KR101671851B1 - 히터블록 및 이를 구비하는 기판처리장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 상면, 상기 상면에 대향하는 하면, 상기 상면과 하면을 연결해주는 측면을 구비하는 바디부, 및 상기 복수의 기판을 지지하도록 상기 바디부의 상면에 설치되고, 상기 각 기판의 가장자리 부분과 복수의 위치에서 접촉가능한 지지부를 포함하여, 기판의 전체영역을 균일한 온도로 가열하여 기판의 품질을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 히터블록 및 이를 구비한 기판처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수 기판의 전체영역을 균일한 온도로 가열하여 기판의 품질을 향상시킬 수 있는 히터블록 및 이를 구비한 기판처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 웨이퍼는 사진공정, 확산공정, 식각공정, 증착공정 등의 공정들을 반복 수행하여 반도체 소자인 칩으로 제조된다. 이러한 공정 중에서, 증착공정은 웨이퍼 상에 박막을 형성하는 공정으로서 증착방법에 따라 크게 물리기상증착법과 화학기상증착법으로 구분된다. 최근에는 기체상태의 화합물을 기체분자로 분해한 후 화학적 반응에 의해 웨이퍼 상에 증착시켜 다결정실리콘막이나 산화막, 또는 질화막 등을 형성하는 화학기상증착법이 널리 사용되고 있다.
화학기상증착 공정을 수행하는 반도체 제조설비에는 화학기상증착 공정이 수행되는 프로세서 챔버가 구비되고, 상기 프로세서 챔버의 내부 상측에는 반응가스를 분사하기 위한 샤워헤드가 설치되고, 상기 프로세서 챔버의 내부 하측에는 복수의 웨이퍼가 안착되면 웨이퍼를 소정의 온도로 가열하기 위한 히터블록(Heater Block)이 설치된다.
이러한 히터블록은 바디와 상하운동 및 회전운동이 가능한 스핀들포크 어셈블리를 구비하며, 상기 스핀들포크 어셈블리의 스핀들포크가 상기 바디에 형성된 홈에 삽입 장착된다. 따라서, 스핀들포크 어셈블리는 상하운동 및 회전운동을 하면서 프로세서 챔버 내부로 로딩된 웨이퍼를 바디에 안착시키거나 회전 이송시킬 수 있다. 이러한 스핀들포크는, 바디의 중심부에서 외측방향으로 연장형성되는 한 쌍의 바를 포함한다. 그리고, 스핀들포크의 한 쌍의 바가 하나의 웨이퍼를 지지하도록 웨이퍼의 하부와 면접촉한다.
그러나, 종래의 반도체 제조설비는 다음과 같은 문제가 있다. 첫째, 스핀들포크와 웨이퍼의 접촉면적 때문에, 웨이퍼의 전체영역을 동일한 온도로 가열하기가 어렵다. 즉, 바디에는 스핀들포크가 삽입되는 홈이 형성되는데, 이러한 홈의 면적만큼 바디와 웨이퍼의 접촉면적이 감소한다. 이에, 바디와 접촉하는 웨이퍼의 부분은 가열이 용이하지만 홈과 접촉하는 웨이퍼의 부분은 가열이 용이하지 않다. 따라서, 웨이퍼의 전체영역을 동일한 온도로 가열하기 어렵기 때문에, 웨이퍼의 품질 및 웨이퍼 상부에 증착되는 막의 품질이 저하될 수 있다.
둘째, 스핀들포크의 형상 때문에, 웨이퍼가 파손될 수 있다. 즉, 스핀들포크의 한 쌍의 바가 레일처럼 배치되기 때문에, 웨이퍼가 스핀들포크 상에 올려지는 경우 웨이퍼의 슬라이딩이 발생할 수 있다. 이에, 웨이퍼 하부에 스크래치가 발생하거나 웨이퍼가 스핀들포크 상에서 추락하여 파손될 수 있다.
본 발명은 포크와 기판의 접촉면적을 최소화할 수 있는 히터블록 및 이를 구비한 기판처리장치를 제공한다.
본 발명은 기판의 전체영역을 균일한 온도로 가열할 수 있는 히터블록 및 이를 구비한 기판처리장치를 제공한다.
본 발명은 기판 및 기판 상의 박막 품질을 향상시킬 수 있는 히터블록 및 이를 구비한 기판처리장치를 제공한다.
본 발명은 복수의 기판이 안착되는 히터블록으로서, 상면, 상기 상면에 대향하는 하면, 상기 상면과 하면을 연결해주는 측면을 구비하는 바디부, 및 상기 복수의 기판을 지지하도록 상기 바디부의 상면에 설치되고, 상기 각 기판의 가장자리 부분과 복수의 위치에서 접촉가능한 지지부를 포함한다.
상기 지지부는, 상하로 서로 결합되는 상부 및 하부 플레이트와, 상기 기판 하면의 상호 이격된 세 지점 이상과 접촉가능하고 상기 상부 및 하부 플레이트 사이에 결합되며 방사형으로 배치되는 복수의 포크를 포함한다.
상기 포크는, 일단이 상기 상부 및 하부 플레이트에 결합되는 연결부재, 일측이 상기 연결부재의 타단에 연결되고 상기 기판을 감싸도록 형성되는 지지부재, 및 상기 기판과 접촉하도록 상기 지지부재의 세 지점 이상에서 상기 지지부재 내측으로 돌출형성되는 접촉부재를 포함한다.
상기 접촉부재의 높이가 상기 지지부재의 높이보다 낮다.
상기 지지부재의 상기 기판과 마주보는 부분에 상기 접촉부재를 향하여 하향경사지는 경사면 또는 라운딩면이 형성된다.
상기 지지부재는 사각형의 링 또는 원형의 링 형태로 형성되고, 타측이 개방된다.
상기 바디부에 상기 지지부가 삽입가능한 삽입홈이 형성되고, 상기 지지부는 상하이동 및 회전이동이 가능하다.
상기 삽입홈은 상기 기판의 둘레를 감싸도록 형성된다.
본 발명은 복수의 기판을 처리하는 기판처리장치로서, 내부에 상기 기판이 처리되는 공간을 형성하는 챔버, 상기 챔버 내부로 가스를 공급하도록 상기 챔버의 상부에 연결되는 가스공급기, 및 상기 기판을 가열하도록 상기 챔버 내부에 상기 가스공급기와 대향되어 배치되는 히터블록을 포함하고, 상기 히터블록은, 상면, 상기 상면에 대향하는 하면, 상기 상면과 하면을 연결해주는 측면을 구비하는 바디부, 및 상기 각 기판의 가장자리 부분을 세 지점 이상에서 접촉하도록 상기 바디부 상면에 설치되는 지지부를 포함한다.
상기 지지부는, 상기 기판을 지지하도록 방사형으로 배치되는 복수의 포크를 포함하고, 상기 포크는, 상기 기판을 감싸도록 형성되는 지지부재, 및 상기 기판과 접촉하도록 상기 지지부재의 세 지점 이상에서 상기 지지부재 내측으로 돌출형성되는 접촉부재를 포함한다.
상기 챔버에 상기 기판이 출입가능한 게이트가 구비되고, 상기 지지부재는 상기 챔버 내벽과 마주보는 부분이 개방된다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 복수의 기판을 가열하는 경우, 포크와 각 기판의 접촉면적을 최소화할 수 있다. 즉, 히터블록의 바디부와 각 기판의 접촉면적을 증가시킬 수 있다. 따라서, 기판의 전체영역이 바디부와 용이하게 접촉할 수 있기 때문에, 기판의 전체영역을 균일한 온도로 가열될 수 있다. 이에, 기판에 대한 처리공정이 효과적으로 수행되어 생산되는 기판 및 기판 상의 박막 품질이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들에 따르면, 포크가 기판을 안정적으로 지지해줄 수 있다. 따라서, 기판이 포크 상에서 슬라이딩되는 것을 억제할 수 있다. 이에, 기판에 스크래치가 발생하거나 기판이 포크 상에서 추락하여 파손되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기판처리장치를 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 히터블록의 구조를 나타내는 분해사시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 포크를 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 포크를 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 히터블록을 나타내는 평면도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 히터블록의 작동을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 히터블록의 구조를 나타내는 분해사시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 포크를 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 포크를 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 히터블록을 나타내는 평면도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 히터블록의 작동을 나타내는 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 발명을 상세하게 설명하기 위해 도면은 과장될 수 있고, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기판처리장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 히터블록의 구조를 나타내는 분해사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 포크를 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 포크를 나타내는 사시도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 히팅블록을 나타내는 평면도이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 히팅블록의 작동을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 기판처리장치(1000)는, 복수의 기판(S)을 처리하는 기판처리장치로서, 내부에 상기 기판(S)이 처리되는 공간을 형성하는 챔버(1100), 상기 챔버(1100) 내부로 가스를 공급하도록 상기 챔버(1100)의 상부에 연결되는 가스공급기(1300), 및 상기 기판(S)을 가열하도록 상기 챔버(1100) 내부에 상기 가스공급기(1300)와 대향되어 배치되는 히터블록(1200)을 포함한다.
챔버(1100)는, 중공형의 원통 형상으로 형성될 수 있다. 챔버(1100)의 일측에는 챔버(1100)의 내부공간을 개폐시키며 기판(S)을 챔버(1100) 내부로 출입시키는 게이트(1110)가 구비된다. 이에, 챔버(1100) 외부의 이송로봇(미도시)이 개방된 게이트(1110)를 통해 챔버(1100) 내부의 공간으로 기판(S)을 이송시킬 수 있다. 그리고, 게이트(1110)를 폐쇄하여 밀폐된 챔버(1100)의 내부공간에서 기판(S)에 대한 처리공정을 수행할 수 있다. 한편, 챔버(1100)는 상부가 개폐가능한 구조로 형성될 수 있다. 이에, 챔버(1100)의 상부를 개방한 상태에서 챔버(1100) 내부에 히터블록(1200) 등을 설치하거나 챔버(1100)의 내부공간을 청소할 수 있다.
또한, 챔버(1100)는, 챔버(1100)에 연결되어 챔버(1100)로 전원을 인가하는 전원공급기(미도시)와, 챔버(1100)에 연결되어 챔버(1100) 내부의 압력을 적정 압력으로 유지 및 변경시켜주는 압력조절기(미도시) 등과 연결될 수 있다. 그러나, 챔버(1100)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
가스공급기(1300)는 챔버(1100)의 상부에 연결되어 챔버(1100)의 내부공간으로 공정가스를 공급하는 역할을 한다. 가스공급기(1300)는, 챔버(1100) 내부의 상측에 배치되는 복수의 분사유닛(1310)과 상기 분사유닛(1310)과 연결되어 상기 분사유닛(1310)으로 공정가스를 공급하는 가스공급라인(1320)을 포함한다.
분사유닛(1310)은 하측의 히터블록(1200)과 이격되어 배치되며, 하부방향으로 공정가스를 분사한다. 예를 들어, 분사유닛(1310)은 샤워헤드 타입으로 형성되어 기판(S)을 향하여 공정가스를 공급할 수 있다. 또한, 복수의 기판(S)으로 동시에 공정가스를 공급할 수 있도록 복수의 분사유닛(1310)이 히터블록(1200)의 기판(S)이 안착되는 위치들을 따라 방사형으로 배치될 수 있다. 그러나, 분사유닛(1310)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
가스공급라인(1320)은 복수의 분사유닛(1310)과 연결되어 분사유닛(1310)들을 지지해주고 분사유닛(1310)으로 공정가스를 공급해준다. 예를 들어, 가스공급라인(1320)은 배관 형태로 형성되어 챔버(1100)의 상부를 관통하고 챔버(1100) 내부의 분사유닛(1310)들과 연결될 수 있다. 공정가스로 챔버(1100) 내에서 수행되는 작업에 따라 원료물질, 캐리어 가스, 반응가스, 세정가스 등이 사용될 수 있다. 또한, 공정 가스는 단일 원료 가스를 사용할 수도 있고, 복수 개의 원료를 함께 사용할 수도 있다. 그러나, 가스공급라인(1320)의 구조와 형상 및 분사유닛(1310)과의 연결관계는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
히터블록(1200)은 챔버(1100) 내부의 하측에 배치되고 상부에 안착된 복수의 기판(S)을 가열하는 역할을 한다. 기판(S)은 히터블록(1200)에 구비되는 후술될 포크 상에 올려지거나 포크에 의해 회전이송된다. 그러나, 포크와 기판(S)의 접촉면적이 크면 기판(S)의 전체영역을 균일한 온도로 가열하기가 어렵다. 이에, 기판(S)의 전체영역이 불균일하게 가열되어 생산되는 기판의 품질이 저하될 수 있다. 한편, 포크가 기판(S)을 안정적으로 지지해주지 못하면, 기판(S)이 슬라이딩되면서 스크래치가 발생하거나 포크 상에서 추락하여 파손될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 히터블록(1200)을 구비하여 기판(S)의 전체영역을 균일한 온도로 가열하고 기판(S)의 파손을 억제하거나 방지할 수 있다.
하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 히터블록(1200)을 상세하게 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 히터블록(1200)은 복수의 기판이 안착되는 히터블록으로서, 상면, 상기 상면에 대향하는 하면, 상기 상면과 하면을 연결해주는 측면을 구비하는 바디부(1210), 및 상기 복수의 기판(S)을 지지하도록 상기 바디부(1210)의 상면에 설치되고, 상기 각 기판의 가장자리 부분과 복수의 위치에서 접촉가능한 지지부(1220)를 포함한다.
바디부(1210)는 상면, 하면, 측면을 구비하는 원판 형태로 형성될 수 있다. 바디부(1210)는 챔버(1100) 내부의 하측에 배치된다. 바디부(1210)의 상면에는 후술될 지지부(1220)의 포크(1222)와 및 하부 플레이트(1221b)의 형상을 따라 형성되는 삽입홈(1212)이 구비된다. 따라서, 지지부(1220)가 하측으로 이동하면 삽입홈(1212)과 하부 플레이트(1221b)가 바디부(1210)의 삽입홈(1212)에 삽입될 수 있다. 이때, 삽입홈(1212)의 깊이는 포크(1222)의 높이 이상이다. 즉, 지지부(1220)가 하측으로 이동하면 포크(1222)의 상부면이 바디부(1210) 상면과 동일한 높이 또는 바디부(1210) 상면보다 하측에 위치한다. 이에, 지지부(1220)가 하측으로 이동하여 바디부(1210)에 삽입되면 포크(1222) 상에 올려진 기판(S)이 바디부(1210) 상면에 안착될 수 있다.
바디부(1210)의 하부에는 상하방향으로 연장형성되는 지지축(1211)이 구비되어 바디부(1210)를 지지해줄 수 있다. 지지축(1211)의 상단이 바디부(1210)의 하부에 연결되고, 지지축(1211)의 하단이 챔버(1100)의 바닥면에 연결될 수 있다. 예를 들어, 바디부(1210) 하부에는 3개의 지지축(1211)이 120도 간격으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 바디부(1210)의 중량이 크기 때문에, 챔버(1100) 내에서 바디부(1210)를 안정적으로 지지해주기 위해 복수의 지지축(1211)을 구비할 수 있다.
또한, 바디부(1210)의 내부 또는 하부에는 열선(미도시)이 구비된다. 열선은 바디부(1210) 상면에 기판(S)이 안착되는 위치에 맞추어 배치될 수 있다. 열선에서 발생된 열은 바디부(1210)의 하면 또는 내부에서부터 바디부(1210)의 상면으로 전달될 수 있다. 따라서, 바디부(1210) 상면에 안착된 기판(S)이 열선에서 발생한 열에 의해 가열될 수 있다. 한편, 열선에서 발생한 열을 기판(S)에 효과적으로 전달하기 위해 바디부(1210)를 알루미늄 등의 열전달이 용이한 재질로 제작할 수 있다. 그러나, 바디부(1210)의 구조와 형상 및 재질은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다. 또한, 지지축(1211)의 구조나 구비되는 개수 및 열선의 구비되는 위치는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
이때, 바디부(1210)의 삽입홈(1212)이 구비된 부분으로는 열선에서 발생한 열이 용이하게 전달되지 못할 수 있다. 따라서, 기판(S)의 바디부(1210) 상면과 접촉하는 부분 및 바디부(1210) 삽입홈(1212)에 접촉하는 부분 사이에 가열온도 차이가 발생할 수 있다. 기판(S)과 포크(1222)의 접촉면적을 최소화하면, 포크(1222)의 형상을 따라 형성되는 삽입홈(1212)과 기판(S)의 접촉면적도 감소하여 기판(S)과 바디부(1210) 상면의 접촉면적이 증가할 수 있다. 이에, 바디부(1210)와 기판(S)의 접촉면적이 증가한 만큼 기판(S)을 동일한 온도로 가열할 수 있는 면적이 증가하여 기판(S)의 전체 영역을 균일한 온도로 가열할 수 있다.
지지부(1220)는, 상하로 서로 결합되는 상부 및 하부 플레이트(1221a, 1221b)와, 상기 기판(S) 하면의 상호 이격된 세 지점 이상과 접촉가능하고 상기 상부 및 하부 플레이트(1221a, 1221b) 사이에 결합되며 방사형으로 배치되는 복수의 포크(1222)를 포함하고, 상기 하부 플레이트(1221b)의 하부와 연결되고 상기 상부 및 하부 플레이트(1221a, 1221b)와 상기 복수의 포크(1222)를 상하이동 및 회전이동시키는 구동축(1229)을 포함할 수 있다. 이에, 지지부(1220)는 상하이동 및 회전이동이 가능하다.
상부 및 하부 플레이트(1221a, 1221b)는 원판 형태로 형성될 수 있다. 상부 및 하부 플레이트(1221a, 1221b)는 복수의 제1 체결볼트(1225)에 의해 상하로 결합된다. 즉, 제1 체결볼트(1225)가 상부 플레이트(1221a)를 관통하여 하부 플레이트(1221b)에 체결될 수 있다. 상부 및 하부 플레이트(1221a, 1221b) 측면에는 포크(1222)의 일단이 삽입될 수 있는 공간이 형성될 수 있다. 상부 플레이트(1221a)의 하부 및 하부 플레이트(1221b)하부 플레이트(1221b)도 어느 한 부분에 방사형으로 포크(1222)의 개수만큼 복수의 홈이 구비될 수 있다. 이에, 복수의 포크(1222)가 상부 및 하부 플레이트(1221a, 1221b)의 측면에 형성된 공간에 삽입되어 결합될 수 있다.
처리하는 기판(S)의 크기에 따라 구비되는 상부 및 하부 플레이트(1221a, 1221b) 형성되는 홈의 개수와 구비되는 포크(1222)의 개수가 달라질 수 있다. 예를 들어, 기판(S)의 직경이 150mm인 경우, 여덟개의 홈과 포크(1222)가 구비될 수 있다. 또한, 기판(S)의 직경이 200mm인 경우, 여섯개의 홈과 포크(1222)가 구비될 수 있다. 즉, 한정된 크기의 챔버(1100) 내에서 기판(S)의 크기에 따라 처리할 수 있는 기판(S)의 개수가 달라지므로, 기판(S)의 크기가 증가할수록 처리할 수 있는 기판(S)의 양이 감소한다. 이에, 기판(S)의 크기가 증가할수록 구비되는 포크(1222)의 개수도 감소한다. 그러나, 구비되는 홈이나 포크(1222)의 개수는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
상부 및 하부 플레이트(1221a, 1221b)의 중심부는 상하방향으로 연장형성되는 구동축(1229)의 상단과 결합된다. 구동축(1229)은 히터블록(1200)의 중심부를 관통하여 상부 및 하부 플레이트(1221a, 1221b)와 연결되며 상하로 이동가능하고 횡방향으로 회전가능한다. 예를 들어, 구동축(1229)은 실린더와 같이 상하로 신장수축할 수 있고, 모터와 연결되어 회전운동을 할 수 있다. 따라서, 상부 및 하부 플레이트(1221a, 1221b)와 이에 결합된 포크(1222)는 구동축(1229)에 의해 수직방향으로 승하강되고 회전할 수 있다.
예를 들어, 바디부(1210)의 상면에는 원주방향을 따라 일정간격으로 기판(S)이 로딩되어 증착이 이루어지게 되는 복수의 로딩영역이 형성될 수 있다. 상부 및 하부 플레이트(1221a, 1221b)와 포크(1222) 즉, 지지부(1220)는 구동축(1229)에 의해 승하강되고 회전되면서 바디부(1210)의 로딩영역들로 기판(S)을 순차적으로 이송하여 로딩시킨다. 즉, 일 로딩영역에 로딩되어 있는 기판에 대하여 포크(1222)가 일 삽입홈(1212)으로부터 상승하면서 상기 기판(S)을 들어올린 후, 일정간격 수평회전하여 상기 포크(1222)가 다음의 타 로딩영역에 위치하도록 한다. 그런 후, 상기 포크(1222)를 하강시켜 상기 기판(S)은 타 로딩영역에 내려놓게 되며, 상기 포크(1222)는 타 삽입홈(1212) 내로 삽입된다.
그러나, 상부 및 하부 플레이트(1221a, 1221b)의 형상이나 연결관계 및 포크(1222)와 결합되는 방법은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다. 또한, 구동축(1229)의 형상과 이동방법 및 결합구조도 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 포크(1222)는 기판(S)을 지지하는 역할을 한다. 도 3을 참조하면, 포크(1222)는, 일단이 상기 상부 및 하부 플레이트(1221a, 1221b)에 결합되는 연결부재(1222a), 일측이 상기 연결부재(1222a)의 타단에 연결되고 상기 기판(S)을 감싸도록 형성되는 지지부재(1222b), 및 상기 기판(S)과 접촉하도록 상기 지지부재(1222b)의 세 지점 이상에서 상기 지지부재(1222b) 내측으로 돌출형성되는 접촉부재(1222c)를 포함한다.
연결부재(1222a)는 플레이트 형상으로 형성될 수 있다. 연결부재(1222a)는 일단이 상부 및 하부 플레이트(1221a, 1221b)에 연결되고 타단이 지지부재(1222b)와 연결된다. 예를 들어, 연결부재(1222a)의 일단은 'ㄷ'형태로 형성되어 상부 및 하부 플레이트(1221a, 1221b) 사이로 삽입될 수 있다. 또한, 제2 체결볼트(1226)가 상부 플레이트(1221a)를 관통하여 연결부재(1222a)의 일단에 체결될 수 있다. 이에, 연결부재(1222a)가 상부 및 하부 플레이트(1221a, 1221b)와 결합될 수 있다. 그러나, 연결부재(1222a)의 구조나 형상 및 플레이트들(1221a, 1221b)과의 연결방법은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
지지부재(1222b)는 기판(S)의 둘레를 감싸는 형상으로 형성되고, 내측면이 기판(S)의 둘레와 이격될 수 있다. 즉, 지지부재(1222b)와 기판(S)이 접촉하게 되는 것을 최소화할 수 있다. 예를 들어, 지지부재(1222b)는 사각형의 링 형상으로 형성되어 기판(S)의 둘레를 감쌀 수 있다. 지지부재(1222b)는 일측이 연결부재(1222a)에 연결되고, 타측이 개방될 수 있다. 즉, 지지부재는 챔버(1100) 내벽과 마주보는 부분이 개방되어 'ㄷ'형태로 형성될 수 있다.
예를 들어, 기판(S)을 이송시키는 이송로봇(미도시)이 기판(S)을 포크(1222)의 상측에 위치시킨 후 포크(1222)의 상측에서 하측으로 이동하면 기판(S)이 포크(1222)에 올려진다. 이때, 이송로봇이 지지부재(1222b)의 개방된 부분을 통과할 수 있기 때문에, 이송로봇이 기판(S)을 포크(1222)에 올려놓을 수 있다. 즉, 지지부재(1222b)의 개방된 부분 때문에, 포크(1222) 상에 기판(S)을 올려놓는 작업이 용이하게 수행될 수 있다. 그러나, 지지부재(1222b)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
접촉부재(1222c)는 기판(S)과 접촉하여 기판(S)을 지지할 수 있도록 상기 지지부재(1222b)의 복수 지점으로부터 상기 지지부재(1222b) 내측으로 돌출되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 접촉부재(1222c)는 지지부재(1222b)의 세 지점에서 내측으로 돌출되어 형성될 수 있다. 이러한 접촉부재(1222c)는 기판(S)의 가장자리 부분과 접촉하여 기판(S)을 지지한다. 즉, 지지부재(1222b)는 기판(S) 하면의 상호 이격된 세 지점 이상과 접촉할 수 있다.
접촉부재(1222c)가 기판(S)의 가장자리를 하나의 지점 또는 상호 이격된 두 지점에서 지지하는 경우, 기판(S)의 균형을 유지하기가 어렵다. 따라서, 접촉부재(1222c)가 이동하는 경우, 기판(S)이 접촉부재(1222c)로부터 쉽게 추락할 수 있다. 반면, 접촉부재(1222c)가 상호 이격된 세 지점에서 기판(S)의 가장자리를 지지하는 경우, 기판(S)을 안정적으로 지지해줄 수 있다.
예를 들어, 세 개의 접촉부재(1222c)는 삼각형의 꼭지점들이 배치되는 위치로 배치될 수 있다. 즉, 기판(S)의 가장자리 중 세 지점만 접촉부재(1222c)와 접촉한다. 이에, 접촉부재(1222c)는 기판(S)과 접촉면적은 최소화하면서 기판(S)을 안정적으로 지지해줄 수 있다. 또한, 접촉부재(1222c)가 삽입되는 바디부(1210)의 삽입홈(1212)의 크기도 최소화시킬 수 있다. 따라서, 기판(S)과 삽입홈(1212)의 접촉면적은 감소시키고 기판(S)과 바디부(1210) 상면의 접촉면적은 증가시킬 수 있다. 이에, 기판(S)의 전체영역을 균일한 온도로 가열할 수 있다. 그러나, 접촉부재(1222c)의 구조나 구비되는 개수는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다. 또한, 연결부재(1222a), 지지부재(1222b), 접촉부재(1222c)는 일체형으로 제작될 수도 있고, 별도로 제작되어 용접 등의 방법으로 결합될 수도 있다.
접촉부재(1222c)는 반원모양으로 형성될 수 있다. 반원모양은 사각형보다 기판(S)과의 접촉면적을 감소시킬 수 있다. 한편, 반원모양은 삼각형보다 기판(S)을 안정적으로 지지해줄 수 있다. 따라서, 접촉부재(1222c)는 기판(S)과의 접촉면적을 최소화하면서 기판(S)을 안정적으로 지지해줄 수 있는 반원모양으로 형성될 수 있다.
또한, 직경이 100mm인 기판(S)을 지지하는 경우, 접촉부재(1222c)의 돌출길이는 1~6mm사이로 형성될 수 있다. 즉, 접촉부재(1222c)의 돌출길이가 1mm미만이면, 접촉부재(1222c)의 길이가 너무 짧아 기판(S)과의 접촉면적이 너무 적어질 수 있다. 이에, 접촉부재(1222c)가 기판(S)을 안정적으로 지지해주지 못해 기판(S)이 추락할 수 있다. 반대로, 접촉부재(1222c)의 길이가 6mm를 초과하면 접촉부재(1222c)와 기판(S)의 접촉면적이 너무 많이 증가할 수 있다. 이에, 접촉부재(1222c)가 삽입되는 삽입홈(1212)의 면적이 커져, 기판(S)과 바디부(1210) 상면의 접촉면적이 감소하고, 기판(S)의 전체 영역을 균일한 온도로 가열하기가 어려워진다. 따라서, 접촉부재(1222c)는 기판(S)을 안정적으로 지지해주면서 기판(S)과의 접촉면적을 최소화할 수 있는 길이로 돌출되어야 한다. 그러나, 접촉부재(1222c)의 형상이나 길이는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
이처럼, 포크(1222)와 기판(S)의 접촉면적을 최소화하여, 기판(S)의 전체영역을 균일한 온도로 가열할 수 있다. 이에, 기판(S)에 대한 처리공정이 효과적으로 수행되어 생산되는 기판 및 기판 상의 박막 품질이 향상될 수 있다. 또한, 포크(1222)가 기판(S)을 안정적으로 지지해주어 기판(S)이 포크 상에서 슬라이딩되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 기판(S)에 스크래치가 발생하거나 기판(S)이 포크(1222) 상에서 추락하여 파손되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다.
하기에서는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 포크(1222)에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
도 4의 (a)를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 포크(1222)는 일단이 상기 상부 및 하부 플레이트(1221a, 1221b)에 결합되는 연결부재(1222a), 일측이 상기 연결부재(1222a)의 타단에 연결되고 상기 기판(S)을 감싸도록 형성되는 지지부재(1222b), 및 상기 기판(S)과 접촉하도록 상기 지지부재(1222b)의 세 지점 이상에서 상기 지지부재(1222b) 내측으로 돌출형성되는 접촉부재(1222c)를 포함하고, 상기 접촉부재(1222c)의 높이가 상기 지지부재(1222b)의 높이보다 낮게 형성된다. 즉, 접촉부재(1222c)와 지지부재(1222b) 사이에 단차가 형성될 수 있다.
이러한 접촉부재(1222c)와 지지부재(1222b) 사이의 단차로 인해 기판(S)이 접촉부재(1222c) 상에 올려지면 지지부재(1222b)의 접촉부재(1222c)보다 높이가 높은 부분이 기판(S)의 측면을 둘러쌀 수 있다. 이에, 기판(S)이 접촉부재(1222c) 상에서 슬라이딩되려고 하면, 기판(S)의 측면이 지지부재(1222b)의 내측벽과 접촉하면서 기판(S)의 슬라이딩이 멈출 수 있다. 따라서, 접촉부재(1222c)와 지지부재(1222b) 사이의 높이 차이로 인해 포크(1222)가 기판(S)을 더욱 안정적으로 지지해줄 수 있다.
한편, 접촉부재(1222c)와 지지부재(1222b) 사이의 단차를 가공할 수 있다. 예를 들어, 도 4의 (b)와 같이 단차를 가공하여 경사면을 형성하거나, 도 4의 (c)와 같이 단차를 가공하여 라운딩면을 형성할 수 있다. 즉, 지지부재(1222b)의 기판(S)과 마주보는 부분에 접촉부재(1222c)를 향하여 하향경사지는 경사면 또는 오목한 형태의 라운딩면을 형성할 수 있다.
따라서, 기판(S)이 접촉부재(1222c) 상에서 슬라이딩되려고 하면, 기판(S)이 경사면 또는 라운딩면에 의해 접촉부재(1222c) 상의 정위치로 안내할 수 있다. 또는, 포크(1222)가 바디부(1210)에 삽입되고 상승하여 기판(S)을 이송시키는 경우, 기판(S)이 위치가 바디부(1210) 상에서 틀어지더라도 접촉부재(1222c)와 지지부재(1222b) 사이의 경사면 또는 라운딩면으로 인해 기판(S)이 정위치로 안내될 수 있다. 그러나, 경사면 또는 라운딩면의 형상과 구조는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
이처럼 포크(1222)가 최소한의 면적으로 기판(S)을 지지하면서도 기판(S)을 안정적으로 지지해주어 기판(S)이 포크 상에서 슬라이딩되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 기판(S)에 스크래치가 발생하거나 기판(S)이 포크(1222) 상에서 추락하여 파손되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다.
하기에서는 또 다른 실시 예에 따른 포크(1222)에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 포크(1222)는, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 포크(1222)는 일단이 상기 상부 및 하부 플레이트(1221a, 1221b)에 결합되는 연결부재(1222a), 일측이 상기 연결부재(1222a)의 타단에 연결되고 상기 기판(S)을 감싸도록 형성되는 지지부재(1222b'), 및 상기 기판(S)과 접촉하도록 상기 지지부재(1222b')의 세 지점 이상에서 상기 지지부재(1222b') 내측으로 돌출형성되는 접촉부재(1222c)를 포함하고, 상기 지지부재(1222b')의 형상이 원형의 링 형태로 형성될 수 있다.
지지부재(1222b')의 형상이 원판 형상의 기판(S) 형태를 따라 형성될 수 있다. 즉, 지지부재(1222b')와 기판(S)의 가장자리들 사이의 이격거리가 모두 일정할 수 있다. 따라서, 지지부재(1222b')와 접촉부재(1222c) 사이에 단차를 형성하는 경우, 지지부재(1222b')가 기판(S)의 측면을 모두 일정한 간격으로 둘러쌓을 수 있다. 이에, 지지부재(1222b')가 기판(S)의 슬라이딩을 더욱 효과적으로 억제하거나 방지할 수 있다. 이때, 지지부재(1222b')는 챔버(1100) 내벽과 마주보는 부분이 개방될 수 있다.
한편, 바디부(1210)에 구비되는 삽입홈(1212')도 기판(S)의 둘레를 감싸도록 형성될 수 있다. 즉, 삽입홈(1212')은 개방된 부분 없이 원판의 기판(S)을 둘러쌓도록 원형의 링 형태로 형성될 수 있다. 바디부(1210)의 상면과 삽입홈(1212')은 전달하는 열에너지에 차이가 있다. 즉, 삽입홈(1212') 및 삽입홈(1212') 주변의 바디부(1210) 상면은 바디부(1210)의 다른 상면보다 전달하는 열에너지의 양이 더 적을 수 있다. 따라서, 이러한 차이를 감소시키 위해 삽입홈(1212')을 기판(S)의 둘레를 따라 기판(S)을 감싸도록 형성할 수 있다.
예를 들어, 기판(S)과 삽입홈(1212')의 이격거리가 기판(S)의 가장자리 위치에 따라 차이가 있으면, 기판(S)의 가장자리들의 가열조건이 서로 다를 수 있다. 따라서, 기판(S)을 가열조건을 동일하게 하기 위해 기판(S)의 가장자리들 모두와 일정한 이격거리를 가지는 삽입홈(1212')을 형성할 수 있다. 이에, 기판(S)의 가장자리들의 가열조건이 모두 동일해져 기판(S)을 균일한 온도로 가열할 수 있다.
또한, 지지부재(1222b')를 원형의 링 형상으로 형성하는 경우, 사각형의 링 형상으로 형성하는 경우보다 넓이가 감소할 수 있다. 따라서, 지지부재(1222b')의 무게가 감소하여 포크(1222)를 상하이동 또는 회전이동시키기가 용이해질 수 있다. 그러나, 지지부재(1222b')의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
한편, 기판(S) 가장자리들의 가열조건을 모두 동일하게 하기 위해 삽입홈(1212')의 포크(1222)가 삽입되지 않는 부분에 삽입부재(미도시)를 설치할 수도 있다. 삽입부재는 포크(1222)와 동일한 재질로 형성되고, 지지부재(1222b')와 동일한 폭과 높이로 형성된다. 이에, 기판(S)이 바디부(1210) 상에 안착되는 경우, 기판(S)의 가장자리 전체를 지지부재(1222b')와 삽입부재가 둘러쌀 수 있다. 따라서, 바디부(1210) 상에서 기판(S)의 가장자리 영역이 모두 동일한 조건에서 가열될 수 있다.
하기에서 본 발명의 실시 예에 따른 기판처리공정에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
이송로봇(미도시)에 의해 기판(S)이 챔버(1100) 내로 이송된다. 게이트(1110)를 통과한 이송로봇(미도시)이 기판(S)을 포크(1222)의 상측에 위치시킨 후 포크(1222)의 상측에서 하측으로 이동하면 기판(S)이 포크(1222)에 올려진다. 이송로봇이 챔버(1100) 외부로 이동하면, 게이트(1110)가 폐쇄되어 챔버(1100) 내부가 밀폐된다. 바디부(1210)의 상면에는 원주방향을 따라 일정간격으로 기판(S)이 로딩되어 증착이 이루어지게 되는 복수의 로딩영역이 형성될 수 있다.
도 6과 같이 포크(1222)는 구동축(1229)에 의해 승하강되고 회전되면서 바디부(1210)의 로딩영역들로 기판(S)을 순차적으로 이송하여 로딩시킨다. 즉, 일 로딩영역에 로딩되어 있는 기판에 대하여 포크(1222)가 일 삽입홈(1212)으로부터 상승하면서 상기 기판(S)을 들어올린 후, 일정간격 수평회전하여 상기 포크(1222)가 다음의 타 로딩영역에 위치하도록 한다. 그런 후, 상기 포크(1222)를 하강시켜 상기 기판(S)은 타 로딩영역에 내려놓게 되며, 상기 포크(1222)는 타 삽입홈(1212) 내로 삽입된다. 예를 들어, 포크(1222)의 개수가 6개인 경우, 포크(1222)는 구동축(1229)을 중심으로 30도 간격으로 회전될 수 있다. 기판(S)이 바디부(1210) 상에 안착되면, 바디부(1210)에 구비된 열선에 의해 가열된다.
이때, 포크(1222)는 각 기판(S)의 가장자리 부분과 복수의 위치에서 접촉가능하다. 즉, 포크(1222)와 기판(S)의 접촉면적을 최소화하였다. 따라서, 바디부(1210) 상에 형성된 포크(1222)가 삽입되는 삽입홈(1212)의 크기가 감소할 수 있다. 이에, 기판(S)이 바디부(1210) 상에 안착되는 경우, 기판(S)이 삽입홈(1212)과 접촉하는 면적은 감소하고, 기판(S)의 상면과 접촉하는 면적을 증가한다. 기판(S)과 바디부(1210)의 접촉면적이 증가하면 바디부(1210)가 전달하는 열이 기판(S) 전체영역에 용이하게 전달될 수 있다.
이처럼, 포크(1222)와 기판(S)의 접촉면적을 최소화하여, 기판(S)의 전체영역을 균일한 온도로 가열할 수 있다. 이에, 기판(S)에 대한 처리공정이 효과적으로 수행되어 생산되는 기판 및 기판 상의 박막 품질이 향상될 수 있다. 또한, 포크(1222)가 세 지점에서 기판(S)의 가장자리를 지지해주기 때문에, 포크(1222)가 기판(S)을 안정적으로 지지해줄 수 있다. 이에, 기판(S)이 포크 상에서 슬라이딩되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 기판(S)에 스크래치가 발생하거나 기판(S)이 포크(1222) 상에서 추락하여 파손되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 이러한 과정을 거쳐 기판(S)에 대한 처리 공정이 완료되면, 게이트(1110)가 개방되고 이송로봇이 기판(S)을 챔버(1100) 외부로 이송시킨다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 아래에 기재될 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
S: 기판 1000: 기판처리장치
1100: 챔버 1110: 게이트
1200: 히터블록 1210: 바디부
1220: 지지부 1222: 포크
1222a: 연결부재 1222b: 지지부재
1222c: 접촉부재 1300: 가스공급기
1100: 챔버 1110: 게이트
1200: 히터블록 1210: 바디부
1220: 지지부 1222: 포크
1222a: 연결부재 1222b: 지지부재
1222c: 접촉부재 1300: 가스공급기
Claims (11)
- 복수의 기판이 안착되는 히터블록으로서,
상면, 상기 상면에 대향하는 하면, 상기 상면과 하면을 연결해주는 측면을 구비하는 바디부; 및
상기 복수의 기판을 지지하도록 상기 바디부의 상면에 설치되고, 상기 복수의 기판 각각의 가장자리 부분과 복수의 위치에서 접촉가능한 지지부;를 포함하고,
상기 지지부는, 제1 체결볼트에 의해 상하로 서로 결합되는 상부 및 하부 플레이트와, 제2 체결볼트에 의해 상기 상부 및 하부 플레이트 사이에 결합되며 방사형으로 배치되는 복수의 포크를 포함하며,
상기 포크는, 일단이 상기 상부 및 하부 플레이트에 결합되는 연결부재, 일측이 상기 연결부재의 타단에 연결되고 타측이 개방되며 상기 기판을 감싸도록 형성되는 지지부재, 및 상기 기판과 접촉하도록 상기 지지부재의 상호 이격된 세 지점 이상에서 상기 지지부재 내측으로 반원모양으로 돌출형성되는 접촉부재를 포함하고,
상기 바디부는, 상기 지지부가 삽입가능하고 기판의 둘레를 감싸도록 형성되는 삽입홈, 및 상기 지지부재와 함께 상기 기판의 가장자리 전체를 둘러싸도록 상기 삽입홈의 상기 포크가 삽입되지 않는 부분에 설치되고 상기 포크와 동일한 재질로 형성되는 삽입부재를 구비하는 히터블록. - 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 접촉부재의 높이가 상기 지지부재의 높이보다 낮은 히터블록. - 청구항 4에 있어서,
상기 지지부재의 상기 기판과 마주보는 부분에 상기 접촉부재를 향하여 하향경사지는 경사면 또는 라운딩면이 형성되는 히터블록. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 지지부는 상하이동 및 회전이동이 가능한 히터블록. - 삭제
- 복수의 기판을 처리하는 기판처리장치로서,
내부에 상기 기판이 처리되는 공간을 형성하는 챔버;
상기 챔버 내부로 가스를 공급하도록 상기 챔버의 상부에 연결되는 가스공급기; 및
상기 기판을 가열하도록 상기 챔버 내부에 상기 가스공급기와 대향되어 배치되는 히터블록;을 포함하고,
상기 히터블록은, 상면, 상기 상면에 대향하는 하면, 상기 상면과 하면을 연결해주는 측면을 구비하는 바디부, 및 상기 복수의 기판 각각의 가장자리 부분을 세 지점 이상에서 접촉하도록 상기 바디부 상면에 설치되는 지지부를 포함하고,
상기 지지부는, 제1 체결볼트에 의해 상하로 서로 결합되는 상부 및 하부 플레이트와, 제2 체결볼트에 의해 상기 상부 및 하부 플레이트 사이에 결합되며 방사형으로 배치되는 복수의 포크를 포함하며,
상기 포크는, 일단이 상기 상부 및 하부 플레이트에 결합되는 연결부재, 일측이 상기 연결부재의 타단에 연결되고 타측이 개방되며 상기 기판을 감싸도록 형성되는 지지부재, 및 상기 기판과 접촉하도록 상기 지지부재의 상호 이격된 세 지점 이상에서 상기 지지부재 내측으로 반원모양으로 돌출형성되는 접촉부재를 포함하고,
상기 바디부는, 상기 지지부가 삽입가능하고 기판의 둘레를 감싸도록 형성되는 삽입홈, 및 상기 지지부재와 함께 상기 기판의 가장자리 전체를 둘러싸도록 상기 삽입홈의 상기 포크가 삽입되지 않는 부분에 설치되고 상기 포크와 동일한 재질로 형성되는 삽입부재를 구비하는 기판처리장치. - 삭제
- 청구항 9에 있어서,
상기 챔버에 상기 기판이 출입가능한 게이트가 구비되고,
상기 지지부재는 상기 챔버 내벽과 마주보는 부분이 개방되는 기판처리장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150017360A KR101671851B1 (ko) | 2015-02-04 | 2015-02-04 | 히터블록 및 이를 구비하는 기판처리장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150017360A KR101671851B1 (ko) | 2015-02-04 | 2015-02-04 | 히터블록 및 이를 구비하는 기판처리장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20160095872A KR20160095872A (ko) | 2016-08-12 |
| KR101671851B1 true KR101671851B1 (ko) | 2016-11-16 |
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| KR1020150017360A KR101671851B1 (ko) | 2015-02-04 | 2015-02-04 | 히터블록 및 이를 구비하는 기판처리장치 |
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