KR102345172B1 - 기판 탈가스용 챔버 - Google Patents
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Abstract
히터 및/또는 쿨러 챔버(1)는 축열 블록 또는 청크(3)를 포함한다. 블록에는 다수의 평행하고 적층된 슬릿 포켓(17)이 각각 단일의 플레이트 형상 작업편을 수용하도록 치수가 정해진다. 슬릿 포켓(7)의 작업편 처리 개구(11)는 해제되고 각각 도어 장치(13)로 덮힌다. 슬릿 포켓(7)은 그 내부에 플레이트 형상 작업편을 밀착하여 둘러싸도록 맞춤화되어, 축열 블록 또는 청크(3)와 냉각 또는 가열될 작업편 사이의 효율적인 열 전달을 설정한다.
Description
본 발명은 작업편 탈가스 기술의 요구 사항들로부터 비롯된 것이다. 그럼에도 불구하고 이러한 요구 사항들은 특정 유형의 작업편에 대한 가열 및 냉각 기술과 같은 보다 일반적인 열처리 기술에도 우선한다. 따라서, 탈가스에 대한 본원에서의 초점은 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
탈가스는 가스의 제거, 특히 (i) 물과 같은 증발된 액체들로부터의 가스 또는 (ii) 표면에 부착된 승화 물질들로부터 발생한 증기들 또는 (iii) 진공 기술에서, 주위 압력이 증기압 미만으로 내려가자마자 (벌크) 물질로부터 가스방출되는 물질들의 제거를 의미한다. 특정 진공 처리 공정들에서, 특히 진공 스퍼터 코팅 공정들에서, 잔류 가스들에 의해 증착층들의 악화된 접착(deteriorated adhesion) 또는 증착물들에서 원하지 않은 부산물의 결과를 가져오기 때문에, 탈가스는 중요한 공정 단계이다.
대기 탈가스와 대기보다 낮은(sub-atmospheric) 탈가스 사이에 한 가지 차이점이 있다. 용어에서 제시하는 바와 같이, 대기보다 낮은 탈가스는 주위 압력이 대기압보다 더 낮은 환경에서 발생한다.
탈가스는 기판들을 가열하는 것에 의해 촉진되고, 따라서 가스방출 속도가 증가한다는 것이 알려져 있다. 그러나 이 방법은 몇몇 유형의 물질들(예를 들어, 플라스틱)에 대하여 또는 솔더 범프(solder bumps)의 용융, 기판 뒤틀림(warping) 또는 불필요한 확산 공정의 증가와 같은 이전 공정 단계들의 결과가 (부정적으로) 영향을 받을 수 있을 때 한계가 있을 수 있다. 펌프 용량은 원하지 않는 증기 및 가스들을 더 빨리 제거하도록 개선될 수 있다.
그러나 가스방출 공정의 물리학 자체가 주요한 제한 요소를 갖는다. 일련의 규정된 공정 단계들을 갖는 인라인 공정 시스템에서, 단일 기판의 탈가스 또는 보다 일반적으로, 작업편의 가열은 종종 처리량의 결정 요인이 된다. 예를 들어, 탈가스와 같은, 가열의 경우 때때로 배치(batches)로 구성된다. 환언하면, 복수의 기판들이 탈가스를 돕는 가열된 환경에 공동으로 노출된다. 예를 들어, 따라서, 배치 탈가스 장치와 같은 이러한 배치 히터는 또한 기판들에 대한 중간 저장 장치(intermediate storage)로 작용한다.
결과적으로, 후속 공정에서 처리량을 희생할 필요없이 더 긴 열처리 시간을 가능하게 하는, 배치에서, (매우) 가스 발생이 큰 작업편에 대한, 기판인 작업편에 대한, 특히 작업편을 탈가스하기 위한, 가열 장치가 필요하다.
본 명세서 및 청구 범위에서 특별히 언급된 작업편은 시트 형태(sheet-shaped)이며, 프레임 내에 드럼-스킨(drum-skin)과 같은 형상을 갖는, 소위 타이코(Taiko's)라 불리우는, 밴드 또는 플레이트 형상이다. 이들은 모두 2 차원으로 확장된 평행한 표면들 및 언급된 확장된 표면들에 수직인 두께 D를 가지며, 두께는 하기의 범위가 유효하다:
0.01mm < D < 5mm
작업편은 구조화된 또는 비구조화된 확장된 표면들을 가질 수 있으며 단일층 또는 다층으로 구성될 수 있다.
예를 들어, 기판 또는 웨이퍼와 같은 작업편들을 인라인 가공하는 경우, 냉각 공정 단계가 종종 필요하다. 예를 들어, 이러한 작업편들이 이전 공정 단계에서 가열된 후에, 예를 들어, 탈가스를 위해, 추가 처리 전에 냉각 공정 단계가 필요할 수 있다. 동일한 고려 사항들이 특히 탈가스를 위해, 가열 공정 단계와 관련하여 언급한 바와 같이 우선적으로 이루어진다. 일련의 한정된 공정 단계들을 갖는 인라인 공정 시스템에서, 예를 들어, 기판들과 같은 작업편의 냉각은 처리량에 대한 결정 요인이 될 수 있다. 냉각도 때로는 배치들(batches)로 구성된다. 또한, 예를 들어, 기판들과 같은, 복수의 작업편들을 냉각시키기 위해, 이들은 추가 처리 또는 취급 전에 냉각 환경에 공동으로 노출된다. 이러한 배치 쿨러는 또한 작업편들의 중간 저장 장치 역할을 한다.
따라서, 전체 공정의 처리량을 희생시킬 필요없이 보다 긴 냉각 시간을 가능하게하기 위해 배치에서 언급된 유형의 작업편들을 냉각시키기 위한 장치에 대한 필요성이 또한 존재한다.
예를 들어, 기판, 적층 기판, 임베디드 다이(팬 아웃)(embedded dies(fan-out))를 구비한 폴리머 매트릭스 기판, 테이프상의 기판(substrates on tape), 에폭시 기반 기판(epoxy-based substrates)과 같은 언급된 작업편 중 일부는 PVD와 같은 후속 진공 처리에 우선하여 연장된 탈가스 시간을 필요로 한다. 배치 내에서 매우 가스를 방출하는 탈가스 장치는, 클러스터 툴(cluster tool)과 같은 단일 기판 공정들일 수 있는, 후 공정 순서에서 처리량을 희생할 필요없이 더 긴 가스 배출 시간을 가능하게 한다.
배치 탈가스 장치들이 미국등록특허 제6,497,734 B1호, 제7,431,585 B2호 및 미국공개특허 제2011/0114623 A1호에 기술된다. 이들의 모든 변형들은 각각의 기판에 대한 다수의 개별적인 가열 플레이트들(heater plates)을 개시한다. 적층된 가열 플레이트들의 단점들은 고비용 및 공간을 필요로 한다는 것이다.
따라서, 첫째로 특히 탈가스의 관점에서, 본 발명의 구체적인 목적은 제조, 유지 및 작동면에서 효율적이고 비용이 낮은 배치 탈가스 챔버를 제안하는 것이다.
좀 더 일반화된 목적은 제조, 유지 및 작동면에서 효율적이고 비용이 낮은 배치 열처리 챔버를 제안하는 것이다.
본 발명에 의한 해결책은 각 쌍의 평행한 2 차원으로 연장된 표면들 및 하기 두께 D를 갖는 하나 이상의 언급된 작업편들의 배치(batch)에 대한 히터 및/또는 쿨러 챔버이다.
0.01mm < D < 5mm
이러한 챔버는 하나의 금속 부분 또는 하나 이상의 열적으로 좁게 결합된 금속 부분으로 제조된 청크(chunk)라고도 하는 열저장 블록(heat storage block)을 포함한다. 이러한 좁게 결합된 금속 부분은 열적으로 공통으로 행동하며, 동일한 단일 조각 금속 블록 또는 청크와 아주 조금 다를뿐이다. 금속은 예를 들어, 알루미늄 또는 이들의 합금이다.
블록은 서로 겹쳐진 하나 이상의 평행한 슬릿-포켓들(slit-pockets)을 포함하고, 각각은 작업편 중 하나를 수용하도록 치수가 정해진다. 각각의 슬릿 포켓은 횡단면으로 간주되는 2 개의 부분으로 슬릿 포켓을 절단하는 평면인, 기하학적 평면인, 슬릿 포켓면(Ep)을 따라 연장된다. 슬릿-포켓들의 슬릿 평면들은 서로 평행하다. 명료성을 위해, 블록(B)의 슬릿-포켓(SP)에 대한 슬릿-평면(Ep)이 도 1에 도시된다. 기하학적 평면(Ep)은 일점 쇄선으로 표시되며 투명하다.
각각의 슬릿 포켓에는 작업편 지지체가 있다. 특히, 일부 실시예들에서 가스가 슬릿-포켓 내의 작업편을 따라 흐르기 때문에, 이러한 작업편 지지체는 작업편 표면과 충분히 높은 미끄럼 마찰을 제공하는 표면들로 구현된다. 이러한 작업편 지지체는 예를 들어, 각각의 표면 특성들을 갖는 짧은 스터드들(studs)에 의해 또는 예를 들어, 슬릿-포켓의 바닥에서 O-링 카운터 싱크(O-ring countersunk) 조각들에 의해 구현된다. 각각의 슬릿-포켓은 적어도 하나의 작업편 취급 개구를 갖는다.
각각의 슬릿 포켓은 작업편 지지체 위의 작업편을 비접촉식으로 가깝게 간격을두고 둘러싸도록 맞춤화된다. 이는 작업편의 가능한 비평면 형상, 두께 D 및 얇은 작업편의 가능한 현수선(catenary)을 고려하여 달성되는데, 슬릿-포켓 평면(Ep)에 수직인 각각의 슬릿-포켓의 높이(h)는 다음과 같다.
2.5mm < h < 50mm
도 1에 개략적으로 도시된 높이(h)는 슬릿-포켓 평면(Ep)에 평행한 슬릿-포켓의, A로 표시된 도 1의 2 차원 범위 영역의 적어도 30%를 차지한다. 이로써 블록에서 작업편으로 또는 작업편에서 블록으로의 양호한 열 교환이 달성된다. 일 실시예에서, 언급된 h-범위는 언급된 영역의 적어도 50%에 대하여 유효하다.
이 높이(h)는 슬릿-포켓 평면에 평행한 슬릿-포켓의 2 차원 범위 영역의 최대 100% 인 영역을 따라 유효할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 작업편 아래의 핸들링 로봇 암(handling robot arm)에 접근하기 위한 컷 아웃이 후술되는 바와 같이 제공될 수 있으며, 예를 들어, 이러한 컷 아웃에서 슬릿-포켓의 높이는 언급된 범위에 있지 않을 수도 있고, 또는 이러한 컷 아웃이 쓰루-컷 아웃(through-cutouts)인 경우에 한정되지 않을 수도 있다.
각각의 슬릿-포켓의 적어도 하나의 작업편 취급 개구는 작업편 취급 개구를 제어가능하게 해제하고 덮는 도어 장치에 작동가능하게 연결된다. 본 명세서 및 청구 범위에서 사용되는 "덮음(covering)"이라는 용어는 각각의 도어 장치가 기밀 방식으로 작업편 취급 개구를 폐쇄할 수 있다는 것을 언급하거나, 여전히 슬릿-포켓 체적으로부터 블록 주위로의 가스 누설을 설정할 수 있다는 것을 언급하거나, 예를 들어, 작업편 취급 개구로부터 이격된, 챔버의 주위에 대해 작업편 취급 개구를 단지 덮을 수 있다는 것을 언급한다.
블록에 대한 적어도 하나의 히터 및/또는 쿨러 인터페이스, 예를 들어, 히터 및/또는 냉각 수단 또는 유체가 블록과 단단히 열접촉할 수 있는 열전도성이 높은 표면 영역이 제공된다.
작업편이 열처리되는 슬릿-포켓들이 블록 내에 제공되는데, 예를 들어, 블록 내로 기계 가공된다.
대안으로, 블록은 열적으로 좁게 결합된 다수의 금속 부분들에 의해 형성될 수 있다. 이러한 부분들은 서랍형(drawer-like) 및 적층식(stacked one upon the other)으로 설계될 수 있다. 이들 부분은 예를 들어, 전체 스테이플(staple)을 통과하도록 나사 또는 나사 볼트들를 조여서 스테이플로 조이는 것에 의해, 열적으로 좁게 결합된다.
블록은 열 저장 블록인데, 즉, 일단 열 평형이 블록에서 달성되면 슬릿-포켓 내의 온도가 실질적으로 일정하게 유지되는 것을 보장하는 열 저장소로서 작용한다. 슬릿-포켓 내로 상이한 온도의 작업편을 도입하는 것뿐만 아니라 작업편 취급 개구를 해제하고 덮는 것은 블록의 열 상태에 거의 영향을 미치지 않는다.
본 발명에 의한 챔버의 일 실시예에서, 챔버는 블록의 적어도 하나의 별개의 외부 영역에 또는 이를 따라 제공되는 히터 및/또는 쿨러 장치를 포함하는데, 블록의 외부 영역은 블록의 히터 및/또는 쿨러 인터페이스를 형성한다.
본 발명에 의한 챔버의 일 실시예에서, 히터 및/또는 쿨러 장치는 영역들이 서로 마주하는 블록의 구별된 외부 영역 내에 또는 구별된 외부 영역에 제공된다. 따라서, 챔버의 블록은 실제로, 일 실시예에서, 블록의 각 표면을 따라 연장되는 한 쌍의 가열기 및/또는 쿨러 장치들 사이에 삽입된다.
본 발명에 의한 챔버의 실시예에서, 챔버는 적어도 일부의 슬릿-포켓들 또는 모든 슬릿-포켓들 내에 디스패치(dispatch)되는 가스 공급 라인 장치를 포함한다.
이러한 가스 공급 라인 장치를 통해 가스가 각각의 슬릿-포켓들 내에서 작업편들 위로 그리고 작업편들을 따라 흐를 수 있다. 챔버가 히터 챔버인 경우, 이러한 가스는 작업편의 가열 시간을 단축 시키도록 예열될 수 있다. 이러한 히터 챔버가 탈가스 챔버인 경우, 플러싱 가스 유동(flushing gas flow)으로서, 언급된 가스 유동은 슬릿 포켓으로부터 작업편 가스 방출에 기인한 가스 성분들을 제거한다.
유사하게, 본 발명에 의한 챔버가 쿨러 챔버인 경우, 설정된 가스 유동은 예비-냉각되어 슬릿-포켓에서의 작업편 냉각을 개선시킬 수 있다.
가스 공급 라인 장치를 통해 흐른 가스의 언급된 예비 가열 또는 예비 냉각은 별도의 특정 가스 가열 및/또는 냉각 장치에 의해 구현될 수 있거나, 챔버의 전체 블록의 각각의 가열 또는 냉각을 위해 제공된 동일한 가열기 및/또는 쿨러 장치에 의해 구현될 수 있다.
따라서, 이러한 가스 공급 라인 장치를 통하여 플러싱 가스 스트림이 슬릿-포켓들을 통해 설정될 수 있다. 슬릿-포켓은 슬릿-포켓으로부터 작업편으로 또는 그 반대로 열 전달을 향상시키기 위해 가스에 의해 추가로 가압될 수 있다. 후자는 블록 내의 열처리가 진공 대기에서 개시될 때, 즉 작업편들이 진공 대기에서 슬릿-포켓 내로 로드될 때 특히 유용하다. 그럼에도 불구하고, 일 실시예에서 이러한 로드는 대기압에서 수행된다.
본 발명에 의한 챔버의 일 실시예에서, 슬릿-포켓들 또는 적어도 일부 슬릿-포켓들은, 도어 장치가 작업편 취급 개구를 덮을 때 실질적으로 기밀식이다. 일 실시예에서, 각각의 포켓 또는 포켓들의 적어도 일부는 여전히 가스 출구를 구비한다.
이는 예를 들어, 덮개 도어 장치의 바람직한 잔류 누설에 의해 구현된다. 이러한 가스 유출구는 예를 들어, 탈가스를 위한 플러싱 가스로서, 예를 들어, 가스가 슬릿-포켓을 통해 흐를 때마다 설정되고, 사용되며 열처리 중에 작업편을 따라 슬릿-포켓 밖으로 흐른다. 또한, 도어 장치의 각각의 구성 및 제어에 의해, 가스 밀폐 방식 또는 누출(leaky) 방식으로 선택적으로 덮을 수 있도록 도어 장치를 구성하는 것이 가능하다.
본 발명에 의한 챔버의 일 실시예에서, 적어도 일부 또는 모든 슬릿-포켓들은 슬릿-포켓 평면에 수직인 방향으로 상호 정렬되고 적층된다. 일 실시예에서, 슬릿-포켓의 적어도 일부 또는 모든 하나 이상의 작업편 처리 개구는 언급된 방향에서 고려하여 상호 정렬된다. 이에 의해, 핸들링 장치에 의한 각각의 슬릿-포켓에 대한 작업편들의 취급이 상당히 간단해진다.
또한, 적어도 일부 또는 모든 적어도 하나의 핸들링 개구들이 정렬되고, 즉 언급된 방향으로 스테이플된다(stapled)는 사실은 각각의 제어가능한 도어 장치들의 구현을 상당히 단순화시킨다.
본 발명에 의한 챔버의 일 실시예에서, 적어도 일부 또는 모든 이웃한 슬릿-포켓은 열적으로 실질적으로 분리된다: 슬릿-포켓의 열 상태는 열처리된 작업편으로부터 언로드(unloaded)되거나 아직 열-처리되지 않은 작업편이 로드된 인접 슬릿 포켓에 의해 실질적으로 영향을 받지 않는다. 본 발명에 의한 챔버의 일 실시예에서, 슬릿-포켓은 슬릿-포켓 평면에 수직인 하나의 방향으로 상호 정렬되고 인접한 슬릿-포켓은, 슬릿-포켓 평면에 수직한 방향으로 고려된 하기 두께 d를 갖는 블록의 섹션에 의해 슬릿-포켓 평면에 수직하게 분리된다.
0.5mm < d < 10mm
이 두께 치수는 슬릿-포켓 평면에 평행하게 고려되는 슬릿-포켓의 연장된 표면적의 적어도 30% 또는 일 실시예에서 적어도 50%를 차지한다.
인접한 슬릿-포켓 사이의 블록 재료 섹션들의 두께(d)는 인접한 슬릿-포켓 사이의 열 디커플링(thermal decoupling) 및 2 개의 인접한 작업편의 연장된 표면들에 대하여 또는 그로부터의 섹션들을 따르는 열 흐름에 대하여 상당히 한정된다. 이 두께가 작을수록 인접한 슬릿-포켓 사이의 열 디커플링 및 열 흐름이 악화된다. 이 두께가 클수록 인접한 슬릿-포켓의 상호 열 디커플링이 우수하지만, 주어진 슬릿-포켓의 개수만큼 전체 챔버가 커진다.
인접한 슬릿-포켓 사이의 상호 열적 영향을 최소화하기 위해, 블록 재료의 언급된 두께를 가능한 크게 맞추어야한다. 그럼에도 불구하고 두께가 증가함에 따라 블록 재료의 언급된 섹션의 열 관성이 증가하여 열 평형에 도달하는 데 필요한 시간이 증가하며, d의 언급된 범위는 적절한 열 흐름, 허용 열적 관성 및 이웃 슬릿-포켓 사이의 열 디커플링뿐만 아니라 소정 범위의 블록 내의 적절한 개수의 슬릿-포켓을 제공하도록 선택된다.
본 발명에 의한 챔버의 일 실시예에서, 슬릿-포켓은 바닥면에 슬릿-포켓의 적어도 작업편 핸들링 개구로부터 접근가능한 하나 이상의 핸들러 컷 아웃(handler cutouts)을 포함한다. 이러한 핸들러 컷 아웃은 아직 처리되지 않은 작업편을 작업편 지지체 상에 증착시키거나 또는 작업편 지지체 및 슬릿 포켓으로부터 처리된 작업편을 제거하기 위해 작업편 핸들러 로봇의 적어도 하나의 핸들링 암을 도입 및 제거하는 것을 허용한다. 이러한 핸들러 컷 아웃은 미처리된 작업편을 작업편 지지체 상에 증착시키거나 또는 작업편 지지체 및 슬릿 포켓으로부터 처리된 작업편을 제거하기 위해 작업편 핸들러 로봇의 적어도 하나의 핸들링 암을 도입 및 제거하는 것을 허용한다. 이러한 컷 아웃은 열 흐름을 너무 제한하지 않고 이웃 슬릿-포켓의 상호 열 디커플링을 악화시키지 않으면 관통-컷 아웃(trough-cutouts)일 수도 있다.
본 발명에 의한 챔버의 실시예에서, 슬릿-포켓의 적어도 일부 또는 슬릿-포켓 모두는 단일 작업편 개구를 포함한다.
특히, 이러한 개구들이 블록을 따라 일 방향으로 정렬되는 경우, 작업편 취급이 추가로 간단해진다.
본 발명에 의한 챔버의 일 실시예에서, 도어 장치는 동시에 작업편 취급 개구 중 적어도 하나를 제어가능하게 덮고 해제하도록 배치된다. 대안으로, 단지 2 개의 슬릿-포켓이 제공되더라도, 하나 이상의 작업편 취급 개구가 동시에 해제되거나 덮일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도어 장치는 시간 범위 동안 덮힌 모든 작업편 취급 개구를 유지하도록 제어가능하거나 제어된다. 예를 들어, 모든 슬릿-포켓은 각각의 작업편으로 로딩되고, 이들 작업편에 대한 열처리는 아직 종료되지 않는다.
도어 장치는 다른 방식으로 구현될 수 있는데, 예를 들어, 별개의 도어 플랩(door-flaps) 또는 슬라이더(sliders)가 각각의 작업편 취급 개구에 인접한 블록에 직접 장착될 수 있다. 도어 플랩 또는 슬라이더는 모두 하나 이상의 드라이브로 개별적으로 열고 닫을 수 있다. 플랩의 폐쇄 상태를 제어함으로써 폐쇄가 기밀 방식으로 수행되는지 또는 각각의 슬릿-포켓으로부터의 가스 유동이 설정될 수 있는지 설정할 수 있다.
본 발명에 의한 챔버의 실시예에서, 적어도 하나의 작업편 취급 개구의 적어도 일부 또는 전부는 블록을 따라 일방향으로 상호 정렬된다. 도어 장치는 적어도 하나의 도어-작업편 핸들링 개구, DWHO가 있는 도어 플레이트에 의해 구현된다. 도어 플레이트는 언급된 방향으로 블록을 따라 그리고 블록에 대해 제어가능하게 슬라이딩 가능하다. 따라서, 적어도 하나의 DWHO는 슬릿-포켓의 정렬된 작업편 취급 개구 중 적어도 하나와 정렬 상태로 또는 정렬 상태에서 벗어나게 된다.
하나 이상의 DWHO가 제공되면, 각각의 슬릿-포켓의 정렬된 작업편 취급 개구 중 하나 이상이 동시에 해제되고 덮일 수 있는데, 언급된 방향으로 고려할 경우, DWHO 사이의 간격은 슬릿-포켓의 작업편 취급 개구 사이의 간격과 일치한다. 후자가 아닌 경우에도 하나 이상의 DWHO를 제공하면 도어-플레이트의 슬라이딩 허브들이 블록에 비해 짧아져 각각의 DWHO가 슬릿 포켓의 작업편 취급 개구와 정렬된다.
일 실시예에서, 도어 플레이트는 상대적인 슬라이딩을 위해 플레이트 드라이브에 작동가능하게 연결된다. 선택적으로 또는 부가적으로, 블록은 블록 드라이브에 작동가능하게 연결된다. 언급된 도어 플레이트는 후자의 경우에 블록을 에워싸는 케이싱의 벽에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 언급된 벽은 작업편 핸들링 개구를 갖는 블록의 표면으로부터 멀리 떨어져서 그 사이에 간극을 남길 수 있다. 현재 실행되는 실시예들에서, 그러한 플레이트 또는 벽 내의 DWHO는 제어가능하게 구동되는 플랩 또는 슬라이더를 구비한다.
지금까지 논의된 실시예들에서, 청크(chunk)라고도 불리는 블록은 매우 다양한 외형들을 가질 수 있다.
본 발명에 의한 챔버의 일 실시예에서, 블록은 예를 들어, 상호 평행한 면들인 두 개의 측면들 뿐 아니라 측면들 사이에서 이들을 연결하는 전면을 포함한다. 히터 및/또는 쿨러 장치들은 언급된 측면에 또는 그 양쪽에 위치되는 반면 슬릿-포켓의 적어도 하나의 작업편 취급 개구는 전면에 제공된다. 히터 및/또는 쿨러 장치는 언급된 측면들에 또는 그 양쪽에 위치되고 슬릿-포켓의 적어도 하나의 작업편 취급 개구는 전면에 제공된다. 따라서, 한편으로 히터 및/또는 쿨러 장치과의 블록 영역들의 분리가, 다른 한편으로 핸들링 개구와의 블록 영역들의 분리가 구현된다. 블록의 열 흐름은 작업편들을 슬릿-포켓들로 및 이들로부터 로드 및 언로드하는 방향에 수직으로 설정된다. 이는 챔버의 전체적인 구성을 상당히 단순화시킨다.
본 발명에 의한 챔버의 일 실시예에서, 챔버는 적어도 일부 슬릿-포켓 또는 모든 슬릿-포켓들 내에 디스패치하는 가스 공급 라인 장치를 포함한다. 가스 공급 라인 장치는 언급된 전면에 대향하는 블록의 후면을 따라 위치되는 가스 히터 및/또는 가스 쿨러 장치에 작동가능하게 열적으로 연결된다. 슬릿-포켓들은 언급된 측면들에 횡방향으로, 예를 들어, 거기에 수직하게 연장한다.
히터 및/또는 쿨러 장치가 언급된 측면에, 즉, 언급된 측면들을 따라 또는 이들 모두 내에 제공되고, 슬릿-포켓 범위는 예를 들어, 그에 수직으로, 그에 횡단하여 연장되기 때문에, 열 전류는 이웃하는 슬릿-포켓 사이에서 블록의 섹션들을 따라 흐르고, 따라서 각각의 작업편 지지체 상의 작업편의 연장된 표면들에 평행하게 흐른다. 언급된 섹션들은 히터/쿨러 장치와 작업편 간의 우수한 열 전달을 제공한다.
본 발명에 의한 챔버의 일 실시예에서, 블록은 열 격리 하우징 내에 위치하며, 예를 들어, 격리 하우징으로부터 이격된다. 격리 하우징은 블록과 챔버 주변 사이의 열 흐름을 차단한다.
열 격리 하우징을 갖는 챔버의 일 실시예에서, 도어 장치는 격리 하우징의 벽에 있고 작업편 처리 개구들에 대향하는 하나 이상의 제어가능한 DWHO를 포함한다. 블록은 하나 이상의 DWHO와 정렬되도록 작업편 핸들링 개구 중 하나 이상을 도입하도록 구성된 제어가능한 블록 드라이브에 작동가능하게 결합된다. 따라서, 예를 들어, 2 개의 DWHO들이 격리 하우징 벽 내에 제공되면, 작업편 처리 개구들 중의 2 개가 2 개의 DWHO와 정렬될 수 있거나, 작업편 처리 개구들 중 하나만이 선택적으로 하나의 DWHO와 정렬되어 블록의 최적화된 최소 허브(hub)와 정렬될 수 있다. 블록으로부터 떨어진 격리 하우징의 벽에있는 DWHO에는 제어가능한 플랩들 또는 슬라이더들이 장착된다.
하나의 추가 실시예에서, 작업편 취급 개구들은 블록과 격리 하우징 사이의 인터페이스과 지속적으로 유동 연통한다. 이에 의해, 특히 플러싱 가스 유동이 슬릿-포켓을 따라 형성되면, 가스 유동은 방해받지 않은 방식으로 언급된 간극으로 들어간다.
하나의 추가 실시예에서, 언급된 하우징은 간극으로부터 가스를 제거하기 위한 펌프 포트(pump port)를 포함한다.
슬릿-포켓의 적어도 일부 또는 슬릿-포켓 모두에 디스패치되는 가스 공급 라인 장치에 의해 가스 유동이 슬릿-포켓을 통해 설정되면, 이러한 가스 유동은 또한, 작업편 취급 개구가 도어 장치에 의해 주변으로 해제되면 슬릿-포켓의 오염을 방지한다.
도어 장치가 이격된 격리 하우징의 벽 내에 하나 또는 그 이상의 DWHO를 포함하는 전술된 실시예에서, 언급된 가스 유동은 개방된 작업편 취급 개구를 통한 슬릿-포켓의 지속적인 교차 오염을 방지하고, 격리 하우징의 벽 내의 DWHO가 제어가능하게 구동되는 플랩 또는 슬라이더에 의해 개방되면, 추가로 간극의 오염을 감소시킬 수 있다. 이러한 가스의 일부는 열린 DWHO를 통해 간극을 빠져나간다.
일 실시예에서, 본 발명에 의한 챔버는 적어도 하나의 작업편 취급 개구들 중 하나에 대향하는 슬릿-포켓들 중 적어도 일부에 디스패치되는 가스 공급 라인 장치를 포함한다.
도어 장치를 각각 설정하고 제어함으로써, 제어된 가스 유동이 각각의 작업편 지지체상의 작업편의 연장된 표면들을 따라 모두 설정될 수 있다. 언급된 슬릿 포켓 내의 결과적인 압력은 또한 슬릿 포켓의 내부와 주변 사이의 제어된 압력 스테이지 또는 밸브를 제공하는 것과 유사하게 도어 장치를 조정하고 각각 제어함으로써 제어될 수 있다.
슬릿-포켓의 적어도 일부 또는 전부에 디스패치하는 가스 공급 라인 장치를 다시 포함하는 본 발명에 의한 챔버의 일 실시예에, 가스 공급 라인 장치 내의 가스에 대한 가스 히터 및/또는 가스 쿨러 장치가 제공된다. 이에 의해, 슬릿-포켓 내에서 작업편들의 가열 또는 냉각이 향상된다.
본 발명에 의한, 또한 위에서 언급한 바와 같은 챔버의 임의의 개수 또는 모든 실시예들은 상호 모순되지 않으면 결합될 수 있다.
본 발명은 또한 본 발명에 의한 그리고 가능하게는 하나 이상의 상술한 실시예에 따른 챔버를 포함하는 장치에 관한 것이다. 이러한 장치 또는 시스템에서, 챔버는 슬릿-포켓들의 적어도 일부 또는 전부에 디스패치되는 가스 공급 라인 장치를 포함한다. 가스 공급 라인은 N2, Ar, He의 건조 공기 중 적어도 하나에 대한 가압 가스 소스 장치에 작동가능하게 연결된다.
본 발명은 또한 본 발명에 의한 챔버 또는 장치를 포함하고 가능한 실시예들 중 하나 이상에 따라 또한 언급된 바와 같이 다음의 제한 사항들을 갖는 작업편 처리 시스템에 관한 것이다:
a) 블록 내의 각각의 슬릿-포켓은 단일 작업편 취급 개구를 갖는다;
b) 슬릿-포켓들은 블록 내에서 그리고 슬릿-포켓 평면에 수직인 방향으로, 따라서, 대부분의 경우에, 슬릿-포켓들이 대부분의 경우 수평 슬릿-포켓 평면들을 따라 연장되는 수직 방향으로 정렬된 방식으로 적층된다;
c) 슬릿-포켓의 작업편 취급 개구들은 블록을 따라 그리고 언급된 방향으로 정렬된다;
d) 도어 장치는 슬릿-포켓의 내부를 주변 대기로 해제한다.
작업편 처리 시스템은 추가로 다음을 포함한다:
-진공 처리 장치에서 주변 분위기와 진공 분위기 사이의 로드-락(load-lock) 장치를 포함하는 작업편용 진공 처리 장치;
-다수의 작업편 홀더를 구비한 주변 대기에서-적어도 하나의 매거진을 포함하는 매거진 장치(magazine arrangement).
슬릿-포켓, 매거진 장치의 작업편 홀더, 바람직하게는 로드 락 장치 내의 작업편 홀더 장치는 모두 평행한 평면을 따라 연장된 표면들을 갖는 작업편을 지지하도록 맞추어(tailored)진다.
시스템은 일 실시예에서 주변 분위기 내에, 수직축 둘레로 구동 회전가능하고 적어도 하나의 작업편에 대해 적어도 하나의 반경 방향으로 연장가능하고 수축가능한 핸들 암을 갖는, 핸들링 로봇(handling robot)을 더 포함한다.
핸들링 로봇은 매거진 장치에서 로드 락 장치로 또는 로드 락 장치에서 챔버로 또는 챔버로부터 작업편을 처리하도록 맞추어지고 제어된다. 이러한 취급은 하나의 공통 평면을 따라 구현될 수 있다.
따라서 소형 풋 프린트의 컴팩트한 시스템이 구현되며, 주변 대기의 핸들링 로봇에 의해 언급된 유닛들 사이에서 빠르고 유연하게 제어할 수 있는 작업편의 상호-핸들링(inter-handling)이 가능하다. 전체 시스템은 다양한 요구에 가장 유연하게 적응할 수 있으며 매거진의 수는 물론 진공 처리 장치의 전체 구조가 유연하게 적용될 수 있다. 언급된 로봇은, 예를 들어, 특정 작업편들을 위한, 시스템의 추가 스테이션, 작업편들의 위치가 적절하게 설정된 정렬 스테이션으로 또는 이로부터 작업편들을 취급하도록 추가로 이용될 수 있다. 이러한 정렬 스테이션은 작업편이 매거진 장치로부터 챔버로 운반되기 전에 작업편을 적절히 정렬시키기 위한 매거진 장치의 일부일 수 있다.
본 시스템의 일 실시예에서, 핸들링 로봇은 매거진 장치로 및 매거진 장치로부터, 로드 락 장치로 및 로드 락 장치로부터, 그리고 챔버로 및 챔버로부터 단일 작업편을 취급하도록 구성된다.
본 시스템의 다른 실시예에서, 매거진 장치는 예를 들어, 두 개의 구별되는 매거진들인 하나 이상의 매거진, 가능하면 정렬기(aligner)를 구비한, 시스템에 의해 처리되지 않은 작업편에 대한, 예를 들어, 입력 매거진, 및 시스템에 의해 처리된 작업편에 대한 출력 매거진을 포함한다.
또 다른 실시예에서, 시스템은 로봇에 의해서도 제공되는 전술한 바와 같은 작업편 정렬기 스테이션(aligner station)을 포함한다.
또 다른 실시예에서, 챔버는 히터 챔버, 특히 탈가스 챔버이고, 진공 처리 장치는 작업편에 대한 쿨러 스테이션을 포함한다. 이러한 쿨러 스테이션은 탈가스 장치 챔버와 로드 락 장치 사이에, 따라서 주위 대기에 선택적으로 제공될 수 있다.
시스템의 챔버가 더 차가운 챔버일 수 있다는 사실에도 불구하고, 본 발명에 의한 시스템의 일 실시예에서, 언급된 챔버는 탈가스 챔버이다. 이 경우에, 작업편 핸들링은 정렬기 스테이션을 포함할 수 있는 매거진 장치로부터 탈가스 챔버로, 탈가스 챔버로부터 진공 처리 장치로, 및 진공 처리 장치로부터 매거진 장치로 다시 발생한다.
본 발명에 의한 챔버가 언급된 시스템에 의해 그리고 일례로, 냉각 챔버로서 맞춰지면, 작업편은 가능하게 정렬기를 구비한, 핸들링 로봇에 의해, 매거진 장치로부터 진공 처리 장치로, 진공 처리 장치로부터 냉각 챔버로, 및 냉각 챔버로부터 다시 매거진 장치로 운반될 수 있다.
본 발명은 또한 열처리된 작업편을 제조하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 가능하게는 각각의 실시예 중 하나 이상에 따라, 본 발명에 의한 챔버 또는 장치 또는 시스템을 사용한다.
이 방법은 먼저 블록의 미리 결정된 온도를 설정하는 단계를 포함한다. 그리고:
(a) 전술한 바와 같이, 작업편은 도어 장치에 의해 각각의 슬릿-포켓의 각각의 작업편 취급 개구를 해제한 후에 슬릿-포켓 중 적어도 하나에 그리고 각각의 작업편 지지체 상에 로드된다.
그 후, (b) 작업편과 함께 로드된 슬릿 포켓의 각각의 작업편 취급 개구가 도어 장치에 의해 덮이고 작업편이 슬릿 포켓(c)에서 열처리된다.
그 후, 그리고 도어 장치에 의해 슬릿-포켓의 언급된 작업편 취급 개구(d)를 해제한 후, 열처리된 작업편은 슬릿 포켓(e)의 작업편 취급 개구를 통해 제거된다.
방법의 일부 적용예에서, 작업편이 열처리되는 시간은, 예를 들어, 작업편의 온도 경로를 모니터링함으로써, 예를 들어, 온도 센서 장치로 현장에서 결정될 수 있다는 사실에도 불구하고, 본 발명에 의한 방법의 일 변형에서, 언급된 열처리가 슬릿-포켓에서 수행되어야 하는 시간 범위(time span)는 미리 결정된다.
본 발명에 의한 방법의 일 변형에서, 언급된 단계들 (a) 내지 (e)의 주기는, 시간 지연이 열처리의 시간 범위보다 짧은, 언급된 주기들 중 직접적으로 후속하는 것들 사이의 시간 지연을 갖는 상이한 슬릿-포켓들에서 다수 회 수행된다.
이는 예를 들어, 단계 (a) 내지 단계 (e)를 갖는 제1 주기가 제1 슬릿 포켓에서 개시되고 수행되고, 언급된 제1 주기, 특히 열처리 단계 (c)를 종료하기 전에, 단계 (a)-(e)를 갖는 제2 주기가 제2 슬릿-포켓에서 개시되는 것을 의미한다.
본 발명에 의한 방법의 또 다른 변형예에서, 작업편을 슬릿-포켓 내로 로딩하는 것은 대기로부터 벗어나 수행되고 슬릿-포켓으로부터 열처리된 작업편을 제거하는 것은 주변 대기 내로 수행된다.
본 발명에 의한 방법의 변형예에서, 작업편은 본 발명에 의한 챔버와 매거진 장치 사이뿐만 아니라 언급된 챔버와 작업편을 진공 처리하기 위한 진공 처리 장치 사이, 및 진공 처리 장치와 언급된 매거진 장치 사이에서 이송된다. 따라서, 작업편에 대한 진공 처리가 탈가스된 작업편을 필요로 하면, 작업편은 탈가스 장치 챔버로 맞춤화된 챔버에서 진공 처리 장치로 이송되고 진공 처리 장치에서 처리되며-가능한 냉각 단계 포함-이후에 진공 처리 장치로부터 매거진 장치로 운반된다. 이에 의해, 언급된 이송은 직접 또는 중간 스테이션을 통해 수행될 수 있는데, 예를 들어, 정렬 스테이션이 새로운 작업편을 챔버에, 즉 매거진 장치의 업스트림(upstream) 또는 다운스트림(downstream)에 로딩하기 이전에 또는 매거진 장치의 일부로서 제공될 수 있다.
예를 들어, 작업편을 진공 처리한 후에 작업편을 냉각되어야 하고, 추가 예로서, 미처리 작업편이 먼저 매거진 장치로부터 직접 또는 다른 스테이션을 통해 예를 들어 정렬 스테이션을 통해, 진공 처리 장치로 이송된다. 그 다음, 진공 처리된 작업편은 쿨러 챔버로서 맞춤화된 본 발명에 따라 챔버로 이송되고, 거기로부터 매거진 장치로 이송된다. 언급된 바와 같이, 냉각은 또한, 예를 들어, 진공 처리 장치 내에 또는 챔버와 진공 처리 장치 사이에서, 탈가스 단계 이후에 필요할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 작업편을 챔버에 로딩하는 것이 주변 대기로부터 수행되고 또한 챔버로부터 작업편을 언로딩하는 것이 주변 대기 내에서 발생하면, 언급된 진공 처리 장치는 별개의 입력(I) 로드 락 및 별개의 출력(O) 로드 락 또는 결합된 입력 및 출력 로드 락에 의해 구현될 수 있는 각각의 I/O-로드-락 장치를 통해 주변 환경과 연통한다.
본 발명에 의한 바로 언급된 변형예의 또 다른 변형에서, 언급된 이송은 단일 작업편 이송에 의해 수행된다.
본 발명에 의한 방법의 변형예에 따르면, 챔버는 다수 n 개의 슬릿-포켓을 포함하지만 그 중 더 작은 수 m 개만이 사용된다. 이는 챔버의 전체적인 핸들링을 특정 요구에 유연하게 적응시킴으로써, 한편으로는 언급된 챔버로의 또는 그로부터의 경로 길이들을 이송하고, 또한 슬릿-포켓의 각각의 로딩 및 언로딩에 의해 가능한 영향을 받지 않는 챔버의 열 상태를 남기도록 최적화된다.
이에 의해, 방금 언급된 변형예의 변형에서, 슬릿-포켓 내의 작업편의 직접적인 후속 로딩이 시간 범위 dT에서 수행되고, 각각의 작업편은 소정의 시간 범위(Δ) 동안 챔버에서 정지한다. Δ/dT의 지수는 정수(Δ/dT)I로 반올림되고, 유효 m =(Δ/dT)I 이다. 사용 된 슬릿-포켓의 수 m의 적절한 선택으로 인해, 마지막 슬릿 포켓이 로딩될 때마다, 제1 로딩된 슬릿 포켓 내의 작업편의 열처리가 종료되고, 따라서 각각의 작업편이 제1 로딩된 슬릿 포켓으로부터 제거될 수 있다. dT 후에 제2의 경우에 로드된 작업편 처리가 종료된다. 따라서 다른 슬릿-포켓 이후의 하나의 슬릿-포켓은 주기적으로 언로딩되고 재로딩될 수 있다.
본 발명에 의한 방법의 일 실시예에서, 단계 (a) 내지 단계 (e)는 챔버의 비-직접 인접 슬릿-포켓들에서 직접 순차적으로 수행된다. 이에 의해, 치료 상태에있는 인접한 슬릿-포켓상의 열적 교란이 최소화된다.
슬릿-포켓이 서로 중첩되어 적층되는 본 발명에 의한 방법의 또 다른 변형예에서, 단계 (a)는 챔버를 따라 제1 방향으로 고려되는 모든 제2 슬릿-포켓에서 먼저 수행되고, 이어서 언급된 방향은 반대가 되고 언급된 단계 (a)는 그와 같은 역방향으로 나머지 슬릿-포켓에서 순차적으로 수행된다.
따라서, 예로서, 모든 제2 슬릿-포켓은 슬릿-포켓의 스택을 따라 하나의 전달 방향으로 로딩되고, 이어서 전달 방향은 반대가 되고 나머지 슬릿-포켓이 로딩된다.
유사하게, 모든 제2 슬릿 포켓은 하나의 전달 방향으로 언로드되고, 이어서 스택의 끝에서 전파 방향은 다시 반대가 되고 나머지 슬릿 포켓은 언로드된다.
이에 의해, 하나의 동일한 슬릿 포켓이 언로드되고 다음 슬릿 포켓으로 전달되기 전에 재로드될 수 있다.
본 발명의 방법에 따르면, 하나의 슬릿-포켓의 상이한 작업편 취급 개구를 통해 작업편을 로딩 및 제거하는 것이 가능하지만, 본 발명에 의한 방법의 일 변형에서, 작업편을 슬릿-포켓에 로딩하고 작업편을 슬릿-포켓으로부터 제거하는 것은 슬릿-포켓의 동일한 작업편 취급 개구를 통해 수행된다.
본 발명의 방법에 따르면, 하나 이상의 작업편을 하나 이상의 슬릿 포켓에 각각 동시에 로드 및/또는 제거하는 것이 절대적으로 가능하다. 본 발명에 의한 방법의 일 변형에서, 단지 하나의 단일 작업편이 한번에, 즉, 동시에 슬릿-포켓에 로드되고/또는 슬릿 포켓으로부터 제거된다.
본 발명에 의한 방법의 하나의 변형예에서, 적어도 열처리 단계 동안, 작업편을 따라 그리고 각각의 슬릿 포켓 외부로 가스의 흐름이 설정된다.
본 발명에 의한 방법의 변형예에서, 작업편을 따라 언급된 흐름을 설정하는 가스는 작업편을 따라 언급된 가스 유동이 성립되기 전에 예열되거나 사전 냉각된다. 본 발명에 의한 챔버 및 언급된 방법이 탈가스 챔버로서 이용되는 경우, 가스의 언급된 유동은 플러싱 가스 유동으로 이용되어 슬릿-포켓으로부터 증발된 생성물을 제거한다.
본 발명에 의한 방법의 또 다른 변형예에서, 챔버는 열 격리 하우징 내에 제공된다. 이러한 열 격리 하우징에 의해 챔버 블록과 챔버 주위 사이의 열 교환이 최소화된다.
챔버 블록이 열 격리 하우징 내에 제공되는 방법의 또 다른 변형예에서, 적어도 슬릿-포켓 내에서 작업편을 열처리하는 동안 가스의 유동이 작업편을 따라 그리고 슬릿-포켓의 외부로부터 격리 하우징과 블록 사이의 인터페이스 내로 설정되고 언급된 가스는 바람직하게는 펌핑에 의해 인터페이스로부터 제거된다.
본 발명에 의한 방법의 또 다른 실시예에서, 슬릿-포켓은, 도어 장치의 적어도 하나의 제어가능하게 폐쇄가능하고 개방가능한 DWHO를 통해 하우징의 벽 내에서 하우징을 둘러싸는 주위 대기로부터 분리된다. 챔버의 블록은 제어된 구동에 의해 하우징 내에서 제어가능하게 구동되어 이동되어, 슬릿-포켓 및 상기 적어도 하나의 DWHO의 작업편 취급 개구를 하우징의 벽 내에 정렬시킨다.
이에 의해 슬릿 포켓의 작업편 취급 개구는 블록과 격리 하우징 사이의 인터페이스와 자유롭게 연통될 수 있다. 슬릿-포켓을 통해 형성된 가스 유동은 탈가스 된 제품에 의한 슬릿-포켓들의 상호 오염을 방지한다. 격리 하우징의 벽에 있는 DWHO는 사실상 간극과 하우징 주변 사이의 유동 연통을 설정하거나 차단한다. 격리 하우징의 벽 내에 하나 이상의 DWHO는, 제어된 방식으로 구동되는 각각의 플랩 또는 슬라이더가 장착된 양호한 실시예에 존재한다.
각각의 적용예에 따라, 간극 및 주변 대기에 대해 과압(overpressure)을 설정하여 DWHO가 개방될 때에도 주위로부터 간극을 향한 가스 유동이 형성되지 않는 것이 바람직할 수 있다. 대안으로, 하우징 주위의 압력에 대해 약간의 과압(slight under-pressure)을 간극에 설정하여 언급된 DWHO가 개방될 때 간극으로부터 주변으로 가스가 유동하는 것을 방지하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 간극으로 가스가 유동하는 것에 의해 이송되는 탈가스 제품이 해롭고, 오늘날 실행된 변형에서, 주위 분위기인, 주변 분위기로 해제되어서는 안된다면, 후자가 바람직하다.
본 발명에 의한 방법의 또 다른 변형예에서, 적어도 작업편의 로딩이 진공에서 제1 압력에서 수행되고 작업편과 함께 로드된 각각의 슬릿 포켓은 작업편을 처리하는 동안, 제1 압력보다 높은 제2 압력으로 가압된다. 따라서, 진공 상태에서 작업편으로 또는 작업편으로부터의 열 전달이 개선된다.
상술한 본 발명에 의한 방법의 모든 변형은 상호 모순이 아닌 한 조합될 수 있다.
본 발명 및 이의 다른 양상들은 이제 도면에 의해 예시될 것이다. 도면은 다음을 나타낸다.
도 1은 "슬릿-포켓 평면" 이라는 용어의 정의를 설명하기 위해 슬릿-포켓을 구비한, 가장 일반적으로 도시된, 본 발명에 의한 챔버 블록을 개략적으로 및 사시도로 도시한다.
도 2는 슬릿-포켓들을 따라 본 발명에 의한 챔버 블록을 통과하는 개략적이고 단순화된 단면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 챔버에 사용되는 도어 장치를 구현하는 제1 실시예로, 도 2와 유사하게 표현된다.
도 4a는 도어 장치를 구현하는 또 다른 실시예로, 도 3과 유사하게 표현된다.
도 4b는 또한 도어 장치를 구현하는 또 다른 실시예로, 도 3 및 도 4a와 유사하게 표현된다.
도 5는 또한, 본 발명에 의한 챔버에 제공되는 현재 실시되는 도어 장치의 추가 실시예로, 도 3 및 4a, 4b와 유사하게 표현된다.
도 6a는 도 2의 일점 쇄선 A-A를 따르고 슬릿 포켓의 일부를 통과하는 단순화된 단면도이다.
도 6b는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한, 챔버 내의 가능하게 구성된 슬릿-포켓의 하부 섹션의 실시예로, 도 6a와 유사하게 표현된다.
도 7은 또한 본 발명에 의한 챔버의 실시예를 개략적으로 간략하게 도시한 사시도이다.
도 8은 챔버의 블록을 둘러싸는 격리 하우징을 구비한 본 발명에 의한 챔버의 일 실시예의 단면을 개략적으로 및 간략하게 도시한 도면이다.
도 9a는 핸들링 로봇의 이송 암을 구비한 본 발명에 의한 챔버의 일 실시예의 슬릿 포켓상의 상면도이다.
도 9b는 도 9a의 슬릿-포켓을 통한 단면도이다.
도 10은 본 발명에 의한 챔버의 실시예에 의한 단면을 개략적으로 및 간략하게 도시한 도면으로, 도어 장치는 닫힌 위치 또는 덮는 위치에 도어-작업편-취급 개구(DWHO)를 구비한 도어 플레이트를 포함한다.
도 11은 도 10과 유사하게 표현되며, 본 발명에 의한, 그리고 도 10의 실시예에 의한 챔버의 일 실시예를 통과하는 단면도로서, 도어 플레이트는 가장 낮은 슬릿 포켓(좌측 도시) 및 가장 상부의 슬릿 포켓(우측 도시)을 해제한다.
도 12는 도 10 및 11과 유사하게 표현되며, 본 발명에 의한 챔버의 일 실시예를 통과하는 단면도로서, DWHO가 2 개의 이웃하는 슬릿-포켓 사이의 중간 위치에있는 위치에서 슬릿-포켓의 모든 작업편 취급 개구들을 덮는 도어 장치의 도어 플레이트를 도시한다.
도 13은 도 10 내지 12와 유사하게 표현되며, 본 발명에 의한 챔버의 일 실시예의 일부를 도시한 도면으로, 도어 장치는 2 개의 독립적으로 구동되는 도어 플레이트에 의해 구현된다.
도 14는 도 10 내지 13과 유사하게 표현되며, 본 발명에 의한 챔버의 일 실시예를 통과하는 단면도로서, 도어 장치는 구동 블록에 의해 작동되고 블록은 두 개의 상이한 위치들로 도시된다.
도 15는 본 발명에 의한 챔버의 슬릿-포켓의 바닥 부분의 실시예의 사시도이다.
도 16은 본 발명에 의한 챔버를 사용하는 본 발명에 의한 시스템의 블록도를 도시한다.
도 17은 도 16에 따른 시스템의 일 실시예를 개략적으로 및 간략하게 도시한다.
도 18은 슬릿-포켓 스테이플(slit-pocket staple)에서 작업편들에 의한 슬릿-포켓들의 점유 시간을 도시한다.
도 1은 "슬릿-포켓 평면" 이라는 용어의 정의를 설명하기 위해 슬릿-포켓을 구비한, 가장 일반적으로 도시된, 본 발명에 의한 챔버 블록을 개략적으로 및 사시도로 도시한다.
도 2는 슬릿-포켓들을 따라 본 발명에 의한 챔버 블록을 통과하는 개략적이고 단순화된 단면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 챔버에 사용되는 도어 장치를 구현하는 제1 실시예로, 도 2와 유사하게 표현된다.
도 4a는 도어 장치를 구현하는 또 다른 실시예로, 도 3과 유사하게 표현된다.
도 4b는 또한 도어 장치를 구현하는 또 다른 실시예로, 도 3 및 도 4a와 유사하게 표현된다.
도 5는 또한, 본 발명에 의한 챔버에 제공되는 현재 실시되는 도어 장치의 추가 실시예로, 도 3 및 4a, 4b와 유사하게 표현된다.
도 6a는 도 2의 일점 쇄선 A-A를 따르고 슬릿 포켓의 일부를 통과하는 단순화된 단면도이다.
도 6b는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한, 챔버 내의 가능하게 구성된 슬릿-포켓의 하부 섹션의 실시예로, 도 6a와 유사하게 표현된다.
도 7은 또한 본 발명에 의한 챔버의 실시예를 개략적으로 간략하게 도시한 사시도이다.
도 8은 챔버의 블록을 둘러싸는 격리 하우징을 구비한 본 발명에 의한 챔버의 일 실시예의 단면을 개략적으로 및 간략하게 도시한 도면이다.
도 9a는 핸들링 로봇의 이송 암을 구비한 본 발명에 의한 챔버의 일 실시예의 슬릿 포켓상의 상면도이다.
도 9b는 도 9a의 슬릿-포켓을 통한 단면도이다.
도 10은 본 발명에 의한 챔버의 실시예에 의한 단면을 개략적으로 및 간략하게 도시한 도면으로, 도어 장치는 닫힌 위치 또는 덮는 위치에 도어-작업편-취급 개구(DWHO)를 구비한 도어 플레이트를 포함한다.
도 11은 도 10과 유사하게 표현되며, 본 발명에 의한, 그리고 도 10의 실시예에 의한 챔버의 일 실시예를 통과하는 단면도로서, 도어 플레이트는 가장 낮은 슬릿 포켓(좌측 도시) 및 가장 상부의 슬릿 포켓(우측 도시)을 해제한다.
도 12는 도 10 및 11과 유사하게 표현되며, 본 발명에 의한 챔버의 일 실시예를 통과하는 단면도로서, DWHO가 2 개의 이웃하는 슬릿-포켓 사이의 중간 위치에있는 위치에서 슬릿-포켓의 모든 작업편 취급 개구들을 덮는 도어 장치의 도어 플레이트를 도시한다.
도 13은 도 10 내지 12와 유사하게 표현되며, 본 발명에 의한 챔버의 일 실시예의 일부를 도시한 도면으로, 도어 장치는 2 개의 독립적으로 구동되는 도어 플레이트에 의해 구현된다.
도 14는 도 10 내지 13과 유사하게 표현되며, 본 발명에 의한 챔버의 일 실시예를 통과하는 단면도로서, 도어 장치는 구동 블록에 의해 작동되고 블록은 두 개의 상이한 위치들로 도시된다.
도 15는 본 발명에 의한 챔버의 슬릿-포켓의 바닥 부분의 실시예의 사시도이다.
도 16은 본 발명에 의한 챔버를 사용하는 본 발명에 의한 시스템의 블록도를 도시한다.
도 17은 도 16에 따른 시스템의 일 실시예를 개략적으로 및 간략하게 도시한다.
도 18은 슬릿-포켓 스테이플(slit-pocket staple)에서 작업편들에 의한 슬릿-포켓들의 점유 시간을 도시한다.
본 발명은 이제 도면들에 의해 탈가스에 초점을 맞추어 추가로 예시될 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 챔버(1)의 블록(3)의 부분 단면도를 가장 개략적으로 및 간략하게 도시한다. 금속의 단일 피스 블록(3) 내에서, 알루미늄 또는 알루미늄 합금의, 또는 점선 5로 도시된 바와 같은, 블록(3)의, 다수의 금속 부품들은, 가장 좁은 열 커플링을 설정하도록 상호 편향되는데, 예를 들어, 도 2에 도시되지 않은 나사 또는 나사 볼트에 의해, 슬릿-포켓들(7)이 제공된다. 슬릿-포켓은 상호 평행하고 슬릿-포켓 평면(EP)을 따라 연장된다. 도 2에 의한 표현에서, 슬릿-포켓 평면(EP)은 좌표계 x/y/z의 x/y 평면에 평행하다. 슬릿-포켓(7)은 서로 적층되어, 반드시 y-방향으로 정렬되지는 않는다. 상기 슬릿-포켓(7)은 개략적으로 도시된 바와 같이, 도 2에 도시되지 않은 언급된 작업편용 작업편 지지체(9)를 포함한다.
슬릿-포켓(7)은 작업편 취급 개구(11)를 갖는다. 반면에, 도 2의 실시예에서, 각각의 슬릿 포켓(7)은 하나의 단일 작업편 취급 개구(11)를 갖는데, 이러한 작업편 취급 개구는 추가로 슬릿-포켓(7)의 단부에, 도시된 작업편 취급 개구(11)의 반대편에 제공될 수 있다.
챔버(1)는 슬릿-포켓(7)의 작업편 취급 개구(11)를 선택적으로 해제하거나 덮기 위해 도 2에 개략적으로 도시된 도어 장치(13)를 더 포함한다. 도어 장치(13)에 대한 제어 입력(C13)으로, 도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이, 도어 장치(13)는 작업편 취급 개구(11)의 해제/덮음 상태에 대해 제어가능하다.
도 3 내지 도 5는 도 2와 유사하게 도 2의 도어 장치(13)를 구현하는 실시예를 가장 개략적으로 도시한다. 도 3에 의하면, 도어 장치(13)는 블록(3)에 설치된 피벗가능하게 또는 슬라이딩 가능하게(미도시) 슬라이더(미도시) 또는 플랩(15)을 포함한다. 각각의 플랩(15) 또는 슬라이더는 제어 입력(C17)에 도시된 바와 같이 제어되는 구동 유닛(17)에 의해 구동된다.
도 2에 파선으로 도시된 바와 같이, 특히 챔버(1)가 탈가스 챔버인 경우, 가스 공급 라인(19)은 적어도 일부, 일반적으로 모든 슬릿-포켓(7)에서 배출된다. 가스 공급 라인(19)은 도 2의 21로 개략적으로 도시된 바와 같이 압축 가스 공급원에 작동가능하게 연결된다.
도 3의 실시예로 돌아가, 가스 공급 라인(19)에 의해 슬릿-포켓(7)을 따라, 이를 통과하는 가스 유동(F)을 설정하는 것에 주목하면, 특히 챔버(1)가 탈가스 챔버인 실시예에서, 플랩들(flaps)(15) 또는 슬라이더들(sliders)은, 실시예에서, 기밀식(gas-tight manner)으로 또는 가스 유동(F)에 대한 가스 출구를 설정하는 누설 식(leaky manner)으로 작업편 취급 개구(11)를 닫는다. 플랩(15) 또는 슬라이더가 작업편 취급 개구(11)를 기밀식으로 또는 누설식으로 밀봉하는지 여부는 구동부(17)의 제어에 의해 설정될 수 있다.
도 4a에 따르면, 도 2와 같은 도어 장치(13)는 플레이트(23)에 의해, 및 도 4a에 예시된 바와 같이, 하나의 DWHO(25)에 의해 구현된다. 도 4a에 따른 예에서, 플레이트(23)는 C27에서 제어되는, 플레이트 드라이브(plate drive)(27)에 작동가능하게 연결된다. 플레이트(23)는 블록(3)의 표면을 따라 구동가능하고 제어가능하게 미끄러져서 DWHO(25)를 선택적으로 작업편 취급 개구(11)와 정렬시킨다. 플레이트(23)와 블록(3) 사이에 갭(28)이 형성된다.
가스 유동(F)에 주목하면, 갭(28)을 통해 판(23)과 블록(3)의 표면 사이에 가스 출구가 지속적으로 제공된다.
도 4a의 설명을 떠나서, 도 4b는 다른 실시예를 설명한다. 이 실시예 및 기호 S에 의해 도 4a에 도시된 바와 같이, DWHO(25)를 구비한 플레이트(23)는 고정 상태로 유지되는 반면, 슬릿-포켓(7)을 구비한 블록(3)은 C29로 개략적으로 도시된 바와 같이 제어된 블록 드라이브(29)에 작동가능하게 연결된다. 블록 구동부(29)에 의해, 블록(3)은 플레이트(23)를 따라 미끄러져서 DWHO(25)가 선택적으로 작업편 취급 개구(11) 중 하나와 정렬되도록 한다. 또한, 블록(3)과 플레이트(23)의 표면 사이의 작은 간극 또는 갭(28)은 슬릿-포켓(7)으로부터 챔버(1) 주위로의 가스 유동 통로를 제공한다.
도 5에 따른 실시예는 다시 도 3 및 도 4의 표현과 유사하게 단순화되고 개략적으로 표현되며, 사실상 도 4b에 따른 실시예에서 벗어난다. 이는 오늘날 실행되는 실시예를 개략적으로 도시한다. 도 4b의 플레이트(23)는, 작업편-취급 개구(11)가 제공되는, 블록(3)의 표면으로부터 이격된 격리 하우징(33)의 벽(31)에 의해 구현된다. 블록(3)은 DWHO(35)를 갖는 벽(31)을 따라, C29를 통해 제어되는, 블록 드라이브(29)에 의해 구동된다. 플랩(37) 또는 슬라이더는 벽(31)에 이동가능하게 장착되어 DWHO(35)를 닫거나 해제한다. 따라서, 벽(31), DWHO(35) 및 플랩(37)의 도어 장치 또는 슬라이더는 작업편 취급 개구(11)를 덮거나 작업편 취급 개구(11)를 챔버(1)의 주위 대기(AT) 방향으로 해제한다. 이는 블록(3)이 각각의 작업편 취급 개구(11)가 DWHO(35)와 정렬되고 플랩(37) 또는 슬라이더가 개방되는 위치에서 구동될 때마다 수행된다. 플랩(37) 또는 슬라이더는 제어 입력(C39)을 통해 개략적으로 도시된 바와 같이 제어되는 드라이브(39)에 의해 제어가능하게 구동된다.
도 4 및 도 5에 따른 모든 실시예에서, 플레이트 또는 벽은 DWHO 중 하나 이상을 포함하여 하나 이상의 작업편 취급 개구(11)를 동시에 해제하거나 또는 허브를 최적화 할 수 있는데, 후속적으로 작업편 취급 개구(11)를 해제하도록 각각의 플레이트 또는 블록에 의해 실행되어야 한다.
도 5를 주목하고, 예를 들어, 탈가스 플러시로서 도 2에 따른 가스 유동(F)이 설정된 실시예와 조합하여, 다음이 우선한다:
가스 유동(F)은 슬릿-포켓(7)으로부터 벽(31)과 블록(3)의 표면 사이의 공간(I) 내로 자유롭게 빠져 나간다. 이는 슬릿-포켓(7)의 교차-오염을 방지한다. 이러한 가스 유동이 공간(I)에서 주변 AT 내의 압력에 대해 충분히 높은 압력을 제공하면, 플랩(37) 또는 슬라이더를 생략하는 것이 가능할 수도 있다.
일 실시예에서, 오늘날 실행되는 바와 같이, 하우징(33) 벽에는 펌프(43)에 작동가능하게 연결된 펌핑 포트(41)가 제공된다.
간극(I)에, 실제로 대부분 주변 압력인, 주변 AT의 압력보다 약간 높은 압력이 설정될 수 있어, 플랩(37) 또는 슬라이더가 DWHO(35)를 해제할 때마다 간극(I)으로부터 주변 AT 로의 가스 유동을 설정한다. 그럼에도 불구하고 탈가스된 제품들이 해롭고 주위의 AT로 디스패치되지 말아야 하면, 간극(I) 내의 압력은 주변 AT 내의 압력보다 약간 낮도록 선택되고 제어될 수 있어 플랩(37) 또는 슬라이더가 개방될 때마다 주변 공간(AT)으로부터 간극(I) 내로의 가스 유동을 설정한다. 도 2의 가압 기체 공급원(21)으로부터 슬릿-포켓(7)을 통해 유동하는 기체는 건조 공기일 수 있으며, 처리될 각각의 작업편이 산화에 민감하지 않다면, N2, Ar, He 중 적어도 하나이다.
도 6은 도 2의 라인 A-A에 따른 단면의 일부를 블록(3)의 일부분을 통해 개략적으로 및 간략하게 도시한다. 도 2에 도입된 좌표계도 도 6에 도시된다. 각각의 슬릿-포켓은 유효 높이 h를 갖는다 :
2.5mm < h < 50mm
이 높이 h의 범위는 도 1에 따른 슬릿-포켓 평면(EP)에 평행한, x/y 평면을 따른 슬릿 포켓(7)의 전체 표면적의 적어도 30% 또는 적어도 50%가 우세하다. 슬릿-포켓(7)에서, 본원의 도입부에서 언급된 바와 같은 작업편(50)은 작업편 지지체(49) 상에 지지되는데, 작업편 지지체(49)는 도 6의 구현예에서, 슬릿 포켓(7)의 바닥면을 따라 장착된 O-링 재료의 피스들에 의해 구현된다. 따라서, 작업편 지지체(49)는 다수의 상이한 변형물들로 구성될 수 있지만, 작업편(50)과 접촉하는 작업편 지지체의 표면이 작업편(50)의 안정적인 지지를 보장하기에 충분한 마찰을 제공하는 것을 보장해야 한다. 작업편(50)의 두께(D)는 다음의 범위를 갖는다:
0.01mm < D < 5mm
슬릿-포켓(7)의 바닥면에서, 하나 이상의 컷 아웃(51)이 가공될 수 있다. 이러한 컷 아웃(51)은 점선으로 도시된 바와 같이 핸들러의 암(53)이 작업편 지지체(49)의 지지면 아래 슬릿 포켓(7)으로 들어가도록 허용할 필요가 있어, 이러한 작업편(50)을 증착 또는 제거할 수 있다.
Z-방향으로 인접한 슬릿-포켓(7)을 분리시키는 블록(3)의 섹션(52)은 그곳을 따르는 열 흐름(HF), 인접한 슬릿-포켓(7)의 상호 열 디커플링뿐만 아니라 블록(3) 전체에 걸쳐 안정된 온도를 설정하기 위한 지속 시간에 대하여 사실상 중요하다.
이들 섹션들(52)은 유효 두께(d)를 가져야 한다는 것이 주지된다:
0.5mm < d < 10mm
이 두께 범위(d)는 x/y 평면에 평행한 도 6의 슬릿-포켓 평면(EP)을 따라 각각의 슬릿-포켓(7)의 연장된 표면 영역의 적어도 30% 또는 심지어 50%를 따라 우세하다.
컷 아웃이 두께 d에 대해 언급된 범위를 충족시키면, 이들은 고려되어야할 슬릿-포켓 표면적의 언급된 30% 이상에 기여한다.
양방향 화살표 I/O는 로봇 암(53)이 슬릿-포켓(7) 내외로 이동하는 것을 개략적으로 나타낸다. 이중 화살표 F는 가능한 설정된 가스 유동을 나타낸다.
도 6b는 도 6a의 실시예와 유사하게 표현되게 도시되며, 섹션(52)은 51a로 도시된 관통-컷 아웃들(through-cutouts)을 포함하는 컷 아웃(51, 51a)을 포함한다. 이러한 관통 구멍(51a)에 의해 덮인 표면적 및 그 폭이 충분히 작으면, 이들은 열 흐름, 직접 인접한 슬릿-포켓(7)의 상호 분리 및 전체 블록(3)의 동적 열적 거동에 실질적으로 부정적인 영향을 미치지 않을 수 있다.
본 발명에 의한 배치 탈가스 챔버(71)의 일 실시예가 도 7에 도시된다. 열적으로 전도성이 우수한 금속 블록(72)은 복수의 슬릿-포켓(74)을 특징으로 한다. 인접한 두 개의 슬릿 포켓(2) 사이에 위치한 블록의 섹션들은 75로 표시된다. 슬릿-포켓(74)은 금속의 단일 피스 블록에서 기계 가공될 수 있거나 블록(72)은 참조 번호 5로, 도 2에서 언급된 바와 같이, 여러 부분으로 조립되어, 단일 피스 밀 블록(single piece meal block)(72)과는 단지 무시할 정도의 차이가 있는 결과 블록(resulting block)(72)의 열적 거동을 보장한다. 섹션(75)은 도 6의 섹션(52)과 일치한다.
블록(72)은 블록(72)의 측벽(73)상의 가열 장치(78)의 가열 요소(76)에 의해 가열된다. 블록(72)의 측벽(73)을 사용하고 그 상부면 및 하부면들을 공백으로 남김으로써, 모든 슬릿-포켓(74)을 따르는 균일한 온도 프로파일이 달성된다.
각각의 히터 부재(76)와의 가열 장치(78)는 블록(72)의 측면 또는 표면(73)으로 다수의 나사(미도시)에 의해 바이어스된다. 화살표(HF)는 블록(72)을 통하는 가열 장치(78)로부터의 열 흐름을 개략적으로 나타낸다. 블록(72)의 측면 또는 표면들(73)은 이 실시예에서 블록(72)에 대한 히터 인터페이스를 형성한다.
블록(72)을 구비한 언급된 챔버가 쿨러 챔버로 맞춰지면, 가열 장치(78)는 각각의 냉각 요소를 구비한 냉각 장치로 대체되고, 표면(73)은 보다 차가운 인터페이스가되고 열 흐름(HF)의 방향은 반전된다.
블록(72)을 갖는 챔버의 이 실시예에서 도 6과 관련하여 이미 논의된 바와 같이, 슬릿-포켓(74)의 바닥면은 각각의 슬릿-포켓(74)에 로딩되거나 제거될 작업편 아래에 도 6의 핸들링 암(53)을 도입 및 제거하기 위한 중앙 핸들러 컷 아웃(78)을 포함한다.
다시, 컷 아웃(78)의 바닥에 대한 슬릿 포켓(74)의 높이(h)가 도 6a와 관련하여 기술된 범위를 초과하면, 이러한 컷 아웃(78)은 슬릿 포켓(74)의 전체 수평 범위의 30% 미만 또는 50% 미만을 차지해야 한다. 명백하게, 이러한 컷 아웃(78)은 그 영역이 높이(h)에 대해 상술한 범위를 충족시키는 슬릿 포켓(74)의 범위에 기여하도록 단지 꽤 깊을 수 있다.
작업편(50)의 우세한 형상 및 두께(D)에 따라, 높이(h)가 적절하게 조정된다.
한편, 우세한 작업편 형상과 두께의 관계 및 슬릿-포켓(74)의 높이(h)의 관계가 선택되어 슬릿-포켓(74)의 상부 및 하부 벽 사이의 열 전달을 최적화하고, 작업편은, 반면에 가스 유동이 필요한 경우, 작업편(50)의 연장된 표면을 따라 가스 유동(F)을 허용할 수 있다. 작업편(50)(도 7에 미도시)의 주된 형상은 작업편이 이의 적절한 무게로 인해 슬릿-포켓 내에 일정한 처짐(sagging)을 가지기 때문일 수 있다는 것을 고려해야 한다.
본 발명에 의한 챔버는 특히 두께 D 및 처짐 특성에 대해 상이한 작업편에 대해 유연하게 사용될 수 있어야 한다.
언급된 바와 같이, 블록(3, 72)의 슬릿-포켓들(7, 74)은 가능하면 열적으로 서로 분리되어 슬릿-포켓(7, 74) 중 하나에 또는 이로부터 작업편(50)을 로딩 및 제거하는 것은 작업편(50)이 열처리되는 바로 인접한 슬릿-포켓에 무시할 정도로만 영향을 준다. 인접한 슬릿-포켓(7, 74) 사이의 열적 상호 커플링은 인접한 슬릿-포켓들(7, 74)을 상호 분리시키는, 섹션(52)(도 6) 또는 섹션(75)(도 7)의 두께에 의해 주로 한정된다.
한편으로는 슬릿-포켓(7, 74)의 양호한 상호 열 디커플링을 위한 섹션(52, 75)의 치수 결정에 대한 경향을 고려하여, 그리고 다른 한편으로는, 열 교란시 신속한 열 평형을 설정하고 블록(3,72)의 주어진 정도 또는 높이를 따라 최적의 수의 슬릿-포켓(7, 74)을 제공하는 경향을 고려하여, 두께 d는 이미 언급된 바와 같이 다음 범위 내로 선택된다:
0.5mm < d < 10mm
도 8은 본 발명에 의한 배치 탈가스 챔버(1)의 실시예를 간략하고 개략적으로 도시한다. 가열될 작업편(50)은 슬릿-포켓(74) 내부의 핀상에서 작업편 지지체(49) 상에 위치된다. 각각의 슬릿-포켓(74)은 바람직하게는 도 2와 같은 퍼지 가스 라인(19)을 통해 가스-공급되는데, 퍼지 가스 라인(19)은 입자를 회피하기 위한 필터(80)를 구비할 수 있다. 퍼지 가스 라인(19)은 그것이 슬릿-포켓(74)에 들어가기 전에, 가열된 탈가스 장치 블록(72) 내의 퍼지(purge) 또는 플러시 가스(flush-gas)를 예열하기 위한 길이 pg의 얕은 가스 캐비티(gas cavit)(81)를 포함할 수 있다. 가스 유입구는 작업편 취급 개구(11)에 대향하는 슬릿-포켓의 상부에 바람직하게 배치되는데, 이는 특히 가스 배출이 요구될 때
작업편(50)을 따라, 특히 그 상부 표면을 따라 가스 유동을 달성하는 것이 목표이기 때문이다.
배치 탈가스 장치 블록(72)은 하우징(86) 내에 위치된다. 이 하우징(86)은 블록(72)의 열 손실을 피하기 위해 적절한 격리부(isolation)(88)를 포함할 수 있다. 하우징(86) 내의 블록(72)의 고정된 위치의 이러한 개념은 수직 구동 장치(Z-드라이브)의 큰 허브 또는 스트로크(stroke)를 갖는 이송 암을 구비한 작업편 로드 로봇에 대해 제안된다. 탈가스 블록(72)의 슬릿-포켓(74)의 최대 수는 수직 z-드라이브 스트로크(z-drive-stroke)의 범위에 의해 제한된다.
도 9a 및 도 9b는 핀(49) 상에 배치된 작업편(50)을 구비한 슬릿 포켓(74)을 통한 평면도(a) 및 수평 단면도(b)를 도시한다. 슬릿 포켓(74)은 작업편 핸들링 개구(11)에 의해 일측이 개방되어 작업편(50)의 로드 및 언로드를 허용한다. 대향 측상에서, 포켓의 내부 윤곽은 본원에서 웨이퍼인, 원형 작업편(50)의 외형과 일치하도록 둥글게 되고, 따라서, 블록(72) 내부의 양호한 열전달을 가능하게 한다. 핀(49)의 위치는 이송 암(53)을 구비한 작업편(50)의 안전한 작동을 허용한다. 슬릿-포켓(74)의 내부 윤곽은 이송 도중에 이송 암(53) 및 작업편을 차지할 만큼 충분히 기계 가공된다. 결과적으로 슬릿-포켓(74)의 볼륨이 최소화되고 스페이서 섹션(75) 프로파일이 최대화되어 최상의 열 전달이 지원된다. 퍼지 가스 라인(19)은 작업편 취급 개구(11)에 대향하여 배치된다. 예열 가스 캐비티(81)는 단일 직선(83a) 또는 분포 라인들(83a, b, c)의 망(network)일 수 있다.
도 8과 유사한 표현으로 도시된, 도 10의 실시예는 원칙적으로 도 4a의 실시예와 일치한다. 도어 플레이트(90)는 블록(72)의 전면의 크기의 본질적으로 두 배 크기의 편평한, 판형 디자인을 갖는다. 도 10에 도시된 바와 같이 바람직하게 도어 플레이트(90)의 중앙에 배치된, 작업편 취급 개구(11)와 대략 동일한 형상의 DWHO(92)를 나타낸다. 도어 플레이트(90)는 구동기(27)에 의해 화살표(DP)로 도시된 방향으로 수직으로 이동가능하다. 도어 플레이트(90)와 작업편 취급 개구(11) 사이에 갭(28)이 존재한다. 도 10에서, 도어 플레이트(90)는 모든 슬릿-포켓(74)이 폐쇄된 상태로 위치된다.
도 11은 가장 낮은 슬릿-포켓(74l)(좌측) 및 가장 상부의 슬릿-포켓(74u)(우측)에서 작업편을 로드 또는 언로드하기 위해 도어 플레이트(90)가 위치되는 것을 도시한다. 도어 플레이트(90)는 접근될 슬릿 포켓(74)을 제외하고 로드/언로드 작업 동안 모든 슬릿-포켓들(74)을 폐쇄 상태로 유지하게 한다. 위치는 센서 또는 표시에 의해 또는 전자식으로 구동기(27)와 같은 스텝 모터(stepper motor)의 도움으로 결정될 수 있다.
스페이서 섹션(75)이 이동가능한 도어 플레이트(90) 내의 DWHO(92)가 2 개의 이웃한 슬릿-포켓(74) 사이의 스페이서 섹션(75)의 전방에 의해 덮일 정도의 두께(d)를 갖는 다른 실시예가 도 12에 도시된다. 이는 "포켓 사이에서 완전 폐쇄"위치가 많이 존재(슬릿-포켓(74)의 개수보다 1 개 적음)하기 때문에 도어 플레이트(90)를 작동시킬 때 이점이 있다. 그러나, 탈가스 장치 스택의 소정의 최대 높이에서, 전술한 버전보다 적은 작업편들(50)이 처리될 수 있는 단점이 존재한다.
도 13은 DPa, DPb 방향으로 독립적으로 제어가능하게 이동가능한 2 개의 도어 플레이트(90a, 90b)를 구비한 다른 대안적인 실시예를 도시한다. 두 개의 DWHO(92a, 92b)는 "닫힌" 구성을 갖도록 상당히 많이 오프셋된다. 개구(92a, 92b)를 모두 정렬시킴으로써 신속하게 통로 개구(through-opening) DWHO를 구현할 수 있다. 이 해결책은 슬릿-포켓(74)의 컴팩트한 배열을 여전히 허용하면서 보다 우수한 단열을 허용할 것이다.
모든 실시예에서, 로드 작동은 다음을 포함한다:
- 탈가스 장치 블록 내부의 빈 슬릿 포켓 결정. 이것은 각각의(점유된/해제된) 신호를 주는 센서 또는 슬릿-포켓의 상태를 감독하는 전자 컨트롤러에 의해 구현될 수 있다. 이러한 컨트롤러는 또한 "모든 포켓 풀(full pocket full)" 신호를 로드/언로드 처리 시스템에 전송할 수 있다.
- DWHO를 블록의 각 작업편 처리 개구와 정렬하여 해제(free) 슬릿 포켓에 접근.
- z-동작(즉, 도 10 내지 도 12에 따른 실시예에서 수직으로)을 수행할 수 있는 핸들러 상에 작업편을 위치시키고, 핸들러를 DWHO와 정렬.
- DWHO를 통해 작업편을 슬릿 포켓(74)에 도입.
- 작업편을 작업편 지지체에 위치시킴.
- 슬릿 포켓에서 핸들러를 후퇴.
- 각각의 도어 플레이트에 의해 슬릿-포켓의 작업편 취급 개구를 덮음.
특히, 수직 z-구동을 갖는 전달 암(53)이 이용가능하지 않다면, 오늘날 실행되는-다른 해결책은 도 14에 도시된 바와 같이 블록 드라이브(29)에 의해 하우징(86) 내부의 전체 블록(72)을 수직으로 이동시키는 것이다. 이 실시예는 주로도 4b 또는 도 5의 실시예와 일치한다. 이 경우, 도 5에 따른 플랩(37) 또는 슬라이더(도 14에 미도시)가 제공될 수 있고, 예를 들어, 블록(72)의 z-이동에 의해 제어될 수 있는 하우징(86)의 한정된 위치에 적어도 하나의 DWHO가 위치한다. 도 14는 동일한 도면에서 블록(72)의 가장 낮은 슬릿 포켓(74)을 로드 또는 언로드하기 위한 상부 위치뿐만 아니라 블록(72)의 낮춰진 "전체 폐쇄(all-closed)" 위치를 도시한다. 퍼지 가스 라인(19)은 선택적인 가스 필터(80) 이전에 가요성 라인(73)에 의해 블록(72)의 수직 이동을 지지해야 한다. 이중 화살표 DB는 하우징(86) 내의 블록(72)의 이동을 도시한다.
도어 플레이트 또는 블록의 수직 변위를 위한 구동 장치(들)은 블록의 위 또는 아래에 배치될 수 있으므로 로드 및 언로드 작업이 이루어지는 공간을 차단하지 않는다.
배치 탈가스 장치에 대한 추가 요구 사항은 수시로 효율적으로 세척해야 한다는 것이다. 가스 방출 물질은 특정 서늘한 곳에서 응축되고 축적되어 오염된 표면이 되거나, 벗겨지거나 먼지가 생길 수 있다. 상기에서 언급된 바와 같이, 예를 들어, 도 2에서 도면부호 5와 관련하여, 다중 부분 블록(3)에 대하여, 도 15에 따른 이러한 부품의 디자인은 슬릿-포켓(7)의 단순화된 제조 및 용이한 세척의 이점을 갖는다. Al 판(3a)에서, 이송 암용 컷-아웃(51), 작업편 지지체로서의 에지(49) 및 가스 입구(19)를 포함하여, 상부로부터 캐비티가 기계 가공된다. 플레이트(3a)는 4 개의 모서리 모두에 관통 구멍(96)을 갖고, 임의의 수의 플레이트(3a)의 더미를 용이하게 적층 및 편향시킨다. 단단한 기판의 일반적인 용도의 경우, 대기 환경에서 이송 암이 진공 그리퍼(vacuum gripper)로 기판을 유지할 수 있기 때문에, 이송 암용 컷-아웃(51)이 최소화될 수 있다는 것을 언급해야 한다. 이 경우, 기판을 해제하기 위해 또는 단지 작은 움직임(도 15의 경우 아래쪽)이 필요하여 핸들러/그리퍼의 후퇴를 허용한다. 본 발명의 중요한 특징은 블록(3, 72)이 열적으로 매우 전도성인 재료로 제조된다는 것이다. 균일한 온도 프로파일을 유지하는 것을 지지하는 하우징(31, 86) 내에 매립된 블록(3, 72)을 갖는 것이 유리하다. 도어 플레이트는 또한 이 온도 균일성에 기여한다. 작업편이 슬릿-포켓(7, 74) 중 하나에 로딩되는 즉시, 일시적으로 열이 방출될 것이다. 예: 300mm 직경과 0.77mm 두께의 실리콘 웨이퍼를 실온에서 150℃까지 가열하기 위해서는 11kJoule의 에너지가 필요하다. 이 에너지를 예를 들어, 320mm 직경 및 예를 들어, 5mm 두께를 갖는 제안된 스페이서 섹션(52)과 같은, 알루미늄의 슬래브(slab)로부터 받는다면, 이 섹션(52)의 온도는 17℃만큼 감소될 것이다. 그러나, 작업편과 스페이서 섹션(52) 사이의 열교환은 블록(3, 72) 내의 열 전도성에 비해 상대적으로 느려서, 히터 요소들의 도움으로 인해 블록(3, 72)은 관련된 온도 비균일성을 겪지 않을 것이다.
제안된 챔버는 대기압에서 작동시키는 것이 바람직하다. 그러나 기본 아이디어는 저압 탈가스에도 적용될 수 있다. 가스 압력이 > 1kPa이면 효과적인 전도 열전달이 가능하다.
질소는 기판상의 전처리된 장치의 가능한 산화를 피하기 때문에 바람직한 퍼지 또는 플러시 가스이다. 질소의 열전도도는 매우 우수하며(하기 표 참조) 저렴한 가격이다. 아르곤 또는 헬륨이 사용될 수도 있다. 헬륨은 열 전도율이 뛰어나지 만, 이 경우에는 비용상의 이유로 누출율을 낮게 유지해야 할 수 있다. 반면에 질소는 비슷한 질량으로 인한 수증기와 같이 제거될 분자에 더 나은 운동량을 전달한다.
N2 0.026 W/m K
Ar 0.0167 W/m K
He 0.149 W/m K
n 개의 포켓을 갖는 본 발명에 의한 배치 탈가스 장치의 공정 순서는 다음과 같을 수 있다:
1) 블록을 온도 설정점, 일반적으로 150℃로 가열
2) DWHO를 최저 슬릿 포켓 1 번에 위치시킴
3) 슬릿 포켓 번호 1에 작업편을 로드
4) 덮개 위치에 DWHO 위치시킴
5) 슬릿 포켓 1에서 질소의 유동을 약 50 내지 1000sscm, 바람직하게는 100sscm으로 조정. 슬릿 포켓 번호 2 부터 슬릿 포켓 번호 n까지 2 ~ 5 단계를 반복
언로딩은 슬릿 포켓 1 번에 대해 다음과 같이 수행된다:
1) 슬릿 포켓 번호 1에서 질소 흐름을 차단
2) DWHO를 슬릿 포켓 1에 위치시킴
3) 작업편을 슬릿 포켓 1에서 진공 처리 툴의 진공 로드 락으로 언로드. 이러한 냉각이 후속 작업편 가공에 필요하지 않다면, 가능한 최단 시간 내에 기판 또는 응축의 냉각을 피해야 한다.
4) 슬릿 포켓 번호 1에 새 작업편을 로드
작업편의 연속 가공을 위해 로드/언로드 순서가 반복된다. 위의 시퀀스는 기본적으로 FIFO(선입선출(first in first out)) 거동을 설명한다. 그러나 블록 내의 충분한 작업편이 열 평형 상태에 도달하면 무작위 접근(random access)도 구현될 수 있다.
본 발명에 의한 배치 챔버는 다음 특징들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
- 컴팩트한 블록은 열전도도가 좋은 재질로 제조되며 6 ~ 50 개의 절개된 슬릿 포켓들을 갖는다. 블록은 단일 부품으로 제조되거나 또는 개별 부품으로부터 조립되어 전술한 바와 같이 하나의 컴팩트 블록을 형성할 수 있다.
- 이 블록은 측벽에서 가열되어 절연 하우징에 위치될 수 있다.
- 슬릿-포켓들은 슬릿-포켓에서 안전한 작업편 취급을 위해 최소 체적을 가지며, 블록의 측벽으로부터 슬릿-포켓의 내부로의 양호한 열 전달을 가능하게 한다.
- 슬릿-포켓들 사이의 스페이서 섹션들은 최적화된 높이를 가지며 로드된 작업편에 최적화된 열 전달을 제공하도록 설계된다.
- 블록과 하우징 사이의 슬라이딩 도어 플레이트는 작업편을 로드 또는 언로드해야 하는 슬릿 포켓에만 개방된다.
- 슬라이딩 도어 플레이트에 대하여 모든 슬릿-포켓들이 폐쇄되는 적어도 하나의 위치를 제공.
- 대안으로 전체 블록이 하우징에서 움직이며 하우징의 DWHO가 슬릿 포켓의 차단 역할을 한다.
이러한 배치 챔버를 사용하는 방법은 다음 특징들 중 적어도 하나를 갖는다 :
- 연속 모드에서 각각의 작업편이 같은 시간(FIFO) 동안 포켓 내에 머무르도록 한다.
- 질소 또는 다른 가스를 사용하여 열을 전달하고 탈가스 물질을 제거(flush).
- 불필요한 냉각을 피하기 위해 작업편을 진공 툴의 진공 로드 락으로 이송하기 위한 최소 시간을 허용. 결과적으로, 기판은 빈 로드 락이 이용가능해질 때까지 포켓에 머무를 수 있다.
도 16에 본 발명에 의한 열처리 챔버를 사용하는 작업편 처리 시스템이 개략적으로 도시된다. 이 챔버(100)는 다음과 같은 특징들을 갖도록 구성된다:
a) 각각의 슬릿 포켓은 하나의 작업편 처리용 개구를 갖는다.
b) 슬릿-포켓들은 보통 평행하게 배향되어, 슬릿-포켓들은 슬릿-포켓에 수직한 방향으로 예를 들어, 수직 방향으로, 블록 내에 정렬 방식으로 적층된다.
c) 또한 슬릿-포켓의 작업편 취급 개구는 횡 방향 변위없이 블록을 따라 언급된 방향으로 정렬된다.
d) 도어 장치는 슬릿-포켓의 내부를 AA에 의해 도 17에 도시된 주위 분위기로 해제한다.
본 발명에 의한 챔버(100)뿐만 아니라 언급된 제한과 함께, 진공 처리 장치 내의 진공 분위기를 주위 분위기(AA)로부터 분리시키는 로드 락 장치(104)를 구비한 진공 처리 장치(102)가 제공된다. 또한, 적어도 하나의 매거진과, 가능하면 정렬기(미도시)를 갖는 매거진 장치(106)가 제공된다. 로드 락 장치(104)는 작업편 지지체를 포함하며, 작업편은 챔버(100) 내의 각각의 지지부상의 작업편에 평행하게 지지된다. 매거진 장치(106) 내의 작업편들은 로드 락 장치(104) 및 챔버(100)에서 이러한 작업편에 평행하게 지지된다. 이러한 작업편 지지 평면은 서로 다른 평면일 수 있지만, 이러한 평면에 수직인 상호 거리는 단일 평면을 형성하는 모든 평면들까지 최소화된다.
또한, 이중 화살표와 파선으로 표시된 바와 같이, 매거진 장치(106)로 및 매거진 장치(106)로부터, 챔버(100)로 및 챔버(100)로부터, 진공 처리 장치(102)로 및 진공 처리 장치(102)로부터 작업편 핸들링을 수행하는 핸들링 로봇(108)이 제공된다. 탈가스를 위해 특별히 맞춤화된, 즉 탈가스 챔버로서의 언급된 챔버(100)의 사용을 위한 시스템은 도 17에 개략적으로 단순화된 방식으로 도시된다.
도 16에 따른 챔버(100)는 탈가스 챔버(100dg)로 구현된다. 도 16의 핸들링 로봇(108)은 대기 분위기(AA)에서 핸들링 로봇(108 ')으로 구현되고, 단일 작업편(50)을 탈가스 챔버(100dg)로 이송하도록 구성된다.
도 16의 진공 처리 장치(102)는 작업편 입력 및 출력을 위한 I/O로드-락(104 ') 및 단일 작업편 진공 처리를 위한 다수의 스테이션들을 구비한 다중 스테이션, 단일 작업편 처리 장치로 구현된다. 이들 스테이션은 예를 들어, 탈가스 챔버(100dg)로부터 도달하는, 후속 진공 처리 전에 추가로 냉각되어야 하는 작업편들(50)을 냉각시키기 위한 냉각 스테이션(111)을 포함할 수 있다. 작업편(50)에 대한 처리 방향은 화살표(Pr)로 도 17에 표시된다. 입/출력 로드 락(104 ') 외에, 후속 스테이션들은 당업자에게 잘 알려진 바와 같이, PVD에 대한, 반응성 또는 비반응성, CVD 플라즈마 강화 또는 비플라즈마 강화 등을 위한, 에칭 스테이션, 층 증착 스테이션일 수 있다.
수직축(110)을 중심으로 선회가능하고 적어도 하나의 연장가능하고 수축가능한 핸들 암(112)을 갖는 핸들링 로봇(108 ')은 단일 기판(50)에 의해 로드 락(104')의 로딩 및 언로딩을 수행한다.
도 17에 도시된 예에서, 매거진 장치(106)는 3 개의 개별 매거진과 정렬기(114)를 포함한다. 로봇(108 ')은 진공 처리된 작업편을 로드 락(104')으로부터 출력-매거진 및 탈가스되지 않은 작업편으로, 장치(106)의 입력-매거진으로부터 탈가스 챔버(100dg)로 전달한다.
도 17의 특정 실시예 및 처리될 특정 작업편에 대해, 언급된 작업편(50)이 기하학적으로 정렬되는 정렬기(114)가 추가적으로 제공된다. 이 특정 실시예에서는 미처리된 작업편이 매거진(106a)에 입력되기 때문에, 화살표(a)로 표시된 바와 같이 정렬기(114)에 기하학적으로 배향되고, 화살표(b)로 표시된 바와 같이 정렬기(114)로부터 탈가스 챔버(100dg)로 이송되는데, 사실상 정렬기(114)는 전체 매거진 장치(106)의 부분이라고 말할 수 있다. 도시된 바와 같이 시스템에 제공된 모든 스테이션과 챔버 사이의 모든 핸들링은 로봇(108')에 의해서만 수행된다.
이와 같은 시스템에 따른 접근 즉, 언급된 제한 사항과 함께, 본 발명에 의한 작업편을 챔버로 및 챔버로부터, 그리고 적어도 둘 이상의 다른 스테이션으로 및 둘 이상의 다른 스테이션으로부터 이송하는 접근법은, 이에 의해, 주변 대기에서 이러한 운반을 수행하는 것은, 챔버(100) 내의 냉각 작업편 및 다양한 다른 스테이션 구성들에 대해서도 명백하게 적용될 수 있다.
도 18은 작업편에 의한 44 개의 적층 슬릿-포켓의 점유 시간 t로 언급된 수평축을 따라 도시한다. 수직축은 서로 적층된 슬릿 포켓의 수를 나타낸다.
챔버 공정에서 볼 수 있는 바와 같이, 슬릿-포켓 부재 n 개, 여기서 n = 44, 단지 작은 숫자 m, 여기서 m = 10의 슬릿-포켓들이 사용된다. 이것은 이 실시예에서 처리되는 작업편이 소정의 열처리 시간(Δ)을 필요로 한다는 사실로부터 기인하며, 작업편은 시간 지연(time lag) dT로 순차적으로 챔버의 각각의 슬릿-포켓에 로딩된다.
챔버 내의 사용된 슬릿-포켓의 수 m은 정수로 반올림된 Δ/dT의 지수를 형성함으로써 결정될 수 있다. 따라서, m 개의 슬릿-포켓에 dT의 시간 지연이 로딩된 후, 최초로 로딩된 작업편의 처리를 위한 시간 범위(Δ)은 경과되고, 그러한 작업편은 각각의 슬릿-포켓으로부터 언로드될 수 있다.
도 17에 따른 처리에서 명백한 바와 같이, 챔버로의 후속 로드 작업을 스태거(stagger)하는 시간 간격(dT)은 실제로 진공 처리 장치(102)의 처리량에 의해 주로 결정되어야 한다.
도 18에서 더 알 수 있는 바와 같이, 실제로 특히 도 17에 따른 시스템의 동작을 나타내는, 챔버(100) 로의 작업편의 로딩 동작은 직접 인접한 슬릿-포켓에서 연속적으로 수행되지 않는다. 도 18에 예시된 바와 같이, 로딩은 제2 슬릿-포켓마다 수행된다. 따라서, 도 18의 검게 칠한 기둥에 따른 점유 시간 범위에서 보는 바와 같이, 작업편이 각각의 슬릿-포켓들에 머무르는 동안, 도 18의 처리에 따른 로딩은 슬릿-포켓 번호들의 순서로 발생한다:
3, 5, 7, 9, 10, 8, 6, 4, 2, 1.
언로딩은, 도 18에 따라 다음 순서로 수행된다:
3, 5, 7, 9, 10, 8, 6, 4, 2, 1.
결과적으로 모든 슬릿-포켓은 순서대로 다음 슬릿-포켓을 언로딩하고 로딩하도록 전파하기 전에, 작업편으로부터 언로드되고 즉시 작업편으로 재로드될 수 있다.
인접한 슬릿-포켓을 직접적 로드 및 언로드하지 않는 것은 직접적으로 인접한 슬릿-포켓이 로딩/언로딩 작동에 의해 야기되는 열적 교란에 의한 영향을 상당히 덜 받는다는 이점을 갖는다.
도 18에 도시된 바와 같은 처리가 도 17에 도시된 바와 같은 시스템에 특별히 이용되지만, 본 발명에 의한 스태거된 슬릿-포켓들의 챔버를 구비한 적절하고 상이한 전체 시스템들에서도 이용될 수도 있다.
Claims (61)
- 각각 한 쌍의 2 차원으로 연장된 표면들 및 하기 두께 D를 갖는 하나 이상의 작업편의 배치(batch)에 대한 열처리 챔버로서,
0.01 mm < D < 5mm,
- 하나의 단일 금속 피스 또는 하나 이상의 열적으로 결합된 금속 부분으로 제조된 열 저장 블록(heat storage block)으로서, 열적으로 공통으로 행동하는 것이 동일한 단일 피스의 금속 블록과 단지 무시할 정도로만 다른 열 저장 블록;
- 상기 열 저장 블록에 포함된 슬릿 포켓들로서, 각각의 슬릿-포켓은 그 내부에 상기 작업편의 하나를 수용하도록 치수가 정해지고, 슬릿-포켓 평면들을 따라 연장되며, 각각의 슬릿-포켓은 적어도 하나의 작업편 취급 개구를 구비하며, 각각의 슬릿 포켓은 슬릿 포켓과 작업편 사이에 비접촉 방식으로, 상기 작업편들 중 하나를 둘러싸도록 맞춰지며,
상기 슬릿-포켓 평면들에 수직이고 상기 슬릿-포켓들의 범위 표면적의 30% 이상을 따라, 상기 슬릿-포켓 평면들에 평행하게 고려되는, 상기 슬릿-포켓들 각각의 높이(h)는 2.5 mm < h < 50 mm 이며,
하나 이상의 슬릿-포켓들이 상기 슬릿-포켓 평면들에 수직인 방향으로 적층되고, 일반적으로 슬릿 포켓들의 스택(stack)을 형성하는, 슬릿 포켓들;
- 상기 각각의 슬릿 포켓에서 작업편을 지지하기 위한 작업편 지지체;
- 상기 열 저장 블록 외부 대기에 대하여 각각의 작업편 취급 개구들을 해제(freeing)하거나 덮도록(covering) 제어하는 도어 장치(door arrangement); 및
- 상기 하나 이상의 슬릿-포켓들의 스택을 따라, 측 방향으로 연장되는 상기 열 저장 블록의 외부 표면을 따르는, 상기 열 저장 블록에 대한 히터 및 쿨러 인터페이스 중 적어도 하나를 포함하는, 열처리 챔버. - 제1항에 있어서, 히터 및 쿨러 인터페이스 중 적어도 하나를 따라 제공되는 히터 장치, 쿨러 장치 또는 히터 장치와 쿨러 장치를 포함하는, 열처리 챔버.
- 제1항에 있어서, 상기 슬릿-포켓들의 적어도 일부 또는 상기 슬릿-포켓들 모두에 송출하고(dispatching), 상기 열 저장 블록을 통해 연장되는 가스 공급 라인 장치(gas feed line arrangement)를 포함하는 열처리 챔버.
- 제1항에 있어서, 상기 슬릿-포켓들의 적어도 일부 또는 전부는, 각각의 작업편 취급 개구가 상기 도어 장치에 의해 덮일 때 기밀 상태인, 열처리 챔버.
- 제1항에 있어서, 상기 슬릿-포켓들의 적어도 일부 또는 전부는, 각각의 작업편 취급 개구가 상기 도어 장치에 의해 덮일 때 기밀 상태가 아닌, 열처리 챔버.
- 제1항에 있어서, 상기 슬릿-포켓들의 상기 적어도 하나의 작업편 취급 개구의 적어도 일부 또는 전부는 상기 열 저장 블록을 따라 상기 슬릿-포켓 평면들에 수직인 방향으로 정렬되는, 열처리 챔버.
- 제1항에 있어서, 인접한 슬릿-포켓들의 적어도 일부 또는 전부는 열적으로 분리되는, 열처리 챔버.
- 제7항에 있어서, 상기 슬릿-포켓들은 평행하고, 상기 슬릿-포켓 평면들에 수직인 일 방향으로 정렬되며, 인접한 슬릿-포켓은 상기 슬릿-포켓 평면들에 수직인 방향으로 하기 두께 d를 갖는 상기 열 저장 블록의 섹션에 의해 상기 슬릿-포켓 평면들에 수직으로 분리되며,
0.5 mm < d < 10 mm
상기 슬릿-포켓 평면들에 평행하게, 상기 슬릿-포켓들의 범위 표면적의 30% 이상을 따르는, 열처리 챔버. - 제1항에 있어서, 작업편 지지체 상의 작업편 아래에 있는 작업편 핸들러 로봇의 적어도 하나의 핸들링 암을 도입 및 제거하기 위하여, 상기 슬릿 포켓들은 각각 그 바닥면에 하나 이상의 핸들러-컷 아웃을 포함하되, 상기 하나 이상의 핸들러-컷 아웃은 적어도 하나의 핸들러 개구를 통해 접근가능한, 열처리 챔버.
- 제9항에 있어서, 상기 하나 이상의 핸들러-컷 아웃은 관통-컷 아웃(trough-cutouts)인, 열처리 챔버.
- 제1항에 있어서, 상기 슬릿-포켓들 중 적어도 일부 또는 전부는 하나의 단일 작업편-취급 개구를 포함하는, 열처리 챔버.
- 제1항에 있어서, 상기 도어 장치는 상기 작업편 취급 개구들 중 하나 이상을 동시에 덮거나 해제하도록 제어가능한, 열처리 챔버.
- 제1항에 있어서, 상기 도어 장치는 시간 범위(time span) 동안 동시에 덮힌 상태의 모든 작업편 취급 개구를 유지하도록 제어가능한, 열처리 챔버.
- 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 작업편 취급 개구의 적어도 일부 또는 전부는 일 방향으로 상호 정렬되고, 상기 도어 장치는 적어도 하나의 도어-작업편 취급 개구를 갖는 도어 플레이트를 포함하고, 상기 도어 플레이트는 상기 블록을 따라 상기 방향으로 상기 블록에 대해 제어가능하게 슬라이딩 가능하여 상기 적어도 하나의 도어-작업편 취급 개구를 상기 슬릿-포켓들의 상기 작업편 취급 개구 중 적어도 하나와 선택적으로 정렬 상태 안으로 또는 정렬 상태 밖으로 도입하는, 열처리 챔버.
- 제14항에 있어서, 상기 도어 플레이트는 도어 플레이트와 열 저장 블록 사이의 상대적인 슬라이딩을 위해 플레이트 구동부에 작동가능하게 연결되는, 열처리 챔버.
- 제14항에 있어서, 상기 블록은 도어 플레이트와 열 저장 블록 사이의 상대적인 슬라이딩을 위해 블록 구동부에 작동가능하게 연결되는, 열처리 챔버.
- 제16항에 있어서, 상기 도어 플레이트는 상기 열 저장 블록 둘레의 하우징의 벽인, 열처리 챔버.
- 제1항에 있어서, 상기 열 저장 블록은 2 개의 측면 표면 및 전면 표면을 포함하고, 상기 측면 표면들 각각의 하나를 따라 연장하는 상기 인터페이스들 중 하나 및 상기 적어도 하나의 작업편 취급 개구는 상기 전면 표면을 따라 제공되는, 열처리 챔버.
- 제18항에 있어서, 상기 챔버는 상기 슬릿-포켓들의 적어도 일부 또는 상기 슬릿-포켓들 모두에 송출하고, 상기 열 저장 블록을 통해 연장되는 가스 공급 라인 장치를 포함하며, 상기 가스 공급 라인 장치는 상기 블록의 후면 표면을 따라 상기 전면 표면과 대향하는 가스 히터 장치, 냉각 장치, 또는 가스 히터 장치와 냉각 장치에 작동가능하게 열적으로 연결되는, 열처리 챔버.
- 제18항에 있어서, 상기 슬릿-포켓들은 상기 측면 표면들에 수직으로 연장되는, 열처리 챔버.
- 제1항에 있어서, 상기 열 저장 블록은 열 격리 하우징(thermally isolating housing) 내에 장착되는, 열처리 챔버.
- 제21항에 있어서, 상기 열 격리 하우징은 상기 열 저장 블록으로부터 이격되는, 열처리 챔버.
- 제21항에 있어서, 상기 도어 장치는 상기 작업편 취급 개구와 대면하는 상기 격리 하우징의 벽에 하나 이상의 제어가능한 도어-작업편 취급 개구를 포함하고, 상기 열 저장 블록은 상기 작업편 취급 개구 중 하나 이상이 상기 제어가능한 도어-작업편 취급 개구들 중 하나 또는 각각 하나 이상과 정렬되도록 구성되는 제어가능한 블록 드라이브에 작동가능하게 결합되는, 열처리 챔버.
- 제23항에 있어서, 상기 제어가능한 도어-작업편 취급 개구에는 플랩(flap)이 장착되는, 열처리 챔버.
- 제21항에 있어서, 상기 작업편 취급 개구들은 상기 열 저장 블록과 상기 열 격리 하우징 사이의 간극(interspace)과 연속적으로 유체 연통(fluid communication)하는, 열처리 챔버.
- 제25항에 있어서, 상기 하우징은 상기 간극에 접하는 펌프 포트를 포함하는, 열처리 챔버.
- 제26항에 있어서, 상기 챔버는, 상기 슬릿-포켓들의 적어도 일부 또는 모두에서 각각 송출되는, 상기 블록을 가로지르는 복수의 가스 공급 라인의 가스 공급 라인 장치를 포함하고, 상기 슬릿-포켓들에서 송출되는 상기 가스 공급 라인은 상기 적어도 하나의 작업편 취급 개구부 내의 각각의 하나들에 대향하는, 열처리 챔버.
- 제1항에 있어서, 상기 슬릿-포켓들 중 적어도 일부 또는 전부에 송출되는 가스 공급 라인 장치 및 상기 가스 공급 라인 장치 내에 가스를 위한 가스-히터 장치, 가스-쿨러 장치, 또는 가스-히터 장치와 가스-쿨러 장치를 포함하는, 열처리 챔버.
- 제1항에 있어서, 상기 챔버는 탈기 챔버인, 열처리 챔버.
- 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 따른 챔버를 포함하는 장치로서, 상기 슬릿-포켓들의 적어도 일부 또는 전부에 송출되는 가스 공급 라인 장치를 포함하고, 상기 가스 공급 라인은 건조 공기, N2, Ar, He 중 적어도 하나에 대한 가압 가스 소스 장치에 작동가능하게 연결되는, 장치.
- 다음을 포함하는 작업편 처리 시스템으로서,
· 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 따른 챔버로서;
a) 각각의 슬릿 포켓은 단일의 작업편 취급 개구를 가지며;
b) 슬릿-포켓들의 작업편 취급 개구는 상기 블록을 따라 상기 방향으로 정렬되고;
c) 도어 장치는 작업편 취급 개구부를 주변 대기로 해제하는;
챔버를 포함하고,
및 추가로:
· 작업편용 진공 처리 장치로서, 상기 작업편용 진공 처리 장치 내의 진공 분위기와 대기 분위기 사이에 로드 락 장치(load-lock arrangement)를 포함하는, 작업편용 진공 처리 장치;
· 주변 대기에서 적어도 하나의 매거진을 포함하고 다수의 작업편 홀더를 구비한 매거진 장치(magazine arrangement)로서;
상기 슬릿-포켓들 및 상기 매거진 장치의 상기 작업편 홀더는 평행한 평면을 따라 이들의 연장된 표면들을 갖는 작업편을 유지하도록 조정된(tailored) 매거진 장치; 및
· 대기 중의 핸들링 로봇(handling robot)으로서;
상기 핸들링 로봇은 상기 매거진 장치로 및 상기 매거진 장치로부터, 상기 로드 락 장치로 및 로드 락 장치로부터, 상기 챔버로 및 상기 챔버로부터 작업편을 핸들링하도록 조정된, 핸들링 로봇을 더 포함하는, 작업편 처리 시스템. - 제31항에 있어서, 상기 로드 락 장치의 작업편 홀더는 평행면을 따라 연장 된 표면을 갖는 작업편을 고정하도록 조정된, 작업편 처리 시스템.
- 제31항에 있어서, 상기 핸들링 로봇은 수직 축을 중심으로 구동식으로 회전가능한, 작업편 처리 시스템.
- 제31항에 있어서, 상기 핸들링 로봇은 상기 매거진 장치로 및 매거진 장치로부터, 로드 락 장치로 및 로드 락 장치로부터, 챔버로 및 챔버로부터 한 번에 하나의 단일 작업편을 취급하도록 조정된, 작업편 처리 시스템.
- 제31항에 있어서, 상기 매거진 장치는 하나 이상의 매거진을 포함하는, 작업편 처리 시스템.
- 제31항에 있어서, 작업편 정렬 스테이션을 더 포함하고, 상기 핸들링 로봇은 상기 작업편 정렬 스테이션으로 또는 이로부터 작업편들을 취급하도록 조정된, 작업편 처리 시스템.
- 제31항에 있어서, 상기 챔버는 히터 챔버이고, 상기 진공 처리 장치는 상기 작업편에 대한 쿨러 스테이션을 포함하는, 작업편 처리 시스템.
- 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 따른 챔버를 사용하는 열처리된 작업편을 제조하는 방법으로서,
열 저장 블록의 소정 온도를 설정하는 단계
a) 도어 장치에 의해 각각의 슬릿-포켓의 각각의 작업편 취급 개구를 해제한 이후에 상기 슬릿-포켓들 중 적어도 하나 내에, 그리고 각각의 작업편 지지체 상에 작업편을 로딩하는 단계;
b) 도어 장치에 의해 상기 열 저장 블록 외부의 대기에 대해 상기 작업편이 로드된 슬릿-포켓들의 각각의 작업편 취급 개구를 덮는 단계;
c) 슬릿-포켓들 내에서 상기 작업편을 열처리하는 단계;
d) 도어 장치에 의해 슬릿-포켓들의 상기 각각의 작업편 취급 개구를 해제하는 단계; 및
e) 상기 슬릿-포켓들로부터 상기 해제된 작업편 취급 개구를 통해 상기 열처리된 작업편을 제거하는 단계;를 포함하는 열처리된 작업편을 제조하는 방법. - 제38항에 있어서, 시간 범위(time span) 동안 상기 작업편을 열처리하는 단계를 포함하고, 상기 단계 a) 내지 e)의 주기는 서로 다른 슬릿-포켓들에서 다수 회 수행되고, 두 주기 사이의 시간 지연(time lag)은 시간적으로 서로 연속적으로 수행되며, 상기 시간 지연은 상기 시간 범위보다 짧은, 열처리된 작업편을 제조하는 방법.
- 제38항에 있어서, 상기 로딩은 주변 대기로부터 수행되고 상기 제거는 주변 대기로 수행되는, 열처리된 작업편을 제조하는 방법.
- 제38항에 있어서, 작업편은 상기 챔버와 매거진 장치 사이, 상기 챔버와 상기 작업편에 대한 진공 처리 장치 사이, 상기 진공 처리 장치와 상기 매거진 장치 사이에서 이송되는, 열처리된 작업편을 제조하는 방법.
- 제41항에 있어서, 상기 작업편은 상기 작업편에 대한 정렬기 스테이션(aligner station)으로 및 정렬기 스테이션으로부터 이송되는, 열처리된 작업편을 제조하는 방법.
- 제41항에 있어서, 단일 작업편 이송에 의해 상기 이송을 수행하는 단계를 포함하는, 열처리된 작업편을 제조하는 방법.
- 제38항에 있어서, 상기 챔버는 상기 슬릿-포켓들의 수 n 개를 포함하고, n보다 작은 수 m 만이 사용되는, 열처리된 작업편을 제조하는 방법.
- 제44항에 있어서, 시간 지연 dT를 사용하여 작업편을 슬릿-포켓들 내에 직접 적시에 로딩하고, 각각의 작업편은 동일한 시간 범위(Δ)동안 상기 슬릿-포켓들에 놓이며, Δ/dT의 몫은 정수(Δ/dT)I로 반올림되고 유효한 m = (Δ/dT)I 인, 열처리된 작업편을 제조하는 방법.
- 제38항에 있어서, 상기 챔버의 비-직접적으로 이웃하는 슬릿-포켓들에서 상기 단계 a) 내지 e)를 직접 순차적으로 수행하는 단계를 포함하는, 열처리된 작업편을 제조하는 방법.
- 제38항에 있어서, 상기 단계 a)를 상기 챔버를 따라 상기 슬릿-포켓 평면들에 수직인 상기 방향으로 모든 제2 슬릿-포켓(second slit-pocket)에서 먼저 수행하고, 상기 방향을 반전시키고 및 상기 단계 a)를 역 방향으로 모든 나머지 슬릿-포켓에서 순차적으로 수행하는 단계를 포함하는, 열처리된 작업편을 제조하는 방법.
- 제46항에 있어서, 상기 단계 a)를 상기 챔버를 따라 상기 슬릿-포켓 평면들에 수직인 상기 방향으로 모든 제2 슬릿-포켓에서 먼저 수행하고, 상기 방향을 반전시키고 및 상기 단계 a)를 역 방향으로 모든 나머지 슬릿-포켓에서 순차적으로 수행하는 단계를 포함하는, 열처리된 작업편을 제조하는 방법.
- 제38항에 있어서, 상기 단계 e)를 상기 챔버를 따라 상기 슬릿-포켓 평면들에 수직인 상기 방향으로 모든 제2 슬릿-포켓에서 먼저 수행하고, 상기 방향을 반전시키고 및 상기 단계 e)를 역 방향으로 모든 나머지 슬릿-포켓에서 순차적으로 수행하는 단계를 포함하는, 열처리된 작업편을 제조하는 방법.
- 제46항에 있어서, 상기 단계 e)를 상기 챔버를 따라 상기 슬릿-포켓 평면들에 수직인 상기 방향으로 모든 제2 슬릿-포켓에서 먼저 수행하고, 상기 방향을 반전시키고 및 상기 단계 e)를 역 방향으로 모든 나머지 슬릿-포켓에서 순차적으로 수행하는 단계를 포함하는, 열처리된 작업편을 제조하는 방법.
- 제47항에 있어서, 작업편을 각각의 슬릿-포켓으로 그리고 슬릿-포켓으로부터 언로딩하고 즉시 재로딩하는 단계를 포함하는, 열처리된 작업편을 제조하는 방법.
- 제38항에 있어서, 상기 로딩 및 상기 제거를 각각의 슬릿-포켓의 동일한 작업편 취급 개구를 통해 수행하는 단계를 포함하는, 열처리된 작업편을 제조하는 방법.
- 제38항에 있어서, 상기 슬릿-포켓들로 또는 상기 슬릿-포켓들로부터 한 번에 하나의 단일 작업편을 로딩하는 단계, 제거하는 단계 또는 로딩 및 제거하는 단계를 포함하는, 열처리된 작업편을 제조하는 방법.
- 제38항에 있어서, 상기 열처리 중에 적어도 상기 작업편을 따라 그리고 상기 슬릿-포켓들로부터 가스의 흐름을 설정(establishing)하는 단계를 포함하는, 열처리된 작업편을 제조하는 방법.
- 제54항에 있어서, 상기 작업편을 따라 상기 가스 유동을 설정하기 위해 가스를 예열 또는 예냉하는 단계를 포함하는, 열처리된 작업편을 제조하는 방법.
- 제54항에 있어서, 상기 챔버는 탈가스 장치 챔버이고, 상기 가스의 흐름은 플러싱 가스의 흐름인, 열처리된 작업편을 제조하는 방법.
- 제38항에 있어서, 상기 열 저장 블록을 열 격리 하우징 내에 제공하는 단계를 포함하는, 열처리된 작업편을 제조하는 방법.
- 제38항에 있어서, 열 격리 하우징 내에 상기 열 저장 블록을 제공하는 단계, 적어도 상기 열처리 동안, 상기 작업편을 따라 그리고 상기 슬릿 포켓들로부터의 가스 흐름을 상기 격리 하우징 사이과 상기 열 저장 블록의 간극 내로 설정하는 단계, 및 상기 간극으로부터 상기 가스를 제거하는 단계를 포함하는, 열처리된 작업편을 제조하는 방법.
- 제58항에 있어서, 도어 장치의 적어도 하나의 제어가능하게 폐쇄가능하고 개방가능한 도어-작업편 취급 개구부에 의해 상기 간극을 상기 하우징을 둘러싸는 주위 분위기로부터 분리하는 단계, 및 상기 하우징의 벽 내에서, 상기 하우징 내의 구동기에 의해 상기 열 저장 블록을 제어가능하게 이동시켜 상기 슬릿-포켓들의 작업편 취급 개구 및 상기 적어도 하나의 도어-작업편 취급 개구부를 정렬하는 단계를 포함하는, 열처리된 작업편을 제조하는 방법.
- 제30항에 따른 장치를 사용하는 열처리된 작업편을 제조하는 방법으로서,
블록의 소정 온도를 설정하는 단계
a) 도어 장치에 의해 각각의 슬릿-포켓의 각각의 작업편 취급 개구를 해제한 이후에 상기 슬릿-포켓들 중 적어도 하나 내에, 그리고 각각의 작업편 지지체 상에 작업편을 로딩하는 단계;
b) 도어 장치에 의해 상기 열 저장 블록 외부의 대기에 대해 상기 작업편이 로드된 슬릿-포켓들의 각각의 작업편 취급 개구를 덮는 단계;
c) 슬릿-포켓들 내에서 상기 작업편을 열처리하는 단계;
d) 도어 장치에 의해 슬릿-포켓들의 상기 각각의 작업편 취급 개구를 해제하는 단계; 및
e) 상기 슬릿-포켓들로부터 상기 해제된 작업편 취급 개구를 통해 상기 열처리된 작업편을 제거하는 단계;를 포함하는 열처리된 작업편을 제조하는 방법. - 제31항에 따른 시스템을 사용하는 열처리된 작업편을 제조하는 방법으로서,
블록의 소정 온도를 설정하는 단계
a) 도어 장치에 의해 각각의 슬릿-포켓의 각각의 작업편 취급 개구를 해제한 이후에 상기 슬릿-포켓들 중 적어도 하나 내에, 그리고 각각의 작업편 지지체 상에 작업편을 로딩하는 단계;
b) 도어 장치에 의해 상기 열 저장 블록 외부의 대기에 대해 상기 작업편이 로드된 슬릿-포켓들의 각각의 작업편 취급 개구를 덮는 단계;
c) 슬릿-포켓들 내에서 상기 작업편을 열처리하는 단계;
d) 도어 장치에 의해 슬릿-포켓들의 상기 각각의 작업편 취급 개구를 해제하는 단계; 및
e) 상기 슬릿-포켓들로부터 상기 해제된 작업편 취급 개구를 통해 상기 열처리된 작업편을 제거하는 단계;를 포함하는 열처리된 작업편을 제조하는 방법.
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