KR101019531B1 - 플라즈마 처리장치 - Google Patents

Abstract

플라즈마 처리장치가 개시된다. 본 발명의 플라즈마 처리장치는, 기판의 로딩 및 언로딩을 수행하는 로드락 챔버; 기판에 대한 플라즈마 처리 공정을 수행하는 적어도 하나의 프로세스 챔버; 로드락 챔버와 적어도 하나의 프로세스 챔버가 각각 결합되는 측벽을 구비하는 트랜스퍼 챔버; 트랜스퍼 챔버에 인접하게 마련되되 측벽의 형상과 대응하도록 배치되는 냉각수 매니폴드; 및 냉각수 매니폴드로부터 분기되어 적어도 하나의 프로세스 챔버를 향하여 연장되는 적어도 하나의 냉각수 분기관을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면 복잡한 냉각라인을 간단하게 구성함으로써 트랜스퍼 챔버 하부의 협소한 공간을 효율적으로 이용할 수 있으며, 유지보수를 위한 메인터넌스(Maintenance) 작업시에도 작업자의 접근성을 향상시킬 수 있다.

플라즈마 처리장치, 매니폴드, 냉각수, 트랜스퍼 챔버

Description

플라즈마 처리장치{PLASMA PROCESSING APPARATUS}

본 발명은 플라즈마 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 냉각라인을 효율적으로 구성하는 플라즈마 처리장치에 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, 모니 터는 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.

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 플라즈마 처리장치 중 하나인 화학 기상 증착 장치에 의해 수행되는데, 구체적으로 화학 기상 증착 장치에 구비된 프로세스 챔버(PROCESS MODULE CHAMBER)에서 진행된다. 특히 통상적인 화학 기상 증착 장치는, 트랜스퍼 챔버(TRANSFER MODULE CHAMBER)와, 트랜스퍼 챔버의 일측에 결합되는 로드락 챔버(LOADLOCK CHAMBER)와, 트랜스퍼 챔버의 나머지 타측에 결합되는 프로세스 챔버를 구비한다.

한편, 최근에는 단시간에 많은 기판을 처리할 수 있도록, 일정한 간격으로 배치되는 복수 개의 프로세스 챔버를 구비하는 화학 기상 증착 장치가 널리 사용되고 있다.

이에, 로드락 챔버 내로 작업 대상의 기판이 인입되면, 트랜스퍼 챔버 내에 마련된 기판 핸들링 로봇이 기판을 트랜스퍼 챔버로 옮긴 후, 다수의 프로세스 챔버 중에서 어느 한 프로세스 챔버로 전달하고, 해당 프로세스 챔버 내에서 기판에 대한 증착 공정이 이루어지게 되며, 작업이 완료되면 전술한 역순으로 기판이 취출 된다.

화학 기상 증착 장치는, 증착 공정의 진행에 따라 프로세스 챔버가 가열되기 때문에 프로세스 챔버와, 프로세스 챔버 내측에 구비된 서셉터 및 오링(O-ring) 등을 냉각하기 위한 냉각라인을 별도로 갖추고 있다.

또한 화학 기상 증착 장치는, 디아이워터(DI Water)가 흐르는 디아이워터라인과, 화학 기상 증착 장치의 공압을 조절하기 위해 마련되는 공압라인을 갖추고 있으며, 이러한 냉각라인, 디아이워터라인 및 공압라인과 같은 다양한 종류의 배관 모음은 기판 핸들링 로봇을 회피하여 트랜스퍼 챔버의 하측에 밀집하여 배치된다.

도 1은 종래 기술에 따른, 플라즈마 처리장치 중 하나인 화학 기상 증착 장치에 있어서 프로세스 챔버 측으로 분기되는 냉각라인의 모습을 나타낸 개략적인 평면도이다.

도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 화학 기상 증착 장치는 1개의 로드락 챔버(11a)와, 5개의 프로세스 챔버(13a)와, 로드락 챔버(11a)와 프로세스 챔버(13a)를 상호 연결하는 트랜스퍼 챔버(12a)와, 트랜스퍼 챔버(12a)의 내측에 마련되는 기판 핸들링 로봇(14a)를 포함한다. 물론 도 1에 도시된 바와 달리 프로세스 챔버(13a)의 개수는 달라질 수 있으며, 이에 따라 트랜스퍼 챔버(12a)의 형상도 달라질 수 있다.

트랜스퍼 챔버(12a)의 하측에 마련되는 냉각라인(10b)는 냉각수 저장탱크(미도시)와 연결된 냉각수 분기부(10a)로부터 각각 분기되어 프로세스 챔버(13a) 측으로 연장됨으로써 프로세스 챔버(13a), 특히 프로세스 챔버(13a) 내측에 구비된 서 셉터(미도시)를 강제 냉각한다.

하지만, 도시된 바와 같이 냉각라인(10b)은 5개의 프로세스 챔버(13a) 측으로 각각 분기되는데, 분기시 트랜스퍼 챔버(12a) 중앙에 있는 기판 핸들링 로봇(14a)을 피해서 돌아가게 되므로, 양쪽으로 분기된다 해도 한쪽은 최대 3개의 냉각라인(10b)이 돌게 되어 트랜스퍼 챔버(12a) 하부 공간이 더욱 협소해지는 문제점이 있다.

또한, 종래의 냉각라인(10b)은 화학 기상 증착 장치의 유지보수시에도 트랜스퍼 챔버(12a)의 하부 공간을 더욱 협소하게 만드는 요인으로 작용하게 되므로, 메인터넌스(Maintenance) 기술자의 접근성을 떨어뜨리는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 복잡한 냉각라인을 간단하게 구성함으로써 트랜스퍼 챔버 하부의 협소한 공간을 효율적으로 이용할 수 있으며, 유지보수를 위한 메인터넌스(Maintenance) 작업시에도 작업자의 접근성을 향상시킬 수 있는 플라즈마 처리장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 기판의 로딩 및 언로딩을 수행하는 로드락 챔버; 상기 기판에 대한 플라즈마 처리 공정을 수행하는 적어도 하나의 프로세스 챔버; 상기 로드락 챔버와 상기 적어도 하나의 프로세스 챔버가 각각 결합되는 측벽을 구비하는 트랜스퍼 챔버; 상기 트랜스퍼 챔버에 인접하게 마련되되 상기 측벽의 형상과 대응하도록 배치되는 냉각수 매니폴드; 및 상기 냉각수 매니폴드로부터 분기되어 상기 적어도 하나의 프로세스 챔버를 향하여 연장되는 적어도 하나의 냉각수 분기관을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치에 의하여 달성된다.

여기서, 상기 트랜스퍼 챔버의 상기 측벽은 육각 형상을 가지며, 상기 냉각수 매니폴드는 상기 트랜스퍼 챔버의 하부에서 실질적으로 육각 형태로 배치될 수 있다.

상기 냉각수 매니폴드는, 상기 적어도 하나의 프로세스 챔버에 유입되는 냉각수가 흐르는 냉각수 유입배관; 및 상기 적어도 하나의 프로세스 챔버로부터 유출되는 냉각수가 흐르는 냉각수 유출배관을 포함할 수 있다.

상기 냉각수 유입배관 및 상기 냉각수 유출배관의 직경은, 상기 냉각수 분기관의 직경보다 클 수 있다.

상기 냉각수 매니폴드는 상기 트랜스퍼 챔버를 하부에서 지지하는 프레임구조체의 하측부에 마련될 수 있다.

상기 플라즈마 처리장치는, 상기 트랜스퍼 챔버를 하부에서 지지하는 프레임구조체의 하측부에 마련되되, 상기 측벽의 형상과 대응하도록 배치되는 알에프 매칭 박스용 매니폴드를 더 포함할 수 있다.

상기 플라즈마 처리장치는, 상기 트랜스퍼 챔버를 하부에서 지지하는 프레임구조체의 하측부에 마련되되, 상기 측벽의 형상과 대응하도록 배치되는 공압 매니폴드를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 트랜스퍼 챔버의 상기 측벽은 육각 형상을 가지고, 상기 알에 프 매칭 박스용 매니폴드 및 상기 공압 매니폴드는 상기 트랜스퍼 챔버의 하부에서 실질적으로 육각 형태로 배치되며, 상기 플라즈마 처리장치는 화학 기상 증착 장치일 수 있다.

상기 플라즈마 처리장치는, 상기 냉각수 매니폴드, 상기 알에프 매칭 박스용 매니폴드 및 상기 공압 매니폴드를 상기 프레임구조체에 고정하는 고정유닛을 더 포함하며, 상기 고정유닛은, 상기 냉각수 매니폴드, 상기 알에프 매칭 박스용 매니폴드 및 상기 공압 매니폴드가 고정되는 배관고정부; 및 상기 배관고정부로부터 절곡 형성되며 상기 프레임구조체에 결합되는 프레임고정부를 포함할 수 있다.

상기 배관고정부는, 상기 냉각수 매니폴드, 상기 알에프 매칭 박스용 매니폴드 및 상기 공압 매니폴드 중 적어도 어느 하나가 안착되는 안착편; 및 상기 냉각수 매니폴드, 상기 알에프 매칭 박스용 매니폴드 및 상기 공압 매니폴드 중 적어도 어느 하나를 체결하는 제1 체결수단이 삽입되는 적어도 하나의 배관체결홀을 포함할 수 있다.

상기 프레임고정부는 상기 고정유닛과 상기 프레임구조체를 결합하기 위한 제2 체결수단이 삽입되는 적어도 하나의 프레임체결홀을 포함할 수 있다.

상기 고정유닛은, 상기 배관고정부 및 상기 프레임고정부의 연결강도를 보강하기 위하여 상기 배관고정부와 상기 프레임고정부에 결합되는 보강편을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 트랜스퍼 챔버 하부에 배치되는 냉각수 매니폴드의 배관 라인을 트랜스퍼 챔버 측벽의 형상에 대응하도록 제작함으로써, 복잡한 냉각라인을 간단하게 구성하여 트랜스퍼 챔버 하부의 협소한 공간을 효율적으로 이용할 수 있으며, 유지보수를 위한 메인터넌스(Maintenance) 작업시에도 작업자의 접근성을 향상시킬 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 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. 이와 함께, 플라즈마 처리장치(Plasma Processing Apparatus)는 화학 기상 증착 장치(Chemical Vapor Deposition Apparatus)와, 화학 기상 식각 장치(Chemical Vapor Etching Apparatus)를 모두 포함하는 개념이지만, 화학 기상 증착 장치(Chemical Vapor Deposition Apparatus)를 기준으로 본 발명의 플라즈마 처리장치(Plasma Processing Apparatus)를 설명하며, 다만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않는다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 개략적인 구성도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 냉각수 매니폴드, 알 에프 매칭 박스용 매니폴드 및 공압 매니폴드를 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3의 냉각수 매니폴드, 알에프 매칭 박스용 매니폴드 및 공압 매니폴드가 프레임구조체에 배치된 상태를 도시한 사시도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 플라즈마 처리장치(10)는, LCD 기판 제조용 화학 기상 증착 장치로써, 기판의 로딩 및 언로딩을 수행하는 로드락 챔버(11)와, 기판에 대한 증착 공정을 수행하는 5개의 프로세스 챔버(13)와, 로드락 챔버(11)와 프로세스 챔버(13)를 상호 연결하는 트랜스퍼 챔버(12)와, 냉각수의 유출입 통로가 되는 냉각수 매니폴드(100)와, 디아이워터(DI Water, Deionize Water)의 유출입 통로가 되는 알에프 매칭 박스용 매니폴드(200)와, 공압의 유출입 통로가 되는 공압 매니폴드(300)를 구비한다.

한편, 도 2에 도시된 플라즈마 처리장치(10)는 화학 기상 증착 장치(Chemical Vapor Deposition Apparatus)이지만, 본 발명은 화학 기상 식각 장치(Chemical Vapor Etching Apparatus) 등의 플라즈마 처리를 활용한 다양한 장치에 적용될 수 있음은 전술한 바와 같다. 즉, 본 명세서에서 '플라즈마 처리'란 플라즈마 에칭(Plasma Etching)과 플라즈마 증착(Plasma Vapor Deposition)의 의미를 모두 포함한다.

여기서, 프로세스 챔버(13)는 고온 저압의 환경에서 기판에 대한 증착 공정을 수행한다. 도시하고 있지는 않지만, 프로세스 챔버(13)는 서셉터(미도시) 상에 놓여진 기판의 표면에 전극으로부터 방출된 소정의 반응성 가스 이온이 소정의 두께만큼 증착되는 장소로서,기판에 대한 실질적인 증착 공정이 진행되는 장소이다.

본 실시예의 경우, 1개의 로드락 챔버(11)를 기준으로 총 5개의 프로세스 챔버(13)가 마련되어 있기 때문에 그 생산성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 하지만, 본 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것은 아니므로 프로세스 챔버(13)는 5개보다 많아도 좋고 혹은 적어도 무방하다.

이러한 프로세스 챔버(13)를 통한 기판의 증착 공정 진행을 위해, 트랜스퍼 챔버(12)에 마련된 기판 핸들링 로봇(14)이 작업 대상의 기판을 해당 프로세스 챔버(13)로 이송시키게 되는데, 이때 대기압 상태에 있는 기판을 직접 고온 저압의 프로세스 챔버(13)로 진입시키는 과정에 어려움이 있기 때문에, 기판을 해당 프로세스 챔버(13)로 이송하기 전에 프로세스 챔버(13)와 동일한 환경을 조성해줄 필요가 있다. 이를 위해 로드락 챔버(11)가 마련된다.

로드락 챔버(11)는 이송 로봇(14)에 의해 외부로부터 플라즈마 처리공정의 대상이 되는 기판이 인입되면, 내부의 환경을 프로세스 챔버(13)와 실질적으로 동일한 온도와 압력으로 조성하는 역할을 한다.

이처럼 프로세스 챔버(13)와 실질적으로 동일한 환경이 조성된 로드락 챔버(11) 내의 기판은, 트랜스퍼 챔버(12)에 마련되는 기판 핸들링 로봇(14)에 의해 인출되어 해당 프로세스 챔버(13)로 이송된 후 해당 증착 공정이 수행된다. 반대로 프로세스 챔버(13) 내에서 증착 공정이 완료된 기판은 기판 핸들링 로봇(14)에 의해 인출되어 외부와 실질적으로 동일한 온도와 압력을 유지하는 로드락 챔버(11)로 이송된 후 최종적으로 이송 로봇(미도시)에 의해 외부로 인출된다.

이와 같이, 로드락 챔버(11)는 외부로부터 기판이 프로세스 챔버(13)로 인입 되기 전 또는 프로세스 챔버(13)로부터 기판이 외부로 인출되기 전에 프로세스 챔버(13)의 환경 또는 외부의 환경과 실질적으로 동일한 상태로 기판을 수용하는 역할을 한다.

트랜스퍼 챔버(12)는 프로세스 챔버(13)와 로드락 챔버(11)를 연결하는 챔버이다. 트랜스퍼 챔버(12)는 본 실시예에서 평면 투영 시 육각 구조를 갖는 거대한 구조물이다. 즉 그 내부에서 가로/세로의 폭이 2미터 내외에 이르는 소위, 8세대라 불리는 기판이 기판 핸들링 로봇(14)에 의해 이송되어야 하기 때문에 트랜스퍼 챔버(12)는 거대한 구조물로 마련된다.

트랜스퍼 챔버(12)는 프레임구조체(12c,도 4 참조)에 얹혀진 상태로 마련된다. 물론, 이와 같이 트랜스퍼 챔버(12)가 프레임구조체(12c)에 얹혀지는 구조는 트랜스퍼 챔버(12) 외에도 로드락 챔버(11) 및 프로세스 챔버(13)에 공히 적용된다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 냉각수 매니폴드(100)는 플라즈마 처리공정이 진행되는 프로세스 챔버(13), 그 중에서도 특히 서셉터(미도시)를 냉각하는 냉각수의 유출입 통로를 제공하기 위해 트랜스퍼 챔버(12)의 하측부에 마련된다. 물론 이러한 냉각수는 서셉터(미도시) 뿐만 아니라 프로세스 챔버(13) 자체의 냉각과 오링(O-ring)을 냉각하는 역할도 겸하게 된다.

냉각수 매니폴드(100)는 프로세스 챔버(13)로 유입되는 냉각수의 통로가 되는 냉각수 유입배관(110)과, 프로세스 챔버(13)로부터 유출되는 냉각수의 통로가 되는 냉각수 유출배관(120)을 포함한다. 냉각수 유입배관(110)은 냉각수 저장탱크 (미도시)로부터 냉각수를 공급받아 프로세스 챔버(13) 쪽으로 공급하는 부분이며, 냉각수 유출배관(120)은 프로세스 챔버(13)를 순환하며 온도가 상승한 냉각수를 다시 냉각수 저장탱크(미도시) 쪽으로 배출하는 부분이다. 또한, 냉각수 유입배관(110) 및 냉각수 유출배관(120)의 일단부는 밀폐처리되어 펌프(미도시)의 작동시에만 냉각수가 흐를수 있도록 한다. 본 실시예에 따라 냉각수 유입배관(110)과 냉각수 유출배관(120)은 별개로 마련되는바 냉각효율이 상승하는 결과를 얻을 수 있다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 로드락 챔버(11)와 프로세스 챔버(13)를 연결하는 트랜스퍼 챔버(12)에는 로드락 챔버(11) 및 프로세스 챔버(13)가 결합되는 육각 형태의 측벽이 구비된다. 또한, 트랜스퍼 챔버(12)를 지지하는 프레임구조체(12c)도 마찬가지로 육각 형태를 가지며, 이에 대응하여 냉각수 매니폴드(100)는 트랜스퍼 챔버(12)의 측벽의 형상과 유사하게 육각 형태로 마련되어 프레임구조체(12c)의 하측에 결합된다.

냉각수 매니폴드(100)는 프레임구조체(12c)의 하측에 마련되어 각각 프로세스 챔버(13) 측에 구비된 냉각수 분기관(15)과 결합한다. 또한, 냉각수 분기관(15)의 직경은 냉각수 유입배관(110) 및 냉각수 유출배관(120)의 직경보다 작도록 하여, 별도의 구동펌프(미도시)가 없더라도 냉각수 매니폴드(100)를 따라 흐르는 냉각수는 수압에 의해 자연스럽게 냉각수 분기관(15)으로 유입되거나 유출될 수 있도록 한다.

본 실시예에 따른 플라즈마 처리장치(10)의 냉각수 매니폴드(100)는, 종래와 달리 육각 형태의 냉각수 유입배관(110)과 냉각수 유출배관(120)을 포함하며, 각각 5개의 프로세스 챔버(13) 측에 마련된 냉각수 분기관(15)과 결합되므로, 협소한 트랜스퍼 챔버(12)의 하부 공간을 효율적으로 이용할 수 있게 되며, 유지보수를 위한 메인터넌스(Maintenance) 작업시에도 작업자의 접근성을 향상시킬 수 있다.

한편, 알에프 매칭 박스용 매니폴드(200)도 알에프 매칭 박스(RF Matching Box,미도시)를 냉각시키기 위한 디아이워터(DI Water,Deionize Water)의 유출입 통로를 제공하기 위해 트랜스퍼 챔버(12) 챔버의 하측부에 마련된다. 여기서, 디아이워터는 이온이 없으며 절연저항이 매우 큰 순수한 물을 의미한다. 플라즈마 처리와 관계된 알에프 매칭 박스를 냉각시키기 위한 냉각수는, 절연저항이 작은 경우 알에프(RF) 누설이 발생할 수 있으므로, 알에프 매칭 박스 쪽으로 흐르는 냉각수는 절연저항이 매우 큰 디아이워터가 사용되는 것이 일반적이다.

알에프 매칭 박스용 매니폴드(200)는 알에프 매칭 박스(미도시) 측으로 유입되는 디아이워터의 통로가 되는 알에프 매칭 박스용 유입배관(210)과, 알에프 매칭 박스(미도시) 측으로부터 유출되는 디아이워터의 통로가 되는 알에프 매칭 박스용 유출배관(220)을 포함한다. 물론, 전술한 냉각수 매니폴드(100)의 경우와 마찬가지로, 알에프 매칭 박스용 매니폴드(200)는 디아이워터 저장탱크(미도시)와 연결됨으로써, 디아이워터 저장탱크(미도시)로부터 디아이워터를 공급받거나 디아이워터 저장탱크(미도시) 측으로 디아이워터를 배출한다.

알에프 매칭 박스용 매니폴드(200)도 육각 형태로 제작되며, 각각 알에프 매칭 박스 측으로 연장되는데, 이에 따라 협소한 트랜스퍼 챔버(12)의 하부 공간을 효율적으로 이용할 수 있게 되며, 유지보수를 위한 메인터넌스(Maintenance) 작업시에도 작업자의 접근성을 향상시킬 수 있다. 다만, 도 3에 자세히 도시된 바와 같이, 알에프 매칭 박스용 매니폴드(200)는 트랜스퍼 챔버(12)의 육각 형태 측벽 중에서 각각 3개 측벽과 2개 측벽을 담당하도록 분리되는데, 이는 디아이워터를 순환시키기 위한 펌프(미도시)의 용량을 고려한 것이다. 즉, 펌프(미도시)의 용량이 충분히 큰 경우 알에프 매칭 박스용 매니폴드(200)는 냉각수 매니폴드(100)와 마찬가지로 육각 형태로 제작될 수 있으나, 펌프(미도시)의 용량이 충분하지 못한 경우 도 3에 도시된 바와 같이 분리되어 제작될 수 있다. 알에프 매칭 박스용 매니폴드(200)에 관한 기타 사항은 냉각수 매니폴드(100)에 관한 사항과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

본 실시예의 플라즈마 처리장치(10)의 냉각수 매니폴드(100)와 알에프 매칭 박스용 매니폴드(200)처럼, 공압 매니폴드(300)는 플라즈마 처리장치(10)의 각 구성, 예컨대 로드락 챔버(11) 또는 트랜스퍼 챔버(12) 또는 프로세스 챔버(13) 중 적어도 어느 하나에 사용되는 공기의 압력을 조절하기 위해 마련된 부분으로 트랜스퍼 챔버(12) 챔버의 하측부에 마련된다.

공압 매니폴드(300)는 공기의 유입 통로가 되는 공압 유입배관(310)과, 공기의 유출 통로가 되는 공압 유출배관(320)을 포함한다. 공압 매니폴드(300)는 육각 형태로 제작되며, 각각 로드락 챔버(11) 또는 트랜스퍼 챔버(12) 또는 프로세스 챔버(13) 중 적어도 어느 하나로 연장되는데, 이에 따라 협소한 트랜스퍼 챔버(12)의 하부 공간을 효율적으로 이용할 수 있게 되며, 유지보수를 위한 메인터넌 스(Maintenance) 작업시에도 작업자의 접근성을 향상시킬 수 있다. 공압 매니폴드(300)에 관한 기타 사항은 알에프 매칭 박스용 매니폴드(200)에 관한 사항과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

이제, 이하에서는 냉각수 매니폴드(100), 알에프 매칭 박스용 매니폴드(200) 및 공압 매니폴드(300)를 프레임구조체(12c)에 결합하는 방법을 자세히 설명한다.

도 5는 도 3의 냉각수 매니폴드, 알에프 매칭 박스용 매니폴드 및 공압 매니폴드를 프레임구조체에 결합하기 위한 고정유닛을 설명하기 위하여 도시한 사시도이며, 도 6은 도 5의 고정유닛의 배면도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 플라즈마 처리장치(10)는 냉각수 매니폴드(100)와, 알에프 매칭 박스용 매니폴드(200)와, 공압 매니폴드(300)를 프레임구조체(12c) 하측에 결합하기 위한 고정유닛(400)을 더 포함한다.

도 5를 참조하면, 고정유닛(400)은 냉각수 매니폴드(100), 알에프 매칭 박스용 매니폴드(200) 및 공압 매니폴드(300)를 고정하기 위한 배관고정부(410)와, 배관고정부(410)와 일체로 형성되며 프레임구조체(12c) 하측과 결합되는 프레임고정부(420)를 포함한다.

배관고정부(410)는 냉각수 매니폴드(100), 알에프 매칭 박스용 매니폴드(200) 및 공압 매니폴드(300)의 움직임을 방지하기 위한 부분으로, 도 6에 도시된 바와 같이 판재형상으로 제작되나 본 발명의 권리범위는 배관고정부(410)의 형상에 의하여 제한되지 않는다.

냉각수 매니폴드(100)를 따라 냉각수가 흐르는 경우 또는, 알에프 매칭 박스 용 매니폴드(200)를 따라 디아이워터가 흐르는 경우 또는, 공압 매니폴드(300)를 따라 공기가 흐르는 경우 각 매니폴드(100,200,300)를 구성하는 배관에는 유체의 흐름에 의한 진동이 발생하게 되며, 이러한 진동은 플라즈마 처리장치(10)의 오작동을 유발할 위험성을 제공하게 되므로 배관고정부(410)는 이를 방지하기 위해 마련된다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 배관고정부(410)는 배면으로부터 돌출되는 적어도 하나의 안착편(411)를 포함하며, 배관고정부(410)를 관통하여 복수 개의 배관체결홀(410a)이 형성된다.

안착편(411)은 알에프 매칭 박스용 매니폴드(200) 및 공압 매니폴드(300)가 안착되기 위한 부분으로, 배관고정부(410)의 배면으로부터 돌출된 후 절곡되어 'ㄴ'자 형상으로 마련된다. 배관고정부(410)의 배면으로부터 안착편(411)가 절곡되기 전까지의 거리는 알에프 매칭 박스용 매니폴드(200) 및 공압 매니폴드(300)를 구성하는 각 배관의 직경에 대응하도록 제작된다. 물론, 안착편(411)은 냉각수 매니폴드(100)를 안착시키기 위해서도 마련될 수 있으나(미도시), 냉각수 매니폴드(100)는 알에프 매칭 박스용 매니폴드(200)나 공압 매니폴드(300)의 직경에 비해 큰 직경을 갖는바, 본 실시예에서는 안착편(411)이 아닌 후술하는 제1 체결수단(440)에 의하여 고정된다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 배관체결홀(410a)은 냉각수 매니폴드(100), 알에프 매칭 박스용 매니폴드(200) 및 공압 매니폴드(300)를 고정하기 위해 배관고정부(410)를 관통하여 복수 개가 마련된다. 각각의 매니폴드(100,200,300)는 배관체 결홀(410a)을 따라 삽입되는 제1 체결수단(440)에 의하여 배관고정부(410)에 고정된다. 여기서 제1 체결수단(440)은 굵은 철사를 의미하나 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않는다.

다만, 알에프 매칭 박스용 매니폴드(200) 및 공압 매니폴드(300)는 안착편(411)에 의하여 움직임을 방지할 수 있으므로, 제1 체결수단(440)에 의해 고정된 상태를 도시하지는 않았으며, 필요에 따라 알에프 매칭 박스용 매니폴드(200) 및 공압 매니폴드(300)를 제1 체결수단(440)에 의하여 추가 고정하는 것도 가능하다.

도 5를 참조하면, 프레임고정부(420)는 배관고정부(410)의 하단부로부터 절곡 형성되며, 프레임고정부(420)를 관통하여서는 프레임체결홀(420a)이 형성된다. 배관고정부(410)에 의하여 고정된 매니폴드(100,200,300)는 프레임고정부(420)를 통하여 체결되는 제2 체결수단(450)에 의해 프레임구조체(12c)에 고정된다(도 3참조). 여기서 제2 체결수단(450)은 볼트 등의 체결요소를 의미한다. 물론, 프레임체결홀(420a)의 하측에 대응하는 프레임구조체(12c)에는 제2 체결수단(450)에 대응하는 나사산 등이 사전에 마련되어 있어야 하며, 본 발명의 권리범위는 제2 체결수단(450)의 유형에 의해 제한되지 않는다.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 고정유닛(400)은 배관고정부(410)와 프레임고정부(420)에 결합되는 보강편(430)을 더 포함한다.

보강편(430)은 배관고정부(410)와 프레임고정부(420)의 연결강도를 보강하기 위해 마련되는 부분으로, 보강편(430)의 일단부는 배관고정부(410)에 용접 등의 방법에 의하여 결합되며, 타단부는 프레임고정부(420)에 용접 등의 방법에 의하여 결 합된다. 본 실시예의 경우 보강편(430)은 삼각 단면을 갖는 판재 형상의 부재가 사용되었으나 보강편(430)의 기능을 수행할 수 있는 한, 본 발명의 권리범위는 보강편(430)의 유형에 의하여 제한되지 않는다.

고정유닛(400)에 의하여, 매니폴드(100,200,300)는 프레임구조체(12c)의 하측부에 견고하게 고정되게 되며, 이에 따라 유체의 흐름에 의한 배관의 진동이 방지되므로 플라즈마 처리장치(10)의 플라즈마 처리공정 효율을 높일 수 있게 된다.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른, 플라즈마 처리장치 중 하나인 화학 기상 증착 장치에 있어서 프로세스 챔버 측으로 분기되는 냉각라인의 모습을 나타낸 개략적인 평면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 개략적인 구성도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 처리장치의 냉각수 매니폴드, 알에프 매칭 박스용 매니폴드 및 공압 매니폴드를 나타낸 사시도이다.

도 4는 도 3의 냉각수 매니폴드, 알에프 매칭 박스용 매니폴드 및 공압 매니폴드가 프레임구조체에 배치된 상태를 도시한 사시도이다.

도 5는 도 3의 냉각수 매니폴드, 알에프 매칭 박스용 매니폴드 및 공압 매니폴드를 프레임구조체에 결합하기 위한 고정유닛을 설명하기 위하여 도시한 사시도이다.

도 6은 도 5의 고정유닛의 배면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 냉각수 매니폴드 110 : 냉각수 유입배관

120 : 냉각수 유출배관 200 : 알에프 매칭 박스용 매니폴드

210 : 알에프 매칭 박스용 유입배관 220 : 알에프 매칭 박스용 유출배관

300 : 공압 매니폴드 310 : 공압 유입배관

320 : 공압 유출배관 400 : 고정유닛

410 : 배관고정부 411 : 안착편

410a : 배관체결홀 420 : 프레임고정부

420a : 프레임체결홀 430 : 보강편

440 : 제1 체결수단 450 : 제2 체결수단

10 : 플라즈마 처리장치 10a : 냉각수 분기부

10b : 냉각라인 11,11a : 로드락 챔버

12,12a : 트랜스퍼 챔버 12c : 프레임구조체

13,13a : 프로세스 챔버 14,14a : 기판 핸들링 로봇

15 : 냉각수 분기관 16 : 밸브

Claims (12)

1. 기판의 로딩 및 언로딩을 수행하는 로드락 챔버;

   상기 기판에 대한 플라즈마 처리 공정을 수행하는 적어도 하나의 프로세스 챔버;

   상기 로드락 챔버와 상기 적어도 하나의 프로세스 챔버가 각각 결합되는 측벽을 구비하는 트랜스퍼 챔버;

   상기 트랜스퍼 챔버에 인접하게 마련되되 상기 측벽의 형상과 대응하도록 배치되는 냉각수 매니폴드; 및

   상기 냉각수 매니폴드로부터 분기되어 상기 적어도 하나의 프로세스 챔버를 향하여 연장되는 적어도 하나의 냉각수 분기관을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 트랜스퍼 챔버의 상기 측벽은 육각 형상을 가지며,

   상기 냉각수 매니폴드는 상기 트랜스퍼 챔버의 하부에서 육각 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 냉각수 매니폴드는,

   상기 적어도 하나의 프로세스 챔버에 유입되는 냉각수가 흐르는 냉각수 유입배관; 및

   상기 적어도 하나의 프로세스 챔버로부터 유출되는 냉각수가 흐르는 냉각수 유출배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 냉각수 유입배관 및 상기 냉각수 유출배관의 직경은,

   상기 냉각수 분기관의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 냉각수 매니폴드는 상기 트랜스퍼 챔버를 하부에서 지지하는 프레임구조체의 하측부에 마련되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 트랜스퍼 챔버를 하부에서 지지하는 프레임구조체의 하측부에 마련되되, 상기 측벽의 형상과 대응하도록 배치되는 알에프 매칭 박스용 매니폴드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 트랜스퍼 챔버를 하부에서 지지하는 프레임구조체의 하측부에 마련되 되, 상기 측벽의 형상과 대응하도록 배치되는 공압 매니폴드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 트랜스퍼 챔버의 상기 측벽은 육각 형상을 가지고,

   상기 알에프 매칭 박스용 매니폴드 및 상기 공압 매니폴드는 상기 트랜스퍼 챔버의 하부에서 육각 형태로 배치되며,

   상기 플라즈마 처리장치는 화학 기상 증착 장치인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
9. 제7항에 있어서,

   상기 냉각수 매니폴드, 상기 알에프 매칭 박스용 매니폴드 및 상기 공압 매니폴드를 상기 프레임구조체에 고정하는 고정유닛을 더 포함하며,

   상기 고정유닛은,

   상기 냉각수 매니폴드, 상기 알에프 매칭 박스용 매니폴드 및 상기 공압 매니폴드가 고정되는 배관고정부; 및

   상기 배관고정부로부터 절곡 형성되며 상기 프레임구조체에 결합되는 프레임고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
10. 제9항에 있어서,

    상기 배관고정부는,

    상기 냉각수 매니폴드, 상기 알에프 매칭 박스용 매니폴드 및 상기 공압 매니폴드 중 적어도 어느 하나가 안착되는 안착편; 및

    상기 냉각수 매니폴드, 상기 알에프 매칭 박스용 매니폴드 및 상기 공압 매니폴드 중 적어도 어느 하나를 체결하는 제1 체결수단이 삽입되는 적어도 하나의 배관체결홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
11. 제10항에 있어서,

    상기 프레임고정부는 상기 고정유닛과 상기 프레임구조체를 결합하기 위한 제2 체결수단이 삽입되는 적어도 하나의 프레임체결홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
12. 제11항에 있어서,

    상기 고정유닛은,

    상기 배관고정부 및 상기 프레임고정부의 연결강도를 보강하기 위하여 상기 배관고정부와 상기 프레임고정부에 결합되는 보강편을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.

Images