利用大量基板安裝及卸載系統的批量生產型薄膜蒸鍍裝置的製作方法
2023-05-02 19:06:06 1
專利名稱：利用大量基板安裝及卸載系統的批量生產型薄膜蒸鍍裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及在光學薄膜、半導體塗敷、LCD的ITO (Indium Tin Oxide) 或IZO (Indium Zink Oxide)塗敷等領域廣泛使用的濺塗裝置(sputtering apparatus )、即薄膜蒸鍍裝置。
背景技術：
本發明涉及LCD-TFT的ITO或IZO薄膜、半導體薄膜、AR(Anti-reflex film)薄膜、IR (Infra-red)薄膜等薄膜製造批量生產系統。最近，光學薄膜系統為了進一步提高效率，以多層薄膜結構形態調節 Ti02和Si02等薄膜的厚度，交替反覆層疊數十層。但是，以往的系統中，在供給電力或電流恆定的狀態下，根據時間來 調節薄膜厚度。但是，如圖1所示，以往的大部分的薄膜蒸鍍系統多是在固定目標上 基板旋轉的系統，這樣的方法中， 一個工序結束時，能夠製造的基板樣本 為2至4個左右，其量相對少很多。還有，上述系統中存在如下問題，即 一個基板中的薄膜厚度形成為 不均勻，需要旋轉基板。另外，如圖2所示，還有使以內嵌式驅動方式進行直線運動的基板經 過固定目標部分來進行蒸鍍的方法。這樣的方法可以使薄膜具有出色的均 勻度，但蒸鍍率低，因此，在每個工序時，為了不破壞真空，需要利用基 板裝載腔室。雖然沒有破壞中央腔室的真空，從而，能夠防止目標物質(平^) 的汙染，但需要在大部分裝載鎖定腔室內用手工進行向指孔(71矛)腔 室內部的基板交替。另外，如圖3所示，提出利用多樣本裝載腔室(multi sample loadingchamber)而使用，但不符合下一代LCD基板等之類的大型基板蒸鍍，制 造方法複雜，需要在腔室內部設置高價的真空馬達等，因此，系統變得更 複雜，維持維護需要高的預算。發明內容本發明是為了解決上述問題而做成的，本發明的目的在於提供在以 往的裝載鎖定(旦三闢)腔室中設置能夠通過一次蒸鍍工序製造大量的 基板的多層基板固定器(multisubstrateholder)，追加基板卸載(unloadin g)腔室，從而批量生產大量大型基板的系統。為了實現上述目的，本發明的利用大量基板安裝及卸載系統的批量生 產型薄膜蒸鍍裝置，其包括第一多層基板固定器(first MSH)，其由多 個安裝在用於真空的薄膜蒸鍍的基板安裝室(SLC)內，且各自固定基板 的基板固定器構成，且在上述基板固定器的一側的一定位置分別形成有第 一突出部及第二突出部；第一直線移送驅動部(SDUGL)，其從上述多層 基板固定器(MSH)抽出上述基板固定器，使上述基板固定器向閘門閥(L) 移動，且在一側的一定位置具備第一鉤(first hook);第二直線移送驅動 部(SDUGLS)，其使上述基板固定器從上述閘門閥(L)向基板蒸鍍待機 室(LSCS)移動，且在一側的一定位置具備第二鉤(secondhook);蒸鍍 移送驅動部，其在上述基板固定器安裝於上述基板蒸鍍待機室內的所述蒸 鍍移送驅動部(SHMU)後，向自身的機械性原位置(home position)移 動；薄膜蒸鍍腔室(CMS),其在上述基板固定器在目標的位置通過上述 蒸鍍移送驅動部進行往返運動的過程中，進行蒸鍍作業；第三直線移送驅 動部，其在蒸鍍作業結束後，使位於基板蒸鍍待機室(RSCS)的上述基 板固定器經過閘門閥(R)向基板卸載室(SUC)的第二多層基板固定器 (secondMSH)移動，且在一側的一定位置具備第三鉤(thirdhook);及 第四直線移送驅動部(SDUGRM)，其使上述基板固定器向多層基板固定 器安裝室(MSSHR)的原位置移動，且在一側的一定位置具備第四鉤(forth hook)。還有，上述第一、第二、第三、第四直線移送驅動部通過步進電動機 或伺服電動機進行驅動。上述第一突出部及第二突出部包括配備在下端的彈性彈簧、和棒形 狀突起，所述突起通過從上述彈性彈簧繃緊連接的線與上述彈性彈簧的上 端連接。在上述蒸鍍移送驅動部的上端的一定位置形成的加壓部位於上述第 一突出部及第二突出部的各下端的情況下，被上述彈性彈簧加壓而成為向 一定方向躺下的倒下(down)狀態，在從上述突起的位置脫離的情況下， 解除上述彈性彈簧的被加壓的狀態，成為豎立(up)狀態。上述基板固定器在蒸鍍結束後，位於上述基板蒸鍍待機室的原位置(home position)。本發明能夠通過一次工序對大量的大型基板進行蒸鍍，與在每次工序 時由於真空被破壞而需要長時間用於除氣(outgassing)的其他裝置相比， 容易大量生產。還有，持續將大量的基板安裝於SLC (sustmte loading chamber),從SUC (substrate unloading chamber)卸載基板的本發明與以 往的只能夠處理一個基板的其他裝置相比，效率性出色，不破壞薄膜蒸鍍 腔室的真空，只對裝載及卸載腔室進行除氣，能夠最小化真空時間，因此， 在對大量基板進行塗敷後，不需要經常除去目標所處的薄膜蒸鍍腔室內的 微粒等的ITO塗敷等的單膜或3 5層左右的薄膜系統製造非常容易。
圖1是概略表示以往技術中的在固定目標上基板旋轉的系統的立體圖。圖2是概略表示以往技術中利用內嵌式驅動方式系統的立體圖。 圖3是概略表示以往技術中利用多樣本裝載腔室的系統的照片。 圖4是概略表示本發明的利用大量基板安裝及卸載系統的批量生產型薄膜蒸鍍裝置的立體圖。圖5是概略表示第一直線移送驅動部的第一鉤位於多層基板固定器的第一突出部的一側的狀態的立體圖。圖6是概略表示多層基板固定器下降，第一鉤卡在第一突出部的狀態的立體圖。圖7至圖9是概略表示單個基板固定器向閘門閥L移動的過程的立體圖。圖10至圖12是概略表示第二直線移送驅動部的第二鉤卡住第二突出 部，將基板固定器向基板蒸鍍待機室移送的過程的立體圖。圖13a及圖13b是概略表示基板固定器的第一突出部及第二突出部多 層基板固定器結構的立體圖。圖14是在蒸鍍作業後，基板固定器位於第二基板蒸鍍待機室(RSCS) 的狀態的立體圖。圖15至圖20是概略表示基板固定器位於多層基板固定器安裝室的原 位置的過程的立體圖。圖中，l-利用大量基板安裝及卸載系統的批量生產型薄膜蒸鍍裝置； 10-基板安裝室(SLC); 10，-基板卸載室(SUC); 20-第一多層基板固定器 (FMSH); 20'0-第二多層基板固定器(SMSH); 21-基板；21，-基板固定 器(sample holder); 21a-第一突出部；21b-第二突出部；30-第一直線移送 驅動部(SDUGL); 30'-第四直線移送驅動部(SDUGRM); 31-第一鉤； 33-第二直線移送驅動部(SDUGLS); 33a-第二鉤；33，-第三直線移送驅動 部(SDUSGR); 33，a-第三鉤；31，-第四鉤；40-左側基板蒸鍍待機室(LSCS); 40'-右側基板蒸鍍待機室(RSCS); 41-閘門閥L; 41'-閘門閥R; 50-蒸鍍 移送驅動部(SHMU); 60-薄膜蒸鍍腔室(CMS)。
具體實施方式
以下，根據附圖，對本發明的實施例進行更具體的說明。 圖4是概略表示本發明的利用大量基板安裝及卸載系統的批量生產型 薄膜蒸鍍裝置的立體圖，圖5是概略表示第一直線移送驅動部的第一鉤位 於多層基板固定器的第一突出部的一側的狀態的立體圖。圖6是概略表示 多層基板固定器下降，第一鉤卡在第一突出部的狀態的立體圖。圖7至圖 9是概略表示單個基板固定器向閘門閥L移動的過程的立體圖。圖10至 圖12是概略表示第二直線移送驅動部的第二鉤卡住第二突出部，將基板 固定器向基板蒸鍍待機室移送的過程的立體圖。圖13a及圖13b是概略表 示基板固定器的第一突出部及第二突出部多層基板固定器結構的立體圖。 圖14是在蒸鍍作業後，基板固定器位於第二基板蒸鍍待機室(RSCS)的狀態的立體圖。圖15至圖20是概略表示基板固定器位於多層基板固定器 安裝室的原位置的過程的立體圖。從而，本發明的利用大量基板安裝及卸載系統的批量生產型薄膜蒸鍍 裝置l，其具備第一多層基板固定器(first MSH: multi substrate holder) 20，其由多個安裝在用於真空的薄膜蒸鍍的基板安裝室(SLC: substrate loading chamber)內，且各自固定基板的基板固定器構成，且在上述基板 固定器21'的一側的一定位置分別形成有第一突出部21a及第二突出部 21b。還具備能夠向前後方向移動的第一直線移送驅動部(SDUGL:substrate driving unit to Gate valve L) 30，其從上述第一多層基板固定器 (MSH)抽出上述基板固定器21'，使上述基板固定器向閘門閥(gate valve L) 41移動，且在一側的一定位置具備第一鉤(firsthook) 31。還具備能夠向前後方向移動的第二直線移送驅動部(SDUGLS: substrate driving unit from Gate valve L to SHMU)，其使上述基板固定器21， 從上述閘門閥L41向左側基板蒸鍍待機室(LSCS: left side chamber for sputtering) 40移動，且在一側的一定位置具備第二鉤(secondhook) "a。此時，上述第一直線移送驅動部30及第二直線移送驅動部33通過貫 通各個所述驅動部的軸向前後方向移動，並且利用各上述第一鉤31及第 二鉤33a卡住上述基板固定器21'的上述第一突出部21a及第二突出部 21b，將其從上述多層基板安裝室10的上述第一多層基板固定器20向上 述閘門閥L41移送，或將其從上述閘門閥L41向上述左側基板蒸鍍待機室 40移送。還有，還具備蒸鍍移送驅動部50，其在上述基板固定器21'安裝於 上述基板蒸鍍待機室40內的所述蒸鍍移送驅動部(SHMU: sample holder moving unit) 50後，向自身的機械性原位置(home position)即、原來位置移動。還有，具備圍繞上述蒸鍍移送驅動部50的中央外側的薄膜蒸鍍腔 室(CMS) 60，其在上述基板固定器21，在目標的位置通過上述蒸鍍移送 驅動部50進行往返運動的過程中，進行蒸鍍作業；還具備能夠向前後方向移動的第三直線移送驅動部33，，其在蒸鍍作業結束後，使位於上述右側基板蒸鍍待機室(RSCS)的上述基板固定 器21，經過閘門閥R41向基板卸載室(SUC: substrate unloading chamber) 10'的第二多層基板固定器(SMSH: second multi substrate holder) 20'移動， 且在一側的一定位置具備第三鉤(thirdhook) 33a。還具備第四直線移送驅動部(SDUGRM: substrate driving unit to Gate valve R to MSH in SUC) 30，，其使上述基板固定器21，向多層基板固定器 安裝室(MSSHR: multi substrate stack holder room未圖示)的原位置移動， 且在一側的一定位置具備第四鉤(forthhook) 31'。還有，上述第一、第二、第三、第四直線移送驅動部30、 33、 33，、 30，通過步進電動機(steppingmotor)或伺服電動機(servomotor)進行驅 動。另外，上述第一突出部21a及第二突出部21b包括配備在下端的彈 性彈簧51a、和棒形狀突起51b，所述突起51b通過從上述彈性彈簧51a 繃緊連接的線51c與上述彈性彈簧51a的上端連接。還有，在上述蒸鍍移送驅動部50的上端的一定位置形成的加壓部51d 位於上述第一突出部21a及第二突出部21b的各下端的情況下，上述彈性 彈簧被向上側加壓而成為向一定方向躺下的倒下(down)狀態。相對於此，在從上述加壓部51d的位置脫離的情況下，解除上述彈性 彈簧51a的被加壓的狀態，隨此，上述彈性彈簧51a的形狀復歸為原狀， 同時，上述線51c繃緊，成為上述突起51b豎立(up)的狀態的機制(參 照圖13a及圖13b)。上述基板固定器21，在蒸鍍結束後，位於上述左側基板蒸鍍待機室40 的原位置(homeposition),從而，通過反覆進行這樣的一系列的作業，結束需要蒸鍍作業的所有的基板固定器2r的蒸鍍作業，則通過各種傳感器(例如，位置傳感器等)使上述第一鉤31的移動停止。如上所述，本發明能夠通過一次工序對大量的大型基板進行蒸鍍，與在每次工序時由於真空被破壞而需要長時間用於除氣(outgassing)的其他裝置相比，容易大量生產。還有，持續將大量的基板安裝於SLC (sustrate loading chamber),從SUC (substrate unloading chamber)卸載基板的本發明與以往的只能夠處理一個基板的其他裝置相比，效率性出色，不破壞薄膜蒸鍍腔室的真空， 只對裝載及卸載腔室進行除氣，能夠最小化真空時間，因此，在對大量基 板進行塗敷後，不需要經常除去目標所處的薄膜蒸鍍腔室內的微粒等的ITO塗敷等的單膜或3 5層左右的薄膜系統製造非常容易。另一方面，上述的本發明的利用大量基板安裝及卸載系統的批量生產 型薄膜蒸鍍裝置的運行過程說明如下。首先，在大量基板21安裝於基板安裝室10的狀態下，以固定上述基 板21的基板固定器2r的形式固定在第一基板固定器20。還有，第一直線移送驅動部30的第一鉤31經過上述基板固定器21' 的第一突出部21a除去一定部分的部位(參照圖5)。還有，整個上述第一基板固定器20通過上述第一直線移送驅動部30 下降，隨此，上述第一鉤31卡在上述基板固定器21'的上述第一突出部 21a (參照圖6)。還有，隨著上述第一直線移送驅動部30的移動，上述第一鉤31將上 述第一突出部21a推出，從而，從上述多層基板固定器20輸出一個上述 基板固定器21'，使其位於上述閘門閥L41。此時，上述基板固定器21，的第二突出部21b位於左側基板蒸鍍待機 室40內，在移動到上述位置為止的過程中，由於上述的自身機制，從倒 下狀態成為豎立狀態(參照圖7至圖9)。還有，以豎立狀態的上述第二突出部21b卡在上述第二鉤43a的狀態， 利用第二直線移送驅動部33將上述基板固定器21，向基板蒸鍍待機室40 移送(參照圖10及圖12)。接著，在上述基板固定器21，裝載及安裝於上述基板蒸鍍待機室40內 的上述蒸鍍移送驅動部50後(此時，將上述蒸鍍移送驅動部50的位置設 為左側邊界位置)，上述蒸鍍移送驅動部50向自身的機械性原位置、即原 來位置移送。此時，在上述蒸鍍移送驅動部50的移動中，上述第一突出部21a及 第二突出部21b都通過自身的機製成為倒下狀態(參照圖13b)。還有，上述第二鉤43a向上述閘門閥L41側移送，以免妨礙上述蒸鍍 移送驅動部50的塗敷作業有關的往返運動。另外，在通過上述蒸鍍移送驅動部50向原位置移送時，上述第一突 出部21a及第二突出部21b重新成為豎立狀態。還有，上述基板固定器21'在目標(target)所處的位置通過蒸鍍移送 驅動部50進行往返運動，同時進行蒸鍍。若該蒸鍍結束，則上述基板固定器21'位於右側基板蒸鍍待機室40'， 在上述基板固定器21，向右側邊界位置移動時，上述第一突出部21a及第 二突出部21b重新成為豎立狀態。此時，上述第三鉤33，a向左側移動，達到欲移動上述蒸鍍移送驅動部 50上的基板固定器21'的準備狀態。若上述基板固定器21，通過上述蒸鍍移送驅動部50持續向右側邊界位 置移動，則上述基板固定器21，的上述第一突出部21a及第二突出部21b 重新成為豎立狀態(參照圖16)。還有如圖17及圖19所示，若通過上述第三直線移送驅動部33，利用 上述第三鉤33，a及上述第一突出部21a的卡住狀態，使上述基板固定器 21，經過上述閘門閥R41，，移送到上述基板卸載室IO，的上述第二多層基板 固定器20'，則上述第二突出部21b位於上述第二多層基板固定器20'領域， 上述第二突出部21b仍然通過自身機製作用從倒下狀態向豎立狀態變化。此時第四鉤3r能夠利用上述基板固定器21，將上述第二突出部21b移 動到多層基板固定器安裝室(未圖示)的原位置、及原來位置。此時，若到達原位置，則通過感知傳感器等各種傳感器，使上述第一 鉤31在結束蒸鍍的狀態達到不再進一步移動的停止狀態。本發明通過結合特定的實施例進行圖示及說明，但可以在不脫離附加 的權利要求範圍表現的發朋思想及領域的限度內進行各種改造及變更，這 對本領域技術人員來說是不言而喻的。
權利要求
1.一種利用大量基板安裝及卸載系統的批量生產型薄膜蒸鍍裝置，其包括第一多層基板固定器(first MSHmulti substrate holder)，其由多個安裝在用於真空的薄膜蒸鍍的基板安裝室(SLCsubstrate loading chamber)內，且各自固定基板的基板固定器構成，且在上述基板固定器的一側的一定位置分別形成有第一突出部及第二突出部；第一直線移送驅動部(SDUGLsubstrate driving unit to Gate valve L)，其從上述多層基板固定器(MSH)抽出上述基板固定器，使上述基板固定器向閘門閥(L)移動，且在一側的一定位置具備第一鉤(first hook)；第二直線移送驅動部(SDUGLSsubstrate driving unit from Gate valveL to SHMU)，其使上述基板固定器從上述閘門閥(L)向基板蒸鍍待機室(LSCSleft side chamber for sputtering)移動，且在一側的一定位置具備第二鉤(second hook)；蒸鍍移送驅動部，其在上述基板固定器安裝於上述基板蒸鍍待機室內的所述蒸鍍移送驅動部(SHMUsample holder moving unit)後，向自身的機械性原位置(home position)移動；薄膜蒸鍍腔室(CMS)，其在上述基板固定器在目標的位置通過上述蒸鍍移送驅動部進行往返運動的過程中，進行蒸鍍作業；第三直線移送驅動部，其在蒸鍍作業結束後，使位於基板蒸鍍待機室(RSCS)的上述基板固定器經過閘門閥(R)向基板卸載室(SUCsubstrateunloading chamber)的第二多層基板固定器(second MSH)移動，且在一側的一定位置具備第三鉤(third hook)；及第四直線移送驅動部(SDUGRMsubstrate driving unit to Gate valve Rto MSH in SUC)，其使上述基板固定器向多層基板固定器安裝室(MSSHRmulti substrate stack holder room)的原位置移動，且在一側的一定位置具備第四鉤(forth hook)。
2. 根據其權利要求1所述的利用大量基板安裝及卸載系統的批量生產型薄膜蒸鍍裝置，其中，上述第一、第二、第三、第四直線移送驅動部通過步進電動機或伺服 電動機進行驅動。
3. 根據其權利要求1所述的利用大量基板安裝及卸載系統的批量生 產型薄膜蒸鍍裝置，其中，上述第一突出部及第二突出部包括配備在下端的彈性彈簧、和棒形 狀突起，所述突起通過從上述彈性彈簧繃緊連接的線與上述彈性彈簧的上 端連接。
4. 根據其權利要求3所述的利用大量基板安裝及卸載系統的批量生 產型薄膜蒸鍍裝置，其中，在上述蒸鍍移送驅動部的上端的一定位置形成的加壓部位於上述第 一突出部及第二突出部的各下端的情況下，被上述彈性彈簧加壓而成為向 一定方向躺下的倒下(down)狀態，在從上述突起的位置脫離的情況下， 解除上述彈性彈簧的被加壓的狀態，成為豎立(up)狀態。
5. 根據其權利要求1所述的利用大量基板安裝及卸載系統的批量生 產型薄膜蒸鍍裝置，其中，上述基板固定器在蒸鍍結束後，位於上述基板蒸鍍待機室的原位置 (home position)。
全文摘要
本發明提供利用大量基板安裝及卸載系統的批量生產型薄膜蒸鍍裝置，包括第一多層基板固定器(first MSH)；第一直線移送驅動部(SDUGL)；第二直線移送驅動部(SDUGLS)；蒸鍍移送驅動部；薄膜蒸鍍腔室(CMS)；第三直線移送驅動部；及第四直線移送驅動部(SDUGRM)。
文檔編號C23C14/00GK101403091SQ200710305719
公開日2009年4月8日 申請日期2007年12月28日 優先權日2007年10月5日
發明者李彰熙, 趙相振, 金學魯 申請人:韓國原子力研究院