KR101669913B1 - Tray and Apparatus for treatmenting substrate using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내열유리로 제작된 트레이 및 이를 사용하는 기판처리장치에 관한 것으로, 트레이는 내열유리로 구성되고 다수의 기판이 적재되는 플레이트; 및 상기 플레이트의 배면에 형성된 접지전극;을 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a tray made of heat-resistant glass and a substrate processing apparatus using the tray, wherein the tray is made of heat-resistant glass and has a plurality of substrates stacked thereon; And a ground electrode formed on a back surface of the plate.

트레이, 내열유리, 접지전극, 플라즈마 저항층, 고정장치 Tray, heat-resistant glass, ground electrode, plasma resistance layer, fixing device

Description

트레이 및 이를 사용하는 기판처리장치{Tray and Apparatus for treatmenting substrate using the same}[0001] The present invention relates to a tray and an apparatus for treating the same,

본 발명은 내열유리로 제작된 트레이 및 이를 사용하는 기판처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a tray made of heat-resistant glass and a substrate processing apparatus using the same.

일반적으로, 반도체 소자, 표시장치 및 태양전지를 제조하기 위해서는 기판에 특정 물질의 박막을 증착하는 박막증착공정, 감광성 물질을 사용하여 이들 박막 중 선택된 영역을 노출 또는 은폐시키는 포토공정, 선택된 영역의 박막을 제거하여 패터닝하는 식각공정 등을 거치게 된다. 이들 공정 중 박막증착공정 및 식각공정 등은 진공상태로 최적화된 기판처리장치에서 진행한다. Generally, in order to manufacture a semiconductor device, a display device, and a solar cell, a thin film deposition process for depositing a thin film of a specific material on a substrate, a photolithography process for exposing or hiding selected regions of the thin films using a photosensitive material, And an etching process for patterning the substrate. Among these processes, the thin-film deposition process and the etching process are performed in a vacuum-optimized substrate processing apparatus.

일반적으로, 대면적의 기판을 사용하는 표시장치를 가공하는 경우, 기판처리장치에서 하나의 기판을 처리하지만, 상대적으로 작은 면적에 기판을 가공하는 태양전지의 경우, 생산성을 높이기 위하여 다수의 기판을 적재한 트레이를 기판처리장치의 반응공간에 인입하여 일괄적으로 기판처리공정을 수행한다.In general, in the case of processing a display device using a large-area substrate, in the case of a solar cell processing a single substrate in a substrate processing apparatus but processing a substrate in a relatively small area, a plurality of substrates The loaded tray is drawn into the reaction space of the substrate processing apparatus and the substrate processing process is performed collectively.

태양전지는 실리콘 웨이퍼를 식각하는 텍스처링(texturing) 공정, 반도체층 형성공정, 실리콘 웨이퍼에 특정한 박막을 증착시키는 반사방지막(anti reflection coating)을 형성하는 공정, 및 전극형성공정 등을 거쳐 제조된다, 태양전지가 높은 생산성을 가지고 제조되기 위해서는, 실리콘 웨이퍼가 다수 적재되는 대면적의 트레이와 대면적의 트레이를 수용할 수 있는 기판처리장치가 필요하다. The solar cell is manufactured through a texturing process for etching a silicon wafer, a semiconductor layer forming process, a process for forming an anti reflection coating for depositing a thin film on a silicon wafer, and an electrode forming process. In order for a battery to be manufactured with high productivity, there is a need for a large-area tray in which a large number of silicon wafers are loaded and a substrate processing apparatus capable of accommodating a large-area tray.

도 1은 종래기술에 기판처리장치의 개략적인 단면도이고, 도 2는 종래기술에 따른 트레이의 사시도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a substrate processing apparatus in the prior art, and Fig. 2 is a perspective view of a tray according to the prior art.

도 1과 같이, 기판처리장치(10)는 반응공간을 제공하는 공정챔버(14), 반응공간에 공정가스를 공급하기 위한 가스분사수단(20), 다수의 기판(112)이 적재되는 트레이(26), 트레이(26)를 반응공간의 내부 및 외부로 이송시키기 위한 이송장치(15), 및 반응공간에 위치하고 트레이(26)를 승강시키는 기판안치수단(28)을 포함하여 구성된다. 1, the substrate processing apparatus 10 includes a process chamber 14 for providing a reaction space, a gas injection means 20 for supplying a process gas to the reaction space, a tray (not shown) for loading a plurality of substrates 112 26, a transfer device 15 for transferring the tray 26 into and out of the reaction space, and substrate holding means 28 for positioning the tray 26 in the reaction space.

기판처리장치(10)는 트레이(26)가 반응공간에 인입 또는 반응공간으로부터 인출되기 위한 게이트 밸브(28) 및 반응공간의 공정가스 및 부산물을 배기시키기 위한 배기구(30)를 더욱 포함한다. The substrate processing apparatus 10 further includes a gate valve 28 for allowing the tray 26 to be drawn into or out of the reaction space and an exhaust port 30 for exhausting the process gas and by-products of the reaction space.

기판안치수단(28)은 기판처리위치로 트레이(26)를 상승시킬 때 트레이(26)를 지지하기 위한 지지판(38), 지지판(38)의 배면 중앙부에 연결되고 지지판(38)을 승강시키는 샤프트(40)를 포함하여 구성된다. 공정챔버(14)의 내부에는 트레이(26)가 게이트 밸브(28)를 통하여 반응공간으로 인입될 때, 트레이(26)를 이송시키기 위한 다수의 제 1 롤러(32)가 설치된다. 다수의 제 1 롤러(32)는 게이트 밸브(28)의 양측과 대응되는 공정챔버(14)의 양측벽에 설치된다. The substrate holding means 28 includes a support plate 38 for supporting the tray 26 when raising the tray 26 to the substrate processing position, a shaft 38 connected to the center of the back surface of the support plate 38, (40). A plurality of first rollers 32 for transferring the trays 26 are installed in the process chamber 14 when the trays 26 are introduced into the reaction space through the gate valve 28. A plurality of first rollers (32) are installed on both side walls of the process chamber (14) corresponding to both sides of the gate valve (28).

이송장치(15)는 공정챔버(14)의 게이트 밸브(28)와 인접하여 위치하고, 트레이(26)를 반응공간의 내부 및 외부로 이동시키는 기능을 한다. 이송장치(15)는 트레이(26)를 지지하고 이송시키는 컨베이어 벨트(40), 및 컨베이어 벨트(40)를 구동시키는 다수의 제 2 롤러(44)를 포함한다. The transfer device 15 is located adjacent to the gate valve 28 of the process chamber 14 and functions to move the tray 26 into and out of the reaction space. The conveying device 15 includes a conveyor belt 40 for supporting and conveying the tray 26 and a plurality of second rollers 44 for driving the conveyor belt 40.

도 1과 같은 기판처리장치(10)에서 사용되는 트레이(26)는 낮은 열팽창율 및 우수한 기계적 강도를 가지는 재질로 제작된다. The tray 26 used in the substrate processing apparatus 10 shown in FIG. 1 is made of a material having a low thermal expansion rate and excellent mechanical strength.

도 1과 같은 기판처리장치(10)에서, 박막의 증착 또는 박막의 식각과 같은 기판처리공정은 300 내지 500도의 고온에서 이루어지므로, 트레이(26)가 공정챔버(14)의 내부에서 공정챔버(14)의 외부로 이송되었을 때, 급격한 온도변화가 일어난다. 따라서, 급격한 온도변화에 의한 열충격에도 변형 및 파손되지 않는 재질을 선택해야한다. 또한, 트레이(26)은 다수의 기판(12)이 적재되기 위해 대면적으로 제작되지만, 이송을 고려하여 면적대비 매우 얇은 두께를 제작된다. 따라서, 기판처리과정에서 고온에서 쳐짐이 발생하지 않을 정도의 우수한 기계적 강도를 가져야 한다.In the substrate processing apparatus 10 as shown in FIG. 1, since the substrate processing process such as the deposition of the thin film or the etching of the thin film is performed at a high temperature of 300 to 500 degrees, the tray 26 is disposed inside the process chamber 14 14, an abrupt temperature change occurs. Therefore, it is necessary to select a material which is not deformed or damaged even in a thermal shock due to abrupt temperature change. In addition, the tray 26 is manufactured in a large area so as to load a plurality of substrates 12, but a very thin thickness is prepared in consideration of transportation. Therefore, it is required to have an excellent mechanical strength to such an extent that no cracking occurs at a high temperature in the processing of the substrate.

종래기술에서, 낮은 열팽창율 및 우수한 기계적 강도를 만족시키는 재질로 그래파이트(graphite)를 사용하여 트레이(26)를 제작한다. 그런데, 그래파이트의 모재는 매우 고가이므로 제작비용을 상승시킨다. 또한, 생산성을 개선을 하기 위하여, 보다 많은 기판(12)을 적재할 수 있는 대면적의 트레이(26)가 필요하게 되었다. 그러나, 그래파이트의 재질로 제공할 수 있는 모재의 크기가 제한되면서, 도 2와 같이, 2 개의 모재를 결합시켜 트레이(26)를 제작한다. In the prior art, the tray 26 is made of graphite as a material that satisfies a low thermal expansion rate and excellent mechanical strength. However, since the base material of the graphite is very expensive, the manufacturing cost is increased. Further, in order to improve the productivity, a large-sized tray 26 capable of loading more substrates 12 is required. However, as the size of the base material that can be provided by the graphite material is limited, as shown in Fig. 2, the two base materials are combined to manufacture the tray 26. Fig.

도 2와 같이 종래기술의 트레이(26)는, 제 1 및 제 2 플레이트(26a, 26b)와 제 1 및 제 2 플레이트(26a, 26b)를 결합시키는 프레임(50)을 포함하여 구성된다. 제 1 및 제 2 플레이트(26a, 26b)가 서로 결합하는 측면에는 각각 상부 및 하부 단차부(52a, 52b)가 형성된다. 상부 및 하부 단차부(52a, 52b)가 서로 치합되어 제 1 및 제 2 플레이트(26a, 26b)가 연결되고, 다수의 볼트(도시하지 않음)에 의해서 제 1 및 제 2 플레이트(26a, 26b)와 프레임(50)이 결합된다. 제 1 및 제 2 플레이트(26a, 26b)와 프레임(50)의 표면에는 Al2O3 또는 Y2O3로 코팅을 한다. As shown in FIG. 2, the tray 26 of the prior art includes a frame 50 for coupling the first and second plates 26a and 26b and the first and second plates 26a and 26b. Upper and lower step portions 52a and 52b are formed on the side surfaces of the first and second plates 26a and 26b, respectively. The upper and lower stepped portions 52a and 52b are engaged with each other to connect the first and second plates 26a and 26b and the first and second plates 26a and 26b are connected by a plurality of bolts And the frame 50 are combined. The surfaces of the first and second plates 26a and 26b and the frame 50 are coated with Al 2 O 3 or Y 2 O 3 .

일반적으로, 그래파이트 재질의 플레이트는 주변부가 중앙부보다 낮은 온도분포를 가지는 특성을 가진다. 따라서, 제 1 및 제 2 플레이트(26a, 26b)가 연결된 트레이(26)가 공정챔버(14)의 내부에서 기판처리공정을 수행할 때, 제 1 및 제 2 플레이트(26a, 26b)의 연결부분에서 다른 부분보다 낮은 온도분포를 나타나게 된다. 트레이(26)의 불균일한 온도분포는 기판처리공정에 영향을 줄 수 있다.Generally, the graphite plate has a characteristic that the peripheral portion has a lower temperature distribution than the central portion. Thus, when the tray 26 to which the first and second plates 26a and 26b are connected performs a substrate processing process inside the process chamber 14, the connecting portions of the first and second plates 26a and 26b The temperature distribution is lower than the other portions. Uneven temperature distribution of the tray 26 can affect the substrate processing process.

제 1 및 제 2 플레이트(26a, 26b)의 상부 및 하부 단차부(52a, 52b)의 측면은 상대적으로 상부표면보다 Al2O3 또는 Y2O3가 불완전하게 코팅될 수 있다. Al2O3 또는 Y2O3의 불완전한 코팅은, 기판처리공정시 아킹을 유발할 수 있고, 아킹에 의해 트레이(26)가 손상될 수 있다.The side surfaces of the upper and lower stepped portions 52a and 52b of the first and second plates 26a and 26b may be coated incompletely with Al 2 O 3 or Y 2 O 3 relative to the upper surface. An incomplete coating of Al 2 O 3 or Y 2 O 3 may cause arcing in the substrate processing process, and the tray 26 may be damaged by arcing.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제를 해결하기 위하여, 급격한 온도변화에도 파손되지 않고 제작비용을 절감할 수 있도록 내열유리로 제작한 트레이와 이를 사용하는 기판처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. It is an object of the present invention to provide a tray made of heat-resistant glass and a substrate processing apparatus using the tray, which can reduce manufacturing cost without being damaged even by sudden temperature change.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 트레이는, 다수의 기판을 적재하 고 공정챔버의 내부 및 외부로 이송하는 트레이에 있어서, 내열유리로 구성되고 상기 다수의 기판이 적재되는 플레이트; 및 상기 플레이트의 배면에 형성된 접지전극;을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a tray for loading a plurality of substrates and transferring the substrates to the inside and the outside of the process chamber, comprising: a plate made of heat-resistant glass and loaded with the plurality of substrates; And a ground electrode formed on a back surface of the plate.

상기와 같은 트레이에 있어서, 상기 플레이트의 전면 및 측면에 형성된 플라즈마 저항층을 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.The tray may further include a plasma resistance layer formed on a front surface and a side surface of the plate.

상기와 같은 트레이에 있어서, 상기 플라즈마 저항층은 Al2O3 또는 Y2O3인 것을 특징으로 한다.In the above tray, the plasma resistance layer may be Al 2 O 3 or Y 2 O 3 .

상기와 같은 트레이에 있어서, 상기 플레이트는 하나의 모재로 형성하는 것을 특징으로 한다.In the above tray, the plate is formed of one base material.

상기와 같은 트레이에 있어서, 상기 다수의 기판을 고정시키는 다수의 고정수단을 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.The tray may further include a plurality of fixing means for fixing the plurality of substrates.

상기와 같은 트레이에 있어서, 상기 다수의 고정수단은, 상기 다수의 기판 각각을 적재하기 위해 상기 플레이트의 전면에 정의되는 다수의 적재영역; 상기 다수의 적재영역의 외곽과 대응되는 상기 플레이트에 설치되는 다수의 삽입홀; 상기 다수의 삽입홀 각각에 삽입되는 다수의 필라;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the tray as described above, the plurality of fixing means includes a plurality of stacking areas defined on the front surface of the plate for stacking the plurality of substrates, respectively; A plurality of insertion holes provided in the plate corresponding to the outlines of the plurality of loading areas; And a plurality of pillars inserted into each of the plurality of insertion holes.

상기와 같은 트레이에 있어서, 상기 다수의 필라 각각은 내열유리로 제작되 는 것을 특징으로 한다.In the above tray, each of the plurality of pillars is made of heat-resistant glass.

상기와 같은 트레이에 있어서, 상기 다수의 고정수단은, 상기 다수의 기판 각각을 적재하기 위해 상기 플레이트의 전면에 정의되는 다수의 적재영역; 상기 다수의 적재영역과 대응되는 상기 플레이트에 형성된 다수의 함몰부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the tray as described above, the plurality of fixing means includes a plurality of stacking areas defined on the front surface of the plate for stacking the plurality of substrates, respectively; And a plurality of depressions formed on the plate corresponding to the plurality of stacking regions.

상기와 같은 트레이에 있어서, 상기 접지전극은 알루미늄(Al), 니켈(Ni) 및 텅스텐(W) 중 하나를 선택하여 형성하는 것을 특징으로 한다.In the above-described tray, the ground electrode is formed by selecting one of aluminum (Al), nickel (Ni), and tungsten (W).

상기와 같은 트레이에 있어서, 상기 접지전극은 판형 또는 격자형태로 제작되는 것을 특징으로 한다.In the above tray, the ground electrode may be formed in a plate shape or a lattice shape.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판처리장치는, 반응공간을 제공하는 공정챔버; 상기 반응공간에 위치하고 공정가스를 분사하는 가스분사수단; 내열유리로 구성되는 플레이트 및 상기 플레이트의 배면에 형성된 접지전극을 포함하고, 다수의 기판을 적재하여 상기 공정챔버의 내부 및 외부로 이송되는 트레이; 및 상기 트레이를 승강시키는 기판안치수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus comprising: a process chamber for providing a reaction space; Gas injection means located in the reaction space and injecting a process gas; A tray including a plate made of heat-resistant glass and a ground electrode formed on a back surface of the plate, the tray being loaded with a plurality of substrates and being transferred to the inside and the outside of the process chamber; And a substrate rest means for raising and lowering the tray.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 가스분사수단과 상기 기판안치수단 각각은 플라즈마 소스전극 및 플라즈마 접지전극으로 기능하고, 상기 기판안치 수단이 상승하여 기판처리위치에 있을 때, 상기 트레이의 상기 접지전극은 상기 기판안치수단과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.In the substrate processing apparatus as described above, each of the gas spraying means and the substrate holding means functions as a plasma source electrode and a plasma grounding electrode, and when the substrate holding means is raised to the substrate processing position, And the electrode is electrically connected to the substrate holding means.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 반응공간에 상기 트레이를 출입시키기 위한 게이트 밸브; 및 상기 게이트 밸브와 인접하고 상기 공정챔버의 외부에 위치하여, 상기 트레이를 이송시키기 위한 이송장치;를 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.The substrate processing apparatus may further include: a gate valve for allowing the tray to enter and exit the reaction space; And a transfer device disposed adjacent to the gate valve and located outside the process chamber for transferring the tray.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 트레이는 상기 플레이트의 전면 및 측면에 형성된 플라즈마 저항층을 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.In the above-described substrate processing apparatus, the tray may further include a plasma resistance layer formed on front and side surfaces of the plate.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 플레이트는 하나의 모재로 형성하는 것을 특징으로 한다.In the above substrate processing apparatus, the plate is formed of one base material.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 트레이는, 상기 다수의 기판을 고정시키는 다수의 고정수단을 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.In the above-described substrate processing apparatus, the tray may further include a plurality of fixing means for fixing the plurality of substrates.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 다수의 고정수단은, 상기 다수의 기판 각각이 적재하기 위해 상기 플레이트의 전면에 정의되는 다수의 적재영역; 상기 다수의 적재영역의 외곽과 대응되는 상기 플레이트에 설치되는 다수의 삽입홀; 및 상기 다수의 삽입홀 각각에 삽입되는 다수의 필라;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the substrate processing apparatus as described above, the plurality of fixing means includes a plurality of stacking regions defined on the front surface of the plate for loading each of the plurality of substrates; A plurality of insertion holes provided in the plate corresponding to the outlines of the plurality of loading areas; And a plurality of pillars inserted into each of the plurality of insertion holes.

상기와 같은 기판처리장치에 있어서, 상기 다수의 고정수단은, 상기 다수의 기판 각각이 적재되기 위해 상기 플레이트의 전면에 정의되는 다수의 적재영역; 및 상기 다수의 적재영역과 대응되는 상기 플레이트에 형성된 다수의 함몰부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. In the above-described substrate processing apparatus, the plurality of fixing means may include: a plurality of stacking regions defined on the front surface of the plate so that each of the plurality of substrates is stacked; And a plurality of depressions formed on the plate corresponding to the plurality of loading areas.

본 발명의 실시예에 따른 트레이 및 이를 사용한 기판처리장치는 다음과 같은 효과가 있다.The tray and the substrate processing apparatus using the tray according to the embodiment of the present invention have the following effects.

낮은 열팽창률을 가지고 있어 급격한 온도변화에 대한 열충격을 잘 견딜 수 있고, 기계적 강도 및 화학적 내구성이 우수하며, 그래파이트와 비교하여 저가인 내열유리로 트레이를 제작함으로써, 트레이 제작비용을 절감할 수 있다. It has a low coefficient of thermal expansion, can withstand thermal shocks against rapid temperature changes, has excellent mechanical strength and chemical durability, and can reduce the cost of producing trays by manufacturing trays with heat-resistant glass which is inexpensive compared to graphite.

내열유리는 그래파이트와 비교하여 대면적의 모재를 제공할 수 있어, 여러 조각으로 조립하지 않고 하나의 모재로 트레이를 제작하여, 트레이의 온도를 분포를 균일하게 할 수 있어, 기판 상에 균일한 박막을 형성할 수 있다.The heat-resistant glass can provide a large-sized base material as compared with graphite. Thus, the tray can be made of one base material without being assembled into several pieces, and the temperature distribution of the tray can be made uniform. Can be formed.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 3은 본 발명에 따른 기판처리장치을 제 1 방향으로 절단한 개략적인 단면도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 기판처리장치를 제 2 방향으로 절단한 개략적인 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 트레이의 사시도이고, 도 7은 도 6의 A에 대한 확대 사시도이고, 도 8은 본 발명의 변형 실시예에 따른 트레이의 부분 단면도이다. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a substrate processing apparatus according to the present invention cut in a first direction, FIGS. 4 and 5 are schematic cross-sectional views of a substrate processing apparatus according to the present invention cut in a second direction, FIG. 7 is an enlarged perspective view of FIG. 6A, and FIG. 8 is a partial cross-sectional view of a tray according to an alternative embodiment of the present invention.

도 3은 제 1 방향으로 기판처리장치(110)를 절단한 단면도이고, 도 4 및 도 5는 제 1 방향과 수직으로 교차하는 제 2 방향으로 기판처리장치(110)를 절단한 단면도이다. 도 3 내지 도 5와 같이, 기판처리장치(110)는 반응공간을 제공하는 공정챔버(114), 반응공간에 공정가스를 공급하기 위한 가스분사수단(120), 내열유리로 제작되고 다수의 기판(112)이 적재되는 트레이(126), 트레이(126)를 반응공간의 내부 및 외부로 이송시키기 위한 이송장치(115), 및 반응공간에 위치하고 트레이(126)를 승강시키는 기판안치수단(128)을 포함하여 구성된다. FIG. 3 is a cross-sectional view of the substrate processing apparatus 110 taken along a first direction, and FIGS. 4 and 5 are sectional views of the substrate processing apparatus 110 taken along a second direction perpendicular to the first direction. 3 to 5, the substrate processing apparatus 110 includes a process chamber 114 for providing a reaction space, a gas injection means 120 for supplying a process gas to the reaction space, A transfer device 115 for transferring the tray 126 into and out of the reaction space and a substrate placing means 128 located in the reaction space for moving the tray 126 up and down, .

가스분사수단(120)은 공정가스를 공급되는 가스공급관(118)과 연결된다. 가스분사수단(120)은 플라즈마 소스전극으로 사용되고, 가스분사수단(20)과 전기적으로 연결된 가스공급관(18)은 RF전원(24)과 연결된다. 가스분사수단(120)과 RF전원(124) 사이에는 임피던스 정합을 위한 매처(126)가 설치된다. 기판처리장치(110)는 트레이(126)가 반응공간에 인입 또는 반응공간으로부터 인출되기 위한 게이트 밸브(128) 및 반응공간의 공정가스 및 부산물을 배기시키기 위한 배기구(130)를 더 욱 포함한다.The gas injection means 120 is connected to the gas supply pipe 118 to which the process gas is supplied. The gas injection means 120 is used as a plasma source electrode and the gas supply pipe 18 electrically connected to the gas injection means 20 is connected to the RF power source 24. A matcher 126 for impedance matching is provided between the gas injection means 120 and the RF power source 124. The substrate processing apparatus 110 further includes a gate valve 128 for allowing the tray 126 to be drawn into or out of the reaction space and an exhaust port 130 for exhausting the process gas and by-products of the reaction space.

기판안치수단(128)은 기판처리위치로 트레이(126)를 상승시킬 때 트레이(126)를 지지하기 위한 지지판(138), 지지판(138)의 배면 중앙부에 연결되고 지지판(138)을 승강시키는 샤프트(140)를 포함하여 구성된다. 기판안치수단(128)은 플라즈마 접지전극으로 사용된다. 공정챔버(114)의 내부에는 트레이(126)가 게이트 밸브(128)를 통하여 반응공간으로 인입될 때, 트레이(126)를 이송시키기 위한 다수의 제 1 롤러(132)가 설치된다. The substrate holding means 128 includes a support plate 138 for supporting the tray 126 when raising the tray 126 to the substrate processing position, a shaft 138 connected to the center of the back surface of the support plate 138, (140). The substrate seating means 128 is used as a plasma ground electrode. A plurality of first rollers 132 for transferring the tray 126 are installed in the process chamber 114 when the tray 126 is drawn into the reaction space through the gate valve 128.

다수의 제 1 롤러(132)는 게이트 밸브(128)의 양측과 대응되는 공정챔버(114)의 양측벽에 설치된다. 도 4 및 도 5와 같이 공정챔버(114)의 양측벽에 설치되는 다수의 제 1 롤러(132) 사이에, 기판안치수단(128)이 위치한다. A plurality of first rollers 132 are installed on both side walls of the process chamber 114 corresponding to both sides of the gate valve 128. As shown in FIGS. 4 and 5, the substrate holding means 128 is located between a plurality of first rollers 132 mounted on both side walls of the process chamber 114.

이송장치(115)는 공정챔버(114)의 게이트 밸브(128)와 인접하여 위치하고, 트레이(126)를 반응공간의 내부 및 외부로 이동시키는 기능을 한다. 이송장치(115)는 트레이(126)를 지지하고 이송시키는 컨베이어 벨트(140), 및 컨베이어 벨트(140)를 구동시키는 다수의 제 2 롤러(44)를 포함한다. The transfer device 115 is located adjacent to the gate valve 128 of the process chamber 114 and functions to move the tray 126 into and out of the reaction space. The conveying device 115 includes a conveyor belt 140 for supporting and conveying the tray 126 and a plurality of second rollers 44 for driving the conveyor belt 140.

도 6과 같이, 트레이(126)는 내열유리로 제작되고, 전면, 측면 및 배면을 가지는 플레이트(150), 플레이트의 전면 및 측면 상의 플라즈마 저항층(152), 및 플 레이트(150)의 배면에 형성된 접지전극(154), 플레이트(150)의 전면에 설치되고 기판(112)의 이탈을 방지하는 고정수단(158)을 포함하여 구성된다. 6, the tray 126 is made of heat-resistant glass and includes a plate 150 having a front surface, a side surface and a back surface, a plasma resistance layer 152 on a front surface and a side surface of the plate, A ground electrode 154 formed on the front surface of the plate 150 and fixing means 158 installed on the front surface of the plate 150 to prevent the substrate 112 from coming off.

플레이트(150)은 내열유리로 구성된다. 플레이트(150)는 3 내지 10mm 정도의 두께를 가질 수 있고, 필요에 따라 조절 가능하다. SiO2-CaO-Na2O가 주성분이고 1400 내지 1500도에서 유리화하는 일반 규산염 유리와 달리, 내열유리는 산화붕소(B3O3)를 다량 포함하고 1600도 정도에서 유리화한다. 따라서, 내열유리는 일반유리보다 월등하게 높은 기계적 강도, 화학적 내구성 및 낮은 열팽창률을 가지기 때문에, 트레이(126)의 소재로서 매우 적합하다. The plate 150 is made of heat-resistant glass. The plate 150 may have a thickness of about 3 to 10 mm and may be adjustable as needed. Unlike ordinary silicate glass whose main component is SiO 2 -CaO-Na 2 O and vitrifies at 1400 to 1500 ° C., the heat-resistant glass contains a large amount of boron oxide (B 3 O 3 ) and vitrifies at about 1600 ° C. Therefore, the heat-resistant glass is extremely suitable as the material of the tray 126 because it has much higher mechanical strength, chemical durability and low thermal expansion coefficient than ordinary glass.

또한, 내열유리는 그래파이트와 비교하여 매우 저가이고, 대면적을 만족시킬 수 있는 모재를 제공할 수 있다. 따라서, 플레이트(150)는 다수의 조각으로 조립하지 않고, 하나의 모재로 형성할 수 있다. Further, the heat-resistant glass can be provided at a very low cost compared to graphite and can provide a base material capable of satisfying a large area. Therefore, the plate 150 can be formed of one base material without being assembled into a plurality of pieces.

일반유리는 온도 1℃ 당 전체 길이의 0.0009 % 증가하지만, 내열유리는 온도 1℃ 당 전체 길이의 0.00007 % 증가한다. 따라서, 내열유리는 일반유리에 비교하여 열팽창율이 극히 낮아 큰 온도차에 위한 열충격에서 잘 견딜 수 있는 소재이다.The ordinary glass increases by 0.0009% of the total length per 1 ° C, but the heat-resistant glass increases by 0.00007% of the total length per 1 ° C. Therefore, heat-resistant glass has extremely low coefficient of thermal expansion as compared with ordinary glass, and is a material that can withstand a thermal shock for a large temperature difference.

공정챔버(114)의 내부를 불소(F)를 포함한 원격 플라즈마 소스를 이용하여 세정할 때, 트레이(126)이 플라즈마에 의해 손상되지 않도록, 플레이트(150)의 전면 및 측면에 Al2O3 또는 Y2O3을 사용하여 플라즈마 저항층(152)을 형성한다. Al 2 O 3 or Al 2 O 3 is deposited on the front and side of the plate 150 so that the tray 126 is not damaged by the plasma when the interior of the process chamber 114 is cleaned using a remote plasma source containing fluorine Y 2 O 3 is used to form the plasma resistance layer 152.

내열유리로 구성되는 플레이트(126)는 절연물질이므로, 도 5와 같이, 트레이(126)가 안치된 기판안치수단(128)이 상승하여 기판처리위치에 있을 때, 트레이(126)에 축적된 전하가 트레이(126)의 하부에 위치하고 플라즈마 접지전극으로 기능하는 기판안치수단(128)을 통하여 배출되기 쉽도록, 플레이트(150)의 배면에 접지전극(154)을 형성할 수 있다. 그러나, 플라즈마를 사용하지 않는 기판처리장치(110)에서 사용되는 트레이(126)는 접지전극(154)을 설치하지 않을 수 있다. Since the plate 126 made of heat-resistant glass is an insulating material, when the substrate holding means 128 on which the tray 126 is placed is raised and is in the substrate processing position, as shown in FIG. 5, The ground electrode 154 may be formed on the rear surface of the plate 150 such that the ground electrode 154 is positioned below the tray 126 and easily discharged through the substrate holding means 128 functioning as a plasma ground electrode. However, the tray 126 used in the substrate processing apparatus 110 not using plasma may not be provided with the ground electrode 154.

접지전극(154)은 금속재질 예를 들면 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 및 텅스텐(W) 중 하나를 선택하여 사용할 수 있다. 그리고, 접지전극(154)은 고온대응 및 화학적 내구성을 고려하여 니켈(Ni)을 사용하는 것이 바람직하다.The ground electrode 154 may be made of a metal material such as aluminum (Al), nickel (Ni), or tungsten (W). The ground electrode 154 is preferably made of nickel (Ni) in consideration of high temperature correspondence and chemical durability.

접지전극(154)은 플레이트(150)의 배면 전체를 복개하는 판형 형태 또는 플레이트(150)의 배면 일부를 노출시키는 격자 형태로 제작할 수 있다. 접지전극(154)이 금속재질로 형성되고, 접지전극(154)을 포함하는 트레이(126)가 고온공정에 대응해야 하므로, 열팽창을 고려하여 격자 형태로 제작하는 것이 바람직하다. The ground electrode 154 may be formed in a plate shape covering the entire back surface of the plate 150 or in a lattice form exposing a part of the back surface of the plate 150. Since the ground electrode 154 is formed of a metal material and the tray 126 including the ground electrode 154 must cope with the high-temperature process, it is preferable to fabricate in a lattice form in consideration of thermal expansion.

플레이트(150)의 전면에 기판(112)이 위치하는 적재영역(156)을 정의하고, 적재영역(156)에서 트레이(1260의 이동 또는 승강시에 기판(122)이 이탈하지 않도록 고정수단(158)이 설치된다. A loading area 156 in which the substrate 112 is positioned is defined on the front surface of the plate 150 and a fixing means 158 (not shown) is provided in the loading area 156 to prevent the substrate 122 from being detached when the tray 1260 is moved or elevated ) Is installed.

도 7과 같이, 기판(112)이 평면이 사각형 형태로 제작되는 경우, 기판(112)의 4 개의 모서리와 인접한 변에 고정수단을 설치한다. 고정수단(158)은 플레이트(150)의 전면에 다수의 삽입홀(160)을 설치하고, 다수의 삽입홀(160) 각각에 내열유리로 제작된 다수의 필라(162)를 삽입하여 고정시킨다. 삽입홀(160)의 직경을 필라(162)의 직경과 거의 동일하게 제작하여, 필라(162)를 삽입홀(160)에 억지 끼워 맞춤 형태로 결합시킨다. 따라서, 필라(162)는 삽입홀(160)에 유격없이 고정될 수 있다. 또한, 플레이트(150)과 필라(162)가 동일 물질이므로 열팽창율 차이에 기인한 문제가 발생하지 않는다. As shown in FIG. 7, when the substrate 112 is formed in a rectangular shape, fixing means are provided on the sides adjacent to the four corners of the substrate 112. The fixing means 158 is provided with a plurality of insertion holes 160 on the front surface of the plate 150 and a plurality of pillars 162 made of heat-resistant glass are inserted into the plurality of insertion holes 160 to fix them. The diameter of the insertion hole 160 is made substantially equal to the diameter of the pillar 162 and the pillar 162 is coupled to the insertion hole 160 in an interference fit manner. Therefore, the pillar 162 can be fixed to the insertion hole 160 without clearance. Further, since the plate 150 and the pillar 162 are made of the same material, the problem caused by the difference in thermal expansion rate does not occur.

고정수단(158)은 기판(112)이 사각형인 경우, 4 개의 모서리 각각와 인접한 두 개의 변에 고정수단(158)을 설치한다. 따라서, 하나의 기판(112)을 고정시키기 위하여 8 개의 필라(162)가 필요하다. The fixing means 158 is provided with fixing means 158 at two sides adjacent to each of the four corners when the substrate 112 is rectangular. Therefore, eight pillars 162 are required to fix one substrate 112. [

도 8과 같이, 트레이(126) 상에 적재된 기판(114)의 이탈을 방지하기 위하여, 기판(114)이 적재되는 적재영역(156)과 대응되는 플레이트(150)에 함몰부(recess portion)(164)를 형성할 수 있다. 함몰부(164)의 주변부에는 경사 면(166)을 형성한다. 8, a recess portion is formed in the plate 150 corresponding to the loading region 156 where the substrate 114 is loaded, in order to prevent the substrate 114 loaded on the tray 126 from being separated. (164) can be formed. The inclined surface 166 is formed in the peripheral portion of the depression 164.

도 1은 종래기술에 기판처리장치의 개략적인 단면도1 is a schematic cross-sectional view of a substrate processing apparatus in the prior art

도 2는 종래기술에 따른 트레이의 사시도Figure 2 is a perspective view of a tray according to the prior art;

도 3은 본 발명에 따른 기판처리장치을 제 1 방향으로 절단한 개략적인 단면도3 is a schematic cross-sectional view of a substrate processing apparatus according to the present invention cut in a first direction

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 기판처리장치를 제 2 방향으로 절단한 개략적인 단면도4 and 5 are schematic cross-sectional views of the substrate processing apparatus according to the present invention taken in a second direction

도 6은 본 발명에 따른 트레이의 사시도6 is a perspective view of a tray according to the present invention.

도 7은 도 6의 A에 대한 확대 사시도FIG. 7 is an enlarged perspective view of FIG. 6A.

도 8은 본 발명의 변형 실시예에 따른 트레이의 부분 단면도 8 is a partial cross-sectional view of a tray according to an alternative embodiment of the present invention

Claims (18)

다수의 기판을 적재하고 공정챔버의 내부 및 외부로 이송하는 트레이에 있어서,1. A tray for loading a plurality of substrates into and out of a process chamber, 산화붕소(B3O3)를 포함하는 내열유리로 구성되고 상기 다수의 기판이 전면에 적재되는 플레이트;A plate made of heat-resistant glass containing boron oxide (B 3 O 3 ) and on which the plurality of substrates are stacked on the front; 상기 플레이트의 배면에 형성된 접지전극; 및A ground electrode formed on a back surface of the plate; And 상기 플레이트의 전면 및 측면에 형성된 플라즈마 저항층The plasma resistance layer formed on the front and side surfaces of the plate 을 포함하는 것을 특징으로 하는 트레이.Wherein the tray comprises: 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 플라즈마 저항층은 Al2O3 또는 Y2O3인 것을 특징으로 하는 트레이.Wherein the plasma resistant layer is Al 2 O 3 or Y 2 O 3 . 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 플레이트는 하나의 모재로 형성하는 것을 특징으로 하는 트레이.Wherein the plate is formed of one base material. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 플레이트의 전면에 설치되고, 상기 다수의 기판을 고정시키는 다수의 고정수단을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 트레이.Further comprising a plurality of fastening means disposed on a front surface of the plate and fastening the plurality of substrates. 제 5 항에 있어서,6. The method of claim 5, 상기 다수의 고정수단은, The plurality of securing means comprises: 상기 다수의 기판 각각을 적재하기 위해 상기 플레이트의 전면에 정의되는 다수의 적재영역;A plurality of stacking areas defined in front of the plate for loading each of the plurality of substrates; 상기 다수의 적재영역의 외곽과 대응되는 상기 플레이트에 설치되는 다수의 삽입홀;A plurality of insertion holes provided in the plate corresponding to the outlines of the plurality of loading areas; 상기 다수의 삽입홀 각각에 삽입되는 다수의 필라;A plurality of pillars inserted into each of the plurality of insertion holes; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 트레이.Wherein the tray comprises: 제 6 항에 있어서, The method according to claim 6, 상기 다수의 필라 각각은 내열유리로 제작되는 것을 특징으로 하는 트레이.Wherein each of the plurality of pillars is made of heat-resistant glass. 제 5 항에 있어서,6. The method of claim 5, 상기 다수의 고정수단은, The plurality of securing means comprises: 상기 다수의 기판 각각을 적재하기 위해 상기 플레이트의 전면에 정의되는 다수의 적재영역;A plurality of stacking areas defined in front of the plate for loading each of the plurality of substrates; 상기 다수의 적재영역과 대응되는 상기 플레이트에 형성된 다수의 함몰부;A plurality of depressions formed in the plate corresponding to the plurality of loading areas; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 트레이.Wherein the tray comprises: 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 접지전극은 알루미늄(Al), 니켈(Ni) 및 텅스텐(W) 중 하나를 선택하여 형성하는 것을 특징으로 하는 트레이.Wherein the ground electrode is formed by selecting one of aluminum (Al), nickel (Ni), and tungsten (W). 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 접지전극은 판형 또는 격자형태로 제작되는 것을 특징으로 하는 트레이.Wherein the ground electrode is fabricated in a plate or lattice form. 반응공간을 제공하는 공정챔버;A process chamber providing a reaction space; 상기 반응공간에 위치하고 공정가스를 분사하는 가스분사수단;Gas injection means located in the reaction space and injecting a process gas; 산화붕소(B3O3)를 포함하는 내열유리로 구성되고 다수의 기판이 전면에 적재되는 플레이트 및 상기 플레이트의 배면에 형성된 접지전극을 포함하고, 상기 다수의 기판을 적재하여 상기 공정챔버의 내부 및 외부로 이송되는 트레이; 및And a ground electrode formed on the back surface of the plate, the plate being made of heat-resistant glass containing boron oxide (B 3 O 3 ) and having a plurality of substrates stacked on the front surface, And a tray that is delivered to the outside; And 상기 트레이를 승강시키는 기판안치수단;Substrate holding means for elevating the tray; 을 포함하고,/ RTI > 상기 트레이는 상기 플레이트의 전면 및 측면에 형성된 플라즈마 저항층을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.Wherein the tray comprises a plasma resistive layer formed on a front surface and a side surface of the plate. 제 11 항에 있어서,12. The method of claim 11, 상기 가스분사수단과 상기 기판안치수단 각각은 플라즈마 소스전극 및 플라즈마 접지전극으로 기능하고, 상기 기판안치수단이 상승하여 기판처리위치에 있을 때, 상기 트레이의 상기 접지전극은 상기 기판안치수단과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.Wherein each of the gas injecting means and the substrate holding means functions as a plasma source electrode and a plasma grounding electrode, and when the substrate holding means is raised to the substrate processing position, the ground electrode of the tray is electrically connected to the substrate holding means And the substrate processing apparatus is connected to the substrate processing apparatus. 제 11 항에 있어서,12. The method of claim 11, 상기 반응공간에 상기 트레이를 출입시키기 위한 게이트 밸브; 및 A gate valve for allowing the tray to enter and exit the reaction space; And 상기 게이트 밸브와 인접하고 상기 공정챔버의 외부에 위치하여, 상기 트레이를 이송시키기 위한 이송장치;A transfer device adjacent to the gate valve and located outside the process chamber for transferring the tray; 를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.Further comprising a substrate processing unit for processing the substrate. 삭제delete 제 11 항에 있어서,12. The method of claim 11, 상기 플레이트는 하나의 모재로 형성하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.Wherein the plate is formed of one base material. 제 11 항에 있어서,12. The method of claim 11, 상기 트레이는,The tray may include: 상기 플레이트의 전면에 설치되고, 상기 다수의 기판을 고정시키는 다수의 고정수단을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.Further comprising a plurality of fastening means, disposed on a front surface of the plate, for fastening the plurality of substrates. 제 16 항에 있어서,17. The method of claim 16, 상기 다수의 고정수단은, The plurality of securing means comprises: 상기 다수의 기판 각각이 적재하기 위해 상기 플레이트의 전면에 정의되는 다수의 적재영역;A plurality of stacking areas defined on the front side of the plate for loading each of the plurality of substrates; 상기 다수의 적재영역의 외곽과 대응되는 상기 플레이트에 설치되는 다수의 삽입홀; 및A plurality of insertion holes provided in the plate corresponding to the outlines of the plurality of loading areas; And 상기 다수의 삽입홀 각각에 삽입되는 다수의 필라;A plurality of pillars inserted into each of the plurality of insertion holes; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.The substrate processing apparatus comprising: 제 16 항에 있어서,17. The method of claim 16, 상기 다수의 고정수단은, The plurality of securing means comprises: 상기 다수의 기판 각각이 적재되기 위해 상기 플레이트의 전면에 정의되는 다수의 적재영역; 및A plurality of stacking areas defined on a front surface of the plate for loading each of the plurality of substrates; And 상기 다수의 적재영역과 대응되는 상기 플레이트에 형성된 다수의 함몰부;A plurality of depressions formed in the plate corresponding to the plurality of loading areas; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.The substrate processing apparatus comprising:
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