KR20060044866A - 진공처리장치용 로크챔버장치 및 그 작동방법 - Google Patents

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KR20060044866A
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South Korea
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pump set
lock chamber
pump
pumps
lock
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KR1020050025623A
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토마스 게벨레
위르겐 헨리히
만프레트 바이만
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어플라이드 필름스 게엠베하 운트 컴퍼니 카게
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Abstract

본 발명은 적어도 2개의, 바람직하게는 2개 또는 3개의 로크 챔버들(lock chambers), 제 1 로크 챔버를 배기시키기 위해서 제공된 제 1 펌프 세트(P1), 및 제 2 로크 챔버를 배기시키기 위해서 제공된 제 2 펌프 세트(P2,P3)를 갖는 다단 로크챔버에 관한 것이다. 제 1 펌프 세트(P1)는 제 1 로크 챔버 뿐만아니라 제 2 로크 챔버 또는 이들의 조합을 배기시키며, 제 2 펌프 세트의 예비 펌핑 스탠드(pumping stand)로서 사용된다. 또한, 제 2 펌프 세트 및/또는 제 1 펌프 세트용 예비 펌핑 스탠드로서 사용될 수 있는 제 3 펌프 세트(P4)가 일체화하여 제공된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 적어도 하나의 완충 유니트(buffer unit)가 제공되는데, 이는 압력 평형화에 의해서 상기 로크 챔버 내부에 갑작스런 압력 감소를 조성하는데 이용되는 완충 체적(buffer volume)을 갖는다. 그러므로, 클록 사이클(clock cycles)이나 사이클 타임(cycle time)을 줄이거나 또는 유입 공정과 배출 공정에서 주어진 주어진 클록 사이클 또는 사이클 타임 동안 통과압력을 감소시키기 위해서, 각기다른 로크 챔버들의 요구조건에 따라 모든 펌프 세트들의 펌핑 용량을 조정할 수 있다.
로크 챔버, 펌프 세트, 완충 유니트, 완충 체적, 사이클 타임, 도관

Description

진공처리장치용 로크챔버장치 및 그 작동방법{Lock chamber device for vacuum treatment unit and procedures for its operation}
도 1은 대응하는 펌프 세트를 구비한 유리 코팅 유니트의 흡입구간을 개략적으로 나타낸 도면;
도 2는 도 1과 유사한 도면으로서, 흡입 구간을 갖는 로크 챔버의 다른 실시 예를 나타낸 도면;
도 3은 도 1과 유사한 도면으로서, 흡입 구간의 제 3 실시 예를 나타낸 도면; 그리고
도 4는 로크 챔버의 다른 실시 예를 나타낸 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1∼10,14 : 도관 EK1,EK2 : 흡입챔버
P1∼P7,P9 : 펌프세트 PH1∼PH3 : 진공펌프
V1∼V18 : 밸브 VK1,VK2 : 밸브리드
본 발명은 특허청구범위 제1항과 제14항의 전제부에 따른 로크챔버장치 및 다단 로크챔버장치를 작동시키기 위한 방법에 관한 것이다.
유리 패널들은 예를 들어 스퍼터링 공정에 대하여 5 ×10-4hPa 내지 1 ×10-2hPa 범위의 압력, 바람직하게는 3 ×10-3hPa 압력의 고진공 조건하에서 유지되는 진공피복장치에서 피복된다.
진공피복장치의 생산성을 향상시키고 각각의 기판을 처리하기 위하여 전체 설비, 특히 고진공 구간을 배기시켜야만 하는 필요성을 없애기 위해서, 로드 및 언로드 로크(load and unload locks)가 기판들의 처리에 사용된다.
재료의 유동율을 개선시키고 생산성을 증가시키기 위해서, 현대적인 일련의 피복장치들에서는 분리형 로드 및 언로드 로크챔버가 사용된다. 단순한 구조의 소위 3-챔버 피복유니트는 로드 로크(load lock)로 구성되는데, 여기에서 기판은 연속적인 진공피복구간(처리 챔버)과 언로드 로크에서 통풍에 의해 대기압으로부터 적당한 전이압력(transition pressure), 즉 f.ex.p = 5E-2 hPa의 압력으로 펌핑되며, 추후 대기압 수준으로 다시 조정된다.
로크 챔버들은 처리에 충분한 최저 전이압력으로 가능한한 신속하게 진공처리(evacuating)되어야 한다. 통풍은 펌프들을 사용함이 없이 수초내에 이루어질 수 있지만, 진공처리를 위해서 소정의 진공펌프 스탠드가 로크챔버에 연결되어야만 한다.
일련의 피복 유니트에 대한 생산성 및 경제성을 결정하는 공통적인 요소는 소위 사이클(cycle), 즉 스테이션 타임(station time), 다시 말해서 기판의 다음 처리군(next batch of substrate)이 유니트 내로 도입되기 전에 기판의 처리군당(per substrate batch) 사용되는 시간 또는 연속적인 작동조건하에서 기판 처리군당 평균처리시간이다. 예를 들면 2분의 사이클 타임을 달성하기 위해서, 로크챔버는 소정의 대기압점(A)으로부터 (고)진공 범위하의 소정 지점(B)으로 또는 그 역으로 기판이 t〈 = 2분 내에 운반될 수 있는 조건하에 놓여져야 한다. 이러한 목적을 위해서, 상기 기판을 로크챔버 내외로 이송시키는 것이 필요하고, 상기 로크챔버를 배기 및 통풍시키는 것이 필요하며, 모든 적용가능한 밸브들을 개방 및 폐쇄시키는 것이 필요하다. 그러한 경우에 있어서, 모든 다른 수행임무들(상기 참조)이 상기 사이클 타임(예를 들면 120s의 90s) 내에 달성되므로, 진공처리에 유용한 시간은 상기 사이클 타임 보다 항상 줄어들게 된다.
하기의 공지된 관계식에서:
Figure 112005016371007-PAT00001
t = 펌프 시간
s = 펌핑 용량
Po = 출발압력(대기압)
P1 = 목표압력(이송압력, 로크 역 압력)이며, 펌프 시간과 그에 따른 사이클 타임을 줄일 수 있는 2가지 가능성이 존재함을 명백하게 알 수 있다.
즉, 로크 챔버의 체적을 감소시키거나, 로크챔버에 연관된 펌핑 용량을 증가시키는 것이다.
이러한 2가지 가능성은 기술적인 한계와 경제적인 한계를 모두 가지므로, 일련의 피복장치들에서 높은 생산성과 그에 상응하는 감소된 사이클 타임을 실현하기 위하여, 둘 또는 그이상의 로크 챔버들로 세분하여 배기/통풍 공정을 수행하여야 한다.
입구측에서, 예를 들면 첫번째 로드 로크 내에서 대기압으로부터 예를 들어 10hPa의 중간압력으로 배기가 진행되는 반면, 두 번째 로크 챔버에서는 중간압력(즉, 평형 압력)으로부터 예를 들어 5E-2 hPa의 전이압력으로 배기가 진행된다. 5 챔버 유니트(2개의 로드 로크, 2개의 언로드 로크, 1개의 처리 챔버)에서, 로드 및 언로드 작용은 2개의 챔버들 사이에서 나뉘어 실행되고, 따라서 2개의 사이클에서 2단계로 실행된다. 그러므로, 예를 들면, 약 2㎥ 내지 5㎥의 로크챔버 체적을 갖는 건축 유리 패널 피복유니트에 있어서, 60s 내지 90s, 바람직하게는 40s 내지 50s의 사이클 타임으로 감소될 수 있었다. 예를 들어 t < 30s의 훨씬 짧은 사이클 타임을 달성하기 위해서, 2단계 이송 원리가 다른 단계에서 보완적으로 실행되었고 3개의 로드/ 및 언로드 로크챔버들이 장치에 제공되었다. 이러한 소위 7-챔버 유니트들과 신속한 5-챔버 유니트들은 3 챔버 유니트들과 비교한 결과, 펌프시간(배기시간)이 단지 약 절반 정도(f.ex.17s of 35s) 소요되고, 보다 신속한 유니트에서는 예를 들어 사이클 타임의 단지 25% 정도(5s of 20s) 소요되고, 느리고 오래된 유니트에서는 펌프시간이 사이클 타임의 최대범위 만큼(f.ex.60s of 90s) 소요된다. 종래 기 술에 따르면, 각각의 로크챔버(로크 단계)에는 각각의 작동 범위에 상응하여 진공펌프 스탠드가 설치된다. 예를 들어, 제 1 로드 로크챔버(1)에서는 1000hPa 내지 10hPa의 압력범위에 대하여 대기압 친화형 펌프 스탠드가 설치되고, 예를 들어 제 2 로드 로크챔버(2)에서는 10hPa 내지 2E-2 hPa의 압력범위에 대하여 다단, 즉 3단 루츠 펌프 스탠드(Roots pump stand)가 설치된다.
미합중국 특허 제 4,504,194 호에는 에어 로크(air lock)의 고속 진공 펌핑을 위한 장치가 개시되어 있다. 이러한 목적을 위해서 에어 로크의 체적보다 큰 체적을 갖는 팽창탱크가 제공된다. 팽창탱크는 팽창 탱크에 연결된 진공펌프에 의해서 배기된다. 그러나, 이 장치는 작은 체적을 갖는 로크챔버들 및 처리시간이 배기 기간에 비해서 상대적으로 긴 공정들에만 적합하다. 그러므로, 큰 체적의 로크 챔버들을 갖는 유니트들, 즉 건축 유리패널 피복 유니트들에서 이 장치를 사용하는 것은 불가능하다.
그러므로, 본 발명의 기술적 과제는 특히 현존하는 5-챔버 또는 7-챔버 장치들을 갖는 진공 피복 장치용 로크챔버 유니트의 작동 효율을 개선시키고, 그리하여 2 내지 3개의 로드 및 언로드 로크챔버들 뿐만아니라 처리 챔버의 작동효율을 개선시키며, 특히 진공챔버 유니트에 대하여 보다 짧은 배기시간과 보다 짧은 사이클 타임을 달성하는데 있다. 작동 효율의 개선과 관련하여, 로크챔버들의 펌프 세트들에 대한 소요비용이 절감될 수 있다. 즉, 로크챔버들의 경제성이 향상되고, 결국에 는 비용상의 잇점과 공간상의 잇점이 얻어진다. 또한, 본 발명에 따르면, 주어진 사이클과 펌프시간에서 낮은 전이압력이 달성된다.
이러한 기술적 과제는 특허청구범위 제1항 또는 제14항의 특징들을 갖는 로크 챔버 유니트 뿐만아니라, 제25항 또는 제28항에 기재된 특징들을 갖는 로크 챔버 유니트의 작동방법에 의해서 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 종속항들에서 언급된다.
제 1의 실시 양태에 따르면, 본 발명은 펌프 세트들의 작동 용량을 인식하는 것에 기초한다. 그러므로, 로크 챔버들의 배기 시간은 개선, 즉 줄어든다. 상기 펌프 세트들이 그에 상응하는 요구조건들에 따르는 경우, 가장 적합한 사용이 모색되므로 상기 펌프 세트들은 개별적인 로드 로크챔버들에 적합하도록 변화한다. 따라서, 현존 압력 펌프들을 사용하여 유효한 펌핑 용량성의 증가, 즉 단일 로드 로크 챔버로부터 다른 챔버로의 짧아진 이송이 달성된다. 본 발명에 따르면, 펌프 유니트가 일정한 로드 로크 챔버에 대하여 유용하다는 것을 심각하게 고려할 필요는 없으며, 본 발명의 기본적인 개념은 각기다른 펌프 세트들이 흡입 공정동안에 이상적인 펌프 용량성을 달성하기 위해서, 즉 높은 수준의 이송압력하에서 단일 로크 챔버로부터 다른 챔버로 신속한 이송을 실행할 수 있도록 서로간에 적당하게 그룹화하고 결합하거나 재그룹화하는 것에 있다.
따라서, 첫 번째 로크 챔버로서 설계된 제 1 펌프 유니트는 이러한 챔버에 대하여 사용될 수 있을 뿐만아니라 제 2 로크 챔버에 대하여도 사용될 수 있으며, 상기 펌프 유니트로부터 제 1 로크 챔버와 제 2 로크 챔버로의 상응하는 연결만이 제공될 것이다. 로딩 공정의 요구조건 및 단계에 따르면, 제 1 로드 로크 챔버나 제 2 로드 로크 챔버 또는 이들 챔버 모두에 제 1 펌프 유니트의 펌핑 용량, 즉 흡수 용량을 동시적으로 제공할 수 있다.
또한, 이러한 제 1 펌프 세트는 제 2 로드 로크 챔버에 직접적으로 또는 간접적으로 설치될 뿐만아니라, 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 따르면, 제 2 펌프 세트에 대한 예비 펌핑 단계로서 제 2 로크 챔버의 배기용으로 설계되어 상기 로드 로크 챔버에 순차적으로 추가될 수 있다.
그러므로, 보다 효율적인 펌핑 용량의 분배를 제공하는 제 1 펌프 세트의 이용 가능성을 확대시킬 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 실시 예에 따르면, 제 3 펌프 세트가 설치되는데, 이 제 3 펌프 세트는 제 2 펌프 세트에 대한 추가적인 펌핑 단계로서 제공되며, 제 1 펌프 세트가 제 1 로크 챔버에 대하여 주로 사용되기 때문에 예비 펌핑 단계로서 더 이상 유용하지 않은 경우에 제 2 펌프 세트를 강화할 목적으로 특히 낮은 압력하의 로크 챔버 영역에 설치된다.
상기한 방식과는 달리, 본 발명의 또다른 바람직한 실시 예에 따르면, 제 3 펌프 세트가 제 1 펌프 세트와 제 2 펌프 세트에 대한 공통의 예비 펌핑 단계로서 설치되며, 제 3 펌프 세트는 제 1 펌프 세트나 제 2 펌프 세트 또는 이들의 조합에 대한 예비 펌핑 단계로서 이용될 것이다. 그러므로, 제 1 펌프 세트와 유사한 제 3 펌프 세트는 특히 로딩 공정동안에 변경된 펌핑 용량을 로드 로크 챔버들에 제공한다. 따라서, 이때 제공된 펌핑 용량은 배기시간을 줄이는데 이용되거나 또는 낮은 이송 압력율이 실행되는데 이용된다.
본 발명의 또다른 바람직한 실시 예에 따르면, 평행한 방향으로 인접하여 연결된 펌프 세트의 펌프들의 경우에 있어서, 상응하는 바이패스가 제공되며, 그리하여 상기 바이패스의 활성화/비활성화 및 나머지 연결 도관들의 적당한 분리에 의해서, 이러한 펌프는 다단계 펌핑 스탠드를 만들어내기 위해서 사전의 평행하게 연결된 펌프들에 순차적으로 연결된다. 이것은 압력 조건들에 따른 펌프들의 간단한 재그룹화에 의해서 필요한 펌핑 용량을 요구조건에 따라 조정할 수 있는 잇점을 제공한다. 예를 들면, 제 1 펌프 세트는 제 2 펌프 세트에 대한 예비 펌핑 단계로서 유용하고, 그에 상응하는 펌프가 제 2 펌프 세트의 다른 펌프들과 평행하게 작동된다. 예비 펌핑 단계로서 제 1 펌프 세트의 비활성화된 경우에, 이들 세트들로서 다단계 펌핑 스탠드를 구성하기 위하여, 바이패스를 구비한 펌프가 제 2 펌프 세트의 다른 펌트들에 순차적으로 연결될 것이다.
본 발명의 또다른 바람직한 실시 예에 따르면, 인접하여 평행한 위치에 연결된 펌프들, 특히 제 2 로크 챔버에 대한 제 2 펌프 세트의 펌프들의 경우에 있어서, 상기 펌프들에 평행한 위치에 차동 압력 바이패스 리드가 일체화되고, 그리하여 평행한 펌프 세트들, 특히 제 2 펌프 세트는 높은 흡입압력의 경우에 있어서 우세한 압력 조건들에 따라 자동적으로 작동된다. 차동 바이패스 리드(K2)의 작용에 의해, 평행하게 일체화된 펌프들의 배출 구간은, 최대 차동압력을 제공하기 위해서 예를 들어 제 2 로크 챔버를 통하여 흡기구간과 연결된다.
평행하게 일체화된 펌프들의 최대 압축율, 결과적으로 기계적인 능력, 전기적인 능력, 허용성(acceptance)이 제한되고, 그리하여 이 펌프들은 차동압력 바이패스 리드 없이도 상당히 높은 흡입압력으로 사용된다. 그 결과, 예를 들어 루츠 펌프들과 같은 평행하게 일체화된 펌프들은 비교적 높은 압력율로 펌핑 작용을 수행하고 사전의 펌핑 배기작동시에 펌핑 용량을 제공한다. 그러므로, 예를 들어 흡입작동 전에 냉각되고 > 800hPa의 고도의 허용가능한 차동압력을 조절하는 루츠 펌프들과 같은 제 2 펌프 세트용의 복잡한 펌프들을 배제시킬 수 있게 된다. 또한, 로크 챔버에 이르는 도관들에 배치된 상응하는 밸브들을 폐쇄시킬 필요없이, 제 2 펌프 세트를 제 2 로크 챔버에 영구적으로 연결시킬 수 있게 된다. 이것은 제 2 펌프 세트의 펌프들을 양호하게 이용할 수 있게 하며, 펌프 세트의 보다 간단한 설계를 가능하게 한다. 단지 하나의 평행하게 일체화된 차동 바이패스 리드 대신에, 각각의 펌프는 자체의 차동압력 바이패스 리드를 구비하거나, 또는 일체화된(차동 압력) 바이패스 리드를 갖는 펌프들을 사용할 수 있다.
명백하게, 차동 펌프 세트들은, 예를 들어 오일 밀봉되거나 또는 건조 압축식 진공 펌프들, 특히 회전 베인(vane) 펌프들, 회전 피스톤 펌프들, 회전 플런저 펌프들, 루츠 진공 부스터(booster), 축방향 펌프인 건식 펌프들, 루츠 펌프들, 특히 예비-허용(pre-admittance) 냉각된 루츠 펌프들 등과 같은 하나 또는 여러개의 평행하게 서로 일체화된 단일 또는 다단의 진공 펌프들을 포함한다.
펌핑 용량의 다양한 실시예에 따르면, 예를 들어 축방향 펌프들과 같은 건조 압축식 진공 펌프들만을 이용함으로써, 오일 밀봉된 펌프 세트들을 완벽하게 배제시키는 것이 가능해진다.
본 발명의 제 2 실시 양태에 따르면, 이송공정의 가속화는 완충 체적(buffer volume)을 제공하는 완충 장치들(buffer devices)을 설치함으로써 달성되는데, 이때 완충 체적은 일정한 펌프 세트들의 펌핑 용량이 중간 배기 공정에서 요구되지 않는 경우나 또는 직접적인 배출 작용이 아직은 실행되지 않은 경우에 배기된다. 흡수 용량, 즉 펌핑 용량은 한순간에 완충 세트에 저장되고, 배기의 목적, 즉 로크 챔버들의 압력 감소를 위해서 갑작스런 압력 평형화에 의해 로크 챔버들로 제공된다. 갑작스런 압력 평형화는 수초, 즉 "제로시간" 내에 상당히 빠른 배기를 가능하게 한다.
바람직하게는, 각각의 로크 챔버에 대하여, 특정 완충장치는 그에 상응하는 완충 체적을 가지며, 진공 영역에 인접한 로크 챔버가 배기되고 그에 따라 선행 로크 챔버가 갑작스런 압력 감소를 위한 압력 평형화를 제공하는 경우에, 로크 챔버는 이러한 외부 완충 장치들에 대하여 완충로서 작용한다.
외부 완충 장치들은 별도의 펌프 세트들을 구비하나, 로크 챔버들에 이미 제공된 현존하는 펌프 세트들을 편리하게 이용할 수도 있고, 펌프 세트들을 완충장치로부터 분리하거나 또는 추가할 수도 있다. 상기 로크 챔버 펌프 세트들의 적당한 이용이 보장된다.
해당 기술분야의 당업자에게는 로크의 로드측과 언로드측 모두에서 상기한 구성 및 작용이 실행가능함을 명백하게 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 다른 장점들과 특징들은 첨부된 도면들을 참조로한 바람직한 실시 예의 상세한 설명을 통해서 명백하게 밝혀질 것이다.
도 1은 진공처리장치의 흡입 구간을 개략적으로 나타낸 도면으로서, 본 발명에서 진공처리장치, 즉 유리피복장치는 2개의 흡입 챔버들(EK1,EK2), 이송 챔버(TK) 및 스퍼터링 챔버(SK1)를 구비한다. 스퍼터링 챔버(SK1)와 이송 챔버(TK)는 피복 영역에 대한 고진공 조건을 조절하기 위해서 다수의 고진공 펌프들을 구비하고 있다.
흡입 챔버들(EK1,EK2)은 밸브 플랩(VK1)에 의해서 외부 환경에 대하여 격리되며, 밸브 플랩(VK3)에 의해서 이송 챔버(TK)에 대하여 격리된다. 또한, 흡입 챔버들(EK1,EK2)은 밸브 플랩(VK2)에 의해서 서로 격리된다.
흡입 챔버(EK1)를 통기시키기 위한 밸브(VFlut)가 흡입 챔버(EK1)에 제공된다.
추가적으로, 흡입 챔버(EK1)에는 5개의 평행하게 일체화된 회전식 베인 펌프들로 이루어진 제 1 펌프 세트(P1)가 제공되는데, 이때 제 1 펌프 세트(P1)는 도관(1)과 밸브(V1)를 통해서 흡입 챔버(EK1)에 연결된다. 또한, 제 1 펌프 세트(P1)는 도관(2)과 밸브(V2)를 통해서 흡입 챔버(EK2)에 연결된다. 또한, 제 1 펌프 세트(P1)는 밸브(V5)에 의해 패쇄가 가능한 도관(3)을 통해서 제 2 펌프 세트(P2,P3)에 연결되는데, 이때 제 2 펌프 세트(P2,P3)는 평행하게 배열되어 일체로 통합된 루츠 펌프들(P2,P3)로 이루어진다.
제 2 펌프 세트(P2,P3)의 루츠 펌프들(P2,P3)은 배출구측에서 도관(5)을 통해 서로 연결되고, 이때 도관(5)은 밸브(V7)에 의해 잠궈질 수 있다. 펌프들(P2,P3)은 도관들(4) 및 도관들(4)에 설치된 밸브들(V3,V4)에 의해서 흡입 챔버(EK2)에 연결된다. 또한, 제 3 펌프 세트(P4)는 루츠 펌프들 및 여기에 일체화된 회전식 베인 펌프를 구비한 2단 루츠 펌프 스탠드를 기초로 제공되며, 도관(6)과 특수 밸브(V6)를 통해서 제 2 펌프 세트, 특히 도관(5)에 연결된다.
또한, 흡입 챔버(EK2)에는, 고진공 펌프들이 제공되는데, 이들은 서로 평행한 상태로 연결되며 밸브들(Vh1∼Vh3)을 통해서 흡입 챔버(EK2)에 연결된다.
그러한 로크 챔버 내에서의 흡입 공정은, 제 1 흡입 챔버(EK1)의 초기 밸브 리드(VK1)가 개방되고 기판이 상기 제 1 흡입 챔버(EK1) 내로 이송되는 방식으로 진행된다. 그런 후에, 초기 밸브 리드(VK1)는 폐쇄되고 밸브(V1)는 펌프 단(P1) 쪽으로 개방되며, 이에 의해 흡입 챔버(EK2)가 배기된다.
그런 다음, 밸브들(V3,V4,V5)이 폐쇄되고 밸브(V2)와 밸브 리드(VK2)가 개방된다. 이러한 작동에 의해서 예를 들어 200hPa의 압력이 조성된다. 이와 동시에, 기판이 제 1 흡입 챔버(EK1)로부터 제 2 흡입 챔버(EK2)로 이동하게 된다.
예를 들어 80hPa과 같은 적당한 압력수준이 달성되면, 밸브들(V5,V3)이 개방되고 밸브(V1,V2)가 폐쇄된다. 이와 동시에 또는 조금 뒤처져서 밸브(V4,V7)가 개방된다. 또한, 밸브(V6)가 개방되는데, 이 밸브(V6)는 펌프 스탠드(P4)의 일정 형식에 따라 임의로 제공된다. 만일, 예를 들어 제 3 펌프 세트(P4)가 바이패스 도관을 갖는 포어펌프(forepump)와 루츠펌프로 구성된다면, 상기 임의의 밸브(V6)는 없 어도 무방하다. 이러한 경우에, 제 3 펌프 세트(P4)는 대기압 또는 예를 들어 100hPa 내지 300hPa의 매우 높은 흡입 압력하에서 활성화되고 연속적으로 작동될 것이다.
다음에는, 밸브(V1)와 밸브 리드(VK2)가 폐쇄되고, 그리하여 제 1 흡입 챔버(EK1)는 다시 통기되고 밸브 리드(VK1)는 제 1 흡입 챔버(EK1) 내로 다음의 기판을 도입하도록 개방될 것이다.
또한, 밸브(V5)가 폐쇄되고, 제 1 펌프 세트(P1)는 제 2 펌프 세트(P2,P3)에 대한 포어펌프 스탠드, 즉 제 3 펌프 세트(P4)에 대하여 평행하게 배치된 스탠드로서 더 이상 작동하지 않는다. 또한, 제 3 펌프 세트(P4)는 보유 펌프 스탠드로서 제 2 펌프 세트(P2,P3)에 연결되며, 밸브(V1)의 개방중에 제 1 펌프 세트는 제 1 흡입 챔버(EK1)를 진공배기시키도록 다시 이용될 것이다.
제 2 흡입 챔버(EK2)에 있어서, 고진공하에서 상기 제 2 흡입 챔버(EK2)를 조절하기 위하여 임의의 고진공 밸브들(Vh1∼Vh3)이 개방된다. 0.3hPa의 압력 스탠드에서 밸브들(V3,V4)이 폐쇄되고, 예를 들어 2 ×10-3hPa 압력의 진공조건들이 달성되며, 처리영역(이송챔버)으로 기판을 이송하기 위하여 밸브 리드(VK3)가 개방된다.
이러한 단계 동안에 2개의 흡입챔버들 내에서 상기 절차들이 동시적으로 진행되고 그리하여 가능한한 가장 짧은 사이클 타임에 도달할 수 있는 것이 매우 중요하다. 제 1 펌프 세트(P1)가 제 1 흡입 챔버(EK1) 뿐만아니라 제 2 흡입 챔버 (EK2)에 연결되기 때문에, 제 1 펌프 세트(P1)는 짧아진 흡입구, 즉 단축된 사이클 타임에 기여하도록 긴 시간동안 이용될 것이다.
상기한 유니트, 즉 상기한 절차의 장점은, 제 1 흡입 챔버(EK1)와 제 2 흡입 챔버(EK2) 사이의 밸브 리드(VK2)가 약 15hPa에 달하는 제 2 펌프 세트의 루츠펌프들(P2,P3)의 허용 압력으로는 개방될 수 없고, 100hPa 내지 200hPa의 범위, 바람직하게는 150hPa의 높은 압력으로 개방된다는 것이다. 따라서, 펌핑 시간이 제 1 흡입 챔버(EK1) 내에서 약 1/3가량 단축되거나, 펌프 세트(P1)의 펌핑 용량이 1/3가량 감소된다.
또한, 제 1 펌프 세트(P1)는 상기 제 2 펌프 세트의 포어펌프 스탠드로서 밸브(V5)를 통해 펌프들(P2,P3)을 사용하며, 그리하여 펌프들(P2,P3)을 구비한 제 2 펌프 세트는 상당히 높은 압력하에서 사용될 것이다. 10hPa 대신에 약 100hPa의 이용률이 실행될 것이다.
특히, 각기다른 밸브들, 특히 V5,V7,V3 및 V4의 개방 및 V2의 폐쇄시간은 서로 동기화하여 이루어지며, 펌핑 용량의 중단이 초래되지 않고, 사이클 타임의 대체 시간들에 부정적인 영향이 초래되지 않는다.
임의의 고진공 펌프들(PH1 내지 PH3)에 대하여 필수 이송압력, 즉 활성화 압력이 달성될 때까지, 제 3 펌프 세트(P4)는 제 2 펌프 세트(P2,P3)와 함께 다단 펌프 스탠드를 형성하도록 설계된다. 또한, 제 1 펌프 세트(P1)가 상기 흡입 챔버(EK1)를 배기시키는데 필요한 경우에, 제 3 펌프 세트(P4)는 제 2 펌프 세트 (P2,P3)를 강화하도록 설계된다. 그러므로, 제 2 펌프 세트(P2,P3)에 대한 포어펌프 스탠드로서 더 이상 유용하지 않다.
도 3에 도시된 본 발명의 다른 실시 예는 도 1의 실시 예에 거의 대응하므로, 하기에서는 단지 그 차이점에 관해서만 설명하게 될 것이다. 제 2 펌프 세트,즉 루츠 펌프들(P2,P3)에 추가적으로 제 3 루츠 펌프(P5)가 평행하게 일체화되어 추가적인 도관(14)과 밸브(V10)를 거쳐서 흡입 챔버(EK2)에 연결된다. 또한, 제 3 펌프(P5)에 대하여 평행한 방식으로, 도관(8)이 흡입 챔버 도관(14)과 도관(5) 사이에 배치되어 펌프들(P2,P3 및 P5)의 출력측을 연결하고, 다시 밸브(V11)가 도관(8)에 배치된다. 도관(8)은 밸브(V10)와 펌프(P5) 사이에서 도관(14)에 연통한다. 또한, 밸브(V12)는 도관(5)에서 도관(8)의 흡입구와 도관(5)에서 도관(6)의 흡입구 사이에 일체로 구비된다. 이러한 바이패스는 밸브(V10)와 밸브(V12)를 폐쇄시키고 밸브(V11)를 개방시킴으로써 펌프(P5)에 설정되고, 이에 의해 펌프(P5)를 루츠 펌프들(P2,P3)에 통합시킬 수 있으며, 그리하여 펌프(P5)는 회전식 베인 펌프를 기초로한 단일 단의 펌프에 의해서 형성된 제 3 펌프 세트(P4)와 함께 다단 루츠 펌프 스탠드를 형성한다.
결과적으로, 제 1 펌프 세트(P1)가 흡입 챔버(EK1)를 다시 배기시키므로 제 1 펌프 세트(P1)는 제 2 펌프 세트에 대한 일체의 펌핑 단으로서 더 이상 유용하지 않고, 그에 따라 펌프(P5)의 재그룹화, 즉 펌프(P5)를 펌프들(P2,P3)에 순차적으로 통합시키는 것에 의해서 흡입 챔버(EK2)에 대한 잠재적인 다단 펌프 세트를 달성할 수 있다. 따라서, 밸브(V5) 또는 밸브(V7)가 폐쇄되기 전에, 펌프(P5)를 펌프들 (P2,P3)에 순차적으로 통합시키기 위해서 밸브들(V10,V12)이 폐쇄되고 밸브(V11)는 개방된다. 상기한 것을 제외하고는, 그 작동절차는 도 1의 흡입 영역에서 수행되는 흡입 공정에 대응한다. 그런데, 이러한 변형의 잇점은, 밸브들(V10,V12)을 폐쇄시키고 밸브(V11)를 개방시킴에 의해서 제 2 펌프 세트(P2,P3,P5)에 의한 배출 동작시 3단 루츠 펌프 스탠드가 포어펌프 유니트로서 제 2 및 제 3 펌프 세트(P4)로서 형성되는 것이다. 루츠 펌프들(P2,P3)이 구비된 제 3의 단은 밸브(V7)의 개방/폐쇄에 의해서 두배가 되거나 또는 절반이 되고, 그렇지않으면 제 1 펌프 세트(P1)와 제 3 펌프 세트(P4) 사이에서 각각 분할된다.
도 2에 도시된 실시 예에 있어서, 제 1 펌프 세트는 2개의 평행한 일체화된 단일 단 및 예비 허용 냉각 루츠 펌프들로서 형성되고, 도관(1)과 밸브(V1)를 통해서 흡입 챔버(EK1)에 연결되고 도관(2)과 밸브(V2)를 통해서 흡입 챔버(EK2)에 연결된다(예비 허용 가스냉각은 도시되지 않음).
2단의 평행한 루츠 펌프들(P2,P3)로 이루어진 제 2 펌프 세트는 다시 도관(4) 및 대응하는 밸브들(V3,V4)을 거쳐서 흡입 챔버(EK2)에 연결된다.
제 1 펌프 세트(P1)와 제 2 펌프 세트(P2,P3)의 배출측에서, 예를 들어 축방향 펌프들의 형태로 평행하게 일체화된 단일 단의 건식 펌프들로 이루어진 제 3 펌프 세트(P4a,P4b)가 제공되며, 이는 도관(6)을 통해서 제 2 펌프 세트(P2,P3)에 연결되고, 그들의 결합 도관(5), 즉 도관(7)을 거쳐서 제 1 펌프 세트(P1)에 연결된다. 도관(6)에는 밸브(V6)가 제공되고 도관(7)에는 밸브(V8)가 제공되며, 그리하여 대응하는 연결이 분리된다. 또한, 평행하게 일체화된 축방향 펌프들(P4a,P4b) 사이 의 연결 도관에 밸브(V9)가 제공된다. 도 2에 도시된 실시 예에 있어서, 흡입 챔버(EK1)와 (EK2)는 다단 펌핑 스탠드를 거쳐서 배기되고, 특히 이러한 배치로 인하여 오일 밀봉된 포어펌프들을 구비할 필요가 없으며, 이와는 달리 건식 압축 펌프들을 사용하는 것이 바람직하다.
도 2에 도시된 진공 처리장치 내로의 기판 도입과정은, 제 1 흡입 챔버(EK1)의 밸브 리드(VK1)가 먼저 개방되고 기판이 제 1 흡입 챔버(EK1) 내로 운반되는 방식으로 진행된다. 다음에는, 밸브 리드(VK1)가 폐쇄되고 제 1 펌프 세트(P1)에 대한 밸브(V1)가 개방된다. 이때, 예를 들어 500 내지 1000hPa의 고압수준으로 운반된 가스가 제 3 펌프 세트(P4)의 포어 펌프 수준에 따라 배출 리드(K1)를 통해서 대기중으로 배출된다. 예를 들어 300hPa의 수용 압력(Pu)에 따라, 밸브(V8), 즉 밸브(V8,V9)가 개방되고, 그리하여 다단 펌프 세트가 상기 흡입 챔버(EK1)의 배기를 위해 제공된다.
다음에는, 밸브들(V3,V4)이 폐쇄되고, 제 1 흡입 챔버(EK1)와 제 2 흡입 챔버(EK2) 사이의 밸브(V2)와 밸브 리드(VK2)가 개방된다. 그러면, 기판이 제 1 흡입 챔버(EK1)로부터 제 2 흡입 챔버(EK2) 내로 운반된다.
다음에는, 밸브들(V6,V3,V4)이 개방되고, 밸브들(V8,V9)이 폐쇄된다. 그러면, 밸브 리드(VK2)와 밸브(V1)가 다시 폐쇄되고, 허용 챔버, 즉 제 1 흡입 챔버(EK1)가 통기되고, 다음의 기판을 제 1 흡입 챔버(EK1) 내로 도입하도록 밸브 리드(VK1)가 개방된다.
다음에는, 제 1 흡입 챔버(EK1)를 배기시키기 위해서 밸브들(V8,V2)이 폐쇄되고 밸브(V1)가 개방된다. 도 1에 도시된 제 1 실시 예의 동작에 따라서 고진공 펌프들(PH1 내지 PH3)이 밸브들(Vh1 내지 Vh3)을 거쳐서 제 2 흡입 챔버(EK2)에 연결되고, 그리하여 밸브들(V3,V4)이 폐쇄된다. 제 2 흡입 챔버(EK2)가 스퍼터링 챔버(1)의 진공 조건들에 대응하는 경우에, 밸브 리드(VK3)가 개방되고, 기판은 처리영역 내로 도입될 것이다. 여기에서, 명백하게도, 로드 로크 챔버들(EK1,EK2) 내에서의 공정은 부분적으로 동시에 진행된다.
이러한 배치의 잇점은 제 1 펌프 세트(P1)와 제 3 펌프 세트(P3)가 거의 100% 이용될 수 있다는 것이다. 즉, 전체 흡입구에 걸쳐서 허용가능한 사이클로서 이용될 수 있다. 또한, 여기에서 챔버 밸브(VK2)는 예를 들어 100 내지 400hPa, 특히 250hPa의 고압 수준에서 개방되는데, 이는 루츠 펌프들(P2,P3)의 허용압력에 대응하는 약 15hPa의 압력에서 개방되는 것과 비교할 때, 흡입 챔버(EK1)를 배기시키기 위한 명백하게 짧아진 펌핑 시간에 대응하고, 즉 상응하는 펌프 스탠드의 보다 단순한 구성을 가능하게 한다.
제 3 펌프 세트(P4)를 포어펌프 스탠드로서 이용하는 여러 가지 조건들로 인하여, 제 1 펌프 세트(P1)와 제 2 펌프 세트(P2,P3)는 흡입 챔버(EK1,EK2)에 대하여 이용되며, 다양한 이용을 위하여 다단 펌프 스탠드가 제공된다. 특히, 도시된 모든 실시 예에 있어서, 펌핑 용량, 즉 흡수 용량은 대기로부터 진공으로의 배기방향을 따라서, 즉 펌핑 용량의 국부적인 요구조건에 따라서 기판이 흡입측에 배열되 게 하며, 그 결과 상당한 용량의 증가와 시간 감소 효과를 얻을 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 것과 유사한 도면으로서, 본 발명에 따른 로크챔버의 다른 실시 예를 나타내고 있다.
첫 번째 차이점은, 제 2 펌프 세트가 평행하게 일체화된 펌프들(P2,P3,P5)을 구비하고, 도 3에 도시된 바와 같이 바이패스(8)가 펌프(P5)에 대하여 평행한 것이 아니라 도관(4)에 대하여 평행하며, 펌프들(P2,P3,P5)이 제 2 흡입구 챔버(EK2)에 연결되며, 차동 압력 바이패스 리드(K2)가 제공되고 도관(9)과 밸브(V17)를 거쳐서 제 2 흡입구 챔버(EK2)에 연결된다는 것이다. 이러한 배치로 인하여, 급속한 진공배기를 위해 흡수 용량의 일부를 이용할 수 있도록 하기 위하여, 이미 높은 흡입압력으로 조정된 차동 압력에 따라, 평행하게 일체화된 루츠 펌프들(P2,P3,P5)에 비교적 높은 흡입압력을 제공할 수 있다. 제 2 흡입챔버(EK2)를 통한 펌프들(P2,P3,P5)의 출력측과 흡수측의 연결로 인하여, 바이패스 리드(K2)는 펌프들(P2,P3,P5)이 바이패스 리드(K2)에서 조정될 차동 압력을 극복하게 한다. 이를 위해서, 예를 들면 바이패스 리드는 스프링 적재 또는 무게추 적재 밸브로 구성되는데, 이는 루츠 펌프들(P2,P3,P5)의 배기측에서 결정 과도압력의 발생시 챔버의 방향으로 개방된다. 그러므로, 밸브들(V3,V4,V10)은 높은 흡수압력하에서 및/또는 예비허용 냉각 루츠펌프들의 이용시에 개방되거나 개방된 상태를 유지하고, 높은 압력에서 사용되며, 배제가 가능하므로 제 2 펌프 세트에 대한 소요비용이 절감되고, 이와동시에 높아진 펌핑 용량을 제공할 수 있게 된다. 명백하게, 차동압력 바이패스(K2) 대신에, 예를 들어 각각의 펌프들(P2,P3,P5)에 대하여 다양한 차동압력 리 드들이 제공될 수 있으며, 일체화된 바이패스 리드들을 구비한 루츠 펌프들을 사용할 수 있다.
상기 바이패스 리드(K2)의 배치는 추가적인 장점을 제공한다. 즉, 밸브들(V17,V3,V4,V10)은 그들의 작동과정 동안에 영구적으로 개방된 상태로 유지되고, 그리하여 진공 펌프들(PH1 내지 PH3)이 없어도 되는 경우에 각각의 사이클에서 강제적으로 폐쇄되지는 않으며, 따라서 작동이 단순해진다.
도 3에 도시된 실시 예에 비하여 도 4에 도시된 실시 예의 2번째 차이점은 다음과 같다. 즉, 제 1 펌프 세트(P1)의 평행하게 일체화된 진공 펌프들은 도관(10)과 밸브들(V13,V15)을 통해서 제 3 펌프 세트(P4)에 연결되며, 이때 밸브(V16)를 통해서 다른 펌프(P9)와 평행하게 배치되고 밸브(V13)를 통해서 다른 펌프(P10)에 평행하게 배치된다. 밸브(V5)를 폐쇄시키고 밸브들(V6,V13,V15,V9)을 개방시킴에 의해서, 배기과정 동안에 제 1 펌프 세트(P1), 제 4 펌프 세트(P4) 및 제 2 펌프 세트(P2,P3,P5)를 이용하여 다단 펌핑 수준을 조성할 수 있다. 그러므로, 2단 펌핑 수준에서 시작하여 펌핑 용량의 중단없이 3단 펌핑수준으로의 거의 완벽한 변화가 이루어질 수 있으며, 일반적으로 n단 펌핑수준에서 시작하여 n+1단 펌핑 수준을 달성할 수 있다. 결과적으로, 밸브(V16)를 갖는 펌프(P9)는 단지 임의로 제공될 수 있는 것이다.
선행하는 다른 실시 예들에 비하여 도 4에 도시된 실시 예의 다른 필수적인 차이점은, 외부 완충 유니트(EB1)가 밸브(V14)와 도관(10) 및 도관(1)을 통해서 제 1 흡입챔버(EK1)와 연결된다는 것이다. 외부 완충 유니트(EB1)는 완충링 체적(buffering volume)을 제공하는데, 이는 임의로 설치되는 제 5 펌프 세트(P6) 또는 제 1 펌프 세트(P1)를 통해서 흡수된다. 배기된 완충 체적에 따라, 밸브들(V1,V14)을 개방한 후에, 제 1 흡입챔버(EK1) 내부의 압력이 갑자기 감소된다. 이러한 방식에 있어서, 펌핑 용량, 즉 흡수 용량을 일정시간 동안에 이용하는 것이 가능하다. 흡입 챔버들(EK1,EK2)의 직접적인 배기에 대한 펌핑 용량, 즉 흡수 용량은 필요하지 않으며, 제 5 펌프 세트(P6)와 흡입챔버(EK1)의 추가적인 일체화는 압력 조건으로 인하여 바람직하지 않다. 그러므로, 이러한 펌핑 용량, 즉 흡수 용량은 완충 유니트(EB1)에서 저장되며, 필요에 따라 제 1 흡입챔버(EK1)로 제공된다.
유사한 방식에 있어서, 제 2 흡입 챔버(EK2)는 내부 완충 유니트로서 작용하며, 밸브들(V1,V2)을 개방시키는 경우에 흡입챔버들(EK1,EK2) 사이에서 압력 평형화가 이루어지고, 그리하여 압력 감소가 갑작스럽게 이루어진다. 특히, 제 1 흡입챔버(EK1)와 완충 유니트(EB1) 사이의 압력 평형화와 제 1 흡입챔버(EK1)와 제 2 흡입챔버(EK2) 사이의 압력 평형화가 조정되는 경우, 2단계의 신속한 압력감소가 달성될 수 있고, 제 2 흡입챔버(EK2)에 대한 흡수 용량은 장시간의 이송공정 동안에 이용될 것이다.
또한, 제 2 외부 완충 유니트(EB2)는 제 6 펌프 세트(P7)을 임의로 구비하고, 제 6 펌프 세트(P7)에 의해 제 2 흡입챔버(EK2)와 제 2 완충 유니트(EB2) 사이에 압력 평형화가 이루어지고 그리하여 갑작스런 압력감소가 초래된다. 제 6 펌프 세트(P7) 대신에, 제 2 완충 유니트(EB2)의 완충 체적은 제 2 펌프(P2,P3,P5), 제 3 펌프(P4) 및/또는 예를 들어 펌프 세트(P9)와 같이 제 2 흡입 챔버(EK2)에 대하여 이미 제공된 다른 펌프 세트들을 통해서 배기된다.
도 4에 도시된 실시 예에 있어서, 고진공 펌프들(PH1 내지 PH3)이 모든 실시 예들에서 배제될 것이며, 그로 인하여 제 2 흡입 챔버(EK2)의 흡수 용량이 초과되는 경우 충분한 진공이 얻어진다.
밸브들(V3,V4,V10,V17)은 펌프 스탠드로부터 제 2 흡입 챔버(EK2)를 분리시킬 수 있도록 설계되고, 챔버 또는 펌프 스탠드의 독립적인 통기를 가능하게 한다. 만일, 이것이 필요하지 않다면 이러한 밸브들 또한 필요가 없게 된다. 그러나, 모든 경우에 있어서 밸브들(V3,V4,V10,V17)은 필요하며, 제 2 완충 유니트(EB2)가 제 2 펌프 세트(P2,P3,P5)를 통해서 배기되는 경우, 제 2 흡입 챔버(EK2)로부터의 분리가 요구될 것이다. 그러나, 만일 제 2 완충 유니트(EB2)가 단지 제 6 펌프 세트(P7)를 통해서 배기되면, 제 2 완충 유니트(EB2)는 밸브(V18)에 의해서 제 2 흡입 챔버(EK2)와 직접 결합된다.
도 4에 도시된 실시 예에 있어서, 이송 공정은 다음과 같은 방식으로 진행된다. 먼저, 제 1 흡입 챔버(EK1)의 밸브 리드(VK1)가 개방되면 기판이 제 1 흡입 챔버(EK1) 내로 이송된다. 다음에는, 밸브 리드(VK1)가 폐쇄되고 밸브(V1)가 펌프 스탠드(P1) 쪽으로 개방된다. 이러한 과정동안에 밸브(V14)가 개방되고 밸브들(V2,V5,V13) 또는 밸브(V15)가 폐쇄된다. 제 1 완충 유니트(EB1)의 배기된 완충 체적의 압력 평형화로 인하여, 제 1 흡입 챔버(EK1) 내에서의 압력이 대기압으로부터 약 400hPa의 압력으로 갑작스럽게 줄어들게 된다.
그러면, 밸브(V14)는 폐쇄되고 밸브(V2)가 개방된다. 그리하여 제 1 흡입 챔버(EK1)와 제 2의 배기된 흡입 챔버(EK2) 사이에서 정확하게 제 2의 순차적인 압력 평형화가 달성된다. 제 1 흡입 챔버(EK1)와 제 2 흡입 챔버(EK2)에 대략적으로 동일한 챔버 체적이 제공됨에 따라서, 두 챔버들 내의 압력은 약 200hPa로 갑작스럽게 조절된다. 그러면, 밸브 리드(VK2)가 개방되고, 기판이 제 1 흡입 챔버(EK1)로부터 제 2 흡입 챔버(EK2) 내로 이동된다. 이러한 과정 동안에, 밸브(V5)가 개방되고 밸브들(V1,V2)이 폐쇄된다.
동시에 또는 조금 뒤쳐저서 밸브들(V6,V15), 밸브(V13)가 개방되고 밸브(V5)가 폐쇄된다. 그리하여, 제 3 펌프 세트(P4)를 향하는 바이패스가 더 이상 존재하지 않게 되며, 제 1 펌프 세트(P1), 제 2 펌프 세트(P2,P3,P5) 및 제 3 펌프 세트(P4)로부터의 펌핑 단계에 따라 다단계 펌핑 수준이 이루어진다.
다음에는, 밸브 리드(VK2)가 폐쇄되고, 제 1 흡입 챔버(EK1)가 밸브(VFlut)를 통해서 배기된다. 다음에는, 밸브 리드(VK2)가 개방되고 기판이 제 1 흡입 챔버(EK1) 내로 도입된다. 임의로 제공된 고진공 펌프들(PH1 내지 PH3)은 밸브들(VH1 내지 VH3)를 개방시킴에 의해서 제 2 흡입 챔버(EK2)와 연결된다. 이러한 경우에 있어서, 밸브들(V3,V4,V10,V17)이 폐쇄된다. 만일 고진공 펌프들이 제 2 흡입 챔버(EK2)에 설치되면, 이러한 밸브들은 작동중에 연속적으로 개방된 상태를 유지한다. 그러면, 밸브 리드(VK3)가 개방되고 기판이 처리영역으로 이송되어 이송 챔버(TK) 내로 이송된다. 밸브들(V13,V15)이 폐쇄되고, 밸브(V14)가 개방될 것이다. 그리하여, 제 1 펌프 세트가 제 1 완충 유니트(EB1)의 완충 체적을 진공배기시킨다. 만일 제 5 펌프 세트(P6)가 설치되면, 제 1 완충 유니트(EB1)의 완충 체적이 제 1 펌프 세트(P1)와 제 5 펌프 세트(P6)를 통해서 배기된다. 흡입공정이 개시된다.
만일 도 4에 도시된 로크 챔버 배치를 따르는 경우, 제 2 외부 완충 유니트(EB2)가 제공되면, 기판이 제 2 흡입챔버(EK2)에 도달되고 밸브 리드(VK2)가 폐쇄된 후에, 제 2 흡입챔버(EK2)와 제 2 완충 유니트(EB2)의 사전에 배기된 완충 체적 사이의 압력 평형화를 위해서 밸브(V18)가 개방된다. 그리하여, 제 2 흡입챔버(EK2) 내의 압력이 30hPa에서 10hPa로 갑작스럽게 감소된다.
제 2 흡입챔버(EK2)로부터 이송 챔버(TK)로 기판을 이송하는 동안에, 제 2 완충 유니트(EB2)의 완충 체적을 배기시키도록 펌프들(P2,P3,P5)을 갖춘 제 2 펌프 세트를 이용하기 위해서 밸브들(V3,V4,V10,V17)이 폐쇄된다.
도 4에 도시된 실시예에 따른 방법은 완충 해법을 기초로한 것으로, 기판을 제 2 로크 챔버 내로 즉시 이송할 수 있도록 하기 위하여 매우 짧은 시간동안, 즉 초단위 이하의 시간동안에 제 1 로크 챔버 내에서 2단 압력 평형화를 달성함으로써 압력 감소를 실현할 수 있었다. 제 2 완충 유니트에 있어서, 이러한 영향은 제 2 로크 챔버(EK2)에 대하여 이용될 수 있다.
흡입 영역에 제시된 상기 공정은 아날로그 방식으로서 배출구, 즉 언로드 영역에서 이용될 수 있으며, 상세한 설명을 하지 않아도 해당 기술분야의 숙련된 당 업자는 간단하게 그에 상응하는 작업들을 수행할 수 있을 것이다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (31)

  1. 연속적으로 작동하는 일련의 유리피복장치에서 적어도 2개, 바람직하게는 2개 또는 3개의, 2단 또는 다단 압력 평형화 공정을 수행하기 위한 순차적으로 배열된 로크챔버들(EK1,EK2), 제 1 로크챔버를 배기시키기 위한 제 1 펌프 세트(P1), 및 제 2 로크챔버를 배기시키기 위한 제 2 펌프 세트(P2,P3)를 포함하는 진공처리장치용 로크챔버장치에 있어서,
    상기 제 1 펌프 세트(P1)는 잠금가능한 도관들(1,2)에 의해서 제 1 로크챔버(EK1)와 제 2 로크챔버(EK2)에 연결되고, 그리하여 상기 제 1 펌프세트는 상기 제 1 로크챔버(EK1) 또는 상기 제 2 로크챔버(EK2) 또는 이들 모두를 배기시키는 것을 특징으로 하는 진공처리장치용 로크챔버장치.
  2. 제1항에 있어서, 제 3 펌프 세트(P4 a,b)가 제공되고, 상기 제 3 펌프 세트(P4 a,b)는 잠금가능한 도관들(6,7)을 통해서 상기 제1 펌프 세트(P1)와 상기 제 2 펌프 세트(P2)에 연결되고, 그리하여 상기 제 3 펌프는 상기 제 1 펌프 세트(P1) 또는 상기 제 2 펌프 세트(P2) 또는 이들 모두에 순차적으로 일체화되는 것을 특징으로 하는 진공처리장치용 로크챔버장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제 1 펌프 세트(P1)는 잠금가능한 도관(3)에 의해서 상기 제 2 펌프 세트(P2,P3)에 연결되고, 그리하여 상기 제 1 펌프는 상기 제 2 펌 프 세트(P2)에 순차적으로 일체화되는 것을 특징으로 하는 진공처리장치용 로크챔버장치.
  4. 제3항에 있어서, 제 3 펌프 세트(P4)가 제공되고, 상기 제 3 펌프 세트(P4)는 적당한 잠금가능한 도관들(6)을 통해서 상기 제 2 펌프 세트(P2,P3)에 연결되고, 그리하여 상기 제 3 펌프 세트(P4)는 상기 제 2 펌프 세트(P2,P3)에 순차적으로 일체화되는 것을 특징으로 하는 진공처리장치용 로크챔버장치.
  5. 제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 펌프 세트들은 여러 가지의 평행한 및/또는 순차적으로 일체화된 펌프들을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공처리장치용 로크챔버장치.
  6. 제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 펌프 세트들은 오일 밀봉된 및/또는 건조-압축 진공펌프들, 특히 회전 베인(vane) 펌프들, 회전 피스톤 펌프들, 회전 플런저(plunger) 펌프들, 진공 루츠 부스터들(vacuum roots booster), 건식 펌프들, 특히 축방향 펌프들, 루츠(roots) 펌프들, 특히 예비-허용(pre-admittance) 냉각된 루츠 펌프들을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공처리장치용 로크챔버장치.
  7. 제1항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서, 상기 펌프들은 단일 펌프 세트에 서 평행하게 일체화되고, 다단 펌핑 스탠드를 구성하기 위하여 상기 펌프들중 적어도 하나는 잠금가능한 바이패스(8)를 통해서 다른 펌프와 순차적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 진공처리장치용 로크챔버장치.
  8. 제1항 내지 제7항중 어느 한 항에 있어서, 상기 로크 챔버 내에서, 상기 처리 챔버에 인접하게 하나 또는 여러개의 고진공 펌프들(PH1,PH2,PH3)이 잠금가능한 도관들에 의해서 제공되는 것을 특징으로 하는 진공처리장치용 로크챔버장치.
  9. 제1항 내지 제8항중 어느 한 항에 있어서, 차동압력을 해소하기 위하여 바이패스 리드(K)가 상기 제 2 펌프 세트에 대하여 평행하게 일체화되고, 상기 바이패스 리드(K)는 특히 상기 제 2 로크챔버(EK2)에서 진공측에 고압력이 작용하는 경우에 상기 출력측으로부터 상기 펌프 세트(P2,P3,P5)의 유입구측을 향하는 바이패스를 제공하며, 그리하여 평행하게 일체화된 상기 펌프 세트에 작용하는 최대의 차동 임계압력수준은 초과되지 않고, 펌프 세트의 펌핑용량은 압력에 따라 연속적으로 이용되는 것을 특징으로 하는 진공처리장치용 로크챔버장치.
  10. 제1항 또는 제3항 내지 제9항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 펌프 세트(P1)는 하나 또는 각기다른 평행한 집적된 단일 또는 다단의 특히 대기압 친화형 진공 펌프들을 구비하고, 제 1 도관(1)과 제 1 밸브(V1)를 통해서 상기 제 1 로크 챔버(EK1)에 연결되고, 제 2 도관과 제 2 밸브를 통해서 상기 제 2 로크챔버(EK2)에 연결되고, 제 3 도관(3)과 제 5 밸브(V5)를 통해서 상기 제 2 펌프 세트(P2,P3)에 연결되고, 상기 제 2 펌프 세트는 하나 또는 여러 가지의 평행한 집적된 단일 또는 다단의 진공펌프들을 구비하고, 제 4 또는 다른 도관들(4) 및 제 4 밸브(V3,V4)를 통해서 상기 제 2 로크챔버(EK2)에 연결되고, 상기 제 2 펌프 세트의 평행하게 일체화된 펌프들은 제 5 도관들(5) 및 제 5 밸브(V7)를 통해서 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 진공처리장치용 로크챔버장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제 2 펌프 세트(P2,P3)의 상기 출력측, 특히 상기 제 5 도관(5)에서, 상기 제 2 펌프 세트의 펌프들(P2,P3)를 통합함으로써, 상기 제 4 펌프 세트(P4)는 바람직하게 제공된 제 6 밸브(V6)에 연결된 제 6 도관(6)을 통해서 하나 또는 여러 가지의 평행하게 일체화된 단일 또는 다단의 진공 펌프들에 연결되는 것을 특징으로 하는 진공처리장치용 로크챔버장치.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 제 1 펌프 세트는 회전 베인 펌프들을 포함하고, 상기 제 2 펌프 세트는 루츠펌프들을 포함하며, 상기 제 3 펌프 세트는 2단 루츠펌프 스탠드들, 또는 회전 베인펌프들을 갖춘 단일 펌프 스탠드를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공처리장치용 로크챔버장치.
  13. 제10항 내지 제12항중 어느 한 항에 있어서, 제 4 도관(14)과 상기 제 5 도 관(5) 사이에서, 제 7 도관(8)은 제 7 밸브(V11)를 구비하며, 그리하여 상기 제 2 펌프 세트의 평행하게 일체화된 펌프(P5)는 다른 펌프들에 대하여 순차적으로 일체화된 것을 특징으로 하는 진공처리장치용 로크챔버장치.
  14. 연속적으로 작동하는 일련의 유리피복장치에서 적어도 2개, 바람직하게는 2개 또는 3개의, 2단 또는 다단 압력 평형화 공정을 수행하기 위한 순차적으로 배열된 로크챔버들(EK1,EK2) 및 제 1 로크챔버(EK1)를 배기시키기 위한 제 1 펌프 세트(P1)를 포함하는 진공처리장치용 로크챔버장치에 있어서,
    완충 유니트(EB1)가 제공되고, 이 완충 유니트는 잠금가능한 도관들(1,8)을 통해서 상기 1 로크챔버(EK1)에 연결되는 것을 특징으로 하는 진공처리장치용 로크챔버장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 완충 유니트(EB1)는 완충 체적을 배기시키는 제 5 펌프 세트(P6)를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공처리장치용 로크챔버장치.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 제 1 펌프 세트(P1)는 상기 완충 유니트(EB1)에 연결되는 것을 특징으로 하는 진공처리장치용 로크챔버장치.
  17. 제14항 내지 제16항중 어느 한 항에 있어서, 상기 완충 유니트(EB1)는 잠금가능한 도관(2,8)을 통해서 상기 제 2 로크 챔버(EK2)에 연결되는 것을 특징으로 하는 진공처리장치용 로크챔버장치.
  18. 제1항 내지 제17항중 어느 한 항에 있어서, 제 2 완충 유니트(EB2)가 제공되고, 이 완충 유니트는 잠금가능한 도관을 통해서 상기 제 2 로크 챔버(EK2)에 연결되는 것을 특징으로 하는 진공처리장치용 로크챔버장치.
  19. 제18항에 있어서, 제 6 펌프 세트(P7)가 상기 제 2 완충 유니트(EB2)에 설치되어 상기 제 2 완충 유니트(EB2)의 완충 체적을 배기(discharging)시키는 것을 특징으로 하는 진공처리장치용 로크챔버장치.
  20. 제1항, 제2항 또는 제5항 내지 제9항, 또는 제14항 내지 제19항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 펌프 세트(P1)는 하나 또는 여러개의 평행한 일체화된 단일 또는 다단의, 특히 대기압 친화형 진공 펌프들을 구비하고, 제 1 도관(1) 및 제 1 밸브(V1)를 통해서 상기 제 1 로크챔버(EK1)에 연결되고, 제 2 도관(2) 및 제 2 밸브(V2)를 통해서 상기 제 2 로크챔버(EK2)에 연결되고, 상기 제 2 펌프 세트(P2,P3)는 하나 또는 여러개의 평행한 일체화된 단일 또는 다단의 펌프들을 구비하고, 제 4 또는 다른 도관(4) 및 제 4 밸브(V3,V4)를 통해서 상기 제 2 로크챔버(EK2)에 연결되고, 상기 제 2 펌프 세트(P2,P3)의 출력측은 제 6 도관(6)을 통해서 제 6 밸브(V6)에 연결되며, 상기 제 1 펌프 세트(P1)는 제 8 도관(7)을 통해서 제 8 밸브(V8)에 연결되고, 하나 또는 여러개의 평행한 일체화된 단일 또는 다단의 진 공펌프들(P4a,P4b)을 구비한 상기 제 3 펌프 세트(P4)에 연결되는 것을 특징으로 하는 진공처리장치용 로크챔버장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 제 1 펌프 세트와 상기 제 2 펌프 세트는 루츠펌프들을 포함하며, 상기 제 3 펌프 세트는 건식 펌프들, 특히 축방향 펌프들을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공처리장치용 로크챔버장치.
  22. 제1항 내지 제21항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 로크챔버와 상기 제 2 로크챔버는 서로 인접한 위치에 배치되고, 2단 또는 3단 로크의 제 1 및 제 2 로크 챔버들 또는 3단 로크장치의 제 3 로크 챔버들로 구성된 것을 특징으로 하는 진공처리장치용 로크챔버장치.
  23. 제1항 내지 제22항중 어느 한 항에 있어서, 상기 로크챔버들은 유입구 및/또는 배출구 영역에 제공되는 것을 특징으로 하는 진공처리장치용 로크챔버장치.
  24. 제1항 내지 제23항중 어느 한 항에 있어서, 상기 잠금가능한 도관들은 밸브들을 포함하고, 기밀위치에서 잠금가능한 것을 특징으로 하는 진공처리장치용 로크챔버장치.
  25. 제1항 내지 제24항중 어느 한 항에 따른 2단 또는 다단 압력 평형화 공정을 수행하기 위한 적어도 2개의 순차적으로 배열된 로크 챔버들을 갖는 다단 로크챔버장치의 작동방법에 있어서,
    제 1 펌프 세트(P1)는 제 1 로크 챔버(EK1)를 배기시킬뿐만아니라 제 2 로크 챔버(EK2)를 배기시키기 위해서 이용되며, 1사이클 내에서, 초기에는 상기 제 1 로크챔버만이 배기되고, 다음에는 상기 제 1 및 상기 제 2 로크 챔버들이 배기되고, 마지막으로는 상기 제 2 로크 챔버들만이 배기되는 것을 특징으로하는 다단 로크챔버장치의 작동방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 제 2 로크 챔버(EK2)를 배기시키기 위한 제 2 펌프 세트(P2,P3)는 추가적으로 및/또는 대안으로서 사용되며, 상기 제 1 펌프 세트(P1)는 상기 제 2 로크 챔버를 위한 상기 제 2 펌프 세트의 순차적으로 일체화된 펌핑단계로서 사용되는 것을 특징으로하는 다단 로크챔버장치의 작동방법.
  27. 제25항에 있어서, 제 2 펌프 세트(P2,P3)는 상기 제 2 로크 챔버를 배기시키기 위해서 추가적으로 및/또는 대안으로서 사용되며, 상기 제 1 및 상기 제 2 펌프 세트의 제 3 펌프 세트(P4a,P4b)는 순차적으로 일체화되고, 상기 제 1 펌프 세트 또는 상기 제 2 펌프 세트 또는 이들 모두의 예비 펌핑작용을 교대로 수행하는 것을 특징으로하는 다단 로크챔버장치의 작동방법.
  28. 제14항 내지 제27항중 어느 한 항에 따른 2단 또는 다단 압력 평형화 공정을 수행하기 위한 적어도 2개의 순차적으로 배열된 로크 챔버들을 갖는 다단계 로크챔버장치의 작동방법에 있어서,
    제 1 로크 챔버(EK1)에서는 배기된 완충 유니트를 이용한 압력 평형화에 의해 야기된 갑작스런 압력감소가 발생하는 것을 특징으로하는 다단 로크챔버장치의 작동방법.
  29. 제24항 내지 제28항중 어느 한 항에 있어서, 제 2 로크 챔버(EK2)는 내부 완충 유니트로서 기능하고, 그리하여 상기 배기된 제 2 로크 챔버(EK2)와 상기 제 1 로크 챔버(EK1) 사이의 갑작스런 압력 평형화가 이루어지며, 상기 제 1 로크 챔버(EK1)에서의 압력수준이 감작스럽게 감소하는 것을 특징으로하는 다단 로크챔버장치의 작동방법.
  30. 제24항 내지 제29항중 어느 한 항에 있어서, 다단, 특히 2단, 압력 평형화는 외부 및/또는 내부 완충 장치들을 이용한 압력 평형화 절차를 통해서 이루어지고, 특히 특허청구범위 제 28 항과 제 29 항의 특징부에 따른 단계들의 직접적인 절차를 통한 압력평형화에 의해서 이루어지는 것을 특징으로하는 다단 로크챔버장치의 작동방법.
  31. 제24항 내지 제30항중 어느 한 항에 있어서, 배기된 제 2 완충 유니트(EB2)와 상기 제 2 로크챔버(EK2) 사이의 압력 평형화에 의해서, 상기 제 2 로크 챔버 (EK2)에서의 압력이 갑작스럽게 감소하는 것을 특징으로하는 다단 로크챔버장치의 작동방법.
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