KR101049897B1 - 기판처리모듈 - Google Patents

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김상두
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Abstract

본 발명은 기판처리장치와 기판반입부 사이에서 기판을 적재한 서셉터를 이송시키는 기판처리장치 및 이를 포함한 기판처리모듈에 관한 것으로, 기판처리장치는 처리공간을 제공하고 기판을 적재한 서셉터가 반입 및 반출되는 공정챔버; 상기 공정챔버 내부에 위치하고 상기 서셉터가 안치되는 서셉터 안치부; 및 상기 서셉터 안치부에서 상기 서셉터를 분리하는 다수의 리프트 핀;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

기판처리장치 및 이를 포함한 기판처리모듈 {Apparatus for treating substrate and Module including the same}
본 발명은 기판처리장치와 기판반입부 사이에서 기판을 적재한 서셉터를 이송시키는 기판처리장치 및 이를 포함한 기판처리모듈에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자, 표시장치 및 박막 태양전지를 제조하기 위해서는 기판을 급속하게 가열하는 열처리공정, 기판 상에 박막을 증착하는 증착공정, 감광성 물질을 사용하여 이들 박막 중 선택된 영역을 노출 또는 은폐시키는 포토공정, 선택된 영역의 박막을 제거하여 패터닝하는 식각공정 등을 거치게 된다. 일반적으로 급속 열처리(rapid thermal annealing)는 반도체 소자의 제조과정에서 결정화, 불순물의 확산, 산화처리 및 질화처리 등에 적용되는 공정으로, 500 내지 1000도로 기판을 가열한다. 그리고, 이러한 열처리공정, 증착공정 및 식각공정 등은 진공상태로 최적화된 기판처리모듈에서 진행한다.
기판처리모듈은 기판을 처리하는 기판처리장치 및 기판처리장치에 기판을 공급하는 기판반입부를 포함한다. 이하에서는 대표적으로 종래기술에 따른 열처리를 위한 기판처리장치를 설명한다.
도 1은 종래기술에 따른 열처리를 위한 기판처리장치의 개략도이다.
기판처리장치(10)는 본체(12) 및 본체(12) 상의 투명창(14)으로 구성되어 열처리 공간을 제공하는 공정챔버(16), 공정챔버(16) 내부에 위치하고 기판(18)이 안치되는 서셉터(20), 투명창(14) 상의 복사열 공급원(22) 및 투명창(14) 상에 위치하고 복사열 공급원(22)을 수용하는 하우징(30)을 포함하여 구성된다.
기판처리장치(10)는 열처리 공정을 진행하는 동안 공정챔버(16)의 내부에 공정가스를 공급하기 위한 가스공급수단(40), 공정챔버(16) 내부를 진공배기 또는 열처리 공간의 공정가스를 배출시키기 위한 제 1 배기수단(42), 기판안치대(20)의 온도를 측정하기 위한 온도측정수단(72) 및 기판(18)을 열처리 공간으로 출입시키기 위한 게이트 밸브(15)를 더욱 포함한다.
공정챔버(16)의 내부에는 게이트 밸브(15)를 통하여 기판반입부(도시하지 않음)에서 공급되는 기판(18)이 안치되는 서셉터(20)가 설치된다. 서셉터(20)에는 기판(18)이 위치하는 기판 안착부(60)가 설치된다. 서셉터(20)는 본체(12)를 투공하여 설치되는 샤프트(62)와 연결된다. 기판(18)을 서셉터(20)에 안치시키거나 서셉터(20)로부터 분리시키기 위해 다수의 리프트 핀(64)이 설치된다. 서셉터(20) 및 본체(12)에는 다수의 핀홀(70)이 투공되고, 다수의 리프트 핀(64)은 다수의 핀홀(70)에서 수직으로 승강한다.
샤프트(62)에는 서셉터(20)를 회전시키기 위한 동력을 인가하기 위한 제 1 구동장치(66)가 연결된다. 다수의 리프트 핀(64)에는 다수의 리프트 핀(64)을 승강시키기 위한 제 2 구동장치(68)가 연결된다. 다수의 리프트 핀(64)은 기판(18)을 안정적으로 지지하기 위하여 3 개를 설치하는 것이 바람직하다.
다수의 기판(18)을 처리하기 위하여 서셉터(20)는 다수의 기판 안착부(60)를 포함할 수 있다. 다수의 기판 안착부(60)를 설치하는 경우, 다수의 기판 안착부(60)에는 각각 3 개의 리프트 핀(62)이 필요하게 된다.
서셉터(20)와 본체(12)사이에 공간이 설정되고, 서셉터(20)의 하부와 대응되는 본체(12)에는 투과창(도시하지 않음)이 설치된다. 투과창에는 서셉터(20)의 온도를 측정하기 위한 온도측정수단(72)을 설치한다. 온도측정수단(72)은 서셉터(20)의 온도를 비접촉식으로 측정하기 위하여, 광고온계(optical pyrometer)를 사용한다.
복사열 공급원(22)은 지지부(24), 다수의 가열수단(26), 및 다수의 가열수단(26) 각각이 삽입되는 다수의 관통홀(28)를 포함한다. 다수의 가열수단(26)은 투명창(14) 상에 위치하여 기판(18)을 향하여 복사열을 조사한다.
기판(18)을 열처리하기 위하여, 기판(18)을 공정챔버(16) 내부로 반입하거나 공정챔버(16) 외부로 반출하는 과정은 다음과 같다.
공정챔버(16)의 내부에 기판(18)을 반입하기 위하여, 제 2 구동장치(68)를 동작시켜 다수의 리프트 핀(64)이 상승되면 다수의 리프트 핀(64)은 서셉터(20)의 상부로 돌출된다. 기판(18)을 적재한 로봇 암(도시하지 않음)이 게이트 밸브(15)를 통하여 공정챔버(16) 내부로 인입되고 다수의 리프트 핀(64) 상에 기판(18)을 위치시킨 후, 로봇 암은 게이트 밸브(15)를 통하여 공정챔버(16)의 외부로 후퇴한다. 그리고, 제 2 구동장치(68)가 동작하여 다수의 리프트 핀(64)을 하강시키면 기판(18)이 서셉터(20)의 기판 안착부(60)에 안착한다.
기판(18)이 서셉터(20)에 안치된 후, 공정챔버(18)의 내부를 진공상태로 만들고, 복사열 공급원(22)을 동작시켜 기판(18)의 열처리 공정을 수행한다. 이때, 열처리 공정과정에서 온도측정수단(72)을 이용하여 기판(18)의 온도를 측정할 수 있다. 그런데, 기판(18)으로 투명재질의 사파이어 기판을 사용하는 경우, 다수의 핀홀(70)을 통하여 복사열 공급원(22)의 파장이 혼입되어 정확한 온도측정을 방해할 수 있다. 따라서, 서셉터(20)의 온도가 정확하게 측정되지 않아 열처리 공정에 의해 원하는 결과를 얻을 수 없게 된다.
그리고, 서셉터(20)의 다수의 기판 안착부(60) 각각에 기판(18)을 안치시키는 경우, 다수의 기판(18) 각각에 대응하는 다수의 리프트 핀(64)을 순차적으로 동작시켜야 하기 때문에 기판의 반입 및 반출시간이 증가하여 생산성을 저해한다.
상기와 같은 종래기술의 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 기판처리장치의 사용효율을 증가시키기 위하여, 기판처리장치에 다수의 기판을 적재한 서셉터를 이송시키는 기판처리장치 및 이를 포함한 기판처리모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 서셉터가 가열수단에서 발생하는 광을 완전히 차폐시킬 수 있어 기판처리 과정에서 서셉터의 온도를 정확하게 측정할 수 있는 기판처리장치 및 이를 포함한 기판처리모듈을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 기판처리공간을 제공하고 다수의 기판을 적재한 서셉터가 반입 및 반출되는 공정챔버; 상기 공정챔버의 내부에 위치하고 상기 서셉터가 위치하는 서셉터 플레이트; 상기 서셉터 플레이트가 안치되는 안치부; 상기 서셉터 플레이트와 결합되어 상기 서셉터를 지지하거나 회전시키는 지지수단; 및 상기 서셉터 플레이트에서 상기 서셉터를 분리하는 다수의 리프트 핀;을 포함하는 기판처리장치를 제공한다.
상기 공정챔버는 투명창; 상기 투명창과 결합하여 상기 기판처리공간을 제공하는 본체; 및 상기 투명창 상부에 위치하고 다수의 복사열 공급원을 포함하는 가열수단;을 포함하는 기판처리장치를 제공한다.
상기 서셉터는, 원형의 플레이트; 상기 플레이트 상에 설치되고 다수의 상기 기판이 위치하는 다수의 기판 안착부; 상기 다수의 기판 안착부 각각의 중심에 설치되고 상기 플레이트와 분리 가능한 중앙부; 및 상기 서셉터를 상기 서셉터 플레이트에 정렬시키기 위해 상기 플레이트를 절단한 플랫존 형태의 제 1 정렬부;를 포함하는 기판처리장치를 제공한다.
상기 서셉터 플레이트는 링 형태로 형성되고, 상기 서셉터가 거치되는 단차부, 상기 서셉터의 상기 제 1 정렬부와 정합을 위한 플랫존 형태의 제 2 정렬부, 및 다수의 우묵부를 포함하는 기판처리장치를 제공한다.
상기 지지수단은, 상기 본체를 관통하여 설치되는 관통홀에 위치하는 지지축; 상기 지지축의 상단에서 방사선으로 분기되는 다수의 분기부; 및 상기 다수의 분기부 각각의 단부에 설치되고 상기 서셉터 플레이트의 상기 다수의 우묵부와 결합되는 다수의 돌출부;를 포함하는 기판처리장치를 제공한다.
상기 지지수단은 상기 다수의 분기부를 연결하는 보강부를 포함하는 기판처리장치를 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 기판처리공간을 제공하고 다수의 기판을 적재한 서셉터가 반입 및 반출되는 공정챔버를 포함하는 기판처리장치; 및 상기 기판처리장치에 상기 서셉터를 반입하거나 상기 기판처리장치로부터 상기 서셉터를 반출시키는 기판 반입부;를 포함하는 기판처리모듈을 제공한다.
상기 기판 반입부는, 상기 다수의 기판을 수용하는 카세트가 위치하는 카세트 적재부; 상기 기판처리장치에 반입되거나 상기 기판처리장치로부터 반출되는 상기 서셉터가 위치하는 서셉터 반입부; 및 상기 카세트로부터 상기 기판을 상기 서셉터 반입부에 위치한 상기 서셉터에 상기 기판을 적재시키거나 상기 서셉터를 상기 기판처리장치에 반입시키는 이송수단;을 포함하는 기판처리모듈을 제공한다.
상기 카세트는, 기판처리를 위하여 상기 기판처리장치에 공급되기 위한 상기 다수의 기판이 수용되는 준비 카세트; 및 기판처리가 완료되어 상기 기판처리장치로부터 반출되는 상기 다수의 기판이 수용되는 완료 카세트;를 포함하고, 상기 카세트 적재부는, 상기 준비 카세트가 위치하는 반입 적재부; 및 상기 완료 카세트가 위치하는 반출 적재부;를 포함하는 기판처리모듈을 제공한다.
상기 서셉터는, 다수의 상기 기판이 위치하는 다수의 기판 안착부; 및 상기 다수의 기판 안착부 각각의 중심에 설치되고 상기 다수이 기판 안착부 각각과 분리 가능한 다수 중앙부;를 포함하고, 상기 서셉터 반입부는, 상기 서셉터가 위치하는 서셉터 지지부; 상기 서셉터 지지부의 하부에 위치하는 지지판; 상기 서셉터를 정렬시키는 정렬수단; 및 상기 서셉터의 상기 다수의 중앙부를 진공으로 흡착하여 상기 다수의 기판을 승강시키는 기판 승강부;를 포함하는 기판처리모듈을 제공한다.
상기 서셉터 지지부는, 상기 서셉터를 정렬시키는 정렬 지지부; 및 상기 기판처리장치로부터 반출되거나 상기 기판처리장치에 반입되기 위한 상기 서셉터가 위치하는 대기 지지부;를 포함하는 기판처리모듈을 제공한다.
상기 기판 승강부는, 다수의 상기 기판을 동시에 승강시키는 다수의 승강열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리모듈.
상기 다수의 승강열부 각각은 독립적으로 구동하는 승강주축, 상기 승강주축의 상부에 위치하는 연결판, 및 상기 연결판 상에 형성되고 다수의 상기 기판을 승강시키는 다수의 승강보조축을 포함하는 기판처리모듈을 제공한다.
상기 기판 승강부는 진공흡착장치를 포함하는 기판처리모듈을 제공한다.
상기 이송수단은, 상기 카세트 적재부와 상기 기판처리장치 사이에 위치하는 가이드 레일; 및 상기 가이드 레일을 따라 이동하는 이송 로봇;을 포함하는 기판처리모듈을 제공한다.
상기 이송 로봇은, 상기 가이드 레일 상에 위치하며 상기 가이드 레일을 따라 이동하는 지지봉; 상기 지지봉과 연결되어 회전 및 승강 가능한 회전축; 상기 회전축에 일측 단부가 연결되는 2 개의 제 1 연결부; 상기 2 개의 제 1 연결부 각각의 타측 단부에 일측 단부가 연결되는 2 개의 제 2 연결부; 및 상기 2 개의 제 2 연결부의 타측 단부에 연결되는 로봇 암;을 포함하는 기판처리모듈을 제공한다.
상기 로봇 암은, 상기 2 개의 제 2 연결부 중 하나에 연결되고 상기 다수의 기판을 이송하는 제 1 암과 상기 2 개의 제 2 연결부 중 다른 하나에 연결되고 상기 서셉터를 이송하는 제 2 암을 포함하는 기판처리모듈을 제공한다.
본 발명은 기판처리장치에 다수의 기판을 적재한 서셉터를 반입하거나 반출하는 것에 의해 기판처리장치의 사용 효율을 개선시킬 수 있다. 또한, 서셉터가 가열수단의 출사광을 완전히 차폐시킬 수 있어 기판처리과정에서 서셉터의 온도를 정확하게 측정할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 열처리를 위한 기판처리장치의 개략도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판처리모듈의 개략도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열처리를 위한 기판처리장치의 개략도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가열수단의 부분 단면도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 본체의 상세도
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 서셉터 플레이트의 전면도 및 배면도
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 실시예에 따른 서셉터의 평면도
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기판 반입부의 상세도
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 서셉터 반입부의 상세도
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 정렬 지지부의 평면도
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 대기 지지부의 평면도
도 12는 본 발명에 따른 이송수단의 상세도
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 서셉터 반입부의 상세도
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 서셉터 반입부의 평면도
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 승강부의 사시도
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판처리모듈의 개략도이다.
기판처리모듈(100)은 제 1 기판처리장치(110a), 제 2 기판처리장치(110b) 및 기판반입부(180)를 포함하여 구성된다. 기판 반입부(180)는 제 1 및 제 2 기판처리장치(110a, 110b)에 기판처리 공정을 수행하기 위한 다수의 기판(도시하지 않음)이 적재된 서셉터(도시하지 않음)를 반입하거나 제 1 및 제 2 기판처리장치(110a, 110b)로부터 기판처리 공정을 완료한 다수의 기판이 적재된 서셉터를 반출시키는 기능을 한다. 제 1 및 제 2 기판처리장치(110a, 110b)는 열처리 공정을 포함한 기판처리공정을 수행한다. 다수의 기판이 적재된 서셉터가 이동하는 기판 반입부(180)의 내부공간을 청정하게 유지시키기 위하여, 기판 반입부(180)의 상부에 팬 필터 유닛(fan filter unit)(도시하지 않음)을 설치할 수 있다.
도 2에서는 2 개의 기판처리장치를 도시하였지만, 필요에 따라 기판 반입부(180)에 연결되는 기판처리장치의 개수를 증감시킬 수 있다. 다시 말하면, 기판 반입부(180)에 하나의 기판처리장치가 연결되거나 또는 3 개 이상의 기판처리장치가 연결될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열처리를 위한 기판처리장치의 개략도이다.
도 2의 제 1 및 제 2 기판처리장치(110a, 110b)는 기판 반입부(180)에 연결된 위치를 제외하고 본질적으로 동일한 구조를 가진다. 따라서, 대표적으로 제 1 기판처리장치(110a)의 구조를 설명하고, 제 2 기판처리장치(110b)의 설명은 생략한다. 그리고, 상기에서 언급한 바와 같이, 기판 반입부(180)에 하나의 기판처리장치만이 연결될 수 있다.
제 1 기판처리장치(110a)는 본체(112)와 투명창(114)의 결합에 의해 기판처리공간을 제공하는 공정챔버(116), 공정챔버(116)의 내부에 위치하고 서셉터(120)가 안치되는 서셉터 플레이트(121), 서셉터 플레이트(121)를 지지하고 회전시키는 지지수단(162), 투명창(114) 상에 위치하는 가열수단(122), 및 투명창(114) 상에 형성되고 가열수단(122)을 수용하는 하우징(130)을 포함하여 구성된다.
제 1 기판처리장치(110a)는 기판처리공간에 공정가스를 공급하기 위한 가스공급수단(140), 기판처리공간을 진공배기 또는 기판처리공간의 공정가스를 배출시키기 위한 배기수단(142), 서셉터(120)가 반입 및 반출되는 게이트 밸브(150), 및 서셉터(120)를 본체(112)와 분리시키기 위한 다수의 리프트 핀(164)을 더욱 포함하여 구성된다. 다수의 리프트 핀(164)은 승강운동에 의해 서셉터(120)와 서셉터 플레이트(121) 사이에 로봇 암(도시하지 않음)이 출입할 수 있는 공간을 제공하여, 서셉터(120)를 용이하게 공정챔버(116)의 외부로 반출하거나 공정챔버(116)의 내부로 반입하게 한다.
본체(112)는 알루미늄 또는 스테인레스 스틸 등과 같은 금속으로 제작되고, 투명창(114)은 복사열 공급원(122)의 복사열을 투과할 수 있는 투명재질의 석영으로 제작된다. 투명창(114)은 기판(118)과 투명창(114)의 간격이 공정챔버(116)의 주변부에서 중앙부 방향으로 넓어지는 돔(dome)형태로 제작된다.
통상적으로 열처리 공정 등을 포함한 기판처리공정은 진공상태에서 진행하므로, 투명창(114)은 공정챔버(116) 내부의 진공압력을 견딜 수 있을 정도의 기계적 강도를 가져야 한다. 돔형으로 투명창(114)을 제작하면 평판으로 제작하는 경우보다 얇은 두께를 가지면서 높은 기계적 강도를 유지할 수 있다.
투명창(114)이 공정챔버(116) 내부의 진공압력을 견디기 어려운 경우, 하우징(130)의 내부를 공정챔버(116) 내부와 유사한 진공압력으로 배기하여야 한다. 그러나, 투명창(114)의 기계적 강도가 우수하다면, 하우징(130)의 내부를 대기압으로 유지할 수 있다. 투명창(114)을 기계적 강도가 우수한 돔형으로 제작하면, 하우징(130)의 내부를 진공으로 배기하지 않기 때문에, 제 1 기판처리장치(110a)의 제작단가 및 공정비용이 낮아진다.
투명창(114)을 돔형으로 제작하면, 평판으로 제작하는 경우보다 얇은 두께로 제작할 수 있다. 투명창(114)은 두께가 얇아짐에 따라 잠열이 작아지기 때문에, 기판(118)을 급격하게 승온하거나, 또는 공정챔버(116)를 급격하게 강온할 때 유리하다. 돔형을 완전한 반구형으로 구성하는 것이 가장 기계적 강도가 우수하다. 그러나, 투명창(114)을 반구형으로 제작하면, 주변부에서 중앙부에서 복사열 공급원(122)과 서셉터(120) 사이의 간격차이가 커지기 때문에, 다수의 기판(118)을 균일하게 가열하기 어려운 문제가 발생한다. 따라서, 투명창(114)의 곡률을 적절하게 설정하여 제작한다.
돔형의 투명창(114)을 사용하기 때문에, 복사열 공급원(122)과 서셉터(120) 주변부 사이의 제 1 간격은 가열수단(122)과 서셉터(120) 중앙부 사이의 제 2 간격보다 작다. 가열수단(122)으로 열을 공급하여 다수의 기판(118)을 가열하는 열처리공정을 진행할 때, 공정챔버(116)의 측벽과 인접한 서셉터(120)의 주변부는 서셉터(120) 중앙부와 비교하여 열손실이 크다. 그런데, 본 발명에서는 돔형의 투명창(114) 및 투명창(114)과 대응하는 형태로 제작되는 가열수단(122)에 의해, 서셉터(120)의 주변부는 중앙부보다 가열수단(122)이 근거리에 위치하여, 서셉터(120)의 주변부에서 발생하는 열손실을 보상할 수 있다. 따라서, 서셉터(120)는 전체적으로 균일하게 가열될 수 있다.
본체(112)에는 서셉터(120)가 위치되는 서셉터 플레이트(121)가 설치되고, 서셉터 플레이트(121)는 안치부(185)에 안착하고 지지수단(162)에 결합된다. 본체(112)의 중앙부에는 서셉터(120) 및 서셉터 플레이트(121)를 수용하기 위함 함몰부(183)가 형성되고, 함몰부(183)의 측면에 단차영역이 형성되며, 이러한 단차영역은 서셉터 플레이트(121)가 거치되는 안착부(185)로 기능한다. 서셉터 플레이트(121)가 안착부(185)에 안착하고, 서셉터(120)가 서셉터 플레이트(121)에 위치하면, 공정챔버(116)의 내부에 공급되는 공정가스로부터 열 손실을 최소화하기 위하여, 서셉터(120) 및 서셉터 플레이트(121)는 공정챔버(116)의 측벽과 연결된 본체(112)의 내측상면과 동일한 평면을 유지하거나, 또는 낮게 위치할 수 있다.
서셉터 플레이트(121)가 안착부(185)에 안착하고, 서셉터(120)가 서셉터 플레이트(121)에 위치하면, 서셉터(120)와 함몰부(183)에 대응되는 본체(112) 사이에는 공간이 설정되고, 함몰부(183)에 대응되는 본체(112)에는 투과창(도시하지 않음)이 설치된다. 투과창에는 서셉터(120)의 온도를 측정하기 위한 온도측정수단(190)을 설치한다. 온도측정수단(190)은 서셉터(120)의 온도를 비접촉식으로 측정하기 위하여, 광고온계(optical pyrometer)를 사용한다. 광온도계를 사용하는 온도측정수단(190)은 서셉터(120)에서 방출되는 복사광 중 일정 파장을 가지는 복사광을 감지한다.
가열수단(122)은 지지부(124), 다수의 램프(126), 및 다수의 램프(126) 각각을 수용하는 다수의 관통홀(128)를 포함한다. 지지부(124)의 저면부에는 투명창(112)의 곡면과 일치하는 곡면이 형성된다. 지지부(124)의 저면부와 기판(118) 사이의 간격은 공정챔버(116)의 주변부에서 중앙부 방향으로 증가한다. 따라서, 지지부(124)의 저면부는 함몰된 형태이다. 지지부(124)는 필요에 따라 투명창(114)과 직접 접촉하거나 또는 이격되어 설치될 수 있다. 다수 말하면, 지지부(124)와 투명창(114)은 일체형 또는 분리형으로 형성할 수 있다. 다수의 램프(126) 각각은 다수의 수용부(128)에 수용되고 투명창(114) 상에 위치하여 기판(118)을 향하여 복사열을 조사한다.
온도측정수단(190)에서 측정된 서셉터(120)의 온도를 전력 제어부(192)에 인가하면, 전력 제어부(192)는 측정온도에 응답하여 다수의 램프(180)에 공급되는 전력을 제어한다. 전력 제어부(192)는 다수의 램프(180) 각각을 독립적 또는 일괄적으로 제어할 수 있다. 서셉터(120) 전체에 걸쳐서 균일한 온도분포를 가지면서 가열할 수 있도록, 전력 제어부(192)는 다수의 램프(180) 각각에는 인가되는 전력은 제어한다.
지지수단(162)에는 서셉터(120)를 회전시키는 동력을 인가하기 위한 제 1 구동장치(166)가 연결되고, 다수의 리프트 핀(164)에는 다수의 리프트 핀(164)을 승강시키기 위한 제 2 구동장치(168)가 연결된다. 다수의 리프트 핀(164)는 제 2 구동장치(168)에 의해서 동시에 승강할 수 있다. 그러나, 필요에 따라 다수의 리프프 핀(164) 각각에 별도의 제 2 구동장치(168)를 설치할 수 있다. 함몰부(183)에 대응되는 본체(112)에는 함몰부(183)에 대응되는 본체(112)에는 지지수단(162)의 회전공간을 제공하는 제 1 관통홀(170a)과 다수의 리프트 핀(164)이 승강하기 위한 다수의 제 2 관통홀(170b)이 형성된다. 다수의 리프트 핀(164)은 서셉터(120)를 안정적으로 지지하기 위하여 3 개 설치하는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가열수단의 부분 단면도이다.
가열수단(122)은 지지부(124), 다수의 복사열 공급원(126), 및 다수의 복사열 공급원(126) 각각을 수용하는 다수의 관통홀(128)를 포함하고, 다수의 복사열 공급원(126) 각각은 전원을 공급받는 소켓(184), 램프(180), 및 소켓(184)과 램프(180)를 연결하는 연결부(182)를 포함하여 구성된다. 지지부(124)는 연결부(182)가 위치되는 관통홀(128) 및 램프(180)가 수용되는 수용영역(136)을 포함한다.
지지부(124)는 투명창(114)에 대응되는 형태로 제작되고, 지지부(124)의 하부는 돔형의 투명창(114)과 대응되는 함몰부를 가진다. 지지부(124)의 하부에 위치하는 다수의 수용영역(136)은 지지부(124)의 하면 중심에서 외곽부까지 균일하게 배치된다. 다시 말하면, 곡률을 가지는 지지부(124)의 하면 중심에서 외곽부까지 다수의 동심원이 정의되고, 다수의 동심원 사이에 다수의 수용영역(136)이 위치한다. 따라서, 다수의 수용영역(136)에도 지지부(124)의 하면에 대응되는 곡률이 형성된다. 다수의 수용영역(136) 각각은 지지부(124)의 하면에 정의되는 다수의 동심원 사이에 배치되므로, 수평 단면은 대략적으로 상변보다 하변이 큰 사다리꼴 형태로 제작된다.
수용영역(136)의 표면에는 반사판(186)이 설치되어 있어 램프(180)의 열효율을 증가시킨다. 수용영역(136)의 형상 및 크기에 따라 여러가지 형태의 램프(180)를 사용할 수 있지만, 반사효율을 고려하면 구형의 램프(180)를 사용하는 것이 바람직하다. 반사효율을 고려하여, 관통홀(128)의 단면적은 수용영역(136)의 단면적보다 작게 형성한다.
반사판(186)은 반사율을 개선하기 위하여 별도의 코팅층(도시하지 않음)을 마련할 수 있다. 반사판(186)은 램프(180)와 인접한 영역에 설치되므로, 지속되는 열처리 과정에서 가열되고, 이로 인해 반사판(186)에 영향을 줄 수 있으므로, 반사판(186)과 인접한 램프 지지부(124)에 냉매 순환유로(도시하지 않음) 및 순환유로와 연결되는 냉매공급부(도시하지 않음)을 설치할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 본체의 상세도이다.
서셉터(120)는 원형의 플레이트(120a), 플레이트(120a) 상에 설치되고 기판(118)이 위치하는 다수의 기판 안착부(120b), 다수의 기판 안착부(120b) 각각의 중심에 설치되는 중앙부(120c), 및 서셉터 플레이트(121)와 정렬을 위한 제 1 정렬부(120d)를 포함하여 구성된다. 제 1 정렬부(120d)는 원형의 플레이트(120a)를 절단한 플랫존(flat zone)으로 형성할 수 있다. 서셉터(120)는 열전도가 우수한 불투명 재질의 그래파이트(graphite)에 화학기상 증착방법으로 탄화실리콘(SiC) 물질을 코팅하여 사용할 수 있다. 도 5에서, 서셉터(120)에 3 개의 기판(118)을 안치하는 것으로 도시하였지만, 필요에 따라 서셉터(120)에 안치되는 기판(118)의 개수를 증감할 수 있다.
도 5에서는, 6 인치 웨이퍼를 기판(118)으로 사용하여, 3 개의 기판안착부(120b)를 설치한 것을 일례로 도시한다. 기판안착부(120b)는 제 1 내지 제 3 기판 안착부(120b-1, 120b-2, 120b-3)를 포함한다. 기판안착부(120b)에는 기판(118)과 서셉터(120)가 용이하게 분리되기 위하여, 골과 산이 반복되는 요철(도시하지 않음)이 형성될 수 있다. 제 1 및 제 2 기판 안착부(120b-1, 120b-2)는 서셉터(120)의 제 1 정렬부(120d)에 인접하여 배치되고, 제 3 기판 안착부(120b-3)는 제 1 정렬부(120d)와 대향하는 부분에 배치된다. 제 1 및 제 2 기판 안착부(120b-1, 120b-2)는 플랫 존을 `가지는 제 1 정렬부(120d)의 중심을 지나고 제 1 정렬부(120d)와 수직한 직선을 기준으로 대칭으로 배열된다. 그리고, 제 1 및 제 2 기판 안착부(120b-1, 120b-2)의 사이와 인접하여 제 3 기판 안착부(120b-3)가 위치한다.
함몰부(183)에 대응되는 본체(112)에는 지지수단(162)의 회전공간을 제공하는 제 1 관통홀(170a)과 도 3의 다수의 리프트 핀(164)이 승강하기 위한 다수의 제 2 관통홀(170b)이 형성된다. 지지수단(162)은 제 1 관통홀(170a)에 위치하는 지지축(162a), 상단에서 방사선으로 분기되는 다수의 분기부(162b), 다수의 분기부(162b)를 연결하는 보강부(162c), 및 다수의 분기부(162b) 각각의 단부에 설치되어 서셉터 플레이트(121)와 결합되는 다수의 돌출부(162d)를 포함하여 구성된다.
본체(112)에는 함몰부(186)의 내주연을 따라 서셉터 플레이트(121)가 거치되는 안치부(185)가 형성되고, 본체(112)의 일측면에는 서셉터(120)가 반입 및 반출되는 게이트 밸브(150)가 형성된다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 서셉터 플레이트의 전면도 및 배면도이다.
도 6a 및 도 6b와 같이, 도 5의 본체(112)의 안치부(185)에 위치하고, 서셉터(120)가 안착하는 서셉터 플레이트(121)는 중공을 가지는 링 형태로 형성된다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 서셉터 플레이트(121)의 전면에는 서셉터(120)가 거치되는 단차부(121a)와 서셉터(120)의 제 1 정렬부(120d)와 정합되기 위해 플랫존(flat zone)으로 형성되는 제 2 정렬부(121b)가 형성되고, 도 6b에 도시된 바와 같이, 서셉터 플레이트(121)의 배면에는 도 5의 함몰부(183)에 대향하여 설치되고, 도 5의 다수의 분기부(162b) 각각의 단부에 설치되며 단면이 원형을 가지는 다수의 돌출부(162d)가 삽입되기 위한 다수의 우묵부(121c)가 형성된다. 도 5의 다수의 돌출부(162a)와 다수의 우묵부(121c)는 서로 대응되어 결합되어야 하므로, 동일한 개수가 설치된다. 우묵부(121c)에는 열팽창에 의한 영향을 최소화하기 위해 장축과 단축을 가지는 타원형으로 형성된다. 우묵부(121c)의 장축은 서셉터 플레이트(121)의 중심을 지나는 직선과 평행하고, 단축은 서셉터 플레이트(121)의 중심을 지나는 직선과 수직으로 배열된다.
도 5, 도 6a 및 도 6b을 참조하며, 서셉터(120)가 반입되는 과정을 살펴보면 다음과 같다. 기판처리공정을 진행하기 위하여, 다수의 리프트 핀(164)이 상승하고, 게이트 밸브(150)를 통하여 다수의 기판(118)을 적재한 서셉터(120)가 공정챔버(116)의 내부로 반입되어 다수의 리프트 핀(164) 상에 위치된다. 다수의 리프트 핀(164)이 하강하면, 서셉터(120)가 서셉터 플레이트(121)에 정렬되어 위치된다. 이때, 제 1 및 제 2 정렬부(120d, 121b)가 서로 정합된다. 그리고, 도 6b의 서셉터 플레이트(121)의 다수의 우묵부(121c) 각각에는 도 5의 지지수단(162)의 다수의 돌출부(162d)가 삽입된 상태이다. 따라서, 서셉터 플레이트(121)가 지지수단(162)에 연결되어 있어, 지지수단(162)의 회전력이 서셉터 플레이트(121)에 위치한 서셉터(120)에 전달될 수 있다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 실시예에 따른 서셉터의 평면도이다.
서셉터(120)에 설치되는 기판 안착부(120b)는 기판(118)의 직경 및 도 3의 공정챔버(116)의 크기에 따라, 크기 및 개수를 달리할 수 있다. 동일한 직경을 가지는 서셉터(120)에 있어서, 예를 들어, 도 7a와 같이, 6인치 웨이퍼를 기판(도시하지 않음)을 사용하는 경우, 도 5와 같이 대략적으로 3 개 내외의 기판안착부(120b)를 설치되고, 도 7b와 같이 4인치 웨이퍼를 기판(118)으로 사용하는 경우, 대략적으로 6개 내외의 기판안착부(120b)를 설치하고, 도 7c와 같이 2인치의 웨이퍼를 기판으로 사용하는 경우, 대략적으로 18개 내외의 기판안착부(120b)를 설치한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기판 반입부의 상세도이다.
기판 반입부(180)는 카세트 반입용 도어(도시하지 않음), 커버(192), 카세트 적재모듈(194), 서셉터 반입부(196) 및 이송수단(198)을 포함하여 구성된다. 커버(192)의 내부에 카세트 적재모듈(194), 서셉터 반입부(196) 및 이송수단(198)이 위치하고, 서셉터(120)가 이동할 수 있는 이동구(120a)을 포함한다. 이동구(120a)는 서셉터 반입부(196)와 도 2의 제 1 및 제 2 기판처리장치(110a, 110b)에 설치되는 도 3의 게이트 밸브(150) 사이에서 도 5의 서셉터(120)가 이동할 수 있는 통로를 제공한다. 이송수단(198)은 카세트 적재모듈(194)과 도 2의 제 1 및 제 2 기판처리장치(110a, 110b) 사이에 위치하는 가이드 레일(198a) 및 가이드 레일(198a)을 따라 이동하는 이송로봇(198b)을 포함하여 구성된다.
카세트 적재모듈(194)은 준비 카세트(190a)가 위치하는 반입 적재부(194a)와 완료 카세트(190b)가 위치하는 반출 적재부(194b)를 포함한다. 반입 적재부(194a)에는 하나 또는 다수의 준비 카세트(190a)가 위치하고, 반출 적재부(194b)에는 하나 또는 다수의 완료 카세트(190b)가 위치한다, 준비 카세트(190a)에는 기판처리를 위해 도 2의 제 1 및 제 2 기판처리장치(110a, 110b)에 공급되기 위한 기판(도시하지 않음)이 적재된다. 완료 카세트(190b)에는 기판처리가 완료되어 제 1 및 제 2 기판처리장치(110a, 110b)로부터 반출된 기판(118)이 적재된다.
필요에 따라, 카세트 적재모듈(194)은 더미 카세트가 적재되는 더미 카세트부(도시하지 않음)을 하나 또는 다수로 설치할 수 있다. 반입 적재부(194a) 및 반출 적재부(194b)에는 도면으로 도시하지 않았지만, 카세트 유무 감지용 센서, 기판의 이격 감지용 센서, 기판 정렬장치, 카세트 고정장치, 및 기울임 장치를 설치할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 서셉터 반입부의 상세도이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 정렬 지지부의 평면도이고, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 대기 지지부의 평면도이다.
도 9과 같이, 서셉터 반입부(196)는 서셉터(120)가 위치하는 서셉터 지지부(196a), 서셉터 지지부(196a)의 하부에 위치하는 지지판(196b), 기판 안착부(120)의 중앙부(120c)를 진공으로 흡착하여 기판(118)을 승강시키는 기판 승강부(196c)를 포함하여 구성된다.
서셉터 지지부(196a)는 정렬 지지부(197a) 및 대기 지지부(197b)를 포함한다. 정렬 지지부(197a)는 이송수단(도시하지 않음)을 이용하여 기판(118)을 준비 카세트(190a)로부터 서셉터(120)로 이송하여 안착시키거나, 서셉터(120)에 안착되어 있는 기판(118)을 완료 카세트(190b)로 이송시키는 기능을 한다. 정렬 지지부(197a)는 지지판(196b) 상에 설치되는 다수의 제 1 필라(200a)에 의해 지지되고, 도 10과 같이 중공이 형성된 플레이트(202a), 중공의 주연부를 따라 형성되고 서셉터(120)가 거치되는 정렬 단차부(202b), 중공과 연통되는 제 1 정렬 오프닝(202c) 및 제 2 정렬 오프닝(202d)을 포함한다.
도 9 및 도 10과 같이, 정렬 지지부(197a)의 제 1 정렬 오프닝(202c)과 대응되는 지지판(196b)에는 정렬수단(206)이 설치된다. 정렬수단(206)에는 정렬 지지부(197a)에 서셉터(120)의 안치 유무를 감지하는 센서(도시하지 않음)가 설치된다. 정렬 지지부(197a)에 서셉터(120)가 위치하면 센서가 서셉터(120)의 안치되어 있음을 감지하고 정렬수단(206)을 동작시켜 서셉터(120)의 제 1 정렬부(120d)의 위치를 조정한다. 정렬 지지부(197a)에서 서셉터(120)의 정렬은 정렬수단(206)과 서셉터(120)의 제 1 정렬부(120d)가 서로 평행하게 되는 것을 의미한다. 제 2 정렬 오프닝(202d)은 서셉터(120)를 이송시키기 위한 이송수단이 인입되는 공간을 제공한다.
정렬 지지부(197a)에서 제 1 정렬 오프닝(202c) 및 제 2 정렬 오프닝(202d)는 중공과 연통된다. 제 1 정렬 오프닝(202c)은 정렬수단(206)과 인접하고 제 2 정렬오프닝(202d)은 이송수단이 출입할 수 있도록, 도 8의 기판 반입부(180)의 이동구(198)와 인접한다. 정렬 지지부(197a)의 중공과 대응되는 지지판(196b)에는 다수의 기판 승강부(196c)가 설치된다. 기판 승강부(120b)는 정렬 지지부(197a)의 하부에 위치하고, 서셉터(120)의 중앙부(120c)를 진공으로 흡착하여, 중앙부(120c)와 기판을 상승시켜, 기판(118)의 하부에 이송수단이 인입될 수 있는 공간을 제공한다. 기판 승강부(196c)는 서셉터(120)에 설치되는 기판 안착부(120b)와 동일한 개수로 설치된다.
대기 지지부(197b)는 도 2의 제 1 및 제 2 기판처리장치(110a, 110b)에 반입되기 위한 서셉터(120) 또는 제 1 및 제 2 기판처리장치(110a, 110b)로부터 반출된 서셉터(120)가 위치된다. 대기 지지부(197b)는 정렬 지지부(197a) 상에 설치되는 다수의 제 2 필라(200b)에 의해 지지되고, 도 11과 같이 중공이 형성된 플레이트(204a), 중공의 주연부를 따라 형성되고 서셉터(120)가 거치되는 단차부(204b), 중공과 연통되는 제 1 대기 오프닝(204c) 및 제 2 대기 오프닝(204d)을 포함한다. 제 2 대기 오프닝(204d)은 서셉터(120)를 이송시키기 위해 이송수단이 인입되는 공간을 제공한다.
대기 지지부(197b)의 하부에는 기판 승강부(196c)가 설치되지 않아 기판(118)의 정렬 및 이송은 불가능하다. 그러나, 생산성을 개선하기 위하여, 서셉터 반입부(196)는 대기 지지부(197b)를 설치하지 않고 정렬 지지부(197a)를 다수 적층할 수 있다. 정렬 지지부(197a)를 다수 적층하는 경우, 다수의 정렬 지지부(197a) 각각의 하부에는 기판 승강부(196c)가 설치되어야 한다.
정렬 지지부(197a)에 서셉터(120)가 위치하여 정렬되면, 도 5의 제 1 및 제 2 기판 안착부(120b-1, 120b-2)는 제 1 정렬 오프닝(202c)과 인접하고, 도 5의 제 3 기판 안착부(120b-3)는 제 2 정렬 오프닝(202d)과 인접한다. 도 5와 같은 제 1 내지 제 3 기판 안착부(120b-1, 120b-2, 120b-3)의 배치는 기판(118)을 서셉터(120)에 용이하게 이송하여 안착시키기 위함이다.
도 12는 본 발명에 따른 이송수단의 상세도이다. 도 12의 이송수단을 명확하게 설명하기 위하여 편의상 도 2, 도 8 및 도 9를 참조한다.
도 8의 이송수단(198)은 도 2의 제 1 및 제 2 기판처리장치(110a, 110b)와 도 8의 카세트 적재부 사이에 위치하는 가이드 레일(198a) 및 가이드 레일(198a)를 따라 이동하는 이송로봇(198b)을 포함하여 구성된다. 도 12와 같이, 이송로봇(198b)은 도 8의 가이드 레일(198a) 상에 위치하며 가이드 레일(198a)을 따라 이동하는 지지봉(176a), 지지봉(176a)과 연결되어 회전 및 승강 가능하는 회전축(176b), 회전축(176a)에 일측 단부가 연결되는 2 개의 제 1 연결부(176c), 2 개의 제 1 연결부(176c) 각각의 타측 단부에 일측 단부가 연결되는 2 개의 제 2 연결부(176d), 및 2 개의 제 2 연결부(176d)의 타측 단부에 각각 연결되는 2 개의 로봇 암(176e)을 포함한다.
로봇 암(176e)은 2 개의 제 2 연결부(176d) 중 하나에 연결되고 기판(118)을 이송시키는 제 1 암(178a)과, 2 개의 제 2 연결부(176d) 중 다른 하나에 연결되고 서셉터(120)를 이송시키는 제 2 암(178b)으로 구성된다. 제 1 암(178a)은 도 8의 준비 카세트(190a) 및 완료 카세트(190b)와 서셉터 반입부(196) 사이에서 기판(118)을 이송시키는 기능을 하고, 제 2 암(178b)은 도 2의 제 1 및 제 2 기판처리장치(110a, 110b)와 도 8의 서셉터 반입부(196) 사이에서 다수의 기판(118)이 적치된 서셉터(120)를 이송시키는 기능을 한다. 제 1 및 제 2 암(178a, 178b)은 독립적으로 구동되고, 구동시에 충돌을 방지하기 위하여 서로 다른 높이로 설치된다.
제 1 암(178a)은 도 9의 기판 승강부(196c)의 승강축(도시하지 않음)이 상승했을 때, 승강축과 접촉하지 않고 기판(118)의 주변을 지지할 수 있는 형상으로 제작된다. 제 1 암(178a)은 기판(118)의 주변부를 지지하는 2 개의 분기부를 가진다. 제 2 암(178b)은 서셉터(120)의 하부를 지지할 수 있도록 장방형의 플레이트 형태이다.
도 9 내지 도 12를 참조하여, 서셉터 반입부(196)에 위치한 서셉터(120)에 다수의 기판(118)을 적재시키는 과정은 다음과 같다.
도 9의 기판 승강부(196c)가 동작하여, 제 1 및 제 2 기판 안착부(120b-1, 120b-2) 각각과 대응하는 2 개의 중앙부(120c)를 동시에 진공으로 흡착하여 상승시키고, 도 12의 이송수단(198)의 제 1 암(178a)이 도 8의 준비 카세트(190a)의 기판(118)을 도 9의 서셉터(120)에 설치된 제 1 및 제 2 기판 안착부(120b-1, 120b-2) 각각과 대응되는 2 개의 중앙부(120c)에 순차적으로 위치시킨다. 그리고, 도 9의 기판 승강부(196c)를 하강시켜 제 1 및 제 2 기판 안착부(120b-1, 120b-2) 각각에 기판(118)을 안착시킨다. 제 1 및 제 2 기판 안착부(120b-1, 120b-2) 각각과 대응하는 2 개의 기판 승강부(196c)는 동시에 동작하도록 설계될 수 있다. 이때, 제 3 기판 안착부(120b-3)에 대응되는 기판 승강부(196c)는 대기 상태를 유지한다.
기판(118)이 도 9의 제 1 및 제 2 기판 안착부(120b-1, 120b-2) 각각에 위치된 후, 제 3 기판 안착부(120b-3)과 대응하는 중앙부(120c)를 기판 승강부(196c)가 진공으로 흡착하여 상승시키고, 도 12의 이송수단(198)의 제 1 암(178a)이 도 8의 준비 카세트(190a)의 기판(118)을 도 9의 제 3 기판 안착부(120b-3)과 대응되는 중앙부(120c)에 위치시킨다. 그리고, 도 9의 기판 승강부(196c)를 하강시켜 제 3 기판 안착부(120b-3)에 기판(118)을 안착시킨다. 이때, 도 9의 제 1 및 제 2 기판 안착부(120b-1, 120b-2) 각각에 대응하는 기판 승강부(196c)는 대기 상태를 유지한다.
도 9 내지 도 12를 참조하여, 서셉터 반입부(196)의 위치한 서셉터(120)에 적재된 다수의 기판(118)을 완료 카세트(190b)에 수용시키는 과정은 다음과 같다.
도 9의 기판 승강부(196c)가 동작하여, 제 3 기판 안착부(120b-3)와 대응하는 중앙부(120c)를 진공으로 흡착하여 기판(118)을 상승시키고, 도 12에서 도시한 이송수단(198)의 제 1 암(178a)이 기판(118)을 완료 카세트(190b)에 수용시킨다. 도 9의 제 3 기판 안착부(120b-3) 상에 위치한 기판(118)이 도 8의 완료 카세트(190b)에 위치된 후, 도 9의 제 1 및 제 2 기판 안착부(120b-1, 120b-2) 각각과 대응하는 2 개의 중앙부(120c)를 동시에 진공으로 흡착하여 기판(118)을 상승시키고, 도 12에서 도시한 이송수단(198)의 제 1 암(178a)이 기판(118)을 순차적으로 완료 카세트(190b)에 수용시킨다.
도 2 내지 도 12를 참조한 기판처리과정은, 준비 카세트(190a)를 기판 반입부(180)에 적치하는 적치단계, 기판(118)을 적재한 서셉터(120)를 제 1 기판처리장치(110a) 또는 제 2 기판처리장치(110b)에 반입하는 반입단계, 제 1 기판처리장치(110a) 또는 제 2 기판처리장치(110b)에서 열처리 공정을 포함한 기판처리공정을 수행하는 공정단계, 기판처리공정이 완료된 기판(118)이 적재된 서셉터(120)를 제 1 기판처리장치(110a) 또는 제 2 기판처리장치(110b)로부터 기판 반입부(180)로 반출하는 반출단계, 및 기판 반입부(180)로부터 완료 카세트(190b)를 하치하는 하치단계를 포함하여 이루어진다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 서셉터 반입부의 상세도이고, 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 서셉터 반입부의 평면도이고, 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 승강부의 사시도이다. 본 발명의 다른 실시예는 10 내지 20 개 정도의 기판이 다량으로 적치되는 서셉터를 사용하고, 이러한 서셉터에 기판을 효율적으로 적재 및 하치하기 위한 서셉터 반입부에 대한 발명이다. 본 발명의 다른 실시예를 설명하면서, 본 발명의 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 사용한다.
도 13와 같이, 서셉터 반입부(196)는 서셉터(120)가 위치하는 서셉터 지지부(196a), 서셉터 지지부(196a)의 하부에 위치하는 지지판(196b), 기판 안착부(120)의 중앙부(120c)를 진공으로 흡착하여 기판(118)을 승강시키는 기판 승강부(196c)를 포함하여 구성된다.
서셉터 지지부(196a)는 이송수단(도시하지 않음)을 이용하여 기판(118)을 도 8의 준비 카세트(190a)로부터 서셉터 반입부(196)에 위치한 서셉터(120)로 이송하여 안착시키거나, 서셉터(120)에 안착되어 있는 기판(118)을 도 8의 완료 카세트(190b)로 이송시키는 기능을 한다. 서셉터 지지부(196a)는 서셉터(120)의 이송에 기여하지 않지만, 기판(118)이 적재유무와 관련없이 서셉터(120)를 대기시키는 대기 지지부(도시하지 않음)을 더욱 포함할 수 있다.
서셉터 지지부(196a)는 지지판(196b) 상에 설치되는 다수의 제 1 필라(200a)에 의해 지지되고, 중공이 형성된 플레이트(202a), 중공의 주연부를 따라 형성되고 서셉터(120)가 거치되는 정렬 단차부(202b), 중공과 연통되는 제 1 정렬 오프닝(202c) 및 제 2 정렬 오프닝(202d)을 포함한다.
서셉터 지지부(196a)의 제 1 정렬 오프닝(202c)에 대응되는 지지판(196b)에는 정렬수단(206)이 설치된다. 정렬수단(206)에는 서셉터 지지부(196a)에 서셉터(120)의 안치 유무를 감지하는 센서(도시하지 않음)가 설치된다. 서셉터 지지부(196a)에 서셉터(120)가 위치하면 센서가 서셉터(120)의 안치되어 있음을 감지하고 정렬수단(206)을 동작시켜 서셉터(120)의 제 1 정렬부(120d)의 위치를 조정한다. 서셉터 지지부(196a)에서 서셉터(120)의 정렬은 정렬수단(206)과 서셉터(120)의 제 1 정렬부(120d)가 서로 평행하게 되는 것을 의미한다. 제 2 정렬 오프닝(202d)은 서셉터(120)를 이송시키기 위한 이송수단이 인입되는 공간을 제공한다.
서셉터 지지부(196a)에서 제 1 정렬 오프닝(202c) 및 제 2 정렬 오프닝(202d)는 중공과 연통된다. 제 1 정렬 오프닝(202c)은 정렬수단(206)과 인접하고 제 2 정렬오프닝(202d)은 이송수단이 출입할 수 있도록, 도 8의 기판 반입부(180)의 이동구(198)와 인접한다.
서셉터 지지부(196a)의 중공과 대응되는 지지판(196b)에는 기판 승강부(196c)가 설치된다. 기판 승강부(196c)는 서셉터 지지부(196a)의 중공에 대응되는 지지판(196b)에 설치되며, 서셉터(120)의 중앙부(120c)를 진공으로 흡착하여, 중앙부(120c)와 기판(118)을 상승시켜, 기판(118)의 하부에 이송수단이 인입될 수 있는 공간을 제공한다.
기판 승강부(196c)는 다수의 기판(118)을 효율적으로 적재 및 하치시키기 위하여, 도 14와 같이, 다수의 기판(118)을 동시에 승강시킬 수 있는 제 1 내지 제 4 승강열부(196c-1, 196c-2, 196c-3, 196c-4)로 구성된다. 본 발명의 다른 실시예에서는 4 개의 승강열부를 가지는 기판 승강부(196c)를 도시하였지만, 기판(118)의 수에 따라 다양한 변주가 가능하다.
서셉터(120)의 다수의 기판 안치부(120b)에 위치한 기판(118)을 효율적으로 이송하기 위하여, 제 1 내지 제 4 승강열부(196c-1, 196c-2, 196c-3, 196c-4)는 이송장치가 인입되는 제 2 정렬 오프닝(202d)과 평행하게 배열된다. 제 1 내지 제 4 승강열부(196c-1, 196c-2, 196c-3, 196c-4) 각각은 도 15와 같이, 독립적으로 구동되는 구동장치(도시하지 않음)에 연결되어 승강 가능한 승강주축(220a), 승강주축(220a)의 상부에 위치하고 도 14의 제 1 및 제 2 정렬 오프닝(202c, 202d)과 평행한 연결판(220b), 및 연결판(220b)에 위치하고 승강주축(220a)의 승강에 따라 동일하게 승강하는 다수의 승강보조축(220c)으로 구성된다. 제 1 및 제 2 정렬 오프닝(202c, 202d) 사이에 제 1 내지 제 4 승강열부(196c-1, 196c-2, 196c-3, 196c-4)이 순차적으로 배치되고, 제 1 승강열부(196c-1)는 제 2 정렬 오프닝(202d)에 가장 인접하여 배치된다. 다수의 승강보조축(220c) 각각에는 서셉터(120)의 중앙부(120c)를 진공으로 흡착하여 승강시킬 수 있는 진공흡착장치(도시하지 않음)가 설치된다.
서셉터 반입부(196)에 위치한 서셉터(120)에 다수의 기판(118)을 적재하거나 하치시킬 때, 기판 승강부(196c)의 제 1 내지 제 4 승강열부(196c-1, 196c-2, 196c-3, 196c-4)은 순차적으로 승강 또는 하강한다. 다시 말하면, 제 2 정렬 오프닝(202d)에서 가장 인접한 제 1 승강열부(196c-1)이 상승하여 기판(118)이 이송수단에 의해서 적재 또는 하치된 후 하강하고, 순차적으로 제 2 내지 제 4 승강열부(196c-2, 196b-3, 196c-4)이 상승하여 이송수단에 의해 기판(118)이 적재 또는 하치되는 과정을 반복한다. 역으로, 제 1 정렬 오프닝(202c)에서 가장 인접한 제 4 승강열부(196c-4)이 먼저 상승하여 기판(118)을 적재 또는 하치하고, 순차적으로 제 3 내지 제 1 승강열부(196c-3, 196c-2, 196c-1)이 상승하여 이송수단에 의해 기판(118)이 적재 또는 하치되는 과정을 반복한다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (24)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 기판처리공간을 제공하고 다수의 기판을 적재한 서셉터가 반입 및 반출되는 공정챔버를 포함하는 기판처리장치; 및
    상기 기판처리장치에 상기 서셉터를 반입하거나 상기 기판처리장치로부터 상기 서셉터를 반출시키는 기판 반입부;
    를 포함하고,
    상기 기판 반입부는,
    상기 다수의 기판을 수용하는 카세트가 위치하는 카세트 적재부;
    상기 기판처리장치에 반입되거나 상기 기판처리장치로부터 반출되는 상기 서셉터가 위치하는 서셉터 반입부; 및
    상기 다수의 기판을 상기 카세트로부터 상기 서셉터에 적재시키고, 상기 서셉터를 상기 기판처리장치에 반입시키기 위해 일체로 구성되는 이송로봇을 포함하는 이송수단;
    을 포함하고,
    상기 이송로봇은, 상기 카세트 적재부와 상기 서셉터 반입부 사이에서 상기 다수의 기판을 이송하는 제 1 암과, 상기 기판처리장치와 상기 서셉터 반입부 사이에서 상기 다수의 기판을 적재한 상기 서셉터를 이송하는 제 2 암으로 이루어지는 로봇암을 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 암은, 서로 독립적으로 구동되고, 서로 다른 높이로 설치되는 것을 특징으로 하는 기판처리모듈.
  8. 삭제
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 카세트는,
    기판처리를 위하여 상기 기판처리장치에 공급되기 위한 상기 다수의 기판이 수용되는 준비 카세트; 및
    기판처리가 완료되어 상기 기판처리장치로부터 반출되는 상기 다수의 기판이 수용되는 완료 카세트;
    를 포함하고,
    상기 카세트 적재부는,
    상기 준비 카세트가 위치하는 반입 적재부; 및
    상기 완료 카세트가 위치하는 반출 적재부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리모듈.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 서셉터는,
    원형의 플레이트;
    상기 플레이트 상에 설치되고 상기 다수의 기판이 위치하는 다수의 기판 안착부;
    상기 다수의 기판 안착부 각각의 중심에 설치되고 상기 다수의 기판 안착부 각각과 분리 가능한 다수 중앙부; 및
    상기 서셉터를 상기 서셉터 플레이트에 정렬시키기 위해 상기 플레이트를 절단한 플랫존 형태의 제 1 정렬부;
    를 포함하고,
    상기 서셉터 반입부는,
    상기 서셉터가 위치하는 서셉터 지지부;
    상기 서셉터 지지부의 하부에 위치하는 지지판;
    상기 서셉터의 안치 유무를 감지하는 센서를 포함하고, 상기 지지판에 설치되어 상기 서셉터의 상기 제 1 정렬부의 위치를 조정하는 정렬수단; 및
    상기 서셉터의 상기 다수의 중앙부를 진공으로 흡착하여 상기 다수의 기판을 승강시키는 기판 승강부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리모듈.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 서셉터 지지부는,
    상기 서셉터를 정렬시키는 정렬 지지부; 및
    상기 기판처리장치로부터 반출되거나 상기 기판처리장치에 반입되기 위한 상기 서셉터가 위치하는 대기 지지부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리모듈.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 기판 승강부는, 다수의 상기 기판을 동시에 승강시키는 다수의 승강열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리모듈.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 다수의 승강열부 각각은 독립적으로 구동하는 승강주축, 상기 승강주축의 상부에 위치하는 연결판, 및 상기 연결판 상에 형성되고 다수의 상기 기판을 승강시키는 다수의 승강보조축을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리모듈.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 기판 승강부는 진공흡착장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리모듈.
  15. 제 7 항에 있어서,
    상기 이송수단은, 상기 카세트 적재부와 상기 기판처리장치 사이에 위치하는 가이드 레일을 포함하고, 상기 이송로봇은 상기 가이드 레일을 따라 이동하는 것을 특징으로 기판처리모듈.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 이송 로봇은,
    상기 가이드 레일 상에 위치하며 상기 가이드 레일을 따라 이동하는 지지봉;
    상기 지지봉과 연결되어 회전 및 승강 가능한 회전축;
    상기 회전축에 일측 단부가 연결되는 2 개의 제 1 연결부;
    상기 2 개의 제 1 연결부 각각의 타측 단부에 일측 단부가 연결되는 2 개의 제 2 연결부; 및
    상기 2 개의 제 2 연결부의 타측 단부에 연결되는 상기 로봇 암;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리모듈.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 로봇 암의 상기 제 1 암은 상기 2 개의 제 2 연결부 중 하나에 연결되고, 상기 로봇 암의 상기 제 2 암은 상기 2 개의 제 2 연결부 중 다른 하나에 연결되는 것을 특징으로 하는 기판처리모듈.
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 다수의 기판안착부 각각의 표면에는 골과 산이 반복되는 요철이 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리모듈.
  19. 제 7 항에 있어서,
    상기 기판처리장치는,
    상기 공정챔버의 내부에 위치하고 상기 서셉터가 위치하는 서셉터 플레이트;
    상기 서셉터 플레이트가 안치되는 안치부;
    상기 서셉터 플레이트와 결합되어 상기 서셉터를 지지하거나 회전시키는 지지수단; 및
    상기 서셉터 플레이트에서 상기 서셉터를 분리하는 다수의 리프트 핀;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리모듈.
  20. 제 7 항에 있어서,
    상기 공정챔버는,
    투명창;
    상기 투명창과 결합하여 상기 기판처리공간을 제공하는 본체; 및
    상기 투명창 상부에 위치하고 다수의 복사열 공급원을 포함하는 가열수단;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리모듈.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 서셉터 플레이트는 링 형태로 형성되고, 상기 서셉터가 거치되는 단차부, 상기 서셉터의 제 1 정렬부와 정합을 위한 플랫존 형태의 제 2 정렬부, 및 다수의 우묵부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리모듈.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 지지수단은,
    상기 본체를 관통하여 설치되는 관통홀에 위치하는 지지축;
    상기 지지축의 상단에서 방사선으로 분기되는 다수의 분기부; 및
    상기 다수의 분기부 각각의 단부에 설치되고 상기 서셉터 플레이트의 상기 다수의 우묵부와 결합되는 다수의 돌출부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리모듈.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 다수의 우묵부는 장축과 단축을 가지는 타원형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판처리모듈.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 지지수단은 상기 다수의 분기부를 연결하는 보강부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리모듈.
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