KR20040040739A - 로드락 챔버 - Google Patents

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Abstract

완충 기능을 갖는 로드락 챔버가 개시된다. 로드락 챔버는 몸체와, 몸체의 양 측 가장자리에 구비되어 기판의 가장자리를 지지하는 제1 지지부와, 몸체의 중앙에 구비되고, 제1 지지부에 안착되는 유리 기판의 충격을 흡수하기 위하여 완충 부재를 구비한 제2 지지대를 포함한다. 이때 제2 지지대는 기판이 안착되는 플레이트, 플레이트와 연결된 지지대 및 지지대를 구동시키기 위한 구동부로 이루어지고, 완충 부재는 플레이트와 지지대와의 사이에 구비된다. 이로써, 제1 지지대에 안착되는 기판의 충격을 제2 지지대에 구비된 완충 부재를 통하여 흡수함으로써 기판의 파손을 방지할 수 있다.

Description

로드락 챔버{LOADLOCK CHAMBER}
본 발명은 로드락 챔버에 관한 것으로, 보다 상세하게는 완충 기능을 갖는 로드락 챔버에 관한 것이다.
최근, 기술발전 및 경제발전에 따른 수요자의 구매 수준 향상에 부응하여 표시장치가 대형화되고 있다. 이러한 표시장치의 대형화는 주로 평판표시장치에서 진행되고 있으며, 평판표시장치의 대표 주자인 액정표시장치 역시 대형화의 흐름을 따르고 있다.
상기 액정표시장치의 대형화는 영상을 표시하는 액정표시패널(liquid crystal display panel)의 박막 트랜지스터 기판(thin film transistor substrate; 이하, TFT 기판이라 함)과 컬러필터 기판(color filter substrate)의 대형화로 이어지게 된다.
최근에는 액정표시패널의 생산성을 향상시키기 위해 다수 개, 예를 들어 6매 내지 8매의 박막 트랜지스터(TFT) 기판 및 칼라 필터 기판을 대형 유리 모기판(glass mother substrate)에 형성한 후 가공 처리한다. 따라서 액정표시장치의 디스플레이 면적의 대형화는 유리 모기판의 대형화를 유도한다.
한편, 대형 유리 모기판을 가공 처리하여 액정표시패널로 완성시키기 위해 액정표시패널용 가공 장치가 설치된다. 이러한 액정표시패널용 가공 장치는 대형유리 모기판을 가공 처리하기 위한 프로세스 챔버(process chamber), 상기 프로세스 챔버로 이송되기 전에 대형 유리 모기판이 적재되는 로드락 챔버(Loadlock chamber) 및 상기 로드락 챔버 내에 적재된 대형 유리 모기판을 상기 프로세스 챔버로 이송하기 위한 이송 장치를 포함하는 이송 챔버(transfer chamber)로 이루어진다.
도 1은 일반적인 로드락 챔버에 대형 유리 모기판이 적재되는 상태를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 로드락 챔버(10)는 대형 유리 모기판(50)이 적재될 수 있도록 내부에 공간을 제공하는 챔버 몸체(20), 대형 유리 모기판(50)의 양 측 가장자리를 지지하기 위한 제1 지지부(30), 대형 유리 모기판(50)의 중앙부의 휨을 방지하기 위한 제2 지지부(40)로 이루어진다.
여기서, 제1 지지부(30)는 대형 유리 모기판(50)이 안착하는 플레이트(30a)와, 대형 유리 모기판(50)과 접하는 플레이트(30a)를 지지하는 제1 지지대(30b) 및 제1 지지대를 상하로 이동시키기 위한 구동부(미도시)로 이루어진다.
또한, 제2 지지부(40) 역시 앞서 설명한 제1 지지부(30)와 동일하게 플레이트(40a)와, 제2 지지대(40b) 및 구동부(미도시)로 이루어진다.
이하에서 상술한 제1 지지부(30) 및 제2 지지부(40)의 작동에 대하여 설명한다.
로드락 챔버(10)에는 대형 유리 모기판의 가장자리를 지지하는 제1 지지부(30)가 구비되고, 상기 제1 지지부(30)는 로드락 챔버(10) 내부의 가장자리에 쌍을 이루어 구비되며, 로봇암(미도시)으로부터 제공되는 대형 유리 모기판(50)의 양 측 가장자리를 지지한다.
이와 같이 제1 지지부(30)를 로드락 챔버(10)의 양 측부에 설치하는 것은 로봇암이 대형 유리 모기판(50)을 제1 지지부(30)에 안전하게 안착시킬 수 있도록 하기 위함이다.
이후, 대형 유리 모기판(50)이 안착된 제1 지지대(30)는 대형 유리 모기판(50)이 지정 위치에 놓여지도록 하강한다. 이때, 지정 위치에 도달시 대형 유리 모기판(50)을 휨을 방지하기 위해 로드락 챔버(10) 중앙부, 즉 제1 지지부(30)의 사이에 구비되는 제2 지지부(40)가 상승하여 지정 위치를 향해 하강하는 대형 유리 모기판(50)의 중앙부를 지지한다.
그러나, 대형 유리 모기판(50)은 제1 지지부(30)에 안착된 상태로 하강하고, 대형 유리 모기판(50)을 지지하기 위하여 제2 지지부(40)가 상승하여 대형 유리 모기판(50)의 바닥면에 제2 지지부(40)가 접하는 순간 대형 유리 모기판(50)에 충격이 가해진다.
즉, 대형 유리 모기판(50)과 제2 지지부(40)의 접촉부(A1, A2)에는 대형 유리 모기판(50)과 제2 지지부(40)와의 접촉에 의한 충격이 발생하고, 발생된 충격에 의해 대형 유리 모기판(50)이 파손되는 문제점이 있다.
이에, 본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 내부에 적재되는 기판의 파손을 방지하기 위한 로드락 챔버를 제공하는데 있다.
도 1은 일반적인 로드락 챔버에 대형 유리 모기판이 적재되는 상태를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로드락 챔버에 대형 유리 모기판이 적재되는 상태를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 상기 도 2의 제2 지지부의 일례를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따라 액정표시패널을 형성하기 위한 대형 유리 모기판 가공 공정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5a와 도 5b는 제2 지지부에 의해 대형 유리 모기판이 지지되는 과정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 상기 도 2의 제2 지지부의 다른 일례를 설명하기 위한 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10, 100 : 로드락 챔버20, 200 : 챔버 몸체
30, 300 : 제1 지지부40, 400, 900 : 제2 지지부
50, 500 : 대형 유리 모기판410, 910 : 제2 플레이트
420, 920 : 제2 지지대430, 930 : 제2 구동부
440, 940 : 돌출부450, 970 : 홀
460, 980 : 스프링
이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 로드락 챔버는 몸체; 상기 몸체의 내부에 구비되어 기판의 가장자리를 지지하는 제1 지지부; 및 상기 제1 지지부의 사이에 구비되어 상기 제1 지지부에 안착되는 상기 기판과 접촉하여 상기 기판의 휨을 방지하고, 상기 기판에 발생하는 충격을 흡수하기 위한 완충 부재를 갖는 제2 지지부를 포함한다.
이러한 로드락 챔버에 의하면, 기판을 지지하는 제2 지지부에 구비된 완충 부재에 의해 상기 기판과의 접촉에 의해 발생하는 충격을 흡수하므로써, 상기 기판의 파손을 방지할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로드락 챔버에 대형 유리 모기판이 적재되는 상태를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로드락 챔버(100)는 대형 유리 모기판(500)이 적재될 수 있도록 내부에 공간을 제공하는 챔버 몸체(200), 대형 유리 모기판(500)의 양 측 가장자리를 지지하기 위한 제1 지지부(300), 및 대형 유리 모기판(500)의 중앙부의 휨을 방지하기 위한 제2 지지부(400)로 이루어진다.
보다 상세하게는, 챔버 몸체(200)는 외부로부터 로드락 챔버(100) 내부로 대형 유리 모기판(500)을 이송하기 위한 이송수단인 로봇암(미도시), 대형 유리 모기판(500)의 유/출입을 위한 통로 개폐구(미도시), 로드락 챔버(100) 내부를 고진공 상태로 만들기 위한 펌프(미도시)를 포함한다.
상기 로봇암은 외부로부터 제공되는 대형 유리 모기판(500)을 파지하여 로드락 챔버(100) 내부에 구비된 제1 지지부(300)에 안착시키는 역할을 수행한다. 또한 상기 로봇암은 대형 유리 모기판(500)을 제1 지지부(300)에 안착시키고 원위치로 복귀한다.
한편, 대형 유리 모기판(500)이 상기 로봇암에 의해 로드락 챔버(100)의 외부로부터 파지되어 로드락 챔버(100) 내부로 유입되도록 챔버 몸체(200)의 상측에는 덮개(미도시)에 의해 열고 닫을 수 있는 개폐구가 형성되어 있다.
상기 로봇암에 의한 대형 유리 모기판(500)의 적재 과정에 있어서, 로드락 챔버(100) 내부는 대형 유리 모기판(500)의 적재를 위해 개폐구가 오픈될 때 로드락 챔버(100) 내부는 대기압 상태를 갖는다. 이후, 로드락 챔버(100)로부터 타 챔버, 예컨대 프로세스 챔버로 이송하기 위하여 로드락 챔버(100)는 고진공 상태를 갖는다. 따라서, 챔버 몸체(200)에는 로드락 챔버(100) 내부를 고진공 상태로 만들기 위한 펌프가 구비된다. 보다 상세한 대형 유리 모기판(500)의 적재 및 가공 공정에 대하여는 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
챔버 몸체(200) 내부에 구비되는 제1 지지부(300)는 로드락 챔버(100) 내부의 양측에 쌍을 이루어 구비되어, 대형 유리 모기판(500)의 양측 가장자리를 지지한다.
제1 지지부(300)는 대형 유리 모기판(500)과 접하는 제1 플레이트(310)와,대형 유리 모기판(500)과 접하는 제1 플레이트(310)를 지지하는 제1 지지대(320) 및 제1 지지대(320)를 상/하로 이동시키기 위한 제1 구동부(330)로 이루어진다. 제1 구동부(330)는 전동 액추에이터가 바람직하며, 제1 지지대(320)를 대형 유리 모기판(500)에 수직하게 상/하로 이동시키기 위하여 선형적으로 작동한다.
제1 지지부(300)에 의해 지지되는 대형 유리 모기판(500)의 중앙부가 자체 하중 때문에 중력 방향으로 휘는 것을 방지하기 위하여 제2 지지부(400)가 구비된다. 제2 지지부(400)는 제1 지지부(300)의 사이, 즉 대형 유리 모기판(500)의 중앙부의 하측에 구비되어 대형 유리 모기판(500)의 중앙부를 지지함으로써 대형 유리 모기판(500)의 중앙부가 중력 방향으로 볼록하게 휘는 것을 방지할 수 있다.
제2 지지부(400)는 대형 유리 모기판(500)과 접하는 제2 플레이트(410)와, 대형 유리 모기판(500)과 접하는 제2 플레이트(410)를 지지하는 제2 지지대(420)와, 제2 지지대(420)를 상/하로 이동시키기 위한 제2 구동부(430) 및 제2 플레이트(410)와 제2 지지대(420)와의 사이에 구비되는 완충부재(미도시)로 이루어진다.
제2 지지부(400)가 대형 유리 모기판(500)의 중앙부를 지지하기 위하여 대형 유리 모기판(500)의 바닥면과 접촉할 때, 제2 플레이트(410)와 제2 지지대(420)와의 사이에 구비되는 완충부재에 의해 하여 대형 유리 모기판(500)과 제2 플레이트(410)와의 접촉시 발행하는 충격을 흡수하여 안전하게 대형 유리 모기판(500)을 지지할 수 있다.
도 3은 상기 도 2의 제2 지지부의 일례를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2와 도 3을 참조하면, 제2 지지부(400)는 하면에 홀(450)이 형성된 돌출부(440)를 갖는 제2 플레이트(410)와, 홀(450)에 일 단이 삽입되는 제2 지지대(420)와, 제2 지지대(420)를 상/하로 이동시키기 위한 제2 구동부(430), 그리고 홀(450) 내부에 구비되고, 제2 플레이트(410)와 제2 지지대(420)의 일 단과 각각 접하는 완충부재인 스프링(460)을 포함한다.
제2 플레이트(410)의 하면에는 상술한 바와 같이 돌출부(440)가 구비되며, 돌출부(440)는 제2 플레이트(410)의 하면에 수직하게 구비된다. 돌출부(440) 내부에는 제2 지지대(420)의 한 쪽 끝이 삽입되기 위한 홀(450)이 형성되어 있다. 도 3에서는 제2 플레이트(410) 하면에 돌출부(440)가 일체로 구비되어 있으나, 돌출부(440)는 제2 플레이트(410)와 다른 몸체를 가지고 제2 플레이트(410)에 결합하여 구비될 수도 있다.
제2 지지대(420)는 돌출부(440)에 형성된 홀(450)에 삽입되도록 홀(450)의 직경보다 작은 직경을 갖는다. 또한 제2 지지대(420)의 타 단은 구동부(430)와 연결되어 구동부(430)로부터 운동을 제공받아 상/하로 이동하여 제2 플레이트(410)를 상/하로 이동시킨다.
제2 플레이트(410)의 돌출부에 형성된 홀(450) 내부에는 제2 플레이트(410)가 대형 유리 모기판의 중앙부를 지지하기 위하여 대형 유리 모기판과 접촉할 때 대형 유리 모기판에 가해지는 충격을 흡수하기 위하여 완충부재로 스프링(460)이 구비된다.
스프링(460)은 제1 높이(H1)를 가지고 홀 내부에 구비되며, 제2플레이트(410)가 대형 유리 모기판(500)의 중앙부와 접할 때 충격을 흡수하기 위하여 소정깊이 만큼 줄어든다.
도시하지는 않았지만, 제2 플레이트(410)의 돌출부(440)와 홀(450) 내부로 삽입되는 제2 지지대(420)의 일단은 서로 결합하여 용이하게 분리되지 않도록 고정부재(미도시)에 의해 결합된다.
도 4는 본 발명에 따라 액정표시패널을 형성하기 위한 대형 유리 모기판 가공 공정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4를 참조하면, 액정표시패널 가공 장치(1000)는 대형 유리 모기판(500)이 적재되는 로드락 챔버(100)와, 대형 유리 모기판(500)을 가공 처리하는 프로세스 챔버(700)와, 상기 로드락 챔버(100)와 프로세스 챔버(700)와의 사이에 설치되며 대형 유리 모기판(500)을 프로세스 챔버(700)로 공급하기 위한 이송 챔버(600)를 포함하여 액정표시패널을 가공한다.
동작시, 대형 유리 모기판(500)이 프로세스 챔버(700)에서 가공되기 위하여 로드락 챔버(100)에 적재된다(P1). 또한 로드락 챔버(100)에 적재되는 대형 유리 모기판(500)은 프로세스 챔버(300)에서 가공 처리를 마친 후 이송된 것일 수 있다.
대형 유리 모기판(500)은 이송 수단인 상기 로봇암(미도시)에 의해 파지되어 도 2에 도시된 제1 및 제2 지지부(300, 400)에 의해 지지되어 적재된다.
이후, 로드락 챔버(100)에 적재된 대형 유리 모기판(500)은 가공되기 위하여 프로세스 챔버(700)로 공급된다. 이를 위하여 프로세스 챔버(700) 이전의 단계인 이송 챔버(600)에 일단 적재된 후(P2), 프로세스 챔버(700)로 공급된다(P3).
프로세스 챔버(700)에서는 일련의 단위 공정이 이루어진다. 상기 단위 공정의 예로 식각 공정, 노광 공정, 박막 형성 공정 등을 들 수 있는데, 프로세스 챔버(700)는 상기 단위 공정을 수행하기 위해 항상 진공 상태의 분위기로 유지되어야 한다. 왜냐하면 대형 유리 모기판(110)의 가공 처리 공정 중 불순물로 인한 오염을 방지하기 위함이다.
즉, 프로세스 챔버(700) 및 프로세스 챔버(700)로 대형 유리 모기판(500)을 공급하는 이송 챔버(600)는 항상 고진공 상태를 유지한다. 반면, 이송 챔버(600)로 대형 유리 모기판을 공급하는 로드락 챔버(100)는 이송 챔버(600)로 대형 유리 모기판(500)을 공급할 때는 이송 챔버(600)에 맞춰 진공 상태를 유지하고, 외부로부터 대형 유리 모기판(500)을 공급받을 때에는 대기압 상태를 유지한다.
도 5a와 도 5b는 상기 도 2의 제2 지지부에 의해 대형 유리 모기판이 지지되는 과정을 설명하기 위한 단면도이다.
먼저 도 5a를 참조하면, 외부로부터 대형 유리 모기판(500)이 상기 로봇암으로부터 로드락 챔버(100) 내부로 공급된다. 이때, 로드락 챔버(100) 양 측 가장자리에 구비된 제1 지지부(300)는 상승하여 상기 로봇암으로부터 대형 유리 모기판(500)을 공급받는다. 제1 지지부(300)는 대형 유리 모기판(500)의 가장자리를 지지하여, 대형 유리 모기판(500)을 지정 위치에 정렬시키기 위하여 하강한다.
이후 도 5b를 참조하면, 제1 지지부(300)가 대형 유리 모기판(500)의 가장자리를 지지한 채 지정 위치로 이동하기 위하여 하강하고, 이에 대응하여 대형 유리 모기판(500)의 중앙부를 지지하기 위하여 제2 지지부(400)가 상승한다.
대형 유리 모기판(500)이 지정 위치에 도달할 때 제2 지지부(400)의 제2 플레이트(410)는 대형 유리 모기판(500)의 중앙부와 접하여 대형 유리 모기판(500)의 중앙부가 하중 때문에 중력 방향으로 휘는 것을 방지할 수 있다.
아울러, 제2 지지부(400)의 제2 플레이트(410)와 제2 지지대(420)와의 사이에는 완충부재인 스프링(미도시)이 구비되어 대형 유리 모기판(500)의 중앙부의 휨을 방지하기 위하여 제2 지지부(400)가 대형 유리 모기판(500)의 중앙부와 접할 때 충격을 흡수하므로, 대형 유리 모기판(500)이 충격에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있다.
도 6은 상기 도 2의 제2 지지부의 다른 일례를 설명하기 위한 단면도로서, 특히 상기 도 3과 비교할 때 서로 다른 도면번호를 부여한다.
도 6을 참조하면, 다른 일례에 따른 제2 지지부(900)는 하면에 홀(970)이 형성된 돌출부(940)를 갖는 제2 플레이트(910)와, 홀(970)에 일 단이 삽입되는 제2 지지대(920)와, 제2 지지대(920)를 상/하로 이동시키기 위한 제2 구동부(930), 제2 지지대(920)의 일 단에 형성된 제1 완충부재인 오리피스(960) 및 홀(970) 내부에 구비되는 제2 완충부재인 스프링(980)을 포함한다.
오리피스(960)는 홀(970) 내부로 삽입되는 제2 지지대(920)의 일단에 형성되어 있다. 제2 지지대(920)의 일단은 홀(970) 내부를 제1 공간(970a) 및 제2 공간(970b)으로 분리하도록 디스크(Disk) 형상을 갖는 헤드(Head)(950)를 구비한다. 따라서, 상기 헤드(950)에 의하여 홀(970) 내부의 공간은 제1 공간(970a) 및 제2 공간(970b)으로 분리된다.
상기 헤드(950)에는 오리피스(960)가 형성되어 있으며, 제1 공간(970a)에는 유체로 채워져 있다. 따라서, 제2 플레이트(910)가 대형 유리 모기판(500)과 접하여 충격을 받으면, 제2 플레이트(910)는 밑으로 향한다. 이때, 오리피스(960)와 유체는 댐퍼 역할을 수행하여, 제1 공간(970a)에 채워진 유체는 오리피스(960)를 통하여 이동하게 되며, 오리피스(960)를 통하여 유동하는 유체의 마찰로 인하여 충격력이 점차적으로 소멸된다. 오리피스(960)를 통과한 유체는 제2 공간(970b)에 수납된다.
또한, 제1 공간(970a)에는 제2 플레이트(910)와 제2 지지대(920)의 헤드(950)와 각각 접하는 제2 완충부재인 스프링(980)이 제2 높이(H2)를 가지고 구비된다. 따라서, 제2 플레이트(910)가 대형 유리 모기판(500)과 접할 때 대형 유리 모기판(500)에 가해지는 충격을 오리피스(960) 및 유체로 이루어지는 댐퍼와 함께 스프링이 충격을 흡수한다. 또한 스프링(980)은 충격을 흡수하여 수축된 후, 제2 플레이트(910) 상에 하중이 제거된 후 원상태, 즉 제2 높이(H2)로 복원하는 역할을 수행하여 다음에 공급되는 대형 유리 모기판(500)을 지지할 준비를 한다.
이로써, 홀 내부에 구비되는 오리피스(960) 및 유체로 이루어지는 댐퍼와 스프링에 의하여 제2 플레이트(910)가 대형 유리 모기판(500)과 접할 때 소정만큼 수축하여 대형 유리 모기판(500)에 가해지는 충격을 흡수한다.
도시하지는 않았지만, 제2 플레이트(910)의 돌출부(940)와 홀(970) 내부로 삽입되는 제2 지지대(920)의 일단은 서로 결합하여 용이하게 분리되지 않도록 고정부재(미도시)에 의해 결합되어 있으며, 댐퍼 역할을 수행하는 유체가 새지 않도록밀봉되어 있다.
이상, 설명한 바와 같이 본 발명은 로드락 챔버에 적재되는 기판의 휨을 방지하기 위하여 기판의 중앙부를 지지할 때, 기판을 지지하는 제2 지지부와 기판과의 접촉에 의해 발생하는 충격을 스프링 또는 스프링 및 댐퍼의 조합을 이용하여 흡수함으로써 기판의 파손을 방지할 수 있다.
상기 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (4)

  1. 몸체;
    상기 몸체의 내부에 구비되어 기판의 가장자리를 지지하는 제1 지지부; 및
    상기 제1 지지부의 사이에 구비되어 상기 제1 지지부에 안착되는 상기 기판과 접촉하여 상기 기판의 휨을 방지하고, 상기 기판에 발생하는 충격을 흡수하기 위한 완충 수단을 갖는 제2 지지부를 포함하는 로드락 챔버.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 지지부는,
    상기 기판과 접하는 플레이트;
    일단이 상기 플레이트와 결합하는 지지대; 및
    상기 플레이트를 상하로 이동시키기 위해 상기 지지대를 구동시키는 구동부로 이루어지고,
    상기 완충 수단은 상기 플레이트와 상기 지지대와의 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 로드락 챔버.
  3. 제2항에 있어서, 상기 플레이트는 하부에 상기 지지대의 일 단이 삽입되는 홀이 형성된 돌출부를 가지고,
    상기 완충 수단은 상기 홀 내부에 구비되는 스프링인 것을 특징으로 하는 로드락 챔버.
  4. 제3항에 있어서, 상기 지지대의 일 단에는 상기 홀을 제1 및 제2 공간으로 분리하는 헤드가 형성되고,
    상기 제1 공간에는 유체가 충진되어 있으며,
    상기 헤드에는 상기 유체가 상기 제1 공간으로부터 제2 공간으로 통과할 수 있도록 오리피스가 형성된 것을 특징으로 하는 로드락 챔버.
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