KR102385751B1

KR102385751B1 - 기판을 코팅하기 위한 장치

Info

Publication number: KR102385751B1
Application number: KR1020170098099A
Authority: KR
Inventors: 돈 데르크스; 데이브 도어월드; 루드 야콥스; 마린 젤튼
Original assignee: 아이에이치아이 하우저 테크노 코팅 비브이
Priority date: 2016-08-03
Filing date: 2017-08-02
Publication date: 2022-04-11
Also published as: EP3279364A1; CN107686978B; JP6969923B2; KR20180015590A; JP2018040051A; EP3279364B1; US20180037986A1; US11131019B2; CN107686978A

Abstract

기판을 코팅하기 위한 장치는 상기 기판이 유입될 수 있는 개구 및 상기 개구를 밀봉할 수 있도록 구성되는 도어를 가지는 진공 챔버; 상기 진공 챔버 내에 배열되는 하나 또는 그 보다 많은 타겟; 상기 기판을 냉각하도록 구성되는 냉각 유닛 및/또는 상기 기판을 가열하도록 구성되는 가열 유닛; 상기 타겟, 상기 냉각 유닛 및/또는 상기 가열 유닛에 대해 상기 기판을 회전시키도록 구성되는 회전 수단; 그리고 상기 진공 챔버의 내부와 연통하고 상기 냉각 유닛 및/또는 상기 가열 유닛을 수용하도록 구성되는 리프팅 챔버를 포함한다. 상기 진공 챔버는 리프팅 축을 정의하고 상기 냉각 유닛 및/또는 상기 가열 유닛 그리고 상기 리프팅 챔버가 상기 리프팅 축을 따라 배열되며, 상기 장치는 상기 냉각 유닛 및/또는 상기 가열 유닛을 상기 리프팅 축을 따라 그리고 상기 진공 챔버와 상기 리프팅 챔버 사이에서 이송시키도록 구성되는 이송 수단을 더 포함한다.

Description

기판을 코팅하기 위한 장치{APPARATUS FOR COATING SUBSTRATES}

본 출원은 2016년 8월 3일에 출원되고 "APPARATUS FOR COATING SUBSTRATES"라는 명칭의 유럽 특허출원 제16182561.7호의 우선권을 청구하며, 이로써 이 출원의 모든 내용은 모든 목적을 위하여 그 전체가 본 출원의 참조로 통합된다.

본 발명은 기판을 코팅하기 위한 장치, 특히 물리적 기상 증착(physical vapor deposition)을 위한 장치에 관한 것이다.

물리적 기상 증착은 진공 챔버에 배열된 하나 또는 그 이상의 기판 상에 증기 소스 물질의 박막을 증착하는 공정이다. 물리적 기상 증착의 알려진 방식들은 캐소딕 아크 증착(cathodic arc deposition) 및 마그네트론 또는 스퍼터 증착, 고 전력 임펄스 마그네트론 스퍼터링(high power impulse magnetron sputtering) 또는 HIPMS 또는 플라즈마 어시스티드 화학적 기상 증착(plasma assisted chemical vapor deposition, PACVD)를 포함한다.

물리적 기상 증착을 위해 사용되는 장치는 기판이 삽입되는 개구 및 개구를 밀봉하도록 구성되는 도어를 가지는 진공 챔버를 포함한다. 제거 가능한 테이블 또는 지지 구조가 진공 챔버의 개구를 통과하고 진공 챔버 내에서 기판을 지지할 수 있도록 구성된다. 코팅 공정의 시작 시점에서, 러핑 펌프(roughing pump) 및/또는 터보 몰레큘러 펌프(turbomolecular pump)가 진공 챔버를 진공화시키기 위해 사용된다. 그리고 나서 금속-이온 에칭, 아크 증발 또는 스퍼터링과 같은 물리적 공정들이 진공 챔버 내에 배열된 하나 또는 그 이상의 타겟으로부터 물질의 증기를 만들기 위해 사용된다. 일단 소스 물질이 증기의 형태로 타겟(들)로부터 이탈되면, 그것은 박막을 형성하도록 기판 상에 증착될 수 있다. PACVD 또는 아르곤-이온 에칭과 같은 물리적 공정들의 다른 방식에서는, 단지 가스들이 소스 물질로 사용된다.

코팅 공정 동안, 기판은 열을 흡수하고 냉각을 필요로 한다. 마찬가지로, 기판은 코팅 공정의 한 부분으로서 가열되는 것이 필요할 수도 있다. 코팅 공정은 진공 챔버 내에서 수행되기 때문에, 신뢰할 수 있으면서도 간단한 가열 및/또는 냉각 시스템을 디자인하는 것이 의미가 있다. 예를 들어, 냉매를 사용하는 냉각 시스템은 누설에 노출되기 쉽다. 더욱이, 코팅 공정 동안 기판과의 충분한 열 교환을 가능하게 하면서도 코팅 공정 전후에 기판의 로딩 및 언로딩이 쉽게 이루어질 수 있도록 하는 가열 및/또는 냉각 시스템을 디자인하는 것이 어렵다는 것이 입증되었다. 따라서, 넓은 공정 온도 범위에서 안정적으로 작동할 수 있는 코팅 장치에 대한 필요가 여전히 존재한다.

본 출원은 기판이 유입될 수 있는 개구 및 상기 개구를 밀봉할 수 있도록 구성되는 도어를 가지는 진공 챔버; 상기 진공 챔버 내에 배열되는 하나 또는 그 보다 많은 타겟; 상기 기판을 냉각하도록 구성되는 냉각 유닛 및/또는 상기 기판을 가열하도록 구성되는 가열 유닛; 상기 타겟, 상기 냉각 유닛 및/또는 상기 가열 유닛에 대해 상기 기판을 회전시키도록 구성되는 회전 수단; 그리고 상기 진공 챔버의 내부와 연통하고 상기 냉각 유닛 및/또는 상기 가열 유닛을 수용하도록 구성되는 리프팅 챔버를 포함하는 기판을 코팅하기 위한 장치를 제공한다. 상기 진공 챔버는 리프팅 축을 정의하고 상기 냉각 유닛 및/또는 상기 가열 유닛 그리고 상기 리프팅 챔버가 상기 리프팅 축을 따라 배열되며, 상기 장치는 상기 냉각 유닛 및/또는 상기 가열 유닛을 상기 리프팅 축을 따라 그리고 상기 진공 챔버와 상기 리프팅 챔버 사이에서 이송시키도록 구성되는 이송 수단을 더 포함한다.

냉각 유닛 및/또는 가열 유닛을 진공 챔버의 리프팅 축을 따라 이송 가능하도록 구성함으로써, 냉각 유닛 및/또는 가열 유닛은 코팅 공정 동안 기판들 사이에서 제거 가능한 테이블의 중심에 위치될 수 있으며 리프팅 챔버 내로 리프팅될 수 있으며, 그에 의해 테이블은 기판을 빠르게 로딩하고 언로딩 하기 위해 진공 챔버에서 개구를 통해 쉽게 이동될 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 이송 수단은 냉각 유닛 및/또는 가열 유닛이 리프팅 축을 중심으로 회전시키지 않도록 리프팅 축을 따라 냉각 유닛 및/또는 가열 유닛을 이송시키도록 구성된다. 종종, 냉각 유닛은 물이 일련의 튜브 및/또는 냉각 통로를 통해 진공 챔버 내외로 이동하는 냉각수 시스템을 포함한다. 물 대신에, 오일 또는 액체 질소와 같은 다른 종류의 냉매가 또한 사용될 수 있다. 냉각 유닛이 리프팅 축을 중심으로 회전하지 않도록 구성될 때, 냉각 통로의 디자인은 간단해질 수 있다. 회전하지 않는 냉각 유닛 및 가열 유닛은 더 간단한 리프팅 메커니즘에 도움을 준다.

다른 실시예들에서, 코팅 장치는 공기 밀봉 방식으로 진공 챔버로부터 리프팅 챔버를 밀봉하도록 구성되는 예를 들어 밀봉 밸브와 같은 밀봉 어셈블리를 더 포함한다. 이 측면에 의해, 냉각 유닛 및/또는 가열 유닛은 진공 챔버가 여전히 진공 상태에 있는 동안 이송 수단에 의해 리프팅 챔버 내로 리프팅될 수 있다. 진공 챔버의 개구가 기판을 언로딩 하기 위해 개방되어 있는 동안 그리고 다음의 기판 세트가 로딩되는 동안 밀봉 밸브는 리프팅 챔버의 진공을 유지하기 위해 밀봉될 수 있다. 이것은 진공 챔버에서 새로운 진공을 형성하기 위한 진공 펌프의 부담을 줄인다.

다른 실시예들에서, 장치는 냉각 유닛과 가열 유닛 모두를 포함하며, 이송 수단은 냉각 유닛과 가열 유닛 모두를 이송시키도록 구성된다. 또한 이송 수단이 냉각 유닛과 가열 유닛 중 어느 하나를 서로에 대해 독립적으로 이송시키도록 구성될 수도 있다. 후자는 냉각 유닛과 가열 유닛 중 사용되지 않는 것을 리프팅하는 것을 가능하게 하며, 이는 해당 가열 또는 냉각 유닛이 증기화된 소스 물질에 불필요하게 노출되는 것을 줄여준다. 감소된 노출의 결과로, 더 적은 소스 물질이 가열 및 냉각 유닛에 증착되며, 이것은 축적된 막을 제거하기 위한 유지보수의 필요를 줄여준다.

다른 측면에서, 냉각 유닛은 가열 유닛을 둘러싸도록 구성되는 중공 바디를 정의하며, 이는 컴팩트한 디자인으로 이어진다. 또한 냉각 유닛은 냉매가 통과하도록 구성되는 적어도 하나의 냉각 통로를 포함한다. 예를 들어, 냉각 유닛은 수냉 드럼을 포함할 수 있다. 이와 달리, 냉각 유닛은 예를 들어 두 개의 절반 길이의 튜브인 냉각 통로가 텔레스코픽 메커니즘의 상단부가 리프팅 챔버 내에 남아 있는 동안에 진공 챔버 내로 하강될 수 있는 텔레스코픽 메커니즘을 포함할 수 있다. 추가적으로, 가열 유닛은 가열 액체를 적어도 하나의 냉각 통로를 통과시키는 것에 의해 형성될 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 장치는 진공 챔버의 내측 벽에 배열되는 하나 또는 그보다 많은 보조 가열 요소를 포함한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 장치는 진공 챔버의 내측 벽에 배열되는 하나 또는 그보다 많은 보조 냉각 요소, 특히 냉각 패널을 포함할 수 있다. 이 측면은 기판을 효과적으로 냉각하고/냉각하거나 가열하기 위해 사용 가능한 벽 공간을 이용하며, 이는 진공 챔버의 리프팅 축을 따라 배열되는 냉각 유닛 및/또는 가열 유닛에 가해지는 하중을 줄여준다.

다른 실시예에서, 장치는 기판의 온도를 검출하도록 구성되고 가열 및 냉각 유닛의 자동 제어를 가능하게 하도록 가열 유닛 및 냉각 유닛의 적어도 하나의 작동을 제어하도록 구성되는 온도 제어 모듈에 연결되는 온도 센서를 포함한다.

다른 측면에 따르면, 이송 수단은 진공 챔버의 리프팅 축과 나란하게 배열되는 예를 들어 공압 실린더와 같은 하나 또는 그보다 많은 선형 액추에이터를 포함한다. 예를 들어, 그러한 선형 액추에이터는 큰 공간을 차지하지 않고 냉각 유닛 및 가열 유닛을 리프팅 챔버 내로 자동적으로 리프팅시키도록 리프팅 챔버 내에 배열될 수 있다. 이와 달리, 선형 액추에이터를 리프팅 챔버 및 진공 챔버 모두의 밖에 배열하고 선형 액추에이터를 연결 부재를 통해 냉각 유닛 및/또는 가열 유닛에 연결하는 것이 가능하다.

이송 수단이 진공 챔버의 리프팅 축과 나란하게 배열되는 하나 또는 그보다 많은 레일 및 예를 들어 레일과 상호 작용하는 휠, 베어링 또는 슬라이딩 요소와 같은 하나 또는 그보다 많은 가이드 요소를 포함하는 것이 또한 가능하다. 예를 들어, 모터에 의해 구동되는 기어 휠은 리프팅 챔버 내에 정지 위치에 배열될 수 있고 가열 유닛 및 냉각 유닛에 고정되는 각각의 치형 랙과 상호 작용할 수 있다. 모터가 기어 휠을 회전하도록 만들 때, 가열 유닛 및 냉각 유닛은 진공 챔버와 리프팅 챔버 사이에서 이동된다. 이 배열은 기계적으로 간단하고 쉽게 활용 가능한 요소들을 사용하여 냉각 유닛 및 가열 유닛을 리프팅 챔버 내로 슬라이딩 시키는 것을 가능하게 한다. 이와 달리, 이송 수단은 풀리(pulley) 및 철 와이어(steel wire)를 포함할 수 있으며, 이는 냉각 유닛 및/또는 가열 유닛을 진공 챔버 내로 하강시키기 위해 중력을 이용한다. 또한 이 배열은 냉각 유닛 및/또는 가열 유닛을 철 와이어를 통해 리프팅 챔버 내로 리프팅 시키기 위해 풀리를 회전시키기 위한 모터 또는 구동기를 포함한다.

다른 실시예에 따르면, 개별 기판이 진공 챔버의 리프팅 축에 대해 또한 로드를 중심으로 회전할 수 있도록, 회전 수단은 개별 기판이 각각 로드에 지지되는 유성 기어 배열(planetary gear arrangement)를 포함한다. 그러한 유성 기어 배열은 진공 챔버의 내측 벽을 따른 하나 또는 그보다 많은 타겟 및 중심에 배열된 냉각 및 가열 유닛 양자에 대한 기판의 균일한 노출을 야기하며, 이는 효율적인 열 전달 및 향상된 증착으로 이어진다.

본 발명의 추가적인 특징 및 유리한 점은 다음의 상세한 설명, 첨부된 도면 및 청구항들로부터 명확하게 될 것이다.

도 1은 복수의 기판들이 가열 및 냉각 유닛에 대해 배열되어 있는 진공 챔버를 통해 절단한 수평 단면을 보여준다.
도 2는 가열 및 냉각 유닛의 다른 구조를 가지는 장치의 도 1과 유사한 수평 단면을 보여준다.
도 3은 가열 및 냉각 유닛의 다른 구조를 가지는 장치의 도 1 및 도 2와 유사한 수평 단면을 보여준다.
도 4a 내지 도 4c는 도 1의 가열 및 냉각 유닛을 리프팅 하기 위한 공압 이송 수단을 가지는 실시예를 개략적으로 보여준다.
도 5는 이송 수단이 리프팅 챔버 및 진공 챔버 외부에 배열되는 도 4의 대체물을 보여준다.
도 6a 내지 6c는 도 1의 가열 및 냉각 유닛을 리프팅 하기 위한 기계적 이송 수단을 가지는 실시예를 개략적으로 보여준다.

도 1은 복수의 기판(12)을 코팅하기 위한 장치(10)를 통한 수평 단면을 보여준다. 도면들에서, 기판(12)은 단순한 실린더 형상을 가지는 것으로 개략적으로 도시되어 있으나, 기판(12)은 복잡한 외부 형상을 가질 수도 있다. 기판(12)은 진공 챔버(14) 내에 배열되며 제거 가능한 테이블(16)(도 4a 참조) 상에 지지된다. 진공 챔버(14)는 진공 챔버(14)의 내측 벽(24)에 배열되는 복수의 타겟(22)을 포함한다. 도 1은 진공 챔버(14) 내로의 접근을 가능하게 하는 도어(18)를 구체적으로 보여준다. 비록 도어(18)가 다른 도면들에는 도시되어 있지 않지만, 다른 도면들의 진공 챔버(14) 역시 그러한 도어(18)를 포함한다는 것이 이해되어야 한다.

장치(10)는 예를 들어 수냉 드럼(water-cooled drum)과 같은 냉각 드럼(20)을 포함하는 냉각 유닛을 더 포함한다. 냉각 드럼(20)은 테이블(16)에 배열되고 기판(12)은 냉각 드럼(20)의 외주면 둘레에 배열된다. 테이블(16)은 각 기판(12)을 냉각 드럼(20)에 대해 로드(50)(도 4a 참조)를 중심으로 회전시키도록 구성되는 회전 수단을 포함한다.

도 1의 실시예에서, 냉각 드럼(20)은 장치(10)의 가열 유닛을 형성하는 복수의 가열 요소(26)를 둘러싸는 중공 바디를 형성한다. 여기에 개략적으로 도시된 가열 요소(26)는 저항식 관형 요소, 적외선 히터 또는 특별한 오일 또는 다른 미디어가 히팅 튜브를 통과하는 가열 요소일 수 있다.

도 4c 및 6c에 도시된 바와 같이, 냉각 드럼(20)은 기판(12)이 가열 요소(26)에 노출되도록 리프팅될 수 있다. 또한 가열 요소(26)가 테이블(16)의 중심에 배열되기 때문에, 테이블(16)의 회전 수단은 기판(12)의 균일하고 효율적인 가열을 위해 가열 요소(26)에 대해 기판(12)을 회전시킬 수 있다. 비록 도 1이 냉각 드럼(20) 및 가열 요소(26)를 포함하는 장치(10)를 보여주고 있으나, 냉각 드럼(20)과 가열 요소(26) 중 어느 하나만을 구비하는 장치(10)(도시되지 않음)를 가지는 역시 가능하다.

테이블(16)의 중심에 배열되는 냉각 드럼(20)과 가열 요소(26)에 더하여, 도 1의 실시예는 진공 챔버(14)의 내측 벽(24)의 코너에 배열되는 복수의 보조 가열 또는 냉각 패널(28)을 또한 포함한다.

나아가, 장치(10)는 기판(12)의 온도를 검출하도록 구성되고 냉각 드럼(20), 가열 요소(26) 및/또는 보조 가열 또는 냉각 패널(28)의 작동을 제어하도록 구성되는 온도 제어 모듈(32)에 연결되는 온도센서(30)를 포함한다. 비록 도 1이 진공 챔버(14)의 내측 벽(24)에 배열된 온도 센서(30)를 보여주고 있으나, 장치(20) 내에서의 온도 센서(30)의 구체적인 위치는 변경될 수 있다. 예를 들어, 센서(30)는 테이블(16) 상에 놓일 수 있다. 이와 달리, 센서(30)는 기판(12)이 센서(30)를 중심으로 회전하고 센서(30)가 냉각 드럼(20) 및/또는 가열 요소(26)와 함께 리프팅될 수 있도록 냉각 드럼(20) 및/또는 가열 요소(26)에 배열될 수도 있다.

도 2는 냉각 드럼(20)을 제외하고는 도 1의 장치(10)와 동일한 요소들을 가지는 장치(10)의 다른 실시예를 보여준다. 도 1의 장치(10)의 냉각 드럼(20)의 위치에, 도 2는 네 개의 가열 요소(26) 사이에 배열되는 교차 형상(crossed-shape)의 냉각 패널(34)을 보여준다. 가열 패널(34)이 가열 유닛과 냉각 유닛의 전체적인 컴팩트한 디자인이 가능하도록 교차 형상으로 이루어지나, 가열 요소(26)의 개수 및/또는 이러한 냉각 패널(34)의 단면 형상은 변경될 수 있다는 것이 이해된다.

도 3은 도 1의 냉각 드럼(20) 및 도 2의 냉각 패널(34)의 다른 대체물을 보여준다. 구체적으로, 도 3의 실시예에서 냉각 유닛은 외주면에 가열 요소(26)를 수용하기 위한 복수의 리세스(recesses)(38)를 가지는 냉각 드럼(36)이다. 이와 달리, 냉각 드럼(36)은 단면이 원형, 즉 리세스(38)를 가지지 않는 형상일 수도 있다. 이 경우, 가열 요소(26)는 냉각 드럼(36)의 외주면에 대해 간격을 두고 단순히 배열될 수 있다.

도 4a 내지 4c는 도 1의 장치(10)를 통한, 특히 진공 챔버(14)의 내부와 연통되고 냉각 드럼(20)과 가열 요소(26)를 수용하도록 구성되는 리프팅 챔버(40)를 통한 수직 단면을 보여준다. 구체적으로, 진공 챔버(14)는 리프팅 축, 이 경우 중심에 배열되는 중심 축(X)을 정의하며, 냉각 드럼(20), 가열 요소(26) 및 리프팅 챔버(40)는 진공 챔버(14)의 중심 축(X)을 따라 동축으로 배열된다. 도 4 내지 도 6은 진공 챔버(14) 및 리프팅 챔버(40)가 장치(10)의 구분되고 서로 연결된 섹션으로 인식될 수 있는 디자인을 보여준다. 그러나, 리프팅 챔버(40)는 진공 챔버(14)의 일부로, 즉 그 내부에 형성될 수도 있다. 이 대체물에서, 진공 챔버(14)와 리프팅 챔버(40) 사이의 구분되는 경계 또는 분리가 필요하지 않다.

장치(10)는 실린더(60) 내에 배열되는 로드(58)를 각각 포함하는 선형 액추에이터(42) 형태(예를 들어, 공압 선형 액추에이터)의 이송 수단을 더 포함한다. 선형 액추에이터들(42)은 리프팅 챔버(40) 내에 중심 축(X)과 나란하게 배열되고 진공 챔버(14)와 리프팅 챔버(40) 사이에서 냉각 드럼(20)과 가열 요소(26)를 이동시키도록 각각 구성된다.

도 4a는 냉각 드럼(20) 및 가열 요소(26)가 진공 챔버(14)에서 배출되어 리프팅 챔버(40) 내로 유입된 로딩(loading) 또는 언로딩(unloading) 상태의 장치(10)를 보여준다. 이 상태에서, 테이블(16)은 그렇지 않으면 도어(18)에 의해 밀봉되어 있는(도 1 참조) 진공 챔버(14)의 개구(44)로부터 빠르고 쉽게 배출될 수 있다.

또한 도 4a는 공기 밀봉 방식으로 예를 들어 진공 밸브에 의해 진공 챔버(14)로부터 리프팅 챔버(40)를 밀봉하도록 구성되는 밀봉 어셈블리(54)가 위치되는 것을 개략적으로 도시한다. 냉각 드럼(20)과 가열 요소(26)가 리프팅 된 상태에 있을 때, 가열 요소(26) 및/또는 냉각 드럼(20)이 리프팅 챔버(40)의 벽들, 리프팅 챔버(40)의 뚜껑 부분(64) 및 밀봉 요소(54)에 의해 둘러싸여 리프팅 챔버(40) 내에 진공을 유지하도록, 밀봉 어셈블리(54)는 폐쇄될 수 있다.

리프팅 챔버(40)에 배열되는 냉각 드럼(20)과 가열 요소(26)에 의해, 진공 챔버(14)에서 기판(12)을 지지하기 위한 테이블(16)로 구성되는 지지 구조를 더 명확하게 볼 수 있다. 구체적으로, 테이블(16)은 진공 챔버(14)의 개구(44)를 통해서 테이블(16)을 이동시키기 위한 바퀴 달린 베이스(46)를 포함한다. 상부 랙(upper rack)(48)이 베이스(46) 위에 배열되고, 복수의 로드(rods)(50)가 상부 랙(48)과 베이스(46) 사이에 지지된다. 각 기판(12)은 기판(12)기 로드(50)를 중심으로 회전할 수 있도록 개별 로드(50)에 의해 지지된다. 유성 배열(planetary arrangement)로 기판들(12)이 동시에 로드(50) 및 중심 축(X)을 중심으로 회전할 수 있도록, 개략적으로 도시된 모터(52)가 테이블(16)에 연결되고 이를 구동한다.

테이블(16)과 기판(12)이 진공 챔버(14) 내로 로딩되면, 도어(18)가 도 4 b에 도시된 바와 같이 닫힐 수 있고 진공 챔버(14)는 펌프(56)에 의해 진공이 될 수 있다. 진공 챔버(14)가 진공 상태에 놓이면, 코팅 공정이 시작될 수 있다. 코팅 공정 동안, 냉각 드럼(20)(도 4b)과 가열 요소(26)(도 4c) 중 어느 하나가 테이블(16)의 중심에 배열되도록 진공 챔버(14) 내로 하강될 수 있다.

도 4b 및 4c에 도시된 바와 같이, 공정 단계 동안 사용되지 않는 냉각 드럼(20) 또는 가열 요소(26)는 코팅 공정의 증기 소스 물질에의 노출을 줄이기 위해 리프팅 챔버(40)에 남아 있을 수 있다. 이것은 냉각 드럼(20) 및 가열 요소(26)가 종래의 코팅 장치에서만큼 빨리 소스 물질로 코팅되는 것을 방지할 수 있으며, 이는 장치(10)의 유지 보수의 시간에 대한 횟수를 줄인다. 가열 요소(26) 및 냉각 드럼(20)은 가열 요소(26) 및 냉각 드럼(20)이 리프팅 챔버(40)로 이송되었을 때 밀봉 어셈블리(54)를 폐쇄하는 것에 의해 의도되지 않은 소스 물질로부터 더 보호될 수 있다.

도 4b 및 4c에 도시된 실시예에서, 냉각 드럼(20) 및 가열 요소(26)는 선형 액추에이터(42)의 피스톤 로드(58)에 각각 연결되고, 선형 액추에이터(42)의 실린더(60)는 리프팅 챔버(40)의 내측 벽에 고정된다. 선형 액추에이터(42)의 자리에, 냉각 드럼(20) 및 가열 요소(26)를 위한 이송 수단으로 선형 전기 모터 또는 임의의 다른 대체적인 선형 액추에이터를 사용하는 것이 또한 가능하다.

도 5는 도 4에 도시된 장치(10)와 실질적으로 동일한 장치(10)를 보여준다. 그러나, 도 5에서, 선형 액추에이터(42)의 실린더(60)는 진공 챔버(14) 및 리프팅 챔버(40) 외부에 배열된다. 선형 액추에이터(42)의 피스톤(59)이 리프팅 챔버(40)의 뚜껑 부분(64)에 구비되는 밀봉된 개구를 통해 연장되는 연결 멤버(62)를 통해 냉각 드럼(20) 및 가열 요소(26)(도시되지 않음)에 연결된다. 선형 액추에이터(42)를 리프팅 챔버(40) 및 진공 챔버(14)의 외측에 배열하는 것에 의해, 선형 액추에이터(42)는 진공에 노출되지 않는다. 이것은 유압 선형 구동기를 쉽고 안정적으로 사용할 수 있도록 할 수 있으며, 그렇지 않으면 유압 선형 구동기는 매우 낮은 압력에 노출될 때 유압 유체의 누출의 위험을 가진다.

도 6a 내지 6c는 이송 수단을 제외하고는 도 4a 내지 4c의 장치에 실질적으로 대응하는 장치(10)를 보여준다. 도 6a 내지 6c의 실시예에서, 기어 휠(gear wheels)(66)이 리프팅 챔버(40)의 내측 벽에 고정되고 냉각 드럼(20) 및 가열 요소(26)에 각각 부착되는 치형 랙(toothed racks)(68)과 상호 작용한다. 기어 휠(66)은 모터(단지 도 6a에 개략적으로 도시됨)(67)에 의해 구동되고, 모터(67)가 기어 휠을 회전시킬 때 랙(68)은 냉각 드럼(20)과 가열 요소(26)를 진공 챔버(14)와 리프팅 챔버(40) 사이에서 이동시키도록 위로 또는 아래로 이동한다.

10 장치(apparatus)
12 기판(substrates)
14 진공 챔버(vacuum chamber)
16 테이블(table)
18 도어(door)
20 냉각 드럼(cooling drum)
22 타겟(targets)
24 진공 챔버의 내측 벽(interior wall of the vacuum chamber)
26 가열 요소(heating elements)
28 가열 또는 냉각 패널(heating or cooling panels)
30 온도 센서(temperature sensor)
32 온도 제어 모듈(temperature control module)
34 냉각 패널(cooling panel)
36 냉각 드럼(cooling drum)
38 리세스(recesses)
40 리프팅 챔버(lifting chamber)
42 선형 액추에이터(linear actuator)
44 개구(opening)
46 베이스(base)
48 상부 랙(upper rack)
50 로드(rods)
52 모터(motor)
54 셔터 어셈블리(shutter assembly)
56 진공 펌프(vacuum pump)
58 피스톤(piston)
60 실린더(cylinder)
62 연결 부재(connecting member)
64 뚜껑 부분(lid portion)
66 기어 휠(gear wheels)
67 모터(motor)
68 치형 랙(toothed rack)
X 중심 축(central axis)

Claims

기판(12)을 코팅하기 위한 장치(10)로서,
상기 기판(12)이 유입될 수 있는 개구(44) 및 상기 개구(44)를 밀봉할 수 있도록 구성되는 도어(18)를 가지는 진공 챔버(14);
상기 진공 챔버(14) 내에 배열되는 하나 또는 그 보다 많은 타겟(22);
상기 기판(12)을 냉각하도록 구성되는 냉각 유닛(20, 34, 36) 및/또는 상기 기판(12)을 가열하도록 구성되는 가열 유닛(26);
상기 타겟(22), 상기 냉각 유닛(20, 34, 36) 및/또는 상기 가열 유닛(26)에 대해 상기 기판(12)을 회전시키도록 구성되는 회전 수단; 그리고
상기 진공 챔버(14)의 내부와 연통하고 상기 냉각 유닛(20, 34, 36) 및/또는 상기 가열 유닛(26)을 수용하도록 구성되는 리프팅 챔버(40)를 포함하고,
상기 진공 챔버(14)는 리프팅 축(X)을 정의하고 상기 냉각 유닛(20, 34, 36) 및/또는 상기 가열 유닛(26) 그리고 상기 리프팅 챔버(40)가 상기 리프팅 축(X)을 따라 배열되며,
상기 냉각 유닛(20, 34, 36) 및/또는 상기 가열 유닛(26)을 상기 리프팅 축을 따라 그리고 상기 진공 챔버(14)와 상기 리프팅 챔버 사이에서 이송시키도록 구성되는 이송 수단(42, 66, 68)을 더 포함하는 장치(10).
제1항에서,
상기 이송 수단(42, 66, 68)은 상기 냉각 유닛(20, 34, 36) 및/또는 상기 가열 유닛(26)이 상기 리프팅 축(X)을 중심으로 회전하지 않도록 상기 냉각 유닛(20, 34, 36) 및/또는 상기 가열 유닛(26)을 상기 리프팅 축(X)을 중심으로 이송시키도록 구성되는 장치(10).
제1항 또는 제2항에서,
상기 장치(10)는 냉각 유닛(20, 34, 36) 및 가열 유닛(26)을 포함하고, 상기 이송 수단(42, 66, 68)은 상기 냉각 유닛(20, 34, 36) 및 상기 가열 유닛(26) 모두를 이송시키도록 구성되는 장치(10).
제3항에서,
상기 이송 수단(42, 66, 68)은 상기 냉각 유닛(20, 34, 36)과 상기 가열 유닛(26) 중 어느 하나를 서로에 대해 독립적으로 이송시키도록 구성되는 장치(10).
제3항에서,
상기 냉각 유닛(20)은 상기 가열 유닛(26)을 둘러싸도록 구성되는 중공 바디를 정의하는 장치(10).
제1항에서,
상기 냉각 유닛(20, 36)은 냉매가 통과하도록 구성되는 적어도 하나의 냉각 통로를 포함하고, 특히 상기 가열 유닛은 가열 액체를 상기 적어도 하나의 냉각 통로를 통해 통과시키는 것에 의해 형성되는 장치(10).
제6항에서,
상기 냉각 유닛(20, 36)은 수냉 드럼을 포함하는 장치(10).
제1항에서,
상기 진공 챔버(14)의 내측 벽에 배열되는 하나 또는 그보다 많은 보조 가열 요소(28) 및/또는 하나 또는 그보다 많은 보조 냉각 요소(28), 특히 상기 진공 챔버(14)의 내측 벽에 배열되는 냉각 패널을 더 포함하는 장치(10).
제1항에서,
상기 기판(12)의 온도를 검출하도록 구성되고 적어도 하나의 상기 가열 유닛(26) 및 상기 냉각 유닛(20, 34, 36)을 제어하도록 구성되는 온도 제어 모듈에 연결되는 온도 센서(30)를 더 포함하는 장치(10).
제1항에서,
상기 이송 수단(42)은 상기 진공 챔버(14)의 리프팅 축(X)과 나란하게 배열되는 적어도 하나 또는 그보다 많은 선형 액추에이터를 포함하는 장치(10).
제1항에서,
상기 이송 수단은 상기 진공 챔버(14)의 상기 리프팅 축(X)과 나란하게 배열되고 상기 냉각 유닛(20, 34, 36) 또는 상기 가열 유닛(26)에 연결되는 하나 또는 그보다 많은 레일(68), 그리고 상기 리프팅 챔버(40)에 배열되는 하나 또는 그보다 많은 가이드 요소(66)를 포함하며, 상기 가이드 요소(66)는 상기 레일(68)과 상호 작용하도록 구성되고 모터(67)에 의해 구동되는 장치(10).
제1항에서,
상기 이송 수단(42, 66, 68)은 상기 리프팅 챔버(40) 및/또는 상기 진공 챔버(14) 내에 배열되는 장치(10).
제1항에서,
상기 가열 유닛(26) 및/또는 상기 냉각 유닛(20, 34, 36)을 상기 이송 수단(42)에 연결하도록 구성되는 하나 또는 그보다 많은 연결 부재(62)를 더 포함하며, 상기 이송 수단(42)은 상기 진공 챔버(14) 및 상기 리프팅 챔버(40)의 외부에 배열되는 장치(10).
제1항에서,
상기 회전 수단은 상기 기판(12)이 로드(50)에 각각 지지되는 유성 기어 배열을 포함하고, 이에 의해 상기 기판(12)이 상기 진공 챔버(14)의 상기 리프팅 축(X)에 대해 그리고 상기 로드(50)를 중심으로 회전할 수 있도록 구성되는 장치.