KR100508744B1 - 진공 막형성장치 - Google Patents

Abstract

(과제) 소형이며 저렴하게 제작할 수 있고, 생산성이 양호한 진공 막형성장치를 제공한다.

(해결수단) 기판 (10) 에 막형성처리를 실시하는 진공처리실 (5) 과, 기판을 냉각하는 냉각수단 (13) 및 배기수단을 구비하여 기판을 대기압의 외부로부터 상기 진공처리실내로 반출입하기 위한 장착/취출실 (2,3) 을 구비한 진공 막형성장치에 있어서, 장착/취출실에 기판가열수단 (17) 을 설치한다. 장착/취출실의 내부 하측에 저온으로 제어된 플레이트 (13a) 로 이루어지는 냉각수단을 설치함과 동시에 상기 내부의 상측에 상기 냉각수단과 간격 (19) 을 두고 대향하는 히터 플레이트 (16) 를 구비한 기판가열수단을 설치하고, 간격으로 반입된 기판을 상기 플레이트에 접근 또는 접촉한 위치와 부상위치 (30) 로 이동시키는 승강장치 (21) 를 설치한다. 장착/취출실의 내부를 2개의 실 (室) 로 구획하고, 그 일측에 저온으로 제어된 플레이트로 이루어지는 냉각수단을 설치하고, 또 다른 일측에 기판가열수단을 설치하여도 된다.

Description

진공 막형성장치{VACUUM FILM DEPOSITION APPARATUS}

본 발명은 진공중에서 액정용 박막 등의 각종 박막을 스패터링, CVD 등의 막형성방법에 의해 기판에 막을 형성하는 진공 막형성장치에 관한 것이다.

종래 이러한 종류의 진공 막형성장치의 대표적인 것으로서, 예컨대 도 1 에 나타낸 바와 같은 낱장식 스패터링장치가 알려져 있다. 이 장치는 대략 육각형의 진공 반송실 (a) 주위에 유리기판 등의 기판 (b) 을 출납하는 2개의 실 (室) 의 장착/취출실 (c,d) 과, 기판 (b) 을 가열하는 가열수단을 구비한 가열실 (e) 과, 기판 (b) 에 에칭이나 스패터링 등의 막형성처리를 실시하는 진공처리실 (f,g,h) 을 설치한 것으로서, 상기 반송실 (a) 의 내부에 설치한 반송아암 (i) 에 의해 장착/취출실 (c 또는 d) 로부터 그곳에 준비된 기판 (b) 을 꺼내서 가열실 (e) 로 반입한다. 상기 가열실 (e) 에서 목적하는 온도까지 가열된 후, 상기 반송아암 (i) 에 의해 진공처리실 (f,g,h) 로 보내져서 이들 실내에서 상기 기판 (b) 에 막을 형성하고, 상기 반송아암 (i) 에 의해 장착/취출실 (c 또는 d) 로 되돌려져서 소정 온도까지 냉각되어 대기중으로 꺼내진다.

종래의 진공 막형성장치는 독립된 가열실이 설비되어 있기 때문에, 막형성장치 전체가 커지고 장치가격이 고가로 되는 문제점이 있었다. 또한, 기판을 상기 가열실로 반출입하는 시간과 가열하기 위한 시간이 필요하기 때문에 택트가 늦어져서 생산성이 나쁜 결점이 있었다.

본 발명은 소형이며 저렴하게 제작할 수 있고, 생산성이 양호한 진공 막형성장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명에서는 기판에 막형성처리를 실시하는 진공처리실과, 상기 기판을 냉각하는 냉각수단 및 배기수단을 구비하여 상기 기판을 대기압의 외부로부터 상기 진공처리실내로 반출입하기 위한 장착/취출실을 구비한 진공 막형성장치에 있어서, 상기 장착/취출실에 기판가열수단을 설치함으로써 상기 목적을 달성하도록 하였다. 이 목적은 상기 장착/취출실의 내부 하측에 저온으로 제어된 플레이트로 이루어지는 상기 냉각수단을 설치함과 동시에 상기 내부의 상측에 상기 냉각수단과 간격을 두고 대향하는 히터 플레이트를 구비한 상기 기판가열수단을 설치하고, 상기 간격으로 반입된 기판을 상기 플레이트에 접근 또는 접촉한 위치와 부상위치로 이동시키는 승강장치를 설치한 구성으로 함으로써, 혹은 상기 장착/취출실의 내부를 2 실로 구획하고, 그 일측의 구획내에 저온으로 제어된 플레이트로 이루어지는 냉각수단을 설치하고, 또 일측의 구획내에 기판가열수단을 설치한 구성으로 함으로써, 한층 더 정확하게 달성할 수 있다. 그리고, 상기 목적은 상기 냉각수단을 그 내부에 유체통로를 구비한 플레이트로 구성하고, 이 유체통로에 가열유체를 흘려 통과시켜 기판가열수단으로 함으로써도 달성할 수 있다.

발명의 실시형태

본 발명의 실시형태를 별지 도면에 의거하여 설명하면, 도 2 에 있어서 도면부호 1 은 육각형의 평면형상을 갖는 진공 막형성장치의 반송실, 도면부호 2 및 3 은 상기 반송실 (1) 의 측면에 도어밸브 (4) 를 통해 연이어 설치된 장착/취출실, 도면부호 5 내지 8 은 상기 반송실 (1) 의 다른 측면에 도어밸브 (4) 를 통해 연이어 설치된 막형성용 에칭장치나 스패터링장치 등의 공지의 막형성장치를 수용한 진공처리실을 나타낸다. 이들 실은 진공펌프에 의해 적당한 압력으로 진공배기되고, 상기 반송실 (1) 내에는 관절을 갖는 승강신축선회가 자유로운 반송아암 (9) 이 설치된다.

각 장착/취출실 (2,3) 에는, 막형성처리를 실시할 기판 (10) 을 실내에서 대기중으로 출입하기 위한 개구 (11) 와 실내에서 반송실 (1) 로 출입하기 위한 개구 (12) 가 설치되고, 도 3 에 나타낸 바와 같이 각 실의 하측 저면에는 냉각 플레이트 (13a) 로 이루어지는 접근 또는 접촉식 냉각수단 (13) 을 그 플레이트면을 상측을 향하도록 고정하고, 그 실내의 상측에는 할로겐 램프 (14) 와 리플렉터 (15) 및 히터 플레이트 (16) 로 구성된 기판가열수단 (17) 을 지주 (18) 로 고정한다. 각 개구 (11,12) 는 각각 도어밸브 (4) 를 닫음으로써 밀폐되며, 그 내부는 진공배기구 (31) 로부터 진공펌프로 이어지는 진공배기수단과, 리크밸브에 의한 대기의 도입에 의해 진공압과 대기압으로 제어된다.

상기 냉각 플레이트 (13a) 의 플레이트면과 상기 히터 플레이트 (16) 의 플레이트면은 간격 (19) 을 가지며 서로 대향하고, 상기 기판 (10) 이 상기 간격 (19) 으로 개구 (11 또는 12) 를 통해 반송아암 (9) 에 의해 혹은 공지의 로딩장치 (도시생략) 에 의해 반출입된다. 상기 냉각 플레이트 (13a) 의 플레이트면에는 기판 (10) 의 반송을 위한 주고받음과 기판 (10) 의 온도조정을 위하여 출몰이 자유로운 핀으로 이루어지는 승강장치 (21) 를 설치하여, 상기 간격 (19) 으로 반송아암 (9) 혹은 로딩장치에 올려져서 기판 (10) 이 반입되었을 때, 상기 승강장치 (21) 가 상승하여 기판 (10) 을 반송아암 (9) 등으로부터 들어올려 부상위치에서 받아들여지고, 상기 반송아암 (9) 등이 퇴각한 후에 상기 승강장치 (21) 가 승강하여 냉각 플레이트 (13a) 상에 접촉한 위치 혹은 히터 플레이트 (16) 에, 예컨대 수 ㎜ 로 접근한 위치에 기판 (10) 을 위치시켜 기판온도를 조절한다. 이 온도조절이 끝나면, 상기 승강장치 (21) 가 승강하여 상기 기판 (10) 을 반송아암 (9) 또는 로딩장치로 건네며, 상기 반송아암 (9) 등에 의해 반송실 (1) 또는 외부 대기중으로 기판 (10) 이 꺼내진다. 상기 기판 (10) 이나 이것에 형성된 막이 급냉 등으로 대미지를 받을 것으로 예상되는 경우에는 기판 (10) 을 냉각 플레이트 (13a) 에 접근시키고, 그렇지 않은 경우에는 접촉시켜 냉각한다.

상기 기판 (10) 은 이것으로의 진공 막형성에 앞서, 예컨대 250 ℃ 정도의 소정 온도로 가열되고, 그 막형성후에는, 예컨대 50 ℃ 정도로 냉각되어 대기중으로 꺼내진다. 또한, 상기 기판 (10) 이 대기압의 외부로부터 상기 장착/취출실 (2,3) 로 반입되었을 때, 상기 장착/취출실 (2,3) 은 대기압에서 진공압까지 배기된다. 본 발명에 있어서는 이 기판 (10) 의 가열을 상기 장착/취출실 (2,3) 에 설치한 기판가열수단 (17) 에 의해 대기압에서 진공압까지 배기하는 시간을 이용하여 실시하는 것으로서, 상기 장착/취출실 (2,3) 내에서 소정 온도로 가열된 기판 (10) 을 반송아암 (9) 에 의해 직접 진공처리실 (5) 등으로 반입하여 막형성처리를 실시할 수 있고, 기판 (10) 의 가열을 위한 독립된 실 (室) 이 불필요해지기 때문에 진공 막형성장치를 소형으로 구성할 수 있고, 필요한 경우에는 도시한 바와 같이 진공처리실을 증설할 수 있다.

도 3 에 나타낸 구성의 장착/취출실 (2,3) 에서는 대기압의 외부로부터 기판 (10) 이 반입되었을 때에 승강장치 (21) 에 의해 부상위치 (30) 까지 기판 (10) 을 상승시키고, 가열수단 (17) 을 작동시키면서 상기 장착/취출실 (2,3) 내를 밀폐하여 대기압에서 진공압까지 배기하고, 상기 기판 (10) 이 소정 온도로 된 시점에서 상기 승강장치 (21) 가 하강하여 개구 (12) 를 통해 실내로 진입한 반송아암 (9) 상에 기판 (10) 을 얹고, 상기 반송아암 (9) 이 최초의 막형성공정을 실시하는 처리실 (5) 로 기판 (10) 을 운반한다. 그 후, 막형성공정에 따라 반송아암 (9) 이 상기 처리실에서 다른 처리실로 반송하고, 막형성이 완료된 시점에서 상기 장착/취출실 (2,3) 로 기판 (10) 을 되돌린다. 막형성을 끝낸 기판 (10) 은 고온이기 때문에 냉각하여 대기중으로 꺼내지는데, 이 냉각을 위하여 상기 승강장치 (21) 가 반송아암 (9) 으로부터 기판 (10) 을 수령한 후에 하강하여 냉각수단 (13) 에 기판 (10) 을 접촉시키고, 소정 저온으로 된 시점에서 상기 승강장치 (21) 가 기판 (10) 을 로딩장치로 건네기 위하여 상승하고, 상기 장착/취출실 (2,3) 내를 대기압으로 한 후에 상기 로딩장치가 실내로 진입하여 막형성을 끝낸 기판 (10) 을 대기중으로 반출한다.

도 4 및 도 5 에 나타낸 예는, 1개의 실의 진공처리실 (22) 만을 구비한 진공 막형성장치로서, 이 경우에는 1개의 실의 장착/취출실 (23) 에 반송실 (1) 을 통해 상기 처리실 (22) 을 연이어 설치하고, 상기 장착/취출실 (23) 의 내부를 도 6 에 나타내는 바와 같이 장착구획 (23a) 과 취출구획 (23b) 으로 구획하고, 장착구획 (23a) 에 가열수단 (17) 을 설치함과 동시에 취출구획 (23b) 에 기판 (10) 을 받아 고정하기 위한 지주 (24) 를 설치하도록 하였다. 상기 장착/취출실 (23) 에는 승강선회가 자유로운 벨트 컨베이어를 구비한 공지의 로딩장치 (25) 를 접속하여, 기판 (10) 을 상기 로딩장치 (25) 의 측방에 설치한 스톡 테이블 (26) 에서 처리실 (22) 로 반송아암 (9) 에 의해 보내고, 막형성된 기판 (10) 을 다른 일측의 스톡 테이블 (27) 상으로 내보내도록 하였다.

도 7 에 나타낸 장착/취출실 (32) 은 유체통로 (28) 를 형성한 플레이트 (29) 를 구비한 것으로서, 상기 유체통로 (28) 로 흐르는 유체를 가열유체 또는 저온유체로서 온도를 제어하여, 상기 플레이트 (29) 에 접촉 또는 접근하는 기판 (10) 에 가열과 냉각 중 어느 하나가 부여되도록 하였다.

이상과 같이 본 발명에 의할 때에는, 막형성처리를 실시할 기판을 냉각하는 냉각수단 및 배기수단을 구비한 진공 막형성장치의 장착/취출실에 기판가열수단을 설치하도록 하였기 때문에, 막을 형성할 때의 기판의 가열을 장착/취출실내를 진공으로 배기하는 시간을 이용하여 실시할 수 있으므로 택트시간을 단축할 수 있어서 생산성이 향상되고, 이 가열을 위한 독립된 실 (室) 이 불필요해지므로 막형성장치를 소형이며 저렴하게 제작할 수 있게 되고, 필요한 경우에는 처리실을 증설할 수 있는 등의 효과가 있다.

도 1 은 종래의 진공 막형성장치의 전체평면도

도 2 는 본 발명의 실시형태를 나타내는 요부의 평면도

도 3 은 도 2 의 3-3 선 부분의 확대단면도

도 4 는 본 발명의 다른 실시형태를 나타내는 사시도

도 5 는 도 4 의 평면도

도 6 은 도 4 의 6-6 선 부분의 확대단면도

도 7 은 본 발명의 또 다른 실시형태를 나타내는 단면도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 반송실 2,3 : 장착/취출실

5,6,7,8 : 진공처리실 10 : 기판

13 : 냉각수단 13a : 냉각 플레이트

16 : 히터 플레이트 17 : 기판가열수단

19 : 간격 21 : 승강장치

23a,23b : 구획 28 : 유체통로

29 : 플레이트 30 : 부상위치

Claims (4)

1. 기판에 막형성처리를 실시하는 진공처리실과, 진공 배기 가능한 수단을 구비하고 상기 기판을 대기압의 외부로부터 상기 진공처리실내로 반출입하기 위한 장착/취출실을 구비한 진공 막형성장치에 있어서,

   상기 장착/취출실에 기판냉각수단과 기판가열수단 양측을 설치한 것을 특징으로 하는 진공 막형성장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 장착/취출실의 내부의 일측에서 냉각된 플레이트로 이루어지는 상기 기판냉각수단을 설치함과 동시에 상기 내부의 다른 측에서 상기 기판냉각수단과 간격을 두고 대향하는 히터 플레이트를 구비한 상기 기판가열수단을 설치하고,

   상기 간격으로 반입된 상기 기판을 상기 플레이트에 접근 및 접촉한 위치 중 어느 한 측으로 이동시키는 승강장치를 설치한 것을 특징으로 하는 진공 막형성장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 장착/취출실의 내부를 2 실로 구획하고, 그 일측의 구획내에 냉각된 플레이트로 이루어지는 기판냉각수단을 설치하고,

   또 다른 일측의 구획내에 기판가열수단을 설치한 것을 특징으로 하는 진공 막형성장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 기판냉각수단은 그 내부에 유체통로를 구비한 플레이트로 구성하고, 상기 유체통로에 흐르는 저온유체의 온도를 제어하여 기판냉각수단으로 하는 동시에, 상기 유체통로에 가열유체를 유통시켜 기판가열수단으로 하는 것을 특징으로 하는 진공 막형성장치.