KR102363315B1 - 캐소드 전극판용 부시 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부시 자체적으로 회전을 방지하여 별도의 부품이 필요하지 않아 부품비를 절감하고 조립의 간편성을 향상시킬 수 있는 캐소드 전극판용 부시 조립체에 관한 것으로, 상부에 체결홈이 형성되고 체결홈의 바닥면에 회전방지홈이 형성된 캐소드 전극판과, 상기 캐소드 전극판의 체결홈에 회전되지 않도록 삽입되고 회전방지홈이 끼워지는 핀 형태의 회전방지편이 구비된 부시와, 상기 부시의 외부에 끼워져 체결홈에 체결되는 체결부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

캐소드 전극판용 부시 조립체{BUSH ASSEMBLY FOR CATHODE ELECTRIC PLATE}

본 발명은 캐소드 전극판용 부시 조립체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 부시 자체적으로 회전을 방지하여 별도의 부품이 필요하지 않아 부품비를 절감하고 조립의 간편성을 향상시킬 수 있는 캐소드 전극판용 부시 조립체에 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 흔히 사용된다.

도 1에 제시된 바와 같이, 일반적으로 플라즈마 챔버(10)는 내측 상부 및 하부에 각각 캐소드 전극(20)과 애노드 전극이 설치된다. 플라즈마 챔버(10)의 챔버 일측에는 챔버 내부의 공기를 빼내기 위한 진공펌프가 설치되고, 상기 챔버의 다른 일측에는 챔버 내부로 플루오르, 질소 등의 반응가스를 주입시키기 위한 가스 주입구가 설치된다. 또한, 고온고압의 상태에 노출되는 플라즈마 챔버의 지속적인 냉각을 위해서 캐소드 전극에는 냉각수의 순환이 가능한 냉각수 라인이 설치된다.

상기 플라즈마 챔버(10)는 운전이 시작되면 챔버 내부가 진공 상태가 되도록 가스주입구를 통해 플루오르나 질소 등의 반응가스가 주입되고, 이와 동시에 전원으로부터 캐소드 전극 및 애노드 전극에 고전압이 인가되면, 챔버 내부가 플라즈마 상태로 전환된다. 이 과정에서 웨이퍼에는 플라즈마 상태의 반응가스에 의해서 식각 또는 증착공정에 따른 가공이 이루어지게 된다.

도 1에서 확대도로 도시된 캐소드 전극(20)은 원주 방향을 따라 체결볼트가 결합되는 다수개의 체결홈(21)이 형성되고, 상기 체결홈(21)에 결합부재를 결합시킨 후에 상기 체결볼트와의 결합을 통해 플라즈마 챔버에 고정된 상태가 유지된다.

또한 도면에는 표시되지 아니하였지만, 상기 캐소드 전극 및 애노드 전극 주위로 그라운드 링이 형성되어 플라즈마 챔버 내에서 추가적인 고정과 전기적인 접지(ground) 기능을 수행하게 된다. 이러한 그라운드 링에도 상기 캐소드 전극(20)과 마찬가지로 되며, 원주 방향을 따라 체결 볼트가 결합되는 다수개의 체결홈(21)이 형성된다.

그러나, 종래의 결합부재는 캐소드 또는 그라운드 링에 다량의 반응가스가 유입되면서 고전압의 플라즈마에 노출될 경우 상기 결합부재가 체결홈의 내측에 밀착된 상태가 안정적으로 유지되지 않고 불안정해지면서, 회전이 발생될 수 있는 문제점이 발생할 수 있고, 상기 결합 부재의 특정 부위에 응력이 집중되어 공정 진행 중 파손되는 문제점이 발생하기도 한다.

도 2 내지 도 3을 참고하여, 종래 기술에 해당하는 개선 전 캐소드 전극판(20)에 사용된 부시 조립체(30)에 대해 설명한다.

개선 전 캐소드 전극판(20)용 부시 조립체(30)의 경우, 캐소드 전극판(20)의 원주 방향을 따라 배치된 체결홈(21)에 삽입되고, 상기 부시 조립체(30)가 체결 홈(21)에 체결될 경우 면접촉 상태로 결합된다. 이 경우 체결홈(21) 내에 형성된 제 2결합부(34)와 부시(31)의 원통형 체결부(32)에 형성된 제 1 결합부(33)가 나사산 결합을 통해 체결 강도를 높이고, 상기 부시(31)의 상측에 삽입링(35)이 결합되어 회전을 방지한다.

하지만, 이때 플라즈마 챔버(10) 내에서 캐소드 전극판(20)을 물리적 또는 기계적으로 지지하는 것은 부시 조립체(30)와 캐소드 전극판(20)에 원주 방향을 따라 배치된 체결홈(21)과의 나사산 결합에 의한 면접촉에 의하며, 체결 강도를 증가시키고자 할 때 부시(31)의 체결부(32) 직경을 크게 하여 원주를 크게 하여 캐소드 전극판(20)의 유효 면적이 축소되는 결과를 초래하며, 삽입링(35)이 이탈될 수 있어 파손이 발생되고 부시(31)의 유동에 따라 부시에 결합되는 체결볼트의 위치가 일정하지 않아 상부 돌출 현상이 발생되는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허공보 제10-2011-0091253호 대한민국 등록특허공보 제10-1593920호

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 부시의 하부를 복수개의 핀 형태로 구비하여 조립시 부시 자체적으로 회전을 방지하게 되어 작업이 편리하고 부품비를 최소화할 수 있는 캐소드 전극판용 부시 조립체를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 캐소드 전극판용 부시 조립체는 상부에 체결홈이 형성된 캐소드 전극판과, 상기 캐소드 전극판의 체결홈에 회전되지 않도록 회전방지편이 구비된 부시와, 상기 부시의 외부에 끼워져 체결홈에 체결되는 체결부재를 포함할 수 있다.

상기 체결홈의 바닥면에는 회전방지편이 끼워져 부시의 회전을 방지할 수 있도록 회전방지홈이 형성되며, 내벽면에 체결부재가 나사 체결될 수 있도록 나사산이 형성될 수 있다.

상기 회전방지편은 체결홈의 바닥면에 형성된 회전방지홈으로 삽입되어 회전을 방지할 수 있도록 복수개의 핀 형태로 형성될 수 있다.

상기 회전방지편은 원형이나 반원형, 사각형의 다양한 형태 중 어느 하나로 형성되며, 상기 회전방지홈은 회전방지편과 동일한 형태로 형성될 수 있다.

상기 부시의 외부 둘레에는 체결홈의 바닥면으로 밀착되도록 돌출편이 형성될 수 있다.

상기 회전방지편은 부시의 하부에 일체로 형성되거나 탈착 가능하게 조립될 수 있다.

상기와 같이 본 발명에 따른 캐소드 전극판용 부시 조립체에 의하면, 부시가 결합되는 캐소드 전극판의 체결홈 바닥면에 회전방지홈이 더 형성되며 부시의 하부에 회전방지홈에 끼워져 부시의 회전을 방지할 수 있도록 핀 형태의 회전방지편이 형성됨으로써 회전방지편에 의해 캐소드 전극판에 결합되는 부시 자체적으로 회전을 방지할 수 있어 별도의 부속품이 더 필요하지 않아 자재비를 최소화하고 작업의 편리성을 극대화할 수 있다.

도 1은 캐소드 전극판 설치를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 2는 기존의 캐소드 전극판용 부시 조립체가 설치된 상태를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 개선 전 기존의 캐소드 전극판용 부시 조립체의 분해된 상태를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 캐소드 전극판용 부시 조립체를 도시한 분해사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 캐소드 전극판용 부시 조립체를 도시한 결합사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 캐소드 전극판용 부시 조립체의 부시를 도시한 저면사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 캐소드 전극판용 부시 조립체의 결합 전 상태를 도시한 절단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 캐소드 전극판용 부시 조립체의 결합 상태를 도시한 절단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 캐소드 전극판용 부시 조립체에 있어 다른 형태의 부시를 도시한 저면사시도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도면들에 있어서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니며 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 본 명세서에서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며, 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 권리 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.

본 명세서에서 '및/또는'이란 표현은 전후에 나열된 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용된다. 또한, '연결되는/결합되는'이란 표현은 다른 구성요소와 직접적으로 연결되거나 다른 구성요소를 통해 간접적으로 연결되는 것을 포함하는 의미로 사용된다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, 명세서에서 사용되는 '포함한다' 또는 '포함하는'으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및 소자의 존재 또는 추가를 의미한다.

실시 예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 측(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 캐소드 전극판용 부시 조립체를 도시한 분해사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 캐소드 전극판용 부시 조립체를 도시한 결합사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 캐소드 전극판용 부시 조립체의 부시를 도시한 저면사시도이며, 도 7은 본 발명에 따른 캐소드 전극판용 부시 조립체의 결합 전 상태를 도시한 절단면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 캐소드 전극판용 부시 조립체의 결합 상태를 도시한 절단면도이며, 도 9는 본 발명에 따른 캐소드 전극판용 부시 조립체에 있어 다른 형태의 부시를 도시한 저면사시도이다.

도 4 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 캐소드 전극판용 부시 조립체는 캐소드 전극판(100)과, 부시(200)와, 체결부재(300)를 포함할 수 있다.

상기 캐소드 전극판(100)은 내벽면에 나사산이 형성되는 체결홈(110)이 형성될 수 있다.

또한, 상기 체결홈(110)의 바닥면에는 적어도 하나 이상의 회전방지홈(120)이 형성될 수 있다.

즉, 상기 회전방지홈(120)에 후술할 회전방지편(210)이 기밀하게 끼워져 상기 회전방지홈(120)과 회전방지편(210)의 결합을 통해 부시(200)가 회전이 방지되고, 접촉면이 증가된 상태로 결합되므로 캐소드 전극판(100)이 플라즈마 캠버 내부에서 고온의 플라즈마의 환경에 노출되는 경우에도 인장력이 향상되고 열충격과 크랙 발생 및 캐소드 전극판(100) 상부에 연결되는 상부전극 조립체(도시하지 않음)의 이탈로 인한 캐소드 전극판(100)의 파손 및 정밀도 저하를 방지할 수 있다.

그리고, 상기 회전방지홈(120)은 원형이나 반원형, 사각형 등 다양한 형태 중 어느 하나로 형성될 수 있다.

상기 캐소드 전극판(100)은 실리콘, 실리콘카바이드, 알루미나 쿼츠 등 전도성 세라믹 소재로 이루어질 수 있다.

상기 부시(200)는 캐소드 전극판(100)의 체결홈(110)에 회전되지 않도록 삽입될 수 있다.

또한, 부시(200)의 하부에는 회전방지홈(120)에 끼워져 체결홈(110)에 삽입되어 부시(200)의 회전을 방지할 수 있도록 회전방지편(210)이 구비될 수 있다.

상기 회전방지편(210)은 부시(200)의 하부에 핀 형태로 돌출되게 형성될 수 있다.

또한, 상기 회전방지편(210)은 적어도 하나 이상으로 형성되되 상기 회전방지홈(120)과 동일한 형태의 원형이나 반원형, 사각형 등 다양한 형태 중 어느 하나로 형성될 수 있다.

즉, 상기 부시(200)의 하부에 핀 형태의 회전방지편(210)이 형성되어 상기 회전방지편(210)이 회전방지홈(120)에 끼워진 상태로 부시(200)가 체결홈(110)에 삽입됨으로써 상기 부시(200)가 체결홈(110)에 결합되면서 부시(200) 자체적으로 회전되지 않아 별도의 부품이 필요하지 않게 된다.

그리고, 상기 회전방지편(210)은 부시(200)의 하부에 일체로 형성되거나 볼팅 방식과 같이 탈착 가능하게 조립될 수 있다.

상기 회전방지편(210)은 도 6에서와 같이 반원 형태로 이루어지거나 또는 도 9에서와 같이 사각 형태나 원통 형태로 이루어질 수 있다.

상기 부시(200)의 외부 둘레에는 부시(200)가 체결홈(110)에 삽입될 때 상기 체결홈(110)의 바닥면에 밀착되도록 돌출편(220)이 형성될 수 있다.

상기 체결부재(300)는 부시(200)의 외부에 끼워져 체결홈(110)에 체결되어 부시(200)를 고정시킬 수 있다.

또한, 상기 체결부재(300)는 내부에 상,하를 관통하여 부시(200)의 외부로 끼워지는 끼움홈(310)이 형성되며, 외부에는 체결홈(110)에 나사 체결될 수 있도록 나사산으로 이루어진 탭(320)이 형성될 수 있다.

상기와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 캐소드 전극판용 부시 조립체에 따른 작용상태를 살펴보면 아래와 같다.

상기 캐소드 전극판(100)의 체결홈(110) 바닥면에 적어도 하나 이상의 회전방지홈(120)이 형성되고, 상기 부시(200)의 하부에 핀 형태의 회전방지편(210)이 형성되며, 상기 회전방지홈(120)과 회전방지편(210)이 동일한 형태로 형성되어 상기 부시(200)가 체결홈(110)에 삽입될 때 상기 회전방지편(210)이 회전방지홈(120)으로 삽입된다.

이와 같이, 상기 부시(200) 하부에 형성된 회전방지편(210)이 상기 회전방지홈(120)으로 삽입됨으로써 상기 체결홈(110)에 결합되는 부시(200)가 다른 부품 없이 자체적으로 회전되지 않고 안정적으로 결합될 수 있다.

그리고, 상기 회전방지편(210)이 부시(200) 하부의 좌,우측에 복수개로 형성됨으로써 부시(200)의 회전 방지 효율을 최대화할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

100 : 캐소드 전극판
110 : 체결홈
120 : 회전방지홈
200 : 부시
210 : 회전방지편
220 : 돌출편
300 : 체결부재
310 : 끼움홈
320 : 탭

Claims (6)

1. 상부에 체결홈이 형성된 캐소드 전극판;
   상기 캐소드 전극판의 체결홈에 회전되지 않도록 회전방지편이 구비된 부시; 및
   상기 부시의 외부에 끼워져 체결홈에 체결되는 체결부재;를 포함하며,
   상기 체결홈의 바닥면에는 회전방지편이 끼워져 부시의 회전을 방지할 수 있도록 적어도 하나 이상의 회전방지홈이 형성되며, 내벽면에 체결부재가 나사 체결될 수 있도록 나사산이 형성되고,
   상기 회전방지편은 체결홈의 바닥면에 형성된 각 회전방지홈으로 삽입되어 회전을 방지할 수 있도록 복수개의 핀 형태로 형성되며,
   상기 회전방지편은 원형이나 반원형, 사각형의 다양한 형태 중 어느 하나로 형성되며, 상기 회전방지홈은 회전방지편과 동일한 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 캐소드 전극판용 부시 조립체.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 부시의 외부 둘레에는 체결홈의 바닥면으로 밀착되도록 돌출편이 형성되는 것을 특징으로 하는 캐소드 전극판용 부시 조립체.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 회전방지편은 부시의 하부에 일체로 형성되거나 탈착 가능하게 조립되는 것을 특징으로 하는 캐소드 전극판용 부시 조립체.

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