KR102411880B1 - Sealing device capable of linear motion and processing apparatus for semiconductor substrate using the same - Google Patents

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Abstract

직선운동 밀폐장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른, 반도체 기판을 로딩하는 서셉터를 승하강 시키면서 상기 반도체 기판을 처리하는 챔버에 장착되는 직선운동 밀폐장치는, 상기 챔버에 연결되는 중공의 하우징; 상기 하우징 내에 수용되고, 일단이 상기 챔버의 벽체를 관통하여 상기 서셉터에 연결되어 상기 서셉터를 승하강시키는 샤프트; 및 상기 하우징과 상기 샤프트 사이의 간극을 밀봉하도록 상기 하우징 내에 배치되되 상기 샤프트가 상기 하우징 내에서 직선운동 시에도 밀봉을 수행하는 복수의 씰을 구비하는 씰링부;를 포함한다.A linear motion obturator is disclosed. According to an embodiment of the present invention, a linear motion sealing device mounted to a chamber for processing a semiconductor substrate while raising and lowering a susceptor for loading a semiconductor substrate includes: a hollow housing connected to the chamber; a shaft accommodated in the housing, one end penetrating the wall of the chamber and connected to the susceptor to elevate the susceptor; and a sealing unit disposed in the housing to seal a gap between the housing and the shaft, the sealing unit having a plurality of seals that seal even when the shaft moves linearly within the housing.

Description

직선운동 밀폐장치 및 이를 이용하는 반도체 기판처리장치{SEALING DEVICE CAPABLE OF LINEAR MOTION AND PROCESSING APPARATUS FOR SEMICONDUCTOR SUBSTRATE USING THE SAME}Linear motion sealing device and semiconductor substrate processing device using the same

본 발명은 직선운동하는 샤프트의 밀폐장치 및 이를 이용하는 반도체 기판처리장치에 관한 것으로, 샤프트와 하우징의 사이로 유체가 누설되는 것을 방지하는 직선운동 밀폐장치와, 이를 구비하는 반도체 기판처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a linear motion sealing device for a shaft and a semiconductor substrate processing apparatus using the same, and to a linear motion sealing device for preventing fluid from leaking between a shaft and a housing, and a semiconductor substrate processing apparatus having the same.

반도체 기판처리장치들은 집적회로들의 대량 생산을 위해 사용된다. 반도체 웨이퍼나 글래스 등의 기판상에 소정 두께의 박막을 증착하기 위해서 스퍼터링(Sputtering)과 같은 물리 기상 증착법(PVD; Physical Vapor Deposition)과, 화학 반응을 이용하는 화학 기상 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition) 등이 이용된다. 화학 기상 증착법으로는 상압 화학 기상증착법(APCVD; Atmospheric Pressure CVD), 저압 화학 기상 증착법(LPCVD; Low Pressure CVD), 플라즈마 유기 화학 기상 증착법(Plasma Enhanced CVD)등이 있다. 또한, 반도체 웨이퍼의 성막처리, 산화처리, 어닐링 및 불순물의 확산처리를 위해서, 기판의 열처리를 위한 퍼니스(Furnace) 장비가 사용하고 있다.BACKGROUND Semiconductor substrate processing apparatuses are used for mass production of integrated circuits. Physical vapor deposition (PVD), such as sputtering, to deposit a thin film of a predetermined thickness on a substrate such as a semiconductor wafer or glass, and chemical vapor deposition (CVD) using a chemical reaction, etc. this is used Chemical vapor deposition methods include atmospheric pressure chemical vapor deposition (APCVD), low pressure chemical vapor deposition (LPCVD), plasma organic chemical vapor deposition (Plasma Enhanced CVD), and the like. In addition, furnace equipment for heat treatment of a substrate is used for film formation, oxidation, annealing, and impurity diffusion treatment of a semiconductor wafer.

한편, 반도체 공정 중 식각(에칭, Etching) 공정은 회로의 패턴 중 필요한 부분만 남기고 불필요한 부분을 제거하는 공정이다. 식각 공정에서는, 액체 또는 기체를 사용하여 반도체 기판의 부식을 진행하여 불필요한 부분을 없앤다. 이러한 식각 공정은 크게, 건식 식각 공정과 습식 식각 공정으로 나눌 수 있는데, 최근에는 수율의 증대와 극미세 회로 식각을 위하여 건식 식각을 보다 많이 사용하고 있다. 건식 식각은 흔히 플라즈마(Plasma) 식각이라고도 불리는데, 진공 챔버 내에 가스를 주입한 후 전기에너지를 공급하여 플라즈마 상태를 조성한다.Meanwhile, in the semiconductor process, an etching (etching) process is a process of removing unnecessary parts while leaving only necessary parts of the circuit pattern. In the etching process, the semiconductor substrate is etched using a liquid or gas to remove unnecessary portions. Such an etching process can be largely divided into a dry etching process and a wet etching process. Recently, dry etching is more widely used to increase yield and etch ultra-fine circuits. Dry etching is often called plasma etching, and after gas is injected into a vacuum chamber, electric energy is supplied to create a plasma state.

이러한 플라즈마 식각 장치에서, 서셉터는 반도체 기판을 안착하기 위하여 승하강을 하게 된다. 종래에는 서셉터를 승하강 시키기 위하여 벨로우즈와 별도의 승강 로드를 사용하였다. 벨로우즈는 용접에 의해 제작되기 때문에 장시간 사용시 크랙이 발생하여 기밀을 유지할 수 없게 된다. 또한, 벨로우즈 크랙이 발생하게 되면, 파티클의 발생으로 챔버 내에 오염이 발생할 수 있는 문제가 있다.In such a plasma etching apparatus, the susceptor moves up and down to seat the semiconductor substrate. Conventionally, in order to elevate the susceptor, a bellows and a separate elevating rod were used. Since bellows are manufactured by welding, cracks occur when used for a long time, making it impossible to maintain airtightness. In addition, when bellows cracks occur, there is a problem that contamination may occur in the chamber due to the generation of particles.

본 발명의 실시예의 목적은, 벨로우즈와 승하강 로드를 별도로 필요로 하지 않아 구조를 매우 간결하고 단순하게 할 수 있으면서, 밀폐기능과 승하강 기능이 통합된 직선운동 밀폐장치와 이를 이용하는 반도체 기판처리장치를 제공하는 것이다.An object of an embodiment of the present invention is to make the structure very concise and simple by not requiring a bellows and elevating rod separately, and a linear motion sealing device with an integrated sealing function and an elevating function and a semiconductor substrate processing apparatus using the same is to provide

또한, 별도의 윤활유의 공급이 필요치 않는 직선운동 밀폐장치와 이를 이용하는 반도체 기판처리장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a linear motion sealing device that does not require a separate lubricating oil supply and a semiconductor substrate processing device using the same.

또한, 직선운동 밀폐장치의 진동을 최소화하고, 챔버로부터의 파티클과 같은 이물질이 상기 직선운동 밀폐장치 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있고, 상기 직선운동 밀폐장치로부터의 이물질이 상기 챔버로 유출되는 것을 방지하는 것이다.In addition, it is possible to minimize the vibration of the linear motion closure device, prevent foreign substances such as particles from the chamber from flowing into the linear motion closure device, and prevent foreign substances from the linear motion closure device from flowing into the chamber. is to prevent

또한, 서셉터의 표면 온도를 냉각시킬 수 있도록 서셉터에 열교환 유체를 공급할 수 있는 직선운동 밀폐장치를 제공하는 것이다.In addition, it is to provide a linear motion sealing device capable of supplying a heat exchange fluid to the susceptor so as to cool the surface temperature of the susceptor.

또한, 반도체 기판의 온도를 낮추기 위하여 반도체 기판에 불활성 가스를 직접 공급할 수 있는 직선운동 밀폐장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a linear motion sealing device capable of directly supplying an inert gas to a semiconductor substrate in order to lower the temperature of the semiconductor substrate.

실시예들에서 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved in the embodiments are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시예에 따른, 반도체 기판을 로딩하는 서셉터를 승하강 시키면서 상기 반도체 기판을 처리하는 챔버에 장착되는 직선운동 밀폐장치는, 상기 챔버에 연결되는 중공의 하우징; 상기 하우징 내에 수용되고, 일단이 상기 챔버의 벽체를 관통하여 상기 서셉터에 연결되어 상기 서셉터를 승하강시키는 샤프트; 및 상기 하우징과 상기 샤프트 사이의 간극을 밀봉하도록 상기 하우징 내에 배치되되 상기 샤프트가 상기 하우징 내에서 직선운동 시에도 밀봉을 수행하는 복수의 씰을 구비하는 씰링부;를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a linear motion sealing device mounted to a chamber for processing a semiconductor substrate while raising and lowering a susceptor for loading a semiconductor substrate includes: a hollow housing connected to the chamber; a shaft accommodated in the housing, one end penetrating the wall of the chamber and connected to the susceptor to elevate the susceptor; and a sealing unit disposed in the housing to seal a gap between the housing and the shaft, the sealing unit having a plurality of seals that seal even when the shaft moves linearly within the housing.

또한, 상기 샤프트의 타단에 장착되어 상기 샤프트를 승하강시키는 엘리베이터부;를 더 포함할 수 있다.In addition, the elevator unit mounted on the other end of the shaft to elevate the shaft; may further include.

또한, 상기 씰링부는, 상기 챔버의 기밀을 유지하기 위한 하나 이상의 밀폐씰; 및 상기 샤프트를 지지하고 진동을 억제하는 하나 이상의 탄성씰;을 포함하고, 상기 밀폐씰과 상기 탄성씰은 플라스틱 재질로 형성되고, 상기 탄성씰은 상기 밀폐씰보다 탄성력이 클 수 있다.In addition, the sealing unit, one or more sealing seals for maintaining the airtightness of the chamber; and one or more elastic seals supporting the shaft and suppressing vibrations, wherein the sealing seal and the elastic seal are formed of a plastic material, and the elastic seal may have a greater elasticity than the sealing seal.

또한, 상기 밀폐씰은 환형 씰링의 내주연에 만곡진 립이 형성된 립씰이고, 상기 탄성씰은 씰바디 내부에 탄성부재가 삽입될 수 있다.In addition, the sealing seal is a lip seal having a curved lip formed on the inner periphery of the annular sealing, and the elastic seal may have an elastic member inserted inside the seal body.

또한, 상기 밀폐씰과 상기 탄성씰은 직렬로 서로 이웃하게 배치되되, 상기 밀폐씰은 상기 반도체 기판처리장치와 결합되는 상기 하우징의 플랜지부에 상기 탄성씰보다 가깝게 배치될 수 있다.Also, the sealing seal and the elastic seal may be disposed adjacent to each other in series, and the hermetic seal may be disposed closer than the elastic seal to a flange portion of the housing coupled to the semiconductor substrate processing apparatus.

또한, 상기 밀폐씰은, 상기 챔버 내부가 가압되는 경우, 상기 챔버로부터 이물질이 내부로 유입되는 것을 방지하기 위한 압력씰; 및 상기 챔버 내부가 진공으로 유지되는 경우, 상기 챔버 내로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 진공씰;을 포함할 수 있다.In addition, the sealing seal, when the inside of the chamber is pressurized, a pressure seal for preventing foreign substances from entering the inside from the chamber; and a vacuum seal for preventing foreign substances from being introduced into the chamber when the inside of the chamber is maintained in a vacuum.

또한, 상기 하우징 내에 마련되어 상기 샤프트의 상기 하우징 내에서의 직선운동을 지지하는 부싱;을 더 포함할 수 있다.In addition, a bushing provided in the housing to support a linear motion of the shaft within the housing; may further include.

또한, 상기 샤프트는, 상기 반도체 기판에 불활성 가스를 공급하도록, 내부에 관통하여 형성되는 불활성 가스 공급로를 포함할 수 있다.In addition, the shaft may include an inert gas supply path formed therein to supply the inert gas to the semiconductor substrate.

또한, 상기 샤프트는, 상기 챔버의 이물질이 상기 하우징 내로 유입되는 것을 방지하도록 상기 불활성 가스를 씰링부를 통하여 배출하기 위하여, 상기 불활성 가스 공급로와 연통하는 불활성 가스 분기로를 포함할 수 있다.In addition, the shaft may include an inert gas branch passage communicating with the inert gas supply passage in order to discharge the inert gas through a sealing part to prevent foreign substances in the chamber from being introduced into the housing.

또한, 상기 샤프트는, 상기 반도체 기판을 냉각하기 위하여 냉각수를 공급하도록, 내부에 관통하여 형성되는 냉각수 공급로를 포함할 수 있다.In addition, the shaft may include a cooling water supply path formed therein to supply cooling water to cool the semiconductor substrate.

또한, 상기 샤프트 내부에는 중공관이 마련되고, 상기 냉각수 공급로는 상기 중공관 내부에 마련된 이중관 형태로 마련될 수 있다.In addition, a hollow tube is provided inside the shaft, and the cooling water supply path may be provided in the form of a double tube provided inside the hollow tube.

또한, 상기 샤프트 또는 상기 하우징 중 하나 이상에는 상기 샤프트의 진동을 측정하기 위한 진동센서가 마련될 수 있다.In addition, at least one of the shaft or the housing may be provided with a vibration sensor for measuring the vibration of the shaft.

본 발명의 일 실시예에 따른, 반도체 기판을 처리하는 반도체 기판처리장치는, 상기 반도체 기판을 수용하는 챔버; 상기 챔버 내에 마련되어 상기 반도체 기판을 로딩하는 서셉터; 및 상기 챔버에 장착되어 상기 서셉터를 승하강 시키면서 상기 챔버를 밀봉하는 직선운동 밀폐장치;를 포함하고, 상기 직선운동 밀폐장치는, 상기 챔버에 연결되는 중공의 하우징; 상기 하우징 내에 수용되고, 일단이 상기 챔버의 벽체를 관통하여 상기 서셉터에 연결되어 상기 서셉터를 승하강시키는 샤프트; 및 상기 하우징과 상기 샤프트 사이의 간극을 밀봉하도록 상기 하우징 내에 배치되되 상기 샤프트가 상기 하우징 내에서 직선운동 시에도 밀봉을 수행하는 복수의 씰을 구비하는 씰링부;를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a semiconductor substrate processing apparatus for processing a semiconductor substrate, comprising: a chamber accommodating the semiconductor substrate; a susceptor provided in the chamber to load the semiconductor substrate; and a linear motion closure device mounted to the chamber to seal the chamber while raising and lowering the susceptor, wherein the linear motion closure device includes: a hollow housing connected to the chamber; a shaft accommodated in the housing, one end penetrating the wall of the chamber and connected to the susceptor to elevate the susceptor; and a sealing unit disposed in the housing to seal a gap between the housing and the shaft, the sealing unit having a plurality of seals that seal even when the shaft moves linearly within the housing.

또한, 상기 샤프트의 타단에 장착되어 상기 샤프트를 승하강시키는 엘리베이터부;를 더 포함할 수 있다.In addition, the elevator unit mounted on the other end of the shaft to elevate the shaft; may further include.

또한, 상기 씰링부는, 상기 챔버의 기밀을 유지하기 위한 하나 이상의 밀폐씰; 및 상기 샤프트를 지지하고 진동을 억제하는 하나 이상의 탄성씰;을 포함하고, 상기 밀폐씰과 상기 탄성씰은 플라스틱 재질로 형성되고, 상기 탄성씰은 상기 밀폐씰보다 탄성력이 클 수 있다.In addition, the sealing unit, one or more sealing seals for maintaining the airtightness of the chamber; and one or more elastic seals supporting the shaft and suppressing vibrations, wherein the sealing seal and the elastic seal are formed of a plastic material, and the elastic seal may have a greater elasticity than the sealing seal.

또한, 상기 밀폐씰은 환형 씰링의 내주연에 만곡진 립이 형성된 립씰이고, 상기 탄성씰은 씰바디 내부에 탄성부재가 삽입될 수 있다.In addition, the sealing seal is a lip seal having a curved lip formed on the inner periphery of the annular sealing, and the elastic seal may have an elastic member inserted inside the seal body.

또한, 상기 밀폐씰은, 상기 챔버 내부가 가압되는 경우, 상기 챔버로부터 이물질이 내부로 유입되는 것을 방지하기 위한 압력씰; 및 상기 챔버 내부가 진공으로 유지되는 경우, 상기 챔버 내로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 진공씰;을 포함할 수 있다.In addition, the sealing seal, when the inside of the chamber is pressurized, a pressure seal for preventing foreign substances from entering the inside from the chamber; and a vacuum seal for preventing foreign substances from being introduced into the chamber when the inside of the chamber is maintained in a vacuum.

또한, 상기 하우징 내에 마련되어 상기 샤프트의 상기 하우징 내에서의 직선운동을 지지하는 부싱;을 더 포함할 수 있다.In addition, a bushing provided in the housing to support a linear motion of the shaft within the housing; may further include.

또한, 상기 샤프트는, 상기 반도체 기판에 불활성 가스를 공급하도록, 내부에 관통하여 형성되는 불활성 가스 공급로를 포함할 수 있다.In addition, the shaft may include an inert gas supply path formed therein to supply the inert gas to the semiconductor substrate.

또한, 상기 샤프트는, 상기 반도체 기판을 냉각하기 위하여 냉각수를 공급하도록, 내부에 관통하여 형성되는 냉각수 공급로를 포함할 수 있다.In addition, the shaft may include a cooling water supply path formed therein to supply cooling water to cool the semiconductor substrate.

본 발명의 실시예에 따른 직선운동 밀폐장치와 이를 이용하는 반도체 기판처리장치에 따르면, 벨로우즈와 승하강 로드를 별도로 필요로 하지 않아 구조를 매우 간결하고 단순하게 할 수 있으면서도, 밀폐기능과 승하강 기능을 제공할 수 있다. According to the linear motion sealing device and the semiconductor substrate processing device using the same according to an embodiment of the present invention, a bellows and an elevating rod are not separately required, so the structure can be very concise and simple, and the sealing function and the elevating function are provided. can provide

또한, 씰링부가 선접촉을 함으로써 마찰력을 최소화할 수 있어 별도의 윤활유의 공급이 필요치 않아 구조를 매우 간결하고 단순하게 할 수 있다.In addition, the friction force can be minimized by making the sealing part line contact, so that a separate lubricating oil supply is not required, so that the structure can be very concise and simple.

또한, 직선운동 밀폐장치의 진동을 최소화하고, 챔버로부터의 파티클과 같은 이물질이 상기 직선운동 밀폐장치 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있고, 상기 직선운동 밀폐장치로부터의 이물질이 상기 챔버로 유출되는 것을 방지할 수 있다.In addition, it is possible to minimize the vibration of the linear motion closure device, prevent foreign substances such as particles from the chamber from flowing into the linear motion closure device, and prevent foreign substances from the linear motion closure device from flowing into the chamber. can be prevented

또한, 직선운동 밀폐장치를 통하여 서셉터에 열교환 유체를 공급함으로써, 서셉터의 온도를 원하는 온도로 유지할 수 있다.In addition, by supplying the heat exchange fluid to the susceptor through the linear motion sealing device, the temperature of the susceptor can be maintained at a desired temperature.

또한, 직선운동 밀폐장치를 통하여 반도체 기판에 불활성 가스를 직접 공급함으로써, 반도체 기판의 온도를 원하는 온도로 유지할 수 있다.In addition, by directly supplying the inert gas to the semiconductor substrate through the linear motion sealing device, the temperature of the semiconductor substrate can be maintained at a desired temperature.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 직선운동 밀폐장치와 반도체 기판처리장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 반도체 기판처리장치에서 서셉터가 상승한 상태를 나타내기 위한 도면이다.
도 3은 도 1에서 반도체 기판과 서셉터 부분을 상세히 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 직선운동 밀폐장치의 단면도이다.
도 5는 도 4에서 선 V-V를 따라 취한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 씰링부의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 씰링부의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
1 is a view showing a linear motion sealing apparatus and a semiconductor substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view illustrating a state in which a susceptor is raised in the semiconductor substrate processing apparatus of FIG. 1 .
FIG. 3 is a diagram illustrating in detail a semiconductor substrate and a susceptor portion of FIG. 1 .
4 is a cross-sectional view of the linear motion sealing device of FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 4 .
6 is a view schematically showing the structure of a sealing part according to an embodiment of the present invention.
7 is a view schematically showing the structure of a sealing part according to another embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예가 상세하게 설명된다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 도면에서 본 발명의 실시예를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략되었다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And, in order to clearly describe the embodiment of the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted.

본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.The terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression may include the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

본 명세서에서, "포함하다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.In this specification, terms such as "comprise", "have" or "include" are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, and one It may be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of or more other features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

또한, 이하의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 명확하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.In addition, the following embodiments are provided to more clearly explain to those of ordinary skill in the art, and the shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for more clear description.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment according to the present invention will be described.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 직선운동 밀폐장치와 반도체 기판처리장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 반도체 기판처리장치에서 서셉터가 상승한 상태를 나타내기 위한 도면이다. 도 3은 도 1에서 반도체 기판과 서셉터 부분을 상세히 나타내는 도면이고, 도 4는 도 1의 직선운동 밀폐장치의 단면도이다. 도 5는 도 4에서 선 V-V를 따라 취한 단면도이다.FIG. 1 is a view showing a linear motion sealing apparatus and a semiconductor substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which a susceptor is raised in the semiconductor substrate processing apparatus of FIG. 1 . FIG. 3 is a view showing the semiconductor substrate and the susceptor portion in detail in FIG. 1 , and FIG. 4 is a cross-sectional view of the linear motion sealing device of FIG. 1 . FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line V-V in FIG. 4 .

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 기판처리장치(10)는 일례로 반도체 기판에 식각 처리를 수행하는 에칭 장비로서, 플라즈마를 이용하는 건식 에칭 장비일 수 있다. 반도체 기판처리장치(10)는, 반도체 기판(S)을 수용하는 챔버(13), 챔버(13) 내에 마련되어 반도체 기판(S)을 로딩하는 서셉터(22), 서셉터(22)를 승하강 시키면서 챔버(13)를 밀봉하는 직선운동 밀폐장치(100)와, 직선운동 밀폐장치(100)의 샤프트(120)에 연결되어 샤프트(120)를 승하강시키는 엘리베이터부(30, 31, 32)를 포함할 수 있다.1 to 5 , the semiconductor substrate processing apparatus 10 according to an embodiment of the present invention is, for example, an etching equipment for performing an etching process on a semiconductor substrate, and may be a dry etching equipment using plasma. The semiconductor substrate processing apparatus 10 includes a chamber 13 accommodating a semiconductor substrate S, a susceptor 22 provided in the chamber 13 for loading the semiconductor substrate S, and elevating the susceptor 22 . and a linear motion sealing device 100 for sealing the chamber 13 while may include

진공의 챔버(13)에는, 고주파 전원 발생기(14), 반응 가스 공급구(11) 및 진공펌프(12)가 마련될 수 있다. 챔버(13) 내에는 반도체 기판(S)을 탑재하는 트레이(20) 및 서셉터(22)가 배치될 수 있다. 또한, 서셉터(22)는 일정 온도로 냉각하기 위한 냉각수 순환기(36)가 연결될 수 있다. 또한, 진공 챔버(13)의 벽체(16)의 일측에는 반도체 기판(S)을 반송하기 위한 게이트(17)가 마련될 수 있다. In the vacuum chamber 13 , a high-frequency power generator 14 , a reactive gas supply port 11 , and a vacuum pump 12 may be provided. A tray 20 and a susceptor 22 on which the semiconductor substrate S is mounted may be disposed in the chamber 13 . In addition, the susceptor 22 may be connected to a cooling water circulator 36 for cooling to a predetermined temperature. In addition, a gate 17 for transporting the semiconductor substrate S may be provided on one side of the wall 16 of the vacuum chamber 13 .

한편, 챔버(13) 내에는 트레이(20)를 누르는 클램핑 장치(15)와 클램핑 장치(15)를 승강 시키는 클램핑 승강기구(18)가 마련될 수 있다.Meanwhile, a clamping device 15 for pressing the tray 20 and a clamping lifting mechanism 18 for lifting the clamping device 15 may be provided in the chamber 13 .

반도체 기판처리장치(10)의 처리 공정을 설명하면, 진공 챔버(13)의 벽체(16)에 마련된 게이트(17)가 열리고, 클램핑 장치(15)가 상승하면, 트레이(20)에 안착될 반도체 기판(S)은 반송 암(미도시)에 의해 진공 챔버(13) 내로 반송되고, 이후 직선운동 밀폐장치(100)의 샤프트(120)가 상승하여 서셉터(22)에 안착된다. 그리고, 클램핑 장치(15)는 클램핑 승강기구(18)에 의해 하강해 반도체 기판(S)이 실린 트레이(20)를 서셉터(22)에 밀착시킨다. 이후, 게이트(17)가 닫히고, 진공 챔버(13)는 진공펌프(12)에 의해 진공배기 되면서, 반응가스 공급구(11)로 플라즈마를 발생시키기 위한 반응 가스가 진공 챔버(13) 내로 도입되고 적정한 압력으로 유지된다. 또한, 냉각수 순환기(36)에 의해 일정 온도로 유지된 서셉터(22)의 표면 온도는 트레이(20)의 뒷면으로 전도되어, 반도체 기판(S)에 전달된다. 또한, 고주파 전원 발생기(14)에 의해, 진공 챔버(13) 내의 플라스마를 여기 시켜, 반도체 기판(S)의 플라스마 처리를 수행한다.When the processing process of the semiconductor substrate processing apparatus 10 is described, the gate 17 provided on the wall 16 of the vacuum chamber 13 is opened and the clamping apparatus 15 rises, the semiconductor to be seated on the tray 20 . The substrate S is transferred into the vacuum chamber 13 by a transfer arm (not shown), and then the shaft 120 of the linear motion sealing device 100 rises and is seated on the susceptor 22 . Then, the clamping device 15 is lowered by the clamping lifting mechanism 18 to bring the tray 20 loaded with the semiconductor substrate S into close contact with the susceptor 22 . Thereafter, the gate 17 is closed, and the vacuum chamber 13 is evacuated by the vacuum pump 12 , and a reactive gas for generating plasma through the reactive gas supply port 11 is introduced into the vacuum chamber 13 and maintained at an appropriate pressure. In addition, the surface temperature of the susceptor 22 maintained at a constant temperature by the cooling water circulator 36 is conducted to the rear surface of the tray 20 and transferred to the semiconductor substrate S. Moreover, the plasma in the vacuum chamber 13 is excited by the high frequency power generator 14, and the plasma processing of the semiconductor substrate S is performed.

여기서, 직선운동 밀폐장치(100)의 샤프트(120)는 엘리베이터부(30, 31, 32)에 의해 승강 또는 하강될 수 있다. 구체적으로, 샤프트(120)의 일단은 베이스판(31)에 연결될 수 있다. 베이스판(31)에는 불활성 가스 공급기(34)와 냉각수 순환기(36)가 마련될 수 있고, 일단이 엘리베이터 로드(32)에 연결될 수 있다. 승강 모터(30)의 작동에 의해, 엘리베이터 로드(32)에 연결된 베이스판(31)이 승강 또는 하강함으로써, 샤프트(120) 역시 승하강 하게 된다.Here, the shaft 120 of the linear motion sealing device 100 may be raised or lowered by the elevator units 30 , 31 , 32 . Specifically, one end of the shaft 120 may be connected to the base plate 31 . An inert gas supply 34 and a cooling water circulator 36 may be provided on the base plate 31 , and one end may be connected to the elevator rod 32 . By the operation of the elevating motor 30, the base plate 31 connected to the elevator rod 32 elevates or lowers, thereby elevating the shaft 120 as well.

도 3을 참조하면, 서셉터(22) 내에는 제1 냉각수 공급로(23)와, 제1 불활성 가스 공급로(24)가 마련될 수 있다. 제1 냉각수 공급로(23)는 직선운동 밀폐장치(100)의 샤프트(120) 내에 마련된 제2 냉각수 공급로(124, 126)와 유체연통할 수 있다. 또한, 제1 불활성 가스 공급로(24)는 직선운동 밀폐장치(100)의 샤프트(120) 내에 마련된 제2 불활성 가스 공급로(122)와 유체연통할 수 있다. 제1 냉각수 공급로(23)를 통해 순환하며 유동하는 열교환 유체 덕분에 고온의 서셉터(22)는 원하는 온도로 냉각되어 유지될 수 있다. 또한, 만약 제1 냉각수 공급로(23)를 유동하는 상기 열교환 유체로 인한 냉각 효과가 부족한 경우에, 제1 불활성 가스 공급로(24)로 공급되는 불활성 가스가 트레이(20)에 마련된 캐비티(C)로 공급되어 반도체 기판(S)과 직접 접촉하게 함으로써, 냉각성능을 향상시킬 수 있다.Referring to FIG. 3 , a first cooling water supply path 23 and a first inert gas supply path 24 may be provided in the susceptor 22 . The first cooling water supply path 23 may be in fluid communication with the second cooling water supply paths 124 and 126 provided in the shaft 120 of the linear motion sealing device 100 . In addition, the first inert gas supply path 24 may be in fluid communication with the second inert gas supply path 122 provided in the shaft 120 of the linear motion sealing device 100 . Thanks to the heat exchange fluid circulating and flowing through the first cooling water supply path 23 , the high-temperature susceptor 22 may be cooled and maintained at a desired temperature. In addition, if the cooling effect due to the heat exchange fluid flowing through the first cooling water supply path 23 is insufficient, the inert gas supplied to the first inert gas supply path 24 is supplied to the cavity C provided in the tray 20 . ) to be in direct contact with the semiconductor substrate (S), it is possible to improve the cooling performance.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 직선운동 밀폐장치(100)에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 3 and 4, a linear motion sealing device 100 according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 일 실시예에 따른 직선운동 밀폐장치(100)는, 진공 챔버(13) 내의 반도체 기판(S)을 로딩하는 서셉터(22)를 승하강 시키기 위해 마련된 것이다. 직선운동 밀폐장치(100)는, 하우징(160), 샤프트(120), 부싱(130), 및 씰링부(140)를 포함할 수 있다.Linear motion sealing device 100 according to an embodiment of the present invention is provided to elevate the susceptor 22 for loading the semiconductor substrate (S) in the vacuum chamber (13). The linear motion sealing device 100 may include a housing 160 , a shaft 120 , a bushing 130 , and a sealing part 140 .

하우징(160)은 공정 챔버(13)에 일단이 장착되는 중공의 형상으로 내부에 샤프트(120)와 씰링부(140)를 수용할 수 있다. 하우징(160) 상부에는 반도체 기판처리장치(10)의 챔버(13)의 하부 측벽(16)에 장착되는 플랜지부(164)가 마련될 수 있다. 플랜지부(164)에는 오-링(162)이 마련되어 하부 측벽(16)과 플랜지부(164) 사이의 밀봉을 수행할 수 있다. The housing 160 has a hollow shape with one end mounted to the process chamber 13 , and may accommodate the shaft 120 and the sealing part 140 therein. A flange portion 164 mounted on the lower sidewall 16 of the chamber 13 of the semiconductor substrate processing apparatus 10 may be provided on the upper portion of the housing 160 . An O-ring 162 may be provided on the flange portion 164 to perform sealing between the lower sidewall 16 and the flange portion 164 .

샤프트(120)는 일단이 진공 챔버(13)의 벽체(16)를 관통하여 서셉터(22)에 연결되어 서셉터(22)를 승하강 시킬 수 있다. 샤프트(120)의 상단은 서셉터(22)의 하부와 연결되고, 하단은 베이스판(31)에 연결될 수 있다. 또한, 샤프트(120)는 내부에 반도체 기판(S)에 불활성 가스(G)를 공급하도록 서셉터(22) 내의 제1 불활성 가스 공급로(24)와 유체연통하는 제2 불활성 가스 공급로(122)와, 서셉터(22)에 열교환 유체(W)를 공급하도록 서셉터(22) 내의 제1 냉각수 공급로(23)와 유체연통하는 제2 냉각수 공급로(124, 126)가 마련될 수 있다. 여기서, 제2 냉각수 공급로(124, 126)는 이중관 구조로 마련될 수 있다. 즉, 냉각수 순환기(36)로부터 저온의 열교환 유체(W1)는 이중관 구조의 제2 냉각수 공급로(124)를 통하여 서셉터(22)로 상기 열교환 유체(W1)를 공급할 수 있고, 서셉터(22)에서 열교환에 의해 고온의 상기 열교환 유체(W2)는 제2 냉각수 공급로(126)를 통하여 냉각수 순환기(36)로 회수될 수 있다. 제2 냉각수 공급로(124, 126)가 이중관 형태로 마련되기 때문에, 샤프트(120)의 구조를 간단히 가공하여 상기 열교환 유체(W)의 순환이 이뤄지도록 할 수 있다. 일례로, 제2 냉각수 공급로(126)는 별도의 파이프 형태로 마련되어 샤프트(120) 내의 중공홀을 가공한 뒤에 상기 중공홀 내에 배치하는 방식으로 마련될 수도 있다.One end of the shaft 120 passes through the wall 16 of the vacuum chamber 13 and is connected to the susceptor 22 to elevate the susceptor 22 . The upper end of the shaft 120 may be connected to the lower portion of the susceptor 22 , and the lower end may be connected to the base plate 31 . In addition, the shaft 120 has a second inert gas supply path 122 in fluid communication with the first inert gas supply path 24 in the susceptor 22 to supply the inert gas G to the semiconductor substrate S therein. ) and second cooling water supply paths 124 and 126 in fluid communication with the first cooling water supply path 23 in the susceptor 22 to supply the heat exchange fluid W to the susceptor 22 may be provided. . Here, the second cooling water supply passages 124 and 126 may be provided in a double tube structure. That is, the low-temperature heat exchange fluid W1 from the cooling water circulator 36 may supply the heat exchange fluid W1 to the susceptor 22 through the second cooling water supply path 124 having a double pipe structure, and the susceptor 22 ), the high-temperature heat exchange fluid W2 by heat exchange may be recovered to the cooling water circulator 36 through the second cooling water supply path 126 . Since the second cooling water supply passages 124 and 126 are provided in the form of a double tube, the structure of the shaft 120 can be simply processed so that the heat exchange fluid W can circulate. For example, the second cooling water supply path 126 may be provided in the form of a separate pipe to process the hollow hole in the shaft 120 and then to arrange it in the hollow hole.

부싱(130)은 샤프트(120)가 관통하고, 하우징(160)의 내주면에 결합되어 샤프트(120)의 직선운동시 마찰력을 감소시키기 위해 마련된 것이다. 본 실시예에서, 부싱(130)은 하우징(160)의 내측에 상부와 하부에 각각 마련될 수 있다.The bushing 130 passes through the shaft 120 and is coupled to the inner circumferential surface of the housing 160 to reduce frictional force during linear motion of the shaft 120 . In the present embodiment, the bushing 130 may be provided at the upper and lower sides of the housing 160 , respectively.

씰링부(140)는, 하우징(160)과 샤프트(120) 사이의 간극을 밀봉하기 위해 마련된 것이다. 씰링부(140)는 직선운동 밀폐장치(100)에서 발생할 수도 있는 이물질(파티클 등)이 직선운동 밀폐장치(100)의 상측에 마련된 진공의 챔버(13)로 유입되는 것을 방지하고, 챔버(13)의 내부가 진공을 유지하도록 밀봉한다. 씰링부(140)는 복수의 씰들이 조합되어 하우징(160) 내에 배치되되, 샤프트(120)가 하우징(160) 내에서 직선운동시에도 밀봉을 수행하는 복수의 씰(142, 146)을 구비할 수 있다. 씰링부(140)에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.The sealing part 140 is provided to seal a gap between the housing 160 and the shaft 120 . The sealing unit 140 prevents foreign substances (particles, etc.) that may be generated in the linear motion sealing device 100 from flowing into the vacuum chamber 13 provided on the upper side of the linear motion sealing device 100 , and the chamber 13 ) is sealed to maintain a vacuum inside. The sealing unit 140 is provided with a plurality of seals 142 and 146 for sealing even when a plurality of seals are combined and disposed in the housing 160, even when the shaft 120 moves in a straight line within the housing 160. can A detailed description of the sealing unit 140 will be described later.

한편, 도시하지는 않았지만, 반도체 기판처리장치(10)가 고온환경에서 작동되는 경우, 씰링부(140)의 온도가 높아질 수 있다. 본 실시예에서, 하우징(160)에는 씰링부(140)를 냉각시키도록 씰링부(140) 둘레에 해당하는 부분에 냉각수 자켓(미도시)이 마련될 수 있다. 이에 따라. 씰링부(140)의 온도를 낮추어서 씰링부(140)에 마련된 복수의 씰(142, 146)의 수명을 연장할 수 있다.Meanwhile, although not shown, when the semiconductor substrate processing apparatus 10 is operated in a high-temperature environment, the temperature of the sealing unit 140 may increase. In the present embodiment, a cooling water jacket (not shown) may be provided in the housing 160 at a portion corresponding to the circumference of the sealing unit 140 to cool the sealing unit 140 . Accordingly. By lowering the temperature of the sealing unit 140 , the lifespan of the plurality of seals 142 and 146 provided in the sealing unit 140 may be extended.

한편, 도시하지는 않았지만, 챔버(13)에서의 반도체 기판 처리 공정이 종료되거나, 세정 등의 이유로 챔버(13) 내의 압력이 진공이 아닌 대기압 이상으로 변화될 수 있다. 이 경우, 챔버(13) 내부의 압력이 오히려 직선운동 밀폐장치(100) 내부의 압력보다 클 수 있다. 이에 따라, 챔버(13)에 남겨진 파티클 등의 이물질이 역으로 회전축 밀폐장치(100)의 내부로 유입될 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 본 실시예에서는 하우징(160)의 플랜지부(164)에 레버린스씰(미도시)이 마련될 수 있다.Meanwhile, although not illustrated, the semiconductor substrate processing process in the chamber 13 may be terminated or the pressure in the chamber 13 may be changed to be higher than atmospheric pressure instead of vacuum due to cleaning or the like. In this case, the pressure inside the chamber 13 may be greater than the pressure inside the linear motion sealing device 100 . Accordingly, foreign substances such as particles remaining in the chamber 13 may be reversely introduced into the rotation shaft sealing device 100 . To prevent this, in the present embodiment, a lever rinse seal (not shown) may be provided on the flange portion 164 of the housing 160 .

한편, 본 실시예에서. 챔버(13) 내에 남겨진 상기 파티클 등의 이물질이 직선운동 밀폐장치(100) 내부로 유입되는 것을 방지하도록, 제2 불활성 가스 공급로(122)와 연통하고 분기된 불활성 가스 분기로(122a)가 마련될 수 있다. 불활성 가스(G)가 불활성 가스 분기로(122a)를 통하여 씰링부(140)와 연통되기 때문에, 씰링부(140) 사이에 파티클 등의 이물질이 남겨진 경우에도 불활성 가스(G)를 통하여 청소할 수 있다. 본 실시예에서, 샤프트(120)는 하우징(160)에 대하여 직선운동이 가능하기 때문에, 씰링부(140)가 복수의 씰로 구성되는 경우에, 불활성 가스 분기로(122a)가 각각의 씰에 대응하는 위치로 샤프트(120)를 이동시킬 수 있다.On the other hand, in this embodiment. In order to prevent foreign substances such as particles remaining in the chamber 13 from flowing into the linear motion sealing device 100 , an inert gas branching path 122a communicating with the second inert gas supply path 122 and branching is provided can be Since the inert gas (G) communicates with the sealing unit 140 through the inert gas branch path 122a, even if foreign substances such as particles are left between the sealing units 140, it can be cleaned through the inert gas (G). . In this embodiment, since the shaft 120 is capable of linear motion with respect to the housing 160, when the sealing part 140 is composed of a plurality of seals, the inert gas branch path 122a corresponds to each seal. It is possible to move the shaft 120 to a position where

한편, 직선운동 밀폐장치(100)는 샤프트(120)의 승하강에 따라 축선(121)의 중심의 변경 등에 따른 진동이 발생하는 경우, 샤프트(120)의 진동을 측정하기 위한 진동센서(190)가 하우징(160)의 외측에 마련될 수 있다. On the other hand, the linear motion sealing device 100 is a vibration sensor 190 for measuring the vibration of the shaft 120 when vibration occurs due to a change of the center of the axis 121 according to the elevation of the shaft 120 . may be provided outside the housing 160 .

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 씰링부의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 씰링부의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.6 is a diagram schematically showing the structure of a sealing part according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram schematically showing the structure of a sealing part according to another embodiment of the present invention.

이하, 도 6 및 도 7을 참조하여, 상술한 직선운동 밀폐장치에 사용되는 씰링부의 구조를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 6 and 7, the structure of the sealing part used in the above-described linear motion sealing device will be described in detail.

먼저, 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 씰링부(140)는 복수의 제1 밀폐씰(142)과 복수의 탄성씰(146)을 포함할 수 있다. 제1 밀폐씰(142)은 직선운동 밀폐장치(100)의 상부에 배치되는 챔버(13)의 진공을 유지하기 위해 진공씰로서 마련된 것이고, 탄성씰(146)은 샤프트(120)를 지지하고 진동을 억제하기 위해 마련된 것이다. 제1 밀폐씰(142)과 탄성씰(146)은 모두 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. 또한, 탄성씰(146)은 제1 밀폐씰(142)보다 탄성력이 클 수 있고, 일례로 2배 이상일 수 있다.First, referring to FIG. 6 , the sealing part 140 according to an embodiment of the present invention may include a plurality of first sealing seals 142 and a plurality of elastic seals 146 . The first sealing seal 142 is provided as a vacuum seal to maintain the vacuum of the chamber 13 disposed on the upper portion of the linear motion sealing device 100, and the elastic seal 146 supports the shaft 120 and vibrates. It is designed to suppress Both the first sealing seal 142 and the elastic seal 146 may be formed of a plastic material. In addition, the elastic seal 146 may have a greater elastic force than the first sealing seal 142 , for example, may be twice or more.

제1 밀폐씰(142)은 환형 씰링의 내주연에 만곡진 립이 형성된 플라스틱 재질의 립씰로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 진공이 형성된 영역(A)의 진공을 유지하도록, 반대방향으로 만곡진 형상을 가진다. The first sealing seal 142 is a lip seal made of a plastic material having a curved lip formed on the inner periphery of the annular sealing, and is curved in the opposite direction to maintain the vacuum in the area A in which the vacuum is formed, as shown in FIG. 6 . has a true shape.

탄성씰(146)은 샤프트(120)가 회전함에 진동 등에 의해 축선(121)이 변경되지 않고 일정하게 유지하도록, 샤프트(120)를 지지해주는 역할을 수행한다. 한편, 축선(121)의 변동이 발생하게 되는 경우, 샤프트(120)와 제1 밀폐씰(142) 사이가 벌어질 수 있는데, 그 사이로 이물질이 유입될 수 있는 문제가 발생한다. 본 실 시예에서는, 축선(121)의 변동이 발생하더라도, 탄성씰(146)이 마련되기 때문에, 샤프트(120)와 제1 밀폐씰(142) 사이로 유입된 이물질이 영역(B)로 진입하는 것을 차단할 수 있다. 탄성씰(146)은 일방향으로 리세스가 형성된 플라스틱 재질의 씰바디(146a)와, 씰바디(146a) 내부에 수용되어 씰바디(146a)를 샤프트(120)를 향하여 가압할 수 있는 탄성부재(146b)를 포함한다. 탄성부재(146b)는 일례로, 오링이나 사각링, 금속 스프링일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The elastic seal 146 serves to support the shaft 120 so that the axis 121 is not changed and kept constant due to vibration or the like as the shaft 120 rotates. On the other hand, when a change in the axis line 121 occurs, the gap between the shaft 120 and the first sealing seal 142 may be widened, and there may be a problem that foreign substances may be introduced therebetween. In the present embodiment, even if a change in the axis 121 occurs, since the elastic seal 146 is provided, foreign substances introduced between the shaft 120 and the first sealing seal 142 are prevented from entering the region B. can be blocked The elastic seal 146 includes a plastic seal body 146a formed with a recess in one direction, and an elastic member accommodated in the seal body 146a to press the seal body 146a toward the shaft 120 ( 146b). The elastic member 146b may be, for example, an O-ring, a square ring, or a metal spring, but is not limited thereto.

제1 밀폐씰(142)과 탄성씰(146)은 축선(121) 방향으로 직렬로 서로 이웃하게 배치되되, 도 4에서와 같이, 제1 밀폐씰(142)은 하우징(160)의 플랜지부(164)에 탄성씰(146)보다 가깝게 배치될 수 있다. 또한, 제1 밀폐씰(142)과 탄성씰(146)은 각각 복수개로 마련되어, 어느 하나의 제1 밀폐씰(142) 또는 탄성씰(146)이 파손되더라도 그 기능을 유지할 수 있다.The first sealing seal 142 and the elastic seal 146 are disposed adjacent to each other in series in the direction of the axis 121, and as shown in FIG. 4, the first sealing seal 142 is a flange portion ( 164) may be disposed closer than the elastic seal 146. In addition, the first sealing seal 142 and the elastic seal 146 are provided in plurality, respectively, so that even if any one of the first sealing seal 142 or the elastic seal 146 is damaged, its function can be maintained.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 씰링부의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.7 is a view schematically showing the structure of a sealing part according to another embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 씰링부는 도 6에 도시된 실시예와 비교할 때, 다른 형태의 제2 밀폐씰(149)이 추가되는 점만 상이하고 동일하다. 제2 밀폐씰(149)은 제1 밀폐씰(146)과는 형상이 상이한 것으로, 챔버(13) 내부가 세정 등의 이유로 가압이 되는 경우, 챔버(13)로부터 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위해 마련된 것이다. 즉, 제2 밀폐씰(149)은 압력씰로서 마련된다. 본 실시예에서는, 제1 밀폐씰(142)보다 앞부분, 즉 제1 밀폐씰(142)보다 플랜지부(164)에 가깝게 제2 밀폐씰(149)이 배치된다. 제2 밀폐씰(149)은 제1 밀폐씰(142)과 동일하게 환형 씰링의 내주연에 만곡진 립이 형성된 플라스틱 재질의 립씰일 수 있다. 도시된 바와 같이 영역(A)가 가압이 된 경우, 영역(A)로부터 이물질이 유입되는 것을 방지하도록, 제2 밀폐씰(149)은 영역(A)의 방향으로 만곡진 형상을 가진다. Referring to FIG. 7 , the sealing unit according to another embodiment of the present invention is the same as compared to the embodiment shown in FIG. 6 , except that a second sealing seal 149 of a different type is added. The second sealing seal 149 has a different shape from the first sealing seal 146 , and when the inside of the chamber 13 is pressurized for reasons such as cleaning, in order to prevent foreign substances from entering the chamber 13 . it will be prepared That is, the second sealing seal 149 is provided as a pressure seal. In this embodiment, the second sealing seal 149 is disposed in front of the first sealing seal 142 , that is, closer to the flange portion 164 than the first sealing seal 142 . The second sealing seal 149 may be a lip seal made of a plastic material in which a curved lip is formed on the inner periphery of the annular sealing in the same manner as the first sealing seal 142 . As shown, when the area (A) is pressurized, the second sealing seal 149 has a curved shape in the direction of the area (A) to prevent foreign substances from being introduced from the area (A).

상술한 실시예들에 따른, 직선운동 밀폐장치와 이를 이용하는 반도체 기판처리장치에 따르면, 벨로우즈와 승하강 로드를 별도로 필요로 하지 않아 구조를 매우 간결하고 단순하게 할 수 있으면서도, 밀폐기능과 승하강 기능을 제공할 수 있다. According to the linear motion sealing apparatus and the semiconductor substrate processing apparatus using the same according to the above-described embodiments, a bellows and an elevating rod are not separately required, so that the structure can be very concise and simple, and the sealing function and the elevating function can provide

또한, 씰링부가 선접촉을 함으로써 마찰력을 최소화할 수 있어 별도의 윤활유의 공급이 필요치 않아 구조를 매우 간결하고 단순하게 할 수 있다.In addition, the friction force can be minimized by making the sealing part line contact, so that a separate lubricating oil supply is not required, so that the structure can be very concise and simple.

또한, 직선운동 밀폐장치의 진동을 최소화하고, 반도체 기판처리장치로부터의 파티클과 같은 이물질이 상기 직선운동 밀폐장치 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있고, 상기 직선운동 밀폐장치로부터의 이물질이 상기 반도체 기판처리장치로 유출되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the vibration of the linear motion sealing device can be minimized, and foreign substances such as particles from the semiconductor substrate processing apparatus can be prevented from flowing into the linear motion sealing device, and foreign substances from the linear motion sealing device can be prevented from entering the semiconductor substrate. It can be prevented from leaking to the treatment device.

또한, 직선운동 밀폐장치를 통하여 서셉터에 열교환 유체를 공급함으로써, 서셉터의 온도를 원하는 온도로 유지할 수 있다.In addition, by supplying the heat exchange fluid to the susceptor through the linear motion sealing device, the temperature of the susceptor can be maintained at a desired temperature.

또한, 직선운동 밀폐장치를 통하여 반도체 기판에 불활성 가스를 직접 공급함으로써, 반도체 기판의 온도를 원하는 온도로 유지할 수 있다.In addition, by directly supplying the inert gas to the semiconductor substrate through the linear motion sealing device, the temperature of the semiconductor substrate can be maintained at a desired temperature.

상술한 실시예들에서, 직선운동 밀폐장치가 반도체 기판처리장치에 적용되는 것을 예를 들어 설명하였으나, 반도체 기판처리장치 외에, 샤프트의 승하강 운동이 필요하면서 밀봉기능을 수행하여야 하는 다양한 화학 처리 챔버 등에도 적용될 수 있음은 물론이다.In the above-described embodiments, the linear motion sealing device is applied to a semiconductor substrate processing apparatus as an example. Of course, it can be applied to others as well.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 더욱 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시 예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.In the above, the present invention has been described with specific matters such as specific components and limited embodiments and drawings, but these are only provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments, Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may devise various modifications and variations from these descriptions.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, and not only the claims described below, but also all modifications equivalently or equivalently to the claims described below belong to the scope of the spirit of the present invention. will do it

10: 반도체 기판처리장치 13: 챔버
14: 고주파 전원 발생기 15: 클램핑 장치
16: 벽체 17: 게이트
18: 클램핑 승강기구 20: 트레이
22: 서셉터 23: 제1 냉각수 공급로
24: 제1 불활성 가스 공급로 30: 승강 모터
31: 베이스판 32: 엘리베이터 로드
34: 불활성 가스 공급기 36: 냉각수 순환기
100: 직선운동 밀폐장치 120: 샤프트
122: 제2 불활성 가스 공급로 122a: 불활성 가스 분기로
124, 126: 제2 냉각수 공급로 130: 부싱
140: 씰링부 142: 제1 밀폐씰(진공씰)
146: 탄성씰 149: 제2 밀폐씰(압력씰)
160: 하우징 162: 오-링
164: 플랜지부 190: 진동센서
S: 반도체 기판 C: 캐비티10: semiconductor substrate processing apparatus 13: chamber
14: high-frequency power generator 15: clamping device
16: wall 17: gate
18: clamping lift 20: tray
22: susceptor 23: first coolant supply path
24: first inert gas supply path 30: elevating motor
31: base plate 32: elevator rod
34: inert gas supply 36: coolant circulator
100: linear motion sealing device 120: shaft
122: second inert gas supply path 122a: inert gas branch path
124, 126: second cooling water supply path 130: bushing
140: sealing part 142: first sealing seal (vacuum seal)
146: elastic seal 149: second sealing seal (pressure seal)
160: housing 162: O-ring
164: flange portion 190: vibration sensor
S: semiconductor substrate C: cavity

Claims (20)

반도체 기판을 로딩하는 서셉터를 승하강 시키면서 상기 반도체 기판을 처리하는 챔버에 장착되는 직선운동 밀폐장치로서,
상기 챔버에 연결되는 중공의 하우징;
상기 하우징 내에 수용되고, 일단이 상기 챔버의 벽체를 관통하여 상기 서셉터에 연결되어 상기 서셉터를 승하강시키는 샤프트; 및
상기 하우징과 상기 샤프트 사이의 간극을 밀봉하도록 상기 하우징 내에 배치되되 상기 샤프트가 상기 하우징 내에서 직선운동 시에도 밀봉을 수행하는 복수의 씰을 구비하는 씰링부;를 포함하고,
상기 씰링부는,
상기 챔버의 기밀을 유지하기 위한 하나 이상의 밀폐씰; 및
상기 샤프트를 지지하고 진동을 억제하는 하나 이상의 탄성씰;을 포함하고,
상기 밀폐씰과 상기 탄성씰은 플라스틱 재질로 형성되고, 상기 탄성씰은 상기 밀폐씰보다 탄성력이 크며,
상기 밀폐씰과 상기 탄성씰은 직렬로 서로 이웃하게 배치되되, 상기 밀폐씰은 반도체 기판처리장치와 결합되는 상기 하우징의 플랜지부에 상기 탄성씰보다 가깝게 배치되는 것인 직선운동 밀폐장치.
A linear motion sealing device mounted in a chamber for processing the semiconductor substrate while raising and lowering the susceptor for loading the semiconductor substrate,
a hollow housing connected to the chamber;
a shaft accommodated in the housing, one end passing through the wall of the chamber and connected to the susceptor to elevate the susceptor; and
a sealing part disposed in the housing to seal a gap between the housing and the shaft, the sealing part having a plurality of seals for sealing even when the shaft moves linearly within the housing;
The sealing part,
at least one hermetic seal for maintaining the airtightness of the chamber; and
Including; at least one elastic seal for supporting the shaft and suppressing vibration;
The sealing seal and the elastic seal are formed of a plastic material, and the elastic seal has a greater elastic force than the sealing seal,
The sealing seal and the elastic seal are disposed adjacent to each other in series, and the hermetic seal is disposed closer than the elastic seal to a flange portion of the housing coupled to the semiconductor substrate processing apparatus.
 제1항에 있어서,
상기 샤프트의 타단에 장착되어 상기 샤프트를 승하강시키는 엘리베이터부;를 더 포함하는 것인 직선운동 밀폐장치.
According to claim 1,
The linear motion sealing device further comprising; an elevator unit mounted on the other end of the shaft to elevate the shaft.
 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 밀폐씰은 환형 씰링의 내주연에 만곡진 립이 형성된 립씰이고,
상기 탄성씰은 씰바디 내부에 탄성부재가 삽입되는 것인 직선운동 밀폐장치.
According to claim 1,
The sealing seal is a lip seal having a curved lip formed on the inner periphery of the annular sealing,
The elastic seal is a linear motion sealing device in which an elastic member is inserted inside the seal body.
 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 밀폐씰은,
상기 챔버 내부가 가압되는 경우, 상기 챔버로부터 이물질이 유출되는 것을 방지하기 위한 압력씰; 및
상기 챔버 내부가 진공으로 유지되는 경우, 상기 챔버 내로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 진공씰;을 포함하는 것인 직선운동 밀폐장치.
According to claim 1,
The sealing seal is
a pressure seal for preventing foreign substances from leaking out of the chamber when the inside of the chamber is pressurized; and
When the inside of the chamber is maintained in a vacuum, a vacuum seal for preventing foreign substances from being introduced into the chamber; linear motion sealing device comprising a.
 제1항에 있어서,
상기 하우징 내에 마련되어 상기 샤프트의 상기 하우징 내에서의 직선운동을 지지하는 부싱;을 더 포함하는 것인 직선운동 밀폐장치.
According to claim 1,
The linear motion sealing device further comprising; a bushing provided in the housing to support a linear motion of the shaft within the housing.
 제1항에 있어서,
상기 샤프트는, 상기 반도체 기판에 불활성 가스를 공급하도록, 내부에 관통하여 형성되는 불활성 가스 공급로를 포함하는 것인 직선운동 밀폐장치
According to claim 1,
The shaft may include an inert gas supply path penetrating therein so as to supply an inert gas to the semiconductor substrate.
 제8항에 있어서,
상기 샤프트는, 상기 챔버의 이물질이 상기 하우징 내로 유입되는 것을 방지하도록 상기 불활성 가스를 씰링부를 통하여 배출하기 위하여, 상기 불활성 가스 공급로와 연통하는 불활성 가스 분기로를 포함하는 것인 직선운동 밀폐장치.
9. The method of claim 8,
The shaft may include an inert gas branch passage communicating with the inert gas supply passage to discharge the inert gas through the sealing part to prevent foreign substances in the chamber from entering the housing.
 제1항에 있어서,
상기 샤프트는, 상기 반도체 기판을 냉각하기 위하여 냉각수를 공급하도록, 내부에 관통하여 형성되는 냉각수 공급로를 포함하는 것인 직선운동 밀폐장치.
According to claim 1,
The shaft may include a cooling water supply path formed therein so as to supply cooling water to cool the semiconductor substrate.
 제10항에 있어서,
상기 샤프트 내부에는 중공관이 마련되고,
상기 냉각수 공급로는 상기 중공관 내부에 마련된 이중관 형태로 마련되는 것인 직선운동 밀폐장치.
11. The method of claim 10,
A hollow tube is provided inside the shaft,
The cooling water supply path is a linear motion sealing device provided in the form of a double pipe provided inside the hollow pipe.
 제1항에 있어서,
상기 샤프트 또는 상기 하우징 중 하나 이상에는 상기 샤프트의 진동을 측정하기 위한 진동센서가 마련되는 것인 직선운동 밀폐장치.
According to claim 1,
At least one of the shaft or the housing is provided with a vibration sensor for measuring the vibration of the shaft.
 반도체 기판을 처리하는 반도체 기판처리장치로서,
상기 반도체 기판을 수용하는 챔버;
상기 챔버 내에 마련되어 상기 반도체 기판을 로딩하는 서셉터; 및
상기 챔버에 장착되어 상기 서셉터를 승하강 시키면서 상기 챔버를 밀봉하는 직선운동 밀폐장치;를 포함하고,
상기 직선운동 밀폐장치는,
상기 챔버에 연결되는 중공의 하우징;
상기 하우징 내에 수용되고, 일단이 상기 챔버의 벽체를 관통하여 상기 서셉터에 연결되어 상기 서셉터를 승하강시키는 샤프트; 및
상기 하우징과 상기 샤프트 사이의 간극을 밀봉하도록 상기 하우징 내에 배치되되 상기 샤프트가 상기 하우징 내에서 직선운동 시에도 밀봉을 수행하는 복수의 씰을 구비하는 씰링부;를 포함하고,
상기 씰링부는,
상기 챔버의 기밀을 유지하기 위한 하나 이상의 밀폐씰; 및
상기 샤프트를 지지하고 진동을 억제하는 하나 이상의 탄성씰;을 포함하고,
상기 밀폐씰과 상기 탄성씰은 플라스틱 재질로 형성되고, 상기 탄성씰은 상기 밀폐씰보다 탄성력이 크며,
상기 밀폐씰과 상기 탄성씰은 직렬로 서로 이웃하게 배치되되, 상기 밀폐씰은 상기 챔버에 결합되는 상기 하우징의 플랜지부에 상기 탄성씰보다 가깝게 배치되는 것인 반도체 기판처리장치.
A semiconductor substrate processing apparatus for processing a semiconductor substrate, comprising:
a chamber accommodating the semiconductor substrate;
a susceptor provided in the chamber to load the semiconductor substrate; and
A linear motion closure device mounted on the chamber to seal the chamber while raising and lowering the susceptor.
The linear motion sealing device,
a hollow housing connected to the chamber;
a shaft accommodated in the housing, one end passing through the wall of the chamber and connected to the susceptor to elevate the susceptor; and
a sealing part disposed in the housing to seal a gap between the housing and the shaft, the sealing part having a plurality of seals for sealing even when the shaft moves linearly within the housing;
The sealing part,
at least one hermetic seal for maintaining the airtightness of the chamber; and
Including; at least one elastic seal for supporting the shaft and suppressing vibration;
The sealing seal and the elastic seal are formed of a plastic material, and the elastic seal has a greater elastic force than the sealing seal,
The sealing seal and the elastic seal are disposed adjacent to each other in series, and the hermetic seal is disposed closer than the elastic seal to a flange portion of the housing coupled to the chamber.
 제13항에 있어서,
상기 샤프트의 타단에 장착되어 상기 샤프트를 승하강시키는 엘리베이터부;를 더 포함하는 것인 반도체 기판처리장치.
14. The method of claim 13,
The semiconductor substrate processing apparatus further comprising; an elevator unit mounted on the other end of the shaft to elevate the shaft.
 삭제delete 제13항에 있어서,
상기 밀폐씰은 환형 씰링의 내주연에 만곡진 립이 형성된 립씰이고,
상기 탄성씰은 씰바디 내부에 탄성부재가 삽입되는 것인 반도체 기판처리장치.
14. The method of claim 13,
The sealing seal is a lip seal having a curved lip formed on the inner periphery of the annular sealing,
The elastic seal is a semiconductor substrate processing apparatus in which an elastic member is inserted inside the seal body.
 제13항에 있어서,
상기 밀폐씰은,
상기 챔버 내부가 가압되는 경우, 상기 챔버로부터 이물질이 유출되는 것을 방지하기 위한 압력씰; 및
상기 챔버 내부가 진공으로 유지되는 경우, 상기 챔버 내로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 진공씰;을 포함하는 것인 반도체 기판처리장치.
14. The method of claim 13,
The sealing seal is
a pressure seal for preventing foreign substances from leaking out of the chamber when the inside of the chamber is pressurized; and
and a vacuum seal for preventing foreign substances from being introduced into the chamber when the inside of the chamber is maintained in a vacuum.
 제13항에 있어서,
상기 하우징 내에 마련되어 상기 샤프트의 상기 하우징 내에서의 직선운동을 지지하는 부싱;을 더 포함하는 것인 반도체 기판처리장치.
14. The method of claim 13,
and a bushing provided in the housing to support a linear motion of the shaft within the housing.
 제13항에 있어서,
상기 샤프트는, 상기 반도체 기판에 불활성 가스를 공급하도록, 내부에 관통하여 형성되는 불활성 가스 공급로를 포함하는 것인 반도체 기판처리장치.
14. The method of claim 13,
The shaft may include an inert gas supply path formed therein so as to supply an inert gas to the semiconductor substrate.
 제13항에 있어서,
상기 샤프트는, 상기 반도체 기판을 냉각하기 위하여 냉각수를 공급하도록, 내부에 관통하여 형성되는 냉각수 공급로를 포함하는 것인 반도체 기판처리장치.
14. The method of claim 13,
The shaft may include a cooling water supply path formed therein to supply cooling water to cool the semiconductor substrate.
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