KR20050045821A - 로드락 장치 및 이를 설치한 로드락 챔버 - Google Patents
로드락 장치 및 이를 설치한 로드락 챔버Info
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Abstract
본 발명은 공정 챔버에 있는 기판을 차례로 반송하는 반송 장치와 협동하여 복수의 기판을 적재하여 대기하는 로드락 장치에 관한 것으로, 로드락 장치의 이송속도의 한계를 높여서 효율적으로 기판을 공정 챔버에 반송하거나 외부로 이송하기 위한 구조를 갖는 로드락 장치 및 이를 설치한 로드락 챔버를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 로드락 장치는 각각의 상부 면에 기판을 지지하고, 각각이 상하로 이동이 가능하며 기판의 두께 이상의 소정거리로 서로 이격되어 있는 복수의 기판지지패널과, 상기 기판지지패널의 각각을 상하로 이동시키기 위한 기판지지패널 구동장치를 포함한다.
Description
본 발명은 공정 챔버로 또는 공정 챔버로부터 반도체, LCD, 유기EL 등의 기판을 반송하는 반송 장치와 협동하여 복수의 기판을 로딩/언로딩하는 로드락 장치에 관한 것으로, 특히 기판의 반송속도의 한계를 높일 수 있고, 효율적으로 기판을 공정 챔버에 반송하기 위한 구조를 갖는 로드락 장치 및 이를 설치한 로드락 챔버에 관한 것이다.
도 1a는 로드락 장치를 포함하는 일반적인 복수 챔버형 기판처리 장치의 평면 개략도이다. 상기 장치는 중심부의 반송 챔버(1)와, 상기 반송 챔버에 연결된 1개 또는 2개의 로드락 챔버(2)와, 복수의 공정 챔버(3)를 포함하고, 상기 반송 챔버(1)에는 반송기구(4)가 장착되어 있다. 즉, 반송 챔버(1)의 주위에는 복수개의 공정 챔버(3)와 1개 또는 2개의 로드락 챔버(2)가 설치된다. 공정 챔버(3)는 기판을 처리하기 위한 장치로서, 박막증착, 기판가열, 기판냉각, 박막식각 등의 반도체 공정이 이루어진다.
이와 같은 일반적인 기판 처리 장치에 사용되는 종래의 로드락 장치로는 로드락 챔버 내에 슬롯이 하나 마련된 단일 슬롯 로드락 챔버가 사용되는 경우가 많다.
상기 로드락 챔버(2)는 반송 챔버(1) 쪽과 통상 대기압 상태인 외부 쪽의 측벽에 게이트가 각각 개구하여 기판을 로딩/언로딩하며, 로드락 챔버를 진공 또는 대기압으로 하기 위해 급배기/펌핑을 위한 진공배기장치가 연결되어 있다. 외부 쪽의 반송기구가 로드락 장치의 출입구 측면에 접근한다. 이와 병행하여, 진공 배기장치가 작동하지 않는 상태에서, 상기 출입구 측면의 게이트가 열린다. 이어서, 반송장치가 구동하여 아암을 통해 로드락 챔버 내의 슬롯에 기판을 로딩한다. 다음에 반송장치의 아암이 로드락 챔버(2)로부터 후퇴하고, 상기 게이트가 닫힌 후 로드락 챔버 내부가 배기하여 진공이 형성된다. 로드락 챔버 내부가 소정의 진공도에 도달하면, 반송 챔버(1) 측의 게이트가 열리고 반송기구(4)가 아암을 통해 로드락 챔버로부터 기판을 언로딩하여, 소정의 공정 챔버로 기판을 옮겨 싣는다. 공정 챔버로부터 기판을 외부로 옮길때도 상술한 바와 같은 동작을 역으로 반복하여 기판을 로딩/언로딩한다.
이러한 로드락 장치에서 기판의 로딩/언로딩 작업을 하는 시간이 공정 챔버에서 기판을 처리하는 속도보다 늦어지면, 처리가 종료된 후의 공정 챔버는 비어있거나 처리가 종료된 기판을 계속 가지고 있는 상태로 대기하여야 하는 상태에 있을 수 있다. 공정 챔버의 수가 많은 경우 뿐만 아니라 박막처리와 같이 공정시간이 짧은 경우에도 이런 일은 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해 로드락 챔버의 수를 늘이기도 하지만, 이로 인해 장치전체가 대형화되는 문제가 있다. 한편, 도 1a의 로드락 챔버(2)에서 선 Ⅱ-Ⅱ를 따라 취한 단면도로서, 도 1b에 도시된 바와 같이 로드락 챔버 내에 복수개의 기판을 지지하도록 슬롯을 증가시키는 경우에도 기판이 로딩/언로딩되기 위해 슬롯과 슬롯 사이에 로봇의 아암이 기판과 함께 들어갈 수 있는 공간이 확보되야 하기 때문에 로드락 챔버의 크기가 크게 증가하게 된다. 챔버의 공간이 커짐에 따라 챔버를 진공상태로 만들기 위해 펌핑/배출하는 시간도 증가하기 때문에 에너지 절감 및 생산성에 있어서 바람직하지 못한 결과를 가져오게 된다.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 복수의 기판을 적재하여 대기하는 로드락 장치의 이송속도의 한계를 높여서 효율적으로 기판을 공정 챔버에 반송하거나 외부로 이송하기 위한 구조를 갖는 로드락 장치 및 이를 설치한 로드락 챔버를 제공하는 것이다.
특히, 본 발명에서는 기판의 로딩/언로딩을 위한 공간의 추가확보 없이 복수개의 기판지지패널을 설치할 수 있도록 설계하여, 로드락 챔버의 크기를 최소화 하면서 기판 이송 능력을 최대화할 수 있는 로드락 챔버를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하우징과, 상기 하우징 내부에 설치되느 제 1 기판지지패널과, 상기 제 1 기판지지패널과 이격되어 적층되는 제 2 기판지지패널 및 상기 제 1 기판지지패널과 상기 제 2 기판지지패널 사이에 기판의 로딩 및 언로딩 공간을 확보하기 위하여, 상기 제 1 기판지지패널 및 상기 제 2 기판지지패널중 최소한 하나를 상하로 이동시키는 구동장치를 포함하는 로드락 장치를 제공한다.
여기서, 상기 제 1 기판지지패널과 상기 제 2 기판지지패널 중 하나는 고정되어 있고, 상기 기판의 로딩 및 언로딩 공간을 확보하기 위하여, 상기 구동장치가 설치되어 있는 상기 제 1 기판지지패널과 상기 제 2 기판지지패널 중 하나는 위로 또는 아래로 구동되는 것이 바람직하고, 상기 제 1 기판지지패널과 상기 제 2 기판지지패널의 각각에 상기 구동장치가 설치되며, 상기 기판의 로딩 및 언로딩 공간을 확보하기 위하여, 상기 제 1 기판지지패널은 위로 구동되고, 상기 제 2 기판지지패널은 아래로 구동될 수 있다.
그리고, 상기 제 1 기판지지패널 및 상기 제 2 기판지지패널 상에 상기 기판의 정렬기능을 가지며 상기 기판이 위치하는 돌기 형태의 기판지지부를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 1 기판지지패널 및 상기 제 2 기판지지패널 상에 상기 기판을 로딩 및 언로딩시키는 기판이송장치 및 상기 기판이송장치의 이동이 가능하도록 상기 제 1 기판지지패널 및 상기 제 2 기판지지패널 상에 설치된 한 개 이상의 오목부를 더 포함할 수 있다. 이 뿐아니라 상기 제 1 기판지지패널 및 상기 제 2 기판지지패널은 냉각장치 또는 가열장치를 포함할 수도 있다.
또한, 본 발명은 하우징과 상기 하우징 내부에 설치되는 제 1 기판지지패널과, 상기 제 1 기판지지패널과 이격되어 적층되는 제 2 기판지지패널과, 상기 제 2 기판지지패널과 이격되어 적층되는 제 3 기판지지패널 및 상기 제 1 기판지지패널과 상기 제 2 기판지지패널 사이 및 상기 제 2 기판지지패널과 상기 제 3 기판지지패널 사이에서 기판의 로딩 언로딩 공간을 확보하기 위하여, 상기 제 1 내지 제 3 기판지지패널 중 적어도 어느 하나를 상하로 이동시키는 구동장치를 포함하는 로드락 장지를 제공한다.
여기서, 상기 제 1 기판지지패널이 고정되고, 상기 제 2 기판지지패널과 상기 제 3 기판지지패널에 각각 제 1 구동장치와 제 2 구동장치가 설치되고, 상기 제 1 기판지지패널과 상기 제 2 기판지지패널 사이 및 상기 제 2 기판지지패널과 상기 제 3 기판지지패널 사이에서, 상기 기판의 로딩 및 언로딩 공간을 확보하기 위하여, 상기 제 1 구동장치 및 상기 제 2 구동장치가 위로 구동되는 것이 바람직하다.
상기의 구동장치는 에어실리더인 것이 바람직하고, 상기 제 1 내지 제 3 기판지지패널 각각은 냉각 장치 또는 가열 장치를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제 1 기판지지패널은 고정되고, 상기 제 2 기판지지패널과 상기 제 3 기판지지패널을 교번하여 상하로 구동시키기 위하여 상기 구동장치가 좌우로 이동가능할 수 있다.
상기 하우징 내부의 측면에 상기 구동장치의 공간을 마련하기 위하여, 상기 제 1 기판지지패널은 상기 제 2 기판지지패널보다 작고, 상기 제 2 기판지지패넬은 상기 제 3 기판지지패널보다 작게 형성하는 것이 효과적이다.
그리고, 상기 제 1 내지 제 3 기판지지패널 상에 상기 기판의 정렬기능을 가지며 상기 기판이 위치하는 돌기 형태의 기판지지부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 하우징, 상기 하우징 내부에 설치되는 제 1 기판지지패널과 상기 제 1 기판지지패널과 이격되어 적층되는 제 2 기판지지패널, 그리고 상기 제 1 기판지지패널 및 상기 제 2 기판지지패널 중 최소한 하나를 상하로 이동시키는 구동장치를 포함하는 로드락 장치에 있어서, 상기 제 1 기판지지패널과 상기제 2 기파지지패널 중 최소한 하나가 위로 또는 아래로 이동하여 기판의 로딩 및 언로딩 공간을 확보하는 단계 및 상기 제 1 기판지지패널 또는 상기 제 2 기판지지패널 상에 상기 기판을 로딩 또는 언로딩하는 단계를 포함하는 로드락 장치의 구동방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 하우징, 상기 하우징 내부에 설치되는 제 1 기판지지패널과 상기 제 1 기판지지패널과 이격되어 적층되는 제 2 기판지지패널, 상기 제 2 기판지지패널과 이격되어 적층되는 제 3 기판지지패널, 그리고 상기 제 1 기판지지패널, 상기 제 2 기판지지패널, 그리고 상기 제 3 기판지지패널 중 적어도 어느하나를 상하로 이동시키는 구동장치를 포함하는 로드락 장치에 있어서, 상기 제 1 기판지지패널, 상기 제 2 기판지지패널, 그리고 제 3 기판지지패널 중 하나 이상을 상하로 이동하여 상기 제 1 기판지지패널과 상기 제 2 기판지지패널 사이 또는 상기 제 2 기판지지패널과 상기 제 3 기판지지패널 사이에서, 기판의 로딩 및 언로딩 공간을 확보하는 단계 및 상기 제 1 기판지지패널, 상기 제 2 기판지지패널, 그리고 상기 제 3 기판지지패널 중 최소한 하나에 상기 기판을 로딩 또는 언로딩하는 단계를 포함하는 로드락 장치의 구동방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 각각의 상부 면에 기판을 지지하고, 각각이 상하로 이동이 가능하며 기판의 두께이상의 소정거리로 서로 이격되어 있는 복수의 기판지지패널 및 상기 기판지지패널의 적어도 하나를 상하로 이동시키기 위한 기판지지패널 구동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 로드락 장치를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 발명에 의한 로드락 챔버를 포함하는 기판처리 장치도 도 1과 같은 구성을 갖는다. 마찬가지로, 로드락 챔버(2)의 측면에 설치된 반송 챔버(1)의 중심부에는 반송기구(4)가 장착되고, 상기 반송기구(4)에 연결된 아암에 의해 로드락 챔버 내의 기판지지패널에 적재된 기판이 공정 챔버로 반송되거나, 공정 챔버에서 기판지지패널로 적재되어 외부로 이송될 수 있다. 상기 아암의 단부는 기판 등의 반송 대상물이 적재되도록 되어 있으며, 진공척이나 정전척의 방법으로 기판을 상부에서 흡착하여 들어올리거나, 기판을 아암의 단부 위에 단순히 올려놓거나 또는 진공척, 정전척으로 고정시켜서 들어올려 이동시킬 수 있게 되어있다.
도 2는 본 발명에 따른 2개의 기판을 적재하여 대기할 수 있는 로드락 장치가 설치된 챔버의 구조를 간략히 도시한 측 단면도로서 도 1a의 로드락 챔버(2)에서 선 Ⅱ-Ⅱ를 따라 도시한 단면도이다. 도 2a 및 도 2b를 참조하여 본 발명에 따른 로드락 챔버를 설명하면, 하우징(20a)과, 하우징(20a) 내부에 설치된 제 1 기판지지패널(20)과, 제 1 기판지지패널(20)과 소정간격 이격적층된 제 2 기판지지패널(21)과, 제 1 및 제 2 기판지지패널(20 및 21) 사이에 기판의 로딩 또는 언로딩 공간을 확보하기 위하여 제 1 및 제 2 기판지지패널(20 및 21)중 최소한 하나를 상하로 이동시키는 구동장치(25)를 포함한다.
상기의 제 1 및 제 2 기판지지패널(20 및 21)은 그 상부에 기판의 정렬 기능을 가지며 로딩된 기판을 보호하기 위해 기판이 위치하는 돌기 형태의 기판지지부(20a 및 21a)를 더 포함할 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 기판지지패널(20 및 21) 상에 상기 기판을 로딩 및 언로딩시키는 기판이송장치(미도시)와, 상기 기판이송장치의 이동이 가능하도록 제 1 및 제 2 기판지지패널(20 및 21) 상에 설치된 한 개 이상의 오목부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 기판지지패널(20 및 21)은 냉각 장치(미도시) 또는 가열 장치(미도시)를 더 포함할 수 있다.
이로써, 종래에는 도 1b에서와 같이 2개의 기판지지패널(20 및 21)을 이용하여 2개의 기판을 로딩 언로딩 할 수 있도록 하기 위해서는 인접한 기판과는 소정 간격(d)을 유지하여야 하기 때문에 전체적인 로드락 챔버(2)의 높이(T1) 또한 커져야 하였다. 하지만, 본 발명의 도 2a 및 도 2b에서와 같이 2개의 기판지지패널중 적어도 어느 하나가 이동하게 됨으로 인해 기판을 로딩하기 위한 공간(d)을 충분히 유지할 수 있을 뿐만 아니라 전체적인 로드락 챔버의 높이(T2) 또한 작게 가져갈 수 있다.
상술한 구조의 로드락 장치는 매우 다양한 구동방법을 가질 수 있다.
제 1 기판지지패널(20)과 제 2 기판지지패널(21)중 어느 하나가 고정되어 있을 경우를 생각하면 다음과 같다. 만일 제 1 기판지지패널(20)이 고정되어 있을 경우, 제 1 기판지지패널(20)에 소정의 기판을 로딩 또는 언로딩하기 위해서는 구동부를 통해 제 2 기판지지패널(21)을 상승시켜 기판의 로딩 및 언로딩 공간을 확보한 다음, 기판 이송장치를 통해 제 1 기판지지패널(20)에 기판을 로딩 또는 언로딩한다. 또한, 제 2 기판지지패널(21)에 소정의 기판을 로딩 또는 언로딩 하기 위해서는 구동부를 통해 제 2 기판지지패널(21)을 하강시켜 기판의 로딩 및 언로딩 공간을 확보한 다음, 기판 이송장치를 동해 제 2 기판지지패널(21)에 기판을 로딩 또는 언로딩한다.
이뿐만 아니라 제 1 및 제 2 기판지지패널(20 및 21)이 고정되어 있지 않을 경우에는, 제 1 기판지지패널(20)에 소정의 기판을 로딩 또는 언로딩 하기 위해 구동부를 통해 제 1 기판지지패널(20)은 하강시키고, 제 2 기판지지패널(21)은 상승시킨 다음, 제 1 기판지지패널(20)에 기판을 로딩 또는 언로딩한다. 또한, 제 2 기판지지패널(21)에 소정의 기판을 로딩 언로딩 하기 위해 제 1 및 제 2 기판지지패널을 하강 시킨 다음, 제 2 기판지지패널에 기판을 로딩 또는 언로딩한다.
물론 본 발명은 2개의 기판지지패널에 한정되지 않고 다수개의 기판지지패널을 포함할 수도 있다. 하기에서는 3개의 기판지지패널을 갖는 로드락 챔버에 관해 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 복수의 기판을 적재하여 대기할 수 있는 로드락 장치가 설치된 챔버의 구조를 도시한 측 단면도로서 도 1a의 로드락 챔버(2)에서 선 Ⅱ - Ⅱ를 따라 도시한 단면도이다. 공정 챔버로 차례로 반송할 기판이나 외부로 이송할 기판 등을 적재하여 대기하는 로드락 장치는 로드락 챔버(2) 내부에 장착되어 있다. 통상 로드락 챔버(2)는 밀폐되어 배기/펌핑하여 진공상태로 유지될 수 있다. 챔버 내에는 복수의 기판을 로딩/언로딩하기 위한 기판지지패널로서 로드락 챔버(2) 내를 상하로 이동 가능하고 서로 소정의 간격을 유지하여 이격 설치된 3개의 기판지지패널(20, 21, 22)이 마련되어 있는데, 기판지지패널에는 냉각 또는 가열장치를 설치하여 공정 시 기판이 로드락 챔버 내에서 필요에 따라 기판 냉각 또는 가열될 수 있도록 할 수 있다. 한편, 기판을 로딩/언로딩 시 개폐를 위한 (도시되지 않은) 게이트가 반송 챔버(1)와 로드락 챔버 좌측의 외부방향으로 각각 마련되어 있다. 즉, 도 3에서 게이트는 (도면에 수직인 방향으로) 전방 및 후방에 각각 마련된다. 반송 챔버(4)와 외부방향으로 각각 마련된 (도시되지 않은) 게이트는 필요에 따라 개폐된다. 즉, 외부에서 기판이 로딩/언로딩될 때는 반송 챔버(4) 쪽의 게이트가 폐쇄되고 외부 측의 게이트를 개방하여 로드락 챔버(2) 내를 대기압상태가 되도록 한다. 한편, 반송 챔버(4) 측에서 기판이 로딩/언로딩될 때는 우선 외부 측의 게이트를 폐쇄한 후 로드락 챔버(2) 내를 진공상태가 되도록 배기/펌프한 후 진공상태인 반송 챔버(4) 측의 게이트를 개방한다. 상기 기판지지패널들을 상하로 이동시키기 위한 기판지지패널 구동장치의 일예로서 에어실린더(25)가 기판지지패널(20, 21, 22)의 양 대향 단부에 각각 마련되어 있다. 각각의 기판지지패널에 마련된 에어실린더는 개별적으로 작동 가능하며 따라서 기판지지패널들 사이에 소정의 간격을 유지하게 할 수도 있다. 이때, 하부 기판지지패널(20)은 고정되어 있는 것이 바람직하다. 이는 기판이 로딩/언로딩 시 기판이 놓여지는 기판지지패널의 상부에는 아암의 단부가 들어갈 수 있을 정도의 소정의 공간을 확보하여야 하기 때문이다. 기판지지패널의 상부에 소정 공간이 요구되므로 하부 기판지지패널(20)을 고정하면 로드락 챔버(2)의 높이가 최소화된다. 이에 따라, 에어실린더(25)는 하부 기판지지패널(20)을 제외한 중간 기판지지패널(21) 및 상부 기판지지패널(22)을 상하로 이동시키기 위해 장착되어 있다. 상기 에어실린더(25)는 로드락 챔버(2) 외부에 또는 내부에도 장착될 수 있다. 상부 기판지지패널(22)에 장착된 에어실린더(25)는 중간 기판지지패널(21)의 홀을 관통하여 상부 기판지지패널(22)에 장착되어 있다. 도 4는 기판(37)이 아암(29)에 의해 도 3의 중간 기판지지패널(21)에 로딩/언로딩되는 상태를 도시한 사시도로 기판지지패널의 일예를 보여준다. 기판을 기판지지패널(21)에 안정적으로 로딩시킬 뿐 아니라, 기판이 기판지지패널(21)에 직접 닿음으로써 생기는 오염을 방지하기 위하여, 기판지지패널(21)에는 기판(37) 아래에서 기판을 지지하는 기판지지돌기(27)가 설치될 수 있다. 이때, 기판지지패널(21)에는 아암(29)이 기판을 기판지지돌기(27) 위에 로딩/언로딩 하기위해 아암(29)이 기판지지패널(21) 상에 입출할 수 있도록 적절한 공간이 마련되어야 한다. 이를 위해서, 기판지지패널(21)의 양단부에 아암(29)의 전후진이 가능하도록 오목부(30)가 마련될 수 있다. 즉, 예를 들어 도4와 같이 아암(29)으로 기판을 로딩/언로딩 할 시에 일단부의 측부가 개방되거나 혹은 일단부와 그에 대향하는 단부의 측부에 연장된 2개의 오목부를 가질 수 있다. 이 경우, 기판이 아암(29)의 단부에 올려져서 로드락장치에 수용될 때, 기판지지패널(21) 상에 기판이 위치된 후에 아암(29)이 하강하여 기판이 기판지지돌기(27) 상에 놓여지고, 아암(29)의 단부는 기판지지패널 오목부(30) 내에 위치되어 아암(29)이 후퇴할 때 기판을 제외한 아암(29)만이 기판지지패널에서 후퇴하게 된다. 기판지지패널(21)에 마련된 오목부(30)는 기판이 기판지지패널 사이의 공간에서 로딩/언로딩 될 때, 아암(29) 단부의 상하 이동거리를 기판지지패널의 내부까지 확장해줌으로써 그만큼 기판지지패널 간의 이격된 거리를 줄일 수 있게 한다. 기판지지패널 간의 이격 거리의 감소는 로드락 챔버의 체적의 감소를 가능하게 하거나 동일 체적에서 기판지지패널의 추가가 가능하게 한다. 아암(29)이 기판(37)의 상부 주변부를 잡고 들어올려 기판(37)을 이송시키는 경우에는 이러한 오목부(30)의 구성이 요구되지는 않는다.
한편, 기판지지패널의 다른 예로서 도 5a는 기판(37)이 아암(29)에 의해 도 2의 중간 기판지지패널(21)에 로딩/언로딩되는 상태를 도시한다. 도 5b는 아암을 제외하고 도 5a에서 선 ⅣB - ⅣB를 따라 절단한 측 단면도이다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 기판지지패널(21) 각각에는 기판이 로딩되어 있을 때 기판지지패널들이 기판 두께보다 높은 높이로 서로 이격되어 적정한 공간을 확보할 수 있도록 돌출부(26)가 더 기판지지패널에 마련될 수 있다. 즉, 돌출부(26)는 기판과 그 위의 기판지지패널 사이에 간섭이 일어나지 않도록 어느 정도 소정의 공간을 유지할 수 있도록 할 수 있다. 이러한 상기 돌출부(26)는 기판지지패널(21) 상에 기판을 로딩할 때 기판을 돌출부(26)의 측면에 접촉시켜 기판의 위치를 정렬해 주는 어라이너로서의 기능도 할 수 있다. 더욱이 도 4에 도시된 실시예에서도 기판지지패널의 주연부에 이러한 돌출부(26)를 추가 설치할 수 있다. 마찬가지로, 기판(37)을 기판지지패널(21)에 안정적으로 로딩시킬 뿐 아니라, 기판(37)이 기판지지패널(21)에 직접 닿음으로써 생기는 오염을 방지하기 위하여, 기판지지패널(21)에는 기판(37) 아래에서 기판을 지지하는 기판지지돌기(27)가 설치될 수 있다. 이때, 기판지지패널(21)에 마련된 기판지지돌기(27)는 상하로 이동 가능하게 설치되어 기판의 로딩/언로딩을 원활하게 할 수 있다. 즉, 기판(37)이 아암(29)의 단부 상에 올려져 기판지지패널(21)에 로딩/언로딩될 때, 상기 기판지지돌기(27)는 아암(29)이 기판(37)을 기판지지돌기(27) 상에 올려놓고 후퇴하도록 아암의 두께보다 높이 상승한 다음, 아암(29)이 후퇴한 후에 원래 위치로 하강한다. 한편, 아암(29)이 기판(37)의 상부 주변부를 잡고 들어올려 기판(37)을 이송시키는 경우에는 기판지지돌기(27)가 승강하는 이러한 구성이 요구되지는 않는다. 하기, 도 6a 내지 도 6c는 도 5a에서 선 ⅣB - ⅣB에 따라 절단한 측면도이며 이를 참조하여 본 발명에 관한 로드락 장치의 작동에 대해서 설명한다.
도 6a에서와 같이 기판(37)이 상부 기판지지패널(22)에 로딩/언로딩될 때는 중간 및 상부 기판지지패널(21, 22)이 하강하도록 그에 장착된 에어실린더가 구동되어, 기판(37)이 (도시되지 않은) 반송기구와 아암에 의해 상부 기판지지패널(22)에 로딩/언로딩될 수 있도록 상부 기판지지패널(22)과 챔버사이에 소정의 공간을 확보, 유지한다. 도 6b와 같이 기판(37)이 중간 기판지지패널(21)에 로딩/언로딩될 때는 상부 기판지지패널(22)에 장착된 에어실린더에 의해 상부 기판지지패널(22)만이 상방으로 이동되어 기판(37)이 반송기구와 아암에 의해 중간 기판지지패널(21)에 로딩/언로딩될 수 있도록 상부 기판지지패널(22)과 중간 기판지지패널(21) 사이에 소정의 공간이 확보, 유지된다. 마찬가지로, 도 6c에서와 같이 기판(37)이 하부 기판지지패널(20)에 로딩/언로딩될 때는 중간 기판지지패널(21)과 상부 기판지지패널(22)을 상방으로 이동시켜 중간 기판지지패널(21)과 하부 기판지지패널(20) 사이에 소정의 공간이 확보, 유지된다. 이 경우, 각각의 기판지지패널 상에는 돌출부(26)가 마련되지 않더라도 각 기판지지패널에 연결된 에어실린더에 의해 각 기판지지패널들은 소정 간격을 유지할 수 있다.
기판지지패널을 승강시키는 장치의 다른 예로서 도 7a 내지 도 7b에 도시된 바와 같이, 에어실린더(45)가 챔버의 바닥에서 기판지지패널의 반지름 방향으로 이동할 수 있도록 구성될 수 있다. 이 경우, 적어도 중간 및 하부 기판지지패널(21, 20)에는 전술된 돌출부(26)가 마련되어야 한다. 즉, 각각의 기판지지패널이 에어실린더(45)에 의해 지지되지 않기 때문에 각 기판지지패널들 사이에 소정간격을 유지하기 위해서 돌출부(26)가 필요한 것이다. 예를 들어 도 7a와 같이 하부 기판지지패널(20) 상에 기판을 로딩/언로딩하기 위해서, 에어실린더(45)는 중간 기판지지패널(21)의 하부면으로 이동하여 그의 하부면(또는 기판지지패널의 구성에 따라 측면)에 연결되어 중간 및 상부 기판지지패널(21, 22)을 상승시켜서 하부 기판지지패널(20) 상에 기판을 로딩/언로딩 할 수 있는 공간을 마련한다. 이때, 상부 기판지지패널(22)의 하부면과 중간 기판지지패널(21)에 마련된 돌출부(26)가 접촉하여 중간 기판지지패널(21)은 상부 기판지지패널(22)을 지지하게 되어 중간 및 상부 기판지지패널(21, 22)이 함께 상승하게 된다. 도 7b와 같이 중간 기판지지패널(21)에 기판(37)이 로딩/언로딩될 때에는 상부 및 중간 기판지지패널(22, 21)이 중간 및 하부 기판지지패널(21, 20)에 마련된 돌출부(26)에 의해 서로 지지되도록 에어실린더를 구동시킨 다음, 에어실린더를 최대로 후퇴시킨다. 그 다음 에어실린더(45)는 상부 기판지지패널(22)의 하부면으로 이동하여 그의 하부면에 연결되어 상부 기판지지패널(22)을 상승시킨다. 이때, 중간 기판지지패널(21)은 에어실린더(45)가 빠져나가면서 하부 기판지지패널(20)에의 돌출부(26) 상에 지지되어 있게 된다.
이하, 상술한 3개의 기판지지패널(20 내지 22)을 갖는 로드락 장치의 구동방법에 관해 설명한다. 이러한 로드락 장치의 구동방법은 기판지지패널의 고정된 상태와 구동장치와의 연결된 상태에 따라 하기에서 설명한 방법에만 한정되지 않고, 매우 다양한 방법이 가능한다.
상기 기판지지패널(20 내지 22)중 어느 하나가 고정되어 있을 경우를 살펴보면, 즉, 제 1 기판지지패널(20)이 고정되어 있을 경우, 제 1 기판지지패널(20)에 기판을 로딩 또는 언로딩 하기 위해서는 제 2 및 제 3 기판지지패널(21 및 22)을 상승시켜 챔버(2)의 내측벽과 제 3 기판지지패널(22) 사이의 공간 및 제 2 및 제 3 기판지지패널(21 및 22)간의 사이 공간을 최소화 하여 제 1 및 제 2 기판지지패널(20 및 21) 공간을 최대화 하여 기판의 로딩 및 언로딩 공간을 확보한 다음, 기판 이송장치를 통해 제 1 기판지지패널(20)에 기판을 로딩 또는 언로딩한다. 제 2 기판지지패널(21)에 기판을 로딩 또는 언로딩 하기 위해서는 제 1 및 제 2 기판지지패널(20 및 21) 사이의 공간을 최소화 하기 위해 제 2 기판지지패널(21)을 하강시키고, 제 3 기판지지패널(22)과 챔버의 내측벽간의 공간을 최소화 하기 위해 제 3 기판지지패널(22)을 상승시켜 제 2 및 제 3 기판지지패널(21 및 22) 공간을 최대화 하여 기판의 로딩 및 언로딩 공간을 확보한 다음, 기판을 제 2 기판지지패널(21)에 로딩 또는 언로딩한다. 제 3 기판지지패널(22)에 기판을 로딩 또는 언로딩 하기 위해, 제 1 내지 제 3 기판지지패널(20 내지 22) 사이의 공간을 최소화 하고, 제 3 기판지지패널(22)과 챔버의 내측벽과의 공간을 최대화 하기 위해 제 2 및 제 3 기판지지패널(21 및 22)을 하강시킨다음, 제 3 기판지지패널(22)에 기판을 로딩 또는 언로딩한다.
이뿐만 아니라 제 1 내지 제 3 기판지지패널(20 내지 22) 모두가 고정되어 있지 않을 경우에는, 제 1 기판지지패널(20)까지 상하로 이동시킬 수 있어 기판의 로딩 또는 언로딩 공간을 충분히 확보할 수 있게 된다.
본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고, 공정 챔버의 개수와 로드락 챔버의 기판지지패널의 개수는 공정조건에 따라 다를 수 있으며, 기판지지패널의 개수는 많아질수록 기판 처리 능력은 올라가지만, 기판지지패널들 간의 높이를 확보하는 등의 문제로 로드락 챔버의 용량이 커지고, 기판이 로딩/언로딩되는 게이트가 커지고, 기판지지패널을 구동시키는 구동부가 복잡해지는 문제가 있으므로 이들을 고려하여 기판지지패널의 수를 적절히 조절할 수 있다.
본 발명은 로드락 챔버에서 복수의 기판을 적재하기 위하여 기판지지패널을 추가하여도 기판을 로딩/언로딩하기 위한 공간을 최소화하여 소형의 로드락 챔버를 구현할 수 있다. 따라서 소형의 로드락 챔버 내에서 다수개의 기판을 반송 또는 이송할 수 있는 동시에 로드락 챔버를 진공 상태로 하기 위한 펌핑/배기 시간도 단축되어 생산성을 크게 향상시키고 에너지 소비를 절감할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 일반적인 기판처리장치의 개략 평면도.
도 2는 본 발명에 따른 로드락 장치의 개략 측단면도.
도 3은 본 발명에 따른 로드락 장치의 개략 측단면도.
도 4는 본 발명에 따른 로드락 장치의 중간 기판지지패널의 일 예의 사시도.
도 5a는 본 발명에 따른 로드락 장치의 중간 기판지지패널의 다른 예를 상부에서 내려다 본 평면도.
도 5b는 도 5a에서 선 ⅣB - ⅣB에 따라 절단한 후 본 측면도.
도 6a 내지 도 6c는 도 5a에서 ⅣB - ⅣB에 따라 절단한 측면도로 상부, 중간 및 하부 기판지지패널에 기판을 로딩/언로딩할 때의 기판 및 각 기판지지패널의 위치를 나타낸 간략한 측단면도.
도 7a 내지 도 7b는 본 발명에 따른 기판지지패널 구동장치의 다른 예.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 반송 챔버 2: 로드락 챔버
3: 공정 챔버 4: 반송기구
20: 하부 기판지지패널 21: 중간 기판지지패널
22: 상부 기판지지패널 25, 45: 에어실린더
26: 돌출부 27: 기판지지돌기
29: 아암 30: 오목부
37: 기판
Claims (16)
- 하우징;상기 하우징 내부에 설치되느 제 1 기판지지패널;상기 제 1 기판지지패널과 이격되어 적층되는 제 2 기판지지패널; 및상기 제 1 기판지지패널과 상기 제 2 기판지지패널 사이에 기판의 로딩 및 언로딩 공간을 확보하기 위하여, 상기 제 1 기판지지패널 및 상기 제 2 기판지지패널중 최소한 하나를 상하로 이동시키는 구동장치를 포함하는 로드락 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 기판지지패널과 상기 제 2 기판지지패널 중 하나는 고정되어 있고, 상기 기판의 로딩 및 언로딩 공간을 확보하기 위하여, 상기 구동장치가 설치되어 있는 상기 제 1 기판지지패널과 상기 제 2 기판지지패널 중 하나는 위로 또는 아래로 구동되는 로드락 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 기판지지패널과 상기 제 2 기판지지패널의 각각에 상기 구동장치가 설치되며, 상기 기판의 로딩 및 언로딩 공간을 확보하기 위하여, 상기 제 1 기판지지패널은 위로 구동되고, 상기 제 2 기판지지패널은 아래로 구동되는 로드락 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 기판지지패널 및 상기 제 2 기판지지패널 상에 상기 기판의 정렬기능을 가지며 상기 기판이 위치하는 돌기 형태의 기판지지부를 더 포함하는 로드락 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 기판지지패널 및 상기 제 2 기판지지패널 상에 상기 기판을 로딩 및 언로딩시키는 기판이송장치; 및상기 기판이송장치의 이동이 가능하도록 상기 제 1 기판지지패널 및 상기 제 2 기판지지패널 상에 설치된 한 개 이상의 오목부를 더 포함하는 로드락 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 기판지지패널 및 상기 제 2 기판지지패널은 냉각장치 또는 가열장치를 포함하는 로드락 장치.
- 하우징;상기 하우징 내부에 설치되는 제 1 기판지지패널;상기 제 1 기판지지패널과 이격되어 적층되는 제 2 기판지지패널;상기 제 2 기판지지패널과 이격되어 적층되는 제 3 기판지지패널; 및상기 제 1 기판지지패널과 상기 제 2 기판지지패널 사이 및 상기 제 2 기판지지패널과 상기 제 3 기판지지패널 사이에서 기판의 로딩 언로딩 공간을 확보하기 위하여, 상기 제 1 내지 제 3 기판지지패널 중 적어도 어느 하나를 상하로 이동시키는 구동장치를 포함하는 로드락 장지.
- 제 7 항에 있어서,상기 제 1 기판지지패널이 고정되고, 상기 제 2 기판지지패널과 상기 제 3 기판지지패널에 각각 제 1 구동장치와 제 2 구동장치가 설치되고, 상기 제 1 기판지지패널과 상기 제 2 기판지지패널 사이 및 상기 제 2 기판지지패널과 상기 제 3 기판지지패널 사이에서, 상기 기판의 로딩 및 언로딩 공간을 확보하기 위하여, 상기 제 1 구동장치 및 상기 제 2 구동장치가 위로 구동되는 로드락 장치.
- 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서,상기 구동장치는 에어실리더인 것을 특징으로 하는 로드락 장치.
- 제 7 항에 있어서,상기 제 1 내지 제 3 기판지지패널 각각은 냉각 장치 또는 가열 장치를 포함하는 로드락 장치.
- 제 7 항에 있어서,상기 제 1 기판지지패널은 고정되고, 상기 제 2 기판지지패널과 상기 제 3 기판지지패널을 교번하여 상하로 구동시키기 위하여 상기 구동장치가 좌우로 이동가능한 로드락 장치.
- 제 7 항에 있어서,상기 하우징 내부의 측면에 상기 구동장치의 공간을 마련하기 위하여, 상기 제 1 기판지지패널은 상기 제 2 기판지지패널보다 작고, 상기 제 2 기판지지패넬은 상기 제 3 기판지지패널보다 작은 로드락 장치
- 제 7 항에 있어서,상기 제 1 내지 제 3 기판지지패널 상에 상기 기판의 정렬기능을 가지며 상기 기판이 위치하는 돌기 형태의 기판지지부를 더 포함하는 로드락 장치.
- 하우징, 상기 하우징 내부에 설치되는 제 1 기판지지패널과 상기 제 1 기판지지패널과 이격되어 적층되는 제 2 기판지지패널, 그리고 상기 제 1 기판지지패널 및 상기 제 2 기판지지패널 중 최소한 하나를 상하로 이동시키는 구동장치를 포함하는 로드락 장치에 있어서,상기 제 1 기판지지패널과 상기제 2 기파지지패널 중 최소한 하나가 위로 또는 아래로 이동하여 기판의 로딩 및 언로딩 공간을 확보하는 단계; 및상기 제 1 기판지지패널 또는 상기 제 2 기판지지패널 상에 상기 기판을 로딩 또는 언로딩하는 단계를 포함하는 로드락 장치의 구동방법.
- 하우징, 상기 하우징 내부에 설치되는 제 1 기판지지패널과 상기 제 1 기판지지패널과 이격되어 적층되는 제 2 기판지지패널, 상기 제 2 기판지지패널과 이격되어 적층되는 제 3 기판지지패널, 그리고 상기 제 1 기판지지패널, 상기 제 2 기판지지패널, 그리고 상기 제 3 기판지지패널 중 적어도 어느하나를 상하로 이동시키는 구동장치를 포함하는 로드락 장치에 있어서,상기 제 1 기판지지패널, 상기 제 2 기판지지패널, 그리고 제 3 기판지지패널 중 하나 이상을 상하로 이동하여 상기 제 1 기판지지패널과 상기 제 2 기판지지패널 사이 또는 상기 제 2 기판지지패널과 상기 제 3 기판지지패널 사이에서, 기판의 로딩 및 언로딩 공간을 확보하는 단계; 및상기 제 1 기판지지패널, 상기 제 2 기판지지패널, 그리고 상기 제 3 기판지지패널 중 최소한 하나에 상기 기판을 로딩 또는 언로딩하는 단계를 포함하는 로드락 장치의 구동방법.
- 각각의 상부 면에 기판을 지지하고, 각각이 상하로 이동이 가능하며 기판의 두께이상의 소정거리로 서로 이격되어 있는 복수의 기판지지패널; 및상기 기판지지패널의 적어도 하나를 상하로 이동시키기 위한 기판지지패널 구동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 로드락 장치.
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- 2004-11-11 TW TW093134534A patent/TWI337165B/zh active
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