KR100269010B1

KR100269010B1 - 3차원쉘형또는각주형기판상부박막증착형진공처리장치

Info

Publication number: KR100269010B1
Application number: KR1019970042525A
Authority: KR
Inventors: 울리히 파츠; 게르트 익케스
Original assignee: 투테 에.; 레이볼트 시스템즈 게엠베하
Priority date: 1996-10-17
Filing date: 1997-08-29
Publication date: 2000-10-16
Also published as: US6554980B1; DE59701751D1; EP0837154A1; JPH10130825A; ES2146052T3; EP0837154B1; KR19980032330A; DE19642852A1

Abstract

통상적으로는 폐쇄되어 있는 진공챔버의 다수의 위치고정된 원형실린더 진공챔버벽(7)에 고정된 처리 스테이션(8,9) 및 반출입용 개폐 스테이션(10,20)을 포함하며, 상기 진공챔버벽(7)에 의해 감싸지는 회전가능하게 놓인, 기판챔버(3 내지 6)를 받치는 하나의 내측벽실린더(14)를 포함하는, 셸형 또는 각주형 기판(2,2',..) 상에 박막을 증착하기 위한 진공처리장치에서, 상기 진공챔버(7)의 벽에는 개구(25,26,27,28)들이 형성되어 있고, 여기서 이 개구들에 의해 상기 기판챔버(3 내지 6)가 덮개 안으로 들어오며 처리매질이 기판(2,2',..)위로 작용할 수 있게 되며, 상기 진공챔버벽(7)을 외측에서부터 감싸는 외측벽(16,16',..)에 의해 두 개의 반출입용 개폐 스테이션(10,20)들은 서로 반대 방향으로 대향하여 놓여져, 상기 진공챔버(7)의 외벽에 접하여 설치되어 있고, 이 양측 반출입용 개폐 스페이션(10,20)에 각각 교대로 기판을 상기 개폐챔버(10,20)로 옮겨다 놓거나 개폐챔버(10,20)로부터 옮겨오는 기판컨베이어(19,22)가 설치되어 있고, 이때 각각 개폐부내에 있는 기판(2,2',..)의 상기 반출입작용은 내측실린더의 회전운동에 따라 이루어진다.

Description

3차원 셸형 또는 각주형 기판 상부 박막 증착용 진공처리장치{ }

본 발명은 통상적으로는 닫혀있는 진공챔버벽내에 고정된 처리 스테이션의 하나의 위치고정 원통실린더형 다중 진공챔버벽을 포함하며, 기판챔버들이 덮개안으로 들어올 수 있도록 하고 처리매질이 기판에 작용할 수 있도록 하는 개구가 챔버벽 내에 형성되어 있고 진공챔버벽에 의해 둘러싸여 상기 기판챔버를 반송하는 내측실린더를 포함하는 3차원 셸형 또는 각주형 기판 상에 박막을 증착하기 위한 진공처리장치에 관한 것이다.

종래 장치의 단점은 고가의 비용을 소모하는 구성방식에 있으며, 장치는 아주 특정한 코팅제품에만, 예를 들어 평평한 디스크 형태의 제품에만 이용가능하다는 점에 있다. 코팅제품의 반출입에 있어서 고가의 비용이 드는 개폐구조를 통해야만 해결 가능한 어려운 밀봉문제가 종종 발생한다.

DE-OS 22 41 634에서는 서두에 언급한 종류의 진공코팅장치가 공지되어 있다. 여기에는 공통의 축 주위로 설치되어 이 축 주위를 선회할 수 있게 구성된 용기 형태의 코팅제품 수납용 프레임이 구비되어 있다. 이 때 처리위치에는 즉 반출입문 위치에는 상기한 류의 프레임이 반출입챔버의 벽의 일부를 이루며 상기 반출입챔버의 일부를 이루는 프레임의 전방측을 폐쇄하기 위한 가동 밸브판이 형성되어 있다. 이러한 종래의 진공코팅장치에 있어서 상기 코팅될 제품의 반출입이 구성상 간단하게 해결된다. 하지만 기판을 특히 증착위치에 편리하게 이동시키는 장치는 복잡하다. 기판을 함유한 용기형태의 프레임은 반송장치의 계속적인 회전에 의해서 인도지점으로 유입되고, 이 인도지점으로부터 낱개의 기판들이 하부쪽에서부터 작용하는 승강장치에 의해 상기 용기형 프레임으로부터 들어올려져 상방으로 이동하여 원래의 진공증착챔버 안으로 반입된다. 이로써 구성상의 비용이 급격히 증가할 뿐만 아니라 처리공정이 복잡해지며 공정시간이 길어진다.

DE 24 54 544에는 기판상에 박막을 증착하는 진공코팅장치가 공지되어 있다. 상기 장치는 반입챔버와 기판 처리 즉 기판코팅을 위한 다른 챔버들과, 반출챔버와 아울러 진공화가능한 주챔버내에 장착된 상기 챔버들을 통하여 기판을 반송하기 위한 컨베이어를 포함한다. 이때 상기한 챔버들과 주챔버 사이에는 일시적으로 밀봉하기 위한 밀봉장치가 구비되어 있고, 이 밀봉장치에서 상기 컨베이어는 공통적인 축 주위에 설치되어 이 축 주위로 선회가능한 코팅될 제품 수납용 프레임을 구비하고 있는데, 이 때 적어도 두개의 처리위치에는 즉 반입위치 및 반출위치 그리고 하나의 증착위치에는 상기와 같은 프레임이 반출입챔버 및 증착챔버 벽의 일부를 이루는데, 이 때 이 처리지점들 중 적어도 한 지점에는 상기 반입/반출챔버의 일부를 이루는 프레임의 전방측을 폐쇄하기 위한 가동 밸브판이 형성되어 있다.

또한, 진공하에서 담체에 막을 증착하기 위한 장치, 특히, 전기적 막의 콘덴서의 제조시에, 담체상에 금속막과 백열 중합막을 증착하기 위한 장치가 공지되어 있어(DE 28 48 480), 특히 진공개폐부를 통해서 서로 분리되며, 동작시에 제 1 진공챔버내의 잔존 압력이 제 2 진공챔버에서보다 또는 다른 챔버들에서보다 낮도록 구성된 적어도 두 개의 진공챔버를 구비하거나, 또는 코팅될 담체를 각각의 다른 진공개폐부를 통해 상기 제 1 진공챔버로부터 제 2 챔버로 또는 하나의 제 3 진공챔버 내부로 반송시킬수 있는 반송장치를 구비하거나, 진공챔버들에 상기 반송장치 상부에 놓인 담체에 막을 증착하기 위한 장치들을 포함하고 있어서 진공개폐부들이 각각 복수의 턱, 즉 상기 반송장치의 한 표면 또는 표면들에 직접 마주보게 놓이며, 또 이 표면쪽으로는 단지 좁은 틈만이 트여 있는 턱에 또는 이 두 개의 턱 사이에 잔존가스를 흡입하기 위한 흡입파이프가 구비되어 있는데, 여기서 상기 반송장치는 단지 하나의 방향으로만 움직일 수 있고 상기 반송장치의 운동방향쪽으로 상기 제 1 진공챔버 앞에 놓인 진공개폐부는 반송장치의 운동방향쪽으로 제 1 진공챔버 뒤에 놓인 진공개폐부보다 확산로의 길이가 더 길도록 구성되어 있다.

마지막으로 기판 또는 제품의 표면처리를 위한 진공처리장치가 공지되어 있다(EP-A-0 555 764). 이 장치는 실린더류로 구성되어 있어서 적어도 하나의 수용챔버 즉 처리될 기판을 수용하기 위한 용기에 원형, 즉 실린더형 분리챔버의 외장을 따라 장착되어 있으며 외측을 향하는 주변 챔버개구가 형성되어 있다. 이장치는 실린더외장을 대향한 각각의 작동위치내에 설치된 작동 스테이션이 작동 챔버 즉 공정챔버를 구성할 목적으로 펼쳐져 있다. 또한 이 장치는 수용챔버 즉 용기 또는 실린더외장이 실린더중앙축 주위로 회전가능하게 설치되어 있기 때문에 상기 수용챔버 즉 용기가 실린더외장에 상대적으로 하나의 처리 스테이션에서 다음 처리 스테이션으로 움직일 수 있도록 운동가능하게 구성되어 있는데, 여기서 일부 또는 전체 수용챔버 즉 용기 및/또는 처리 스테이션에는 공기식 또는 액압식 구동가능한 시일이 형성되어 있어서 처리공정시에 처리 즉 가공챔버를 밀폐하여 분리한다.

본 발명의 목적은 거론된 타입의 장치를 제공하려는 것으로서 3차원의 셸형 또는 각주형 기판을 처리하여 몇 개의 처리과정동안 분리된 반송장치에 의해 반송된 다수의 기판이 동시에 반입되고 반출되도록 처리하는데 적합한 장치를 제공하려는 것이다.

본 발명에 따라 상기한 목적은 서로 반대측에 대향하도록 놓여 진공챔버의 외벽에 접하도록 설치된 두 개의 개폐 스테이션에 의하여 성취된다. 여기서 양측 개폐 스테이션 각각에는 하나의 기판반송장치가 설치되어 있는데, 이 반송장치는 서로 교대로 기판을 개폐챔버로 반입하고 또 챔버 밖으로 반출한다. 여기서 개폐부에 있는 기판의 반출입작용은 내측실린더의 회전작용에 따라 이루어지며 기판의 제 1 회전동작으로 인해 개폐 스테이션에서 처리 스테이션으로 옮겨지고 연이어 제 2 회전동작으로 인해 기판은 상기 처리 스테이션에서 개폐 스테이션으로 반송된다.

다른 요소들과 특징은 첨부된 특허청구범위에서 자세히 설명되며, 특징지워진다.

본 발명은 여러 가지 다양하게 구성가능하다. 그중 하나는 첨부된 도면에 개략적으로 설명되어 있는데, 이 도면은 진공처리장치를 수평으로 절개하여, 진공처리장치와 연동하는 기판컨베이어를 평면적으로 도시하고 있다.

도 1은 진공처리장치를 수평으로 절개하여 진공처리장치와 연동하는 기판반송장치의 평면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

2,2': 기판 3,4,5,6: 기판챔버

7: 원형실린더 진공챔버벽 8,9: 처리 스테이션

10: 반출입용 개폐 스테이션; 개폐챔버 11,12,13: 개구

14: 실린더벽, 내측실린더 15,15': 외측챔버

16,16': 외벽 17,17': 보링

18,18': 가스 입구 접속관 19: 평 벨트 컨베이어

20: 반출입용 개폐 스테이션; 개폐챔버 21: 개구

22: 평 벨트 컨베이어 24,25,26,27: 개구

28,28',29,29': 스퍼터 음극 30,30': 공급전원

31,31': 외벽 33,33': 덮개, 개폐형 플랩

34: 모터 35: 플레이트

진공처리장치는 원형실린더 타입 진공챔버(7)를 구비하고 있다. 이 챔버에는 다수의 그 외장면에 동일하게 배분되어 설치된, 윈도우형 개구(24 내지 27)가 형성되어 있다. 각 개구(24 내지 27)에는 처리 스테이션(8,9) 또는 반출입용 개폐 스테이션(10,20)이 설치되어 있다. 이 개폐 스테이션은 각각 케이스형태로서 각각의 개구(24 내지 27)쪽을 향하여 뚫린 하우징으로 구성되어 있으며 그 둘러싼 테두리부분은 상기 진공챔버(7)의 실린더벽에 고정 연결되어 있다. 상기 실린더 진공챔버(7)는 개구(11,12,13,21)가 형성되어 있는 내측실린더(14)를 감싸고 있다. 이 개구는 상술한 진공챔버(7)내의 개구에 상응하며 케이스형 기판챔버(3 내지 6) 안으로 삽입된다. 이 기판챔버들은 내측실린더(14)의 도면에 도시된 위치에서 처리 스테이션(8,9) 및 반출입용 개폐 스테이션(10,20)과 함께 전면이 폐쇄된 용기를 이룬다. 상기 원형실린더타입 진공챔버벽(7)은 외벽부(16,16',..)에 의해 둘러싸인다. 외벽부는 처리 스테이션(8,9) 및 반출입용 개폐 스테이션(10,20)의 벽부와 고정 연결되어 있으며 상기 챔버벽(7)과 더불어 외측챔버(15,15'',..)를 이룬다. 이 외측챔버(15,15',..) 중 두개는 보링(17,17')에 의하여 상기 두개의 반출입용 개폐 스테이션(10,20)의 내벽들과 연결되는데, 여기서 이 양측 외측챔버(15,15'')의 외벽들(16,16'')은 진공펌프와 고정 연결되어 있으며, 이 진공펌프에 의해서 공간(3 내지 6) 및 내측 실린더(14)의 내측이 진공상태가 된다. 여기에 프로세스용 가스 입구 접속관(18,18')이 형성됨으로 인해 상기 처리 스테이션(8,9) 안에서 코팅공정이 실시된다. 상기 처리 스테이션(8,9)의 하우징에는 각각 두개의 스퍼터 음극(28,29, 28',29')이 있고, 여기에 필요한 공급전원(30,30')이 처리 스테이션(8,9)의 외측벽(31,31')에 고정되어 있다. 상기 개폐 스테이션용으로서 덮개(33,33')를 쇄선 표시된 지점에 밀어넣을 수 있다. 모든 챔버들, 즉 처리 스테이션(8,9), 개폐 스테이션(10,20), 기판챔버(3 내지 6), 외측챔버(15,15',..) 및 내측 실린더(14)는 공통적으로 바닥기판(35) 및 도시되지 않은 덮개판에 의해 덮힌다. 이로써 장치가 아주 간단한 구성을 이룬다. 상기 내측실린더는 모터(34)가 딸린 적어도 하나의 개별 원형디스크타입의 기판(35)과 회전고정 연결되어 있어야만 한다. 이로써 내측실린더(14) 및 기판챔버(3 내지 6)로 구성된 틀이 원형 진공챔버(7)의 내부에서 회전할 수 있기 때문이다.

도시된 기판 상에 박막을 증착하기 위한 장치는 두개의 평 벨트 컨베이어(19,22)를 사용하여, 모터(34)가 내측벽(14)을 화살표A(시계방향)의 방향으로 90°각도만큼 더 회전함으로써 동시에 두개의 기판이 각각 개폐부로 반입되어 코팅되거나 개폐부로부터 반출될 수 있다.

도면에 도시된 구성형태에서 상기 기판(2)은 화살표 B의 방향으로 평 벨트 컨베이어(19)에 의해서 반출입용 개폐 스테이션(10)의 바로 앞까지 반송된다. 완성공정 상태에서 처리 스테이션(9)내에서 이미 처리된 기판(2')은 챔버(6)에서 반출되고 쇄선표시된 지점으로 반송된다. 상기한 단계에 맞추어 기판(2'')은 챔버(4)에서 나와 반송벨트(22) 위로 밀어넣어지고 기판(2''')(쇄선표시됨)은 개폐부로 반입될 준비를 하게 된다. 다음 단계에서 양측에 준비된 기판(2,2''')은 챔버들(6,4) 안으로 반입되고 연이어 상기 챔버들(6,4)는 덮개(33,33')의 도움으로 폐쇄된다. 다음단계에서 내측실린더는 화살표 A의 방향으로 90°만큼 더 회전한다. 여기서 상기 양측 기판(2,2''')은 이후의 기판 코팅을 위한 스퍼터 음극-쌍(28,29 및 28',29') 앞으로 이송된다. 이러한 기판(2,2''')의 음극 스테이션 앞으로의 반송에 맞추어 이 위치에 있는 기판들은 반출입위치, 즉 개구(12,21)로 반송된다.

상기 가공과정에서 코팅장치는 각각 이른바 "H-트랙"내에서 동시에 두개의 기판(2,2''')을 반입하고, 이 두개의 기판(2',2'')을 장치로부터 반출해낸다. 여기서 평 벨트 컨베이어(19) 위로 반송된 기판은 평행한, 그러나 장치의 서로 다른 측에 놓여있는 평 벨트 컨베이어(22) 위로 이송된다(반대도 가능).

그러나 다른 장치 없이도 상기 평 벨트 컨베이어(19 또는 22) 위로 전달된 기판(2,2',..)을 코팅장치내에서의 처리후 이른바 "Ω-트랙"으로 동일한 평 벨트 컨베이어에 의해 다시 반송하는 것이 가능하다. 이 방법은 기판이 양측 음극 스테이션(28,29 및 28',29')이 내측실린더(14)가 완전히 회전한 후에 반출될 수 있을 때까지 구동되므로 2단계의 처리단계를 거칠 수 있다는 장점을 갖는다.

마지막으로, 상기 장치는 이른바 "Λ-트랙" 구동이 가능하다. 이러한 경우에 상기 기판(2,2',..) 각각은 동시에 개폐부반입되어 처리되며 다시 개폐부반출된다. 상기한 "H-트랙"과는 달리 내측실린더(14)의 회전방향은 동일하지 않고, 각각 90°-회전함에 따라 회전방향이 달라져서 그 결과 장치의 한쪽 상부로 반입된 기판은 처리된 후에 같은 쪽으로 다시 반출되고 동일한 평 벨트 컨베이어에 의해 재반송된다.

본 발명으로 3차원 셸형 또는 각주형 기판을 처리하여 수회의 처리과정동안 분리된 반송장치에 의해 반송된 복수의 기판이 동시에 반입되고 반출되도록 처리하는데 적합한 장치를 제공할 수 있다.

Claims

통상적으로는 폐쇄되어 있는 진공챔버의 다수의 위치고정된 원형실린더 진공챔버벽(7)에 고정된 처리 스테이션(8,9) 및 반출입용 개폐 스테이션(10,20)을 포함하며, 상기 진공챔버벽(7)에 의해 감싸지는 회전가능하게 놓인, 기판챔버(3 내지 6)를 받치는 하나의 내측벽실린더(14)를 포함하는 3차원 셸형 또는 각주형 기판(2,2',..) 상에 박막을 증착하기 위한 진공처리장치에 있어서, 상기 진공챔버(7)의 벽에는 개구(25,26,27,28)가 형성되어 있고, 여기서 이 개구에 의해 상기 기판챔버(3 내지 6)가 덮개 안으로 들어오며 처리매질이 기판(2,2',..) 위로 작용할 수 있게 되며, 상기 진공챔버벽(7)을 외측에서부터 감싸며 상기 진공챔버벽(7)으로부터 외측으로 방사상으로 뻗어있으며 상기 처리 스테이션(8,9) 및 반출입용 개폐 스테이션(10,20)을 서로 연결하는 외측벽(16,16',..)을 포함하며, 여기서 두 개의 반출입용 개폐 스테이션(10,20)들은 서로 반대 방향으로 대향하여 놓여있고, 상기 진공챔버(7)의 외벽에 접하여 설치되어 있고, 이 양측 반출입용 개폐 스테이션(10,20)은 각각 교대로 기판을 상기 반출입용 개폐 스테이션(10,20)으로 옮겨다 놓거나 반출입용 개폐 스테이션(10,20)으로부터 옮겨오는 기판 컨베이어(19,22)에 설치되어 있고, 여기서 각각 개폐부영역내에 있는 기판(2,2',..)의 상기 개폐부 반출입은 내측실린더의 회전운동에 따라 이루어지며 각각 제 1 회전운동에 의하여 상기 기판(2,2''',..)이 반출입용 개폐 스테이션(10,20)으로부터 처리 스테이션(8,9)으로 반송되며 이어서 제 2 회전운동에 의하여 상기 기판(2,2''',..)은 처리 스테이션(8,9)에서 반출입용 개폐 스테이션으로 반송되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 진공처리장치.
제 1 항에 있어서, 상기 내측실린더(14)의 둘레부에 4개의 기판챔버(3 내지 6)가 같은 크기와 구성으로 배분되어 설치되어 있으며, 내측실린더(14)는 매 공정동작마다 자동적으로 1/4 회전(=90°)하고, 여기서 각 회전운동하는 사이에 상기 기판(2,2',..)은 컨베이어(19,22)에서 기판챔버(4,6 및 3,5)로 또는 기판챔버에서 컨베이어로 이송되는 것을 특징으로 하는 진공처리장치.
제 1 항에 있어서, 상기 내측 실린더(14)의 둘레부에 4개의 기판챔버(3 내지 6)가 같은 크기와 구성으로 배분되어 설치되어 있으며, 상기 내측실린더(14)는 매 공정동작마다 자동적으로 1/4 회전(=90°)하고, 여기서 상기 내측실린더(14)가 완전히 회전한 다음에 비로소 매번, 회전운동 시작 전에 제 1 기판챔버로 반입된 기판(2,..)이 다시 제 1 기판챔버로부터 반출되어 나오게 되며 상기 기판은 하나의 컨베이어에 의해 상기 장치로부터 송출되는 것을 특징으로 하는 진공처리장치.
제 1 항에 있어서, 상기 내측 실린더(14)의 둘레부에 4개의 기판챔버들이 같은 크기와 구성으로 배분되어 설치되어 있으며, 상기 내측실린더(14)는 매 공정동작마다 자동적으로 1/4 회전(=90°)하고, 여기서 상기 내측실린더가 반회전(=180°)한 다음에 비로소 매번, 회전운동 시작 전에 상기 제 1 컨베이어(19)로부터 나와 기판챔버(3,4,5,6)로 반입된 기판(2,2',..)이 진공챔버에서 반입 개폐 스테이션과는 반대편의 진공챔버측에 배치된 개폐 스테이션(20)에 의해 반출되어, 제 2 컨베이어(22)에 의해 장치로부터 송출되는 것을 특징으로 하는 진공처리장치.
제 1 항에 있어서, 상기 내측 실린더(14)의 둘레부에 4개의 기판챔버들이 같은 크기와 구성으로 배분되어 설치되어 있으며, 상기 내측실린더(14)는 매 공정동작마다 자동적으로 1/4 회전(=90°)하고, 여기서 상기 제 1 평 벨트 컨베이어(19)에서 나와 기판챔버(6)로 반입된 기판(2) 각각은 제 1 공정동작시에 처리 스테이션(8) 내로, 그리고 제 2 공정동작시에 이 처리 스테이션(8)으로부터 역회전방향으로 개폐 스테이션(10) 쪽으로 반송되어 상기 제 1 컨베이어(19) 위에 놓이게 되고, 또한 제 1 공정동작시에는 제 2 컨베이어(22)로부터 제 2 기판(2''')이 그 맞은편에 놓인 기판챔버(4) 안으로 반입되며, 이어서 제 2 처리 스테이션(9) 안으로 그리고 이 처리 스테이션에서 나와서 제 2 공정동작시에 다시 기판챔버(4)로 반송되어 제 2 컨베이어(22)에 반출되는 것을 특징으로 하는 진공처리장치.