KR20060010125A - 알루미늄 플라즈마 챔버 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 알루미늄 플라즈마 챔버 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 챔버를 구성하는 챔버 뚜껑, 챔버 벽, 및 챔버 바닥을 별도로 가공하여 볼트와 같은 체결부재에 의해 체결함과 동시에, 상기 챔버 뚜껑, 벽, 및 바닥간의 결합부분에는 오링과 같은 실링부재와 전도성부재를 삽입함으로써 챔버의 기밀성과 전기전도성을 유지하면서 동시에 알루미늄 챔버 제조 비용 및 제조 시간을 줄이며, 표면 처리를 더 좋게 할 수 있는 알루미늄 플라즈마 챔버 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

플라즈마, 진공장치, 알루미늄 챔버, 오링, 스파이럴 쉴드

Description

알루미늄 플라즈마 챔버 및 그 제조 방법{Aluminum plasma chamber and method for manufacturing the same}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 알루미늄 챔버의 분해 사시도.

도 2a는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ′선에 따른 단면도.

도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 알루미늄 플라즈마 챔버의 단면도.

도 3a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 알루미늄 플라즈마 챔버 벽의 사시도.

도 3b는 도 3a의 벽을 구성하는 하나의 판의 사시도.

도 4a는 도 3a의 평면도.

도 4b 내지 4d는 여러가지 실시예에 따른 알루미늄 플라즈마 챔버 벽의 평면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10...챔버 바닥 11,31...실링부재 13,33...전도성부재

20...챔버 벽 30...챔버 뚜껑 25...개폐부

50...벽체부 51...피결합부 52...결합부

100...알루미늄 챔버

본 발명은 알루미늄 챔버 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 챔버를 구성하는 챔버 뚜껑, 챔버 벽, 및 챔버 바닥을 별도로 가공하여 볼트와 같은 체결부재에 의해 체결함과 동시에, 상기 요소간의 결합부분에는 오링과 같은 실링부재와 스파이럴 쉴드(spiral shield)와 같은 전도성부재를 삽입함으로써 챔버의 기밀성과 전기전도성을 유지하며, 알루미늄 챔버 제조 비용 및 제조 시간을 줄일수 있는 알루미늄 챔버 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근 반도체 소자, LCD, 유기EL, PDP(Plasma Display Panel) 등과 같은 구성부품들은 구조 또는 구성이 보다 정밀해지므로, 이러한 구성부품들의 제조 공정에서는 고정밀 처리 제어가 필요한데, 이러한 고정밀 처리 제어가 가능한 장치 중에 일반적으로 플라즈마 처리 장치가 각광받고 있다.

플라즈마 처리 장치로는 유도성 결합 플라즈마 소스(Inductively coupled plasma source), 마이크로파 플라즈마 소스(Microwave plasma source), 또는 용량성 결합 플라즈마 소스(Capacitively coupled plasma source)를 사용하는 장치가 있는데, 일반적으로 용량 결합형 평판 플라즈마 처리 장치가 널리 사용된다.

용량 결합형 평판 플라즈마 처리 장치는, 챔버내에 한 쌍의 평행 평판 전극(상부 및 하부 전극)이 배치되며 배기계가 연결되고, 또한 평행 평판 전극에는 고주파 전원이 접속되어 있다. 이러한 장치에서는, 배기계의 배기에 의해 진공도를 최대한 높여 챔버내의 불순물을 제거하고, 진공상태로 된 챔버내로 처리 가스를 투입 하여 적절한 압력으로 상승시킨 다음, 전극 중 적어도 한쪽에 고주파 전압을 인가하여 전극사이에 고주파 전기장을 형성하여, 이 고주파 전기장에 의해 처리 가스로 플라즈마를 형성시켜 코팅, 에칭(etching), 애싱(ashing), 클리닝 등의 플라즈마 처리를 실시한다.

이 경우, 플라즈마 챔버는 진공상태를 유지하기 위해 외부와 격리되어야 하며, 전기적으로 고주파를 사용함으로써 전기 전도성이 좋아야 한다. 따라서, 종래에는 기밀성과 전기 전도성을 유지하기 위해, 알루미늄 괴 또는 블록을 밀링머신을 이용하여 칩(chip)가공을 하여 내부를 파냄으로써 챔버를 제작하였다. 그러나, 이러한 방법은 칩가공으로 인한 소재의 낭비가 심할 뿐 아니라 한 개의 블록에 대해 한 개의 챔버만 제작가능하므로 경제성이 떨어지고 제조 시간도 길어지며 또한, 챔버 내부의 표면처리가 매끄럽지 않아 플라즈마 처리시 균일한 플라즈마를 확보하기 힘들었고, 부피와 중량이 크며 분해조립이 불가능한 단일체이므로 제조공장에서 설치현장까지 운반하는데 상당한 비용과 시간이 소요되는 등 여러가지 문제점을 수반하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 챔버를 구성하는 챔버 뚜껑, 챔버 벽, 및 챔버 바닥을 별도로 가공함으로써 종래기술에 비해 소재의 낭비를 줄여 제작비를 낮추는 동시에 제조 시간을 단축하며, 표면처리를 좋게함으로써 균일한 플라즈마를 발생시키고, 또한 설치현장까지 운반하는 경우에 간편하게 운반할 수 있는 알루미늄 챔버의 제조 방법 및 그러한 알루미늄 챔버를 제공 하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명에 따른 알루미늄 챔버는, 일정한 두께의 직사각형 형상을 가지는 알루미늄 플라즈마 챔버 바닥; 아래가 개방된 직육면체 형상을 가지는 알루미늄 플라즈마 챔버 뚜껑; 일정한 두께를 갖는 위·아래가 개방된 직육면체 형상을 가지며 일측면에 피처리물이 반입·반출되는 개폐부가 형성되고, 상기 알루미늄 챔버 뚜껑과 바닥이 체결부재에 의해 체결되는 알루미늄 플라즈마 챔버 벽; 상기 알루미늄 챔버 뚜껑, 벽, 및 바닥이 서로 맞닿는 단면에 삽입되어 플라즈마 챔버 내부의 기밀을 유지하는 실링부재; 및 상기 알루미늄 챔버 뚜껑, 벽, 및 바닥이 서로 맞닿는 단면에 삽입되어 플라즈마 챔버의 전기 전도성을 유지하는 전도성부재;를 포함한다. 이때, 바람직하게 상기 알루미늄 챔버 뚜껑, 벽, 및 바닥이 서로 맞닿는 단면의 어느 한쪽, 또는 양쪽에 결합턱이 형성된다.

한편, 상기 알루미늄 플라즈마 챔버 벽은, 플라즈마 챔버 벽을 구성하며 체결부재에 의해 서로 체결되는 직사각형 형상의 네 개의 판; 상기 네 개의 판 중에서 어느 하나의 판의 측면에 형성된 피처리물이 반입·반출되는 개폐부; 상기 각 판이 서로 맞닿는 단면에 삽입되어 플라즈마 챔버 내부의 기밀을 유지하는 실링부재; 및 상기 각 판이 서로 맞닿는 단면에 삽입되어 플라즈마 챔버의 전기 전도성을 유지하는 전도성부재;를 포함하며, 바람직하게 상기 각 판은, 알루미늄 플라즈마 챔버의 벽을 이루는 벽체부; 상기 벽체부의 일단에 형성되며 인접하는 일측 판의 피결합부와 결합되는 결합부; 및 상기 벽체부의 타단에 형성되며 인접하는 타측 판의 결합부와 결합되는 피결합부;를 포함하거나, 한 쌍의 판은, 알루미늄 플라즈마 챔버의 벽을 이루는 벽체부; 및 상기 벽체부의 양단부에 형성되며 인접하는 양측 판의 피결합부와 결합되는 결합부;를 포함하고, 다른 한 쌍의 판은, 알루미늄 플라즈마 챔버의 벽을 이루는 벽체부; 및 상기 벽체부의 양단부에 형성되며 인접하는 양측 판의 결합부와 결합되는 피결합부;를 포함할 수 있다. 더 바람직하게 상기 각 판이 서로 맞닿는 단면의 어느 한쪽, 또는 양쪽에 결합턱이 형성된다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 알루미늄 플라즈마 챔버의 제조방법은, (a) 알루미늄 소재로 플라즈마 챔버 뚜껑, 벽, 및 바닥을 각각 가공하는 단계; (b) 상기 챔버 뚜껑, 벽, 및 바닥이 서로 맞닿는 단면에 실링부재가 삽입되는 홈 및 전도성부재가 삽입되는 홈을 각각 형성하는 단계; (c) 상기 각 홈에 실링부재 및 전도성부재를 삽입하는 단계; 및 (d) 상기 플라즈마 챔버 뚜껑, 벽, 및 바닥을 체결부재로 체결하는 단계;를 포함한다. 이때, 바람직하게 상기 (a)단계에서, 직육면체 형상의 알루미늄 괴 또는 블록을 벽 내측면 경계를 따라 절단하여 일정한 두께를 갖는 일체형 알루미늄 플라즈마 챔버 벽을 제조하는 단계;를 더 포함하며, 더 바람직하게 상기 (a)단계에서, 상기 알루미늄 챔버 뚜껑, 벽, 및 바닥이 서로 맞닿는 단면의 어느 한쪽, 또는 양쪽에 결합턱을 형성하는 단계;를 더 포함한다.

한편, 상기와 같은 알루미늄 플라즈마 챔버의 제조방법은, 상기 (a)단계에서, (a1) 상기 알루미늄 플라즈마 챔버 벽을 구성하는 직사각형 형상의 복수의 판을 각각 가공하는 단계; (a2) 상기 복수의 판이 서로 맞닿는 단면에 실링부재가 삽 입되는 홈 및 전도성부재가 삽입되는 홈을 각각 형성하는 단계; (a3) 상기 각 홈에 실링부재 및 전도성부재를 삽입하는 단계; 및 (a4) 상기 복수의 판을 서로 체결부재로 체결하는 단계;를 더 포함하며, 바람직하게 상기 (a1)단계는, 알루미늄 플라즈마 챔버의 벽을 이루는 벽체부를 가공하는 단계; 상기 벽체부의 일단에, 인접하는 일측 판의 피결합부와 결합되는 결합부를 형성하는 단계; 및 상기 벽체부의 타단에, 인접하는 타측 판의 결합부와 결합되는 피결합부를 형성하는 단계;를 더 포함하거나, 상기 (a1)단계에서, 한쌍의 판은, 알루미늄 플라즈마 챔버의 벽을 이루는 벽체부를 가공하는 단계; 상기 벽체부의 양단부에, 인접하는 양측 판의 피결합부와 결합되는 결합부를 형성하는 단계;를 포함하고, 다른 한 쌍의 판은, 알루미늄 플라즈마 챔버의 벽을 이루는 벽체부를 가공하는 단계; 및 상기 벽체부의 양단부에, 인접하는 양측 판의 결합부와 결합되는 피결합부를 형성하는 단계;를 더 포함한다. 더 바람직하게 상기 (a1)단계는, 상기 각 판이 서로 맞닿는 단면의 어느 한쪽, 또는 양쪽에 결합턱을 형성하는 단계;를 더 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 알루미늄 플라즈마 챔버 및 그 제조 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되는 것은 아니며, 본 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 적절하게 정의되었다. 따라서, 이들의 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 그러므로, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해해야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 알루미늄 챔버(100)의 분해 사시도이고, 도 2a는 도 1의 단면도이며, 도 2b는 다른 실시예에 따른 알루미늄 챔버(100′)의 단면도이다. 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 알루미늄 챔버(100)는 챔버 바닥(10), 챔버 벽(20), 및 챔버 뚜껑(30)과 상기 챔버 바닥(10), 벽(20), 및 뚜껑(30)이 서로 맞닿는 단면에 삽입되는 실링부재(11)(31)와 전도성부재(13)(33)를 포함한다.

상기 챔버 바닥(10)은 일정한 두께의 직사각형의 형상을 가지며, 바람직하게 가장자리를 따라 결합턱(19)이 형성되고, 상기 결합턱(19)에는 실링부재(11)와 전도성부재(13)가 삽입되는 홈(14)(16)이 결합턱(19)의 가장자리를 따라 형성된다.

상기 결합턱(19)은 챔버(100) 내부 반응에 의해 발생하는 플라즈마에 의해 챔버 바닥(10)과 벽(20)이 맞닿는 단면사이에 삽입되는 상기 실링부재(11) 및 전도성부재(13)가 손상받는 것을 방지하기 위해 형성된다. 즉, 도 2a 또는 도 2b에 나타난 대로 챔버 바닥(10)(10′)의 가장자리를 따라 결합턱(19)이 형성되면, 챔버 바닥(10)(10′)과 벽(20)(20′)이 맞닿는 단면에 플라즈마가 침투하는 경로가 꺾이는 다중경로가 형성되어, 플라즈마의 침투를 방지하여 실링부재(11)(11′)와 전도성부재(13)(13′)를 보호할 수 있다. 이러한 결합턱(19)은 도 2a 또는 도 2b에 나타난 것처럼, 챔버 바닥(10)(10′), 챔버 벽(20)(20′), 및 챔버 뚜껑(30)(30′)이 서로 맞닿는 단면의 어느 한쪽, 또는 양쪽에 모두 형성될 수 있으며, 본 발명이 속 하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

결합턱(19)에 형성되는 상기 홈(14)(16)은 실링부재(11) 및 전도성부재(13)가 삽입되기에 적당한 크기로 형성되며, 챔버 바닥(10)뿐만 아니라, 챔버 벽(20)의 상·하 단부, 챔버 뚜껑(30)의 하단부 등, 챔버 바닥(10), 벽(20), 및 뚜껑(30)이 서로 맞닿는 단면에 형성된다. 각 단면에 형성되는 홈과 삽입되는 실링부재(11)(31) 및 전도성부재(13)(33)는 동일한 형상 및 재질을 가지므로, 이하 챔버 바닥(10)에 형성된 홈(14)(16)과 챔버 바닥(10)과 벽(20) 사이에 삽입되는 실링부재(11) 및 전도성부재(13)에 대해서만 설명하겠다.

상기 홈(14)(16)중에서 결합턱(19)의 보다 안쪽에 형성된 제1 홈(14)에는 실링부재(11)가 삽입되어 챔버 바닥(10)과 벽(20) 사이의 기밀성을 유지하여, 플라즈마 반응에 필요한 챔버(100) 내부의 진공상태를 유지하도록 한다. 실링부재(11)는 상기 목적을 달성하도록 적당한 재질과 형상으로 제조되는데, 본 발명의 실시예에서는 합성고무로 제조된 오링을 사용하였지만 이에 한정되지는 않음은 물론이다.

결합턱(19)의 보다 바깥쪽에 형성된 제2 홈(16)에는 전도성부재(13)가 삽입된다. 비록 도면에는 도시되지 않았지만, 챔버(100) 내부에는 한 쌍의 평행 전극, 즉 상부 전극과 하부 전극이 설치되어 플라즈마 발생에 필요한 고전압을 유지하게 된다. 이경우 상부 전극이나 하부 전극 중에 한쪽은 알루미늄 플라즈마 챔버와 직접 접촉되어 설치되므로, 챔버(100) 전체의 전기전도성을 유지하는 것이 필수적이다. 따라서, 챔버 뚜껑(30), 벽(20), 및 바닥(10)이 서로 맞닿는 단면에 전도성 부 재(13)가 삽입된다. 본 발명의 실시예에서 상기 전도성부재(13)는, 부식방지를 위해 주석, 또는 금으로 코팅된 베릴륨 구리(beryllium copper), 스테인레스, 또는 알루미늄으로 제조된 스파이럴 쉴드를 사용하였는데, 이에 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 적절하게 변형될 수 있다.

또한, 상기 결합턱(19)에는 챔버 바닥(10)과 벽(20)을 서로 체결시켜주는 볼트와 같은 체결부재(18)가 삽입되는 통공(12)이 형성되며, 비록 도면에는 도시되지 않았지만 챔버 벽(20)의 하단부 단면에는 상기 통공(12)에 대응하는 결합공이 형성된다. 바람직하게 볼트와 같은 체결부재(18)를 사용하며, 이 경우에 챔버 바닥(10)과 벽(20)이 상기 볼트와 같은 체결부재(18)에 의해 이격되는 것을 방지하기 위해, 상기 통공(12)에는 나사산이 형성되지 않으며, 결합공에만 나사산이 형성된다. 도면에는 챔버 바닥(10)의 네 귀퉁이에 네 개의 통공(12)이 형성됐지만, 이에 한정되지는 않으며, 챔버 바닥(10)과 벽(20)을 서로 체결시켜주며 기밀성을 유지하기에 적당한 갯수의 통공(12)과 결합공이 형성될 수 있다. 챔버 벽(20)의 상단부 단면 및 챔버 뚜껑(30)에도 결합공(22)과 통공(32)이 형성되며 이에 대한 설명은 상기 설명으로 대체하겠다.

상기 챔버 벽(20)은 일정한 두께를 가지는 위·아래가 개방된 직육면체의 형상을 갖는다. 전술한대로, 바람직하게 챔버 벽(20)의 상단부 단면과 하단부 단면에는 결합턱이 형성될 수 있으며, 오링과 같은 실링부재(11)(31)와 스파이럴쉴드와 같은 전도성부재(13)(33)가 삽입되는 홈(22)(23)이 형성되고, 또한 볼트와 같은 체 결부재(18)(34)가 삽입되는 적당한 갯수의 결합공(22)이 형성된다.

챔버 벽(20)의 일측면에는 피처리물이 반입·반출되는 개폐부(25)가 형성되는데, 상기 개폐부(25)는 챔버 뚜껑(30)의 일측면에 형성된 개구부(26)와 상기 개구부(26)를 개폐시키는 개폐부재(27) 및 상기 개폐부재(27)가 상·하로 움직이는 경우에 가이드해주는 가이드부재(28)를 포함한다. 상기 개구부(26)는 피처리물이 반입·반출되기에 적당한 크기로 챔버 뚜껑(30)의 일측면에 뚜껑(30)의 벽을 관통하여 형성되며, 바람직하게 수평방향으로 길게 연장된 납작한 형상을 갖는다. 상기 개폐부재(27)는 가이드부재(28)를 따라 상·하로 이동을 하는데, 작업자가 수동으로 개폐부재(27)를 직접 움직일 수도 있지만, 이러한 예에만 한정되지는 않으며, 별도의 실린더 등을 구비하여 자동으로 움직이도록 구성할 수도 있다. 개폐부재(27)의 안쪽 측면에는 상기 개구부(26)의 형상에 대응하는 돌출부(미도시)가 형성되어, 개폐부재(27)가 가이드부재(28)를 따라 상승한 경우, 돌출부가 개구부(26)에 끼워맞춰져서 개구부(26)가 폐쇄되며, 개폐부재(27)가 가이드부재(28)를 따라 하강한 경우에는 개폐부재(27)가 개구부(26)에서 떨어지게 되어 개구부(26)가 개방된다. 이러한 개폐부(25)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 적절하게 변형되어 채용될 수 있다. 챔버 벽(20)의 제조과정에 대해서는 이후에 상세히 설명된다.

상기 챔버 뚜껑(30)은 아래가 개방된 직육면체의 형상을 가지며, 전술한대로 챔버 벽(20)과 맞닿는 단면에 결합턱이 형성되는 것이 바람직하며, 또한 적당한 갯수의 통공(32)이 형성되어 볼트와 같은 체결부재(34)가 삽입된다.

도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 챔버 벽(40)의 사시도이며, 도 3b는 도 3a의 챔버 벽(40)을 구성하는 하나의 판(41)의 사시도이다. 도면을 참조하면, 상기 챔버 벽(40)은 제1판(41), 제2판(42), 제3판(43), 및 제4판(44)의 네 개의 판을 포함하며, 네 개의 판 중에 어느 하나의 판에 개폐부(49)가 형성된다. 상기 개폐부는 전술한 개폐부(25: 도 1 참조)와 기능 및 형상이 동일하므로 설명을 생략하겠다. 또한, 각 판은 서로 동일한 형상 및 크기를 가지고 있으므로 이하 제1판(41)에 대해서만 상세히 설명하겠다.

상기 제1판(41)은 일정한 두께를 갖는 직사각형의 형상을 가지며, 플라즈마 챔버의 벽을 이루는 벽체부(50), 인접하는 일측 판의 피결합부와 결합되며 통공(45)이 형성되는 결합부(52), 및 인접하는 타측 판의 결합부에 결합되며 결합공(46)이 형성되는 피결합부(51)로 이루어진다.

상기 결합부(52)에는 벽체부(50)와 직각이 되도록 일측 판 피결합부의 선단부가 결합되며 결합부(52)의 선단부와 일측 판 벽체부의 외측면이 동일 평면에 놓이게 결합된다. 결합부(52)의 내측면에는 적당한 갯수의 통공(45)이 형성되어 볼트와 같은 체결부재(47)에 의해 일측 판의 피결합부와 결합되며, 오링과 같은 실링부재 및 스파이럴쉴드와 같은 전도성부재가 삽입되는 홈(56′)(57′)이 형성된다. 상기 홈(56′)(57′)은 상·하로 길게 연장된 직사각형의 형상을 가지며 각 판사이의 기밀성과 전기 전도성을 유지한다.

한편, 피결합부(51)의 선단부에는 타측 판의 결합부가 결합되며 벽체부(50)의 외측면과 타측 판 결합부의 선단부가 동일 평면에 놓이게 결합된다. 피결합부 (51)의 선단부에는 적당한 갯수의 결합공(46)이 형성되어 볼트와 같은 체결부재(47)에 의해 타측 판의 결합부와 결합되며, 결합부(52)와 마찬가지로 오링과 같은 실링부재 및 스파이럴쉴드와 같은 전도성부재가 삽입되는 홈(56)(57)이 형성된다.

한편, 상기 제1판(41)의 상면에는 챔버 뚜껑(30)과의 사이에서 기밀성과 전기 전도성을 유지하는 오링과 같은 실링부재 및 스파이럴쉴드와 같은 전도성부재가 삽입되는 홈(54)(55)이 형성되며, 비록 도면에는 도시되지 않았지만 하면에도 동일한 홈이 형성된다. 또한, 제1판(41)의 상면 및 하면에는 적당한 갯수의 결합공(48)이 형성되어 각각 챔버 뚜껑(30) 및 바닥(10)과 체결부재에 의해 체결된다. 도면에서, 미설명된 도면부호 58 및 59는 각 판사이에 삽입된 오링과 같은 실링부재 및 스파이럴쉴드와 같은 전도성부재이다.

상기 제1판(41)과 동일한 크기와 형상을 가진 각 판이 서로 결합되어 플라즈마 챔버 벽(40)을 이루게 되는데, 플라즈마 챔버 벽을 이루는 각판은 본 실시예처럼 동일한 크기 및 형상을 갖는 경우뿐만 아니라, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 적절하게 변형될 수 있다. 도 4a는 도 3a의 평면도를 나타내며 도 4b 내지 4d는 다양한 실시예에 의한 플라즈마 챔버 벽(60)(70)(80)의 평면도를 나타낸다.

도면을 참조하면, 본 실시예의 플라즈마 챔버 벽(40)의 각 판(41)(42)(43)(44)은 전술한대로 양단부에 결합부와 피결합부가 각각 하나씩 형성되어 결합되는데(도 4a 참조), 이에 반해 다른 실시예에서는 마주보는 한 쌍의 판(61)(63)의 양단부에 결합부가 형성되고 다른 한 쌍의 판(62)(64)의 양단부에는 피 결합부가 형성되어 결합될 수 있다(도 4b 참조).

또한, 상기 각 판이 결합되는 단면에 결합턱이 형성되어, 판 사이의 단면에 삽입되는 오링과 같은 실링부재와 스파이럴쉴드와 같은 전도성부재가 플라즈마에 의해 손상받는 것을 방지할 수 있다. 마주 보는 한쌍의 판(72)(74)의 양단부에 결합부와 함께 결합턱이 형성되고, 다른 한쌍의 판(71)(73)의 양단부에는 피결합부가 형성되거나(도 4c 참조), 또는 마주 보는 두쌍의 판(81)(82)(83)(84)의 양단부에 각각 결합턱과 함께 결합부와 피결합부가 적절하게 형성되어 결합될 수 있다(도 4d 참조).

그러면, 상기와 같은 구조를 가진 본 발명에 따른 알루미늄 챔버의 제조 방법에 대해서 상세히 살펴보기로 한다.

먼저, 알루미늄 괴 또는 블록을 가공하여 챔버 바닥(10), 챔버 벽(20), 및 챔버 뚜껑(30)을 별도로 제작하게 된다.

챔버 바닥(10)은 밀링머신 등을 이용하여 챔버 벽(20)의 하면 형상 및 크기에 대응하여 일정한 두께를 갖는 직사각형의 형상으로 제조하며, 챔버 벽(20)은 알루미늄 괴 또는 블록을 벽 내측면 경계를 따라, 예컨대 레이저 절삭 가공 등의 방법으로 알루미늄 괴 또는 블록을 절단하여 제조한다. 이러한 가공에 의해 내부 플라즈마 공간이 형성된 일체형 벽(20)과 상기 벽의 내부 공간에 해당하는 또 다른 알루미늄 블록, 정확하게는 치수가 상기 벽(20) 두께만큼 줄어든 알루미늄 블록이 얻어진다. 이렇게 얻어진 알루미늄 블록을 또 다시 동일한 방법으로 가공하여 치수가 단계적으로 줄어드는 일체형 벽을 얻을 수 있다. 이러한 일체형 플라즈마 챔버 벽(20)은 종래 칩가공에 비해 표면처리를 한층 더 매끄럽게 할 수 있어 균일한 플라즈마를 얻을 수 있다. 한편, 챔버 뚜껑(30)은 알루미늄 괴 또는 블록을 밀링머신 등을 이용하여 가공하여 일정한 두께를 갖는 아래가 개방된 직육면체 형상으로 제조한다. 이경우, 바람직하게 상기 플라즈마 챔버 바닥(10), 벽(20), 및 뚜껑(30)이 서로 맞닿는 단면의 어느 한쪽, 또는 양쪽에는 가장자리를 따라 결합턱을 형성시킨다. 상기 결합턱에 의해 챔버 바닥(10), 벽(20), 및 뚜껑(30)이 서로 맞닿는 단면에서 플라즈마가 침입하는 경로가 꺾이게 되어 플라즈마에 의해 실링부재(11)(31)와 전도성부재(13)(33)가 손상받는 것을 방지한다.

이어서, 상기 플라즈마 챔버 바닥(10), 벽(20), 및 뚜껑(30)이 서로 맞닿는 단면에 오링과 같은 실링부재(11)(31)와 스파이럴쉴드와 같은 전도성부재(13)(33)가 삽입되는 홈을 형성하고, 상기 전도성부재가 삽입되는 홈(16)(24)에 산화방지액을 바르고, 챔버 바닥(10)의 상면, 벽(20)의 상·하면 및 내측면, 뚜껑(30)의 내면을 산화시켜 산화막을 형성시킴으로써 챔버(100) 내부의 플라즈마 반응에 의해 챔버(100) 내면이 손상받는 것을 방지한다. 다음으로, 전도성부재가 삽입되는 홈(16)(24)에서 산화방지액을 제거하고 실링부재(11)(31)와 전도성부재(13)(33)를 각 홈(14)(23)(16)(24)에 삽입하고, 볼트와 같은 체결부재(18)(34)에 의해 챔버 바닥(10), 벽(20), 및 뚜껑(30)을 서로 체결하여 알루미늄 플라즈마 챔버(100)를 완성한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 챔버 벽(40)은 각 벽을 구성하는 별개의 판(41)(42)(43)(44)을 밀링머신 등을 이용하여 별도로 가공하여 제조할 수 있 다. 각 판은 일정한 두께를 갖는 직사각형의 형상으로 제조되며, 전술한대로 벽체부(50), 결합부(42), 및 피결합부(51)가 형성되어 산화막 처리를 한 후에 실링부재 및 전도성부재를 삽입한 후에 체결부재에 의해 서로 체결되게 된다. 또 다른 실시예에 따르면, 결합부가 양단부에 형성된 한쌍의 판과 피결합부가 양단부에 형성된 한쌍의 판이 서로 결합되어 플라즈마 챔버 벽(60)을 형성할 수 있으며, 바람직하게는 상기 각 판 사이의 단면의 어느 한쪽, 또는 양쪽에 결합턱이 형성되어 결합될 수 있다.

본 발명에 따른 알루미늄 플라즈마 챔버 및 그 제조 방법에 따르면, 챔버를 구성하는 챔버 뚜껑, 챔버 벽, 및 챔버 바닥을 별도로 가공함으로써 칩가공에 비해 소재의 낭비를 줄일 수 있어 제조 비용을 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 제조 시간도 단축할 수 있다. 또한, 각 요소의 표면처리를 좋게하여 균일한 플라즈마를 형성시킬 수 있으며, 각 구성요소별로 이동이 가능하여 완성조립을 위한 이동시에 편리하다.

또한, 본 발명에 따라 제작된 알루미늄 챔버는 결합 부위에 오링 및 스파이럴 쉴드가 삽입되어 볼트로 체결됨으로써, 챔버의 기밀성과 전기 전도성을 유지할 수 있다.

Claims (13)

1. 일정한 두께의 직사각형 형상을 가지는 알루미늄 플라즈마 챔버 바닥;

   아래가 개방된 직육면체 형상을 가지는 알루미늄 플라즈마 챔버 뚜껑;

   일정한 두께를 갖는 위·아래가 개방된 직육면체 형상을 가지며 일측면에 피처리물이 반입·반출되는 개폐부가 형성되고, 상기 알루미늄 챔버 뚜껑과 바닥이 체결부재에 의해 체결되는 알루미늄 플라즈마 챔버 벽;

   상기 알루미늄 챔버 뚜껑, 벽, 및 바닥이 서로 맞닿는 단면에 삽입되어 플라즈마 챔버 내부의 기밀을 유지하는 실링부재; 및

   상기 알루미늄 챔버 뚜껑, 벽, 및 바닥이 서로 맞닿는 단면에 삽입되어 플라즈마 챔버의 전기 전도성을 유지하는 전도성부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 플라즈마 챔버.
2. 제1항에 있어서,

   상기 알루미늄 챔버 뚜껑, 벽, 및 바닥이 서로 맞닿는 단면의 어느 한쪽, 또는 양쪽에 결합턱이 형성된 것을 특징으로 하는 알루미늄 플라즈마 챔버.
3. 제1항에 있어서, 상기 알루미늄 플라즈마 챔버 벽은,

   상기 알루미늄 플라즈마 챔버의 벽을 구성하며 체결부재에 의해 서로 체결되는 직사각형 형상의 네 개의 판;

   상기 네 개의 판 중에서 어느 하나의 판의 측면에 형성된 피처리물이 반입·반출되는 개폐부;

   상기 각 판이 서로 맞닿는 단면에 삽입되어 플라즈마 챔버 내부의 기밀을 유지하는 실링부재; 및

   상기 각 판이 서로 맞닿는 단면에 삽입되어 플라즈마 챔버의 전기 전도성을 유지하는 전도성부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 플라즈마 챔버.
4. 제3항에 있어서, 상기 각 판은,

   알루미늄 플라즈마 챔버의 벽을 이루는 벽체부;

   상기 벽체부의 일단에 형성되며 인접하는 일측 판의 피결합부와 결합되는 결합부; 및

   상기 벽체부의 타단에 형성되며 인접하는 타측 판의 결합부와 결합되는 피결합부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 플라즈마 챔버.
5. 제3항에 있어서, 한 쌍의 판은,

   알루미늄 플라즈마 챔버의 벽을 이루는 벽체부; 및

   상기 벽체부의 양단부에 형성되며 인접하는 양측 판의 피결합부와 결합되는 결합부;를 포함하고,

   다른 한 쌍의 판은,

   알루미늄 플라즈마 챔버의 벽을 이루는 벽체부; 및

   상기 벽체부의 양단부에 형성되며 인접하는 양측 판의 결합부와 결합되는 피결합부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 플라즈마 챔버.
6. 제3항 내지 제5항 중에 선택된 어느 한 항에 있어서,

   상기 각 판이 서로 맞닿는 단면의 어느 한쪽, 또는 양쪽에 결합턱이 형성된 것을 특징으로 하는 알루미늄 플라즈마 챔버.
7. (a) 알루미늄 소재로 플라즈마 챔버 뚜껑, 벽, 및 바닥을 각각 가공하는 단계;

   (b) 상기 챔버 뚜껑, 벽, 및 바닥이 서로 맞닿는 단면에 실링부재가 삽입되는 홈 및 전도성부재가 삽입되는 홈을 각각 형성하는 단계;

   (c) 상기 각 홈에 실링부재 및 전도성부재를 삽입하는 단계; 및

   (d) 상기 플라즈마 챔버 뚜껑, 벽, 및 바닥을 체결부재로 체결하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 플라즈마 챔버 제조 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 (a)단계에서,

   직육면체 형상의 알루미늄 괴 또는 블록을 벽 내측면 경계를 따라 절단하여 일정한 두께를 갖는 일체형 알루미늄 플라즈마 챔버 벽을 제조하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 플라즈마 챔버 제조 방법.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 (a)단계에서,

   상기 알루미늄 챔버 뚜껑, 벽, 및 바닥이 서로 맞닿는 단면의 어느 한쪽, 또는 양쪽에 결합턱을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 플라즈마 챔버 제조 방법.
10. 제7항에 있어서,

    상기 (a)단계에서,

    (a1) 상기 알루미늄 플라즈마 챔버 벽을 구성하는 직사각형 형상의 복수의 판을 각각 가공하는 단계;

    (a2) 상기 복수의 판이 서로 맞닿는 단면에 실링부재가 삽입되는 홈 및 전도성부재가 삽입되는 홈을 각각 형성하는 단계;

    (a3) 상기 각 홈에 실링부재 및 전도성부재를 삽입하는 단계; 및

    (a4) 상기 복수의 판을 서로 체결부재로 체결하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 플라즈마 챔버 제조 방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 (a1)단계는,

    알루미늄 플라즈마 챔버의 벽을 이루는 벽체부를 가공하는 단계;

    상기 벽체부의 일단에, 인접하는 일측 판의 피결합부와 결합되는 결합부를 형성하는 단계; 및

    상기 벽체부의 타단에, 인접하는 타측 판의 결합부와 결합되는 피결합부를 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 플라즈마 챔버 제조 방법.
12. 제10항에 있어서, 상기 (a1)단계에서,

    한쌍의 판은,

    알루미늄 플라즈마 챔버의 벽을 이루는 벽체부를 가공하는 단계;

    상기 벽체부의 양단부에, 인접하는 양측 판의 피결합부와 결합되는 결합부를 형성하는 단계;를 포함하고,

    다른 한 쌍의 판은,

    알루미늄 플라즈마 챔버의 벽을 이루는 벽체부를 가공하는 단계; 및

    상기 벽체부의 양단부에, 인접하는 양측 판의 결합부와 결합되는 피결합부를 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 플라즈마 챔버 제조 방법.
13. 제10항 내지 제12항 중에 선택된 어느 한 항에 있어서, 상기 (a1)단계는,

    상기 각 판이 서로 맞닿는 단면의 어느 한쪽, 또는 양쪽에 결합턱을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 플라즈마 챔버 제조 방법.

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