KR100765941B1 - 증착 챔버 장치 및 이를 구비하는 증착 챔버 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 베이스; 복수 개의 기판이 장착되는 드럼; 상기 베이스 상부에 배치되고 상기 드럼을 수용하는 챔버와, 상기 드럼을 회전시키는 구동력을 생성하는 드럼 회전 구동부와, 상기 챔버를 개폐시키는 챔버 도어를 포함하는 챔버부; 및 상기 드럼이 안착되는 드럼 안착 프레임과, 상기 드럼 안착 프레임에 부착되어 상기 챔버 내부에서의 이송을 가능하게 하는 드럼 안착 이송부, 상기 드럼 안착 프레임에 장착되어 상기 드럼 회전 구동부로부터의 회전력을 상기 드럼에 전달하는 드럼 회전 전달부를 포함하는 드럼 안착부;를 구비하는 증착 챔버 장치및, 복수 개의 증착 챔버 장치와 드럼 안착 지지대를 포함하는 증착 챔버 시스템을 제공한다.
Description
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 증착 챔버 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 드럼 안착부에 대한 개략적인 사시도이다.
도 2b는 도 2a의 드럼 안착부 및 드럼의 장착 상태를 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 드럼 회전 전달부에 대한 개략적인 부분 분해 사시도이다.
도 3b는 본 발명의 드럼 회전 전달부 및 드럼 회전 구동부에 대한 개략적인 부분 사시도이다.
도 3c는 본 발명의 드럼 회전 고정 바아, 드럼 회전 고정 바아 관통공 및 드럼 회전 고정 바아 수용홈에 대한 개략적인 부분 사시도이다.
도 4는 본 발명의 드럼 안착 지지대를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 대한 증착 챔버 장치의 개략적인 단면도이다.
도 5b는 도 5a의 선 Ⅰ-Ⅰ을 따라 취한 개략적인 단면도이다.
도 6a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 챔버 배면부가 챔버 본체로부터 이탈 된 상태를 나타내는 개략적인 측단면도이다.
도 6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 챔버 배면부가 챔버 본체로부터 이탈된 상태를 나타내는 개략적인 평단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증착 챔버 시스템에 대한 개략적인 평단면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100...챔버부 200...드럼 안착부
300...드럼 안착 지지대 1110...챔버 본체
1120...챔버 배면부 1130...외측 스퍼터부
1140...내측 스퍼터부 1160...챔버 배면부 이동대
본 발명은 증착 챔버 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 작업을 보다 용이하게 하기 위한 증착 챔버 장치 및 이를 구비하는 증착 챔버 시스템에 관한 것이다.
기판 상에 박막을 증착시키는 방법으로는 주로 화학 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition)과 물리 기상 증착법(Physical Vapor Deposition)이 있으며, 물리 기상 증착법에는 진공 증착법과 스퍼터링법 등이 주로 사용된다.
이와 같은 증착법에 의하여 이루어진 박막은 통상적인 반도체 소자층 이외에 도 다양한 기능층으로서 사용된다. 예를 들어 이동통신 단말기의 경우, 전자파를 차폐하기 위한 목적의 전자파 차폐층과 같은 특정 기능을 구비하는 박막층으로 사용된다. 즉, 이동통신 단말기의 케이스 내부에 전자파를 차폐하고자 하는 영역에 약 1㎛ 정도의 균일한 두께로 전자파 차폐층이 형성된다.
이와 같이 기판을 증착하기 위하여 드럼에 복수 개의 기판을 장착하여 증착 챔버 내에 드럼을 배치하여 증착한다. 드럼에 장착된 기판에 대하여 우수한 증착 공정을 실시하기 위하여 드럼의 안정적인 회전 공정이 요구된다. 또한, 기판상의 증착 공정의 생산성을 최대화하기 위하여 드럼의 사이즈가 커짐에 따라 드럼의 이송 작업이 용이하지 않다는 문제점이 발생한다. 즉, 드럼을 증착 챔버 내에 진출입시키는 작업시 드럼의 큰 사이즈 및 중량으로 인하여 증착 챔버의 손상 우려 및 작업자의 안전 사고 우려가 증대되므로, 드럼의 진출입을 안정적으로 실시할 수 있는 구조가 요구된다. 또한, 원통형 드럼이 증착 챔버 내에 배치되는 경우 증착 챔버 내의 진공 상태를 유지하여야 할 공간이 크므로, 공정 단가가 증대되는 문제점도 수반되었으며, 종래의 원통형 증착 챔버 내에서의 작업자의 유지 보수 공정이 용이하지 않았다는 문제점이 수반되었다.
본 발명은 전술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 기판 증착 공정을 용이하게 하고 우수한 증착이 이루어질 수 있게 하기 위한 증착 챔버 장치 및 이를 구비하는 시스템을 제공함을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 베이스; 복수 개의 기판이 장착되는 드럼; 상기 베이스 상부에 배치되고 상기 드럼을 수용하는 챔버와, 상기 드럼을 회전시키는 구동력을 생성하는 드럼 회전 구동부와, 상기 챔버를 개폐시키는 챔버 도어를 포함하는 챔버부; 및 상기 드럼이 안착되는 드럼 안착 프레임과, 상기 드럼 안착 프레임에 부착되어 상기 챔버 내부에서의 이송을 가능하게 하는 드럼 안착 이송부, 상기 드럼 안착 프레임에 장착되어 상기 드럼 회전 구동부로부터의 회전력을 상기 드럼에 전달하는 드럼 회전 전달부를 포함하는 드럼 안착부;를 구비하는 증착 챔버 장치를 제공한다.
상기 증착 챔버 장치에 있어서, 상기 드럼 회전 전달부는 상기 드럼 회전 구동부와 맞물리는 드럼 회전 전달 롤러와, 드럼 회전 피동 롤러를 포함하고, 상기 드럼 회전 전달 롤러 및 드럼 회전 피동 롤러는 회전 중심이 상기 드럼의 회전축 방향에 평행하게 상기 드럼 안착 프레임에 배치되고, 상기 드럼 회전 전달 롤러의 외측면은 상기 드럼의 외주면과 접할 수도 있다.
또한, 상기 드럼 회전 구동부는, 외주면에 하나 이상의 결합 돌기가 형성된 구동축을 구비하고, 상기 드럼 회전 전달 롤러는, 상기 구동축을 맞물리어 수용하는 결합 요홈을 구비할 수도 있다. 그리고, 상기 구동축의 단면은 십자 형상일 수도 있다.
상기 증착 챔버 장치에 있어서, 상기 챔버 외측에 배치되며 상기 드럼 안착부를 지지하는 드럼 안착부 지지대가 더 구비할 수도 있다. 또한, 상기 챔버 내측에는 상기 드럼 안착부를 안내하기 위한 가이드 레일이 배치되고, 상기 드럼 안착 이송부는 상기 가이드 레일과 맞물리는 드럼 안착 이송 휠이고, 상기 드럼 안착부 지지대의 일면 상에는 상기 가이드 레일과 평행선 상에 배치되는 지지대 레일을 구비할 수도 있다.
또한, 상기 드럼 안착부 지지대의 상기 챔버를 향한 일측에는, 일단이 상기 드럼 안착부 지지대에 힌지 결합되고 타단이 상기 챔버를 향하여 전개되는 지지대 브릿지를 구비할 수도 있다. 그리고, 상기 지지대 브릿지의 일면 상에는, 상기 지지대 브릿지가 전개되는 경우 상기 지지대 레일 및 상기 가이드 레일과 평행하게 배치되는 브릿지 레일을 구비할 수도 있다.
또한, 상기 지지대 브릿지의 타단에는 브릿지 돌기가 구비되고, 상기 챔버의 일단부에는 상기 브릿지 돌기를 수용하는 브릿지 요홈이 구비될 수도 있다.
그리고, 상기 지지대 브릿지의 상기 챔버부를 향한 일측에는 상기 지지대 브릿지가 전개되는 경우 상기 지지대 브릿지를 지지하기 위한 브릿지 지지부가 더 구비될 수도 있다.
상기 드럼 안착부 지지대의 하부에는 지지대 이송부가 더 구비될 수도 있고, 상기 지지대 이송부는 지지대 이송 휠을 포함하고, 상기 베이스 상에는 지지대 이송 휠과 맞물리는 지지대 이송 라인이 배치될 수도 있다.
상기 증착 챔버 장치에 있어서, 상기 챔버 도어는 슬라이딩 도어일 수도 있다.
상기 증착 챔버 장치에 있어서, 상기 챔버는 상기 챔버 도어와 접하는 챔버 본체와, 상기 챔버 도어와 마주하는 챔버 배면부를 구비하되, 상기 챔버 배면부는: 상기 챔버 본체와 연결되고 개방된 배면 본체 개구를 구비하는 챔버 배면 본체와, 일단이 개방된 원통 형상을 구비하고 상기 챔버 본체의 중심축과 동심 상에 배치되되, 상기 개방된 일단은 상기 배면 본체 개구와 연결되는 것을 특징으로 하는 챔버 배면 중심대를 구비할 수도 있다.
또한, 상기 챔버 본체의 내측면에는 외측 스퍼터부가 배치되고, 상기 챔버 배면 중심대의 챔버 내부를 향한 외주 상에는 내측 스퍼터부가 배치될 수도 있고, 경우에 따라서 상기 챔버 배면부는 상기 챔버 본체와 분리 가능하고, 상기 챔버 배면부의 하부에는 상기 챔버 배면부를 이동시키기 위한 챔버 배면부 이동대가 더 구비되는 구성을 취할 수도 있다. 상기 챔버 배면부 이동대는: 상기 챔버 배면부를 지지하는 챔버 배면부 지지대와, 상기 베이스 상에 배치되는 배면부 이송 라인과, 상기 챔버 배면부 지지대에 장착되고 상기 배면부 이송 라인을 따라 이동 가능한 배면부 이송 휠을 구비할 수도 있다.
상기 증착 챔버 장치에 있어서, 드럼 안착부는 드럼 회전 고정 바아를 구비하고, 드럼에는 복수 개의 드럼 회전 고정 바아 수용홈을 구비하고, 드럼 안착 프레임에는 상기 드럼 회전 고정 바아를 관통 수용하는 드럼 회전 고정 바아 관통공이 구비할 수도 있다.
본 발명의 다른 일면에 따르면, 베이스; 복수 개의 기판이 장착되는 드럼;
상기 베이스 상부에 배치되고 상기 드럼을 수용하는 챔버와, 상기 드럼을 회전시키는 구동력을 생성하는 드럼 회전 구동부와, 상기 챔버를 개폐시키는 챔버 도어를 포함하는 챔버부; 및 상기 드럼이 안착되는 드럼 안착 프레임과, 상기 드럼 안착 프레임에 부착되어 상기 챔버 내부에서의 이송을 가능하게 하는 드럼 안착 이송부, 상기 드럼 안착 프레임에 장착되어 상기 드럼 회전 구동부로부터의 회전력을 상기 드럼에 전달하는 드럼 회전 전달부를 포함하는 드럼 안착부;를 구비하며 평행하게 배치되는 복수 개의 증착 챔버 장치를 구비하고, 상기 챔버 외측에 배치되며 상기 드럼 안착부를 지지하는 드럼 안착부 지지대를 구비하는 증착 챔버 시스템을 제공할 수도 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 증착 챔버 장치 및 시스템에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명의 일실시예에 따른 증착 챔버 장치가 도시되어 있다. 증착 챔버 장치(10)는 베이스(1), 드럼(2), 챔버부(100) 및 드럼 안착부(200)를 포함한다.
베이스(1)의 상부에는 챔버부(100)가 배치되는데, 베이스(1)는 챔버부(100)를 지지하고, 장치 작동에 따른 진동 효과를 흡수하기 위한 질량체로서의 별도의 평판일 수도 있으나, 이에 한정되지 않고 지면이 사용될 수도 있다. 드럼(2)은 챔버부(100)에 수용되는데, 드럼(2)에는 증착 대상물로서의 복수 개의 기판이 배치된다. 드럼(2)은 원통형으로 양단부 측에 일정한 범위의 맞물림면이 구비되고 적어도 외주면, 경우에 따라서는 내주면 및/또는 외주면에 기판을 장착할 수 있는 범위에서, 드럼(2)의 구조는 일형태에 한정되지는 않고 다양한 형상을 구비할 수 있다. 예를 들어, 드럼의 양단이 링 타입의 드럼 프레임(2-1)으로 구성되고, 드럼 프레임(2-1)의 사이에 기판을 장착할 수 있는 드럼 기판 장착부(2-2)가 구비될 수 있는 데, 드럼 기판 장착부(2-2)는 내주면 및/또는 외주면에 기판을 장착할 수 있는 일체형의 원통일 수도 있고, 경우에 따라서는 씨줄과 날줄로 구성되는 격자 형상의 장착부이거나, 기판이 배치된 지그가 장착되는 구조를 취할 수도 있는 등, 외주면 및/또는 내주면에 기판을 장착하는 구조를 취하는 범위에서 다양한 선택이 가능하다.
챔버부(100)는 챔버(110)와, 드럼 회전 구동부(120, 도 3a 및 도 5a 참조)와, 챔버 도어(130)를 포함한다. 챔버(110)는 일면이 개방된 형태의 원통형 강체로 구성되고 챔버(110)에 의하여 형성되는 내부 공간에 복수 개의 기판이 배치된 드럼(2)이 수용된다. 챔버(110)는 베이스(1) 상부에 배치되는데, 챔버 지지대(111)를 통하여 베이스(1) 상에 지지된다. 챔버(110) 내부에는 드럼(2) 상에 배치되는 기판 표면을 증착하기 위한 하나 이상의 스퍼터부가 배치되고, 증착 공정이 실시되는 경우 챔버(110) 내부를 진공 상태로 형성하기 위한 진공 펌프(미도시)가 챔버(110) 내부에 형성된 흡입구(161, 점선 표시)를 통하여 연결된 진공 펌프 라인(160)과 유체 연결된다. 흡입구의 전방에는 배큠 트레이(vacuum tray, 162)가 배치된다.
드럼 회전 구동부(120)는 챔버(110)의 내부에 배치되는데, 하기되는 드럼 회전 구동 전달부와 맞물리는 구조를 취함으로써, 회전 구동 전달부를 통하여 드럼을 회전시키는 구동력을 생성한다. 드럼 회전 구동부(120)로는 통상적인 전기 모터가 사용될 수도 있고, 경우에 따라서는 토크와 회전 속도의 조정을 위한 감속기가 더 구비될 수도 있는 등 설계 사양에 따라 다양한 구성이 가능하다.
챔버(110)의 개방된 일면은 챔버 도어(130)에 의하여 개폐된다. 챔버 도어(130)에는 작업자가 챔버 도어(130)의 개폐를 용이하게 하기 위한 챔버 도어 핸들(131)이 구비되고, 챔버(110) 내의 증착 상태를 관찰 가능하게 하는 챔버 도어 윈도우(132)가 배치된다.
챔버 도어는, 예를 들어, 챔버 도어의 일측이 힌지 타입으로 구성될 수도 있는 등 설계 사양에 따라 다양한 구성이 가능한데, 챔버 도어는 작업 공간의 최소화 및 최적화를 위하여 슬라이딩 도어 타입으로 구성될 수도 있다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 챔버 도어(130)는 작업자의 작동에 의하여 챔버(110)의 중심축에 수직하는 방향으로 이동을 가능하게 하는 슬라이딩 부(150)가 더 구비될 수도 있다. 슬라이딩 부(150)는 도어 슬라이더(151)와, 도어 슬라이더 연결대(152), 도어 슬라이더 가이드(153), 및 도어 슬라이더 가이드 연결부(154)를 포함한다.
챔버 도어(130)의 상단에는 도어 슬라이더(151)가 배치되는데, 도어 슬라이더(151)의 하단은 도어 슬라이더 연결대(152)를 통하여 챔버 도어(130)와 연결된다. 챔버(110)의 외주 상단에는 도어 슬라이더 가이드 연결부(154)가 배치되고, 도어 슬라이더 가이드 연결부(154)를 통하여 프레임 타입의 도어 슬라이더 가이드(153)가 배치된다. 도어 슬라이더(151)는 도어 슬라이더 가이드(153)와 맞물림으로써 도어 슬라이더 가이드(153)를 따라 평행하게 안내되며 이동할 수 있다.
또한, 챔버(110)의 상단에는 도어 슬라이더 체결 구동기(156)가 배치되고, 도어 슬라이더 체결 구동기(156)와 대응되는 위치로 챔버 도어(110)의 상단에는 도어 슬라이더 체결 요홈체(158)가 배치된다.
도어 슬라이더 체결 구동기(156)는 피스톤-실린더 타입의 액츄에이터로 형성될 수도 있는데, 도어 슬라이더 체결 구동기(156)의 피스톤 일단에는 도어 슬라이더 체결 돌출부(157)가 배치되고, 도어 슬라이더 체결 요홈체(158)의 일측이 개방된 도어 슬라이더 체결 요홈(158)이 배치된다. 따라서, 챔버 도어(130)가 챔버(110)의 일측 개구에 일치되도록 배치되는 경우, 도어 슬라이더 체결 돌출부(157)는 도어 슬라이더 체결 요홈(158)에 삽입된다. 이때, 챔버(110)를 밀폐시키고자 하는 경우, 제어기(미도시)의 작동 신호에 따라 도어 슬라이더 체결 구동기(156)가 작동한다. 도어 슬라이더 체결 구동기(156)의 피스톤이 작동하고, 도어 슬라이더 체결 구동기(156)의 피스톤 일단에 배치된 도어 슬라이더 체결 돌출부(157)가 챔버(110) 측으로 이동함으로써, 챔버 도어(130)와 챔버(110) 간의 맞물림이 보다 공고히 되도록 할 수도 있다.
챔버(110) 내부에 수용되는 드럼(2)은 드럼 안착부(200)를 통하여 챔버(110) 내부에 배치된다. 도 2a는 드럼 안착부(200)가 챔버(110) 내에 배치된 상태를 나타내는 개략적인 투영 사시도이고, 도 2b는 드럼 및 드럼 안착부(200)가 챔버(110) 내에 배치된 상태를 나타내는 개략적인 투영 사시도이다.
드럼 안착부(200)는 드럼 안착 프레임(210)과 드럼 안착 이송부(220) 및 드럼 회전 전달부(230)를 포함한다. 드럼 안착 프레임(210)은 드럼 안착부(200)에 의하여 지지 및/또는 이송되는 드럼(2)의 중량을 지지할 수 있을 정도의 강성이 요구되며, 또한 챔버(110) 내부에 배치되는 경우 스퍼터링에 의한 기판의 증착 과정 상에서 증착도를 저해시키지 않을 재료로 선택되는 것이 바람직하다. 드럼 안착 프레임(210)은 사각 카트(cart) 형상을 구비하는 것으로 도시되었으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 드럼 안착 프레임(210)의 외측에는 드럼 안착 이송부(220)가 배치된다. 챔버(110) 내측에는 드럼 안착부(200)를 안내하기 위한 가이드 레일(140)이 배치되고, 드럼 안착 이송부(220)는 가이드 레일(140)과 맞물리어 가이드 레일(140)을 따라 이송되는 드럼 안착 이송 휠로 구성될 수 있다. 이와 같은 가이드 레일(140)을 따른 이송에 의하여 챔버(110) 내부로의 진출입이 보다 안정적으로 이루어질 수 있다. 하지만, 본 발명에 따른 드럼 안착 이송부(220)가 가이드 레일을 따라 이송하는 이송 휠의 형태에 한정되는 것은 아니다.
드럼 안착 프레임(210)의 전후에는 드럼 안착부(200)의 챔버(110) 내부로의 진출입 작업을 용이하게 하기 위한 드럼 안착부 핸들(250)이 배치될 수도 있다. 드럼 안착 프레임(210)의 하단에는 드럼 회전 구동부(120, 도 3a 및 도 5a 참조)와 연결되어 드럼 회전 구동부(120)로부터의 회전력을 드럼(2)에 전달하는 드럼 회전 전달부(230)가 장착된다. 드럼 회전 전달부(230)는 드럼 회전 전달 롤러(231)와 드럼 회전 피동 롤러(235)를 포함하는데, 드럼 회전 전달 롤러(231)와 드럼 회전 피동 롤러(235)는 회전 중심이 드럼(2)의 회전축 방향에 평행하도록 드럼 안착 프레임(320)에 배치되고, 드럼 회전 전달 롤러(231)의 외측면은 드럼(2)의 외주면과 접함으로써, 드럼(2)을 지하여 드럼 안착부(200) 상에 안착시킨다.
한편, 드럼 회전 구동부와 드럼 회전 전달부 간의 회전 구동력 전달은 드럼 회전 구동부와 드럼 회전 전달부의 직결에 의하여 이루어질 수도 있는데, 도 3a 및 도 3b에는 이러한 직결 구조의 일예가 도시되어 있다. 드럼 회전 전달부(230)는 드럼 회전 구동축 맞물림부(233), 구동 베어링(232)을 더 구비할 수도 있다. 적, 드럼 안착 프레임(210)의 하단에는 프레임 관통구(211)가 배치되고, 프레임 관통구(211)에는 드럼 회전 구동축 맞물림부(233)가 배치되는데, 프레임 관통구(211)와 드럼 회전 구동축 맞물림부(233) 사이에는 드럼 회전 구동축 맞물림부(233)의 원활한 회전을 가능하게 하기 위한 구동 베어링(232)이 더 구비될 수도 있다. 드럼 회전 구동축 맞물림부(233)의 일측에는 결합 요홈(234)이 구비된다. 한편, 드럼 회전 구동부(120)의 드럼 회전 구동기(121)의 일단에 형성된 드럼 회전 구동축(122)은 단부 측 외주면에 하나 이상의 결합 돌기가 형성되는데, 드럼 회전 구동축(122)은 드럼 회전 구동축 맞물림부(233)의 결합 요홈(234)과 맞물린다. 여기서, 결합 요홈(234) 및 이와 대응되는 드럼 회전 구동축(122)의 적어도 일부의 단면은 십자 형상으로 형성되었다. 십자 형상 구조를 취함으로써, 상호 간에 보다 안정적인 결합을 이룰 수 있고, 드럼 회전 구동기(121)로부터의 구동력을 보다 안정적으로 전달할 수 있다. 하지만, 드럼 회전 구동축(122)의 결합 돌기(123) 및 결합 요홈(234)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.
드럼 회전 구동축 맞물림부(233)의 타단에는 드럼 회전 전달 롤러(231)가 배치된다. 드럼 회전 전달 롤러(231)는 드럼(2)과의 접촉시 미끄러짐을 방지하기 위하여 마찰 계수가 높은 재료를 사용할 수도 있고, 별도의 러버 패드(rubber pad)가 드럼 회전 전달 롤러(231)의 외주면에 더 배치될 수도 있다. 여기서, 드럼 회전 전달 롤러(231)와 드럼(2)간의 구동력 전달은 마찰을 통한 것으로 도시되었으나, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니다. 즉, 회전 전달 롤러(231)의 외주면은 치차 형상을 구비하는 피니언 타입으로 구성되고, 드럼(2)의 회전 전달 롤러(231)와 접하는 부분이 피니언 타입의 회전 전달 롤러(231)와 맞물리는 외주 치차로 형성될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
여기서, 드럼 회전 전달 롤러(231)는 챔버(110)의 배면을 향한 측, 즉 챔버 도어(130)의 반대측에 배치되는데, 경우에 따라서 한 개가 구비될 수도 있고 복수 개가 구비될 수도 있으며, 복수 개가 구비되는 경우 회전 전달 롤러의 개수와 동일하게 드럼 회전 구동부가 챔버 내부에 배치되는 것이 바람직하다.
경우에 따라서, 드럼에 기판을 장착하는 경우 편중된 하중으로 인하여 드럼이 드럼 안착부 상에서 원치 않는 회전을 하는 것을 방지하기 위한 구성 요소를 더 구비할 수도 있다. 즉, 도 3c에 도시된 바와 같이, 드럼 안착부(200), 보다 구체적으로 드럼 안착 프레임(210) 상에는 드럼 회전 바아 관통공(212)가 배치되고, 드럼(2)의 측면에는 하나 이상의 드럼 회전 고정 바아 수용홈(3)이 구비되고, 드럼 회전 고정 바아(4)가 구비된다. 드럼의 내주 및/또는 외주 상에 복수 개의 기판이 장착되는 경우 기판의 편중된 하중으로 인하여, 드럼 안착부(200)의 드럼 회전 전달 구동 롤러 및 드럼 회전 피동 롤러 상에 안착된 드럼은, 기판 및 드럼에 대하여 전체적으로 새로운 무게 중심을 찾아 자연스럽게 회전하여 원하는 위치에 기판을 장착하는 것을 어렵게 만드는데, 드럼 회전 고정 바아(4)가 드럼 회전 바아 관통공(212)을 관통하여 드럼 회전 고정 바아 수용홈(3)에 맞물리는 경우 이와 같은 원치 않는 회전을 방지할 수 있다. 여기서, 드럼 회전 고정 바아, 드럼 회전 고정 바아 관통공/수용홈은 각각 드럼의 회전축에 평행한 방향으로 형성되고 이동하는 것으로 도시되었으나, 이에 국한되지 않고 드럼의 회전축에 수직한 방향으로 형성되고 이동할 수도 있는 등, 설계 사양에 따라 다양한 변화가 가능하다.
드럼 안착부는 드럼 회전 고정 바아를 구비하고, 드럼에는 복수 개의 드럼 회전 고정 바아 수용홈을 구비하고, 드럼 안착 프레임에는 상기 드럼 회전 고정 바아를 관통 수용하는 드럼 회전 고정 바아 관통공이 구비되는 것을 특징으로 하는 증착 챔버 장치.
한편, 본 발명에 따른 증착 챔버 장치는 드럼 안착부를 챔버 내부로 진출입시키는 작업을 용이하게 하기 위한 드럼 안착부 지지대를 더 구비할 수도 있다. 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 드럼 안착부 지지대(300)는 챔버(110) 외부에 배치되어 드럼 안착부(200)를 지지하는데, 드럼 안착부 지지대(300)는 지지대 플레이트(310)와, 지지대 프레임(320) 및 지지대 이송부(340)를 포함한다. 지지대 플레이트(310)는 드럼 안착부(200)를 지지할 수 있을 정도의 평탄한 평판으로 구성되고, 지지대 플레이트(310)의 하부에는 지지대 플레이트(310)를 베이스(1) 상에서 지지하기 위한 지지대 프레임(320)이 구비된다. 지지대 프레임(320)의 하부에는 드럼 안착 지지대(300)의 이송을 가능하게 하는 지지대 이송부(340)가 배치되는데, 지지대 이송부(340)도 드럼 안착부(200)의 드럼 안착 이송부(220)와 유사하게 레일/휠 구조를 취할 수도 있다. 즉, 지지대 이송부(340)는 지지대 이송 휠(341)과 지지대 이송 라인(342)을 포함하고, 지지대 이송 휠(341)은 지지대 이송 라일(342) 상을 따라 이송하는 구조를 취할 수도 있다. 하지만, 본 발명의 지지대 이송 부(340)는 일정 궤도 상에 한정되지 않고 자유 이동 가능한 휠 구조로 형성될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
한편, 드럼 안착부(200)의 드럼 안착 이송부(220)가 레일/휠 구조를 취하는 경우 지지대 플레이트(310)의 일면 상에는 드럼 안착 이송부(220)의 이동을 안내하는 지지대 레일(311)이 배치되는데, 지지대 레일(311)은 가이드 레일(140)과 평행선 상에 배치되어, 가이드 레일(140)과 동일한 너비와 동일한 높이를 형성함으로써 드럼 안착부(200)의 보다 원활한 이송을 가능하게 한다.
또한, 드럼 안착부 지지대(300)의 일측, 즉 챔버(110)를 향한 일측에는 지지대 브릿지(330)가 더 구비될 수도 있다. 드럼 안착부 지지대(300)의 지지대 플레이트(310)의 측면으로 챔버(110)를 향한 일측에 브릿지 힌지(331)가 배치되고, 브릿지 힌지(331)를 통하여 지지대 브릿지(330)가 지지대 플레이트(310)에 회전 가능하게 연결된다. 지지대 브릿지(330)의 다른 단부에는 브릿지 돌기(335)가 형성되는데, 브릿지 돌기(335)는 챔버(110)의 개구 근방에 형성된 브릿지 요홈(112)과 맞물리는 형상을 구비한다. 또한, 지지대 브릿지(330)의 일면 상에는 지지대 레일(311)과 동일한 너비를 갖는 브릿지 레일(333)이 배치되는데, 지지대 브릿지(330)가 브릿지 힌지(331)를 기준으로 회전하여 챔버(110) 측을 향하여 전개되어 브릿지 돌기(335)와 브릿지 요홈(112)이 맞물리는 경우, 브릿지 레일(333)은 지지대 플레이트(310) 상의 지지대 레일(311)과 챔버(110) 내부의 가이드 레일(140)을 연결하는 구조를 취한다. 또한, 지지대 브릿지(330)가 챔버(110) 측을 향하여 전개되는 경우, 지지대 브릿지(330)를 따라 드럼 안착부(200)가 이송되는 경우 드럼 안착부(200)의 자중으로 인한 지지대 브릿지(330)의 브릿지 힌지(331)를 중심으로 하는 좌굴을 방지하기 위하여, 전개된 지지대 브릿지(330)를 지지할 수 있는 브릿지 지지부(337)가 더 구비될 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 챔버는 챔버 본체와 챔버 배면부를 구비하되, 챔버 배면부로부터 챔버 본체 내측을 향하여 원통형의 챔버 배면 중심대가 더 구비되고, 챔버 배면 중심대의 일측은 외부로 개방되는 구조를 취할 수도 있다. 도 5a에는 본 발명의 증착 챔버 장치의 다른 실시예에 대한 개략적인 단면이 도시되고, 도 5b에는 도 5a의 선 Ⅰ-Ⅰ에 대한 개략적인 단면도가 된다. 챔버부(100)는 챔버(110)와 챔버 도어(130)를 포함하는데, 챔버(110)는 챔버 본체(1110)와 챔버 배면부(1120)를 구비하고, 챔버 배면부(1120)는 챔버 배면 본체(1121)와 챔버 배면 중심대(1123)을 포함한다. 챔버 본체(1110)의 일단은 챔버 도어(130)의 개폐 여부에 따라 챔버 도어(130)와 체결되고, 챔버 배면부(1120)는 챔버 도어(130)와 마주하도록 챔버 본체(1110)의 타단과 접한다. 가이드 레일(140, 점선)은 챔버(110)의 내측, 즉 챔버 본체(1110)의 내측에 배치되고, 가이드 레일(140) 상에는 드럼(2)이 배치된 드럼 안착부(200, 점선)가 배치된다.
챔버 본체(1110)의 내측면에는 하나 이상의 외측 스퍼터부(1130)가 배치된다. 챔버 본체(1110)의 외주에 설치된 챔버 본체 포트(1111)는 챔버 본체를 관통하여 챔버 본체(1110) 내측에 배치된 외측 스퍼터부(1130)와 연결되는데, 챔버 본체 포트(1111)에는 냉각수를 공급하거나 아르곤(Ar)과 같은 기체를 공급하는 냉각수/기체 공급 라인(1112)이 배치되고 각각의 일단은 외측 스퍼터부(1130) 측과 연 결될 수 있다. 경우에 따라서, 챔버 본체(1110)에는 개별적인 냉각수 포트 및 기체 공급 포트가 구비될 수도 있는 등, 다양한 구성이 가능하다.
챔버 배면부(1120)는 챔버 배면 본체(1121)와 챔버 배면 중심대(1123)를 포함하는데, 챔버 배면 본체(1121)는 챔버 본체의 일측에 배치되어 챔버 본체의 타단과 맞닿는 구조를 취한다. 챔버 배면 본체(1121)는 개방된, 즉 관통된 배면 본체 개구(1122)를 구비한다. 챔버 배면 중심대(1123)는 일단은 개방되고 타단은 폐쇄된 원통 형상을 구비한다.
챔버 배면 중심대(1123)의 폐쇄된 타단은 챔버 도어(130)를 향하여 배치되고, 개방된 일단은 챔버 도어(130)의 반대면을 향하여 배치되는데, 챔버 배면 중심대(1123)의 개방된 일단은 배면 본체 개구(1122)와 연결된다. 따라서, 챔버 배면 중심대(1123)의 내부 공간(1124)이 외부와 소통되는 구조를 취한다. 내부 공간(1124)이 외부와 소통되는 구조, 즉 내부 공간(1124)이 외부로 노출되는 구조를 취함으로써, 챔버 배면부 중심대(1123)에 장착된 내부 스퍼터부(1140)에 대한 각종 냉각수 라인 및 기체 공급 라인 뿐만 아니라 각종 전기 라인들에 대한 관리가 보다 용이하게 이루어질 수 있다.
한편, 드럼(2)에 배치되는 기판이 드럼의 외주면 및 내주면에 모두 배치되는 구조를 취하는 경우, 기판에 스퍼터링 증착을 시키기 위한 내측 스퍼터부가 챔버 배면 중심대(1123) 상에 배치될 수도 있다. 내측 스퍼터부(1140)는 챔버 배면 중심대(1123)의 외주면, 즉 챔버 본체(1110)의 내측벽과 마주하는 일면 상에는 배치되고, 외측 스퍼터부(1130)의 경우와 마찬가지로 챔버 배면 중심대(1123)에는 챔버 배면 중심대(1123)을 관통하는 중심대 포트(1125)가 배치되고, 중심대 포트(1125)를 통하여 내측 스퍼터부(1140)와 연결되어 냉각수 및/또는 아르곤과 같은 기체를 공급하는 냉각수/기체 공급 라인(1126)이 배치된다. 또한, 중심대 포트가 냉각수 및 기체 공급을 위한 개별적인 포트로 구성될 수도 있다.
도 5c에는 챔버 배면 중심대를 구비한 경우의 챔버 본체 내부에 대한 개략적인 모식도가 도시되어 있다. 제 1 영역(AⅠ), 제 2 영역(AⅡ) 및 제 3 영역(AⅢ)의 전체 영역이 챔버 본체(1110) 내부의 영역이고, 제 2 영역(AⅡ) 및 제 3 영역(AⅢ)의 영역의 합이 챔버 본체(1110) 내부에 배치된 챔버 배면 중심대(1123)에 의하여 차지하는 영역이고, 제 3 영역(AⅢ)은 내부 스퍼터건을 장착하는 경우 필요한 영역이다. 즉, 챔버 본체(1110) 내부 공간에 진공을 형성하기 위하여 필요한 공간이 챔버 배면 중심대(1123)의 존재로 인하여 제 2 영역(AⅡ)만큼 감소되어 챔버 본체(1110) 내부의 진공 형성을 위하여 요구되는 전체 공정 시간 및 동력 소요량이 상당히 저감될 수 있다.
또 한편, 본 발명의 다른 실시예에 대하여 챔버 배면 중심대의 작업을 용이하게 하기 위한 구조의 변형예로서, 챔버 배면부를 지지하는 부분은 단순한 지지 구조체가 아닌 이동대로서 구성될 수도 있다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 챔버 배면부(1120)는 챔버 배면부 이동대(1160, 도 6a 참조)에 의하여 지지될 수도 있다. 챔버 배면부 이동대(1160)는 챔버 배면부 지지대(1161), 배면부 이송 라인(1163) 및 배면부 이송 휠(1165)을 구비할 수도 있는데, 챔버 배면부 지지대(1161)는 챔버 배면부(1120)의 일면, 즉, 챔버 배면 본체(1121)의 외측을 향한 일면과 연결되는 카트 형태의 구조를 취할 수도 있다. 챔버 배면부 지지대(1161)의 하단 측면부에는 챔버 배면부 지지대(1161)를 이송 가능하게 하는 배면부 이송 휠(1165)가 배치된다. 베이스(1) 상으로 챔버 본체(1110)의 하부에는 챔버 본체(1110)의 중심 축 방향과 평행하게 배면부 이송 라인(1163)이 배치되는데, 배면부 이송 휠(1165)이 배면부 이송 라인(1163)을 따라 안내되며 이송된다.
도 6a 및 도 6b에는 챔버 배면부 이동대(1160)에 의하여 배면측으로 이송된 상태의 챔버 배면부(1120)를 도시하는 개략적인 측단면도 및 평단면도가 도시되어 있다. 챔버 본체(1110)의 하부에 설치된 배면부 이송 라인(1163)을 따라 배면부 이송 휠(1165)이 회전 이송된다. 배면부 이송 휠(1165)의 회전 이송에 의하여, 이를 장착한 챔버 배면부 지지대(1161)도 함께 챔버 본체(1110)를 멀리하는 방향으로 이송된다. 챔버 배면부 지지대(1161)가 이송되어 챔버 배면부(1120)가 챔버 본체(1110)로부터 완전하게 이탈될 수 있는데, 챔버 배면부(1120)의 챔버 배면 중심대(1123)가 완전하게 외부로 노출됨으로써, 작업자가 챔버 배면 중심대(1123) 상에 설치된 내부 스퍼터부(1140)에 대한 작업을 보다 용이하게 수행할 수도 있다.
또 한편, 본 발명에 따른 증착 챔버 장치는 단일의 증착 챔버부를 구비하는 형태로 구성됨에 한정되지는 않고 복수 개의 증착 챔버 장치를 구비하는 증착 챔버 시스템으로 구성될 수도 있다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 복수 개의 증착 챔버부(100) 및 드럼(2)을 구비하고, 지지대 이송부(340)의 지지대 이송 라인(342)이 모든 증착 챔버부(100)의 증착 챔버 장치에 대한 작업 영역까지 연장 형성되는 구 성을 취함으로써, 복수 개의 증착 챔버 장치를 통한 기판의 대량 증착 공정을 실시할 수도 있다. 또한, 복수 개의 증착 챔버 장치가 서로 다른 금속에 대한 증착 공정을 실시하도록 구성됨으로써, 기판에 대한 증착이 복수 단계의 공정이 요구되는 경우에도 유연하게 적용되는 구성을 취할 수도 있다.
상기 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 일예들로, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니다. 즉, 상기 실시예들에서 제어부는 별도로 도시되지 않았으나, 각종 챔버 내의 각종 계측 장비 및 챔버 도어의 도어 슬라이더 체결 구동기 및 외측 및/또는 내측 스퍼터부의 작동 여부 등은 제어부에 의하여 전기적으로 제어될 수도 있다. 챔버 내부에 복수 개의 드럼 회전 구동부가 구비됨으로써, 드럼의 챔버 내에서의 회전을 보다 안정적으로 실행할 수도 있는 등, 드럼이 드럼 안착부 상에 배치되어 챔버 내부로 배치되며, 드럼 안착부에 배치된 드럼 회전 전달부를 통한 회전을 이루는 범위에서 다양한 변형이 가능하다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 증착 챔버 장치 및 시스템은 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 본 발명에 따른 증착 챔버 장치는, 드럼 안착부를 통하여 챔버 내부로 드럼의 원활한 진출입을 가능하게 함으로써, 챔버 내부의 손상 내지 작업자의 안전 사고 우려를 제거할 수도 있다.
둘째, 본 발명에 따른 증착 챔버 장치는, 드럼 안착부에 배치된 드럼 회전 전달부와 챔버 내에 배치된 드럼 회전 구동부의 연결을 통하여 보다 안정적으로 드 럼을 회전시킴으로써, 양질의 증착 공정을 수행할 수 있다.
셋째, 본 발명에 따른 증착 챔버 장치는, 챔버 배면 중심대를 구비함으로써, 챔버 내의 진공 상태를 유지하기 위한 부하가 상당히 저감됨으로써 공정 전력의 저감에 따른 생산성 향상을 이룰 수도 있다.
넷째, 본 발명에 따른 증착 챔버 장치는, 챔버 배면부가 챔버 본체로부터 분리되는 구조를 취할 수도 있음으로써, 챔버 내부 구성 요소에 대한 유지 보수 관리가 보다 우수할 수도 있다.
다섯째, 본 발명에 따른 증착 챔버 장치는, 챔버 도어를 슬라이딩 타입으로 구성함으로써, 작업 영역을 최소화시킬 수도 있다.
여섯째, 본 발명에 따른 증착 챔버 시스템은, 복수 개의 증착 챔버 장치를 구비함으로써, 동일한 공정의 동시 공정이나 다른 금속층을 증착하는 순차적인 공정을 보다 원활하게 진행하여 생산성을 최대화시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
Claims (19)
- 베이스;복수 개의 기판이 장착되는 드럼;상기 베이스 상부에 배치되고 상기 드럼을 수용하는 챔버와, 상기 드럼을 회전시키는 구동력을 생성하는 드럼 회전 구동부와, 상기 챔버를 개폐시키는 챔버 도어를 포함하는 챔버부; 및상기 드럼이 안착되는 드럼 안착 프레임과, 상기 드럼 안착 프레임에 부착되어 상기 챔버 내부에서의 이송을 가능하게 하는 드럼 안착 이송부, 상기 드럼 안착 프레임에 장착되어 상기 드럼 회전 구동부로부터의 회전력을 상기 드럼에 전달하는 드럼 회전 전달부를 포함하는 드럼 안착부;를 구비하는 증착 챔버 장치에 있어서,상기 드럼 회전 전달부는 상기 드럼 회전 구동부와 맞물리는 드럼 회전 전달 롤러와, 드럼 회전 피동 롤러를 포함하고,상기 드럼 회전 전달 롤러 및 드럼 회전 피동 롤러는 회전 중심이 상기 드럼의 회전축 방향에 평행하게 상기 드럼 안착 프레임에 배치되고, 상기 드럼 회전 전달 롤러의 외측면은 상기 드럼의 외주면과 접하는 것을 특징으로 하는 증착 챔버 장치.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,상기 드럼 회전 구동부는, 외주면에 하나 이상의 결합 돌기가 형성된 구동축을 구비하고,상기 드럼 회전 전달 롤러는, 상기 구동축을 맞물리어 수용하는 결합 요홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 증착 챔버 장치.
- 제 3항에 있어서,상기 구동축의 단면은 십자 형상인 것을 특징으로 하는 증착 챔버 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 챔버 외측에 배치되며 상기 드럼 안착부를 지지하는 드럼 안착부 지지대가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 증착 챔버 장치.
- 제 5항에 있어서,상기 챔버 내측에는 상기 드럼 안착부를 안내하기 위한 가이드 레일이 배치되고, 상기 드럼 안착 이송부는 상기 가이드 레일과 맞물리는 드럼 안착 이송 휠이고,상기 드럼 안착부 지지대의 일면 상에는 상기 가이드 레일과 평행선 상에 배치되는 지지대 레일을 구비하는 것을 특징으로 하는 증착 챔버 장치.
- 제 6항에 있어서,상기 드럼 안착부 지지대의 상기 챔버를 향한 일측에는, 일단이 상기 드럼 안착부 지지대에 힌지 결합되고 타단이 상기 챔버를 향하여 전개되는 지지대 브릿지를 구비하는 것을 특징으로 하는 증착 챔버 장치.
- 제 7항에 있어서,상기 지지대 브릿지의 일면 상에는, 상기 지지대 브릿지가 전개되는 경우 상기 지지대 레일 및 상기 가이드 레일과 평행하게 배치되는 브릿지 레일을 구비하는 것을 특징으로 하는 증착 챔버 장치.
- 제 7항에 있어서,상기 지지대 브릿지의 타단에는 브릿지 돌기가 구비되고, 상기 챔버의 일단부에는 상기 브릿지 돌기를 수용하는 브릿지 요홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 증착 챔버 장치.
- 제 7항에 있어서,상기 지지대 브릿지의 상기 챔버부를 향한 일측에는 상기 지지대 브릿지가 전개되는 경우 상기 지지대 브릿지를 지지하기 위한 브릿지 지지부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 증착 챔버 장치.
- 제 5항에 있어서,상기 드럼 안착부 지지대의 하부에는 지지대 이송부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 증착 챔버 장치.
- 제 11항에 있어서,상기 지지대 이송부는 지지대 이송 휠을 포함하고, 상기 베이스 상에는 지지대 이송 휠과 맞물리는 지지대 이송 라인이 배치되는 것을 특징으로 하는 증착 챔버 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 챔버 도어는 슬라이딩 도어인 것을 특징으로 하는 증착 챔버 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 챔버는 상기 챔버 도어와 접하는 챔버 본체와, 상기 챔버 도어와 마주하는 챔버 배면부를 구비하되,상기 챔버 배면부는:상기 챔버 본체와 연결되고 중앙이 개방된 배면 본체 개구를 구비하는 챔버 배면 본체와,일단이 개방된 원통 형상을 구비하고 상기 챔버 본체의 중심축과 동심 상에 배치되되, 상기 개방된 일단은 상기 배면 본체 개구와 연결되는 챔버 배면 중심대 를 구비하는 것을 특징으로 하는 증착 챔버 장치.
- 제 14항에 있어서,상기 챔버 본체의 내측면에는 외측 스퍼터부가 배치되고,상기 챔버 배면 중심대의 챔버 내부를 향한 외주 상에는 내측 스퍼터부가 배치되는 것을 특징으로 하는 증착 챔버 장치.
- 제 14항에 있어서,상기 챔버 배면부는 상기 챔버 본체와 분리 가능하고,상기 챔버 배면부의 하부에는 상기 챔버 배면부를 이동시키기 위한 챔버 배면부 이동대가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 증착 챔버 장치.
- 제 16항에 있어서,상기 챔버 배면부 이동대는:상기 챔버 배면부를 지지하는 챔버 배면부 지지대와,상기 베이스 상에 배치되는 배면부 이송 라인과,상기 챔버 배면부 지지대에 장착되고 상기 배면부 이송 라인을 따라 이동 가능한 배면부 이송 휠을 구비하는 것을 특징으로 하는 증착 챔버 장치.
- 제 1항에 있어서,드럼 안착부는 드럼 회전 고정 바아를 구비하고, 드럼에는 복수 개의 드럼 회전 고정 바아 수용홈을 구비하고, 드럼 안착 프레임에는 상기 드럼 회전 고정 바아를 관통 수용하는 드럼 회전 고정 바아 관통공이 구비되는 것을 특징으로 하는 증착 챔버 장치.
- 삭제
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