KR101165466B1 - 캐리어 및 이를 구비한 공정 장치 - Google Patents

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KR101165466B1
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Abstract

안전한 이송이 가능한 캐리어 및 이를 구비한 공정 장치가 개시된다.
본 발명의 캐리어는 중앙 부분에 관통홀을 갖는 프레임이 마련되고, 프레임의 관통홀에서 서로 마주보는 면에 다수의 서포트 바가 연결된다. 서포트 바 상에는 소정 높이를 갖고 돌출되고 소정 간격으로 배치된 다수의 서브 바가 부기된다. 필요에 따라 서포트 바는 탄성 수단에 의해 프레임과 체결된다. 이에 따라 서포트 바는 프레임과 별개로 자유자재로 이동될 수 있다.
따라서 본 발명은 관통홀에 서포트 바를 구비함으로써, 대형화 사이즈를 갖는 기판의 경우에도 관통홀을 통해 아래 방향으로 휘어지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 서포트 바를 탄성 수단을 사이에 두고 프레임과 체결함으로써, 고온고안에 따른 열에 의해 서포트 바가 변형되더라도 그 변형량만큼 탄성 수단에 의해 제어되므로 캐리어의 변형을 방지하여 캐리어 상에 안착된 기판의 파손을 방지할 수 있다.
캐리어, 공정 장치, 서포트 바, 탄성 수단, 파손

Description

캐리어 및 이를 구비한 공정 장치{Carrier and processing apparatus having the same}
도 1은 종래의 스퍼터링 장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 종래의 캐리어를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 캐리어를 도시한 도면.
도 4는 도 3의 I-I'라인을 따라 절단한 단면도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 캐리어를 도시한 도면.
도 6은 도 5의 탄성 부재에 대한 단면도.
도 7은 도 5의 탄성 부재에 대한 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11, 21: 프레임 15, 25: 서포트 바
16, 26: 서브 바 19: 기판
30: 탄성 수단 32: 연결 부재
34: 탄성 부재 36: 공간
38: 홀
본 발명은 캐리어에 관한 것으로, 특히 안전한 이송이 가능한 캐리어 및 이를 구비한 공정 장치에 관한 것이다.
공정 장치는 반도체 웨이퍼와 LCD 기판과 같이 처리될 기판을 성막공정 및 에칭공정과 같은 다수의 처리공정을 반복적으로 수행시킨다. 이를 위해 공정 장치에는 각 프로세스에 맞는 다수의 챔버가 구비되고, 이들 챔버 간에 캐리어를 이용하여 기판을 이송하고 있다.
특히, 공정 장치 중 박막을 형성하기 위한 스퍼터링 장치는 반도체 소자나 LCD를 제조하기 위해서 빠뜨릴 수 없는 필수적인 장치이다.
도 1은 종래의 스퍼터링 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 스퍼터링 장치는 일측 측면에 타겟(131), 캐소드(132) 및 마그넷(133)이 구비되고, 상기 타겟(131)에 대향되도록 타측 측면에 시스 히터(135)가 구비된다. 이때, 기판(140)은 상부/하부 캐리어(138a, 138b)에 장착되어 수직으로 기립된 상태로 상기 스퍼터링 장치로 이송된다. 상기 상부 캐리어(138b)에는 소정의 극성을 갖는 제1 마그넷(139)이 구비되고, 상기 스퍼터링 장치의 상부에는 상기 제1 마그넷(139)과 반대 극성을 갖는 제2 마그넷(136)이 장착된다. 상기 하부 캐리어(138a)의 저면에는 상기 기판(140)을 이송시키기 위한 메탈 벨트(137)가 부착된다.
미설명 부호 141은 상기 스퍼터링 챔버 유닛의 압력을 고 진공으로 만들기 위해 공기를 배출시키는 진공펌프를 나타낸다.
상기 상부/하부 캐리어(138a, 138b)에 장착된 기판(140)이 상기 메탈 벨트(137)의 동작으로 상기 스퍼터링 장치로 이송되면, 상기 제1 및 제2 마그넷(139, 136) 사이의 인력에 의해 상기 기판(140)이 장착된 상하부 캐리어(138a, 138b)가 소정 위치에 고정되게 된다. 이와 같이 상하부 캐리어(138a, 138b)가 고정된 상태에서 상기 캐소드(132)에 인가된 전압에 의해 형성된 기체 플라즈마의 양이온에 의해 상기 타겟(131)으로부터 타겟 물질이 방출되어 상기 기판(140) 상에 증착되게 된다. 증착 공정이 완성된 상기 기판(140)은 상기 메탈 벨트(137)의 동작으로 다음 공정으로 이송될 수 있다.
상기 캐리어(138)에는 기판(140)이 도시되지 않은 클램프에 의해 고정되어 이송된다. 캐리어는 통상 중앙 부분이 관통된 사각프레임 형태를 갖는다.
이러한 경우, 기판(140)이 소형 사이즈일 때에는 상기 캐리어(138) 상에 고정되더라도 충분히 유지된다.
하지만, 최근 들어 LCD 패널이 대형화되면서, 기판 사이즈도 증가되고 있는데, 이와 같이 대형화 사이즈를 갖는 기판이 상기 캐리어(138)에 고정되는 경우, 중앙 부분의 관통으로 인해 기판의 중앙 부분이 아래로 처지게 된다.
도 1에서는 캐리어(138)가 수직으로 기립되어 이송되지만, 수평으로 이송될 수도 있다.
이와 같이 대형화 사이즈를 갖는 기판(140)이 캐리어(138) 상에 안착되는 경 우, 도 2에 도시된 바와 같이 중앙 부분이 관통된 관통홀(142)에 의해 기판(140)이 아래 방향으로 휘게 되므로, 자칫 기판이 파손될 우려가 있다.
특히, 캐리어가 이송되는 경우에는 이송간의 출발 또는 정지 등에 의해 순간적인 힘을 더욱 받기 때문에 기판이 파손되기 용이하다.
따라서 본 발명은 기판을 지지하도록 하여 안정하게 이송할 수 있는 캐리어 및 이를 구비한 공정 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 기판을 지지하기 위한 서포트 바를 탄성 수단에 연결함으로써, 서포트 바의 변형에 관계없이 기판을 안정하게 이송할 수 있는 캐리어 및 이를 구비한 공정 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 캐리어는, 중앙 부분에 관통홀이 형성되고 상기 관통홀 내에 서로 마주 대하는 제1 및 제2 내면을 갖는 프레임; 및 상기 제1 및 제2 내면에 연결된 다수의 서포트 바를 포함한다.
본 발명의 제2 실시예에 따르면, 캐리어는, 중앙 부분에 관통홀이 형성되고 상기 관통홀 내에 서로 마주 대하는 제1 및 제2 내면을 갖는 프레임; 상기 제1 및 제2 내면에 연결된 다수의 서포트 바; 및 상기 서포트 바가 자유자재로 이동되도록 하기 위해 상기 서포트 바와 연결된 탄성 수단을 포함한다.
본 발명의 제3 실시예에 따르면, 공정 장치는, 공정을 위한 다수의 공정 챔버; 및 상기 공정 챔버 사이로 이송되고, 기판을 지지하기 위한 서포트 바를 구비한 캐리어를 포함한다.
본 발명의 제4 실시예에 따르면, 공정 장치는, 공정을 위한 다수의 공정 챔버; 및 상기 공정 챔버 사이로 이송되고, 기판을 지지하기 위한 서포트 바와 상기 서포트 바가 자유자재로 이동되도록 하기 위해 상기 서포트 바와 연결된 탄성 수단을 구비한 캐리어를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 캐리어를 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 캐리어는 중앙 부분에 사각 형태의 관통홀(13)이 형성된 프레임(11)을 갖는다. 이에 따라, 캐리어는 중앙 부분에 관통홀(13)이 형성된 사각 형태를 갖는다.
서포트 바(support bar, 15)가 캐리어의 관통홀(13)의 서로 마주 대하는 제1 및 제2 내면(17a, 17b) 사이에 연결된다. 즉, 서포트 바(15)의 일측은 상기 캐리어의 관통홀(13)의 제1 내면(17a)에 연결되고 타측은 상기 캐리어의 관통홀(13)의 제2 내면(17b)에 연결된다.
상기 서포트 바(15)에는 상시 서포트 바(15)로부터 전방으로 소정 높이 돌출되어 소정 간격으로 배치된 다수의 서브 바(16)가 형성된다. 상기 서브 바(16)는 기판이 상기 캐리어의 상부 표면에 안착될 때 상기 캐리어의 상부 표면과 상기 서포트 바(15)의 상부 표면과의 단차에 의해 상기 기판이 아래 방향으로 휘어지는 것 을 방지하기 위해 구비될 수 있다. 하지만, 상기 캐리어의 상부 표면과 상기 서포트 바(15)의 상부 표면과의 단차가 미미한 경우에는 필요에 따라 상기 서브 바(16)는 구비되지 않아도 무방하다.
상기 캐리어에는 기판을 고정할 수 있는 클램프(미도시)가 구비된다.
상기 캐리어는 고온 고압에 견딜 수 있는 수지 계열 재질로 형성될 수 있다.
이러한 경우, 상기 서포트 바(15)는 상기 캐리어와 동일 재질로 형성되든지 또는 다른 재질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 서포트 바(15)는 성형시 상기 캐리어와 함께 형성될 수 있다. 또는 상기 캐리어와 별도로 형성되어 상기 서포트 바(15)를 상기 캐리어에 고정 체결할 수 있다. 이를 위해 상기 캐리어의 제1 및 제2 내면(17a, 17b)에는 상기 서포트 바(15)가 체결될 수 있는 연결 부재가 형성될 수 있다.
상기 서포트 바(15) 간에는 소정 간격으로 이격되어 형성된다.
따라서 상기 캐리어의 사이즈가 증가할수록 서포트 바(15)의 개수도 증가하게 된다.
이와 같이 캐리어의 사이즈가 증가할 때 각 서포트 바(15) 간의 최적 간격은 실험 등을 통해 설정될 수 있을 것이다.
상기 캐리어 상에 기판이 안착되어 고정되는 경우, 기판이 대형화 사이즈를 갖는 경우 아래 방향으로 휘어지게 된다. 이러한 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 캐리어에 구비된 서포트 바(15)에 의해 상기 기판(19)이 지지되게 되므로, 기판(19)은 상기 서포트 바(15)의 아래 방향으로는 더 이상 휘어지지 않게 되므로, 기판(19)이 휘어지어 파손되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서는 캐리어에 서포트 바를 구비함으로써, 대형화 사이즈를 갖는 기판이 서포트 바 상에 안착되는 경우, 아래 방향으로 휘어지는 기판을 지지하여 기판의 휨에 따른 파손을 방지할 수 있다.
하지만, 상술한 캐리어에는 서포트 바가 상기 캐리어와 일체로 성형되든지 또는 체결 부재에 의해 고정되므로, 소정의 공정 장치(예컨대, 스퍼터링 챔버)에서 고온 고압의 조건으로 소정의 공정이 수행되는 경우, 고온 고압에 따른 열에 의해 서포트 바가 변형되게 된다. 이러한 서포트 바의 변형이 캐리어의 변형을 초래하게 되어 캐리어에 구비된 클램프에 고정된 기판이 파손된다.
이러한 문제를 해결하기 위한 방안이 이하에서 설명된 본 발명의 제2 실시예에서 제시되었다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 캐리어를 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 캐리어는 중앙 부분에 사각 형태의 관통홀(23)이 형성된 프레임(21)을 갖는다. 이에 따라, 캐리어는 중앙 부분에 관통홀(23)이 형성된 사각 형태를 갖는다.
서포트 바(25)가 캐리어의 관통홀(23)의 서로 마주 대하는 제1 및 제2 내면(27a, 27b) 사이에 연결된다. 즉, 서포트 바(25)의 일측은 상기 캐리어의 관통홀(23)의 제1 내면(27a)에 연결되고 타측은 상기 캐리어의 관통홀(23)의 제2 내면(27b)에 연결된다.
상기 서포트 바(25)에는 상시 서포트 바(25)로부터 전방으로 소정 높이로 돌 출되어 소정 간격으로 배치된 다수의 서브 바(26)가 형성된다. 상기 서브 바(26)는 기판이 상기 캐리어의 상부 표면에 안착될 때 상기 캐리어의 상부 표면과 상기 서포트 바(25)의 상부 표면과의 단차에 의해 상기 기판이 아래 방향으로 휘어지는 것을 방지하기 위해 구비될 수 있다. 하지만, 상기 캐리어의 상부 표면과 상기 서포트 바(25)의 상부 표면과의 단차가 미미한 경우에는 필요에 따라 상기 서브 바(26)는 구비되지 않아도 무방하다.
상기 캐리어에는 기판을 고정할 수 있는 클램프(미도시)가 구비된다.
상기 캐리어는 고온 고압에 견딜 수 있는 수지 계열 재질로 형성될 수 있다.
이러한 경우, 상기 서포트 바(25)는 상기 캐리어와 동일 재질로 형성되든지 또는 다른 재질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 서포트 바(25)는 성형시 상기 캐리어와 함께 형성될 수 있다. 또는 상기 캐리어와 별도로 형성되어 상기 서포트 바(25)를 상기 캐리어에 고정 체결할 수 있다. 이를 위해 상기 캐리어의 제1 및 제2 내면(27a, 27b)에는 상기 서포트 바(25)가 체결될 수 있는 연결 부재가 형성될 수 있다.
상기 서포트 바(25) 간에는 소정 간격으로 이격되어 형성된다.
따라서 상기 캐리어의 사이즈가 증가할수록 서포트 바(25)의 개수도 증가하게 된다.
이와 같이 캐리어의 사이즈가 증가할 때 각 서포트 바(25) 간의 최적 간격은 실험 등을 통해 설정될 수 있을 것이다.
한편, 상기 서포트 바(25)는 탄성 수단(30)에 의해 상기 캐리어와 연결될 수 있다. 상기 탄성 수단(30)은 상기 서포트 바(25)를 상기 캐리어에 체결하는 동시에 상기 서포트 바(25)를 길이 방향으로 이동 가능하도록 한다. 따라서 상기 캐리어 상의 기판의 고온고압의 공정 장치에서 공정이 이루어질 때 고온 고압에 의한 열에 의해 상기 서포트 바(25)가 변형이 되더라도 상기 서포트 바(25)가 상기 탄성 수단(30)에 의해 상기 캐리어에 영향을 주지 않게 됨으로써, 캐리어의 변형에 따른 기판의 파손을 방지할 수 있다.
상기 탄성 수단(30)은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 캐리어의 소정 공간(36)을 통해 상기 서포트 바(25)와 연결될 수 있다. 즉, 상기 탄성 수단(30)은 상기 소정 공간(36)과 캐리어의 내면(27a, 27b) 간에 형성된 홀(38)을 통해 상기 서포트 바(25)와 체결 고정되는 연결 부재(32)와 상기 연결 부재(32)의 둘레에 구비되어 상기 서포트 바(25)와 체결된 연결 부재(32)의 이동을 제어하는 탄성 부재(34)를 구비한다. 상기 연결 부재(32)는 스크류 나사이고, 상기 탄성 부재(34)는 스프링일 수 있다.
상기 서포트 바(25)가 상기 홀(38)을 통해 상기 소정 공간(36)으로 인입되는 것을 방지하기 위해 상기 홀(38)의 직경은 상기 서포트 바(25)의 직경보다 적어도 작은 것이 바람직하다.
상기 연결 부재(32)의 직경은 상기 홀(38)을 자유자재로 이동할 수 있도록 상기 홀(38)의 직경보다는 적어도 작은 것이 바람직하다.
상기 서포트 바(25)의 단부에는 상기 연결부재(32)와 체결될 수 있도록 나사산이 형성될 수 있다.
따라서 상기 연결 부재(32)에 먼저 탄성 부재(34)를 삽입한 다음 상기 소정 공간(36) 상의 홀(38)을 경유하여 상기 서포트 바(25)와 체결 고정함으로써, 상기 탄성 수단(30)은 용이하게 상기 서포트 바(25)와 연결될 수 있다.
이와 같은 구조를 갖는 캐리어에 기판을 안착하고 고온고압의 조건에서 공정을 할 때, 고온고압에 의한 열에 의해 서포트 바(25)가 변형이 발생된다. 하지만, 이와 같이 서포트 바(25)가 변형되더라도 상기 서포트 바(25)와 상기 캐리어가 탄성 수단(30)에 의해 연결됨에 따라 상기 서포트 바(25)의 변형량만큼 상기 탄성 부재(34)를 사이에 두고 연결 부재(32)가 홀(38)을 통해 자유자재로 이동할 수 있다. 따라서 서포트 바(25)가 변형되더라도 캐리어는 전혀 변형되지 않게 되어 상기 캐리어의 클램프에 의해 고정된 기판이 파손되지 않게 된다.
이상과 같은 구조를 갖는 캐리어는 다수의 챔버들로 이루어진 공정 장치에서 각 챔버들 사이로 이송되게 된다. 필요에 따라, 상기 캐리어는 수평, 수직 또는 경사 형태로 이송될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면, 중앙 부분이 관통된 캐리어의 중앙 부분에 다수의 서포트 바를 구비함으로써, 대형화 사이즈를 갖는 기판이 캐리어에 안착되더라도 기판이 아래 방향으로 휘어지는 것을 방지하여 기판이 파손되는 것을 원천적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 서포트 바가 자유자재로 이동할 수 있도록 상기 서 포트 바를 탄성 수단을 사이에 두고 캐리어와 연결함으로써, 고온고압에 의한 서포트 바에 변형이 발생되더라도 탄성 수단에 의해 서포트 바에 전혀 영향을 주지 않게 되어 캐리어 상에 안착된 기판이 파손되는 것을 방지할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (17)

  1. 중앙 부분에 관통홀이 형성되고 상기 관통홀 내에 서로 마주 대하는 제1 및 제2 내면을 갖는 프레임; 및
    상기 프레임의 상면과 단차를 가지며, 상기 제1 및 제2 내면에 연결된 다수의 서포트 바를 포함하며,
    상기 서포트 바의 상면과 높이가 일치하도록 상기 서포트 바의 상면에서 돌출되어 기판의 하부면을 지지하는 다수의 서브바가 구비되는 것을 특징으로 하는 캐리어.
  2. 중앙 부분에 관통홀이 형성되고 상기 관통홀 내에 서로 마주 대하는 제1 및 제2 내면을 갖는 프레임;
    상기 프레임의 상면과 단차를 가지며, 상기 제1 및 제2 내면에 연결된 다수의 서포트 바; 및
    상기 서포트 바가 자유자재로 이동되도록 하기 위해 상기 서포트 바와 연결된 탄성 수단을 포함하며,
    상기 서포트 바의 상면과 높이가 일치하도록 상기 서포트 바의 상면에서 돌출되어 기판의 하부면을 지지하는 다수의 서브바가 구비되는 것을 특징으로 하는 캐리어.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 서포트 바는 상기 캐리어와 동일 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 캐리어.
  4. 제3항에 있어서, 상기 재질은 수지 계열인 것을 특징으로 하는 캐리어.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 서포트 바는 상기 캐리어와 상이한 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 캐리어.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 캐리어는 중앙 부분에 관통홀을 갖고, 상기 서포트 바는 상기 관통홀의 제1 및 제2 면에 연결되는 것을 특징으로 하는 캐리어.
  7. 삭제
  8. 제2항에 있어서, 상기 탄성 수단은,
    상기 프레임에 형성된 홀을 경유하여 상기 서포트 바와 체결된 연결 부재; 및
    상기 연결 부재의 이동을 제어하기 위한 탄성 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐리어.
  9. 제8항에 있어서, 상기 홀은 상기 프레임에 소정 공간이 마련될 때, 상기 공간과 상기 관통홀 간에 형성되는 것을 특징으로 하는 캐리어.
  10. 제8항에 있어서, 상기 탄성 부재는 상기 연결 부재의 둘레에 구비되는 것을 특징으로 하는 캐리어.
  11. 제8항에 있어서, 상기 연결 부재는 나사인 것을 특징으로 하는 캐리어.
  12. 제8항에 있어서, 상기 탄성 부재는 스프링인 것을 특징으로 하는 캐리어.
  13. 제8항에 있어서, 상기 홀의 직경은 상기 서포트 바의 직경보다 적어도 작은 것을 특징으로 하는 캐리어.
  14. 제8항에 있어서, 상기 연결 부재의 직경은 상기 홀의 직경보다는 적어도 작은 것을 특징으로 하는 캐리어.
  15. 제8항에 있어서, 상기 연결 부재와 체결될 수 있도록 상기 서포트 바의 단부에는 나사산이 구비되는 것을 특징으로 하는 캐리어.
  16. 공정을 위한 다수의 공정 챔버; 및
    상기 공정 챔버 사이로 이송되고, 프레임과 상기 프레임에 연결되어 기판을 지지하기 위한 서포트 바를 구비한 캐리어를 포함하며,
    상기 서포트 바의 상면과 높이가 일치하도록 상기 서포트 바의 상면에서 돌출되어 상기 기판의 하부면을 지지하는 다수의 서브바가 구비되는 것을 특징으로 하는 공정 장치.
  17. 공정을 위한 다수의 공정 챔버; 및
    상기 공정 챔버 사이로 이송되고, 프레임과 상기 프레임에 연결되어 기판을 지지하기 위한 서포트 바와 상기 서포트 바가 자유자재로 이동되도록 하기 위해 상기 서포트 바와 연결된 탄성 수단을 구비한 캐리어를 포함하며,
    상기 서포트 바의 상면과 높이가 일치하도록 상기 서포트 바의 상면에서 돌출되어 상기 기판의 하부면을 지지하는 다수의 서브바가 구비되는 것을 특징으로 하는 공정 장치.
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