KR20050103320A - 공정 챔버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 게이트 밸브 장치를 구비한 공정챔버에 관한 것으로, 특히 공정 챔버의 측면에 형성된 기판 이송통로를 개폐하는 게이트 밸브 장치가 상기 공정챔버의 하부 격벽에 형성된 이동 통로를 따라 상하 이동하여 상기 기판 이송통로를 공정챔버 내부에서 개폐할 수 있도록 한 게이트 밸브를 구비한 공정챔버에 관한 것이다.

본 발명의 공정챔버는, 소정의 기판이 인입 및 인출될 수 있도록 기판 이송 통로 및 상기 기판 이송 통로를 선택적으로 개폐하는 게이트 밸브를 구비한 공정 챔버에 있어서, 상기 공정 챔버의 기판 이송 통로와 인접한 일측면에 형성되는 개구부를 포함하며, 상기 게이트 밸브는 일부 영역이 상기 개구부를 통해 인입되어 상기 기판 이송 통로를 선택적으로 개폐하는 것을 특징으로 한다.

Description

공정 챔버{THE PROCESSING CHAMBER}

본 발명은 게이트 밸브 장치를 구비한 공정챔버에 관한 것으로, 특히 공정 챔버의 측면에 형성된 기판 이송통로를 개폐하는 게이트 밸브의 일부가 상기 공정챔버의 하부 격벽에 형성된 개구부를 따라 상하 이동하여 상기 기판 이송 통로를 공정챔버 내부에서 개폐할 수 있도록 한 게이트 밸브를 구비한 공정챔버에 관한 것이다.

통상적으로 반도체 웨이퍼 또는 액정기판을 처리하기 위한 장치에 있어서, 반도체 웨이퍼 또는 액정기판은 공정 챔버에 구비되는 기판 이송 통로를 통하여 여러 처리실로부터 삽입 또는 반출되는데, 이러한 기판 이송통로에는 이 통로를 개폐하는 게이트 밸브가 구비된다.

도 1은 종래의 게이트 밸브와 공정 챔버의 체결 구조도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 게이트 밸브는 공정 챔버의 측벽에 설치되어 공정 챔버의 기판 이송통로를 개폐한다. 상기 게이트 밸브는 이하에서 설명할 실린더(7)와 푸쉬로드(6) 그리고 플레이트(3)를 포함하여 구성된다.

상기 종래의 게이트 밸브와 공정 챔버의 체결에 관한 세부 구조를 살펴보면, 기판 처리를 수행하고, 측면에 기판 반입을 위한 기판 이송 통로(8)가 형성된 공정 챔버(1)와, 상기 기판을 상기 공정 챔버(1)로 이송하거나 상기 기판을 상기 공정 챔버(1)로부터 반송하기 위해 마련되되, 게이트 밸브를 격납하고 있는 게이트 밸브 하우징(2)과, 상기 기판 이송 통로(8)를 개폐하는 플레이트(3)와, 상기 플레이트(3)의 일측면에 결합되어 상기 공정 챔버 내의 진공 상태를 유지시키기 위한 오링(4)과, 상기 플레이트의 구동을 위한 실린더(7)와, 상기 실린더(7)의 구동에 따라 발생하는 동력을 상기 플레이트(3)에 전달하는 푸쉬로드(6)와, 상기 샤프트(6)와 상기 플레이트를 결합시키는 체결구(5)를 포함하여 이루어져 있다. 한편, 상기 게이트 밸브 하우징(2)과 게이트 밸브를 구성하는 실린더(7) 사이에 위치하여 게이트 밸브 하우징(2)의 내부를 밀폐하는 벨로우즈(9)가 더 포함된다.

상기와 같은 구조에서, 기판은 게이트 밸브 하우징(2)의 일측면에 형성된 통로와 공정챔버(1) 일측면에 형성된 기판 이송 통로(8)를 통하여 공정 챔버(1) 내로 반입 또는 반출된다.

공정 챔버(1) 내로 기판이 이송되어 기판이 처리되는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 기판을 공정 챔버(1) 내로 이송하기 위하여 게이트 밸브 하우징(2)의 일측면에 형성된 통로는 열려 있고, 공정 챔버(1)의 일측면에 형성된 기판 이송 통로(8)도 개방된 상태로 만들어야 한다. 상기 기판 이송 통로(8)를 개방하기 위하여 실린더(7)는 푸쉬로드(6)를 하강시킬 수 있도록 운동을 한다. 그러면, 체결구(5)에 의하여 상기 푸쉬로드(6)와 결합된 플레이트(3)도 하강을 하여 기판 이송 통로(8)는 개방이 된다.

상기와 같이 기판 이송 통로(8)가 개방된 상태가 되면, 로봇 암(미도시)에 의하여 기판이 게이트 밸브 하우징(2)의 일측면에 형성된 통로와 공정 챔버(1)의 일측면에 형성된 기판 이송 통로(8)를 통하여 공정 챔버 내로 이송된다.

상기와 같이 기판이 공정 챔버(1) 내로 이송되면, 기판에 대한 처리를 수행하는데, 이 때 공정 챔버(1) 내부를 진공 상태로 만들기 위하여 상기 기판 이송 통로(8)를 폐쇄할 필요가 있다.

따라서, 실린더(7)는 푸쉬로드(6)를 상승시키는 운동을 하고, 이에 따라 체결구(5)에 의하여 상기 푸쉬로드(6)와 결합되는 플레이트(3)도 상승을 하면서 상기 기판 이송 통로(8)를 폐쇄시킨다. 이 때, 상기 플레이트(3)가 공정 챔버(1)의 측면에 미세 근접하게 되면, 오링(4)에 의하여 기판 이송 통로(8)는 완전 폐쇄된다. 상기와 같이 기판 이송 통로(8)가 폐쇄되고, 공정 챔버(1) 내부를 진공 상태로 만들어 준 상태에서 기판 처리를 수행하게 된다.

이상과 같은 종래의 게이트 밸브와 공정 챔버의 체결구조에서 기판이 처리되는 경우에는 다음과 같은 문제점이 발생한다.

종래의 게이트 밸브는 공정 챔버(1) 외부에 결합되어 선택적으로 공정 챔버(1)의 일측면에 형성된 기판 이송 통로(8)를 개폐하므로, 공정 챔버(1) 내부의 공간적인 비대칭이 발생하여 기판에 대한 플라즈마 처리 등을 수행하는 경우 불균일이 발생한다. 즉, 공정 챔버 일측면에 형성된 기판 이송 통로(8)에 의하여 챔버 격벽의 두께 만큼의 공간적인 불균일이 발생하고, 이에 따라 공정 챔버 내부에서 플라즈마 처리 등을 수행하는 경우에 유니폼(Uniform)한 처리가 어려워지는 문제점이 발생한다.

또한, 대면적의 기판으로 변경되는 추세에서 공정 챔버(1)의 크기도 대형화되고, 이에 따라 공정 챔버의 기판 이송 통로(8)를 개폐하는 게이트 밸브도 대형화된다. 따라서, 공정 챔버(1) 측에 기판을 반입 또는 반출하는 과정에서 공정 챔버의 진공을 해제하게 되면, 항상 진공 상태에 있는 반송 챔버(미도시)와 비교하여 공정 챔버(1)는 대기압 상태가 되어 상기 게이트 밸브는 역압을 견뎌낼수 있어야 한다. 그런데, 상기 종래의 게이트 밸브와 공정 챔버의 체결 구조에서는 게이트 밸브를 지탱하는 힘이 부족하고, 이에 따라 게이트 밸브를 구동시키는 실린더의 용량이 더 커져야 하는 문제점이 발생한다.

한편, 종래에는 게이트 밸브를 격납하고 있는 게이트 밸브 하우징(2)이 형성되어 있어, 로봇 암에 의하여 기판을 반입 또는 반출하기 위하여 로봇 암의 길이가 필요 이상 길게 형성되어야 함으로써, 전체 장비의 레이아웃(layout)이 증가하는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 게이트 밸브를 구성하는 플레이트를 공정 챔버 내부에서 상하 이동할 수 있도록 형성시켜 기판 이송 통로를 공정 챔버 내부에서 개폐할 수 있도록 함으로써, 기판 이송 통로로 인한 공정 챔버의 공간적 불균형을 최소화하고, 공정 챔버 내의 진공해제에 의해 발생하는 역압에 대해서 효율적으로 대처 가능한 게이트 밸브를 구비한 공정챔버를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명인 게이트 벨브를 구비한 공정챔버의 구성수단은, 소정의 기판이 인입 및 인출될 수 있도록 기판 이송 통로 및 상기 기판 이송 통로를 선택적으로 개폐하는 게이트 밸브를 구비한 공정 챔버에 있어서, 상기 공정 챔버의 기판 이송 통로와 인접한 일측면에 형성되는 개구부를 포함하며, 상기 게이트 밸브는 일부 영역이 상기 개구부를 통해 인입되어 상기 기판 이송 통로를 선택적으로 개폐하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 상기 구조에서 상기 개구부를 통하여 게이트 밸브가 공정 챔버 내부에서 기판 이송 통로를 개폐할 수 있다.

또한, 상기 개구부는, 상기 공정 챔버의 하부면에 형성되는 것을 특징으로 한다. 즉, 상기 개구부는 공정 챔버의 상부면이나 하부면 또는 측벽에 형성될 수 있으나, 상기 기판 이송 통로를 효과적으로 개폐하고 장비 레이아웃을 고려하여 공정 챔버의 하부면에 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 공정 챔버의 외측에 마련되되, 상기 개구부와 상기 게이트 밸브 사이에 개재되어 상기 개구부에 의해 형성되는 개구 영역을 밀폐하는 벨로우즈를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 상기 공정 챔버의 내부는 벨로우즈에 의하여 외부와 차단되어 공정 상에 요구되는 진공 상태를 유지할 수 있다.

이하, 상기와 같은 구성수단으로 이루어져 있는 본 발명인 공정 챔버에 관한 작용과 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 게이트 밸브와 공정 챔버의 체결 구조도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 게이트 밸브와 공정 챔버의 체결 구조는 기판을 처리하기 위하여 일측면에 기판 이송 통로(10)가 형성된 공정 챔버(1)와, 상기 기판 이송 통로(10)를 개폐하는 플레이트(31)와, 상기 플레이드(31)의 일측면에 결합되는 오링(39)과, 상기 플레이트(31)의 구동을 위한 실린더(35)와 상기 실린더(35)에서 발생하는 동력을 전달하는 푸쉬로드(Push Rod, 이하 "푸쉬로드"라 함)(33)와, 상기 푸쉬로드(33)와 상기 플레이트(31)를 결합하는 체결부(37)와, 상기 푸쉬로드(33)와 플레이트(31) 및 실린더(35)로 구성되는 게이트 밸브(30)의 이동을 위해 상기 공정 챔버(1)의 하부 격벽에 형성되는 개구부(20)와, 상기 개구부(20)의 하부와 실린더(35) 상부에 결합되어 설치되는 벨로우즈(40)를 포함하여 이루어져 있다.

상기와 같이 공정 챔버(1)에 단면이 편평한 플레이트(31)와 푸쉬로드(33) 그리고 실린더(35)로 구성되는 게이트 밸브가 체결되는 구조에 의하여 공정 챔버(1)의 일측면에 형성된 기판 이송 통로(10)를 플레이트(31)에 의하여 개폐하게 된다. 즉, 공정 챔버(1) 내부에서 게이트 밸브에 의하여 기판 이송 통로(10)를 개폐할 수 있는 구조를 가진다.

상기 게이트 밸브의 동작에 따른, 기판 이송은 종래와 동일하게 진행된다. 즉, 먼저, 기판을 공정 챔버(1) 내로 이송하기 위하여 공정 챔버(1)의 일측면에 형성된 기판 이송 통로(10)를 개방된 상태로 만들어야 한다. 상기 기판 이송 통로(10)를 개방하기 위하여 실린더(35)는 푸쉬로드(33)를 하강시킬 수 있도록 운동을 한다. 그러면, 체결부(37)에 의하여 상기 푸쉬로드(33)와 결합된 플레이트(31)도 하강을 하여 기판 이송 통로(10)는 개방이 된다.

상기와 같이 기판 이송 통로(10)가 개방된 상태가 되면, 로봇 암(미도시)에 의하여 기판이 공정 챔버(1)의 일측면에 형성된 기판 이송 통로(10)를 통하여 공정 챔버(1) 내로 이송된다.

상기와 같이 기판이 공정 챔버(1) 내로 이송되면, 기판에 대한 처리를 수행하는데, 이 때 공정 챔버(1) 내부를 진공 상태로 만들기 위하여 상기 기판 이송 통로(10)를 폐쇄할 필요가 있다.

따라서, 실린더(35)는 푸쉬로드(33)를 상승시키는 운동을 하고, 이에 따라 체결구(37)에 의하여 상기 푸쉬로드(33)와 결합되는 플레이트(31)도 상승을 하면서 상기 기판 이송 통로(10)를 폐쇄시킨다. 이 때, 상기 플레이트(31)가 공정 챔버(1)의 측면에 미세 근접하게 되면, 오링(39)에 의하여 기판 이송 통로(10)는 완전 폐쇄된다. 상기와 같이 기판 이송 통로(10)가 폐쇄되고, 공정 챔버(1) 내부를 진공 상태로 만들어 준 상태에서 기판 처리를 수행하게 된다.

상기 기판 이송 통로를 폐쇄하는 방법에는 통상적인 공지기술에 의하여 가능할 것인데, 예를 들어 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 기판 이송 통로(10)를 폐쇄할 수 있다.

즉, 도 3a는 기판이 공정 챔버(1) 내부로 이송된 후, 기판에 대한 처리를 수행할 수 있도록 기판 이송 통로(10)를 폐쇄하기 위하여 게이트 밸브(30)의 플레이트(31)와 푸쉬로드(33)가 상승하고 있는 상태이다. 도 3a에 도시된 바와 같이 플레이트(31)는 공정 챔버(1)의 하부면에 형성된 개구부(20)를 통하여 점차적으로 공정 챔버(1)의 내부에서 상승한다.

도 3a에서와 같이 플레이트(31)가 계속 상승하면, 상기 플레이트(31)는 공정 챔버(1) 내부에서 상하로 위치하게 되는데, 이와 같은 상태는 도 3b에 도시된 바와 같다.

상기와 같은 상태에서 플레이트(31)를 좌측 방향으로 이동시켜 기판 이송 통로(10)를 폐쇄시킨다. 이와 같은 상태를 도 3b에서 보여준다. 즉, 상기 플레이트(31)가 도 3a에 도시된 바와 같이 상승된 상태에서는, 기판 이송 통로(10)가 형성된 공정 챔버(1)의 격벽과 플레이트(31)의 일측면에 형성된 홈에 격납되어 설치되는 오링(39)과는 미세한 간격을 유지한다. 따라서, 게이트 밸브(30)를 전체적으로 미세하게 좌측으로 이동시켜 오링(39)이 기판 이송 통로(10)가 형성된 공정 챔버(1)의 격벽에 밀착되게 한다. 상기와 같이 게이트 밸브(30)를 좌측으로 이동시키기 위해서는 종래와 같이 실린더(35) 하부에 가이드와 구동모터를 설치하여 달성할 수 있다.

상기와 같이, 공정 챔버(1)의 하부면에 형성되는 개구부(20)를 통하여 게이트 밸브(30)를 구성하는 플레이트(31)와 푸쉬로드(33)가 상하로 이동할 수 있도록 하여 기판 이송 통로(10)를 개폐할 수 있다.

상기와 같은 구성 및 작용 그리고 바람직한 실시예를 가지는 본 발명인 게이트 밸브를 구비한 공정 챔버에 의하면, 편평한 플레이트에 의하여 기판 이송 통로를 개폐하는 게이트 밸브의 일부가 공정 챔버의 내부에 설치됨으로써, 공정 챔버 내부의 공간적 대칭을 달성하여 효과적인 플라즈마 처리 등을 수행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따라 상기 게이트 밸브가 공정 챔버 내부에서 기판 이송 통로를 개폐하는 구조이므로, 공정 챔버 내부가 진공 상태에서 해제되는 경우에도 공정 챔버의 격벽에 의해 지지될 수 있어 역압에 의해 발생되는 문제점을 해소할 수 있는 장점이 있다. 특히, 기판의 대면적화에 따라 공정 챔버의 대형화가 이루어지고, 결과적으로 게이트 밸브의 크기도 커지게 되는데, 상기와 같이 게이트 밸브가 공정 챔버의 격벽에 의해 지지되므로, 게이트 밸브를 구동하는 실린더의 용량이 기판의 대면적화에 대응하여 커질 필요가 없다.

한편, 게이트 밸브의 일부가 공정 챔버 내부에 마련됨으로써, 로봇 암의 길이도 종래와 비교할 때 더 짧게 마련될 수 있으므로, 전체 장비의 레이아웃이 축소되는 장점이 있다.

도 1은 종래의 게이트 밸브와 공정 챔버의 체결 구조도이다.

도 2는 본 발명에 따른 게이트 밸브와 공정 챔버의 체결 구조도이다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 적용되는 실시예에 따른 이해도이다.

Claims (3)

1. 소정의 기판이 인입 및 인출될 수 있도록 기판 이송 통로 및 상기 기판 이송 통로를 선택적으로 개폐하는 게이트 밸브를 구비한 공정 챔버에 있어서,

   상기 공정 챔버의 기판 이송 통로와 인접한 일측면에 형성되는 개구부를 포함하며, 상기 게이트 밸브는 일부 영역이 상기 개구부를 통해 인입되어 상기 기판 이송 통로를 선택적으로 개폐하는 것을 특징으로 하는 공정 챔버.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 개구부는, 상기 공정 챔버의 하부면에 형성되는 것을 특징으로 하는 공정 챔버.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 공정 챔버의 외측에 마련되되, 상기 개구부와 상기 게이트 밸브 사이에 개재되어 상기 개구부에 의해 형성되는 개구 영역을 밀폐하는 벨로우즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공정챔버.