KR101738986B1 - 리프트 핀 어셈블리를 갖는 기판처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판이 수용되어 처리되는 내부공간이 형성된 챔버본체; 상기 챔버본체의 내부공간상에 배치되며, 상면에 상기 기판이 안착되되 제1 리프트 핀홀이 형성되어 있는 히터유닛;그리고, 상기 히터유닛을 상하방향으로 관통하면서 상기 기판을 상하로 이동시키기되, 상기 히터유닛의 열변형 시 상기 제1 리프트 핀홀의 위치이동에 따라 상부영역이 수평방향으로 이동되는 리프트 핀유닛을 갖는 리프트 핀 어셈블리를 포함하며, 상기 리프트 핀유닛은 상기 제1 리프트 핀홀에 삽입되는 상부 리프트 핀과, 상기 상부 리프트 핀에 대하여 상대이동 가능한 중간 리프트 핀과, 상기 상부 리프트 핀과 상기 중간 리프트 핀을 연결하는 제1 연결부재와, 상기 중간 리프트 핀에 대하여 상대이동 가능한 하부 리프트 핀과, 상기 중간 리프트 핀과 상기 하부 리프트 핀을 연결하는 제2 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 리프트 핀 어셈블리를 갖는 기판처리장치를 제공한다.

Description

리프트 핀 어셈블리를 갖는 기판처리장치{Substrate Processing Apparatus including Lift pin assembly}
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 히터유닛에 형성되는 리프트 핀홀의 크기를 최소화하면서도 리프트 핀과 상기 히터유닛 사이에 갈림현상을 최소화할 수 있는 리프트 핀 어셈블리를 갖는 기판처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조장비나 평판표시소자 제조장치 등에는 반도체 웨이퍼, 유리 기판 등을 탑재대(또는 스테이지)에 로딩/언로딩하기 위해 리프트 핀들이 사용되고 있다.
또한, 반도체소자 또는 액정표시소자를 제조하기 위해서는 웨이퍼 또는 글래스(이하 기판이라 함) 상에 유전체 물질 등을 박막으로 증착하는 박막증착공정, 감광성 물질을 사용하여 이들 박막 중 선택된 영역을 노출 또는 은폐시키는 포토리소그라피 공정, 선택된 영역의 박막을 제거하여 목적하는 대로 패터닝하는 식각공정, 잔류물을 제거하기 위한 세정공정 등을 수차례 반복하여야 하는데, 이들 각 공정은 해당 공정을 위해 최적의 환경이 조성된 챔버 내부에서 진행된다.
종래의 기판처리장치에는 챔버 내부의 온도를 상승시키기 위한 히터가 설치되는데, 챔버 내부의 온도상승으로 인하여 히터의 열변형이 발생하게 된다.
상기 히터의 열변형이 발생하게 되면, 상기 히터에 형성된 리프트 핀홀의 초기위치가 미세하게 이동하게 되고, 상기 리프트 핀홀을 통과하는 리프트 핀은 상기 히터와 마찰을 일으키게 되어 갈림현상이 발생하게 되며, 상기 갈림현상으로 인하여 발생하는 미세 입자들은 공정에 영향을 주게 된다.
만약, 이러한 갈림현상을 방지하기 위하여 리프트 핀홀의 직경을 크게 하게 되면 리프트 핀홀의 주변에 나타나는 열전달량의 차이로 인하여 기판면에 핀 얼룩의 면적이 커지는 문제가 있다.
대한민국 등록특허공보 10-1335302호(발명의 명칭: 리프트 핀 구동장치 및 이를 구비한 평판표시소자 제조장치, 공고일: 2013년 12월 3일)
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 히터유닛에 형성된 리프트 핀홀의 크기를 최소화하면서도 리프트핀과 히터유닛 사이에 갈림현상을 최소화할 수 있는 리프트 핀 어셈블리를 갖는 진공처리장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 기판이 수용되어 처리되는 내부공간이 형성된 챔버본체; 상기 챔버본체의 내부공간상에 배치되며, 상면에 상기 기판이 안착되되 제1 리프트 핀홀이 형성되어 있는 히터유닛;그리고, 상기 히터유닛을 상하방향으로 관통하면서 상기 기판을 상하로 이동시키기되, 상기 히터유닛의 열변형 시 상기 제1 리프트 핀홀의 위치이동에 따라 상부영역이 수평방향으로 이동되는 리프트 핀유닛을 갖는 리프트 핀 어셈블리를 포함하며, 상기 리프트 핀유닛은 상기 제1 리프트 핀홀에 삽입되는 상부 리프트 핀과, 상기 상부 리프트 핀에 대하여 상대이동 가능한 중간 리프트 핀과, 상기 상부 리프트 핀과 상기 중간 리프트 핀을 연결하는 제1 연결부재와, 상기 중간 리프트 핀에 대하여 상대이동 가능한 하부 리프트 핀과, 상기 중간 리프트 핀과 상기 하부 리프트 핀을 연결하는 제2 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 리프트 핀 어셈블리를 갖는 기판처리장치를 제공한다.
상기 제1 연결부재는 상기 상부 리프트 핀의 하단부와 결합되는 제1 조인트 블럭과, 일측은 상기 제1 조인트 블럭의 하단에 회전가능하게 결합되고 타측은 상기 중간 리프트 핀의 상단과 결합되는 제1 조인트 핀을 포함할 수 있다.
상기 제2 연결부재는 일측은 상기 중간 리프트 핀의 하단에 결합되고 타측은 상기 하부 리프트 핀의 상단에 회전가능하게 결합되는 제2 조인트핀을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 상기 제1 연결부재는 일측은 상기 상부 리프트 핀과 결합되고, 타측은 상기 중간 리프트 핀과 결합되는 제1 연질튜브를 포함할 수 있다.
상기 제1 연결부재는 상기 제1 연질튜브의 내부에 배치되되 상기 상부 리프트 핀의 하단과 상기 중간 리프트 핀의 상단을 연결하는 볼 하우징과, 상기 볼 하우징의 내부공간에 배치되는 복수 개의 베어링 볼을 포함할 수 있다.
상기 챔버본체의 하부 프레임에는 상기 리프트 핀유닛이 관통하는 제2 리프트 핀홀이 형성되어 있고, 상기 제2 리프트 핀홀의 직경은 상기 제1 리프트 핀홀의 직경보다 크게 형성되며, 상기 제1 연결부재의 수평방향 이동은 상기 제2 리프트 핀홀 상에서 이동될 수 있다.
상기 리프트 핀유닛은 상기 하부 리프트 핀과 결합되는 베이스 리프트 핀을 더 포함하며, 상기 리프트 핀 어셈블리는 상기 베이스 리프트 핀의 상하방향의 이동을 허용하되 수직상태를 유지하도록 하기 위한 리프트 핀 홀더와, 상기 베이스 리프트 핀의 적어도 일부분을 감싸는 신축부재를 더 포함할 수 있다.
상기 상부 리프트 핀의 직경은 상기 중간 리프트 핀의 직경보다 작고, 상기 중간 리프트 핀의 직경은 상기 하부 리프트 핀의 직경보다 작게 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 리프트 핀 어셈블리를 갖는 기판처리장치에서 상부 리프트 핀, 중간 리프트 핀 및 하부 리프트 핀이 두 개의 회전 조인트에 해당하는 제1 연결부재 및 제2 연결부재에 의하여 연결됨으로써 히터유닛의 열변형이 발생하더라도 상기 상부 리프트 핀의 상하방향 이동과정에서 상기 히터유닛과 상기 상부 리프트 핀 사이에 마찰로 인한 갈림현상을 최소화하게 되어 공정불량을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 히터유닛의 열변형이 발생하더라도 제1 리프트 핀홀의 크기를 최소화할 수 있게 되고, 이로 인하여 상기 제1 리프트 핀홀의 주변에 나타나는 온도차이를 줄일 수 있게 되어 기판에 생성되는 핀 얼룩의 면적을 최소화함으로써 공정불량 최소화 및 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 히터유닛에 큰 열변형이 일어나더라도 수평방향의 조정범위가 넓게 되어 리프트 핀 어셈블리를 다시 세팅할 필요가 없게 됨으로써 빠른 설치 및 세팅이 가능하며 유지보수에 소요되는 노력을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판처리장치의 일 실시 예를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 기판처리장치에 구비된 히터유닛의 열변형시 리프트 핀 어셈블리의 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 기판처리장치의 다른 실시 예를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 2의 기판처리장치에 구비된 히터유닛의 열변형 시 리프트 핀 어셈블리의 상태를 나타낸 도면이다.
이하, 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시 예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 기판처리장치의 일 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
상기 기판처리장치는 챔버본체(100), 히터유닛(200), 리프트 핀 어셈블리(300) 및 베이스 유닛(400)을 포함하여 구성된다.
상기 챔버본체(100)에는 처리하고자 하는 기판(10) 및 상기 히터유닛(200)이 수용되는 내부공간이 형성된다. 구체적으로, 상기 챔버본체(100)는 상기 내부공간을 기준으로 상부벽을 형성하는 상부 프레임(110)과, 상기 상부 프레임(110)과 결합되면서 측벽 및 바닥을 이루는 하부 프레임(120)을 포함한다.
상기 챔버본체(100)의 내부공간은 상기 기판(10)을 처리하고자 하는 공정의 종류에 따라 진공상태로 유지될 수도 있다. 상기 챔버본체(100)에서 상기 기판(10)에 대한 공정이 완료된 후 상기 상부 프레임(110)은 상기 하부 프레임(120)에 대하여 수평방향으로 슬라이딩되거나 상부방향으로 이동됨으로써 상기 내부공간을 개폐할 수도 있을 것이다.
상기 하부 프레임(120)의 바닥면에는 상기 리프트 핀 어셈블리(300)의 리프트 핀유닛이 관통하는 제2 리프트 핀홀(121)이 형성되어 있다.
상기 히터유닛(200)은 상기 챔버본체(100)의 내부공간상에 배치되며, 상기 히터유닛(200)의 상면에는 상기 기판(10)이 안착된다. 상기 히터유닛(200)은 상기 기판(10)을 가열함으로써 사용자가 원하는 공정을 수행하게 된다.
상기 히터유닛(200)에는 상기 리프트 핀 어셈블리의 핀유닛이 관통하는 제1 리프트 핀홀(210)이 형성되어 있다.
상기 히터유닛(200)은 상기 하부 프레임(120)의 바닥면에 배치되는 받침브라켓(125)에 의하여 지지되면서 상기 하부 프레임(120)의 바닥면으로부터 일정높이로 배치된다. 물론, 상기 받침브라켓(125)에도 상기 리프트 핀 어셈블리의 핀유닛이 관통하는 핀홀(미도시)이 형성되어 있다.
상기 리프트 핀 어셈블리(300)는 공정이 수행되는 동안 또는 공정이 완료된 때에 상기 기판(10)을 상하방향으로 이동시키게 된다.
구체적으로, 상기 리프트 핀 어셈블리(300)는 상기 하부 프레임(120)의 바닥면에 형성된 상기 제2 리프트 핀홀(121)을 관통함과 동시에 상기 받침브라켓(125)을 관통한 후 상기 히터유닛(200)에 형성된 제1 리프트 핀홀(210)을 상하방향으로 관통하면서 상기 기판(10)을 상하로 이동시키게 된다.
상기 리프트 핀 어셈블리(300)는 리프트 핀유닛, 리프트 핀 홀더(380), 신축부재(390) 및 외부 하우징(370)을 포함한다.
상기 리프트 핀유닛은 상부 리프트 핀(310), 중간 리프트 핀(320), 하부 리프트 핀(330), 베이스 리프트 핀(340), 제1 연결부재(350) 및 제2 연결부재(360)를 포함한다.
상기 상부 리프트 핀(310)은 상기 제1 리프트 핀홀(210)에 삽입되어 상하방향으로 이동하면서 상기 기판(10)을 상하방향으로 이동시키게 된다. 여기서, 상기 상부 리프트 핀(310)의 직경은 상기 제1 리프트 핀홀(210)의 직경보다 미세하게 작게 형성된다.
구체적으로, 상기 상부 리프트 핀(310)의 직경은 상기 상부 리프트 핀(310)과 상기 제1 리프트 핀홀(210)이 동일한 중심축을 가지도록 배치되었을 때 상기 상부 리프트 핀(310)이 상기 제1 리프트 핀홀(210)의 내측벽에 접촉되지 않는 최소한의 직경으로 구비될 수 있다.
즉, 상기 제1 리프트 핀홀(210)의 직경은 상기 상부 리프트 핀(310)이 기울어지더라도 상기 제1 리프트 핀홀(210)의 내측벽과 상기 상부 리프트 핀(310)이 점접촉을 하지 않고 면접촉을 할 수 있을 정도의 크기를 가진다.
상기 중간 리프트 핀(320)은 상기 제1 연결부재(350)를 매개로 상기 상부 리프트 핀(310)에 대하여 상대이동된다. 상기 중간 리프트 핀(320)은 상기 상부 리프트 핀(310)보다 큰 직경을 가지며, 상기 제1 리프트 핀홀(210)에 삽입되지는 않는다.
상기 제1 연결부재(350)는 상기 중간 리프트 핀(320)과 상기 상부 리프트 핀(310)을 연결하게 된다. 구체적으로, 상기 제1 연결부재(350)는 상기 상부 리프트 핀(310)의 하단부와 결합되는 제1 조인트 블럭(351)과, 일측은 상기 제1 조인트 블럭(351)의 하단에 회전가능하게 결합되고 타측은 상기 중간 리프트 핀(320)의 상단과 결합되는 제1 조인트 핀(353)을 포함한다.
상기 제1 조인트 블럭(351)의 하단에는 원형으로 함몰 형성된 결합홈이 형성되어 있고, 상기 제1 조인트 블럭(351)의 결합홈에 삽입되는 상기 제1 조인트 핀(353)의 끝단은 볼 형상을 가지는 결합볼이 구비되어 있다. 본 실시 예에서 상기 제1 조인트 블럭(351)은 원형 횡단면의 원통형상을 형상을 가지지만, 이에 한정되지는 않는다.
결과적으로, 상기 제1 조인트 핀(353)의 결합볼이 상기 제1 조인트 블럭(351)의 결합홈에 삽입되어 자유롭게 회동가능하게 됨으로써 상기 상부 리프트 핀(310)과 상기 제1 조인트 블럭(351)은 상기 제1 조인트 핀(353)에 대하여 자유롭게 회동가능하게 된다.
물론, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 제1 조인트 블럭(351)과 상기 제1 조인트 핀(353) 사이에는 각도조절유닛이 구비될 수도 있을 것이다.
예를 들면, 상기 제1 조인트 블럭(351)의 결합홈 상에는 일정간격으로 복수 개의 미세홈들이 함몰형성되어 있고, 상기 제1 조인트 핀(353)의 결합볼의 외주면에는 볼형상의 미세돌기가 돌출형성되어 결합볼에 일정이상의 회전력이 작용하게 되면 상기 미세홈들과 순차적으로 결합되면서 상기 제1 조인트 블럭(351)과 상기 제1 조인트 핀(353)의 각도가 조절될 수도 있을 것이다.
상기 하부 리프트 핀(330)은 상기 제2 연결부재(360)를 매개로 상기 중간 리프트 핀(320)에 대하여 상대이동된다. 구체적으로, 상기 하부 리프트 핀(330)은 상기 베이스 리프트 핀(340)에 고정되어 있고, 상기 중간 리프트 핀(320)이 상기 제2 연결부재(360)를 매개로 상기 하부리프트 핀에 대하여 회전하게 된다.
상기 제2 연결부재(360)는 상기 중간 리프트 핀(320)과 상기 하부 리프트 핀(330)을 연결하게 된다. 구체적으로, 상기 제2 연결부재(360)는 일측은 상기 중간 리프트 핀(320)의 하단에 결합되고 타측은 상기 하부 리프트 핀(330)의 상단에 회전가능하게 결합되는 제2 조인트 핀을 포함한다.
상기 하부 리프트 핀(330)의 상단에는 원형으로 함몰 형성된 결합홈이 형성되어 있고, 상기 하부 리프트 핀(330)의 결합홈에 삽입되는 상기 제2 연결부재(360)의 하부 끝단에는 볼 형상을 가지는 결합볼이 구비되어 있다.
결과적으로, 상기 상부 리프트 핀(310), 상기 중간 리프트 핀(320) 및 상기 하부 리프트 핀(330)은 두 개의 회전 조인트에 해당하는 제1 연결부재(350) 및 제2 연결부재(360)에 의하여 연결됨으로 인하여 상기 상부 리프트 핀(310)에 수평방향으로 힘이 작용했을 때 상기 상부 리프트 핀(310)이 수평방향으로 자유롭게 이동될 수 있게 된다.
즉, 상기 히터유닛(200)의 열변형 시 상기 상부 리프트 핀(310)은 상기 제1 리프트 핀홀(210)의 이동을 따라 자유롭게 수평방향으로 이동하게 된다.
한편, 상기 베이스 리프트 핀(340)은 수직인 상태를 유지하면서 상기 하부 리프트 핀(330)과 결합된다.
상기 리프트 핀 홀더(380)는 상기 베이스 리프트 핀(340)의 외측에 배치되어, 상기 베이스 리프트 핀(340)의 상하방향의 이동을 허용하되 수직상태를 벗어나지 않도록 상기 베이스 리프트 핀(340)을 가이드 하게 된다.
상기 신축부재(390)는 상기 베이스 리프트 핀(340)의 상하이동을 허용하면서도 상기 베이스 리프트 핀(340)이 외부에 노출되는 것을 방지하기 위하여 상기 베이스 리프트 핀(340)의 적어도 일부분, 즉 하부영역을 감싸며 설치된다.
상기 외부 하우징은 상기 신축부재(390)의 상부에 배치되어 상기 베이스 리프트 핀(340)이 외부에 노출되는 것을 방지함과 동시에 상기 리프트 핀 홀더(380)를 지지하게 된다.
상기 리프트 핀 어셈블리(300)는 상기 기판(10)의 크기에 따라 복수 개 설치될 수 있다. 상기 베이스 유닛(400)은 상기 베이스 리프트 핀(340)의 하단을 고정하기 위한 고정부재(410)와, 복수 개의 고정부재들을 연결하는 베이스 플레이트(420)를 포함한다.
도 1에 도시되지는 않았지만, 상기 리프트 핀 어셈블리(300)를 상하로 이동시키기 위하여 별도의 리프트 핀 구동유닛(미도시)가 구비된다. 상기 리프트 핀 구동유닛이 상기 베이스 플레이트(420)를 상하방향으로 이동시킴으로써 상기 리프트 핀 어셈블리(300)의 리프트 핀유닛이 상하방향으로 이동하게 된다.
도 2는 히터유닛의 열변형이 일어난 상태에서 리프트 핀 어셈블리가 상부방향으로 기판을 들어올린 상태를 나타낸다. 도 2를 참조하여, 상기 히터유닛(200)의 열변형 시 리프트 핀 어셈블리(300)의 이동을 설명한다.
먼저, 상기 리프트 핀 어셈블리(300)에 가해지는 수직하중은 배제하고, 히터유닛(200)의 열변형으로 인하여 상기 리프트 핀 어셈블리(300)에 가해지는 수평방향 힘에 의하여 상기 리프트 핀 어셈블리(300)가 이동되는 과정을 설명한다.
상기 히터유닛(200)이 열변형을 하게 되면, 상기 히터유닛(200)은 도면상 상기 히터유닛(200)의 중심부를 기준으로 상기 챔버본체(100)의 측면방향으로 팽창하게 된다. 그러면, 상기 히터유닛(200)에 형성된 상기 제1 리프트 핀홀(210)의 위치도 상기 챔버본체(100)의 측면방향으로 일정거리 이동하게 된다.
따라서, 상기 히터유닛(200)의 중심을 기준으로 제1 리프트 핀홀(210)의 중심선은 상기 제2 리프트 핀홀(121)의 중심선보다 더 멀리 떨어져 있게 되고, 상기 제1 리프트 핀홀(210)의 중심선과 상기 제2 리프트 핀홀(121)의 중심선이 일직선상에 배치되지 않게 된다.
이때, 상기 리프트 핀 어셈블리의 상부영역, 즉 상기 리프트 핀유닛의 상부 리프트 핀(310)은 상기 제1 리프트 핀홀(210)의 위치이동에 따라 상기 제1 리프트 핀홀(210)에 삽입된 상태에서 상기 제1 리프트 핀홀(210)의 이동과 함께 챔버본체(100)의 측면방향으로 이동하게 된다.
여기서, 상기 상부 리프트 핀(310)의 직경과 상기 제1 리프트 핀홀(210)의 직경은 미세한 차이를 가질 뿐이므로, 상기 상부 리프트 핀(310)은 상기 제1 리프트 핀홀(210)의 내측벽, 즉 히터유닛(200)에 면접촉을 하면서 상기 챔버본체(100)의 측면방향으로 이동하게 된다.
상기 상부 리프트 핀(310)이 상기 챔버본체(100)의 측면방향으로 이동하게 되면, 상기 상부 리프트 핀(310)의 하부에 배치되는 상기 제1 연결부재(350)를 매개로 상기 중간 리프트 핀(320)의 상단이 회전하게 된다.
상기 중간 리프트 핀(320)의 상단이 회전하게 되면, 상기 중간 리프트 핀(320)의 하단도 회전하게 된다. 이때, 상기 제2 연결부재(360)는 상기 중간 리프트 핀(320)의 하단이 상기 하부 리프트 핀(330)에 대하여 회전하는 것을 허용하게 된다.
따라서, 상기 상부 리프트 핀(310), 상기 중간 리프트 핀(320) 및 상기 하부 리프트 핀(330)이 두 개의 회전 조인트에 해당하는 제1 연결부재(350) 및 제2 연결부재(360)에 의하여 연결되었을 때 상기 상부 리프트 핀(310)에 수평방향으로 힘이 작용하는 경우에 상기 상부 리프트 핀(310)과 상기 하부 리프트 핀(330)은 수직인 상태를 유지하고, 중간에 배치되는 상기 중간 리프트 핀(320)만 경사지게 회전하게 된다.
결과적으로, 상기 히터유닛(200)에 큰 열변형이 일어나더라도 수평방향의 조정범위가 넓게 되어 상기 리프트 핀 어셈블리(300)를 다시 세팅할 필요가 없게 된다.
뿐만 아니라, 상기 상부 리프트 핀(310)이 상기 제1 리프트 핀홀(210)을 따라 수평방향으로 이동하기 때문에 상기 제1 리프트 핀홀(210)의 크기를 최소화할 수 있게 되고, 이로 인하여 상기 제1 리프트 핀홀(210)의 주변에 나타나는 온도차이를 줄일 수 있게 됨으로써 기판에 생성되는 핀 얼룩의 면적을 최소화할 수 있게 된다.
상기 제2 리프트 핀홀(121)의 직경은 상기 제1 리프트 핀홀(210)의 직경보다 크게 형성된다. 왜냐하면, 상기 제2 리프트 핀홀(121)은 상기 히터유닛(200)의 열변형 시 상기 중간 리프트 핀(320)이 회전할 수 있는 공간을 제공하여야 하기 때문이다.
또한, 상기 제1 연결부재(350)의 수평방향 이동은 상기 제2 리프트 핀홀(121) 상에서 이동되어야 한다. 즉, 상기 상부 리프트 핀(310)이 상기 챔버본체(100)의 측면방향으로 이동된 후 수직상태를 유지하려면 상기 상부 리프트 핀(310)의 수평방향 이동거리가 상기 제1 연결부재(350)의 수평방향 이동거리와 같아야 한다. 따라서, 상기 제2 리프트 핀홀(121)의 반경은 설정된 공정온도 상에서 상기 히터유닛(200)의 열 변형량을 고려하여 설계되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 상부 리프트 핀(310)의 직경은 상기 중간 리프트 핀(320)의 직경보다 작고, 상기 중간 리프트 핀(320)의 직경은 상기 하부 리프트 핀(330)의 직경보다 작게 형성된다.
상기 상부 리프트 핀(310)의 직경을 가장 작게 형성하는 것은 이와 대응되는 제1 리프트 핀홀(210)의 직경을 작게 하기 위함이다. 상기 제1 리프트 핀홀(210)이 작게 형성되면 앞서 설명한 바와 같이, 상기 기판(10)에 생성되는 핀 얼룩의 면적을 최소화되고, 상기 상부 리프트 핀(310)과 마찰이 발생하더라도 갈림현상이 발생하지 않도록 면접촉을 하게 된다. 통상적으로 갈림현상은 두 물체가 점접촉의 형태, 즉 좁은 접촉면적에 강한 힘이 작용하는 형태로 마찰함으로써 발생하게 된다.
또한, 상기 상부 리프트 핀(310), 상기 중간 리프트 핀(320) 및 상기 하부 리프트 핀(330)으로 갈수록 순차적으로 직경이 커지게 되면 상기 리프트 핀 어셈블리(300)에 가해지는 수직하중을 보다 효율적으로 지지할 수 있게 된다.
한편, 상기 리프트 핀 어셈블리(300)가 상기 기판을 상하방향으로 이동시키는 경우에는 상기 리프트 핀 어셈블리(300)가 수직하중을 받게 된다.
도 2에서와 같이, 상기 중간 리프트 핀(320)이 회전된 상태에서 상기 리프트 핀 어셈블리(300)가 수직하중을 받게 되면, 상기 중간 리프트 핀(320)은 회전하려는 힘을 받게 되는데, 상기 중간 리프트 핀(320)과 결합된 상기 제1 연결부재(350)는 상기 제2 리프트 핀홀(121)의 내측벽에 지지되고 있기 때문에 더 이상 회전할 수 없게 되기 때문에 수직하중을 지지하게 된다.
상기 리프트 핀 어셈블리(300)가 수직하중을 받은 상태, 즉 기판을 들어올리거나 내리는 상하방향으로 이동할 때 상기 제1 연결부재(350)는 상기 제2 리프트 핀홀(121)의 측면과 면접촉을 하면서 이동하게 된다.
여기서, 도 2는 상기 히터유닛(200)의 열변형으로 인한 상기 제1 리프트 핀홀(210)의 이동거리가 상기 제1 연결부재(350)가 상기 제2 리프트 핀홀(121)과 동일한 중심축상에 배치되다가 상기 제2 리프트 핀홀(121)의 내측벽에 면접촉할 때까지 이동한 이동거리와 동일한 경우를 나타낸다.
도 2의 경우에는 상기 상부 리프트 핀(310)은 수직상태를 유지하면서 상기 제1 리프트 핀홀(210)과 동일한 중심축을 가지므로, 상기 상부 리프트 핀(310)이 상하방향으로 이동하더라도 상기 제1 리프트 핀홀(210)의 내벽과 마찰을 일으키기 않게 된다.
그러나, 상기 히터유닛(200)의 열변형으로 인한 상기 제1 리프트 핀홀(210)의 이동거리가 상기 제1 연결부재(350)가 상기 제2 리프트 핀홀(121)과 동일한 중심축상에 배치되다가 상기 제2 리프트 핀홀(121)의 내측벽에 면접촉할 때까지 이동한 이동거리보다 작은 경우에는 상기 상부 리프트 핀(310)이 상기 제1 리프트 핀홀(210)상에서 소정의 경사각을 가지게 된다.
이때, 상기 상부 리프트 핀(310)이 상하방향으로 이동하게 되면 상기 상부 리프트 핀(310)은 상기 제1 리프트 핀홀(210)의 내벽과 마찰을 일으키게 된다. 그러나, 상기 제1 리프트 핀홀(210)의 직경과 상기 상부 리프트 핀(310)의 직경은 미세한 차이를 가지고 있기 때문에 점접촉이 아니라 면접촉을 하게 되어 상기 상부 리프트 핀(310)과 상기 제1 리프트 핀홀(210)의 내벽 사이에서의 갈림현상은 최소화된다.
도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 리프트 핀 어셈블리를 갖는 기판 처리장치의 다른 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
본 실시 예에 따른 기판처리장치는 상술한 일 실시예와 마찬가지로, 챔버본체(100), 히터유닛(200), 리프트 핀 어셈블리(500) 및 베이스 유닛(400)을 포함하여 구성된다. 여기서, 본 실시 예에 따른 상기 챔버본체(100), 상기 히터유닛(200) 및 상기 베이스 유닛(400)은 상술한 실시 예에 따른 챔버본체, 히터유닛 및 베이스유닛과 실질적으로 동일한 구조를 가지므로 상세한 설명은 생략한다. 다만, 본 실시 예에 따른 기판처리장치에 구비된 상기 리프트 핀 어셈블리(500)의 리프트 핀유닛 구조는 상술한 일 실시 예와 서로 다른 구조를 가진다.
본 실시 예에 따른 상기 리프트 핀 어셈블리(500)에 구비된 리프트 핀유닛은 상부 리프트 핀(510), 중간 리프트 핀(520), 하부 리프트 핀(530), 베이스 리프트 핀(540), 제1 연결부재(550) 및 제2 연결부재(560)를 포함한다.
상기 제1 연결부재(550)는 일측은 상기 상부 리프트 핀(510)과 결합되고, 타측은 상기 중간 리프트 핀(520)과 결합되는 제1 연질튜브(551)와, 상기 제1 연질튜브(551)의 내부에 배치되되 상기 상부 리프트 핀(510)의 하단과 상기 중간 리프트 핀(520)의 상단을 연결하는 볼 하우징(553)과, 상기 볼 하우징(553)의 내부공간에 배치되는 복수 개의 베어링 볼(555)을 포함한다.
상기 제1 연결부재(550)의 상부영역은 상기 상부 리프트 핀(510)의 하부영역과 끼움결합되고, 상기 제1 연결부재(550)의 하부영역은 상기 중간 리프트 핀(520)의 상부영역과 끼움결합된다. 상기 제2 연결부재(560)는 상기 제1 연결부재(550)와 실질적으로 동일한 구조를 가지므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
결과적으로, 히터유닛의 열변형시 상기 상부 리프트 핀(510)은 제1 리프트 핀홀(210)을 따라 챔버본체의 측면방향으로 이동하게 된다. 그러면, 상기 중간 리프트 핀(520)은 상기 제1 연결부재(550)를 매개로 회전하게 된다. 이때 상기 하부 리프트 핀(530)은 상기 제2 연결부재(560)를 매개로 상기 중간 리프트 핀(520)의 회전을 허용하게 된다.
본 실시 예 따른 제1 연결부재(550)와 제2 연결부재(560)를 갖는 리프트 핀 어셈블리의 이동과정은 상술한 일 실시 예에 따른 리프트 핀 어셈블리의 이동과정과 실질적으로 유사하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.
10: 기판 100: 챔버본체
110: 상부 프레임 120: 하부프레임
121: 제2 리프트 핀홀 200: 히터유닛
210: 제1 리프트 핀홀 300: 리프트 핀 어셈블리
310: 상부 리프트 핀 320: 중간 리프트 핀
330: 하부 리프트 핀 340: 베이스 리프트 핀
350: 제1 연결부재 351: 제1 조인트 블럭
353: 제1 조인트 핀 360: 제2 연결부재
400: 베이스 유닛

Claims (8)

  1. 기판이 수용되어 처리되는 내부공간이 형성된 챔버본체;
    상기 챔버본체의 내부공간상에 배치되며, 상면에 상기 기판이 안착되되 제1 리프트 핀홀이 형성되어 있는 히터유닛;그리고,
    상기 히터유닛을 상하방향으로 관통하면서 상기 기판을 상하로 이동시키기되, 상기 히터유닛의 열변형 시 상기 제1 리프트 핀홀의 위치이동에 따라 상부영역이 수평방향으로 이동되는 리프트 핀유닛을 갖는 리프트 핀 어셈블리를 포함하며,
    상기 리프트 핀유닛은 상기 제1 리프트 핀홀에 삽입되는 상부 리프트 핀과, 상기 상부 리프트 핀에 대하여 상대이동 가능한 중간 리프트 핀과, 상기 상부 리프트 핀과 상기 중간 리프트 핀을 연결하는 제1 연결부재와, 상기 중간 리프트 핀에 대하여 상대이동 가능한 하부 리프트 핀과, 상기 중간 리프트 핀과 상기 하부 리프트 핀을 연결하는 제2 연결부재를 포함하고,
    상기 제1 연결부재는,
    일측은 상기 상부 리프트 핀과 결합되고, 타측은 상기 중간 리프트 핀과 결합되는 제1 연질튜브;
    상기 제1 연질튜브의 내부에 배치되되 상기 상부 리프트 핀의 하단과 상기 중간 리프트 핀의 상단을 연결하는 볼 하우징; 및
    상기 볼 하우징의 내부공간에 배치되는 복수 개의 베어링 볼;을 포함하는 것을 특징으로 하는 리프트 핀 어셈블리를 갖는 기판처리장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 챔버본체의 하부 프레임에는 상기 리프트 핀유닛이 관통하는 제2 리프트 핀홀이 형성되어 있고, 상기 제2 리프트 핀홀의 직경은 상기 제1 리프트 핀홀의 직경보다 크게 형성되며, 상기 제1 연결부재의 수평방향 이동은 상기 제2 리프트 핀홀 상에서 이동되는 것을 특징으로 하는 리프트 핀 어셈블리를 갖는 기판처리장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 리프트 핀유닛은 상기 하부 리프트 핀과 결합되는 베이스 리프트 핀을 더 포함하며,
    상기 리프트 핀 어셈블리는 상기 베이스 리프트 핀의 상하방향의 이동을 허용하되 수직상태를 유지하도록 하기 위한 리프트 핀 홀더와, 상기 베이스 리프트 핀의 적어도 일부분을 감싸는 신축부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핀 어셈블리를 갖는 기판처리장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 상부 리프트 핀의 직경은 상기 중간 리프트 핀의 직경보다 작고, 상기 중간 리프트 핀의 직경은 상기 하부 리프트 핀의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 리프트 핀 어셈블리를 갖는 기판처리장치.
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