘어지는 연결 부재를 포함한다.
본 발명에 따른 연결 부재는 일체로 형성되어 접지 터미널과 접지 마운트를 전기적으로 연결한다. 따라서, 상기 연결 부재를 형성하는 각 부위의 접촉 불량으로 인한 아킹 발생을 방지할 수 있다.
또한, 상기 연결 부재에서 벤딩부와 고정부의 연결 부위 및 상기 벤딩부와 클램핑부의 연결 부위를 라운딩 처리하여 플라즈마 형성을 위한 고주파 전원이 상 기 연결 부위에 집중되더라도 상기 벤딩부의 끊김을 방지할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 연결 부재, 이를 갖는 접지 구조물, 히터 및 기판 가공 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또 는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 접지 구조물(100)을 나타낸 사시도이다.
도 3을 참조하면, 상기 접지 구조물(100)은 접지 마운트(110), 접지 터미널(120), 연결 부재(130), 절연 부재(140) 및 커버(150)를 포함한다.
상기 접지 마운트(110)는 대략 원통 형상을 갖는다. 상기 접지 마운트(110)는 알루미늄과 같은 도전성 재질을 포함한다. 상기 접지 마운트(110)는 수용홈(112) 및 개구(114)를 갖는다.
상기 수용홈(112)은 접지 마운트(110)의 측면에 형성된다. 상기 수용홈(112)은 상기 접지 마운트(110)의 상부면을 통해 노출되어 있다. 일 예로, 상기 수용홈(112)은 대략 1/4 원호 형상의 단면을 갖는다. 또한, 상기 수용홈(112)의 저면에는 수직 방향을 따라 상기 접지 마운트(110)를 관통하는 관통홀(미도시)이 형성된다.
상기 개구(114)는 상기 접지 마운트(110)에 수직 방향을 따라 관통 형성된다. 상기 개구(114)는 히터(미도시)의 발열체 및 전극에 전원을 인가하는 도선을 각각 수용한다.
상기 접지 터미널(120)은 상기 관통홀에 삽입되어 상기 수용홈(112) 내로 돌출된다. 상기 접지 터미널(120)의 직경은 상기 관통홀의 직경보다 작다. 따라서, 상기 접지 터미널(120)은 상기 관통홀을 통해서 수직 방향을 따라 이동이 가능하다. 상기 접지 터미널(120)의 재질로는 니켈을 들 수 있다. 한편, 상기 접지 터미널(120)은 상기 히터의 전극과 브레이징 공정을 통해서 연결되어 있다.
상기 연결 부재(130)는 상기 수용홈(112) 내에 배치된다. 상기 연결 부재(130)는 상기 접지 마운트(110)와 상기 접지 터미널(120)을 전기적으로 연결한다.
도 4는 도 3에 도시된 연결 부재(130)를 설명하기 위한 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 연결 부재(130)는 클램핑부(132), 고정부(134), 벤딩부(136), 제1 체결 나사(138) 및 제2 체결 나사(139)를 포함한다.
상기 클램핑부(132)는 상기 수용홈(112) 내에 배치된다. 상기 클램핑부(132)는 얇은 두께를 갖는 탄성판이다. 상기 클램핑부(132)는 중간이 절곡된 대략 ⊂자 형상을 갖는다. 구체적으로, 상기 클램핑부(132)는 두 개의 수직 평판(132a, 132b)과 곡면판(132c)을 포함한다. 상기 두 개의 수직 평판(132a, 132b)은 각각 제1 나사홀(132e)을 갖는다. 상기 곡면판(132c)은 상기 평판들(132a, 132b)의 일측면과 각각 연결되어 상기 평판들(132a, 132b)을 연결한다. 상기 곡면판(132c)은 상기 접 지 터미널(120)을 수용하는 수용홈(132d)을 형성한다. 상기 수용홈(132d)의 직경은 상기 접지 터미널(120)의 직경과 실질적으로 동일하다. 상기 접지 터미널(120)은 상기 수용홈(132d)에 수용되며, 상기 클램핑부(132)는 상기 접지 터미널(120)의 외주면을 감싼다.
상기 제1 체결 나사(138)는 상기 제1 나사홀(132e)을 관통하여 상기 두 개의 수직 평판들(132a, 132b)을 체결한다. 따라서, 상기 클램핑부(132)가 상기 접지 터미널(120)을 고정하며, 상기 클램핑부(132)의 내측면과 상기 접지 터미널(120)의 외측면이 밀착된다.
특히, 상기 접지 터미널(120)의 상단 직경은 상기 클램핑부(132)의 수용홈(132d)의 직경보다 크므로, 상기 접지 터미널(120)은 상기 제1 체결 나사(138)를 풀지 않는 이상 상기 클램핑부(132)로부터 하부를 향해 이탈되지 않는다.
상기 고정부(134)는 상기 수용홈(112) 내에 상기 접지 마운트(110)와 접촉하도록 배치된다. 상기 고정부(134)는 수직 평판 형태를 가지므로, 상기 접지 마운트(110)와의 접촉 면적이 넓다. 상기 고정부(134)는 제2 나사홀(134a)을 갖는다.
상기 제2 체결 나사(139)는 상기 제2 나사홀(134a)을 관통하여 상기 고정부(134)와 상기 접지 마운트(110)를 고정한다. 따라서, 상기 고정부(134)가 상기 접지 마운트(110)에 밀착된다.
상기 벤딩부(136)는 상기 클램핑부(132)와 상기 고정부(134)를 연결한다. 구체적으로, 상기 벤딩부(136)는 상기 클램핑부(132)의 두 평판들(132a, 132b) 중 어느 하나의 상단과 상기 고정부(134)의 상단을 연결한다. 일 예로, 상기 벤딩 부(136)는 다수의 관통홀들(136a)을 갖는 평판 형태를 가질 수 있다. 상기 관통홀들(136a)은 사각형, 원형, 타원형 등 다양한 형태를 가질 수 있다. 상기 벤딩부(136)가 상기 관통홀들(136a)을 가짐으로써 상기 벤딩부(136)가 용이하게 휘어질 수 있다. 다른 예로, 상기 벤딩부(136)는 단순히 평판 형태를 가질 수 있다.
상기 벤딩부(136)의 두께(t)는 약 1 내지 3 mm 일 수 있다. 따라서, 상기 벤딩부(136)는 공정 가스를 플라스마 상태로 변환하기 위해 인가되는 고주파 전원의 견딘다. 또한, 상기 벤딩부(136)는 상기 접지 터미널(120)의 열팽창에 따라 상기 접지 터미널(120)을 파지한 클램핑부(132)가 상기 접지 터미널(120)의 길이 방향을 따라 이동하도록 휘어진다. 상기 클램핑부(132)가 수직 방향으로의 이동할 수 있으므로, 상기 히터의 고온으로 인한 접지 터미널(120)의 열팽창이 방해받지 않게 된다. 따라서, 상기 접지 터미널(120)의 단선을 방지할 수 있다.
상기 벤딩부(136)의 두께(t)가 약 1 mm 미만인 경우, 상기 벤딩부(136)는 상기 고주파 전원을 견디지 못하고 파손될 수 있다. 상기 벤딩부(136)의 두께(t)가 약 3 mm를 초과하는 경우, 상기 벤딩부(136)가 너무 두꺼워 휘어지기 어렵다.
또한, 상기 벤딩부(136)와 상기 고정부(134)의 연결 부위 및 상기 벤딩부(136)와 상기 클램핑부(132)의 연결 부위는 라운딩 처리한다. 상기 연결 부위들에 상기 고주파 전원이 집중되므로, 상기 라운딩 처리를 통해 상기 연결 부위들의 두께를 증가시킨다. 상기 라운딩 처리된 연결 부위들의 반지름(R)은 약 0.5 내지 3 mm 인 것이 바람직하다.
상기 반지름(R)이 약 0.5 mm 미만인 경우, 상기 연결 부위들은 상기 고주파 전원의 견디지 못하고 파손될 수 있다. 상기 반지름(R)이 약 3 mm를 초과하는 경우, 상기 연결 부위들의 두께가 너무 두꺼워 상기 벤딩부(136)가 휘어지기 어렵다.
일 예로, 상기 클램핑부(132), 상기 고정부(134) 및 상기 벤딩부(136)는 각각 표면에 요철을 가질 수 있다. 상기 클램핑부(132), 상기 고정부(134) 및 상기 벤딩부(136)가 요철을 가지므로 상기 연결 부재(130)의 표면적이 증가된다.
상기 고주파 전원은 상기 연결 부재(130)의 표면을 통해 전달된다. 상기 연결 부재(130)의 표면적이 증가함에 따라 상기 고주파 전원이 전달되는 경로가 넓어진다. 따라서, 상기 고주파 전원이 분산되어 전달되므로 상기 연결 부재(130)의 파손을 방지하여 상기 연결 부재(130)의 수명을 연장시킬 수 있다. 상기 연결 부재(130)의 표면에 요철을 형성하기 위한 방법으로 비드 블라스트(bead blast), 샌드 블라스트(sand blast), 케미컬 에칭(chemical etching) 등을 들 수 있다.
다른 예로, 상기 벤딩부(136)의 표면에만 요철을 가질 수 있다. 왜냐하면, 상기 고주파 전원이 전달되는 경로가 벤딩부(136)이기 때문이다. 따라서, 상기 고주파 전원이 분산되어 전달되므로 상기 벤딩부(136)의 파손을 방지하여 상기 연결 부재(130)의 수명을 연장시킬 수 있다.
상기 클램핑부(132), 상기 고정부(134) 및 상기 벤딩부(136)는 일체로 형성된다. 따라서, 상기 클램핑부(132)와 상기 벤딩부(136) 사이 및 상기 고정부(134)와 상기 벤딩부(136) 사이의 접촉 불량으로 인한 아킹 발생을 방지할 수 있다.
또한, 상기 클램핑부(132), 상기 고정부(134) 및 상기 벤딩부(136)는 동일한 도전성 재질을 포함한다. 상기 도전성 재질의 예로는 벨륨, 구리 또는 이들의 합 금(Be-Cu)을 들 수 있다.
도 5 내지 도 7은 연결 부재(130)를 다른 예를 설명하기 위한 사시도이다.
도 5 내지 도 7을 참조한 연결 부재(130)는 벤딩부(136)의 연결 위치를 제외한 상기 연결 부재(130)에 대한 설명은 도 1 및 도 2를 참조한 연결 부재에 대한 설명과 실질적으로 동일하다.
도 5를 참조하면, 벤딩부(136)는 클램핑부(132)의 두 평판들(132a, 132b) 중 어느 하나의 하단과 고정부(134)의 하단을 연결한다.
도 6을 참조하면, 벤딩부(136)는 클램핑부(132)의 두 평판들(132a, 132b) 중 어느 하나의 전단과 고정부(134)의 전단을 연결한다.
도 7을 참조하면, 벤딩부(136)는 클램핑부(132)의 두 평판들(132a, 132b) 중 어느 하나의 중단과 고정부(134)의 중단을 연결한다.
다시 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 절연 부재(140)는 상기 접지 마운트(110)와 상기 연결 부재(130)의 클램핑부(132) 사이에 개재되며, 상기 접지 마운트(110)와 상기 클램핑부(132)를 전기적으로 절연시킨다. 상기 절연 부재(140)는 제1 절연체(142) 및 제2 절연체(144)를 포함한다.
상기 제1 절연체(142)는 상기 접지 마운트(110)의 측면과 상기 클램핑부(132) 사이, 즉 수용홈(112)의 측면에 배치된다. 상기 제2 절연체(144)는 상기 접지 마운트(110)의 저면과 클램핑부(132) 사이, 즉 수용홈(112)의 저면에 배치된다.
상기 커버(150)는 상기 수용홈(112)을 덮는다. 상기 커버(150)는 상기 접지 터미널(120)과 상기 연결 부재(130)가 외부에 노출되는 것을 방지한다. 상기 커버(150)의 재질은 절연 물질을 포함한다. 따라서, 상기 접지 터미널(120) 및 상기 연결 부재(130)와 상기 커버(150) 사이의 아킹 발생을 방지할 수 있다.
상기 접지 구조물(100)은 상기 제1 체결 나사(138)가 상기 클램핑부(132)를 고정하므로 상기 클램핑부(132)가 상기 접지 터미널(120)에 밀착된다. 따라서, 상기 접지 터미널(120)과 상기 연결 부재(130) 사이에 아크 발생을 방지할 수 있다. 또한, 상기 클램핑부(132), 상기 고정부(134) 및 상기 벤딩부(136)가 일체로 형성되므로, 상기 클램핑부(132), 상기 고정부(134), 상기 벤딩부(136) 사이의 접촉 불량으로 인한 아킹 발생을 방지할 수 있다.
또한, 상기 벤딩부(136)에 의해서 수직 방향을 따라서 상기 클램핑부(132)의 이동이 가능하므로, 상기 접지 터미널(120)의 열팽창도 자유롭게 이루어지게 된다. 따라서, 상기 접지 터미널(120)의 단선을 방지할 수 있다.
그리고, 상기 연결 부재(130)에서 벤딩부(136)와 고정부(134)의 연결 부위 및 상기 벤딩부(136)와 클램핑부(132)의 연결 부위를 라운딩 처리하여 플라즈마 형성을 위한 고주파 전원이 상기 연결 부위에 집중되더라도 상기 벤딩부(136)의 끊김을 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터(200)를 나타낸 단면도이다.
도 8을 참조하면, 상기 히터(200)는 히팅 블럭(210), 발열체(220), 전극(230) 및 접지 구조물(100)을 포함한다.
상기 히팅 블럭(210)은 반도체 기판이 안치되는 원판 및 원판의 밑면 중앙부 에 연결된 수직축을 포함한다. 히팅 블럭(210)의 재질로는 세라믹을 들 수 있다. 세라믹의 예로는 Al2O3, Y2O3, Al2O3/Y2O3, ZrO2, AlC, TiN, AlN, TiC, MgO, CaO, CeO2, TiO2, BxCy, BN, SiO2, SiC, YAG, Mullite, AlF3 등을 들 수 있다. 이들은 단독 혹은 복합적으로 사용될 수 있다.
상기 발열체(220)는 상기 히팅 블록(210)에 내장된다. 상기 발열체(220)는 히팅 블럭(210)의 원판 내에 일정한 패턴 형상으로 배열될 수 있다. 상기 발열체(220)는 기판을 가열하기 위한 열을 발생한다. 상기 발열체(220)는 금속 재질을 포함한다. 상기 금속의 예로는 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti) 또는 이들의 합금, 철-크롬(Fe-Cr) 합금, 니켈-크롬(Ni-Cr) 합금 등을 들 수 있다.
상기 전극(230)은 히팅 블럭(210)에 내장된다. 일 예로, 상기 전극(230)은 고주파 전원과 연결될 수 있다. 따라서, 상기 전극(230)은 상기 기판을 가공하기 위한 플라즈마를 상기 반도체 기판으로 유도할 수 있다. 다른 예로, 상기 전극(230)은 직류 전원과 연결될 수 있다. 따라서, 상기 전극(230)은 상기 반도체 기판을 흡착하기 위한 정전기력을 발생할 수 있다.
상기 접지 구조물(100)은 접지 마운트, 접지 터미널, 연결 부재, 절연 부재 및 커버를 포함한다.
상기 접지 구조물(100)에 대한 구체적인 설명은 도 3 내지 도 7을 참조한 접지 구조물(100)에 대한 설명과 동일하다.
상기 접지 구조물(100)의 접지 마운트는 상기 히팅 블록(210)의 수직축의 하단에 장착된다. 상기 접지 구조물(100)의 접지 터미널은 상기 전극(230)과 전기적 으로 연결된다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 가공 장치(300)를 나타낸 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 기판 가공 장치(300)는 챔버(310), 가스 공급부(320), 샤워 헤드(330), 상부 전극(340) 및 히터(200)를 포함한다.
상기 챔버(310)는 기판을 수용하며, 기판을 가공하기 위한 공간을 제공한다.
상기 가스 공급부(320)는 상기 챔버(310)의 상부면과 연결되며, 상기 기판을 가공하기 위한 공정 가스를 상기 챔버(310) 내부로 공급한다.
상기 샤워 헤드(330)는 상기 챔버(310)의 내측 상부에 구비되며, 상기 공정 가스를 상기 기판으로 균일하게 제공한다.
상기 상부 전극(340)은 상기 샤워 헤드(330)와 연결되며, 상기 공정 가스로 고전압을 인가하여 상기 공정 가스를 플라즈마 상태로 변환한다.
상기 히터(200)는 히팅 블럭, 발열체, 전극 및 접지 구조물을 포함한다.
상기 히터(200)에 대한 구체적인 설명은 도 8을 참조한 히터(200)에 대한 설명과 동일하다.
상기 히터(200)는 상기 챔버(310)의 내측 하부에 구비된다. 상기 기판은 히터(200)의 히팅 블럭(210) 상에 안치된다.
연결부재의 벤딩부 두께에 따른 실험예
표 1
Figure 112007076598804-pat00001
벤딩부의 두께를 0.5mm, 1.0mm, 1.5mm, 2.0mm, 2.5mm, 3.0mm, 3.5mm, 4.0 mm로 변화시키면서 전극에 200W, 500W, 1000W, 1500W, 2000W, 2500W, 3000W의 고주파 전원을 각각 인가하였다. 상기 벤딩부가 0.5mm 두께를 가지며 상기 전극에 3000W 이상의 고주파 전원이 인가될 때, 상기 벤딩부가 끊어지는 현상이 발생하였다. 상기 벤딩부가 3.5mm 두께를 가지며 상기 전극에 2500W 이상의 고주파 전원이 인가되면, 접지 터미널은 열팽창하고 상기 벤딩부는 휘어지지 않으므로 상기 접지 터미널이 휘어졌다. 상기 벤딩부가 4.0mm 두께를 가지며 상기 전극에 1500W 이상의 고주파 전원이 인가되면, 상기 접지 터미널과 상기 전극의 접합부가 손상되었다.
따라서, 상기 벤딩부의 두께는 약 1 내지 3mm인 것이 바람직하다. 그러므로, 상기 고주파 전원에 의한 상기 벤딩부의 파손을 방지할 수 있고, 상기 벤딩부가 휘어지지 않아 발생하는 접지 터미널의 손상을 방지할 수 있다.
라운딩 처리된 연결 부위의 반지름에 따른 실험예
표 2
Figure 112007076598804-pat00002
라운딩 처리된 연결 부위의 반지름을 0mm, 0.5mm, 1.0mm, 1.5mm, 2.0mm, 2.5mm, 3.0mm, 3.5mm, 4.0mm로 변화시키면서 전극에 200W, 500W, 1000W, 1500W, 2000W, 2500W, 3000W의 고주파 전원을 각각 인가하였다. 이때, 벤딩부는 2.0 내지 2.5mm의 두께를 갖는다. 라운딩 처리된 연결 부위의 반지름이 0mm인 경우, 즉 상기 연결 부위에 라운딩 처리가 되지 않은 경우, 상기 벤딩부와 상기 고정부의 연결 부위 및 상기 벤딩부와 상기 클램핑부의 연결 부위에 고주파 전원이 집중되므로 1500W 이상의 고주파 전원이 인가될 때 상기 벤딩부가 끊어지는 현상이 발생하였다. 라운딩 처리된 연결 부위의 반지름이 3.5mm 또는 4.0mm 인 경우, 상기 전극에 3000W 이상의 고주파 전원이 인가되면, 접지 터미널은 열팽창하고 상기 벤딩부는 휘어지지 않으므로 상기 접지 터미널이 휘어졌다.
따라서, 상기 라운딩 처리된 연결 부위의 반지름은 약 0.5 내지 3mm인 것이 바람직하다. 그러므로, 상기 고주파 전원에 의한 상기 연결 부위들의 파손을 방지 할 수 있고, 상기 연결 부위들의 두께로 인해 벤딩부가 휘어지지 않아 발생하는 접지 터미널의 손상을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 접지 터미널과 접지 마운트를 연결하는 연결 부재의 아킹 발생을 방지하며, 연결 부재의 손상을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 연결 부재를 포함하는 접지 구조물, 히터 및 기판 가공 장치의 손상을 방지하여 수명을 연장시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 접지 구조물을 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 클램프 및 전도성 시트를 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 접지 구조물을 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 연결 부재를 설명하기 위한 사시도이다.
도 5 내지 도 7은 연결 부재를 다른 예를 설명하기 위한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터를 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 가공 장치를 나타낸 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 접지 구조물 110 : 접지 마운트
120 : 접지 터미널 130 : 연결 부재
132 : 클램핑부 134 : 고정부
136 : 벤딩부 138 : 제1 체결 나사
139 : 제2 체결 나사 140 : 절연 부재
150 : 커버

Claims (22)

  1. 접지 터미널을 파지하는 클램핑부;
    접지 마운트에 고정되는 고정부; 및
    상기 클램핑부와 상기 고정부를 연결하며, 상기 접지 터미널의 길이 방향을 따라 상기 클램핑부가 이동하도록 휘어지는 벤딩부를 포함하는 것을 특징으로 하는 접지 구조물의 연결 부재.
  2. 제1항에 있어서, 상기 클램핑부, 상기 고정부 및 상기 벤딩부는 일체인 것을 특징으로 하는 접지 구조물의 연결 부재.
  3. 제1항에 있어서, 상기 클램핑부, 상기 고정부 및 상기 벤딩부는 동일한 도전성 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 접지 구조물의 연결 부재.
  4. 제1항에 있어서, 상기 클램핑부, 상기 고정부 및 상기 벤딩부는 각각 표면에 요철을 갖는 것을 특징으로 하는 접지 구조물의 연결 부재.
  5. 제1항에 있어서, 상기 벤딩부는 다수의 관통홀들을 갖는 평판 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 접지 구조물의 연결 부재.
  6. 제1항에 있어서, 상기 벤딩부의 두께는 1 내지 3 mm 인 것을 특징으로 하는 접지 구조물의 연결 부재.
  7. 제1항에 있어서, 상기 벤딩부는 표면에 요철을 갖는 것을 특징으로 하는 접지 구조물의 연결 부재.
  8. 제1항에 있어서, 상기 벤딩부와 상기 고정부의 연결 부위 및 상기 벤딩부와 상기 클램핑부의 연결 부위는 라운딩 처리된 것을 특징으로 하는 접지 구조물의 연결 부재.
  9. 제8항에 있어서, 상기 라운딩 처리된 연결 부위들의 반지름은 0.5 내지 3 mm 인 것을 특징으로 하는 접지 구조물의 연결 부재.
  10. 제1항에 있어서, 상기 클램핑부는 두 개의 평판 및 상기 평판들을 연결하며 상기 접지 터미널을 수용하기 위한 수용홈을 형성하는 곡면판을 갖는 것을 특징으로 하는 접지 구조물의 연결 부재.
  11. 제10항에 있어서, 상기 수용홈에 수용된 상기 접지 터미널을 고정하기 위해 상기 평판들을 관통하여 체결되는 체결 나사를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 접지 구조물의 연결 부재.
  12. 접지 마운트;
    상기 접지 마운트에 이동 가능하게 삽입된 접지 터미널; 및
    상기 접지 터미널을 파지하여 상기 접지 마운트와 전기적으로 연결하고, 상기 접지 터미널의 열팽창에 따라 상기 접지 터미널의 길이 방향으로 휘어지는 연결 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 접지 구조물.
  13. 제12항에 있어서, 상기 연결 부재는,
    상기 접지 터미널을 파지하는 클램핑부;
    상기 접지 마운트에 고정되는 고정부; 및
    상기 클램핑부와 상기 고정부를 연결하며, 상기 클램핑부가 상기 접지 터미널의 길이 방향을 따라 이동하도록 휘어지는 벤딩부를 포함하는 것을 특징으로 하는 접지 구조물.
  14. 제13항에 있어서, 상기 접지 마운트와 상기 클램핑부 사이에 개재되는 절연부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 접지 구조물.
  15. 제12항에 있어서, 상기 접지 마운트는 상기 연결 부재를 수용하는 수용홈을 갖는 것을 특징으로 하는 접지 구조물.
  16. 제15항에 있어서, 상기 수용홈을 덮는 절연성 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 접지 구조물.
  17. 수용홈을 갖는 접지 마운트;
    상기 접지 마운트에 이동 가능하게 삽입되어, 상기 수용홈으로 노출된 접지 터미널;
    상기 접지 터미널을 탄성적으로 파지하는 클램핑부와, 상기 수용홈의 측면에 고정되는 고정부 및 다수의 관통홀들을 갖는 평판 형태를 가지며 상기 클램핑부와 상기 고정부를 연결하고, 상기 클램핑부가 상기 접지 터미널의 길이 방향으로 휘어지는 벤딩부를 포함하며 상기 접지 터미널과 상기 접지 마운트를 전기적으로 연결하는 연결 부재; 및
    상기 접지 마운트와 상기 클램핑부 사이에 개재된 절연부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 접지 구조물.
  18. 제17항에 있어서, 상기 수용홈을 덮는 절연성 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 접지 구조물.
  19. 제17항에 있어서, 상기 클램핑부, 상기 고정부 및 상기 벤딩부는 일체인 것을 특징으로 하는 접지 구조물.
  20. 제17항에 있어서, 상기 벤딩부와 상기 고정부의 연결 부위 및 상기 벤딩부와 상기 클램핑부의 연결 부위는 라운딩 처리된 것을 특징으로 하는 접지 구조물.
  21. 히팅 블록;
    상기 히팅 블록에 내장된 발열체;
    상기 히팅 블록에 내장된 전극;
    상기 히팅 블록의 일측에 장착된 접지 마운트;
    상기 접지 마운트에 이동 가능하게 삽입되고, 상기 전극에 연결된 접지 터미널; 및
    상기 접지 터미널을 파지하여 상기 접지 마운트와 전기적으로 연결하고, 상기 접지 터미널의 열팽창에 따라 상기 접지 터미널의 길이 방향으로 휘어지는 연결 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 히터.
  22. 기판을 수용하는 챔버;
    상기 챔버 내의 하부에 배치되어 상기 기판을 가열하기 위한 히터;
    상기 챔버 내의 상부에 배치되어 상기 기판 상으로 상기 기판을 가공하기 위한 공정 가스를 제공하는 가스 공급부; 및
    상기 챔버 내에 배치되어, 상기 공정 가스를 플라즈마 상태로 변환하기 위한 상부 전극을 포함하되,
    상기 히터는,
    히팅 블록;
    상기 히팅 블록에 내장된 발열체;
    상기 히팅 블록에 내장된 전극;
    상기 히팅 블록의 일측에 장착된 접지 마운트;
    상기 접지 마운트에 이동 가능하게 삽입되고, 상기 전극에 연결된 접지 터미널; 및
    상기 접지 터미널을 파지하여 상기 접지 마운트와 전기적으로 연결하고, 상기 접지 터미널의 열팽창에 따라 상기 접지 터미널의 길이 방향으로 휘어지는 연결 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가공 장치.
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