KR100944379B1 - 기판의 로딩 장치 및 이를 이용한 기판의 로딩 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 서셉터 상단에 복수 개의 기판을 동시에 로딩시키기 위해, 본 발명은 서셉터 상단에 복수 개의 기판을 동시에 로딩시키기 위해, 측벽에 기판 출입구를 가지는 공정 챔버와; 상기 공정 챔버 내부에 위치하며, 복수 개의 히터 블록을 가지는 서셉터와; 기판을 반입 또는 반출하기 위하여 상기 서셉터를 관통하여 설치되며, 상기 기판 출입구의 전방에 위치하는 리프트 핀 어셈블리와; 상기 히터 블록과 동일한 개수의 관통 홀이 형성되며, 상기 서셉터의 상부에 위치하는 기판 홀더와; 상기 기판 홀더를 승, 하강 및 회전시키기 위해 상기 서셉터를 관통하여 상기 기판 홀더와 결합되는 구동축을 포함하는 기판의 로딩 장치를 제공하며, 또한 상기 로딩 장치를 이용한 기판의 로딩 방법을 제공한다.
서셉터, 히터 블록, 기판 홀더

Description

기판의 로딩 장치 및 이를 이용한 기판의 로딩 방법{Apparatus for wafer loading, and the method of wafer loading using the same}
도 1은 본 발명에 따른 기판 로딩 장치의 구성도.
도 2a 내지 도 2i는 각각 본 발명에 따른 기판 로딩 장치를 이용하여 기판을 로딩하는 방식을 보여주는 순서도.
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* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 공정 챔버 200 : 서셉터
300 : 리프트 핀 어셈블리 400 : 기판 홀더
500 : 구동축
본 발명은 반도체 제조장치에 관한 것으로서, 특히 서셉터 상부 히터 블록에 복수 개의 기판을 동시에 로딩할 수 있는 장치 및 이를 이용한 기판의 로딩 방법에 관한 것이다.
통상적으로 기판(wafer 또는 glass)에 대한 공정은 각 공정의 진행을 위한 최적의 환경이 조성된 공정 챔버(process chamber)의 내부에서 진행된다.
이와 같은 공정챔버는 복수개의 기판에 대해 동시에 공정을 진행하기 위하여 기판을 안치하기 위한 히터블록을 다수 포함하는 경우가 많은데, 이 경우에 각 히터블록에 기판을 로딩하기 위해서는 기판을 하나씩 반입하여 각 히터블록에 순차적으로 안치하여야만 하였다.
그런데 통상 히터블록은 내부에 기판을 예열하기 위해 히터를 내장하고 있으므로, 종래의 방식으로 기판을 로딩하게 되면, 각 기판이 일정한 시간차를 두고 히터블록에 안치되므로, 예열시간이 달라서 기판마다 공정특성이 차이가 나고 생산성이 저하되는 단점이 있었다.
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본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 서셉터 상단에 안치되는 각 기판들이 균등하게 예열될 수 있는 기판의 로딩 장치 및 이를 이용한 기판의 로딩 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 기판에 형성되는 박막의 균일성을 확보할 수 있도록 함으로서, 전제적인 기판의 생산성을 제고시킬 수 있는 기판의 로딩 장치 및 이를 이용한 기판의 로딩 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 본 발명은 측벽에 기판 출입구를 가지는 공정 챔버와; 상기 공정 챔버 내부에 위치하며, 복수 개의 히터 블록을 가지는 서셉터와; 기판을 반입 또는 반출하기 위하여 상기 서셉터를 관통하여 설치되며, 상기 기판 출입구의 전방에 위치하는 리프트 핀 어셈블리와; 상기 히터 블록과 동일한 개수의 관통 홀이 형성되며, 상기 서셉터의 상부에 위치하는 기판 홀더와; 상기 기판 홀더를 승, 하강 및 회전시키기 위해 상기 서셉터를 관통하여 상기 기판 홀더와 결합되는 구동축을 포함하는 기판의 로딩 장치를 제공한다.
상기 기판 홀더의 각 관통 홀에는 외주면을 따라 기판 안치대가 더욱 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 로딩 장치를 이용하여 기판을 로딩하는 방법에 있어서, 기판을 공정챔버 내부로 반입하여, 상기 기판 홀더의 관통 홀 중 하나의 상부에 안치시키는 제1 단계와; 상기 기판 홀더의 나머지 관통 홀의 상부에 기판을 안치하기 위하여, 상기 제1 단계를 반복하는 제2 단계와; 상기 기판 홀더의 관통 홀 상부에 안치된 복수개의 기판을 상기 히터 블록에 동시에 안치하는 제3 단계를 포함하는 기판의 로딩 방법을 제공한다.
상기 제1 단계는, 상기 기판 홀더의 관통 홀 중 하나를 상기 리프트 핀 어셈블리의 상부에 위치시키기 위하여 상기 기판홀더를 회전시키는 단계와; 반입된 기판을 상기 리프트 핀 어셈블리와 상기 관통 홀의 상부에 위치시키는 단계와; 상기 리프트 핀 어셈블리의 리프트 핀이 상승하여 기판을 인계받는 단계와; 상기 리프트 핀이 하강하여 상기 기판 홀더의 관통 홀 상부에 기판을 안치하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제1 단계의 이후에는, 상기 기판 홀더를 회전시켜 다른 관통홀을 상기 리프트 핀 어셈블리의 상부에 위치시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같은데, 동일한 부분에 대해서는 도면부호만 달리할 뿐 동일한 명칭을 사용하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 로딩 장치의 사시도로서, 본 발명의 기판 로딩 장치는 측벽에 기판의 반입 및 반출 통로로서 기판 출입구(120)를 가지며 기판에 대한 공정 과정이 수행되는 공정 챔버(100)와, 복수 개의 히터 블록이 형성되어 상기 공정 챔버(100) 내부에 위치하는 서셉터(200)와, 복수 개의 관통 홀을 가지며 상기 서셉터(200) 상부에 위치하는 기판 홀더(400)를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 서셉터(200)에는 리프트 핀 어셈블리(300)와, 구동축(500)이 관통하여 설치되며, 상기 공정 챔버(100) 상부는 미 도시된 리드 어셈블리가 별도의 오링 등과 같은 결합수단에 의해 밀폐되어 진다.
상기 각 히터 블록(220, 240, 260, 280)들은 기판을 안치하여 예열시키기 위한 것으로서, 서셉터(200) 상부 표면에서 수직으로 돌출되게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 리프트 핀 어셈블리(300)에는 기판의 승, 하강 운동을 위한 리프트 핀(320)이 내장되어 있으며, 그 위치는 기판의 반입 및 반출 통로인 기판 출입구(120)와 마주보며, 상기 기판 출입구(120)와 인접하는 히터 블록(220, 240) 사이에 위치하는 것이 바람직하다.
상기 히터 블록의 구성 및 리프트 핀 어셈블리의 작동구성은 당업계에서 널리 알려진 기술인 바 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 기판 홀더(400)에는 상기 서셉터(200)의 각 히터 블록(220, 240, 260, 280)에 대응되는 각 관통 홀(420, 440, 460, 480)이 구비되며, 상기 구동축(500)의 구동에 따라 승, 하강 및 회전 운동하게 된다. 상기 기판 홀더(400)와 구동축(500)은 상기 기판 홀더(400)에 형성되는 구동축 관통 홀(490)에 상기 구동축(500)의 상단이 삽입되고, 별도 공지의 결합수단에 의해 결합된다.
또한, 상기 기판 홀더(400)의 각 관통 홀(420, 440, 460, 480)에는 기판을 안전하게 안치시키기 위해 외주면을 따라 기판 안치대(410)가 더욱 형성될 수 있으며, 상기 각 관통 홀의 직경은 서셉터(200)의 히터 블록 직경보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 기판 홀더(400)의 각 관통 홀의 개수는 도시된 것에 한정되는 것이 아니라 다양하게 변경될 수 있으며, 이에 대응하여 서셉터(200)의 각 히터 블록의 개수 역시도 변경될 수 있음은 물론이다.
이러한 구성을 가지는 본 발명에 따른 기판 로딩 장치를 이용하여 기판을 로딩시키는 방법을 도 2a 내지 도 2i 각각을 참조하여 살펴보기로 한다.
서셉터(200) 상부로 둘출한 각 히터 블록(220, 240, 260, 280)에 기판 홀더(400)의 각 관통 홀(도면에는 도시되지 않았지만 상기 각 히터 블록의 순서에 따라 420, 440, 460, 480의 순서)의 중심이 일치한 상태에서(도 2a), 구동축(미도시)의 승강 및 회전 운동에 따라 기판 홀더(400)가 승강 및 회전하여 상기 기판 홀더(400)의 각 관통 홀(420, 440, 460, 480)이 상기 각 히터 블록(220, 240, 260, 280) 사이에 위치하게 되면, 리프트 핀 어셈블리(300)는 기판 홀더(400)의 관통 홀 중에서 제1관통 홀(420)과 중심이 일치한 상태가 된다.(도 2b)
이 상태에서 공정 챔버(100)의 기판 출입구(120)를 통해 미 도시된 엔트 이펙터가 제1기판(W)을 상기 제1관통 홀(420) 상부로 반입시키고(도 2c), 상기 제1관통 홀(420) 하부에 위치한 리프트 핀 어셈블리(300)의 리프트 핀이 상승하여 제1기판을 받치면, 엔드 이펙터가 빠져나간 다음 상기 기판 출입구(120)가 폐쇄된다(도 2d).
기판 출입구(120)가 폐쇄되고 상기 리프트 핀이 하강하여 제1기판을 제1관통 홀(420)에 내려놓으면(도 2e), 구동축이 회전하게 됨에 따라 상기 구동축과 결합된 기판 홀더(400)가 회전하여 제4관통 홀(480)이 리프트 핀 어셈블리(300)와 중심이 일치하게 된다(도 2f).
이후에 제1기판을 제1관통 홀에 안치하는 상기와 같은 순서를 반복하여 각 관통 홀(440, 460, 480)에 제2 내지 제4기판을 모두 안치시킨 다음(도 2g), 구동축을 구동함에 따라 기판 홀더(400)가 회전하여 상기 각 관통 홀(420, 440, 460, 480)을 각 히터 블록(220, 240, 260, 280) 상부에 위치시키면 상기 각 관통 홀과 각 히터 블록의 대응은 처음과 같은 상태가 된다(도 2h).
이때 구동축의 구동에 따라 기판 홀더(400)가 하강하여 상기 기판 홀더(400)의 각 관통 홀에 안치된 각 기판을 각 히터 블록 상단에 내려놓으면 본 발명에 따른 기판의 로딩 과정이 완료되며, 이에 따라 각 기판에 대한 공정 과정이 수행되게 된다(도 2i).
한편, 도 2a 내지 도 2i에 의하면 기판 홀더(400)가 최초 및 마지막은 45°, 그리고 나머지가 90°씩 회전하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 히터 블록이 4개인 실시예에 한정하여 설명한 것에 기인한 것이고, 히터 블록의 개수가 달라지는 경우에는 상기 기판 홀더(400)의 회전각도 역시 달라질 수 있음은 물론이다.
상기에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 한정하여 상술하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 범위내에서 다양하게 변경 또는 수정될 수 있는 바, 본 발명의 진정한 권리범위는 청구항에 기재된 기술적 사상에 의하여 결정되어져야 할 것이다.
본 발명에 의하면 종래와 달리 기판을 기판 홀더의 각 관통 홀에 올려놓은 다음, 모든 기판을 동시에 서셉터의 각 히터 블록에 안치시킬 수 있도록 하여 각 기판들이 균등하게 예열될 수 있도록 함으로서 각 기판에의 열 전달량 불균등을 최소화하고, 이로 인한 기판에 형성되는 박막의 균일성을 확보하여 전제적인 기판의 생산성을 제고할 수 있게 해준다.

Claims (5)

  1. 측벽에 기판 출입구를 가지는 공정 챔버와;
    상기 공정 챔버 내부에 위치하며, 복수 개의 히터 블록을 가지는 서셉터와;
    기판을 반입 또는 반출하기 위하여 상기 서셉터를 관통하여 설치되며, 상기 기판 출입구의 전방에 위치하는 리프트 핀 어셈블리와;
    상기 히터 블록과 동일한 개수의 관통 홀이 형성되며, 상기 서셉터의 상부에 위치하는 기판 홀더와;
    상기 기판 홀더를 승, 하강 및 회전시키기 위해 상기 서셉터를 관통하여 상기 기판 홀더와 결합되는 구동축
    을 포함하는 기판의 로딩 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판 홀더의 각 관통 홀에는 외주면을 따라 기판 안치대가 더욱 형성되는 것을 특징으로 하는 기판의 로딩 장치.
  3. 측벽에 기판 출입구를 가지는 공정 챔버와; 상기 공정 챔버 내부에 위치하며, 복수 개의 히터 블록을 가지는 서셉터와; 기판을 반입 또는 반출하기 위하여 상기 서셉터를 관통하여 설치되며, 상기 기판 출입구의 전방에 위치하는 리프트 핀 어셈블리와; 상기 히터 블록과 동일한 개수의 관통 홀이 형성되며, 상기 서셉터의 상부에 위치하는 기판 홀더와; 상기 기판 홀더를 승, 하강 및 회전시키기 위해 상기 서셉터를 관통하여 상기 기판 홀더와 결합되는 구동축을 포함하는 기판의 로딩 장치를 이용하여 기판을 로딩하는 방법에 있어서,
    기판을 공정챔버 내부로 반입하여, 상기 기판 홀더의 관통 홀 중 하나의 상부에 안치시키는 제1 단계와;
    상기 기판 홀더의 나머지 관통 홀의 상부에 기판을 안치하기 위하여, 상기 제1 단계를 반복하는 제2 단계와;
    상기 기판 홀더의 관통 홀 상부에 안치된 복수개의 기판을 상기 히터 블록에 동시에 안치하는 제3 단계
    를 포함하는 기판의 로딩 방법
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 단계는,
    상기 기판 홀더의 관통 홀 중 하나를 상기 리프트 핀 어셈블리의 상부에 위치시키기 위하여 상기 기판홀더를 회전시키는 단계와;
    반입된 기판을 상기 리프트 핀 어셈블리와 상기 관통 홀의 상부에 위치시키는 단계와;
    상기 리프트 핀 어셈블리의 리프트 핀이 상승하여 기판을 인계받는 단계와;
    상기 리프트 핀이 하강하여 상기 기판 홀더의 관통 홀 상부에 기판을 안치하는 단계
    를 포함하는 기판의 로딩 방법
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 단계의 이후에는, 상기 기판 홀더를 회전시켜 다른 관통홀을 상기 리프트 핀 어셈블리의 상부에 위치시키는 단계를 더 포함하는 기판의 로딩 방법
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