KR101653335B1 - 냉각 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 공정 챔버들과 인덱스 모듈 간에 기판 반송시 기판이 임시로 머물고 기판을 냉각시키는 로드락 챔버를 포함한다. 로드락 챔버는 기판을 냉각시키는 냉각 유닛을 포함한다. 냉각 유닛은 하부 플레이트가 상하방향으로 이동함으로써 기판을 인수 또는 인계한다. 냉각 유닛은 기판을 상하부로부터 동시에 냉각시킨다. 냉각 유닛은 하부 플레이트 가장자리 영역에 얼라인 부재를 포함한다. 얼라인 부재는 하부 플레이트가 공정 위치로 상승함에 따라 기판을 정위치로 위치시킨다. 따라서, 기판을 보다 효율적으로 냉각 시킬 수 있다.

Description

냉각 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 방법{COOLING UNIT, APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 기판을 냉각하는 냉각 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 웨이퍼나 유리 기판 같은 기판의 처리 공정은 플라즈마 처리에 의해 기판이 처리될 경우 고온에서 공정이 이루어지는 경우가 많으므로, 기판의 반출 전 기판을 냉각하는 공정을 수반한다.
이 때, 기판이 냉각 유닛에 안착되는 단계 및 기판을 정위치에 위치시키는 단계 등이 별도로 이루어지게 되므로 기판을 처리하는데 많은 시간이 걸리게 되고 이는 생산성의 저하의 원인이 된다.
또한, 냉각 부재가 냉각수관이나 고가의 열전소자만으로 제공되는 경우 장치 생산 및 유지 비용이 증가하고 기판을 균일하게 냉각하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 기판의 처리 시간을 단축시킬 수 있는 냉각 유닛 및 기판 처리 장치를 제공한다.
또한 본 발명은 기판을 균일하게 냉각시킬 수 있는 냉각 유닛 및 기판 처리 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 장치의 생산 및 유지 비용을 절감시킬 수 있는 냉각 유닛 및 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 냉각 유닛을 제공한다. 일 실시예에 의하면, 냉각 유닛은, 기판을 냉각시키는 냉각 유닛에 있어서, 기판이 놓이고, 상기 기판을 저면으로부터 냉각시키는 하부 플레이트; 상기 기판을 상면으로부터 냉각시키는 상부 플레이트; 및 상기 하부 플레이트를 기판이 유입되는 대기 위치와 기판이 냉각 처리 되는 공정 위치 간에 이동시키는 플레이트 구동기;를 포함한다.
상기 하부 플레이트가 상기 대기 위치에서 상기 공정 위치로 이동함에 따라 기판을 정위치 시키는 얼라인 부재;를 더 포함하고, 상기 얼라인 부재들은,복수개가 서로 조합되어 링 형상으로 배열되고, 상기 하부 플레이트 상의 기판이 놓이는 중앙 영역을 둘러싸도록 상기 하부 플레이트의 가장자리 영역에 제공되며, 상기 상부 플레이트에는 상기 얼라인 부재가 삽입되는 얼라인 홈이 형성된다.
상기 얼라인 부재는, 상기 하부 플레이트의 중심축을 바라보는 그 내측면이 아래로 갈수록 상기 중앙 영역을 향해 경사지도록 제공된다.
외부 반송 유닛과 상기 하부 플레이트 간에 기판을 인수 또는 인계시키는 복수개의 리프트 핀;을 더 포함하되, 상기 리프트 핀은, 상기 하부 플레이트에 형성된 핀 홀에 삽입된다.
상기 리프트 핀은, 그 위치가 고정되게 제공된다.
기판을 지지하는 지지 패드를 더 포함하되, 상기 지지 패드는, 상기 중앙 영역에 복수개가 제공된다.
상기 중앙 영역은 그 상면이 상기 가장자리 영역의 상면보다 낮게 제공된다.
상기 지지 패드는, 그 상면이 상기 가장자리 영역의 상면보다 낮게 제공된다.
상기 하부 플레이트가 공정 위치에 위치하는 경우, 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트 간에 갭(Gap)을 형성시키는 플레이트 갭 패드를 더 포함한다.
상기 플레이트 갭 패드는, 복수개가 서로 조합되어 링 형상으로 배열되고, 상기 하부 플레이트의 가장자리 영역에 제공된다.
상기 기판을 냉각시키는 냉각 부재;를 더 포함한다.
상기 냉각 부재는, 상기 상부 플레이트 내부에 제공된 상부 냉각기;와 상기 하부 플레이트 내부에 제공된 하부 냉각기;를 포함한다.
상기 냉각 부재는, 상기 상부 플레이트 또는 상기 하부 플레이트의 내부에 제공된 열전 소자; 및 히트 파이프;를 포함하고, 상기 열전 소자는, 복수개가 서로 일정 간격으로 이격되도록 제공되고, 상기 히트 파이프는, 인접한 상기 열전소자 간을 연결하도록 제공된다.
상기 냉각 부재는, 상기 상부 플레이트 또는 상기 하부 플레이트의 내부에 제공된 냉각수 관; 및 히트 파이프;를 포함하고, 상기 히트 파이프는, 상기 냉각수관의 일부분 및 상기 일부분과 다른 부분을 연결하도록 제공되고, 복수개가 서로 상이한 위치에 위치된다.
기판을 향해 냉각 가스를 분사하는 냉각 가스 분사 부재;를 더 포함한다.
또한, 본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판 처리 장치는, 인덱스 모듈과; 처리모듈을 포함하되, 상기 인덱스 모듈은, 기판이 수납되는 용기가 놓이는 로드포트와; 상기 용기와 상기 처리모듈간에 기판을 반송하는 인덱스 로봇이 제공된 프레임을 가지고, 상기 처리모듈은, 기판을 처리하는 공정 챔버들과; 로드락 챔버와; 상기 공정 챔버들과 상기 로드락 챔버 간에 기판을 이송하는 메인 로봇이 제공된 이송 챔버를 포함하되, 상기 공정 챔버와 상기 로드락 챔버는, 상기 이송 챔버의 측부에 배치되고, 상기 로드락 챔버는, 상기 이송 챔버와 상기 프레임 사이에 배치되며, 내부에 기판을 수용하는 공간을 가지는 하우징; 상기 하우징 내부의 압력을 조절하는 압력 조절 부재; 및 상기 하우징의 내부에서 기판을 지지하며, 상기 기판을 냉각시키는 냉각 유닛을 포함하되, 상기 냉각 유닛은, 기판이 놓이고 상기 기판을 저면으로부터 냉각시키는 하부 플레이트; 상기 기판을 상면으로부터 냉각시키는 상부 플레이트; 및 상기 하부 플레이트를 기판이 유입되는 대기 위치와 기판이 냉각 처리 되는 공정 위치 간에 이동시키는 플레이트 구동기;를 포함한다.
상기 냉각 유닛은, 상기 하부 플레이트가 상기 대기 위치에서 상기 공정 위치로 이동함에 따라 기판을 정위치 시키는 얼라인 부재;를 더 포함하고, 상기 얼라인 부재들은, 복수개가 서로 조합되어 링 형상으로 배열되고, 상기 하부 플레이트 상의 기판이 놓이는 중앙 영역을 둘러싸도록 상기 하부 플레이트의 가장자리 영역에 제공되며, 상기 상부 플레이트에는 상기 얼라인 부재가 삽입되는 얼라인 홈이 형성된다.
상기 얼라인 부재는, 상기 하부 플레이트의 중심축을 바라보는 그 내측면이 아래로 갈수록 상기 중앙 영역을 향해 경사지도록 제공된다.
상기 냉각 유닛은, 상기 메인 로봇 또는 상기 인덱스 로봇과 상기 하부 플레이트 간에 기판을 인수 또는 인계시키는 복수개의 리프트 핀;을 더 포함하되, 상기 리프트 핀은, 상기 하부 플레이트에 형성된 핀 홀에 삽입된다.
상기 리프트 핀은, 그 위치가 고정되게 제공된다.
상기 냉각 유닛은, 상기 하부 플레이트가 공정 위치에 위치하는 경우, 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트 간에 갭(Gap)을 형성시키는 플레이트 갭 패드를 더 포함한다.
상기 플레이트 갭 패드는, 복수개가 서로 조합되어 링 형상으로 배열되고, 상기 하부 플레이트의 가장자리 영역에 제공된다.
상기 냉각 유닛은, 상기 기판을 냉각시키는 냉각 부재;를 더 포함한다.
상기 냉각 부재는, 상기 상부 플레이트 내부에 제공된 상부 냉각기;와 상기 하부 플레이트에 제공된 하부 냉각기;를 포함한다.
상기 냉각 부재는, 상기 상부 플레이트 또는 상기 하부 플레이트의 내부에 제공된 열전 소자; 및 히트 파이프;를 포함하고, 상기 열전 소자는, 복수개가 서로 일정 간격으로 이격되도록 제공되고, 상기 히트 파이프는, 인접한 상기 열전소자 간을 연결하도록 제공된다.
상기 냉각 부재는, 상기 상부 플레이트 또는 상기 하부 플레이트의 내부에 제공된 냉각수 관; 및 히트 파이프;를 포함하고, 상기 히트 파이프는, 상기 냉각수관의 일부분 및 상기 일부분과 다른 부분을 연결하도록 제공되고, 복수개가 서로 상이한 위치에 위치된다.
또한, 본 발명은 기판 처리 방법을 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판 처리 방법은, 기판을 처리한다.
기판 처리 방법은, 리프트 핀이 하부 플레이트의 상부로 돌출된 상태에서 외부 반송 유닛이 리프트 핀으로 기판을 인계하고, 상기 하부 플레이트가 대기 위치에서 공정 위치로 승강함으로써 기판이 상기 하부 플레이트에 놓이고, 상기 상부 플레이트의 저면과 상기 하부 플레이트의 상면에 의해 정의되는 처리 공간이 제공되는 단계; 및 상기 처리 공간이 제공되는 단계에서 제공된 공간 내에서 기판을 처리하는 처리 단계;를 포함한다.
상기 처리 단계는, 상기 처리 단계는 상기 공정 위치에서 상부 플레이트를 이용하여 기판의 상면을 냉각시키고, 이와 동시에, 하부 플레이트를 이용하여 기판의 하면을 냉각시키는 냉각 단계를 포함한다.
상기 냉각 단계는, 상기 상부 플레이트 또는 상기 하부 플레이트는, 그 내부에 서로 이격되도록 제공된 복수개의 열전 소자 및 서로 인접한 상기 열전소자들 간을 연결하는 히트 파이프에 의해 냉각된다.
상기 냉각 단계는, 상기 상부 플레이트 또는 상기 하부 플레이트는, 그 내부에 제공된 냉각수 관 및 상기 냉각수 관의 일부분과 상기 일부분과 다른 부분을 연결하는 히트 파이프에 의해 냉각된다.
본 발명의 실시예에 따른 냉각 유닛 및 기판 처리 장치는 기판의 처리 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 냉각 유닛 및 기판 처리 장치는 기판을 균일하게 냉각시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 냉각 유닛 및 기판 처리 장치는 장치의 생산 및 유지 비용을 절감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 상부에서 바라본 평면도이다.
도 2는 도 1의 로드락 챔버를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 2의 상부 플레이트를 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 2의 상부 플레이트의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2의 하부 플레이트를 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 2의 얼라인 부재에 의해 기판이 정위치되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 7은 냉각 가스 분사 부재가 도 2의 상부 플레이트에 제공된 모습을 나타낸 단면도이다.
도 8은 냉각 가스 분사 부재가 제공된 상부 플레이트의 저면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 기판처리장치(1000)에 관하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치(1000)를 상부에서 바라본 도면이다. 도 1을 참고하면, 기판처리장치(1000)는 인덱스 모듈(1100)과 처리 모듈(1200)을 가진다. 인덱스 모듈(1100)과 처리모듈(1200)은 일 방향을 따라 배치된다. 이하, 인덱스 모듈(1100)과 처리 모듈(1200)이 배열되는 방향을 제 1 방향(32)이라 하고, 상부에서 바라볼 때 제 1 방향(32)에 수직한 방향을 제 2 방향(34)이라 한다. 인덱스 모듈(1100)은 로드포트(1120)와 프레임(1140)을 가진다. 처리 모듈(1200)은 공정챔버(1220), 로드락 챔버(1240) 및 이송챔버(1260)를 가진다. 로드포트(1120), 프레임(1140), 로드락 챔버(1240) 그리고 이송챔버(1260)는 제 1 방향(32)으로 순차적으로 배열된다. 공정 챔버(1220)는 이송챔버(1260)의 측부들 중 로드락 챔버(1240)가 제공된 측부를 제외한 측부들에 배치된다. 로드락 챔버(1240)는 적층되도록 제공될 수 있다.
로드포트(1120)에는 기판(10)들이 수납되는 용기(20)가 놓인다. 용기(20)는 오버헤드 트랜스퍼와 같은 반송 장치에 의해 로드포트(1120)에 로딩 또는 언로딩될 수 있다. 용기(20)로는 밀폐형 용기인 전면 개방 일체식 포드가 사용될 수 있다. 로드포트(1120)는 하나 또는 복수개가 제공될 수 있다. 로드포트(1120)는 프레임(1140)의 일측면에 결합된다. 도 1에서는 프레임(1140)에 네 개의 로드포트(1120)가 제공되는 것으로 도시하였다. 그러나 로드포트(1120)의 수는 이와 상이할 수 있다.
프레임(1140)은 하우징(1142), 인덱스 로봇(1144) 및 이송 레일(1146)을 포함한다. 프레임(1140)은 로드포트(1120)와 로드락 챔버(1240) 사이에 위치한다. 하우징(1142)은 대체로 직육면체 형상을 가진다. 하우징(1142)은 상면(미도시), 저면(미도시), 제 1 측면(1142a), 제 2 측면(1142b), 제 3 측면(1142c) 및 제 4 측면(1142d)을 가진다. 제 1 측면(1142a)은 로드포트(1120)와 마주보고, 제 3 측면(1142c)은 로드락 챔버(1240)와 마주본다. 제 1 측면(1142a)에는 기판(10)이 출입하기 위한 출입구(1142e)가 형성되고, 출입구(1142e)는 도어(1142f)에 의해 개폐될 수 있다. 제 3 측면(1142c)에는 로드락 챔버(1240)로 기판(10)이 출입하기 위한 출입구(1142g)가 형성된다. 하우징(1142) 내에는 용기(20)의 도어(미도시)를 열기 위한 도어 오프너(미도시)가 제공될 수 있다. 하우징(1142) 내에는 제 2 방향(34)과 평행하게 이송 레일(1146)이 제공된다.
인덱스 로봇(1144)은 용기(20)와 처리모듈(1200)간에 기판을 반송한다. 이 때, 인덱스 로봇(1144)은 용기(20)와 로드락 챔버(1240)간에 기판을 반송한다. 인덱스 로봇(1144)은 이송 레일(1146)을 따라 직선 이동 가능하도록 이송 레일(1146)에 장착될 수 있다. 인덱스 로봇(1144)은 베이스(1144a), 몸체(1144b), 그리고 인덱스아암(1144c)을 가진다. 베이스(1144a)는 이송레일(1146)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(1144b)는 베이스(1144a)에 결합된다. 몸체(1144b)는 베이스(1144a) 상에서 상하 방향으로 이동 가능하도록 제공된다. 인덱스아암(1144c)은 몸체(1144b)에 결합되고, 몸체(1144b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 인덱스아암(1144c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 인덱스아암(1144c)들은 상하 방향으로 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다.
공정 챔버(1220)는 하나 또는 복수개가 제공될 수 있다. 공정 챔버(1220)는 일측면에 기판(10)이 출입하기 위한 출입구(1222a)가 형성되고, 출입구(1222a)는 도어(1222b)에 의해 개폐될 수 있다. 공정 챔버(1220)는 출입구(1222a)가 제공된 일측면이 이송챔버(1260)를 향하도록 배치된다. 공정 챔버(1220)는 기판(10)에 대해 소정의 공정을 수행한다. 공정 챔버(1220)는 진공상태에서 기판(10)을 처리하는 공정을 수행할 수 있다. 예컨대 공정 챔버(1220)는 애싱, 증착 또는 식각 등의 공정을 수행할 수 있다. 공정 챔버(1220)가 복수개로 제공되는 경우, 공정 챔버(1220)들은 기판(10)에 대해 서로 동일한 공정을 수행하거나 선택적으로 서로 상이한 공정을 수행할 수 있다. 공정 챔버(1220)에서 공정 처리가 완료된 기판은 고온 상태로 공정 챔버(1220)의 외부로 배출된다.
도 2는 도 1의 로드락 챔버(1240)를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 1 및 도 2 를 참고하면, 로드락 챔버(1240)는 하나 또는 복수개가 제공된다. 일 예에 의하면, 로드락 챔버(1240)는 두 개가 제공된다. 각각의 로드락 챔버(1240)에는 제 2 챔버(1224)와 이송챔버(1260)간에 이송되는 기판(10)이 임시로 머물 수 있다. 각각의 로드락 챔버(1240)는 그 내부에 머무는 기판(10)을 일정 온도로 냉각시킬 수 있다. 로드락 챔버(1240) 내부는 진공 및 대기압으로 전환될 수 있다. 로드락 챔버(1240)는 프레임(1140)과 이송챔버(1260) 사이에 배치된다. 로드락 챔버(1240)는 하우징(1241), 압력 조절 부재(1242) 및 냉각 유닛(12430)을 포함한다.
하우징(1241)은 그 내부에 기판을 수용하고 냉각시킬 수 있는 공간을 가진다. 하우징(1241)은 상부에서 바라볼 때 4각형의 형상을 가질 수 있다. 하우징(1241)은 순차적으로 제공된 제 1 측면(1240a), 제 2 측면(1240b), 제 3 측면(1240c) 및 제 4 측면(1240d)을 가질 수 있다. 하우징(1241)의 제 1 측면(1240a)과 제 3 측면(1240c)에 출입구(1240e, 1240g)가 형성되고, 출입구(1240e, 1240g)는 도어(1240f, 1240h)에 의해 개폐될 수 있다. 하우징(1241)의 제 1 측면(1240a)은 프레임(1140)을 향하고 제 3 측면(1240c)은 이송챔버(1260)를 향하도록 배치된다.
압력 조절 부재(1242)는 하우징(1241) 내부의 압력을 공정 압력으로 조절한다. 하우징(1241) 내부의 가스는 하우징(1241)의 일 측면에 형성된 배기구(1241a)를 통해 압력 조절 부재(1242)에 의해 외부로 배출된다.
냉각 유닛(12430)은 하우징(1241)의 내부에서 기판(10)을 지지하며, 기판(10)을 냉각시킨다. 냉각 유닛(12430)은 상부 플레이트(12431), 하부 플레이트(12432), 플레이트 구동기(12433), 얼라인 부재(12434), 리프트 핀(12435), 지지 패드(12436), 플레이트 갭 패드(12437) 및 냉각 부재(12438)를 포함한다.
도 3은 도 2의 상부 플레이트(12431)를 나타낸 단면도이다. 도 2 내지 도 3을 참고하면, 상부 플레이트(12431)는 하부 플레이트(12432)상에 놓인 기판(10)을 상면으로부터 냉각시킨다. 상부 플레이트(12431)는 원형의 판 형상으로 제공될 수 있다. 상부 플레이트(12431)는 저면 가장자리 영역에 얼라인 부재(12434)가 삽입되는 얼라인 홈(12431a)이 형성된다. 얼라인 홈(12431a)은 얼라인 부재(12434)와 동일한 수로 제공될 수 있다. 상부 플레이트(12431)는 하우징(1241)의 상부벽에 고정되게 제공된다.
도 5는 도 2의 하부 플레이트(12432)를 나타낸 단면도이다. 도 2 및 도 5를 참고하면, 하부 플레이트(12432)는 그 상면에 기판(10)이 놓이고, 그 상면에 놓인 기판(10)을 저면으로부터 냉각시킨다. 하부 플레이트(12432)는 대기 위치와 공정 위치간에 상하 방향으로 이동할 수 있도록 제공된다. 하부 플레이트(12432)는 그 하부에 제공된 플레이트 구동기(12433)의 구동력에 의해 상하 방향으로 이동된다. 대기 위치는 기판(10)이 외부로부터 반입되어 리프트 핀(12435) 상에 놓이는 위치이다. 하부 플레이트(12432)가 대기 위치에 위치하는 경우, 하부 플레이트(12432)의 상면은 리프트 핀(12432)의 상단보다 낮게 위치된다. 공정 위치는 기판(10)에 대한 냉각 처리가 수행되는 위치이다. 하부 플레이트(12432)가 공정 위치에 위치하는 경우, 하부 플레이트(12432)의 상면은 리프트 핀(12435)의 상단보다 높게 위치된다. 하부 플레이트(12432)가 공정 위치까지 상승함으로써 기판(10)은 리프트 핀(12435)으로부터 하부 플레이트(12432) 상면에 놓인 지지 패드(12436)상으로 인계된다. 공정 위치에서는 하부 플레이트(12432)의 상승으로 인해 하부 플레이트(12432) 상에 놓인 기판(10)이 상부 플레이트(12431)의 저면에 인접하게 위치된다. 기판(10)은 하부 플레이트(12432)의 중앙 영역(12432a) 상에 놓인다. 중앙 영역(12432a)은 그 상면이 가장자리 영역(12432b)의 상면보다 낮게 제공될 수 있다.
상술한 바와 같이, 기판(10)을 기판의 상부와 하부에서 동시에 냉각시킴으로써, 하부에서만 냉각시키는 경우에 비해 복사되는 양이 증가 되고, 온도 차이에 의한 대류가 보다 활발하게 이루어질 수 있다. 따라서, 보다 효율적인 기판의 냉각이 이루어진다. 또한, 상부 플레이트(12431)는 고정되고, 하부 플레이트(12432)가 상하 방향으로 이동되어 기판(10)을 인수/인계 함으로써, 리프트 핀(12435)이 하강하여 기판(10)을 하부 플레이트(12432)에 인계한 후, 상부 플레이트(12431)가 하강하여 냉각 처리가 실시되는 경우에 비해 보다 효율적인 기판의 냉각 처리가 가능하다.
도 6은 도 2의 얼라인 부재(12434)에 의해 기판(10)이 정위치되는 모습을 나타낸 도면이다. 도 2, 도 5 및 도 6을 참고하면, 얼라인 부재(12434)는 하부 플레이트(12432)가 대기 위치에서 공정 위치로 이동함에 따라 기판(10)을 정위치 시킨다. 얼라인 부재(12434)는 복수개가 서로 조합되어 링 형상으로 배열된다. 얼라인 부재(12434)는 하부 플레이트(12432) 상의 기판이 놓이는 중앙 영역(12432a)을 둘러싸도록 하부 플레이트(12432)의 가장자리 영역(12432b)에 제공된다. 얼라인 부재(12434)는 하부 플레이트(12432)의 중심축을 바라보는 그 내측면이 아래로 갈수록 중앙 영역을 향해 경사지도록 제공된다. 예를 들면, 얼라인 부재(12434)는 상면이 하면보다 좁은 원추형상으로 제공될 수 있다. 따라서, 기판(10)이 리프트 핀(12435) 상에 정위치를 벗어나 위치하게 된 경우, 하부 플레이트(12432)가 대기 위치에서 공정 위치로 상승함에 따라 기판(10)의 정위치를 벗어난 부분이 얼라인 부재(12434)의 내측면에 닿아 기판(10)은 정위치로 이동하게 된다. 따라서, 하부 플레이트(12432)의 상승과 동시에 기판(10)이 정렬되므로, 별도의 정렬 단계가 필요하지 않아 기판(10)의 처리 시간을 절감할 수 있다.
리프트 핀(12435)은 냉각 유닛(12430)의 외부에 위치한 반송 유닛과 하부 플레이트(12432)간에 기판(10)을 인수 또는 인계시킨다. 반송 유닛은 메인 로봇(1264) 또는 인덱스 로봇(1144)일 수 있다. 리프트 핀(12430)은 복수개가 제공된다. 리프트 핀(12435)은 하부 플레이트(12432)에 형성된 핀 홀(12432c)에 삽입된다. 핀 홀(12432c)은 하부 플레이트(12432)를 상하 방향으로 관통되어 형성된다. 핀 홀(12432c)은 하부 플레이트(12432)의 중앙 영역(12432a)에 리프트 핀(12435)과 동일한 수로 제공된다. 리프트 핀(12435)은 냉각 유닛(12430)이 설치된 바닥면에 고정되게 제공된다. 예를 들면, 리프트 핀(12435)은 하우징(1241)의 바닥면에 고정되게 설치될 수 있다. 이와 달리 리프트 핀(12435)은 필요에 따라 선택적으로 상하 방향으로 이동 가능하게 제공될 수 있다.
지지 패드(12436)는 하부 플레이트(12432) 상에서 기판을 직접 지지한다. 지지 패드(12436)는 중앙 영역(12432a)에 복수개가 제공된다. 지지 패드(12436)에 의해 기판(10)과 하부 플레이트(12432)의 상면 사이에 일정 간격의 갭(Gap)이 제공된다. 지지 패드(12436)는 그 상면이 하부 플레이트(12432)의 가장자리 영역(12432b)의 상면보다 낮게 제공된다. 따라서, 지지 패드(12436)에 놓인 기판(10)은 그 상면이 가장자리 영역(12432b)의 상면보다 일정 높이 이상 높아지지 않는다.
플레이트 갭 패드(12437)는 하부 플레이트(12432)가 공정 위치에 위치하는 경우, 상부 플레이트(12431)와 하부 플레이트(12432) 간에 갭(Gap)을 형성시킨다. 플레이트 갭 패드(12437)는 복수개가 서로 조합되어 링 형상으로 배열된다. 플레이트 갭 패드(12437)는 하부 플레이트(12432)의 가장자리 영역(12432b)에 제공된다.
상술한 바와 같이, 기판(10)과 상부 플레이트(12431) 및 하부 플레이트(12432)사이에 일정 간격의 갭을 형성시킴으로써, 고온의 기판(10)이 저온의 상부 플레이트(12431)의 저면 및 하부 플레이트(12432)의 상면에 직접 닿아 발생할 수 있는 급격한 온도 변화로 인한 기판(10)의 변형 등이 방지된다.
냉각 부재(12438)는 상부 플레이트(12431) 및/또는 하부 플레이트(12432)를 냉각시킴으로써 기판(10)을 냉각시킨다. 냉각 부재(12438)는 상부 냉각기 및/또는 하부 냉각기를 포함한다.
도 3을 참고하면, 상부 냉각기는 상부 플레이트(12431)를 냉각시킨다. 도 3을 참고하면, 상부 냉각기는 열전 소자(12438a) 및 히트 파이프(12438b)를 포함한다. 열전 소자(12438a) 및 히트 파이프(12438b)는 상부 플레이트(12431)의 내부에 복수개가 제공된다.
열전 소자(12438a)는 복수개가 서로 일정 간격으로 이격되도록 제공된다. 열전 소자(12438a)는 외부로부터 전원을 공급받아 펠티어 효과에 의해 상부 플레이트(12431)를 냉각 시킨다.
히트 파이프(12438b)는 인접한 열전소자(12438a) 간을 연결하도록 제공된다. 히트 파이프(12438b)는 온도가 높은 곳의 열을 온도가 낮은 곳으로 전달한다. 따라서, 열전 소자(12438a)로부터 발생된 냉기가 상부 플레이트(12431) 전체로 보다 빠르게 전달될 수 있으므로 보다 균일한 냉각이 가능하다. 또한, 비교적 고가의 열전소자(12438a)에 비해 저가의 히트 파이프(12438b)를 사용함으로써, 장비 생산 비용 및 유지 비용을 절감할 수 있다.
이와 달리, 상부 냉각기는 냉각수관(12438c) 및 히트 파이프(12438b)를 포함할 수 있다. 도 4는 도 2의 상부 플레이트(12431)의 다른 실시예를 나타낸 도면이다. 도 4를 참고하면, 냉각수 관(12438c) 및 히트 파이프(12438b)는 상부 플레이트(12431)의 내부에 제공된다.
냉각수 관(12438c)의 내부에는 외부로부터 공급된 냉각수가 흐른다. 냉각수 관(12438c) 내부의 냉각수는 상부 플레이트(12431)의 열을 외부로 전달함으로써 상부 플레이트(12431)를 냉각 시킨다.
히트 파이프(12438b)는 상부 플레이트(12431)의 내부에 복수개가 제공된다. 히트 파이프(12438b)는 냉각수관(12438c)의 일부분 및 냉각수관(12438c)의 다른 일부분을 연결하도록 제공된다. 히트 파이프(12438b)는 복수개가 서로 상이한 위치에 위치된다. 히트 파이프(12438b)는 온도가 높은 곳의 열을 온도가 낮은 곳으로 전달한다. 따라서, 열전 소자(12438a)로부터 발생된 냉기가 상부 플레이트(12431) 전체로 보다 빠르게 전달될 수 있으므로 보다 균일한 냉각이 가능하다.
하부 냉각기는 하부 플레이트(12432)를 냉각시킨다. 하부 냉각기는 하부 플레이트(12432)의 내부에 제공된다. 하부 냉각기는 열전소자(12438a) 및 히트 파이프(12438b)를 포함할 수 있다. 이와 달리, 하부 냉각기는 냉각수관(12438c) 및 히트 파이프(12438b)를 포함할 수 있다. 이 경우, 하부 냉각기는 상술한 상부 냉각기와 유사한 구조 및 구성을 가진다.
도 7은 냉각 가스 분사 부재(12439)가 도 2의 상부 플레이트(12431)에 제공된 모습을 나타낸 단면도이다. 도 8은 냉각 가스 분사 부재(12439)가 제공된 상부 플레이트(12431)의 저면도이다. 도 7 및 도 8을 참고하면, 냉각 유닛(12430)은 냉각 가스 분사 부재(12439)를 더 포함할 수 있다. 냉각 가스 분사 부재(12439)는 하부 플레이트(12432)상에 놓인 기판(10)을 향해 냉각 가스를 분사한다. 냉각 가스 분사 부재(12439)는 상부 분사 부재 및/또는 하부 분사 부재를 포함한다. 냉각 가스는 질소(N2) 가스로 제공될 수 있다.
상부 분사 부재는 상부 플레이트(12431)의 저면으로부터 냉각 가스를 분사한다. 상부 분사 부재는 저장 용기(12439a), 분사홀(12439b), 냉각 가스관(12439c) 및 가스 냉각기(12439d)를 포함한다.
저장 용기(12439a)는 냉각 가스를 저장한다. 분사홀(12439b)은 상부 플레이트(12431)의 내부를 관통하여 제공된다. 분사홀(12439b)은 냉각 가스를 하부 플레이트(12432)에 놓인 기판(10)으로 분사한다. 냉각 가스 관(12439c)은 저장 용기(12439b)와 분사홀(12439b)을 연결한다 냉각 가스는 냉각 가스 관(12439c)을 통해 저장 용기(12439a)로부터 분사홀(12439b)로 전달된다. 분사홀(12439b)은 복수개가 상부 플레이트(12431)의 저면에 형성된다. 가스 냉각기(12439d)는 냉각 가스가 상부 플레이트(12431)에 유입되기 전에 냉각 가스를 냉각 시킨다. 따라서, 보다 낮은 온도의 냉각 가스를 기판(10)에 공급할 수 있다.
하부 분사 부재는 하부 플레이트(12432)의 상면으로부터 냉각 가스를 분사한다. 하부 분사 부재의 분사홀(12439b)은 하부 플레이트(12432)를 관통하여 형성된다. 하부 분사 부재의 분사홀(12439b)는 복수개가 하부 플레이트()의 저면에 형성된다. 하부 분사 부재는 그 외의 구조 및 구성이 상부 분사 부재와 유사하다.
상술한 바와 같이 기판(10)의 상하면으로 냉각 가스를 분사시킴으로써, 보다 빠르게 기판(10)을 냉각시킬 수 있다.
다시 도 1을 참고하면, 이송챔버(1260)는 하우징(1262)과 메인로봇(1264)을 가진다. 이송챔버(1260)의 측면에는 로드락 챔버(1240)와 제 1 챔버(1222)가 제공된다. 하우징(1262)은 상부에서 바라볼 때 대체로 다각형의 형상을 가진다. 하우징(1262)의 내부에는 메인로봇(1264)이 제공된다. 도 1에서는 하우징(1262)이 상부에서 바라볼 때 4각형의 형상을 가지는 것으로 도시하였다. 그러나 하우징(1262)의 형상은 다양하게 변경될 수 있다. 메인 로봇(1264)은 상하 이동 가능하게 제공된다. 메인 로봇(1264)의 블레이드(1264a)는 수평면 상에서 전진, 후진 및 회전 등이 가능하도록 제공된다. 블레이드(1264a)는 하나 또는 복수개가 제공될 수 있다. 메인로봇(1264)은 로드락챔버(1240)와 공정 챔버(1220)간에 기판(10)을 반송한다. 도 1 에서는 한 개의 블레이드(1264a)를 가진 메인 로봇(1264)이 도시되었다. 이송 챔버(1260) 내부는 진공으로 유지될 수 있다.
10: 기판 1000: 기판 처리 장치
1100: 인덱스 모듈 1200: 처리 모듈
1240: 로드락 챔버 1241: 하우징
1242: 압력 조절 부재 12430: 냉각 유닛
12431: 상부 플레이트 12432: 하부 플레이트
12433: 플레이트 구동기 12434: 얼라인 부재
12435: 리프트 핀 12436: 지지 패드
12437: 플레이트 갭 패드 12438 냉각 부재
12439: 냉각 가스 분사 부재

Claims (30)

  1. 삭제
  2. 기판을 냉각시키는 냉각 유닛에 있어서,
    기판이 놓이고, 상기 기판을 저면으로부터 냉각시키는 하부 플레이트;
    상기 기판을 상면으로부터 냉각시키는 상부 플레이트;
    상기 하부 플레이트를 기판이 유입되는 대기 위치와 기판이 냉각 처리 되는 공정 위치 간에 이동시키는 플레이트 구동기; 및
    상기 하부 플레이트가 상기 대기 위치에서 상기 공정 위치로 이동함에 따라 기판을 정위치 시키는 얼라인 부재;를 포함하고,
    상기 얼라인 부재들은,
    복수개가 서로 조합되어 링 형상으로 배열되고,
    상기 하부 플레이트 상의 기판이 놓이는 중앙 영역을 둘러싸도록 상기 하부 플레이트의 가장자리 영역에 제공되며,
    상기 상부 플레이트에는 상기 얼라인 부재가 삽입되는 얼라인 홈이 형성되는 냉각 유닛.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 얼라인 부재는,
    상기 하부 플레이트의 중심축을 바라보는 그 내측면이 아래로 갈수록 상기 중앙 영역을 향해 경사지도록 제공된 냉각 유닛.
  4. 제 2 항에 있어서,
    외부 반송 유닛과 상기 하부 플레이트 간에 기판을 인수 또는 인계시키는 복수개의 리프트 핀;을 더 포함하되,
    상기 리프트 핀은, 상기 하부 플레이트에 형성된 핀 홀에 삽입되는 냉각 유닛.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 리프트 핀은, 그 위치가 고정되게 제공된 냉각 유닛.
  6. 제 2 항에 있어서,
    기판을 지지하는 지지 패드를 더 포함하되,
    상기 지지 패드는, 상기 중앙 영역에 복수개가 제공되는 냉각 유닛.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 중앙 영역은 그 상면이 상기 가장자리 영역의 상면보다 낮게 제공되는 냉각 유닛.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 지지 패드는, 그 상면이 상기 가장자리 영역의 상면보다 낮게 제공되는 냉각 유닛.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 하부 플레이트가 공정 위치에 위치하는 경우, 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트 간에 갭(Gap)을 형성시키는 플레이트 갭 패드를 더 포함하는 냉각 유닛.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 플레이트 갭 패드는, 복수개가 서로 조합되어 링 형상으로 배열되고, 상기 하부 플레이트의 가장자리 영역에 제공되는 냉각 유닛.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 기판을 냉각시키는 냉각 부재;를 더 포함하는 냉각 유닛.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 냉각 부재는,
    상기 상부 플레이트 내부에 제공된 상부 냉각기;와 상기 하부 플레이트 내부에 제공된 하부 냉각기;를 포함하는 냉각 유닛.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 냉각 부재는,
    상기 상부 플레이트 또는 상기 하부 플레이트의 내부에 제공된 열전 소자; 및 히트 파이프;를 포함하고,
    상기 열전 소자는, 복수개가 서로 일정 간격으로 이격되도록 제공되고,
    상기 히트 파이프는, 인접한 상기 열전소자 간을 연결하도록 제공된 냉각 유닛.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 냉각 부재는,
    상기 상부 플레이트 또는 상기 하부 플레이트의 내부에 제공된 냉각수 관; 및 히트 파이프;를 포함하고,
    상기 히트 파이프는,
    상기 냉각수관의 일부분 및 상기 일부분과 다른 부분을 연결하도록 제공되고,
    복수개가 서로 상이한 위치에 위치되는 냉각 유닛.
  15. 제 2 항 내지 제 14 항 중 어느 하나에 있어서,
    기판을 향해 냉각 가스를 분사하는 냉각 가스 분사 부재;를 더 포함하는 냉각 유닛.
  16. 삭제
  17. 인덱스 모듈과;
    처리모듈을 포함하되,
    상기 인덱스 모듈은,
    기판이 수납되는 용기가 놓이는 로드포트와;
    상기 용기와 상기 처리모듈간에 기판을 반송하는 인덱스 로봇이 제공된 프레임을 가지고,
    상기 처리모듈은,
    기판을 처리하는 공정 챔버들과;
    로드락 챔버와;
    상기 공정 챔버들과 상기 로드락 챔버 간에 기판을 이송하는 메인 로봇이 제공된 이송 챔버를 포함하되,
    상기 공정 챔버와 상기 로드락 챔버는, 상기 이송 챔버의 측부에 배치되고,
    상기 로드락 챔버는,
    상기 이송 챔버와 상기 프레임 사이에 배치되며,
    내부에 기판을 수용하는 공간을 가지는 하우징;
    상기 하우징 내부의 압력을 조절하는 압력 조절 부재; 및
    상기 하우징의 내부에서 기판을 지지하며, 상기 기판을 냉각시키는 냉각 유닛을 포함하되,
    상기 냉각 유닛은,
    기판이 놓이고 상기 기판을 저면으로부터 냉각시키는 하부 플레이트;
    상기 기판을 상면으로부터 냉각시키는 상부 플레이트;
    상기 하부 플레이트를 기판이 유입되는 대기 위치와 기판이 냉각 처리 되는 공정 위치 간에 이동시키는 플레이트 구동기; 및
    상기 하부 플레이트가 상기 대기 위치에서 상기 공정 위치로 이동함에 따라 기판을 정위치 시키는 얼라인 부재;를 포함하고,
    상기 얼라인 부재들은,
    복수개가 서로 조합되어 링 형상으로 배열되고,
    상기 하부 플레이트 상의 기판이 놓이는 중앙 영역을 둘러싸도록 상기 하부 플레이트의 가장자리 영역에 제공되며,
    상기 상부 플레이트에는 상기 얼라인 부재가 삽입되는 얼라인 홈이 형성되는 기판 처리 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 얼라인 부재는,
    상기 하부 플레이트의 중심축을 바라보는 그 내측면이 아래로 갈수록 상기 중앙 영역을 향해 경사지도록 제공된 기판 처리 장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 냉각 유닛은,
    상기 메인 로봇 또는 상기 인덱스 로봇과 상기 하부 플레이트 간에 기판을 인수 또는 인계시키는 복수개의 리프트 핀;을 더 포함하되,
    상기 리프트 핀은, 상기 하부 플레이트에 형성된 핀 홀에 삽입되는 기판 처리 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 리프트 핀은, 그 위치가 고정되게 제공된 기판 처리 장치.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 냉각 유닛은,
    상기 하부 플레이트가 공정 위치에 위치하는 경우, 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트 간에 갭(Gap)을 형성시키는 플레이트 갭 패드를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 플레이트 갭 패드는, 복수개가 서로 조합되어 링 형상으로 배열되고, 상기 하부 플레이트의 가장자리 영역에 제공되는 기판 처리 장치.
  23. 제 17 항에 있어서,
    상기 냉각 유닛은,
    상기 기판을 냉각시키는 냉각 부재;를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 냉각 부재는,
    상기 상부 플레이트 내부에 제공된 상부 냉각기;와 상기 하부 플레이트에 제공된 하부 냉각기;를 포함하는 기판 처리 장치.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 냉각 부재는,
    상기 상부 플레이트 또는 상기 하부 플레이트의 내부에 제공된 열전 소자; 및 히트 파이프;를 포함하고,
    상기 열전 소자는, 복수개가 서로 일정 간격으로 이격되도록 제공되고,
    상기 히트 파이프는, 인접한 상기 열전소자 간을 연결하도록 제공된 기판 처리 장치.
  26. 제 23 항에 있어서,
    상기 냉각 부재는,
    상기 상부 플레이트 또는 상기 하부 플레이트의 내부에 제공된 냉각수 관; 및 히트 파이프;를 포함하고,
    상기 히트 파이프는,
    상기 냉각수관의 일부분 및 상기 일부분과 다른 부분을 연결하도록 제공되고,
    복수개가 서로 상이한 위치에 위치되는 기판 처리 장치.
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