KR101428436B1 - 연속공정 박막증착장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연속공정 박막증착장치에 관한 것으로서, 일측으로 입구(10a)가 형성된 챔버몸체(10)와; 상기 챔버몸체(10) 방향으로 지면에 지지되는 가이드레일(20)과; 상기 가이드레일(20)을 따라 상기 챔버몸체(10) 측으로 왕복이송되는 것으로서, 상부측에 회전 가능한 회전테이블(31)이 설치되는 이송부(30)와; 상기 회전테이블(31)에 설치되는 커버프레임(40)과; 상기 커버프레임(40)에 대향되게 설치되는 것으로서, 상기 챔버몸체의 입구(10a)에 선택적으로 결합되는 제1,2챔버커버(50)(55)와; 상기 제1,2챔버커버(50)(55) 각각에 회전가능하게 설치되는 것으로서, 다수의 기판(W)이 부착되는 제1,2지그(60)(65)와; 상기 커버프레임(40)에 설치되어 상기 제1,2지그(60)(65)를 회전시키기 위한 제1,2지그회전부(70)(75)와; 상기 챔버몸체(10) 내측에 설치되는 것으로서, 상기 기판(W)에 멀티박막층(MC)을 증착하는 증착부(80);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

연속공정 박막증착장치{apparatus for forming multi coating layer on substrate}
본 발명은 기판상에 연속적으로 멀티박막층을 증착하여 생산성을 높일 수 있는 연속공정 박막증착장치에 관한 것이다.
일반적으로 각종 IT기기의 디스플레이를 덮는 유리나, 유리에 부착되는 필름(이하, 기판이라 함)에는 광투과율을 높이거나 자외선을 차단하기 위한 여러 박막층이 증착되어 있으며, 이러한 박막층은 주로 스퍼터팅 방식의 진공증착장치에 의하여 구현된다.
스퍼터링 증착장치는, 진공을 형성하는 진공챔버와, 진공챔버의 상부에 설치되는 것으로서 다수개의 기판이 고정되는 지그와, 지그의 하부측에 설치되는 것으로서 소스가 수용된 타켓과, 타켓을 가열하기 위한 히터와, 타켓으로 전자빔을 조사하기 위한 전자빔건을 포함한다. 이러한 구성에 의하여, 전자빔건에서 발생된 전자빔은 소스에 충돌하여 운동에너지를 전달하고, 운동에너지를 받은 소스분자는 튀어나와 지그에 부착된 기판에 적층됨으로써 기판에 박막이 증착된다.
그런데 상기한 스퍼터링 증착장치에 있어서, 진공챔버 내측에 고정된 지그에 부착할 수 있는 기판의 수가 한정되므로 결과적으로 박막이 증착된 기판을 대량생산하기가 어렵다.
이러한 문제점을 개선하고자, 대량의 기판(대상물)에 박막을 증착하기 위한 종래기술이 특허공개번호 10-2000-0006904에 게시되어 있다.
도 1은 종래 진공증착장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도시된 바와 같이, 종래의 진공증착장치는, 고정된 외통(1)과 회전가능한 내통(2)으로 구성된 진공증착 챔버를 포함하고; 상기 내통(2)의 내주면에 기판(사출품)이 장착되는 복수개의 치구(3)가 설치되며; 외통(1) 내측에 박막물질을 용융시켜 상기 치구(3)에 장착된 기판에 전도성 실드 박막을 증착하기 위한 스퍼터링 타켓(4), 이베퍼레이터(5), 외통(1)과 내통(2)에 걸쳐서 글로우 방전 또는 플라즈마 방전을 발생시키는 방전수단(6, 6')이 설치되고; 외통(1)의 일측에 플라즈마 방전 또는 글로우 방전을 유발하는 불활성 주입가스(Ar 또는 N 2 또는 He)를 공급하는 가스 공급수단(7) 및 진공 배기하기 위한 진공배기 수단(8)이 설치되는 구성을 가진다.
이러한 구성에 의하여, 박막하고자 하는 기판을 치구(3)에 장착한 후, 상기 진공 배기수단(8)에 의해서 진공증착 챔버를 진공 배기하고, 일정한 진공상태에 도달하면 내통(2)을 회전시켜 치구(3)가 장착된 기판을 방전대(9)를 통과시키면 에칭이 되는 동시에 스퍼터링 타켓(4)과 이베퍼레이터(5)에 의하여 전도성 실드 박막이 증착된다.
그런데 상기한 진공증착장치에 있어서, 박막층이 증착된 사출품을 기판을 치구로부터 탈착시키고, 이후 증착이 진행될 사출품을 치구에 새로 부착하여야 하는데, 이 과정동안 증착작업이 정지되어 생산성이 떨어진다라는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 멀티박막층의 증착이 완료된 기판을 탈부착하는 동안에도 연속적인 증착 작업을 가능하게 하여 대량 생산을 가능하게 할 수 있는 연속공정 박막증착장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 연속공정 박막증착장치는, 일측으로 입구(10a)가 형성된 챔버몸체(10) 방향으로 지면에 지지되는 가이드레일(20); 상기 가이드레일(20)을 따라 상기 챔버몸체(10) 측으로 왕복이송되는 것으로서, 상부측에 회전 가능한 회전테이블(31)이 설치되는 이송부(30); 상기 회전테이블(31)에 설치되는 커버프레임(40); 상기 커버프레임(40)에 대향되게 설치되는 것으로서, 상기 챔버몸체의 입구(10a)에 선택적으로 결합되는 제1,2챔버커버(50)(55); 상기 제1,2챔버커버(50)(55) 각각에 회전가능하게 설치되는 것으로서, 다수의 기판(W)이 부착되는 제1,2지그(60)(65); 상기 커버프레임(40)에 설치되어 상기 제1,2지그(60)(65)를 회전시키기 위한 제1,2지그회전부(70)(75); 상기 챔버몸체(10) 내측에 설치되는 것으로서, 상기 기판(W)에 멀티박막층(MC)을 증착하는 증착부(80); 상기 챔버몸체(10)의 외주면에 원주방향으로 대칭되게 설치되는 것으로서, 상기 챔버몸체(10)에 고정되는 체결구본체(111), 상기 체결구본체(111)에 설치되는 너트베어링(112) 및 상기 너트베어링(112)을 정역회전시키는 체결구동부(113)를 포함하는 3개의 체결구(110); 상기 제1챔버커버(50)에 설치되어 상기 체결구동부(113)에 의하여 정력회전되는 상기 너트베어링(112)에 선택적으로 결합되는 3개의 제1체결로드볼트(120); 상기 제2챔버커버(55)에 설치되어 상기 체결구동부(113)에 의하여 정역회전되는 상기 너트베어링(112)에 선택적으로 결합되는 3개의 제2체결로드볼트(125); 상기 제1체결로드볼트(120) 또는 제2체결로드볼트(125)가 상기 너트베어링(112)에 완전히 체결되었을 때, 상기 체결구동부(113)가 너트베어링(112)의 회전을 정지시키도록 제어하는 체결완료신호를 발생하는 3개의 체결완료신호발생부(130); 상기 체결로드볼트(120) 또는 제2체결로드볼트(125)가 상기 너트베어에서(112)에서 완전히 분리되었을 때 분리완료신호를 발생하는 3개의 분리완료신호발생부(140); 및 상기 분리완료신호발생부(140)에서 3개의 분리완료신호가 발생되었을 때, 상기 제1,2챔버커버(50)(55)가 상기 챔버몸체(10)로부터 분리되도록 상기 이송부(30)의 동작을 제어하는 분리동작제어부(150);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1챔버커버(50) 또는 제2챔버커버(55)가 상기 챔버몸체(10)에 대향되었을 때 이를 검지하여 대응되는 정렬신호를 발생하기 위한 것으로서, 상기 제1챔버커버(50) 및 제2챔버커버(55)의 외주면 각각에 설치되는 제1정렬센서(91)(91') 및 상기 챔버몸체(10)의 외주면에 설치되는 제2정렬센서(92)로 구성되는 정렬신호발생부(90)와; 상기 정렬신호발생부(90)에서 발생되는 정렬신호에 연동되어 상기 이송부(30)의 이송동작을 제어하는 이송동작제어부(100);를 더 포함한다.
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본 발명에 따르면, 제1,2챔버커버 각각에 설치되는 제1,2지그를 채용하고, 제1지그 또는 제2지그 중 어느 하나에 부착된 기판에 박막증착이 진행되는 동안에, 제1지그 또는 제2지그 중 나머지 하나에 기판을 탈/부착함으로써 연속적인 증착작업이 가능하고, 이에 따라 생산성을 높일 수 있다.
도 1은 종래 진공증착장치의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 연속공정 박막증착장치의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 3은 도 2의 평면도로서, 제1,2지그, 제1,2지그회전부, 체결구 및 제1,2체결로드볼트를 설명하기 위한 도면,
도 4는 도 3의 제1,2지그를 발췌하여 도시한 분해사시도,
도 5는 도 2의 챔버몸체 내측에 설치되는 증착부를 설명하기 위한 도면,
도 6은 도 2의 체결구 및 제1,2체결로드볼트를 발췌하여 설명하기 위한 도면,
도 7은 도 6의 체결구에 제1체결로드볼트 또는 제2체결로드볼트가 체결된 것을 설명하기 위한 도면,
도 8은 도 1의 챔버몸체에서 분리된 제1,2지그가 회전테이블에 의하여 회전되는 것을 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명에 따른 연속공정 박막증착장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 연속공정 박막증착장치의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 2의 평면도로서, 제1,2지그, 제1,2지그회전부, 체결구 및 제1,2체결로드볼트를 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 도 3의 제1,2지그를 발췌하여 도시한 분해사시도이고, 도 5는 도 2의 챔버몸체 내측에 설치되는 증착부를 설명하기 위한 도면이다. 또한 도 6은 도 2의 체결구 및 제1,2체결로드볼트를 발췌하여 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 도 6의 체결구에 제1체결로드볼트 또는 제2체결로드볼트가 체결된 것을 설명하기 위한 도면이다. 그리고 도 8은 도 1의 챔버몸체에서 분리된 제1,2지그가 회전테이블에 의하여 회전되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 연속공정 박막증착장치는, 일측으로 입구(10a)가 형성된 챔버몸체(10)와; 챔버몸체(10) 방향으로 지면에 지지되는 가이드레일(20)과; 가이드레일(20)을 따라 챔버몸체(10) 측으로 왕복이송되는 것으로서, 상부측에 회전 가능한 회전테이블(31)이 설치되는 이송부(30)와; 회전테이블(31)에 설치되는 커버프레임(40)과; 커버프레임(40)에 대향되게 설치되는 것으로서, 챔버몸체의 입구(10a)에 선택적으로 결합되는 제1,2챔버커버(50)(55)와; 제1,2챔버커버(50)(55) 각각에 회전가능하게 설치되는 것으로서, 다수의 기판(W)이 부착되는 제1,2지그(60)(65)와; 커버프레임(40)에 설치되어 상기 제1,2지그(60)(65)를 회전시키기 위한 제1,2지그회전부(70)(75)와; 챔버몸체(10) 내측에 설치되는 것으로서, 기판(W)에 멀티박막층(MC)을 증착하는 증착부(80);를 포함한다.
또한 본 연속공정 박막증착장치는, 제1챔버커버(50) 또는 제2챔버커버(55)가 챔버몸체(10)에 대향되었을 때 이를 검지하여 대응되는 정렬신호를 발생하기 위한 것으로서, 제1챔버커버(50) 및 제2챔버커버(55)의 외주면 각각에 설치되는 제1정렬센서(91)(91') 및 챔버몸체(10)의 외주면에 설치되는 제2정렬센서(92)로 구성되는 정렬신호발생부(90)와; 정렬신호발생부(90)에서 발생되는 정렬신호에 연동되어 이송부(30)의 이송동작을 제어하는 이송동작제어부(100)와; 챔버몸체(10)의 외주면에 원주방향으로 대칭되게 설치되는 3개의 체결구(110)와; 제1챔버커버(50)에 설치되어 체결구(110)에 선택적으로 결합되는 3개의 제1체결로드볼트(120)와; 제2챔버커버(55)에 설치되어 체결구(110)에 선택적으로 결합되는 3개의 제2체결로드볼트(125)와; 제1체결로드볼트(120) 또는 제2체결로드볼트(125)가 체결구(110)에 완전히 체결되었을 때 체결완료신호를 발생하는 3개의 체결완료신호발생부(130)와; 제1체결로드볼트(120) 또는 제2체결로드볼트(125)가 체결구(10)에서 완전히 분리되었을 때 분리완료신호를 발생하는 3개의 분리완료신호발생부(140)와; 분리완료신호발생부(140)에서 3개의 분리완료신호가 발생되었을 때 이송부(30)의 동작을 제어하는 분리동작제어부(150);를 포함한다.
챔버몸체(10)는 제1챔버커버(50) 또는 제2챔버커버(55)와 결합될 경우 외부와 차단되며, 펌프(미도시)에 의하여 고진공 상태, 예를 들면 5x10-5 ~ 1x10-7torr 의 고진공 상태가 유지된다.
챔버몸체(10)의 입구측 가장자리에는, 도 2에 도시된 바와 같이 내측으로 갈수록 내직경이 작아지는 제1가이드경사단(11)이 형성된다. 제1가이드경사단(11)에는 후술할 제1,2챔버커버(50)(55)의 제2가이드경사단(51)(56)이 결합된다.
이송부(30)는, 도2에 도시된 바와 같이, 회전테이블(31)을 회전가능하게 지지하는 것으로서 가이드레일(20)에 지지되는 다수의 롤러(32a)가 설치되는 이송부몸체(32)와, 롤러(32a)를 정역회전시키는 제1구동모터(33)와, 회전테이블(31)을 시계 또는 반시계 방향으로 회전시키기 위한 제2구동모터(34)를 포함한다. 상기한 이송부(30)의 제1구동모터(33) 및 제2구동모터(34)는 정렬신호발생부(90)에서 발생되는 정렬신호에 연동되어 제1,2챔버커버(50)(55)를 회전시키거나 이송시키킨다. 또한 제1구동모터(33)는 분리동작제어부(150)에서 발생되는 분리동작신호에 연동되어 제1,2챔버커버(50)(55)를 챔버몸체(10)로부터 분리되는 방향으로 이송시킨다.
회전테이블(31)은 제2구동모터(34)에 연동되어, 도 3에 도시된 바와 같이, 커버프레임(40)을 시계 또는 반시계 방향으로 회전시킨다. 이에 따라 제1챔버커버(50)에 설치되는 제1지그(60) 또는 제2챔버커버(55)에 설치되는 제2지그(65) 중 어느 하나는 챔버몸체(10)의 입구(10a)에 대향된 후 그 입구(10a) 내측으로 몰입된다.
본원의 연속공정 박막증착장치는 대량의 기판(W)에 멀티박막층을 증착하기 때문에 챔버몸체(10)의 입구의 직경은 2 미터가 넘을 정도로 큰 크기를 가지며, 이러한 챔버몸체(10)에 결합 및 분리되는 제1.2챔버커버(50)(55) 역시 무게가 수백 kg 에 달할 정도로 무겁다. 따라서 제1,2챔버커버(50)(55)를 지지하는 이송부(30)를 작업자가 밀고 당길 수가 없으며, 이에 따라 이송부(30)는 외부에서 인가되는 전원에 의하여 작동되는 제1구동모터(33)를 채용하여 제1,2챔버커버(50)(55)를 자동으로 이송시킨다.
또한 수백 Kg 의 제1,2챔버커버(50)(55)를 작업자가 회전시킬 수 없기 때문에, 이송부(30)는 외부에서 인가되는 전원에 의하여 작동되는 제2구동모터(34)를 채용하여, 제1,2챔버커버(50)(55)를 지지하는 회전테이블(31)을 자동으로 회전시키는 것이다.
커버프레임(40)은 도 2에 도시된 바와 같이, 제1챔버커버(50)와 제2챔버커버(55)를 반대측으로 대향되게 지지함과 동시에, 제1,2지그(60)(65)를 각각 회전시키는 제1,2지그회전부(70)(75)를 지지한다.
제1챔버커버(50) 및 제2챔버커버(55)는 챔버몸체(10)의 입구(10a)에 선택적으로 결합되는 것으로서, 각각에는 제1,2지그(60)(65)를 지지하는 제1,2샤프트(60a)(65a)를 회전가능하게 지지하기 위한 제1,2브라켓블럭(50a)(55a)이 설치된다.
제1,2챔버커버(50)(55)에는 도 2에 도시된 바와 같이, 선단으로 갈수록 외경이 작아지는 것으로서 챔버몸체(10)의 제1가이드경사단(11)에 결합되는 제2가이드경사단(51)(56)이 형성된다. 제2가이드경사단(51)(56)은 선단으로 갈수록 외경이 작아지므로, 제2가이드경사단(51)(56)이 제1가이드경사단(11)에 진입하면서 위치가 정렬되므로 제1챔버커버(50) 또는 제2챔버커버(55)가 챔버몸체(10)에 정확히 결합될 수 있다. 이때 제1,2챔버커버(50)(55)의 가장자리에는 챔버몸체(10)와 결합시 외부의 공기가 유입되지 않도록 오링(O)이 설치되는 것이 바람직하다.
제1지그(60)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1브라켓블럭(50a)을 관통하는 제1샤프트(60a)가 고정된 제1원판플레이트(60b)와, 제1원판플레이트(60b)의 외주면에 가장자리를 따라 고정되는 다수의 제1지지대(60c)와, 제1지지대(60c)의 단부에 결합되는 제1링프레임(60d)과, 제1지지대(60c)에 원통 형태로 고정되는 제1지그플레이트(60e)를 포함한다.
제1지그플레이트(60e)는 원통 형태로 되어 그 내주면에 다수의 기판(W)에 부착된다. 이러한 기판(W)은 그 가장자리에 착탈용자석(Mg)을 위치시킨 후 제1지그플레이트(60e)에 밀착시킴으로서 부착된다.
제2지그(65)는, 제2브라켓블럭(65a)을 관통하는 제2샤프트(65a)가 고정된 제2원판플레이트(65b)와, 제2원판플레이트(65b)의 외주면의 가장자리를 따라 고정되는 다수의 제2지지대(65c)와, 제2지지대(65c)의 단부에 결합되는 제2링프레임(65d)과, 제2지지대(65c)에 원통 형태로 고정되는 제2지그플레이트(65e)를 포함한다.
제2지그플레이트(65e)는 원통 형태로 되어 그 내주면에 다수의 기판(W)에 부착된다. 이러한 기판(W)은 그 가장자리에 착탈용자석(Mg)을 위치시킨 후 제2지그플레이트(65e)에 밀착시킴으로서 부착된다.
상기한 제1,2지그플레이트(60e)(65e)는 원통 형태를 이룸으로써 내주면에 굴곡된 평면이 형성된다. 따라서 사각형상을 이루는 기판(W)이 제1,2지그플레이트(60e)(65e)의 내주면에 촘촘하게 부착될 수 있으며, 이는 다음과 같이 기술적으로 중요한 의미가 있다.
IT 기기는 통상 라이프사이클이 짧기 때문에, 빠른 시간내에 대량 생산 및 대량 판매가 이루어지는 특징이 있다. 따라서 대량 생산을 가능하게 하기위하여, 많은 기판(W)에 멀티박막층을 증착하는 것이 매우 중요하다. 이를 위하여, 원통 형태의 내주면을 갖는 제1,2지그플레이트(60e)(65e)를 채용하는 것이며, 따라서 사각형상의 기판(W)을 상호 촘촘하게 부착시킬 수 있어 대량의 기판에 박막층을 효과적으로 증착할 수 있는 것이다.
제1지그회전부(70)는, 커버프레임(40)에 설치되어 제1챔버커버(50) 외측으로 돌출된 제1샤프트(60a)를 회전시키기 위한 것이다. 이러한 제1지그회전부(70)는 도 3에 도시된 바와 같이, 제1샤프트(60a)에 고정되는 제1샤프트풀리(70a)와, 커버프레임(40)의 일측 소정부에 고정되는 제1기어드모터(70b)와, 제1기어드모터(70b)의 회전축에 고정되는 제1모터풀리(70c)와, 제1샤프트풀리(70a)와 제1모터풀리(70c)를 연결하는 제1벨트(70d)를 포함한다.
제2지그회전부(75)는, 커버프레임(40)에 설치되어 제2챔버커버(55) 외측으로 돌출된 제2샤프트(65a)를 회전시키기 위한 것이다. 이러한 제2지그회전부(76)는 도 3에 도시된 바와 같이, 제2샤프트(65a)에 고정되는 제2샤프트풀리(75a)와, 커버프레임(40)의 타측 소정부에 고정되는 제2기어드모터(75b)와, 제2기어드모터(75b)의 회전축에 고정되는 제2모터풀리(75c)와, 제2샤프트풀리(75a)와 제2모터풀리(75c)를 연결하는 제2벨트(75d)를 포함한다.
상기한 제1,2지그회전부(70)(75)는 제1,2지그(60)(65)를 20~40 rpm 의 속도로 회전되며, 기판에 증착되는 멀티박막층의 두께나 사용되는 소스의 종류에 따라서 회전속도가 변화된다.
증착부(80)는, 기판(W)에 광투과율을 높이기 위한 박막층이나, 미러기능을 부여하는 박막층이나, 자외선을 차단하는 박막층등 다양한 기능을 박막층으로 이루어진 멀티박막층(MC)을 증착하는 것이다. 이러한 증착부(80)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 챔버몸체(10) 내측에 회전가능하게 위치되는 것으로서 다른 종류의 소스가 수용되는 다수의 타켓(미도시)이 원형을 이루며 형성된 회전홀더(81)와, 회전홀더(81)의 상부에 위치되는 것으로서 특정 타켓을 노출하기 위한 개방홈(미도시)이 형성된 쉴드(82)와, 쉴드(82)의 상부에 이송가능하게 설치되어 그 개방홈을 개방 또는 폐쇄하기 위한 홀더커버(83)와, 홀더커버(83)를 이송시키기 위한 커버이송부(84)와, 타켓에 수용된 소스를 가열하기 위한 히터(85)를 포함한다. 이러한 구조에 의하여, 전자빔건에서 발생된 전자빔은 자석에 의하여 굴곡된 후 타켓에 수용된 특정 소스와 충돌하고, 특정 소스의 분자는 기판으로 튀어나오게 하여 특정한 박막층을 증착하며, 상기한 과정을 반복함으로써 기판에 다양한 기능을 하는 멀티박막층이 증착된다. 이러한 증착부(80)는 당 업계에서 공지기술이므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
정렬신호발생부(90)는, 회전테이블(31)에 의하여 회전되는 제1챔버커버(50) 및 제2챔버커버(55)가 챔버몸체(10)와 정확히 대향되게 정렬되었을 때 정렬신호를 발생한다.
제1챔버커버(50)와 제2챔버커버(55)는 이송부(30)에 의하여 챔버몸체(10)로부터 분리 또는 결합되며, 또한 회전테이블(31)에 의하여 시계 또는 반시계 방향으로 회전된다. 이러한 제1챔버커버(50) 또는 제2챔버커버(55)가 챔버몸체(10)에 결합되기 위하여, 제1챔버커버(50) 또는 제2챔버커버(55)는 챔버몸체(10)와 정확히 대향된 상태를 유지한 상태로 이송되어야 한다. 또한 제1체결로드볼트(120) 또는 제2체결로드볼트(125)가 체결구(110)에 결합될 수 있도록 회전테이블(31)은 제1,2챔버커버(50)(55)를 미세하게 시계 또는 반시계 방향으로 회전시켜야 한다.
본원의 연속공정 박막증착장치는 기 설명한 바와 같이 챔버몸체(10)의 입구의 직경이 2 미터가 넘을 정도로 큰 크기를 가지며, 이러한 챔버몸체(10)에 결합 및 분리되는 제1.2챔버커버(50)(55) 역시 무게가 수백 kg 에 달할 정도로 무겁다. 따라서 제1,2챔버커버(50)(55)를 지지하는 이송부(30)를 작업자가 밀고 당기는 것은 매우 어렵고, 외부에서 인가되는 전원에 의하여 작동되는 이송부(30)에 의하여 제1,2챔버커버(50)(55)가 이송되어야 한다. 따라서 제1,2챔버커버(50)(55)가 챔버몸체(10)로 이송하기 전에 챔버몸체(10)와 정확히 정렬되어야 하며, 만약 제1,2챔버커버(50)(55)가 정렬되지 않을 상태로 챔버몸체(10)로 이송될 경우 충돌에 의하여 파손될 우려가 있고, 특히 제1체결로드볼트(120) 또는 제2체결로드볼트(125)가 체결구(110)에 정확히 결합되지 못하게 된다.
이러한 문제점을 방지하기 위하여, 제1챔버커버(50) 및 제2챔버커버(55)의 외주면 각각에는 제1정렬센서(91)(91')가 설치되고, 챔버몸체(10)의 외주면에는 제2정렬센서(92)가 설치되는 것이다. 이때 제1정렬센서(91)(91')와 제2정렬센서(92)는 다양하게 구현될 수 있으며, 예를 들면 광을 조사하고 광조사부와, 광조사부에서 조사된 광을 수신하여 신호를 발생하는 광수신부로 구현된다. 상기한 제1정렬센서(91)(91')가 제2정렬센서(92)와 정확히 대향될 경우 정렬신호가 발생되고, 정렬신호가 발생되었을 때 이송부(30)는 제1,2챔버커버(50)(55)를 챔버몸체(10)로 이송하는 것이다.
이송동작제어부(100)는 정렬신호발생부(90)에서 발생되는 정렬신호에 연동되어, 이송부(30)가 가이드레일(20)에서 이송될 수 있도록 제1구동모터(33)를 제어하고, 회전테이블(31)이 제1,2챔버커버(50)(55)를 시계 또는 반시계 방향으로 회전될 수 있도록 제2구동모터(34)를 제어한다. 즉 회전테이블(31)이 회전되여 제1챔버커버(50) 또는 제2챔버커버(55)가 챔버몸체(50)의 입구에 정확히 대향되면 정렬센서부(80)에서 정렬신호가 발생하는데, 이러한 정렬신호가 발생되었을 때 이송동작제어부(100)는 제1,2챔버커버(50)(55)가 더 이상 회전되지 않도록 제2구동모터(34)를 제어하고, 이송부(30)가 챔버몸체(10) 측으로 이송될 수 있도록 제1구동모터(33)를 제어하는 것이다.
체결구(110)는, 제1챔버커버(50)에 설치되는 제1체결로드볼트(120) 또는 제2챔버커버(55)에 설치되는 제2체결로드볼트(150)를 체결시킴으로서, 제1챔버커버(50) 또는 제2챔버커버(55)를 챔버몸체(10)에 결합시키는 것이다. 이러한 체결구(110)는, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 챔버몸체(10)에 고정되는 체결구본체(111)와, 체결구본체(111)에 설치되는 것으로서 제1체결로드볼트(120) 또는 제2체결로드볼트(125)가 체결되는 너트베어링(112)과, 너트베어링(112)을 정역회전시키는 체결구동부(113)를 포함한다. 너트베어링(112)은 내주면에 나사산이 형성된 결합공(112a)이 형성되어 있으며, 체결구동부(113)에 의하여 체결구본체(111)에서 정회전 또는 역회전한다. 이러한 체결구(110)는 챔버몸체(10)에 원주방향으로 대칭되게 3개 설치된다.
제1체결로드볼트(120)는, 제1챔버커버(50)의 외주면에 원주 방향으로 대칭되게 설치되어 각각의 체결구(110)에 선택적으로 결합되는 것으로서, 제1챔버커버(50)의 가장자리 외주면에 설치되는 제1체결브라켓(121)에 챔버몸체(10) 측으로 향하게 설치된다. 이러한 제1체결로드볼트(120)의 단부에는 너트베어링(112)의 결합공(112a) 보다 작은 직경의 제1가이드경사단(120a)이 형성되어 있으며, 제1가이드경사단(120a)에 가이드되어 제1체결로드볼트(120)는 너트베어링(112)에 정확이 끼어진다.
제2체결로드볼트(125)는, 제2챔버커버(55)의 외주면에 원주 방향으로 대칭되게 설치되어 각각의 체결구(110)에 선택적으로 결합되는 것으로서, 제2챔버커버(55)의 가장자리 외주면에 설치되는 제2체결브라켓(126)에 챔버몸체(10) 측으로 향하게 설치된다. 이러한 제2체결로드볼트(125)의 단부에는 너트베어링(112)의 결합공(112a) 보다 작은 직경의 제2가이드경사단(125a)이 형성되어 있으며, 제2가이드경사단(125a)에 가이드되어 제2체결로드볼트(125)는 너트베어링(112)에 정확히 끼어진다.
챔버몸체(10) 내부에서 박막을 증착하기 위하여 진공 분위기를 만들어야 하며, 이를 위하여 제1챔버커버(50) 또는 제2챔버커버(55)는 챔버몸체(10)에 견고하게 밀착되어야 한다.
한편 제1,2챔버커버(50)(55)는 이송부(30)의 회전테이블(31)에 지지되는 커버프레임(40)에 설치되기 때문에, 이송부(30)를 챔버몸체(10) 측으로 완전히 이송시키더라도 제1챔버커버(50) 또는 제2챔버커버(55)는 챔버몸체(10)에 견고하게 밀착되기 어렵다. 이는 제1챔버커버(50) 또는 제2챔버커버(55)가 제1,2챔버몸체(10)에 밀착되도록 하는 힘이 회전테이블(31)에 지지되는 커버프레임(40)에 의하여 전달되기 때문이다. 만약 이송부(30)가 강한 힘으로 제1챔버커버(50) 또는 제2챔버커버(55)를 챔버몸체(10)에 밀착시키고자 할 경우, 축결합되는 회전테이블(31)이나 커버프레임(40)은 부러지거나 손상된다.
이와 같이, 제1,2챔버커버(50)(55)는 이송부(30)에서 회전가능하게 지지되기 때문에, 결과적으로 이송부(30)에 의하여 제1챔버커버(50) 또는 제2챔버커버(55)를 챔버몸체(10)에 강하게 밀착시키는 것이 불가능하다.
이에 따라 본 발명에서는, 챔버몸체(10)에 체결구(110)를 설치 고정하고, 제1,2챔버커버(50)(55)에 체결구(110)에 나사결합되는 제1,2체결로드볼트(120)(125)를 고정함으로써, 제1챔버커버(50) 또는 제2챔버커버(55)를 챔버몸체(10)에 견고하게 밀착시킬 수 있고, 이에 따라 진공을 형성할 수 있는 것이다.
체결완료신호발생부(130)는, 제1체결로드볼트(120) 또는 제2체결로드볼트(125)가 체결구(110)의 너트베어링(112)에 완전히 체결되었을 때 체결완료신호를 발생한다. 이러한 체결완료신호발생부(130)는 체결구본체(111)의 후방에 설치되어, 너트베어링(112)에 체결되어 관통되는 제1체결로드볼트(120) 또는 제2체결로드볼트(125)에 의하여 접촉되거나 눌리어질 때 체결완료신호를 발생하고, 체결완료신호가 발생되었을 때 체결구동부(113)는 너트베어링(112)의 회전을 정지시킨다.
즉 체결완료신호발생부(130)는, 제1챔버커버(50)의 제1체결로드볼트(120) 또는 제2챔버커버(55)의 제2체결로드볼트(125)가 챔버몸체(10)의 너트베어링(112)에 완전히 체결되었을 때 체결완료신호를 발생하고, 이러한 체결완료신호가 발생되었을 때 체결구동부(113)가 너트베어링(112)의 회전을 정지시킴으로써 체결구동부(113)에 과부하가 인가되는 것을 방지하며, 이에 따라 체결구동부(113)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
만약 체결완료신호발생부(130)를 채용하지 않을 경우, 제1체결로드볼트(120) 또는 제2체결로드볼트(125)가 너트베어링(112)에 완전히 체결되어 너트베어링(112)이 더 이상 회전될 수 없는 상황에서도 체결구동부(113)가 너트베어링(112)을 회전시키려 할 것이고, 이 과정에서 체결구동부(113)에는 과부하가 인가되어 결국 체결구동부(113)가 파손될 것이다.
이러한 체결완료신호발생부(130)에 의하여, 제1챔버커버(50) 또는 제2챔버커버(55)가 챔버몸체(10)에 완전히 결합되면, 체결구동부(113)가 너트베어링(112)의 회전을 정지시킴으로써 체결구동부(113)에 과부하가 인가되는 것을 방지하고, 이에 따라 체결구동부(113)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
분리완료신호발생부(140)는, 제1체결로드볼트(120) 또는 제2체결로드볼트(125)가 체결구(110)에서 완전히 분리되었을 때 분리완료신호를 발생한다. 이러한 분리완료신호발생부(140)는 제1,2체결브라켓(121)(126) 각각에 설치되어 체결구본체(111)까지 연장된 제1지지로드(141a)(141a')의 단부에 설치되는 제1분리센서(141)(141')와, 체결구본체(111)에 설치되어 제1,2체결로드볼트(120)(125)가 너트베어링(112)에서 완전히 분리되었을 때 제1분리센서(141)(141')와 대향되는 제2분리센서(142)를 포함한다. 이때 제2분리센서(142)에 대하여 제1분리센서(141)(141')가 대향되었을 때, 분리완료신호발생부(140)는 분리완료신호를 발생한다.
분리동작제어부(150)는 분리신호발생부(140)에서 3개의 분리신호가 발생되었을 때, 제1,2챔버커버(50)(55)를 챔버몸체(10)로부터 분리되도록 이송부(30)의 동작을 제어한다. 즉, 제1체결로드볼트(120) 또는 제2체결로드볼트(125)가 체결구(110)에서 완전히 분리되었을 때, 분리동작제어부(150)는 제1,2챔버커버(50)(55)가 챔버몸체(10)로부터 분리되도록 이송부(130)를 제어하는 것이다.
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기판(W)에 박막증착이 완료되면 제1챔버커버(50) 또는 제2챔버커버(55)를 챔버몸체(10)로부터 분리하여야 하며, 이때 제1체결로드볼트(120) 또는 제2체결로드볼드(125)가 체결구(110)에서 완전히 분리되어야 한다.
만약 제1체결로드볼트(120) 또는 제2체결로드볼드(125)가 체결구(110)에서 완전히 분리되지 않게 되면, 이송부(30)가 제1,2챔버커버(50)(55)를 챔버몸체(10)로부터 분리되는 방향으로 작동되더라도 제1챔버커버(50) 또는 제2챔버커버(55)가 챔버몸체(10)로부터 분리되지도 않게 되고, 특히 제1,2챔버커버(50)(55)를 지지하는 회전테이블(31)이나 커버프레임(40)은 부러지거나 손상된다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1,2챔버커버(50)(55)는 이송부(30)에 지지되는 회전테이블(31) 및 회전테이블(31)에 설치되는 커버프레임(40)에 지지되기 때문에 제1,2챔버커버(50)(55)의 무게중심을 이송부(30)의 상부측에 위치되고, 제1체결로드볼트(120) 또는 제2체결로드볼드(125)가 체결구(110)에서 완전히 분리되지 않은 상태에서 이송부(30)가 제1,2챔버커버(50)(55)를 챔버몸체(10)로부터 분리되는 방향으로 이송되게 작동되면, 이송부(30)에 대하여 축결합되는 회전테이블(31)이나 커버프레임(40)은 부러지거나 손상되는 것입니다.
이와 같이 이송부(130)에 축결합된 회전이블(31) 및 커버프레임(40)이 부러지거나 손상되는 것을 방지하기 위하여, 분리동작제어부(150)는 제1체결로드볼트(120) 또는 제2체결로드볼트(125)가 체결구(110)로부터 완전히 분리되었을 때 분리완료신호를 발생하고, 분리완료신호가 발생되었을 때 이송부(130)는 제1,2챔버커버(50)(55)를 챔버몸체(10)로부터 분리되는 방향으로 이송시켜 제1챔버커버(50) 또는 제2챔버커버(55)가 챔버몸체(10)로부터 분리될 수 있도록 하는 것이다.
다음, 본 발명의 연속공정 박막증착장치의 동작을 설명한다.
먼저, 챔버몸체(10)에서 분리된 제1지그(60)의 제1지그플레이트(60e)의 내주면에 사각형상의 기판(W)을 촘촘히 부착시킨다.
다음 회전테이블(31)은 제1챔버커버(50)를 챔버몸체(10)의 입구(10a)에 대향되도록 정렬시키고, 이후 이송부(30)는 챔버몸체(10) 측으로 이송되어 제1챔버커버(50)를 챔버몸체(10)에 결합시키며, 이후 펌프를 가동하여 챔버몸체(10) 내부에 진공압을 형성한다.
다음, 제1지그회전부(70)가 제1지그(60)를 회전시키는 상태에서, 증착부(80)가 기판(W)에 광투과율을 높이기 위한 박막층이나, 미러기능을 부여하는 박막층이나, 자외선을 차단하는 박막층을 순차적으로 적층하여 멀티박막층(MC)을 증착한다.
한편, 챔버몸체(10) 내에서 박막증착이 진행되는 동안에, 작업자는 챔버몸체(10)와 분리되어 있는 제2지그플레이트(65e)의 내주면에 사각형상의 기판(W)을 촘촘히 부착시킨다.
다음, 챔버몸체(10) 내에서 박막증착이 완료되면, 이송부(30)는 반대방향으로 이송되어 제1챔버커버(50)를 챔버몸체(10)에서 분리시키고, 이에 따라 제1지그(60)는 외부로 노출된다.
다음, 회전테이블(31)은 도 8에 도시된 바와 같이, 제1,2챔버커버(50)(55)를 회전시켜 제2챔버커버(55)가 챔버몸체(10)의 입구(10a)에 대향되도록 정렬시키고, 이후 이송부(30)는 챔버몸체(10) 측으로 이송되어 제2챔버커버(55)를 챔버몸체(10)에 결합시키며, 이후 펌프를 가동하여 챔버몸체(10) 내부에 진공압을 형성한다.
다음, 상기한 증착공정을 반복함으로써 하고, 제2지그(65)의 제2지그플레이트(65e)에 부착된 기판(w)에 상기한 박막층을 증착하게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 제1,2챔버커버(50)(55) 각각에 설치되는 제1,2지그(60)(65)를 채용하고, 제1지그(60) 또는 제2지그(65) 중 어느 하나에 부착된 기판에 박막증착이 진행되는 동안에, 제1지그(60) 또는 제2지그(65) 중 나머지 하나에 기판을 탈/부착함으로써 연속적인 증착작업이 가능하고, 이에 따라 생산성을 높일 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
10 ...챔버몸체 10a ... 입구
20 ... 가이드레일 30 ...이송부
31 ... 회전테이블 32 ... 이송부몸체
32a ... 롤러 33 ... 제1구동모터
34 ... 제2구동모터 40 ... 커버프레임
50, 55 ... 제1,2챔버커버 50a, 55a ... 제1,2브라켓블럭
60, 65 ... 제1,2지그 60a, 65a ... 제1,2샤프트
60b, 65b ... 제1,2원판플레이트 60c, 65c ... 제1,2지지대
60d, 65d ... 제1,2링프레임 60e, 65e ... 제1,2지그플레이트
70, 75 ... 제1,2지그회전부 70a, 75a ... 제1,2샤프트풀리
70b, 75b ... 제1,2기어드모터 70c, 75c ... 제1,2모터풀리
70d, 75d ... 제1,2벨트 80 ... 증착부
81 ... 회전홀더 82 ... 쉴드
83 ... 홀더커버 84 ... 커버이송부
85 ... 히터 90 ... 정렬신호발생부
91, 91' ... 제1정렬센서 92 ... 제2정렬센서
100 ... 이송동작제어부 110 ... 체결구
111 ... 체결구본체 112 ... 너트베어링
112a ... 결합공 113 ... 체결구동부
120 ... 제1체결로드볼트 120a ... 제1가이드경사단
121 ... 제1체결브라켓 125 ... 제2체결로드볼트
125a ... 제2가이드경사단 126 ... 제2체결브라켓
130 ... 체결완료신호발생부 140 ... 분리완료신호발생부
150 ... 분리동작제어부

Claims (6)

  1. 일측으로 입구(10a)가 형성된 챔버몸체(10) 방향으로 지면에 지지되는 가이드레일(20);
    상기 가이드레일(20)을 따라 상기 챔버몸체(10) 측으로 왕복이송되는 것으로서, 상부측에 회전 가능한 회전테이블(31)이 설치되는 이송부(30);
    상기 회전테이블(31)에 설치되는 커버프레임(40);
    상기 커버프레임(40)에 대향되게 설치되는 것으로서, 상기 챔버몸체의 입구(10a)에 선택적으로 결합되는 제1,2챔버커버(50)(55);
    상기 제1,2챔버커버(50)(55) 각각에 회전가능하게 설치되는 것으로서, 다수의 기판(W)이 부착되는 제1,2지그(60)(65);
    상기 커버프레임(40)에 설치되어 상기 제1,2지그(60)(65)를 회전시키기 위한 제1,2지그회전부(70)(75);
    상기 챔버몸체(10) 내측에 설치되는 것으로서, 상기 기판(W)에 멀티박막층(MC)을 증착하는 증착부(80);
    상기 챔버몸체(10)의 외주면에 원주방향으로 대칭되게 설치되는 것으로서, 상기 챔버몸체(10)에 고정되는 체결구본체(111), 상기 체결구본체(111)에 설치되는 너트베어링(112) 및 상기 너트베어링(112)을 정역회전시키는 체결구동부(113)를 포함하는 3개의 체결구(110);
    상기 제1챔버커버(50)에 설치되어 상기 체결구동부(113)에 의하여 정력회전되는 상기 너트베어링(112)에 선택적으로 결합되는 3개의 제1체결로드볼트(120);
    상기 제2챔버커버(55)에 설치되어 상기 체결구동부(113)에 의하여 정역회전되는 상기 너트베어링(112)에 선택적으로 결합되는 3개의 제2체결로드볼트(125);
    상기 제1체결로드볼트(120) 또는 제2체결로드볼트(125)가 상기 너트베어링(112)에 완전히 체결되었을 때, 상기 체결구동부(113)가 너트베어링(112)의 회전을 정지시키도록 제어하는 체결완료신호를 발생하는 3개의 체결완료신호발생부(130);
    상기 체결로드볼트(120) 또는 제2체결로드볼트(125)가 상기 너트베어에서(112)에서 완전히 분리되었을 때 분리완료신호를 발생하는 3개의 분리완료신호발생부(140); 및
    상기 분리완료신호발생부(140)에서 3개의 분리완료신호가 발생되었을 때, 상기 제1,2챔버커버(50)(55)가 상기 챔버몸체(10)로부터 분리되도록 상기 이송부(30)의 동작을 제어하는 분리동작제어부(150);를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속공정 박막증착장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1챔버커버(50) 또는 제2챔버커버(55)가 상기 챔버몸체(10)에 대향되었을 때 이를 검지하여 대응되는 정렬신호를 발생하기 위한 것으로서, 상기 제1챔버커버(50) 및 제2챔버커버(55)의 외주면 각각에 설치되는 제1정렬센서(91)(91') 및 상기 챔버몸체(10)의 외주면에 설치되는 제2정렬센서(92)로 구성되는 정렬신호발생부(90)와;
    상기 정렬신호발생부(90)에서 발생되는 정렬신호에 연동되어 상기 이송부(30)의 이송동작을 제어하는 이송동작제어부(100);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속공정 박막증착장치.
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JPH09505384A (ja) * 1994-09-07 1997-05-27 コミツサリア タ レネルジー アトミーク 伸縮システム
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