KR100973666B1 - 원자층증착장치의 가스밸브 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원자층 증착장치의 가스밸브어셈블리에 관한 것으로서, 가스밸브어셈블리의 내부에 형성되는 마그네틱시일(magnetic seal)로 부터 자성유체가 누설되는 현상을 방지하기 위하여, 가스밸브어셈블리의 내측 일부에 래버린스시일(labyrinth seal)을 형성한 원자층증착장치의 가스밸브어셈블리를 제공한다.
본 발명에 따르면 가스밸브어셈블리에서 자성유체의 누설이 방지되어, 누설된 자성유체로 인한 공정챔버의 오염이나 파티클 발생을 방지할 수 있다.
가스밸브어셈블리, 마그네틱시일(magnetic seal), 자성유체, 래버린스시일(labyrinth seal)

Description

원자층증착장치의 가스밸브 어셈블리{Gas valve assembly of atomic layer deposition apparatus}
도 1은 가스밸브 어셈블리의 사시도
도 2는 공정챔버에 설치된 가스밸브 어셈블리의 단면도
도 3은 도 2의 A-A선을 따른 단면도
도 4는 도 2의 B부분에 대한 부분확대도
도 5는 도 4의 C부분을 확대하여 도시한 마그네틱시일의 구성도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 래버린스시일의 부분확대도
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 래버린스시일의 부분확대도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 구동축 2 : 하우징
3, 4, 5 : 제1, 2, 3 관통홀 6 : 플랜지부
7 : 공정챔버 8 : 오링(O-ring)
10, 11, 12 : 마그네틱시일 30, 40, 50 : 제1, 2, 3 가스공급로
31, 41, 51 : 가스분사구 60, 61 : 차단부재
70 : 영구자석 80 : 볼비드
90 : 자성유체 100, 200 : 래버린스시일
본 발명은 원자층증착(Atomic Layer Deposition : ALD) 장치의 가스밸브어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가스밸브어셈블리의 내부에 형성되는 마그네틱시일(magnetic seal)에 관한 것이다.
반도체칩이나 박막트랜지스터 액정표시장치(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display : TFT-LCD)를 제작하기 위해서는 반도체웨이퍼나 LCD패널(이하 모두 기판이라 칭함)에 대하여 박막증착, 식각, 세정등의 공정을 거쳐야 한다.
이와 같은 표면처리방법은 스퍼터링(Sputtering)법과 같이 물리적인 충돌을 이용하는 PVD(Physical Vapor Deposition)법과 화학반응을 이용하는 CVD(Chemical Vapor Deposition)법으로 구분할 수 있으며, CVD법이 PVD법에 비하여 박막균일도 및 계단도포성(step coverage)이 우수하기 때문에 일반적으로 많이 사용된다. CVD법에는 APCVD(Atmospheric pressure CVD), LPCVD(Low pressure CVD), PECVD(Plasma Enhanced CVD) 법 등이 있으며, 그 중에서도 저온증착이 가능하고 박막형성속도가 빠른 장점 때문에 PECVD법이 많이 사용되고 있다.
그런데 최근에는 종래 방식에 비하여 박막균일도나 계단도포성(step coverage)이 매우 우수한 ALD방식이 미세패턴이 요구되는 게이트산화막(Gate-oxide layer), 커패시터유전막(Capacitor dielectric layer), 확산방지막(Diffusion barrier layer) 등의 증착공정을 중심으로 많이 사용되고 있다.
ALD방식에 의하면 반응원료들이 기판의 표면에서만 반응하기 때문에 하나의 원료공급 주기에서 증착되는 막의 두께가 일정하다. 따라서 원료공급주기의 횟수를 조절함으로써, 박막두께를 정밀하게 조절할 수 있는 장점이 있다.
이러한 원자층 증착과정을 자세히 설명하기 위해, A물질과 B물질의 화합물인 A+B로 이루어진 박막의 증착과정을 예로 들면 다음과 같다.
증착공정을 위해 먼저 공정챔버 내에 웨이퍼를 안착시킨 후 밀폐하고, 웨이퍼반입과정에서 유입된 불순물을 제거하기 위해 공정챔버를 배기한다. 이후 공정챔버 내로 A물질을 유입하여, 웨이퍼 표면에 흡착시키고, 이어 Ar, N2 등의 퍼지가스를 유입하여 잔류기체를 제거하는 퍼지과정을 진행한다.
퍼지과정이 완료되면 B물질을 유입시키는 데, 이때 웨이퍼상에 이미 증착되어 있는 A물질과 새로이 유입된 B물질이 반응하여 화합물 A+B의 박막이 형성되게 된다. 그리고 전술한 바와 같은 퍼지과정을 수행함으로써 하나의 박막증착주기가 완성된다. 이와 같은 과정을 반복함으로써 원하는 두께의 박막을 형성할 수 있다.
그런데 원자층 박막장치는 다수의 공정가스가 각각 유입되는 다수의 가스유입관과, 상기 다수의 가스유입관에 설치되는 다수의 가스밸브로 인해 설치면적이 확대되는 문제점이 있다. 또한 원자층 박막은 두께가 매우 얇으므로 상기와 같은 주기의 증착공정을 수회 내지 많게는 수백회 반복하여야 하는데, 그렇게 되면, 1웨이퍼당 밸브의 온/오프 동작이 최소 수백번 반복되어야 하고 수백장의 웨이퍼에 대한 공정을 진행하게 되면 밸브의 수명이 다하는 문제가 있다. 또한 밸브구동을 위한 전기적 신호장치, 공압가동장치, 밸브 온/오프장치등 여러 기능을 가진 장치의 순서 및 시간을 일치시키기 어려운 문제가 있다.
위와 같은 문제를 개선하기 위해 제안된 것이, 보다 단순한 구성을 가지면서도, 가스 주입순서를 효과적으로 제어할 수 있는 가스밸브 어셈블리이다.
도 1은 원자층 증착장치에 사용되는 가스밸브어셈블리의 일례를 도시한 사시도이고, 도 2는 상기 가스밸브어셈블리가 공정챔버의 상부에 설치되어 있는 모습을 나타낸 단면도이다.
상기 가스밸브어셈블리는 미도시된 구동부로부터 구동력을 전달받아 회전운동을 하며, 내부에 다수의 가스공급로(30,40,50)가 형성되어 있는 구동축(1)과, 상기 구동축(1)의 외부를 둘러싸는 원통형상의 하우징(2)과, 상기 하우징(2)의 측벽 일부에 형성된 제1,2,3 관통홀(3,4,5)과, 볼트 등 결합부재를 이용해 가스밸브어셈블리와 공정챔버(7)를 결합하는 플랜지부(6)와, 상기 구동축(1)과 하우징(2) 사이에 고리모양으로 형성되는 다수의 마그네틱시일(magnetic seal)(10,11,12)로 구성된다.
상기 제1,2,3 관통홀(3,4,5)에서 각 관통홀의 내측출구는 서로 다른 한 쌍의 마그네틱시일 사이에 형성되며, 상기 다수의 가스공급로(30,40,50) 중에서 각 가스공급로의 입구는 서로 다른 한 쌍의 마그네틱시일 사이에 형성된다.
한편, 상기 제1,2,3 관통홀(3,4,5)을 통해서는 소스가스, 반응가스, 퍼지가스가 각 공급된다. 그러나 이러한 대응관계는 예시에 불과하므로 변경이 가능하며, 공정에 따라서는 관통홀의 수가 더 많아질 수도 있다.
상기 플랜지부(6)를 공정챔버(7)와 결합하는 때에는 플랜지부(6)와 공정챔버(7)가 접하는 면에 오링(8)을 설치하여 시일(seal)한다.
상기와 같은 구조를 가지는 가스밸브어셈블리의 동작을 설명하면, 하우징(2)에 형성된 각 관통홀(3,4,5)을 통해 주입된 가스는, 하우징(2), 구동축(1) 및 마그네틱시일(10,11,12)로 둘러싸인 공간으로 분산된 다음, 구동축(1)에 형성된 각 가스공급로(30,40,50)로 유입되고, 각 가스공급로(30,40,50)의 끝에 위치하는 가스분사구(31,41,51)를 통해서 공정챔버(7) 내부로 분사된다.
도 2에 의하면 상기 구동축(1)의 외주에 형성된 각 가스공급로(30,40,50)의 입구가 상하로 수직선상에 분포하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 도시의 편의를 위한 것이고, 실제로는 소스가스, 반응가스 및 퍼지가스의 각 공급주기 및 공급량을 제어하기 위해 각 가스공급로(30,40,50)의 입구가 하나의 수직선상에 분포하지는 않고 서로 분산되어 위치한다.
그래야만, 구동축(1)이 회전하면서 소스가스가 유입되는 경우에는 반응가스 및 퍼지가스가 차단되고, 반응가스가 유입되는 경우에는 소스가스 및 퍼지가스가 차단되는 등의 방식으로 가스공급을 제어할 수 있기 때문이다. 또한 각 가스공급로(30,40,50)의 입구는 1개일 수도 있으나 가스의 원활한 유동을 위해 그보다 많을 수도 있다.
이러한 제어 매카니즘을 보다 구체적으로 설명하기 위해서 도 2의 A-A선을 따라 절단한 단면도인 도 3을 살펴보기로 한다.
제2관통홀(4)을 통해 유입된 가스는 먼저 구동축(1), 하우징(2) 및 마그네틱시일(11)로 둘러싸인 공간으로 분산된 후, 제2 가스공급로(40)로 유입된다. 이때 상기 공간은 가스공급을 제어하기 위해 설치된 2개의 차단부재(60,61)에 의해 2개의 공간으로 양분되는데, 상기 차단부재(60,61)의 일단은 구동축(1)이나 하우징(2)에 고정되고, 타단은 반대쪽에 접하여 유입된 가스가 다른쪽 공간으로 누설되지 않도록 한다.
구동축(1)이 회전함에 따라 구동축(1)상에 형성된 제2 가스공급로(40)의 입구도 계속 회전하게 되는데, 제2 가스공급로(40)의 입구가 회전하다가 구동축(1) 중심O 와 두개의 차단부재(60,61)가 형성하는 각XOY 내에 위치하게 되면, 제2관통홀(4)을 통해 유입된 가스가 상기 구동축(1)의 제2 가스공급로(40)를 통해 공정챔버(7)내로 유입된다.
또한 구동축(1)의 제2 가스공급로(40)의 입구가 계속 회전하다가 각XOY를 벗어나게 되면, 공정챔버(7) 내로의 가스유입이 차단되게 된다.
제1관통홀(3), 제3관통홀(5)을 통해 공급되는 가스도 마찬가지의 방식으로 제어되며, 각 가스별로 공급시간이나 공급주기가 다르므로 상기 차단부재가 형성하는 각도배치를 조절하여 이를 조절한다.
이상에서는 가스제어 매카니즘을 단순화 하여 설명하였으나, 공정에 따라서 구동축(1)에 형성되는 각 가스공급로 입구의 수 또는 차단부재의 배치등을 다양하 게 조절할 수 있다.
또한 가스 공급주기나 공급량의 제어가 구동축의 회전이나 차단부재의 배치를 통해서만 이루어지는 것으로 설명하였으나, 종전처럼 전기적 신호장치나 밸브 온/오프장치에 의한 제어가 병행될 수도 있다.
한편 가스밸브어셈블리의 구동축(1)과 하우징(2) 사이에는 다수의 마그네틱시일(10,11,12)을 형성하였는데, 상기 마그네틱시일은 고진공상태에 있는 공정챔버(7)를 진공 시일(seal)하는 역할을 하는 한편 구동축(1)의 회전운동을 위한 베어링역할도 한다.
도 4는 도 2의 B부분을 확대한 도면으로서, 가스밸브어셈블리에서 구동축(1)과 하우징(2)사이에 형성된 마그네틱시일 중 하나의 마그네틱시일(12)을 도시하고 있으며, 도 5는 도 4의 C부분을 확대하여 마그네틱시일(12)의 구성을 도시하고 있다.
마그네틱시일(magnetic seal)이란 자기력에 의해 일정한 형태를 유지하는 자성유체(magnetic fluid)의 특성을 이용하여 액체 오링(O-ring)을 형성한 것을 말한다. 자성유체란 액체속에 자성분말을 콜로이드 모양으로 안정, 분산시킨 다음 침전이나 응집이 생기지 않도록 계면활성제를 첨가한 유체로서, 자계를 인가함으로써 유체의 유동성이나 점도를 신속하고 가역적으로 제어시킬 수 있기 때문에 샤프트시일이나 진공시일의 작동유체로 사용된다.
또한 자성유체속의 자성분말은 일반적으로 0.01 내지 0.02 마이크로미터의 초미립자 분말이므로 초미립자 특유의 브라운운동을 하기 때문에, 외부에서 자기 장, 중력, 원심력 등이 가해져도, 자성유체속의 자성분말입자의 농도가 일정하게 유지되므로 시일성능이 뛰어나며, 구동부재의 마찰로 인한 파티클발생을 방지할 수 있는 효과도 있다.
도 5에 의하면 하우징(2)의 내측벽에 다수의 영구자석(70)과 다수의 볼비드(80)가 교대로 배치되고, 볼비드(80)의 끝에는 첨단부가 형성되는데, 상기 볼비드(80)의 첨단부에 자성유체(90)를 주입하게 되면, 자성유체(90)는 영구자석에 의해 인가된 자계와 자성유체(90) 고유의 점성으로 인하여 볼비드(80)의 첨단부에 뭉치게 되고, 구동축(1)과 볼비드(80) 첨단부와의 간극을 채우면서 환형의 마그네틱시일(12)을 형성하게 된다. 도 5에서는 볼비드(80) 첨단부가 4개 형성되어 있고, 각 볼비드(80) 첨단부에 자성유체(90)가 주입되어 4개의 환형 시일이 형성되어 있음을 알 수 있다.
그런데 이러한 구조의 마그네틱시일에서는, 관통홀을 통해 가스가 유입하는 때에 공급가스가 자성유체와 직접 접촉하게 되는 문제와, 고진공상태의 공정챔버의 압력과 가스공급압력간의 차이로 인해 자성유체가 직접적인 압력을 받게 되는 문제가 있다.
자성유체가 공급가스와 접촉하게 되면, 자성유체의 용매가 휘발하거나 자성유체내의 산화철, 산화망간등이 비산하여 공정챔버내로 유입되게 되는데, 종래에는 자성유체가 공급가스와 직접적인 반응을 하지 않으므로 이것이 큰 문제가 되지는 않았지만, 최근 반도체소자가 미세화되면서 소자특성에 일정한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다.
또한 자성유체의 열화와 공정챔버의 압력과 가스공급압력간의 차이로 인해 공정챔버의 내부로 자성유체가 직접 유입되는 경우에는 파티클 발생 및 공정챔버의 오염원으로 작용하게 된다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 마그네틱시일의 자성유체가 고진공상태에 있는 공정챔버의 압력과 가스공급압력의 차이로 인하여 누설되는 현상을 방지하여, 공정챔버의 오염을 방지할 수 있는 원자층증착장치의 가스밸브어셈블리를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 내부에 다수의 가스공급로를 포함하며, 상기 가스공급로의 입구가 외주면에 형성되는 구동축과; 다수의 관통홀을 가지며, 상기 구동축의 외부를 둘러싸는 하우징과; 상기 구동축과 상기 하우징 사이에 위치하며, 자성유체를 포함하는 다수의 마그네틱 시일과; 상기 구동축과 상기 하우징 사이에 위치하며, 상기 마그네틱 시일로부터의 자성유체 누설을 방지하는 누설방지수단을 포함하는 원자층 증착장치의 가스밸브 어셈블리를 제공한다.
상기 누설방지수단은 래버린스 시일(labyrinth seal)인 것이 바람직하다.
또한 상기 래버린스 시일은 상기 구동축의 외주면에 환형으로 형성된 하나 이상의 제1돌출부와, 상기 하우징의 내주면에 환형으로 형성된 하나 이상의 제2돌출부로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 래버린스 시일은 상기 제1돌출부의 상면과 상기 제2돌출부의 하면이 대향하는 방식과, 상기 제1돌출부의 하면과 상기 제2돌출부의 상면이 대향하는 방식 중 하나 이상의 방식에 의하여 형성되는 것이 바람직하다.
상기 래버린스 시일은 상기 관통홀의 내측 출구에서 상기 가스공급로의 입구까지의 가스유동경로와 상기 마그네틱 시일 사이에서 형성되는 것이 바람직하다.
상기 다수의 관통홀에서 각 관통홀의 내측출구는 한 쌍을 이루는 두 개의 마그네틱 시일 사이마다 형성되는 것이 바람직하다.
상기 다수의 가스공급로에서 각 가스공급로의 입구는 한 쌍을 이루는 두 개의 마그네틱 시일 사이마다 형성되는 것이 바람직하다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 설명한다.
도 6에 의하면, 마그네틱시일(12)과, 제3관통홀(5)의 내측출구로부터 제3가스공급로(50)의 입구까지 형성되는 가스유동경로와의 사이에 자성유체의 누설방지수단으로서 래버린스시일(100)을 형성하여, 자성유체가 공급가스와 직접 접촉하지 않도록 하였으며, 가스유동에 따른 압력도 직접 미치지 않도록 하였다.
래버린스시일(labyrinth seal)이란 기체 등의 누설을 방지하기 위한 시일방식중의 하나로서, 누설기체가 여러번 좁은 틈을 지나도록 하고, 좁은 틈을 지날 때마다 발생하는 압력강하의 합이 내외간의 전체 압력차와 같도록 함으로써 기체 등의 누설을 방지하게 된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 래버린스시일(100)의 단면을 도시한 것인데, 구동축(1)의 외측에 환형으로 형성된 제1돌출부(101)와 하우징(2)의 내측에 환형으로 형성된 제2돌출부(102)로 구성되며, 제1돌출부(101)의 하면과 제2돌출부(102)의 상면 또는, 제1돌출부(101)의 상면과 제2돌출부(102)의 하면이 서로 대향하고 있다. 이때 제1돌출부(101)와 제2돌출부(102)는 자성유체의 누설을 방지하기 위해 서로 접하지 않는 한도내에서 최대한 인접하여 형성되는 것이 바람직하다. 제1, 2 돌출부가 서로 접하게 되면, 구동축(1)의 회전운동 때문에 마찰로 인한 파티클이 발생하여, 공정챔버의 오염원으로 작용하게 되기 때문이다.
위에서는 제1돌출부(101) 1개와 제2돌출부(102) 1개가 한 쌍이 되어 래버린스시일(100)을 구성하는 것을 도시하였으나, 이는 예시에 불과한 것이므로 다수의 제1돌출부와 다수의 제2돌출부로 구성되는 것도 가능하다. 이 경우에는 제1돌출부의 상면과 제2돌출부의 하면이 대향하는 방식과, 제1돌출부의 하면과 제2돌출부의 상면이 대향하는 방식 중 하나 이상의 방식에 의하여 래버린스시일이 구성된다.
이러한 방식에 의하면, 제1돌출부 또는 제2돌출부가 다수인 경우에 서로 톱니바퀴처럼 맞물린 형상이 된다. 또한 제1돌출부와 제2돌출부가 다수인 경우에는 그 개수가 같은 것이 바람직하나, 반드시 그러한 것은 아니므로 1개 내지 2개 정도의 차이가 있는 것은 무방하다.
도 7은 제1돌출부와 제2돌출부가 다수 형성된 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것으로서, 구동축(1)의 외측에 환형으로 형성된 2개의 제1돌출부(201,203)와 하우징(2)의 내측에 환형으로 형성된 2개의 제2돌출부(202, 204)로 구성되며, 제1돌 출부(201,203)와 제2돌출부(202,204)가 서로 톱니바퀴처럼 맞물려서 래버린스시일(200)을 구성하는 것을 도시하고 있다. 이 경우도 제1돌출부(201,203)와 제2돌출부(202,204)는 서로 접하지 않아야 함은 물론이다.
한편 도 6과 도 7에서는 제1돌출부와 제2돌출부의 단면이 직사각형처럼 도시되고, 끝단에서 절곡된 각도 직각으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며 단면의 모양은 다양하게 변형될 수 있으며, 끝단도 둥글게 형성되거나, 뾰족하게 형성되는 등 다양한 변형이 가능하다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 당업자에 의한 다양한 수정이나 변경이 가능하며, 그러한 수정이나 변경이 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 하는 한 본 발명의 권리범위에 속하게 됨은 당연하다.
본 발명에 따르면 원자층증착 장치의 공정챔버에 가스를 공급하는 가스밸브 어셈블리에서 자성유체의 누설이 방지되어, 누설된 자성유체로 인한 오염이나 파티클 발생을 방지할 수 있다.

Claims (7)

  1. 내부에 다수의 가스공급로를 포함하며, 상기 가스공급로의 입구가 외주면에 형성되는 구동축과;
    다수의 관통홀을 가지며, 상기 구동축의 외부를 둘러싸는 하우징과;
    상기 구동축과 상기 하우징 사이에 위치하며, 자성유체를 포함하는 다수의 마그네틱 시일과; 및
    상기 구동축과 상기 하우징 사이에 위치하며, 상기 마그네틱 시일로부터의 자성유체 누설을 방지하는 누설방지수단;
    을 포함하고,
    상기 누설방지수단은 래버린스 시일(labyrinth seal)을 포함하고, 상기 래버린스 시일은 상기 관통홀의 내측 출구에서 상기 가스공급로 입구까지의 가스유동경로와 상기 마그네틱 시일 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 박막증착장치의 가스공급장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 래버린스 시일은 상기 구동축의 외주면에 환형으로 형성된 하나 이상의 제1돌출부와, 상기 하우징의 내주면에 환형으로 형성된 하나 이상의 제2돌출부로 구성되는 박막증착장치의 가스공급장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 래버린스 시일은 상기 제1돌출부의 상면과 상기 제2돌출부의 하면이 대향하는 방식과, 상기 제1돌출부의 하면과 상기 제2돌출부의 상면이 대향하는 방식 중 하나 이상의 방식에 의하여 형성되는 박막증착장치의 가스공급장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 관통홀에서 각 관통홀의 내측 출구는 한 쌍을 이루는 두개의 마그네틱 시일 사이마다 형성되는 박막증착장치의 가스공급장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 가스공급로에서 각 가스공급로의 입구는 한 쌍을 이루는 두개의 마그네틱 시일 사이마다 형성되는 박막증착장치의 가스공급장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101346613B1 (ko) * 2013-08-19 2014-01-03 (주) 일하하이텍 가스 공급부재 및 기판 처리 장치
KR20170117321A (ko) * 2016-04-13 2017-10-23 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 가스 공급 기구 및 반도체 제조 시스템

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100973666B1 (ko) * 2003-06-17 2010-08-03 주성엔지니어링(주) 원자층증착장치의 가스밸브 어셈블리
KR101240912B1 (ko) * 2005-09-16 2013-03-08 주성엔지니어링(주) 립 시일을 포함하는 원자층 증착장치의 가스밸브 어셈블리
FI121750B (fi) * 2005-11-17 2011-03-31 Beneq Oy ALD-reaktori
KR101173645B1 (ko) * 2007-12-31 2012-08-20 (주)에이디에스 가스 분사 유닛 및 이를 구비하는 박막 증착 장치
US8740099B2 (en) 2008-10-08 2014-06-03 Michael P. Gibbons System and methods for the preservation of mechanical assets
JP5549552B2 (ja) * 2010-11-12 2014-07-16 東京エレクトロン株式会社 真空処理装置の組み立て方法及び真空処理装置
US9190312B2 (en) 2011-07-27 2015-11-17 Advanced Ion Beam Technology, Inc. Extremely low temperature rotary union
KR101929525B1 (ko) * 2011-12-02 2018-12-14 주성엔지니어링(주) 가스 분사 장치
WO2013099385A1 (ja) * 2011-12-27 2013-07-04 イーグル工業株式会社 回転継手
US9279185B2 (en) * 2012-06-14 2016-03-08 Asm Technology Singapore Pte Ltd Feed-through apparatus for a chemical vapour deposition device
JP2016066684A (ja) * 2014-09-24 2016-04-28 東京エレクトロン株式会社 ゲートバルブ及び基板処理システム
US10954597B2 (en) * 2015-03-17 2021-03-23 Asm Ip Holding B.V. Atomic layer deposition apparatus
TWI616555B (zh) * 2017-01-17 2018-03-01 漢民科技股份有限公司 應用於半導體設備之噴氣裝置
KR102372418B1 (ko) * 2019-11-28 2022-03-08 한국생산기술연구원 회전형 진공 공정챔버의 씰링 구조
CN115003852A (zh) * 2020-05-04 2022-09-02 应用材料公司 用于在真空处理***中移动装置的运输***、包括其的基板处理***以及操作运输***的方法
TWI750836B (zh) * 2020-10-06 2021-12-21 天虹科技股份有限公司 可拆式粉末原子層沉積裝置
US20220341036A1 (en) * 2021-04-26 2022-10-27 Sky Tech Inc. Powder-atomic-layer-deposition device with knocker

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05302676A (ja) * 1992-04-27 1993-11-16 Toshiba Corp 縦型回転機械の軸封装置
JPH09164359A (ja) * 1995-12-15 1997-06-24 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板回転処理装置
KR20020013383A (ko) * 2000-08-09 2002-02-20 황 철 주 회전형 가스분사기를 가지는 반도체소자 제조장치 및 이를이용한 박막증착방법

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4054293A (en) * 1976-12-27 1977-10-18 Borg-Warner Corporation Hybrid magnetic fluid shaft seals
GB2107004B (en) * 1981-08-08 1985-07-24 Nippon Telegraph & Telephone A ferro fluidic seal
US4792113A (en) * 1982-07-16 1988-12-20 Integrated Flow Systems, Inc. Fluid flow control valve
JPS5950275A (ja) * 1982-09-16 1984-03-23 Rigaku Keisoku Kk 磁性流体軸封装置
US4445696A (en) * 1983-02-22 1984-05-01 Ferrofluidics Corporation Nonbursting magnetic liquid seals for high vacuum applications
US4671679A (en) * 1986-05-05 1987-06-09 Mechanical Technology Incorporated Magnetic fluid devices such as magnetic fluid bearings, seals, and the like and an automatic magnetic fluid supply control system therefor
JPH0653149A (ja) * 1992-07-31 1994-02-25 Tokyo Electron Ltd 半導体製造装置用シール材
JPH06204157A (ja) * 1992-12-25 1994-07-22 Tokyo Electron Tohoku Ltd 縦型熱処理装置
JP3172758B2 (ja) * 1993-11-20 2001-06-04 東京エレクトロン株式会社 プラズマエッチング方法
EP0658895B1 (en) * 1993-12-14 2000-07-05 Hitachi, Ltd. Recording disk apparatus and rotational supporting structure therefor
US5450169A (en) * 1994-06-23 1995-09-12 Xerox Corporation Multi-lobe magnetic seals
DE19601541A1 (de) * 1995-01-27 1996-08-01 Seiko Seiki Kk In einer Vakuumumgebung einsetzbares Vertikaltransfersystem sowie dazugehöriges Absperrventilsystem
US5676472A (en) * 1995-07-10 1997-10-14 Smart Machines Rotary labyrinth seal
US5969589A (en) * 1996-08-28 1999-10-19 Ferrofluidics Corporation Quiet ferrofluid solenoid
US5826885A (en) * 1996-10-02 1998-10-27 Rigaku/Usa, Inc. Magnetic fluid sealing device
US5954342A (en) * 1997-04-25 1999-09-21 Mfs Technology Ltd Magnetic fluid seal apparatus for a rotary shaft
JP3556804B2 (ja) * 1997-05-20 2004-08-25 東京エレクトロン株式会社 処理装置及び処理方法
US6199867B1 (en) * 1997-09-30 2001-03-13 Rigaku/Usa, Inc. Rotary motion feedthrough device
JPH11166597A (ja) * 1997-12-02 1999-06-22 Harmonic Drive Syst Ind Co Ltd 回転導入機
JP2000074227A (ja) * 1998-08-26 2000-03-14 Sony Corp 真空処理装置および磁気シール回転軸受けユニット
JP3579278B2 (ja) * 1999-01-26 2004-10-20 東京エレクトロン株式会社 縦型熱処理装置及びシール装置
TW514996B (en) * 1999-12-10 2002-12-21 Tokyo Electron Ltd Processing apparatus with a chamber having therein a high-corrosion-resistant sprayed film
JP4205294B2 (ja) * 2000-08-01 2009-01-07 キヤノンアネルバ株式会社 基板処理装置及び方法
JP4516199B2 (ja) * 2000-09-13 2010-08-04 キヤノンアネルバ株式会社 スパッタ装置及び電子デバイス製造方法
US6689221B2 (en) * 2000-12-04 2004-02-10 Applied Materials, Inc. Cooling gas delivery system for a rotatable semiconductor substrate support assembly
US6406362B1 (en) * 2001-01-04 2002-06-18 Speedfam-Ipec Corporation Seal for use with a chemical mechanical planarization apparatus
US6728989B2 (en) * 2001-01-27 2004-05-04 Applied Materials Inc. Labyrinth seal for bearing in brush mounting assembly for semiconductor wafer scrubber
JP2002280374A (ja) 2001-03-19 2002-09-27 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置及び半導体装置の製造方法
KR100432704B1 (ko) * 2001-09-01 2004-05-24 주성엔지니어링(주) 수소화된 SiOC 박막 제조방법
US6634650B2 (en) * 2001-11-16 2003-10-21 Applied Materials, Inc. Rotary vacuum-chuck with water-assisted labyrinth seal
KR100973666B1 (ko) * 2003-06-17 2010-08-03 주성엔지니어링(주) 원자층증착장치의 가스밸브 어셈블리

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05302676A (ja) * 1992-04-27 1993-11-16 Toshiba Corp 縦型回転機械の軸封装置
JPH09164359A (ja) * 1995-12-15 1997-06-24 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板回転処理装置
KR20020013383A (ko) * 2000-08-09 2002-02-20 황 철 주 회전형 가스분사기를 가지는 반도체소자 제조장치 및 이를이용한 박막증착방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101346613B1 (ko) * 2013-08-19 2014-01-03 (주) 일하하이텍 가스 공급부재 및 기판 처리 장치
WO2015026003A1 (ko) * 2013-08-19 2015-02-26 (주) 일하하이텍 가스 공급부재 및 기판 처리 장치
KR20170117321A (ko) * 2016-04-13 2017-10-23 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 가스 공급 기구 및 반도체 제조 시스템
KR102362458B1 (ko) * 2016-04-13 2022-02-14 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 가스 공급 기구 및 반도체 제조 시스템

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Publication number Publication date
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