KR102417929B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR102417929B1
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김대연
이즈미 아라이
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에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이.
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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 로드락 챔버(load-lock chamber); 상기 로드락 챔버에 연결된 이송 챔버(transfer chamber); 및 상기 이송 챔버에 연결된 하나 이상의 처리 챔버(processing chamber)를 포함하는 기판 처리 장치가 제공된다. 상기 이송 챔버는 상기 로드락 챔버와 상기 처리 챔버 사이의 기판의 이송을 수행하는 이송 아암(transfer arm)을 포함하고, 상기 로드락 챔버는 복수의 기판들을 m×n의 매트릭스 형태로 수용할 수 있는 복수의 로드락 스테이션들을 갖는다. 본 발명의 기술적 사상에 따른 기판 처리 장치를 이용하면 기판을 이송하는 데 소요되는 시간을 대폭 줄일 수 있어 생산성이 향상되는 효과가 있다.

Description

기판 처리 장치 {Apparatus for substrate processing}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 기판을 이송하는 데 소요되는 시간을 대폭 줄일 수 있어 생산성이 향상될 수 있는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
기판 표면에 박막을 퇴적시키는 등의 처리를 위하여 기판 처리 장치가 널리 이용되고 있다. 짧은 시간 내에 다수의 기판들을 처리하기 위하여 처리 챔버 내에 복수의 기판들을 장입하여 처리하는 기판 처리 장치가 제안된 바 있다. 장입된 복수의 기판들을 스테이션들 상에 배열하기 위하여 처리 챔버 내에 기판들을 이송할 수 있는 로봇 아암이 구비되는 경우가 있으며, 기판들을 로딩/언로딩하는 데 많은 시간이 소요된다. 따라서 생산성을 향상시키기 위하여 기판들을 신속하게 로딩/언로딩할 수 있는 장치에 대한 요구가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 첫 번째 기술적 과제는 기판을 이송하는 데 소요되는 시간을 대폭 줄일 수 있어 생산성이 향상될 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 두 번째 기술적 과제는 기판을 이송하는 데 소요되는 시간을 대폭 줄일 수 있어 생산성이 향상될 수 있는 기판의 로딩 방법 및 언로딩 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 기술적 과제를 이루기 위하여, 로드락 챔버(load-lock chamber); 상기 로드락 챔버에 연결된 이송 챔버(transfer chamber); 및 상기 이송 챔버에 연결된 하나 이상의 처리 챔버(processing chamber)를 포함하는 기판 처리 장치를 제공한다. 상기 이송 챔버는 상기 로드락 챔버와 상기 처리 챔버 사이의 기판의 이송을 수행하는 이송 아암(transfer arm)을 포함하고, 상기 로드락 챔버는 복수의 기판들을 m × n의 매트릭스 형태로 수용할 수 있는 복수의 로드락 스테이션들을 갖는다. 상기 이송 아암은 높이를 달리하는 둘 이상의 이송 서브-아암들을 포함하고, 상기 이송 서브-아암의 각각은 복수의 엔드 이펙터(end effector)들을 포함할 수 있다.
특히, 상기 이송 아암은 높이를 달리하는 m개의 이송 서브-아암들을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 각 이송 서브-아암은 n개의 엔드 이펙터들을 포함할 수 있다. 상기 n개의 엔드 이펙터들은 상기 이송 서브-아암의 엔드 이펙터들이 상기 로드락 챔버로 출입하는 방향에 수직인 방향으로 배열될 수 있다. 상기 m개의 이송 서브-아암들은 각각 순차적으로 상기 로드락 챔버 내부의 기판들을 언로딩하거나 상기 로드락 챔버 내부에 기판들을 로딩하도록 구성될 수 있다.
선택적으로, 상기 이송 아암은 높이를 달리하는 n개의 이송 서브-아암들을 포함할 수 있다. 상기 각 이송 서브-아암은 m개의 엔드 이펙터들을 포함할 수 있다. 상기 m개의 엔드 이펙터들은 상기 이송 서브-아암의 엔드 이펙터들이 상기 로드락 챔버로 출입하는 방향에 평행인 방향으로 배열될 수 있다. 이 때, 상기 n개의 이송 서브-아암들은 각각 순차적으로 상기 로드락 챔버 내부의 기판들을 언로딩하거나 상기 로드락 챔버 내부에 기판들을 로딩하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 기판 처리 장치는 적어도 두 개의 이송 서브-아암들이 상기 로드락 챔버 내의 기판들을 동시에 언로딩하거나 상기 로드락 챔버 내부에 기판들을 동시에 로딩하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 로드락 스테이션들은 대응되는 상기 이송 서브-아암들에 따라 상이한 높이로 기판들을 상승시킬 수 있는 핀들을 포함할 수 있다. 또, 상기 처리 챔버는 상기 복수의 기판들을 m × n의 매트릭스 형태로 수용할 수 있는 복수의 처리 챔버 스테이션들을 가질 수 있다. 이 때, 상기 처리 챔버 내부에는 상기 복수의 처리 챔버 스테이션들 사이에서 기판들을 이송하기 위한 처리 챔버 이송 아암이 존재하지 않을 수 있다.
상기 복수의 로드락 스테이션들은 하나의 회전 기구 상에 배열될 수 있으며, 상기 회전 기구는 상기 로드락 스테이션들과 상기 이송 아암 사이의 거리를 변경하기 위하여 회전 가능하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 다른 태양은 로드락 챔버(load-lock chamber); 상기 로드락 챔버에 연결된 이송 챔버(transfer chamber); 및 상기 이송 챔버에 연결된 하나 이상의 처리 챔버(processing chamber)를 포함하는 기판 처리 장치를 제공한다. 상기 처리 챔버는 복수의 기판들을 m × n의 매트릭스 형태로 수용할 수 있는 복수의 처리 챔버 스테이션들을 갖고, 상기 처리 챔버 내에는 상기 복수의 처리 챔버 스테이션들 사이에 기판을 이송하는 챔버 이송 아암이 존재하지 않는다(여기서, m과 n은 각각 2 내지 10의 정수이고, m은 상기 이송 아암의 선단(front end)이 상기 처리 챔버 내부로 연장되는 방향의 처리 챔버 스테이션들의 수이고, n은 상기 이송 아암의 선단이 상기 처리 챔버 내부로 연장되는 방향에 수직인 방향의 처리 챔버 스테이션들의 수임).
본 발명은 상기 두 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 챔버 내에 수용된 복수의 기판들을 언로딩하는 방법을 제공한다. 상기 기판들의 언로딩 방법은 상기 챔버 내의 m × n의 매트릭스 형태로 배열된 스테이션들 위에 각기 수용된 복수의 기판들을 상승시키는 단계; 상기 복수의 기판들의 하부에 대응되는 엔드 이펙터들을 삽입하는 단계; 및 상기 엔드 이펙터들 위에 상기 복수의 기판들을 각각 안착시키는 단계를 포함한다(여기서, m과 n은 각각 2 내지 10의 정수이고, m은 상기 엔드 이펙터들이 상기 챔버 내부로 연장되는 방향의 스테이션들의 수이고, n은 상기 엔드 이펙터들이 상기 챔버 내부로 연장되는 방향에 수직인 방향의 스테이션들의 수임).
상기 대응되는 엔드 이펙터들을 삽입하는 단계는 모든 기판들의 하부에 상기 대응되는 엔드 이펙터들을 동시에 삽입하는 단계를 포함할 수 있다. 또, 상기 복수의 기판들을 상승시키는 단계는 상기 복수의 기판들을 위치에 따라 상이한 높이들로 상승시키는 단계를 포함할 수 있다. 또, 상기 상이한 높이들은 상기 엔드 이펙터들이 상기 챔버 내부로 연장되는 방향의 위치에 따라 상이할 수 있다. 특히, 상기 기판들이 상승되는 높이는 상기 엔드 이펙터들이 삽입되는 방향에 가까울수록 낮고, 상기 엔드 이펙터들이 삽입되는 방향으로부터 멀수록 높을 수 있다.
또, 상기 스테이션들은 회전 가능한 회전 기구(rotation mechanism) 위에 배열될 수 있다. 이 때, 상기 대응되는 엔드 이펙터들을 삽입하는 단계는 상기 엔드 이펙터들이 삽입되는 방향에 가까운 일부 기판들의 하부에 상기 대응되는 엔드 이펙터들을 삽입하는 단계를 포함할 수 있다. 또, 상기 기판들의 언로딩 방법은 상기 복수의 기판들을 안착시키는 단계 이후에, 안착된 상기 복수의 기판들을 상기 챔버 외부로 인출하는 단계; 및 상기 회전 기구를 회전시킴으로써 상기 엔드 이펙터들이 삽입되는 방향으로부터 멀리 위치한 일부 기판들이 상기 방향에 더 가까워지도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 태양은 복수의 기판들을 챔버 내에 로딩하는 방법을 제공한다. 상기 기판들의 로딩 방법은 상기 복수의 기판들이 지지되고 m × n의 매트릭스 형태로 배열된 엔드 이펙터들을 각기 대응되는 스테이션들 위에 위치시키는 단계; 상기 각 스테이션들로부터 핀들을 상승시켜 상기 기판들을 상기 엔드 이펙터들로부터 상승시키는 단계; 상기 엔드 이펙터들을 상기 기판들의 하부로부터 제거하는 단계; 상기 핀들을 하강시켜 각 스테이션들 상에 상기 기판들을 안착시키는 단계를 포함할 수 있다(여기서, m과 n은 각각 2 내지 10의 정수이고, m은 상기 엔드 이펙터들이 상기 챔버 내부로 연장되는 방향의 스테이션들의 수이고, n은 상기 엔드 이펙터들이 상기 챔버 내부로 연장되는 방향에 수직인 방향의 스테이션들의 수임).
이 때, 상기 엔드 이펙터들을 각기 대응되는 스테이션들 위에 위치시키는 단계는 상기 엔드 이펙터들 중 일부의 엔드 이펙터들 상의 기판들을 대응되는 스테이션들에 대하여 제 1 센터링 시키는 단계를 포함하고, 상기 기판들을 상기 엔드 이펙터들로부터 상승시키는 단계는 상기 제 1 센터링이 완료된 기판들에 대하여 수행될 수 있다.
또, 상기 기판들의 로딩 방법은 상기 기판들을 안착시키는 단계 이후에, 나머지 엔드 이펙터들 상의 기판들을 대응되는 스테이션들에 대하여 제 2 센터링시키는 단계; 상기 각 스테이션들로부터 핀들을 상승시켜 제 2 센터링이 완료된 상기 기판들을 상기 나머지 엔드 이펙터들로부터 상승시키는 단계; 상기 나머지 엔드 이펙터들을 상기 기판들의 하부로부터 제거하는 단계; 및 상기 핀들을 하강시켜 각 스테이션들 상에 상기 기판들을 안착시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제 1 센터링되는 기판들을 지지하는 엔드 이펙터들은 그의 각각에 대응되는 상기 제 2 센터링되는 기판들을 지지하는 엔드 이펙터들과 함께 그의 각각에 대응되는 이송 서브-아암에 고정될 수 있다.
상기 기판들의 로딩 방법에서, 복수개의 기판들을 지지하는 상기 엔드 이펙터들을 각기 대응하는 스테이션 위에 위치시키는 단계는 적어도 두 개의 엔드 이펙터들에 대하여 동시에 수행될 수 있다. 이 때, 상기 기판들을 상기 엔드 이펙터들로부터 상승시키는 단계는 상기 복수의 기판들의 위치에 따라 상이한 높이들로 상승시키는 단계를 포함할 수 있다. 또, 상기 상이한 높이들은 상기 엔드 이펙터들이 상기 챔버 내부로 연장되는 방향의 위치에 따라 상이할 수 있다. 나아가, 상기 기판들이 상승되는 높이는 상기 엔드 이펙터들이 삽입되는 방향에 가까울수록 낮고, 상기 엔드 이펙터들이 삽입되는 방향으로부터 멀수록 높을 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 기판 처리 장치를 이용하면 기판을 이송하는 데 소요되는 시간을 대폭 줄일 수 있어 생산성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 평면 투시도이다.
도 2는 로드락 챔버와 이송 챔버를 개념적으로 나타낸 개념적 평면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 아암을 도시한 개념도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이송 아암을 도시한 개념도이다.
도 5는 이송 아암들을 이용하여 로드락 챔버 또는 처리 챔버들 내의 기판을 언로딩하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 로드락 챔버 또는 처리 챔버로부터 이송 챔버로 기판을 언로딩하는 모습을 나타낸 평면도이다.
도 7a 내지 도 7c는 도 6의 AA' 단면 및 BB' 단면을 나타낸 단면도들로서, 기판들을 스테이션으로부터 언로딩하는 과정을 나타낸 단면도들이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 센터링 과정을 더 부가하여 기판들을 스테이션 위에 로딩하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9a 내지 도 9g는 도 6의 AA' 단면 및 BB' 단면을 나타낸 단면도들로서, 센터링 과정을 더 부가하여 기판들을 스테이션 위에 로딩하는 과정을 나타낸 단면도들이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명 개념의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명 개념의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명 개념의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명 개념의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명 개념을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로 해석되는 것이 바람직하다. 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명 개념은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되어지지 않는다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명 개념의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 반대로 제 2 구성 요소는 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명 개념을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "갖는다" 등의 표현은 명세서에 기재된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
달리 정의되지 않는 한, 여기에 사용되는 모든 용어들은 기술 용어와 과학 용어를 포함하여 본 발명 개념이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 공통적으로 이해하고 있는 바와 동일한 의미를 지닌다. 또한, 통상적으로 사용되는, 사전에 정의된 바와 같은 용어들은 관련되는 기술의 맥락에서 이들이 의미하는 바와 일관되는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 여기에 명시적으로 정의하지 않는 한 과도하게 형식적인 의미로 해석되어서는 아니 될 것임은 이해될 것이다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 수행될 수도 있다.
첨부 도면에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조 과정에서 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다. 여기에 사용되는 모든 용어 "및/또는"은 언급된 구성 요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어 "기판"은 기판 그 자체, 또는 기판과 그 표면에 형성된 소정의 층 또는 막 등을 포함하는 적층 구조체를 의미할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 "기판의 표면"이라 함은 기판 그 자체의 노출 표면, 또는 기판 위에 형성된 소정의 층 또는 막 등의 외측 표면을 의미할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)를 나타낸 평면 투시도이다.
도 1을 참조하면, 중앙에 위치한 이송 챔버(120)의 주위에 처리 챔버들(processing chambers)(130a, 130b, 130c, 130d)이 원주 방향으로 배치되어 부착될 수 있다. 상기 처리 챔버들(130a, 130b, 130c, 130d)은 임의의 유형의 처리 장치들을 포함할 수 있고, 예를 들면, 원자층 증착을 위한 챔버, 화학 기상 증착을 위한 챔버, 물리 기상 증착을 위한 챔버, 식각 또는 기타 반도체 소자의 제조 시에 기판에 대하여 수행될 수도 있는 다른 목적을 위한 챔버를 포함할 수 있다.
또한 상기 이송 챔버(120)의 일 측면에는 로드락 챔버(110)가 배치되어 부착될 수 있다. 상기 이송 챔버(120)의 내부에는 상기 로드락 챔버(110)와 처리 챔버(130a, 130b, 130c, 130d) 사이에서 기판들을 이송할 수 있도록 구성된 이송 아암(A100)이 배치될 수 있다.
상기 로드락 챔버(110)는 상기 이송 챔버(120)과 장비 전단 모듈(equipment front end module, EFEM)(105) 사이를 연결하는 역할을 수행할 수 있다. 상기 로드락 챔버(110)는 일측이 게이트 밸브를 통하여 상기 EFEM(105)과 연결될 수 있고, 타측은 다른 게이트 밸브를 통하여 이송 챔버(120)에 연결될 수 있다. 상기 로드락 챔버(110)는 이송 챔버(120)의 이송 아암(A100)이 기판을 로딩 또는 언로딩하는 시기에 이송 챔버(120)와 동일한 또는 근접한 진공 분위기를 형성하도록 구성될 수 있다. 반대로, 상기 로드락 챔버(110)는 상기 EFEM(105)으로부터 미처리 기판을 공급받거나 또는 이미 처리된 기판을 EFEM(105)으로 반송할 때에는 대기압 상태로 전환될 수 있다.
상기 EFEM(105)은 프레임(105f)과 그 일측 벽에 전면개방 일체화 포드(front open unified pod, FOUP)(101)와 같은 기판 저장 용기가 결합될 수 있는 로드 포트(load port)(105p)를 가질 수 있다. 상기 프레임(105f)의 내부에는 FOUP(101)의 도어를 개폐하는 도어 오프너가 구비될 수 있고, 상기 로드 포트(105p)와 로드락 챔버(110) 사이에서 기판을 이송하는 이송 로봇(transfer robot)(105r)이 배치될 수 있다. 이를 위하여 상기 이송 로봇(105r)은 상기 프레임(105f) 내부에서 이동 가능하도록 설치될 수 있으며, 예를 들면, 프레임(105f)의 하부 바닥에는 상기 이송 로봇(105r)의 이동을 안내할 수 있는 가이드레일이 더 구비될 수 있다.
상기 EFEM(105)의 전방에는 전면개방 일체화 포드(front open unified pod, FOUP)(101)가 배치될 수 있다. 상기 FOUP(101)은 포토레티클용 기판, 액정 디스플레이 패널용 기판, 반도체 장치 제조를 위한 웨이퍼 기판, 하드 디스크용 기판 등의 기판을 수납, 운반 및 보관하는 기판 수납 지그이다. 상기 FOUP(101)은 밀폐 공간 중에 기판을 유지함으로써 대기 중의 이물질이나 화학적인 오염으로부터 기판을 방어할 수 있다.
상기 로드락 챔버(110)와 처리 챔버들(130a, 130b, 130c, 130d) 내에는 기판들을 수용하기 위한 로드락 스테이션들과 처리 챔버 스테이션들이 각각 복수개 구비될 수 있다. 도 1에서 로드락 챔버(110)와 처리 챔버들(130a, 130b, 130c, 130d)은 기판들을 위한 스테이션들이 2×2의 형태로 배치된 것으로 도시되었으나, 본원 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
특히, 상기 처리 챔버들(130a, 130b, 130c, 130d)의 처리 챔버 스테이션들은 이들의 분위기들을 서로 격리할 수 있는 격벽들을 더 포함할 수 있다. 상기 격벽들은 기판들의 로딩/언로딩 시에는 적어도 부분적으로 개방되었다가, 기판의 처리 시에는 차폐되어 처리 챔버 스테이션들 사이의 분위기를 상이하게 할 수 있도록 구성될 수 있다.
보다 일반화하여 설명하기 위하여 도 2는 로드락 챔버(110)와 이송 챔버(120)를 개념적으로 나타낸 개념적 평면도이다. 도 2의 로드락 챔버(110)와 이송 챔버(120)는 도 1과 대비하여 상하가 역전되어 있다.
도 2를 참조하면, 상기 로드락 챔버(110) 내에는 복수의 로드락 스테이션들(112)이 배치될 수 있다. 특히, 상기 로드락 스테이션들(112)은 m×n의 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 다시 말해, 상기 로드락 챔버(110) 내에는 기판들이 m×n의 매트릭스 형태로 수용될 수 있다.
여기서, m과 n은 각각 2 내지 10의 정수이고, m은 상기 이송 아암(A100)의 선단(front end)이 상기 로드락 챔버(110) 내부로 연장되는 방향(y 방향)의 로드락 스테이션(112)들의 수이고, n은 상기 이송 아암(A100)의 선단이 상기 로드락 챔버 내부로 연장되는 방향에 수직인 방향(x 방향)의 로드락 스테이션(112)들의 수이다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 m과 n은 서로 동일할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 m과 n은 각각 2일 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 아암(A100)을 도시한 개념도이다. 특히, 도 3a는 이송 아암(A100)이 후퇴되어(retract) 있을 때의 모습을 나타내고, 도 3b는 이송 아암(A100)이 연장되어(extend) 있을 때의 모습을 나타낸다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 상기 이송 아암(A100)은 둘 이상의 이송 서브-아암들(A110, A120)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 이송 아암(A100)은 제 1 이송 서브-아암(A110) 및 제 2 이송 서브-아암(A120)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 이송 서브-아암(A110) 및 상기 제 2 이송 서브-아암(A120)은 서로 중첩되도록 상하로 배치될 수 있다.
상기 제 1 이송 서브-아암(A110) 및 제 2 이송 서브-아암(A120)의 주요 구동부는 도 3a 및 도 3b에 도시된 바에 제한되지 않는다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 제 1 이송 서브-아암(A110) 및 제 2 이송 서브-아암(A120)의 주요 구동부는 각각 독립적으로 3-링크 SCARA (selective compliant articulated robot arm) 아암, 4-링크 SCARA 아암, 양-대칭(bisymmetric) 아암, 개구리-다리/가위 타입(frog-leg/scissors type) 아암, 선형 슬라이딩 아암 등 다양한 구성을 가질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 이송 서브-아암들의 수는 도 2에서 로드락 챔버(110) 내의 매트릭스 형태로 배열된 스테이션들에 있어서의 m값과 동일할 수 있다. 상기 복수의 이송 서브-아암들은 서로 높이를 달리하여 배치될 수 있다.
상기 제 1 이송 서브-아암(A110) 및 상기 제 2 이송 서브-아암(A120)은 각각 복수의 엔드 이펙터(EF11, EF12, EF21, EF22)들을 가질 수 있다. 즉, 상기 제 1 이송 서브-아암(A110)은 2 개의 엔드 이펙터(EF11, EF12)들을 가질 수 있다. 상기 제 2 이송 서브-아암(A120)은 2 개의 엔드 이펙터(EF21, EF22)들을 가질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 각 이송 서브-아암(A110, A120)에 있어서, 엔드 이펙터들의 수는 도 2에서 로드락 챔버(110) 내의 매트릭스 형태로 배열된 스테이션들에 있어서, n값과 동일할 수 있다.
상기 이송 아암(A100)이 후퇴되어 있을 때, 상기 제 1 이송 서브-아암(A110) 및 상기 제 2 이송 서브-아암(A120)은 서로 중첩되도록 상하로 위치될 수 있다. 상기 이송 아암(A100)이 연장되어 있을 때, 상기 제 1 이송 서브-아암(A110) 및 상기 제 2 이송 서브-아암(A120)은 서로 중첩되지 않도록 위치될 수 있다. 특히, 상기 이송 아암(A100)이 연장되어 있을 때, 상기 엔드 이펙터들(EF11, EF12, EF21, EF22) 상에 위치하는 기판들(S11, S12, S21, S22)의 배열 및 간격은 로드락 스테이션들(112)의 배열 및 간격과 실질적으로 일치할 수 있다.
상기 제 1 이송 서브-아암(A110)과 상기 제 2 이송 서브-아암(A120)의 상대적인 움직임에 대한 메커니즘은 통상의 기술자에 의하여 용이하게 구현 가능하므로 여기서는 구체적인 설명을 생략한다.
일반적으로, 처리 챔버 스테이션들이 매트릭스 형태로 배열되는 처리 챔버(130a, 130b, 130c, 130d, 도 1 참조) 내에는 반입 입구 쪽에 위치하는 기판들을 입구로부터 먼 쪽으로 이송하기 위한 회전 아암을 구비한다. 하지만, 본 발명의 실시예들에 따른 기판 처리 장치에서는 이러한 회전 아암이 처리 챔버(130a, 130b, 130c, 130d) 내에 존재하지 않을 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이송 아암(A200)을 도시한 개념도이다. 특히, 도 4a는 이송 아암(A400)이 후퇴되어(retract) 있을 때의 모습을 나타내고, 도 4b는 이송 아암(A400)이 연장되어(extend) 있을 때의 모습을 나타낸다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 상기 이송 아암(A200)은 둘 이상의 이송 서브-아암들(A210, A220)을 포함할 수 있다. 즉, 상기 이송 아암(A200)은 제 3 이송 서브-아암(A210) 및 제 4 이송 서브-아암(A220)을 포함할 수 있다. 상기 제 3 이송 서브-아암(A210) 및 상기 제 4 이송 서브-아암(A220)은 서로 중첩되도록 상하로 배치될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 이송 서브-아암들의 수는 도 2에서 로드락 챔버(110) 내의 매트릭스 형태로 배열된 스테이션들에 있어서, n값과 동일할 수 있다.
상기 제 3 이송 서브-아암(A210) 및 상기 제 4 이송 서브-아암(A220)은 각각 복수의 엔드 이펙터(EF11, EF12, EF21, EF22)들을 가질 수 있다. 즉, 상기 제 3 이송 서브-아암(A210)은 2 개의 엔드 이펙터(EF11, EF21)들을 가질 수 있다. 상기 제 4 이송 서브-아암(A220)은 2 개의 엔드 이펙터(EF12, EF22)들을 가질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 각 이송 서브-아암(A210, A220)에 있어서, 엔드 이펙터들의 수는 도 2에서 로드락 챔버(110) 내의 매트릭스 형태로 배열된 스테이션들에 있어서의 m값과 동일할 수 있다.
상기 이송 아암(A200)이 후퇴되어 있을 때, 상기 제 3 이송 서브-아암(A210) 및 상기 제 4 이송 서브-아암(A220)은 서로 중첩되도록 상하로 위치될 수 있다. 상기 이송 아암(A200)이 연장되어 있을 때, 상기 제 3 이송 서브-아암(A210) 및 상기 제 4 이송 서브-아암(A220)은 서로 중첩되지 않도록 위치될 수 있다. 특히, 상기 이송 아암(A200)이 연장되어 있을 때, 상기 엔드 이펙터들(EF11, EF12, EF21, EF22) 상에 위치하는 기판들(S11, S12, S21, S22)의 배열 및 간격은 로드락 스테이션들(112)의 배열 및 간격과 실질적으로 일치할 수 있다.
상기 제 3 이송 서브-아암(A210)과 상기 제 4 이송 서브-아암(A220)의 상대적인 움직임에 대한 메커니즘은 통상의 기술자에 의하여 용이하게 구현 가능하므로 여기서는 구체적인 설명을 생략한다.
도 3a, 도 3b, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 복수의 엔드 이펙터들(EF11, EF12, EF21, EF22)은 x 방향으로 결합되어 하나의 이송 서브-아암을 각각 구성할 수도 있고, y 방향으로 결합되어 하나의 이송 서브-아암을 각각 구성할 수도 있다. 도 3a와 도 3b에 나타낸 실시예에서, 복수의 엔드 이펙터들(EF11, EF12, EF21, EF22)은 x 방향으로 결합됨으로써 제 1 이송 서브-아암(A110) 및 상기 제 2 이송 서브-아암(A120)을 구성하였다. 도 4a와 도 4b에 나타낸 실시예에서, 복수의 엔드 이펙터들(EF11, EF12, EF21, EF22)은 y 방향으로 결합됨으로써 제 3 이송 서브-아암(A210) 및 상기 제 4 이송 서브-아암(A220)을 구성하였다.
도 5는 이상에서 설명한 이송 아암들(A100, A200)을 이용하여 로드락 챔버 또는 처리 챔버들 내의 기판을 언로딩하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 6은 로드락 챔버 또는 처리 챔버로부터 이송 챔버로 기판을 언로딩하는 모습을 나타낸 평면도이다. 도 7a 내지 도 7c는 도 6의 AA' 단면 및 BB' 단면을 나타낸 단면도들로서, 기판의 언로딩 단계에 따른 모습을 나타낸 단면도들이다.
도 5, 도 6 및 도 7a를 참조하면, 로드락 챔버(110) 또는 처리 챔버(130a) 내의 스테이션들에 기판들(S11, S12, S21, S22)이 재치되어 있다. 상기 기판들(S11, S12, S21, S22)은 상기 로드락 챔버(110) 또는 처리 챔버(130a)로부터 언로딩되기 위하여 핀들(P1, P2)에 의하여 상승될 수 있다(S101). 이때, 상기 기판들(S11, S12, S21, S22)이 상승되는 높이는 스테이션들의 위치에 따라 서로 상이할 수 있다. 예를 들면, 첫째 줄(first row)에 위치하는 기판들(S11, S12)은 제 1 높이(H1)로 상승될 수 있고, 둘째 줄(second row)에 위치하는 기판들(S21, S22)은 제 2 높이(H2)로 상승될 수 있으며, 제 1 높이(H1)는 제 2 높이(H2)보다 더 클 수 있다.
하나의 기판을 상승시키기 위하여 대개 3 개의 핀들이 필요하다. 만일 상기 제 1 높이(H1)가 상기 제 2 높이(H2)보다 낮다면, 첫째 줄에 위치하는 기판들(S11, S12)을 언로딩하기 위하여 삽입되는 엔드 이펙터들이, 둘째 줄에 위치하는 기판들(S21, S22)을 상승시키기 위한 핀들(P2)에 의하여 간섭받을 수 있다.
도 5, 도 6 및 도 7b를 참조하면, 각 기판들(S11, S12, S21, S22)의 하부에 엔드 이펙터들(EF11, EF12, EF21, EF22)이 삽입될 수 있다(S102). 도 7b에서는 이들 엔드 이펙터들(EF11, EF12, EF21, EF22)이 동시에 삽입된 것으로 도시되었지만 소정 규칙에 따라 순차적으로 삽입될 수도 있다. 예를 들면, 첫째 줄에 위치하는 기판들(S11, S12)의 하부에 엔드 이펙터들(EF11, EF12)이 먼저 삽입되고, 그 후 둘째 줄에 위치하는 기판들(S21, S22)의 하부에 엔드 이펙터들(EF21, EF22)이 후속적으로 삽입될 수도 있다.
상기 엔드 이펙터들(EF11, EF12)은 제 1 이송 서브-아암(A110)에 결합되어 있을 수 있고, 상기 엔드 이펙터들(EF21, EF22)은 제 2 이송 서브-아암(A120)에 결합되어 있을 수 있다.
도 6과 도 7b를 참조하여 알 수 있는 바와 같이 엔드 이펙터들(EF11, EF12)은 기판들(S21, S22)의 상부를 가로질러 연장되어야 하므로, 상기 엔드 이펙터들(EF11, EF12)의 하부 표면의 높이인 제 3 높이(H3)는 둘째 줄에 위치하는 기판들(S21, S22)의 상부 표면의 높이인 제 4 높이(H4)보다 더 클 수 있다.
또 상기 기판들(S11, S12, S21, S22)과 그에 대응되는 각 엔드 이펙터들(EF11, EF12, EF21, EF22) 사이에는 자유로운 삽입을 위하여 약간의 간격이 필요하다.
도 5, 도 6 및 도 7c를 참조하면, 각 핀들(P1, P2)이 하강함에 따라 각 기판들(S11, S12, S21, S22)은 대응되는 각 엔드 이펙터들(EF11, EF12, EF21, EF22)의 상부 표면 위에 안착될 수 있다(S103). 이어서, 상기 각 엔드 이펙터들(EF11, EF12, EF21, EF22)이 이송 챔버(120) 내부로 후퇴함으로써, 상기 각 기판들(S11, S12, S21, S22)은 상기 로드락 챔버(110) 또는 처리 챔버(130a)로부터 언로딩되어 이송될 수 있다(S104).
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 실시예들에 따른 기판 처리 장치를 이용하면 로드락 챔버 또는 처리 챔버 내의 다수의 기판들, 특히 4매 이상의 기판들을 일거에 이송 챔버 내부로 이송하는 것이 가능하기 때문에 제품 생산의 스루풋이 증가할 수 있다.
특히, 로드락 챔버 또는 처리 챔버 내에 스테이션들을 회전시키기 위한 기구 및/또는 처리 챔버 내의 복수의 반응기 사이에서 기판을 이송하는 챔버 이송 아암(chamber transfer arm)이 불필요하게 되어 신속한 기판 처리는 물론, 장치가 단순화되기 때문에 정비에 필요한 다운타임(downtime)을 줄일 수 있어 스루풋 향상에 크게 기여할 수 있다.
도 5, 도 6 및 도 7a 내지 도 7c에서는 기판을 언로딩하는 것을 중심으로 설명하였다. 통상의 기술자는 도 5, 도 6 및 도 7a 내지 도 7c를 참조하여 설명한 절차의 역순에 의하여 기판을 로딩할 수 있음을 이해할 것이다.
일부 실시예들에 있어서, 로드락 챔버(110)의 경우에 있어서는 회전 기구를 이용하여 기판들을 로딩/언로딩하는 것도 가능하다. 도 6을 다시 참조하면, 기판들(S11, S12, S21, S22)이 위치하는 스테이션들(A11, A12, A21, A22, 도 2 참조)은 회전 가능한 하나의 회전 기구, 예를 들면 회전 가능한 디스크의 위에 배치될 수 있다. 우선 기판들(S11, S12, S21, S22)이 언로딩될 때, 이송 아암(A100)은 먼저 둘째 줄에 위치하는 기판들(S21, S22)을 먼저 언로딩할 수 있다. 이어서, 회전 기구의 180도 회전에 의하여 나머지 기판들(S11, S12)이 이송 챔버 쪽으로 위치하도록 할 수 있다. 그에 의하여 스테이션들(A11, A12, A21, A22)과 이송 아암(A100) 사이의 거리를 변경시킬 수 있다. 그런 다음 상기 이송 아암(A100)이 나머지 기판들(S11, S12)을 언로딩하도록 구성할 수 있다.
또한, 상기 스테이션들(A11, A12, A21, A22)은 금속 재질로 되어 있을 수 있다. 처리 챔버에서의 처리가 완료되어 로드락 챔버(110)로 회수된 기판들(S11, S12, S21, S22)은 여전히 온도가 높은 상태에 있을 수 있다. 상기 스테이션들(A11, A12, A21, A22)의 위에 기판들(S11, S12, S21, S22)이 로딩되었을 때 면접촉을 통하여 기판들(S11, S12, S21, S22)의 온도를 신속하게 낮출 수 있다. 때문에, 로드락 챔버(110) 내에 별도의 기판 냉각 장치가 불필요하도록 할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 보다 정밀한 로딩을 위해 각 기판의 위치를 센터링(centering)하는 과정이 더 필요할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 센터링 과정을 더 부가하여 기판들을 스테이션 위에 로딩하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 9a 내지 도 9g는 도 6의 AA' 단면 및 BB' 단면을 나타낸 단면도들로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 센터링 과정을 더 부가하여 기판들을 스테이션 위에 로딩하는 과정을 나타낸 단면도들이다.
도 8 및 도 9a를 참조하면, 로딩하고자 하는 기판들(S11, S12, S21, S22)을 챔버 내부로 장입할 수 있다(S201). 상기 챔버는 로드락 챔버(110)일 수도 있고, 처리 챔버(130a)일 수도 있다.
상기 기판들(S11, S12, S21, S22)은 엔드 이펙터들(EF11, EF12, EF21, EF22)에 지지되어 상기 챔버(110, 130a) 내부로 장입될 수 있다. 도 3b에 도시된 바와 같이 엔드 이펙터들(EF11, EF12)은 제 1 이송 서브-아암(A110)에 결합되어 있을 수 있고, 엔드 이펙터들(EF21, EF22)은 제 2 이송 서브-아암(A120)에 결합되어 있을 수 있다.
엔드 이펙터들(EF11, EF12)이 제 1 이송 서브-아암(A110)에 함께 결합되어 있기 때문에 엔드 이펙터(EF11)의 움직임은 엔드 이펙터(EF12)의 위치에 영향을 미치고 그 역도 마찬가지이다. 나아가, 엔드 이펙터들(EF21, EF22)이 제 2 이송 서브-아암(A120)에 함께 결합되어 있기 때문에 엔드 이펙터(EF21)의 움직임은 엔드 이펙터(EF22)의 위치에 영향을 미치고 그 역도 마찬가지이다.
도 8 및 도 9b를 참조하면, 우선 제 2 열의 기판들(S12, S22)에 대하여 센터링을 수행한다(S202). 다시 말해, 기판들(S12, S22)이 로딩되어야 할 위치의 상부에 정확히 위치하도록 상기 제 1 이송 서브-아암(A110) 및 제 2 이송 서브-아암(A120)의 위치를 적절히 조정할 수 있다. 도 9b에서는 좌우 화살표만을 표시하였지만, 상기 제 1 이송 서브-아암(A110) 및 제 2 이송 서브-아암(A120)의 위치는 각각 좌우 방향뿐만 아니라 전후 방향(도 9b의 시선 방향)으로도 조정 가능하다.
제 1 이송 서브-아암(A110)의 엔드 이펙터들(EF11, EF12)에 의하여 지지되는 기판들(S11, S12) 중의 어느 하나의 위치가 비록 목표 위치의 상부에 정확히 위치하여도, 다른 하나의 위치도 반드시 목표 위치의 상부에 정확히 위치하는 것은 아니다. 이는 당초 다른 챔버로부터 로딩하는 과정에서 발생한 오차, 이송 과정에서 발생한 오차 등에 기인할 수 있다.
따라서, 동일한 이송 서브-아암에 의하여 지지되는 복수의 기판들에 있어서, 센터링 공정은 각각 독립적으로 수행될 필요가 있다. 즉, 제 1 이송 서브-아암(A110)에 엔드 이펙터들(EF11, EF12)이 공통적으로 연결되어 있으나, 기판(S12)의 센터링이 완료되었어도 기판(S11)에 대하여 센터링이 추가적으로 필요할 수 있다. 또, 제 1 이송 서브-아암(A120)에 엔드 이펙터들(EF21, EF22)이 공통적으로 연결되어 있으나, 기판(S22)의 센터링이 완료되었어도 기판(S21)에 대하여 센터링이 추가적으로 필요할 수 있다.
도 8 및 도 9c를 참조하면, 센터링이 완료된 제 2 열의 기판들(S12, S22)을 대응되는 엔드 이펙터들(EF12, EF22)로부터 상승시키기 위하여 핀들(P1, P2)을 상승시킬 수 있다(S203). 상기 핀들(P1, P2)에 의하여 상기 기판들(S12, S22)의 하부 표면은 다른 기판들(S11, S21)의 하부 표면보다 높게 될 수 있다. 예를 들면, 상기 기판(S12)의 하부 표면은 기판(S11)의 하부 표면보다 Δh1만큼 높게 될 수 있다. 또, 상기 기판(S22)의 하부 표면은 기판(S21)의 하부 표면보다 Δh2만큼 높게 될 수 있다.
한편, 상기 기판(S22)을 상승시키는 높이는 엔드 이펙터(EF12)로 인해 제한이 따른다. 다시 말해, 상기 기판(S22)을 과도하게 상승시키면, 기판(S22)의 상부 표면이 엔드 이펙터(EF12)에 의하여 간섭을 받게 될 수 있다. 따라서, 상기 기판(S22)은 그의 상부 표면이 엔드 이펙터(EF12)의 하부 표면보다 아래에 위치하도록 상승될 수 있다.
도 8 및 도 9d를 참조하면, 제 1 열의 기판들(S11, S21)에 대하여 센터링을 수행할 수 있다(S204). 즉, 기판들(S11, S21)이 로딩되어야 할 위치의 상부에 정확히 위치하도록 상기 제 1 이송 서브-아암(A110) 및 제 2 이송 서브-아암(A120)의 위치를 적절히 조정할 수 있다. 도 9d에서는 좌우 화살표만을 표시하였지만, 상기 제 1 이송 서브-아암(A110) 및 제 2 이송 서브-아암(A120)의 위치는 각각 좌우 방향뿐만 아니라 전후 방향(도 9d의 시선 방향)으로도 조정 가능하다.
기판(S11)을 센터링시키기 위하여 엔드 이펙터(EF11)의 위치를 조절하면, 엔드 이펙터(EF12)의 위치도 바뀌게 된다. 하지만, 기판(S12)는 핀들(P1)에 의하여 상기 엔드 이펙터(EF12)로부터 상승되어 있는 상태이기 때문에 기판(S12)의 위치는 변화하지 않고 센터링이 완료된 위치에 유지될 수 있다.
마찬가지로, 기판(S21)을 센터링시키기 위하여 엔드 이펙터(EF21)의 위치를 조절하면, 엔드 이펙터(EF22)의 위치도 바뀌게 된다. 하지만, 기판(S22)는 핀들(P2)에 의하여 상기 엔드 이펙터(EF22)로부터 상승되어 있는 상태이기 때문에 기판(S22)의 위치는 변화하지 않고 센터링이 완료된 위치에 유지될 수 있다.
도 8 및 도 9e를 참조하면, 센터링이 완료된 제 1 열의 기판들(S11, S21)을 대응되는 엔드 이펙터들(EF11, EF21)로부터 상승시키기 위하여 핀들(P1, P2)을 상승시킬 수 있다(S205). 다만, 상기 기판(S21)을 상승시키는 높이는 엔드 이펙터(EF11)로 인해 제한이 따른다. 다시 말해, 상기 기판(S21)을 과도하게 상승시키면, 기판(S21)의 상부 표면이 엔드 이펙터(EF11)에 의하여 간섭을 받게 될 수 있다. 따라서, 상기 기판(S21)은 그의 상부 표면이 엔드 이펙터(EF11)의 하부 표면보다 아래에 위치하도록 상승될 수 있다.
이상에서는 제 2 열의 기판들(S12, S22)을 먼저 센터링한 후 제 1 열의 기판들(S11, S21)을 센터링하는 것으로 설명하였으나, 제 1 열의 기판들(S11, S21)을 먼저 센터링한 후 제 2 열의 기판들(S12, S22)을 센터링하여도 무방하다.
도 8 및 도 9f를 참조하면, 상기 챔버로부터 엔드 이펙터들(EF11, EF12, EF21, EF22)을 제거할 수 있다(S206). 이를 위하여 제 1 이송 서브-아암(A110) 및 제 2 이송 서브-아암(A120)이 서로 중첩되도록 하는 것은 물론 이송 아암(A100)을 이송 챔버(120) 내부로 후퇴시킬 수 있다.
도 8 및 도 9g를 참조하면, 기판들(S11, S12, S21, S22)을 지지하는 핀들(P1, P2)을 하강시켜 기판들(S11, S12, S21, S22)을 스테이션들(A11, A12, A21, A22) 위에 안착시킨다(S207).
이상은 도 3a 및 도 3b에 설명된 이송 아암(A100)을 사용하는 경우에 대하여 설명하였으나, 통상의 기술자는 도 4a 및 도 4b에 설명된 이송 아암(A200)을 사용하는 경우도 필요한 변경을 가하여 유사한 방식으로 센터링을 할 수 있음을 이해할 것이다. 보다 구체적으로, 도 3a 및 도 3b에 설명된 이송 아암(A100)으로 센터링을 하여 기판을 로딩할 경우에는 제 2 열에 놓인 기판들(S12, S22)을 먼저 센터링하여 스테이션 A12 및 A22에 안착하고 이후 제 1 열에 놓인 기판들(S11, S21)을 센터링하여 스테이션 A11 및 A21에 안착할 수 있다. 나아가, 도 4a 및 도 4b에 설명된 이송 아암(A200)을 이용할 경우에는 제 1 행에 놓인 기판들(S12, S11)을 먼저 스테이션 A12 및 A11에 센터링하여 안착하고 이후 제 2 행에 놓인 기판들(S22, S21)을 나머지 스테이션 A22 및 A21에 센터링하여 안착한다. 즉, 이송 아암(A100, A200)의 진행방향 대비 이송 서브-아암의 배치 방향 및 형태에 따라 기판의 로딩/언로딩 순서가 다를 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

Claims (29)

  1. 로드락 챔버(load-lock chamber);
    상기 로드락 챔버에 연결된 이송 챔버(transfer chamber); 및
    상기 이송 챔버에 연결된 하나 이상의 처리 챔버(processing chamber);
    를 포함하고,
    상기 이송 챔버는 상기 로드락 챔버와 상기 처리 챔버 사이의 기판의 이송을 수행하는 이송 아암(transfer arm)을 포함하고,
    상기 로드락 챔버는 동일 평면상에 복수의 기판들을 m×n의 매트릭스 형태로 수용할 수 있는 복수의 로드락 스테이션들을 갖고,
    상기 로드락 스테이션들은 대응되는 상기 이송 서브-아암들에 따라 상이한 높이로 기판들을 상승시킬 수 있는 핀들을 포함하며,
    상기 이송 아암은 높이를 달리하는 둘 이상의 이송 서브-아암들을 포함하고,
    상기 이송 서브-아암의 각각은 복수의 엔드 이펙터(end effector)들을 포함하는 기판 처리 장치(여기서, m과 n은 각각 2 내지 10의 정수이고, m은 상기 이송 아암의 선단(front end)이 상기 로드락 챔버 내부로 연장되는 방향의 로드락 스테이션들의 수이고, n은 상기 이송 아암의 선단이 상기 로드락 챔버 내부로 연장되는 방향에 수직인 수평 방향의 로드락 스테이션들의 수임).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이송 아암은 높이를 달리하는 m개의 이송 서브-아암들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    각 이송 서브-아암은 n개의 엔드 이펙터들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 n개의 엔드 이펙터들은 상기 이송 서브-아암의 엔드 이펙터들이 상기 로드락 챔버로 출입하는 방향에 수직인 방향으로 배열된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 m개의 이송 서브-아암들은 각각 순차적으로 상기 로드락 챔버 내부의 기판들을 언로딩하거나 상기 로드락 챔버 내부에 기판들을 로딩하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 이송 아암은 높이를 달리하는 n개의 이송 서브-아암들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    각 이송 서브-아암은 m개의 엔드 이펙터들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 m개의 엔드 이펙터들은 상기 이송 서브-아암의 엔드 이펙터들이 상기 로드락 챔버로 출입하는 방향에 평행인 방향으로 배열된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 n개의 이송 서브-아암들은 각각 순차적으로 상기 로드락 챔버 내부의 기판들을 언로딩하거나 상기 로드락 챔버 내부에 기판들을 로딩하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 제 2 항 또는 제 6 항에 있어서,
    적어도 두 개의 이송 서브-아암들이 상기 로드락 챔버 내의 기판들을 동시에 언로딩하거나 상기 로드락 챔버 내부에 기판들을 동시에 로딩하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  11. 삭제
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리 챔버는 상기 복수의 기판들을 m×n의 매트릭스 형태로 수용할 수 있는 복수의 처리 챔버 스테이션들을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 처리 챔버 내부에는 상기 복수의 처리 챔버 스테이션들 사이에서 기판들을 이송하기 위한 처리 챔버 이송 아암이 존재하지 않는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 로드락 스테이션들은 하나의 회전 기구 상에 배열되고,
    상기 회전 기구는 상기 로드락 스테이션들과 상기 이송 아암 사이의 거리를 변경하기 위하여 회전 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  15. 삭제
  16. 챔버 내에 수용된 복수의 기판들을 언로딩하는 방법으로서,
    상기 챔버 내의 m × n의 매트릭스 형태로 배열된 스테이션들 위에 각기 수용된 복수의 기판들을 상승시키는 단계;
    상기 복수의 기판들의 하부에 대응되는 엔드 이펙터들을 삽입하는 단계; 및
    상기 엔드 이펙터들 위에 상기 복수의 기판들을 각각 안착시키는 단계;
    를 포함하고,
    상기 복수의 기판들을 상승시키는 단계는 상기 복수의 기판들을 위치에 따라 상이한 높이들로 상승시키는 단계를 포함하는 기판들의 언로딩 방법(여기서, m과 n은 각각 2 내지 10의 정수이고, m은 상기 엔드 이펙터들이 상기 챔버 내부로 연장되는 방향의 스테이션들의 수이고, n은 상기 엔드 이펙터들이 상기 챔버 내부로 연장되는 방향에 수직인 방향의 스테이션들의 수임).
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 대응되는 엔드 이펙터들을 삽입하는 단계는 모든 기판들의 하부에 상기 대응되는 엔드 이펙터들을 동시에 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판들의 언로딩 방법.
  18. 삭제
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 상이한 높이들은 상기 엔드 이펙터들이 상기 챔버 내부로 연장되는 방향의 위치에 따라 상이한 것을 특징으로 하는 기판들의 언로딩 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 기판들이 상승되는 높이는 상기 엔드 이펙터들이 삽입되는 방향에 가까울수록 낮고, 상기 엔드 이펙터들이 삽입되는 방향으로부터 멀수록 높은 것을 특징으로 하는 기판들의 언로딩 방법.
  21. 제 16 항에 있어서,
    상기 스테이션들은 회전 가능한 회전 기구(rotation mechanism) 위에 배열되고,
    상기 대응되는 엔드 이펙터들을 삽입하는 단계는 상기 엔드 이펙터들이 삽입되는 방향에 가까운 일부 기판들의 하부에 상기 대응되는 엔드 이펙터들을 삽입하는 단계를 포함하고,
    상기 복수의 기판들을 안착시키는 단계 이후에,
    안착된 상기 복수의 기판들을 상기 챔버 외부로 인출하는 단계; 및
    상기 회전 기구를 회전시킴으로써 상기 엔드 이펙터들이 삽입되는 방향으로부터 멀리 위치한 일부 기판들이 상기 방향에 더 가까워지도록 하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판들의 언로딩 방법.
  22. 복수의 기판들을 챔버 내에 로딩하는 방법으로서,
    상기 복수의 기판들이 지지되고 m × n의 매트릭스 형태로 배열된 엔드 이펙터들을 각기 대응되는 스테이션들 위에 위치시키는 단계;
    상기 각 스테이션들로부터 핀들을 상승시켜 상기 기판들을 상기 엔드 이펙터들로부터 상승시키는 단계;
    상기 엔드 이펙터들을 상기 기판들의 하부로부터 제거하는 단계;
    상기 핀들을 하강시켜 각 스테이션들 상에 상기 기판들을 안착시키는 단계;
    를 포함하는 기판들의 로딩 방법(여기서, m과 n은 각각 2 내지 10의 정수이고, m은 상기 엔드 이펙터들이 상기 챔버 내부로 연장되는 방향의 스테이션들의 수이고, n은 상기 엔드 이펙터들이 상기 챔버 내부로 연장되는 방향에 수직인 방향의 스테이션들의 수임).
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 엔드 이펙터들을 각기 대응되는 스테이션들 위에 위치시키는 단계는 상기 엔드 이펙터들 중 일부의 엔드 이펙터들 상의 기판들을 대응되는 스테이션들에 대하여 제 1 센터링 시키는 단계를 포함하고,
    상기 기판들을 상기 엔드 이펙터들로부터 상승시키는 단계는 상기 제 1 센터링이 완료된 기판들에 대하여 수행되는 것을 특징으로 하는 기판들의 로딩 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 기판들을 안착시키는 단계 이후에, 나머지 엔드 이펙터들 상의 기판들을 대응되는 스테이션들에 대하여 제 2 센터링시키는 단계;
    상기 각 스테이션들로부터 핀들을 상승시켜 제 2 센터링이 완료된 상기 기판들을 상기 나머지 엔드 이펙터들로부터 상승시키는 단계;
    상기 나머지 엔드 이펙터들을 상기 기판들의 하부로부터 제거하는 단계; 및
    상기 핀들을 하강시켜 각 스테이션들 상에 상기 기판들을 안착시키는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판들의 로딩 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 1 센터링되는 기판들을 지지하는 엔드 이펙터들은 그의 각각에 대응되는 상기 제 2 센터링되는 기판들을 지지하는 엔드 이펙터들과 함께 그의 각각에 대응되는 이송 서브-아암에 고정된 것을 특징으로 하는 기판들의 로딩 방법.
  26. 제 22 항에 있어서,
    복수개의 기판들을 지지하는 상기 엔드 이펙터들을 각기 대응하는 스테이션 위에 위치시키는 단계는 적어도 두 개의 엔드 이펙터들에 대하여 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 기판들의 로딩 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 기판들을 상기 엔드 이펙터들로부터 상승시키는 단계는 상기 복수의 기판들의 위치에 따라 상이한 높이들로 상승시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판들의 로딩 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 상이한 높이들은 상기 엔드 이펙터들이 상기 챔버 내부로 연장되는 방향의 위치에 따라 상이한 것을 특징으로 하는 기판들의 로딩 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 기판들이 상승되는 높이는 상기 엔드 이펙터들이 삽입되는 방향에 가까울수록 낮고, 상기 엔드 이펙터들이 삽입되는 방향으로부터 멀수록 높은 것을 특징으로 하는 기판들의 로딩 방법.
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