KR20090071751A - 리프트핀조립체 및 그를 가지는 진공처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진공처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공상태에서 식각, 증착 등 진공처리를 수행하는 진공처리장치에서 기판을 승강시키기 위한 리프트핀 조립체 및 그를 가지는 진공처리장치에 관한 것이다.
본 발명은 진공챔버 내에 설치되어 기판이 안착되는 기판지지대를 관통하여 설치되어 상하로 이동하여 기판을 상하로 이동시키는 리프트핀부와; 상기 진공챔버의 외부에 설치되며 상기 리프트핀부의 끝단과 결합되어 상기 리프트핀부를 상하로 이동시키도록 구동하는 구동부와; 상기 리프트핀부가 상하로 이동이 가능하도록 슬라이드공이 관통형성되며 상기 진공챔버에 관통형성된 관통공에 고정 결합되는 플렌지부와; 상기 리프트핀부의 외주면과 밀착된 상태로 슬라이딩이 가능하도록 상기 플렌지부 내에 설치되는 하나 이상의 실링부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 리프트핀 조립체를 개시한다.
리프트핀, 진공처리

Description

리프트핀조립체 및 그를 가지는 진공처리장치 {Lift Pin Assembly and Vacuum Processing Apparatus having the Same}
본 발명은 진공처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공상태에서 식각, 증착 등 진공처리를 수행하는 진공처리장치에서 기판을 승강시키기 위한 리프트핀 조립체 및 그를 가지는 진공처리장치에 관한 것이다.
진공처리장치는 진공처리공정을 수행하기 위하여 처리공간이 내부에 형성된 진공챔버 내에 전극을 설치하고, 진공상태에서 전극에 전원을 인가하여 플라즈마를 형성함으로써 전극 위에 안착된 기판의 표면을 증착, 식각하는 등 처리공정을 수행하는 장치를 말한다.
그리고 진공처리의 대상인 기판은 진공챔버의 일측에 형성된 게이트를 통하여 입출되며, 진공챔버의 기판지지대에서 리프트핀조립체의 리프트핀의 상하이동에 의하여 로딩 및 언로딩된다.
그리고 종래의 리프트핀조립체는 진공챔버의 저면에 설치된 플렌지부와, 상단에 리프트핀이 결합되고 리프트핀구동부에 의하여 프렌지부를 관통하여 상하로 이동하는 리프트핀지지부재와, 리프트핀이 결합되는 상단과 플렌지부를 연결하여 진공챔버의 내부공간과 외부를 격리하는 벨로우즈를 포함하여 구성된다.
여기서 리프트핀이 외부에 설치된 구동부에 의하여 구동이 가능하도록 진공챔버에 관통공이 형성되는바 벨로우즈는 진공챔버 내부의 진공상태를 유지하기 위하여 리프트핀이 설치되는 관통공의 주변에 설치되어 리프트핀의 상하이동을 가능하게 하면서 진공챔버의 내부를 밀폐시키는 기능을 수행한다.
그런데 상기와 같은 구성을 가지는 종래의 리프트핀조립체는 벨로우즈가 파손되는 등 그 유지보수를 위하여 벨로우즈를 교체할 필요가 있는데, 설치되는 기판의 크기가 커지는 경우 설치되는 리프트핀조립체의 개수가 증가하여 교체를 위한 작업시간이 증가할 뿐만 아니라 고가인 벨로우즈의 교체로 인하여 유지보수 비용이 증가하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 리프트핀조립체에서 벨로우즈를 사용하지 않고 실링부재로 대체함으로써 그 구성 및 조립이 간단한 리프트핀조립체 및 그를 가지는 진공처리장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 리프트핀조립체에서 벨로우즈를 사용하지 않고 수명이 긴 실링부재로 대체하여 교체에 따른 비용을 절감할 수 있는 리프트핀조립체 및 그를 가지는 진공처리장치를 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은 진공챔버 내에 설치되어 기판이 안착되는 기판지지대를 관통하여 설치되어 상하로 이동하여 기판을 상하로 이동시키는 리프트핀부와; 상기 진공챔버의 외부에 설치되며 상기 리프트핀부의 끝단과 결합되어 상기 리프트핀부를 상하로 이동시키도록 구동하는 구동부와; 상기 리프트핀부가 상하로 이동이 가능하도록 슬라이드공이 관통형성되며 상기 진공챔버에 관통형성된 관통공에 고정 결합되는 플렌지부와; 상기 리프트핀부의 외주면과 밀착된 상태로 슬라이딩이 가능하도록 상기 플렌지부 내에 설치되는 하나 이상의 실링부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 리프트핀 조립체를 개시한다.
상기 슬라이드공에는 상기 실링부재의 일부분이 수용되도록 그 내주면에 요 입되어 형성된 수용홈이 형성될 수 있다.
상기 수용홈은 상기 플렌지부 중 상기 진공챔버의 내측을 향하는 면 또는 상기 진공챔버의 외측을 향하는 면에 형성되고, 상기 수용홈은 커버부재에 의하여 복개될 수 있다.
상기 플렌지부는 상기 진공챔버 내측을 향하는 면에 상기 리프트핀부의 외주면에 부착되는 이물질을 제거하기 위하여 상기 리프트핀부의 외주면과 밀착되는 밀착공이 관통형성된 이물질제거부가 추가로 설치될 수 있으며, 상기 이물질제거부는 상기 밀착공의 주변에서 돌출 형성될 수 있다. 그리고 상기 이물질제거부는 금속재질 또는 엔지니어링 플라스틱으로 구성될 수 있다.
상기 슬라이드공에는 상기 리프트핀부의 외주면과 간격을 유지하도록 하는 간격유지부재가 설치될 수 있으며, 탄성변형이 가능한 'C'형상을 이루도록 구성되거나, 상기 슬라이드공에 형성된 삽입홈에 삽입되도록 그 길이방향으로 복수개의 돌출부가 형성될 수 있다. 또한 상기 간격유지부재의 양단 중 적어도 하나는 상기 수용홈의 일부를 이루도록 구성될 수 있다.
상기 리프트핀부는 기판을 지지하는 리프트핀과, 상단에 상기 리프트핀과 탈착가능하게 결합되고 상기 구동부와 연결되어 상하로 이동하는 리프트핀지지부재를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 실링부재는 복수개로 구성되며, 상기 복수개의 실링부재 사이 중 어느 하나의 공간은 외부와 연결되는 연통공이 형성되고, 상기 연통공은 진공펌프와 연결되어 구성될 수 있다.
또한 본 발명은 상기와 같은 리프트핀조립체가 설치된 진공처리장치를 개시한다.
본 발명에 따른 리프트핀조립체는 진공챔버의 내부를 밀폐시키기 위하여 벨로우즈를 사용하는 종래기술에 비하여 실링부재를 사용하므로 그 구조가 간단할 뿐만 아니라, 유지 보수를 위한 교체 작업시 용이하게 교체할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 리프트핀조립체는 유지보수를 위하여 오링과 같은 저가의 실링부재만을 교체하게 되므로 유지보수비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.
이하 본 발명에 따른 리프트핀조립체 및 그를 가지는 진공처리장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 리프트핀조립체가 설치되는 진공처리장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 내부에 진공처리를 위한 처리공간(S)이 형성되며 일측에 진공처리될 기판(1)이 입출될 수 있는 게이트(150)가 형성된 진공챔버(100)를 포함하여 구성된다.
상기 진공챔버(100)는 설계조건 및 디자인에 따라서 다양한 형상 및 구조를 가지도록 제작될 수 있으며, 서로 결합되어 처리공간(S)을 형성하는 상부하우징(110) 및 하부하우징(120)을 포함하여 구성될 수 있다.
그리고 상기 진공챔버(100) 내에는 플라즈마를 형성하기 위한 상부전극(130) 및 하부전극, 처리공간(S) 내에서 진공처리를 수행할 수 있는 압력조건(진공압)을 유지하기 위한 배기시스템(미도시), 처리공간(S) 내에 공정가스 등을 주입하기 위한 가스공급시스템(미도시)이 설치될 수 있다.
이때 상기 상부전극(130)에는 가스공급시스템에 의하여 공급되는 공정가스등이 처리공간 내로 주입될 수 있도록 샤워헤드와 일체로 형성될 수 있으며, 상기 하부전극은 진공처리될 기판(1)을 지지하는 기판지지대(140)에 설치될 수 있다.
상기 기판지지대(140)는 진공처리를 위한 기판(1)을 지지하기 위한 구성으로서, 진공챔버(100)의 저면에 설치되며 다수개의 플렌지(170)들에 의하여 지지되어 설치될 수 있다.
그리고 상기 진공처리 후에 기판(1)을 기판지지대(140)로부터 진공챔버(100)의 외부로 배출하거나, 진공처리될 기판(1)을 외부로부터 기판지지대(140)로 기판(1)을 이송할 수 있도록 진공챔버(100)의 측벽에는 게이트(150)가 형성된다. 이때 게이트(150)의 외측에는 처리공간(S)을 밀폐시킬 수 있도록 게이트(150)를 개폐하기 위한 게이트밸브(미도시)가 설치된다.
한편 진공처리 전후에 기판이 로딩 또는 언로딩되는 데 반송로봇(미도시)이 기판을 로딩 또는 언로딩할 수 있도록 기판지지대(140) 상에서 다수 개의 리프트핀조립체들에 의하여 상하로 이동되며, 각 리프트핀조립체는 리프트핀부(210)와, 구동부(220)와, 플렌지부(230)와, 실링부재(240)를 포함하여 구성된다.
상기 리프트핀부(210)는 상하로 이동하여 기판(1)을 지지하여 상하로 이동시키도록 기판(1)이 안착되는 기판지지대(140)를 관통하여 설치된다.
이때 상기 기판지지대(140)에는 리프트핀부(210)가 설치될 수 있도록 상하로 관통형성된 다수개의 리프트핀공(141)들이 형성된다.
그리고 상기 리프트핀부(210)는 다양한 구성이 가능하며, 구동부(220)와 연결되어 상하로 이동하는 하나의 부재로 구성될 수 있다. 또한 유지보수가 필요한 경우 손상된 부분만을 교체할 수 있도록 상기 리프트핀부(210)는 도 2에 도시된 바와 같이, 리프트핀(211)과, 상단에 리프트핀(211)이 탈착가능하게 결합되고 하단에 구동부(220)와 연결되어 상하로 이동하는 리프트핀지지부재(212)를 포함하여 구성되는 등 복수 개의 부재로도 구성이 가능하다.
상기 리프트핀(211)은 상단이 기판(1)을 지지하도록 구성되며 하단에는 수나사부 등이 형성되어 리프트핀지지부재(212)의 상단에 설치된 연결부재(212a)와 탈착가능하게 결합될 수 있다.
상기 리프트핀지지부재(212)는 상단은 암나사부가 형성된 연결부재(212a)가 설치될 수 있으며 하단에는 구동부(220)와 연결되어 구동부(220)의 구동에 의하여 종국적으로 리프트핀(211)을 상하로 이동시킨다.
상기 구동부(220)는 리프트핀부(210)를 상하로 이동하는 것을 구동하는 구성으로서, 설계조건 및 디자인에 따라서 다양한 구성이 가능하며, 진공챔버(100)의 외부에 설치되며 리프트핀부(210)의 끝단과 결합되어 리프트핀부(210)를 상하로 이동시키도록 구동한다. 이때 진공챔버(100)의 저면에는 외부에 위치된 구동부(220)와 리프트핀부(210)가 서로 연결될 수 있도록 관통공(121)이 관통형성된다.
또한 상기 구동부(220)는 하나의 구동유닛에 의하여 한꺼번에 리프트핀조립 체를 구동하거나, 하나의 구동부에 일부의 리프트핀조립체와 연결하여 구동할 수도 있다.
상기 플렌지부(230)는 진공챔버(100)에 관통형성된 관통공(121)에 고정결합되며 리프트핀부(210)가 상하로 이동이 가능하도록 슬라이드공(231)이 관통형성된다.
이때 상기 플렌지부(230)는 내부에 설치된 실링부재(240)에 의하여 진공챔버(100)의 내부를 밀폐시키도록 구성되며, 그 설치위치는 진공챔버(100)의 저면의 하측면 또는 상측면, 관통공 내부, 기판지지대(140)의 저면 등 다양한 위치에 설치될 수 있음은 물론이다.
한편 상기 플렌지부(230)의 내부에는 실링부재(240)가 리프트핀부(210)의 외주면과 밀착된 상태로 슬라이딩이 가능하도록 설치되는 하나 이상, 바람직하게는 복수 개로 설치된다.
상기 실링부재(240)는 밀폐기능을 수행하는 동시에 리프트핀부(210)의 상하이동이 가능하도록 설치됨을 특징으로 한다.
즉, 상기 실링부재(240)는 리프트핀부(210)의 외주면과 밀착된 상태에서 리프트핀부(210)의 상하이동, 즉 슬라이딩이 가능하여야 하므로 마찰력이 작으면서 밀착상태를 유지할 수 있는 테프론 등의 재질을 가지는 O-링으로 구성될 수 있다.
한편 상기 플렌지부(230)의 슬라이드공(231)에는 실링부재(240)의 일부분이 수용되도록 그 내주면에 요입되어 형성된 수용홈(232, 233)이 형성될 수 있으며, 수용홈(232, 233)은 슬라이드공(231)의 내주면에서 외경 쪽으로 요입되어 형성된 다.
그리고 상기 수용홈(232, 233) 중 적어도 일부의 수용홈(232)은 실링부재(240)의 설치가 용이하도록 플렌지부(230) 중 진공챔버(100)의 내측을 향하는 면 또는 진공챔버(100)의 외측을 향하는 면 중 어느 하나 또는 모두에 형성되고, 도 2 내지 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 그 수용홈(232, 234)은 커버부재(235)에 의하여 복개될 수 있다.
한편 상기 진공챔버(100)의 처리공간에서는 진공처리 시에 파티클이 발생될 수 있는데 이러한 파티클은 리프트핀부(210)가 상승할 때 리프트핀공(141), 각 부재들 사이(플렌지(170)와 기판지지대(140)의 사이)에 형성될 수 있는 미세한 틈을 통하여 리프트핀조립체 쪽으로 유입될 수 있다. 그리고 이러한 파티클은 슬라이드공(231) 내부로 유입되어 실링부재(240)를 파손시키거나 리프트핀부(210)의 이동을 방해할 수 있다
따라서 상기 플렌지부(230)는 진공챔버(100) 내측을 향하는 면에 리프트핀부(210)의 외주면에 부착되는 이물질을 제거하기 위하여 리프트핀부(210)의 외주면과 밀착되는 밀착공(251)이 관통형성된 이물질제거부(250)가 추가로 설치될 수 있다. 이때 이물질제거부(250)는 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상술한 커버부재(235) 중의 하나로서 기능을 수행할 수 있다.
상기 이물질제거부(250)는 리프트핀부(210)의 외주면과 밀착됨으로써 리프트핀부(210)가 이동할 때 리프트핀부(210)의 외주면에 부착된 파티클을 긁힘에 의하여 제거하게 된다.
이때 상기 이물질제거부(250)는 파티클의 제거가 용이하도록 밀착공(251)의 주변에서 상측으로 돌출 형성된 돌출부(252)를 포함하는 것이 바람직하다. 이때 돌출부(252)의 끝단은 리프트핀부(210)의 외주면과 밀착될 필요가 있으며 밀착공(251)은 밀착되지 않아도 무방하다.
그리고 상기 이물질제거부(250)의 재질은 금속 또는 플라스틱재질이 사용될 수 있으며, 리프티핀부(210)의 외주면의 보호하면서 플라즈마에 강한 재질인 엔지니어링 플라스틱이 사용되는 것이 바람직하다.
한편 상기 슬라이드공(231)의 내부에는 리프트핀부(210)의 외주면과 간격을 유지하도록 하는 간격유지부재(260)가 추가로 설치될 수 있다.
상기 간격유지부재(260)는 리프트핀부(210)를 안정적으로 지지하도록 슬라이드공(231)의 중앙부에 설치됨이 바람직하며, 슬라이드공(231)에는 간격유지부재(260)가 설치될 수 있도록 설치홈(236)이 형성될 수 있다.
또한 상기 간격유지부재(260)는 외경부에 길이방향으로 돌출부가 형성되고 상기 슬라이드공(231)에는 간격유지부재(260)의 돌출부가 삽입될 수 있도록 요홈부가 형성될 수 있다.
그리고 상기 간격유지부재(260)는 슬라이드공(231)에 용이하게 삽입될 수 있도록 도 2에 도시된 바와 같이, 양단 중 적어도 하나가 수용홈(232, 233)의 일부를 이루도록 구성될 수 있다.
또한 상기 간격유지부재(260)는 도 4a에 도시된 바와 같이, 슬라이드공(231)에 용이하게 삽입될 수 있도록 탄성변형이 가능한 'C'형상의 슬리브관으로 형성될 수 있다.
또한 상기 간격유지부재(260)는 도 4b에 도시된 바와 같이, 복수개의 돌출부(261)가 외주면에 길이방향으로 돌출 형성되고, 슬라이드공(231)에는 돌출부(261)만이 삽입되도록 하는 설치홈(236)이 형성될 수 있다.
한편 상기 간격유지부재(260)가 설치되는 경우 슬라이드공(231)의 내주면과 리프트핀부(210)의 외주면과의 마찰에 의하여 리프트핀부(210)의 상하이동을 방해하는 것을 방지할 수 있다.
한편 상기 실링부재(240)가 슬라이드공(231) 내에 복수 개로 설치된 경우 밀착상태 또는 손상에 의하여 누설이 발생되어 외부공기가 진공챔버(100) 내부로 유입될 수 있다.
따라서 복수개의 실링부재(230) 사이 중 어느 하나의 공간에는 도 5에 도시된 바와 같이, 외부와 연결되는 연통공(237)이 형성되고, 연통공(237)은 흡입이 가능하도록 진공펌프(180)와 연결될 수 있다. 이때 연통공(237)에는 누설을 감지할 수 있도록 압력센서 등과 같은 감지장치가 설치됨이 바람직하다.
한편 본 발명에 따는 리프트핀조립체는 내부가 진공상태를 유지하지 않더라도 외부와 격리될 필요가 있는 챔버에 적용될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명에 따른 리프트핀조립체가 설치된 진공처리장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1에서 A부분을 확대한 확대단면도이다.
도 3는 도 1의 리프트핀조립체를 분해한 분해 단면도이다.
도 4a는 도 1의 리프트핀조립체의 간격유지부의 변형례를 보여주는 사시도이다.
도 4b는 도 1의 리프트핀조립체의 간격유지부의 다른 변형례를 보여주는 수평단면도이다.
도 5는 도 1의 리프트핀조립체의 변형례를 보여주는 확대단면도이다.
***** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *****
100 : 진공챔버
210 : 리프트핀부 220 : 구동부
230 : 플렌지부 240 : 실링부재

Claims (12)

  1. 진공챔버 내에 설치되어 기판이 안착되는 기판지지대를 관통하여 설치되어 상하로 이동하여 기판을 상하로 이동시키는 리프트핀부와;
    상기 진공챔버의 외부에 설치되며 상기 리프트핀부의 끝단과 결합되어 상기 리프트핀부를 상하로 이동시키도록 구동하는 구동부와;
    상기 리프트핀부가 상하로 이동이 가능하도록 슬라이드공이 관통형성되며 상기 진공챔버에 관통형성된 관통공에 고정 결합되는 플렌지부와;
    상기 리프트핀부의 외주면과 밀착된 상태로 슬라이딩이 가능하도록 상기 플렌지부 내에 설치되는 하나 이상의 실링부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 리프트핀 조립체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 슬라이드공에는 상기 실링부재의 일부분이 수용되도록 그 내주면에 요입되어 형성된 수용홈이 형성된 것을 특징으로 하는 리프트핀 조립체.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 수용홈은 상기 플렌지부 중 상기 진공챔버의 내측을 향하는 면 또는 상기 진공챔버의 외측을 향하는 면에 형성되고,
    상기 수용홈은 커버부재에 의하여 복개되는 것을 특징으로 하는 리프트핀 조 립체.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 플렌지부는 상기 진공챔버 내측을 향하는 면에 상기 리프트핀부의 외주면에 부착되는 이물질을 제거하기 위하여 상기 리프트핀부의 외주면과 밀착되는 밀착공이 관통형성된 이물질제거부가 추가로 설치되는 것을 특징으로 하는 리프트핀조립체.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 이물질제거부는 상기 밀착공의 주변으로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 리프트핀조립체.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 이물질제거부는 금속재질 또는 엔지니어링 플라스틱인 것을 특징으로 하는 리프트핀조립체.
  7. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 슬라이드공에는 상기 리프트핀부의 외주면과 간격을 유지하도록 하는 간격유지부재가 설치된 것을 특징으로 하는 리프트핀조립체.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 간격유지부재는 탄성변형이 가능한 'C'형상을 이루거나, 상기 슬라이드공에 형성된 설치홈에 삽입되도록 그 길이방향으로 복수개의 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 리프트핀조립체.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 간격유지부재의 양단 중 적어도 하나는 상기 수용홈의 일부를 이루는 것을 특징으로 하는 리프트핀조립체.
  10. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
    싱기 리프트핀부는 리프트핀과, 상단에 상기 리프트핀과 탈착가능하게 결합되고 상기 구동부와 연결되어 상하로 이동하는 리프트핀지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 리프트핀조립체.
  11. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 실링부재는 복수개로 구성되며, 상기 복수개의 실링부재 사이 중 어느 하나의 공간은 외부와 연결되는 연통공이 형성되고,
    상기 연통공은 진공펌프와 연결되는 것을 특징으로하는 리프트핀조립체.
  12. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 따른 리프트핀조립체가 설치된 진공처리장치.
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