KR100978698B1

KR100978698B1 - 프로세스 챔버, 인라인 코팅 장치 및 기판 처리 방법

Info

Publication number: KR100978698B1
Application number: KR1020080008218A
Authority: KR
Inventors: 유르겐 헨리히; 미하엘 섀퍼; 에드가 하베콘
Original assignee: 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2008-01-25
Publication date: 2010-08-30
Also published as: ES2345121T3; TW200837810A; EP1953259B1; US20080184933A1; ATE466118T1; CN101298669A; KR20080072538A; CN101298669B; US7837796B2; JP2008208455A; EP1953259A1; DE602007006147D1

Abstract

기판(5a, 5b)의 플라즈마 화학 기상 증착(PECVD) 코팅을 위한 프로세스 챔버(1)는, 용기(2)에 견고히 접속되어 있는 컨택트 프레임(11a, 11b) 내에 집적된 전극(12a, 12b)을 포함한다. 프로세스 챔버(1) 내의 이동가능 캐리어(4a, 4b)는 적어도 하나의 기판(5a, 5b)을 전달한다. 캐리어는, 구동 롤러 포지셔너(6a, 6b)에 의해 이동에 의해 규정되는 이송 경로를 따라 프로세스 챔버(1) 내로 또는 프로세스 챔버(1)로부터 이송된다. 캐리어(4a, 4b)가 용기 내의 소정의 위치에 도달하자마자, 하부 롤러 포지셔너(6a, 6b)는, 리프트 장치(8a, 8b)의 하강에 의해 캐리어(4a, 4b)로부터 결합 해제된다. 이러한 점에서, 캐리어는 상부 롤러 포지셔너(7a, 7b)로부터 자신을 분리한다. 이후, 캐리어는 이송 장치(도시하지 않음)에 의해 수용되고 이송 위치로부터 컨택트 프레임(11a, 11b)에 접하는 처리 위치 내로 횡 방향으로 전달된다. 이러한 방식으로, 캐리어(4a, 4b) 내에 제공되는 전극(12a, 12b) 및 대향 전극 사이에 신뢰성있는 컨택트를 형성한다. 동시에, 다른 캐리어(4a, 4b)들은, 캐리어(4a, 4b)의 코팅 동안, 컨택트 프레임(11a, 11b)이 이송 경로로부터 횡 방향으로 충분히 멀리 분리되어 있는 한, 이 이송 경로를 지나서 이동할 수 있다.

프로세스 챔버, 이동가능 캐리어, 롤러 포지셔너, 컨택트 프레임

Description

프로세스 챔버, 인라인 코팅 장치 및 기판 처리 방법{PROCESS CHAMBER, INLINE COATING INSTALLATION AND METHOD FOR TREATING A SUBSTRATE}

본 발명은 기판 처리를 위한 프로세스 챔버에 관한 것으로서, 특히, 플라즈마 향상 화학 기상 증착법(PECVD)에 의한 기판 코팅을 위한 프로세스 챔버에 관한 것으로서, 용기(recipient)와, 기판 처리를 위한 반응 조건들을 발생시키기 위한 처리 툴(tool)들과, 적어도 하나의 기판을 전하는, 용기 내의 적어도 하나의 이동가능 캐리어와, 캐리어를 캐리어의 이동에 의해 규정되는 이송 경로를 따라 용기 내부로 또는 용기로부터 이송하기 위한 이송 장치를 포함하고, 여기서, 이송 장치는 이송 경로를 따라 적어도 하나의 캐리어를 유도하기 위한 적어도 하나의 유도 장치를 구비한다. 또한, 본 발명은 인라인 코팅 장치에 관한 것으로서, 특히, 인라인 PECVD 코팅 장치 뿐만 아니라, 캐리어에 배치된 기판의 처리 방법, 특히, PECVD법에 의한 코팅 방법에 관한 것이다.

기판 코팅을 위한 다양한 방법들이 알려져 있다. 예를 들어 광전 셀의 제조를 위해 이용되는, 이러한 방법들 중 하나의 방법이 PECVD법이다. PECVD 코팅이라는 점에서 서로 다른 층들은 일반적으로 클러스터 장치 내에 피착된다.

클러스터 PECVD 장치의 경우에, 특히, 코팅 챔버 내에 제공되는 기판 캐리어 및 전극이나 전극 접속부 사이의 컨택팅(contacting) 및 이송에는 문제가 있고 처리량에 한계가 있음이 입증되었다. 열화 컨택팅의 흔한 원인은 고 프로세스 온도(high process temperature)로 인한 기판 캐리어의 열 팽창이다.

이것은, 복잡한 이송 및 컨택팅 측정으로 인해, 반응 챔버에 비교적 복잡한 구조, 고 유지보수 비용, 처리량의 저하를 야기한다. 또한, 컨택팅 동안의 에러로 인해 부적합한 코팅 결과 및 장치 사용불능이 발생할 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 목적은, 반응 챔버 내에서 기판 캐리어와의 견고하고도 신뢰성있는 컨택팅 뿐만 아니라 간단한 이송을 각각 보장하는, 코팅 챔버, 코팅 장치, 방법을 제안하는 것이다.

이 목적은, 청구항 제1항에 따른 프로세스 챔버, 청구항 제16항에 따른 인라인 코팅 장치, 청구항 제18항에 따른 방법을 제공함으로써, 달성된다.

본 발명에 따른, 기판 처리를 위한, 특히, PECVD법에 의한 기판 코팅을 위한 프로세스 챔버(반응 챔버)는, 용기와, 기판 처리를 위한 반응 조건들을 발생시키기 위한 처리 툴들과, 적어도 하나의 기판을 전하는, 용기 내의 적어도 하나의 이동가능 캐리어와, 캐리어의 이동에 의해 규정되는 이송 경로를 따라 캐리어를 용기 내부로 또는 용기로부터 이송하기 위한 이송 장치를 포함하고, 여기서 이송 장치는 이송 경로를 따라 적어도 하나의 캐리어를 유도하기 위한 적어도 하나의 유도 장치를 구비한다. 게다가, 프로세스 챔버는, 프로세스 챔버 내에서 이송 위치에 있는 캐리어를 유도 장치로부터 결합 해제하기 위한 수단과, 캐리어를 유도 장치로부터 수용하기 위한 수단을 포함하고, 여기서 수용 수단은, 캐리어를 이송 위치로부터 이 이송 위치를 횡단하는 처리 위치로 전달하기 위한 전달 장치를 포함한다.

프로세스 챔버는 특히 정지 PECVD 코팅 프로세스에서 이용된다. 캐리어는, 예를 들어, 기판이 고착되는 프레임을 포함한다. 전달 장치는, 캐리어를 수용하 고, 이 캐리어를 유도 장치로부터 결합 해제한 후, 횡단 방향으로, 즉, 이송 경로로부터 횡 방향으로 이동시킨다. 일반적으로, 본 발명의 기본 사상은, 이송과 유도의 둘 다, 및 이송과 컨택팅의 둘 다를 각각 기능적으로 분리시키는 것이다.

특히, 프로세스 챔버는, 캐리어에 배치된 기판이 이송 장치에 의해 이송 경로를 따라 본질적으로 수직으로 이송될 수 있도록, 형성된다.

바람직하게, 전달 방향은, 캐리어의 처리 위치에서의 기판 정렬이 본질적으로 캐리어의 이송 위치에서의 기판 정렬에 평행하도록, 본질적으로 이송 경로나 이송 방향에 수직한다.

특히, 프로세스 챔버는 용기 내에 또는 용기에 배치된 컨택트 프레임을 포함하고, 이 컨택트 프레임의 목적은 컨택트 프레임에서 처리 위치에 있는 캐리어를 컨택팅하고 정렬하는 것이다. 따라서, 처리 위치에서, 캐리어는 이송 경로(이송 트랙, 이송 방향)로부터 횡 방향으로 오프셋되고, 이에 따라 처리 위치에서 컨택트 프레임과 접하게 된다.

컨택트 프레임과 가능한 견고하게 접하기 위해, 캐리어는 초기에 위치 결정 장치에 의해 컨택트 프레임 앞에 대략적으로 위치해 있을 수 있다. 미세 위치 결정을 위해, 지지 돌출부(holding lug)가 있는 중심 맞춤 심봉(centering mandrel)은 캐리어의 하부에 제공된 대응 중심 맞춤 보어홀(centring borehole) 내로 횡단할 수 있다. 이러한 방식으로, 처리 프로세스를 문제 없이 달성할 수 있도록, 캐리어가 컨택트 프레임에 비교적 정밀하게 접근하게 되고, 컨택트 프레임에 배치된 전극과 캐리어 내에 제공된 대향 전극 사이의 컨택트가 견고하게 된다.

처리 툴들은 특히 코팅 툴들이며, 적어도 하나의 전극을 포함한다. 처리 위치에서, 이 전극은 캐리어에 제공된 대향 전극에 접하게 된다.

추가 코팅 툴들은, 기판 처리를 위해 플라즈마를 발생시키도록, 예를 들어, 가스 입구, 가스 출구, 캐리어에 제공된 대향 전극, 전력을 대향 전극에 공급하여 반응 조건들을 발생시키는 전력 피드(feed) 등의 형태로 제공될 수 있다.

특히, 전극은 컨택트 프레임에 배치된다. 이러한 방식으로, 캐리어와 기판의 열 팽창 동안 캐리어에 제공된 대향 컨택트들이 컨택트 프레임에서의 대응하는 대향 컨택트들과 접하는 것도 보장하도록, 컨택트 프레임에 대향하여 정렬된 캐리어가 견고하게 위치하는 것을 보장한다.

바람직하게, 처리 위치에서, 컨택트 프레임은 캐리어에 배열된 대응하는 대향 컨택트들과의 접속하기 위한 컨택트들을 구비한다. 캐리어는, 캐리어의 배면 전극과 컨택트 프레임의 전극 사이에 컨택트가 확립될 수 있도록, 예를 들어, 전극의 컨택트 프레임에 의지하는 지지 아암(support arm)을 통해 당겨질 수 있다. 캐리어에는, 컨택트 프레임의 접합 부분에서 탄성 컨택트가 설치될 수 있다. 따라서, 본 발명은, 캐리어가 상승된 동작 온도 및 관련된 열 팽창을 갖더라도, 인라인 코팅 장치에서 캐리어의 컨택팅 뿐만 아니라 신뢰성있고 재생가능한 캐리어 이송을 보장한다.

이송 장치는, 특히, 적어도 하나의 드라이브, 및 이송 경로를 따라 캐리어를 이송하기 위한 구동력을 전달하기 위한 수단을 구비한다.

바람직한 일실시예에서, 구동력을 전달하기 위한 수단은 적어도 제1 롤러 포 지셔너를 구비하며, 이송 위치에 있는 이 포지셔너는 캐리어와 동작가능하게 접속된다. 이송 장치와의 동작가능 접속은, 예를 들어, 제1 하부 롤러 포지셔너의 롤(roll)들과 캐리어의 하부 유도 레일의 마찰 체결일 수 있다. 또한, 예를 들어, 캐리어를 이송 동안 수직 배치시키는 비구동(non-driven) 제2 상부 롤러 포지셔너를 제공할 수 있다. 용기 외부에 제공된 드라이브로부터 롤들로의 구동력 전달은 용기 내로의 진공 스루 가이드(vacuum through-guide)를 통해 효력이 나타날 수 있다. 롤러 포지셔너는, 추후에 캐리어로부터 결합 해제될 수 있도록, 자기 결합에 의해 드라이브에 분리가능하게 접속될 수 있다.

특히, 유도 장치는 적어도 하나의 롤러 포지셔너를 구비한다. 하부 롤러 포지셔너 및/또는 상부 롤러 포지셔너는 단지 유도 소자로서 또는 유도 및 구동 소자로서 형성될 수 있다. 캐리어는 대응하는 상부 유도 레일 및 하부 유도 레일을 구비하며, 이 레일들은 이송 위치에서 롤러 포지셔너들과 체결된다. 코팅 장치의 하나의 모듈로부터 다른 하나의 모듈로 캐리어를 이송하는 것은 이송 위치에서 발생한다. 롤러 포지셔너들은, 특히, 캐리어의 상부 유도 롤들은, 가열에 의해 캐리어가 팽창될 수 있고 수직 팽창 변화에 적응할 수 있도록, 형성될 수 있다.

바람직하게, 수단은, 캐리어를 유도 장치로부터 결합 해제하기 위한 적어도 하나의 리프트 장치를 포함한다. 본 발명에 따르면, 수직으로 정렬된 캐리어가 이송 위치나 전달 위치로부터 처리 위치로의 전이 동안 수평으로 전달되어야 하기 때문에, 이송 위치로부터 전달 위치로의 전이 동안 유도 장치로부터 능동적인 결합 해제가 발생해야 한다. 이것은 롤러 컨베이어를 위한 리프트 장치에 의해 효력이 나타날 수 있다. 하부 롤러 컨베이어는, 지지 아암에 의해 미리 지지되어 있는 캐리어가 하부 롤러 컨베이어로부터 체결 해제되도록, 하향 횡단된다. 상부 롤러 컨베이어로부터의 결합 해제는, 상부 롤러 컨베이어의 상향 스트로크에 의해, 또는 바람직하게 수용 장치에 의한 수용 전에 캐리어를 하강시킴으로써, 효력이 나타날 수 있다. 리프트 드라이브의 후보로는, 예를 들어, 스핀들 트랜스미션을 갖춘 전기 모터 또는 공기압 실린더가 있다.

따라서, 리프트 장치는, 특히 유도 장치의 적어도 일부분을 하강시키고 그리고/또는 승강시키도록, 그리고/또는 캐리어를 하강시키거나 승강시키도록, 그리고/또는 캐리어를 유도 장치로부터 결합 해제하거나 유도 장치에 결합하도록, 형성된다. 스트로크는, 예를 들어, 이송 방향에 수직으로 그리고/또는 전달 방향에 수직으로 발생하며, 이에 따라, 일반적이며 본질적으로 하부 유도 장치를 하강시키기 위해 수직 하향으로 발생하고 (예를 들어, 코팅 후 캐리어를 코팅 스테이션으로부터 멀어지게 이송하기 전에) 캐리어를 결합하기 위해 수직 상향으로 발생한다. 캐리어는, 결합 해제 동안 이송 장치와의 동작가능 접속으로부터 체결 해제되고, 결합 동안 동작가능 접속을 확립한다.

수용 수단은, 바람직하게 적어도 하나의 프레임, 및/또는 프레임이나 지지 아암을 이동시키기 위한 기동 장치를 갖는 지지 아암을 포함한다. 프레임 및/또는 지지 아암은, 기동 장치(드라이브)에 의해, 적어도 전달 위치와 처리 위치 사이의 전달 방향으로 캐리어를 이동시킬 수 있다.

수용 수단은, 특히 캐리어에 형성된 대응 장치들과 체결하기 위한 체결 수단 을 구비한다. 이 체결 수단은, 예를 들어, 적어도 하나의 픽업 포크(pick-up fork), 특히, 여러 개의 픽업 포크일 수 있으며, 이 픽업 포크는 지지 아암에 접속된다.

수용 수단에 의해 캐리어를 수용하기 위해, 예를 들어, 수직으로 정렬된 캐리어의 측면들의 우측 및 좌측의 여러 지점들에서 체결되는 2개의 지지 아암을 제공할 수 있다. 따라서, 픽업 포크는 캐리어의 측면 리세스 내로 횡단될 수 있다. 롤러 포지셔너를 하강시킴으로써, 캐리어도 마찬가지로 하강되어 픽업 포크 내로 전달된다.

하부 롤러 포지셔너의 스트로크는, 캐리어가 상부 유도와 접하지 않고 (전달 장치에 의해 수용되는 동안) 이에 후속하여 하부 롤러 포지셔너가 캐리어의 하부 유도 레일을 풀도록, 선택된다. 캐리어 리세스들의 위치 및 포크들의 위치들은, 캐리어가 컨택트 프레임에 접근할 때 기판 중심 및 전극 중심이 동일한 높이에 있도록 선택된다. 이러한 방식으로, 기판이 온도 변동에 상관없이 전극에 대하여 항상 유사하게 위치해 있는 것을 보장한다.

지지 아암 기동 장치에 의한 지지 아암의 기동으로 인해, 캐리어의 배면 전극과 전극 사이에 컨택트가 확립될 수 있도록 그 전극이 배치되어 있는 컨택트 프레임에 의지하여 캐리어가 당겨지게 된다.

컨택트를 위치시키기 위해, 캐리어가 중심 맞춤 심봉의 지지 돌출부를 통해 컨택트 프레임으로 더 당겨지도록, 프로세스 챔버에 배치된 중심 맞춤 심봉을 조일 수 있다. 캐리어의 위쪽에는, 추가 가압을 위해 회전 장치를 이용하는 잠금 볼트 가 제공될 수 있고, 이 잠금 볼트는 하강 위치에서 캐리어에 배치된 개구부 내로 횡단하고, 조여지는 동안 90도 회전한다.

코팅 프로세스가 완료된 후, 캐리어는 컨택트 프레임으로부터 역의 순서로 분리되어 이송 위치로 복귀하게 된다. 이송 장치에 결합된 후, 다음 코팅 모듈로의 이송이 발생한다.

당연히 본 발명이 여러 코팅 스테이션들이 직렬로 배치된 인라인 코팅 장치에 특히 적합하다는 것은 명백하다.

특정한 일실시예에서, 기동 장치는, 전달 장치에 결합된 캐리어의 이동 및 기동을 통해, 다른 캐리어들의 이송을 위해 이송 경로가 비워지도록 형성된다. 예를 들어, 지지 아암은 스트로크 연장부와 함께 형성될 수 있다. 따라서, 기판에 대한 정지 코팅 프로세스 동안, 서로 다른 캐리어들은 점유된 코팅 스테이션을 지나칠 수 있고 처리 위치에 있는 캐리어를 추월할 수 있다. 따라서, 모든 코팅 스테이션들에 의한 순차적인 접근을 피하게 된다. 그 결과, 그 장치의 순환 시간에 따라, 이러한 방식으로 이송/컨택팅 시간에 대한 증착 시간의 비가 상당히 개선되고 그 장치의 처리량이 증가된다.

컨택팅으로부터 캐리어들의 이송 및 유도를 기능적으로 분리함으로써, 전극에 대한 (대향 전극을 포함하는) 캐리어의 저 변형 가압을 위한 설계 범위가 증가된다. 또한, 컨택팅으로부터 이송의 기능적 분리는, 다른 캐리어들이 코팅 모듈을 지나칠 수 있도록, 기판 코팅 동안 롤러 포지셔너 및 유도 레일이 풀리는 것을 보장한다. 이것은 인라인 PECVD 장치에 있어서 특히 유익하다.

또한, 본 발명의 목적은, 인라인 코팅 장치, 특히, 전술한 바와 같이 적어도 하나의 프로세스 챔버를 포함하는 인라인 PECVD 코팅 장치를 제공함으로써 달성된다.

특히, 본 발명에 따른 프로세스 챔버들 중 2개 이상은 직렬로 배치될 수 있다. 프로세스 챔버들 사이의 이송 경로는 이송 방향을 결정한다.

종래의 클러스터 PECVD 장치에 비교하여 PECVD법에 의한 인라인 코팅 장치를 이용하는 주요 이점은, 이 인라인 장치의 생산성이 상당히 높다는 것이다. 동일한 생산성이라면, 인라인 장치를 이용함으로써 공간 요구 사항을 줄일 수 있다.

본 발명에서 제공된 바와 같이 캐리어들 사이의 추월 프로시저들이 용이해짐에 따라, 인라인 코팅 장치의 동작 동안의 유연성이 증가될 수 있고 이에 따라 처리량이 증가될 수 있다.

또한, 본 발명의 목적은, 캐리어에 배치된 기판의 처리 방법, 특히, PECVD법에 의한 코팅 방법에 의해 달성되며, 이 방법은, a) 프로세스 챔버의 내부로의, 특히, 전술한 바와 같은 프로세스 챔버의 내부로의 제1 이송 경로를 따라, 적어도 하나의 기판이 로딩된 캐리어를, 이송 및 유도 장치에 의해 이송 위치 내로 이송하는 단계와, b) 수용 장치를 기동시키는 단계와, c) 수용 장치에 의한 캐리어의 수용을 위해 그리고 이송 및 유도 장치로부터의 캐리어의 결합 해제를 위해 체결을 생성하는 결합 해제 장치를 기동시키는 단계와, d) 이송 경로에 대하여, 캐리어를, 이송 경로부터 횡 방향으로 배치된 컨택트 프레임으로 횡 방향으로 이동시키는 수용 장치를 기동시키는 단계와, e) 처리 프로세스를 개시하는 단계를 포함하고, 이 컨택 트 프레임은, 캐리어를 컨택트 프레임과 접하게 하고 캐리어에 형성된 컨택트들 및 컨택트 프레임에 대응하여 형성된 컨택트들 사이에 컨택트를 생성하도록 기능하는 것이다.

특히, 기판은 이러한 방법의 실행 동안 본질적으로 수직 정렬된다. 기판은, 일반적으로 평평한 소자이고, 많은 경우에 대면적이며, 평면이고, 직사각형의 소자이다. 정확하게는, 이러한 기판은 공간 상의 이유로 그리고 기판 핸들링 상의 이유로 코팅 장치를 통한 수직 이송에 적합하다.

특히, c) 단계에서 결합 해제 장치의 기동은 롤러 포지셔너의 하강에 의해 효력이 나탄다.

특히, d) 단계에서 컨택트 위치에 도달한 후, 캐리어는, 다른 캐리어들이 지나갈 수 있게 이송 경로가 비워지도록, 횡 방향으로 오프셋된다.

특정한 일실시예에서, 이 방법은 직렬로 배치된 여러 프로세스 챔버들 내에서 반복된다.

본 발명의 추가 목적들 및 이점들은 특정 실시예의 다음에 따르는 설명으로부터 알 수 있다.

본 발명에 의하면, 반응 챔버, 예를 들어, 인라인 코팅 장치를 이용함으로써, 장치의 순환 시간에 따라, 이송/컨택팅 시간 대 증착 시간의 비가 상당히 개선되는 방식으로 처리량이 증가된다.

도 1은 PECVD 코팅을 수행하기 위한 프로세스 또는 반응 챔버(1)의 단면도를 도시한다.

반응 챔버(1)는, 용기(2) 내부로의 액세스가 용이하도록 적어도 하나의 도어(door; 3)를 갖는 용기(2)를 포함한다. 반응 챔버(1)는 이 경우 2개 기판의 코팅을 위한 이중 챔버로서 설계된다. 그러나, 본 발명에서는, 이것은 반드시 필요하진 않다.

용기(2)내에는, 2개의 캐리어(4a, 4b)가 배치되며, 여기서 참조 번호 4a로 우측에 도시된 제1 캐리어는 이송 위치에 있는 반면, 참조 번호 4b로 좌측에 도시된 제2 캐리어는 컨택트 위치 및/또는 처리 위치에 있다. 제1 캐리어(4a)는 제1 기판(5a)을 전달하고, 제2 캐리어(4b)는 제2 기판(5b)을 전달한다.

기판(5a, 5b)의 정지 코팅을 위한 인라인 PECVD 코팅 장치의 일부인 반응 챔버(1)는, 기판(5a, 5b)이 로딩된 캐리어(4a 또는 4b)를, 용기(2) 내부로 이송하고 서로 다른 용기(2)들, 모듈들, 챔버들, 코팅 스테이션들 등 사이에 이송하는 이송 장치를 구비한다. 본 실시예의 이송 장치는 하부 롤러 포지셔너(6a, 6b)들을 포함하며, 이 포지셔너들의 롤(roll)들은 이송 위치에 배치된 제1 캐리어(4a)를 이송하도록 드라이브(21; 도 3 참조)에 의해 구동될 수 있다. 제1 하부 롤러 포지셔너(6a)는 한편으로는 동작하기 시작하여 제1 캐리어(4a)를 도면에 수직하는 방향으로 이송할 수 있으며, 다른 한편으로는 제1 캐리어(4a)를 위한 하부 가이드웨이(guideway)로서 기능하고 이 캐리어의 이송 경로를 규정한다. 이를 위해, 제1 캐리어(4a)의 하부 유도 레일(14a)은 롤러 포지셔너(6a)와 체결된다.

이외에도, 유도 롤들을 갖는 상부 가이드웨이(7a, 7b)들도 제공되며, 여기서 이송 위치에 배치된 제1 캐리어(4a)는 제1 상부 가이드웨이(7a)에 의해 유도된다. 제1 캐리어(4a)의 상부 유도 레일(13a)은 제1 상부 가이드웨이(7a)의 유도 롤들과 체결된다. 상부 가이드웨이(7a)는, 온도 변화로 인해 야기된 캐리어(4a, 4b)의 선형 팽창 변화에 적응할 수 있도록 형성된다.

가이드웨이 및 이송 장치(7a, 7a)에 대한 캐리어(4a 또는 4b)의 결합 및 결합 해제를 위해, 롤러 포지셔너(6a, 6b)들은 리프트 장치(8a, 8b)들을 각각 구비한다. 우측에 도시된 제1 캐리어(4a)의 이송 위치에서, 리프트 장치(8a)는, 상부 위치에 있는 제1 롤러 포지셔너(6a)가 제1 캐리어(4a)의 하부 유도 레일(14a)과 체결되도록 연장된다. 자기 결합(9a 또는 9b)을 통해, 제1 하부 롤러 포지셔너(6a) 또는 제2 하부 롤러 포지셔너가 캡스턴(capstan)에 자기 결합된다. 드라이브(도시하지 않음)는, 본 실시예에서 용기(2) 외부에 배치되며, 진공 스루피드(through-feed; 10) 및 결합된 자기 클러치(9a)를 통해 제1 하부 롤러 포지셔너(6a)의 롤들에 구동력을 전달한다.

또한, 용기(2) 내에는, 컨택트 프레임(11a, 11b)들이 견고하게, 즉, 프로세스 챔버 내부에서 이동하지 않게, 예를 들어 용기에 부착된다. 컨택트 프레임(11a, 11b)들은 캐리어(4a, 4b)들에 가깝게 구동되고 나중에는 이 캐리어들과 접하게 된다. 컨택트 프레임(11a, 11b)들은 적어도 하나의 전극(12a, 12b)을 각각 구비한다. 제1 컨택트 프레임(11a)의 제1 전극(12a)은 제1 캐리어(4a)와 접하지 않으며, 그 이유는 제1 캐리어(4a)가 이송 위치에 있기 때문이다. 제2 캐리어(4b) 는, 반대로, 컨택트 위치 또는 처리 위치에 있으며, 제2 컨택트 프레임(11b)에 얹혀 있고, 즉, 이 제2 컨택트 프레임에 대하여 가압되며, 제2 전극(12b)을 캐리어(4b)에 제공된 대응하는 대향 전극과 접하게 한다.

이송 위치, 이송 장치로부터 결합 해제된 위치 (결합 해제 위치), 캐리어(4a, 4b)의 컨택트 위치나 처리 위치, 및 이에 따른 기판(5a, 5b)의 위치 사이의 전달은, 특별히 형성된 전달/수용 장치(도 1에 도시하지 않음)에 의해 효력이 나타난다. 이송 장치로부터 캐리어를 수용하는 수단들은 도 2 및 도 3을 참조하여 더 상세히 설명한다. 이 수단들은 캐리어(4a)를 도 1의 우측에 도시된 이송 위치로부터 도 1의 좌측에 도시된 컨택트 위치로 전달한다.

도 2는 본 발명에 따른 반응 챔버의 필수 부분들의 3차원 도면으로서, 특히, 전달/수용 장치(15a, 16a, 15b, 16b)들도 도시하고 있다.

도 1에서와 같이, 2개의 캐리어(4a, 4b)가 도시되어 있으며, 제1 캐리어(4a)는 이송 위치에 있고, 제2 캐리어(4b)는 전달 위치(결합 해제 위치)에 있다.

이송 위치에서, 하부 롤러 포지셔너(6a)를 위한 리프트 장치(8a)는, 상부 유도 레일(13a)과 하부 유도 레일(14a)을 갖는 제1 캐리어(4a)가 코팅 장치의 이송 및 유도 장치의 대응하는 상부 유도 롤과 하부 유도 롤 또는 캡스턴(7a, 6a)에 체결되도록, 연장되어 있다. 처리 장치의 모듈들 사이의 이송 경로를 따른 이송은, 하부 롤러 포지셔너(6a)의 롤들의 구동 및 마찰에 의한 캐리어(4a)로의 힘 전달에 의해 발생한다.

제1 캐리어(4a)를 위한 전달/수용 장치(15a, 16a)는 이송 위치에서 제1 캐리 어(4a)와 체결되어 있지 않다. 전달/수용 장치(15a, 16a)는 픽업 포크(16a)들이 배치되어 있는 제1 지지 아암(15a)을 갖는다. 이러한 픽업 포크(16a)들은 대응하여 형성된 캐리어 리세스(17a)들에 체결될 수 있고, 이에 따라 캐리어(4a)를 수용할 수 있으며 제1 캐리어(4a)가 대략적으로 자리를 잡자마자 이 캐리어를 이송 위치로부터 추가 위치로, 예를 들어, 컨택트 프레임에 접하는 컨택트 위치나 코팅 위치(도시하지 않음)로 이동시킬 수 있다.

제2 캐리어(4b)를 이용하여 도시된 컴포넌트들은 제1 캐리어(4a)를 이용하여 이미 설명한 컴포넌트들에 대응한다.

그러나, 도 2에 도시한 제2 캐리어(4b)는 결합해제 위치에 있다. 제2 캐리어(4b)는 지지 아암(15)과 픽업 포크(16b)들을 이용하는 제2 전달/수용 장치(15b, 16b)에 의해 수용되어 있으며, 즉, 제2 픽업 포크(16b)들은 제2 캐리어(4b)에서 대응하는 캐리어 리세스(17b)들과 체결되어 있으며 캐리어(4b)를 전달한다.

결합 해제 위치에서, 제2 캐리어(4b)는 가이드웨이 및 이송 장치로부터 결합 해제되거나 분리된다. 제2 캐리어(4b)의 상부 유도 레일(13b) 및 하부 유도 레일(14b)은 상부 또는 하부 롤러 포지셔너(7b, 6b)와 접하지 않거나 체결되지 않는다.

이송 위치로부터 결합 해제 위치로의 변경을 위해, 제2 캐리어(4b)가 먼저 이송 경로 상의 제2 컨택트 프레임(도시하지 않음)에 지정된 위치로 이송되고, 컨택트 프레임(도시하지 않음)에 대하여 대략적으로 중심에 위치하게 된다. 정밀한 중심 맞춤을 위해, 반응 챔버는, 예를 들어, 지지 돌출부를 갖는 중심 맞춤 심봉의 형태로, 하부 정밀 중심 맞춤 장치(19) 및 상부 정밀 중심 맞춤 장치(19')를 구비하며, 이러한 심봉은 캐리어(4b)의 대응하는 중심 맞춤 보어홀에 체결된다.

후속하여, 제2 지지 아암(15b)은, 제2 전달/수용 장치(15b, 16b)의 제2 픽업 포크(16b)들이 제2 캐리어의 캐리어 리세스들 내부로 가압되도록, 지지 아암 기동부(18b)에 의해 제2 캐리어(4b)측으로 이동하게 된다. 지지 아암 기동부(18b)는 지지 아암(15b)의 수직 이동 및 수평 이동 둘 다를 용이하게 하는 데 적합할 수 있다.

후속하여, 도 1에 도시한 자기 클러치(9b)를 결합 해제한다. 이후, 제2 리프트 장치(8b), 예를 들어, 공기압 실린더를 이용하는 리프트 드라이브 또는 스핀들 트랜스미션을 갖춘 전기 모터가 저부 위치로 횡단한다. 그 결과, 제2 캐리어(4b) 자신도 하강된다. 이러한 하강에 의해 상부 유도 레일(13b)이 상부 롤러 포지셔너(7b)와 체결 해제된다. 소정의 하강 후에, 제2 캐리어(4b)가 픽업 포크(16b)에 의해 지지될 때까지 제2 캐리어(4b)가 리세스 내로 삽입된 픽업 포크(16)와 체결되는 동안, 제2 리프트 장치(8b)는 더 하강하여 하부 롤러 포지셔너(6b) 또한 제2 캐리어(4b)의 하부 유도 레일(14b)로부터 체결 해제되도록 한다. 캐리어(4b)는 지지 아암(15b)의 픽업 포크(16b)에 의해 수용된다. 스트로크는, 캐리어(4b)가 더 이상 상부 및 하부 가이드웨이(7b, 6b)에 있지 않도록 선택된다. 제2 캐리어(4b)는 이제 도시된 결합 해제 위치에 있는 것으로 가정된다.

제2 캐리어(4b)를 이용하여 도시된 위치로부터, 제2 캐리어(4b)는 추가 위치들로, 특히, 전극(12b; 도 1 참조)들과 접하며 코팅 프로세스가 수행되는 필요한 (정지) 코팅 위치(도시하지 않음)로, 또는 컨택트 프레임(11b; 도 1 참조)과의 컨택트 위치(도시하지 않음)로 전달되거나 제거될 수 있다. 이 전달은, 지지 아암 기동부(18b)의 기동에 의해 지지 아암(15b)이 이동함으로써 효력이 나타난다.

코팅 프로세스가 완료된 후, 캐리어(4b)는 역의 순서로 다시 이송 위치 내로 이동하여 다음 프로세스 모듈로 이송된다.

도 3은 본 발명에 따른 반응 챔버의 추가 필수 컴포넌트들의 3차원 도를 도시한다.

캐리어(4a)는 상부 유도 레일(13a)이 상부 유도 롤(7a)과 체결되어 있는 이송 위치에 있다. 이에 따라 하부 유도 레일(14a)은 하부 유도 롤(6a)과 체결된다. 하부 유도 롤(6a)은, 대응하는 자기 클러치를 갖는 진공 스루피드(10)를 통해 하부 롤러 포지셔너(6a)를 위한 드라이브(21)에 결합 방식 또는 비결합 방식으로 접속된다.

캐리어(4a)는 컨택트 프레임(11a) 앞에 대략적으로 위치해 있다. 대략적인 위치 결정을 위해, 위치 결정 시스템(23)을 제공한다. 대략적인 위치 결정이 달성된 후, 도 2와 관련하여 설명한 바와 같이 지지 아암(15a)은 지지 아암 드라이브(18a)의 기동에 의해 횡단한다. 지지 아암(15a)의 픽업 포크(16a)는 캐리어(4a) 내의 대응하는 리시버(17a)와 체결된다.

캐리어(4a)가 이송 장치(6a, 7a)와 컨택팅 해제되도록, 롤러 포지셔너(6a)는, 먼저 드라이브(21)로부터 결합 해제된 후, 롤러 포지셔너(6a)를 위한 리프트 가이드(8aa) 및 리프트 드라이브(8ab)가 도시되어 있는 리프트 장치(8a)에 의해, 하향 횡단된다. 픽업 포크(16a)는 롤러 포지셔너(6a)의 하강 동안 캐리어(4a)를 수용한다.

지지 아암(15a)에 의한 캐리어(4a)의 수용 후에, 캐리어(4a)는 지지 아암(15a)의 기동에 의해 컨택트 프레임(11a) 측으로 이동하여 이 컨택트 프레임(즉, 컨택트 위치)과 접하게 된다. 캐리어(4a)는, (캐리어(4a)의 배면 전극에 접속된) 컨택트(20a)들과 전극(12a; 도 1 참조) 사이에 컨택트가 생성될 수 있도록, 컨택트 프레임(11a)에 배치된 전극(12a; 도 1 참조)을 갖는 컨택트 프레임(11a)에 의지하여 지지 아암(15a)에 의해 당겨진다. 이러한 관점에서, 캐리어(4a)에 제공된 컨택트(20a)들은, 컨택트 프레임(11a)으로부터 캐리어(4a)로 에너지가 용이하게 입력되도록, 컨택트 프레임(11a; 도 1 참조)에 배치된 대응하는 대향 컨택트(24)들과 접하게 된다.

신뢰성있는 컨택트를 보장하기 위해, 캐리어(4a)의 컨택트(20a)는 탄성 컨택트로서 설계될 수도 있다. 게다가, 하부 중심 맞춤 심봉(19)은 회전 장치를 구비할 수 있고, 이것은 캐리어(4b)를 컨택트 프레임(11a)으로 추가로 순방향 이동시키는 데 효력을 나타낸다. 잠금 볼트(19)는, 캐리어(4a)가 대응하는 지지 돌출부를 통해 컨택트 프레임(11a)에 대하여 추가로 가압되도록, (예를 들어 90도 돌려) 조여진다.

소정의 일실시예에서 이송 경로에 대한 지지 아암(15a, 15b)의 대응 형상 및/또는 컨택트 프레임(11a, 11b)의 대응 배치가 주어진 경우, 다른 캐리어(4a, 4b)들이 코팅 위치에 배치된 캐리어(4a, 4b)들을 지나칠 수 있고 캐리어(4a, 4b)들을 추월할 수 있다. 그 결과, 모든 코팅 모듈들의 상당히 순차적인 접근이, 인라인 장치의 모든 캐리어들에 의해 우회된다. 더 큰 유연성이 가능하며 이에 따라 장치의 순환 시간이 증가될 수 있다. 결국, 본 발명에 따른 반응 챔버, 예를 들어, 인라인 코팅 장치를 이용함으로써, 장치의 순환 시간에 따라, 이송/컨택팅 시간 대 증착 시간의 비가 상당히 개선되는 방식으로 처리량이 증가된다.

도 1은 본 발명에 따른 프로세스 챔버의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 프로세스 챔버의 필수 컴포넌트들의 3차원도이다.

도 3은 본 발명의 프로세스 챔버의 필수 컴포넌트들의 다른 3차원도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

1 반응 챔버

2 용기

3 도어

4 캐리어

5 기판

6 롤러 포지셔너

7 가이드웨이

8 리프트 장치

9 자기 클러치

11 컨택트 프레임

12 전극

14 유도 레일

17 리세스

Claims

PECVD법에 의한 기판 처리를 위한 프로세스 챔버로서,

용기(recipient)와,

상기 기판 처리를 위한 반응 조건들을 발생시키는 처리 툴들과,

적어도 하나의 기판을 전달하는, 상기 용기 내의 적어도 하나의 이동가능 캐리어와,

이송 경로를 따라, 상기 캐리어를, 상기 용기 내로 또는 상기 용기로부터 이송하기 위한 이송 장치

를 포함하고,

상기 이송 장치는, 상기 이송 경로를 따라 적어도 하나의 캐리어를 유도하기 위한 적어도 하나의 유도 장치를 구비하며,

이송 위치에서, 상기 캐리어는 컨택트 프레임과 접하지 않고,

처리 위치에서, 상기 캐리어는 상기 이송 위치로부터 횡 방향으로 오프셋되고 상기 컨택트 프레임과 접하며,

상기 프로세스 챔버는,

상기 이송 위치에 있는 캐리어를 상기 유도 장치로부터 분리하기 위한, 상기 용기 내의 적어도 하나의 리프트 장치와,

상기 유도 장치로부터 상기 캐리어를 수용하기 위한 적어도 하나의 지지 장치

를 포함하고,

상기 지지 장치는, 상기 캐리어를 전달 방향을 따라 상기 이송 위치로부터, 상기 지지 장치의 작용에 의해 상기 컨택트 프레임과 접하고 상기 컨택트 프레임을 향해 이송 방향을 횡단하는 처리 위치로 전달하는, 프로세스 챔버.
제1항에 있어서,

상기 프로세스 챔버는, 상기 캐리어에 배치된 상기 기판이 상기 이송 장치에 의해 상기 이송 경로를 따라 본질적으로 수직으로 정렬된 상태로 이송가능하도록 형성되는, 프로세스 챔버.
제1항에 있어서,

상기 전달 방향이 상기 이송 경로에 대하여 본질적으로 수직이 되도록 정렬함으로써, 상기 캐리어의 상기 처리 위치에 있는 상기 기판의 배치가 상기 캐리어의 상기 이송 위치에 있는 상기 기판의 배치에 본질적으로 평행하게 하는, 프로세스 챔버.
제1항에 있어서,

상기 컨택트 프레임은 상기 컨택트 프레임에서 상기 처리 위치에 있는 상기 캐리어의 정렬을 위해 상기 용기 내부에 배치되는 하나 이상의 컨택트 프레임을 포함하는, 프로세스 챔버.
제1항에 있어서,

적어도 하나의 처리 전극을 더 포함하는 프로세스 챔버.
제5항에 있어서,

상기 적어도 하나의 처리 전극은 상기 컨택트 프레임에 배치되는, 프로세스 챔버.
제4항에 있어서,

상기 처리 위치에서, 상기 컨택트 프레임은, 상기 캐리어에 배치된 대응 대향 컨택트들에 대한 접속을 생성하기 위한 컨택트들을 갖는, 프로세스 챔버.
제1항에 있어서,

상기 이송 장치는, 상기 이송 경로를 따라 상기 캐리어를 이송하기 위한 구동력 전달 수단 및 상기 구동력 전달 수단을 구동하기 위한 적어도 하나의 드라이브를 구비하는, 프로세스 챔버.
제8항에 있어서,

상기 구동력 전달 수단은 적어도 제1 롤러 포지셔너를 구비하는, 프로세스 챔버.
제1항에 있어서,

상기 유도 장치는 적어도 하나의 롤러 포지셔너를 구비하는, 프로세스 챔버.
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삭제
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 적어도 하나의 지지 장치는, 적어도 프레임 또는 지지 아암(15a, 15b)과, 상기 프레임 또는 지지 아암(15a, 15b)을 이동시키기 위한 기동 장치(18a, 18b)를 포함하는 프로세스 챔버.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 적어도 하나의 지지 장치는, 상기 캐리어(4a, 4b)에 형성된 대응 장치를 체결하는 체결 수단(16a, 16b)을 구비하는, 프로세스 챔버.
제13항에 있어서,

상기 기동 장치(18a, 18b)는, 상기 지지 장치에 결합된 상기 캐리어(4a, 4b)의 기동 및 이동을 통해, 다른 캐리어(4a, 4b)들의 이송을 위해 상기 이송 경로가 비워지도록 형성되는, 프로세스 챔버.
인라인 코팅 장치로서,

적어도 하나의 제1항에 따른 프로세스 챔버를 포함하는 인라인 코팅 장치.
제16항에 있어서,

직렬로 배치된 2개 이상의 제1항에 따른 프로세스 챔버를 포함하는 인라인 코팅 장치.
캐리어(4a, 4b)에 배치된 기판(5a, 5b)을 처리하는 방법으로서,

a) 프로세스 챔버(1)의 내부로의 제1 이송 경로를 따라, 기판(5a, 5b)이 로딩된 캐리어(4a, 4b)를, 이송 및 유도 장치(6a, 6b, 7a, 7b)에 의해 이송 위치로 이송하는 단계와,

b) 수용 장치(15a, 15b, 16a, 16b, 18a, 18b)를 기동시키는 단계와,

c) 상기 수용 장치(15a, 15b, 16a, 16b, 18a, 18b)에 의한 상기 캐리어(4a, 4b)의 수용을 위해 그리고 상기 이송 및 유도 장치(6a, 6b, 7a, 7b)로부터 상기 캐리어(4a, 4b)를 분리하기 위해, 체결을 생성하는 분리 장치(8a, 8b, 9a, 9b)를 기동시키는 단계와,

d) 상기 이송 경로에 대하여, 상기 캐리어(4a, 4b)를, 상기 이송 경로로부터 횡 방향으로 배치된 컨택트 프레임(11a, 11b)으로 횡 방향으로 이동시키는 상기 수용 장치(15a, 15b, 16a, 16b, 18a, 18b)를 기동시키는 단계와,

e) 처리 프로세스를 개시하는 단계

를 포함하고,

상기 컨택트 프레임은, 상기 캐리어(4a, 4b)를 상기 컨택트 프레임(11a, 11b)과 접하게 하고, 상기 캐리어에 형성된 컨택트 및 상기 컨택트 프레임(11a, 11b)에 대응하여 형성된 컨택트들(20a, 20b; 24) 사이에 컨택트를 생성하도록 기능하는 방법.
제18항에 있어서,

상기 기판(5a, 5b)은 상기 방법의 실행 동안 본질적으로 수직으로 정렬되는 방법.
제18항 또는 제19항에 있어서,

상기 c) 단계에서 상기 분리 장치(8a, 8b, 9a, 9b)를 기동시키는 단계는, 리프트 장치(8a, 8b)에 의해 롤러 포지셔너(6a, 6b)를 내리는 단계를 포함하는 방법.
제18항 또는 제19항에 있어서,

상기 d) 단계에서 컨택트 위치에 도달한 후, 상기 캐리어(4a, 4b)는, 다른 캐리어(4a, 4b)들이 지나갈 수 있게 상기 이송 경로가 비워지도록, 횡 방향으로 오프셋되는 방법.
제18항 또는 제19항에 있어서,

상기 방법이 직렬로 배치된 여러 프로세스 챔버(1)들 내에서 반복되는 방법.