KR20070082055A - 기판 진공처리용 로드락 챔버 - Google Patents

기판 진공처리용 로드락 챔버 Download PDF

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KR20070082055A
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chamber
load lock
side wall
substrate
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KR1020070015628A
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노태우
김창수
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브룩스오토메이션아시아(주)
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Abstract

본 발명은 기판 진공처리용 로드락 챔버에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 양단부가 단차진 저판(11)과, 상기 저판(11)의 양단부에 밀착할 수 있도록 하단부가 단차지게 형성되고, 상기 저판(11)에 결합되며 상면에 오링홈(15)이 형성된 측벽(12)과, 상기 측벽(12)의 오링홈(15)에 개재되는 오링(14)과, 상기 오링(14)이 개재된 측벽(12)의 상부에 결합되는 덮개(20)로 구성되며, 상기 측벽(12)과 저판(11)은 그 밀착부위에 용접 및 볼팅에 의해 결합되도록 구성됨을 특징으로 하는 기판 진공처리용 로드락 챔버에 관한 것이다.
진공처리용 챔버, 볼팅, 용접, 충진, 파티클, 단차, 돌기, 함몰

Description

기판 진공처리용 로드락 챔버{load-lock chamber for vacuum processing of substrate}
도 1은 종래 기판 진공처리용 로드락 챔버의 단면도
도 2는 본 발명에 따른 기판 진공처리용 로드락 챔버의 단면도
도 3은 도 2에 도시된 챔버의 사시도
도 4는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 단면도
도 5는 기판 진공처리용 로드락 챔버의 측벽과 상판이 직접적으로 접촉되어 마모되는 현상을 나타낸 단면도
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 다른 형태의 기판 진공처리용 로드락 챔버의 단면도
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 또 다른 형태의 기판 진공처리용 로드락 챔버 사시도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
기판 진공처리용 로드락 챔버(1), 본체(10), 저판(11), 측벽(12), 내측벽(12a), 외측벽(12b), 홈(13), 오링(14), 오링홈(15), 밀착부위(16), 상판(20), 용접면(31,32), 볼트(40), 볼트헤드(40a), 고정부재(50), 돌기(60)
본 발명은 기판 진공처리용 로드락 챔버에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 측벽 및 저판의 밀착부위를 대응되는 형상으로 단차지게 형성하고, 또한 측벽 및 저판을 용접과 볼팅에 의해 결합시켜 형성되는 기판 진공처리용 로드락 챔버에 관한 것이다.
최근 정보 통신 기술의 비약적인 발전과 시장의 팽창에 따라 디스플레이 소자로 평판표시소자(Flat Panel Display)가 각광받고 있다. 이러한 평판표시소자로는 액정 표시소자(Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 소자(Plasma Display Panel), 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Diodes) 등이 대표적이다.
이 중에서 액정표시소자를 예로 설명하면, 유리 기판상에 유전체 물질 등을 박막으로 증착하는 증착공정, 감광성 물질을 사용하여 이들 박막 중 선택된 영역을 노출 또는 은폐시키는 포토리소그라피 (Photolithography)공정, 선택된 영역의 박막을 제거하여 목적하는 대로 패터닝(Patterning)하는 식각공정, 잔류물을 제거하기 위한 세정공정 등을 수차례 반복하여야 하는데, 이들 각 공정은 해당 공정을 위해 최적의 환경이 조성된 챔버 내부에서 진행된다.
이러한 진공처리장치는 플라즈마 처리 등의 공정이 수행되는 공정챔버와, 로드락 챔버와, 이송챔버 등으로 구성된다. 이들 진공처리용 챔버는 공정순으로 배치될 수도 있고, 다수의 챔버가 이송챔버를 중심으로 결합되는 클러스터 형태로 배치 될 수도 있다.
대표적인 선행기술을 살펴보면, 대한민국 공개특허번호 제2005-0122090호에는 평판 디스플레이 패널 제조 장치의 분리형 진공 챔버에 있어서, 상기 챔버의 상부를 이루는 상부판과; 상기 상부판과 대면하여 챔버의 하부를 이루는 하부판과; 상기 상부판 및 하부판에 양 끝단이 결합되어 내부 밀폐 공간을 형성하되, 상기 하부판에 연결되는 끝단에만 상기 하부판과 소정의 단차를 만들기 위하여 챔버 내측 둘레 방향을 따라 돌출 형성된 돌출부를 갖는 벽판과; 상기 챔버 내측 둘레 방향을 따라 상기 하부판에 연결되는 상기 벽판의 끝단에 형성된 돌출부 상부 및 상기 하부판에 배치되는 커버부재와; 상기 돌출부 상부 및 상기 하부판과 상기 커버부재 사이에 개재되어 내부를 외부와 차단하는 밀봉 부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 분리형 진공 챔버가 공개되어 있으며,
대한민국 공개특허번호 제2005-0113574호에는 진공처리장치용 진공챔버에 있어서, 다각형의 프레임형 챔버본체와, 개구를 구비하고 있고, 개구를 갖는 상기 챔버본체의 적어도 한 측면에 탈착가능하게 밀착 접합되는 다각형의 측면프레임과, 상기 챔버본체와 개구를 갖는 상기 측면프레임의 각각의 상면에 접합되어 있는 각각의 상판과, 상기 챔버본체와 개구를 갖는 상기 측면프레임의 각각의 저면에 접합되어 있는 각각의 저판으로 자유롭게 분할될 수 있는 진공챔버가 공개되어 있고,
대한민국 공개특허번호 제2005-0086265호에는 액정표시장치(LCD) 기판 제조에 사용되는 진공챔버에 있어서, 상기 진공챔버는 상기 진공챔버의 벽면을 이루는 챔버 구조체가 적어도 2개이상의 조각으로 분리되어 제조되고, 제조된 각 조각 및 내부 부품을 조립하여 형성되는 것을 특징으로 하는 분리형 진공챔버가 공개되어 있으며,
대한민국 공개특허번호 제2005-0071933호에는 외주부는 금속으로 이루어지고, 중앙부는 투명한 부재로 이루어지며, 상기 외주부와 중앙부는 공기가 통과할 수 없도록 밀착하여 결합되는 문틀부; 상기 외주부의 안쪽면 소정 부분에 형성된 밀봉부재 취부경로에 취부되는 탄성소재로 이루어진 밀봉부; 상기 문틀부의 일 측면 소정 부분에 돌출 형성되고, 제1 링크 결합홈이 형성되어 있는 복수개의 링크지지대; 진공챔버 본체의 소정 부분에 결합되고 제2 링크 결합홈이 형성되어 있는 챔버 결합부; 상기 제1 링크 결합홈과 제1 링크핀으로 이루어지는 제1 링크부; 상기 제2 링크 결합홈과 제2 링크핀으로 이루어지는 제2 링크부; 상기 제1 링크핀 및 제1 링크 결합홈과 연결되는 제3 링크결합홈, 상기 제2 링크핀 및 제2 링크 결합홈과 연결되는 제4 링크 결합홈 및 연결구로 이루어지는 링크 연결부; 및 상기 문틀부를 상기 진공챔버에 체결하기 위하여 상기 외주부의 소정 부분에 형성되어 있는 복수개의 체결홈에 관통하여 상기 진공챔버에 체결되는 복수개의 체결볼트로 이루어지는 체결부; 를 포함하여 이루어지는 진공챔버의 창문이 공개되어 있고,
대한민국 공개특허번호 제2005-0062190호에는 상부케이스와; 하부케이스와; 상기 상부케이스와 하부케이스가 맞닿아 형성되며, 진공포장지의 개봉부를 포함한 일부가 내부로 노출되는 진공챔버와; 상기 상부케이스와 하부케이스가 맞닿아 형성되며, 상기 진공포장지의 나머지 부분이 수용되는 저장챔버와; 상기 상부케이스와 하부케이스가 맞닿아 형성되는 외곽챔버와; 상기 상부케이스 또는 하부케이스의 어느 일측에 설치되며, 상기 외곽챔버로 통하는 공기유출입통로를 개폐하는 진공밸브를 포함하여 구성되되; 상기 외곽챔버는 상기 진공챔버 및 저장챔버를 둘러싸도록 형성되고, 상기 진공챔버 및 저장챔버는 그 내부공기가 상기 외곽챔버로 통할 수 있도록 체크밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 진공챔버용기가 공개되어 있으며,
대한민국 공개특허번호 제2004-0060599에는 저면부와 측면부를 구비한 제1가공잉곳; 상기 제1가공잉곳의 측면부와 동일한 크기의 측면부를 구비한 제2가공잉곳; 및 상기 제1가공잉곳과 제2가공잉곳의 측면부를 접합하여 밀폐시키는 접합수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공챔버가 공개되어 있고,
일본 공개특허번호 제2006-137995호에는 내부에 처리 공간이 형성되는 다면체의 챔버 본체를 가지고, 그 챔버 본체의 적어도 온통 처리 공간에 통하는 개구를 형성하고, 이 개구를 덮고 처리 공간의 진공 상태의 유지를 가능하게 하는 밀폐 수단을 장착하고 구성되는 진공 챔버에 있어서, 상기 챔버 본체는 복수의 챔버조각부터 구성되고, 각챔버조각의 접합면의 적어도 한 측에 접합면으로부터 연장시키고 플랜지부를 각각 형성하고, 서로 마주 대하는 각플랜지부를 접합하고 챔버 본체를 조립한 것을 특징으로 하는 진공 챔버가 공개되어 있으며,
일본 공개특허번호 제2004-363601호에는 피가공물의 가공을 행하기 위한 공정 챔버가 연결되도록 구성 되어 있는 것과 동시에 그 공정 챔버에 피가공물을 이송하기 위한 공간을 내부에 가지는 클러스터용 이송 챔버에 있어서, 제1 본체와, 상기 제1 본체에 연결되고 그 제 1 본체와 함께 피가공물을 이송하기 위한 공간을 형성하는 제2 본체를 구비한 것을 특징으로 하는 클러스터용 이송 챔버가 공지되어 있다.
종래 방식의 클러스터형 진공처리장치의 구성을 살펴보면, 이송챔버를 중심으로 다수개의 공정챔버와 로드락챔버가 연결되며, 로드락챔버의 일측면은 다수개의 기판을 적재하는 카세트와 연결되어 있다. 상기 로드락 챔버는 진공과 대기압 분위기가 반복되도록 핸들링되고, 기판이 반입 또는 반송된다.
도 1을 참조하여 종래 진공처리용 챔버(100)의 구성을 설명하면, 본체(110)와, 그의 상면에 장착되는 덮개(120)로 구성된다. 상기 본체(110)는 또한 측벽(112)과 저판(111)을 분리형성한 다음, 이들의 밀착면을 용접하여 제조하였다.
또한 상기 측벽(112)의 상면에 덮개(120)를 결합함에 있어, 기밀성을 유지하기 위하여 오링(130)이 개재한다.
진공처리용 챔버(100)는 진공압력을 받게 되는데, 이 경우, 종래기술에 의한 챔버는 용접면(113)에 집중되어 힘이 작용된다. 즉, 저판의 단부와 측벽의 내(표)면에 많은 압력이 가해져, 압력에 의한 파괴가 발생되는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 극복하기 위하여는 용접면(113)의 비드 사이즈(bead size)가 커질 수밖에 없고, 별도의 보강재를 구비하기도 하였다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 측벽 및 저판의 밀착부위를 대응되는 형상으로 단차지게 형성함으로써 압력이 분산되고, 또한 측벽 및 저판을 용접과 볼팅에 의해 결합시켜 형성되는 기판 진공처리용 로드락 챔버를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 기판 진공처리용 로드락 챔버가 진공 및 대기압 분위기를 반복하더라도 알루미늄이나 스테인레스 등의 금속재질의 본체 및 상판이 접촉되는 것을 방지할 수 있는 기판 진공처리용 로드락 챔버를 제공함에 있다.
위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 기판 진공처리용 로드락 챔버(1)는 양단부가 단차진 저판(11)과, 상기 저판(11)의 양단부에 밀착할 수 있도록 하단부가 단차지게 형성되고, 상기 저판(11)에 결합되는 측벽(12)과, 상기 측벽(12)의 상부에 결합되는 덮개(20)로 구성되며,
상기 측벽(12)과 저판(11)은 그 밀착부위에 용접 및 볼팅에 의해 결합됨을 특징으로 한다. 특히 상기 측벽(12) 또는 저판(11)에는 상기 볼트(40)의 헤드가 함몰되는 홈(13)이 구비되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 기판 진공처리용 로드락 챔버는 공정챔버 또는 이송챔버 등에 범용으로 적용가능하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도 1은 종래 기판 진공처리용 로드락 챔버의 단면도, 도 2는 본 발명에 따른 기판 진공처리용 로드락 챔버의 단면도, 도 3은 도 2에 도시된 챔버의 사시도, 도 4는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 단면도, 도 5는 기판 진공처리용 로드락 챔버의 측벽과 상판이 직접적으로 접촉되어 마모되는 현상을 나타낸 단면도, 도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 다른 형태의 기판 진공처리용 로드락 챔버의 단면도, 도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 또 다른 형태의 기판 진공처리용 로드락 챔버 사시도를 도시한 것이며, 기판 진공처리용 로드락 챔버(1), 본체(10), 저판(11), 측벽(12), 내측벽(12a), 외측벽(12b), 홈(13), 오링(14), 오링홈(15), 밀착부위(16), 상판(20), 용접면(31,32), 볼트(40), 볼트헤드(40a), 고정부재(50), 돌기(60)를 나타낸 것이다.
본 발명에 따른 기판 진공처리용 로드락 챔버(1)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 양단부가 단차진 저판(11)과, 상기 저판(11)의 양단부에 밀착할 수 있도록 하단부가 단차지게 형성되고, 상기 저판(11)에 결합되며 상면에 오링홈(15)이 형성된 측벽(12)과, 상기 측벽(12)의 오링홈(15)에 개재되는 오링(14)과, 상기 오링(14)이 개재된 측벽(12)의 상부에 결합되는 덮개(20)로 구성되며,
상기 측벽(12)과 저판(11)은 그 밀착부위에 용접 및 볼팅에 의해 결합되도록 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 기판 진공처리용 로드락 챔버(1)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 측벽(12)에 상기 볼트(40)의 헤드가 함몰되는 홈(13)을 구비하고, 상기 홈(13)에 고정부재(50)를 충진시켜 외부환경요인에 의하여 상기 볼트(40)가 이탈되지 않도록 구성할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 기판 진공처리용 로드락 챔버(1)는 크게 본체(10)와 덮개(20)로 이루어지며, 상기 본체(10)는 저판(11)과 측벽(12)을 분리형성하되, 이들이 밀착되는 단부들이 단차지게 형성되어 있다.
이하 실시예를 통해 본 발명을 살펴보면, 먼저 평판형 플레이트 형상의 저판(11)의 양단부를 단차지게 형성하고, 상기 측벽(12)의 하단부 역시 상기 저판(11)의 단차진 양단부에 밀착될 수 있도록 2단의 단차를 가지도록 형성한 다음, 단차진 상기 저판(11)의 양단부와, 상기 측벽(12)의 하단부를 밀착시킨다.
밀착상태에서 볼트(40)를 상기 측벽(12)과 저판(11)을 순차적으로 관통하도록 외측으로부터 내측방향으로 수평지게 체결한다. 여기서 상기 볼트는 하부에서 상부로 수직방향으로 체결할 수도 있고, 또는 2열로 체결할 수도 있다.
한편, 밀착부위에는 소정위치를 용접하여 접합한다. 본 실시예에서는 챔버 내(표)면과 외(표)면의 2면에서 각각 용접면(31,32)을 형성하였다.
상기 본체(10)를 조립한 다음, 상기 측벽(12)의 상면에 오링(14)을 개재하고 덮개(20)를 결합시켜 제조된다.
이를 참조하여 본 발명의 작용을 설명하면, 상술한 바와 같이, 상기 본체(10)는 저판(11)과 측벽(12)을 결합함에 있어서, 각각 밀착되는 단부에 단차를 형성하기 때문에, 진공압력은 단차진 두께방향으로 분산되게 된다.
물론 조건에 따라 단부를 3단 또는 4단으로 단차지게 형성할 수도 있고, 그 경우 압력은 더욱 분산될 것이다. 또한 볼팅에 의해 체결되기 때문에 그 체결력은 더욱 강화된다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 챔버의 측벽에 상기 볼트의 헤드(40a)가 함몰될 수 있는 홈(13)을 형성하여, 볼트(40)를 체결하여 상기 헤드(40a)가 수용된 상태에서 상기 홈(13)을 고정부재(50)로 충진시킬 경우, 상기 볼트(40)가 임의로 해제되는 것이 방지되어 체결력이 더욱 강화된다.
상기 고정부재(50)는 금속이나 합성수지재 등 다양한 부재를 이용할 수 있다.
본 발명은 상기와 같이 기판 진공처리용 로드락 챔버(1)를 구성하였을 경우, 진공압력에 의해 상기 상판(20)이 압력에 의해 챔버 내측으로 힘을 받게 되고, 이에 따라 상판(20)이 아래로 볼록하게 휘는 현상이 발생하게 된다. 이 때, 챔버(1)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상판(20)과 측벽(12) 상면의 밀착부위(16)가 변색되면서 마모되는 현상이 발생할 수 있다.
따라서 본 발명은 이러한 마모 현상을 사전에 차단할 수 있도록 그 형태를 변형하여 구성할 수 있다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 측벽(12)의 상면에 오링홈(15)이 형성된 본체(10)와, 상기 오링홈(15)에 개재되는 오링(14)과, 상기 본체(10)의 상면에 결합되는 상판(20)으로 구성되며,
상기 측벽(12)은 오링홈(15)을 기준으로 내측벽(12a)의 상면이 상판과 접촉되지 않도록 단차지게 형성되고, 외측벽(12b)의 상면 또는 상기 상판(20)의 하면에는 테프론 등의 비금속재질의 돌기(60)가 형성되는 것이 바람직하다.
상기 돌기(60)는 테프론재질이 바람직하지만, 그 이외에 다른 비금속재질로도 형성할 수 있다.
상기한 바와 같이, 내측벽(12)을 단차지게 형성되기 때문에, 진공압력에 의해 상판(20)이 아래로 볼록하게 휘더라도 상판(20)이 내측벽(12a)에 접촉되지 않는다. 또한 외측벽(12b)에는 테프론 재질의 돌기(60)를 개재시킴으로써 상기 측벽(12)의 상면은 상기 상판(20)과 직접적으로 접촉되지 않기 때문에, 밀착(접촉)부위가 변색되거나 마모되지 않는다. 따라서 금속재질의 측벽과 금속재질의 상판(20)이 접촉함으로 인해 발생되는 파티클 문제가 방지된다.
도 8 및 도 9는 본 발명에 적용될 수 있는 돌기(60)의 다른 형태를 나타낸 것이다. 즉, 도 8과 같이 돌기(60)를 원통형상으로 형성하고, 이를 상기 외측벽의 상면에 다수개 부착할 수 있다.
또는 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 돌기(60)를 상기 외측벽의 상면을 따라 연속적인 띠형상(60')으로 구성할 수도 있다.
도 8 및 도 9에 도시된 돌기(60)들은 상기 외측벽(12b)에 삽입홈(미도시)을 형성한 후, 상기 삽입홈에 억지끼움함으로써 결합할 수도 있고, 또는 외측벽의 일부를 절개한 후, 절개된 부분보다 더 높은 돌기를 밀착한 다음, 돌기와 측벽을 순차적으로 관통하는 볼트를 체결하여 결합할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 기판 진공처리용 로드락 챔버가 다수개의 플레이트를 조립하여 형성하기 때문에 제조가 용이하고, 특히, 측벽 및 저판의 밀착부위를 대응되는 형상으로 단차지게 형성함으로써, 측벽에 가해지는 압력이 분산되는 효과가 있다.
또한 측벽 및 저판을 용접과 볼팅에 의해 결합시키기 때문에 그 체결강도가 더욱 향상된다.
또한, 기판 진공처리용 로드락 챔버가 진공 및 대기압 분위기를 반복하더라도 본체 및 상판이 접촉되는 것을 방지할 수 있어, 본체 및 상판이 접촉과 이격을 반복함으로써 발생되는 본체 또는 상판의 마모와, 이로 인한 파티클 문제가 해결된다.
따라서 본 발명에 따른 챔버는 진공 및 대기압 분위기가 반복되는 작업 환경하에서도 진공압력에 대한 저항성이 높다.

Claims (11)

  1. 기판 진공처리용 로드락 챔버에 있어서, 양단부가 단차진 저판과, 상기 저판의 양단부에 밀착할 수 있도록 하단부가 단차지게 형성되고, 상기 저판에 결합되며 상면에 오링홈이 형성된 측벽과, 상기 측벽의 오링홈에 개재되는 오링과, 상기 오링이 개재된 측벽(12)의 상부에 결합되는 덮개(20)로 구성됨을 특징으로 하는 기판 진공처리용 로드락 챔버.
  2. 제1항에 있어서, 상기 측벽(12)과 저판(11)은 그 밀착부위에 용접 및 볼팅에 의해 결합되도록 구성됨을 특징으로 하는 기판 진공처리용 로드락 챔버.
  3. 제1항에 있어서, 상기 측벽(12)에 상기 볼트(40)의 헤드가 함몰되는 홈(13)을 구비하고, 상기 홈(13)에 고정부재(50)를 충진시켜 외부환경요인에 의하여 상기 볼트(40)가 이탈되지 않도록 구성됨을 특징으로 하는 기판 진공처리용 로드락 챔버.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기판 진공처리용 로드락 챔버는 공정챔버 또는 이송챔버 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기판 진공처리용 로드락 챔버.
  5. 제1항에 있어서, 상기 측벽(12)은 오링홈(15)을 기준으로 내측벽(12a)의 상 면이 상판과 접촉되지 않도록 단차지게 형성됨을 특징으로 하는 기판의 기판 진공처리용 로드락 챔버.
  6. 제1항에 있어서, 상기 측벽(12)은 오링홈(15)을 기준으로 외측벽(12b)의 상면 또는 상기 상판(20)의 하면에 돌기(60)가 형성됨을 특징으로 하는 기판 진공처리용 로드락 챔버.
  7. 제6항에 있어서, 상기 돌기는 테프론재질 임을 특징으로 하는 기판 진공처리용 로드락 챔버.
  8. 제6항에 있어서, 상기 돌기는 다수개 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 진공처리용 로드락 챔버.
  9. 제6항에 있어서, 상기 돌기는 연속된 띠형상인 것을 특징으로 하는 기판 진공처리용 로드락 챔버.
  10. 제6항에 있어서, 상기 돌기는 외측벽에 삽입홈을 형성한 후, 상기 삽입홈에 억지끼움함으로써 결합됨을 특징으로 하는 기판 진공처리용 로드락 챔버.
  11. 제6항에 있어서, 상기 돌기는 외측벽의 일부를 절개한 후, 절개된 부분보다 더 높은 돌기를 밀착한 다음, 돌기와 측벽을 순차적으로 관통하는 볼트를 체결하여 결합됨을 특징으로 하는 기판 진공처리용 로드락 챔버.
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