KR101000493B1 - 화학 기상 증착 장치 - Google Patents

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Abstract

화학 기상 증착 장치가 개시된다. 본 발명의 화학 기상 증착 장치는, 측면에 기판이 통과할 수 있는 적어도 하나의 슬롯이 형성되는 로드락 챔버; 로드락 챔버와 이격되어 배치되며 측면에 기판이 통과할 수 있는 적어도 하나의 슬롯이 형성되는 트랜스퍼 챔버; 및 로드락 챔버와 트랜스퍼 챔버를 연결하는 슬롯 밸브를 포함하며, 슬롯 밸브는, 로드락 챔버를 향하는 측면에 로드락 챔버의 슬롯과 대응되도록 적어도 하나의 로드락측 슬롯이 형성되고, 트랜스퍼 챔버를 향하는 측면에 트랜스퍼 챔버의 슬롯과 대응되도록 적어도 하나의 트랜스퍼측 슬롯이 형성되는 밸브 하우징; 및 밸브 하우징 내부에 회동 가능하게 마련되어 트랜스퍼측 슬롯을 개폐하는 적어도 하나의 블레이드 조립체를 포함하고, 로드락측 슬롯은, 블레이드 조립체를 밸브 하우징의 외부로 인출할 수 있도록 블레이드 조립체의 길이보다 긴 길이를 갖는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 로드락 챔버와 트랜스퍼 챔버를 연결하는 슬롯 밸브에 대한 유지 및 보수 작업의 편이성을 향상시킬 수 있다.
로드락 챔버, 트랜스퍼 챔버, 슬롯 밸브, 블레이드, 뷰 포트, 시창

Description

화학 기상 증착 장치{CHEMICAL VAPOR DEPOSITION APPARATUS}
본 발명은, 화학 기상 증착 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 로드락 챔버와 트랜스퍼 챔버를 연결하는 슬롯 밸브에 대한 유지 및 보수 작업의 편이성을 향상시킬 수 있는 화학 기상 증착 장치에 관한 것이다.
평면디스플레이는 개인 휴대단말기를 비롯하여 TV나 컴퓨터의 모니터 등으로 널리 채용된다.
이러한 평면디스플레이는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등으로 그 종류가 다양하다.
이들 중에서, 특히 LCD(Liquid Crystal Display)는 2장의 얇은 상하 유리기판 사이에 고체와 액체의 중간물질인 액정을 주입하고, 상하 유리기판의 전극 전압차로 액정분자의 배열을 변화시킴으로써 명암을 발생시켜 숫자나 영상을 표시하는 일종의 광스위치 현상을 이용한 소자이다.
LCD는 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 가지며, 모니터는 17인치 이하의 크기를 갖는 것이 대부분이었다. 하지만, 근래에 들어서는 40인치 이상의 대형 TV와 20인치 이상의 대형 모니터가 출시되어 판매되고 있으며 이에 대한 선호도가 나날이 높아지고 있는 실정이다.
따라서 LCD를 제조하는 제조사의 경우, 보다 넓은 유리기판을 제작하고자 연구 중에 있으며, 현재에는 가로/세로의 폭이 2미터 내외에 이르는 소위, 8세대라 불리는 유리기판이 양산되고 있다.
이러한 LCD는 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 공정 중 하나인 화학 기상 증착 공정은 해당 공정의 진행을 위한 최적의 환경이 조성된 해당 프로세스 챔버(process chamber)에서 진행된다. 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 챔버와, 해당 프로세스 챔버로 기판이 진입되기 전에 기판이 프로세스 챔버로 진입될 수 있는 환경을 조성하는 로드락 챔버(loadlock chamber)와, 프로세스 챔버와 로드락 챔버를 연결하며 로드락 챔버 내의 기판을 해당 프로세스 챔버로 이송하거나 해당 프로세스 챔버 내의 기판을 로드락 챔버로 이송하는 로봇 암이 설치 되는 트랜스퍼 챔버(transfer chamber)를 구비한다.
프로세스 챔버는, 일반적으로 고온 저압의 환경에서 기판에 대한 화학 기상 증착 공정을 수행한다. 이때 대기압 상태에 있는 기판을 직접 고온 저압의 프로세스 챔버로 진입시키는 과정에 어려움이 있기 때문에, 기판을 해당 프로세스 챔버로 이송하기 전에 프로세스 챔버와 동일한 환경을 조성해주어야 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.
최근에는 기판의 대형화로 로드락 챔버의 크기가 커지고 공정 효율 및 생산성의 향상을 고려하여 3개의 단위 챔버를 갖는 '3단 적층 구조'의 로드락 챔버가 사용되고 있다.
한편, 로드락 챔버와 트랜스퍼 챔버 사이에는 로드락 챔버와 트랜스퍼 챔버를 연결하는 슬롯 밸브가 배치되는데, 슬롯 밸브는 로드락 챔버와 트랜스퍼 챔버를 연결하며, 로드락 챔버와 트랜스퍼 챔버 간에 기판이 이동될 때 로드락 챔버 또는 트랜스퍼 챔버 내의 진공상태를 안정적으로 보존하고 공정의 진행이 용이하도록 필요에 따라 개폐 동작을 반복하는 역할을 담당한다.
이러한 슬롯 밸브는 업-다운(up-down) 방식의 밸브가 적용될 수 있지만, 전술한 '3단 적층 구조'의 로드락 챔버와 같이 복수 개의 단위 챔버를 갖는 이른바 '멀티 로드락 챔버'에는 구조상 업-다운 방식의 밸브가 적용되기 어렵기 때문에 회 동 방식(flapper type)의 밸브가 적용되는 것이 일반적이다.
일반적으로 일련의 화학 증착 공정이 연속적으로 진행되는 동안, 슬롯 밸브는 로드락 챔버와 트랜스퍼 챔버 사이의 개폐 동작을 무수히 많이 반복하게 된다. 이에 따라 회동 방식(Flapper Type)의 슬롯 밸브에서 개폐 동작을 담당하는 블레이드 조립체, 힌지축, 베어링 등의 부품은 마모나 파손 등에 의한 부품 교체가 빈번하게 요구된다.
그런데, 종래의 회동 방식의 슬롯 밸브는, 유지 및 보수 작업 측면에서 문제점들이 있는데, 먼저 개폐 동작을 담당하는 부품들에 대한 교체 작업이 슬롯 밸브 내에서 수행될 수밖에 없는 구조이어서, 슬롯 밸브의 내부공간의 제약으로 인해 교체 작업이 매우 까다롭고 힘들다는 문제점이 있다.
특히 이러한 문제점은 '3단 적층 구조'의 로드락 챔버에 적용되는 슬롯 밸브에 있어서 더욱 두드러지는데, 이는 3개의 내부공간으로 구획된 슬롯 밸브는 상대적으로 부품 교체를 위한 작업 공간이 협소해지고 블레이드 조립체 등에 대한 작업자의 접근성이 떨어지기 때문이다.
아울러, 종래의 회동 방식의 슬롯 밸브는, 공정 중에 기판의 일부가 깨짐으로 인해 발생하여 내부에 떨어진 글래스(glass) 파편 등을 청소하기 위한 충분한 공간을 작업자에게 제공하지 못하므로 슬롯 밸브에 대한 청소 작업이 수월하지 않다는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 슬롯 밸브에 대한 유지 및 보수 작업이 필요한 경우에 블레이드 조립체를 로드락측 슬롯을 통해 외부로 인출하여 슬롯 밸브의 개폐 동작을 담당하는 블레이드 조립체, 힌지축, 베어링 등의 부품의 수리 및 교체 작업의 편의성을 향상시킬 수 있는 화학 기상 증착 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 슬롯 밸브 내부의 글래스(glass) 파편 등에 의한 오염 상태를 확인할 수 있음은 물론, 슬롯 밸브의 내부를 청소하기 위한 공간을 작업자에게 마련해줄 수 있는 화학 기상 증착 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 측면에 기판이 통과할 수 있는 적어도 하나의 슬롯이 형성되는 로드락 챔버; 상기 로드락 챔버와 이격되어 배치되며 측면에 상기 기판이 통과할 수 있는 적어도 하나의 슬롯이 형성되는 트랜스퍼 챔버; 및 상기 로드락 챔버와 상기 트랜스퍼 챔버를 연결하는 슬롯 밸브를 포함하며, 상기 슬롯 밸브는, 상기 로드락 챔버를 향하는 측면에 상기 로드락 챔버의 슬롯과 대응되도록 적어도 하나의 로드락측 슬롯이 형성되고, 상기 트랜스퍼 챔버를 향하는 측면에 상기 트랜스퍼 챔버의 슬롯과 대응되도록 적어도 하나의 트랜스퍼측 슬롯이 형성되는 밸브 하우징; 및 상기 밸브 하우징 내부에 회동 가능하게 마련되어 상기 트랜스퍼측 슬롯을 개폐하는 적어도 하나의 블레이드 조립체를 포함하고, 상기 로드락측 슬롯은, 상기 블레이드 조립체를 상기 밸브 하우징의 외부로 인출할 수 있도록 상기 블레이드 조립체의 길이보다 긴 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 블레이드 조립체는, 상기 트랜스퍼측 슬롯을 밀폐할 수 있는 크기를 갖는 블레이드; 상기 블레이드의 일측면으로부터 돌출 형성되는 연결 돌기; 및 상기 연결 돌기에 일단이 결합되며, 상기 밸브 하우징의 좌우측면을 관통하여 설치되는 힌지축에 타단이 결합되는 연결 암을 포함하며, 상기 타단은, 상기 힌지축을 에워싸는 형상을 가지되 상기 힌지축과의 결합 및 분해가 용이하도록 일측이 개방될 수 있다.
상기 연결 돌기 및 상기 연결 암은, 상기 블레이드의 길이 방향을 따라 소정의 간격을 두고 복수 개가 배치될 수 있다.
상기 슬롯 밸브는, 상기 블레이드 조립체의 개폐 동작을 구동하기 위한 액추에이터를 더 포함할 수 있다.
상기 액추에이터는, 상기 밸브 하우징의 좌우측면에 배치되어 상기 힌지축의 양단에 각각 연결되는 한 쌍의 공압 실린더 또는 한 쌍의 유압 실린더일 수 있다.
상기 슬롯 밸브는, 상기 밸브 하우징의 내부를 관찰할 수 있도록 상기 밸브 하우징에 마련되는 뷰 포트(View Port)를 더 포함할 수 있다.
상기 뷰 포트는, 상기 밸브 하우징의 내부를 청소하기 위한 공간을 제공할 수 있도록 상기 밸브 하우징의 좌측면 및 우측면 중 적어도 하나의 측면에 탈착 가능하게 결합될 수 있다.
상기 로드락측 슬롯은 상하 방향으로 소정의 간격을 두고 상기 밸브 하우징에 복수 개가 형성되고, 상기 트랜스퍼측 슬롯은 상하 방향으로 소정의 간격을 두고 상기 밸브 하우징에 복수 개가 형성되며, 상기 블레이드 조립체는 상기 밸브 하 우징 내부에 복수 개가 마련될 수 있다.
상기 밸브 하우징은, 상기 밸브 하우징의 상부면을 구성하는 상부벽과, 상기 밸브 하우징의 하부면을 구성하는 하부벽과, 상기 밸브 하우징의 내부를 복수 개의 공간으로 구획하는 적어도 하나의 구획벽을 구비하며, 상기 상부벽 및 상기 구획벽은, 상기 트랜스퍼측 슬롯 측에서 상기 로드락측 슬롯 측으로 갈수록 두께가 증가하도록 상기 블레이드 조립체의 회동을 간섭하지 않는 범위 내에서 하부면이 테이퍼진 형상을 가질 수 있다. 한편, 상기 기판은 LCD 기판일 수 있다.
상기 다른 목적은, 본 발명에 따라, 측면에 기판이 통과할 수 있는 적어도 하나의 슬롯이 형성되는 로드락 챔버; 상기 로드락 챔버와 이격되어 배치되며 측면에 상기 기판이 통과할 수 있는 적어도 하나의 슬롯이 형성되는 트랜스퍼 챔버; 및 상기 로드락 챔버와 상기 트랜스퍼 챔버를 연결하는 슬롯 밸브를 포함하며, 상기 슬롯 밸브는, 상기 로드락 챔버를 향하는 측면에 상기 로드락 챔버의 슬롯과 대응되도록 적어도 하나의 로드락측 슬롯이 형성되고, 상기 트랜스퍼 챔버를 향하는 측면에 상기 트랜스퍼 챔버의 슬롯과 대응되도록 적어도 하나의 트랜스퍼측 슬롯이 형성되는 밸브 하우징; 및 상기 밸브 하우징의 내부를 관찰할 수 있도록 상기 밸브 하우징에 마련되는 뷰 포트(View Port)를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 뷰 포트는, 상기 밸브 하우징의 내부를 청소하기 위한 공간을 제공할 수 있도록 상기 밸브 하우징의 좌측면 및 우측면 중 적어도 하나의 측면에 탈착 가능하게 결합될 수 있다.
상기 뷰 포트는, 상기 밸브 하우징의 좌측면 및 우측면 중 적어도 하나의 측면에 형성되는 개구에 대응되는 크기 및 형상을 갖는 투명부재; 및 내측에 상기 투명부재의 테두리가 결합되며, 상기 개구에 인접한 영역에 볼트 체결되는 프레임부재를 포함할 수 있다.
상기 프레임부재의 내측면에는 상기 투명부재의 테두리가 삽입 고정되는 결합홈이 형성될 수 있다.
본 발명은, 로드락 챔버와 트랜스퍼 챔버를 연결하는 슬롯 밸브에 있어서 로드락측 슬롯의 길이를 블레이드 조립체의 길이보다 길게 형성함으로써, 슬롯 밸브에 대한 유지 및 보수 작업이 필요한 경우에 블레이드 조립체를 로드락측 슬롯을 통해 외부로 인출하여 슬롯 밸브의 개폐 동작을 담당하는 블레이드 조립체, 힌지축, 베어링 등의 부품의 수리 및 교체 작업의 편의성을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명은, 슬롯 밸브에 그 내부를 관찰할 수 있는 뷰 포트(View Port)를 구비함으로써, 슬롯 밸브 내부의 글래스(glass) 파편 등에 의한 오염 상태를 확인할 수 있음은 물론, 슬롯 밸브의 내부를 청소하기 위한 공간을 작업자에게 제공할 수 있다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
참고로, 이하에서 설명할 기판이란, 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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 밸브가 적용되는 화학 기상 증착 장치의 개략적인 구성도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 밸브의 사시도이고, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따른 슬롯 밸브의 절단 사시도이며, 도 4는 도 3에 도시된 블레이드 조립체의 사시도이고, 도 5는 도 2에 도시된 밸브 하우징의 정면도이며, 도 6은 도 2에 도시된 밸브 하우징의 배면도이고, 도 7은 도 2에 도시된 밸브 하우징의 측면도이며, 도 8은 도 7에 도시된 'C' 영역의 상세 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 화학 기상 증착 장치(1000)는, LCD 기판 제조용 화학 기상 증착 장치로서, 화학 기상 증착 공정을 수행하는 복수 개의 프로세스 챔버(300, process chamber)와, 해당 프로세스 챔버(300)로 기판이 진입되기 전에 기판이 프로세스 챔버(300)로 진입될 수 있는 환경을 조성하는 로드락 챔버(200, loadlock chamber)와, 프로세스 챔버(300)와 로드락 챔버(200)를 연결하는 트랜스퍼 챔버(400, transfer chamber)를 구비한다. 트랜스퍼 챔버(400)에는 로드 락 챔버(200) 내의 기판을 해당 프로세스 챔버(300)로 이송하거나 해당 프로세스 챔버(300) 내의 기판을 로드락 챔버(200)로 이송하는 로봇 암(410)이 마련된다.
프로세스 챔버(300)는, 고온 저압의 환경에서 기판에 대한 화학 기상 증착 공정을 수행한다. 이때 대기압 상태에 있는 기판을 직접 고온 저압의 프로세스 챔버(300)로 진입시키는 과정에 어려움이 있기 때문에, 기판을 해당 프로세스 챔버(300)로 이송하기 전에 프로세스 챔버(300)와 동일한 환경을 조성해주어야 하는데, 이러한 역할을 담당하는 것이 로드락 챔버(200)이다.
구체적으로, 로드락 챔버(200)는 이송 로봇(미도시)에 의해 외부로부터 화학 기상 증착 공정의 대상이 되는 기판이 인입되면, 내부의 환경을 프로세스 챔버(300)와 실질적으로 동일한 온도와 압력으로 조성한다. 이처럼 프로세스 챔버(300)와 실질적으로 동일한 환경이 조성된 로드락 챔버(200) 내의 기판은 트랜스퍼 챔버(400)에 마련되는 로봇 암(410)에 의해 인출되어 해당 프로세스 챔버(300)로 이송된 후 해당 증착 공정이 수행된다. 반대로 프로세스 챔버(300) 내에서 화학 기상 증착 공정이 완료된 기판은 트랜스퍼 챔버(400)에 마련되는 로봇 암(410)에 의해 인출되어 외부와 실질적으로 동일한 온도와 압력을 유지하는 로드락 챔버(200)로 이송된 후 최종적으로 이송 로봇(미도시)에 의해 외부로 인출된다.
이와 같이, 로드락 챔버(200)는 외부로부터 기판이 프로세스 챔버(300)로 인입되기 전 또는 프로세스 챔버(300)로부터 기판이 외부로 인출되기 전에 프로세스 챔버(300)의 환경 또는 외부의 환경과 실질적으로 동일한 상태로 기판을 수용하는 챔버를 제공한다.
본 실시예에서 첨부된 도면들에는 구체적으로 도시되어 있지 않지만, 로드락 챔버(200)는 최근 공정을 높이고 생산성을 향상시키기 위해 3개의 단위 챔버를 구비하는 이른바 '3단 적층 구조'의 로드락 챔버(200)이다. 이에 따라 로드락 챔버(200)에는 그 내부의 3개의 단위 챔버에 대응되는 양측면에 기판이 통과할 수 있는 슬롯(미도시)이 각각 3개씩 형성되며, 로드락 챔버(200)와 이격되어 배치되는 트랜스퍼 챔버(400)에는 로드락 챔버(200)와 마주하는 일측면에 기판이 통과할 수 있는 3개의 슬롯(미도시)이 형성된다.
도 1을 참조하면, 로드락 챔버(200)와 트랜스퍼 챔버(400) 사이에는 슬롯 밸브(100, Slot Valve)가 배치되어 있다. 슬롯 밸브(100)는 로드락 챔버(200)와 트랜스퍼 챔버(400)를 연결하며, 로드락 챔버(200)와 트랜스퍼 챔버(400) 간에 기판이 이동될 때 로드락 챔버(200) 또는 트랜스퍼 챔버(400) 내의 진공상태를 안정적으로 보존하고 공정의 진행이 용이하도록 필요에 따라 개폐 동작을 반복하는 역할을 담당한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 슬롯 밸브(100)는, 이른바 '3단 적층 구조'의 로드락 챔버(200)와 이에 대응되도록 구성된 트랜스퍼 챔버(400)에 적용되는 것으로서, 3개의 내부공간으로 구획되는 밸브 하우징(110, Valve Housing)과, 각각의 내부공간에 회동 가능하게 마련되어 슬롯 밸브(100)의 개폐 동작을 담당하는 3개의 블레이드 조립체(120)와, 밸브 하우징(110)의 좌우측면을 관통하여 설치되는 힌지축(125)을 통해 블레이드 조립체(120)의 개폐 동작을 구동하기 위한 액추에이터로서의 실린더(130)를 구비한다. 다만, 본 발명은 이에 한정되 지 아니하고, 단일 챔버를 구비하는 로드락 챔버(200)와 트랜스퍼 챔버(400)에 적용 가능하도록 단일의 내부공간으로 구획된 슬롯 밸브(100)로 구성될 수 있으며, 더 나아가 2개의 내부공간 또는 4개 이상의 내부공간으로 구획된 슬롯 밸브(100)로 구성될 수 있음은 물론이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 슬롯 밸브(100)의 밸브 하우징(110)의 일측면 및 타측면에는 기판이 통과할 수 있는 슬롯이 3개의 내부공간에 대응되도록 각각 3개씩 형성되는데, 이하 설명의 편의를 위해 로드락 챔버(200)를 향하는 측면(도 2의 A 방향 측면)에 로드락 챔버(200)의 슬롯과 대응되도록 형성된 3개의 슬롯(111)을 「로드락측 슬롯」이라 하고, 트랜스퍼 챔버(400)를 향하는 측면(도 2의 B 방향 측면)에 트랜스퍼 챔버(400)의 슬롯과 대응되도록 형성된 3개의 슬롯(112)을 「트랜스퍼측 슬롯」이라 한다.
도 3을 참조하면, 슬롯 밸브(100)의 밸브 하우징(110)은 3개의 내부공간으로 구획되는데 밸브 하우징(110)의 상부면을 구성하는 상부벽(115)과, 밸브 하우징(110)의 하부면을 구성하는 하부벽(118)과, 상부벽(115)과 하부벽(118) 사이에 배치되어 밸브 하우징(110)을 3개의 내부공간으로 구획하는 제1 구획벽(116) 및 제2 구획벽(117)을 구비한다.
상부벽(115)은 트랜스퍼측 슬롯(112) 측에서 로드락측 슬롯(111)으로 갈수록 두께가 증가하도록 그 하부면(115a)이 테이퍼진 형상을 갖는다. 이때, 하부면(115a)의 테이퍼진 각도는 블레이드 조립체(120)의 회동을 간섭하지 않는 범위에서 결정된다.
또한, 밸브 하우징(110)의 각 내부공간의 상부면을 한정하는 제1 구획벽(116) 및 제2 구획벽(117)도, 전술한 상부벽(115)과 마찬가지로, 트랜스퍼측 슬롯(112) 측에서 로드락측 슬롯(111)으로 갈수록 두께가 증가하도록 그 하부면들(116a,117a)이 각각 테이퍼진 형상을 갖는다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 슬롯 밸브(100)는, 3개의 내부공간으로 구획된 밸브 하우징(110)에 있어서 각각의 내부공간의 상부면을 한정하는 상부벽(115), 제1 구획벽(116) 및 제2 구획벽(117)의 하부면들(115a,116a,117a)이 각각 테이퍼진 형상을 갖도록 함으로써, 블레이드 조립체(120)의 회동을 간섭하지 않는 범위 내에서 상부벽(115)의 평균적인 두께를 종래보다 증가시킬 수 있다. 이에 따라 본 실시예에 따른 슬롯 밸브(100)는 압력 차이에 의해 발생하는 굽힘응력에 대한 밸브 하우징(110)의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.
도 2를 참조하면, 블레이드 조립체(120)의 개폐 동작을 구동하는 액추에이터로서의 실린더(130)는, 공압 또는 유압 방식으로서, 밸브 하우징(110)의 좌측면과 우측면에 각각 3개씩 배치되어 해당 블레이드 조립체(120)의 개폐 동작을 독립적으로 구동한다. 이를 위해 하나의 블레이드 조립체(120)에 대해 좌우측면에 한 쌍의 실린더(130)가 마련되며, 이러한 한 쌍의 실린더(130)는 도 2에 도시된 바와 같이 힌지축 암(135)을 통해 블레이드 조립체(120)의 회전 중심을 제공하는 힌지축(125)의 양단에 연결된다. 즉, 실린더(130)는 고정단(133)이 밸브 하우징(110)의 측면에 마련된 지지체에 고정바아(137)를 통해 고정 결합되고, 실린더(130)의 본체에 대해 신축 가능한 로드(132)의 끝이 힌지축 암(135)에 결합된다. 여기서 힌지축 암(135) 은 힌지축(125)의 단부와 결합되어 실린더(130)의 직선운동을 회전운동으로 변환할 수 있도록 도 2에 도시된 바와 같이 로드(132)의 끝이 결합된 부분이 회전 중심으로부터 편심된 형상을 갖는다. 이에 따라 실린더(130)의 로드(132)가 신장과 수축하는 직선운동이 힌지축 암(135)에 의해 대략 90°범위 내에서 회전운동으로 변환되어 힌지축(125)에 전달되고, 이와 같이 힌지축(125)에 전달된 회전력은 블레이드 조립체(120)의 개폐 동작을 구동한다.
한편, 본 발명의 액추에이터는 전술한 실린더(130)에 한정되지 아니하며, 블레이드 조립체(120)의 회동을 구동할 수 있는 구성이라면 다양한 방식의 액추에이터가 적용될 수 있음은 물론이다.
도 3을 참조하면, 밸브 하우징(110) 내부에는 트랜스퍼측 슬롯(112)을 개폐하기 위한 블레이드 조립체(120)가 회동 가능하게 설치된다. 이때, 트랜스퍼측 슬롯(112)은 트랜스퍼 챔버(400)와 마주보는 밸브 하우징(110)의 측면에 3개가 형성되므로, 블레이드 조립체(120) 또한 각각의 트랜스퍼측 슬롯(112)을 독립적으로 개폐할 수 있도록 3개가 설치된다. 도 3에서, 위에서 첫 번째 및 두 번째 블레이드 조립체(120)는 트랜스퍼측 슬롯(112)이 닫힌 상태로, 세 번째 블레이드 조립체(120)는 트랜스퍼측 슬롯(112)이 열린 상태로 도시되어 있다.
도 4를 참조하면, 블레이드 조립체(120)는, 트랜스퍼측 슬롯(112)을 밀폐할 수 있는 크기를 갖는 블레이드(121)와, 블레이드(121)의 일측면으로부터 돌출 형성되는 연결 돌기(122)와, 연결 돌기(122)에 일단이 결합되며 밸브 하우징(110)의 좌우측면을 관통하여 설치되는 힌지축(125)에 타단이 결합되는 연결 암(123, connecting arm)을 구비한다.
본 실시예에서 연결 돌기(122) 및 연결 암(123)은, 안정적이고 신뢰성 있는 블레이드 조립체(120)의 개폐 동작을 위하여 블레이드(121)의 길이 방향을 따라 소정의 간격으로 두고 4개가 배치되는데, 연결 돌기(122) 및 연결 암(123)의 개수는 블레이드(121)의 길이에 따라 적절히 선택될 수 있음은 물론이다.
한편, 블레이드 조립체(120)의 회전 중심을 제공하는 힌지축(125)은, 밸브 하우징(110)의 좌우측면을 관통하여 트랜스퍼측 슬롯(112)에 인접한 위치에 설치되며, 도 3에 도시된 바와 같이, 소정의 간격의 두고 배치된 복수 개의 베어링(126)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 이때, 각각의 베어링(126)은 베어링 지지체(127)에 의해 지지된다.
도 4를 참조하면, 연결 암(123)의 연결 돌기(122)와 결합되는 단부(123a)는, 도 4에서 상측으로 개방된 홈이 형성되어 연결 돌기(122)가 홈에 삽입된 상태에서 고정부재(124)로 고정된다. 한편, 연결 암(123)의 힌지축(125)과 결합되는 단부(123b)는, 힌지축(125)을 에워싸는 형상을 가지되 도 4에서 로드락 챔버(200) 쪽을 바라보는 일측이 개방된 'ㄷ'자 형상을 가지며, 개방된 일측의 반대 측면에는 힌지축(125)과의 고정을 위해 고정 핀이나 고정 나사 등이 삽입되는 홀이 형성된다. 즉, 힌지축(125)과 결합되는 연결 암(123)의 단부(123b)는, 블레이드 조립체(120)가 열린 상태에 있을 때(도 3에서 세 번째 블레이드 조립체(120) 참조), 개방된 일측이 하측 방향을 향하게 된다.
이와 같이, 블레이드 조립체(120)는, 힌지축(125)과 결합되는 연결 암(123) 의 단부(123b)가 일측이 개방된 형상을 가짐으로써, 힌지축(125)과의 결합 및 분리가 간단해지므로 유지 및 보수작업의 편의성을 도모할 수 있다. 즉, 도 3의 세 번째 블레이드 조립체(120)의 위치에서, 즉 블레이드 조립체(120)의 열림 상태에서 연결 암(123)과 힌지축(125)을 고정 결합시키는 고정 핀이나 고정 나사 등을 해체한 후 블레이드 조립체(120)를 상측 방향으로 들어올리는 간단한 작업으로 블레이드 조립체(120)를 힌지축(125)으로부터 분리할 수 있다. 블레이드 조립체(120)를 힌지축(125)에 다시 결합하는 작업은 블레이드 조립체(120)를 힌지축(125)으로부터 분리하는 작업 순서의 역순으로 달성된다.
일반적으로 일련의 화학 증착 공정이 연속적으로 진행되는 동안, 슬롯 밸브(100)는 로드락 챔버(200)와 트랜스퍼 챔버(400) 사이의 개폐 동작을 무수히 많이 반복하게 된다. 이에 따라 회동 방식(Flapper Type)의 슬롯 밸브(100)에서 개폐 동작을 담당하는 블레이드 조립체(120), 힌지축(125), 베어링(126) 등의 부품은 마모나 파손 등에 의한 부품 교체가 빈번하게 요구된다. 그런데 이들 부품의 교체 작업은 종래와 같이 블레이드 조립체(120)가 밸브 하우징(110)의 내부공간에 있는 상태에서 수행되는 경우에는 밸브 하우징(110)의 내부공간의 제약으로 인해 매우 까다롭고 힘든 작업이었다. 특히 이러한 문제점은 '3단 적층 구조'의 로드락 챔버(200)에 적용되는 슬롯 밸브(100)에 있어서 더욱 두드러지는데, 이는 3개의 내부공간으로 구획된 슬롯 밸브(100)는 상대적으로 부품 교체를 위한 작업 공간이 협소해지고 블레이드 조립체(120) 등에 대한 작업자의 접근성이 떨어지기 때문이다.
이러한 유지 및 보수 작업 측면에서의 문제점을 해결하기 위해, 본 실시예에 따른 슬롯 밸브(100)는, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 블레이드 조립체(120)를 로드락측 슬롯(111)을 통해 외부로 인출할 수 있도록, 블레이드 조립체(120)의 길이보다 긴 길이를 갖도록 로드락측 슬롯(111)이 형성된다.
예를 들어, 슬롯에 대응되는 쪽의 길이가 2200㎜인 LCD 기판을 사용하는 경우, 트랜스퍼측 슬롯(112)은 기판이 통과할 수 있도록 대략 2250㎜의 길이를 갖도록 형성되고, 블레이드 조립체(120)는 트랜스퍼측 슬롯(112)을 밀폐할 수 있는 크기를 가져야 하므로 블레이드(121)의 길이는 대략 2300㎜의 크기를 갖는다. 이때, 로드락측 슬롯(111)은, 트랜스퍼측 슬롯(112)과 실질적으로 동일한 길이로 형성되는 종래와 달리, 블레이드 조립체(120)를 로드락측 슬롯(111)을 통해 인출할 수 있도록 블레이드 조립체(120)의 길이보다 긴 2350㎜의 길이를 갖도록 형성된다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 슬롯 밸브(100)는, 로드락측 슬롯(111)의 길이를 블레이드 조립체(120)의 길이보다 길게 형성함으로써, 슬롯 밸브(100)에 대한 유지 및 보수 작업이 필요한 경우에 전술한 바와 같이 블레이드 조립체(120)를 힌지축(125)으로부터 분리한 후에 분리된 블레이드 조립체(120)를 로드락측 슬롯(111)을 통해 외부로 인출하는 것이 가능해진다. 이에 따라 슬롯 밸브(100)의 개폐 동작을 담당하는 블레이드 조립체(120), 힌지축(125), 베어링(126) 등의 부품의 수리 및 교체 작업의 편의성이 향상되며, 아울러 밸브 하우징(110)의 내부에 떨어진 글래스(glass) 파편 등을 청소하기 위한 충분한 공간이 확보되므로 청소 작업이 수월해지는 이점이 있다.
도 2, 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 슬롯 밸브(100)는, 밸브 하우징(110)의 내부를 관찰할 수 있도록 밸브 하우징(110)에 마련되는 뷰 포트(140, View Port)를 더 구비한다. 본 실시예에서 밸브 하우징(110)은 3개의 내부공간으로 구획되어 있기 때문에, 뷰 포트(140)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 밸브 하우징(110)의 좌측면 및 우측면에 각각 3개씩 사각 형상으로 형성된 개구(113)에 대응되도록 좌측면 및 우측면에 각각 3개씩 배치되어 밸브 하우징(110)의 각각의 내부공간을 좌우측에서 관찰할 있도록 구성된다. 다만, 본 발명의 뷰 포트(140)의 개수 및 배치는 이에 한정되지 아니하며, 적절하게 변경될 수 있을 것이다. 이러한 뷰 포트(140)를 통해 공정 작업자는 밸브 하우징(110)의 내부를 관찰하여 밸브 하우징(110) 내의 오염 상태 및 공정 진행 상황을 확인할 수 있게 된다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 뷰 포트(140)는, 밸브 하우징(110)의 좌우측면에 형성된 개구(113)에 대응되는 크기 및 형상을 갖는 투명부재(141)와, 투명부재(141)를 지지하며 밸브 하우징(110)에 탈착 가능하게 결합되는 프레임부재(142)를 구비한다.
투명부재(141)는 그 테두리가 프레임부재(142)의 내측에 결합되며, 투명부재(141)의 재질은 석영이 일반적이나 밸브 하우징(110) 내외부의 압력을 견딜 수 있고 투명한 재질이라면 플라스틱이나 유리 등이 사용될 수도 있다. 본 실시예에서 투명부재(141)의 형상은 밸브 하우징(110)의 개구(113)의 형상에 대응되도록 사각 형상을 가지나, 이와 달리 투명부재(141)와 밸브 하우징(110)의 개구(113)를 모두 원형 모양으로 제작하는 것도 가능하다.
프레임부재(142)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 내측에 투명부재(141)의 테두 리가 결합될 수 있도록 내측면에 투명부재(141)의 테두리가 삽입 고정되는 결합홈(142a)이 형성된다. 이때, 투명부재(141)와 프레임부재(142)의 밀폐성을 확보하기 위해 투명부재(141)의 테두리 안쪽면과 프레임부재(142)의 결합홈(142a) 사이에는 오링(143, O-Ring)이 개재된다. 또한, 투명부재(141)의 테두리 바깥쪽면과 프레임부재(142)의 결합홈(142a) 사이에는 '―'자 단면 형상을 가지는 보호용 완충재(144)가 개재된다. 다만, 본 실시예의 보호용 완충부재(144)와 달리, 투명부재(141)의 측면과 결합홈(142a) 사이에도 개재될 수 있도록 'ㄱ'자 단면 형상을 갖는 보호용 완충재가 적용될 수도 있다. 이러한 방식으로 투명부재(141)가 결합된 프레임부재(142)는 밸브 하우징(110)의 개구(113)에 인접한 영역에 다수의 볼트에 의해 결합된다.
다만, 본 발명에서 뷰 포트(140)와 밸브 하우징(110)의 결합은 전술한 볼트 체결 방식에 한정되지 아니하며, 뷰 포트(140)와 밸브 하우징(110) 사이의 밀폐성이 확보되면서 뷰 포트(140)가 밸브 하우징(110)에 탈착 가능하다면 다양한 결합 방식이 적용될 수 있을 것이다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 슬롯 밸브(100)는 밸브 하우징(110)의 내부를 관찰할 수 있는 뷰 포트(140)를 볼트 체결 방식으로 밸브 하우징(110)에 탈착 가능하게 결합함으로써, 뷰 포트(140)를 통해 밸브 하우징(110) 내의 글래스 파편 등에 의한 오염 상태를 확인할 수 있음은 물론, 밸브 하우징(110) 내의 청소가 필요한 경우에 볼트를 해체하여 밸브 하우징(110)으로부터 뷰 포트(140)를 간단히 분리하여 밸브 하우징(110)의 내부를 청소하기 위한 공간을 제공할 수 있다. 이에 따라 공정 작업자는, 뷰 포트(140)를 통해 밸브 하우징(110) 내에 떨어진 글래스 파편 등의 이물질의 양을 확인하여 청소가 필요한지 여부를 판단할 수 있으며, 청소가 필요하다고 판단하면 밸브 하우징(110)으로부터 뷰 포트(140)를 분리하고 이에 의해 외부로 노출된 밸브 하우징(110)의 개구(113)를 통하여 밸브 하우징(110)의 내부를 용이하게 청소할 수 있게 된다.
본 발명은 전술한 실시예들에 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 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 밸브가 적용되는 화학 기상 증착 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 밸브의 사시도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따른 슬롯 밸브의 절단 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 블레이드 조립체의 사시도이다.
도 5는 도 2에 도시된 밸브 하우징의 정면도이다.
도 6은 도 2에 도시된 밸브 하우징의 배면도이다.
도 7은 도 2에 도시된 밸브 하우징의 측면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 'C' 영역의 상세 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1000 : 화학 기상 증착 장치
100 : 슬롯 밸브 110 : 밸브 하우징
111 : 로드락측 슬롯 112 : 트랜스퍼측 슬롯
120 : 블레이드 조립체 130 : 액추에이터(실린더)
140 : 뷰 포트 200 : 로드락 챔버
300 : 프로세스 챔버 400 : 트랜스퍼 챔버

Claims (14)

  1. 측면에 기판이 통과할 수 있는 적어도 하나의 슬롯이 형성되는 로드락 챔버;
    상기 로드락 챔버와 이격되어 배치되며 측면에 상기 기판이 통과할 수 있는 복수 개의 슬롯이 형성되는 트랜스퍼 챔버; 및
    상기 로드락 챔버와 상기 트랜스퍼 챔버를 연결하는 슬롯 밸브를 포함하며,
    상기 슬롯 밸브는,
    상기 로드락 챔버를 향하는 측면에 상기 로드락 챔버의 슬롯과 대응되도록 로드락측 슬롯이 상하 방향으로 소정의 간격을 두고 복수 개 형성되고, 상기 트랜스퍼 챔버를 향하는 측면에 상기 트랜스퍼 챔버의 슬롯과 대응되도록 트랜스퍼측 슬롯이 상하 방향으로 소정의 간격을 두고 복수 개 형성되는 밸브 하우징; 및
    상기 밸브 하우징 내부에 회동 가능하게 마련되어 상기 트랜스퍼측 슬롯을 개폐하는 복수 개의 블레이드 조립체를 포함하고,
    상기 로드락측 슬롯은,
    상기 블레이드 조립체를 상기 밸브 하우징의 외부로 인출할 수 있도록 상기 블레이드 조립체의 길이보다 긴 길이를 가지며,
    상기 밸브 하우징은, 상기 밸브 하우징의 상부면을 구성하는 상부벽과, 상기 밸브 하우징의 하부면을 구성하는 하부벽과, 상기 밸브 하우징의 내부를 복수 개의 공간으로 구획하는 적어도 하나의 구획벽을 구비하고,
    상기 상부벽 및 상기 구획벽은,
    상기 트랜스퍼측 슬롯 측에서 상기 로드락측 슬롯 측으로 갈수록 두께가 증가하도록 상기 블레이드 조립체의 회동을 간섭하지 않는 범위 내에서 하부면이 테이퍼진 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 블레이드 조립체는,
    상기 트랜스퍼측 슬롯을 밀폐할 수 있는 크기를 갖는 블레이드;
    상기 블레이드의 일측면으로부터 돌출 형성되는 연결 돌기; 및
    상기 연결 돌기에 일단이 결합되며, 상기 밸브 하우징의 좌우측면을 관통하여 설치되는 힌지축에 타단이 결합되는 연결 암을 포함하며,
    상기 타단은, 상기 힌지축을 에워싸는 형상을 가지되 상기 힌지축과의 결합 및 분해가 용이하도록 일측이 개방된 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연결 돌기 및 상기 연결 암은,
    상기 블레이드의 길이 방향을 따라 소정의 간격을 두고 복수 개가 배치되는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 슬롯 밸브는,
    상기 블레이드 조립체의 개폐 동작을 구동하기 위한 액추에이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 액추에이터는,
    상기 밸브 하우징의 좌우측면에 배치되어 상기 힌지축의 양단에 각각 연결되 는 한 쌍의 공압 실린더 또는 한 쌍의 유압 실린더인 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 슬롯 밸브는,
    상기 밸브 하우징의 내부를 관찰할 수 있도록 상기 밸브 하우징에 마련되는 뷰 포트(View Port)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 뷰 포트는,
    상기 밸브 하우징의 내부를 청소하기 위한 공간을 제공할 수 있도록 상기 밸브 하우징의 좌측면 및 우측면 중 적어도 하나의 측면에 탈착 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 LCD 기판인 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.
  11. 측면에 기판이 통과할 수 있는 적어도 하나의 슬롯이 형성되는 로드락 챔버;
    상기 로드락 챔버와 이격되어 배치되며 측면에 상기 기판이 통과할 수 있는 적어도 하나의 슬롯이 형성되는 트랜스퍼 챔버; 및
    상기 로드락 챔버와 상기 트랜스퍼 챔버를 연결하는 슬롯 밸브를 포함하며,
    상기 슬롯 밸브는,
    상기 로드락 챔버를 향하는 측면에 상기 로드락 챔버의 슬롯과 대응되도록 적어도 하나의 로드락측 슬롯이 형성되고, 상기 트랜스퍼 챔버를 향하는 측면에 상기 트랜스퍼 챔버의 슬롯과 대응되도록 적어도 하나의 트랜스퍼측 슬롯이 형성되는 밸브 하우징; 및
    상기 밸브 하우징의 내부를 관찰할 수 있도록 상기 밸브 하우징에 마련되는 뷰 포트(View Port)를 포함하며,
    상기 뷰 포트는,
    상기 밸브 하우징의 좌측면 및 우측면 중 적어도 하나의 측면에 형성되는 개구에 대응되는 크기 및 형상을 갖는 투명부재; 및
    내측에 상기 투명부재의 테두리가 결합되며, 상기 개구에 인접한 영역에 볼트 체결되는 프레임부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제11항에 있어서,
    상기 프레임부재의 내측면에는 상기 투명부재의 테두리가 삽입 고정되는 결합홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.
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