KR102420516B1 - 캐소드 전극판용 일체형 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 결합링과 부시를 일체화시킨 결합부시 조립체로 캐소드 전극판을 조립하게 되어 간편하게 고정시킬 수 있어 작업 효율을 최대화할 수 있는 캐소드 전극판 부시 조립체 및 그 체결방법에 관한 것으로, 내벽면에 나사산이 구비되는 삽입홈이 형성된 캐소드 전극판과, 상기 캐소드 전극판의 삽입홈에 삽입되되 부시와 부시를 고정시키기 위한 결합링이 일체화된 결합부시를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 캐소드 전극판용 일체형 조립체 체결방법은 부시와 부시를 고정시키기 위한 결합링이 일체화된 결합부시를 캐소드 전극판의 삽입홈에 체결하는 단계와, 상기 캐소드 전극판의 상부에 상부전극판을 밀착시키는 단계와, 상기 결합부시의 내벽면에 형성된 나사산에 체결볼트를 체결하여 캐소드 전극판과 상부전극판을 고정시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

캐소드 전극판용 일체형 조립체{CATHODE ELECTRODE PLATE INTEGRATED ASSEMBLY}

본 발명은 캐소드 전극판용 일체형 조립체 및 그 체결방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 결합링과 부시를 일체화시킨 결합부시 조립체로 캐소드 전극판을 조립하게 되어 간편하게 고정시킬 수 있어 작업 효율을 최대화할 수 있는 캐소드 전극판용 일체형 조립체 및 그 체결방법에 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, 플라즈마 챔버(10)는 내측 상부 및 하부에 각각 캐소드 전극(20)과 애노드 전극(30)이 설치된다. 플라즈마 챔버(10)의 챔버(12) 일측에는 챔버 내부의 공기를 빼내기 위한 진공펌프(14)가 설치되고, 상기 챔버(10)의 다른 일측에는 챔버 내부로 플루오르, 질소 등의 반응가스를 주입시키기 위한 가스 주입구(16)가 설치된다. 또한, 고온고압의 상태에 노출되는 플라즈마 챔버(10)의 지속적인 냉각을 위해서 캐소드 전극(20)에는 냉각수의 순환이 가능한 냉각수 라인(18)이 설치된다.

상기 플라즈마 챔버(10)는 운전이 시작되면 챔버(12) 내부가 진공 상태에서 가스 주입구(16)를 통해 플루오르나 질소 등의 반응가스가 주입되고, 이와 동시에 전원으로부터 캐소드 전극(20) 및 애노드 전극(30)에 고전압이 인가되면, 챔버(12) 내부가 플라즈마 상태로 전환된다. 이 과정에서 웨이퍼(50)에는 플라즈마 상태의 반응가스에 의해서 식각 또는 증착 공정에 따른 가공이 이루어지게 된다.

도 1에서 확대도로 도시된 캐소드 전극(20)은 원주 방향을 따라 체결볼트가 결합되는 다수개의 체결 홈(22)이 형성되고, 상기 체결 홈(22)에 결합 부재를 결합시킨 후에 상기 체결볼트와의 결합을 통해 플라즈마 챔버(10)에 고정된 상태가 유지된다.

그러나, 종래의 결합 부재는 캐소드에 다량의 반응가스가 유입되면서 고전압의 플라즈마에 노출될 경우 상기 결합 부재가 체결 홈(22)의 내측에 밀착된 상태가 안정적으로 유지되지 않고 불안정해지면서, 회전이 발생될 수 있는 문제점이 유발되었다. 또한 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(40)에 대해 설명한다.

캐소드 전극판(20)의 원주 방향을 따라 배치된 다수개의 체결홈(22)에 삽입되는 부시 조립체(40)는 베이스 플레이트(41)와, 상기 베이스 플레이트(41)의 상부를 향해 연장되고 그루브(Groove)가 형성된 연장부(미도시)를 가지는 부시(42); 상기 부시(42)의 외측에 삽입된 상태로 상기 체결홈(22)에 형성된 제1결합부(22a)와 결합되도록 외주면에 제2결합부(43a)가 형성된 결합링(43); 및 상기 결합링(43)의 상측에 위치되어 상기 부시(42)와 결합되는 삽입링(44);을 포함하며, 상기 결합링(43)의 상부 양쪽에 캐소드 전극판(20)의 체결홈(22)에 부시(42)와 결합링(43)을 조립하기 위해 결합링(43)을 회전시키기 위한 공구가 끼워질 수 있도록 공구홈부(43b)가 형성된다.

이러한 종래의 부시 조립체(40)는 캐소드 전극판(20)의 체결홈(22)에 부시(42)를 조립 시 부시(42) 외부에 결합링(43)을 끼워서 체결홈(22)에 체결하기 위해 공구홈부(43b)에 공구를 끼워 결합링(43)을 직접 돌려 조립함으로써 공구에 의해 공구홈부(43b)가 마모되거나 결합링(43)이 파손될 우려가 있어 재사용하지 못하고 제품성 및 작업 효율이 떨어지며 부품 하나의 고장으로 인해 부시 조립체 전체를 교체해야 하는 문제점이 있었다. 또한, 여러 과정이 포함되므로 번거로운 작업이 될 수 밖에 없었다.

대한민국 공개특허공보 제10-2011-0091253호 대한민국 등록특허공보 제10-1593920호 대한민국 등록특허공보 제10-1514397호

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 결합링과 부시를 일체화시킨 결합부시 조립체를 조립함으로써 간편하게 고정시킬 수 있어 작업 효율을 최대화할 수 있는 캐소드 전극판용 일체형 조립체 및 그 체결방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 캐소드 전극판용 일체형 조립체는 내벽면에 나사산이 구비되는 삽입홈이 형성된 캐소드 전극판과, 상기 캐소드 전극판의 삽입홈에 삽입되되 부시와 부시를 고정시키기 위한 결합링이 일체화된 결합부시를 포함할 수 있다.

상기 삽입홈의 하단에는 상기 결합부시를 밀착하여 지지하기 위하여 상기 삽입홈보다 작은 직경의 밀착홈이 형성될 수 있다.

상기 결합부시는 외부와 내벽면에 나사산이 형성된 결합부시 몸체와, 상기 내벽면에 형성된 나사산에 삽입되는 헬리 코일을 포함할 수 있다.

상기 결합부시는 상기 외벽면 하단에 상기 삽입홈의 밀착홈에 밀착되는 밀착편이 더 형성될 수 있다.

상기 결합부시의 내벽면 상단부 일정 깊이에는 나사산이 없는 형상의 방지홈이 더 형성되어 체결볼트 해체시 상기 헬리 코일의 빠짐을 방지할 수 있다.

상기 방지홈은 내경이 헬리코일 외경 보다 작고 체결볼트 외경보다는 크게 형성될 수 있다.

상기 결합부시 몸체는 상부에 공구가 끼워져 결합부시를 회전시킬 수 있도록 하는 공구끼움홈이 형성될 수 있다.

상기 공구끼움홈은 공구가 끼워져 결합부시를 회전시킬 수 있도록 사각 형태나 육각 형태의 다각 형태로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 캐소드 전극판용 일체형 조립체를 체결하는 방법은 부시와 부시를 고정시키기 위한 결합링이 일체화된 결합부시를 캐소드 전극판의 삽입홈에 체결하는 단계와, 상기 캐소드 전극판의 상부에 상부전극판을 밀착시키는 단계와, 상기 결합부시의 내벽면에 형성된 나사산에 체결볼트를 체결하여 캐소드 전극판과 상부전극판을 고정시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 결합부시를 캐소드 전극판의 삽입홈에 체결하는 단계는 상기 결합부시 몸체의 공구끼움홈에 공구를 끼워서 공구를 통해 결합부시를 회전시켜 삽입홈으로 결합부시를 체결할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 캐소드 전극판용 일체형 조립체 및 그 체결방법에 의하면, 결합링과 부시를 일체화시킨 결합부시 조립체를 조립함으로써 간편하게 고정시킬 수 있어 작업 효율을 최대화할 수 있다.

도 1은 캐소드 전극판 설치를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 2는 종래의 캐소드 전극판용 부시 조립체가 설치된 상태를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 개선 전 종래의 캐소드 전극판용 부시 조립체의 분해된 상태를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 캐소드 전극판용 일체형 조립체를 도시한 분해사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 캐소드 전극판용 일체형 조립체를 도시한 결합사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 캐소드 전극판용 일체형 조립체를 도시한 절단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 캐소드 전극판용 일체형 조립체의 결합부시를 도시한 확대사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 캐소드 전극판용 조립체와 상부전극판의 결합 상태를 도시한 절단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 캐소드 전극판용 조립체의 체결방법을 도시한 순서도이다.

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 일 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 캐소드 전극판용 일체형 조립체를 도시한 분해사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 캐소드 전극판용 일체형 조립체를 도시한 결합사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 캐소드 전극판용 일체형 조립체를 도시한 절단면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 캐소드 전극판용 일체형 조립체의 결합부시를 도시한 확대사시도이고, 도 8은 본 발명에 따른 캐소드 전극판용 일체형 조립체와 상부전극판의 결합 상태를 도시한 절단면도이며, 도 9는 본 발명에 따른 캐소드 전극판용 일체형 조립체의 체결방법을 도시한 순서도이다.

도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 캐소드 전극판용 일체형 조립체는 캐소드 전극판(100)과, 결합부시(110)를 포함하게 된다.

상기 캐소드 전극판(100)은 내벽면에 나사산이 형성되는 삽입홈(101)이 형성되게 된다.

또한, 상기 삽입홈(101)은 상기 결합부시(110)를 밀착하여 지지하기 위한 밀착홈(102)이 형성될 수 있다.

상기 캐소드 전극판(100)은 실리콘, 실리콘카바이드, 알루미나, 쿼츠 등의 세라믹 소재로 이루어지게 된다.

상기 결합부시(110)는 캐소드 전극판(100)의 삽입홈(101)에 삽입되며, 종래의 캐소드 전극판 조립체의 부시와 상기 부시를 고정시키기 위한 결합링이 일체화됨으로써 상기 삽입홈(101)의 나사산과 체결되게 된다.

즉, 종래의 캐소드 전극판 조립체의 부시를 결합홈에 위치시킨 후 결합링을 회전하면서 조립하는데 비하여, 본 발명의 일체화시킨 결합부시(110)는 일체화 된 부시와 결합링을 동시에 삽입홈(101)에 체결할 수 있으므로 결합 과정이 간단해진다.

도 4 및 도 7에서와 같이, 상기 결합부시(110)는 결합부시 몸체(111)와, 헬리 코일(helicoil;114)을 포함하게 된다.

상기 결합부시 몸체(111)는 상기 삽입홈(101)에 삽입되며 외부와 내벽면에는 삽입홈에 나사 체결될 수 있도록 나사산(112)이 형성되게 된다.

또한, 상기 결합부시 몸체(111)는 상부에 공구가 끼워져 결합부시(110)를 회전시킬 수 있도록 하는 공구끼움홈(113)이 형성될 수 있다.

상기 공구끼움홈(113)은 공구가 끼워져 결합부시(110)를 용이하게 회전시킬 수 있도록 사각 형태나 육각 형태의 다각 형태로 형성됨이 바람직하다.

상기 헬리 코일(114)은 코일형상으로서 상기 내벽면에 형성된 나사산(112)에 결합되고, 결합된　헬리 코일(114)에 체결볼트(120)가 나사 체결된다. 따라서 외부충격이나 진동에 의해서 체결볼트(120)의 이탈이 방지될 수 있다.

그리고, 상기 결합부시(110)는 상기 결합부시 몸체(111)의 외벽면 하단에 형성되어 삽입홈의 밀착홈(102)으로 밀착하며 결합부시(110)를 지지하는 밀착편(115)이 형성될 수 있다.

즉, 상기 밀착편(115)은 상기 삽입홈(101) 하부에 형성된 밀착홈(102)에 닿아서 상기 결합부시(110)가 흔들림 없이 안정적으로 체결되게 한다. 이때, 상기 밀착편(115)의 깊이는 밀착홈(102)의 깊이와 동일한 두께로 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 결합부시(110)는 상기 결합부시 몸체(111)의 내벽면 나사산(112) 상부에 형성되어 체결볼트(120) 해체시 상기 헬리 코일(114)의 빠짐을 방지하는 방지홈(116)이 형성될 수 있다.

상기 방지홈(116)은 내경이 상기 헬리코일(114) 외경보다 작고 체결볼트(120) 외경보다는 크게 형성되어 체결볼트(120) 해체시 상기 헬리코일(114)의 빠짐을 방지할 수 있다.

또한, 도 8에서와 같이, 캐소드 전극판(100)의 상부에 상부전극판(200)을 밀착시키고 캐소드 전극판(100)과 상부전극판(200)을 고정시키기 위해 체결볼트(120)가 상기 내벽면에 형성된 나사산(112)에 결합된　헬리 코일(114)에 나사 체결하여 캐소드 전극판(100)과 상부전극판(200)을 고정시키게 된다.

도 4 내지 도 6 및 도 9에서와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 캐소드 전극판용 일체형 조립체의 체결방법은 아래와 같다.

먼저, 상기 결합부시(110)를 캐소드 전극판의 삽입홈(101)에 체결하게 된다.(S100)

상기 결합부시(110)를 캐소드 전극판(100)의 삽입홈(101)에 체결함에 있어, 상기 결합부시(110)의 공구끼움홈(113)에 공구를 끼워서 공구를 통해 결합부시(110)를 회전시키게 되면 상기 결합부시(110)가 회전됨에 따라 삽입홈(101)으로 나사 조립되어 상기 결합부시(110)를 조립하게 된다. 이때, 상기 밀착편(115)이 상기 밀착홈(102)에 안착될 때까지 회전할 수 있다.

그리고, 상기 캐소드 전극판(100)의 상부에 상부전극판(200)을 밀착시키게 된다.(S200)

마지막으로, 상기 결합부시(110)의 내벽면에 형성된 나사산(112)에 결합된　헬리 코일(114)에 체결볼트(120)를 나사 체결하여 캐소드 전극판(100)과 상부전극판(200)을 고정시키게 된다.(S300)

상기와 같이 본 발명의 캐소드 전극판용 일체형 조립체 및 그 체결방법에 따른 작용상태를 살펴보면 아래와 같다.

상기 캐소드 전극판(100)과 상부전극판(200)을 연결시키기 위해 상기 캐소드 전극판(100)의 삽입홈(101)에 결합부시(110)를 조립함에 있어 상기 결합부시 몸체(111)를 삽입홈(101) 상에 위치시킨 다음 상기 공구끼움홈(113)에 공구를 끼워서 공구를 통해 결합부시(110)를 회전시키게 된다. 이때, 밀착편(115)은 삽입홈(101)의 밀착홈(102)에 안착될 때까지 회전할 수 있다.

그리고, 종래의 캐소드 전극판 조립체의 부시와 상기 부시를 고정시키기 위한 결합링이 일체화됨으로써 종래의 캐소드 전극판 조립체의 부시와 결합링을 별도로 조립해야 하는 번거로움을 본 발명에서는 결합부시(110)를 회전시킴에 따라 체결되는 하나의 동작으로 가능하므로 보다 간단한 과정으로 조립될 수 있다.

이와 함께, 상기 캐소드 전극판(100)에 결합부시(110)가 조립된 상태에서 상부에 상부전극판(200)을 밀착시키고 체결볼트(120)를 내벽면에 형성된 나사산(112)에 결합된　헬리 코일(114)에 체결하여 상기 캐소드 전극판(100)과 상부전극판(200)을 간편하게 고정시킬 수 있어 작업 효율을 최대화할 수 있게 된다.

여기서, 상기 내벽면에 형성된 나사산(112)에 결합된 헬리 코일(114)은 인장강도가 크고 스프링백 현상을 일으키며 압착되므로 체결력이 향상된다. 그러므로, 외부충격이나 진동에 의해서 결합부시(110)의 마모를 방지하고 체결볼트(120))의 이탈 및 흔들림이 대폭 방지될 수 있다.

또한, 상기 결합부시(110)에 형성된 방지홈(116)으로부터 체결볼트(120) 해체시 헬리 코일(114)의 빠짐을 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 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 101 : 삽입홈
102 : 밀착홈 110 : 결합부시
111 : 부시 몸체 112 : 나사산
113 : 공구끼움홈 114: 헬리 코일
115 : 밀착편 116 : 방지홈
120 : 체결볼트 200 : 상부전극판

Claims (10)

1. 내벽면에 나사산이 구비되는 삽입홈이 형성된 캐소드 전극판; 및
   상기 캐소드 전극판의 삽입홈에 삽입되되 부시와 부시를 고정시키기 위한 결합링이 일체화된 결합부시;를 포함하며,
   상기 결합부시는
   외부면와 내벽면에 나사산이 형성된 결합부시 몸체; 및
   상기 내벽면에 형성된 나사산에 삽입되는 헬리 코일;을 포함하고,
   상기 결합부시의 내벽면 상단부 일정 깊이에는 나사산이 없는 형상의 방지홈이 더 형성되어 체결볼트 해체시 상기 헬리 코일의 빠짐을 방지하는 캐소드 전극판용 일체형 조립체.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 삽입홈의 하단에는 상기 결합부시를 밀착하여 지지하기 위하여 상기 삽입홈보다 작은 직경의 밀착홈이 더 형성되는 캐소드 전극판용 일체형 조립체.
3. 삭제
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 결합부시는
   상기 외부면 하단에 상기 삽입홈의 밀착홈에 밀착되는 밀착편이 더 형성되는 캐소드 전극판용 일체형 조립체.
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 방지홈은 내경이 헬리코일 외경 보다 작고 체결볼트 외경보다는 크게 형성되는 캐소드 전극판용 일체형 조립체.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 결합부시 몸체는 상부면에 공구가 끼워져 결합부시를 회전시킬 수 있도록 하는 공구끼움홈을 더 포함하는 캐소드 전극판용 일체형 조립체.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 공구끼움홈은 공구가 끼워져 결합부시를 회전시킬 수 있도록 사각 형태나 육각 형태의 다각 형태로 형성되는 캐소드 전극판용 일체형 조립체.
9. 삭제
10. 삭제

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