KR101254253B1 - 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법에 관한 것으로, 기판이 처리되는 내부공간이 형성되는 챔버와; 상기 챔버 내부에 회전 및 수평방향으로 이동 가능하도록 구비되어 상기 기판을 이송하는 롤러를 포함하는 이송부와; 상기 롤러의 하부에 구비되어 상기 기판을 지지하고, 상기 기판을 가열하기 위한 방사광을 방출하는 열원 유닛; 및 상기 기판을 상승 및 하강시키는 승강수단;을 포함하여, 기판의 반입 및 반출은 물론 챔버 내에서의 기판 이송을 용이하게 하고, 기판의 열처리 효율을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판의 열처리 효율을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 기판 등을 열처리하는 방법으로 급속열처리(rapid thermal processing; RTP) 방법이 많이 사용되고 있다.
급속열처리 방법은 텅스텐 램프 등의 열원에서 나오는 방사광(放射光)을 기판에 조사하여 기판을 가열 처리하는 방법이다. 이러한 급속열처리 방법은 퍼니스(furnace)를 이용한 기존의 기판 열처리 방법과 비교하여, 신속하게 기판을 가열하거나 냉각시킬 수 있으며, 압력 조건이나 온도 대역의 조절 제어가 용이하여, 기판의 열처리 품질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
급속열처리 방법이 이용되었던 종래의 기판 처리 장치는, 주로 기판이 처리되는 공간을 제공하는 챔버와, 챔버 내부에서 기판을 지지하는 서셉터(susceptor)와, 기판을 가열하도록 방사광을 조사하는 복수의 열원과, 서셉터와 열원 사이에 구비되어 열원으로부터 조사된 방사광을 투과시켜 기판으로 조사시키는 투과창을 포함하여 구성된다.
여기에서 기판을 지지하는 서셉터는 통상 챔버 내부에 고정 설치되기 때문에 기판을 서셉터 상에 안착시키기 위해서는 별도의 기판 이송수단이 필요하다. 이에 챔버 외부에 기판 이송수단을 구비하여 기판을 이송시키므로 장치 전체의 크기가 커지게 되고, 챔버 내에서 기판의 이동이 자유롭지 못하고 기판 이송에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.
또한, 기판을 열처리하기 위해서는 기판이 안착된 서셉터를 가열하고, 가열된 서셉터와의 열교환을 통해 기판을 간접적으로 가열하기 때문에 열 소모비용(thermal budget)이 늘어나고, 기판의 열처리 효율(throughput)이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 기판의 열처리 효율을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법을 제공한다.
본 발명은 기판의 처리 및 이동이 용이한 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치는, 기판이 처리되는 내부공간이 형성되는 챔버와; 상기 챔버 내부에 회전 및 수평방향으로 이동 가능하도록 구비되어 상기 기판을 이송하는 롤러를 포함하는 이송부와; 상기 롤러의 하부에 구비되어 상기 기판을 지지하고, 상기 기판을 가열하기 위한 방사광을 방출하는 열원 유닛; 및 상기 기판을 상승 및 하강시키는 승강수단;을 포함한다. 이때, 상기 롤러는 상기 챔버 내부의 양쪽에 이격되어 배치될 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치는, 기판이 처리되는 내부공간이 형성되는 챔버와; 상기 챔버 내부의 하부에 구비되어 상기 기판을 지지하고, 상기 기판을 가열하기 위한 방사광을 방출하는 열원 유닛; 및 상기 챔버 내부에 회전 및 상하방향으로 이동 가능하도록 구비되어 상기 기판을 이송하는 롤러를 포함하는 이송부;를 포함한다.
상기 챔버 내부의 하부에는 상기 롤러가 수용되는 수용홈이 형성될 수도 있고, 상기 롤러는 상기 챔버 내부의 양쪽 가장자리 영역에 이격되어 배치되거나, 상기 챔버 내부를 가로지르며 배치될 수도 있다.
상기 챔버 내부에는 상기 기판의 가장자리의 적어도 일부를 이격된 상태로 둘러싸는 에지블럭이 구비될 수도 있다. 상기 에지블럭은 상기 기판과 동일한 물질, 그라파이트, 실리콘 카바이드(SiC), 실리콘 카바이드가 코팅된 그라파이트, 질화규소(Si3N4), 알루미늄 질화물(AlN), 알루미나(Al2O3) 및 석영 중 적어도 어느 하나로 형성될 수도 있다.
상기 챔버의 적어도 일측에는 보조챔버가 연결될 수도 있고, 상기 보조챔버에는 기판을 이송하는 롤러를 포함하는 보조이송부가 구비될 수도 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 방법은, 챔버 내부에 기판을 인입하는 과정과, 상기 인입된 기판을 상기 챔버 내부에 구비되는 롤러에 기판을 탑재하여 상기 챔버 내부의 처리공간으로 이송하는 과정과, 상기 기판을 하강시켜 열원 유닛 상에 안착시키는 과정과, 상기 기판을 처리하는 과정과, 상기 기판을 상승시키는 과정을 포함한다.
상기 기판이 상기 처리공간으로 이송된 이후에, 상기 챔버에 구비되는 승강수단을 상승시켜 상기 기판을 지지하는 과정과, 상기 롤러를 상기 기판의 외측으로 수평이동시켜 상기 기판 하부에서 제거하는 과정 및 상기 승강수단을 하강시키는 과정을 포함할 수도 있다.
또한, 상기 기판을 처리하는 과정 이후에, 상기 승강수단을 상승시켜 상기 기판을 상승시키는 과정과, 상기 롤러를 상기 기판 측으로 수평이동시켜 상기 기판의 하부에 배치시키는 과정 및 상기 승강수단을 하강시키는 과정을 포함할 수도 있다.
상기 기판이 상기 처리공간으로 이동된 이후에, 상기 롤러를 하강시켜 상기 기판을 열원 유닛 상부에 안착시키는 과정을 포함할 수도 있다.
상기 기판 처리 과정이 완료되면, 상기 롤러를 상승시켜 상기 기판을 상승시킬 수도 있다.
상기 기판이 이송되는 동안 상기 기판은 상기 열원 유닛과 이격되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치 및 이를 이용한 기판 처리 방법에 의하면, 기판이 처리되는 공간인 챔버 내부에 롤러를 구비함으로써 기판의 반입 및 반출은 물론 챔버 내에서의 기판 이송이 용이하다. 또한, 챔버에 보조챔버가 연결되는 경우에는 챔버와 보조챔버 사이에 기판을 이송하기 위한 이송수단을 구비할 필요가 없어 장치 전체의 크기를 감소시킬 수 있고, 공정 시간도 단축시킬 수 있는 이점도 있다. 그리고 기판이 열원 유닛 상에 탑재된 상태로 기판 처리가 수행되기 때문에 기판의 열처리 효율을 높여 생산성도 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 분리 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 선A-A에 따른 단면도.
도 3은 도 1에 도시된 선B-B에 따른 단면도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 변형 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 변형 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 단면도.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 나타내는 순서도.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 과정을 보여주는 단면도.
도 2는 도 1에 도시된 선A-A에 따른 단면도.
도 3은 도 1에 도시된 선B-B에 따른 단면도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 변형 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 변형 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 단면도.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 나타내는 순서도.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 과정을 보여주는 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공 되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 선A-A의 단면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 선B-B의 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치는, 기판(S)이 처리되는 내부공간을 제공하는 챔버(100)와, 방사광을 방출하는 적어도 하나의 열원 유닛(120)와, 기판(S)을 이송시키는 이송부(130) 및 기판(S)을 상승 및 하강시키는 승강수단(150)을 포함한다. 본 실시 예에서는 열원 유닛(120)이 챔버(100)의 상부 및 하부에 배치된 예에 대해서 설명하지만, 열원 유닛(120)은 챔버(100)의 하부에만 구비될 수도 있다.
열원 유닛(120)이 구비되는 위치에 따라 챔버(100)의 형태와 열원 유닛(120)의 연결 형태에 차이가 있을 수 있으나, 각 실시 예에 대한 구성 및 작용 효과는 동일하다.
챔버(100)는 내부에 기판(S)을 수용하여 가열해주기 위한 공간, 즉 진공의 가열공간이 마련된 구성으로서, 대략적인 형상은 도시된 바와 같이 중공의 박스 형상 또는 블록 형상으로 이루어질 수 있다. 그리고 챔버(100)는 하나의 몸체로 일체 제작될 수도 있으나, 여러 부품이 연결 또는 결합된 조립 몸체를 지닐 수도 있는데, 이 경우 각 부품 간의 연결 부위에는 밀폐(sealing) 수단(미도시)이 부가적으로 구비될 수 있다. 이에 따라 기판(S)의 가열 또는 냉각 시 장치 내에 투입되는 에너지를 절감해 줄 수 있다.
도 1에 도시된 챔버(100)는 상부가 개방된 중공의 몸체(102)와, 몸체(102) 상부에 결합되는 리드(lid, 101)를 포함한다. 여기에서 리드(101)는 열원 유닛(120)이 장착되는 복수의 고정홈(미도시)이 형성되며, 고정홈(미도시)에 열원 유닛(120)이 장착되어 히터 블록으로 사용된다. 또한, 몸체(102) 하부에도 열원 유닛(120)을 장착하기 위한 고정홈(107)이 형성된다. 고정홈(107)은 열원 유닛(120)으로부터 방출되는 방사광이 기판(S) 측으로 집광되어 조사될 수 있도록 아치(arch)형으로 형성되는 것이 좋다. 또한, 고정홈(107)은 열원 유닛(120)보다 크게 형성하여 고정홈(107)의 표면과 열원 유닛(120)의 표면이 이격되어 형성될 수 있도록 함으로써 방사광이 효과적으로 집광될 수 있도록 하는 것이 좋다. 특히, 몸체(102) 하부에 형성되는 고정홈(107)은 열원 유닛(120)의 직경보다 낮은 깊이로 형성되어 열원 유닛(120)이 돌출 형성되도록 함으로써 기판 처리 시 기판(S)이 열원 유닛(120)에 직접 접촉되도록 할 수도 있다.
그리고 리드(101)와 몸체(102) 하부에는 열원 유닛(120) 및 기판(S)을 냉각시키기 위한 냉각 가스가 공급되는 냉각 라인(미도시)이 형성될 수도 있다. 냉각 라인은 리드(101) 및 몸체(102) 하부의 내부에서 열원 유닛(120) 사이마다 분기되어 냉각 가스를 기판(S)에 균일하게 분사하도록 형성될 수도 있다. 한편, 열원 유닛(120)이 챔버(100)의 하부에만 형성되는 경우, 냉각 라인은 열원 유닛(120)이 구비되는 몸체(102)에만 형성될 수도 있으나, 필요에 따라서는 냉각 라인을 리드(101)와 몸체(102) 하부에 동시에 형성함으로써 냉각 효율을 향상시킬 수도 있다.
또한, 챔버(100)의 몸체(102) 측벽에는 기판(S)의 반입 및 반출을 위한 게이트(103)가 형성될 수 있다. 본 실시 예에서는 챔버(100)의 양쪽 측벽에 게이트(103)를 형성한 것으로 설명하고 있지만, 챔버(100)의 일 측벽에만 게이트(103)를 형성하고 이를 기판(S)의 반입 및 반출에 공통으로 사용할 수도 있다.
챔버(100)의 외부에는 챔버(100)의 내부공간으로 공정가스를 공급하는 가스공급부(미도시)가 구비되고, 챔버(100)의 상부에는 가스공급부와 연결되는 가스도입구(106)와, 가스도입구(106)와 연통되는 복수의 가스주입구(104)가 형성되며, 가스주입구(104)와 대향하는 챔버(100)의 하부에는 챔버(100) 내부의 가스를 배출하기 위한 가스배출구(105)가 형성될 수 있다. 도면에서는 가스주입구(104)와 가스배출구(105)가 챔버(100)의 상부 및 하부에 각각 형성된 것으로 나타내고 있지만, 기판(S)에 공정가스를 균일하게 분사할 수 있다면 챔버(100)의 어느 곳에 형성되어도 무방하다.
가스배출구(105)를 통해 챔버(100) 내부의 가스를 보다 효과적으로 배출시키기 위해서는 가스배출구(105)와 연결되는 배기라인(미도시) 상에 펌프(미도시)를 장착할 수도 있다. 이와 같은 구성을 통해 챔버(100) 내부에 진공 형성과 같은 압력 제어도 수행할 수 있다.
챔버(100)의 내벽에는 라이너(미도시)가 형성될 수도 있다. 라이너는 챔버(100) 내부에서 공정 가스가 도달할 수 있는 모든 곳에 형성되어 공정 중 발생하는 오염물을 흡착시킨다. 이와 같이 라이너를 챔버(100) 내벽에 적용함으로써 장비 전체를 세정하지 않고 라이너만 교체하여 장비의 유지 보수 주기를 연장할 수 있다. 이때, 라이너는 그라파이트(graphite) 또는 탄화규소(SiC)가 코팅된 그라파이트, 탄화규소(Silicon Carbide), 질화규소(Silicon nitride), 알루미나(Al2O3), 질화 알루미늄(Aluminum nitride) 및 석영(Quartz) 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
열원 유닛(120)은 챔버(100)에 형성된 고정홈(107)에 설치되어 챔버(100) 내부에 로딩되는 기판(S)을 가열한다. 열원 유닛(120)은 방사광을 발생시키는 열원(122)과, 열원(122)을 감싸 보호하고 열원(122)에서 발생되는 방사광을 외부로 투과시키는 투과창(124)을 포함한다. 투과창(124)은 기판(S)을 처리하는 과정에서 기판(S)을 처리하는 물질, 예컨대 박막 물질이 열원(122)에 증착되는 것을 방지하는 동시에, 기판(S) 처리 과정에서 챔버(100) 내부에 인가되는 압력으로부터 열원(122)을 보호하여 열원(122)의 수명을 향상시킨다.
열원(122)은 텅스텐 할로겐 램프, 카본 램프 및 루비 램프 중 적어도 어느 한 가지가 사용될 수 있으며, 도 1 내지 3에 도시된 바와 같은 선형의 열원(122)이 사용될 수도 있고, 벌브(bulb) 형태의 열원(미도시)이 사용될 수 있다.
선형의 열원(122)을 사용하는 경우, 복수 개의 열원 유닛(120)을 일정한 간격으로 나란하게 배열하여 사용할 수도 있고, 복수 개의 열원 유닛(120)을 격자 형태로 배열하여 사용할 수도 있다. 열원 유닛(120)과 챔버(100)와의 연결부위에는 오링 등의 밀폐부재(미도시)를 삽입하여 챔버(100) 내부를 밀폐시킴으로써 공정 중 챔버(100) 내의 공정가스가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
열원(122)의 표면 일부에는 반사체(미도시)가 형성될 수도 있다. 선형 열원(122)의 경우 방사광이 방사상으로 방출되는데, 가열 대상인 기판(S)은 열원(122)의 일방향에 배치되기 때문에 열원(122)으로부터 방출되는 방사광의 진행 방향을 제어하여 기판(S)의 가열 효율을 높일 필요가 있다. 따라서 열원(122)의 표면 일부에 방사광을 기판(S) 측으로 반사시키기 위한 반사체를 형성할 수 있다. 반사체는 열원(122)의 중심부로부터 20° 내지 300°범위의 외주면에 형성되는 것이 좋다. 반사체가 제시된 범위보다 넓은 범위에 형성되는 경우 방사광이 투과되는 영역이 매우 좁아져 기판(S)을 균일하게 가열하기 어렵고, 제시된 범위보다 좁은 범위에 형성되는 경우에는 반사체를 통해 방사광의 반사되는 정도가 감소하여 기판(S)을 효과적으로 가열하기 어려운 문제가 있다. 이와 같은 반사체는 반사율이 우수한 재질로 형성될 수 있으며, 세라믹이나 Ni 또는 Ni/Au 합금 등의 금속재질로 형성될 수 있다.
한편, 열원 유닛(120)이 설치되는 고정홈(107)의 표면에 반사체(109)를 형성할 수도 있다. 고정홈(107)은 열원(122)에서 방출되는 방사광을 집광할 수 있도록 아치형으로 형성되기 때문에 고정홈(107)의 표면에 반사체(109)를 형성하면 방사광이 고정홈(107)의 표면에서 반사되어 기판(S) 측으로 조사될 수 있다. 이를 통해 방사광의 집광 효율을 더욱 향상시킬 수 있어 보다 적은 전력을 이용해서 기판(S)을 효과적으로 가열할 수 있게 된다.
벌브 형태의 열원을 사용하는 경우에는 복수 개의 열원 유닛을 서로 인접하도록 배열하거나 방사형으로 배열하여 사용할 수도 있다. 이 경우, 벌브 형태의 열원은 리드(101) 또는 몸체(102) 표면에 직교하는 방향으로 삽입되어 설치되기 때문에 리드(101) 또는 몸체(102)에는 홀 형태의 고정홈이 형성된다. 이때, 고정홈에는 실린더 형태의 투과창(미도시)을 삽입하여 열원이 챔버(100) 내부공간에 직접 노출되는 것을 방지할 수도 있다.
또한, 챔버(100) 내부에는 에지블럭(140)이 구비될 수도 있다. 에지블럭(140)은 열원 유닛(120) 상부에 밀착되어 구비되며, 기판(S)의 가장자리를 둘러싸는 형태로 형성된다. 에지블럭(140)은 기판(S)을 처리하는 과정에서 열원 유닛(120)에 의해 가열되어 기판(S)이 전체적으로 균일하게 가열되도록 한다. 에지블럭(140)은 기판(S)과 동일한 재질로 형성되거나, 그라파이트, 실리콘 카바이드(SiC), 실리콘 카바이드가 코팅된 그라파이트, 질화규소(Si3N4), 알루미늄 질화물(AlN), 알루미나(Al2O3) 및 석영 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 에지블럭(140)은 기판(S)이 처리 위치에 배치되었을 때 기판(S)의 가장자리와 소정 거리, 예컨대 0.5㎜ 이격되도록 형성하여 기판(S)이 에지블럭(140)에 의해 간접적으로 가열되도록 하는 것이 좋다. 기판(S)을 가열하는 과정에서 기판(S)의 가장자리는 에지블럭(140)에 둘러싸이고, 열원 유닛(120)으로부터의 방사광에 가열된 에지블럭(140)과 기판(S)의 가장자리에서의 열교환을 통해 기판(S)의 가장자리가 열처리 될 수 있다.
여기에서는 에지블럭(140)이 열원유닛(120) 상부에 밀착 고정되도록 설치된 것으로 설명하고 있으나, 챔버(100) 내부에서 상하방향으로 이동 가능하도록 설치될 수도 있다.
챔버(100)에는 기판(S)의 온도를 측정하는 온도 측정 유닛(미도시)이 구비될 수도 있다. 온도 측정 유닛은 상하방향으로 이동 가능하도록 구성되어 열원 유닛(120) 사이에 적어도 한 개 이상 배치될 수 있으며, 기판(S)의 온도를 접촉방식 또는 비접촉방식으로 측정할 수 있다. 온도 측정 수단은 다양한 측정 기구들이 적용될 수 있는데, 특히 비접촉 방식으로 기판(S)의 온도를 측정하는 경우에는 기판(S)으로부터 방출되는 복사 에너지를 감지하여 온도를 측정할 수 있는 고온계(pyrometer)가 사용될 수도 있다.
이송부(130)는 챔버(100) 내부에 배치되는 복수의 롤러(132)와, 롤러(132)를 회전 및 수평방향으로 이동시키는 구동수단(136)을 포함한다. 복수의 롤러(132)는 챔버(100) 내부의 양쪽에 기판(S)의 이송방향을 따라 구비된다. 롤러(132)는 챔버(100) 내부의 양쪽에 서로 대향하도록 구비될 수도 있고, 서로 엇갈리도록 구비될 수도 있다.
구동수단(136)은 챔버(100) 외부에 배치되며, 챔버(100) 내부에 배치되는 롤러(132)와는 챔버(100)의 벽체를 관통하는 구동축(134)에 의해 연결된다. 구동수단(136)은 제어부(160)에 연결되고, 제어부(160)의 제어에 따라 구동축(134)을 회전시키거나 수평방향으로 이동시킬 수 있다. 따라서 구동축(134)은 수평방향으로 신축 가능하고, 회전 가능하도록 형성될 수 있으며, 이에 구동축(134)에 연결된 롤러(132)는 구동축(134)에 의해 회전하거나 수평방향으로 이동할 수 있다. 이때, 챔버(100) 내부의 양쪽에 이격되는 롤러(132)는 기판(S)의 길이(폭)보다 넓은 간격을 유지하거나 기판(S)의 길이(폭)보다 좁은 간격을 유지하도록 구동축(134)에 연결될 수 있다. 예컨대 기판(S)을 이송시키는 경우 롤러(132)는 기판(S)의 하부를 지지하도록 기판(S)의 길이(폭)보다 좁은 간격을 유지하고, 기판(S)을 상승 또는 하강시키거나 기판(S)을 처리하는 동안에는 기판(S)의 길이(폭)보다 넓은 간격을 유지하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성을 통해 본 발명의 실시 예에서는 구동수단(136)을 이용하여 기판(S)을 처리 위치로 이동시킴은 물론, 처리된 기판(S)을 챔버(100) 외부로 반출할 수 있다.
승강수단(150)은 복수의 리프트 핀(152)과, 복수의 리프트 핀(152)을 상하방향으로 이동시키는 상하구동수단(미도시)을 포함한다. 복수의 리프트 핀(152)은 챔버(100)의 하부를 관통하며 열원 유닛(120) 사이에 배치되고, 상하구동수단의 구동에 의해 상승 및 하강한다. 이와 같이 구성된 승강수단(150)은 공지의 승강수단(150)과 그 구성 및 동작이 동일하므로 여기서에서는 그 구체적인 구조에 대한 설명을 생략한다.
승강수단(150)은 기판(S)을 이송부, 즉 롤러(132)에 의해 처리 위치로 이송된 기판(S)을 하강시키거나, 처리가 완료된 기판을 챔버(100) 외부로 반출하기 위하여 롤러(132)에 탑재하기 위해 기판(S)을 상승시킨다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 변형 예에 따른 기판 처리 장치의 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 기판 처리 장치는 이송부의 롤러(132)가 회전 및 상하방향으로 이동가능하도록 구성되고, 기판이 처리되는 동안 기판(S) 하부에 배치된다. 이에 따라 챔버(100)의 하부에는 롤러(132)가 수용되는 수용홈(108)이 형성될 수 있다. 수용홈(108)은 열원 유닛(120)이 고정되는 고정홈(107) 사이에 형성될 수 있으며, 수용홈(108)의 깊이는 롤러(132)의 상부면이 기판(S)에 접촉하거나 소정 거리 이격될 정도로 형성될 수 있다. 따라서 기판(S)이 처리되는 동안 기판(S)의 하부면은 롤러(132)의 상부면에 접촉될 수도 있고, 이격될 수도 있다. 이때, 고정홈(107) 사이에 수용홈(108)이 배치되기 때문에 수용홈(108)이 형성된 위치에서는 기판(S)이 균일하게 가열되지 않을 수도 있다. 따라서 수용홈(108)의 주변에서는 수용홈(108)과 고정홈(107) 사이의 간격을 최대한 줄이는 것이 좋다.
롤러(132)는 챔버(100)의 벽체를 관통하는 구동축(134')에 의해 챔버(100) 외부에 구비되는 구동수단(136')에 연결될 수 있다. 구동수단(136')은 전술한 실시 예와는 달리 롤러(132) 및 구동축(134')을 회전 및 상하방향으로 이동시킬 수 있다. 이때, 구동축(134')은 챔버(100)의 하부벽 또는 측벽을 관통하여 구비될 수 있는데, 상하방향으로 이동하므로 챔버(100)의 하부벽을 관통하며 구비되는 것이 챔버(100) 내부의 밀폐를 보다 용이하게 할 수 있다.
또한, 기판(S)을 상하방향으로 이동시키는 과정에서 롤러(132) 및 구동축(134')이 에지블럭(140)에 접촉될 수 있기 때문에 롤러(132) 및 구동축(134')의 위치와 대응하는 위치에서 에지블럭(140)을 이격되도록 형성함으로써 롤러(132) 및 구동축(134')의 이동을 원활하게 할 수도 있다. 이 경우 기판(S)의 가장자리 영역에서 온도 편차가 발생할 수 있으므로 롤러(132) 및 구동축(134')을 에지블럭(140)과 열전도도가 유사한 물질을 이용하여 형성할 수도 있다. 변형 예에서는 롤러(132)가 회전은 물론 상하방향으로의 이동이 가능하기 때문에 전술한 기판 처리 장치에서의 승강수단(150)을 배제할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 변형 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 기판 처리 장치는 복수의 챔버(100, 110a, 110b, 110c)를 포함할 수도 있다. 복수의 챔버는 열처리, 박막 증착 등의 공정이 수행되는 챔버(100)와, 챔버(100)에 보조챔버(110a, 110b, 110c)가 일렬로 배치되어 기판을 인라인으로 처리할 수 있다. 챔버(100)는 전술한 본 발명의 실시 예 및 변형 예에 따른 챔버와 같이 실질적인 기판 처리가 수행되는 챔버일 수 있으며, 보조챔버(110a, 110b, 110c)는 기판(S)의 예열 및 냉각 등을 위한 챔버일 수 있다. 챔버(100)와 보조챔버(110a, 110b, 110c) 사이에는 기판(S)이 출입할 수 있는 게이트가 각각 형성되며, 보조챔버(110a, 110b, 110c)에는 챔버(100)와 같이 기판(S)을 이송하기 위한 보조이송부(미도시)가 구비될 수 있다. 보조이송부는 상부에 기판(S)을 탑재하여 이송하는 롤러(232)와, 구동축(미도시)을 통해 롤러(232)와 연결되는 구동수단(미도시)을 포함한다. 이와 같은 구성을 통해 챔버(100) 및 보조챔버(110a, 110b, 110c)에서는 복수의 기판(S1, S2, S3, S4)을 동시에 처리할 수 있다. 또한, 각 챔버 사이에 별도의 기판 이송수단을 구비하지 않고 기판의 이송을 용이하게 할 수 있다. 여기에서는 두 개의 챔버(100)와 세 개의 보조챔버(110a, 110b, 110c)가 연결된 것으로 도시하고 있으나, 챔버 및 보조챔버의 개수는 이에 한정되지 않는다.
이와 같은 구성을 갖는 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법에 대해서 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정을 나타내는 순서도이고, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 과정을 보여주는 단면도로서, 서로 연관지어 설명한다.
먼저, 기판(S)을 챔버(100) 내부로 인입한다. 챔버(100)로 기판(S)의 인입은 별도의 기판 이송수단(미도시)을 이용하여 수행될 수 있다. 챔버(100)로 인입된 기판(S)이 챔버(100) 내에 설치된 롤러(132) 상부에 탑재되면, 구동수단(136)을 구동시켜 롤러(132)를 회전시킴으로써 기판(S)을 처리 위치로 이송한다(S100).
기판(S)이 처리 위치로 이송되면, 리프트 핀(152)을 상승시켜 기판(S)을 지지한다(S102, 도 8의 (a)).
이어서 롤러(132)를 기판(S)의 외측으로 수평 이동시켜 기판(S) 하부에서 제거하고(S104, 도 8의 (b)), 리프트 핀(152)을 하강시켜 기판(S)을 열원 유닛(120) 상부에 장착한다(S106, 도 8의 (c)). 여기에서 에지블럭(140)이 상하방향으로 이동하도록 형성된 경우, 에지블럭(140)을 하강시켜 기판 가장자리를 따라 배치되도록 할 수도 있다.
그 후, 열원 유닛(120)을 동작시키고, 챔버 내부에 공정가스를 공급하여 기판(S) 상부에 박막을 증착하는 등의 기판 처리 공정을 수행한다(S108).
기판 처리가 완료되면, 다시 리프트 핀(152)을 상승시켜 기판(S)을 상승시킨다(S110, 도 8의 (d)).
이어서 롤러(132)를 기판(S) 측으로 수평이동시켜 기판(S) 하부로 위치시키고(S112, 도 8의 (e)), 리프트 핀(152)을 하강시킨다(S114).
기판(S)이 롤러(132)에 의해 지지되면, 구동수단(136)을 구동시켜 롤러(132)를 회전시킴으로써 기판(S)을 챔버 외부로 반출한다(S116, 도 8의 (f)).
일련의 과정에서 기판(S)이 이송되는 동안에는 기판(S)과 열원 유닛(120)은 서로 이격된 상태를 유지하여, 기판(S)과 열원 유닛(120) 간의 마찰로 인한 손상 및 파티클의 발생을 억제할 수 있다.
한편, 도시되어 있지는 않지만 본 발명의 변형 예에 따른 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 과정은 다음과 같다.
챔버 내부에 설치되어 있는 롤러 상부에 기판을 탑재하여 처리 위치로 기판을 이송하고, 기판이 탑재된 상태로 롤러를 하강시켜 기판을 열원 유닛 상부에 장착한다.
이후, 챔버 내부에 공정가스를 공급하여 기판 처리 공정을 수행하고, 기판 처리가 완료되면 롤러를 상승시킨 다음 롤러를 회전시켜 기판을 챔버 외부로 반출한다. 이 경우, 기판이 처리되는 과정에서 롤러가 기판 하부에 배치되며, 롤러는 기판의 하부에 접촉될 수도 있고, 접촉되지 않을 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 기판 처리 방법은 챔버 내부에 설치되는 롤러를 이용하여 기판을 이송하기 때문에 챔버 내에서의 기판 이송이 자유롭다. 또한 챔버에 보조챔버가 연결되는 경우에는 챔버와 보조챔버 사이에 기판을 이송하기 위한 이송수단을 구비할 필요가 없어 장치 전체의 크기를 감소시킬 수 있고, 공정 시간도 단축시킬 수 있는 이점도 있다. 그리고 기판이 열원 유닛 상에 탑재된 상태로 기판 처리가 수행되기 때문에 기판의 열처리 효율을 높여 생산성도 향상시킬 수 있다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술 되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술 되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
100 : 챔버 101 : 리드
102 : 몸체 120 : 열원 유닛
130 : 이송부 132 : 롤러
134 : 구동축 136 : 구동수단
140 : 에지블럭 150 : 승강수단
160 : 제어부 S : 기판
102 : 몸체 120 : 열원 유닛
130 : 이송부 132 : 롤러
134 : 구동축 136 : 구동수단
140 : 에지블럭 150 : 승강수단
160 : 제어부 S : 기판
Claims (15)
- 기판이 처리되는 내부공간이 형성되는 챔버와;
상기 챔버 내부의 양쪽에 회전 및 수평방향으로 이동 가능하도록 이격되어 구비되어 상기 기판을 이송하는 롤러를 포함하는 이송부와;
상기 롤러의 하부에 이격되도록 구비되어 상기 기판이 처리되는 동안 상기 기판을 지지하고, 상기 기판을 가열하기 위한 방사광을 방출하는 열원 유닛; 및
상기 기판을 상승 및 하강시키는 승강수단;을 포함하고,
상기 롤러는 상기 기판을 이송시키는 경우 상기 기판의 하부를 지지하도록 상기 기판의 길이보다 좁은 간격을 유지하고, 상기 기판을 상승 또는 하강시키거나 상기 기판을 처리하는 경우에는 상기 기판의 길이보다 넓은 간격을 유지하는 기판 처리 장치. - 삭제
- 기판이 처리되는 내부공간이 형성되는 챔버와;
상기 챔버 내부의 하부에 구비되어 상기 기판이 처리되는 동안 상기 기판을 지지하고, 상기 기판을 가열하기 위한 방사광을 방출하는 열원 유닛; 및
상기 챔버 내부에 회전 및 상하방향으로 이동 가능하도록 구비되어, 상기 기판을 이송시키는 경우 상승하여 상부에 상기 기판을 탑재한 상태로 처리 위치로 이송하고, 상기 기판이 상기 처리 위치에 이송되면 하강하여 상기 기판을 상기 열원 유닛 상부에 장착하고, 상기 기판의 처리가 완료되면 상승하여 상기 기판을 상승시키는 롤러를 포함하는 이송부;를 포함하는 기판 처리 장치. - 청구항 3에 있어서,
상기 챔버 내부의 하부에는 상기 롤러가 수용되는 수용홈이 형성되는 기판 처리 장치. - 청구항 4에 있어서,
상기 롤러는 상기 챔버 내부의 양쪽 가장자리 영역에 이격되어 배치되거나, 상기 챔버 내부를 가로지르며 배치되는 기판 처리 장치. - 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 챔버 내부에는 상기 기판의 가장자리의 적어도 일부를 이격된 상태로 둘러싸는 에지블럭이 구비되는 기판 처리 장치. - 청구항 6에 있어서,
상기 에지블럭은 상기 기판과 동일한 물질, 그라파이트, 실리콘 카바이드(SiC), 실리콘 카바이드가 코팅된 그라파이트, 질화규소(Si3N4), 알루미늄 질화물(AlN), 알루미나(Al2O3) 및 석영 중 적어도 어느 하나로 형성된 기판 처리 장치. - 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 챔버의 적어도 일측에는 보조챔버가 연결되는 기판 처리 장치. - 청구항 8에 있어서,
상기 보조챔버에는 기판을 이송하는 롤러를 포함하는 보조이송부가 구비되는 기판 처리 장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR101537217B1 (ko) * | 2013-12-20 | 2015-07-17 | 주식회사 우진이엔지 | 패널 건조장치 |
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| KR100829927B1 (ko) * | 2007-02-08 | 2008-05-16 | 주식회사 비아트론 | 반도체 소자 로딩 모듈 및 이를 이용한 반도체 소자 열처리시스템 |
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2012
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100829927B1 (ko) * | 2007-02-08 | 2008-05-16 | 주식회사 비아트론 | 반도체 소자 로딩 모듈 및 이를 이용한 반도체 소자 열처리시스템 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101537217B1 (ko) * | 2013-12-20 | 2015-07-17 | 주식회사 우진이엔지 | 패널 건조장치 |
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