KR102355892B1 - 공정챔버 및 게이트밸브장치 - Google Patents

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KR102355892B1
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Abstract

본 실시예는 공정챔버를 위한 게이트밸브장치에 관한 것으로서, 공정챔버게이트부의 양측면을 폐쇄하는 2중 블레이드 구조를 통해 공정공간에서 게이트부의 개구공간을 제거 혹은 분리시키고 이를 통해 공정챔버 내의 공정공간이 비대칭성을 갖는 문제를 해결한다.

Description

공정챔버 및 게이트밸브장치{PROCESS CHAMBER AND GATE VALVE APPARATUS}
본 실시예는 공정챔버 및 그에 적용되는 게이트밸브장치에 관한 것이다.
최근 정보화사회로의 전환이 가속화되면서 고집적 전자장치들에 대한 수요가 급증하고 있다. 고집적 전자장치들은 대표적인 예로서, 고해상도 디스플레이장치, 고밀도 고성능 반도체장치들과 같이 고정밀의 표면처리 공정을 통해 단일 면적에 다수의 전자적인 구조를 집적함으로서 제조된다.
고집적 전자장치의 제조에 사용되는 공정으로는 박막증착공정, 포토리소그라피공정, 식각공정 등이 알려져 있는데, 고집적 전자장치는 이러한 서로 다른 공정이 1회 이상씩 적용되는 복합 공정에 의해 제조된다.
공정장치는 고집적 전자장치에 다수의 공정을 적용시키기 위해 적어도 하나의 이송챔버와 복수의 공정챔버가 결합된 형태를 가질 수 있다. 공정장치에서의 처리 과정을 간략히 살펴보면, 먼저, 이송챔버에 안착되는 기판은 제1공정챔버로 이송되고 제1공정챔버는 기판에 대하여 제1공정을 수행하게 된다. 그리고, 제1공정이 완료된 기판은 다시 이송챔버로 이동되고 제2공정챔버, 제3공정챔버 등을 거치면서 추가적인 공정을 적용받게 된다.
한편, 전자장치에 적용되는 공정으로서 박막증착공정, 식각공정 등은 특정한 압력조건에서 특정한 공정가스를 사용하기 때문에 공정챔버의 내부와 외부가 차단되어 있어야한다. 공정장치는 기판을 공정챔버로 유출입시키면서 또한 전술한 바와 같이 공정 중에 공정챔버의 내부와 외부를 단속시키기 위해 이송챔버와 공정챔버 사이에 배치되거나 혹은 공정챔버 내부에 삽입되면서 이송챔버와의 통로를 제어하는 게이트밸브장치를 더 포함한다.
게이트밸브장치는 이송챔버의 하우징에서 공정챔버 방향으로 열려 있는 이송챔버게이트부, 그리고, 공정챔버의 하우징에서 이송챔버 방향으로 열려 있는 공정챔버게이트부를 관통하여 형성되는 기판통로의 개폐를 제어한다. 더불어 게이트밸브장치는 공정챔버게이트부에 의해 단절되는 전기적 그라운드 경로를 제공하기도 한다.
그런데, 이러한 기능을 수행하는 종래의 게이트밸브장치 혹은 공정장치는 몇 가지 문제를 가지고 있었다. 공정챔버는 공정챔버게이트부가 일측으로만 형성되기 때문에 구조적으로 비대칭의 형상을 가지게 되는데, 이러한 비대칭 형상으로 인해 공정가스(유체)의 흐름 및/또는 분포가 비대칭적으로 형성되는 문제가 있었다. 그리고, 공정챔버게이트부는 이송챔버 방향으로 인입된 홈을 형성하기 때문에 이러한 홈에서의 난류로 인해 이물이 누적되거나 세정 효율이 감소하는 문제가 있었다.
이러한 문제들은 기판의 크기가 커지면서 더욱 부각되고 있다.
이러한 배경에서, 본 실시예의 목적은, 일 측면에서, 공정의 균일도를 증가시키고 공정 효율을 개선시키는 기술을 제공하는 것이다. 다른 측면에서, 본 실시예의 목적은, 게이트부에 의한 공정챔버의 비대칭성의 문제를 개선시키는 기술을 제공하는 것이다. 또 다른 측면에서, 본 실시예의 목적은, 공정챔버에서의 이물 누적을 최소화하고 세정의 효율을 증대시키는 기술을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 실시예는, 일 측면에서, 공정챔버를 위한 게이트밸브장치에 관한 것으로서, 공정챔버게이트부의 양측면을 폐쇄하는 2중 블레이드 구조를 통해 공정공간에서 게이트부의 개구공간을 제거 혹은 분리시키는 기술을 제공한다.
다른 측면에서, 본 실시예는, 개방된 형태로 형성되어 공정대상물의 이동통로를 제공하는 제1밸브게이트부 및 제2밸브게이트부; 상기 제1밸브게이트부의 개폐를 수행하는 백플레이트; 상기 제2밸브게이트부의 일측과 타측에서 각각 상기 제2밸브게이트부의 개폐를 수행하는 제1블레이드 및 제2블레이드; 상기 백플레이트를 제1방향으로 이동시키는 제1이동장치, 상기 제1블레이드와 상기 백플레이트가 제2방향으로 멀어지거나 가까워지도록 이동시키는 제2이동장치, 및 상기 제2블레이드를 상기 제1방향으로 이동시키는 제3이동장치; 그리고, 공정챔버에 배치되는 서셉터와 상기 제2블레이드를 전기적으로 연결시키는 제1전기케이블을 포함하는 게이트밸브장치를 제공한다.
상기 제2블레이드는 상기 제2밸브게이트부가 형성되는 하우징의 하측부 상에서 상기 제1방향을 따라 이동하고, 상기 하우징의 상측부가 상기 제1방향 이동에 대한 제1스토퍼(stopper)가 될 수 있다.
상기 제2블레이드의 하측에 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부의 상측면에 전도성부재가 부착되며, 상기 공정챔버와 전기적으로 연결되거나 일체로 형성되는 제2스토퍼(stopper)가 상기 제2블레이드의 상기 제1방향 이동에 따라 상기 전도성부재와 접촉할 수 있다.
상기 제2블레이드와 상기 하우징의 상측부는 상기 공정챔버를 향하는 면이 동일한 평면을 형성할 수 있다.
상기 제2블레이드에서 상기 공정챔버를 향하는 면에는 음극 산화막, 세라믹, 엔지니어링 플라스틱 혹은 미처리 알루미늄이 코팅된 자켓이 부착될 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 실시예는, 공정공간에 배치되는 서셉터; 외측 하우징에서 이송챔버 측으로 개방된 형태로 형성되는 제1밸브게이트부; 내측 공간을 밸브수납공간과 상기 공정공간으로 구분하는 내측 하우징에 개방된 형태로 형성되는 제2밸브게이트부; 상기 제1밸브게이트부의 개폐를 수행하는 백플레이트; 상기 제2밸브게이트부의 일측과 타측에서 각각 상기 제2밸브게이트부의 개폐를 수행하는 제1블레이드 및 제2블레이드; 그리고, 상기 백플레이트를 제1방향으로 이동시키는 제1이동장치, 상기 제1블레이드와 상기 백플레이트가 제2방향으로 멀어지거나 가까워지도록 이동시키는 제2이동장치, 및 상기 제2블레이드를 상기 제1방향으로 이동시키는 제3이동장치를 포함하고, 상기 제2블레이드는 상기 내측 하우징의 하측 상에서 상기 제1방향을 따라 이동하고, 상기 내측 하우징의 상측이 상기 제1방향 이동에 대한 제1스토퍼(stopper)가 되는, 공정챔버를 제공한다.
상기 서셉터는 제1전기케이블을 통해 상기 제2블레이드와 전기적으로 연결되고, 제2전기케이블을 통해 하측 하우징과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제2블레이드는 제3전기케이블을 통해 상기 하측 하우징과 전기적으로 연결되고, 상기 백플레이트와 상기 제1블레이드는 제4전기케이블을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제2블레이드의 하측에 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부의 상측면에 전도성부재가 부착되며, 상기 공정챔버와 전기적으로 연결되거나 일체로 형성되는 제2스토퍼(stopper)가 상기 제2블레이드의 상기 제1방향 이동에 따라 전도성부재와 접촉할 수 있다.
상기 제2블레이드의 상측면에 전도성부재가 부착되고, 상기 내측 하우징의 상측이 상기 제2블레이드의 상기 제1방향 이동에 따라 전도성부재와 접촉할 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 실시예는, 개방된 형태로 형성되어 공정대상물의 이동통로를 제공하는 제1밸브게이트부 및 제2밸브게이트부; 상기 제1밸브게이트부의 개폐를 수행하는 백플레이트; 상기 제2밸브게이트부의 일측과 타측에서 각각 상기 제2밸브게이트부의 개폐를 수행하는 제1블레이드 및 제2블레이드; 상기 백플레이트를 제1방향으로 이동시키는 제1이동장치, 상기 제2밸브게이트부를 폐쇄할 때, 상기 제1블레이드와 상기 백플레이트가 제2방향으로 멀어지도록 제어하는 제2이동장치, 및 상기 제2밸브게이트부를 폐쇄할 때, 상기 제2블레이드와 상기 백플레이트가 서로 가까워지도록 제어하는 제3이동장치를 포함하는 게이트밸브장치를 제공한다.
상기 제2블레이드는 상기 공정대상물에 대한 공정이 수행되는 공정챔버 내측에 배치될 수 있다.
상기 제3이동장치는 상기 백플레이트와 상기 제2블레이드를 연결하는 연결장치를 포함하고, 상기 연결장치는 상기 제2밸브게이트부를 관통하도록 배치되고 상기 제2밸브게이트부가 개방될 때, 하측으로 이동하고 상기 제2밸브게이트부가 폐쇄될 때, 상측으로 이동할 수 있다.
상기 제3이동장치는 상기 백플레이트와 상기 제2블레이드를 연결하는 연결장치를 포함하고, 상기 연결장치는 상기 제2밸브게이트부를 관통하도록 배치되고 상기 제2블레이드의 상측과 중심부 사이에서 유동할 수 있다.
상기 제1이동장치의 제어에 따라 상기 백플레이트와 상기 제2블레이드가 상측으로 이동할 때, 상기 연결장치는 하중 혹은 별도의 당김장치에 의해 상기 중심부로 이동하고, 상기 제1이동장치의 제어에 따라 상기 백플레이트와 상기 제2블레이드가 하측으로 이동할 때, 상기 연결장치는 상기 제2밸브게이트부의 하측 경계에 의해 상측으로 밀려날 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 공정의 균일도를 증가시킬 수 있다. 또한, 본 실시에에 의하면 공정효율을 개선시킬 수 있다. 또한, 본 실시예에 의하면 게이트부에 의한 공정챔버의 비대칭성의 문제를 개선시킬 수 있다. 또한, 본 실시예에 의하면 공정챔버에서의 이물 누적을 최소화하고 세정의 효율을 증대시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 공정장치의 구성도이다.
도 2는 도 1의 제1공간에서의 유체의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 공정공간에서의 전기장 분포를 상측에서 바라본 도면이다.
도 4는 본 명세서의 실시예에 따른 공정장치의 상측면도이다.
도 5는 제1실시예에 따른 게이트밸브의 사시도이다.
도 6은 도 4에서 공정장치를 X-X'방향으로 자른 제1실시예 단면도이다.
도 7은 블레이드들이 공정챔버의 게이트부를 폐쇄하고 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 8 내지 도 14는 제1실시예에 따른 게이트밸브장치의 구동시퀀스를 나타내는 도면이다.
도 15는 제2실시예에 따른 게이트밸브의 사시도이다.
도 16은 도 4에서 공정장치를 X-X'방향으로 자른 제2실시예 단면도이다.
도 17은 게이트밸브장치의 제1블레이드 및 제2블레이드가 공정챔버의 게이트부를 ??쇄할 때의 공정유체의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 18은 게이트밸브장치의 제1블레이드 및 제2블레이드가 공정챔버의 게이트부를 ??쇄할 때의 접지 경로를 나타내는 도면이다.
도 19는 제2실시예에 따른 게이트밸브장치의 구동 시퀀스를 나타내는 도면이다.
도 20은 도 4에서 공정장치를 X-X'방향으로 자른 제3실시예 단면도이다.
도 21은 제3실시예에 따른 게이트밸브장치의 구동 시퀀스를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 일반적인 공정장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 공정장치는 이송챔버(30), 게이트밸브장치(10), 공정챔버(20) 등을 포함할 수 있다.
공정챔버(20)는 공정챔버하우징(26)으로 둘러싸이는 공정공간을 포함할 수 있다. 공정공간에는 서셉터(22)가 배치될 수 있는데, 서셉터(22)의 상측에는 기판이 안착되고 공정유체-공정가스, 세정액 등-가 상측으로 주입되면서 공정이 수행될 수 있다.
공정챔버(20)는 공정가스를 활성화시키거나 혹은 공정공간에 플라즈마를 유도하기 위해 RF(Radio Frequency)신호기(24)를 더 포함할 수 있다. 공정에서는 RF신호기(24)에서 발생되는 전기적인 신호에 대응되는 베이스전압-예를 들어, 그라운드전압-이 서셉터(22)에 공급되는데, 이러한 베이스전압은 기본적으로 전도성을 가지는 공정챔버하우징(26)을 경유하여 서셉터(22)로 공급될 수 있다.
공정챔버하우징(26)의 일측-도면에서는 좌측-에는 기판의 유출입을 위한 공정챔버게이트부(27)가 형성될 수 있다. 공정챔버게이트부(27)는 게이트밸브장치(10)를 거쳐 이송챔버게이트부(36)와 연통될 수 있다.
이송챔버(30)는 이송챔버하우징(32)으로 둘러싸이는 이송공간을 포함할 수 있다. 이송공간에는 공정챔버(20)로 이송되기 전후의 기판이 체류할 수 있다. 이송챔버하우징(32)의 일측-도면에서는 우측-에는 기판의 유출입을 위한 이송챔버게이트부(36)가 형성될 수 있고, 이송챔버게이트부(36)는 게이트밸브장치(10)를 거쳐 공정챔버게이트부(27)와 연통될 수 있다.
게이트밸브장치(10)는 이송챔버(30)와 공정챔버(20) 사이에 배치될 수 있다. 게이트밸브장치(10)는 게이트밸브하우징(15)으로 둘러싸이는 밸브수납공간을 포함할 수 있다.
밸브수납공간에는 게이트밸브(18)가 수납될 수 있다. 게이트밸브(18)는 게이트밸브하우징(15)의 양측-도면에서는 좌우측-으로 형성되는 밸브게이트부(16, 17)의 개폐를 수행할 수 있다. 게이트밸브(18)는 백플레이트(14) 및 블레이드(13)을 포함할 수 있는데, 백플레이트(14)는 이송챔버게이트부(36)와 연통하는 제1밸브게이트부(16)의 개폐를 수행하고, 블레이드(13)는 공정챔버게이트부(27)와 연통하는 제2밸브게이트부(17)의 개폐를 수행할 수 있다.
백플레이트(14)는 제1방향-예를 들어, 도 1의 상하방향-으로 부착물을 이동시키는 제1이동장치(11)에 연결될 수 있다. 그리고, 백플레이트(14)와 블레이드(13)는 제2방향-예를 들어, 도 1의 좌우방향-으로 부착물을 이동시키는 제2이동장치(12)에 연결될 수 있다.
게이트부(36, 16, 17, 27)가 개방되는 시간에서는 제1이동장치(11)가 백플레이트(14) 및 블레이드(13)를 게이트부(36, 16, 17, 27)와 제1방향으로 멀어지도록 이동시킬 수 있다. 그리고, 게이트부(36, 16, 17, 27)가 폐쇄되는 시간에서는 제1이동장치(11)가 백플레이트(14) 및 블레이드(13)를 게이트부(36, 16, 17, 27)에 근접해지는 방향으로 이동시킬 수 있다.
그리고, 게이트부(36, 16, 17, 27)가 개방되는 시간에서는 제2이동장치(12)가 백플레이트(14) 및 블레이드(13)를 게이트부(36, 16, 17, 27)와 제2방향으로 멀어지도록 이동시킬 수 있다. 그리고, 게이트부(36, 16, 17, 27)가 폐쇄되는 시간에서는 제2이동장치(12)가 백플레이트(14) 및 블레이드(13)를 게이트부(36, 16, 17, 27)에 근접해지는 방향으로 이동시킬 수 있다.
한편, 이러한 구조의 공정챔버에서는 제1공간(A1) 및 제2공간(A2)에서 문제가 발생할 수 있다.
예를 들어, 공정챔버(20) 내의 공간-물리적 공간 및/또는 전기적 공간-이 비대칭적으로 형성될 수 있다. 이러한 비대칭적인 공간 분포에서 서셉터(22)와 공정챔버하우징(26)이 근접하는 제2공간(A2)에서 아크가 발생할 수 있다. 서셉터(22)와 공정챔버하우징(26)은 공통 접지를 통해 전기적으로 동일한 전위를 가지는 것이 바람직한데, 비대칭적인 공간 분포에 따라 서셉터(22)와 공정챔버하우징(26)의 전위가 달라지면 그 사이-예를 들어, 제2공간(A2)-에서 아크가 발생할 수 있다.
도 2는 도 1의 제1공간에서의 유체의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 상측에서 하측으로 흐르는 유체(43)가 제1공간(A1)에서 난류의 형태로 회전하는 것을 확인할 수 있다. 이러한 난류로 인해 제1공간(A1)에 이물(41)이 누적될 수 있다.
그리고, 이러한 제1공간(A1)은 중력방향과 수직되는 방향-수평방향-으로 인입되는 홈의 형태가 되는데, 이러한 홈은 세정액 혹은 세정가스의 경로에서 벗어난 위치에 해당되기 때문에 세정 효율을 저하시키는 요인이 되기도 한다.
도 3은 도 1의 공정공간에서의 전기장 분포를 상측에서 바라본 도면이다.
도 3을 참조하면, 전기장 분포가 제1공간(A1)으로 편향되어 있는 것을 확인할 수 있다. 이러한 편향적인 분포는 공정공간의 비대칭성에 기인한 것일 수 있다. 구체적으로 공정공간의 비대칭성은 베이스전압경로의 비대칭성에 기인할 수 있는데, 제1공간(A1)이 형성되는 좌측에서의 베이스전압경로가 우측에서의 베이스전압경로보다 길기 때문에 전기장의 분포도 중심점(C)으로부터 일측으로 치우치게 형성될 수 있다.
이러한 전기장 분포의 비대칭성은 공정의 균일도를 저해하게 되고 경우에 따라서는 공정챔버의 비정상적인 작동-예를 들어, 아크-을 유발시킬 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 공정장치는 공정공간에서 제1공간을 분리하거나 제거함으로써 공정공간을 균형 잡힌 형태 혹은 대칭적인 형태로 구성하고 전술한 문제를 해결할 수 있다.
도 4는 본 명세서의 실시예에 따른 공정장치의 상측면도이다.
도 4를 참조하면, 공정장치는 적어도 하나의 게이트밸브장치(110), 적어도 하나의 공정챔버(120), 적어도 하나의 이송챔버(130) 등을 포함할 수 있다. 공정장치는 디스플레이 패널-예를 들어, OLED(Organic Light Emitting Diode) 패널-의 제조에 적용될 수 있고, 8세대(2.2m x 2.5m) 이상의 라인에 적용될 수 있으나 이로 제한되는 것은 아니다.
공정대상물로서 기판은 이송챔버(130)에 안착할 수 있다. 그리고, 기판은 게이트밸브장치(110)를 거쳐 공정챔버(120)로 이송되고, 각각의 공정챔버(120)에 특화된 공정이 기판에 적용될 수 있다.
공정챔버(120)에서 수행되는 공정은 예를 들어, 박막증착공정일 수 있다. 박막증착공정은 예를 들어, PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)공정일 수 있는데, PECVD공정은 화학기상증착법(CVD: Chemical Vapor Deposition)의 일종으로 플라즈마 에너지를 이용하여 원하는 물질을 기판에 증착시키는 기술이다. PECVD공정은 다른 공정에 비해 상대적으로 낮은 온도에서 물질을 증착시킬 수 있는 장점이 있다. PECVD공정은 먼저 반응시킬 기체를 공정챔버(120)에 주입시키고, 기체가 안정화될 때까지 일정 시간을 대기하는 과정을 가질 수 있다. 그리고, PECVD공정은 상하방향-지면에 수직되는 방향-으로 기체에 높은 전압을 가해 주어 기체를 플라즈마 상태로 유도할 수 있다. 플라즈마 상태를 유도하거나 유지하기 위해서는 높은 전압과 함께 낮은 기압을 유지해야하는데, 이를 위해 PECVD공정을 사용하는 공정챔버(120)는 내부의 공정공간이 저압 상태로 형성될 수 있다. 기체를 플라즈마 상태로 유도한 후, PECVD공정은 플라즈마 상태에서 이온화된 기체가 화학반응을 통해 기판에 증착되도록 온도 조건 등의 환경을 최적화시킬 수 있다.
공정챔버(120)에서 수행되는 공정은 예를 들어, 식각공정일 수 있다. 식각공정은 플라즈마를 이용하는 식각공정일 수 있다. 플라즈마를 이용하기 위해 공정챔버(120)는 PECVD공정과 같이 내부의 공정공간을 저압 상태로 형성하고 반응 기체에 상하방향으로 높은 전압을 가해 줄 수 있다.
PECVD공정 및/혹은 플라즈마 식각공정에서는 공정유체-예를 들어, 반응에 사용되는 기체-에 상하방향으로 높은 전압을 가하게 되는데, 이러한 높은 전압을 유도하기 위해 공정챔버(120)의 상측으로 RF(Radio Frequency)신호기가 위치하고 기판의 하측-예를 들어, 서셉터-에 RF신호의 리턴패스가 제공될 수 있다. 리턴패스는 케이블, 공정챔버(120)의 하우징 등으로 구성될 수 있다. 또한, PECVD공정 및/혹은 플라즈마 식각공정에서는 플라즈마 유도를 위해 공정챔버(120) 내부를 저압 상태로 유지할 수 있다.
공정챔버(120)는 전술한 공정 이외에 세정과 같은 추가적인 기능을 더 수행할 수 있다. 세정 기능의 수행을 위해 공정챔버(120)는 내부의 공정공간으로 세정 가스를 투입하고 세정 가스에 RF신호를 인가하여 활성화시킨 후 활성화된 기체를 오염물질과 반응시켜 오염물질을 제거할 수 있다. 세정을 수행한 후에 공정챔버(120)는 추가적으로 일정 두께 증착막을 챔버 내부에 코팅하는 시즈닝 작업을 더 수행할 수 있다.
이송챔버(130)와 공정챔버(120)는 각각 기판이 유출입될 수 있는 게이트부를 포함할 수 있다. 이송챔버게이트부(132)는 공정챔버(120) 방향으로 개방되어 있고, 공정챔버게이트부(122)는 이송챔버(130) 방향으로 개방되어 있을 수 있다.
게이트밸브장치(110)는 이송챔버게이트부(132) 및/또는 공정챔버게이트부(122)의 개폐를 제어할 수 있다. 이송챔버(130)에서 공정챔버(120)로 기판이 이송될 때, 혹은 공정챔버(120)에서 이송챔버(130)로 기판이 이송될 때, 게이트밸브장치(110)는 각 게이트부(132, 122)를 개방시킬 수 있다. 그리고, 공정챔버(120)에서 공정이 진행될 때, 게이트밸브장치(110)는 각 게이트부(132, 122)를 폐쇄시킬 수 있다.
게이트밸브장치(110)는 이송챔버(130)와 공정챔버(120)의 사이에 배치될 수 있다. 혹은 게이트밸브장치(110)는 공정챔버(120) 혹은 이송챔버(130)에 내장될 수 있다.
게이트밸브장치(110)는 게이트밸브를 포함하고, 게이트밸브하우징으로 둘러싸이고 게이트밸브를 수납하는 밸브수납공간을 포함할 수 있다.
제1실시예
도 5는 제1실시예에 따른 게이트밸브의 사시도이다.
도 5를 참조하면, 게이트밸브(500)는 백플레이트(510), 복수의 블레이드(522, 524), 복수의 이동장치(532, 534, 536) 등을 포함할 수 있다.
백플레이트(510)는 이송챔버 방향으로 형성되는 게이트부를 개폐시키고, 복수의 블레이드(522, 524)는 공정챔버 방향으로 형성되는 게이트부를 개폐시킬 수 있다. 백플레이트(510)와 블레이드(522, 524)는 이동장치(532, 534, 536)에 결합될 수 있으며, 이동장치(532, 534, 536)의 제어에 따라 제1방향-도면에서 상하 방향(중력 방향)-으로 이동되거나 제2방향-도면에서 X-X'방향-으로 이동될 수 있다.
제1이동장치(532)는 제1방향으로 백플레이트(510)와 제1블레이드(522)를 이동시킬 수 있다. 그리고, 제2이동장치(534)는 백플레이트(510)와 제1블레이드(522)를 X-X'축에서 서로 다른 방향으로 밀어낼 수 있다. 그리고, 제3이동장치(536)는 제1방향으로 제2블레이드(524)를 이동시킬 수 있다.
백플레이트(510)와 블레이드(522, 524)는 제1접지케이블(542)을 통해 전기적으로 서로 연결될 수 있고, 블레이드(522, 524)는 제2접지케이블(544)을 통해 하측판(550)과 전기적으로 연결될 수 있다.
블레이드(522, 524)는 금속성 물질-예를 들어, 알루미늄-로 몸체를 구성할 수 있고, 실시예에 따라 공정챔버 방향의 표면이 음극 산화 피막 처리될 수 있다. 제1블레이드(522)와 제2블레이드(524) 중 제1블레이드(522)는 이송챔버 방향으로 배치되고 제2블레이드(524)는 공정챔버 방향으로 배치될 수 있다.
도 6은 도 4에서 공정장치를 X-X'방향으로 자른 제1실시예 단면도이다.
도 6을 참조하면, 이송챔버(130)는 이송챔버하우징(134)으로 둘러싸이고 이송을 위한 기판이 체류하는 이송공간(SP1)을 포함할 수 있다. 그리고, 공정챔버(120)는 공정챔버하우징(124)으로 둘러싸이고 기판에 대해 공정이 적용되는 공정공간(SP3)을 포함할 수 있다. 게이트밸브장치(110)는 인서트 타입으로 공정챔버(120) 내부에 형성될 수 있다. 이러한 인서트 타입에서 게이트밸브장치(110)의 밸브수납공간(SP2)을 둘러싸는 일 측면 하우징은 공정이 진행되는 공정공간(SP3)의 일 측면 하우징과 동일한 하우징일 수 있다.
이송공간(SP1), 게이트밸브장치의 밸브수납공간(SP2) 및 공정공간(SP3)은 복수의 게이트부(132, 112, 122)를 통해 서로 연통될 수 있다. 복수의 게이트부(132, 112, 122)는 개구부로서 기판의 이동이 가능하도록 기판보다 넓은 폭과 높이를 가질 수 있다.
이송챔버하우징(134)에는 공정챔버(120) 방향으로 이송챔버게이트부(132)가 개방된 형태로 형성될 수 있고, 공정챔버하우징(124)에는 이송챔버(130) 방향으로 공정챔버게이트부(122)가 개방된 형태로 형성될 수 있다. 게이트밸브하우징(114)에는 이송챔버(130) 방향으로 제1밸브게이트부(112)가 개방된 형태로 형성되고, 공정챔버(120) 방향으로 제2밸브게이트부(113)가 개방된 형태로 형성될 수 있다. 제1밸브게이트부(112)는 게이트밸브장치(110)의 일측에 형성되며 이송챔버게이트부(132)와 근접하여 위치할 수 있다. 그리고, 게이트밸브장치(110)의 타측에 형성되는 제2밸브게이트부(122)는 공정챔버게이트부(122)와 동일한 것일 수 있다.
게이트밸브장치는 백플레이트(510), 복수의 블레이드(522, 524) 및 복수의 이동장치(532, 534, 536) 등을 포함할 수 있다.
백플레이트(510)와 제1블레이드(522)는 제1이동장치(532)에 따라 상하방향(중력방향)으로 이동하고, 제2이동장치(534)에 따라 좌우방향(게이트부의 개구면에 수직되는 방향)으로 이동할 수 있다. 제2이동장치(534)는 일측에 연결되는 백플레이트(510)와 타측에 연결되는 제1블레이드(522)를 좌우방향으로 서로 밀어낼 수 있는데, 이러한 밀어내는 힘에 의해 백플레이트(510)는 제1밸브게이트부(112)의 개구면을 밀착하여 덮게 되고, 제1블레이드(522)는 공정챔버게이트부(122)의 외측 개구면을 밀착하여 덮게 된다. 그리고, 제2블레이드(524)는 제3이동장치(536)에 따라 상하방향으로 이동할 수 있는데, 제2블레이드(524)가 상측으로 이동하면 공정챔버게이트부(122)의 외측 개구면을 덮을 수 있게 된다.
제1블레이드(522)는 공정챔버게이트부(122)에서 이송챔버(130) 방향의 개구면을 개폐할 수 있고, 제2블레이드(524)는 공정챔버게이트부(122)에서 공정챔버(120) 방향의 개구면을 개폐할 수 있다. 제1블레이드(522)와 제2블레이드(524)가 동시에 공정챔버게이트부(122)의 개구면을 폐쇄하게 되면 공정챔버게이트부(122)의 내부 공간이 공정공간(SP3)과 분리될 수 있게 된다.
제2블레이드(524)는 제2밸브게이트부(122)가 형성되는 하우징의 하측부(115a) 상에서 제1방향을 따라 이동할 수 있다. 그리고, 하우징의 상측부(115b)가 제2블레이드(524)의 제1방향 이동에 대한 제1스토퍼(stopper)로서 기능할 수 있다.
제1블레이드(522)와 백플레이트(510)는 접지케이블을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 밀폐력을 높이기 위해 백플레이트(510), 제1블레이드(522) 및 제2블레이드(524)와 하우징 사이에는 실링부재가 배치될 수 있고, 접지경로를 제공하기 위해 백플레이트(510), 제1블레이드(522) 및 제2블레이드(524)와 하우징 사이에는 전도성부재가 배치될 수 있다.
도 7은 블레이드들이 공정챔버의 게이트부를 폐쇄하고 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 제2블레이드(524)는 L자형으로 구성될 수 있고, L자의 하측 돌출부(722)는 공정챔버하우징(124)의 하측하우징의 돌출부(724)와 맞물리면서 서로 밀착될 수 있고, L자의 상측은 공정챔버게이트부(122)의 개구 공간 내측면과 맞닿을 수 있다. 예를 들어, 제2블레이드(524)의 하측에 돌출부(722)가 형성되고, 돌출부(722)의 상측면에 전도성부재가 부착되며, 공정챔버와 전기적으로 연결되거나 일체로 형성되는 제2스토퍼(724)가 제2블레이드(524)의 제1방향 이동에 따라 전도성부재와 접촉할 수 있다.
제2블레이드(524)의 L자형 구조에서 길이방향 부분을 몸체부라 하고 하측에서 돌출된 부분을 돌출부라 할 때, 몸체부는 공정챔버게이트부(122)의 개구면의 개폐를 담당하고, 돌출부는 공정챔버하우징(124)과의 전기적인 접촉 및 실링을 담당할 수 있다.
전기적인 접촉과 관련하여 접지 경로를 살펴보면, 공정공간에 배치되는 서셉터(미도시)는 접지케이블 등을 통해 하측하우징과 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 하측하우징은 실링부재 및 전도성부재를 통해 돌출부(722)와 맞물리게 되는데, 이때, 전도성부재를 통해 돌출부(722)와 하측하우징이 전기적으로 연결되게 된다. 그리고, 몸체부의 상측면은 공정챔버게이트부(122)의 개구 공간 내측면과 실링부재 및 전도성부재를 통해 맞물릴 수 있는데, 이를 통해 제2블레이드(524)와 상측하우징(115b)이 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 접지 경로를 통해, 서셉터(미도시)로 전달되는 RF전류는 접지케이블, 하측하우징, 제2블레이드, 상측하우징의 경로로 흘러나갈 수 있게 된다.
몸체부의 좌측면 중 일부는 공정챔버하우징(124)의 하측하우징(115a)과 맞닿을 수 있고 나머지 일부는 공정챔버게이트부(122)의 내측 개구면을 덮을 수 있다. 그리고, 몸체부의 우측면은 공정공간을 향해 형성될 수 있는데, 몸체부의 우측면은 상측하우징(115b)의 내측면과 실질적으로 동일한 평면을 이룰 수 있다.
이렇게 제2블레이드(524)에 의해 공정공간에서 공정챔버게이트부(122)의 개구 공간이 분리되고, 몸체부의 우측면이 공정챔버하우징(124)의 내측면과 실질적으로 동일한 평면을 이룸으로써 공정챔버 내의 공정유체(710)는 난류 등의 비정상적 흐름을 만들지 않고 표면에서 균일하게 흘러 나갈 수 있다.
공정챔버하우징(124)의 내측면과 제2블레이드(524)의 공정챔버 방향 표면에는 자켓(610)이 부착될 수 있다. 자켓(610)의 몸체는 알루미늄, 세라믹, 엔지니어링 플라스틱 등으로 구성될 수 있고, 표면은 전도성을 가지거나 절연성을 가지는 물질이 코팅될 수 있고, 해당 표면에는 음극 산화막을 포함하는 피막 코팅이 이루어질 수 있다.
도 6과 도 7을 함께 참조하면, 서셉터는 접지 케이블을 통해 하측하우징과 전기적으로 연결될 수 있는데, 이와 더불어 서셉터는 제2블레이드(524)와 접지 케이블을 통해 전기적으로 연결될 수도 있다. 제2블레이드(524)의 표면에 자켓(610)이 부착되는 경우, 자켓(610)의 일부분은 접지 케이블이 연결되도록 오픈되어 있을 수 있다.
예를 들어, 도 6과 같이, 서셉터는 제1전기케이블(CB1)을 통해 제2블레이드(524)와 전기적으로 연결될 수 있고, 서셉터는 제2전기케이블(CB2)을 통해 하측 하우징과 전기적으로 연결될 수 있다. 추가적으로 제2블레이드(524)는 제3전기케이블(CB3)을 통해 하측 하우징과 연결될 수 있다. 이러한 전기케이블링에 따라 서셉터로 흐르는 RF전류는 제1경로로서 제2전기케이블(CB2), 하측하우징, 제2블레이드(524)의 경로를 거쳐 상측하우징으로 흘러나갈 수 있고, 제2경로로서 제2전기케이블(CB2), 하측하우징, 제3전기케이블(CB3), 제2블레이드(524)의 경로를 거쳐 상측하우징으로 흘러나갈 수 있으며, 제3경로로서 제1전기케이블(CB1), 제2블레이드(524)의 경로를 거쳐 상측하우징으로 흘러나갈 수 있다.
도 8 내지 도 14는 제1실시예에 따른 게이트밸브장치의 구동시퀀스를 나타내는 도면이다.
도 8 내지 도 14를 참조하면, 공정은 초기단계에서 공정준비시간이 필요하고, 후기단계에서는 공정정리시간이 필요할 수 있다. 제3이동장치(536)는 이러한 공정준비시간 및/또는 공정정리시간에서 제2블레이드(524)의 이동을 제어함으로써 제2블레이드(524)의 이동시간이 공정시간을 증가시키지 않도록 할 수 있다.
증착공정 혹은 식각공정은 공정가스를 배기하고 공정공간을 안정화시키는 구간(도 8 참조), 게이트밸브를 개방하는 구간(도 9 참조), 기판을 이송하여 기판을 교체하는 구간(도 10 참조), 제1밸브(제1블레이드)를 이용하여 게이트부를 폐쇄하는 구간(도 11 참조), 기판을 공정위치로 이동시키는 구간(도 12 참조), 공정가스를 투입하고 안정화시키는 구간(도 13 참조), 공정-증착 혹은 식각-을 진행하는 구간(도 14 참조) 등을 포함할 수 있다.
기판이 공정공간에 투입되고 제1밸브(제1블레이드)가 게이트부를 폐쇄한 후부터 공정이 진행되기 전까지의 구간(도 12 및 도 13에 대응되는 구간)이 공정준비시간에 해당될 수 있다. 기판이 공정공간에 투입되고 제1밸브(제1블레이드)가 게이트부를 폐쇄한 후부터 공정이 진행되기 전까지의 구간에서 기판이 안착된 서셉터가 공정 위치로 이동하는 구간(도 12 참조)과 공정공간으로 공정가스가 투입되고 안정화되는 구간(도 13 참조)이 필요하게 되는데, 이 구간 중에 제3이동장치는 제2블레이드(524)를 게이트부 개방 위치에서 게이트부 폐쇄 위치로 이동시킬 수 있다.
그리고, 공정이 완료되고 제1밸브(제1블레이드)가 게이트부를 개방하기 전까지의 구간(도 8에 대응되는 공정가스 배기 및 안정화 구간)이 공정정리시간에 해당될 수 있는데, 이 구간 중에 제3이동장치는 제2블레이드(524)를 게이트부 폐쇄 위치에서 게이트부 개방 위치로 이동시킬 수 있다.
제3이동장치는 이러한 공정준비시간 및/또는 공정정리시간에서 제2블레이드(524)의 이동을 제어함으로써 제2블레이드(524)의 이동시간이 공정시간을 증가시키지 않도록 할 수 있다.
한편, 제2블레이드(524)는 제1블레이드(522)와 함께 게이트부를 개폐시킴으로써 공정챔버 내외부의 압력 차이에 따라 발생하는 역압에 의한 실링부재-예, 오링-의 갈림 현상을 최소화할 수 있고, 구동부의 스트레스를 감소시켜 운영 가능 시간을 증가시킬 수 있다.
제2실시예
도 15는 제2실시예에 따른 게이트밸브의 사시도이다.
도 15를 참조하면, 게이트밸브(1500)는 백플레이트(1510), 복수의 블레이드(1522, 1524), 복수의 이동장치(1532, 1534) 및 연결장치(1536) 등을 포함할 수 있다.
백플레이트(1510)는 이송챔버 방향으로 형성되는 게이트부를 개폐시키고, 복수의 블레이드(1522, 1524)는 공정챔버 방향으로 형성되는 게이트부를 개폐시킬 수 있다. 백플레이트(1510)와 제1블레이드(1522)는 복수의 이동장치(1532, 1534)에 결합될 수 있으며, 복수의 이동장치(1532, 1534)의 제어에 따라 제1방향-도면에서 상하 방향(중력 방향)-으로 이동되거나 제2방향-도면에서 X-X'방향-으로 이동될 수 있다. 제1이동장치(1532)는 제1방향으로 백플레이트(1510)와 제1블레이드(1522)를 이동시킬 수 있다. 그리고, 제2이동장치(1534)는 제2방향(X-X'방향)으로 백플레이트(1510)와 제1블레이드(1522)를 이동시킬 수 있다. 제2방향(X-X'방향)의 이동에 있어서 제2이동장치(1534)는 백플레이트(1510)를 이송챔버 방향으로 밀어내고, 제1블레이드(1522)를 공정챔버 방향으로 밀어낼 수 있다.
백플레이트(1510)와 제2블레이드(1524)는 연결장치(1536)에 의해 물리적으로 연결되고, 제2블레이드(1524)는 백플레이트(1510)와 동일한 방향으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 제1이동장치(1532)에 의해 백플레이트(1510)가 제1방향으로 이동할 때, 연결장치(1536)를 통해 백플레이트(1510)와 연결된 제2블레이드(1524)도 제1방향으로 이동할 수 있다. 그리고, 제2이동장치(1534)에 의해 백플레이트(1510)가 이송챔버 방향으로 이동할 때, 제2블레이드(1524)도 같은 방향으로 이동할 수 있다.
백플레이트(1510)와 블레이드(1522, 1524)는 제1접지케이블(1542)을 통해 전기적으로 서로 연결될 수 있고, 블레이드(1522, 1524)는 제2접지케이블(1544)을 통해 하측판(1550)과 전기적으로 연결될 수 있다.
블레이드(1522, 1524)는 금속성 물질-예를 들어, 알루미늄-로 몸체를 구성할 수 있고, 실시예에 따라 공정챔버 방향의 표면이 음극 산화 피막 처리될 수 있다.
제1블레이드(1522)와 제2블레이드(1524) 중 제1블레이드(1522)는 공정챔버게이트부를 중심으로 이송챔버 방향으로 배치되고 제2블레이드(1524)는 공정챔버 방향으로 배치될 수 있다. 이러한 배치 구조를 통해 제1블레이드(1522)는 공정챔버게이트부의 이송챔버 방향 개구면을 개폐시킬 수 있고, 제2블레이드(1524)는 공정챔버게이트부의 공정챔버 방향 개구면을 개폐시킴으로써 공정챔버게이트부의 개구 공간을 공정공간과 분리시킬 수 있다.
도 16은 도 4에서 공정장치를 X-X'방향으로 자른 제2실시예 단면도이다.
도 16을 참조하면, 이송챔버(1130)는 이송챔버하우징(1134)으로 둘러싸이고 이송을 위한 기판이 체류하는 이송공간(SP1)을 포함할 수 있다. 그리고, 공정챔버(1120)는 공정챔버하우징(1124)으로 둘러싸이고 기판에 대해 공정이 적용되는 공정공간(SP3)을 포함할 수 있다. 그리고, 게이트밸브장치(1110)는 게이트밸브하우징(1114)으로 둘러싸이고 게이트밸브가 수납되는 밸브수납공간(SP2)을 포함할 수 있으며, 게이트밸브 중 일부 구성은 공정공간(SP3)으로 확장되어 배치될 수 있다.
이송공간(SP1), 밸브수납공간(SP2) 및 공정공간(SP3)은 복수의 게이트부(1132, 1112, 1113, 1122)를 통해 서로 연통될 수 있다. 복수의 게이트부(1132, 1112, 1113, 1122)는 개구부로서 기판의 이동이 가능하도록 기판보다 넓은 폭과 높이를 가질 수 있다.
이송챔버하우징(1134)에는 공정챔버(1120) 방향으로 이송챔버게이트부(1132)가 개방된 형태로 형성될 수 있고, 공정챔버하우징(1124)에는 이송챔버(1130) 방향으로 공정챔버게이트부(1122)가 개방된 형태로 형성될 수 있다. 게이트밸브하우징(1114)에는 이송챔버(1130) 방향으로 제1밸브게이트부(1112)가 개방된 형태로 형성되고, 공정챔버(1120) 방향으로 제2밸브게이트부(1113)가 개방된 형태로 형성될 수 있다. 제1밸브게이트부(1112)는 이송챔버게이트부(1132)와 근접하여 위치하고, 공정챔버(1120)에서 바라본 개구면적이 이송챔버게이트부(1132)와 같거나 클 수 있다. 제2밸브게이트부(1113)는 공정챔버게이트부(1122)와 근접하여 위치하고, 이송챔버(1130)에서 바라본 개구면적이 공정챔버게이트부(1122)와 같거나 클 수 있다.
게이트밸브는 백플레이트(1510), 복수의 블레이드(1522, 1524), 복수의 이동장치(1532, 1534) 및 연결장치(1536) 등을 포함할 수 있다.
백플레이트(1510)와 제1블레이드(1522)는 제1이동장치(1532)에 따라 상하방향(중력방향)으로 이동하고, 제2이동장치(1534)에 따라 좌우방향(게이트부의 개구면에 수직되는 방향)으로 이동할 수 있다. 그리고, 제2블레이드(1524)는 연결장치(1536)를 통해 백플레이트(1510)와 연결되어 있으면서, 백플레이트(1510)와 동일한 방향으로 이동할 수 있다. 제2이동장치(1534)는 일측에 연결되는 백플레이트(1510)와 타측에 연결되는 제1블레이드(1522)를 좌우방향으로 서로 밀어낼 수 있는데, 이러한 밀어내는 힘에 의해 백플레이트(1510)는 제1밸브게이트부(1112)의 개구면을 밀착하여 덮게 되고, 제1블레이드(1522)는 제2밸브게이트부(1113)의 개구면을 밀착하여 덮게 된다. 그리고, 제2블레이드(1524)는 백플레이트(1510)와 동일하게 이동하면서 백플레이트(1510)가 제1밸브게이트부(1112)의 개구면에 밀착될 때, 제2블레이드(1524)는 공정챔버게이트부(1122)의 공정챔버 방향 개구면을 밀착하여 덮을 수 있다.
한편, 제2블레이드(1524)는 공정대상물(예, 기판)에 대한 공정이 수행되는 공정챔버 내측에 배치될 수 있고, 제3이동장치(1536)는 백플레이트(1510)와 제2블레이드(1524)를 연결하는 연결장치를 포함하고, 연결장치는 제2밸브게이트부(1113)를 관통하도록 배치되고 제2밸브게이트부(1113)가 개방될 때, 하측으로 이동하고 제2밸브게이트부(1113)가 폐쇄될 때, 상측으로 이동할 수 있다. 그리고, 밀폐력을 높이기 위해 백플레이트(1510), 제1블레이드(1522) 및 제2블레이드(1524)와 하우징 사이에는 실링부재가 배치될 수 있고, 접지경로를 제공하기 위해 백플레이트(1510), 제1블레이드(1522) 및 제2블레이드(1524)와 하우징 사이에는 전도성부재가 배치될 수 있다.
도 17은 게이트밸브장치의 제1블레이드 및 제2블레이드가 공정챔버의 게이트부를 ??쇄할 때의 공정유체의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 17을 참조하면, 공정챔버게이트부(1122) 및 제2밸브게이트부(1113)가 폐쇄될 때, 제1블레이드(1522)는 제2밸브게이트부(1113)의 이송챔버 방향 개구면을 밀착하여 덮을 수 있고, 제2블레이드(1524)는 공정챔버게이트부(1122)의 공정챔버 방향 개구면을 밀착하여 덮을 수 있다. 이에 따라, 공정챔버게이트부(1122) 및 제2밸브게이트부(1113)의 내측에 형성되는 개구 공간이 공정공간으로부터 분리될 수 있고, 공정챔버 내의 공정유체(1710)는 난류 등의 비정상적 흐름을 만들지 않고 표면에서 균일하게 흘러 나갈 수 있다.
공정챔버하우징(1124)의 내측면과 제2블레이드(1524)의 공정챔버 방향 표면에는 자켓(1610)이 부착될 수 있다. 자켓(1610)의 몸체는 알루미늄, 세라믹, 엔지니어링 플라스틱 등으로 구성될 수 있고, 표면은 전도성을 가지거나 절연성을 가지는 물질이 코팅될 수 있고, 해당 표면에는 음극 산화막을 포함하는 피막 코팅이 이루어질 수 있다. 공정챔버하우징(1124)의 내측면과 제2블레이드(1524)의 단차를 줄이기 위해 공정챔버하우징(1124)의 내측면에는 제2블레이드(1524)와 실질적으로 동일한 두께를 가지는 보강재(1129)가 더 형성될 수 있다.
도 18은 게이트밸브장치의 제1블레이드 및 제2블레이드가 공정챔버의 게이트부를 ??쇄할 때의 접지 경로를 나타내는 도면이다.
도 18을 참조하면, 제2블레이드(1524)가 공정챔버 내에서 공정챔버게이트부(1122)의 개구면에 밀착될 때, 제2블레이드(1524)는 전도성부재를 통해 공정챔버하우징(1124)의 접지경로(P1)를 최소화시킬 수 있다.
서셉터(1810)로 전달되는 RF전류의 리턴패스(P1)를 살펴보면, 서셉터(1810)에서 출발한 RF전류는 접지케이블(CB4)을 통해 바닥하우징으로 흘러가고 다시 측면하우징의 하측에서 전도성부재를 거쳐 제2블레이드(1524)로 흘러갈 수 있다. 그리고, RF전류는 제2블레이드(1524)를 지나 다시 전도성부재를 거쳐 측면하우징의 상측으로 흘러가고 다시 상측하우징을 거쳐 RF신호기로 리턴될 수 있다.
종래에는 RF전류의 리턴패스가 게이트밸브장치의 하우징까지 연장되면서 길이가 길어지고 접지저항이 증가하는 문제가 있었는데, 일 실시예에서는 공정챔버하우징(1124)으로 바로 리턴패스(P1)가 형성됨으로써 경로를 단축시킬 수 있게 된다.
접지경로를 더 단축시키기 위해, 서셉터(1810)와 제2블레이드(1524) 사이에 다른 접지케이블(CB5)이 더 배치될 수 있다. 그리고, 접지경로를 강화하기 위해 제2블레이드(1524)와 바닥하우징 사이에 또 다른 접지케이블(CB6)이 더 배치될 수 있다.
도 19는 제2실시예에 따른 게이트밸브장치의 구동 시퀀스를 나타내는 도면이다.
게이트부가 개방되는 시점에서 백플레이트(1510)와 블레이드(1522, 1524)는 도 19의 (a)와 같이 게이트밸브장치의 하측에 위치할 수 있다. 이러한 시점에서 기판이 이송될 수 있다.
기판이 공정공간에 투입되면, 백플레이트(1510)와 블레이드(1522, 1524)가 도 19의 (b)와 같이 제1이동장치(1532) 및 연결장치(1536)에 의해 게이트밸브장치의 상측으로 이동할 수 있다. 그리고, 제2이동장치(1534)의 제어에 따라 백플레이트(1510)가 제1밸브게이트부를 폐쇄하도록 이동되고 제1블레이드(1522)가 제2밸브게이트부를 폐쇄하도록 이동될 수 있다. 이때, 연결장치(1536)에 의해 제2블레이드(1524)가 공정챔버 게이트(1122)를 폐쇄하도록 이동할 수 있다.
제2밸브게이트부 및 공정챔버게이트부(1122)가 폐쇄된 후에 공정공간에서 공정시퀀스가 진행될 수 있다.
한편, 연결장치(1536)는 제1블레이드(1522)를 관통하여 백플레이트(1510)와 제2블레이드(1524)를 연결시켜 줄 수 있다.
제3실시예
도 20은 도 4에서 공정장치를 X-X'방향으로 자른 제3실시예 단면도이다.
도 20을 참조하면, 이송챔버(2130)는 이송챔버하우징(2134)으로 둘러싸이고 이송을 위한 기판이 체류하는 이송공간(SP1)을 포함할 수 있다. 그리고, 공정챔버(2120)는 공정챔버하우징(2124)으로 둘러싸이고 기판에 대해 공정이 적용되는 공정공간(SP3)을 포함할 수 있다. 그리고, 게이트밸브장치(2110)는 게이트밸브하우징(2114)으로 둘러싸이고 게이트밸브가 수납되는 밸브수납공간(SP2)을 포함할 수 있으며, 게이트밸브 중 일부 구성은 공정공간(SP3)으로 확장되어 배치될 수 있다.
이송공간(SP1), 밸브수납공간(SP2) 및 공정공간(SP3)은 복수의 게이트부(2132, 2112, 2113, 2122)를 통해 서로 연통될 수 있다. 복수의 게이트부(2132, 2112, 2113, 2122)는 개구부로서 기판의 이동이 가능하도록 기판보다 넓은 폭과 높이를 가질 수 있다.
이송챔버하우징(2134)에는 공정챔버(2120) 방향으로 이송챔버게이트부(2132)가 개방된 형태로 형성될 수 있고, 공정챔버하우징(2124)에는 이송챔버(2130) 방향으로 공정챔버게이트부(2122)가 개방된 형태로 형성될 수 있다. 게이트밸브하우징(2114)에는 이송챔버(2130) 방향으로 제1밸브게이트부(2112)가 개방된 형태로 형성되고, 공정챔버(2120) 방향으로 제2밸브게이트부(2113)가 개방된 형태로 형성될 수 있다. 제1밸브게이트부(2112)는 이송챔버게이트부(2132)와 근접하여 위치하고, 공정챔버(2120)에서 바라본 개구면적이 이송챔버게이트부(2132)와 같거나 클 수 있다. 제2밸브게이트부(2113)는 공정챔버게이트부(2122)와 근접하여 위치하고, 이송챔버(2130)에서 바라본 개구면적이 공정챔버게이트부(2122)와 같거나 클 수 있다.
게이트밸브는 백플레이트(2510), 복수의 블레이드(2522, 2524), 복수의 이동장치(2532, 2534) 및 연결장치(2536, 2538) 등을 포함할 수 있다.
백플레이트(2510)와 제1블레이드(2522)는 제1이동장치(2532)에 따라 상하방향(중력방향)으로 이동하고, 제2이동장치(2534)에 따라 좌우방향(게이트부의 개구면에 수직되는 방향)으로 이동할 수 있다. 그리고, 제2블레이드(2524)는 연결장치(2536, 2538)를 통해 백플레이트(2510)와 연결되어 있으면서, 백플레이트(2510)와 동일한 방향으로 이동할 수 있다. 제2이동장치(2534)는 일측에 연결되는 백플레이트(2510)와 타측에 연결되는 제1블레이드(2522)를 좌우방향으로 서로 밀어낼 수 있는데, 이러한 밀어내는 힘에 의해 백플레이트(2510)는 제1밸브게이트부(2112)의 개구면을 밀착하여 덮게 되고, 제1블레이드(2522)는 제2밸브게이트부(2113)의 개구면을 밀착하여 덮게 된다. 그리고, 제2블레이드(2524)는 백플레이트(2510)와 동일하게 이동하면서 백플레이트(2510)가 제1밸브게이트부(2112)의 개구면에 밀착될 때, 제2블레이드(2524)는 공정챔버게이트부(2122)의 공정챔버 방향 개구면을 밀착하여 덮을 수 있다.
제2연결장치(2538)는 제2밸브게이트부(2113)를 관통하도록 배치되고 제2블레이드(2524)의 상측과 중심부 사이에서 유동할 수 있다. 그리고, 제1이동장치(2532)의 제어에 따라 백플레이트(2510)와 제2블레이드(2524)가 상측으로 이동할 때, 제2연결장치(2538)는 하중 혹은 별도의 당김장치에 의해 중심부로 이동하고, 제1이동장치(2532)의 제어에 따라 백플레이트(2510)와 제2블레이드(2524)가 하측으로 이동할 때, 제2연결장치(2538)는 제2밸브게이트부(2113)의 하측 경계에 의해 상측으로 밀려날 수 있다.
도 21은 제3실시예에 따른 게이트밸브장치의 구동 시퀀스를 나타내는 도면이다.
게이트부가 개방되는 시점에서 백플레이트(2510)와 블레이드(2522, 2524)는 도 21의 (a)와 같이 게이트밸브장치의 하측에 위치할 수 있다. 이러한 시점에서 기판이 이송될 수 있다.
제1연결장치(2536)는 백플레이트(2510)와 제2블레이드(2524)의 상측의 고정된 위치에 결합될 수 있다. 이에 반해, 제2연결장치(2538)는 백플레이트(2510)와 제2블레이드(2524)의 상측과 중심부 사이에서 유동할 수 있도록 백플레이트(2510)와 제2블레이드(2524)에 결합될 수 있다. 도 21의 (a)와 같이 게이트밸브장치의 하측에 위치할 때, 제2연결장치(2538)는 게이트밸브하우징(2114) 및/또는 공정챔버하우징(2124)에 의해 백플레이트(2510)와 제2블레이드(2524)의 상측 방향으로 밀릴 수 있다. 이때, 최종적으로 제2연결장치(2538)는 제1연결장치(2536)와 맞닿으면서 위치가 고정될 수도 있고, 다른 상측 고정구조물에 의해 위치가 고정될 수 있다.
기판이 공정공간에 투입되면, 백플레이트(2510)와 블레이드(2522, 2524)가 도 21의 (b) 및 (c)와 같이 제1이동장치(2532) 및 연결장치(2536)에 의해 게이트밸브장치의 상측으로 이동할 수 있다. 이때, 제2연결장치(2538)는 중력에 의해 혹은 스프링 등의 탄성에너지에 의해 백플레이트(2510)와 제2블레이드(2524)의 중심부로 이동될 수 있다. 그리고, 제2연결장치(2538)는 백플레이트(2510) 및/또는 제2블레이드(2524)의 중심부에 배치되는 고정구조물에 의해 위치가 고정될 수 있다.
그리고, 제2이동장치(2534)의 제어에 따라 백플레이트(2510)가 제1밸브게이트부를 폐쇄하도록 이동되고 제1블레이드(2522)가 제2밸브게이트부를 폐쇄하도록 이동될 수 있다. 이때, 제1연결장치(2536) 및 제2연결장치(2538)에 의해 제2블레이드(2524)가 공정챔버 게이트(2122)를 폐쇄하도록 이동할 수 있다.
그리고, 제2밸브게이트부 및 공정챔버게이트부(2122)가 폐쇄된 후에 공정공간에서 공정시퀀스가 진행될 수 있다.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 개방된 형태로 형성되어 공정대상물의 이동통로를 제공하는 제1밸브게이트부 및 제2밸브게이트부;
    상기 제1밸브게이트부의 개폐를 수행하는 백플레이트;
    상기 제2밸브게이트부의 일측과 타측에서 각각 상기 제2밸브게이트부의 개폐를 수행하는 제1블레이드 및 제2블레이드;
    상기 백플레이트를 제1방향으로 이동시키는 제1이동장치, 상기 제1블레이드와 상기 백플레이트가 제2방향으로 서로 멀어지거나 가까워지도록 이동시키는 제2이동장치, 및 상기 제2블레이드를 상기 제1방향으로 이동시키는 제3이동장치; 그리고,
    공정챔버에 배치되는 서셉터와 상기 제2블레이드를 전기적으로 연결시키는 제1전기케이블
    을 포함하는 게이트밸브장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2블레이드는 상기 제2밸브게이트부가 형성되는 하우징의 하측부 상에서 상기 제1방향을 따라 이동하고, 상기 하우징의 상측부가 상기 제1방향 이동에 대한 제1스토퍼(stopper)가 되는 게이트밸브장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2블레이드의 하측에 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부에 전도성부재가 부착되며, 상기 공정챔버와 전기적으로 연결되거나 일체로 형성되는 제2스토퍼(stopper)가 상기 제2블레이드의 상기 제1방향 이동에 따라 상기 전도성부재와 접촉하는 게이트밸브장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2블레이드와 상기 하우징의 상측부는 상기 공정챔버를 향하는 면이 동일한 평면을 형성하는 게이트밸브장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2블레이드에서 상기 공정챔버를 향하는 면에는 음극 산화막, 세라믹, 엔지니어링 플라스틱 혹은 미처리 알루미늄이 코팅된 자켓이 추가로 부착되는 게이트밸브장치.
  6. 공정공간에 배치되는 서셉터;
    외측 하우징에서 이송챔버 측으로 개방된 형태로 형성되는 제1밸브게이트부;
    내측 공간을 밸브수납공간과 상기 공정공간으로 구분하는 내측 하우징에 개방된 형태로 형성되는 제2밸브게이트부;
    상기 제1밸브게이트부의 개폐를 수행하는 백플레이트;
    상기 제2밸브게이트부의 일측과 타측에서 각각 상기 제2밸브게이트부의 개폐를 수행하는 제1블레이드 및 제2블레이드; 그리고,
    상기 백플레이트를 제1방향으로 이동시키는 제1이동장치, 상기 제1블레이드와 상기 백플레이트가 제2방향으로 서로 멀어지거나 가까워지도록 이동시키는 제2이동장치, 및 상기 제2블레이드를 상기 제1방향으로 이동시키는 제3이동장치를 포함하고,
    상기 제2블레이드는 상기 내측 하우징의 하측 상에서 상기 제1방향을 따라 이동하고, 상기 내측 하우징의 상측이 상기 제1방향 이동에 대한 제1스토퍼(stopper)가 되며,
    상기 서셉터는 제1전기케이블을 통해 상기 제2블레이드와 전기적으로 연결되는 공정챔버.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 서셉터는 제2전기케이블을 통해 하측 하우징과 전기적으로 연결되는 공정챔버.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2블레이드는 제3전기케이블을 통해 상기 하측 하우징과 전기적으로 연결되고, 상기 백플레이트와 상기 제1블레이드는 제4전기케이블을 통해 전기적으로 연결되는 공정챔버.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제2블레이드의 하측에 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부에 전도성부재가 부착되며, 상기 공정챔버와 전기적으로 연결되거나 일체로 형성되는 제2스토퍼(stopper)가 상기 제2블레이드의 상기 제1방향 이동에 따라 전도성부재와 접촉하는 공정챔버.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제2블레이드에 전도성부재가 부착되고, 상기 내측 하우징의 상측이 상기 제2블레이드의 상기 제1방향 이동에 따라 전도성부재와 접촉하는 공정챔버.
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