KR101394111B1 - 기판처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판이송부 및 이를 구비하는 기판처리장치에 관한 것으로, 공정챔버와, 상기 공정챔버 내에 마련되어 기판이 놓여지는 복수의 서셉터부와, 상기 복수의 서셉터부 각각에 대응하는 복수의 리프트핀부와, 상기 공정챔버 내에서 복수의 기판을 동시에 이동시키는 기판이송부를 포함한다. 이때, 복수의 서셉터 각각에 대응하는 복수의 리프트핀부의 길이는 서로 다르다. 또한, 상기 기판이송부는 복수의 기판을 복수의 서셉터 상에 동시에 안착시키거나 상기 복수의 서셉터 상에 안착된 복수의 기판을 동시에 탈착시킬 수 있다.
따라서, 상기와 같은 기판처리장치를 이용함으로써, 복수의 기판을 공정챔버 내로 로딩 및 언로딩 하는 시간을 단축할 수 있다. 또한, 각 서셉터부의 리프트핀부가 서로 다른 길이로 위치함으로써, 복수의 기판을 인접한 서셉터의 리프트핀부와 간섭되지 않고 독립적으로 정렬시킬 수 있다.
기판처리장치, 기판이송부

Description

기판처리장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 기판을 동시에 처리할 수 있는 배치타입의 기판 처리 장치에 관한 것이다.
배치식의 기판처리장치는 챔버 내측에 복수의 서셉터가 구비되어 있고, 복수의 서셉터상에 각기 기판을 안착시켜, 복수개의 기판을 동시에 처리하는 장치이다. 이때, 종래에는 이송수단을 이용하여 기판을 하나씩 서셉터의 상측에 배치시키는 과정을 복수번 반복함으로써 복수개의 서셉터의 상측에 각각 기판을 위치시킬 수 있었다. 따라서 복수의 기판을 서셉터상에 안착시키는 시간이 길어지게 됨으로써, 전체 공정시간 또한 길어지게 되어 생산성을 저하 시키는 문제가 야기되었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 복수의 기판을 공정챔버 내로 로딩 및 언로딩 하는 시간을 단축할 수 있는 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 기판처리장치는 공정챔버와, 상기 공정챔버 내에 마련되어 기판이 안착되는 복수의 서셉터부와, 상기 복수의 서셉터부 각각에 대응되는 서로 다른 길이의 복수의 리프트핀부와, 상기 공정챔버 내에서 복수의 기판을 함께 이동시키는 기판이송부를 포함하는 기판처리장치를 제공한다.
상기 서셉터부는 기판을 안착시키는 서셉터와, 상기 서셉터를 승하강 및 회전시킬 수 있는 제 1 구동부를 포함할 수 있다.
상기 제 1 구동부는 상기 서셉터와 연결되어 상기 서셉터를 지지하는 제 1 구동축과 상기 제 1 구동축을 승하강 및 회전시키는 제1 동력부를 포함할 수 있다.
상기 리프트핀부는 적어도 3개의 리프트핀을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 복수의 리프트핀부는 서셉터에 거치되어 위치하는 것이 바람직하다.
상기 서셉터의 하측에 위치하는 리프트핀부 지지대를 포함할 수 있다.
상기 기판이송부는 복수의 기판을 안착시킬 수 있는 블레이드부와 상기 블레이드부를 승하강 및 회전시킬 수 있는 제 2 구동부를 포함할 수 있다.
상기 블레이드부는 복수의 기판이 각각 안착 되는 복수의 블레이드를 포함하 는 것이 바람직하다.
상기 제 2 구동부는 상기 블레이드부를 지지하는 제 2 구동축과 상기 제 2 구동축을 승하강 및 회전시키는 제 2 동력부를 포함하는 것이 효과적이다.
상기 블레이드는 상기 블레이드의 두 축 이상에서 기판을 지지할 수 있도록 선단부가 절곡된 형상으로 제작되는 것이 효과적이다.
상기 블레이드는 상기 블레이드의 두 축 이상에서 예각으로 절곡된 형상으로 제작되는 것이 효과적이다.
본 발명에 따른 기판처리방법은 기판이송부의 복수의 블레이드에 기판을 각각 안착시키는 단계와, 상기 기판이 각각 안착된 기판이송부의 복수의 블레이드를 복수의 서셉터 바로 상측에 각각 대향 위치하도록 이동시키는 단계와, 상기 복수의 서셉터를 상기 복수의 서셉터의 하부에 배치되어 있는 리프트핀부 지지대의 위치까지 하강시켜, 상기 복수의 서셉터 각각에 대응되는 서로 다른 길이의 리프트핀부를 상기 복수의 서셉터의 표면에 서로 다른 높이로 돌출시키는 단계와, 상기 복수의 서셉터 각각에 대응되어 서로 다른 높이로 돌출된 리프트핀부 중 돌출높이가 가장 높은 리프트핀부를 포함하는 서셉터의 중심과 상기 서셉터의 바로 상측에 위치하는 블레이드에 안치된 기판의 중심을 일치시키는 단계와, 상기 블레이드를 상기 리프트핀부 보다 낮게 위치하도록 하강시켜 상기 리프트핀부에 기판을 안착시키는 단계와, 상기 복수의 서셉터 중 상기 기판이 안착되지 않은 복수의 서셉터부 각각에 대응되어 서로 다른 높이로 돌출된 리프트핀부 중 돌출높이가 가장 높은 위치에 있는 리프트핀부를 포함하는 서셉터의 중심과 상기 서셉터의 바로 상측에 위치하는 블레 이드에 안치된 기판의 중심을 일치시키는 단계와, 상기 블레이드를 상기 리프트핀부 보다 낮게 위치하도록 하강시켜 상기 리프트핀부에 기판을 안착시키는 단계를 포함하는 기판처리방법을 제공한다.
상기 기판이송부의 블레이드는 상기 기판이송부의 제 2 동력부를 이용하여 제 2 구동축을 회전시켜 상기 제 2 구동축에 연결된 복수의 블레이드를 이동 및 회전시키는 기판처리방법을 제공한다.
상술한 바와 같이 본 발명은, 복수의 기판을 동시에 이동할 수 있는 기판이송부를 구비함으로써, 복수의 기판을 복수의 서셉터 상에 동시에 안착시키거나 상기 복수의 서셉터 상에 안착된 복수의 기판을 동시에 탈착시킬 수 있다. 따라서 공정챔버로 기판을 로딩 및 언로딩하는 시간을 단축시킬 수 있다. 또한, 복수의 이송수단 없이 기판이송부의 복수개의 블레이드를 동시에 이동시킬 수 있으므로 기판처리장치의 단순화가 가능하다.
본 발명에서는 서셉터의 상면에 기판을 안착시킬 수 있다. 따라서 서셉터의 가열수단을 이용하여 기판에 열을 전달하고자 할 때, 서셉터의 열이 기판 전면에 균일하게 전달된다. 또한, 서셉터의 상면에 기판 전면이 접촉되어 안착되므로 기판 후면에 증착물질이 증착되는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명은, 각 서셉터부의 리프트핀부가 서로 다른 높이로 제어될 수 있어, 복수의 기판을 인접한 서셉터의 리프트핀부와 간섭되지 않고 독립적으로 정렬시킬 수 있다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에 동일부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 요부를 나타낸 계략 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 기판처리장치는 공정챔버(100)와, 공정챔버(100) 내에 위치하며 복수의 기판(300)이 안착되는 복수의 서셉터부(600)와, 복수의 서셉터부(600) 각각에 대응 배치되어 기판(300)을 지지하는 복수의 리프트핀부(700)와, 복수의 서셉터부(600)의 하측에 위치하는 리프트핀부 지지대(710)와, 공정챔버(100)내에 위치하고 승하강 및 회전하여 복수의 기판(300)을 동시에 서셉터부(600) 상에 이동 및 안착시키는 기판이송부(500)를 포함한다. 그리고, 도 2에서와 같이 공정챔버(100) 내에 공정 가스를 공급하는 가스 공급부(800)를 더 구비한다.
또한, 공정챔버(100)와 연결되어 위치하는 이송챔버(200)와, 이송챔버(200)와 공정챔버(100) 사이 영역에 위치하는 기판출입구(210)와, 이송챔버(200)에서 공정챔버(100)로 기판(300)을 운반하는 이송수단(400)을 포함한다.
물론 상기 기판처리장치는 공정챔버(100) 내의 가스를 배기하는 배기수단(900)을 포함할 수 있다. 그리고 도면에는 도시되지 않았지만 공정챔버(100) 내부의 압력을 조절하는 별도의 압력조절 수단을 더 포함할 수도 있고, 상기 공정챔버(100) 내측의 공정가스를 활성화하는 플라즈마 생성부를 더 포함할 수도 있다.
공정챔버(100)는 기판(300)의 형상에 대응되는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 공정챔버(100)의 내부에는 복수의 기판(300)을 처리할 수 있도록 소정 공간이 마련된다.
이송챔버(200)는 공정챔버(100)와 연결되어 배치될 수 있다. 상기 이송챔버(200)는 공정챔버(100) 내로 기판(300)을 이송하기 전 기판(300)이 일시적으로 대기하는 공간을 제공할 수 있다. 또한, 공정챔버(100) 내에서 증착된 기판(300)이 대기중으로 노출되기 전 일시적으로 대기하는 공간을 제공할 수 있다. 즉, 상기 이송챔버(200)를 로드락챔버로 사용할 수 있다. 이송챔버(200)에는 공정챔버(100) 내로 기판(300)을 이송시키기 위한 이송수단(400)이 위치할 수 있다.
이송수단(400)은 일방향으로 연장된 지지대(410)와, 상기 지지대(410)에 연결된 아암부(420)를 포함한다. 본 실시예에서는 아암부(420)는 각기 하나의 기판(300)을 안착시킬 수 있는 복수의 안착부(401,402)를 포함한다. 따라서, 상기 이송수단(400)을 이용하여 복수의 기판(300)을 동시에 공정챔버(100) 내로 이송시킬 수 있다. 본 실시예에서는 도 1에서와 같이 2개의 안착부(401, 402)를 구비하였으나, 이에 한정되지 않고 이보다 많거나 적은 수의 안착부(401, 402)를 구비할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 이송챔버(200)와 공정챔버(100) 사이영역에 출입구(210)가 마련된다. 본 실시예에서는 공정챔버(100)의 일측벽면에 2개의 출입구(211, 212)가 마련된다. 이를 통해 2개의 기판(300)을 동시에 출입시킬 수 있다. 제 1 및 제 2 기판 출입구(211, 212)는 동일 높이에 위치하는 것이 효과적이다. 이때 높이는 공정챔버(100) 바닥면에서부터의 높이를 지칭한다. 물론 이에 한정되지 않고, 상기 제 1 및 제 2 기판 출입구(211, 212)의 높이가 서로 다를 수 있다. 그리고, 도시되지 않았지만, 본 실시예에서는 제 1 및 제 2 기판출입구(211, 212) 각각의 개폐를 담당하는 복수의 게이트 벨브부를 더 구비할 수 있다. 물론 단일의 게이트 밸브부를 이용하여 제 1 및 제 2 기판 출입구(211, 212)를 개폐할 수도 있다.
공정챔버(100) 내에는 복수의 기판(300)을 동시에 처리할 수 있도록, 복수의 서셉터부(600)가 설치된다. 본 실시예에서는 4개의 기판(300)을 각기 안착시키는 4개의 서셉터부(600a, 600b, 600c, 600d: 600)을 포함한다. 서셉터부(600) 각각은 기판(300)을 각기 안착시키는 서셉터(601a, 601b, 601c, 601d: 601)와 상기 서셉터(601)를 승하강 및 회전시키는 제 1 구동부(610a, 610b, 610c, 610d: 610)를 포함한다. 본 실시예에서는 서셉터(601)상면에 기판(300)이 안착될 수 있다. 따라서, 서셉터(601)의 상면에 기판(300)을 안착시키기 위해 상기 서셉터(601)는 정전기력을 사용할 수 있다. 이에, 서셉터(601)는 정전척일 수 있다. 이에 한정하지 않고 서셉터(601)의 상면에 기판(300)을 안착시키기 위해 상기 서셉터(601)는 흡입력을 사용할 수도 있다. 또한, 서셉터(601)는 상기 서셉터(601)를 가열하는 가열수단(605)과 서셉터(601)에 마련된 복수의 리프트핀홈(미도시)을 구비할 수 있다. 상 기 가열수단(605)은 서셉터(601)의 내측에 마련되어 서셉터(601)를 가열함으로써, 서셉터(601) 상면에 안착되는 기판(300)을 가열할 수 있다. 가열수단(605)으로 서셉터(601)의 내측에 설치되는 열선을 사용할 수 있다. 즉, 열선에 전원을 인가하여 발열시켜 서셉터(601)를 가열시킬 수 있다. 가열수단(605)은 이와 같은 전기 에너지를 이용한 가열수단(605)뿐만 아니라 광에너지 등과 같은 다양한 열 에너지를 이용한 가열 수단들이 사용될 수 있다. 물론 도시되지 않았지만, 서셉터(601)는 냉각 수단 및 온도 감지 수단을 더 구비할 수 있다.
제 1 구동부(610) 각각은 서셉터(601)에 연결되는 구동축(611a, 611b, 611c, 611d: 611)과, 제 1 구동축(611)을 승하강 및 회전시키는 제 1 동력부(621a, 621b, 621c,621d: 621)를 포함한다. 제 1 동력부(621)를 이용하여 제 1 구동축(611)을 승하강 및 회전시키면, 제 1 구동축(611)에 연결된 서셉터(601)를 승하강 및 회전시킬 수 있다. 이때, 제 1 동력부(621)는 모터를 사용할 수 있다.
복수의 리프트핀부(700)은 복수의 서셉터부(600)의 서셉터(601)들 각각에 대응된다. 즉, 본 실시예에서는 4개의 서셉터(601)를 구비하므로, 각 서셉터(601)들에 각기 대응하는 4개의 리프트핀부(701, 702, 703, 704: 700)를 구비하는 것이 바람직하다. 복수의 리프트핀부(700) 각각은 적어도 3개의 리프트 핀을 구비한다. 즉, 3개의 리프트핀을 통해 기판(300)을 안정적으로 지지할 수 있다. 리프트핀부(700)를 통해 일 서셉터(601)상에 기판(300)을 안착시키거나, 서셉터(601)에 안착된 기판(300)을 탈착시킬 수 있다. 즉, 제 1 구동부(610)의 제 1 동력부(621)를 이용하여 제 1 동력부(621)에 연결된 제 1 구동축(611)을 승강시키면, 상기 제 1 구동축(611)에 연결된 서셉터(601)가 승강하게 된다. 따라서 리프트핀부(700)의 상부에 위치한 기판(300)을 서셉터(601)의 상면으로 안착시킬 수 있다. 또한, 서셉터(601)를 하강시켜 서셉터(601)의 상면에 안착된 기판(300)을 리프트핀부(700)의 상부에 안착시킬 수 있다.
본 실시예에서는 리프트핀부(700)는 서셉터(601)에 거치되어 있다. 또한, 서셉터(601) 각각에 대응하는 리프트핀부(700)의 길이가 서로 다르다. 예컨데, 인접하는 2개의 리프트핀부(700)의 길이가 서로 다르거나, 시계방향으로 인접하는 리프트핀부(700)의 길이가 서로 다를 수 있다. 도 2를 참조하면, 제 1 서셉터(601a)를 관통하는 제 1 리프트핀부(701)의 길이(h1)가 제 2 서셉터(601b)를 관통하는 제 2 리프트핀부(702)의 길이(h2)보다 길다. 이로 인해, 복수의 기판(300)을 인접하는 서셉터(601)의 리프트핀부(700)와 간섭되지 않고 독립적으로 정렬시킬 수 있다.
리프트핀부 지지대(710)는 복수의 서셉터(601)의 하부에 위치한다. 따라서, 복수의 서셉터(601)가 각기 하강하면 상기 서셉터(601) 각각의 리프트핀부(700)가 함께 하강하게 되고 상기 각각의 리프트핀부(700)는 리프트핀부 지지대(710)에 의해 지지될 수 있다. 리프트핀부 지지대(710)의 형상은 판 형상일 수 있다. 리프트핀부 지지대(710)에는 복수의 홈부(미도시)를 포함한다. 상기 홈부로 서셉터부(600)의 제 1 구동축(611)이 관통할 수 있다. 따라서, 리프트핀부 지지대(710)는 복수의 서셉터부(600)와 대응하는 개수로 관통홈(미도시)을 구비한다. 본 실시예에서는 4개의 서셉터부(600a, 600b, 600c, 600d)를 포함하므로 4개의 서셉터부(600a, 600b, 600c, 600d)에 대응하는 제 1 구동축(611a, 611b, 611c, 611d)이 관통할 수 있도록 4개의 관통홈(미도시)을 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 기판이송부(500)의 제 2 구동축(501)이 관통할 수 있는 관통홈을 포함한다. 또한, 1개의 기판이송부(500)를 포함하므로 1개의 기판이송부(500)의 제 2 구동축(501)이 관통할 수 있도록 1개의 관통홈(미도시)을 더 구비하는 것이 바람직하다.
기판이송부(500)는 서셉터부(600)들 사이 중앙에 위치한다. 기판이송부(500)는 복수의 기판(300)을 안착시킬 수 있는 블레이드부(510)와 블레이드부(510)를 승하강 및 회전시킬 수 있는 제 2 구동부(520)를 포함한다. 블레이드부(510)는 복수의 기판(300)이 각기 안착되는 복수의 블레이드(511, 512)를 포함한다. 본 실시예의 블레이드(511, 512) 각각은 제 2 구동부(520)의 끝단에서 결합 연장된 형상으로 제작된다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 블레이드(511, 512)의 끝단이 절곡된 영역을 구비하고 상기 절곡된 영역상에 기판이 안착된다. 절곡된 영역은 직선의 선단부가 예각범위내에서 절곡되는 것이 바람직하다.
제 2 구동부(520)는 블레이드부(510)와 연결되는 제 2 구동축(501)과 제 2 구동축(501)을 승하강 및 회전시키는 제 2 동력부(502)를 포함한다. 여기서 제 2 동력부(502)는 모터를 사용할 수 있다. 제 2 동력부(502)의 승하강 및 회전력은 제 2 구동축(501)을 통하여 블레이드부(510)의 복수의 블레이드(511, 512)에 전달된다. 이로 인해, 각기 기판(300)이 안착된 각 블레이드(511, 512)들이 챔버(100)의 내부공간내에서 회전 및 승하강을 할 수 있게 된다. 이를 통해, 공정챔버(100) 내측에 고정된 복수의 서셉터(601)에 자유롭게 기판(300)을 안착시키거나 안착된 기판(300)을 탈착시킨 후 이동시킬 수 있다. 즉, 상기 기판이송부(500)의 기판(300) 이 안착된 블레이드부(510)를 하강시켜 복수의 기판(300)을 각 서셉터(601)의 표면으로 돌출된 리프트핀부(700)의 상부에 안착시킬 수 있다. 또한, 상기 기판이송부(500)의 블레이드부(510)를 승강시켜 각 서셉터(601)의 리프트핀부(700) 상부에 안착된 기판(300)을 각 블레이드(511, 512)에 안착시킬 수 있다. 이로 인해, 상기 기판이송부(500)를 이용하여 복수의 기판(300)을 복수의 서셉터(601) 상에 동시에 혹은 연속적으로 안착시키거나 복수의 서셉터(601) 상에 안착된 각 기판(300)을 동시에 혹은 연속적으로 탈착시킬 수 있다. 본 실시예에서는 2개의 기판(301, 302)을 각기 안착시킬 수 있도록 2개이 블레이드(511, 512)를 구비하였다. 물론 이에 한정하지 않고 이보다 많은 수의 블레이드(511, 5112)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서는 기판이송부(500)의 각 블레이이드(511, 512)가 제 2 구동축(501)에 연결되어 있다. 따라서, 기판이송부(500)의 제 2 동력부(502)를 이용하여 제 2 구동축(501)을 승하강 및 회전시키면 상기 제 2 구동축(501)에 연결된 각 블레이드(511, 512)가 동시에 승하강 및 회전된다. 본 실시예에서는 각 서셉터(601a, 601b, 601c, 601d)의 리프트핀부(701, 702, 703, 704)가 서로 다른 길이로 제어됨으로써, 인접한 서셉터(601a, 601b, 601c, 601d)의 리프트핀부(701, 702, 703, 704 :700)와 간섭받지 않고 복수의 기판(300)을 각 서셉터(601a, 601b, 601c, 601d)의 리프트핀부(701, 702, 703, 704)에 안착시킬 수 있다. 이에 관한 구체적인 설명은 후술한다.
기판(300)을 서셉터(601)의 상면에 안착시킬 때, 상기 기판(300)의 중심과 서셉터(601)의 중심이 일치하도록 위치되거나, 기판(300)의 중심과 서셉터(601)의 중심이 일치하지 않아 정렬오차를 갖으며 위치될 수도 있다. 이때, 정렬오차는 최초, 이송수단(500)의 안착부(420)에 기판(300)을 안착시킬 때 발생 될 수 있다. 따라서, 이송수단(500)의 안착부(420)에 기판(300)을 안착시킬 때 정렬오차가 발생하였다면, 발생한 정렬오차 값(W) 만큼 기판(300)을 서셉터(601)의 상면에 안착시킬 때 정렬오차가 발생한다. 따라서, 이송수단(500)의 안착부(420)에 기판(300)을 안착시킬 때, 정렬오차의 여부와 정렬오차 값(W)을 측정한다. 정렬오차 값(W)은 AWC(Auto with control)를 이용하여 검출할 수 있다. 이때, 정렬오차가 발생하였다면, 서셉터(601) 상면에 기판(300)을 안착시키는 단계 전에, 발생한 정렬오차 값(W) 만큼, 기판이송부(500)의 블레이드부(510)를 이동시켜, 상기 정렬오차 값(W)을 보상할 수 있다. 즉, 기판(300)을 이송수단(400) 안착부(420)에 안착시킨 후 정렬오차 및 정렬오차 값(W)을 측정하고, 정렬오차가 발생하였다면 상기 발생된 정렬오차 값(W)을 참조하여 기판이송부(500)의 블레이드부(510)를 이동시킨다. 이로 인해, 기판(300)의 중심이 서셉터(601)의 중심과 일치하도록 정렬시킬 수 있다.
이에 한정하지 않고, 최초 이송수단(400)의 안착부(420)에 기판(300)을 안착 시킬때, 정렬오차가 발생하지 않았다면, 기판이송부(500)의 블레이드부(510)를 미세 이동시켜 기판(300)을 정렬하는 단계를 생략할 수 있다.
하기에는 복수의 기판(300)을 공정챔버(100) 내의 복수의 서셉터(601) 상면에 안착시키는 과정을 단계적으로 설명한다.
도 3 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 기판(300)을 복수의 서셉터(601)의 상면에 안착시키는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예 따른 기판처리장치는 공정챔버(100)와, 공정챔버(100) 내에 위치하며 4개의 기판(301, 302, 303, 304: 300)이 안착되는 4개의 서셉터부(600a, 600b, 600c, 600d)와, 4개의 서셉터부(600a, 600b, 600c, 600d) 각각에 대응 배치되어 기판(300)을 지지하는 4개의 리프트핀부(701, 702, 703, 704)와, 상기 4개의 서셉터부(600a, 600b, 600c, 600d)의 서셉터(601a, 601b, 601c, 601d)의 하부에 위치하는 리프트핀부 지지대(710)와, 공정챔버(100)내에 위치하고 승하강 및 회전하여 2개의 기판(300)을 함께 서셉터부(600a, 600b, 600c, 600d) 상에 이동 및 안착시키는 기판이송부(500)를 포함한다. 이때, 기판이송부(500)의 블레이드부(510)는 2개의 기판(300)을 각기 안치할 수 있는 2개의 블레이드(511, 512)를 포함한다. 또한, 2개의 기판(300)을 이송챔버(110)에서 공정챔버(100) 내로 함께 이송시킬 수 있도록 2개의 안착부(401, 402)를 포함하는 이송수단(400)을 포함한다. 그리고 이송수단(400)의 각 안착부(401, 402)가 공정챔버(100) 내부로 이동할 수 있도록 2개의 기판출입구(211, 212)를 구비한다. 또한, 이에 한정하지 않고, 2개의 기판(200)의 합보다 큰 하나의 기판출입구(210)를 구비할 수도 있다.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 이송챔버(200) 내에 위치하는 이송수단(400)의 제 1 안착부(401)와 제 2 안착부(402)에 2개의 기판(301, 302)를 각각 안착시킨다. 그리고, 이송챔버(200)와 공정챔버(100) 사이에 위치하는 2개의 기판출입구(211, 212)를 오픈하여 기판(300)이 안착된 이송수단(400)을 공정챔버(100) 내로 이동시킨다. 이송수단(400)의 제 1 안착부(401)는 제 1 기판출입구(211)를, 제 2 안착부(402)는 제 2 기판출입구(212) 통하여 공정챔버(100) 내로 이송된다. 또한, 이송수단(400)의 각 안착부(401, 402)를 공정챔버(100) 내 각 기판출입구(211, 212)의 앞 영역까지 이동시키는 것이 바람직하다. 이때, 공정챔버(100) 내에 위치하는 기판이송부(500)는 상기 공정챔버(100) 내로 이송된 이송수단(400)보다 낮고, 각 서셉터(601a, 601b, 601c, 601d)보다 높게 위치하는 것이 바람직하다. 이어서, 기판이송부(500)의 제 2 동력부(502)를 이용하여 제 2 동력부(502)에 연결된 제 2 구동축(501)을 회전시킨다. 이로 인해, 제 2 구동축(501)에 연결된 블레이드부(510)를 회전시킬 수 있다. 이때, 기판이송부(500)의 제 1블레이드(511)는 이송수단(400)의 제 1 안착부(401)의 바로 하측에, 제 2 블레이드(511)는 이송수단(400)의 제 2 안착부(402)의 바로 하측에 위치하도록 이동시킨다. 그리고, 기판이송부(500)의 제 2 동력부(502)를 이용하여 제 2 동력부(502)에 연결된 제 2 구동축(501)을 승강시킬 수 있다. 이로 인해, 제 2 구동축(501)에 연결된 블레이드부(510)를 승강시킨다. 이때, 기판이송부(500) 각 블레이드(511, 512)를 이송수단(400)의 각 안착부(401, 402)보다 높게 위치하도록 승강시킨다. 본 실시예에서 이송수단(400)의 안착부(420)의 형상은 기판(300)의 가장자리 영역에서만 기판(300)을 지지할 수 있도록 안착부(420)의 가운데 영역이 오픈 된 형상일 수 있다. 예를 들어 이송수단(400)의 안착부(411, 412)의 형상은 ㄷ"자 모양일 수 있다. 기판이송부(500)의 각 블레이드(511, 512)의 형상은 블레이드(511, 512)의 두 축 이상에서 기판(300)을 지지할 수 있도록 선단부가 예각으로 절곡된 형상일 수 있다. 이에, 기판이송부(500)의 블레이드부(510)를 승강시킬 때, 상기 안착부(420)의 오픈된 영역으로 각 블레이드(511, 512)가 승강될 수 있다. 따라서, 기판이송 부(500)의 각 블레이드(511, 512)와 이송수단(500)의 안착부(510) 간의 충돌이 일어나지 않는다. 이를 통해, 도 4에 도시된 바와 같이, 2개의 기판(301, 302)이 기판이송부(500)의 각 블레이드(511, 512)에 안착시킬 수 있다.
이어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 2개의 기판(301, 302)이 안착된 기판이송부(500)의 제 2 동력부(502)를 이용하여 제 2 동력부(502)에 연결된 제 2 구동축(501)을 회전시킨다. 이로 인해, 제 2 구동축(501)에 연결된 블레이드부(510)를 이동시킬 수 있다. 이때, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 기판이송부(500)의 각 블레이드(511, 512)가 기판(300)이 안착 되지 않은 서셉터(601a, 601b, 601c, 601d) 중 2개의 서셉터(601a, 601b, 601c, 601d)의 바로 상측에 각각 위치하도록 회전시킨다. 본 실시예에서는 기판이송부(500)의 제 1 블레이드(511)는 제 1서셉터(601a)의 바로 상측에, 제 2 블레이드(512)는 제 2 서셉터(601b)의 바로 상측에 배치되도록 회전시킨다.
이때, 기판이송부(500)의 각 블레이드(511, 512)에 안착된 기판(300)의 중심이 각 블레이드(511, 512)의 바로 하측에 배치된 각 서셉터(600)의 중심과 일치하도록 위치되거나, 각 기판(300)의 중심과 각 서셉터(600)의 중심이 일치하지 않고 정렬오차를 갖으며 위치할 수 있다. 이때, 정렬오차는 여러가지 원인에 의해 발생할 수 있으며, 정렬오차가 발생된 경우에는 기판이송부(500)의 블레이드부(510)를 미세하게 이동시켜 정렬할 수 있다.
하기에서는 기판이송부(500)를 이용하여 기판(300)을 정렬시키는 방법을 설명한다.
도 5의 (b)는 도 5의 (a)에서 제 1 서셉터(601a) 및 제 2 서셉터(601b)의 바로 상측에 기판이송부(500)의 제 1 및 제 2 블레이드(511, 512)가 배치된 모습이다. 이때, 제 1 블레이드(511) 및 제 2 블레이드(512) 각각은 기판(300)이 안착 되어 있다. 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 제 1 기판(301)은 제 1 서셉터(601a)의 중심으로부터 W1 만큼 정렬오차가 발생하였고, 제 2 기판(302)은 제 2 서셉터(601b)로부터 W2 만큼 정렬오차가 발생하였다. 이때, 발생된 정렬오차값(W1, W2)은 이송수단(400)의 각 안착부(401, 402)에 각 기판(300)을 안착시킬 때 발생한 정렬오차값(W1, W2)일 수 있다. 따라서, 서셉터(601)의 상면에 기판(300)을 안착시키기 전에, 기판(300)을 정렬시키는 단계를 거친다.
본 실시예에서는 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 서셉터(601a, 601b) 각각의 리프트핀부(701, 702)의 길이가 서로 다르다. 즉, 제 1 서셉터(601a)의 제 1 리프트핀부(701)의 길이(h1)에 비해 제 2 서셉터(601b)의 제 2 리프트핀부(702)의 길이(h2)가 짧다.
먼저, 서셉터(601a, 601b) 각각에 연결된 제 1 동력부(621a)를 이용하여 제 1 동력부(621a)에 연결된 제 1 구동축(611a)를 하강시킨다. 이로 인해, 제 1 구동축(611a)에 연결된 각 서셉터(601a, 601b)를 하강시킬 수 있다. 이때, 각 서셉터(601a, 601b)를 하강시키면 각 서셉터(601a, 601b)에 거치되어 있는 각 리프트핀부(701, 702)가 함께 하강하게 된다. 따라서, 상기 서셉터(601a, 601b)를 하강시키면, 각 서셉터((601a, 601b)의 리프트핀부(701, 702)가 각 서셉터(601a, 601b)보다 먼저 리프트핀부 지지대(710)에 도달하게 된다. 이어서, 각 서셉터(601a, 601b)를 연속적으로 하강시키면 서셉터(601a, 601b) 각각의 리프트핀부(701, 702)는 리프트핀부 지지대(710)에 지지되고 서셉터(601a, 601b)만 하강하게 되어 서셉터(601a, 601b)의 상면에 리프트핀부(701, 702)가 돌출된다. 이때, 서셉터(601a, 601b) 각각의 리프트핀부(701, 702)의 길이가 서로 다르기 때문에, 도 6에 도시되 바와 같이, 각 서셉터(601a, 601b)로 부터 돌출된 각 리프트핀부(701, 702)의 높이가 서로 다르다. 즉, 제 1 서셉터(601a)를 관통하는 제 1 리프트핀부(701)의 돌출높이(h1)가 제 2 서셉터(601b)를 관통하는 제 2 리프트핀부(702)의 돌출높이(h2)보다 높다. 따라서, 먼저 제 1 서셉터(601a)의 상면에 안착될 제 1 기판(301)을 정렬한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 기판이송부(500)의 제 2 동력부(502)를 이용하여 제 2 동력부(502)에 연결된 제 2 구동축(501)을 회전시킨다. 이로 인해, 제 2 구동축(501)에 연결된 블레이드부(510)를 이동시킬 수 있다. 이때, 이송수단(400)의 제 1 안착부(401)에 제 1 기판(301)을 안착시킬 때 발생한 정렬오차 값 W1을 참조하여 블레이드부(510)를 W1 만큼 미세하게 이동시킨다. 이로 인해, 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 서셉터(601a)의 중심과 제 1 기판(301)의 중심이 일치하도록 정렬할 수 있다. 이때, 본 실시예에서는 각 블레이드(511, 512)가 제 2 구동축(501)에 연결되어 있다. 즉, 각 블레이드(511, 512)는 동일축에 연결되어 있다. 따라서 기판이송부(500)의 제 2 동력부(502)를 이용하여 제 2 구동축(501)을 회전시키면 제 2 구동축(501)에 연결된 각 블레이드(511, 512)가 동시에 이동한다. 따라서, 각 블레이드(511, 512)를 동시에 정렬오차 값 W1만큼 이동시켰으므로, 제 2 기판(302)과 제 2 서셉터(601b)의 정렬오차 값은 W1과 W2를 합한 값이 된다. 하기에서는 W1과 W2를 합한 값을 W3라 정의한다.
그리고, 도 8에 도시된 바와 같이, 기판이송부(500)의 제 2 동력부(502)를 이용하여 제 2 동력부(502)에 연결된 제 2 구동축(501)을 하강시킨다. 이로 인해, 제 2 구동축(501)에 연결된 블레이드부(510)를 하강시킬 수 있다. 이때, 블레이드부(510)를 제 1 서셉터(601a)를 관통하는 제 1 리프트핀부(701)의 높이(h1)보다 낮게 위치하도록 하강시킨다. 이로 인해, 제 1 서셉터(601a)의 제 1 리프트핀부(701)에 제 1 기판(301)이 안착된다.
이어서, 제 2 서셉터(601b)의 상면에 안착될 제 2 기판(302)을 정렬한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 기판이송부(500)의 제 2 동력부(502)를 이용하여 제 2 동력부(502)에 연결된 제 2 구동축(501)을 회전시킨다. 이로 인해, 제 2 구동축(501)에 연결된 블레이드부(510)를 이동시킬 수 있다. 이때, 블레이드부(510)를 W3 만큼 미세하게 이동시킨다. 여기서, W3는 이송수단(400)의 제 2 안착부(402)에 제 2 기판(302)을 안착시킬 때 발생한 정렬오차 값 W2와 제 1 기판(301)을 제 1 서셉터(601a)에 정렬시키기 위하여 블레이드부(510)를 이동시킨 W1을 합한 값이다. 이로 인해, 도 9에 도시된 바와 같이, 제 2 서셉터(601b)의 중심과 제 2 기판(302)의 중심이 일치하도록 정렬할 수 있다. 이때, 제 1 기판(301)은 제 1 서셉터(601a)의 제 1 리프트핀부(701)에 안착되어 있으므로 이송수단(400)의 블레이드부(510)를 이동시킬 때 제 1 기판(301)의 위치는 바뀌지 않는다.
그리고, 도 10에서와 같이, 기판이송부(500)의 제 2 동력부(502)를 이용하여 제 2 동력부(502)에 연결된 제 2 구동축(501)을 하강시킨다. 이로 인해, 제 2 구동 축(501)에 연결된 블레이드부(510)를 하강시킬 수 있다. 이때, 블레이드부(510)를 제 2 서셉터(601b)를 관통하는 제 2 리프트핀부(702)의 높이(h2)보다 낮게 위치하도록 하강시키는 것이 바람직하다. 이로 인해, 제 2 서셉터(601b)의 제 2 리프트핀부(702)에 제 2 기판(302)이 안착될 수 있다.
그리고, 기판이송부(500)의 제 2 동력부(502)를 이용하여 제 2 동력부(502)에 연결된 제 2 구동축(501)을 하강시킨다. 이로 인해, 제 2 구동축(501)에 연결된 블레이드부(510)를 하강시킬 수 있다. 이어서, 기판이송부(500)의 제 2 동력부(502)를 이용하여 제 2 동력부(502)여 연결된 제 2 구동축(501)을 회전시킨다. 이로인해, 제 2 구동축(501)에 연결된 블레이드부(510)를 이동시킬 수 있다. 이때, 기판이송부(500)의 각 블레이드(511, 512)를 복수의 서셉터(601a, 601b, 601c, 601d)와 간섭되지 않도록 이동시키는 것이 바람직하다. 그 상태에서 기판이송부(500)의 제 2 동력부(502)를 이용하여 제 2 동력(502)에 연결된 제 2 구동축(501)을 승강시킨다. 이로 인해, 제 2 구동축(501)에 연결된 블레이드부(510)를 승강시킬 수 있다. 이때, 각 서셉터(601a, 601b)를 관통하는 리프트핀부(701, 702)에 기판(301, 302) 안착된 높이보다 높게 위치하도록 승강시키는 것이 더욱 바람직하다.
그리고, 도 11에 도시된 바와 같이, 이송수단(500)의 제 1 안착부(401)와 제 2 안착부(402)에 2개의 기판(303, 304)를 각각 올려놓는다. 이어서, 상기 이송챔버(200)와 공정챔버(100) 사이에 위치하는 2개의 기판출입구(211, 212)를 오픈하여 기판(300)이 올려진 이송수단(400)을 공정챔버(100) 내로 반입시킨다. 이로 인해, 2개의 기판(303, 304)이 동시에 공정챔버(100) 내로 반입될 수 있다. 그리고, 이송수단(400)의 각 안착부(420)에 안착된 2개의 기판(303, 304)를 공정챔버(100) 내에 기판이송부(500)의 제 1, 제 2 블레이드(511, 512)에 인계한다. 그리고 기판(303, 304)이 안착된 기판이송부(500)의 제 2 구동축(501)을 회전시켜 제 2 구동축(501)에 연결된 블레이드부(510)를 이동시킨다. 이때, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 블레이드부(510)의 각 블레이드(511, 512)가 기판(300)이 안착되지 않은 제 3 서셉터(601c) 및 제 4서셉터(601d)의 상측으로 배치될 수 있도록 한다.
이어서, 도 5의 (b) 내지 도 10의 과정을 1회 반복한다. 이로 인해, 제 3 및 제 3 서셉터(601c, 601d) 각각에 대응 배치되는 각 리프트핀부(703, 704)에 기판(303, 304)를 각각 안착시킬 수 있다.
이어서, 도 13에 도시된 바와 같이, 각 서셉터(601a, 601b, 601c, 601d)를 각 서셉터(601a, 601b, 601c, 601d)의 리프트핀부(701, 702, 703, 704)의 높이 만큼 승강시킨다. 이때, 각 서셉터(601a, 601b, 601c, 601d)의 하부에 각각 연결된 제 1 구동부(610a, 610b, 610d, 610d)의 제 1 동력부(621a, 621b, 621c, 621d)를 이용하여 제 1 동력부(621a, 621b, 621c, 621d)에 연결된 제 1 구동축(611a, 611b, 611c, 611d)을 승강시킨다. 따라서, 제 1 구동축(611a, 611b, 611c, 611d)에 연결된 각 서셉터(601a, 601b, 601c, 601d)를 개별적으로 승강시킬 수 있다. 이로 인해, 각 서셉터(601a, 601b, 601c, 601d)의 리프트핀부(701, 702, 703, 704)에 안착되어 있던 각 기판(301, 302, 303, 304)이 각 서셉터(601a, 601b, 601c, 601d)의 상면으로 인계될 수 있다. 이때, 도시되지는 않았지만 각 서셉터(601a, 601b, 601c, 601d)를 더욱 승강시켜, 각 서셉터(601a, 601b, 601c, 601d)에 거치되어 있는 리프트핀부(701, 702, 703, 704)가 리프트핀부 지지대(710)와 이격 되어 위치하도록 할 수 있다.
이로 인해, 도 14에 도시된 바와 같이, 공정챔버(100) 내의 4개의 서셉터(601a, 601b, 601c, 601d) 상면에 4개의 기판(301, 302, 303, 304)를 안착시킬 수 있다.
또한, 도시되지는 않았지만, 증착공정을 시작하는 단계 전에 각 서셉터(601a, 601b, 601c, 601d)를 동일 높이로 승강시키는 것이 바람직하다.
본 실시예서는 4개의 서셉터(601a, 601b, 601c, 601d)에 대응하도록 4개의 제 1 구동부(610)를 구비한다. 하지만 이에 한정하지 않고 4개의 서셉터(601a, 601b, 601c, 601d)를 동시에 승하강 및 회전시킬 수 있는 일체형의 제 1 구동부(610)를 구비할 수도 있다. 이로 인해, 4개의 서셉터(601a, 601b, 601c, 601d)를 동시에 승강시켜, 각 서셉터(601a, 601b, 601c, 601d)의 리프트핀부(701, 702, 703, 704)에 안착된 각 기판(301, 301, 303, 304)을 각 서셉터(601a, 601b, 601c, 601d)의 상면으로 인계할 수 있다.
또한, 이에 한정하지 않고, 최초 이송수단(400)의 안착부(410)에 각 기판(300)을 안착 시킬때, 정렬오차가 발생하지 않았다면, 기판이송부(500)를 이동시켜 기판(300)을 정렬하는 단계를 생략할 수 있다. 즉, 기판이송부(500)의 각 블레이드(511, 512)에 안착된 기판(300)을 각 서셉터(601)의 리프트핀부(700)에 안착시킨 후, 바로 각 서셉터(600)를 승강시켜 상기 서셉터(601)에 기판(300)이 안치될 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 기판처리장치의 요부를 나타낸 계략 단면도.
도 3 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 기판을 서셉터의 상면에 안착시키는 과정을 설명하기 위한 도면.
<도면의 주요부분의 부호에 대한 설명>
100: 챔버 200: 이송챔버
300: 기판 400: 이송수단
500: 기판이송부 510: 블레이드부
520: 제 2 구동부 600: 서셉터부
601: 서셉터 610: 제 2 구동부
700: 리프트핀부

Claims (13)

  1. 공정챔버;
    승하강 가능하며, 상기 공정챔버 내에 마련되어 기판이 안착되는 복수의 서셉터를 구비하는 복수의 서셉터부;
    상기 복수의 서셉터부 각각에 대응되는 서로 다른 길이를 가지며, 상기 서셉터에 거치되어 위치하는 복수의 리프트핀부;
    상기 서셉터의 하측에 배치되어, 하강하는 상기 복수의 리프트핀부를 지지하여, 복수의 서셉터 각각에 대응되는 서로 다른 길이의 리프트핀부를 상기 복수의 서셉터의 표면에 서로 다른 높이로 돌출시키는 리프트핀부 지지대;
    상기 공정챔버 내에서 복수의 기판을 함께 이동시키는 기판이송부를 포함하는 기판처리장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 서셉터부는 상기 서셉터를 승하강 및 회전시킬 수 있는 제 1 구동부를 포함하는 기판처리장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제 1 구동부는 상기 서셉터와 연결되어 상기 서셉터를 지지하는 제 1 구동축과 상기 제 1 구동축을 승하강 및 회전시키는 제1 동력부를 포함하는 기판처리장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 리프트핀부는 적어도 3개의 리프트핀을 포함하는 기판처리장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판이송부는 복수의 기판을 안착시킬 수 있는 블레이드부와 상기 블레이드부를 승하강 및 회전시킬 수 있는 제 2 구동부를 포함하는 기판처리장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 블레이드부는 복수의 기판이 각각 안착 되는 복수의 블레이드를 포함하는 기판처리장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 제 2 구동부는 상기 블레이드부를 지지하는 제 2 구동축과 상기 제 2 구동축을 승하강 및 회전시키는 제 2 동력부를 포함하는 기판처리장치.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 블레이드는 상기 블레이드의 두 축 이상에서 기판을 지지할 수 있도록 선단부가 절곡된 형상으로 제작되는 기판처리장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 블레이드는 상기 블레이드의 두 축 이상에서 예각으로 절곡된 형상으로 제작되는 기판처리장치.
  12. 기판이송부의 복수의 블레이드에 기판을 각각 안착시키는 단계;
    상기 기판이 각각 안착 된 기판이송부의 복수의 블레이드를 복수의 서셉터 바로 상측에 각각 대향 위치하도록 이동시키는 단계;
    상기 복수의 서셉터를 상기 복수의 서셉터의 하부에 배치되어 있는 리프트핀부 지지대의 위치까지 하강시켜, 상기 복수의 서셉터 각각에 대응되는 서로 다른 길이의 리프트핀부를 상기 복수의 서셉터의 표면에 서로 다른 높이로 돌출시키는 단계;
    상기 복수의 서셉터 각각에 대응되어 서로 다른 높이로 돌출된 리프트핀부 중 돌출높이가 가장 높은 리프트핀부를 포함하는 서셉터의 중심과 상기 서셉터의 바로 상측에 위치하는 블레이드에 안치된 기판의 중심을 일치시키는 단계;
    상기 블레이드를 상기 리프트핀부 보다 낮게 위치하도록 하강시켜 상기 리프 트핀부에 기판을 안착시키는 단계;
    상기 복수의 서셉터 중 상기 기판이 안착 되지 않은 복수의 서셉터부 각각에 대응되어 서로 다른 높이로 돌출된 리프트핀부 중 돌출높이가 가장 높은 위치에 있는 리프트핀부를 포함하는 서셉터의 중심과 상기 서셉터의 바로 상측에 위치하는 블레이드에 안치된 기판의 중심을 일치시키는 단계;
    상기 블레이드를 상기 리프트핀부 보다 낮게 위치하도록 하강시켜 상기 리프트핀부에 기판을 안착시키는 단계를 포함하는 기판처리방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 기판이송부의 블레이드는 상기 기판이송부의 제 2 동력부를 이용하여 제 2 구동축을 이동 및 회전시켜 상기 제 2 구동축에 연결된 복수의 블레이드를 이동 및 회전시키는 기판처리방법.
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