KR101118915B1 - 기판처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 챔버의 내벽에 기판 출입구를 가지고 회전가능한 라이너를 설치하여, 슬롯밸브와 정렬에 위해 기판을 입반출하는 기판처리장치에 관한 것으로, 반응공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버에 설치되며 기판이 입출입하는 슬롯; 기판 출입구를 가지며, 상기 기판 출입구와 정렬 또는 비정렬되도록 상기 챔버의 내부에서 회전할 수 있는 라이너;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
라이너, 기판 출입구, 슬롯, 슬롯밸브

Description

기판처리장치{Apparatus for treating Substrate}
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 챔버의 내벽에 기판 출입구를 가지고 회전가능한 라이너를 설치하여, 슬롯밸브와 정렬에 위해 기판을 입반출하는 기판처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 기판에 특정 물질의 박막을 증착하는 박막증착공정, 감광성 물질을 사용하여 이들 박막 중 선택된 영역을 노출 또는 은폐시키는 포토공정, 선택된 영역의 박막을 제거하여 목적하는 대로 패터닝하는 식각공정 등을 거치게 되며, 최적의 환경으로 설계된 기판처리장치의 내부에서 진행된다. 기판 상에 박막을 증착하거나 박막을 식각하는 기판처리장치는 공정챔버와 기판이 입반출되는 로드락 챔버로 구성된다. 그리고 공정챔버와 로드락 챔버의 사이에는 기판이 이동하는 슬롯(slot)을 개폐시키는 슬롯밸브 어셈블리가 설치되어, 공정챔버 내부의 공정환경을 유지시킨다.
그러나, 공정챔버에서 기판의 이송을 위하여 슬롯밸브가 개방되면, 저진공 상태의 로드락 챔버와 고진공 상태의 공정챔버 사이에서 발생하는 압력차에 의하여 로드락 챔버에서 공정챔버로 향하는 와류가 형성될 수 있으며, 이러한 와류로 인하여 로드락 챔버의 내부에 존재하는 이물질(particle)이 공정챔버의 내부로 유입되어 기판처리공정에 좋지 않은 영향을 준다. 또한 공정챔버의 내부를 고진공으로 유지하여도, 슬롯내부의 공간은 공정챔버의 내부공간과 비교하여 상대적으로 저진공을 유지하고 있으므로, 슬롯부분과 인접한 기판에서 기판처리가 불량해지는 문제가 발생한다.
이하에서는 상기와 같은 문제를 개선한 종래기술의 기판처리장치에 대하여 설명한다. 도 1은 종래기술에 따른 슬롯밸브 어셈블리를 포함한 기판처리장치의 개략도이고, 도 2는 종래기술의 플라즈마 차폐막의 사시도이다.
기판처리장치는 반응영역을 정의하는 공정챔버(10)과, 공정챔버(10)의 내부에 기판(12)이 안착되며, 정전척으로 구성되는 기판 안치대(14)와, 공정챔버(10)의 일측 벽면에 기판(12)이 입출입되는 슬롯(16)과, 슬롯(16)과 대응되며 공정챔버(10)의 외부에 설치되며 슬롯(16)을 개폐시키기 위한 슬롯밸브 어셈블리(18)와, 슬롯 어셈블리(18)가 설치되는 로드락 챔버(도시하지 않음)를 포함한다. 공정챔버(10)의 기판 안치대(14)에는 기판(12)을 분리하거나 안착을 위한 리프트 핀(20)이 내장된다.
슬롯 밸브 어셈블리(18)는 슬롯(16)을 개폐시키기 위한 슬롯밸브(22)와, 슬롯밸브(22)를 상하로 이동시키는 에어 실린더(24)와, 상하운동을 하는 에어 실린더(24)의 기밀을 유지하기 위한 벨로우즈(26)로 구성된다. 슬롯(16)과 대응되는 부분에 슬롯밸브(22)와 결합하는 플라즈마 차폐막(26)이 설치된다. 플라즈마 차폐막(26)은 일단이 슬롯밸브(22)에 연결되고 타단은 슬롯(16)을 통해 공정챔버(10) 내부로 확장되는 돌출부(28)와, 돌출부(28)에서 하부로 절곡되는 절곡부(30)로 구성된다. 플라즈마 차폐막(26)은 슬롯밸브(22)와 공정챔버(10)의 사이에서 플라즈마가 발생되어 공정의 균일성에 영향을 주는 것을 개선하기 위하여, 공정챔버(10)에서만 플라즈마가 발생하도록 슬롯밸브(22)와 공정챔버(10)의 사이를 차단하기 위하여 설치한다.
플라즈마 차폐막(26)의 돌출부(28)는 공정챔버(10)의 외벽에 설치되는 슬롯밸브(22)로부터 공정챔버(10)의 내측에 설치되는 슬롯(16)을 통하여 공정챔버(10) 내부로 확장되며, 슬롯(16)에 삽입되는 돌출부(28)는 슬롯(16)의 너비보다 크지 않게 구성한다. 그리고, 플라즈마 차폐막(26)의 돌출부(28)에 연결되는 절곡부(30)는 기판 안치대(14)가 원형인 것을 고려하여, 내면으로 만곡된다. 절곡부(30)의 높이는 슬롯(200)의 높이보다 작지 않으며, 돌출부(28)의 길이는 기판 안치대(14)와 접촉하지 않을 정도이다.
그러나, 도 1 및 도 2와 같은 종래기술에서, 기판(12)의 입반출을 위하여 공정챔버(10)의 슬롯(16)과 정렬되도록, 슬롯밸브 어셈블리(18)의 슬롯밸브(22)가 상승 및 하강하게 된다. 따라서, 슬롯밸브(22)의 상승 및 하강에 따라, 정밀하게 슬롯(16)과 슬롯밸브(22)의 정렬이 어렵다. 또한, 플라즈마 차폐막(26)은 슬롯밸브(22)와 연동할 수 있게 형성되어 있어, 플라즈마 차폐막(26)과 공정챔버(10)의 간섭으로 인한 이물질(particle)이 발생하고, 이물질이 공정챔버(10)의 내부로 인입되어 기판(10)의 처리공정에 좋지 않은 영향을 주는 문제가 있다.
상기와 같은 종래기술의 문제를 해결하기 위하여, 챔버의 내벽에 기판 출입구를 가지고 회전가능한 라이너를 설치하여, 슬롯밸브와 정렬에 위해 기판을 입반출하는 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판처리장치는, 반응공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버에 설치되며 기판이 입출입하는 슬롯; 기판 출입구를 가지며, 상기 기판 출입구와 정렬 또는 비정렬되도록 상기 챔버의 내부에서 회전할 수 있는 라이너;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 라이너가 회전하기 위한 동력을 제공하는 회전수단과, 상기 회전수단의 회전운동을 왕복운동으로 변환시키는 변환수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 변환수단은 상기 회전수단의 단부에 설치되는 랙과 상기 랙과 대응되어 상기 라이너의 측면에 위치하는 피니언으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 라이너가 상기 챔버의 내벽을 회전하기 위한 활강수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 활강수단은 상기 라이너의 회벽에 위치하는 다수의 베어링과 상기 다수의 베어링이 삽입되는 삽입구를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 슬롯과 대응되는 상기 챔버의 외부에 슬롯밸브 어셈블리가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 슬롯밸브 어셈블리는 상기 슬롯을 개폐시키기 위한 슬롯밸브와, 상기 슬롯밸브를 상하로 이동시키는 에어 실린더와, 상기 에어 실린더의 기밀을 유지하기 위한 벨로우즈로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 기판처리장치는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 공정챔버의 내벽에 기판 출입구를 가지고 회전가능한 라이너를 설치하여, 공정챔버의 슬롯과 라이너의 기판 출입구를 정렬 또는 비정렬시키는 것에 의해, 기판을 입반출하거나 공정환경을 조성한다. 따라서, 라이너의 회전에 의해 슬롯과 기판 출입구가 정렬이 용이하고, 또한 플라즈마 차폐막과 공정챔버의 간섭으로 인해 발생하는 이물질이 공정챔버의 내부로 인입되지 않는다. 그리고, 라이너는 공정챔버에서 공정을 진행하여 내부가 오염되었을 때, 정기점검시에 라이너를 공정챔버로부터 분리하여 세정할 수 있거나 교체할 수 있어, 공정챔버의 내부를 보호할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 기판처리장치의 개략적인 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 기판처리장치에서 슬롯이 개구되었을 때의 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 기판처리장치에서 슬롯이 폐쇄되었을 때의 사시도이다.
기판처리장치(100)는 반응영역을 정의하는 공정챔버(110)과, 공정챔버(110)의 내부에 기판(112)이 안착되며, 정전척으로 구성되는 기판 안치대(114)와, 공정챔버(110)의 내벽과 인접하여 설치되는 원통형의 라이너(liner)(130)와, 라이너(130)에 설치되는 기판 출입구(132)와, 기판 출입구(132)와 정렬 또는 비정렬되며 공정챔버(110)의 일측 벽면에 기판(112)이 입출입되는 슬롯(116)과, 슬롯(116)과 대응되며 공정챔버(110)의 외부에 설치되며 슬롯(116)을 개폐시키기 위한 슬롯밸브 어셈블리(118)와, 슬롯 어셈블리(118)가 설치되는 로드락 챔버(도시하지 않음)를 포함한다. 공정챔버(110)의 기판 안치대(114)에는 기판(112)을 분리하거나 안착을 위한 리프트 핀(120)이 내장된다.
슬롯 밸브 어셈블리(118)는 슬롯(116)을 개폐시키기 위한 슬롯밸브(122)와, 슬롯밸브(122)를 상하로 이동시키는 에어 실린더(124)와, 상하운동을 하는 에어 실 린더(124)의 기밀을 유지하기 위한 벨로우즈(126)로 구성된다. 공정챔버(110)의 내부에서 원통형의 라이너(130)가 활강하기 위한 동력을 제공하는 공압 또는 전기모터로 구성되는 회전수단(134)과 회전수단(134)의 회전운동을 라이너(130)를 회전시키는 왕복운동으로 변환시키는 변환수단(136)과 공정챔버(110)의 외부로 노출되는 회전수단(134)의 축(136)에 대한 기밀을 유지하기 위한 벨로우즈(140)를 포함한다.
회전수단(134)의 단부에는 회전수단(134)의 회전운동을 전달하기 위한 랙(rack)이 설치되고, 회전수단(134)의 동력을 전달받기 위해 라이너(130)에는 피니언(pinion)이 설치된다. 그리고, 라이너(130)가 공정챔버(110)의 내벽과 최소한의 마찰을 유지하면서 회전하도록 하는 활강수단(142)이 설치되며, 활강수단(142)은 라이너(130)의 외벽에 다수의 베어링(144)과 다수의 베어링(144)이 삽입되는 삽입구(146)를 포함한다. 라이너(130)는 공정챔버(110)에서 공정을 진행하여 내부가 오염되었을 때, 정기점검시에 라이너(130)를 공정챔버(110)로부터 분리하여 세정할 수 있거나 교체하여 사용한다. 따라서, 라이너(130)는 공정챔버(110)의 내부를 보호하는 기능을 한다.
공정챔버(110)의 슬롯(116)을 개구(open)할 때, 라이너(130)에 설치되어 있는 기판 출입구(132)와 슬롯(116)을 정렬시키고, 슬롯(116)을 폐쇄(close)할 때, 기판 출입구(132)를 슬롯(116)과 중첩되지 않는 영역으로 라이너(130)를 회전시키기 때문에, 라이너(130)는 공정챔버(110)의 내부을 완전히 회전하는 것이 아니다. 따라서, 라이너(130)가 활강하는 부분은 기판 출입구(132)와 슬롯(116)의 정렬 및 기판 출입구(132)와 슬롯(116)이 중첩되지 않고 기밀을 유지할 수 있는 정도의 거리만을 활강하도록, 라이너(130)의 외주연의 전체에 걸쳐 변환수단(136)과 활강수단(142)을 설치하지 않고 일부만 설치할 수 있다.
도 4는 공정챔버(110)의 내부로 기판(112)을 인입하거나, 공정챔버(110)의 외부로 기판(112)을 반출하기 위하여 슬롯(116)을 개구할 때의 사시도이다. 회전수단(134)을 동작시켜 라이너(130)의 기판 출입구(132)가 슬롯(116)과 정열되도록 라이너(130)를 회전시키고, 기판(112)을 입반출한다. 그리고, 기판(112)의 입반출이 완료되면, 도 5와 같이, 회전수단(134)을 구동시켜, 라이너(130)를 회전시킨다. 슬롯(116)와 정렬되었던 기판 출입구(132)는 라이너(130)의 회전에 의해, 슬롯(116)과 중첩되지 않고 기밀을 유지할 수 있는 위치에서 정지한다. 따라서, 공정챔버(110)의 내부는 슬롯(116)과 완전히 밀폐되어 진공상태를 유지할 수 있다.
본 발명에서는 기판(112)의 입반출을 위하여 공정챔버(110)의 슬롯(116)과 라이너(130)의 기판 출입구(132)를 정렬하므로, 슬롯(116)과 기판 출입구(132)의 정렬이 용이하다. 또한 종래기술과 다르게, 플라즈마 차폐막과 공정챔버의 간섭으로 인한 이물질이 공정챔버(110)의 내부로 인입되지 않는다.
도 1은 종래기술에 따른 슬롯밸브 어셈블리를 포함한 기판처리장치의 개략도
도 2는 종래기술의 플라즈마 차폐막의 사시도
도 3은 본 발명에 따른 기판처리장치의 개략적인 단면도
도 4는 본 발명에 따른 기판처리장치에서 슬롯이 개구되었을 때의 사시도
도 5는 본 발명에 따른 기판처리장치에서 슬롯이 폐쇄되었을 때의 사시도

Claims (7)

  1. 반응공간을 제공하는 챔버;
    상기 챔버에 설치되며 기판이 입출입하는 슬롯;
    기판 출입구를 가지며, 상기 기판 출입구와 정렬 또는 비정렬되도록 상기 챔버의 내부에서 회전할 수 있는 라이너;
    상기 라이너가 회전하기 위한 동력을 제공하는 회전수단;
    상기 회전수단의 회전운동을 왕복운동으로 변환시키는 변환수단;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 변환수단은 상기 회전수단의 단부에 설치되는 랙과 상기 랙과 대응되어 상기 라이너의 측면에 위치하는 피니언으로 구성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 라이너가 상기 챔버의 내벽을 회전하기 위한 활강수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 활강수단은 상기 라이너의 회벽에 위치하는 다수의 베어링과 상기 다수의 베어링이 삽입되는 삽입구를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬롯과 대응되는 상기 챔버의 외부에 슬롯밸브 어셈블리가 설치되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 슬롯밸브 어셈블리는 상기 슬롯을 개폐시키기 위한 슬롯밸브와, 상기 슬롯밸브를 상하로 이동시키는 에어 실린더와, 상기 에어 실린더의 기밀을 유지하기 위한 벨로우즈로 구성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
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