KR100953604B1 - 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버 - Google Patents

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    • H01L21/67201—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the construction of the load-lock chamber

Abstract

화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버가 개시된다. 본 발명의 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버는, 상부벽과, 하부벽과, 상부벽과 하부벽 사이에서 상부벽 및 하부벽과 실질적으로 나란하게 배치되는 적어도 하나의 구획벽과, 상부벽, 하부벽 및 구획벽과 교차되게 배치되는 측부벽을 구비하며, 내부에 기판을 수용하는 복수의 내부 수용공간을 형성하는 챔버 바디; 및 측부벽의 벽체 내에서 구획벽과 측부벽 간을 결합시키는 적어도 하나의 결합부재를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 챔버 바디를 구성하는 각 벽들을 견고히 결합시킬 뿐만 아니라, 내부 수용공간의 압력 차이로 인해 굽힘이 발생되더라도 각 벽들의 접촉 부분 또는 각 벽들과 각 벽들을 결합시키는 결합 구조물 사이의 접촉 부분에서의 파티클(Particle) 발생을 종래에 비해 현저히 감소시킬 수 있으며, 이로 인해 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
화학 기상 증착 장치, CVD, 로드락 챔버, 결합부재, 굽힘

Description

화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버{LOAD LOCK CHAMBER FOR CHEMICAL VAPOR DEPOSITION APPARATUS}
본 발명은, 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 견고한 챔버 바디를 구비할 뿐만 아니라 내부 수용공간의 압력 차이로 인해 챔버 바디를 구성하는 각 벽들에 굽힘이 발생되더라도 각 벽들의 결합 부분에서의 파티클(Particle)이 발생되는 것을 저지할 수 있는 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버에 관한 것이다.
평면 디스플레이(FPD, Flat Panel Display)는 개인 휴대단말기를 비롯하여 TV나 컴퓨터의 모니터 등으로 널리 채용된다.
이러한 평면디스플레이는 LCD(Liquid Crystal Display) 기판, PDP(Plasma Display Panel) 기판 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 기판 등으로 그 종류가 다양하다.
이들 중에서, 특히 LCD 기판은 2장의 얇은 상판(CF, Color Filter)과 하판(TFT, Thin Film Transistor) 사이에 고체와 액체의 중간물질인 액정을 주입하고, 상판과 하판의 전극 전압차로 액정분자의 배열을 변화시킴으로써 명암을 발생 시켜 숫자나 영상을 표시하는 일종의 광스위치 현상을 소자이다.
LCD 기판은 현재, 전자시계를 비롯하여, 전자계산기, TV, 노트북 PC 등 전자제품에서 자동차, 항공기의 속도표시판 및 운행시스템 등에 이르기까지 폭넓게 사용되고 있다.
종전만 하더라도 LCD TV는 20인치 내지 30인치 정도의 크기를 갖도록 제작되었으며, 컴퓨터의 모니터의 경우 17인치 이하의 크기를 갖도록 제작되는 것이 대부분이었다. 하지만, 근래에 들어서는 40인치 이상의 대형 LCD TV와 20인치 이상의 대형 모니터가 출시되어 판매되고 있으며 이에 대한 선호도가 나날이 높아지고 있는 실정이다.
따라서 LCD 기판을 제조하는 제조사의 경우, 보다 넓은 유리기판을 제작하고자 연구 중에 있으며, 현재 가로 세로의 폭이 2미터 내외에 이르는 소위, 8세대라 불리는 유리기판을 실제로 양산 중에 있다.
이러한 LCD 기판은 증착(Deposition), 사진식각(Photo Lithography), 식각(Etching), 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition) 등의 공정이 반복적으로 수행되는 TFT 공정, 상하 유리기판을 합착하는 Cell 공정, 그리고 기구물을 완성하는 모듈(Module) 공정을 통해 제품으로 출시된다.
전술한 TFT 공정을 이루는 각각의 공정은 해당 공정의 진행을 위한 최적의 환경이 조성된 해당 프로세스 챔버에서 진행되는데, 특히 최근에는 단시간에 많은 기판을 처리할 수 있도록, 일정한 간격으로 배치되는 복수 개의 프로세스 챔버를 구비하는 화학 기상 증착 장치가 널리 사용되고 있다.
이러한 화학 기상 증착 장치는, 화학 기상 증착 공정을 수행하는 복수 개의 프로세스 챔버(Process Chamber)와, 해당 프로세스 챔버로 기판이 진입되기 전에 기판이 프로세스 챔버로 진입할 수 있도록 환경을 조성하는 로드락 챔버(Load lock Chamber)와, 프로세스 챔버와 로드락 챔버를 연결하며 로드락 챔버 내의 기판을 해당 프로세스 챔버로 이송하거나 해당 프로세스 챔버 내의 기판을 로드락 챔버로 이송하는 로봇 아암이 설치되는 트랜스퍼 챔버(Transfer Chamber)를 구비한다.
프로세스 챔버는, 일반적으로 고온 저압의 상태에서 기판에 대한 화학 기상 증착 공정을 진행한다. 이 때 대기압 상태에 있는 기판을 고온 저압의 프로세스 챔버로 진입시키는 과정이 어려움이 있기 때문에, 기판을 해당 프로세스 챔버로 이송하기 전에 프로세스 챔버와 동일한 환경을 조성해 주어야 하는데, 이러한 역할을 담당하는 것이 로드락 챔버이다. 즉, 로드락 챔버는 외부로부터 기판이 프로세스 챔버로 인입되기 전 또는 프로세스 챔버로부터 기판이 외부로 인출되기 전에 프로세스 챔버의 환경 또는 외부의 환경과 실질적으로 동일한 상태로 기판을 수용하는 챔버를 제공한다.
도 1은 종래의 일 실시 예에 따른 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버의 개략적인 구성을 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 로드락 챔버의 외관 일부분을 도시한 부분 사시도이다. 이에 도시된 바와 같이, 종래의 일 실시 예에 따른 로드락 챔버(10)는, 다수의 기판을 수용하기 위한 다수의 내부 수용공간(11s)이 마련되는 챔버 바디(11)와, 챔버 바디(11)의 외측벽에 결합되는 브라켓 결합부재(17)를 구비한다.
여기서, 챔버 바디(11)는, 상부벽(12)과, 하부벽(14)과, 상부벽(12)과 하부벽(14) 사이에 배치되는 두 개의 구획벽(15)과, 이들 벽들 사이에 배치되는 측부벽(16)을 구비한다. 그리고, 브라켓 결합부재(17)는, 도 2에 자세히 도시된 바와 같이, 측부벽(16)의 높이에 해당하는 길이로 마련되어 챔버 바디(11)의 측부벽(16)에 스크루 결합되는 제1 결합부재(17a)와, 작은 크기의 사각판 형상으로 마련되어 측부벽(16) 및 구획벽(15)의 결합 부분에 스크루 결합되는 제2 결합부재(17b)를 구비할 수 있다. 이러한 구성에 의해, 로드락 챔버(10)의 내부 수용공간(11s)에 다수의 기판을 보관할 수 있으며, 이로 인해 작업 효율이 향상될 수 있다.
그런데, 종래의 일 실시 예에 따른 로드락 챔버(10)에 있어서는, 챔버 바디(11)의 각 내부 수용공간(11s)에 기판을 인입하고 각 내부 수용공간(11s)으로부터 기판을 인출하는 과정에서 각 내부 수용공간(11s)은 다른 압력 상태를 유지할 수 있고, 이로 인해 고압을 유지하는 내부 수용공간(11s)으로부터 저압을 유지하는 내부 수용공간(11s)으로 압력이 작용하여 구획벽(15) 및 구획벽(15)에 결합된 측부벽(16)에 굽힘이 발생될 수 있으며, 이로 인해 챔버 바디(11)를 구성하는 상부벽(12), 하부벽(14), 구획벽(15) 및 측부벽(16) 각각의 결합 부분 또는 챔버 바디(11)와 브라켓 결합부재(17)의 결합 부분에 파티클(Particle)이 발생되어 공정에 악영향을 미치는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 챔버 바디를 구성하는 각 벽들을 견고히 결합시킬 뿐만 아니라, 내부 수용공간의 압력 차이로 인해 굽힘이 발생되더라도 각 벽들의 접촉 부분 또는 각 벽들과 각 벽들을 결합시키는 결합 구조물 사이의 접촉 부분에서의 파티클(Particle) 발생을 종래에 비해 현저히 감소시킬 수 있으며, 이로 인해 공정 효율을 향상시킬 수 있는 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 상부벽과, 하부벽과, 상기 상부벽과 상기 하부벽 사이에서 상기 상부벽 및 상기 하부벽과 실질적으로 나란하게 배치되는 적어도 하나의 구획벽과, 상기 상부벽, 상기 하부벽 및 상기 구획벽과 교차되게 배치되는 측부벽을 구비하며, 내부에 기판을 수용하는 복수의 내부 수용공간을 형성하는 챔버 바디; 및 상기 측부벽의 벽체 내에서 상기 구획벽과 상기 측부벽 간을 결합시키는 적어도 하나의 결합부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버에 의해서 달성된다.
여기서, 상기 결합부재는 상기 구획벽의 판면에 대해 가로 방향을 따라 삽입되어 상기 측부벽에 체결되는 스크루이며, 상기 측부벽에는 상기 스크루의 체결을 위한 인입 공간이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 인입 공간은 상기 측부벽의 외면에서 상기 내부 수용공간을 향해 함몰 형성된 함몰부에 의해 마련될 수 있다.
상기 측부벽은 상기 구획벽을 기준으로 상하로 배치되는 복수의 단위 측벽부를 포함하며, 상기 함몰부는 상기 구획벽에 인접한 상기 단위 측벽부의 모서리 영역에 단 가공 처리되어 마련될 수 있다.
상기 구획벽에는 상기 내부 수용공간 방향으로 돌출 형성된 돌출부가 마련되며, 상기 돌출부의 측면과 상기 단위 측벽부의 내측면 사이에는 이격 공간이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 스크루는, 상기 구획벽에 배치되는 머리부; 및 상기 구획벽과 측부벽에 삽입되는 축부를 포함하며, 상기 구획벽에는 상기 머리부가 상기 구획벽의 표면으로 노출되지 않도록 상기 머리부를 수용하는 수용홈부가 더 형성될 수 있다.
상기 상부벽과 상기 측부벽이 결합되는 결합 부분, 상기 하부벽과 상기 측부벽이 결합되는 결합 부분 및 상기 측부벽과 상기 구획벽이 결합되는 결합 부분 중 적어도 어느 하나에는, 상기 상부벽, 상기 하부벽 및 상기 구획벽의 굽힘에 의해 발생되는 파티클이 외부로 이탈되는 것을 방지하기 위한 파티클 이탈방지부가 결합되는 것이 바람직하다.
상기 파티클 이탈방지부는, 띠 형상으로 마련되어 상기 결합 부분들의 둘레 방향을 따라 결합되며, 상기 파티클 이탈방지부는, 절연 물질인 테프론(Teflon) 및 폴리카보네이트(PC, Polycabornate) 중 어느 하나의 재질로 마련될 수 있다.
상기 측부벽의 관통된 벽체 내에는 상기 챔버 바디의 내부를 확인할 수 있는 내부 확인창이 설치되며, 상기 관통된 벽체의 상단부 및 하단부 중 적어도 어느 일 영역에는, 상기 측부벽과 상기 구획벽 간을 상기 결합부재에 의해 결합시키기 위한 체결공이 관통 형성되는 것이 바람직하다.
상기 상부벽 및 상기 측부벽 사이, 상기 하부벽 및 측부벽 사이, 상기 측부벽 및 상기 구획벽 사이 중 적어도 어느 하나에는, 오링(O-ring)이 더 개재되는 것 이 바람직하다.
상기 로드락 챔버는, 평면 디스플레이 제조용 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버일 수 있다.
본 발명에 따르면, 챔버 바디를 구성하는 각 벽들을 견고히 결합시킬 뿐만 아니라, 내부 수용공간의 압력 차이로 인해 굽힘이 발생되더라도 각 벽들의 접촉 부분 또는 각 벽들과 각 벽들을 결합시키는 결합 구조물 사이의 접촉 부분에서의 파티클(Particle) 발생을 종래에 비해 현저히 감소시킬 수 있으며, 이로 인해 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
참고로, 이하에서 기판이라 함은, LCD(Liquid Crystal Display) 기판, PDP(Plasma Display Panel) 기판 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 기판 등을 포함하는 평면디스플레이(Flat Panel Display, FPD)를 가리키나, 설명의 편의를 위해 이들을 구분하지 않고 기판이라 하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 화학 기상 증착 장치의 개략적 구성을 나타내는 구성도이고, 도 4는 도 3에 도시된 로드락 챔버의 사시도이고, 도 5는 도 4의 부분 확대 사시도이며, 도 6은 구획벽에 대한 측부벽의 결합 상태를 설명하기 위한 도 4의 수직 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 화학 기상 증착 장치(CVD, Chemical Vapor Deposition Apparatus)는, 평면디스플레이 제조용 화학 기상 증착 장치로서, 화학 기상 증착 공정을 수행하는 복수 개의 프로세스 챔버(200, Process Chamber)와, 해당 프로세스 챔버(200)로 기판(G)이 진입되기 전에 기판(G)이 프로세스 챔버(200)로 진입될 수 있는 환경을 조성하는 로드락 챔버(100, Load lock Chamber)와, 프로세스 챔버(200)와 로드락 챔버(100)를 연결하는 트랜스퍼 챔버(300, Transfer Chamber)를 구비한다. 트랜스퍼 챔버(300)에는 로드락 챔버(100) 내의 기판(G)을 해당 프로세스 챔버(200)로 이송하거나 해당 프로세스 챔버(200) 내의 기판(G)을 로드락 챔버(100)로 이송하는 로봇 아암(310)이 마련된다.
프로세스 챔버(200)는, 고온 저압의 환경에서 기판(G)에 대한 화학 기상 증착 공정을 수행한다. 이 때 대기압 상태에 있는 기판(G)을 직접 고온 저압의 프로세스 챔버(200)로 진입시키는 과정에 있어서 어려움이 있기 때문에, 기판(G)을 해당 프로세스 챔버(200)로 이송하기 전에 프로세스 챔버(200)와 동일한 환경을 조성해주어야 하는데, 이러한 역할을 하는 것이 로드락 챔버(100)이다.
구체적으로, 로드락 챔버(100)는 이송 로봇(미도시)에 의해 외부로부터 화학 기상 증착 공정의 대상이 되는 기판(G)이 인입되면, 내부의 환경을 프로세스 챔 버(200)와 실질적으로 동일한 온도와 압력으로 조성한다. 이처럼 프로세스 챔버(200)와 실질적으로 동일한 환경이 조성된 로드락 챔버(100) 내의 기판(G)은 트랜스퍼 챔버(300)에 마련되는 로봇 아암(310)에 의해 인출되어 해당 프로세스 챔버(200)로 이송된 후 해당 증착 공정이 진행된다. 반대로 프로세스 챔버(200) 내에서 화학 기상 증착 공정이 완료된 기판(G)은 트랜스퍼 챔버(300)에 마련되는 로봇 아암(310)에 의해 인출되어 외부와 실질적으로 동일한 온도와 압력을 유지하는 로드락 챔버(100)로 이송된 후 최종적으로 이송 로봇(미도시)에 의해 외부로 인출한다.
이와 같이, 로드락 챔버(100)는 외부로부터 기판(G)이 프로세스 챔버(200)로 인입되기 전 또는 프로세스 챔버(200)로부터 기판(G)이 외부로 인출되기 전에 프로세스 챔버(200)의 환경 또는 외부의 환경과 실질적으로 동일한 상태로 기판(G)을 수용하는 챔버를 제공한다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 로드락 챔버(100)는, 복수의 기판(G)을 수용하기 위한 복수의 내부 수용공간(110s)이 마련되는 챔버 바디(110, Chamber Body)와, 결합부재(140)를 포함한다. 여기서, 챔버 바디(110)는, 상부벽(115)과, 하부벽(116)과, 상부벽(115)과 하부벽(116) 사이에서 상부벽(115) 및 하부벽(116)과 나란하게 배치되는 복수의 구획벽(120)과, 이들 사이사이에 기립 배치되는 측부벽(130)을 구비한다. 그리고, 결합부재(140)는, 구획벽(120)과 측부벽(130) 간을 결합시킨다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해, 상부에 위치하는 구획벽(120)을 제1 구획 벽(120a)이라 명칭하고, 하부에 위치한 구획벽(120)을 제2 구획벽(120b)이라 명칭하기로 한다. 한편, 측부벽(130)은, 상부벽(115)과 제1 구획벽(120a) 사이, 제1 구획벽(120a)과 제2 구획벽(120b) 사이, 하부벽(116)과 제2 구획벽(120b) 사이에 배치되는 복수의 단위 측벽부(130a)를 구비한다.
먼저, 챔버 바디(110)에는, 외부로부터 다수의 내부 수용공간(110s)으로 기판(G)이 인입되거나 내부 수용공간(110s)으로부터 트랜스퍼 챔버(300) 방향으로 기판(G)이 인출될 수 있도록, 기판(G)을 외부로부터 내부 수용공간(110s)으로 인입하는 인입부(111)와, 기판(G)을 내부 수용공간(110s)으로부터 트랜스퍼 챔버(300) 방향으로 인출하는 인출부(미도시)가 마련되어 있다. 또한, 챔버 바디에는, 내부 수용공간(110s)의 기압 및 온도를 적절하게 조절할 수 있도록 기압조절부(미도시) 및 기온조절부(미도시)가 마련되어 있다. 특히 기압조절부는, 내부 수용공간(110s)의 압력 상태를 외부와 실질적으로 동일한 대기압 상태 또는 프로세스 챔버(200) 내부와 실질적으로 동일한 진공 상태로 선택적으로 조절함으로써 기판(G)을 신뢰성 있게 보관할 수 있도록 한다.
이러한 챔버 바디(110)의 구성에 대해 보다 상세히 설명하면, 본 실시 예의 챔버 바디(110)는, 다음의 결합 구조를 갖는다. 먼저, 하부벽(116)의 양 측부에 한 쌍의 단위 측벽부(130a)를 기립되게 결합시키고, 한 쌍의 단위 측벽부(130a)의 상단에 제2 구획벽(120b)을 적층한다. 그리고, 제2 구획벽(120b)의 양 측부에 한 쌍의 단위 측벽부(130a)를 기립되게 배치하고 한 쌍의 단위 측벽부(130a)의 상단에 제1 구획벽(120a)을 적층한다. 또한, 전술한 바와 동일하게 제1 구획벽(120a)의 양 측부에 한 쌍의 단위 측벽부(130a)를 기립되게 배치한 후 그 상단에 상부벽(115)을 배치한다. 단, 본 실시 예는 챔버 바디(110)의 내부 수용공간(110s)이 3개로 마련된 경우에 대해 설명하였으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 내부 수용공간(110s)이 2개 또는 4개 이상이 되도록 챔버 바디(110)를 구성하여도 무방하다 할 것이다.
각각의 결합 관계에 대해 설명하면, 상부벽(115)과 그에 기립되게 배치되는 한 쌍의 단위 측벽부(130a)는 스크루(미도시, Screw)에 의해 스크루 결합되며, 하부벽(116)과 그에 기립되게 배치되는 한 쌍의 단위 측벽부(130a)의 결합 또한 스크루(미도시)에 의해 스크루 결합될 수 있다.
한편, 구획벽(120)과 그 하부에 위치하는 단위 측벽부(130a) 간은, 도 5 및 도 6에 자세히 도시된 바와 같이, 본 실시 예의 결합부재(140), 즉 스크루(140)가 구획벽(120)의 판면 방향의 가로 방향으로 관통한 후 단위 측벽부(130a)에 스크루 결합된다. 이러한 결합 구조는 종래의 일 실시 예에 따른 로드락 챔버(10, 도 1 및 도 2 참조)의 결합 구조와 큰 차이를 갖는다. 즉, 종래에는, 길이 방향을 갖는 브라켓 결합부재(17)가 챔버 바디(11)의 외측벽에 노출되게 결합되어 각 벽들 간을 결합시키는 구조를 가졌는데, 이러한 결합 구조는 결합 부분에 많은 양의 파티클을 발생시키는 문제점이 있었다. 다시 말해, 챔버 바디(11)의 내부 수용공간(11s)의 압력 차이로 인해 구획벽(15) 및 측부벽(16)에 반복적인 굽힘 발생 시 챔버 바디(11)의 구획벽(15)과 측부벽(16) 또는 브라켓 결합부재(17)와 챔버 바디(11)의 구획벽(15) 및 측부벽(16) 간의 접촉 부분에 마찰이 발생하고 이로 인해 파티 클(Particle)이 생성되어 공정에 악영향을 미치는 문제점이 있었다.
그러나 본 발명의 일 실시 예에서는, 측부벽(13)의 벽체 내에서 구획벽(120)과 측부벽(130)의 단위 측벽부(130a) 간을 결합시키는 복수의 스크루(140)에 의해, 종래 발생하던 챔버 바디(11, 도 1 및 도 2 참조)의 구획벽(15)과 측부벽(16) 또는 브라켓 결합부재(17)와 챔버 바디(11)의 구획벽(15) 및 측부벽(16) 간의 접촉 부분에서의 마찰 발생을 현저히 감소시켜 파티클의 생성을 감소시킬 수 있다.
이에 대해 보다 상세히 설명하면, 구획벽(120)과 그 하부에 위치한 단위 측벽부(130a) 간을 스크루(140)에 의해 결합시키기 위해 구획벽(120)의 상부에 위치한 단위 측벽부(130a)에는, 스크루(140)가 인입 및 인출할 수 있는 복수의 인입 공간(121s)이 마련되어 있다. 인입 공간(121s)은, 단위 측벽부(130a)의 외면에서 내부 수용공간(110s)을 향해 함몰 형성된 함몰부에 의해 마련되며, 각 단위 측벽부(130a)의 모서리 부분을 단 가공함으로써 마련될 수 있다.
한편, 본 실시 예의 결합부재(140), 즉 스크루(140)는, 구획벽(120)을 관통한 후 단위 측벽부(130a)에 결합 시 그 상부 영역이 외부로 돌출되지 않으면서도 벽들 간의 결합을 견고히 하기 위해, 도 6의 확대도에 도시된 바와 같이, 결합 시 구획벽(120)의 벽체 내부 중 상부에 위치하는 머리부(141)와, 구획벽(120)의 벽체 내부 중 하부 및 단위 측벽부(130a)에 결합되는 축부(143)를 포함한다. 여기서, 구획벽(120)의 벽체 상부에는 머리부(141)가 구획벽(120)의 상면으로 노출되지 않도록 머리부(141)를 수용하는 수용홈부(123)가 마련되어 있다. 이러한 형상에 의해, 구획벽(120)을 비롯한 벽들에 굽힘이 발생되더라도 각 구성요소 사이의 접촉 부분 에서의 마찰 발생을 감소시켜 파티클 생성을 억제할 수 있다.
이에 대해서 보다 상세히 설명하면, 결합부재(140)가 구획벽(120)의 변형 즉 굽힘이 가장 최소로 발생되는 구획벽(120)의 가장자리를 관통한 후 단위 측벽부(130a)에 결합되기 때문에, 챔버 바디(110)의 내부 수용공간(110s)의 압력 차이에 의해 구획벽(120) 또는 측부벽(130) 등에 굽힘이 발생되더라도 결합부재(140)와 구획벽(120)의 결합 부분에서 파티클이 발생되는 것을 최소로 저지할 수 있다.
한편, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 단위 측벽부(130a)에는, 내부 수용공간(110s)을 확인하기 위한 내부 확인창(132)이 설치된다. 이러한 내부 확인창(132)이 설치되는 단위 측벽부(130a)의 하부면에는 결합부재(140)가 체결될 수 있는 체결공(134)이 마련되어 있으며, 이러한 체결공(134)을 통과한 결합부재(140)가, 단위 측벽부(130a)의 일 구간 및 구획벽(120)을 통과한 후 구획벽(120)의 하부에 위치하는 단위 측벽부(130a)에 결합됨으로써 해당 구획벽(120)의 하부에 놓인 단위 측벽부(130a)와 해당 구획벽(120) 사이뿐만 아니라 해당 구획벽(120)의 상부에 놓인 단위 측벽부(130a)와 해당 구획벽(120) 사이를 결합시키게 된다.
이 때, 내부 확인창(142)은 단위 측벽부(130a)의 관통 형성된 부분에 결합되는 구조를 갖기 때문에 결합부재(140)는 단위 측벽부(130a)의 외면에 대해 내측으로 소정 구간 인입된 후 단위 측벽부(130a) 및 그에 인접한 구획벽(120)에 결합될 수 있고, 또한, 이러한 결합은 굽힘이 가장 적게 발생되는 구획벽(120)의 가장자리 부분에 결합부재(140)를 체결하는 것이기 때문에 전술한 이유와 동일하게 파티클이 발생되는 것을 억제할 수 있는 효과가 있다.
한편, 구획벽(120)과 단위 측벽부(130a)가 결합되는 결합 부분, 상부벽(115)과 단위 측벽부(130a)가 결합되는 결합 부분, 하부벽(116)과 단위 측벽부(130a)가 결합되는 결합 부분에는, 내부 수용공간(110s)의 압력 차이에 의해 발생 가능한 파티클이 외부로 이탈되는 것을 저지하기 위한 파티클 이탈 방지부(150)와, 각 벽들 사이로 외부의 공기가 침투하는 것을 방지하기 위한 오링(미도시, O-ring)이 더 마련될 수 있다.
파티클 이탈 방지부(150)는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 띠 형상으로 마련되어 전술한 결합 부분의 둘레 방향을 따라 결합된다. 전술한 바와 같이, 결합부재(140)가 굽힘이 상대적으로 적게 발생되는 부분에 결합되기 때문에 파티클이 발생되는 것을 종래보다 감소시킬 수 있는데, 본 실시 예에서는 파티클 이탈방지부(150)를 더 구비함으로써 파티클이 발생되더라도 파티클 이탈방지부(150)에 의해 파티클은 외부로 이탈되는 것이 억제되어 공정 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
이러한 파티클 이탈방지부(150)는, 절연 물질인 테프론(Teflon) 및 폴리카보네이트(PC, Polycabornate) 중 어느 하나의 재질로 마련된다. 특히, 테프론은 화학적으로 비활성이고, 열에 강하며, 우수한 절연 안정성을 가지고 있기 때문에 파티클 이탈방지부(150)로 사용되기에 적합하다. 이러한 파티클 이탈방지부(150)는 전술한 결합 부분들 사이에 본딩 결합되거나, 스크루 결합될 수 있을 것이다.
오링(O-ring)은, 상부벽(115)과 단위 측벽부(130a) 사이, 구획벽(120)과 단위 측벽부(130a) 사이, 하부벽(116)과 단위 측벽부(130a) 사이에 발생될 수 있는 미세한 공간으로 외부의 공기가 침투하는 것을 방지하는 역할을 한다. 이러한 오링 은, 각 벽들의 접면 영역의 둘레 방향을 따라 개재될 수 있다.
한편, 본 실시 예의 구획벽(120)은, 소정의 강도를 유지하기 위해 각 내부 수용공간(110s)을 향하여 돌출된 돌출부(125)를 갖는다. 이러한 돌출부(125)에 의해, 구획벽(120)을 사이에 두고 그 상하부에 위치한 내부 수용공간(110s)의 압력 차이로 인해 일방향으로 하중이 작용하게 되더라도, 구획벽(120)이 휘는 것을 최소로 저지할 수 있다. 아울러, 이러한 구획벽(120)의 구조에 의해, 결합부재(140)가 결합되는 구획벽(120)의 외측 영역의 굽힘은 더 줄어들게 되고, 따라서 파티클이 발생되는 것을 보다 신뢰성 있게 저지할 수 있다.
이 때, 돌출부(125)의 폭 길이는 내부 수용공간(110s)의 폭 길이보다 약간 작게 형성된다. 즉, 돌출부(125)의 측면과 단위 측벽부(130a)의 내측면 사이에는 이격 공간(G, 도 6 참조)이 형성되어 있다. 이에 따라, 구획벽(120)을 사이에 두고 그 상부에 있는 내부 수용공간(110s)으로부터 구획벽(120)을 향하여 대기압에 해당하는 분포하중이 작용하고, 이 분포하중에 의해 구획벽(120)이 하방으로 처지는 경우가 발생하더라도 돌출부(125)의 측면과 단위 측벽부(130a)의 내측벽 사이에 형성된 이격 공간(G)에 의해 돌출부의 측면과 단위 측벽부(130a)의 내측면이 상호간 접촉되는 것을 저지할 수 있으며, 이로 인해 파티클이 발생되는 것을 저지할 수 있다.
이하에서는, 이러한 구성을 갖는 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버(100)의 작동 방법에 대해 설명하기로 한다.
가령, 하나의 기판(G)이 외부로부터 챔버 바디(110)의 제일 상부의 내부 수 용공간(110s)에 인입되고, 이와 실질적으로 동시에 프로세스 챔버(200)로부터 소정의 공정이 완료된 기판(G)이 챔버 바디(110)의 중간에 위치한 내부 수용공간(110s)으로 인입되어 보관되는 경우에 대해 설명하기로 한다.
그러면, 상부의 내부 수용공간(110s)은 프로세스 챔버(200)와 실질적으로 동일한 진공 상태를 유지하게 되고, 중간의 내부 수용공간(110s)은 외부의 환경과 실질적으로 동일한 대기압 상태를 유지하기 때문에 중간의 내부 수용공간(110s)으로부터 상부의 내부 수용공간(110s)으로의 분포하중이 발생된다. 이로 인해, 구획벽(120)은 미세하지만 일측으로 굽힘이 발생될 수 있다. 이러한 과정이 계속적으로 반복되는 과정에서 구획벽(120)의 굽힘은 상하로 이루어지게 되고, 이러한 구획벽(120)의 굽힘은 단위 측벽부(130a)에 영향을 미칠 뿐만 아니라 구획벽(120)과 단위 측벽부(130a) 간을 결합시키는 결합부재(140)에 영향을 미치게 된다.
이러한 원인에 의해 종래의 로드락 챔버(10, 도 3 참조)는, 챔버 바디(11)의 외벽에 결합되는 브라켓 결합부재(17)와 챔버 바디(11)의 결합 부분에 각 벽들의 굽힘에 기인한 파티클이 발생하게 되고 이로 인해 클린룸을 오염시켰던 것이다.
그런데, 본 실시 예의 결합부재(140)는, 챔버 바디(110)의 외벽에 노출되게 결합되는 것이 아니라, 굽힘이 제일 작게 발생되는 구획벽(120)의 외측 영역을 관통한 후 그에 인접한 단위 측벽부(130a)와 결합되는 것이기 때문에 파티클의 발생량을 현저히 감소시킬 수 있다.
또한, 본 실시 예에서는, 띠 형상의 파티클 이탈방지부(150)가 구획벽(120)과 단위 측벽부(130a)가 결합되는 부분, 하부벽(116)과 단위 측벽부(130a)가 결합 되는 부분, 상부벽(115)과 단위 측벽부(130a)가 결합되는 부분에 마련되어 혹시 발생될 수 있는 파티클이 외부로 이탈되는 것을 저지할 수 있으며, 이로 인해 공정 상의 에러를 감소시킬 수 있다.
이와 같이, 본 실시 예에 의하면, 챔버 바디(110)를 구성하는 각 벽들을 견고히 결합시키면서도 내부 수용공간(110s)의 압력 차이로 인해 발생되는 각 벽들의 굽힘에 영향을 거의 받지 않는 결합 구조를 가짐으로써, 각 벽들을 결합시키는 결합 부분에서의 파티클(Particle) 양을 종래에 비해 현저히 감소시킬 수 있으며, 이로 인해 작업 공간의 환경을 청정하게 유지시킬 수 있는 효과가 있다.
전술한 실시 예에서는, 챔버 바디가 다수의 내부 수용공간으로 구획되기 위해 각 단위 측벽부 사이에 일체로 된 구획벽이 마련된다고 상술하였으나, 구획벽은 상하로 적층되는 상벽 및 하벽으로 별도로 제작되어 각 단위 측벽부에 결합 상태를 유지할 수도 있을 것이다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예는 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
도 1은 종래의 일 실시 예에 따른 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버의 개략적인 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 로드락 챔버의 외관 일부분을 도시한 부분 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 화학 기상 증착 장치의 개략적 구성을 나타내는 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 로드락 챔버의 사시도이다.
도 5는 도 4의 부분 확대 사시도이다.
도 6은 구획벽에 대한 측부벽의 결합 상태를 설명하기 위한 도 4의 수직 단 면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 로드락 챔버 110 : 챔버 바디
115 : 상부벽 116 : 하부벽
120 : 인입공간 121s: 인입공간
130 : 측부벽 130a: 단위 측벽부
140 : 결합부재 150 : 파티클 이탈방지부
200 : 프로세스 챔버 300 : 트랜스퍼 챔버

Claims (11)

  1. 상부벽과, 하부벽과, 상기 상부벽과 상기 하부벽 사이에서 상기 상부벽 및 상기 하부벽과 실질적으로 나란하게 배치되는 적어도 하나의 구획벽과, 상기 상부벽, 상기 하부벽 및 상기 구획벽과 교차되게 배치되는 측부벽을 구비하며, 내부에 기판을 수용하는 복수의 내부 수용공간을 형성하는 챔버 바디;
    상기 측부벽의 벽체 내에서 상기 구획벽과 상기 측부벽 간을 결합시키는 적어도 하나의 결합부재; 및
    상기 상부벽과 상기 측부벽이 결합되는 결합 부분, 상기 하부벽과 상기 측부벽이 결합되는 결합 부분 및 상기 측부벽과 상기 구획벽이 결합되는 결합 부분 중 적어도 어느 하나에는, 상기 상부벽, 상기 하부벽 및 상기 구획벽의 굽힘에 의해 발생되는 파티클이 외부로 이탈되는 것을 방지하기 위한 파티클 이탈방지부가 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 결합부재는 상기 구획벽의 판면에 대해 가로 방향을 따라 삽입되어 상기 측부벽에 체결되는 스크루이며,
    상기 측부벽에는 상기 스크루의 체결을 위한 인입 공간이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 인입 공간은 상기 측부벽의 외면에서 상기 내부 수용공간을 향해 함몰 형성된 함몰부에 의해 마련되는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 측부벽은 상기 구획벽을 기준으로 상하로 배치되는 복수의 단위 측벽부를 포함하며,
    상기 함몰부는 상기 구획벽에 인접한 상기 단위 측벽부의 모서리 영역에 단 가공 처리되어 마련되는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 구획벽에는 상기 내부 수용공간 방향으로 돌출 형성된 돌출부가 마련되며,
    상기 돌출부의 측면과 상기 단위 측벽부의 내측면 사이에는 이격 공간이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 스크루는,
    상기 구획벽에 배치되는 머리부; 및
    상기 구획벽과 측부벽에 삽입되는 축부를 포함하며,
    상기 구획벽에는 상기 머리부가 상기 구획벽의 표면으로 노출되지 않도록 상기 머리부를 수용하는 수용홈부가 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 파티클 이탈방지부는, 띠 형상으로 마련되어 상기 결합 부분들의 둘레 방향을 따라 결합되며,
    상기 파티클 이탈방지부는, 절연 물질인 테프론(Teflon) 및 폴리카보네이트(PC, Polycabornate) 중 어느 하나의 재질로 마련되는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 측부벽의 관통된 벽체 내에는 상기 챔버 바디의 내부를 확인할 수 있는 내부 확인창이 설치되며,
    상기 관통된 벽체의 상단부 및 하단부 중 적어도 어느 일 영역에는, 상기 측부벽과 상기 구획벽 간을 상기 결합부재에 의해 결합시키기 위한 체결공이 관통 형 성되어 있는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 상부벽 및 상기 측부벽 사이, 상기 하부벽 및 측부벽 사이, 상기 측부벽 및 상기 구획벽 사이 중 적어도 어느 하나에는, 오링(O-ring)이 더 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 로드락 챔버는, 평면 디스플레이 제조용 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버인 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버.
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