KR100355484B1 - 막으로 코팅된 기판을 지지하기 위한 기구 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 기판 또는 박막에 손상을 주지 않고 박막으로 코팅된 기판을 막 형성 장치 밖으로 이송할 수 있고 박막으로 코팅된 기판을 지지하기 위한 기구 및 방법을 제공하는 것이다. 지지 기구에는 스테이지, 축 부재, 및 지지핀이 제공된다. 기판이 수평한 상태로 유지되는 스테이지 상에 위치될 때 스테이지가 스테이지의 기판 지지면이 실질적으로 수직하게 되는 막 형성 위치까지 리프트되도록 축 부재가 회전된다. 막 형성 위치에서 막 형성 공정이 수행된 후에 액츄에이터는 스테이지에 제공된 지지핀을 이동시키도록 구동된다. 따라서, 기판에서의 균열 및 칩뿐만 아니라 박막의 박리도 거의 완전하게 방지될 수 있다.

Description

막으로 코팅된 기판을 지지하기 위한 기구 및 방법 {MECHANISM AND METHOD FOR SUPPORTING SUBSTRATE TO BE COATED WITH FILM}
본 발명은 트랜지스터와 같은 액정 디스플레이 소자 또는 반도체 소자에서 사용하기 위한 막으로 코팅된 기판을 지지하기 위한 기구 및 방법에 관한 것이다.
일본 특허 공개 공보 JP-A8-107076 (1996)에는, 지지된 웨이퍼의 표면 상에 박막을 형성하기 위한 CVD(화학 증기 증착) 장치가 개시되어 있다. 이러한 CVD 장치에서, 서셉터(susceptor)가 웨이퍼 지지 기구로서 사용된다. 웨이퍼는 수평하게 유지되는 서셉터의 지지면의 상부에 위치된다. 웨이퍼가 위치되었을 때, 서셉터는 지지면이 수직하게 되도록 각변위된다. 이러한 상태에서, 박막이 웨이퍼의 상부 상에 형성된다. 웨이퍼 척 핀이 지지면 상에 고정된다. 웨이퍼 척 핀은 웨이퍼를 지지면 상에 지지하고 웨이퍼가 서셉터의 각변위로 인해 낙하하는 것을 방지한다.막이 형성된 후에, 서셉터는 지지면이 수평하게 되도록 다시 각변위된다. 이러한 상태에서, 웨이퍼는 상방으로 리프트되어 멀리 이송된다.
JP-A8-107076에 개시된 CVD 장치에서는, 박막이 형성될 때 웨이퍼가 웨이퍼 척 핀과 접촉 상태에 있기 때문에 박막 재료가 웨이퍼 상에 박막을 형성할 뿐만 아니라 웨이퍼 척 핀의 표면에 부착될 수도 있다. 이러한 상태의 웨이퍼가 이송되기 위해 서셉터의 상부로부터 강제로 리프트될 때, 웨이퍼 상의 박막이 웨이퍼 척 핀에 부착된 박막에 의해 당겨져 벗겨진다. 균열, 칩(chip) 등이 웨이퍼 자체에 야기될 수 있다.
본 발명의 목적은 박막 및 기판에 손상을 주지 않고 박막으로 코팅된 기판을 막 형성 장치 밖으로 이송할 수 있고 박막으로 코팅된 기판을 지지하기 위한 기구 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은, 기판 상에 막을 형성하기 위해 막 형성 장치로 이송된 기판을 수용하기 위한 스테이지(stage)와, 스테이지가 기판을 수용하는 기판 수용 위치로부터 스테이지의 기판 지지면이 수직한 또는 실질적으로 수직한 막 형성 위치까지 기판을 지지하는 스테이지를 각변위시키기 위한 축 부재와, 스테이지가 막 형성 위치로 각변위될 때 하방으로 대면하는 기판의 단부면을 지지하기 위해 스테이지의 기판 지지면으로부터 돌출되도록 제공되는 복수개의 지지 부재와, 지지 부재를 이동시키기 위한 이동 수단을 포함하며, 막 형성 장치에 사용되고 막으로 코팅되는 기판을 지지하기 위한 기구를 제공한다.
본 발명에 따르면, 막으로 코팅되는 기판의 단부면을 지지하는 지지 부재가 막 형성 동안에 이동 가능하기 때문에, 막의 형성 후에 기판을 막 형성 장치 밖으로 이송하기 전에 지지 부재를 이동시킴으로써 기판 상에 형성된 박막의 박리뿐만 아니라 박막으로 코팅된 기판에서의 균열 및 칩이 거의 완전하게 방지될 수 있다.
본 발명에서, 이동 수단은 지지 부재를 스테이지 상에서 3차원 방향 중 한 방향에 평행하게 이동시키거나 스테이지 상에서 회전 이동시키는 것이 양호하다.
본 발명에 따르면, 지지 부재가 평행하게 이동되거나 회전 이동되기 때문에, 막의 형성 후에 기판을 막 형성 장치 밖으로 이송하기 전에 지지 부재를 이동시킴으로써 기판 상에 형성된 박막의 박리뿐만 아니라 박막으로 코팅된 기판에서의 균열 및 칩이 거의 완전하게 방지될 수 있다.
본 발명에서, 이동 수단은 지지 부재를 축 부재를 향해 또는 축 부재로부터 멀리 이동시키는 것이 양호하다.
본 발명에 따르면, 지지 부재의 이동 방향이 축 부재를 향한 방향 또는 축 부재로부터 멀어지는 방향이기 때문에, 지지 부재가 이동될 때 막이 형성된 기판의 단부면에 대해 마찰을 일으키는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 마찰에 의해 야기되는 입자가 박막 내에 포함되는 것이 방지될 수 있고, 결과적으로 박막의 품질이 향상된다.
본 발명에서, 이동 수단은 복수개의 지지 부재와 함께 연결되어 있고 복수개의 지지 부재를 단일 작동으로 이동시키는 것이 양호하다.
본 발명에 따르면, 복수개의 지지 부재는 지지 기구의 구성을 간단하게 하는단일 이동 수단에 의해 단일 작동으로 이동될 수 있다.
본 발명에서, 복수개의 이동 수단은 복수개의 지지 부재를 독립적으로 이동시키기 위해 복수개의 지지 부재와 각각 연결되도록 제공되는 것이 양호하다.
본 발명에 따르면, 복수개의 지지 부재가 복수개의 지지 부재에 대해 각각 제공된 이동 수단에 의해 독립적으로 이동될 수 있어서 예컨대, 각 지지 부재는 상이한 방식으로 이동할 수 있다.
본 발명에서, 이동 수단은 액츄에이터인 것이 양호하다.
본 발명에 따르면, 지지 부재의 이동은 간단한 구성을 갖는 액츄에이터에 의해 이루어질 수 있다.
본 발명에서, 복수개의 지지 부재는 각각 원기둥 형상으로 형성되는 것이 양호하다.
본 발명에 따르면, 지지 부재가 원기둥 형상으로 형성되기 때문에 막으로 코팅된 기판의 단부면과 접촉하게 되는 지지 부재의 표면적이 감소될 수 있다. 따라서, 기판 상에 형성된 박막은 지지 부재에 용이하게 부착되지 않으며 기판으로부터의 박막의 박리뿐만 아니라 기판에서의 균열 또는 칩이 거의 완전하게 방지될 수 있다.
본 발명에서, 기판은 유리판 또는 반도체 웨이퍼인 것이 양호하다.
본 발명에 따르면, 박막이 유리판 또는 반도체 웨이퍼 상에 형성될 때 유리판 또는 반도체 웨이퍼 상에 형성된 박막의 박리뿐만 아니라 유리판 또는 반도체 웨이퍼에서의 균열 또는 칩이 거의 완전하게 방지될 수 있다.
또한, 본 발명은, 막 형성 장치로 이송된 기판인 막으로 코팅될 기판을 복수개의 지지 부재가 가동식으로 제공된 스테이지 상에 위치시키는 단계와, 기판이 스테이지에 의해 수용되는 기판 수용 위치로부터 스테이지의 기판 지지면이 수직 또는 실질적으로 수직하고 기판의 단부면이 지지 부재에 의해 하부로부터 지지되는 막 형성 위치까지 기판이 위치된 스테이지를 각변위시키는 단계와, 막 형성 후에 막 형성 위치로부터 기판 수용 위치로 스테이지를 다시 각변위시키는 단계와, 스테이지가 기판 수용 위치로 복귀한 후에 지지 부재를 이동시키는 단계와, 지지 부재의 이동 후에 막으로 코팅된 기판을 막 형성 장치의 스테이지 밖으로 이송하는 단계를 포함하며, 막 형성 장치에 사용되고 막으로 코팅된 기판을 지지하기 위한 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 기판 상의 막 형성이 완료된 후에 기판을 막 형성 장치 밖으로 이송하기 전에 지지 부재가 이동되기 때문에 기판 상에 형성된 박막의 박리뿐만 아니라 기판에서의 균열 및 칩이 거의 완전하게 방지될 수 있다.
본 발명에서, 지지 부재를 이동시키는 단계에서, 지지 부재는 스테이지 상에서 3차원 방향 중 한 방향에 평행하게 이동되거나 스테이지 상에서 회전 이동되는 것이 양호하다.
본 발명에 따르면, 지지 부재가 평행하게 이동하거나 회전 이동하기 때문에 기판 상에 형성된 박막의 박리뿐만 아니라 기판에서의 균열 및 칩이 거의 완전하게 방지될 수 있다.
본 발명에서, 지지 부재를 이동시키는 단계에서, 지지 부재는 스테이지를 각변위시키기 위한 축 부재를 향한 방향 또는 축 부재로부터 멀어지는 방향으로 이동되는 것이 양호하다.
본 발명에 따르면, 지지 부재의 이동 방향이 축 부재를 향한 방향 또는 축 부재로부터 멀어지는 방향이기 때문에 지지 부재가 이동될 때 막이 형성된 기판의 단부면에 대해 마찰을 일으키는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 마찰에 의해 야기되는 입자가 박막 내에 포함되는 것이 방지될 수 있음으로써 박막의 품질이 향상되는 것이 가능하다.
본 발명에서, 기판은 유리판 또는 반도체 웨이퍼인 것이 양호하다.
본 발명에 따르면, 박막이 유리판 또는 반도체 웨이퍼 상에 형성될 때 유리판 또는 반도체 웨이퍼 상에 형성된 박막의 박리뿐만 아니라 유리판 또는 반도체 웨이퍼에서의 균열 또는 칩이 거의 완전하게 방지될 수 있다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점은 도면을 참조하여 이하의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도1은 본 발명의 실시예인 막 형성 장치(10)를 도시하는 도면.
도2는 막 형성 장치(10)의 지지 기구(20)를 도시하는 사시도.
도3은 막 형성 장치(10)의 지지 기구(20)를 도시하는 측면도.
이제 도면을 참조하여, 본 발명의 양호한 실시예가 이하에서 설명된다.
도1은 본 발명의 실시예인 막 형성 장치(10)를 도시하는 도면이다. 막 형성 장치(10)는 밀폐될 수 있는 로드 록 챔버(11, load lock chamber), 이송 챔버(12) 및 막 형성 챔버(13)로 구성된다. 로드 록 챔버(11)는 막으로 코팅될 기판(M)이 막 형성 장치로 이송될 통로이다. 이송 챔버(12)는 로드 록 챔버(11)에 연결되어 있고 진공 상태로 기판(M)을 이송하기 위한 진공 로봇(14)을 갖는다. 막 형성 챔버(13)는 이송 챔버(12)에 연결되어 있고 기판(M)을 지지하기 위한 지지 기구(20)를 갖는다.
로드 록 챔버(11)와 이송 챔버(12) 사이에 게이트 밸브(15)가 제공되고 이송 챔버(12)와 막 형성 챔버(13) 사이에 게이트 밸브(16)가 제공된다. 배기관(17, 18)이 이송 챔버(12)와 막 형성 챔버(13)에 각각 제공된다.
막 형성 장치(10)에서, 먼저 기판(M)은 로드 록 챔버의 일단부로부터 로드 록 챔버(12)의 내부로 공급된다. 이후에, 로드 록 챔버(11), 이송 챔버(12) 및 막 형성 챔버(13)는 밀폐된다. 게이트 밸브(15, 16)는 폐쇄되고 내부 가스가 배기관(17, 18)을 통해 배기된다. 따라서, 이송 챔버(12)와 막 형성 챔버(13) 내에는 진공이 형성된다.
로드 록 챔버(11) 내의 기판(M)이 게이트 밸브(15)로 이송될 때 게이트 밸브(15)는 개방된다. 이송 챔버(12) 내의 진공 로봇(14)은 기판(M)을 게이트 밸브(16)로 이송하기 위해 아암(14a)을 연장하여 기판(M)을 수용한다. 진공 로봇(14)이 기판(M)을 수용할 때 게이트 밸브(15)는 폐쇄된다. 배기관(17)으로부터의 가스의 배기를 통해 이송 챔버(12)가 다시 진공 상태되도록 대기한 후에 기판(M)이 게이트 밸브(16)까지 이송될 때 게이트 밸브(16)는 개방되며, 진공 로봇(14)은 다시 아암을 연장하여 막 형성 챔버(13) 내의 지지 기구(20) 상으로 기판(M)을 이송한다. 기판(M)이 이송되었을 때 게이트 밸브(16)는 폐쇄된다.
막 형성 챔버(13) 내의 막 형성이 완료된 후에 기판(M)은 이송 경로를 따라 역으로 이송되고 로드 록 챔버(11)로부터 취출된다.
도2는 막 형성 장치(10)의 지지 기구(20)를 도시하는 사시도이고 도3은 그 측면도이다. 지지 기구(20)는 스테이지(21), 축 부재(22) 및 지지핀(23, 24) 등을 갖는다. 스테이지(21)는 직사각형의 평판형 부재로 구성되고 기판(M)이 위치되는 편평한 기판 지지면(21a)을 갖는다. 스테이지(21)의 2개의 인접한 측면에 대해 평행한 방향을 X 방향과 Y 방향으로 한다.
스테이지(21)의 단부면(21b)과 대면하는 축 부재(22)는 스테이지(21)로부터 소정 거리에 배치되고 X 방향으로 연장된다. 스테이지(21)와 축 부재(22)는 링크 부재(25, 26)에 의해 연결된다. 축 부재(22)는 종방향 축을 중심으로 Ω 방향으로 회전 가능하다. 막 형성이 완료된 기판(M)이 진공 로봇(14)에 의해 이송된 후에, 진공 로봇(14)에 의한 다음 기판(M)의 수용을 대기하는 동안 축 부재(22)는 스테이지(21)를 수평 상태로 지지한다. 기판을 수용하기 위해 스테이지(21)가 수평 상태로 지지되는 위치를 이하에서는 기판 수용 위치라고 하기로 한다. 막 형성이 수행될 때, 기판 지지면(21a)이 수직 방향 또는 실질적인 수직 방향에 평행하게 되는 막 형성 위치까지 스테이지(21)를 각변위시키도록 축 부재(22)가 회전한다.
기판 지지면(21a)으로부터 직립으로 돌출되도록 기판 지지면(21a)의 단부에 지지핀(23, 24)이 제공된다. 스테이지(21)가 축 부재(22)의 회전에 의해 막 형성 위치까지 리프트될 때라도 지지핀(23, 24)은 하부로부터 기판(M)의 단부면을 지지할 수 있다. 기판(M)이 수직 방향 또는 실질적인 수직 방향에 평행하게 지지되는 방식으로 막 형성이 수행됨으로써, 입자 등이 형성된 박막 상으로 낙하하는 것이 방지될 수 있다.
각 지지핀(23, 24)은 원기둥 형상으로 형성되므로 기판(M)의 단부면과의 작은 접촉 면적을 갖는다. 따라서, 기판(M) 상에 형성된 박막은 지지핀(23, 24)에 용이하게 부착되지 않으며 기판(M)으로부터의 박막의 박리 및 기판(M)에서의 균열 또는 칩이 방지될 수 있다.
지지핀(23, 24)은 액츄에이터에 연결되고 Y 방향, 즉 핀(23, 24)이 축 부재(22)를 향해서 또는 축 부재로부터 멀리 이동하는 방향으로 이동할 수 있다. 막 형성 후에, 기판(M)의 단부면과 접촉하는 지지핀(23, 24)은 기판(M) 또는 기판 상에 형성된 박막에 손상을 주지 않고 기판으로부터 분리될 수 있다. 지지핀(23, 24)의 이동은 Y 방향으로 축 부재(22)를 향한 이동, 이러한 축 부재를 향한 이동 후에 축 부재(22)로부터 멀리 이동하는 왕복 이동 또는 주기 진동 이동일 수 있다.
지지핀(23, 24)은 액츄에이터(27)에 의해 이동되지만, 지지핀을 서로 독립적으로 이동시키기 위해 각 지지핀(23, 24)에 전용 액츄에이터가 개별적으로 제공될 수 있다는 것을 알아야 한다.
다음으로, 도2에 도시된 지지 기구(20)를 사용하여 기판(M)을 지지하는 방법이 설명될 것이다. 먼저, 기판(M)은 막 형성 챔버(13)로 이송되고 스테이지(21) 상에 위치된다. 다음에, 스테이지(21)는 기판(M)이 스테이지(21) 상에 위치되는 기판 수용 위치로부터 스테이지(21)의 기판 지지면(21a)이 수직하게 또는 실질적으로 수직하게 되는 막 형성 위치까지 각변위된다. 따라서, 기판(M)의 단부면은 지지핀(23, 24)에 의해 하부로부터 지지된다.
막 형성 후에, 스테이지(21)는 막 형성 위치로부터 기판 수용 위치로 다시각변위된다. 일단 스테이지(21)가 막 형성 위치로부터 기판 수용 위치로 복귀되면, 액츄에이터(27)는 지지핀(23, 24)을 이동시키도록 구동된다. 최종적으로, 기판(M)은 상방으로 리프트되어 막 형성 챔버(13)로부터 멀리 이송된다.
반도체 웨이퍼뿐만 아니라 유리판도 본 실시예에서 기판(M)으로서 사용될 수 있다. 더욱이, 본 발명의 막으로 코팅된 기판을 지지하기 위한 기구 및 방법은 유리판 또는 반도체 웨이퍼 상에 요구되는 막을 형성하기 위한 막 형성 장치에 적용될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 사상 또는 본질적인 특징에서 벗어나지 않고도 다른 특정 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이고 제한적이지 않은 것으로 간주되어야 하고 본 발명의 범주는 전술한 설명에 의해서라기보다 이하의 청구 범위에 의해서 나타나며, 따라서 본원의 청구 범위의 동등물의 의미 및 범주 내에서 야기되는 모든 변화는 본원의 청구 범위 내에 있는 것으로 간주되어야 한다.
본 발명의 기구와 방법에 따르면, 기판 상의 막 형성이 완료된 후에 기판을 막 형성 장치 밖으로 이송하기 전에 지지 부재가 이동되기 때문에 기판 상에 형성된 박막의 박리뿐만 아니라 기판에서의 균열 및 칩이 거의 완전하게 방지될 수 있다.

Claims (13)

  1. 막 형성 장치에 사용되고 막으로 코팅되는 기판을 지지하기 위한 기구에 있어서,
    기판 상에 막을 형성하기 위한 막 형성 장치로 이송된 기판을 수용하기 위한 스테이지와,
    스테이지가 기판을 수용하는 기판 수용 위치로부터 스테이지의 기판 지지면이 수직한 또는 실질적으로 수직한 막 형성 위치까지 기판을 지지하는 스테이지를 각변위시키기 위한 축 부재와,
    스테이지가 막 형성 위치로 각변위될 때 하방으로 대면하는 기판의 단부면을 지지하기 위해 스테이지의 기판 지지면으로부터 돌출되도록 제공되는 복수개의 지지 부재와,
    지지 부재를 이동시키기 위한 이동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기구.
  2. 제1항에 있어서, 이동 수단은 지지 부재를 스테이지 상에서 3차원 방향 중 한 방향에 평행하게 이동시키거나 지지 부재를 스테이지 상에서 회전 이동시키는 것을 특징으로 하는 기구.
  3. 제1항에 있어서, 이동 수단은 지지 부재를 축 부재를 향해 또는 축 부재로부터 멀리 이동시키는 것을 특징으로 하는 기구.
  4. 제1항에 있어서, 이동 수단은 복수개의 지지 부재와 함께 연결되어 있고 복수개의 지지 부재를 단일 작동으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 기구.
  5. 제1항에 있어서, 복수개의 이동 수단은 복수개의 지지 부재를 독립적으로 이동시키기 위해 복수개의 지지 부재와 각각 연결되도록 제공되는 것을 특징으로 하는 기구.
  6. 제1항에 있어서, 이동 수단은 액츄에이터인 것을 특징으로 하는 기구.
  7. 제1항에 있어서, 복수개의 지지 부재는 각각 원기둥 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기구.
  8. 제1항에 있어서, 기판은 유리판 또는 반도체 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 기구.
  9. 막 형성 장치에 사용되고 막으로 코팅된 기판을 지지하기 위한 방법에 있어서,
    막 형성 장치로 이송된 기판인 막으로 코팅될 기판을 복수개의 지지 부재가가동식으로 제공된 스테이지 상에 위치시키는 단계와,
    기판이 스테이지에 의해 수용되는 기판 수용 위치로부터 스테이지의 기판 지지면이 수직 또는 실질적으로 수직하고 기판의 단부면이 지지 부재에 의해 하부로부터 지지되는 막 형성 위치까지 기판이 위치된 스테이지를 각변위시키는 단계와,
    막 형성 후에 막 형성 위치로부터 기판 수용 위치로 스테이지를 다시 각변위시키는 단계와,
    스테이지가 기판 수용 위치로 복귀한 후에 지지 부재를 이동시키는 단계와,
    지지 부재의 이동 후에 막으로 코팅된 기판을 막 형성 장치의 스테이지 밖으로 이송하는 단계를 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 지지 부재를 이동시키는 단계에서, 지지 부재는 스테이지 상에서 3차원 방향 중 한 방향에 평행하게 이동되거나 스테이지 상에서 회전 이동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제9항에 있어서, 지지 부재를 이동시키는 단계에서, 지지 부재는 스테이지를 각변위시키기 위한 축 부재를 향한 방향 또는 축 부재로부터 멀어지는 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제9항에 있어서, 기판은 유리판 또는 반도체 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 지지 부재는 기판의 일측면에만 설치되는 것을 특징으로 하는 기구.
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