KR102356931B1 - 기판 리프트 기구, 기판 지지기, 및 기판 처리 장치 - Google Patents

기판 리프트 기구, 기판 지지기, 및 기판 처리 장치 Download PDF

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Abstract

하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 리프트 기구에서는, 리프터 핀을 승강시키는 구동 기구가, 리프터 핀의 수평 이동을 허용하도록 리프터 핀을 지지하고 있다. 복수의 벨로우즈가, 리프터 핀을 둘러싸도록 수직 방향을 따라서 배열되어 있다. 복수의 벨로우즈는, 제1 및 제2 벨로우즈를 포함한다. 제1 벨로우즈는, 복수의 벨로우즈 중 가장 위에 마련되어 있다. 제1 벨로우즈는, 고정단인 상단 및 리프터 핀과 함께 수평 이동 가능한 하단을 갖는다. 제2 벨로우즈는, 제1 벨로우즈의 하방에 마련되어 있으며, 리프터 핀의 승강에 연동하여 수직 방향으로 신축 가능하다. 규제 기구가, 제1 벨로우즈의 수직 방향에 있어서의 신축을 규제하고 있다.

Description

기판 리프트 기구, 기판 지지기, 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE LIFT MECHANISM, SUBSTRATE SUPPORTER AND SUBSTRATE TREATMENT APPARATUS}
본 개시의 예시적 실시 형태는, 기판 리프트 기구, 기판 지지기, 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
전자 디바이스(예를 들어 플랫 패널 디스플레이)의 제조에 있어서는 기판 처리 장치가 사용되고 있다. 기판 처리 장치의 일종은, 특허문헌 1에 기재되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 기판 처리 장치는, 챔버 및 기판 적재 기구를 구비하고 있다.
기판 적재 기구는, 서셉터, 리프터 핀, 및 구동부를 포함하고 있다. 서셉터는, 챔버 내에 마련되어 있으며, 그 적재면 위에 적재되는 기판을 지지하도록 구성되어 있다. 리프터 핀은, 그 선단에 있어서 기판을 지지하도록 구성되어 있다. 리프터 핀은, 챔버의 내측으로부터 외측까지 신장되어 있으며, 챔버의 외측에서 구동부에 접속되어 있다. 구동부는, 리프터 핀을 승강시켜, 리프터 핀의 선단을 적재면에 대해서 상방의 위치와 적재면의 하방의 위치 사이에서 이동시킨다. 리프터 핀은, 챔버의 관통 구멍을 통하여 연장되어 있으며, 챔버의 외측에 플랜지를 제공하고 있다. 챔버의 내부 공간의 기밀을 확보하기 위해서, 벨로우즈가, 리프터 핀을 둘러싸도록 플랜지와 챔버의 사이에 마련되어 있다.
일본 특허공개 제2008-60285호 공보
리프터 핀의 수평 이동을 허용하고, 또한, 리프터 핀의 주위 공간을 밀봉하는 복수의 벨로우즈의 전체 길이를 짧게 하는 것이 요구되고 있다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 기판 처리 장치의 챔버 내에 마련된 스테이지의 상면에 대해서 기판을 승강시키기 위한 기판 리프트 기구가 제공된다. 기판 리프트 기구는, 리프터 핀, 구동 기구, 복수의 벨로우즈, 및 규제 기구를 구비한다. 리프터 핀은, 그 선단에서 기판을 지지하도록 구성되어 있다. 구동 기구는, 리프터 핀의 수평 이동을 허용하도록 리프터 핀을 지지하고, 리프터 핀을 승강시키도록 구성되어 있다. 복수의 벨로우즈는, 리프터 핀의 주위 공간을 밀봉하기 위해서 리프터 핀을 둘러싸도록 수직 방향을 따라서 배열되어 있다. 복수의 벨로우즈는, 제1 벨로우즈 및 제2 벨로우즈를 포함한다. 제1 벨로우즈는, 복수의 벨로우즈 중 가장 위에 마련되어 있다. 제1 벨로우즈는, 상단 및 하단을 갖는다. 제1 벨로우즈의 상단은 고정단이다. 제1 벨로우즈의 하단은, 리프터 핀과 함께 수평 이동 가능하다. 제2 벨로우즈는, 제1 벨로우즈의 하방에 마련되어 있다. 제2 벨로우즈는, 리프터 핀의 승강에 연동하여 수직 방향으로 신축 가능하다. 규제 기구는, 제1 벨로우즈의 수직 방향에 있어서의 신축을 규제하도록 구성되어 있다.
하나의 예시적 실시 형태에 따르면, 리프터 핀의 수평 이동을 허용하고, 또한, 리프터 핀의 주위의 공간을 밀봉하는 복수의 벨로우즈의 전체 길이를 짧게 하는 것이 가능해진다.
도 1은, 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는, 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 리프트 기구의 단면도이다.
도 3은, 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 리프트 기구의 단면도이다.
이하, 다양한 예시적 실시 형태에 대하여 설명한다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 기판 처리 장치의 챔버 내에 마련된 스테이지의 상면에 대해서 기판을 승강시키기 위한 기판 리프트 기구가 제공된다. 기판 리프트 기구는, 리프터 핀, 구동 기구, 복수의 벨로우즈, 및 규제 기구를 구비한다. 리프터 핀은, 그 선단에서 기판을 지지하도록 구성되어 있다. 구동 기구는, 리프터 핀의 수평 이동을 허용하도록 리프터 핀을 지지하고, 리프터 핀을 승강시키도록 구성되어 있다. 복수의 벨로우즈는, 리프터 핀의 주위 공간을 밀봉하기 위해서 리프터 핀을 둘러싸도록 수직 방향을 따라서 배열되어 있다. 복수의 벨로우즈는, 제1 벨로우즈 및 제2 벨로우즈를 포함한다. 제1 벨로우즈는, 복수의 벨로우즈 중 가장 위에 마련되어 있다. 제1 벨로우즈는, 상단 및 하단을 갖는다. 제1 벨로우즈의 상단은 고정단이다. 제1 벨로우즈의 하단은, 리프터 핀과 함께 수평 이동 가능하다. 제2 벨로우즈는, 제1 벨로우즈의 하방에 마련되어 있다. 제2 벨로우즈는, 리프터 핀의 승강에 연동하여 수직 방향으로 신축 가능하다. 규제 기구는, 제1 벨로우즈의 수직 방향에 있어서의 신축을 규제하도록 구성되어 있다.
상기 실시 형태의 기판 리프트 기구에서는, 제1 벨로우즈의 하단이 고정단인 상단에 대해서 수평 이동 가능하다. 따라서, 복수의 벨로우즈 중에서의 리프터 핀의 수평 이동이 허용된다. 또한, 상기 실시 형태의 기판 리프트 기구에서는, 제1 벨로우즈의 수직 방향에 있어서의 신축이 규제되어 있으므로, 복수의 벨로우즈를 포함하는 벨로우즈군의 수직 방향에 있어서의 신축은 제2 벨로우즈에 의해 초래된다. 따라서, 제1 벨로우즈의 수직 방향에 있어서의 피치당 스트로크 길이와는 무관계하게, 제2 벨로우즈를 선택할 수 있다. 그러므로, 제2 벨로우즈의 길이를 짧게 할 수 있어, 복수의 벨로우즈의 전체 길이를 짧게 할 수 있다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 규제 기구는, 제1 스토퍼 및 제2 스토퍼를 포함하고 있어도 된다. 이 실시 형태에 있어서, 제1 스토퍼는, 제1 벨로우즈의 수직 방향에 있어서의 축소를 규제하도록 마련된다. 제2 스토퍼는, 제1 벨로우즈의 수직 방향에 있어서의 신장을 규제하도록 마련된다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 제1 벨로우즈의 하단은 플랜지를 포함한다. 제1 스토퍼는, 제1 벨로우즈의 수직 방향에 있어서의 축소를 규제하도록 플랜지의 위 또는 상방에서 연장되어 있어도 된다. 제2 스토퍼는, 제1 벨로우즈의 수직 방향에 있어서의 신장을 규제하도록 플랜지의 아래 또는 하방에서 연장되어 있어도 된다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 제1 벨로우즈의 내경은, 제2 벨로우즈의 내경보다도 커도 된다. 이 실시 형태에 따르면, 리프터 핀의 보다 큰 수평 이동이 허용된다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 제2 벨로우즈의 외경은, 제1 벨로우즈의 외경보다도 작아도 된다. 이 실시 형태에 따르면, 제2 벨로우즈를 구성하는 재료가 삭감된다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 리프터 핀은, 부분적으로, 챔버에 형성된 관통 구멍 및 스테이지에 형성된 관통 구멍 내에서 연장되어 있으며, 스테이지의 열변형에 연동하여 수평 이동 가능하다. 구동 기구는 챔버에 고정되어 있다. 제1 벨로우즈의 상단은, 챔버에 형성된 관통 구멍을 밀봉하도록 챔버에 고정되어 있다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 기판 리프트 기구는, 핀 가이드를 더 구비하고 있어도 된다. 핀 가이드는, 통 형상을 갖고, 스테이지의 하방에서 연장되어 있다. 핀 가이드는, 스테이지에 형성된 관통 구멍에 연결되는 내측 구멍을 제공하고 있다. 핀 가이드는, 스테이지에 고정되어 있다. 리프터 핀은, 핀 가이드의 내측 구멍 내에서 부분적으로 연장되어 있다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 리프터 핀은, 핀 본체 및 기둥 형상의 핀 홀더를 포함하고 있어도 된다. 핀 본체는, 리프터 핀의 선단을 포함하고, 수직 방향을 따라서 연장되어 있다. 핀 홀더는, 핀 본체를 지지하고, 핀 본체로부터 하방으로 연장되어 있다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 구동 기구는, 센터링 유닛, 구동축, 및 구동 장치를 포함하고 있어도 된다. 센터링 유닛은, 리프터 핀의 수평 이동을 허용하도록 리프터 핀을 지지한다. 구동축은, 센터링 유닛의 하방에서 수직 방향을 따라서 연장되어 있다. 구동 장치는, 구동축을 승강시키도록 구성되어 있다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 센터링 유닛은, 베이스 및 테이블을 포함한다. 베이스는, 구동축의 상방에 마련되어 있으며 구동축에 의해 지지되어 있다. 테이블은, 수평 이동 가능하도록 베이스 위에서 지지되어 있다. 리프터 핀의 하단은, 테이블에 고정되어 있다. 제2 벨로우즈의 하단은, 제2 벨로우즈의 하단 개구를 밀봉하도록 테이블에 고정되어 있다.
다른 예시적 실시 형태에 있어서는, 기판 지지기가 제공된다. 기판 지지기는, 스테이지 및 상술한 예시적 실시 형태 중 어느 것의 기판 리프트 기구를 구비한다. 스테이지는, 기판 처리 장치의 챔버 내에 마련된다. 기판 리프트 기구는, 스테이지의 상면에 대해서 기판을 승강시키도록 구성된다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 기판 지지기는, 스테이지 내에 마련된 히터를 더 구비하고 있어도 된다.
또 다른 예시적 실시 형태에 있어서는, 기판 처리 장치가 제공된다. 기판 처리 장치는, 상술한 예시적 실시 형태의 기판 지지기 및 챔버를 구비한다. 기판 지지기의 스테이지는, 챔버의 내부 공간 내에 수용되어 있다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 기판 처리 장치는, 성막 장치여도 된다.
이하, 도면을 참조하여 다양한 예시적 실시 형태에 대하여 상세히 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 동일하거나 또는 상당하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하기로 한다.
도 1은, 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1은, 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 부분적으로 파단하여 나타내고 있다. 도 1에 도시한 기판 처리 장치(1)는, 기판 S에 대한 기판 처리에 있어서 사용되는 장치이다. 일 실시 형태에 있어서, 기판 처리 장치(1)는 성막 장치이다. 기판 처리 장치(1)는, 예를 들어 플랫 패널 디스플레이의 제조에 있어서 사용된다. 기판 S는, 대략 직사각형의 유리 기판일 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.
기판 처리 장치(1)는, 챔버(10) 및 기판 지지기(12)를 구비하고 있다. 챔버(10)는, 내부 공간을 제공하는 용기이다. 챔버(10)는, 대략 각기둥 형상을 가질 수 있다. 챔버(10)는, 예를 들어 알루미늄으로 형성되어 있다. 챔버(10)는, 예를 들어 알루마이트 처리(양극 산화 처리)된 표면을 갖는다.
챔버(10)의 측벽은, 개구(10p)를 제공하고 있다. 기판 S는, 챔버(10)의 내부 공간과 챔버(10)의 외측의 사이에서 반송될 때, 개구(10p)를 통과한다. 기판 처리 장치(1)는, 게이트 밸브(10g)를 더 구비할 수 있다. 게이트 밸브(10g)는, 챔버(10)의 측벽을 따라 마련되어 있다. 게이트 밸브(10g)는, 개구(10p)를 개폐하기 위해서 사용된다.
일 실시 형태에 있어서, 기판 처리 장치(1)는, 가스 샤워(14)를 더 구비할 수 있다. 가스 샤워(14)는, 챔버(10)의 상부 개구를 폐쇄하도록 마련되어 있다. 가스 샤워(14)는, 그 내부에 가스 확산실(14d)을 제공하고 있다. 가스 확산실(14d)에는, 가스 도입 포트(14i)가 접속하고 있다. 가스 도입 포트(14i)에는, 관(16)이 접속되어 있다. 관(16)에는, 가스 소스(18)가, 밸브(20) 및 유량 제어기(22)를 통해 접속되어 있다. 가스 소스(18)는, 기판 처리 장치(1)에 있어서의 기판 처리에서 사용되는 가스의 소스이다. 유량 제어기(22)는, 예를 들어 매스 플로우 컨트롤러이다. 가스 샤워(14)는, 복수의 가스 토출 구멍(14a)을 추가로 제공하고 있다. 복수의 가스 토출 구멍(14a)은, 가스 확산실(14d)로부터 하방으로 연장되어 있으며, 챔버(10)의 내부 공간을 향해서 개구되어 있다. 기판 처리 장치(1)에서는, 가스 소스(18)로부터의 가스는, 가스 확산실(14d)에 도입된다. 가스 확산실(14d)에 도입된 가스는, 복수의 가스 토출 구멍(14a)으로부터 챔버(10)의 내부 공간으로 토출된다.
챔버(10)는 저부(10b)를 갖는다. 저부(10b)에는, 1개 이상의 배기 구멍(10e)이 형성되어 있다. 기판 처리 장치(1)는, 1개 이상의 배기 유닛(24)을 더 구비하고 있다. 도시된 예에서는, 복수의 배기 구멍(10e)이 저부(10b)에 형성되어 있으며, 기판 처리 장치(1)는 복수의 배기 유닛(24)을 구비하고 있다. 1개 이상의 배기 유닛(24)의 각각은, 관(26), 압력 조정기(28), 및 배기 장치(30)를 포함하고 있다. 관(26)은, 대응하는 배기 구멍(10e)에 접속되어 있다. 관(26)에는, 압력 조정기(28)를 통해 배기 장치(30)가 접속되어 있다. 압력 조정기(28)는, 예를 들어 자동 압력 조정 밸브이다. 배기 장치(30)는, 드라이 펌프, 터보 분자 펌프와 같은 1개 이상의 감압 펌프를 포함한다.
기판 지지기(12)는, 스테이지(40) 및 1개 이상의 기판 리프트 기구(50)를 갖고 있다. 스테이지(40)는, 챔버(10)의 내부 공간 내에 수용되어 있다. 스테이지(40)는, 스페이서(42)를 통해 챔버(10)의 저부 위에 마련되어 있다. 스페이서(42)는, 예를 들어 절연체로 형성되어 있다. 스테이지(40)는, 예를 들어 알루미늄으로 형성되어 있다. 스테이지(40)는, 그 위에 기판이 적재되는 상면을 갖고 있다. 기판 처리 장치(1)에서는, 기판 S는, 스테이지(40)의 상면의 위에 적재된 상태에서 처리된다. 일 실시 형태에 있어서, 스테이지(40)의 내부에는, 히터 HT가 마련되어 있어도 된다. 히터 HT는, 저항 가열 소자일 수 있다.
1개 이상의 기판 리프트 기구(50)는, 스테이지(40)의 상면에 대해서 기판 S를 승강시키도록 구성되어 있다. 1개 이상의 기판 리프트 기구(50)의 각각은, 리프터 핀(52)을 갖는다. 1개 이상의 기판 리프트 기구(50)의 각각은, 리프터 핀(52)의 선단(상단)을 제1 위치와 제2 위치의 사이에서 이동시키도록, 리프터 핀(52)을 승강시킨다. 제1 위치는, 스테이지(40)의 상면에 대해서 상방의 위치이다. 제2 위치는, 스테이지(40)의 상면과 동일한 수평 레벨이나 스테이지(40)의 상면에 대해서 하방의 위치이다. 리프터 핀(52)의 선단이 제1 위치에 있을 때에는, 기판 S는 스테이지(40)의 상면에 대해서 상방에 위치한다. 리프터 핀(52)의 선단이 제1 위치에 있을 때에는, 반송 장치와 리프터 핀(52)의 선단의 사이에서 기판 S가 전달된다. 리프터 핀(52)의 선단이 제2 위치에 있을 때에는, 기판 S는 스테이지(40)의 상면의 위에 배치된다.
일 실시 형태에 있어서, 기판 처리 장치(1)는, 제어부 CU를 더 구비할 수 있다. 제어부 CU는, CPU와 같은 프로세서, 메모리와 같은 기억 장치, 키보드와 같은 입력 장치, 표시 장치 등을 갖는 컴퓨터 장치일 수 있다. 제어부 CU는, 기억 장치에 기억되어 있는 제어 프로그램을 프로세서에 의해 실행하고, 기억 장치에 기억되어 있는 레시피 데이터에 따라서 기판 처리 장치(1)의 각 부를 제어하도록 구성되어 있다.
기판 처리 장치(1)가 복수의 기판 리프트 기구(50)를 구비하는 경우에는, 이들 기판 리프트 기구(50)는 동일한 구성을 가질 수 있다. 따라서, 이하에서는, 하나의 기판 리프트 기구(50)에 대하여 상세히 설명한다. 이하의 설명에서는, 도 1에 추가하여, 도 2 및 도 3을 참조한다. 도 2 및 도 3의 각각은, 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 리프트 기구의 단면도이다.
기판 리프트 기구(50)는, 상술한 리프터 핀(52), 구동 기구(54), 복수의 벨로우즈(56), 및 규제 기구(58)를 구비하고 있다. 리프터 핀(52)은, 대략 원기둥 형상을 갖고 있으며, 수직 방향을 따라서 연장되어 있다. 리프터 핀(52)은, 상술한 바와 같이, 그 선단(상단)에서 기판 S를 지지하도록 구성되어 있다.
일 실시 형태에 있어서, 리프터 핀(52)은, 핀 본체(52m) 및 핀 홀더(52a)를 포함하고 있다. 핀 본체(52m)는, 대략 원기둥 형상을 갖고 있다. 핀 본체(52m)는, 수직 방향을 따라서 연장되어 있다. 핀 본체(52m)는, 리프터 핀(52)의 선단을 제공하고 있다. 핀 홀더(52a)는, 대략 원기둥 형상을 갖고 있다. 핀 홀더(52a)는, 핀 본체(52m)를 지지하고 있으며, 핀 본체(52m)로부터 하방으로 연장되어 있다.
챔버(10)의 저부(10b)에는, 수직 방향을 따라서 연장되는 관통 구멍(10h)이 형성되어 있다. 또한, 스테이지(40)에는, 수직 방향을 따라서 연장되는 관통 구멍(40h)이 형성되어 있다. 일 실시 형태에 있어서, 기판 리프트 기구(50)는, 핀 가이드(60)를 더 구비하고 있다. 핀 가이드(60)는, 대략 원통 형상의 부재이다. 핀 가이드(60)는, 그 내측 구멍이 관통 구멍(40h)에 연결되도록, 스테이지(40)에 고정되어 있다. 핀 가이드(60)는, 스테이지(40)로부터 하방으로 연장되어 있다. 예를 들어 핀 가이드(60)의 하단은, 관통 구멍(10h)의 상하의 개구단의 사이에 위치하고 있다. 관통 구멍(10h)은, 핀 가이드(60)의 수평 이동이 발생해도 핀 가이드(60) 및 리프터 핀(52)에 간섭하지 않도록 설정된 사이즈를 갖고 있다. 또한, 핀 가이드(60)의 수평 이동은, 예를 들어 스테이지(40)의 열변형(예를 들어 열팽창)에 의해 발생할 수 있다.
리프터 핀(52)은, 부분적으로, 관통 구멍(10h) 및 관통 구멍(40h) 내에서 연장되어 있다. 일 실시 형태에 있어서는, 리프터 핀(52)은, 부분적으로 핀 가이드(60) 내에서도 연장되어 있다. 구체적으로, 핀 본체(52m)는, 관통 구멍(40h) 및 핀 가이드(60)의 내측 구멍 내에서 수직 방향을 따라서 연장되어 있다. 핀 본체(52m)는, 관통 구멍(40h) 및 핀 가이드(60)의 내측 구멍 내에서 승강 가능하다. 핀 홀더(52a)의 상단 부분은, 핀 가이드(60)의 내측 구멍 내에서 연장되어 있다. 핀 홀더(52a)는, 챔버(10)의 저부(10b)의 하방으로 연장되어 있다. 핀 홀더(52a)의 상단 부분은, 핀 가이드(60)의 내측 구멍 내에서 승강 가능하다.
구동 기구(54)는, 챔버(10)에, 예를 들어 저부(10b)에 고정되어 있다. 구동 기구(54)는, 리프터 핀(52)의 수평 이동을 허용하도록 리프터 핀(52)을 지지하고 있다. 구동 기구(54)는, 리프터 핀을 승강시키도록 구성되어 있다. 일 실시 형태에 있어서, 구동 기구(54)는, 센터링 유닛(62), 구동축(64), 및 구동 장치(66)를 포함하고 있다.
센터링 유닛(62)은, 리프터 핀(52)의 하단을 지지하고 있다. 센터링 유닛(62)은, 리프터 핀(52)의 수평 이동을 허용하도록 리프터 핀(52)을 지지하고 있다. 센터링 유닛(62)은, 예를 들어 베이스(62b) 및 테이블(62t)을 갖는다. 테이블(62t)은, 베이스(62b) 위에 마련되어 있다. 리프터 핀(52)의 하단은, 테이블(62t)에 고정되어 있다. 테이블(62t)은, 수평 이동 가능하도록 베이스(62b) 위에 지지되어 있다. 리프터 핀(52)의 수평 이동을 초래하는 힘이 리프터 핀(52)에 가해지면, 리프터 핀(52)에 연동하여 베이스(62b) 위의 기준 위치에 대한 테이블(62t)의 수평 이동이 발생한다. 테이블(62t)은, 리프터 핀(52)의 수평 이동을 초래하는 힘이 리프터 핀(52)에 대해서 가해지지 않은 경우에는, 베이스(62b) 위의 기준 위치로 복귀한다. 테이블(62t)의 기준 위치의 복귀는, 예를 들어 마그네트의 자력 및/또는 탄성 부재의 복원력에 의해 실현된다.
구동축(64)은, 센터링 유닛(62)의 베이스(62b)의 하방에서 수직 방향을 따라서 연장되어 있다. 구동축(64)은, 센터링 유닛(62), 구체적으로는 베이스(62b)를 지지하고 있다. 구동축(64)은, 그 하방에 마련된 구동 장치(66)에 접속되어 있다. 구동 장치(66)는, 구동축(64)을 승강시키도록 구성되어 있다. 구동 장치(66)는, 예를 들어 모터를 포함할 수 있다. 구동 장치(66)가 구동축(64)을 승강시키면, 센터링 유닛(62)을 통해 리프터 핀(52)이 승강한다.
일 실시 형태에 있어서, 구동 기구(54)는, 복수의 축(68) 및 테이블(70)을 더 구비할 수 있어도 된다. 복수의 축(68)은, 예를 들어 리니어 축이다. 복수의 축(68)은, 서로 평행하게, 수직 방향을 따라서 연장되어 있다. 복수의 축(68)은, 리프터 핀(52)의 주위로 배열되어 있다. 복수의 축(68)의 상단은, 부재(72)를 통해 챔버(10)의 저부(10b)에 고정되어 있다. 부재(72)는, 링 형상의 판재이며, 리프터 핀(52)을 둘러싸도록 배치되어 있다. 복수의 축(68)의 하단은, 부재(74)에 고정되어 있다. 부재(74)는, 링 형상의 판재이며, 구동축(64)을 둘러싸도록 배치되어 있다. 구동 장치(66)는, 부재(74)의 하방에 마련되어 있다.
테이블(70)은, 복수의 축(68)을 따라서 상하로 슬라이드 가능하도록 구성되어 있다. 일 실시 형태에서는, 테이블(70)은, 복수의 베어링을 가질 수 있다. 복수의 베어링의 각각은, 미끄럼 베어링 또는 볼 베어링일 수 있다. 복수의 축(68)의 각각은, 대응하는 베어링 중에서 부분적으로 연장되어 있다. 이 실시 형태에서는, 복수의 베어링이 복수의 축(68)을 따라서 매끄럽게 이동하므로, 테이블(70)의 원활한 직선 운동이 실현된다. 센터링 유닛(62)은, 테이블(70) 위에 마련되어 있다. 센터링 유닛(62)의 베이스(62b)는, 테이블(70)에 고정되어 있다. 구동축(64)의 상단은, 조인트(76)를 통해 테이블(70)에 고정되어 있다. 구동축(64)은, 테이블(70)보다도 하방에서, 수직 방향을 따라서 연장되어 있다.
복수의 벨로우즈(56)는, 챔버(10)의 저부(10b)의 하방에 마련되어 있다. 복수의 벨로우즈(56)는, 리프터 핀(52)의 주위 공간을 밀봉하기 위해서, 리프터 핀(52)을 둘러싸도록 수직 방향을 따라서 배열되어 있다. 복수의 벨로우즈(56)는, 챔버(10)의 저부(10b)의 관통 구멍(10h)을 밀봉하여, 챔버(10)의 내부 공간의 기밀을 확보한다. 복수의 벨로우즈(56)는, 제1 벨로우즈(561) 및 1개 이상의 제2 벨로우즈(562)를 포함하고 있다. 도시된 예에서는, 복수의 벨로우즈(56)는, 복수의 제2 벨로우즈(562)를 포함하고 있다.
제1 벨로우즈(561)는, 복수의 벨로우즈(56) 중 가장 위에 마련되어 있다. 제1 벨로우즈(561)는, 상단(561a) 및 하단(561b)을 갖는다. 제1 벨로우즈(561)의 상단(561a)은 고정단이며, 챔버(10)의 저부(10b)에 고정되어 있다. 제1 벨로우즈(561)의 상단(561a)은, 예를 들어 플랜지이며, 링 형상을 갖고 있다. 제1 벨로우즈(561)의 상단(561a)은, 챔버(10)의 관통 구멍(10h)을 밀봉하도록, 챔버(10)의 저부(10b)에 고정되어 있다. 제1 벨로우즈(561)의 상단(561a)과 챔버(10)의 저부(10b)의 사이에는, O링과 같은 밀봉 부재가 마련되어 있어도 된다.
제1 벨로우즈(561)의 하단(561b)은, 리프터 핀(52)과 함께 수평 이동 가능하다. 제1 벨로우즈(561)의 하단(561b)은, 예를 들어 플랜지이며, 링 형상을 갖고 있다. 일 실시 형태에 있어서는, 구동 기구(54)는, 가이드(78)를 더 갖는다. 가이드(78)는 베어링을 갖는다. 가이드(78)의 베어링은, 미끄럼 베어링 또는 볼 베어링일 수 있다. 리프터 핀(52), 구체적으로는 핀 홀더(52a)는, 가이드(78)의 베어링의 내측 구멍을 통하여 연장되어 있다. 제1 벨로우즈(561)의 하단(561b)은, 가이드(78) 위에 마련되어 있으며, 가이드(78)에 고정되어 있다. 제1 벨로우즈(561)의 하단(561b)과 가이드(78)의 사이에는, O링과 같은 밀봉 부재가 마련되어 있어도 된다. 도 2에 도시한 리프터 핀(52)의 수평 이동이 발생하면, 리프터 핀(52) 및 가이드(78)와 함께 제1 벨로우즈(561)의 하단(561b)의 수평 이동이, 도 3에 도시한 바와 같이 발생한다.
1개 이상의 제2 벨로우즈(562)는, 제1 벨로우즈(561)의 하방에 마련되어 있다. 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 1개 이상의 제2 벨로우즈(562)는, 리프터 핀(52)의 승강에 연동하여 수직 방향으로 신축 가능하다. 1개 이상의 제2 벨로우즈(562)의 각각은, 그 전체가 리프터 핀(52)과 함께 수평 이동 가능하도록 구성되어 있다. 즉, 1개 이상의 제2 벨로우즈(562)의 각각은, 그 상단과 하단의 사이에서 수평 방향의 변위량의 차를 발생시키지 않고, 수평 이동 가능하다.
1개 이상의 제2 벨로우즈(562)의 상단(562a)은, 가이드(78)에 고정되어 있다. 상단(562a)은, 예를 들어 플랜지이며, 링 형상을 갖고 있다. 제2 벨로우즈(562)의 상단(562a)과 가이드(78)의 사이에는, O링과 같은 밀봉 부재가 마련되어 있어도 된다. 또한, 복수의 벨로우즈(56)가 복수의 제2 벨로우즈(562)를 포함하는 경우에는, 상단(562a)은 복수의 제2 벨로우즈(562) 중 가장 위에 마련된 제2 벨로우즈의 상단이다. 복수의 벨로우즈(56)가 복수의 제2 벨로우즈(562)를 포함하는 경우에는, 수직 방향을 따라서 인접하는 제2 벨로우즈(562) 사이에는 가이드(562g)가 마련될 수 있다.
1개 이상의 제2 벨로우즈(562)의 하단(562b)은, 그 하단 개구를 폐쇄하도록 센터링 유닛(62)의 테이블(62t)에 고정되어 있다. 하단(562b)은, 예를 들어 플랜지이며, 링 형상을 갖고 있다. 제2 벨로우즈(562)의 하단(562b)과 테이블(62t)의 사이에는, O링과 같은 밀봉 부재가 마련되어 있어도 된다. 또한, 복수의 벨로우즈(56)가 복수의 제2 벨로우즈(562)를 포함하는 경우에는, 하단(562b)은 복수의 제2 벨로우즈(562) 중 가장 아래에 마련된 제2 벨로우즈의 하단이다. 다른 실시 형태에 있어서, 제2 벨로우즈(562)의 하단(562b)은, 테이블(62t)과는 별도의 부재에 직접적으로 고정되어 있어도 되고, 당해 별도의 부재를 통해 테이블(62t)에 간접적으로 고정되어 있어도 된다. 이 별도의 부재에는, 핀 홀더(52a)가, 수직으로 연장되도록 용접 등으로 고정되어 있다. O링과 같은 밀봉 부재는, 이 별도의 부재와 제2 벨로우즈(562)의 하단(562b)의 사이에 마련되어 있어도 된다. 이 별도의 부재는, 플랜지 형상을 갖고 있어도 된다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 일 실시 형태에 있어서는, 제1 벨로우즈(561)의 내경은, 제2 벨로우즈(562)의 내경보다도 커도 된다. 일 실시 형태에 있어서는, 제2 벨로우즈(562)의 외경은, 제1 벨로우즈(561)의 외경보다도 작아도 된다.
규제 기구(58)는, 제1 벨로우즈(561)의 수직 방향에 있어서의 신축을 규제하도록 구성되어 있다. 일 실시 형태에 있어서, 규제 기구(58)는, 제1 스토퍼(581) 및 제2 스토퍼(582)를 포함하고 있어도 된다. 제1 스토퍼(581)는, 제1 벨로우즈(561)의 수직 방향에 있어서의 축소를 규제하도록 마련되어 있다. 제2 스토퍼(582)는, 제1 벨로우즈(561)의 수직 방향에 있어서의 신장을 규제하도록 마련되어 있다.
일 실시 형태에 있어서, 제1 스토퍼(581)는, 제1 벨로우즈(561)의 수직 방향에 있어서의 축소를 규제하도록 제1 벨로우즈(561)의 하단(561b)의 플랜지의 위 또는 상방에서 연장되어 있다. 일례에 있어서, 제1 스토퍼(581)는, 기둥 형상의 부재이다. 제1 스토퍼(581)의 상단은, 제1 벨로우즈(561)의 상단(561a)의 플랜지에 고정되어 있다. 제1 스토퍼(581)는, 제1 벨로우즈(561)의 측방의 영역에서, 수직 방향을 따라서 연장되어 있다. 제1 스토퍼(581)의 하단은, 제1 벨로우즈(561)의 하단(561b)의 플랜지에 대면 또는 맞닿아 있다. 또한, 제1 스토퍼(581)의 상단은, 챔버(10)의 저부(10b)에 고정되어 있어도 된다. 또한, 제1 스토퍼(581)의 하단에는, 제1 스토퍼(581)에 대한 제1 벨로우즈(561)의 하단(561b)의 원활한 수평 이동을 위해서, 볼 베어링 또는 볼 트랜스퍼 유닛이 마련되어 있어도 된다.
일 실시 형태에 있어서, 제2 스토퍼(582)는, 제1 벨로우즈(561)의 수직 방향에 있어서의 신장을 규제하도록 제1 벨로우즈(561)의 하단(561b)의 플랜지의 아래 또는 하방에서 연장되어 있다. 일례에 있어서, 제2 스토퍼(582)는, L자형의 단면 형상을 갖는 부재이다. 제2 스토퍼(582)의 상단은, 제1 벨로우즈(561)의 상단(561a)의 플랜지에, 직접적으로 또는 간접적으로 고정되어 있다. 도시된 예에서는, 제2 스토퍼(582)의 상단은, 부재(72) 및 챔버(10)의 저부(10b)를 통해, 제1 벨로우즈(561)의 상단(561a)의 플랜지에 고정되어 있다. 제2 스토퍼(582)는, 제1 벨로우즈(561)의 측방의 영역에서, 수직 방향을 따라서 연장되고, 또한, 제1 벨로우즈(561)의 하단(561b)의 플랜지의 아래 또는 하방에서, 수평 방향으로 연장되어 있다. 일례에 있어서, 제2 스토퍼(582)의 하단은, 가이드(78)의 하면에 대면 또는 맞닿아 있다. 제2 스토퍼(582)의 하단에는, 제2 스토퍼(582)에 대한 제1 벨로우즈(561)의 하단(561b) 또는 가이드(78)의 원활한 수평 이동을 위해서, 볼 베어링 또는 볼 트랜스퍼 유닛이 마련되어 있어도 된다.
이상 설명한 기판 리프트 기구(50)에서는, 제1 벨로우즈(561)의 하단(561b)이, 고정단인 상단(561a)에 대하여 수평 이동 가능하다. 따라서, 복수의 벨로우즈(56) 중에서의 리프터 핀(52)의 수평 이동이 허용된다. 또한, 기판 리프트 기구(50)에서는, 제1 벨로우즈(561)의 수직 방향에 있어서의 신축이 규제되어 있으므로, 복수의 벨로우즈(56)를 포함하는 벨로우즈군의 수직 방향에 있어서의 신축은 제2 벨로우즈(562)에 의해 초래된다. 따라서, 제1 벨로우즈(561)의 수직 방향에 있어서의 피치당 스트로크 길이와는 무관하게, 제2 벨로우즈(562)를 선택할 수 있다. 그러므로, 제2 벨로우즈(562)의 길이를 짧게 할 수 있어, 복수의 벨로우즈(56)의 전체 길이를 짧게 할 수 있다.
또한, 복수의 벨로우즈(56)의 전체 길이를 짧게 할 수 있으므로, 복수의 축(68)의 각각의 길이를 짧게 할 수 있다. 그 결과, 복수의 축(68)의 강성을 향상시킬 수 있다. 또한, 복수의 벨로우즈(56)의 전체 길이를 짧게 할 수 있으므로, 챔버(10)의 저부(10b)의 하방에 있어서 1개 이상의 기판 리프트 기구(50)가 차지하는 스페이스가 적어진다.
또한, 제2 벨로우즈(562)의 각각은, 그 상단과 하단의 사이에서 수평 방향의 변위량의 차를 발생시키지 않고, 리프터 핀(52)과 함께 수평 이동 가능하다. 따라서, 제2 벨로우즈(562)의 내부에서의 리프터 핀(52)의 상대적인 수평 이동을 고려할 필요가 없다. 그러므로, 제2 벨로우즈(562)의 직경을 작게 할 수 있다.
일 실시 형태에 있어서는, 상술한 바와 같이, 제1 벨로우즈(561)의 내경은, 제2 벨로우즈(562)의 내경보다도 크다. 이 실시 형태에 따르면, 리프터 핀(52)의보다 큰 수평 이동이 허용된다.
일 실시 형태에 있어서는, 상술한 바와 같이, 제2 벨로우즈(562)의 외경은, 제1 벨로우즈(561)의 외경보다도 작다. 이 실시 형태에 따르면, 제2 벨로우즈(562)를 구성하는 재료가 삭감된다.
이상, 다양한 예시적 실시 형태에 대하여 설명해 왔지만, 상술한 예시적 실시 형태로 한정되지 않고, 다양한 생략, 치환, 및 변경이 이루어져도 된다. 또한, 다른 실시 형태에 있어서의 요소를 조합해서 다른 실시 형태를 형성하는 것이 가능하다.
예를 들어, 기판 처리 장치(1)는, 다른 기판 처리를 행하도록 구성된 장치여도 된다. 그러한 기판 처리로서는, 플라스마 에칭이 예시된다. 즉, 기판 처리 장치(1)는, 플라스마 에칭 장치여도 된다. 기판 처리 장치(1)는, 플라스마 에칭 장치인 경우에는, 스테이지에 전기적으로 접속된 고주파 전원 및 정합기를 구비할 수 있다. 이 예에 있어서, 가스 샤워(14)는 용량 결합형 플라스마 에칭 장치의 상부 전극을 구성한다. 이 예에 있어서, 가스 샤워(14) 및 챔버(10)는, 전기적으로 접지될 수 있다. 다른 예에서는, 기판 처리 장치(1)는, 유도 결합형 플라스마 에칭 장치여도 된다.
이상의 설명으로부터, 본 개시의 다양한 실시 형태는, 설명의 목적으로 본 명세서에서 설명되어 있으며, 본 개시의 범위 및 주지로부터 일탈하지 않고 다양한 변경을 이룰 수 있음이 이해될 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시한 다양한 실시 형태는 한정하는 것을 의도하지 않고, 진정한 범위와 주지는, 첨부의 청구범위에 의해 설명된다.

Claims (14)

  1. 기판 처리 장치의 챔버 내에 마련된 스테이지의 상면에 대해서 기판을 승강시키기 위한 기판 리프트 기구이며,
    그 선단에서 기판을 지지하도록 구성된 리프터 핀과,
    상기 리프터 핀의 수평 이동을 허용하도록 해당 리프터 핀을 지지하고, 해당리프터 핀을 승강시키도록 구성된 구동 기구와,
    상기 리프터 핀의 주위의 공간을 밀봉하기 위해서 상기 리프터 핀을 둘러싸도록 수직 방향을 따라서 배열된 복수의 벨로우즈이며,
    해당 복수의 벨로우즈 중 가장 위에 마련되어 있으며, 고정단인 상단 및 상기 리프터 핀과 함께 수평 이동 가능한 하단을 갖는 제1 벨로우즈와,
    상기 제1 벨로우즈의 하방에 마련되어 있으며, 상기 리프터 핀의 승강에 연동하여 수직 방향으로 신축 가능한 제2 벨로우즈를
    포함하는, 해당 복수의 벨로우즈와,
    상기 제1 벨로우즈의 수직 방향에 있어서의 신축을 규제하도록 구성된 규제 기구를
    구비하는, 기판 리프트 기구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 규제 기구는,
    상기 제1 벨로우즈의 수직 방향에 있어서의 축소를 규제하도록 마련된 제1 스토퍼와,
    상기 제1 벨로우즈의 수직 방향에 있어서의 신장을 규제하도록 마련된 제2 스토퍼를
    포함하는, 기판 리프트 기구.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 벨로우즈의 상기 하단은, 플랜지를 포함하고,
    상기 제1 스토퍼는, 상기 제1 벨로우즈의 수직 방향에 있어서의 축소를 규제하도록 상기 플랜지의 위 또는 상방에서 연장되고,
    상기 제2 스토퍼는, 상기 제1 벨로우즈의 수직 방향에 있어서의 신장을 규제하도록 상기 플랜지의 아래 또는 하방에서 연장되는, 기판 리프트 기구.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 벨로우즈의 내경은, 상기 제2 벨로우즈의 내경보다도 큰, 기판 리프트 기구.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 벨로우즈의 외경은, 상기 제1 벨로우즈의 외경보다도 작은, 기판 리프트 기구.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리프터 핀은, 부분적으로, 상기 챔버에 형성된 관통 구멍 및 상기 스테이지에 형성된 관통 구멍 내에서 연장되어 있으며, 상기 스테이지의 열변형에 연동하여 수평 이동 가능하고,
    상기 구동 기구는 상기 챔버에 고정되고,
    상기 제1 벨로우즈의 상기 상단은, 상기 챔버에 형성된 상기 관통 구멍을 밀봉하도록 상기 챔버에 고정되는, 기판 리프트 기구.
  7. 제6항에 있어서,
    통 형상을 갖고, 상기 스테이지의 하방에서 연장되고, 상기 스테이지에 형성된 상기 관통 구멍에 연결되는 내측 구멍을 제공하는 핀 가이드를 더 구비하고,
    상기 핀 가이드는, 상기 스테이지에 고정되어 있으며,
    상기 리프터 핀은, 상기 핀 가이드의 내측 구멍 내에서 부분적으로 연장되어 있는, 기판 리프트 기구.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리프터 핀은, 핀 본체 및 기둥 형상의 핀 홀더를 포함하고,
    상기 핀 본체는, 상기 선단을 포함하고, 수직 방향을 따라서 연장되어 있으며,
    상기 핀 홀더는, 상기 핀 본체를 지지하고, 상기 핀 본체로부터 하방으로 연장되는, 기판 리프트 기구.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동 기구는,
    상기 리프터 핀의 수평 이동을 허용하도록 해당 리프터 핀을 지지하는 센터링 유닛과,
    상기 센터링 유닛의 하방에서 수직 방향을 따라서 연장되는 구동축과,
    상기 구동축을 승강시키도록 구성된 구동 장치를
    포함하는, 기판 리프트 기구.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 센터링 유닛은,
    상기 구동축의 상방에 마련되어 있으며 해당 구동축에 의해 지지된 베이스와,
    수평 이동 가능하도록 상기 베이스 위에서 지지된 테이블을
    포함하고,
    상기 리프터 핀의 하단은, 상기 테이블에 고정되어 있으며,
    상기 제2 벨로우즈의 하단은, 해당 제2 벨로우즈의 하단 개구를 폐쇄하도록 상기 테이블에 고정되어 있는, 기판 리프트 기구.
  11. 기판 처리 장치의 챔버 내에 마련된 스테이지와,
    제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 기판 리프트 기구이며, 상기 스테이지의 상면에 대해서 기판을 승강시키도록 구성된, 해당 기판 리프트 기구를
    구비하는, 기판 지지기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 스테이지 내에 마련된 히터를 더 구비하는, 기판 지지기.
  13. 제11항에 기재된 기판 지지기와,
    그 내부 공간 내에, 상기 기판 지지기의 상기 스테이지를 수용하는 챔버를
    구비하는, 기판 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    성막 장치인, 기판 처리 장치.
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