KR101173569B1 - 진공 챔버 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 챔버의 저면을 구성하는 제1모재; 상기 제1모재의 단부와 결합하며, 평탄부와 상기 평탄부의 주변에 형성되는 경사면으로 이루어지는 단부를 가지고 상기 챔버의 측면을 구성하는 제2 모재; 상기 제1모재의 단부와 상기 제2 모재의 상기 경사면사이에 형성되는 용접부; 상기 챔버의 상면을 구성하는 복개판을 포함하는 진공챔버를 제공한다.

본 발명에 따르면, 용접하여 대형 챔버를 제조함에 있어서 모재 및 용접봉의 사용량을 줄임으로써 비용절감에 크게 기여할 수 있게 된다.

챔버, 모재, 용접

Description

진공 챔버{Vacuum chamber}

도 1은 기판처리장치의 구성도

도 2는 일반적인 공정챔버의 분해사시도

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따라 챔버 저면과 측벽을 결합한 모습을 나타낸 도면

도 4 및 도 5는 챔버 저면과 측벽의 여러 결합유형을 나타낸 도면

도 6 및 도 7은 챔버 측벽의 여러 결합유형을 나타낸 평면도

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 진공챔버의 분리 사시도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 : 진공챔버 102 : 저면

110,120,130,140 : 제1,2,3,4 측벽 104,114,131,141 : 평탄부

106,108, 112,114,132,134,142,144 : 경사면

160 : 복개판 200 : 용접부

본 발명은 반도체소자 또는 액정표시소자를 제조하기 위하여 실리콘 웨이퍼 또는 글래스(이하 '기판'이라 함)를 처리하는 챔버에 관한 것이다.

일반적으로 반도체소자 또는 액정표시소자(Liquid Crystal Display)를 제조하기 위해서는 기판에 원료물질을 증착하는 박막증착공정, 감광성 물질을 사용하여 이들 박막 중 선택된 영역을 노출 또는 은폐시키는 포토리소그라피 공정, 선택된 영역의 박막을 제거하여 목적하는 대로 패터닝(patterning)하는 식각 공정 등을 거치게 되며, 이들 각 공정은 해당공정을 위해 최적의 환경으로 설계된 제조장비 내에서 진행된다.

도 1은 이 중에서 액정표시소자 제조장비의 구성을 개략적으로 도시한 것으로서, 이송챔버(10)와, 상기 이송챔버(10)의 주위에 결합되는 공정챔버(20) 및 로드락챔버(loadlock chamber, 30)와, 상기 로드락챔버(30)의 측부에 결합하는 이송부(40) 등으로 이루어진다.

공정챔버(20)는 고진공 상태에서 기판에 대한 박막증착, 식각 등의 공정을 수행하는 공간이고, 이송챔버(10)는 공정챔버(10)와 로드락챔버(30) 사이에서 기판을 이송하는 공간으로서 역시 진공 상태를 유지하며 내부에 기판을 운송하는 이송챔버로봇(11)을 포함한다.

이송부(40)는 장비 외부의 카세트로부터 로드락챔버(30)로 기판(s)을 반입하거나, 로드락챔버(30)에서 카세트로 기판(s)을 반출하는 공간으로서 운송수단인 이 송부로봇(41)을 내부에 포함하며, 이송부로봇(41)의 수평직선이동을 위한 가이드레일(42)을 구비하기도 한다.

로드락챔버(30)는 대기압상태의 이송부(40)와 진공상태의 이송챔버(10) 사이에서 완충역할을 하기 때문에, 이송부(40)와 기판을 교환할 때는 대기압상태로 전환되고, 이송챔버(10)와 기판을 교환할 때는 진공상태로 전환된다. 한편 이송챔버(10), 공정챔버(20), 및 로드락챔버(30)의 사이에는 기판이 출입하는 통로가 형성된다.

도 2는 상기 공정챔버(20)의 개략적인 분해사시도로서, 챔버몸체(21)와 챔버몸체(21)의 상부에 결합되는 복개판(22)으로 이루어지고, 챔버몸체(21)의 내부에는 기판안치대(23)가 설치되며 일 측면에는 장방형의 기판출입구(24)가 형성된다.

또한 공정챔버(20)는 진공상태에서 기판을 처리하는 공간이므로 외부의 대기압을 견딜 수 있을 정도로 견고하게 제조되어야 하며, 챔버몸체(21)와 복개판(22)의 사이에는 진공시일을 위해 오링(O-ring, 25)이 설치된다.

이러한 공정챔버(20)는 다수의 알루미늄 모재를 용접하여 제조하거나 알루미늄 블록의 내부를 절삭 가공하는 방법으로 제조된다. 그러나 액정표시장치를 중심으로 기판의 크기가 대형화됨에 따라서 절삭가공용 알루미늄 블록을 제작 및 운반하는 것이 점차 어려워지고 있기 때문에 현재는 여러 개의 알루미늄 모재를 용접하여 대형 챔버를 제조하는 방안이 주로 연구되고 있는 추세이다.

그런데 챔버 제조에 사용되는 알루미늄 모재와 용접제가 워낙 고가이기 때문 에 챔버가 대형화될수록 원자재 비용이 증가하므로 장비의 가격경쟁력을 높이기 위해서는 모재 및 용접제의 사용량을 절감하는 것이 중요해지고 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 알루미늄 모재를 용접하여 대형 챔버를 제조함에 있어서 모재 및 용접봉의 낭비를 줄일 수 있는 방안을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 챔버의 저면을 구성하는 제1모재; 상기 제1모재의 단부와 결합하며, 평탄부와 상기 평탄부의 주변에 형성되는 경사면으로 이루어지는 단부를 가지고 상기 챔버의 측면을 구성하는 제2 모재; 상기 제1모재의 단부와 상기 제2 모재의 상기 경사면사이에 형성되는 용접부; 상기 챔버의 상면을 구성하는 복개판을 포함하는 진공챔버를 제공한다.

상기 제2 모재의 단부 측면은 중앙에 평탄부와 상기 평탄부의 주변에 형성되는 각각 제1 경사면 및 제2 경사면이 설치되고, 상기 제1 모재와 상기 제1경사면 사이와 상기 제1모재와 상기 제2경사면 사이에 상기 용접부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1모재의 단부에 상기 제2모재의 상기 경사면과 대응되는 제2경사면이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2모재는, 제3모재, 상기 제3모재와 대향하는 제4모재, 상기 제3모재 및 상기 제4모재와 연결되는 제5모재, 그리고 상기 제5모재와 대향하며 상기 제3모재 및 상기 제4모재와 연결되는 제6모재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 제5모재와 상기 제6모재의 단부 측면은 중앙에 평탄부와 상기 평탄부의 주변에 형성되는 각각 제1경사면 및 제2경사면이 설치되고, 상기 제3모재 및 제4모재와 각각의 상기 제5모재 및 상기 제6모재의 상기 제1경사면 및 상기 제2경사면사이에 용접부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 챔버의 저면 및 제1측면을 구성하는 제1모재; 상기 제1모재의 상단부와 결합하는 하단부를 가지며, 상기 챔버의 제1측면을 구성하는 제2모재; 상기 제1모재의 상단부와 상기 제2모재의 하단부 사이에 형성되는 용접부; 상기 챔버의 상면을 구성하는 복개판을 포함하는 진공챔버를 제공한다.

상기 제1모재의 상단부와 상기 제2모재의 하단부는 각각 평탄부와 상기 평탄부 주변에 제1경사면과 제2경사면을 가지며, 상기 제1모재 및 상기 제2모재의 상기 제1경사면 사이와 상기 제2모재와 상기 제2모재의 상기 제2경사면 사이에 용접부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3a 및 도 3b는 챔버의 저면과 측벽의 결합을 나타낸 단면도로서, 챔버의 저면(102)을 구성하는 제1 모재와 챔버의 제1 측벽(110)을 구성하는 제2 모재가 용 접된 모습을 나타내고 있다. 나머지 측벽도 제1 측벽(110)과 같은 방식으로 저면(102)에 결합될 수 있음은 물론이다.

도 3a는 제1 측벽(110)의 하단부가 저면(102)의 상면에 접합되는 경우를 나타낸 것으로서, 이를 위해 제1 측벽(110)의 하단부는 저면(102)과 접하는 평탄부(111)를 구비하는 한편, 상기 평탄부(111)의 주변에는 제1,2 경사면(112,114)이 형성된다.

상기 제1,2 경사면(112,114)과 챔버저면(102)의 사이에는 용접제가 충진되어 용접부(200)가 형성된다.

이와 같이 제1 측벽(110)의 평탄부(111)를 저면(102)의 상면에 접촉시킨 상태에서 접촉면의 주변부만을 용접함으로써 용접봉의 사용량을 크게 줄일 수 있다. 이때 평탄부(111)의 폭과 경사면(112,114)의 경사도는 제1 측벽과 저면(102,110)의 두께와 접합강도 및 진공압력 등을 고려하여 적절히 조절하면 된다.

용접은 전자빔용접, 아크용접 등의 통상적인 용접방법을 이용하면 되며, 사용되는 용접봉은 모재보다 융점이 낮은 재질을 주로 이용한다. 공정챔버를 제조하기 위하여 알루미늄 재질의 모재를 이용하는 경우에는 모재보다 융점이 낮은 알루미늄 용접봉을 이용한다.

도 3b는 접합강도를 높이기 위하여 제1 모재인 챔버저면(102)의 단부에도 제1 측벽(110)의 제1 경사면(112)에 대향하는 경사면(106)이 형성된 모습을 나타내고 있다. 다만, 제1 측벽(110)의 제2 경사면(114)에 대향하는 경사면을 챔버 저면(102)에 형성하는 것은 강도를 저하시킬 우려가 높으므로 제1 측벽(110)의 단부에 만 경사면(106)을 형성하는 것이 바람직하다.

도 4는 도 3a와 다른 방식으로 챔버 저면(102)과 제1 측면(110)을 결합한 모습을 나타낸 것이다. 즉, 챔버 저면(102)을 구성하는 제1 모재의 측단부를 제1 측벽(110)을 구성하는 제2 모재의 하단 측면에 결합한다.

이 경우에는 챔버 저면(102)의 단부에 제1 측벽(110)의 하단 측면에 접하는 평탄부(104)를 형성하고, 용접을 위해 평탄부(104)의 주변에 경사면(106,108)을 형성하며, 상기 경사면(106,108)과 제1 측벽(110)의 사이에 용접제를 충진하여 용접부(200)를 형성한다.

이상에서는 챔버저면(102)을 구성하는 제1 모재와 제1 측벽(110)을 구성하는 제2 모재를 결합하기 위해, 제1 측벽(110)의 단부를 챔버저면(102)의 상면에 결합하거나, 제1 측벽(110)의 측면에 챔버 저면(102)의 단부를 결합하였다.

그런데 이와 같이 하나의 모재가 챔버의 일면 만을 구성하는 것이 아니라 도 5에 도시된 바와 같이 하나의 모재가 절곡되어 예를 들어, 챔버저면과 제1 측벽의 일부를 구성하는 것도 가능하다.

즉, 제1 모재는 챔버저면(102)과 제1 측벽(110)의 일부를 구성하고, 제2 모재는 제1 모재의 제1 측벽(110)의 상단부에 결합하여 함께 제1 측벽(110)을 구성한다.

또한 용접을 위해서, 제1 모재의 제1측벽(110)의 상단부에 평탄부(104)와 경사면(106,108)을 형성하고, 제2 모재의 하단부에도 평탄부(111) 및 상기 제1 모재 (102)의 경사면에 대향하는 경사면(112,114)을 형성한 후, 제1,2 모재(102,110)의 평탄부(104,111)를 서로 접촉시킨 상태에서 각 경사면의 사이에 용접제를 충진하여 용접부(200)를 형성한다.

도 6은 진공챔버의 저면(102)과 그 위에 결합된 제1,2,3,4 측벽(110,120,130,140)을 나타낸 평면도로서, 제1 측벽(110)은 제2 측벽(120)과 대향하고, 제3 측벽(130)은 제1 측벽(110)의 일측 단부 및 제2 측벽(120)의 일측 단부에 연결되고, 제4 측벽(140)은 제1 측벽(110)의 타측 단부 및 제2 측벽(120)의 타측 단부에 연결된다.

이때 제3 측벽(130)의 양측 단부에는 제1,2 측벽(110,120)의 측면에 접하는 평탄부(131)가 형성되고, 평탄부(131)의 주위에는 경사면(132,134)이 형성되며, 상기 경사면(132,134)과 제1 측벽(110) 및 제2 측벽(120)의 사이에 용접제가 충진되어 용접부(200)가 형성된다.

제4 측벽(140)의 양 단부에도 평탄부(141)가 형성되고, 평탄부(141)의 주위에 용접을 위한 경사면(142,144)이 형성된다.

이때 각 측벽(110,120,130,140)의 하단부는 저면을 구성하는 제1 모재(102)에 용접되어 있는 상태이다.

도 6에 의하면, 장축 방향인 제3,4 측벽(130,140)의 양측 단부를 단축방향인 제1,2 측벽(110,120)의 측면에 결합시키는데, 이는 모재의 낭비를 줄이기 위한 것이다.

즉, 진공챔버는 알루미늄 또는 SUS재질의 고가 모재를 이용하여 제조되는데, 대형 액정표시장치의 측벽을 제조하기 위해서는 2m 이상의 길이를 가지는 대형 모재가 사용된다. 그런데 이러한 모재는 크기가 커질수록 가격이 기하급수적으로 증가하기 때문에 사용되는 모재의 크기를 가급적 줄이는 것이 비용절감의 관건이라고 할 수 있다.

따라서 이와 같이 장축방향으로 배치되는 제3,4 측벽(130,140)의 양측 단부를 단축방향으로 배치되는 제1,2 측벽(110,120)의 측면에 결합시킴으로써 장축방향 모재의 길이를 최소한으로 줄일 수 있으며 결과적으로 비용절감에 기여할 수 있다.

하나의 모재가 챔버 저면과 제1 측벽의 일부를 동시에 구성하는 경우에 대하여 전술한 바 있는데, 이와 마찬가지로 하나의 모재가 2개 이상의 측벽을 구성할 수도 있다.

도 7은 각각 2번 절곡된 제1,2 모재(170,180)를 이용하여 챔버 측벽을 구성한 것으로서, 제1 모재(170)는 제1,2측벽(110,120)의 일부와 제3 측벽(130)을 구성하고, 제2 모재(180)는 제1.2 측벽(110,120)의 일부와 제4 측벽(140)을 구성한다.

제1,2 모재(170,180)의 결합은 전술한 바와 같이 단부에 평탄부 및 경사면을 형성하고, 양자의 평탄부를 접합시킨 상태에서 대향하는 경사면 사이에 용접제를 충진하여 용접부(200)를 형성함으로써 이루어진다.

이와 같이 2번 절곡된 모재(170,180)를 이용하지 않고 90도 각도로 한번 절곡된 4개의 모재를 이용하여 각 단부를 용접함으로써 챔버 측벽을 구성하는 것도 가능하다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따라 제조되는 진공챔버(100)의 분리사시도로서, 챔버 저면(102)에 제1,2,3,4 측벽(110,120,130,140)이 결합하고, 챔버 측벽의 상단에 진공챔버(100)의 상면을 구성하는 복개판(160)을 결합함으로써 제조된다.

이상에서 설명한 진공챔버의 제조방법은 액정표시장치용 진공챔버에 특히 유용하지만 반도체 제조용 진공챔버에도 적용될 수 있으며, 알루미늄 재질의 공정챔버 또는 로드락챔버 뿐만 아니라 통상 SUS로 제조되는 이송챔버에도 적용될 수 있다.

본 발명에 따르면, 용접하여 대형 챔버를 제조함에 있어서 모재 및 용접봉의 사용량을 줄임으로써 비용절감에 크게 기여할 수 있게 된다.

Claims (7)

1. 챔버의 저면을 구성하는 제1모재;

   상기 제1모재의 단부와 결합하며, 평탄부와 상기 평탄부의 주변에 형성되는 경사면으로 이루어지는 단부를 가지고 상기 챔버의 측면을 구성하는 제2 모재;

   상기 제1모재의 단부와 상기 제2 모재의 상기 경사면 사이에 형성되는 용접부;

   상기 챔버의 상면을 구성하는 복개판

   을 포함하며, 상기 제 2 모재의 단부 측면은 중앙에 평탄부와 상기 평탄부의 주변에 형성되는 각각 제 1 경사면 및 제 2 경사면이 설치되고, 상기 제 1 모재와 상기 제 1 경사면 사이와 상기 제 1 모재와 상기 제 2 경사면 사이에 상기 용접부가 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 챔버
2. 삭제
3. 제2에 있어서,

   상기 제1모재의 단부에 상기 제2모재의 상기 경사면과 대응되는 제2경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 챔버
4. 제1항에 있어서,

   상기 제2모재는 제3모재, 상기 제3모재와 대향하는 제4모재, 상기 제3모재 및 상기 제4모재와 연결되는 제5모재, 그리고 상기 제5모재와 대향하며 상기 제3모재 및 상기 제4모재와 연결되는 제6모재로 이루어지는 진공 챔버
5. 제4항에 있어서,

   상기 제5모재와 상기 제6모재의 단부 측면은 중앙에 평탄부와 상기 평탄부의 주변에 형성되는 각각 제1경사면 및 제2경사면이 설치되고, 상기 제3모재 및 제4모재와 각각의 상기 제5모재 및 상기 제6모재의 상기 제1경사면 및 상기 제2경사면 사이에 용접부가 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 챔버
6. 챔버의 저면 및 제1측면을 구성하는 제1모재;

   상기 제1모재의 상단부와 결합하는 하단부를 가지며, 상기 챔버의 제1측면을 구성하는 제2모재;

   상기 제1모재의 상단부와 상기 제2모재의 하단부 사이에 형성되는 용접부;

   상기 챔버의 상면을 구성하는 복개판

   을 포함하며, 상기 제 1 모재와 상기 제 2 모재의 하단부는 각각 평탄부와 상기 평탄부의 주변에 제 1 경사면 및 제 2 경사면을 가지며, 상기 제 1 모재 및 상기 제 2 모재의 상기 제 1 경사면 사이와 상기 제 2 모재와 상기 제 2 모재의 상기 제 2 경사면 사이에 상기 용접부가 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 챔버
7. 삭제

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