KR101475393B1 - 캐소드 전극판의 핸들링 지그 - Google Patents

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박진경
김용욱
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Abstract

전극판의 핸들링 지그가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극판의 핸들링 지그는플라즈마 챔버의 내측 상부에 작업자가 캐소드 전극판을 선택적으로 마운팅하기 위해 상기 캐소드 전극판의 일면에 서로 마주보며 배치되는 핸들링 지그; 및 상기 핸들링 지그를 경유하여 상기 캐소드 전극판에 설치되는 고정부재를 포함한다.

Description

캐소드 전극판의 핸들링 지그{Handling zig of cathode electric plate}
본 발명은 캐소드 전극판을 작업자가 플라즈마 챔버의 내부에 장착 및 탈착할 때 작업자가 상기 캐소드 전극판과의 직접적인 접촉을 방지하여 이물질로 인한 오염 및 공정상의 오염을 방지하기 위해 사용할 수 있는 캐소드 전극판의 핸들링 지그에 관한 것이다.
일반적으로 플라즈마 챔버(plasma chamber)는 웨이퍼 등의 반도체 부품을 생산하는 과정뿐만 아니라 공산품을 제조하는 과정에서 가공 중인 작업대상물(workpiece)에 식각(etching) 또는 플라즈마 화학 증착(plasma chemical vapor deposition) 공정이 수행되도록 하는 데 사용되는 설비들 중의 하나이다.
전술한 바와 같은 플라즈마 챔버는 작업 대상물(workpiece)에 따라서 그 구성 및 크기 등이 다양한 형태로 설비되는 것이 일반적인데, 웨이퍼와 같은 반도체 부품에 식각 또는 증착 공정을 수행하기 위해 플라즈마 챔버가 이용된다.
플라즈마 챔버는 내측 상부 및 하부에 각각 캐소드 전극과 애노드 전극이 설치된다. 플라즈마 챔버의 챔버 일측에는 챔버 내부의 공기를 빼내기 위한 진공펌프가 설치되고, 다른 일측에는 챔버 내부로 플루오르, 질소 등의 반응가스를 주입시키기 위한 가스주입구가 형성된다. 또한, 고온고압의 상태에 노출되는 플라즈마 챔버의 지속적인 냉각을 위해 캐소드 전극에는 냉각수의 순환이 가능한 냉각수 라인이 설치된다.
상기 플라즈마 챔버는 운전이 시작되면 챔버 내부가 진공 상태가 되도록 가스주입구를 통해 플루오르나 질소 등의 반응가스가 주입되고, 이와 동시에 전원으로부터 캐소드 전극판 및 애노드 전극에 고전압이 인가되면서 챔버 내부가 플라즈마 상태로 전환 된다. 이 과정에서 웨이퍼에는 플라즈마 상태의 반응가스에 의해서 식각 또는 증착 공정에 따른 가공이 이루어지게 된다.
대한민국 공개특허공보 제10-2008-0054283호 (공개일: 2011년05월04일)
본 발명의 실시 예들은 작업자가 캐소드 전극판을 플라즈마 챔버에 설치할 경우 이물질 및 불순물이 미접촉 상태로 설치하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 플라즈마 챔버의 내측 상부에 작업자가 캐소드 전극판을 선택적으로 마운팅하기 위해 상기 캐소드 전극판의 일면에 서로 마주보며 배치되는 핸들링 지그; 및 상기 핸들링 지그를 경유하여 상기 캐소드 전극판에 설치되는 고정부재를 포함한다.
상기 핸들링 지그는 상기 캐소드 전극판의 외측으로 연장된 연장부; 상기 연장부의 단부에서 캐소드 전극판의 반경 방향 외측으로 연장되고 작업자의 손에 파지되는 파지부를 포함한다.
상기 핸들링 지그는 열경화성 수지가 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기 핸들링 지그는 테프론이 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기 고정부재는 상기 캐소드 전극판의 원주 방향에 배치되고 제1 나사산이 형성된 삽입 홀에 삽입되어 나사 결합되도록 외측에 제2 나사산이 형성되고, 내측에는 제3 나사산이 형성되며, 상기 제1 나사산과 나사 결합되는 부시; 상기 핸들링 지그의 외측에서 상기 부시의 제2 나사산과 나사 결합되는 제4 나사산이 형성된 볼트부를 포함한다.
상기 고정부재는 상기 캐소드 전극판의 원주 방향에 배치되고 제1 나사산이 형성된 삽입 홀에 삽입되어 나사 결합되도록 외측에 제2 나사산이 형성되고, 길이 방향 내측으로 삽입 홈이 형성된 삽입 부재; 상기 삽입 홈에 결합되어 일정 구간에서 걸림 유지되는 리브가 형성되고 상기 삽입 부재의 내측을 향해 연장되며 단부에 마그넷이 설치된 연장부; 상기 연장부에 삽입되고 작업자가 상기 연장부를 삽입 부재의 내측으로 푸시할 경우 탄성 변형되는 스프링을 포함한다.
본 발명의 실시 예들은 플라즈마 챔버에 캐소드 전극판을 설치할 때 이물질 및 불순물의 접촉이 방지되어 보다 안정적인 설치 및 상기 캐소드 전극판에 대한 식각 공정이 안정적으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 핸들링 지그를 이용하여 캐소드 전극판에 편리하게 탈부착 시켜 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 캐소드 전극판의 핸들링 지그가 캐소드 전극판과 결합되는 상태를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 캐소드 전극판의 핸들링 지그의 평면도.
도 3은 도 3의 a-a선 분해 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 캐소드 전극판의 핸들링 지그의 결합 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 캐소드 전극판의 핸들링 지그의 다른 실시 예에 따른 분해 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 캐소드 전극판의 핸들링 지그의 다른 실시 예에 따른 결합 단면도.
도 7 내지 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 캐소드 전극판의 핸들링 지그의 사용 상태도.
도 9 내지 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 캐소드 전극판의 핸들링 지그의 다른 실시 예에 따른 사용 상태도.
본 발명의 일 실시 예에 따른 캐소드 전극판의 핸들링 지그의 구성에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
첨부된 도 1내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 핸들링 지그(1)의 가장 큰 기술적 특징은 작업자가 캐소드 전극판(10)을 플라즈마 챔버(2)에 설치할 때 상기 캐소드 전극판(10)에 작업자의 손이 직접적으로 접촉되지 않도록 핸들링 지그(100)를 설치하여 캐소드 전극판(10)의 오염을 방지하고자 한다.
이를 위해 본 실시 예에 의한 핸들링 지그(100)는 캐소드 전극판(10)의 일면에 서로 마주보며 배치되고 상기 캐소드 전극판(10)의 외측으로 연장된 연장부(110)와, 상기 연장부(110)의 단부에서 캐소드 전극판(10)의 반경 방향 외측으로 연장되고 작업자의 손에 파지되는 파지부(120)를 포함한다.
핸들링 지그(100)는 열경화성 수지가 사용되며, 일 예로 테프론이 사용되고, 상기 테프론은 내열성, 화학적 불활성, 우수한 전기적 특성과 비점착성 과 같은 특징을 가지고 있으며 산(acid)과의 직접적인 접촉에도 부식이 발생되지 않는 특징을 가지고 있다. 참고로 핸들링 지그(100)는 전술한 테프론 이외에도 비슷한 성질을 가지고 있는 다른 재질로 변경 가능함을 밝혀둔다.
연장부(110)는 도면 기준으로 캐소드 전극판(10)의 상측을 향해 소정의 길이로 연장된다. 연장부(110)는 작업자가 후술할 파지부(120)를 손으로 잡을 경우 손등 또는 손가락의 일부가 캐소드 전극판(10)과 직접적으로 접촉되는 것을 방지하기 위해 상측을 향해 일정 길이로 연장된다.
파지부(120)는 전술한 연장부(110)의 상단에서 캐소드 전극판(10)의 반경 방향 외측을 향해 일정 길이로 연장되고, 외주면에 미끄럼 방지 부재(130)가 형성되어 있어서 작업자가 상기 파지부(120)를 손으로 파지할 때 미끄러지지 않고 안정적으로 파지한 상태가 유지된다.
파지부(120)는 후술할 고정부재(200)가 삽입되는 결합 홀(122)이 연장부(110)의 내측에 형성된다. 미끄럼 방지 부재(130)는 파지부(120)의 외주면에 코팅되거나 특정 영역에만 한정적으로 형성되며 소정의 마찰력이 발생되는 재질이 코팅된다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 고정부재에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
첨부된 도 3 내지 도 4를 참조하면, 고정부재(200)는 캐소드 전극판(10)의 원주 방향에 배치되고 제1 나사산(11)이 형성된 삽입 홀(12)에 삽입되어 나사 결합되도록 외측에 제2 나사산(212)이 형성되고, 내측에는 제3 나사산(214)이 형성되어 상기 제1 나사산(11)과 나사 결합되는 부시(210)와, 상기 핸들링 지그(100)의 외측에서 상기 부시(210)의 제2 나사산(212)과 나사 결합되는 제4 나사산(222)이 형성된 볼트부(220)를 포함한다.
볼트부(220)는 다수개가 파지부(120)의 상측에 설치되며, 특별히 개수는 한정하지 않는다.
부시(210)는 볼트부(220)가 캐소드 전극판(10)에 직접적으로 설치되면서 발생될 수 있는 문제점을 방지하기 위해 상기 캐소드 전극판(10)의 삽입 홀(12)에 나사 결합된 상태로 설치된다. 부시(210)는 내측에 제3 나사산(214)이 형성되고, 외측에 제2 나사산(212)이 형성되어 있으므로 삽입 홀(12)에 형성된 제1 나사산(11)에 제2 나사산(212)이 나사 결합이 이루어지면서 상기 삽입 홀(12)에 부시(210)가 안정적으로 결합된 상태가 유지된다.
상기 부시(210)는 고정부재(200)가 설치되기 이전에 캐소드 전극판(10)에 우선적으로 설치된다. 참고로 부시(210)와 볼트부(220)는 스테인리스 스틸이 사용되나 상기 재질로 반드시 한정하지 않는다.
볼트부(220)는 파지부(120)가 캐소드 전극판(10)에 위치된 상태에서 별도의 공구(미도시)를 통해 부시(210)에 형성된 제2 나사산(212)과 나사 결합되어 고정되며, 캐소드 전극판(10)에 설치되며, 상기 캐소드 전극판(10)을 플라즈마 챔버(2)에 설치하기 전에 볼트부(220)에 대한 고정을 실시한다.
본 발명의 다른 실시 예에 의한 고정부재에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 참고로 본 실시 예에 의한 고정부재는 전술한 볼트 타입의 결합 방식이 아닌 마그넷의 자력을 통해 보다 편리하게 핸들링 지그 전체를 한 번에 탈부착 시켜 사용할 수 있다.
첨부된 도 5 내지 도 6을 참조하면, 고정부재(200)는 캐소드 전극판(10)의 원주 방향에 배치되고 제1 나사산(11)이 형성된 삽입 홀(12)에 삽입되어 나사 결합되도록 외측에 제2 나사산(212)이 형성되고, 길이 방향 내측으로 삽입 홈(232)이 형성된 삽입 부재(230)와, 상기 삽입 홈(232)에 결합되어 일정 구간에서 걸림 유지되는 리브(242)가 형성되고 상기 삽입 부재(230)의 내측을 향해 연장되며 단부에 마그넷(244)이 설치된 연장부(240)와, 상기 연장(240)에 삽입되고 작업자가 상기 연장부(240)를 삽입 부재(230)의 내측으로 푸시할 경우 탄성 변형되는 스프링(250)을 포함한다.
삽입 부재(230)는 삽입 홀(12)에 나사 결합되며, 상면이 볼트 헤드로 이루어진 연장부(240)가 내측에 결합된다.
삽입 부재(230)는 후술할 연장부(240)의 리브(242)가 안정적으로 삽입되기 위해 삽입슬롯(231)이 형성되어 있으므로 상기 삽입슬롯에 연장부(240)의 리브(242)를 우선적으로 삽입시킨 후에 상기 연장부(240)를 삽입 홀(12)의 내측에서 45도 회전시키면 외측으로 이탈되지 않고 삽입된 상태가 안정적으로 유지된다.
또한 상기 연장부(240)를 삽입 부재(230)의 외측으로 분리하기 위해서는 상기 삽입슬롯(231)을 회전시켜 상기 리브(242) 위치로 회전시킨 후에 상기 삽입 부재(230)의 외측으로 인출하면 손쉽게 분리된다.
연장부(240)는 리브(242)가 삽입 부재(230)의 내측 상단과 걸림 유지되면서 스프링(250)에 의해 외측으로 탄지될 경우 이탈이 방지된다. 상기 리브(242)는 ㄱ자 형태로 절곡되어 하측을 향해 연장되고 내측에 스프링(250)이 삽입된 상태가 유지된다.
연장부(240)는 하단에 마그넷(244)이 설치되어 상기 연장부(240) 전체가 하측으로 푸시될 경우 상기 마그넷(244)이 삽입 홀(12)의 하면에 자력에 의해 부착된 상태가 유지되고, 별도의 외력이 가해지지 않는 이상 마그넷(244)이 부착된 상태가 안정적으로 유지된다.
스프링(250)은 상단이 전술한 삽입 홈(232)의 내측 상단에 탄지되고, 하단은 삽입 홈(232)의 내측 하단에 탄지된 상태가 유지된다. 상기 스프링(250)은 작업자가 연장부(240)를 하측 방향으로 푸시하기 이전에는 상기 연장부(240) 전체를 상측으로 탄지하기 때문에 마그넷(244)이 하측으로 이동되지 않는다.
이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시 예에 의한 핸들링 지그의 사용 상태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
첨부된 도 2 및 도7내지 도 8을 참조하면, 작업자는 캐소드 전극판(10)을 플라즈마 챔버(2)의 내측에 설치하고자 할 때 지문 또는 이물질이 캐소드 전극판(10)에 뭍지 않도록 핸들링 지그(100)를 설치한다.
작업자는 핸들링 지그(100)의 파지부(120)를 손으로 파지한 상태로 부시(210)에 결합 홀(122)을 삽입시킨다. 그리고 볼트부(220)를 결합 홀(122)의 내측으로 각각 결합시켜 상기 핸들링 지그(100)에 대한 고정을 실시한다.
핸들링 지그(100)는 서로 마주보는 상태로 캐소드 전극판(10)에 설치되므로 동일한 방법으로 캐소드 전극판(10)에 핸들링 지그(100)를 설치한다.
작업자는 이와 같이 핸들링 지그(100)가 모두 설치된 이후에 플라즈마 챔버(2)의 내측에 설치할 때 양 손으로 상기 핸들링 지그(100)의 파지부(120)를 각각 파지한 상태로 도면에 도시된 바와 같이 상기 캐소드 전극판(10)을 위치시킨다. 이때 작업자의 손가락 또는 손은 상기 캐소드 전극판(10)과 미 접촉된 상태가 유지되므로 상기 캐소드 전극판(10)을 부분적으로 오염시키거나 오염물질이 캐소드 전극판(10)에 부착되는 현상이 발생되지 않는다.
한 명의 작업자가 상기 핸들링 지그(100)를 잡고 있는 상태로 다른 작업자는 상기 캐소드 전극판(10)을 고정하기 위해 고정볼트를 이용하여 상기 캐소드 전극판(10)에 대한 고정을 실시한다.
상기 캐소드 전극판(10)이 모두 고정된 후에는 핸들링 지그(100)에 설치된 볼트부(220)의 결합 상태를 해제한 후에 핸들링 지그(100)를 캐소드 전극판(10)에서 분리하면 작업이 종료된다.
본 발명의 다른 실시 예에 의한 핸들링 지그의 사용 상태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
첨부된 도 5 및 도 9 내지 도 10을 참조하면, 작업자는 캐소드 전극판(10)을 설치하기 위해 연장부(240)의 리브(242)를 삽입슬롯(231)의 위치에 맞추어서 삽입 홀(12)의 내측으로 삽입 시킨 후에, 상기 연장부(240)를 45도 회전시켜 상기 연장부(240)가 삽입 부재(230)에서 이탈되지 않도록 한다.
그리고 상기 연장부(240)를 하측 방향으로 푸시할 경우 스프링(250)이 탄성 압축됨과 동시에 마그넷(244)이 삽입 홀(12)의 하측에 자력에 의해 부착된 상태가 유지되어 핸들링 지그(100) 전체가 상기 캐소드 전극판(10)에 고정된 상태가 유지된다.
작업자는 다른 부착된 핸들링 지그(100)의 파지부(120)를 양손으로 파지한 상태로 캐소드 전극판(10)을 위치시킨다. 이때 작업자의 손가락 또는 손은 상기 캐소드 전극판(10)과 미 접촉된 상태가 유지되므로 상기 캐소드 전극판(10)을 부분적으로 오염시키거나 오염물질이 캐소드 전극판(10)에 부착되는 현상이 발생되지 않는다.
한 명의 작업자가 상기 핸들링 지그(100)를 잡고 있는 상태로 다른 작업자는 상기 캐소드 전극판(10)을 고정하기 위해 고정볼트를 이용하여 상기 캐소드 전극판(10)에 대한 고정을 실시한다.
상기 캐소드 전극판(10)이 모두 고정된 후에는 핸들링 지그(100)에 설치된 볼트부(220)의 결합 상태를 해제한 후에 핸들링 지그(100)를 캐소드 전극판(10)에서 분리하면 작업이 종료된다.
이상, 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
2 : 플라즈마 챔버 10 : 캐소드 전극판
11 : 제1 나사산 12 : 삽입 홀
100 : 핸들링 지그 110 : 연장부
120 : 파지부 200 : 고정부재
210 : 부시 212 : 제2 나사산
220 : 볼트부 230 : 삽입부재
232 : 삽입 홈 240 : 연장부
242 리브 244 : 마그넷
250 : 스프링

Claims (6)

  1. 플라즈마 챔버의 내측 상부에 작업자가 캐소드 전극판을 선택적으로 마운팅하기 위해 상기 캐소드 전극판의 일면에 서로 마주보며 배치되는 핸들링 지그; 및
    상기 핸들링 지그를 경유하여 상기 캐소드 전극판에 설치되는 고정부재;를 포함하고,
    상기 고정부재는, 상기 캐소드 전극판의 원주 방향에 배치되고 제1 나사산이 형성된 삽입 홀에 삽입되어 나사 결합되도록 외측에 제2 나사산이 형성되고, 내측에는 제3 나사산이 형성되며, 상기 제1 나사산과 나사 결합되는 부시; 및 상기 핸들링 지그의 외측에서 상기 부시의 제2 나사산과 나사 결합되는 제4 나사산이 형성된 볼트부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극판의 핸들링 지그.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 핸들링 지그는,
    상기 캐소드 전극판의 외측으로 연장된 연장부;
    상기 연장부의 단부에서 캐소드 전극판의 반경 방향 외측으로 연장되고 작업자의 손에 파지되는 파지부를 포함하는 전극판의 핸들링 지그.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 핸들링 지그는, 열경화성 수지 또는 테프론이 사용되는 것을 특징으로 하는 전극판의 핸들링 지그.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 고정부재는,
    상기 캐소드 전극판의 원주 방향에 배치되고 제1 나사산이 형성된 삽입 홀에 삽입되어 나사 결합되도록 외측에 제2 나사산이 형성되고, 길이 방향 내측으로 삽입 홈이 형성된 삽입 부재;
    상기 삽입 홈에 결합되어 일정 구간에서 걸림 유지되는 리브가 형성되고 상기 삽입 부재의 내측을 향해 연장되며 단부에 마그넷이 설치된 연장부;
    상기 연장부에 삽입되고 작업자가 상기 연장부를 삽입 부재의 내측으로 푸시할 경우 탄성 변형되는 스프링을 포함하는 전극판의 핸들링 지그.


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