KR20110006093A

KR20110006093A - 챔버 및 이를 이용한 기판 처리 방법

Info

Publication number: KR20110006093A
Application number: KR1020090063563A
Authority: KR
Inventors: 박정
Original assignee: 피에스케이 주식회사
Priority date: 2009-07-13
Filing date: 2009-07-13
Publication date: 2011-01-20
Also published as: KR101099603B1

Abstract

본 발명은 챔버 및 이를 이용한 기판 처리 방법를 제공한다. 본 발명에 의하면, 하우징의 측벽에는 기판이 출입하는 통로가 형성되며, 도어는 상기 통로를 개폐한다. 도어는 배기홀이 형성된 제1도어 플레이트와 상기 배기홀을 개폐시키는 제2도어 플레이트를 포함하며, 제2도어 플레이트가 제1도어 플레이트에 대해 상대적으로 이동하여 배기홀을 개폐시킨다. 도어가 개방되기 전 배기홀이 먼저 개방되어 하우징 내부의 가스가 외부로 배기되며, 하우징 내·외부 압력이 조절된다.

기판, 챔버, 도어, 배기홀

Description

챔버 및 이를 이용한 기판 처리 방법{A CHAMBER AND SUBSTRATES TREATING METHOD USING THE CHAMBER}

본 발명은 반도체 제조 설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판이 출입하는 통로를 개폐하는 도어가 제공되는 챔버에 관한 것이다.

반도체는 일반적으로 막 형성, 패턴 형성, 금속 배선 형성 등을 위한 일련의 단위 공정들이 순차적으로 수행됨으로써 제조된다. 상기 단위 공정들은 일반적으로 공정챔버내부에서 진행되며, 반도체 제조 설비는 기판을 공정챔버내부로 제공하기 위하여 로드포트, 설비 전방 단부 모듈, 로드락 챔버, 그리고 트랜스퍼 챔버를 포함한다. 로드포트는 기판을 기판이 수납된 캐리어를 지지하며, 설비 전방 단부 모듈은 로드포트와 로드락 챔버간에 기판을 이송하는 이송로봇을 포함한다. 로드락 챔버에는 기판처리가 완료된 기판이 로드포트로 이송되기 전 또는 기판처리에 제공되는 기판이 공정챔버로 이송되기전에 대기하며, 트랜스퍼 챔버는 로드락 챔버와 공정챔버간에 기판을 이송한다.

도 1은 종래의 로드락 챔버를 간략하게 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 로드락 챔버(30)는 공정 처리가 완료된 기판의 표면에서 비상하는 퓸을 희석시키기 위하여 퍼지가스를 공급하는 가스공급부(40)와 연결된다. 퍼지가스 공급라인(41)을 통하여 로드락 챔버(30) 내부로 퍼지가스가 공급되면, 로드락 챔버(30)의 내부압력이 외부에 비하여 높아진다. 내부압력이 외부보다 높은 상태에서 도어(60)를 개방하게 되면, 압력차에 의하여 적재된 기판(W)들이 기판 적재대(34)를 이탈하여 파손되거나, 도어(60)를 실링하는 오링(o-ring) 및 도어를 지지하는 지지축에 응력이 발생되어 오링 및 지지축의 수명이 단축되는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 종래에는 퓸을 희석시킨 가스를 배기시키기 위하여 가스배기부(50)를 로드락 챔버(30)에 연결하였다. 그리고, 배기라인(51)상에 체크밸브(52)를 설치하여 로드락 챔버(30) 내부의 압력을 조절하였다.

그러나, 종래기술에 따른 반도체 제조 설비는 로드락 챔버내의 가스를 배기하기 위하여 별도로 배기라인을 설치하여야 하며, 체크밸브가 로드락챔버에 직접 설치되지 않고, 배기라인상에 설치되어 로드락 챔버 내부와 외부의 압력차를 조절하는 것이 쉽지 않다.

본 발명의 목적은 구조가 간단한 챔버를 제공한다.

본 발명의 목적은 챔버내부와 외부의 압력차 조절이 간단한 챔버를 제공한다.

본 발명의 목적은 챔버 내부의 가스의 배기가 용이한 챔버를 제공한다.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들을 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 챔버를 제공한다. 챔버는 일측벽에 기판이 출입하는 통로가 형성된 하우징; 및 상기 통로를 개폐하여 상기 하우징 내부를 외부로부터 밀폐시키는, 그리고 상기 하우징 내부의 가스를 배기하는 배기홀이 형성된 도어를 포함한다.

상기 도어는 상기 배기홀이 형성된 제1도어 플레이트; 및 상기 제1도어 플레이트를 기준으로 상기 하우징의 반대쪽에 위치하며, 상기 배기홀을 개폐시키는 제2도어 플레이트를 포함한다. 상기 제2도어 플레이트는 상기 제1도어 플레이트에 대해 상대적 이동이 가능하도록 제공된다. 상기 제2도어 플레이트의 일 측면에는 상기 배기홀에 삽입가능한 돌출부가 형성된다.

상기 챔버는 상기 도어를 개폐하는 도어 구동수단을 더 포함하되, 상기 도어 구동수단은 상기 도어와 연결되며, 상기 기판이 출입하는 방향으로 상기 도어를 이동시키는 제1구동부; 및 상기 제1구동부를 지지하며, 상기 제1구동부와 상기 도어 를 상하방향으로 이동시키는 제2구동부를 포함한다.

상기 도어는 상기 배기홀이 닫힌 상태에서 압축되며, 복원력에 의하여 상기 제2도어플레이트를 상기 제1도어플레이트로부터 이격시켜 상기 배기홀을 개방시키는 탄성체를 더 포함한다.

상기 제2도어 플레이트는 상기 제1도어 플레이트를 향한 면이 개방된 홈이 형성되고, 상기 제1도어 플레이트는 상기 제1도어 플레이트와 상기 제2도어 플레이트 사이에 제공되며, 일단이 상기 제1도어 플레이트와 결합하고, 타단이 상기 제2도어 플레이트에 형성된 홈내에서 이동가능하도록 상기 홈내에 삽입되게 연장된 연결핀; 및 상기 홈내에 위치되며, 상기 배기홀이 닫힌 상태에서 상기 연결핀의 타측과 접촉에 의해 압축되도록 배치되는 탄성체를 더 포함한다. 상기 홈은 입구부가 내부에 비해 좁은 공간을 갖도록 제공되며, 상기 연결핀의 타단은 상기 홈으로부터 이탈되지 않도록 상기 홈의 입구부보다 큰 단면을 갖는다.

또한, 본 발명은 기판 처리 방법을 제공한다. 기판 처리 방법은 하우징의 일측벽에 형성된 통로로 기판을 반입한 후, 도어로 상기 통로를 폐쇄하여 상기 하우징 내부를 외부로부터 밀폐시키는 단계; 밀폐된 상기 하우징 내부로 가스를 공급하여 상기 기판을 처리하는 단계; 상기 하우징에 공급된 가스를 배기시켜 상기 도어를 개방하는 단계; 개방된 상기 도어를 통하여 상기 기판을 반출시키는 단계를 포함하되, 상기 가스의 배기는 상기 도어에 형성된 배기홀을 개방하여 배기하는 것을 포함한다.

상기 가스의 배기는 상기 통로를 밀폐하는 제1도어 플레이트를 기준으로 상 기 하우징의 반대쪽 방향으로 제2도어플레이트를 상기 제1도어플레이트로부터 멀어지도록 이동하여 상기 제1도어 플레이트에 형성된 배기홀을 개방시켜 일어난다.

상기 제2도어 플레이트는 상기 배기홀이 폐쇄된 상태에서 압축된 탄성체에 의하여 상기 제1도어 플레이트로부터 멀어지도록 이동된다.

본 발명에 의하면, 챔버내부의 가스를 배기하는 배기라인이 별도로 제공되지 않으므로, 챔버구조가 간단해진다.

또한, 본 발명에 의하면, 도어에 형성된 배기홀의 개폐를 통하여 챔버의 내·외부 압력이 용이하게 조절된다.

또한, 본 발명에 의하면, 도어에 형성된 배기홀을 통하여 챔버내부의 가스가 배기되므로, 챔버내부의 가스 배기가 용이하다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 5f를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 시스템(1)을 간략하게 나타내는 평면도이다.

도 2를 참조하면, 기판 처리 시스템(1)은 로드포트(load port, 10), 설비 전방 단부 모듈(equipment front end module, EFEM, 20), 그리고 공정 처리부(80)를 가진다.

로드포트(10)는 제1방향(11)으로 설비 전방 단부 모듈(20)의 전방에 배치되고, 복수 개의 지지부(6)를 가진다. 각각의 지지부(6)는 제1방향(11)에 수직한 제2방향(12)으로 일렬로 배치되며, 공정에 제공될 기판(W) 및 공정처리가 완료된 기판(W)이 수납된 캐리어(4)(예를 틀어, 카세트, FOUP등)가 안착된다. 설비 전방 단부 모듈(20)은 로드포트(10)와 공정 처리부(80) 사이에 배치되는 프레임(21) 및 프레임(21) 내부에 배치되고 로드포트(10)와 공정처리부(80)간에 기판(W)을 이송하는 이송로봇(25)을 포함한다. 이송로봇(25)은 제2방향(12)으로 구비된 이송 레일(27)을 따라 이동하여 캐리어(4)와 공정처리부(80)간에 기판(W)을 이송한다.

공정처리부(80)는 로드락 챔버(30), 트랜스퍼 챔버(50), 그리고 복수개의 공정챔버(60)들을 포함한다.

트랜스퍼 챔버(50)는 상부에서 바라볼 때 다각형의 몸체(51)를 갖는다. 몸체(51)의 외측에는 로드락 챔버(30)와 복수개의 공정챔버(60)들이 몸체(51)의 둘레를 따라 배치된다. 몸체(51)의 각 측벽에는 기판(W)이 출입하는 통로(33a)가 형성되며, 통로(33a)는 트랜스퍼 챔버(50)와 로드락 챔버(30) 또는 트랜스퍼 챔버(50)와 공정챔버(60)들을 연결한다. 각 통로(33a)에는 통로(33a)를 개폐하여 내부를 밀폐시키는 도어(100)가 제공된다. 몸체(51)의 내부공간에는 로드락 챔버(30)와 공정 챔버(60)들간에 기판(W)을 이송하는 반송로봇(53)이 배치된다. 반송로봇(53)은 로드락 챔버(30)에서 대기하는 미처리된 기판(W)을 공정챔버(60)로 이송하거나, 공정처리가 완료된 기판(W)을 로드락 챔버(30)로 이송한다. 또한, 복수개의 공정챔버(60)에 기판(W)을 순차적으로 제공하기 위하여 공정챔버(60)간에 기판(W)을 이송한다. 일 실시예에 의하면 트랜스퍼 챔버(50)는 상부에서 바라볼 때, 육각형의 몸체(51)를 갖는다. 설비 전방 단부 모듈(20)과 인접한 두 개의 측벽들에는 로드락 챔버(30)가 각각 배치되며, 나머지 네 개의 측벽들에는 공정챔버(60)들이 연속하여 배치된다. 트랜스퍼 챔버(50)의 형상은 상기 형상뿐만 아니라, 요구되는 공정조건에 따라 다양한 형태로 제공될 수 있다.

공정챔버(60)는 트랜스퍼 챔버(50)의 둘레를 따라 복수개 배치된다. 각각의 공정챔버(60)내에서는 기판(W)에 대한 공정처리가 진행된다. 반송로봇(53)으로부터 기판(W)을 이송받아 공정처리를 하고, 공정처리가 완료된 기판(W)을 반송로봇(53)으로 제공한다. 각각의 공정챔버(60)에는 기판(W)에 대한 상이한 공정처리가 진행될 수 있다.

로드락 챔버(30)는 트랜스퍼 챔버(50)와 설비 전방 단부 모듈(20)사이에 배치되며, 공정에 제공될 기판(W)이 공정챔버(60)로 이송되기 전, 또는 공정 처리가 완료된 기판(W)이 설비 전방 단부 모듈(20)로 이송되기 전 대기하는 공간을 제공한다.

도 3은 도 2의 G-G'에 따른 로드락 챔버(30)의 단면을 간략하게 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 로드락 챔버(30)는 하우징(31), 기판 적재대(34), 가스 공급부(40), 도어(110), 도어구동수단(130)을 포함한다.

하우징(31)은 트랜스퍼 챔버(50)와 설비 전방 단부 모듈(20) 사이에 배치되며, 내부에 기판(W)이 적재되는 공간(32)을 가진다. 하우징(31)의 상부벽에는 하우징(31)의 내부로 퍼지가스(purge gas)를 공급하는 홀(35)이 형성되며, 측벽에는 기판(W)이 출입하는 통로(33a, 33b)가 형성된다. 통로(33a, 33b)는 서로 대향하는 하우징(31)의 양측벽에 각각 형성된다. 어느 하나의 통로(33b)는 하우징(31)과 프레임(21)을 연결하고, 다른 하나의 통로(33a)는 하우징(31)과 트랜스퍼 챔버(50)를 연결한다. 통로(33a, 33b)가 형성된 측벽에는 통로(33a, 33b)를 개폐하여 하우징(31) 내부를 외부로부터 밀폐시키는 도어(110)가 제공된다.

기판 적재대(34)는 로드락 챔버(30)의 내부에 위치하며, 상하방향으로 복수개의 기판(W)을 적재한다. 기판 적재대(34)는 상하방향으로 제공된 지지로드(미도시) 및 지지로드에 서로 이격하여 결합되며 기판(W)을 지지하는 지지부재(미도시)를 포함한다. 지지부재는 지지로드를 따라 서로 이격하여 복수개 제공된다.

가스 공급부(40)는 하우징(31)의 상부에 위치하며, 하우징(31)의 내부로 퍼지가스(purge gas)를 공급한다. 가스 공급부(40)는 가스공급라인(41) 및 유량조절밸브(42)를 포함한다. 가스공급라인(41)은 가스저장부(미도시)와 하우징(31)의 내부공간(32)를 연결하며, 가스저장부에 저장된 퍼지가스를 하우징(31)의 내부로 공급한다. 퍼지가스는 질소 또는 아르곤등이 사용될 수 있다. 유량조절밸브(42)는 가스공급라인(41)상에 설치되어, 가스공급라인(41)을 통해 공급되는 퍼지가스의 유량 을 조절한다.

도어(110)는 통로(33a, 33b)가 형성된 측벽에 각각 배치되며, 통로(33a, 33b)를 개폐하여 하우징(31) 내부를 외부로부터 밀폐시킨다. 도어 구동수단(130)은 도어(110)를 개폐시킨다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도어(110) 및 도어 구동수단(130)을 간략하게 나타내는 도면이다.

도 3 및 4를 참조하면, 도어(110)에는 배기홀(113)이 형성된다. 배기홀(113)은 하우징(31) 내부의 가스를 외부로 배기시키며, 하우징(31)의 내·외부 압력을 조절한다.

구체적으로, 도어(110)는 배기홀(113)이 형성된 제1도어 플레이트(111)와 배기홀(113)을 개폐시키는 제2도어 플레이트(112)를 포함한다. 제1도어 플레이트(111)는 하우징(31)의 측벽에 형성된 통로(33a)보다 큰 단면을 갖는 플레이트로 제공된다. 배기홀(113)은 통로(33a)의 길이방향을 따라 이격하여 복수개 제공될 수 있다. 하우징(31)과 대향하는 제1도어 플레이트(111)의 일측면에는 오링(o-ring, 121)이 제공된다. 오링(121)은 제1도어 플레이트(111)가 통로(33a)를 폐쇄한 상태에서, 하우징(31)의 내부가 완전히 밀폐되도록 제1도어 플레이트(111)와 하우징(31) 사이의 틈을 실링한다. 오링(121)은 통로(33a)가 형성된 하우징(31)의 측벽에 제공될 수 있다. 제2도어 플레이트(112)는 제1도어 플레이트(111)를 기준으로 하우징(31)의 반대쪽에 위치한다. 제1도어 플레이트(111)와 대향하는 제2도어 플레이트(112)의 일 측면에는 배기홀(113)에 삽입가능하게 제공되는 돌출부(115)가 형 성된다. 돌출부(115)는 통로(33a)가 폐쇄된 상태에서 배기홀(113)에 삽입되어 하우징(31)의 내부를 외부로부터 밀폐시킨다. 돌출부(115)는 배기홀(113)이 통로(33a)의 길이방향을 따라 이격하여 복수개 제공되는 경우, 배기홀(113)들에 대응하도록 복수개 제공될 수 있다. 제2도어 플레이트(112)에는 돌출부(115)의 외측면을 따라 오링(102)이 제공된다. 오링(102)은 돌출부(115)가 배기홀(113)에 삽입된 상태에서 돌출부(115)와 배기홀(113) 사이의 공간을 실링한다.

제2도어 플레이트(112)는 돌출부(115)가 배기홀(113)에 삽입 및 이탈되도록 제1도어 플레이트(111)에 대해 상대적 이동이 가능하도록 제공된다. 제1도어 플레이트(111)와 제2도어 플레이트(112)는 연결핀(114)에 의해 연결된다. 연결핀(114)은 제1도어 플레이트(111)와 제2도어 플레이트(112) 사이에 제공된다. 연결핀(114)은 일단이 제1도어 플레이트(111)와 결합하고, 타단(114a)이 제2도어 플레이트(112)에 형성된 홈(116)에 삽입된다. 연결핀(114)의 타단(114a)이 삽입되는 홈(116)은 제1도어 플레이트(111)와 대향하는 제2도어 플레이트(112)의 일측면에 형성된다. 홈(116)은 입구가 내부에 비해 좁은 공간을 갖도록 입구부에 걸림턱(116a)이 형성된다. 연결핀(114)의 타단(114a)은 제2도어 플레이트(112)가 제1도어 플레이트(111)에 대해 상대적으로 이동함에 따라 홈(116)에서 이동가능하도록 제공된다. 또한, 연결핀(114)의 타단(114a)은 연결핀(114)이 홈(116)으로부터 이탈되지 않도록 홈(116)의 입구부보다 큰 단면을 갖도록 제공된다. 홈(116) 내부에는 연결핀(114)의 타측(114a)과 접촉하여 압축되는 탄성체(117)가 배치된다. 탄성체(117)는 제2도어 플레이트(112)가 제1도어 플레이트(111) 방향으로 이동하여 돌 출부(115)가 배기홀(113)에 삽입되는 과정에서 연결핀(114)의 타측에 의해 압축된다. 그리고, 돌출부(115)가 배기홀(113)에 삽입되는 과정에서 압축된 탄성체(117)는 제2도어 플레이트(112)에 복원력을 제공하여 제2도어 플레이트(112)가 제1도어 플레이트(111)로부터 멀어지도록 이동시킨다. 탄성체(117)로는 스프링이 제공될 수 있다.

도어 구동수단(130)은 도어(110)를 이동시켜 통로(33a)를 개폐한다. 도어 구동수단(130)은 기판(W)이 출입하는 방향과 나란한 방향으로 도어(110)를 이동시키는 제1구동부(140)와 도어(110)를 상하방향으로 이동시키는 제2구동부(160)를 포함한다. 제1, 2구동부(140, 160)는 에어 실린더(air cylinder) 형태로 제공된다.

제1구동부(140)는 제1실린더(141), 제1아암(143), 제1가압판(144), 그리고 제1에어공급부(150)을 포함한다.

제1실린더(141)는 도어(110)를 기준으로 하우징(31)의 반대쪽에 위치하며, 제1아암(143)을 통하여 도어(110)와 연결된다. 제1실린더(141) 내부에는 제1가압판(144)이 하우징(31)으로부터 멀어지거나 가까워지도록 이동하는 공간(142)이 제공된다. 제1실린더(141)의 내부공간(142)은 제1가압판(144)에 의하여 개방영역(142b)과 폐쇄영역(142a)으로 구분된다. 개방영역(142b)은 폐쇄영역(142a)에 비하여 제1가압판(144)을 기준으로 도어(110)에 인접하게 위치한다. 개방영역(142b)과 폐쇄영역(142a)은 제1가압판(144)의 이동에 의하여 공간의 크기가 변한다.

제1가압판(144)은 제1실린더(141)의 내부공간(142)에 위치하며, 제1에어공급부(150)에서 공급되는 공기압에 의하여 하우징(31)과의 상대적인 거리가 변하도록 이동한다. 구체적으로, 개방영역(142b)에 공기가 공급되면 제1가압판(144)이 하우징(31)으로부터 멀어지는 방향으로 이동하고, 폐쇄영역(142a)에 공기가 공급되면 제1가압판(144)이 하우징(31)에 가까워지는 방향으로 이동한다.

제1아암(143)은 제2도어 플레이트(112)와 제1가압판(144)을 연결하며, 도어(110)를 지지한다. 제1가압판(144)의 이동에 의해, 제1아암(143)이 이동하여 도어(110)가 개폐된다.

제1에어공급부(150)는 제1실린더(141)의 내부공간(142)으로 공기를 공급한다. 제1에어공급부(150)는 제1메인공급라인(151), 제1공급라인(152), 제2공급라인(153), 제1밸브(156), 제1에어탱크(154), 그리고 제1제어기(155)를 포함한다.

제1메인공급라인(151)은 일단이 제1에어탱크(154)와 연결되며, 타단이 분기되어 제1공급라인(152) 및 제2공급라인(153)과 연결된다. 제1메인공급라인(151)은 제1에어탱크(154)에 저장된 공기를 제1공급라인(152) 또는 제2공급라인(153)으로 공급한다. 제1메인공급라인(151)의 분기점에는 제1밸브(156)가 설치된다. 제1밸브(156)는 제1메인공급라인(151)에서 공급된 공기가 선택적으로 제1공급라인 (152) 또는 제2공급라인(153)으로 공급되도록 삼방밸브(three way valve)가 사용된다.

제1공급라인(152)은 제1메인공급라인(151)의 분기된 타단 중 어느 하나와 개방영역(142b)을 연결하며, 개방영역(142b)으로 공기를 공급한다. 제2공급라인(153)은 제1메인공급라인(151)의 분기된 타단 중 다른 하나와 폐쇄영역(142a)을 연결하며, 폐쇄영역(142a)으로 공기를 공급한다.

제1제어기(155)는 삼방밸브(156)와 연결되며, 제1메인공급라인(151)을 통해 공급된 공기가 제1, 2공급라인(152, 153) 중 어느 하나의 공급라인으로 공급되도록 삼방밸브(156)의 개폐를 조절한다.

제2구동부(160)는 제1구동부(140)를 지지하며, 제1구동부(140) 및 도어(110)를 상하방향으로 이동시킨다. 제2구동부(160)는 제2실린더(161), 제2가압판(164), 제2아암(165) 그리고 제2에어공급부(170)를 포함한다.

제2실린더(161)는 제1실린더(141)의 하부에 위치하며, 제2아암(165)을 통하여 제1구동부(140)와 연결된다. 제2실린더(161) 내부에는 제2가압판(164)이 상하방향으로 이동하는 공간(162)이 제공된다. 제2실린더(161)의 내부공간(162)은 제2가압판(163)에 의하여 하부영역(162a)과 상부영역(162b)으로 구획된다. 상부영역(162b)은 제2가압판(164)을 기준으로 하부영역(161)보다 제1구동부(140)에 인접하게 제공된다. 상부영역(162b)과 하부영역(162a)은 제2실린더(161) 내에서 제2가압판(164)의 이동에 의하여 공간의 크기가 변한다.

제2가압판(164)은 제2실린더(161)의 내부공간(162)에 위치하며, 제2에어공급부(170)에서 공급되는 공기압에 의하여 상하방향으로 이동한다. 상부영역(162b)에 공기가 공급되면 제2가압판(164)이 아래방향으로 이동하고, 하부영역(162a)에 공기가 공급되면 제2가압판(164)이 위쪽 방향으로 이동한다.

제2아암(165)은 제1실린더(141)와 제2가압판(164)을 연결하며, 제1구동부(140)를 지지한다. 제2가압판(164)의 승강에 의해, 제2아암(165)이 이동하여 제1구동부(140) 및 도어(110)가 승강된다.

제2에어공급부(170)는 제2실린더(161)의 내부공간(162)으로 공기를 공급한 다. 제2에어공급부(170)는 제2메인공급라인(171), 제3공급라인(172), 제4공급라인(173), 제2에어탱크(174), 제2제어기(175) 그리고 제2밸브(176)를 포함한다.

제2메인공급라인(171)은 일단이 제2에어탱크(174)와 연결되며, 타단이 분기되어 제3공급라인(172) 및 제4공급라인(173)과 연결된다. 제2메인공급라인(171)은 제2에어탱크(174)에 저장된 공기를 제3공급라인(172) 또는 제4공급라인(173)으로 공급한다. 제2메인공급라인(171)의 분기점에는 제2밸브(176)가 설치된다. 제2밸브(176)는 제2메인공급라인(171)에 공급된 공기가 선택적으로 제3공급라인(172) 또는 제4공급라인(173)으로 공급되도록 삼방밸브(three way valve)가 사용된다.

제3공급라인(172)은 제2메인공급라인(171)의 분기된 타단 중 어느 하나와 상부영역(162b)을 연결하며, 상부영역(162b)으로 공기를 공급한다. 제4공급라인(173)은 제2메인공급라인(171)의 분기된 타단 중 다른 하나와 하부영역(162a)을 연결하며, 하부영역(162a)으로 공기를 공급한다.

제2제어기(175)는 삼방밸브(176)와 연결되며, 제2메인공급라인(171)을 통해 공급된 공기가 제3, 4공급라인(172, 173) 중 어느 하나의 공급라인으로 제공되도록 삼방밸브(176)의 개폐를 조절한다.

도 5a 내지 5e는 본 발명의 일 실시예에 따른 도어(110)를 개폐하는 과정을 나타내는 도면이다.

도 5a를 참조하면, 제2제어기(175)로부터 도어 폐쇄신호를 받은 제2밸브(176)는 제3공급라인(172)을 폐쇄하고 제4공급라인(173)을 개방한다. 제2밸 브(176)의 조절에 의하여, 제2에어탱크(174)에 저장된 공기가 제2메인공급라인(171)과 제4공급라인(173)을 거쳐 제2실린더(161)의 하부영역(162a)으로 공급된다. 제2실린더(161)의 하부영역(162a)에 공기가 공급되면, 하부영역(162a)의 압력이 상부영역(162b)보다 높아지며, 압력차에 의하여 제2가압판(164)이 제2실린더(161)의 내부에서 위쪽방향으로 이동한다. 제2가압판(164)의 이동으로 이와 연결된 제2이송암(165), 제1구동부(140) 그리고, 도어(110)가 함께 하우징(31)의 통로에(33a) 대응하는 높이까지 상승한다. 제2실린더(161)의 하부영역(162a)은 도어(110)가 폐쇄 후 개방될 때까지 공급된 공기압에 의하여 상부영역(162b)보다 높은 압력을 유지한다.

도 5b를 참조하면, 도어(110)가 하우징(31)의 통로(33a)에 대응하는 높이까지 상승한 후, 제1제어기(155)에 의하여 제1밸브(156)는 제1공급라인(152)을 폐쇄하고 제2공급라인(153)을 개방한다. 제1밸브(156)의 조절에 의하여, 제1에어탱크(154)에 저장된 공기가 제1메인공급라인(151)과 제2공급라인(153)을 거쳐 제1실린더(141)의 폐쇄영역(142b)으로 공급된다. 공기의 공급으로 폐쇄영역(142b)의 압력이 개방영역(142a)보다 높아지며, 압력차에 의하여 제1가압판(144)이 제1실린더(141) 내부에서 통로(33a)를 향하여 이동한다. 제1가압판(144)의 이동으로 제1이송암(143)과 도어(110)가 함께 통로(33a)를 향하여 이동하며, 제1도어 플레이트(111)는 통로(33a)가 형성된 측벽에 밀착된다. 하우징(31)의 측벽과 제1도어 플레이트(111)사이의 간격은 오링(121)에 의해 실링된다. 그리고, 제2도어 플레이트(112)가 제1도어 플레이트(111)를 향하여 이동하여 돌출부(115)가 배기홀(113)에 삽입되며, 돌출부(115)와 배기홀(113) 사이의 간격은 오링(102)에 의해 실링된다. 또한, 제2도어 플레이트(112)의 이동으로 연결핀(114)의 타단(114a)이 홈(116)의 입구부에서 멀어지도록 상대적으로 이동되어 탄성체(117)가 압축된다.

도어(110)의 폐쇄로 하우징(31)의 내부가 외부로부터 밀폐되면, 가스 공급부(도 3의 40)를 통하여 하우징(31)의 내부에 적재된 기판(W)으로 퍼지가스가 공급된다. 퍼지가스는 기판(W)의 전면 또는 후면을 통해 비상하는 퓸을 희석시킨다. 퍼지가스의 공급으로 하우징(31) 내부는 외부보다 압력이 높아진다.

퍼지가스의 공급이 완료되면, 도어(110)가 개방된다. 도 5c를 참조하면, 먼저, 제1제어기(155)에 의해 제1밸브(156)가 조절되어 제2공급라인(153)으로 공기의 공급이 차단된다. 제1실린더(141)의 폐쇄영역(142b)으로 공기의 공급이 차단되면, 제2도어 플레이트(112)가 압축된 탄성체(117)의 복원력에 의하여 제1도어 플레이트(111)로부터 멀어지는 방향으로 이동한다. 제2도어 플레이트(112)의 이동으로 돌출부(115)가 배기홀(113)로부터 이탈되며, 하우징(31) 내부에 머무르는 퍼지가스가 배기홀(113)을 통하여 배기된다.(도 5d 참조) 그리고, 배기홀(113)의 개방에 의해 하우징(31)의 내부(P1)와 외부(P2)의 압력차가 감소한다.

도 5e를 참조하면, 제1제어기(155)에 의해 제1공급라인(152)이 개방되고 제2공급라인(153)이 폐쇄되도록 제1밸브(156)가 조절되고, 제1에어탱크(154)에 저장된 공기가 제1메인공급라인(151)과 제1공급라인(152)을 거쳐 제1실린더(141)의 개방영역(142a)으로 공급된다. 공기의 공급으로 개방영역(142a)의 압력이 폐쇄영역(142b)보다 높아지고, 개방영역(142a)과 폐쇄영역(142b)의 압력차에 의하여 제1가압 판(144)이 하우징(31)으로부터 멀어지도록 이동한다. 제1가압판(144)의 이동으로 제1이송암(143)과 도어(110)가 하우징(31)으로부터 멀어지도록 이동되어 도어(110)가 개방된다.

하우징(31)의 내부 압력(P1)이 외부압력(P2)보다 높은 상태에서 도어(110)를 개방하는 경우, 내외부의 압력차에 의하여 내부에 적재된 기판(W)들이 기 설정된 위치에서 이탈하여 기판(W)이 파손되는 현상이 발생한다. 또한, 도어(110)와 하우징(31)의 측벽사이를 밀폐하는 오링(121) 및 도어(110)를 지지하는 지지축에 응력이 발생하여 도어(110) 및 지지축의 수명이 단축된다. 그러나, 본 발명에서는 도어(110)가 개방되기 전, 퍼지가스가 배기홀(113)을 통하여 배기되어 하우징(31)의 내부와 외부의 압력차가 감소되므로, 도어(110)를 개방하더라도 압력차에 의한 기판(W) 이탈등이 발생하지 않는다.

도 5f를 참조하면, 도어(110)가 개방된 후, 제2밸브(176)는 제4공급라인(173)을 폐쇄하고 제3공급라인(172)을 개방한다. 제2밸브(176)의 조절에 의해, 제2에어탱크(174)에 저장된 공기가 제2메인공급라인(171)과 제3공급라인(172)을 거쳐 제2실린더(161)의 상부영역(162b)으로 공급된다. 제2실린더(161)의 상부영역(162b)에 공기가 공급되면, 상부영역(162b)의 압력이 하부영역(162a)보다 높아지며, 압력차에 의하여 제2가압판(164)이 제2실린더(161)의 내부에서 아래방향으로 이동한다. 제2가압판(164)의 이동으로 도어(110)가 하강한다.

본 발명의 실시예에서는 도어(110)가 로드락 챔버(30)에 제공되는 것으로 설명하였으나, 도어(110)는 로드락 챔버(30)뿐만 아니라, 기판(W)이 출입하는 통로가 형성된 공정챔버등에 제공될 수 있다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 종래의 로드락 챔버를 간략하게 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 간략하게 나타내는 평면도이다.

도 3은 도 2의 G-G'에 따른 로드락 챔버의 단면을 간략하게 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도어 및 도어 구동수단을 간략하게 나타내는 도면이다.

도 5a 내지 5f는 본 발명의 일 실시예에 따른 도어를 개폐하는 과정을 나타내는 도면이다.

Claims

일측벽에 기판이 출입하는 통로가 형성된 하우징; 및

상기 통로를 개폐하여 상기 하우징 내부를 외부로부터 밀폐시키는, 그리고 상기 하우징 내부의 가스를 배기하는 배기홀이 형성된 도어를 포함하는 것을 특징으로 하는 챔버.
제 1 항에 있어서,

상기 도어는

상기 배기홀이 형성된 제1도어 플레이트; 및

상기 제1도어 플레이트를 기준으로 상기 하우징의 반대쪽에 위치하며, 상기 배기홀을 개폐시키는 제2도어 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 챔버.
제 2 항에 있어서,

상기 제2도어 플레이트는 상기 제1도어 플레이트에 대해 상대적 이동이 가능하도록 제공되는 것을 특징으로 하는 챔버.
제 2 항에 있어서,

상기 제2도어 플레이트의 일 측면에는 상기 배기홀에 삽입가능한 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 챔버.
제 1 항에 있어서,

상기 챔버는

상기 도어를 개폐하는 도어 구동수단을 더 포함하되,

상기 도어 구동수단은

상기 도어와 연결되며, 상기 기판이 출입하는 방향으로 상기 도어를 이동시키는 제1구동부; 및

상기 제1구동부를 지지하며, 상기 제1구동부와 상기 도어를 상하방향으로 이동시키는 제2구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 챔버.
제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 도어는

상기 배기홀이 닫힌 상태에서 압축되며, 복원력에 의하여 상기 제2도어플레이트를 상기 제1도어플레이트로부터 이격시켜 상기 배기홀을 개방시키는 탄성체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 챔버.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 제2도어 플레이트는 상기 제1도어 플레이트를 향한 면이 개방된 홈이 형성되고,

상기 제1도어 플레이트는

상기 제1도어 플레이트와 상기 제2도어 플레이트 사이에 제공되며, 일단이 상기 제1도어 플레이트와 결합하고, 타단이 상기 제2도어 플레이트에 형성된 홈내에서 이동가능하도록 상기 홈내에 삽입되게 연장된 연결핀; 및

상기 홈내에 위치되며, 상기 배기홀이 닫힌 상태에서 상기 연결핀의 타측과 접촉에 의해 압축되도록 배치되는 탄성체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 챔버.
제 7 항에 있어서,

상기 홈은 입구부가 내부에 비해 좁은 공간을 갖도록 제공되며,

상기 연결핀의 타단은 상기 홈으로부터 이탈되지 않도록 상기 홈의 입구부보다 큰 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 챔버.
하우징의 일측벽에 형성된 통로로 기판을 반입한 후, 도어로 상기 통로를 폐쇄하여 상기 하우징 내부를 외부로부터 밀폐시키는 단계;

밀폐된 상기 하우징 내부로 가스를 공급하여 상기 기판을 처리하는 단계;

상기 하우징에 공급된 가스를 배기시켜 상기 도어를 개방하는 단계;

개방된 상기 도어를 통하여 상기 기판을 반출시키는 단계를 포함하되,

상기 가스의 배기는 상기 도어에 형성된 배기홀을 개방하여 배기하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 가스의 배기는

상기 통로를 밀폐하는 제1도어 플레이트를 기준으로 상기 하우징의 반대쪽 방향으로 제2도어플레이트를 상기 제1도어플레이트로부터 멀어지도록 이동하여 상기 제1도어 플레이트에 형성된 배기홀을 개방시켜 일어나는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 제2도어 플레이트는 상기 배기홀이 폐쇄된 상태에서 압축된 탄성체에 의하여 상기 제1도어 플레이트로부터 멀어지도록 이동되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.