KR101391250B1 - 배치식 기판 처리장비에서의 기판 이송장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배치식 기판 처리장비에서의 기판 이송장치에 관한 것으로서, 많은 기판을 수용하며 기판에 균일한 박막이 증착되도록 하여 증착원의 효율을 상승시킬 수 있도록, 복수개의 상기 기판을 안착시키는 기판 안착부와, 상기 기판 안착부가 상부에 고정되며, 폐쇄된 형태의 이동경로를 형성하여 상기 기판을 상기 이동경로를 따라 이동시키는 기판 이송수단과, 상기 기판 이송수단을 이동시키도록 구동력을 발생시키는 구동모터를 포함함으로써, 기판의 이동경로를 자유롭게 구성하여 장비 및 증착원의 효율을 상승시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

배치식 기판 처리장비에서의 기판 이송장치{Apparatus for Transferring Substrates in Batch Type Processing Chamber}
본 발명은 배치식 기판 처리장비에서의 기판 이송장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 많은 기판을 수용하며 기판에 균일한 박막이 증착되도록 하여 증착원의 효율을 상승시킬 수 있는 기판 이송장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 기판을 처리하는 기판 처리장비는 공정 처리 능력을 향상시키기 위하여 내부에 기판을 복수로 로딩하여 복수의 기판을 동시에 처리하는 배치식(Batch Type) 기판 처리장비와, 한 장의 반도체 기판을 챔버 내부로 로딩하여 한 장마다 기판을 처리하는 매엽식 기판 처리장비로 구분된다.
매엽식 기판 처리장비는 한 장의 반도체 기판을 처리하므로, 고온 상태에 기판을 처리하는 고온 공정 챔버 내의 공정 온도를 상승시키고 하강시키는 데 필요한 시간이 많은 시간이 요구된다. 따라서, 상기 고온 공정에서는 배치식 기판 처리장비를 이용하여 기판 처리 효율을 향상시킬 수 있다.
이와 관련된 종래 기술로서, 등록특허 10-0765941호에서는 복수 개의 기판을 장착한 드럼을 증착 챔버 내에 배치하여 증착하는 증착 챔버 장치가 개시되어 있다. 이와 같은 종래의 선행기술은 드럼 안착부에 배치된 드럼 회전 전달부와 챔버 내에 배치된 드럼 회전 구동부의 연결을 통하여 보다 안정적으로 드럼을 회전시킴으로써, 양질의 증착 공정을 수행할 수 있는 효과가 있다.
그러나, 원통형의 드럼이 증착 챔버 내에 배치되어야 하므로 증착 챔버 내의 진공 상태를 유지하여야 할 공간이 커서 공정 단가가 증대되고, 증착 챔버 내에서의 작업자의 유지 보수 공정이 용이하지 않다는 문제점이 있다.
배치식 진공 챔버 내의 기판 이송 및 증착을 위한 기판 이동에 있어서, 진공이라는 제약으로 단조로운 기판 이동으로 제한되고, 최대한 많은 기판을 수용하며 균일한 증착할 수 있도록 기판의 이동을 하여야 장비 및 증착원의 효율 증대를 가져올 수 있지만, 제한된 기판 이송으로 인해 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
기존의 기판 이송방식으로는 리니어 스캔, 회전, 간단한 폐곡선 패스 등으로 기판이동이 제한된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 최대한 많은 기판을 수용하고, 기판 상에 균일한 박막을 증착할 수 있도록 기판의 이동경로를 자유롭게 구성하여 장비 및 증착원의 효율을 상승시킬 수 있는 기판 이송장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 복수개의 기판을 수용하여 공정을 진행하는 배치식 기판 처리장비에 있어서, 복수개의 상기 기판을 안착시키는 기판 안착부와, 상기 기판 안착부가 상부에 고정되며, 폐쇄된 형태의 이동경로를 형성하여 상기 기판을 상기 이동경로를 따라 이동시키는 기판 이송수단과, 상기 기판 이송수단을 이동시키도록 구동력을 발생시키는 구동모터를 포함하는 기판 이송장치가 제공된다.
본 발명에 있어서, 상기 기판 이송수단은 상기 구동모터의 구동축에 연결되어 회전하는 주동 스프로켓과, 상기 주동 스프로켓의 회전에 연동되어 회전하는 복수의 종동 스프로켓과, 상기 주동 스프로켓과 종동 스프로켓을 연결하여 상기 주동 스프로켓의 회전에 따라 이동하면서 상기 기판 안착부의 기판을 이동시키는 체인으로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 주동 스프로켓과 복수의 종동 스프로켓은 챔버 내에서 전후방향에 따라 번갈아가며 설치되어 상기 체인은 지그재그 형태의 폐쇄된 이동경로를 형성할 수 있다.
또한, 상기 체인은 수직방향으로 배열된 복수의 열을 이루도록 구성되고, 상기 스프로켓은 상기 체인에 대응되도록 상기 체인과 동일한 열을 이루도록 설치될 수 있다.
한편, 상기 체인의 상부에는 상기 기판 안착부와 체인을 결합시키면서 상기 기판 안착부를 지지하기 위한 받침대가 더 설치된다.
본 발명에 있어서, 상기 기판 이송수단은 상기 구동모터의 구동축에 연결되어 회전하는 주동 풀리와, 상기 주동 풀리의 회전에 연동되어 회전하는 복수의 종동 풀리와, 상기 주동 풀리와 종동 풀리를 연결하여 상기 주동 풀리의 회전에 따라 이동하면서 상기 기판 안착부의 기판을 이동시키는 벨트로 구성될 수 있다.
상기 기판 안착부의 안정적인 이송을 위해 상기 기판 이송수단의 이동경로를 따라 상기 기판 안착부를 지지하는 지지부가 소정 간격으로 설치될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 주동 스프로켓과 종동 스프로켓의 설치위치와 개수를 조절하여 이동경로를 구성할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면 최대한 많은 기판을 수용하고, 기판 상에 균일한 박막을 증착할 수 있도록 기판의 이동경로를 자유롭게 구성하여 장비 및 증착원의 효율을 상승시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 기판 이송장치가 적용된 스퍼터 시스템을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 기판 이송장치를 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 기판 이송장치의 요부를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 기판 이송장치의 동작을 나타내는 평면도이다.
이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 기판 이송장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 기판 이송장치가 적용된 스퍼터 시스템을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 기판 이송장치를 도시한 평면도이고, 도 3은 본 발명의 기판 이송장치의 요부를 도시한 사시도이다.
본 발명의 기판 이송장치(100)는 내부에 기판을 복수로 로딩하여 복수의 기판을 동시에 처리하는 배치식(Batch Type) 기판 처리장비에 적용되는 것으로서, 도 1에 도시한 바와 같이, 스퍼터 시스템의 챔버(10) 내부에 설치될 수 있다.
본 발명의 기판 이송장치(100)는 복수개의 기판을 안착시키는 기판 안착부(110)와, 상기 기판 안착부(110)에 안착된 기판을 이동경로를 따라 이동시키는 기판 이송수단과, 상기 기판 이송수단을 이동시키도록 구동력을 발생시키는 구동모터(130)를 포함한다.
본 발명에서, 상기 기판 이송수단은 상기 구동모터(130)의 구동력에 따라 폐쇄된 형태의 이동경로를 형성하여 기판을 이송시키는 구성을 갖는데, 본 발명의 일 실시예는 체인(126)과, 상기 체인(126)에 맞물린 복수의 스프로켓(122)으로 기판 이송수단을 구성한다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예는 상기 구동모터(130)의 구동축에 연결되어 회전하는 주동 스프로켓(122)과, 상기 주동 스프로켓(122)의 회전에 연동되어 회전하는 복수의 종동 스프로켓(124a,124b,124c,...)과, 상기 주동 스프로켓(122)과 종동 스프로켓(124a,124b,124c,...)을 연결하여 상기 주동 스프로켓(122)의 회전에 따라 이동하면서 상기 기판 안착부(110)의 기판을 이동시키는 체인(126)으로 구성된다.
상기 체인(126)의 상부에 상기 기판 안착부(110)가 고정되며, 이를 위해 상기 기판 안착부(110)와 체인(126) 사이에는 도 3에서 보는 바와 같이, 기판 안착부(110)와 체인(126)을 결합시키면서 상기 기판 안착부(110)를 지지하기 위한 받침대(112)가 설치된다.
이와 같이 받침대(112)로 인해 체인(126)의 상부에 결합된 기판 안착부(110)는 상기 체인(126)의 이동경로를 따라 이동하게 되며, 상기 챔버(10) 내부에서 기판의 처리공정을 진행하게 된다.
상기 기판 안착부(110)는 복수개의 기판을 수용하는 구조로 이루어지는데, 본 발명에서는 도면에서 보는 바와 같이, 4장의 기판을 수용할 수 있는 기판 안착부(110)를 예로 설명한다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 챔버(10) 내에서 최대한 많은 기판을 수용할 수 있는 다양한 구조가 적용될 수 있음은 물론이다.
한편, 상기 주동 스프로켓(122)과 복수의 종동 스프로켓(124a,124b,124c,...)은 챔버(10) 내에서 전후방향에 따라 번갈아가며 설치되어, 상기 주동 스프로켓(122)과 복수의 종동 스프로켓(124a,124b,124c,...)에 감기는 체인(126)은 도 2에서 보는 바와 같이, 지그재그 형태의 폐쇄된 이동경로를 형성한다.
여기서, 상기 주동 스프로켓(122)과 종동 스프로켓(124a,124b,124c,...)의 개수는 다양하게 설정이 가능하다. 즉, 상기 주동 스프로켓(122)과 종동 스프로켓(124a,124b,124c,...)의 설치위치와 개수를 조절함으로써, 자유로운 이동경로를 구성할 수 있다.
본 발명에서는 7개의 스프로켓을 이용하여 평행하게 지그재그 형태를 갖는 이동경로를 형성하였지만, 챔버(10)의 크기 및 증착공정 조건에 따라 상기 주동 스프로켓(122)과 종동 스프로켓(124a,124b,124c,...)의 개수를 증감할 수 있고, 그 설치위치를 자유롭게 설정함으로써 다양한 이동경로를 구성할 수 있다.
한편, 본 발명의 기판 이송장치(100)는 자유로운 기판 이송을 위해 상기 체인(126)을 수직방향으로 배열하고, 상부의 체인(126)에 기판을 위치시키는 구성을 갖는다.
즉, 상기 체인(126)을 도 3에서 보는 바와 같이, 수직방향으로 복수의 열을 이루도록 구성하고, 상기 주동 스프로켓(122) 및 종동 스프로켓은 상기 체인(126)에 대응되도록 상기 체인(126)과 동일한 열을 이루도록 설치한다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 체인(126)을 3열로 배열하였다. 이에 따라, 상기 주동 스프로켓(122)도 3열로 배열하고, 구동모터(130)의 구동축을 통해 3개의 주동 스프로켓(122)이 동시에 회전하도록 구성한다.
한편, 상기 주동 스프로켓(122)은 복수로 이루어질 수도 있다. 이 경우, 각각의 주동 스프로켓(122)을 구동하는 구동모터(130)는 동일한 회전속도로 회전하여야 할 것임은 물론이다.
또한, 상기 기판 안착부(110)의 안정적인 이송을 위해 상기 이동경로를 따라 이동하는 기판 안착부(110)를 지지하는 지지부(140)가 챔버(10) 내부에 설치될 수 있다.
이 경우, 상기 지지부(140)는 상기 기판 이송수단의 이동경로를 따라 설치될 수 있으며, 그 하단은 챔버(10)의 하면에 고정되고, 상단은 상기 기판 안착부(110)의 하면에 닿아 지지할 수 있는 높이로 이루어진다.
또한, 상기 지지부(140)는 도 3에서 보는 바와 같이, 상기 이동경로를 따라 소정 간격으로 설치되는 바(bar) 형상의 구성일 수도 있다.
한편, 이와 같은 구성을 가진 본 발명의 기판 이송장치는 도 4에서 보는 바와 같이, 상기 구동모터(130)의 구동력에 따라 주동 스프로켓(122)이 회전하고, 상기 주동 스프로켓(122)의 회전에 연동되어 복수의 종동 스프로켓(124a,124b,124c,...)이 회전하면서 상기 체인(126)이 이동되어, 상기 체인(126)의 상부에 결합된 기판 안착부(110)를 이동시키면서 챔버(10) 내에서 공정을 진행하게 된다.
이와 같은 본 발명의 기판 이송장치는 복수개의 많은 기판을 수용하여 공정을 진행하면서도, 기판 이동경로를 다양하게 구성함으로써 균일한 증착이 가능하고, 장비 및 증착원의 효율을 상승시킬 수 있다. 또한, 리니어 스캔(Linea Scan) 이나 단순 폐곡선 무빙 패스(Moving Path)가 아닌 자유도가 뛰어난 무빙 패스로 기판의 이송이 가능하다.
한편, 본 발명의 기판 이송수단은 상술한 체인과 스프로켓 이외에 벨트와 풀리로 구성되어, 기판 이송부(110)를 이송시키는 이동경로를 형성할 수 있다.
이 경우, 상기 기판 이송수단은 상기 구동모터(130)의 구동축에 연결되어 회전하는 주동 풀리와, 상기 주동 풀리의 회전에 연동되어 회전하는 복수의 종동 풀리와, 상기 주동 풀리와 종동 풀리를 연결하여 상기 주동 풀리의 회전에 따라 이동하면서 상기 기판 안착부의 기판을 이동시키는 벨트로 구성될 수 있다.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형을 할 수 있다는 것은 자명하다.
100 : 기판 이송장치 110 : 기판 안착부
112 : 받침대 122 : 주동 스프로켓
124a,124b,124c : 종동 스프로켓 126 : 체인
130 : 구동모터 140 : 지지부

Claims (8)

  1. 복수개의 기판을 수용하여 공정을 진행하는 배치식 기판 처리장비에 있어서,
    복수개의 상기 기판을 안착시키는 기판 안착부;
    상기 기판 안착부가 상부에 고정되며, 폐쇄된 형태의 이동경로를 형성하여 상기 기판을 상기 이동경로를 따라 이동시키는 기판 이송수단;
    상기 기판 이송수단을 이동시키도록 구동력을 발생시키는 구동모터; 및
    상기 기판 안착부의 안정적인 이송을 위해 상기 기판 이송수단의 이동경로를 따라 상기 기판 안착부를 지지하도록 소정 간격으로 설치되며, 하단은 챔버의 하면에 고정되고, 상단은 상기 기판 안착부의 하면에 닿아 지지할 수 있는 높이로 이루어지는 지지부;
    를 포함하며,
    상기 기판 이송수단은 상기 구동모터의 구동축에 연결되어 회전하는 주동 스프로켓;
    상기 주동 스프로켓의 회전에 연동되어 회전하는 복수의 종동 스프로켓;
    상기 주동 스프로켓과 종동 스프로켓을 연결하여 상기 주동 스프로켓의 회전에 따라 이동하면서 상기 기판 안착부의 기판을 이동시키는 체인; 및
    상기 체인의 상부에 상기 기판 안착부와 체인을 결합시키면서 상기 기판 안착부를 지지하기 위해 설치되는 받침대;로 구성되고,
    상기 주동 스프로켓과 복수의 종동 스프로켓은 챔버 내에서 전후방향에 따라 번갈아가며 설치되어 상기 체인은 지그재그 형태의 폐쇄된 이동경로를 형성하는 것을 특징으로 하는 기판 이송장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 체인은 수직방향으로 배열된 복수의 열을 이루도록 구성되고, 상기 주동 스프로켓 및 종동 스프로켓은 상기 체인에 대응되도록 상기 체인과 동일한 열을 이루도록 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 이송장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 주동 스프로켓과 종동 스프로켓의 설치위치와 개수를 조절하여 이동경로를 구성하는 것을 특징으로 하는 기판 이송장치.



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