KR20110051686A - 기판 트레이 유닛 - Google Patents

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Abstract

기판 트레이 유닛은 트레이 베이스, 상기 트레이 베이스 상에 배치되며, 상기 기판을 지지하고 상기 기판을 흡착하도록 개구가 형성된 몸체부 및 상기 몸체부를 둘러싸도록 배치되고 상기 몸체부의 상면보다 높은 상면을 가짐으로써 상기 몸체부의 저면으로부터 이탈된 상기 기판으로 상기 몸체부로 가이드하는 가이드부를 구비하는 복수의 기판 트레이들 및 상기 트레이 베이스 및 상기 기판 트레이들 사이에 배치되며, 상기 트레이 베이스의 온도 분포에 따라 상기 트레이 베이스 및 상기 기판 트레이 사이의 간격을 조절하여 상기 기판 트레이들의 온도를 전체적으로 균일하게 하는 간격 조절 부재를 포함한다. 따라서, 기판이 기판 트레이부터 이탈되는 것을 억제하고 기판의 이탈시 기판이 가이드부를 따라 원위치로 회복될 수 있다.

Description

기판 트레이 유닛 {WAFER TRAY UNIT}
본 발명의 실시예들은 기판 트레이 유닛에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 사각 형태를 갖는 다수의 기판들을 적재하는 기판 트레이를 복수로 수용하는 기판 트레이 유닛에 관한 것이다.
반도체 기판 또는 유리 기판과 같은 피처리 기판 상에 박막을 형성하거나 형성된 박막을 식각하는 미세 처리 공정은 일반적으로 진공 처리 장치를 이용하여 수행될 수 있다.
특히, 다수의 기판들에 대한 진공 처리 공정을 하나의 공정 챔버 내에서 수행하는 경우, 상기 기판들은 기판 트레이에 수납된 후 공정 챔버로 이송될 수 있다. 상기와 같이 기판 트레이를 이용하여 진공 처리를 수행하는 장치는 로드록 챔버와 기판 이송 챔버 및 공정 챔버로 구성될 수 있으며, 다수의 기판들은 기판 트레이에 수납된 상태로 기판 이송 로봇에 의해 이송될 수 있다. 그러나, 이 경우 기판 트레이 내에 수납된 기판이 이송 도중 상기 트레이의 지정 위치로부터 이탈될 수 있다. 또한, 로드락 챔버 내부의 압력을 제어하기 위하여 공기가 유출입하는 도중, 상기 기판 트레이에 안착된 기판이 상기 기판 트레이의 지정 위치로부터 이탈 될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기판 트레이 상의 위치로부터 상기 기판의 위치 이탈을 억제할 수 있는 기판 트레이를 갖는 기판 트레이 유닛을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 기판 트레이 유닛은 트레이 베이스, 상기 트레이 베이스에 수용되고, 상기 기판을 지지하고 상기 기판을 흡착하도록 개구가 형성된 몸체부 및 상기 몸체부를 둘러싸도록 배치되고 상기 몸체부의 상면보다 높은 상면을 가짐으로써 상기 몸체부의 저면으로부터 이탈된 상기 기판으로 상기 몸체부로 가이드하는 가이드부를 구비하는 복수의 기판 트레이들 및 상기 트레이 베이스 및 상기 기판 트레이들 사이에 배치되며, 상기 트레이 베이스의 온도 분포에 따라 상기 트레이 베이스 및 상기 기판 트레이 사이의 간격을 조절하여 상기 기판 트레이들의 온도를 전체적으로 균일하게 하는 간격 조절 부재를 포함한다. 여기서, 상기 트레이 베이스의 온도는 그 중심에서 외곽으로 갈수록 낮아지며, 상기 간격 조절 부재는 복수층로 적재될 수 있고, 상기 간격 조절 부재는 상기 트레이 베이스의 외각으로 갈수록 작어지는 적재 단수를 갖도록 배치될 수 있다. 또한, 상기 몸체부에는 상기 기판을 흡착하도록 개구가 형성되고, 상기 가이드부는 외곽으로 갈수록 상기 몸체의 상면으로부터 측정된 높이가 높아지는 라운드 형상을 가질 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 종래의 기술과는 달리 다수의 기판들이 트레이로부터 이탈되지 않고 트레이 내부에 정위치할 수 있다. 나아가, 상기 기판이 트레이의 몸체부로부터 이탈될 경우, 상기 기판이 상기 트레이의 가이드를 따라 기판의 원위치로 회복할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 트레이를 설명하기 위한 사시도이다. 도 2는 도1의 I-II선을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 및 도2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 트레이(10)는 몸체부(11) 및 가이드부(16)를 포함한다.
몸체부(11)는 기판(W)을 수용한다. 상기 몸체부(11)의 상면은 상기 기판(W)의 하면과 형상과 동일한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 기판(W)의 하면이 사각형 형상을 가질 경우, 상기 몸체부(11)의 상면 또한 사각형 형상을 가질 수 있다. 나아가, 상기 기판(W)이 가로ㅧ 세로의 크기를 갖는 사각형 형상을 가질 경우, 상기 몸체부(11) 또한 실질적으로 동일한 가로ㅧ 세로의 크기를 갖는 사각형 형상을 가질 수 있다.
몸체부(11)는 그 상면이 평탄화되어 상기 기판(W)과의 접촉 면적을 증대시킨 다. 따라서, 상기 몸체부(11)의 열이 상기 기판(W)에 효과적으로 전달될 수 있도록 한다. 상기 몸체부(11)는 상대적으로 높은 열전도도를 갖는 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 몸체부(11)는 흑연(GRAPHITE)으로 이루어질 수 있다. 상기 몸체부(11)는 그 하부에 위치하여 트레이 지지부(미도시)에 의해 지지될 수 있다. 상기 트레이 지지부는 내부에 열 발생기(미도시)를 포함함으로써, 상기 열 발생기로부터 발생한 열은 상기 몸체부(11)를 경유하여 상기 기판(W)에 전달될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 몸체부(11)에는 개구(15)가 형성될 수 있다. 상기 기판 트레이(10)가 상기 기판(W)을 수용한 상태에서 특정 챔버(미도시) 내부에 배치될 경우, 상기 특정 챔버 내부의 압력을 조절하기 위하여 상기 특정 챔버 내부의 기체가 배출될 수 있다. 이때, 상기 개구(15)를 통하여 상기 몸체부(11) 및 상기 기판(W) 사이의 기체 또한 상기 특정 챔버 외부로 배출됨에 따라 상기 몸체부(11)가 상기 기판(W)을 흡착할 수 있다. 따라서 상기 기판(W)이 상기 기판 트레이(10)의 몸체부(11)로부터 이탈되는 것이 억제될 수 있다.
상기 개구(15)의 개수 및 위치는 상기 기판(W)의 질량, 상기 기판(W)의 크기 및 상기 특정 챔버의 내부 압력 등을 고려하여 다양하게 형성할 수 있을 것이다.
상기 가이드부(16)는 상기 몸체부(11)를 둘러싸도록 배치된다. 상기 가이드부(16)는 상기 몸체부(11)의 상면보다 높은 상면을 가진다. 상기 가이드부(16)의 최상부 및 상기 몸체부(11)의 상면과의 높이 차이는 기판(W)의 두께 및 상기 몸체부(11)의 면적 등을 고려하여 다양하게 형성될 수 있을 것이다.
또한, 상기 가이드부(16)는 상기 가이드부(16)의 최상부와 상기 몸체부(11) 의 상면을 연결하는 라운드된 가이드면(17)을 포함한다. 따라서, 상기 기판(W)이 상기 몸체부(11)의 상면으로부터 이탈될 경우 자중에 의하여 상기 가이드면(17)을 따라 상기 기판(W)이 상기 몸체부(11)의 하면으로 복귀할 수 있다.
상기 가이드부(16)는 상기 몸체부(11)와 일체로 형성될 수 있다. 이와 다르게 상기 가이드부(16)는 상기 몸체부(11)에 결합하여 체결될 수 있다.
본 발명에 따른 기판 트레이는 상기 기판을 흡착할 수 있도록 상기 몸체부에 개구를 형성함으로써 상기 기판이 상기 몸체부로부터 이탈되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 상기 기판이 상기 몸체부로부터 이격될 경우, 상기 가이드부를 따라 상기 기판을 상기 몸체부의 상면으로 그 위치를 회복시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시에에 따른 기판 트레이 유닛을 설명하기 위한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 트레이 유닛(100)은 트레이 베이스(110), 복수의 기판 트레이들(130) 및 간격 조절 부재(150)를 포함한다.
상기 트레이 베이스(110)는 복수의 기판 트레이들(130)을 지지한다. 상기 트레이 베이스(110)는 상기 복수의 기판 트레이들(130)을 지지하도록 "C"자 형상을 가질 수 있다. 상기 트레이 베이스(110)의 하부에는 척(미도시)이 배치되어 상기 척 상에 상기 트레이 베이스(110)가 안착될 수 있다. 상기 척은 그 내부에 열 발생기(미도시)를 포함함으로써, 상기 열 발생기로부터 발생한 열은 상기 트레이 베이 스(110) 및 트레이들(130)를 경유하여 상기 기판(W)에 전달될 수 있다.
상기 척을 매개로 상기 열 발생기와 열접촉하는 트레이 베이스(110)는 상기 열 발생기의 위치 및 배열 상태에 따라 그 위치별로 서로 다른 온도 분포를 가질 수 있다. 예를 들면, 트레이 베이스(110)의 중심부는 상대적으로 높은 온도를 갖고, 상기 트레이 베이스(110)의 주변부는 상대적으로 낮은 온도를 가질 수 있다. 즉, 상기 트레이 베이스(110)는 그 중심부에서 주변부로 갈수록 온도가 낮아지는 온도 분포를 가질 수 있다.
상기 트레이 베이스(110)가 복수의 기판 트레이들(130)을 지지함으로써, 상기 기판 트레이(130)에 수용된 복수의 기판(W)을 하나의 공정 챔버(미도시)에서 동시에 처리할 수 있다. 예를 들면, 상기 트레이 베이스(110)는 7ㅧ7 행렬의 형태로 총 49개의 기판 트레이들(130)을 수용할 수 있다. 한편, 상기 트레이 베이스(110) 내에 배열되는 기판 트레이(130)의 개수 및 배열 형태에는 그 제한이 없다.
상기 기판 트레이(130)는 상기 트레이 베이스(110) 내에 배열된다. 상기 기판 트레이(130)는 제1 개구(135)가 형성되며 기판(W)을 수용하는 몸체부(131) 및 상기 몸체부(131)를 감싸도록 배치되며 상기 몸체부(131)로부터 이탈된 기판(W)을 상기 몸체부(131)로 가이드하는 가이드부(136)를 포함한다. 상기 몸체부(131)에 형성된 제1 개구(135)에 대응되는 위치에 상기 트레이 베이스(110) 또한 제2 개구(115)가 형성될 수 있다. 상기 제2 개구(115) 및 상기 제1 개구(135)를 통하여 공기가 유출입하여 상기 기판(W)이 상기 기판 트레이(130)에 흡착될 수 있다. 따라서, 기판 트레이(130)의 몸체부(131)에 안착된 기판(W)이 상기 몸체부(131)로부터 이탈되는 것이 억제될 수 있다.
상기 기판 트레이(130)는 도 1 및 도2를 참고로 설명하였으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 간격 조절 부재(150)는 상기 트레이 베이스(110) 및 상기 기판 트레이들(130) 사이에 복수로 적재된다. 상기 간격 조절 부재(150)는 상기 트레이 베이스(110) 및 상기 기판 트레이들(130) 간의 간격을 조절한다. 따라서, 상기 트레이 베이스(110)의 온도가 그 위치에 따라 서로 다른 온도를 가질 경우, 상기 트레이 베이스(110) 및 상기 기판 트레이들(130) 사이의 간격을 조절함으로써, 상기 기판 트레이들(130)에 수용된 복수의 기판(W)이 전체적으로 균일한 온도를 가질 수 있다.
즉, 상기 간격 조절 부재(150)는 상기 트레이 베이스(110) 및 상기 기판 트레이들(130) 사이에 적재되는 적재 단수를 조절하여 상기 트레이 베이스(110) 및 상기 기판 트레이들(130) 간의 간격을 조절할 수 있다. 예를 들면, 상기 트레이 베이스(110) 및 상기 기판 트레이(130) 사이에 하나의 간격 조절 부재(150)가 삽입될 경우, 상기 트레이 베이스(110) 및 상기 기판 트레이(130) 간의 간격은 상기 간격 조절 부재(150)의 두께에 대응된다. 이와 다르게, 상기 트레이 베이스(110) 및 상기 기판 트레이(130) 사이에 이단의 간격 조절 부재(150)들이 적재될 경우, 상기 트레이 베이스(110) 및 상기 기판 트레이(130) 간의 간격은 상기 간격 조절 부재(150)의 두께의 두 배에 대응된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 트레이 베이스(110)의 온도는 그 중심 에서 외곽으로 갈수록 낮아질 경우, 상기 간격 조절 부재(150)는 상기 트레이 베이스(110)의 중심에서 외각으로 갈수록 작아지는 적재 단수를 갖도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 트레이 베이스(110)의 중심부 및 상기 중심부 상에 배치된 상기 기판 트레이(130) 사이에는 2단으로 상기 간격 조절 부재(150)들이 적재되며, 상기 트레이 베이스(130)의 주변부 및 상기 주변부 상에 배치된 상기 기판 트레이(130) 사이에는 상기 간격 조절 부재(150)가 배치되지 않고 상호 직접 접촉하며, 상기 트레이 베이스(110)의 중심부와 주변부의 사이 및 상기 기판 트레이(130) 간에는 일단으로 상기 간격 조절 부재(150)가 적재될 수 있다.
따라서, 상기 트레이 베이스(110)가 그 중심부의 온도가 높고 그 주변부의 온도가 낮은 온도 분포를 가질 경우, 상기 트레이 베이스(110)와 상기 기판 트레이(130) 사이의 간격이 상기 간격 조절 부재(150)의 적재 단수에 따라 위치별로 다르게 조절함으로써, 상기 기판 트레이(130)에 수용된 복수의 기판(W)이 전체적으로 균일한 온도를 가질 수 있다.
도 4는 도3에 도시된 트레이 유닛에 장착된 기판 상에 플라즈마를 이용하여 막을 형성하는 화학 기상 증착 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 화학 기상 증착 장치(200)는 공정 챔버(210), 척(220), 구동부(230), 가스 공급부(240) 및 플라즈마 발생 유닛(250)을 포함한다.
상기 공정 챔버(210)는 기판 트레이 유닛(100)에 수용된 복수의 기판(W) 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정을 수행하는 공간을 제공한다.
상기 척(220)은 상기 공정 챔버(210)의 내부에 배치된다. 상기 척(210)은 상 기 트레이 유닛(100)을 지지한다. 상기 척(220)의 내부에는 기판(W)을 가열하기 위한 열 발생기(225), 예를 들면, 저항 히터, 열선 코일, 램프 히터 등이 배치될 수 있다. 상기 척(220)의 내부에 형성된 열 발생기(225)의 배열 형태에 따라 그 위치에 따라 온도가 서로 다른 온도 분포를 가진다. 따라서 트레이 유닛(100)은 상기 온도 분포를 갖는 척(220)에 의하여 그 온도 편차를 보상하기 위하여 간격 조절 부재(150, 도 3 참조)를 포함함으로써, 복수의 기판 트레이(100)에 수용된 복수의 기판(W)이 전체적으로 균일한 온도를 가질 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 상기 척(220) 상에 배치된 트레이 유닛(110)에 포함된 복수의 기판 트레이(130)는 몸체부(131) 및 라운드 형상의 가이드부(136)를 포함함에 따라 상기 기판(W)이 몸체부(131)로부터 이탈될 경우 자중에 의하여 상기 가이드부(136)를 따라 상기 몸체부(131)로 복귀할 수 있다.
도 4를 참고하면, 상기 구동부(230)는 상기 척(220)을 구동시킨다. 상기 구동부(230)는 상기 척(220)의 중앙부와 연결되어, 상기 척(220)을 지지할 수 있다. 상기 구동부(230)는 상기 척(220)을 승강할 수 있도록 연결될 수 있다.
상기 가스 공급부(240)는 공정 챔버(210)의 상부에 배치될 수 있으며 가스 소스(241)와 연결되는 상부 패널(243)과 공정 가스를 기판들(W) 상으로 균일하게 공급하기 위한 샤워 헤드(245)를 포함할 수 있다. 상기 상부 패널(243)과 샤워 헤드(245)는 공정 가스를 넓게 분산시키기 위한 버퍼 공간(247)을 형성할 수 있으며, 상기 공정 가스는 버퍼 공간(247)으로부터 샤워 헤드(245)를 통해 기판들(W) 상으로 공급될 수 있다.
상기 상부 패널(243)과 샤워 헤드(245)는 상기 공정 가스를 플라즈마 상태로 형성하기 위한 상부 전극으로 기능할 수 있으며, 이를 위하여 상기 상부 패널(243)은 RF(Radio Frequency) 파워 소스(241)와 전기적으로 연결될 수 있다.
플라즈마 발생 유닛(250)은 상기 가스 공급부(240)로부터 공급되는 가스를 플라즈마 상태로 변환한다. 상기 플라즈마 발생 유닛(250)은 매칭 회로(251)를 이용하여 고주파를 발생시킨다.
상기 가스 공급부(240)으로부터 공급되는 공정 기체는 플라즈마 발생 유닛에 의하여 플라즈마 상태로 변환되어 기판 상에 공급되고, 상기 기판 상에 플라즈마 상태의 막을 형성하게 된다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 트레이 내에 수용된 복수의 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 적용될 수 있다. 특히, 태양 전지 상에 특정 막을 형성하기 위한 박막 증착 설비에 적용될 수 있을 것이다. 나아가
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 트레이를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 도1에 도시된 I-II선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이 유닛을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 도3의 트레이 유닛에 적재된 기판에 플라즈마를 이용하여 막을 형성하는 화학 기상 증착 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 기판 처리 장치 100 : 공정 모듈
200 : 기판 이송 모듈 210 : 기판 이송 로봇
212, 232 : 로봇 블레이드 214 : 서포트 핀
216 : 히터 234, 238 : 제1, 제2 요부
236 : 철부 300 : 로드록 모듈
400 : 인터페이스 모듈

Claims (3)

  1. 트레이 베이스;
    상기 트레이 베이스 상에 배치되며, 상기 기판을 지지하고 상기 기판을 흡착하도록 개구가 형성된 몸체부 및 상기 몸체부를 둘러싸도록 배치되고 상기 몸체부의 상면보다 높은 상면을 가짐으로써 상기 몸체부의 저면으로부터 이탈된 상기 기판으로 상기 몸체부로 가이드하는 가이드부를 구비하는 복수의 기판 트레이들; 및
    상기 트레이 베이스 및 상기 기판 트레이들 사이에 배치되며, 상기 트레이 베이스의 온도 분포에 따라 상기 트레이 베이스 및 상기 기판 트레이 사이의 간격을 조절하여 상기 기판 트레이들의 온도를 전체적으로 균일하게 하는 간격 조절 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 트레이 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 상기 트레이 베이스의 온도는 그 중심에서 외곽으로 갈수록 낮아지며, 상기 간격 조절 부재는 복수층로 적재되고, 상기 간격 조절 부재는 상기 트레이 베이스의 외각으로 갈수록 작어지는 적재 단수를 갖도록 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 트레이 유닛.
  3. 제1항에 있어서, 상기 몸체부에는 상기 기판을 흡착하도록 개구가 형성되고, 상기 가이드부는 외곽으로 갈수록 상기 몸체의 상면으로부터 측정된 높이가 높아지는 라운드 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 트레이 유닛.
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