KR20190032664A - 진공 챔버를 위한 도어 시일 - Google Patents

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Abstract

본원에는, 팽창성 슬릿 밸브 개구 시일들을 갖는 진공 챔버들이 설명된다. 일 예에서, 진공 챔버는 챔버 몸체, 제1 팽창성 시일 및 제1 슬릿 밸브 도어를 포함한다. 챔버 몸체는 상부, 하부 및 측벽들을 갖는다. 제1 슬릿 밸브 개구가 측벽들에 형성된다. 제1 팽창성 시일은 측벽에 밀봉식으로 결합되고 제1 슬릿 밸브 개구를 둘러싸고 있다. 제1 팽창성 시일은 측벽에 결합된 베이스, 및 베이스에 대해 측방향으로 이동할 수 있는 중공 관형 부분을 갖는다. 제1 슬릿 밸브 도어는, 제1 슬릿 밸브 도어와 챔버 몸체 사이에 진공 시일을 제공하도록 제1 팽창성 시일과 접촉하는 폐쇄 상태와, 제1 슬릿 밸브 도어를 제1 슬릿 밸브 개구로부터 떨어지게 위치시키는 개방 상태 사이에서 이동 가능하다.

Description

진공 챔버를 위한 도어 시일
[0001] 본원에 설명된 구현예들은 일반적으로, 진공 챔버(vacuum chamber)를 위한 도어 시일(door seal)에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 이를 갖는 진공 챔버들에 관한 것이다.
[0002] 플라즈마 디스플레이 패널들(plasma display panels), 액정 디스플레이들(liquid crystal displays), 태양 전지판들(solar panels), 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이는 디스플레이들 및 태양 전지판들에 자주 사용된다. 디스플레이들 및 태양 전지판들의 제조 동안, 대면적의 기판은 팩토리 인터페이스(factory interface)의 대기 환경으로부터 기판이 프로세싱되는 프로세싱 시스템의 진공 환경으로 이송되어야 한다. 로드락 챔버들(load lock chambers)은 대기 환경으로부터 기판을 수용하고, 진공 상태로 펌핑 다운(pump down)하며, 이어서 기판을 프로세싱 시스템의 진공 환경으로 도입하는데 이용된다. 대기 및 진공 환경들로부터의 로드락 챔버의 선택적인 격리는 슬릿 밸브들(slit valves)을 사용하여 성취된다.
[0003] 슬릿 밸브들은 일반적으로 슬릿 밸브 도어(slit valve door)의 밀봉 표면들과 접촉하는 시일(seal), 및 로드락 챔버에 부착되거나 그것의 일부인 슬릿 밸브 시일 플레이트(slit valve seal plate)를 포함한다. 로드락 챔버가 진공 상태로 펌핑 다운되고, 대기로 통기(vent)되며, 다시 진공 상태로 펌핑 다운될 때의 압력 차이들로 인해, 챔버 몸체(chamber body) 및 도어가 약간 구부러질 수 있고, 이에 의해 슬릿 밸브 도어 및 슬릿 밸브 시일 플레이트가 서로에 대해 이동하게 될 수 있다. 도어 및 시일 플레이트가 서로에 대해 이동할 때, 도어와 시일 플레이트 사이에 진공 시일을 제공하는 데 이용되는 o-링(o-ring)들 또는 밀봉 개스킷들(seal gaskets)과 같은 시일들은 이들 표면들 중 하나에 대해 마찰되거나 슬라이딩할 수 있고, 이에 의해 프로세싱 오염물질이 될 수 있는 원치 않는 입자들이 바람직하지 않게 발생될 수 있다. 더욱이, 마찰은 시일들의 수명을 감소시켜, 보다 빈번한 시일 교체를 필요하게 한다.
[0004] 따라서, 진공 챔버를 위한 개선된 슬릿 밸브 도어 시일에 대한 필요성이 존재한다.
[0005] 본원에 설명된 구현예들은 팽창성 슬릿 밸브 시일들(inflatable slit valve seals)을 갖는 진공 챔버들을 포함한다. 일 예에서, 진공 챔버는 챔버 몸체, 제1 팽창성 시일(inflatable seal) 및 제1 슬릿 밸브 도어를 포함한다. 챔버 몸체는 상부(top), 하부(bottom) 및 측벽들을 갖는다. 제1 슬릿 밸브 개구가 측벽들에 형성된다. 제1 팽창성 시일은 측벽에 밀봉식으로 결합되고, 제1 슬릿 밸브 개구를 둘러싼다. 제1 슬릿 밸브 도어는, 제1 슬릿 밸브 도어와 챔버 몸체 사이에 진공 시일을 제공하도록 제1 팽창성 시일과 접촉하는 폐쇄 상태와, 제1 슬릿 밸브 도어를 제1 슬릿 밸브 개구로부터 떨어지게(clear) 위치시키는 개방 상태 사이에서 이동 가능하다. 제1 팽창성 시일은 측벽에 결합된 베이스(base), 및 슬릿 밸브 도어가 폐쇄 상태에 있을 때 베이스에 대해 측방향으로 이동할 수 있는 중공 관형 부분(hollow tubular portion)을 갖는다.
[0006] 다른 예에서, 진공 챔버는 측벽을 통해 형성된 제2 슬릿 밸브 개구, 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동 가능한 제2 슬릿 밸브 도어, 및 제2 팽창성 시일을 더 포함한다. 개방 위치에서, 제2 슬릿 밸브 도어는 기판 통과를 허용하도록 제2 슬릿 밸브 개구로부터 떨어져 있다. 제2 팽창성 시일은 제2 슬릿 밸브 도어가 폐쇄 위치, 예를 들어 폐쇄 상태에 있을 때 제2 슬릿 밸브 개구를 밀봉하도록 위치된다.
[0007] 또 다른 예에서, 챔버 몸체, 제1 슬릿 밸브 도어, 제1 팽창성 시일 및 시일 클램프(seal clamp)를 포함하는 진공 챔버가 제공된다. 챔버 몸체는 상부, 하부 및 측벽들을 갖는다. 측벽들은 적어도, 내부에 형성된 제1 슬릿 밸브 개구를 갖는다. 제1 슬릿 밸브 도어는 폐쇄 상태와 개방 상태 사이에서 이동 가능하다. 제1 슬릿 밸브 도어는 개방 상태에 있을 때 제1 슬릿 밸브 개구로부터 떨어지게 위치된다. 제1 팽창성 시일은 제1 슬릿 밸브 도어와 챔버 몸체 사이에 배치되고, 제1 슬릿 밸브 개구를 둘러싼다. 제1 팽창성 시일은 네크부(neck)에 의해 중공 관형 부분에 결합된 베이스를 갖는다. 중공 관형 부분은 제1 슬릿 밸브 도어가 폐쇄 위치에 있을 때 제1 슬릿 밸브 도어와 챔버 몸체 사이에 시일을 제공한다. 제1 팽창성 시일의 중공 관형 부분은 약 90 쇼어(Shore) A 미만의 듀로미터(durometer)를 갖는다. 시일 클램프는 중공 관형 부분의 폭보다 적어도 5% 더 넓은 폭을 갖는 리세스(recess)를 갖는다. 리세스는 구멍(aperture)을 가지며, 이 구멍을 통해, 네크부는 베이스에 대해 측방향으로 이동할 수 있는 중공 관형 부분으로 연장되고, 리세스의 폭은, 제1 슬릿 밸브 도어가 폐쇄 위치에 있는 동안에 제1 슬릿 밸브 도어가 베이스에 대해 측방향으로 이동할 때 중공 관형 부분이 베이스에 대해 롤링(rolling)될 수 있게 하기에 충분하다.
[0008] 본 발명의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로 앞서 간략히 요약된 본 발명의 보다 구체적인 설명이 구현예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 구현예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 발명의 단지 전형적인 구현예들을 도시하는 것이므로 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 발명이 다른 균등하게 유효한 구현예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0009] 도 1은 팩토리 인터페이스를 이송 챔버에 결합시키는 로드락 챔버를 갖는 진공 프로세싱 시스템의 부분 단면도이고;
[0010] 도 2는 로드락 챔버의 챔버 몸체에 결합된 비-팽창된 상태의 팽창성 시일을 도시하는 로드락 챔버의 부분 단면도이고;
[0011] 도 3은 팽창된 상태의 팽창성 시일을 도시하는 로드락 챔버의 챔버 몸체의 부분 단면도이고;
[0012] 도 4는 슬릿 밸브 도어가 폐쇄 상태에 있는 상태를 도시하는, 챔버 몸체에 장착된 팽창성 시일의 부분 단면도이고;
[0013] 도 5는 슬릿 밸브 도어가 폐쇄 상태에 있는 동안에 챔버 몸체가 슬릿 밸브 도어에 대해 이동한 상태를 도시하는, 챔버 몸체에 장착된 팽창성 시일의 부분 단면도이고;
[0014] 도 6은 팽창성 시일을 갖는 슬릿 밸브 도어의 단면도이며;
[0015] 도 7은 슬릿 밸브 개구를 도시하는 로드락 챔버의 부분 평면도이다.
[0016] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통적인 동일한 엘리먼트들을 가리키기 위해 가능한 경우 동일한 도면부호들이 사용되었다. 일 구현예에 개시된 엘리먼트들이 구체적인 언급없이 다른 구현예들에 유익하게 사용될 수 있음이 예상된다.
[0017] 본원에서 설명된 구현예들은 진공 챔버와, 진공 챔버의 챔버 몸체를 통해 형성된 슬릿 밸브 개구를 밀봉하는데 이용되는 슬릿 밸브 도어 사이의 견고한 시일을 제공하는데 이용되는 팽창성 도어 시일을 제공한다. 유리하게는, 팽창성 도어 시일은, 도어가 폐쇄 위치에 있을 때 챔버 몸체 및 도어가 약간의 상대 운동을 겪는 상태들 동안에 챔버 몸체 또는 도어 상의 마찰 없이 시일이 약간 롤링될 수 있게 하는 방식으로, 챔버 몸체 및 도어에 장착되고, 이에 의해 시일의 수명을 연장시키면서 입자 발생에 대한 가능성을 현저하게 감소시킨다.
[0018] 팽창성 도어 시일은 로드락 챔버들과 같은, 진공 환경과 주위 환경 사이를 밀봉하는데 이용되는 진공 챔버들에 특히 적합하지만, 팽창성 도어 시일은 이송 챔버들, 프로세싱 챔버들 등과 같은 다른 유형들의 진공 챔버들에 이용될 수도 있다.
[0019] 도 1은 팩토리 인터페이스(104)를 이송 챔버(130)에 결합시키는 로드락 챔버(102)를 갖는 진공 프로세싱 시스템(100)의 부분 단면도이다. 도시되어 있지 않지만, 적어도 하나 이상의 프로세싱 챔버들이 이송 챔버(130)에 결합된다. 팩토리 인터페이스(104)의 내부(108)는 일반적으로 대기 환경으로 유지되는 한편, 이송 챔버(130)의 내부(132)는 일반적으로 진공하에 유지된다.
[0020] 로드락 챔버(102)는 챔버 몸체(128)의 내부 용적부(106) 내에 진공을 유지하기에 적합한 챔버 몸체(128)를 포함한다. 기판 지지체(126)는 챔버 몸체(128)의 내부 용적부(106) 내에 배치되고, 종래에 공지된 바와 같이, 팩토리 인터페이스(104) 내에 배치된 팩토리 인터페이스 로봇(factory interface robot) 및 이송 챔버(130) 내에 배치된 진공 로봇(vacuum robot)에 의한 기판(도시되지 않음)의 교환을 용이하게 하도록 구성된다.
[0021] 압력 제어 시스템(122)은 챔버 몸체(128)를 통해 형성된 하나 이상의 포트들(ports)(124)을 통해 로드락 챔버(102)에 결합된다. 압력 제어 시스템(122)은, 기판들이 로드락 챔버(102)와 이송 챔버(130) 사이에서 교환될 때, 챔버 몸체(128)의 내부 용적부(106)를 사전지정된 진공 상태로 펌핑 다운하도록 구성된다. 압력 제어 시스템(122)은, 기판들이 로드락 챔버(102)와 팩토리 인터페이스(104) 사이에서 교환될 때, 챔버 몸체(128)의 내부 용적부(106)를 대기 상태로 통기하도록 구성된다. 압력 제어 시스템(122)은 종래에 공지된 바와 같이 챔버 몸체(128)의 내부 용적부(106)의 압력을 변화시키는 것을 용이하게 하기 위한 다양한 펌프들, 유동 제어기들 및 밸브들을 포함한다.
[0022] 챔버 몸체(128)는 상부(162), 하부(164) 및 측벽들(166, 168)을 포함한다. 제1 슬릿 밸브 개구(110)는 챔버 몸체(128)의 측벽들 중 하나(예를 들어, 측벽(166))를 통해 형성된다. 슬릿 밸브 개구(110)는 챔버 몸체(128)의 내부 용적부(106)와 팩토리 인터페이스(104)의 내부(108)를 연결하는, 팩토리 인터페이스(104)의 몸체(138)에 형성된 통로(172)와 정렬된다. 제2 슬릿 밸브 개구(174)는 측벽들 중 다른 하나(예를 들어, 측벽(168))를 통해 형성된다. 제2 슬릿 밸브 개구(174)는 챔버 몸체(128)의 내부 용적부(106)와 이송 챔버(130)의 내부(132)를 연결하는, 이송 챔버(130)의 몸체(136)에 형성된 통로(134)와 정렬된다. 슬릿 밸브 개구들(110, 174)은 일반적으로 사전지정된 크기를 갖는 기판의 통과를 수용하도록 구성된다. 일 실시예에서, 기판은, 예컨대 태양 전지, 평판(flat panel) 또는 OLED 제조에 이용되는 대면적 기판이다. 다른 실시예들에서, 기판은 진공 프로세싱 챔버로 프로세싱되는 반도체 웨이퍼 또는 다른 기판일 수 있다.
[0023] 슬릿 밸브 도어(112)는 각각의 슬릿 밸브 개구(110, 174)에 인접하게 배치된다. 각각의 슬릿 밸브 도어(112)는 힌지(hinge)(140)에 의해 챔버 몸체들(128, 136, 138) 중 하나에 연결된다. 슬릿 밸브 도어(112)는 챔버 몸체(128)의 외측에 배치된 모터(motor) 또는 공압 실린더(pneumatic cylinder)와 같은 액추에이터(actuator)(도시되지 않음)에 의해 (폐쇄 상태와 개방 상태 사이에서) 이동 가능하다. 폐쇄 상태에서, 슬릿 밸브 도어들(112)은, 하기에서 추가로 논의되는 바와 같이, 챔버 몸체들(128, 136, 138) 중 하나에 장착된 팽창성 시일(114)과 접촉함으로써 슬릿 밸브 개구들(110, 174)을 밀봉한다. 개방 상태에서, 슬릿 밸브 도어(112)는, 예를 들어 회전에 의해, 슬릿 밸브 개구들(110, 174)로부터 떨어지게 이동하여 기판이 챔버들 사이의 슬릿 밸브 개구들(110, 174)을 통해 로봇식으로 이송될 수 있게 한다.
[0024] 도 1에 도시된 실시예에서, 하나의 슬릿 밸브 도어(112)는 챔버 몸체(138)에 연결되는 한편, 다른 슬릿 밸브 도어(112)는 챔버 몸체(128)에 연결된다. 이러한 배열에서, 슬릿 밸브 도어(112)는, 하나의 챔버가 진공 상태에 있고 인접한 챔버가 대기에 있을 때, 슬릿 밸브 개구(110, 174)의 대기측에 있다. 다른 실시예들에서, 슬릿 밸브 도어(112)는 반대측 챔버에 장착될 수 있어서, 슬릿 밸브 도어(112)가 반대 방향으로 개방된다.
[0025] 유체 제어 시스템(118)은 팽창성 시일들(114)에 결합된다. 일 예에서, 유체 제어 시스템(118)은 챔버 몸체(128)를 통해 라우팅된(routed) 도관(116)을 통해 팽창성 시일(114)에 결합된다. 유체 제어 시스템(118)은 팽창성 시일(114)이 제어 가능하게 가압 및 통기될 수 있게 하는 펌프 및 밸브들을 포함한다. 유체 제어 시스템(118)의 작동 제어는 프로그램 가능 로직 제어기(PLC) 등과 같은 제어기(120)에 의해 제공된다.
[0026] 유체 제어 시스템(118)은 도어(112)가 폐쇄 상태로 이동되어 유지될 때 팽창성 시일들(114)을 팽창된 상태로 유지하도록 작동 가능하다. 팽창성 시일들(114)은 도어(112)가 개방 및 폐쇄 상태들 둘 모두에 있을 때 유체 제어 시스템(118)에 의해 팽창된 상태로 유지될 수 있다. 일 실시예에서, 유체 제어 시스템(118)은 시일(114)이 처음 도어(112)에 접촉될 때의 보다 낮은 압력으로부터, 그 후에 시일(114)에 대해 도어(114)를 접촉시키는 힘이 시일(114)과의 접촉 후에 증가될 때의 보다 높은 압력으로 상승되게 팽창성 시일들(114) 내의 압력을 조정하도록 작동 가능하다. 일 실시예에서, 유체 제어 시스템(118)은 도어(112)를 가로지르는 압력차의 변화들에 응답하여 팽창성 시일들(114) 내의 압력을 조정하도록 작동 가능하다. 또 다른 실시예에서, 유체 제어 시스템(118)은 도어(112)를 폐쇄 위치로 압박하는 폐쇄력의 변화들에 응답하여 팽창성 시일(114) 내의 압력을 조정하도록 작동 가능하다.
[0027] 팽창성 시일(114)은 대체로 제1 슬릿 밸브 개구(110)를 둘러싸고 있다. 팽창성 시일(114)은 사전결정된 크기를 갖는 기판이 통과할 수 있게 하기에 적합한 대체로 기다란 직사각형 형상을 갖는다. 일 예에서, 시일(114)은 길이가 적어도 2950 ㎜이고 폭이 적어도 140 ㎜이다. 팽창성 시일(114)은 VITON®과 같은 플루오로폴리머 엘라스토머(fluoropolymer elastomer), KALREZ®와 같은 퍼플루오로엘라스토머(perfluoroelastomer), 또는 다른 적합한 엘라스토머로 제조될 수 있다. 팽창성 시일(114)은 약 90 쇼어 A 미만, 예컨대 약 60 쇼어 A의 듀로미터를 가질 수 있다.
[0028] 도 2는 로드락 챔버(102)의 챔버 몸체(128)에 결합된 비-팽창된 상태의 팽창성 시일(114)을 도시하는 로드락 챔버(102)의 부분 단면도이다. 팽창성 시일(114)은 시일 클램프(210)에 의해 챔버 몸체(128)의 측벽(166)에 장착된다. 챔버 몸체(128)의 측벽(166)은 슬릿 밸브 개구(110)를 둘러싸는 리세스(200)를 포함한다. 리세스(200)는 시일 클램프(210)를 수용하도록 크기 설정된다. 일 예에서, 리세스(200)는 실질적으로 직사각형 형상을 갖고, 추가적으로 실질적으로 직사각형 프로파일(profile)을 갖는다. 유체 제어 시스템(118)(도 1에 도시됨)을 팽창성 시일(114)에 결합시키는 도관(116)은 리세스(200) 및 시일 클램프(210)를 통해 라우팅될 수 있다.
[0029] 시일 클램프(210)는 진공 환경에서 사용하기에 적합한 강성 재료로 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 시일 클램프(210)는 알루미늄 또는 스테인리스강으로 제조된다.
[0030] 시일 클램프(210)는 장착 베이스(mounting base)(240)를 포함한다. 장착 베이스(240)는 복수의 홀들(holes)(212)을 포함한다. 홀들(212)은 챔버 몸체(128)에 형성된 나사형 홀(202)과 맞물림으로써 장착 베이스(240)를 챔버 몸체(128)에 결합시키는 체결구들(fasteners)(216)을 위한 통로를 제공한다. 홀들(212)은 체결구(216)의 헤드(head)를 수용하기 위한 카운터 싱크(counter sink)(214)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 시일 클램프(210)는 2 개의 부재들로 형성되고, 하나는 팽창성 시일(114)의 내경을 따르고, 하나는 팽창성 시일(114)의 외경을 따른다.
[0031] 시일 클램프(210)는 또한 하부 리세스(220) 및 상부 리세스(242)를 포함한다. 하부 리세스(220) 및 상부 리세스(242)는 리세스들(242, 220)을 분리하는 플랜지(222)를 통해 형성된 구멍(245)에 의해 연결된다.
[0032] 팽창성 시일(114)은 네크부(238)에 의해 중공 관형 부분(258)에 결합된 베이스(250)를 포함한다. 베이스(250)는 시일 클램프(210)의 하부 리세스(220)보다 약간 크지만 리세스(200)보다 작게 크기 설정되고, 그래서 시일 클램프(210)가 챔버 몸체(128)에 체결될 때 베이스(250)가 압축되고, 그에 따라 챔버 몸체(128)와 함께 진공 시일을 생성한다.
[0033] 네크부(238)는 리세스들(242, 220)을 분리하는 플랜지(222)를 통해 형성된 구멍(245)을 통해 연장된다. 통로(252)(가상선으로 도시됨)는 네크부(238) 및 베이스(250)를 통해 라우팅되고, 도관(116)과 결합한다. 도관(116)은 챔버 몸체(128)를 관통하여 형성된 홀(204)을 통해 라우팅된다. 도관(116)은 홀(204) 내에 배치된 시일(256)을 포함하거나 그와 결합될 수 있다. 통로(252)는 관형 부분(258)의 중공 내부(260)에 유체적으로 연결되어, 공기, 질소, 물 또는 다른 적합한 유체와 같은 유체가 유체 제어 시스템(118)에 의해 선택적으로 제공 및 제거되어 관형 부분(258)의 팽창/수축을 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 유체 제어 시스템(118)은 관형 부분(258)의 중공 내부(260)에 약 60 PSI까지 또는 그 초과의 공기를 제공할 수 있다.
[0034] 팽창성 시일(114)의 관형 부분(258)은 시일 클램프(210)의 상부 리세스(242) 내에 부분적으로 배치된다. 관형 부분(258)은 외부 밀봉 표면(262)을 포함한다. 외부 밀봉 표면(262)은 비-팽창된 상태에서 대체로 편평하며, 이것은 사용 중일 때 양호한 접촉 밀봉 표면을 유지하는 것을 돕는다. 관형 부분(258)은 또한, 관형 부분(258)을 포함하는 폴리머를 보강하기 위한 직물 코어(fabric core)(파선으로 도시됨)를 포함할 수 있다. 관형 부분(258) 및 베이스(250)는 팽창성 시일(114)이 시일 클램프(210) 내에 보유되도록 대체로 구멍(245)보다 크다.
[0035] 팽창성 시일(114)의 관형 부분(258)은, 수축 시에, 대체로 상부 리세스(242)의 폭보다 폭이 작다. 팽창성 시일(114)의 관형 부분(258)은, 수축 시에, 상부 리세스(242)의 깊이보다 큰 높이를 가질 수 있다.
[0036] 팽창성 시일(114)의 관형 부분(258)에 대한 손상을 방지하기 위해, 상부 리세스(242)의 하부(244)와 측벽들(246) 사이의 교차부(206)는 반경(radius)을 포함할 수 있다. 일 예에서, 교차부(206)는 측벽들(246)의 전체 높이를 포함하는 완전한 반경을 가질 수 있다.
[0037] 도 3은 팽창된 상태의 팽창성 시일(114)을 도시하는 로드락 챔버(102)의 챔버 몸체(128)의 부분 단면도이다. 팽창된 상태에서, 유체 제어 시스템(118)은 관형 부분(258)의 중공 내부(260)에 유체를 제공하여, 관형 부분(258)이 챔버 몸체(128)의 측벽(166)의 외부 표면을 넘어서 적어도 6 ㎜의 높이(310)까지 팽창하게 한다. 일 실시예에서, 유체 제어 시스템(118)은 약 60 PSI까지 또는 그 초과의 공기를 제공할 수 있다. 팽창된 상태에서, 관형 부분(258)의 측부들(302)은 상부 리세스(242)의 측벽들(246)로부터 멀리 이동한다.
[0038] 도 4는 슬릿 밸브 도어(112)가 폐쇄 위치에 있고 팽창성 시일(114)과 접촉하고 있을 때 팽창된 상태의 팽창성 시일(114)의 부분 단면도이다. 팽창성 시일(114)에 대한 슬릿 밸브 도어(112)의 힘은 팽창성 시일(114)의 관형 부분(258)이 압축되고 약간 넓어지게 한다. 그러나, 상부 리세스(242)가 관형 부분(258)보다 훨씬 넓기 때문에, 관형 부분(258)의 측부들(302)은 적어도 1 ㎜, 예를 들어 1.5 ㎜ 이상의 거리(400)만큼 상부 리세스(242)의 측벽들(246)로부터 떨어진 상태로 유지된다. 예를 들어, 시일 클램프(210)의 상부 리세스(242)는 팽창성 시일(114)이 팽창된 상태에 있을 때 중공 관형 부분(258)의 폭보다 적어도 1.4% 큰 폭을 갖는 상부 리세스(242)를 갖는다. 중공 관형 부분(258)의 폭은 베이스(250)에 평행하게 규정된다.
[0039] 거리(400)는 팽창성 시일(114)이 팽창된 상태에 있을 때 관형 부분(258)이 중공 관형 부분(258)의 폭의 적어도 1.4%만큼 측방향으로 롤링될 수 있게 한다. 예를 들어, 도 5에 도시된 화살표(510)로 나타낸 바와 같이, 슬릿 밸브 도어(112)가 폐쇄 상태에 있는 동안에 슬릿 밸브 도어(112)가 챔버 몸체(128)에 대해 측방향으로 이동할 때, 중공 관형 부분(258)은 베이스(250)에 대해 측방향으로 1 ㎜ 이상 이동할 수 있다. 다른 예에서, 도 5에 도시된 화살표(510)로 나타낸 바와 같이, 슬릿 밸브 도어(112)가 폐쇄 상태에 있는 동안에 슬릿 밸브 도어(112)가 챔버 몸체(128)에 대해 측방향으로 이동할 때, 중공 관형 부분(258)은 베이스(250)에 대해 측방향으로 2 ㎜ 이동할 수 있다.
[0040] 도 5에 도시된 바와 같이, 편평한 외부 밀봉 표면(262)은 슬릿 밸브 도어(112)와의 양호한 밀봉 접촉을 형성하고, 이에 의해 화살표(520)로 도시된 바와 같이, 관형 부분(258)이 탱크 트레드(tank tread) 또는 캐터필러 트랙형(caterpillar track-like) 방식으로 롤링되게 하는 충분한 마찰을 제공하여, 관형 부분(258)이 베이스(250)에 대해 측방향으로 이동할 수 있게 하는 한편, 관형 부분(258)의 외부 밀봉 표면(262)은 슬릿 밸브 도어(112)와 비-슬라이딩(non-sliding) 접촉 상태로 유지되고, 관형 부분(258)의 하부 부분은 시일 클램프(210)와 비-슬라이딩 접촉 상태로 유지된다. 따라서, 팽창성 시일(114)은 슬릿 밸브 도어(112)가 폐쇄 상태에 있는 동안에 슬릿 밸브 도어(112)와 챔버 몸체(128) 사이의 상대 운동을 수용할 것이다.
[0041] 거리(400)는 일반적으로, 슬릿 밸브 도어(112)가 사전지정된 거리만큼 이동했을 때 팽창성 시일(114)의 측부(302)가 상부 리세스(242)의 측벽들(246)로부터 떨어진 상태로 유지되는 것을 보장하기에 충분하게 팽창성 시일(114)의 측부 상의 거리(500)가 클 수 있도록 선택된다. 거리(500)가 거리(400)보다 작아짐에 따라, 팽창성 시일(114)의 대향 측부 상의 거리(502)는 반대로 거리(400)보다 커진다.
[0042] 리세스(242)에서의 팽창성 시일(114)의 이동을 도시하는 도 7을 간단히 참조하면, 도 7은 슬릿 밸브 개구(110)를 도시하는 로드락 챔버(102)의 부분 평면도이다. 로드락 챔버(102)는 슬릿 밸브 도어(112)가 개방 위치, 예를 들어 개방 상태에 있을 때 상승된 압력으로 있을 수 있다. 슬릿 밸브 도어(112)가 폐쇄 위치로 이동될 때, 로드락 챔버(102) 내의 압력은 대략 진공 압력으로 펌핑 다운된다. 슬릿 밸브 개구(110)는 그 개구를 통해 기판을 이송할 공간을 제공하도록 구성된 높이(720) 및 폭(750)을 갖는다.
[0043] 로드락 챔버(102)가 진공 압력으로 펌핑 다운됨에 따라, 슬릿 밸브 개구(110)는 챔버 몸체(136)의 상부(162), 하부(164) 및 측벽들(166, 168)에 작용하는 차압력들(differential pressure forces)로 인해 변형될 수 있다. 슬릿 밸브 개구(110)의 높이(720)가 폭(750)보다 훨씬 더 작기 때문에, 슬릿 밸브 개구(110)는 슬릿 밸브 개구(110)의 중앙 부분을 따라 대기압에서의 원래 높이(722)로부터 진공 중일 때의 압축된 높이(724)를 갖는다. 일부 실시예들에서, 측벽들(166, 168)이 챔버 몸체(136)의 상부(162), 하부(164) 및 측벽들(166, 168)에 대한 압축 압력 하중하에서 압축된 높이(724)로 편향될 때 2 ㎜만큼의 높이(720)의 변화가 있을 수 있다. 예를 들어, 높이(720)의 원래 높이(722)는 챔버(102)가 대기압에 있을 때 약 50 ㎜ 내지 약 200 ㎜, 예컨대 약 120 ㎜일 수 있다. 챔버(102)를 진공 압력으로 펌핑 다운할 때, 슬릿 밸브 개구(110)의 높이(720)는 개구(110)의 단부들에 근접해서는 원래 높이(722)와 동일할 수 있지만, 폭(750)을 따라, 즉 압축된 높이(724)로 도시된 바와 같이, 편향된다. 압축된 높이(724)는 원래 높이(722)보다 약 1.5 ㎜ 작을 수 있다.
[0044] 높이(720)에 비해 개구(110)의 폭(750)이 훨씬 크기 때문에, 개구(110)의 중앙은 일반적으로 보다 많은 편향을 겪게 된다. 따라서, 팽창성 시일(114)은 관형 부분(258)의 코너부들에 근접한 부분들보다는 시일(114)의 관형 부분(258)의 직선 길이들의 중앙 부분들에서 더 편향되고, 즉 측방향으로 이동 또는 롤링될 수 있다.
[0045] 상부 리세스(242)는 유리하게는, 슬릿 밸브 도어가 시일(114)과 접촉하고 있는 동안에 슬릿 밸브 개구(110)가 압력하에서 높이(720)로부터 작은 높이(720)로 약간 변형함에 따라서 측벽(166)의 이동과 함께 팽창성 시일(114)이 롤링되게 한다. 따라서, 챔버가 대기압과 진공 압력 사이에서 순환함에 따라, 시일(114)은 슬릿 밸브 도어(112)에 대한 측벽(166, 168)의 이동을 수용하고, 이것은 시일(114)이 마찰하는 것을 실질적으로 방지한다. 측벽(166, 168)의 이동을 수용함으로써, 시일(114)로부터의 입자 발생이 최소화되거나 제거될 수 있다. 또한, 마찰 없이 시일(114)이 도어(112)와 측벽들(166, 168) 사이의 상대 운동을 롤링하고 수용하는 능력은 시일 마모를 감소시키고, 예방 유지보수 간격 및 시스템 가동시간을 연장시킨다.
[0046] 챔버 몸체(136)에 장착된 것으로 도시된 팽창성 시일(114)은 유사하게 장착되고 작동된다.
[0047] 도 6은 팽창성 시일(114)을 갖는 슬릿 밸브 도어(600)의 단면도이다. 슬릿 밸브 도어(600)는 일반적으로 팽창성 시일(114) 및 시일 클램프(210)를 수용하는 리세스(612)를 포함한다. 도어(600)에 장착된 팽창성 시일(114)은 상기에서 논의된 바와 같이 도관(116)에 의해 유체 제어 시스템에 결합된다.
[0048] 슬릿 밸브 도어(600)는 몸체(602)를 포함하고, 이 몸체(602)는 도어(600)가 전술한 바와 같은 폐쇄 상태와 개방 상태 사이에서 이동할 수 있게 하는 힌지의 일부를 형성하는 샤프트를 수용하는 피봇 홀(pivot hole)(604)을 포함한다. 몸체(602)는 배면(608) 및 밀봉면(606)을 갖는다. 밀봉면(606)은 인접한 진공 챔버의 벽(630)을 향하여 있어, 도어(600)가 폐쇄 상태에 있을 때, 팽창성 시일(114)이 벽(630)과 접촉하고, 벽(630)에 형성된 슬릿 밸브 개구(632)를 둘러싸게 한다.
[0049] 리세스(612)는 밀봉면(606)에 형성되고, 도 2 내지 도 5를 참조하여 전술한 것과 동일한 방식으로 팽창성 시일(114) 및 시일 클램프(210)를 수용한다.
[0050] 유리하게는, 진공 챔버 몸체와 슬릿 밸브 도어 사이의 견고한 시일을 제공하는 팽창성 도어 시일이 설명되었다. 유리하게는, 팽창성 도어 시일은 마찰 없이 진공 챔버 몸체와 폐쇄된 슬릿 밸브 도어 사이의 측방향 이동을 수용하고, 이에 의해 시일의 수명을 연장시키면서 입자 발생에 대한 가능성을 현저하게 감소시킨다.
[0051] 상기는 본 발명의 구현예들에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 및 추가 구현예들이 본 발명의 기본 범위를 벗어남이 없이 고안될 수 있으며, 본 발명의 범위는 하기의 청구범위에 의해 결정된다.

Claims (20)

  1. 상부, 하부 및 측벽들을 갖는 챔버 몸체(chamber body) ―상기 측벽들은 적어도, 내부에 형성된 제1 슬릿 밸브 개구(slit valve opening)를 가짐―;
    상기 측벽에 밀봉식으로 결합되고, 상기 제1 슬릿 밸브 개구를 둘러싸는 제1 팽창성 시일(inflatable seal); 및
    제1 슬릿 밸브 도어(slit valve door)를 포함하며,
    상기 제1 슬릿 밸브 도어는, 상기 제1 슬릿 밸브 도어와 상기 챔버 몸체 사이에 진공 시일을 제공하도록 상기 제1 팽창성 시일과 접촉하는 폐쇄 상태와, 상기 제1 슬릿 밸브 도어를 상기 제1 슬릿 밸브 개구로부터 떨어지게(clear) 위치시키는 개방 상태 사이에서 이동 가능하며, 상기 제1 팽창성 시일은 상기 측벽에 결합된 베이스(base), 및 상기 제1 슬릿 밸브 도어가 상기 폐쇄 상태에 있을 때 상기 베이스에 대해 측방향으로 이동할 수 있는 중공 관형 부분(hollow tubular portion)을 갖는,
    진공 챔버.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 팽창성 시일의 베이스를 상기 챔버 몸체에 밀봉식으로 클램핑(clamping)하는 시일 클램프(seal clamp)를 더 포함하는,
    진공 챔버.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 챔버 몸체의 측벽들은 상기 시일 클램프를 수용하는 홈을 더 포함하는,
    진공 챔버.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 시일 클램프는 구멍(aperture)을 갖는 리세스 부분(recessed portion)을 포함하며, 상기 제1 팽창성 시일의 네크부(neck)는 상기 구멍을 통해 연장되고, 상기 네크부는 상기 베이스를 상기 중공 관형 부분에 결합시키는,
    진공 챔버.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 중공 관형 부분은, 상기 제1 팽창성 시일이 팽창된 상태에 있을 때, 상기 중공 관형 부분의 직경의 적어도 1.4%의 거리에 걸쳐 상기 베이스에 대해 측방향으로 롤링(rolling)되도록 구성되는,
    진공 챔버.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 거리는 적어도 1 ㎜인,
    진공 챔버.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 팽창성 시일은 상기 제1 팽창성 시일을 팽창시키기 위한 도관을 포함하고, 상기 도관은 상기 측벽들에 형성된 상기 리세스 부분을 통해 상기 베이스로부터 연장되는,
    진공 챔버.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 측벽들을 통해 형성된 제2 슬릿 밸브 개구;
    폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동 가능한 제2 슬릿 밸브 도어―상기 제2 슬릿 밸브 도어는 상기 개방 위치에 있을 때 상기 제2 슬릿 밸브 개구로부터 떨어져 있음―; 및
    상기 제2 슬릿 밸브 도어가 상기 폐쇄 위치에 있을 때 상기 제2 슬릿 밸브 개구를 밀봉하도록 위치된 제2 팽창성 시일을 더 포함하는,
    진공 챔버.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 챔버 몸체에 결합된 압력 제어 시스템(pressure control system)을 더 포함하며, 상기 압력 제어 시스템은 상기 챔버 몸체를 진공 상태로 펌핑 다운(pump down)하고 상기 챔버 몸체를 대기 상태로 통기(vent)시키도록 적응되는,
    진공 챔버.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 팽창성 시일은 상기 챔버 몸체의 내부를 등지고 있고(face away), 상기 제2 팽창성 시일은 상기 챔버 몸체의 내부를 향하는,
    진공 챔버.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 팽창성 시일의 중공 관형 부분은 약 90 쇼어(Shore) A 미만의 듀로미터(durometer)를 갖는,
    진공 챔버.
  12. 상부, 하부 및 측벽들을 갖는 챔버 몸체―상기 측벽들은 적어도, 내부에 형성된 제1 슬릿 밸브 개구를 가짐―;
    폐쇄 상태와 개방 상태 사이에서 이동 가능한 제1 슬릿 밸브 도어―상기 제1 슬릿 밸브 도어는 상기 개방 상태에 있을 때 상기 제1 슬릿 밸브 개구로부터 떨어지게 위치됨―;
    상기 제1 슬릿 밸브 도어와 상기 챔버 몸체 사이에 배치된 제1 팽창성 시일 ―상기 제1 팽창성 시일은 네크부에 의해 중공 관형 부분에 결합된 베이스를 가지며, 상기 중공 관형 부분은 상기 제1 슬릿 밸브 도어가 상기 폐쇄 상태에 있을 때 상기 제1 슬릿 밸브 도어와 상기 챔버 몸체 사이에 시일을 제공하며, 상기 제1 팽창성 시일의 중공 관형 부분은 약 90 쇼어 A 미만의 듀로미터를 가짐―; 및
    상기 중공 관형 부분의 폭보다 적어도 1.4% 더 넓은 폭을 갖는 리세스(recess)를 가지는 시일 클램프를 포함하며,
    상기 리세스는 구멍을 가지며, 상기 구멍을 통해, 상기 네크부는 상기 베이스에 대해 측방향으로 이동할 수 있는 상기 중공 관형 부분으로 연장되고, 상기 리세스의 폭은, 상기 제1 슬릿 밸브 도어가 상기 폐쇄 상태에 있는 동안에 상기 제1 슬릿 밸브 도어가 상기 베이스에 대해 측방향으로 이동할 때 상기 중공 관형 부분이 상기 베이스에 대해 롤링 방식으로 변형될 수 있게 하기에 충분한,
    진공 챔버.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 슬릿 밸브 도어는 내부에 상기 시일 클램프를 수용하는 리세스를 더 포함하며, 상기 리세스는 구멍을 갖고, 상기 구멍을 통해, 상기 챔버 몸체를 통해 상기 제1 팽창성 시일에 결합된 도관이 배치되는,
    진공 챔버.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 측벽들을 통해 형성된 제2 슬릿 밸브 개구;
    폐쇄 상태와 개방 상태 사이에서 이동 가능한 제2 슬릿 밸브 도어―상기 제2 슬릿 밸브 도어는 상기 개방 상태에 있을 때 상기 제2 슬릿 밸브 개구로부터 떨어져 있음―; 및
    상기 제2 슬릿 밸브 도어가 상기 폐쇄 위치에 있을 때 상기 제2 슬릿 밸브 개구를 밀봉하도록 위치된 제2 팽창성 시일을 더 포함하는,
    진공 챔버.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 팽창성 시일은 상기 챔버 몸체의 내부를 등지고 있고, 상기 제2 팽창성 시일은 상기 챔버 몸체의 내부를 향하는,
    진공 챔버.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 챔버 몸체에 결합된 압력 제어 시스템을 더 포함하며, 상기 압력 제어 시스템은 상기 챔버 몸체를 진공 상태로 펌핑 다운하고 상기 챔버 몸체를 대기 상태로 통기시키도록 적응되는,
    진공 챔버.
  17. 제14 항에 있어서,
    상기 챔버 몸체에 연결된 팩토리 인터페이스(factory interface)―상기 제1 슬릿 밸브 개구는 상기 팩토리 인터페이스와 상기 챔버 몸체 사이에서의 기판 이송을 허용하도록 구성됨―; 및
    상기 챔버 몸체에 결합된 이송 챔버(transfer chamber)를 더 포함하며,
    상기 제1 슬릿 밸브 개구는 상기 이송 챔버와 상기 챔버 몸체 사이에서의 기판 이송을 허용하도록 구성되는,
    진공 챔버.
  18. 제12 항에 있어서,
    상기 중공 관형 부분은, 상기 제1 팽창성 시일이 팽창된 상태에 있을 때, 상기 중공 관형 부분의 직경의 적어도 1.4%의 거리에 걸쳐 상기 베이스에 대해 측방향으로 롤링되도록 구성되는,
    진공 챔버.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 거리는 적어도 1 ㎜인,
    진공 챔버.
  20. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 팽창성 시일은 상기 챔버 몸체에 결합되는,
    진공 챔버.
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