KR20020015010A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20020015010A
KR20020015010A KR1020010048964A KR20010048964A KR20020015010A KR 20020015010 A KR20020015010 A KR 20020015010A KR 1020010048964 A KR1020010048964 A KR 1020010048964A KR 20010048964 A KR20010048964 A KR 20010048964A KR 20020015010 A KR20020015010 A KR 20020015010A
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다카하시노부유키
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Abstract

본 발명은 45도 내지 90도의 유지각도로 기판을 유지하는 기판 홀더, 기판 홀더를 이동시킴으로써 기판을 이송하는 이송 시스템, 기판이 처리되는 처리 챔버, 이송시 기판이 일시적으로 체류하는 외부 대기와 처리 챔버 사이의 로드-록 챔버, 및 처리 챔버와 로드-록 챔버 사이에 제공되는 중간 챔버를 포함하는 기판 처리 장치를 제시한다. 유지각도는 기판과 수평선이 이루는 각도이다. 이송 시스템은 로드-록 챔버와 중간 챔버 사이, 및 중간 챔버와 처리 챔버 사이에서 기판을 이송한다. 이송 시스템은 로드-록 챔버에서 중간 챔버로의 방향, 또는 중간 챔버에서 처리 챔버로의 방향인 제 1 방향을 따라 기판을 이송한다. 또한, 이송 시스템은 제 1 방향과 수직인 제 2 방향을 따라 기판을 이송한다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 출원의 발명은 액정 디스플레이와 같은 디스플레이 장치를 제조하는데 바람직하게 사용되는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
액정 디스플레이 및 플라즈마 디스플레이와 같은 디스플레이 장치를 제조하는데 있어서, 장치의 베이스가 되는 판상물 위에 처리를 실시하는 것은 필수적이다. 이 재료는 본 명세서에서 일반적으로 "기판"으로 칭해진다. 액정 디스플레이 장치를 제조하는데 있어서, 예를 들어, 유리 기판의 앞 표면 위에 투명 전극을 형성하기 위한 처리가 필요하다.
그러한 처리에 사용되는 기판 처리 장치는 기판이 필요 환경에서 처리될 수 있는 챔버를 포함한다. 챔버는 진공 압력에서 챔버를 펌프하기 위한 펌핑 시스템, 또는 필요 기체를 챔버로 도입하기 위한 기체-도입 시스템을 대개 포함한다. 기판 처리 장치는 다른 처리들이 연속적으로 실시될 수 있거나, 또는 압력이 대기압으로부터 점차 감소될 수 있도록, 복수의 챔버를 대개 포함한다.
종래의 기판 처리 장치는 두개의 카테고리로 분류된다. 하나는 인-라인형으로 칭해지고, 다른 하나는 클러스터-툴형으로 칭해진다.
도 6은 종래의 기판 처리 장치의 예로서 인-라인형 장치를 도식적으로 나타낸다. 인-라인형 장치는 일렬로 제공되는 다수의 챔버(11,2,3,12)를 포함한다. 챔버(11,2,3,12)를 통해 기판(9)을 이송하는 이송 시스템이 제공된다. 게이트 벨브(10)가 챔버(11,2,3,12)의 각 경계에 제공된다.
기판(9)은 트레이에 놓여지며, 이것은 이송 시스템에 의해 각 챔버(11,2,3,12)로 순서대로 이송된다. 챔버중 하나는 기판(9)이 반입될 때, 외부 대기에 개방되는 로드-록 챔버(11)이다. 챔버중 다른 하나는 기판(9)이 반출될 때, 외부 대기에 개방되는 언로드-록 챔버(12)이다. 나머지 챔버중 하나는 처리 챔버(2), 즉 처리용 챔버이다. 처리 챔버(2)와 로드-록 챔버(11) 사이, 그리고 처리 챔버(2)와 언로드-록 챔버(12) 사이에 제공된 것은 완충 챔버(3)이다. 완충 챔버(3)는 로드-록 챔버(11) 및 언로드-록 챔버(12)와 처리 챔버(2)의 큰 압력 차이를 고려하여 제공된다. 완충 챔버(3)는 이 차이의 중간 압력을 유지함으로써 이 차이를 완화시킨다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 이송 시스템은 이송 롤러(41)에 의해 기판이 놓여 진 트레이(91)를 이송한다. 이송 롤러(41)는 회전 로드의 양 단부에 제공되며, 이것은 이송 방향에 수평 및 수직으로 제공된다. 이송 시스템은 회전 로드 및 한쌍의 이송 롤러의 다수-조합으로 구성되며, 이것은 이송 방향을 따라 배치된다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 기판(9)은 수평 자세로 이송 및 처리된다.
한편, 도 7은 종래의 기판 처리 장치의 예로서 클러스터-툴형 장치를 도식적으로 나타낸다. 클러스터-툴형 장치는 로드-록 챔버(11) 및 복수의 처리 챔버(2)가 전달 로봇(42)으로 구성된 전달 챔버(5)의 둘레에 제공되는 레이아웃을 갖는다. 도 7에 나타낸 예는 2개의 로드-록 챔버(11)를 갖는다. 게이트 벨브(10)가 전달 챔버(5)와 각 로드-록 챔버(11) 사이, 그리고 각 전달 챔버(5)와 처리 챔버(2) 사이에 제공된다.
전달 로봇(42)은 기판(9)을 1개 로드-록 챔버(11) 밖으로 나르고, 그것을 차례로 각 처리 챔버(2)로 전달한다. 모든 처리를 마친 후, 전달 로봇(42)은 기판(9)을 동일한 또는 다른 1개의 로드-록 챔버(11)로 되돌려보낸다. 도 7의 챔버(11)는 언로드-록 챔버로서의 기능을 가지지만, "로드-록 챔버"라는 이름이 여전히 사용된다.
전달 로봇(42)은 선단에 기판(9)이 실린 멀티-조인트 암을 포함한다. 전달로봇(42)은 암의 신축, 회전 및 상하 운동에 의해 기판(9)을 전달한다. 기판(9)은 전달 동안, 및 처리 챔버(2)에서 처리 동안 수평 자세를 유지한다.
기판-크기 확대가 상술된 기판 처리 장치에서의 두드러진 경향이다. 예를 들어, 컴퓨터 디스플레이 뿐만 아니라, 액정 디스플레이 및 플라즈마 디스플레이도 가까운 미래에는 벽걸이 텔레비젼 디스플레이 만큼 실용적으로 만들어질 것으로 생각된다. 벽걸이 텔레비젼 디스플레이의 디스플레이 면적은 컴퓨터 디스플레이 보다 폭이 더 넓다. 따라서, 기판 또한 확대된다. 게다가, 생산성 개선 또는 제조 비용의 감소를 위해 1개 기판으로부터 더 많은 수의 제품을 생산하려는 것이 일반적 경향이다. 이것이 또한 기판의 확대를 가져오고 있다.
본 배경에서 기판 확대 경향에 의해, 종래의 기판 장치는 다음의 문제들을 가지거나, 또는 가질 것이다. 먼저, 인-라인형 및 클러스터-툴형 모두에서, 기판은 이송(또는 전달) 및 처리 동안 수평 자세를 유지한다. 따라서, 기판이 확대될 때, 각 챔버의 수평 점유 면적이 또한 필연적으로 확대된다. 결과적으로, 장치의 전체 점유 면적이 또한 확대되어야 한다.
도 6에 나타낸 인-라인형 장치에서, 각 챔버(11,2,3,12)가 확대될 때, 장치의 라인 길이도 확대되어야 한다. 가정용 벽걸이 텔레비젼 디스플레이의 제조에 있어서, 아마도 약 1×1.2 미터 크기의 기판을 처리하는 것이 필요하다. 이 크기의 기판을 처리하는 인-라인형 장치는 십 수 미터의 라인 길이를 가질 것이다.
도 7에 나타낸 클러스터-툴형 장치에서, 기판 확대는 각 챔버의 점유 면적 확대를 직접적으로 가져오며, 장치의 전체 점유 면적의 증가를 가져온다. 클러스터형에서 가장 심각한 것은 전달 챔버(5)의 확대이다. 도 7로부터 이해되는 바와 같이, 전달 로봇(42)의 회전축이 전달 챔버(5)의 중심에 있음에도 불구하고, 기판(9)이 암의 선단에 실려있기 때문에, 기판(9)은 전달 챔버(5)의 중심으로부터 떨어져서 회전된다. 따라서, 이후 "필요 공간 반경"으로 칭해지는 기판 회전에 필요한 수평 원형 공간의 반경이 기판의 측면 길이의 2배 이상이다. 따라서,기판이 확대될 때 필요 공간 반경은 2배가 되며, 전달 챔버(5)를 더욱 확대시킨다. 예를 들어, 기술된 1×1.2 미터 크기의 기판이 처리될 때, 필요 공간 반경은 쉽게 2 미터를 초과한다.
전달 챔버(5)는 대개 펌핑 시스템에 의해 펌프될 필요가 있다. 전달 챔버(5)가 확대될 때, 필요 압력에서 펌핑되는데 장시간이 필요하고, 보다 많은 비용이 고-성능 펌핑 시스템(1)에 필요하다는 문제가 생긴다. 게다가, 그러한 전달 챔버(5)는 기판 처리에 있어 본질적으로 불필요하다. 그러한 불필요한 부재가 장치에서 큰 공간을 점유하는 것은 바람직한 디자인이 아니다.
본 배경에서 기판 확대로부터 초래되는 두번째 문제는 기판의 휨이다. 액정 디스플레이와 같은 디스플레이 장치에서, 폭이 더 넓은 디스플레이 면적을 만드는 것뿐만 아니라, 더 얇은 장치를 만드는 것이 시장의 중요한 요구이다. 이런 요구로 인해, 기판이 확대되고 있음에도 불구하고, 기판은 더 두껍게 되려는 경향이 아니라, 다소 더 얇게 되려는 경향이 있다. 예를 들어, 기술된 1×1.2 미터 크기의 기판의 두께는 단지 약 0.7mm이다.
그러한 얇은 기판이 수평 자세로 이송(또는 전달) 및 처리될 때, 기판이 그것의 중량으로 인해 휜다는 문제가 생긴다. 인-라인형 장치에서, 예를 들어, 기판 (9)은 이송 롤러(41)와 접촉하고 있지 않은 부분에서 아래쪽으로 쉽게 휜다. 또한, 클러스터-툴형 장치에서도 기판(9)은 암과 접촉하고 있지 않은 측면에서 휜다.
처리가 휜 기판에 실시될 때, 처리는 균일성을 잃을 수 있으며, 이것은 디스플레이 비평탄성과 같은 성능 실패를 가져올 수 있다. 게다가, 비-균일 스트레스가 기판(9)에 존재하기 때문에, 기판 파괴의 가능성이 증가할 수 있으며, 제품 신뢰도가 감소된다.
클러스터-툴형 장치에 있어, 실질적으로, 전달 로봇(42)에 의해 확대된 기판 (9)을 전달하는 것은 불가능하게 되고 있다. 그것은 암의 크기 및 경도를 충분히 증가시키는 것이 필요하다. 게다가, 그러한 대규모 암의 신축, 회전 및 상하 운동을 높은 정확도로 실시하는 것이 필요하다. 그러나, 그러한 대규모 운동 메카니즘을 충분한 정확도로 제작하는 것은 매우 어렵다. 따라서, 멀티-조인트 암 로봇에 의한 전달은 가까운 미래에 실질적인 한계에 도달할 것이라고 생각된다.
본 배경에서 기판 확대로부터 초래되는 세번째 문제는 장치의 유지관리에 관한 것이다. 장치를 구성하는 챔버들은 유지관리를 위해 개방될 수 있다. 예를 들어, 이송(또는 전달) 에러가 일어난 때, 장치의 작동이 정지된 후 챔버의 내부가 점검된다. 기판이 이송 롤러 또는 암에 정확히 있지 않는 경우에, 기판은 정확한 위치로 복위되고, 다음에 장치의 작동이 다시 시작된다.
챔버들은 그러한 유지관리를 위한 문을 가진다. 보통, 챔버의 상부판은 기판을 점검하기 위한 문으로 사용될 수 있도록, 경첩과 함께 설치된다. 상부판을 개방한 후, 시각 관찰에 의해 어떤 이물질이 기판의 앞 표면에 존재하지 않는지 어떤지 점검된다.
그러나, 챔버가 기판 확대로 인해 확대될 때, 문 또한 확대된다. 기판이 기술된 크기로 확대되는 경우에, 문의 크기는 쉽게 1×1 미터를 초과할 수 있다. 문이 그러한 크기로 확대될 때, 인간의 힘으로 문을 개방하는 것은 더 이상 가능하지 않다. 크레인과 같은 대규모 메카니즘이 필요할 것이다.
(발명의 개요)
본 발명의 목적은 상술된 문제를 해결하는 것이다. 본 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 45도 내지 90도의 유지각도로 기판을 유지하는 기판 홀더, 기판 홀더를 이동시킴으로써 기판을 이송하는 이송 시스템, 기판이 처리되는 처리 챔버, 이송시 기판이 일시적으로 체류하는 외부 대기와 처리 챔버 사이의 로드-록 챔버, 처리 챔버와 로드-록 챔버 사이에 제공되는 중간 챔버를 포함하는 기판 처리 장치를 제시한다. 유지각도는 기판과 수평선이 이루는 각이다. 이송 시스템은 로드-록 챔버와 중간 챔버 사이, 그리고 중간 챔버와 처리 챔버 사이에서 기판을 이송한다. 이송 시스템은 로드-록 챔버에서 중간 챔버로의 방향, 또는 중간 챔버에서 처리 챔버로의 방향인 제 1 방향을 따라 기판을 이송한다. 게다가, 이송 시스템은 제 1 방향에 수직인 제 2 방향을 따라 기판을 이송한다.
도 1은 제 1 구체예의 장치의 도식적 평면도이다.
도 2는 제 1 구체예의 기판 홀더 및 이송 시스템의 도식적 사시도이다.
도 3은 중간 챔버(7)의 이송 시스템의 도식적 정면도이다.
도 4는 제 1 구체예의 장치의 작동을 설명하는 도식적 평면도이다.
도 5는 제 2 구체예의 장치의 도식적 평면도이다.
도 6은 종래의 기판 처리 장치의 예로서 인-라인형 장치를 도식적으로 나타낸다.
도 7은 종래의 기판 처리 장치의 다른 예로서 클러스터-툴형 장치를 도식적으로 나타낸다.
(바람직한 구체예의 상세한 설명)
본 발명의 바람직한 구체예는 다음과 같이 기술된다. 본 발명은 어떤 종류의 처리를 실시하는 장치에도 적용할 수 있지만, 다음과 같이 기술된 장치는 예를 들어 스퍼터링을 실시하는 장치이다. 제 1 구체예의 장치가 도 1을 사용하여 기술된다. 도 1은 제 1 구체예의 장치의 도식적 평면도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 장치는 1개의 처리 챔버(2), 1개의 중간 챔버(7), 2개의 로드-록 챔버(11), 및 기판을 유지하는 기판 홀더(도 1에 나타내지 않음)를 이동시킴으로써 기판(도 1에 나타내지 않음)을 이송하는 이송 시스템(도 1에 나타내지 않음)을 포함한다. 처리 챔버(2)는 중간 챔버(7)의 한쪽과 기밀하게 연결되고, 각 로드-록 챔버(11)는 중간 챔버(7)의 다른쪽과 평행으로 기밀하게 연결된다. 각 연결부분에 게이트 벨브(10)가 제공된다.
각 챔버(11,2,7)는 기밀 진공 챔버이며, 이것은 펌핑 시스템(도 1에 나타내지 않음)에 의해 펌프된다. 로드-록 챔버(11)의 외부에, 미처리 기판이 기판 홀더에 적재되고, 처리 기판이 기판 홀더로부터 회수되는 로드 스테이션이 있다.
이 구체예의 장치를 중요하게 특징지우는 제 1 특징점은 기판 홀더가 기판을 유지하여, 그것을 수직 또는 거의 수직으로 만든다는 것이다. 달리 말해서, 기판 홀더에 의해 유지된 기판의 앞 표면은 수평선에 대해 45 내지 90도의 각도를 만든다. 이후, 이 각도는 "유지각도"로 칭해진다. 이 유지각도를 유지하면서, 기판이 이송 시스템에 의해 이송되고, 처리된다.
기판 홀더 및 이송 시스템이 도 2를 사용하여 상세하게 기술된다. 도 2는 제 1 구체예의 기판 홀더 및 이송 시스템의 도식적 사시도이다. 도 2에 나타낸 기판홀더(92)는 대개 수평 자세의 중간판(921), 중간판(921)에 위쪽으로 유지된 한쌍의 서셉터판(922,923), 중간판(921)의 아래 표면에서 아래쪽으로 유지된 지지판(924)으로 구성된다. 서셉터판(922,923)은 하부 가장자리에서 구부러진다. 서셉터판(922,923)은 구부러진 가장자리에서 중간판(921)에 유지된다. 이후, "주부분"으로 칭해지는 서셉터판(922,923)의 각 직립 부분은 서로 기울어져 서로 마주하고 있다. θ로 표시된 수평선에 대한 각 서셉터판(922,923)의 주부분의 각도는 45 내지 90도이다. 이 각도 θ는 유지각도와 일치한다.
서셉터판(922,923)의 각 주부분은 직사각형 개구(925)를 가진다. 이 구체예의 장치에서 처리되는 기판(9)은 직사각형일 것으로 생각된다. 서셉터판(922,923)의 개구(925)는 기판(9) 보다 약간 더 작다. 각 기판(9)은 주부분과 접촉하고 있는, 즉 주부분에 기대진 각 서셉터판(922,923)에 의해 유지된다. 각 개구(925)는 각 유지 기판(9)에 의해 폐쇄된다.
지지판(924)은 중간판(921)의 아래 표면의 중심으로부터 수직으로 제공된다. 측면도에서, 지지판(924)은 중간판(921)과 함께 "T"를 형성한다. 중간판(921)에 유지된 지지판(924)의 상부 엣지의 방향은 중간판(921)의 측면 엣지와 평행이다. 또한, 유지 기판(9)의 상부 엣지 및 하부 엣지가 중간판(921)의 측면 엣지와 평행이다.
이 구체예에서, 이송 시스템은 랙피니언 메카니즘에 의해 기판(9)을 이송한다. 구체적으로, 랙(43)이 지지판(924)의 양측면에 제공된다. 랙(43)은 중간판(921)의 측면 엣지와 일치하는 수평 방향을 따라 연장된다.
이송 시스템은 랙(43)과 맞물린 다수의 피니언(44), 및 피니언 구동 유니트(45)로 대개 구성된다. 피니언 구동 유니트(45)는 구동 로드를 통해 각 피니언(44)과 조인트된 각 구동 기아(451), 그리고 일군의 구동 기아(451) 둘레에 감긴 타이밍 벨트(452), 구동 기아(451) 중 하나와 조인트된 모터(453) 및 나머지 구동 기아(451)의 차축을 지지하는 차축 지지물(454)로 대개 구성된다.
도 2에서, 모터가 작동될 때, 회전이 타이밍 벨트(452)에 의해 각 구동 기아 (451)로 전해진다. 이 회전은 각 축에 의하여 각 피니언(44)으로 전해진다. 랙이 각 피니언(44)의 회전에 의해 수평으로 이동됨으로써, 기판 홀더(92)가 전체적으로 수평으로 이동된다. 결과적으로, 기판 홀더(92)에 유지된 기판(9)이 이송된다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 전체 기판 홀더(92)를 지지하고, 기판 홀더(92)의 이동을 인도하는 가이드 레일(48)이 있다. 가이드 레일(48)은 지지판(924)의 하단부가 삽입되는 홈을 가진다. 지지판(924)의 하단부는 홈의 내부면에 제공된 베어링과 같은 부재에 의해 부드럽게 이동할 수 있다. 먼지와 같은 오염물질이 홈으로부터 유리되는 것을 방지할 수 있게 하기 때문에, 지지판(924)의 하단부를 홈의 위로 부상시키는 자기 부상 메카니즘이 바람직하게 사용된다.
피니언(44), 피니언 구동 유니트(45) 및 가이드 레일(48)의 조합이 각 로드-록 챔버(11), 중간 챔버(7), 처리 챔버(2) 및 로드 스테이션(나타내지 않음)에 제공된다. 각 피니언(44)이 각 장소에서 각 피니언 구동 유니트(45)에 의해 구동될 때, 기판 홀더(92)가 랙(43)의 연장 방향을 따라 이동됨으로써, 로드-록 챔버(11)중 하나와 중간 챔버(7)를 통해 로드 스테이션에서 처리 챔버(2)로 기판이 이송된다.
도 1로부터 이해되는 바와 같이, 각 로드-록 챔버(11) 및 중간 챔버(7)로부터의 방향은 중간 챔버(7)에서 처리 챔버(2)로의 방향과 일치한다. 또한, 기술된 랙피니언 메카니즘의 이송 방향이 이 방향과 일치한다. 이후, 이 방향은 "제 1 방향"으로 칭해진다. 여전히, 각 로드-록 챔버(11)에서 중간 챔버(7)로의 방향이 중간 챔버(7)에서 처리 챔버(2)로의 방향과 일치하는 것이 필수적인 것은 아니다. 전자가 후자와 일치하지 않는다면, 어느 쪽 방향이든 제 1 방향일 것이다.
이 구체예를 중요하게 특징지우는 제 2 특징점은 기판(9)이 제 1 방향에 더하여, 제 1 방향에 수직인 제 2 방향을 따라 이송될 수 있다는 것이다. 이 점이 도 2 및 도 3을 사용하여 기술된다. 도 3은 중간 챔버(7)의 이송 시스템의 도식적 정면도이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 좌우에 부설된 한쌍의 피니언(44), 피니언 구동 유니트(45) 및 가이드 레일(48)의 조합이 있다. 피니언(44), 피니언 구동 유니트(45) 및 가이드 레일(48)의 각 조합이 베이스판(46)에 유지된다. 각 베이스판(46)은 같은 수평면에 있다. 이후, 피니언(44), 피니언 구동 유니트(45), 가이드 레일(48) 및 베이스판(46)의 우측 조합은 "우측 이송 메카니즘(4R)"으로 칭해진다. 이후, 피니언(44), 피니언 구동 유니트(45), 가이드 레일(48) 및 베이스판(46)의 좌측 조합은 "좌측 이송 메카니즘(4L)"으로 칭해진다. 우측 이송 메카니즘(4R) 및 좌측 이송 메카니즘(4L)은 본질적으로 같은 구성을 가진다. 도 2는 도 3의 우측 이송 메카니즘(4R)을 나타낸다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 양쪽 이송 메카니즘(4R,4L)의 베이스판(46) 아래에 가이드 로드(471)가 제공된다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 가이드 로드(471)의 수는 2개이다. 가이드 로드(471)의 거리는 각 베이스판(46)의 폭 보다 약간 더 좁다. 선형 베어링(472)이 각 베이스판(46)의 아래 표면에 제공된다. 각 선형 베어링은 베이스판(46)의 아래 표면의 각 코너에 위치된다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 우측 구동 로드(474)는 우측 이송 메카니즘(4R)에 있는 베이스판(46)의 우측에 우측 유지판(473)에 의해 유지된다. 좌측 구동 로드(476)는 좌측 이송 메카니즘(4L)에 있는 베이스판(46)의 좌측에 좌측 유지판(475)에 의해 유지된다. 우측 선형 작동기(477)는 우측 구동 로드(474)와 연결되고, 좌측 선형 작동기(478)는 좌측 구동 로드(476)와 연결된다. 선형 작동기(477,478)는 예를 들어 공기 실린더이다.
우측 선형 작동기(477)가 작동될 때, 전체 우측 이송 메카니즘(4R)이 가이드 로드(471)에 의해 인도되면서 선형으로 이동된다. 결과적으로, 기판 홀더(92)가 함께 이동됨으로써 기판(9)이 이송된다. 한편, 좌측 선형 작동기(478)가 작동될 때, 전체 좌측 이송 메카니즘(4L)이 가이드 로드(471)에 의해 인도되면서 선형으로 움직인다. 결과적으로, 기판 홀더(92)가 함께 이동됨으로써 기판(9)이 이송된다.
상기 기술로부터 이해되는 바와 같이, 기판(9)의 이송 방향은 가이드 로드(471)의 연장 방향과 일치한다. 가이드 로드(471)의 연장 방향은 제 2 방향이다. 따라서, 기판(9)은 제 1 방향에 더하여 제 2 방향을 따라 이송될 수 있다.
이 구체예를 중요하게 특징지우는 제 3 특징점은 기판(9)이 처리 챔버(2)에서 처리되기 전에 중간 챔버(7)에서 가열기(6)에 의해 가열된다는 것이다. 이 구체예에서, 세라믹 가열기가 가열기(6)로서 채택된다. 세라믹 가열기는 패널-모양이고, 기판 홀더(92)에 유지된 기판(9)에 평행으로 제공된다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 가열기(6)는 브래킷(61)에 의해 좌측 이송 메카니즘(4L)의 베이스판(46)과 함께 설치된다. 브래킷(61)은 베이스판(46)에 유지된 지지 부분(611) 및 지지 부분(611)과 함께 제공된 가열기 홀더(612)로 구성된다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 지지 부분(611)은 가열기 홀더(612)가 매달린 선단에서 수평으로 구부러진다.
가열기 홀더(612)는 가열기의 상부 및 하부에서 패널-모양 가열기(6)를 유지한다. 가열기 홀더(612)는 내부에 가열기(6)를 연결하는 케이블 및 파워 서플라이(나타내지 않음)를 함유한다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 가열기 홀더(612)는 대칭 형태를 가지며, 좌우에서 한쌍의 가열기(6)를 유지한다. 따라서, 한쌍의 기판(9)이 동시에 가열된다. 서셉터판(922,923)의 기술된 각 개구(925)는 가열기(6)에서 기판(9)으로의 조사를 충분히 통과시킨다.
이송 시스템의 작동이 도 4를 사용하여 기술된다. 도 4는 제 1 구체예의 장치의 작동을 설명하는 도식적 평면도이다. 도 4에서, 단지 지지판(924) 만이 기판 홀더(92)의 위치를 표시하기 위해 나타난다.
먼저, 한쌍의 미처리 기판(9)을 유지하는 기판 홀더(9)가 좌측 로드-록 챔버(11)로 이동한다. 좌측 로드-록 챔버(11)와 대기 사이의 게이트 벨브(10)를 폐쇄한 후, 좌측 로드-록 챔버(11)와 중간 챔버(7) 사이의 게이트 벨브(10)가 개방된다. 다음에, 도 4(1)에 나타낸 바와 같이, 이송 시스템이 기판 홀더(92)를 중간 챔버(7)까지 이동시킨다.
구체적으로, 좌측 작동기(478)가 미리 작동되며, 좌측 이송 메카니즘(4L)과 좌측 로드-록 챔버(11)(나타내지 않음)의 이송 메카니즘이 정렬된다. 달리 말해서, 좌측 이송 메카니즘(4L)의 가이드 레일(48)과 피니언(44)의 열이 좌측 로드-록 챔버(11)에 있는 것들과 함께 정렬된다. 이후, 좌측 이송 메카니즘(4L)의 이 위치는 "좌측 이송 위치"로 칭해진다.
이 상태에서, 좌측 로드-록 챔버(11)의 피니언 구동 유니트(45) 및 좌측 이송 메카니즘(4L)의 피니언 구동 유니트(45)가 동시에 작동될 때, 기판 홀더(92)가 좌측 로드-록 챔버(11)의 이송 메카니즘으로부터 유리되고, 중간 챔버(7)에 좌측 이송 메카니즘(4L)을 사용하여 수용된다. 각 피니언 구동 유니트(45)의 작동은 기판 홀더(92)가 베이스판(46) 상의 필요 위치에 도달했을 때 정지된다. 후에, 좌측 로드-록 챔버(11)와 중간 챔버(7) 사이의 게이트 벨브(10)가 폐쇄된다.
기판 홀더(92)가 좌측 이송 메카니즘(4L)을 사용하여 수용될 때, 그것에 유지된 각 기판(9)이 가열기(6)와 마주한다. 가열기(6)는 기판이 기술된 바와 같이 중간 챔버(7)로 이송될 때, 미처리 기판(9)의 예열을 위해 작동된다.
예열을 마친 후, 좌측 이송 메카니즘(4L)은 기판 홀더(92)를 처리 챔버(2)로 이동시키는 것을 준비한다. 구체적으로, 다시 좌측 선형 작동기(478)을 작동시킴으로써, 도 4(2)에 나타낸 바와 같이, 기판 홀더(92)가 중간 챔버(7)의 중심으로 이동된다. 이 위치는 가이드 레일(48)과 피니언(44)의 열이 처리 챔버(2)에 있는 대응부와 정렬되는 위치이다. 이후, 이 위치는 "처리측 이송 위치"로 칭해진다. 그때까지, 우측 이송 메카니즘(4R)은 중간 챔버(7)의 우측 위치에 머물러 있다.
이 상태에서, 중간 챔버(7)와 처리 챔버(2) 사이의 게이트 벨브(10)를 개방한 후, 좌측 이송 메카니즘(4L)의 피니언 구동 유니트(45) 및 처리 챔버(2)의 피니언 구동 유니트(나타내지 않음)가 동시에 작동되어, 기판 홀더(92)를 처리 챔버(2)로 이동시킨다.
처리 챔버(2)에서 처리 동안, 좌측 이송 메카니즘(4L)은 다음 기판(9)을 수용하기 위한 자세를 취한다. 구체적으로, 도 4(3)에 나타낸 바와 같이, 다음 쌍의 미처리 기판(9)을 유지하는 다음 기판 홀더(92)가 좌측 로드-록 챔버(11)로 이동된다. 좌측 선형 작동기(478)가 다시 작동되어, 좌측 이송 메카니즘(4L)을 좌측 이송 위치로 이동시킨다. 다음에, 좌측 로드-록 챔버(11)의 이송 메카니즘 및 중간 챔버(7)의 좌측 이송 메카니즘(4L)이 동시에 작동되어, 다음 기판 홀더(92)를 중간 챔버(7)내로 이동시킨다. 처리 챔버(2)에서 제 1 쌍의 기판(9)이 처리되는 동안, 다음 기판 홀더(92)에 유지된 다음 쌍의 기판(9)이 가열기(6)에 의해 예열된다.
처리 챔버(2)에서 처리를 마친 후, 제 1 기판 홀더(92)는 중간 챔버(7)의 우측 이송 메카니즘(4R)에 의해 우측 로드-록 챔버(11)로 이동된다. 구체적으로, 우측 선형 작동기(477)가 작동되어, 우측 이송 메카니즘(4R)이 처리측 이송 위치로 이동된다. 처리 챔버(2)와 중간 챔버(7) 사이의 게이트 벨브(10)를 개방하면, 도 4(4)에 나타낸 바와 같이, 처리 챔버(2)에 있는 피니언 구동 유니트(45)와 우측 이송 메카니즘(4R)의 피니언 구동 유니트(45)가 동시에 작동되어, 제 1 기판홀더(92)를 처리 챔버(2)에서 중간 챔버(7)로 이동시킨다. 제 1 기판 홀더(92)는 우측 이송 메카니즘(4R)을 사용하여 수용된다. 각 피니언 구동 유니트(45)는 제 1 기판 홀더(92)가 베이스판(46) 상의 필요 위치에 도달했을 때 정지된다.
후에, 도 4(5)에 나타낸 바와 같이, 우측 선형 작동기(477)가 작동되어, 우측 이송 메카니즘(4R)을 원래 위치로 되돌려보낸다. 이 위치는 가이드 레일(48)과 피니언(44)의 열이 우측 로드-록 챔버(11)에 있는 것들과 함께 정렬되는 위치이다. 이후, 이 위치는 "우측 이송 위치"로 칭해진다. 중간 챔버(7)과 우측 로드-록 챔버(11) 사이의 게이트 벨브(10)를 개방한 후, 도 4(6)에 나타낸 바와 같이, 제 1 기판 홀더(92)가 우측 로드-록 챔버(11)로 이동된다. 중간 챔버(7)와 우측 로드-록 챔버(11) 사이의 게이트 벨브(10)를 폐쇄한 후, 우측 로드-록 챔버(11)가 대기압으로 회복된다. 다음에, 우측 로드-록 챔버(11)와 대기 사이의 게이트 벨브(10)를 개방하면, 제 1 기판 홀더(92)가 로드 스테이션 밖으로 이동된다.
동시에, 도 4(5), 도4(6)에 나타낸 바와 같이, 다음 기판 홀더(92)가 같은 작동에 의해 처리 챔버로 이동된다. 다음 기판 홀더(92)와 나란히 좌측 로드-록 챔버(11)내로 이동된다. 좌측 이송 메카니즘(4L)이 좌측 이송 위치로 되돌려보내져, 이 기판 홀더(92)를 수용한다.
기술된 작동을 실시하면, 각 기판 홀더(92)가 기판(9)을 이송 및 처리하기 위해 좌측 로드-록 챔버(11), 좌측 이송 메카니즘(4L), 처리 챔버(2), 우측 이송 메카니즘(4R) 그리고 우측 로드-록 챔버(11)의 순서로 이동된다. 우측 로드-록 챔버(11)의 밖으로 이동된 기판 홀더(9)는 다른 쌍의 미처리 기판(9)을 유지하고, 다시 좌측 로드-록 챔버(11)로 이동된다.
상기 기술로부터 이해되는 바와 같이, 2개 또는 3개(또는 경우에 따라 4개)의 기판 홀더(92)가 동시에 장치에 적재된다. 처리 챔버(2)에서 처리 동안, 기판(9)의 예열 및 로드-록 챔버(11)에 의한 기판(9) 반입, 반출이 실시된다. 따라서, 장치는 매우 생산적이다.
기술된 장치에서, 바람직하게는, 가이드 레일(48)의 입구는 지지판(924)의 하단부를 수용하기 쉬운 형태를 가진다. 이송 작동에서, 기판 홀더(92)는 뒤측 가이드 레일(48)에서 앞측 가이드 레일(48)까지 통과한다. 지지판(924)의 하단부가 앞측 가이드 레일(48) 내에 정확히 삽입되지 않는다면, 이송 에러일 수 있다. 이송 에러를 방지하기 위해, 가이드 레일(48)의 입구는 지지판(924)의 하부를 더 쉽게 수용할 수 있도록 테이퍼와 같은 형태를 가져야 한다.
다음에, 다시 도 1을 사용하여 처리 챔버(2)가 상세하게 기술된다. 기술된 바와 같이, 이 구체예의 장치는 스퍼터링 장치이다. 따라서, 스퍼터링이 처리 챔버(2)에서 실시된다. 구체적으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 처리 챔버(2)는 내부를 펌핑하는 펌핑 시스템(21), 및 내부로 스퍼터링용 기체를 도입하는 기체 도입 시스템(22)을 포함한다. 펌핑 시스템(21)은 터보-분자 펌프 또는 극저온 펌프와 같은 진공 펌프에 의해 약 10-3내지 10-5Pa로 처리 챔버를 펌프할 수 있다. 기체 도입 시스템(22)은 필요 흐름 속도로 스퍼터링용 기체로서 아르곤 또는 질소를 도입할 수 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 한쌍의 스퍼터링 캐소드(24)가 처리 챔버(2)와 함께 제공된다. 스퍼터링 캐소드(24)는 처리 챔버(2)의 벽과 기밀하게 설치된다. 각 스퍼터링 캐소드(24)는 스퍼터링되는 표면이 처리 챔버(2)의 내부에 노출되는 타겟, 및 타겟의 뒤에 제공된 자석 유니트로 대개 구성된다.
타겟은 기판(9)에 부착된 얇은 필름과 같은 재료로 만들어진다. 얇은 필름 부착의 균일성을 위해, 타겟은 바람직하게는 기판(9)과 평행으로 마주한다. 자석 유니트는 마그네트론 스퍼터링을 가능하게 한다. 스퍼터링 방전용 스퍼터링 전원(26)은 각 스퍼터링 캐소드(24)와 연결된다. 각 스퍼터링 전원(26)은 고음전기의 DC 전압 또는 고-주파 AC 전압을 발생시킨다.
기술된 이송 작동에서, 기판(9)은 그것들이 스퍼터링 캐소드(24)와 마주하는 위치에서 정지된다. 이 상태에서, 기체 도입 시스템(22)은 기체를 도입하고, 스퍼터링 전원(26)이 작동된다. 결과적으로, 스퍼터링 방전이 개시된다. 스퍼터링 방전을 통해 타겟으로부터 유리된 입자, 보통 원자가 기판(9)에 도달함으로써 기판(9) 위에 타겟 재료의 얇은 필름이 만들어진다.
얇은 필름 부착의 예를 보면, 인듐-TiN-Oxcide(ITO)로 만들어진 타겟은 투명 전극용 ITO 필름을 부착하기 위해 스퍼터링된다. 크롬(Cr)으로 만들어진 다른 타겟은 칼라 필터용 Cr 필름을 부착하기 위해 스퍼터링된다.
기술된 작동에서, 좌측 로드-록 챔버(11)는 미처리 기판(9)을 반입하기 위해서만 사용되고, 우측 로드-록 챔버(11)는 단지 처리 기판(9)을 반출하기 위해서만 사용된다. 이것은 필수적이지는 않다. 기판(9)을 반입, 반출하기 위해 양쪽 로드-록 챔버(11)를 통상적으로 사용하거나, 또는 차례로 역할을 변화시킨 각 로드-록 챔버(11)를 사용하는 것이 여전히 가능하다. 기판 홀더(92)가 좌측 이송 메카니즘(4L)과 우측 로드-록 챔버(11) 사이에서 이동된다면, 좌측 이송 메카니즘(4L)은 더 먼 좌측 위치에 머물러 있어야 한다.
이 구체예의 기술된 장치는 다음과 같은 두드러진 이점을 가진다. 먼저, 기판(9)이 수직 또는 거의 수직 자세로 이송 및 처리된다는 점이 장치의 점유 면적의 확대가 억제될 수 있다는 두드러진 이점을 가져온다. 구체적으로, 기판(9)이 수직 또는 거의 수직 자세로 이송 및 처리되기 때문에, 로드-록 챔버(11), 중간 챔버(7) 및 처리 챔버(2)의 점유 면적이 기판(9)이 수평 자세로 이송 및 처리되는 경우보다 매우 더 작아질 수 있다. 특히, 기판(9)이 확대될 때, 각 챔버의 점유 면적은 같은 정도로 확대되어야 한다. 이에 반하여, 이 구체예의 장치에서는, 각 챔버의 수직 길이가 확대되어야 함에도 불구하고, 각 챔버의 점유 면적은 본질적으로 확대되지 않을 수 있다. 따라서, 장치의 전체 점유 면적 또한 확대되지 않을 수 있다.
기술된 바와 같은 그러한 장치는 대개 클린룸에 제공된다. 장치의 확대는 클린룸의 확대를 필요로 하며, 이것은 클린룸의 건설 및 운영 비용을 증가시킨다. 이 구체예의 장치는 기판(9)이 확대되는 경우에도 장치의 점유 면적이 확대되지 않기 때문에, 클린룸을 건설 및 운영하는 비용이 감소된다는 이점을 가진다.
게다가, 기판(9)이 수직 또는 거의 수직 자세로 이송 및 처리된다는 점은 기판(9)을 휨으로부터 방지하는데 있어 두드러진 이점을 가져온다. 기판(9)이 수평 자세로 이송 및 처리될 때, 기판(9)은 그것의 중량으로 인해 휠 것이다. 이에 반하여, 이 구체예에서는, 기판(9)이 기판 홀더(92)에 유지되며, 기판 홀더(92)에 기대진다. 따라서, 기판(9)은 그것의 중량으로 인해 휘지 않는다. 이것이 처리 균일성의 감소, 디스플레이 비평탄성과 같은 제품 결함의 초래, 또는 기판(9)의 비-균일 잔류 내부 스트레스로부터 생기는 기판 파괴와 같은 사고 발생의 가능성이 없는 이유이다.
더욱이, 기판(9)이 수직 또는 거의 수직 자세로 이송 및 처리된다는 점은 장치의 유지관리를 쉽게 한다는 이점을 가져온다. 기술된 바와 같이, 장치에 있는 각 챔버는 내부의 유지관리를 위한 문을 가진다. 각 챔버의 점유 면적이 이 구체예에서 감소되기 때문에, 문이 각 챔버의 상부 벽에 설치되는 경우에도 대규모 문은 필요하지 않다. 기판(9)의 앞 표면이 측면방향으로 향하고 있기 때문에, 문이 각 챔버의 측벽에 설치될 수 있다. 이 경우에, 대규모 문이라도 인간의 힘에 의해 쉽게 개방 및 폐쇄될 수 있다.
유지각도(θ)는 45도 내지 90도로 기술된다. 이것은 기판(9)이 수직보다는 다소 거의 수평 자세라는 것을 의미하는 45도 이하의 유지각도(θ)에서는 기술된 이점을 가져올 수 없기 때문이다. 유지각도(θ)는 70도 내지 85도가 더욱 바람직하다. 유지각도(θ)가 85도를 초과하여 90도에 근접하면, 단지 기판 홀더에 기대는 것으로써는 기판(9)이 기판 홀더(92)에 충분히 유지될 수 없다. 이 경우에, 기판(9)은 어떤 충격에 의해 뜻하지 않게 기판 홀더(92)로부터 떨어질 수 있다. 이것을 방지하기 위해, 기판을 기판 홀더(92) 위에 클램핑하는 클램핑 메카니즘이 제공될 수 있다. 그러나, 그러한 클램핑 메카니즘은 기판 홀더(92)의 구조를 더욱 복잡하게 만들고, 기판(9)을 적재 및 회수하는 것을 곤란하게 만든다.
다음에, 기판(9)이 중간 챔버(7)에서 제 1 방향에 더하여 제 2 방향을 따라 이송된다는 점이 다음의 이점을 가져온다. 먼저, 기판(9)이 제 1 방향을 따라서만 이송된다면, 로드-록 챔버(11) 및 처리 챔버(2)가 일렬로 중간 챔버(7)와 연결되는 것을 제외한 어떤 챔버 레이아웃도 채택하는 것이 불가능하다. 달리 말해서, 종래의 인-라인형 레이아웃만이 채택될 수 있다. 기술된 바와 같이, 이 레이아웃은 기판(9)이 확대됨에 따라 장치가 정렬 방향으로 연장된다는 문제를 가진다.
이에 반하여, 이 구체예에서는, 기판(9)이 제 1 방향에 더하여 제 2 방향을 따라 이송될 수 있기 때문에, 좌우 로드-록 챔버(11)와 같은 복수의 그러한 챔버가 중간 챔버(7)와 나란히 제공될 수 있다. 따라서, 챔버의 수가 장치를 연장하지 않고 증가될 수 있다. 이것은 특히 많은 다른 처리들이 연속적으로 실시되거나, 또는 압력 차이를 완화시키기 위해 많은 챔버가 필요할 때 장치의 이점이다.
두번째로, 기판(9)이 중간 챔버(7)에서 제 1 방향에 더하여 제 2 방향을 따라 이송된다는 점이 중간 챔버(7)가 완충 기능을 가질 수 있다는 두드러진 이점을 가져온다. 기판(9)이 단지 제 1 방향만을 따라 이송된다면, 다음 기판(9)은 제 1 기판(9)이 처리 챔버(2)에서 처리를 마치고, 같은 루트를 통해 로드-록 챔버(11)로 그것을 되돌려보낸 후, 장치에서 반출될 때까지 장치로 반입될 수 없다. 이에 반해서, 이 구체예에서는, 제 1 기판(9)의 처리 동안 다음 기판(9)을 장치로 반입하는 것이 가능하다. 또한, 제 1 기판(9)을 대기로 반출하는 동안, 다음 기판(9)을 처리 챔버(2)로 이송하고, 처리 챔버(2)에서 다음 기판(9) 위에 처리를 실시하는 것이가능하다. 따라서, 이 구체예의 장치는 매우 생산적이다. 이 이점은 단지 1개의 로드-록 챔버(11)가 제공되는 경우와 본질적으로 동일하다. 물론, 2개의 로드-록 챔버(11)를 포함하는 기술된 장치는 기판(9)의 반입, 반출시 두배의 효율을 가진다.
게다가, 도 (2)에 나타낸 바와 같이, 제 1 방향은 기판(9)의 상부 및 하부 엣지를 따라 있다. 이 점은 장치의 수평 점유 면적을 감소시킨다는 이점을 가져온다. 기판(9)이 상부 및 하부 엣지를 따르지 않는 방향으로 이송된다면, 예를 들어, 상부 및 하부 엣지에 수직인 방향이라면, 다음에 기판(9)은 그것의 앞 표면이 앞 또는 뒤측 방향을 향하여 이송된다. 이 경우에, 이송에 필요한 폭이 기판(9)의 폭과 일치한다. 따라서, 이송에 필요한 수평 공간은 이 구체예보다 폭이 더 넓다. 이것은 장치가 확대되어야 함을 의미하며, 이것은 기판(9)이 확대될 때 더욱 심각하다. 이에 반하여, 이 구체예는 그러한 문제를 가지지 않으며, 이송에 필요한 수평 공간을 최소화할 수 있다.
더욱이, 또한, 기술된 점은 게이트 벨브의 단순화에 기여한다. 제 1 방향이 기판(9)의 상부 및 하부 엣지에 수직이라면, 로드-록 챔버(11) 및 처리 챔버(2)는 직사각형 아웃라인의 더 긴 측면에서 중간 챔버(7)와 연결될 것이다. 따라서, 게이트 벨브(10)에 의해 개방 및 폐쇄되어야 하는 개구가 확대된다. 이것은 더 큰 구동력으로 작동되는 것들과 같은 대규모 게이트 벨브를 필요로 한다. 이에 반하여, 이 구체예는 그러한 문제를 가지지 않으며, 게이트 벨브를 단순화할 수 있다.
게다가, 이 구체예에서, 처리 기판(9)은 처리 챔버(2)내로 후퇴되고, 중간 챔버(7)를 경유하여 어떤 쪽의 로드-록 챔버(11)로든 되돌려보내진다. 이 특징은소위 "인터-백"형의 한 종류이다. 이 특징은 장치의 같은쪽에서 기판을 반입, 반출하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 장치는 현재 생산 라인에서 조립되는 것이 쉽다.
이에 반하여, 기술된 인-라인형 장치는 기판(9)이 한쪽에서 반입되고, 다른쪽에서 반츨되기 때문에, 양쪽에 폭이 더 넓은 공간이 필요하다. 따라서, 이 종류의 장치는 현재 생산 라인에서 조립되는 것이 어렵다.
이 구체예의 장치가 완충 기능을 갖는 중간 챔버(7)에 가열기(6)를 포함하기 때문에, 예열을 위한 다른 챔버가 필요하지 않다. 또한, 이 점은 장치의 더 작은 점유 면적 및 비용 감소라는 장점을 가져온다. 다른 기판(9)이 처리되는 동안, 예열이 실시될 수 있기 때문에, 장치의 리드-타임이 감소되며, 또한 높은 생산성에 기여한다.
중간 챔버(7)를 사용하여 완충 기능을 제공하는 것이 가능하다. 로드-록 챔버(11) 및 처리 챔버(2)의 압력 차이가 클 때, 중간 챔버의 압력은 바람직하게는 완충을 위해 중간값으로 유지된다.
다음에, 본 발명의 제 2 구체예가 기술된다. 도 5는 제 2 구체예의 장치의 도식적 평면도이다. 도 5에 나타낸 장치는 한쌍의 처리 챔버가 제공된다는 점에서 제 1 구체예와 다르다. 제 2 구체예가 본질적으로 제 1 구체예에서와 같기 때문에, 이외의 점에 대한 기술은 생략했다.
이후, 한쌍의 처리 챔버는 도 4에 나타낸 바와 같은 제 1 처리 챔버(201) 및 제 2 처리 챔버(202)이다. 제 1 처리 챔버(201)는 제 1 구체예의 처리 챔버에 상응한다. 제 2 처리 챔버(202)는 인-라인형 장치에서와 같이 제 1 처리 챔버(201)와 함께 정렬된다.
또한 제 2 처리 챔버(202)에서, 제 1 구체예와 같은, 일렬의 피니언, 피니 구동 유니트 및 가이드 레일의 조합이 제공된다(나타내지 않음). 이들 구성요소는 제 1 처리 챔버(201)의 대응-구성요소와 함께 정렬된다. 구성요소의 것들로 구성된 랙피니언 메카니즘에 의해, 기판 홀더(92)가 제 1 처리 챔버(201)와 제 2 처리 챔버(202) 사이에서 이동된다.
제 1 처리 챔버(201) 뿐만 아니라 제 2 처리 챔버(202)는 적합하게 디자인된다. 또한, 다음 기술은 스퍼터링이 처리 챔버(202)에서 실시되는 경우이다. 따라서, 제 2 처리 챔버의 구성요소는 본질적으로 도 1의 처리 챔버(2)와 같다.
질화 티탄 필름이 티탄 필름에 부착되는 경우에, 예를 들어, 제 1 및 제 2 처리 챔버(201,202)의 타겟은 티탄으로 만들어진다. 제 1 처리 챔버(201)의 기체 도입 시스템은 아르곤을 도입하고, 제 2 처리 챔버(202)의 기체 도입 시스템은 질소 및 아르곤의 기체 혼합물을 도입한다. 티탄 필름이 제 1 처리 챔버(201)에서 티탄 타겟의 스퍼터링을 통해 기판(9)의 앞 표면에 부착된다. 질화티탄 필름이 제 2 처리 챔버(202)에서 티탄 타겟의 스퍼터링 및 질소와 티탄의 반응을 통해 부착된 티탄 필름에 부착된다.
상기 스퍼터링 처리에서, 제 2 처리 챔버(202)에 있는 질소가 제 1 처리 챔버로 확산된다면, 제 1 처리 챔버(201)에 있는 타겟의 표면이 오염될 수 있다. 따라서, 질소의 확산이 바람직하게 방지된다. 이것은 제 1 및 제 2 처리챔버(201,202) 사이에 게이트 벨브(10)를 제공함으로써 가능하게 된다. 제 1 처리 챔버(201)의 압력이 제 2 처리 챔버(202) 보다 더 높아질 수 있도록, 제 1 및 제 2 처리 챔버(201,202)를 펌핑하는 것, 즉, 차등 펌핑이 펌핑 시스템이 단순화되기 때문에 더욱 바람직하다.
2개의 처리 챔버(201,202)가 일렬로 제공되지만, 3개 이상의 처리 챔버가 일렬로 제공될 수도 있다. 다르게는, 제 1 구체예의 로드-록 챔버(11)와 같이, 2개 또는 3개(또는 그 이상)의 처리 챔버가 중간 챔버(7)와 나란히 제공될 수 있다. 이 경우에, 한쌍의 처리측 이송 위치가 중간 챔버(7)에 필요하기 때문에, 제 2 방향을 따라 중간 챔버(7)의 길이가 더 크게 만들어진다. 그러나, 복수의 챔버가 정렬된 종래의 레이아웃과 비교하면, 장치의 점유 면적 확대의 문제는 심각하지 않다.
랙피니언 메카니즘이 기술된 구체예에서 채택되지만, 이것은 제한적이지 않다. 예를 들어, 수직 차축 둘레를 회전하는 2열의 다수의 이송 롤러가 제 1 방향을 따라 제공될 수 있다. 각 이송 롤러는 적합한 마찰력으로 지지판(924)의 양쪽 표면에 접촉되어 있다. 서로 반대인 각 열의 이송 롤러를 회전시킴으로써, 기판 홀더(92)가 제 1 방향으로 이동될 수 있다.
제 2 방향으로 기판 홀더(92)를 이동시키기 위한 메카니즘이 또한 변형될 수 있다. 예를 들어, 볼스크류(정밀 스크류)가 도 2의 2개 가이드 로드(471)의 중간 위치에 제공될 수 있다. 볼스크류는 가이드 로드(471)에 평행으로 된다. 표면이 볼스크류와 맞물린 관통-구멍을 갖는 구동 헤드가 베이스판(46)의 아래 표면에 유지된다. 서보모터에 의해 볼스크류를 회전시킴으로써, 기판 홀더(92)가 제 2 방향으로 이동될 수 있다.
기판(9)이 처리 챔버(2,201,202)에서 처리되는 동안 고온까지 가열될 때, 중간 챔버(7)가 냉각 메카니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 냉각 메카니즘은 기판(9) 또는 기판 홀더(92)의 뒤표면 위에 냉각된 부재를 접촉시킴으로써 냉각하는 것일 수 있다.
기술된 스퍼터링 처리에 더하여, 본 발명의 장치는 다른 처리가 실시될 수 있도록 변형될 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 장치에서 실시되는 처리는 화학증착 또는 물리증착, 에칭 또는 표면변성화와 같은 다른 부착 처리일 수 있다. 처리 대상인 기판(9)은 제한되지 않는다. 본 발명의 장치는 하드 디스크와 같은 정보 저장 매체용 기판 또는 인쇄회로용 기판을 처리할 수 있다.
본 발명의 기판 처리 장치는 기판(9)이 수직 또는 거의 수직 자세로 이송 및 처리된다는 점에서 장치의 점유 면적 확대의 억제, 기판(9)의 휨 방지, 및 장치 유지관리의 용이함이라는 효과를 가진다. 더욱이, 기판(9)이 중간 챔버(7)에서 제 1 방향에 더하여 제 2 방향을 따라 이송된다는 점에서 중간 챔버(7)가 완충 기능을 가지는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 45도 내지 90도의 유지각도로 기판을 유지하는 기판 홀더,
    기판 홀더를 이동시킴으로써 기판을 이송하는 이송 시스템,
    기판이 처리되는 처리 챔버,
    이송시 기판이 일시적으로 체류하는 외부 대기와 처리 챔버 사이의 로드-록 챔버,
    처리 챔버와 로드-록 챔버 사이에 제공되는 중간 챔버
    를 포함하는 기판 처리 장치로서,
    유지각도가 기판과 수평선이 이루는 각도이고,
    이송 시스템이 로드-록 챔버와 중간 챔버 사이, 및 중간 챔버와 처리 챔버 사이에서 기판을 이송하고,
    이송 시스템이 로드-록 챔버에서 중간 챔버로의 방향 또는 중간 챔버에서 처리 챔버로의 방향인 제 1 방향을 따라 기판을 이송하고, 그리고
    또한, 이송 시스템이 제 1 방향에 수직인 제 2 방향을 따라 기판을 이송하는
    기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 제 1 방향이 기판의 상부 및 하부 엣지를 따라 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    로드-록 챔버에서 중간 챔버로의 방향이 중간 챔버에서 처리 챔버로의 방향과 같고,
    로드-록 챔버가 중간 챔버의 한쪽에 제공되고,
    처리 챔버가 중간 챔버의 반대쪽에 제공되고,
    이송 시스템이 기판 홀더를 처리 챔버내로 후퇴시키고, 중간 챔버를 경유하여 로드-록 챔버로 되돌려보내는
    것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    로드-록 챔버에서 중간 챔버로의 방향이 중간 챔버에서 처리 챔버로의 방향과 같고,
    로드-록 챔버가 중간 챔버의 한쪽에 제공되고,
    복수의 처리 챔버가 이송 라인을 따라 중간 챔버의 반대쪽에 제공되는
    것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 처리 챔버에서 처리되기 전 기판을 가열하기 위한 가열기가 중간 챔버에 제공되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 복수의 로드-록 챔버가 중간 챔버와 나란히 제공되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 기판 홀더가 동시에 복수의 기판을 유지하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 기판 홀더가 75도 내지 85도의 유지각도로 기판을 유지하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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