KR102460314B1 - 기판 처리 장치의 파워 로드 커넥터 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 서셉터의 파워 로드와 전기적으로 안전하게 접촉될 수 있는 기판 처리 장치의 파워 로드 커넥터 및 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 상부에 파워 로드가 삽입되는 삽입구가 형성되고, 내부에 수용 공간이 형성되는 소켓 몸체; 상기 수용 공간에 형성되고, 상기 파워 로드의 일측이 삽입되는 수용홈부가 형성되고, 전원공급부와 전기적으로 연결되는 고정 단자부; 및 상기 수용 공간에 형성되고 상기 고정 단자부와 대향되게 설치되며, 상기 삽입구를 통한 상기 파워 로드 삽입 시 상기 파워 로드에 의해 하단부가 가압되어 회동되면서 상단부가 상기 파워 로드 방향으로 밀착되는 클램프 단자부;를 포함할 수 있다.

Description

기판 처리 장치의 파워 로드 커넥터 및 기판 처리 장치{Power rod connector and substrate processing apparatus}
본 발명은 기판 처리 장치의 파워 로드 커넥터 및 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 서셉터의 파워 로드와 전기적으로 안전하게 접촉될 수 있는 기판 처리 장치의 파워 로드 커넥터 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 처리 장치에서, 음극 어셈블리는 프로세싱 동안 장비 내에 웨이퍼를 유지하는 서셉터로서 종종 사용된다. 서셉터는 통상적으로 반도체 웨이퍼 프로세싱 챔버 내의 페데스탈에 장착되어 있다. 이 서셉터들은 에칭, 화학 기상 증착(CVD), 물리 기상 증착(PVD)과 예비세척 분야에 사용되는 것으로 알려져 있다.
이러한 많은 응용분야에서, 서셉터는 챔버 내에서 수행되어지는 프로세스를 향상시키기 위하여 직류(DC) 또는 고주파(RF) 전압으로 바이어스될 수 있는 음전극을 포함한다. 바이어스 전압은 통상적으로 적절한 피드스루우(feedthrough)와 케이블을 통해서 외부 전력 공급부에 의해 음극에 공급된다. 이러한 응용분야에서, 플라즈마로부터 나온 활성 입자가 웨이퍼에 충돌하게 된다. 이와 같은 활성 입자의 충돌은 웨이퍼, 서셉터와 페데스탈을 고온, 통상적으로 175℃정도 그리고 때때로 500℃까지 가열할 수 있다.
그러나, 이러한 종래의 기판 처리 장치는, 서셉터의 파워 로드가 커넥터에 삽입되어 전기적으로 연결되는 조립식 구조로서, 커넥터에 장시간 높은 전류가 흐르게 되어 발열 상태가 지속되면 재질의 특성이 변화되면서 커넥터의 텐션(Tension)이 약화되고, 이로 인하여 밀착력이 떨어져서 접촉 저항이 증가되어 국부적으로 발열 또는 아킹 현상이 발생될 수 있으며, 더 나아가 파워 로드와 부싱 사이에서 유착 현상이 발생되어 국부적으로 연소되거나 단락되거나 전기적 특성이 떨어지거나, 심지어 부품들이 서로 융착되어 탈거가 어려워지는 등의 문제점들이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 파워 로드의 삽입시 가압력으로 지렛대의 원리로 힌지축을 중심으로 회전모멘트가 발생되는 클램프 단자를 적용하여 파워 로드를 고정 단자부와 완전히 밀착시킬 수 있고, 장시간의 사용으로도 밀착도가 우수하여 국부적 발열 현상이나, 아킹 현상이나, 유착 현상이나 단락 현상이나 융착 현상 등을 모두 방지할 수 있으며, 이를 통해 제품의 내구성과 안전성을 크게 향상시킬 수 있게 하는 기판 처리 장치의 파워 로드 커넥터 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나, 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 기판 처리 장치의 파워 로드 커넥터가 제공된다. 상기 기판 처리 장치의 파워 로드 커넥터는, 상부에 파워 로드가 삽입되는 삽입구가 형성되고, 내부에 수용 공간이 형성되는 소켓 몸체; 상기 수용 공간에 형성되고, 상기 파워 로드의 일측이 삽입되는 수용홈부가 형성되고, 전원공급부와 전기적으로 연결되는 고정 단자부; 및 상기 수용 공간에 형성되고 상기 고정 단부와 대향되게 설치되며, 상기 삽입구를 통한 상기 파워 로드 삽입 시 상기 파워 로드에 의해 하단부가 가압되어 회동되면서 상단부가 상기 파워 로드 방향으로 밀착되는 클램프 단자;를 포함할 수 있다.
상기 기판 처리 장치의 파워 로드 커넥터는, 상기 클램프 단자의 적어도 일부분이 삽입되는 개방홈부가 형성되며, 상기 클램프 단자의 회전 중심이 되는 힌지축이 형성되는 베이스 블록; 및 상기 힌지축의 하부인 상기 베이스 블록과 상기 클램프 단자 사이에 형성되어 상기 클램프 단자의 하단부를 상기 고정 단자부 방향으로 밀어주는 탄성 부재;를 더 포함할 수 있다.
상기 기판 처리 장치의 파워 로드 커넥터에서, 상기 클램프 단자의 하단부에는 상기 파워 로드 삽입시 상기 파워 로드로부터 하중을 인가받아 상기 클램프 단자를 회동시킬 수 있도록 제 1 각도로 경사진 제 1 경사면이 형성되고, 상기 클램프 단자의 상단부에는 상기 클램프 단자의 회동시 상기 파워 로드를 가압할 수 있도록 제 2 각도로 경사진 제 2 경사면이 형성될 수 있다.
상기 기판 처리 장치의 파워 로드 커넥터에서, 상기 고정 단자부는 상기 파워 로드의 일측면과 대응되도록 제 1 홈이 형성되고, 상기 클램프 단자는 상기 파워 로드의 타측면과 대응되도록 제 2 홈이 형성될 수 있다.
상기 기판 처리 장치의 파워 로드 커넥터에서, 상기 클램프 단자는 상기 제 2 홈의 좌우측에 각각 가이드 날개부가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 기판 처리 장치가 제공된다. 상기 기판 처리 장치는, 기판을 처리하기 위한 내부 공간이 형성되는 진공 챔버; 상기 기판을 지지하는 서셉터; 및 상기 서셉터의 파워 로드와 전원 공급부를 전기적으로 연결하기 위한 파워 로드 커넥터;를 포함할 수 있다.
상기와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 파워 로드 커넥터 및 기판 처리 장치는, 파워 로드의 삽입시 지렛대의 원리로 힌지축을 중심으로 회전모멘트가 발생되는 클램프 단자를 적용하여 파워 로드를 고정 단자부와 완전히 밀착시킬 수 있고, 장시간의 사용으로도 밀착도가 우수하여 국부적 발열 현상이나, 아킹 현상이나, 유착 현상이나 단락 현상이나 융착 현상 등을 모두 방지할 수 있으며, 이를 통해 제품의 내구성과 안전성을 크게 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 파워 로드 커넥터를 개략적으로 나타내는 개략도이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 파워 로드 커넥터를 확대하여 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 1의 기판 처리 장치의 파워 로드 커넥터의 파워 로드 분리 상태를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4의 기판 처리 장치의 파워 로드 커넥터의 파워 로드 결합 상태를 나타내는 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1000)의 파워 로드 커넥터(100)를 개략적으로 나타내는 개략도이다. 그리고, 도 2 및 도 3은 도 1의 기판 처리 장치(1000)의 파워 로드 커넥터(100)를 확대하여 나타내는 사시도이다.
먼저, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1000)는, 기판을 처리하기 위한 내부 공간이 형성되는 진공 챔버(C)와, 상기 기판을 지지하는 서셉터(1) 및 상기 서셉터(1)의 파워 로드(2)와 외부에 구비된 전원 공급부를 전기적으로 연결하는 파워 로드 커넥터(100)를 포함할 수 있다.
예컨대, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 파워 로드 커넥터(100)는, 크게 소켓 몸체(10)와, 고정 단자부(20) 및 클램프 단자부를 포함할 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 소켓 몸체(10)는, 일측에 상기 파워 로드(2)가 삽입되는 삽입구(10a)가 형성되고, 내부에 수용 공간이 형성되는 블록 형태의 구조체일 수 있다.
또한, 예컨대, 상기 고정 단자부(20)는, 상기 수용 공간에 형성되고, 상기 파워 로드(2)의 일측이 삽입되는 수직홈부가 형성되며, 끝단부가 전원공급부와 전기적으로 연결되는 전도성 고정 단자 구조체일 수 있다.
또한, 예컨대, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 클램프 단자부는, 크게 클램프 단자(30)와, 베이스 블록(40) 및 탄성 부재(50)를 포함할 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 클램프 단자(30)는, 상기 수용 공간에 형성되고 상기 고정 단자부(20)와 대향되게 설치되며, 상기 삽입구(10a)를 통한 상기 파워 로드 삽입 시 상기 파워 로드(2)에 하단부가 가압되어 회동되면서 상단부가 상기 파워 로드(2) 방향으로 밀착되고, 일측에 상기 파워 로드(2)의 타측과 접촉되는 접촉부가 형성되는 단자 구조체일 수 있다.
또한, 예컨대, 상기 베이스 블록(40)은, 상기 소켓 몸체(10)의 상기 수용 공간에 형성되고, 일측에 개방홈부(H)이 형성되며, 타측에 상기 클램프 단자(30)의 회전 중심이 되는 힌지축(31)이 형성되는 블록 구조체일 수 있다.
또한, 예컨대, 상기 탄성 부재(50)는, 상기 클램프 단자(30)의 상기 일단부에 상기 고정 단자부(20) 방향으로 복원력이 작용되도록 상기 베이스 블록(40)과 상기 클램프 단자(30) 사이에 형성되는 탄성 스프링일 수 있다.
여기서, 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 파워 로드(2)는 서셉터(1)의 상부(1a)에 설치되어 상기 서셉터(1)의 하부(1b)와 전기적으로 연결될 수 있다.
그러나, 본 발명의 파워 로드 커넥터(100)는 도면에 반드시 국한되지 않고, 매우 다양한 형태의 서셉터나 진공 챔버에 모두 적용될 수 있다.
따라서, 상기 클램프 단자(30)는 상기 파워 로드(2)의 삽입시 상기 파워 로드(2)의 가압력에 의해 지렛대의 원리로 회동되면서 상기 파워 로드(2)를 상기 고정 단자부(20) 방향으로 밀착시킬 수 있다.
도 4는 도 1의 기판 처리 장치의 파워 로드 커넥터(100)의 파워 로드 분리 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 클램프 단자(30)의 하단부에는 상기 파워 로드 삽입시 상기 파워 로드(2)로부터 하중을 인가받아 상기 클램프 단자(30)를 회동시킬 수 있도록 제 1 각도로 경사진 제 1 경사면(C1)이 형성되고, 상기 클램프 단자(30)의 상단부에는 상기 클램프 단자(30)의 회동시 상기 파워 로드(2)를 가압할 수 있도록 제 2 각도로 경사진 제 2 경사면(C2)이 형성될 수 있다.
따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 파워 로드(2)의 삽입시, 상기 파워 로드(2)의 선단부가 먼저, 상기 제 1 경사면(C1)과 충돌되면서 상기 제 1 경사면(C1)을 따라 내측으로 안내될 수 있다.
여기서, 예컨대, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 고정 단자부(20)는 상기 파워 로드(2)의 일측면과 대응되도록 제 1 홈(G1)이 형성되고, 상기 클램프 단자(30)는 상기 파워 로드(2)의 타측면과 대응되도록 제 2 홈(G2)이 형성될 수 있다.
따라서, 이 때, 상기 파워 로드(2)는 상기 제 1 홈(G1)과 상기 제 2 홈(G2) 사이에서 이들을 벗어나지 않고 매우 안정적으로 파지될 수 있다.
더 나아가, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 클램프 단자(30)는 상기 제 2 홈(G2)의 좌우측에 각각 가이드 날개부(W)가 형성되어 상기 파워 로드의 전후면은 물론이고, 측면까지 안정적으로 체결될 수 있다.
이 때, 상기 파워 로드(2)의 선단부는 삽입시, 상기 제 1 경사면(C1)과의 마찰 면적을 줄일 수 있도록 둥근 반구형 표면이 형성될 수 있고, 상기 제 1 홈(G1) 및 상기 제 2 홈(G2) 역시, 둥글게 오목한 반원통형 홈부일 수 있다.
따라서, 상기 파워 로드(2)의 모든 면이 둥글게 구성되어 마찰력을 최소화하는 동시에 전후측면 모두를 감싸는 형상으로 형성되어 보다 안정적이고 견고한 기계적, 전기적 연결이 가능하다.
도 5는 도 4의 기판 처리 장치의 파워 로드 커넥터(100)의 파워 로드 결합 상태를 나타내는 사시도이다.
이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 파워 로드(2)의 체결시, 상기 파워 로드(2)가 상기 제 1 경사면(C1)을 가압하면, 상기 클램프 단자(30)가 회동되면서 상기 제 2 경사면(C2)이 작용/반작용 및 지렛대의 원리를 이용하여 상기 제 2 경사면(C2)이 상기 클램프 단자(30)의 상기 타단부에 상기 파워 로드(2)의 중간부를 강한 압력으로 가압할 수 있다.
이 때, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 클램프 단자(30)는 상기 파워 로드(2)와 상기 제 1 경사면(C1)의 선단부 및 상기 제 2 경사면(C2)의 선단부와 각각 2선 접촉 방식으로 전기적으로 연결되고, 상기 고정 단자부(20)는 상기 클램프 단자(30)의 가압력에 의해 상기 파워 로드(2)와 면접촉으로 밀착될 수 있다.
여기서, 상기 클램프 단자(30)는 상기 파워 로드(2) 사이에서 선접촉이 이루어지지만, 이는 일정한 가압력을 유지하기 위한 것이다. 이외에도, 상기 클램프 단자(30)를 탄성 재질로 제작하여 상기 클램프 단자(30)가 변형되면서 상기 파워 로드(2)와 면접촉되는 것도 가능하다.
그러므로, 상기 파워 로드(2)의 삽입시 지렛대의 원리로 힌지축(31)을 중심으로 회전모멘트가 발생되는 클램프 단자(30)를 적용하여 상기 파워 로드(2)를 상기 고정 단자부(20)와 완전히 밀착시킬 수 있다.
아울러, 상술된 제 1 홈(G1)과 제 2 홈(G2) 및 가이드 날개부(W)들을 이용하여 상기 파워 로드(2)의 전후좌우측면을 모두 안전하고 견고하게 지지 및 밀착시킬 수 있다.
이를 통해서, 장시간의 사용으로도 커넥팅 밀착도가 우수하여 국부적 발열 현상이나, 아킹 현상이나, 유착 현상이나 단락 현상이나 융착 현상 등을 모두 방지할 수 있으며, 이를 통해 제품의 내구성과 안전성을 크게 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명은 기판 처리 장치(1000)에만 국한되지 않고, 기판 처리 장치(1000)에 적용될 수 있는 상기 파워 로드 커넥터(100)를 포함할 수 있다.
예컨대, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 파워 로드 커넥터(100)는, 일측에 상기 파워 로드(2)가 삽입되는 삽입구(10a)가 형성되고, 내부에 수용 공간이 형성되는 소켓 몸체(10)와, 상기 수용 공간에 형성되고, 상기 파워 로드(2)의 일측과 전기적으로 접촉되는 고정 단자부(20) 및 상기 수용 공간에 형성되고, 상기 파워 로드(2)의 타측과 전기적으로 접촉되며, 상기 파워 로드(2)에 의해 일단부가 가압되면 회동되면서 타단부가 상기 파워 로드(2) 방향으로 밀착되는 클램프 단자(30)를 포함할 수 있다.
여기서, 이러한 상기 소켓 몸체(10)와, 고정 단자부(20) 및 클램프 단자(30)는 상술된 기판 처리 장치(1000)의 그것들과 그 구성 및 역할이 동일할 수 있다. 따라서, 상세한 설명은 생략한다.
그러므로, 파워 로드(2)의 삽입시 파워 로드(2)의 가압력만으로 지렛대의 원리를 이용하여 힌지축(31)을 중심으로 클램프 단자(30)에 회전모멘트가 발생될 수 있다.
즉, 이러한 클램프 단자(30)를 적용하여 파워 로드(2)를 고정 단자부(20)와 완전히 밀착시킬 수 있고, 장시간의 사용으로도 밀착도가 우수하여 국부적 발열 현상이나, 아킹 현상이나, 유착 현상이나 단락 현상이나 융착 현상 등을 모두 방지할 수 있으며, 이를 통해 제품의 내구성과 안전성을 크게 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 서셉터
2: 파워 로드
10: 소켓 몸체
20: 고정 단자부
30: 클램프 단자
40: 베이스 블록
50: 탄성 부재
100: 파워 로드 커넥터

Claims (6)

  1. 상부에 파워 로드가 삽입되는 삽입구가 형성되고, 내부에 수용 공간이 형성되는 소켓 몸체;
    상기 수용 공간에 형성되고, 상기 파워 로드의 일측이 삽입되는 수용홈부가 형성되고, 전원공급부와 전기적으로 연결되는 고정 단자부; 및
    상기 수용 공간에 형성되고 상기 고정 단자부와 대향되게 설치되며, 상기 삽입구를 통한 상기 파워 로드 삽입 시 상기 파워 로드에 의해 하단부가 가압되어 회동되면서 상단부가 상기 파워 로드 방향으로 밀착되는 클램프 단자부;를 포함하고,
    상기 클램프 단자부는,
    일측에 상기 파워 로드의 타측과 접촉되는 접촉부가 형성되는 클램프 단자;
    상기 클램프 단자의 적어도 일부분이 삽입되는 개방홈부가 형성되며, 상기 클램프 단자의 회전 중심이 되는 힌지축이 형성되는 베이스 블록; 및
    상기 힌지축의 하부인 상기 베이스 블록과 상기 클램프 단자 사이에 형성되어 상기 클램프 단자의 하단부를 상기 고정 단자부 방향으로 밀어주는 탄성 부재;를 포함하고,
    상기 클램프 단자의 하단부에는 상기 파워 로드 삽입시 상기 파워 로드로부터 하중을 인가받아 상기 클램프 단자를 회동시킬 수 있도록 제 1 각도로 경사진 제 1 경사면이 형성되고,
    상기 클램프 단자의 상단부에는 상기 클램프 단자의 회동시 상기 파워 로드를 가압할 수 있도록 제 2 각도로 경사진 제 2 경사면이 형성되는, 기판 처리 장치의 파워 로드 커넥터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정 단자부는 상기 파워 로드의 일측면과 대응되도록 제 1 홈이 형성되고,
    상기 클램프 단자는 상기 파워 로드의 타측면과 대응되도록 제 2 홈이 형성되는, 기판 처리 장치의 파워 로드 커넥터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 클램프 단자는 상기 제 2 홈의 좌우측에 각각 가이드 날개부가 형성되는, 기판 처리 장치의 파워 로드 커넥터.
  6. 기판을 처리하기 위한 내부 공간이 형성되는 진공 챔버;
    상기 기판을 지지하는 서셉터; 및
    상기 서셉터의 파워 로드와 외부에 구비된 전원 공급부를 전기적으로 연결하기 위한, 제 1 항, 제4항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 파워 로드 커넥터;
    를 포함하는, 기판 처리 장치.
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