KR101296874B1 - 가스 배기 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 - Google Patents

가스 배기 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 Download PDF

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Abstract

가스 배기 유닛이 개시된다. 가스 배기 유닛은 가스가 흐르는 제1영역과 제2영역이 형성된 배관; 상기 제1영역에서 상기 제2영역 방향으로 상기 가스의 흐름이 발생하도록 상기 배관에 진공압을 인가하는 진공 펌프; 및 상기 제1영역과 상기 제2영역에 사이 구간에서 상기 배관에 설치되며, 상기 제1영역에서 상기 제2영역 방향으로 상기 가스의 흐름을 개방하고, 상기 제2영역에서 상기 제1영역 방향으로 상기 가스의 흐름을 차단하는 역류 방지부를 포함하되, 상기 역류 방지부는 상기 제2영역에서 상기 제1영역 방향으로 형성된 가스의 흐름에 의해 부양되어 상기 제1영역과 상기 제2영역 사이 구간을 차단하는 가스 차단부를 포함한다.

Description

가스 배기 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치{GAS EXHAUSTING UNIT AND SUBSTRATE TREATING UNIT INCLUDING THE UNIT}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가스 배기 유닛을 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 소자, 평판 표시 패널, 그리고 솔라셀 등의 제조에는 포토레지스트를 제거하는 애싱 공정이 포함된다. 애싱 공정은 기판상에 도포된 포토레지스트를 제거한다.
한국등록특허 제10-796980호에는 애싱 공정을 수행하는 기판 처리 장치가 개시된다. 기판 처리 장치는 가스 공급 부재가 공정 챔버 내부로 공정가스를 공급하고, 배기 부재는 공정 챔버 내부의 가스를 배기한다. 진공 펌프는 공정 챔버 내부 압력이 감압되도록 가스를 강제 흡입한다.
애싱 공정이 진행 중에 진공 펌프의 펌핑 동작이 멈추거나, 진공 펌프에 역상이 인가되는 경우, 진공 펌프가 반대 방향으로 가스를 불어내는 현상이 발생할 수 있다. 가스는 짧은 시간 내에 역류되어 공정 챔버 내부로 유입된다. 역류된 가스에 함유된 반응 부산물등은 기판의 오염원으로 제공된다.
한국등록특허 제10-796980호
본 발명의 실시예들은 배기되는 가스의 역류로 인한 기판 오염을 예방할 수 있는 가스 배기 유닛을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스 배기 유닛은 가스가 흐르는 제1영역과 제2영역이 형성된 배관; 상기 제1영역에서 상기 제2영역 방향으로 상기 가스의 흐름이 발생하도록 상기 배관에 진공압을 인가하는 진공 펌프; 및 상기 제1영역과 상기 제2영역에 사이 구간에서 상기 배관에 설치되며, 상기 제1영역에서 상기 제2영역 방향으로 상기 가스의 흐름을 개방하고, 상기 제2영역에서 상기 제1영역 방향으로 상기 가스의 흐름을 차단하는 역류 방지부를 포함하되, 상기 역류 방지부는 상기 제2영역에서 상기 제1영역 방향으로 형성된 가스의 흐름에 의해 부양되어 상기 제1영역과 상기 제2영역 사이 구간을 차단하는 가스 차단부를 포함한다.
또한, 상기 역류 방지부는 상기 제1영역과 상기 제2영역 사이에서 상기 배관에 설치되고, 상기 제1영역보다 큰 반경의 연결 유로가 내부에 형성된 연결 덕트를 더 포함하고, 상기 가스 차단부는 상기 제2영역과 마주하는 저면이 개방된 공간이 내부에 형성되고, 상기 연결 유로 내에서 부양되는 통 형상의 몸통부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 역류 방지부는 상기 연결 덕트의 내측면으로부터 상기 연결 유로 측으로 돌출되며, 상기 제1영역과 상기 연결 유로를 연결하는 개구가 형성된 제1돌출부를 더 포함하고, 상기 가스 차단부는 상기 몸통부가 부양하는 경우, 상기 제1돌출부에 걸려 상기 제1영역으로 상기 몸통부의 이동을 제한하는 걸림부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1돌출부는 상기 연결 덕트의 내측면으로부터 그 끝단으로 갈수록 점차 높이가 높아지도록 상향 경사지며, 상기 걸림부는 상기 제1돌출부에 상응하도록 상향 경사질 수 있다.
또한, 상기 배관의 제2영역은 상기 연결 유로보다 작은 반경을 가지며, 상기 역류 방지부는 상기 제1돌출부의 하부에 위치하고, 상기 연결 덕트의 내측면으로부터 상기 연결 유로 측으로 돌출되며, 상기 연결 유로와 상기 제2영역을 연결하는 개구가 형성된 제2돌출부를 더 포함하고, 상기 가스 차단부는 상기 몸통부의 하단에 연결되며, 상기 제2영역에 상응하는 내경과 상기 연결 덕트의 내경보다 작은 외경을 가지는 링 형상의 안착부를 포함하되, 상기 제1영역에서 상기 제2영역 방향으로 가스의 흐름이 발생하는 경우, 상기 안착부는 상기 제2돌출부에 놓일 수 있다.
또한, 상기 걸림부와 상기 안착부 사이의 상기 몸통부 영역에는 상기 몸통부의 둘레를 따라 연결 홀들이 형성되고, 상기 연결 유로에 유입된 가스는 상기 연결 홀들을 통해 상기 제2영역으로 흐를 수 있다.
또한, 상기 역류 방지부는 상기 제1영역과 상기 제2영역 사이 구간에 설치되며, 걸림홀이 형성된 걸림판; 상기 스토퍼와 상기 제2영역 사이 구간에 설치되며, 가스가 통과하는 유로들들이 형성된 지지판을 더 포함하되, 상기 가스 차단부는 상기 걸림홀보다 큰 반경을 갖는 구 형상을 가지고, 상기 스토퍼와 상기 메쉬 사이 구간에 위치하며, 상기 제2영역에서 상기 제1영역으로 흐르는 가스에 의해 부양되어 일부 영역이 상기 걸림홀에 삽입될 수 있다.
또한, 상기 가스 차단부는 고무 재질로 제공될 수 있다.
또한, 상기 지지판은 메쉬(mesh)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 처리 공간이 내부에 형성된 공정 챔버; 상기 처리 공간에 위치하며, 기판을 지지하는 기판 지지유닛; 상기 처리 공간에 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급유닛; 상기 처리 공간에 머무르는 가스를 상기 공정 챔버 외부로 배기하는 가스 배기 유닛을 포함하되, 상기 가스 배기 유닛은 상기 공정 챔버와 연결되고, 상기 처리 공간 내의 가스가 배기되는 제1영역과 상기 제2영역이 순차적으로 형성된 배관; 상기 배관에 설치되며, 상기 제1영역에서 상기 제2영역 방향으로 가스의 흐름이 발생하도록 상기 배관에 진공압을 인가하는 진공 펌프; 및 상기 제1영역과 상기 제2영역에 사이 구간에서 상기 배관에 설치되며, 상기 제1영역에서 상기 제2영역 방향으로 상기 가스의 흐름을 개방하고, 상기 제2영역에서 상기 제1영역 방향으로 상기 가스의 흐름을 차단하는 역류 방지부를 포함하며, 상기 역류 방지부는 상기 제2영역에서 상기 제1영역 방향으로 형성된 가스의 흐름에 의해 부양되어 상기 제1영역과 상기 제2영역 사이 구간을 차단하는 가스 차단부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 역류 방지부는 상기 제1영역과 상기 제2영역 사이에서 상기 배관에 설치되고, 상기 제1영역보다 큰 반경의 연결 유로가 내부에 형성된 연결 덕트를 더 포함하고, 상기 가스 차단부는 상기 제2영역과 마주하는 저면이 개방된 공간이 내부에 형성되고, 상기 연결 유로 내에서 부양되는 통 형상의 몸통부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 역류 방지부는 상기 연결 덕트의 내측면으로부터 상기 연결 유로 측으로 돌출되며, 상기 제1영역과 상기 연결 유로를 연결하는 개구가 형성된 제1돌출부를 더 포함하고, 상기 가스 차단부는 상기 몸통부가 부양하는 경우, 상기 제1돌출부에 걸려 상기 제1영역으로 상기 몸통부의 이동을 제한하는 걸림부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 배관의 제2영역은 상기 연결 유로보다 작은 반경을 가지며, 상기 역류 방지부는 상기 제1돌출부의 하부에 위치하고, 상기 연결 덕트의 내측면으로부터 상기 연결 유로 측으로 돌출되며, 상기 연결 유로와 상기 제2영역을 연결하는 개구가 형성된 제2돌출부를 더 포함하고, 상기 가스 차단부는 상기 몸통부의 하단에 연결되며, 상기 제2영역에 상응하는 내경과 상기 연결 덕트의 내경보다 작은 외경을 가지는 링 형상의 안착부를 포함하되, 상기 제1영역에서 상기 제2영역 방향으로 가스의 흐름이 발생하는 경우, 상기 안착부는 상기 제2돌출부에 놓일 수 있다.
또한, 상기 걸림부와 상기 안착부 사이의 상기 몸통부 영역에는 상기 몸통부의 둘레를 따라 연결 홀들이 형성되고, 상기 연결 유로에 유입된 가스는 상기 연결 홀들을 통해 상기 제2영역으로 흐를 수 있다.
또한, 상기 역류 방지부는 상기 제1영역과 상기 제2영역 사이 구간에 설치되며, 걸림홀이 형성된 걸림판; 상기 스토퍼와 상기 제2영역 사이 구간에 설치되며, 가스가 통과하는 유로들들이 형성된 지지판을 더 포함하되, 상기 가스 차단부는 상기 걸림홀보다 큰 반경을 갖는 구 형상을 가지고, 상기 스토퍼와 상기 메쉬 사이 구간에 위치하며, 상기 제2영역에서 상기 제1영역으로 흐르는 가스에 의해 부양되어 일부 영역이 상기 걸림홀에 삽입될 수 있다.
또한, 상기 가스 차단부는 고무 재질로 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 배기되는 가스가 공정 챔버 내부로 역류하는 것이 예방되므로, 가스 역류로 인한 기판 오염이 예방될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 가스 차단부를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 가스가 배기되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 가스 차단부가 배관을 차단하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 배기 유닛에 의해 가스 배기가 일어나는 과정을 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 5의 가스 배기 유닛이 배관을 차단하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 배기 유닛을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연결 홀들을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 배기 유닛을 나타낸다.
도 10은 도 9의 배기 가스 유닛이 배관을 차단하는 모습을 나타내는 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스 배기 유닛 및 기판 처리 장치를 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 공정 챔버(100), 기판 지지 유닛(200), 공정 가스 공급 유닛(300), 그리고 가스 배기 유닛(400)을 포함한다. 공정 챔버(100)는 기판(W) 처리가 수행되는 공간을 제공하며, 기판 지지 유닛(200)은 공정 챔버(100) 내부에서 기판(W)을 지지한다. 공정 가스 공급 유닛(300)은 공정 챔버(100) 내부에 공정 가스를 공급하고, 가스 배기 유닛(400)은 공정 챔버(100) 내부에 머무르는 공정 가스와 반응 부산물을 외부로 배기한다. 이하, 각 구성에 대해 상세하게 설명한다.
공정 챔버(100)는 내부에 처리 공간(110)이 형성된다. 처리 공간(110)은 기판(W) 처리를 수행하는 공간으로 제공된다. 처리 공간(110)에서는 공정 가스를 이용하는 다양한 기판 처리 공정이 수행될 수 있다. 본 실시예에서는 기판(W)상에 도포된 포토레지스트를 제거하는 애싱(Ashing) 공정을 예를 들어 설명한다. 공정 챔버(100)의 측벽에는 개구(미도시)가 형성될 수 있다. 기판(W)은 개구를 통하여 처리 공간(110)으로 출입한다. 개구는 도어(미도시)와 같은 개폐 부재에 의해 개폐될 수 있다. 공정 챔버(100)의 바닥면에는 배기홀(120)이 형성된다. 배기홀(120)은 가스 배기 유닛(400)과 연결된다.
기판 지지 유닛(200)은 처리 공간(110)에 위치하며, 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(200)은 서셉터(210)와 지지축(220)을 포함한다. 서셉터(210)는 원판 형상으로 제공되며, 상면에 기판(W)이 놓인다. 서셉터(210)의 내부에는 전극(미도시)이 제공될 수 있다. 전극은 외부 전원과 연결되며, 인가된 전력에 의해 정전기를 발생시킨다. 발생된 정전기는 기판(W)을 서셉터(210)에 고정시킨다. 서셉터(210)의 내부에는 히팅 코일(미도시)과 냉각 코일(미도시)이 제공될 수 있다. 히팅 코일은 기판(W)을 기 설정된 온도로 가열한다. 애싱 공정의 경우, 기판(W)은 약 200℃ 정도로 가열될 수 있다. 서셉터(210)는 기판(W)으로 온도가 효과적으로 전달되도록 알루미늄 또는 세라믹 재질로 제공될 수 있다. 냉각 코일은 가열된 기판(W)을 강제 냉각시킨다. 공정 처리가 완료된 기판(W)은 상온 상태 또는 다음 공정 진행에 요구되는 온도로 냉각된다. 지지축(220)은 원통 형상을 제공되며, 서셉터(210)의 하부에서 서셉터(210)를 지지한다.
공정 가스 공급 유닛(300)은 공정 챔버(100)의 상부에 위치하며, 처리 공간(110)으로 공정 가스를 공급한다. 공정 가스 공급 유닛(300)은 기판 처리 공정에 따라 다양한 공정 가스를 제공할 수 있다. 애싱 공정의 경우, 공정 가스 공급 유닛(300)은 플라스마 상태의 공정 가스를 처리 공간(110)으로 공급할 수 있다. 공정 가스 공급 유닛(300)은 한국등록특허공보 제10-796980호에 개시된 플라스마 생성부재를 이용하여 플라스마를 생성할 수 있다. 플라스마는 처리 공간(110)으로 공급되어 기판(W) 처리에 제공된다. 플라스마의 성분 중 이온은 접지된 배플(미도시)에 의해 기판(W)으로 공급이 차단되고, 자유 라디칼만이 기판(W)으로 공급될 수 있다. 자유 라디칼은 화학 반응을 통하여 기판(W)상의 포토레지스트를 제거한다.
가스 배기 유닛(400)은 처리 공간(110)에 머무르는 공정 가스와 반응 부산물(이하, '가스'라고 한다.)를 공정 챔버(100) 외부로 배기한다. 가스 배기 유닛(400)은 배관(410), 진공 펌프(420), 그리고 역류 방지부(430)를 포함한다.
배관(410)은 공정 챔버(100)의 하부에 상하방향으로 배치된다. 배관(410)은 상단이 공정 챔버(100)의 저면에 고정 결합한다. 배관(410) 내부에는 가스가 흐르는 유로(411a, 412a)가 형성된다. 유로(411a, 412a)는 공정 챔버(100)의 배기홀(120)과 연결된다. 배관(410)은 제1영역(411)과 제2영역(412)으로 구분된다. 제1영역(411)은 제2영역(412)에 비하여 상대적으로 공정 챔버(100)에 인접하여 위치한다. 제1영역(411)과 제2영역(412)은 배관(410)을 따라 순차적으로 위치한다. 제1영역(411)에 형성된 유로(411a)와 제2영역(412)에 형성된 유로(412a)는 사이즈가 동일할 수 있다. 이와 달리, 제1영역(411)에 형성된 유로(411a)와 제2영역(412)에 형성된 유로(412a)는 사이즈가 상이할 수 있다.
제2영역(412)의 후단부에는 진공 펌프(420)가 설치된다. 진공 펌프(420)는 배관(410)과 공정 챔버(100)에 순차적으로 진공압을 인가한다. 기판 처리가 진행되는 동안 진공 펌프(420)는 구동되며, 처리 공간(110)은 소정 상태의 진공도로 유지된다. 그리고, 처리 공간(110) 내의 가스는 유로(411a, 412a)를 통해 외부로 배기된다. 가스는 제1영역(411)에서 제2영역(412) 방향으로 흐른다.
역류 방지부(430)는 제1영역(411)과 제2영역(412) 사이 구간에서 배관(410)에 설치된다. 역류 방지부(430)는 제1영역(411)에서 제2영역(412) 방향으로 가스의 흐름을 개방하고, 제2영역(412)에서 제1영역(411) 방향으로 가스의 흐름을 차단한다. 역류 방지부(430)는 연결 덕트(431), 제1돌출부(434), 제2돌출부(436), 그리고 가스 차단부(440)를 포함한다.
연결 덕트(431)는 제1영역(411)과 제2영역(412) 사이에서 배관(410)에 설치된다. 연결 덕트(431)는 상하면이 개방된 통 형상으로 제공되며, 내부에 연결 유로(432)가 형성된다. 연결 유로(432)는 제1 및 제2영역(411, 412)의 유로(411a, 412a)와 연결된다. 연결 유로(432)는 제1영역(411)에 형성된 유로(411a)보다 큰 반경을 가진다.
제1돌출부(434)는 연결 덕트(431)의 내측면으로부터 연결 유로(432)로 향해 돌출된다. 제1돌출부(434)는 연결 덕트(431)의 내측면을 따라 제공되며, 제1개구(434a)를 형성한다. 제1개구(434a)는 제1영역(411)의 유로(411a)와 연결 유로(432)를 연결한다. 실시예에 의하면, 제1돌출부(434)는 연결 덕트(431)의 상단에 형성되며, 연결 덕트(431)의 내측면에 대해 수직 방향으로 돌출된다. 제1돌출부(434)의 내측부는 제1영역(411)의 하단과 연결된다. 제1개구(434a)는 제1영역(411)의 유로(411a)에 상응하는 반경을 가진다.
제2돌출부(436)는 제1돌추부(434)의 하부에 위치한다. 제2돌출부(436)는 연결 덕트(431)의 내측면으로부터 연결 유로(432)를 향해 돌출된다. 제2돌출부(436)는 연결 덕트(431)의 내측면을 따라 제공되며, 제2개구(436a)를 형성한다. 제2개구(436a)는 연결 유로(432)와 제2영역(412)의 유로(412a)를 연결한다. 실시예에 의하면, 제2돌출부(436)는 연결 덕트(431)의 하단에 형성되며, 연결 덕트(431)의 내측면에 대해 수직 방향으로 돌출된다. 제2돌출부(436)의 내측부는 제2영역(412)의 상단과 연결된다. 제2개구(436a)는 제2영역(412)의 유로(412a)에 상응하는 반경을 가진다.
가스 차단부(440)는 연결 덕트(431)의 내부에 위치한다. 도 2는 도 1의 가스 차단부를 나타내는 사시도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 가스 차단부(440)는 제2영역(412)의 유로(412a)와 마주하는 저면이 개방된 공간(440a)이 내부에 형성된다. 가스가 제2영역(412)에서 제1영역(411) 방향으로 흐를 경우, 가스 차단부(440) 내부(440a)로 유입된 가스에 의해 가스 차단부(440)는 부양된다. 부양된 가스 차단부(440)는 연결 유로(432)와 제1영역(411)의 유로(411a)를 차단하여 가스가 제1영역(411)으로 유입되는 것을 차단한다. 가스 차단부(440)는 몸통부(441), 걸림부(445), 안착부(447)를 포함한다.
몸통부(441)는 통 형상으로 제공되며, 저면이 개방된 공간(440a)이 내부에 형성된다. 몸통부(441)는 상단(442)이 밀폐된다. 몸통부(441)는 상부 영역(441a)과 하부 영역(441b)으로 구분될 수 있다. 상부 영역(441a)은 제1영역(411)에 형성된 유로(411a)보다 작은 반경을 가진다. 하부 영역(441b)은 상부 영역(441a)의 하부에 위치하며, 제1영역(411)에 형성된 유로(411a)보다 크고 연결 유로(432)보다 작은 반경을 가진다.
걸림부(445)는 몸통부(441)에 제공된다. 걸림부(445)는 상부 영역(441a)과 하부 영역(441b) 사이에 제공되며, 상부 영역(441a)과 하부 영역(441b)을 연결한다. 걸림부(445)는 링 형상의 판으로 제공되며, 상부 영역(441a)의 하단과 하부 영역(441b)의 상단을 연결한다. 걸림부(445)는 상부 영역(441a)의 외측면 및 하부 영역(441b)의 내측면에 수직하게 배치된다. 몸통부(441)는 걸림부(445)에 의해 상부 영역(441a)과 하부 영역(441b)이 단차진 형상을 가진다. 걸림부(445)는 몸통부(441)가 부양되는 경우, 제1돌출부(434)와 충돌한다. 이로 인해, 가스 차단부(440)가 제1영역(411)으로 이동하는 것이 제한된다. 제1돌출부(434)와 걸림부(445)의 충돌로 인한 손상을 방지하기 위해, 제1돌출부(434)의 저면 또는 걸림부(445)의 상면에는 오 링(O-ring, 438)이 제공될 수 있다.
몸통부(441)의 하부영역(441b)에는 연결 홀(448)들이 형성된다. 연결 홀(448)들은 하부 영역(441b)의 둘레를 따라 서로 이격하여 형성된다. 연결 홀(448)들은 연결 유로(432)와 제2영역(412)의 유로(412a)를 연결한다. 연결 유로(432)에 유입된 가스는 연결 홀(448)들을 통해 제2영역(412)으로 흐른다.
몸통부(441)의 하단에는 안착부(447)가 형성된다. 안착부(447)는 몸통부(441)의 외측면으로부터 몸통부(441)의 외측 방향으로 돌출된다. 안착부(447)는 링 형상의 판으로 제공된다. 안착부(447)는 제2영역(412)에 형성된 유로(412a)에 상응하는 내경과 연결 유로(432)의 반경보다 작은 외경을 가질 수 있다. 안착부(447)는 제1영역(411)에서 제2영역(412) 방향으로 가스의 흐름이 발생하는 경우, 제2돌출부(436)에 놓인다. 그리고, 제2영역(412)에서 제1영역(411) 방향으로 가스의 흐름이 발생하는 경우, 부양되어 제2돌출부(436)와 이격된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 가스가 배기되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 진공 펌프(도 1의 420)에 의해 배관(410)에 진공압이 인가된다. 진공압은 제1영역(411)에서 제2영역(412) 방향으로 가스(G)의 흐름을 발생시킨다. 가스 차단부(440)는 안착부(447)가 제2돌출부(436)에 놓이며, 몸통부(441)가 연결 덕트(431) 및 제1돌출부(434)와 소정 간격으로 이격된다. 제1영역(411)의 가스(G)는 몸통부(441)와 제1돌출부(434)의 사이 공간을 통해 연결 유로(432) 내부로 유입된다. 그리고, 몸통부(441)에 형성된 연결 홀(448)들을 통해 제2영역(412)으로 배기된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 가스 차단부가 배관을 차단하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 기판 처리 공정이 진행 중에 진공 펌프(도 1의 420)의 펌핑 동작이 멈추거나, 진공 펌프에 역상이 인가되는 경우, 진공 펌프가 반대 방향으로 가스(G)를 불어내는 현상이 발생할 수 있다. 상기 현상이 발생할 경우, 역류된 가스(G) 기류는 약 0.2초 만에 공정 챔부(도 1의 100) 내부로 도달할 수 있다. 가스 차단부(440)는 가스가 역류할 경우, 제1영역(411)으로 가스의 유입을 차단한다. 제2영역(412)에서 역류하는 가스는 몸통부(441)의 내부(440a)로 공급된다. 몸통부(441)의 내부에 공급된 가스는 가스 차단부(440)를 부양시킨다. 부양된 가스 차단부(440)는 제1돌출부(434)와 걸림부(445)의 충돌에 의해 이동이 제한된다. 그리고, 제1돌출부(434)와 걸림부(445)의 접촉에 의해 제1영역(411)의 유로(411a)와 연결 유로(432)의 연결이 차단된다. 이로 인해, 몸통부(441)의 내부(440a)로 유입된 가스 및 연결 유로로 유입된 가스(G)는 제1영역(411)으로 유입이 차단된다. 상술한 과정에 의해, 역류하는 가스(G)가 제1영역(411) 및 공정 챔버(도 1의 100) 내부로 유입이 방지되므로, 가스 역류로 인한 기판 오염이 예방될 수 있다. 또한, 상술한 가스 유입 방지는 역류하는 가스(G)의 힘에 의해 배관(410)이 차단되므로, 가스의 역류 여부 검출, 가스의 역류 검출 결과에 따른 배관(410)의 차단등의 과정이 요구되지 않으므로, 짧은 시간내에 배관(410)을 차단하여 공정 챔버(100)로 가스의 유입을 예방할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 배기 유닛에 의해 가스 배기가 일어나는 과정을 나타내는 단면도이고, 도 6은 도 5의 가스 배기 유닛이 배관을 차단하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제1돌출부(434)는 경사지게 형성된다. 제1돌출부(434)는 연결 덕트(431)의 상단과 제1영역(411)의 하단을 연결한다. 제1돌출부(434)는 연결 덕트(431)의 상단으로부터 상부로 갈수록 그 단면적이 점차 감소하도록 상향 경사지게 배치된다. 가스 차단부(440)의 걸림부(445)는 제1돌출부(434)에 상응하도록 상향 경사지게 배치된다.
도 5와 같이, 가스(G)가 배관(440)을 통해 배기되는 경우, 가스 차단부(440)의 걸림부(445)가 경사지게 배치되므로, 연결 유로(432)에 유입된 가스(G)는 몸통부(441)와 연결 덕트(431) 사이 공간으로 용이하게 유입될 수 있다. 연결 유로(432)에 유입된 가스는 연결 홀(448)들을 통해 제2영역(412)으로 흐른다.
도 6과 같이, 가스(G)가 역류하는 경우, 역류된 가스(G)는 몸통부 내부(440a)로 유입되어 가스 차단부(440)를 부양시킨다. 가스 차단부(440)의 부양에 의해, 걸림부(445)는 제1돌출부(434)와 접촉된다. 접촉부(445)와 제1돌출부(434)는 서로 상응하는 각도로 경사지므로, 접촉하는 면적이 넓어질 수 있다. 또한, 가스 차단부(440)가 부양되는 과정에서 걸림부(445)와 제1돌출부(434)는 가스 차단부(440)의 이동을 안내하여, 제1영역(422)과 연결 유로(432)가 차단될 수 있는 지점에 정확히 가스 차단부(440)가 위치될 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 배기 유닛을 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 연결 덕트(431')는 도 1 및 도 5에 나타난 연결 덕트(431)보다 사이즈가 크게 제공된다. 이에 의해, 연결 덕트(431')와 가스 차단부(440)의 몸체부(441) 사이 공간(d)이 넓어져, 도 1 및 도 5에 나타난 가스 배기 유닛보다 가스(G) 배기가 활발하게 진행될 수 있다. 예를 들어, 배관(410)의 길이가 4m인 가스 배기 유닛에서 펌핑하는 경우, 진공 상태에 이르는데 5초가 걸린다면, 배관(410) 길이가 7m일 경우 펌핑 시간이 5초보다 증가한다. 그러나, 도 7과 같이, 연결 덕트(431')와 가스 차단부(440)의 몸체부(441) 사이 공간(d)이 넓힐 경우, 진공 컨덕턴스(vacuum conductance)가 증가되므로 펌핑 시간을 감소될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연결 홀들을 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 연결 홀(448)들은 상하방향으로 길게 형성된 슬릿 홀로 제공될 수 있다. 연결 홀(448)들은 균일한 간격으로 이격되어 몸통부(441)의 둘레를 따라 형성될 수 있다. 이와 달리, 연결 홀(448)들은 원형 홀로 제공될 수 있다. 또한, 연결 홀(448)들은 몸통부(441)의 둘레 방향으로 길이가 길게 형성된 슬릿 홀로 제공될 수 있다. 연결 홀(448)들은 몸통부(441)의 둘레 방향을 따라 복수 열로 배열될 수 있다. 또한, 연결 홀(448)들은 상하방향에 대해 소정 각도로 경사진 슬릿 홀로 제공될 수 있다. 슬릿 홀(448)들은 몸통부(441)의 둘레를 따라 균일 간격으로 이격하여 배열된다. 이와 같이, 연결 홀들은 다양한 형상을 가질 수 있으며, 그 배치 또한 다양하게 변경가능하다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 배기 유닛을 나타낸다.
도 9를 참조하면, 배관(410)의 제1영역(411)과 제2영역(412) 사이 구간에 역류 방지부(430)가 제공된다. 역류 방지부(430)는 걸림판(431), 지지판(435), 그리고 가스 차단부(437)를 포함한다.
걸림판(431)은 얇은 판 형상으로 제공되며, 가스(G)의 흐름 방향에 수직하게 배치된다. 걸림판(431)에는 걸림 홀(432)이 형성된다. 걸림 홀(432)은 소정 반경으로 형성된다.
걸림판(431)의 하부에는 지지판(435)이 위치한다. 지지판(435)은 걸림판(431)으로부터 소정 거리 이격하여 위치한다. 걸림판(431)에는 유로(436)들이 형성된다. 유로(436)들은 가스(G)가 흐르는 통로로 제공한다. 걸림판(431)은 메쉬(Mesh)를 포함한다.
걸림판(431)과 지지판(435) 사이에는 가스 차단부(437)가 위치한다. 가스 차단부(437)는 걸림 홀(432)보다 큰 반경을 갖는 구 형상으로 제공된다. 가스 차단부(431)는 경량 재질로 제공된다. 가스 차단부(431)는 고무 재질로 제공될 수 있다.
배관(410)에 진공압이 인가되는 경우, 가스는 걸림 홀(432)을 통해 제1영역(411)에서 연결 유로(433)로 유입된다. 연결 유로(433)로 유입된 가스는 지지판(435)의 유로(436)들을 통해 제2영역(412)으로 유입된다.
이와 달리, 가스(G)가 역류하는 경우, 도 10과 같이, 역류하는 가스(G)에 의해 가스 차단부(437)가 부양되며, 그 일부가 걸림 홀(432)에 삽입된다. 걸림 홀(432)에 삽입된 가스 차단부(437)는 가스(G)가 연결 유로(433)에서 제1영역(411)으로 유입되는 것을 차단된다. 상술한 가스 차단부(437)의 차단에 의해 역류하는 가스(G)가 공정 챔버(도 1의 100) 내부로 유입되는 것이 방지된다.
상기 실시예에서는 가스 배기 유닛(400)이 애싱 공정을 수행하는 장치(10)에 제공되는 것으로 설명하였으나, 가스 배기 유닛(400)은 공정 챔버(100) 내부를 소정 압력으로 감압하여 기판(W)을 처리하는 장치에 제공될 수 있다. 그리고, 가스 배기 유닛(400)은 공정 가스를 공급하여 기판을 처리하는 장치와 처리 과정에서 가스나 흄이 발생하는 공정을 수행하는 장치등에 제공될 수 있다. 예컨대, 반도체 제조 공정 중, 증착 공정, 식각 공정, 그리고 베이크 공정등을 수행하는 장치에 제공될 수 있다. 또한, 가스 배기 유닛(400)은 평판 표시 패널 또는 솔라셀을 제조하는 장치에 제공될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 공정 챔버 200: 기판 지지 유닛
300: 공정 가스 공급 유닛 400: 가스 배기 유닛
410: 배관 420: 진공 펌프
430: 역류 방지부

Claims (16)

  1. 가스가 흐르는 제1영역과 제2영역이 형성된 배관;
    상기 제1영역에서 상기 제2영역 방향으로 상기 가스의 흐름이 발생하도록 상기 배관에 진공압을 인가하는 진공 펌프; 및
    상기 제1영역과 상기 제2영역에 사이 구간에서 상기 배관에 설치되며, 상기 제1영역에서 상기 제2영역 방향으로 상기 가스의 흐름을 개방하고, 상기 제2영역에서 상기 제1영역 방향으로 상기 가스의 흐름을 차단하는 역류 방지부를 포함하되,
    상기 역류 방지부는
    상기 제2영역에서 상기 제1영역 방향으로 형성된 가스의 흐름에 의해 부양되어 상기 제1영역과 상기 제2영역 사이 구간을 차단하는 가스 차단부; 및
    상기 제1영역과 상기 제2영역 사이에서 상기 배관에 설치되고, 상기 제1영역보다 큰 반경의 연결 유로가 내부에 형성된 연결 덕트를 포함하되,
    상기 가스 차단부는
    상단이 밀폐되고, 상기 제2영역과 마주하는 저면이 개방된 공간이 내부에 형성되고, 상기 연결 유로 내에서 부양되는 통 형상의 몸통부를 포함하는 가스 배기 유닛.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 역류 방지부는
    상기 연결 덕트의 내측면으로부터 상기 연결 유로 측으로 돌출되며, 상기 제1영역과 상기 연결 유로를 연결하는 개구가 형성된 제1돌출부를 더 포함하고,
    상기 가스 차단부는
    상기 몸통부가 부양하는 경우, 상기 제1돌출부에 걸려 상기 제1영역으로 상기 몸통부의 이동을 제한하는 걸림부를 포함하는 가스 배기 유닛.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1돌출부는 상기 연결 덕트의 내측면으로부터 그 끝단으로 갈수록 점차 높이가 높아지도록 상향 경사지며,
    상기 걸림부는 상기 제1돌출부에 상응하도록 상향 경사지는 가스 배기 유닛.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 배관의 제2영역은 상기 연결 유로보다 작은 반경을 가지며,
    상기 역류 방지부는
    상기 제1돌출부의 하부에 위치하고, 상기 연결 덕트의 내측면으로부터 상기 연결 유로 측으로 돌출되며, 상기 연결 유로와 상기 제2영역을 연결하는 개구가 형성된 제2돌출부를 더 포함하고,
    상기 가스 차단부는
    상기 몸통부의 하단에 연결되며, 상기 제2영역에 상응하는 내경과 상기 연결 덕트의 내경보다 작은 외경을 가지는 링 형상의 안착부를 포함하되,
    상기 제1영역에서 상기 제2영역 방향으로 가스의 흐름이 발생하는 경우, 상기 안착부는 상기 제2돌출부에 놓이는 가스 배기 유닛.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 걸림부와 상기 안착부 사이의 상기 몸통부 영역에는 상기 몸통부의 둘레를 따라 연결 홀들이 형성되고,
    상기 연결 유로에 유입된 가스는 상기 연결 홀들을 통해 상기 제2영역으로 흐르는 가스 배기 유닛.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 역류 방지부는
    상기 제1영역과 상기 제2영역 사이 구간에 설치되며, 걸림홀이 형성된 걸림판;
    상기 걸림판과 상기 제2영역 사이 구간에 설치되며, 가스가 통과하는 유로들들이 형성된 지지판을 더 포함하되,
    상기 가스 차단부는 상기 걸림홀보다 큰 반경을 갖는 구 형상을 가지고, 상기 걸림판과 상기 지지판 사이 구간에 위치하며, 상기 제2영역에서 상기 제1영역으로 흐르는 가스에 의해 부양되어 일부 영역이 상기 걸림홀에 삽입되는 가스 배기 유닛.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 가스 차단부는 고무 재질로 제공되는 가스 배기 유닛.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 지지판은 메쉬(mesh)인 가스 배기 유닛.
  10. 처리 공간이 내부에 형성된 공정 챔버;
    상기 처리 공간에 위치하며, 기판을 지지하는 기판 지지유닛;
    상기 처리 공간에 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급유닛;
    상기 처리 공간에 머무르는 가스를 상기 공정 챔버 외부로 배기하는 가스 배기 유닛을 포함하되,
    상기 가스 배기 유닛은
    상기 공정 챔버와 연결되고, 상기 처리 공간 내의 가스가 배기되는 제1영역과 제2영역이 순차적으로 형성된 배관;
    상기 배관에 설치되며, 상기 제1영역에서 상기 제2영역 방향으로 가스의 흐름이 발생하도록 상기 배관에 진공압을 인가하는 진공 펌프; 및
    상기 제1영역과 상기 제2영역에 사이 구간에서 상기 배관에 설치되며, 상기 제1영역에서 상기 제2영역 방향으로 상기 가스의 흐름을 개방하고, 상기 제2영역에서 상기 제1영역 방향으로 상기 가스의 흐름을 차단하는 역류 방지부를 포함하며,
    상기 역류 방지부는
    상기 제2영역에서 상기 제1영역 방향으로 형성된 가스의 흐름에 의해 부양되어 상기 제1영역과 상기 제2영역 사이 구간을 차단하는 가스 차단부; 및
    상기 제1영역과 상기 제2영역 사이에서 상기 배관에 설치되고, 상기 제1영역보다 큰 반경의 연결 유로가 내부에 형성된 연결 덕트를 포함하되,
    상기 가스 차단부는
    상단이 밀폐되고, 상기 제2영역과 마주하는 저면이 개방된 공간이 내부에 형성되고, 상기 연결 유로 내에서 부양되는 통 형상의 몸통부를 포함하는 기판 처리 장치.
  11. 삭제
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 역류 방지부는
    상기 연결 덕트의 내측면으로부터 상기 연결 유로 측으로 돌출되며, 상기 제1영역과 상기 연결 유로를 연결하는 개구가 형성된 제1돌출부를 더 포함하고,
    상기 가스 차단부는
    상기 몸통부가 부양하는 경우, 상기 제1돌출부에 걸려 상기 제1영역으로 상기 몸통부의 이동을 제한하는 걸림부를 포함하는 기판 처리 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 배관의 제2영역은 상기 연결 유로보다 작은 반경을 가지며,
    상기 역류 방지부는
    상기 제1돌출부의 하부에 위치하고, 상기 연결 덕트의 내측면으로부터 상기 연결 유로 측으로 돌출되며, 상기 연결 유로와 상기 제2영역을 연결하는 개구가 형성된 제2돌출부를 더 포함하고,
    상기 가스 차단부는
    상기 몸통부의 하단에 연결되며, 상기 제2영역에 상응하는 내경과 상기 연결 덕트의 내경보다 작은 외경을 가지는 링 형상의 안착부를 포함하되,
    상기 제1영역에서 상기 제2영역 방향으로 가스의 흐름이 발생하는 경우, 상기 안착부는 상기 제2돌출부에 놓이는 기판 처리 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 걸림부와 상기 안착부 사이의 상기 몸통부 영역에는 상기 몸통부의 둘레를 따라 연결 홀들이 형성되고,
    상기 연결 유로에 유입된 가스는 상기 연결 홀들을 통해 상기 제2영역으로 흐르는 기판 처리 장치.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 역류 방지부는
    상기 제1영역과 상기 제2영역 사이 구간에 설치되며, 걸림홀이 형성된 걸림판;
    상기 걸림판과 상기 제2영역 사이 구간에 설치되며, 가스가 통과하는 유로들들이 형성된 지지판을 더 포함하되,
    상기 가스 차단부는 상기 걸림홀보다 큰 반경을 갖는 구 형상을 가지고, 상기 걸림판과 상기 지지판 사이 구간에 위치하며, 상기 제2영역에서 상기 제1영역으로 흐르는 가스에 의해 부양되어 일부 영역이 상기 걸림홀에 삽입되는 기판 처리 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 가스 차단부는 고무 재질로 제공되는 기판 처리 장치.
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