KR20110116591A - 기판 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 증착공정이 수행되는 챔버 내부에 구비되며, 복수 개의 웨이퍼가 안착되어 증착공정이 수행되는 메인디스크 전체가 상기 챔버 외부로 반출될 수 있는 기판 처리장치에 관한 것이다.

Description

기판 처리장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 기판 처리장치에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 증착공정이 수행되는 챔버 내부에 구비되며, 복수 개의 웨이퍼가 안착되어 증착공정이 수행되는 메인디스크 전체가 상기 챔버 외부로 반출될 수 있는 기판 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 실리콘 웨이퍼 상에 회로패턴을 형성하는 공정과 기판을 소정의 크기로 절단하여 에폭시 수지 등으로 봉지하는 패키징 공정 등을 거쳐 제조된다.
웨이펴 상에 회로패턴을 형성하기 위해서는 소정의 박막을 형성하는 박막증착공정, 증착된 박막에 포토레지스트를 도포하고 노광 및 현상을 통해 포토레지스터 패턴을 형성하는 포토리소그래피 공정, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 박막을 패터닝하는 식각 공정, 기판의 소정 영역에 특정 이온을 주입하는 이온주입공정, 불순물을 제거하는 세정공정 등을 거쳐야 하고, 이러한 공정은 해당 공정을 위해 최적의 환경이 조성된 공정을 위한 챔버의 내부에서 진행된다.
또한, 반도체 웨이퍼 위에 유기 웨이퍼 그리고, 솔라셀 웨이퍼는 웨이퍼 상부에 복수 층의 박막을 증착하고, 식각하여 원하는 특성을 갖도록 제작한다.
이중에서 박막증착공정은 스퍼터링(Sputtering)법과 같이 물리적인 충돌을 이용하는 PVD(Physical Vapor Deposition)법과 화학반응을 이용하는 CVD(Chemical Vapor Deposition)법으로 크게 구분할 수 있으며, CVD법이 PVD법에 비하여 박막균일도 및 계단도포성(step coverage)이 우수하기 때문에 일반적으로 많이 사용된다. CVD법은 APCVD(Atmospheric pressure CVD), LPCVD(Low pressure CVD), PECVD(Plasma Enhanced CVD), MOCVD(Metal Organic CVD) 법 등으로 나뉠 수 있다.
CVD 법 중 MOCVD 법은 금속 유기 화합물을 이용하는 CVD 법으로, 반응공간을 구비하는 챔버 안에서 가열된 웨이퍼의 표면에 증기압이 높은 금속 유기 화합물 증기를 공급하여 웨이퍼의 표면에 박막을 형성하는 방법이다. MOCVD 법은 웨이퍼나 결정 표면에 손상이 없다는 장점을 가지고 있고 비교적 증착속도가 빨라서 공정시간을 단축시킬 수 있다는 장점을 갖는다.
이러한 박막증착공정은 1주기 공정을 통해 얻어지는 박막의 두께가 매우 얇기 때문에 필요한 박막두께를 얻기 위해서는 전술한 주기의 증착공정을 수회 내지 수백 회 반복하여야 하므로 공정속도가 매우 늦을 수밖에 없다.
따라서 생산성을 높이기 위해 통상 복수 매의 기판을 직접 또는 보조 세셉터에 안착시켜 하나의 메인디스크 상부에 거치하여 증착하는 방법이 사용된다.
각각의 웨이퍼를 반출할 경우, 특히 MOCVD 공정에 있어서 일반적으로 사용하는 방법은 하나의 메인디스크 상부에 복수 개의 기판을 거치하여 증착과정이 종료된 뒤, 각각의 웨이퍼를 들어올려 하나씩 반출하는 방법이 가능하며, 또한 각각의 웨이퍼가 올려져 있는 각각의 보조 서셉터(Susceptor)를 반출하는 방법이 일반적이다.
이와 같이 웨이퍼 또는 보조 서셉터를 하나씩 반출할 경우 웨이퍼의 수량이 많아 반출에 상당한 시간을 요하므로 웨이퍼의 반출효율이 극심하게 떨어진다.
본 발명은 증착공정이 수행되는 챔버 내부에 구비되며, 복수 개의 웨이퍼가 안착되어 증착공정이 수행되는 메인디스크 전체가 상기 챔버 외부로 반출될 수 있는 기판 처리장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 반응공간을 구비하는 챔버, 상기 챔버 상부에 구비되고, 상기 반응공간을 선택적으로 개방 또는 차폐하는 리드, 상기 챔버 내부에 배치되며, 적어도 1개 이상의 웨이퍼가 거치되는 메인디스크, 상기 메인디스크를 선택적으로 회전시키는 구동축 및 상기 구동축을 구동하는 구동부;를 포함하는 구동장치를 포함하고, 상기 구동축은 상기 메인디스크에 착탈가능하게 결속되어 구동력을 전달하고, 상기 리드가 상기 반응공간을 개방하는 경우, 상기 메인디스크는 기판이 거치된 상태로 상기 챔버 외부로 반출되는 기판 처리장치를 제공한다.
이 경우, 상기 구동부는 상기 메인디스크의 반출시 상기 메인디스크가 상승되도록 상기 구동축을 상승 구동시킬 수 있다.
또한, 상기 리드가 상기 챔버를 개방하기 위하여 상승하는 경우, 상기 리드는 상기 메인디스크를 파지하여, 상기 메인 디스크와 함께 상승될 수 있다.
그리고, 상기 리드는 상기 메인디스크를 선택적으로 파지하는 파지암을 갖는 파지부가 적어도 1개 이상 구비할 수 있다.
여기서, 상기 파지암은 상기 메인디스크의 반출시에만 상기 메인디스크의 하면을 지지하도록 돌출될 수 있다.
또한, 상기 파지암은 상기 리드 하부에 고정된 상태로 장착되거나, 일체로 상기 리드와 일체로 구성될 수 있다.
이 경우, 상기 챔버의 상단 높이는 상기 메인디스크의 하면 높이보다 낮을 수 있다.
이 경우, 상기 리드는 상기 메인디스크의 상면을 가압한 상태로 상기 메인디스크의 회전시 함께 회전되는 지지수단을 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 지지수단은 상기 메인디스크의 상면으로 연장되는 지지축, 상기 지지축에 탄성력을 제공하는 탄성부재 및 상기 지지축과 상기 탄성부재를 지지하기 위하여 상기 리드 상부에 구비된 지지커버를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 지지수단은 상기 지지축 또는 상기 탄성부재를 냉각시키기 위한 냉각부재를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 구동축의 상단에 구동기어가 구비되고, 상기 메인 디스크의 하면에 상기 구동기어가 안착되는 안착홈이 형성되며, 상기 안착홈의 측면에 상기 구동기어에 형합되는 기어홈이 형성될 수 있다.
또한, 상기 메인 디스크의 반출시 로봇암의 진입을 위한 개구부가 상기 리드의 하단 형성되고, 상기 리드가 상기 챔버를 덮는 경우, 상기 개구부를 형합 차단하는 연장부가 상기 챔버의 상단에 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 리드는 상기 메인디스크를 선택적으로 파지하는 파지암을 갖는 파지부가 적어도 1개 이상 구비되며, 상기 파지부는 상기 리드의 개구부를 제외한 측면에 복수 개가 이격되어 구비될 수 있다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 웨이퍼 증착과정을 위한 반응공간을 구비하는 챔버; 상기 반응공간에 회전가능하게 장착되는 메인디스크; 상기 메인디스크를 선택적으로 회전 또는 승하강 시키며, 상기 메인디스크 하면에 착탈가능하게 장착된 구동축;을 포함하며, 상기 메인디스크의 반출시 상기 챔버는 개방되는 구조를 갖는 기판 처리장치를 제공한다.
이 경우, 상기 웨이퍼의 증착과정 시의 상기 메인디스크의 높이가 상기 챔버의 상단 높이보다 낮은 경우, 상기 메인디스크의 반출시 상기 구동축은 상기 메인디스크의 높이를 상기 챔버의 상단 높이보다 높은 위치로 상승구동할 수 있다.
또한, 상기 챔버 상부에 구비되고, 상기 반응공간을 선택적으로 개방 또는 차폐하는 리드를 더 포함하며, 상기 메인디스크의 반출시 상기 리드는 상기 메인디스크를 상기 챔버의 상단보다 높은 위치로 견인할 수 있다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 측면에 개방구가 형성되며, 반응공간을 구비하는 챔버, 상기 챔버 내부에 배치되며, 적어도 1개 이상의 웨이퍼가 거치되는 메인디스크, 상기 메인디스크를 선택적으로 회전시키는 구동축 및 상기 구동축을 구동하는 구동부;를 포함하는 구동장치를 포함하고, 상기 구동축은 상기 메인디스크에 착탈가능하게 결속되어 구동력을 전달하고, 상기 메인디스크는 웨이퍼가 거치된 상태로 상기 챔버의 개방구를 통해 외부로 반출되는 기판 처리장치를 제공한다.
이 경우, 상기 챔버의 개방구는 상기 챔버의 측면에 슬라이드 가능하게 장착된 커버부재에 의하여 선택적으로 개방 또는 차폐될 수 있다.
또한, 상기 개방구에 밸브 하우징을 구비하고, 상기 밸브 하우징 내부에 변위가능하게 장착되어 상기 챔버의 개방구를 선택적으로 개방 또는 차폐하는 블레이드를 포함하는 밸브 조립체를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 밸브 조립체의 블레이드는 실링부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기판 처리장치에 의하면, 증착공정이 수행되는 챔버 내부에 구비되며, 복수 개의 웨이퍼가 안착되어 증착공정이 수행되는 메인디스크 전체가 상기 챔버 외부로 반출될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판 처리장치에 의하면, 웨이퍼 또는 보조 서셉터를 각각 반출할 경우보다 반출 효율을 크게 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판 처리장치에 의하면, 다수의 웨이퍼를 동시에 반출할 수 있으므로, 웨이퍼 또는 보조 서셉터를 각각 반출함에 따른 각 웨이퍼 간의 온도 변화를 최소화할 수 있으므로 박막 품질 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리장치의 하나의 실시예를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 기판 처리장치의 다른 작동상태를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 기판 처리장치의 다른 실시예를 도시한다.
도 4는 도 3에 도시된 기판 처리장치의 다른 작동상태를 도시한다.
도 5은 본 발명에 따른 기판 처리장치의 다른 실시예를 도시한다.
도 6는 도 5에 도시된 기판 처리장치의 다른 작동상태를 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 기판 처리장치의 다른 실시예를 도시한다.
도 8는 도 7에 도시된 기판 처리장치의 다른 작동상태를 도시한다.
도 9는 본 발명에 따른 기판 처리장치의 다른 실시예를 도시하며, 도 10은 도 9에 도시된 기판 처리장치의 다른 작동상태를 도시하며, 도 11은 도 9에 도시된 기판 처리장치의 다른 작동상태를 도시하며, 도 12는 도 9에 도시된 기판 처리장치의 다른 작동상태를 도시한다.
도 13은 본 발명에 따른 기판 처리장치의 다른 실시예를 도시하며, 도 14은 도 13에 도시된 기판 처리장치의 다른 작동상태를 도시하며, 도 15는 도 13에 도시된 기판 처리장치의 다른 작동상태를 도시하며, 도 16은 도 13에 도시된 기판 처리장치의 다른 작동상태를 도시한다.
도 17는 본 발명에 따른 기판 처리장치의 다른 실시예를 도시하며, 도 18은 도 17에 도시된 기판 처리장치의 다른 작동상태를 도시하며, 도 19는 도 17에 도시된 기판 처리장치의 다른 실시예를 도시한다.
도 20은 본 발명에 따른 기판 처리장치의 다른 실시예를 도시하며, 도 21은 도 20에 도시된 기판 처리장치의 다른 작동상태를 도시하며, 도 22는 도 20에 도시된 기판 처리장치의 다른 작동상태를 도시하며, 도 16은 도 13에 도시된 기판 처리장치의 다른 작동상태를 도시한다.
도 24는 본 발명에 따른 기판 처리장치의 다른 실시예를 도시하며, 도 25는 도 24에 도시된 기판 처리장치의 다른 작동상태를 도시한다.
도 26는 본 발명에 따른 기판 처리장치의 다른 실시예를 도시하며, 도 27은 도 26에 도시된 기판 처리장치의 다른 작동상태를 도시한다.
도 28는 본 발명에 따른 기판 처리장치의 다른 실시예를 도시하며, 도 29은 도 28에 도시된 기판 처리장치의 다른 작동상태를 도시한다. 도 26 및 도 27을 참조한 설명과 중복된 설명은 생략한다.
도 30은 본 발명에 따른 기판 처리장치의 구동축의 예를 도시한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리장치(1000)의 하나의 실시예를 도시한다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치는 반응공간(s)을 구비하는 챔버(400), 상기 챔버(400) 상부에 구비되고, 상기 반응공간(s)을 선택적으로 개방 또는 차폐하는 리드(300), 상기 챔버(400) 내부에 배치되며, 적어도 1개 이상의 웨이퍼(10)가 거치되는 메인디스크(500), 상기 메인디스크(500)를 선택적으로 회전시키는 구동축(610) 및 상기 구동축(610)을 구동하는 구동부(620)를 포함하는 구동장치(600)를 포함하고, 상기 구동축(610)은 상기 메인디스크(500)에 착탈가능하게 결속되어 구동력을 전달하고, 상기 리드(300)가 상기 반응공간(s)을 개방하는 경우, 상기 메인디스크(500)는 기판이 거치된 상태로 상기 챔버(400) 외부로 반출되는 특징을 갖는다.
본 발명에 따른 기판 처리장치(1000)는 종래의 기판 처리장치(1000)와 달리 웨이퍼(10) 또는 보조 서셉터를 개별적으로 반출하지 않고, 웨이퍼(10) 또는 보조 세셉터가 안착된 메인디스크(500) 전체를 반출한다는 특징을 갖는다. 상기 메인디스크(500)의 크기는 대형화되는 추세이다.
따라서, 본 발명에 따른 기판 처리장치(1000)는 챔버(400)의 반응공간(s)을 선택적으로 개방 또는 차폐하는 리드(300)를 구비하고, 상기 리드(300)를 개방하여 웨이퍼(10) 등이 안치된 메인디스크(500) 전체를 반출한다. 메인 디스크를 반출하는 자세한 방법은 후술한다.
웨이퍼 증착과정을 위한 반응공간(s)을 구비하는 챔버(400)는 상기 메인디스크(500)의 반출시 개방되는 구조를 갖는다.
상기 메인디스크(500)에 공정 가스를 제공하는 가스 공급부가 상기 리드(300)에 구비될 수 있다. 또한, 상기 가스 공급부(100)는 복수 개의 웨이퍼(10)에 공정 가스를 균일하게 분사하는 가스 분사부(200)로 공정 가스를 공급한다. 상기 가스 공급부(100)와 가스 분사부(200)는 가스 공급배관(150)에 의하여 연결될 수 있다.
가스 분사부(200)는 챔버(400) 상부를 차폐하는 리드(300)에 결합될 수 있다. 상기 가스 분사부(200)는 복수 개의 분사홀(210)을 갖을 수 있다. 상기 가스 분사부(200)는 복수의 분사홀(210)을 구비하여 공정 가스를 균일하게 분사할 수 있다.
상기 챔버(400)는 대략 내부 공간을 갖는 통 형상으로 제작된다. 이때, 원통 또는 다각통 형상으로 제작되는 것이 효과적이다.
상기 챔버(400)의 반응공간(s) 내에 웨이퍼(10) 등이 거치되는 메인디스크(500)이 회전가능하게 구비된다. 상기 메인디스크(500)은 그 하면과 착탈가능하게 구비된 구동축(610)에 의하여 구동된다.
상기 구동축(610)의 하부에는 상기 구동축(610)을 구동하는 구동부(620)가 구비된다. 상기 구동부(620)는 상기 구동부(620)를 승강 또는 회전시킬 수 있다.
상기 구동부(620)는 모터를 구비할 수 있다. 상기 구동부(620)는 모터를 구비하여, 상기 구동축(610)을 회전시킬 수 있다.
본 발명에 따른 기판 처리장치(1000)는 상기 메인디스크(500) 상부에 구비된 웨이퍼(10)를 가열하기 위한 히터(800)가 상기 챔버(400) 내부에 구비될 수 있다. 도 1에 도시된 본 발명에 따른 실시예에서, 상기 히터(800)는 상기 메인디스크(500) 하부에 구비된다.
상기 히터(800)는 동심원 상의 복수 개의 링 형태로 구비될 수 있다. 상기 히터(800)는 고주파 전류의 전자기 유도 원리로 작동하는 고주파 전기 히터(800) 또는 적외선 히터(800)일 수 있다.
상기 히터(800)가 고주파 전기 히터(800)인 경우, 고주파 전류의 전자기 유도 원리를 이용하여 상기 메인디스크(500)를 가열하게 된다. 상기 히터(800)는 고주파 전류가 흐르는 유도 코일과, 상기 유도 코일에 고주파 전원을 제공하는 고주파 전원 공급부(미도시) 그리고, 상기 유도 코일을 냉각시키는 냉각 수단(미도시) 등을 구비할 수 있다.
이를 통해 기판 상기 메인디스크(500)에 균일한 고주파 자기장을 형성할 수 있다. 이때, 선회하는 유도 코일들 간의 간격 및/또는 유도 코일과 기판 안치부의 메인디스크(500) 사이의 이격 거리에 따라 메인디스크(500)의 표면 온도가 변화될 수 있다.
상기 히터(800)는 상기 메인디스크(500) 하부에 구비될 수 있으며, 상의 메인디스크(500) 상부에 거치된 기판을 증착 공정 온도까지 가열한다.
메인디스크(500)에는 적어도 하나의 기판을 안치하는 안치 영역이 구비될 수 있으며, 메인디스크(500)는 또한 고주파 유도 가열(즉, 고주파 전류의 전자기 유도에 의해)에 의해 적어도 300도 이상 가열될 수 있는 물질을 사용할 수 있다. 물론 최대 1400도의 온도까지 가열될 수 있는 물질로 제작되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 히터(800)가 유도 가열 방식을 취하는 경우, 히터(800)의 과열을 방지하기 위하여 히터(800)를 냉각시키는 냉각수단이 구비될 수도 있으며, 냉각된 히터(800)에 의한 열손실을 방지하기 위하여, 상기 메인 디스크와 상기 히터(800) 사이에 단열부(700)가 구비될 수 있다. 상기 단열부(700)는 단열재를 내장할 수 있다. 상기 단열부(700)를 구성하는 상기 단열재는 중심영역에 관통홀을 갖는 판 형상으로 제작될 수 있다.
상기 구동축(610)의 일단은 반응 공간 내의 메인디스크(500)에 착탈 가능하게 결속되어 챔버(400) 외측으로 연장된다. 이때, 구동축(610)의 타단은 챔버(400)의 바닥면을 관통하여 구동부(620)에 접속된다. 따라서, 챔버(400)의 바닥면에는 관통홀(도면부호 미도시)이 형성될 수 있다.
상기 구동부(620)는 상기 구동축(610)을 구동하기 위한 구동력을 제공한다. 상기 구동력은 상기 구동축(610)을 회전시키는 회전력을 제공할 수 있다. 또한, 상기 구동력은 상기 구동축(610)을 상승 또는 하강시키는 승하강력을 제공할 수 있다.
상기 구동부(620)가 상기 구동축(610)을 승하강시키는 승하강력을 제공하는 이유는 후술한다.
그리고, 상기 관통홀 주위에는 상기 구동축(610)이 구동되어도 상기 챔버(400) 내부가 밀봉되기 위한 벨로우즈 등의 실링부재(도면부호 미도시)가 구비될 수 있다.
여기서, 구동축(610)은 열전도율이 낮은 물질로 제작되는 것이 바람직하다.
상기 메인디스크(500)는 상기 히터(800)에 의하여 가열되고, 상기 구동축(610)의 일단은 상기 메인디스크(500)에 결속되므로, 메인디스크(500)의 열손실을 초래하여 상기 메인디스크(500)의 온도 편차를 유발할 수 있기 때문이다.
그리고, 상기 챔버(400)의 하면에는 챔버(400)내의 반응공간(s)에 잔류하는 공정 가스를 배기하는 가스 배기부(900)를 더 구비할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 기판 처리장치(1000)의 다른 작동상태를 도시한다. 구체적으로 도 1에 도시된 기판 처리장치(1000)가 증착과정을 완료하고, 증착된 웨이퍼(10)가 안치된 메인디스크(500)를 반출되기 전 리드(300)가 개방된 상태를 도시한다.
본 발명에 따른 기판 처리장치(1000)의 반응공간(s)을 형성하는 챔버(400)는 그 상부가 노출되는 구조를 갖으며, 증착공정이 종료되면, 상기 리드(300)는 상기 반응공간(s)을 개방하게 된다.
본 발명에 따른 기판 처리장치(1000)는 증착공정이 완료된 웨이퍼(10)를 기판 처리장치(1000)에서 반출하기 위하여 각각의 웨이퍼(10)를 개별적으로 반출하거나, 웨이퍼(10)가 안치된 보조 세셉터를 반출하는 것이 아니라 상기 메인디스크(500) 전체를 반출하는 방법을 사용한다. 그리고, 상기 메인디스크(500)를 반출하기 위하여, 상기 챔버(400) 측면에 슬롯 벨브를 구비하는 방법이 아니라, 상기 챔버(400) 내부의 반응공간(s)을 덮는 리드(300)를 개방시켜 상기 메인디스크(500)를 반출한다.
그러나, 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 기판 처리장치(1000)의 경우, 상기 챔버(400)의 상단 높이(h2)가 상기 메인디스크(500)의 하면 높이(h1)보다 높을 수 있다. 따라서, 증착 공정이 완료된 웨이퍼(10)를 반출하기 위하여, 로봇암(20)에 의하여 메인디스크(500)를 들어 올린 뒤 이를 반출하는 방법이 가능하지만, 챔버(400)와 메인디스크(500) 사이의 공간이 충분치 않을 수 있고, 불필요한 공간의 낭비를 초래할 수 있으므로, 본 발명에 따른 기판 처리장치(1000)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 메인디스크(500)의 반출을 위하여 상기 구동축(610)은 상기 메인디스크(500)를 상승시킨다.
따라서, 도 1 및 도 2에 도시된 기판 처리장치(1000)의 구동부(620)는 상기 구동축(610)을 선택적으로 회전시킴과 동시에 승하강 시킬 수 있는 구동력을 제공할 수 있어야 한다.
즉, 상기 메인디스크(500)의 하면 높이(h1')를 상기 챔버(400)의 상단 높이(h2)보다 높게 되도록 상기 메인디스크(500)를 상승시킨 뒤, 챔버(400) 외부에서 로봇암(20)을 진입높이 h3(h2<h3<h1')시켜 상기 메인디스크(500)를 반출할 수 있다.
상기 구동부(620)는 상기 챔버(400)의 상단 높이(h2)보다 상기 메인디스크(500)의 높이를 더 높게 되도록 구동축(610)을 상승시켜, 상기 로봇암(20)이 수평상태로 상기 챔버(400) 내부로 진입시, 상기 메인디스크(500)의 반출을 가능하게 한다.
상기 구동축(610)은 상기 메인디스크(500)와 착탈 가능하게 접속된 상태로 구동력을 전달한다. 예를 들면, 상기 구동축(610)의 상단에 구동기어 등이 장착되고, 상기 메인디스크(500)의 하면에 상기 구동기어가 맞물려 회전 구동력이 전달될 수 있는 안착홈과 그 측면에 기어홈이 구비된다면 상기 구동축(610)의 회전시 상기 메인디스크(500) 역시 회전될 수 있고, 상기 로봇암(20)에 의하여 상기 메인디스크(500)의 하면이 지지된 상태로 미리 결정된 높이만큼 상승되면, 상기 메인디스크(500)는 상기 구동축(610)으로부터 분리되어 반출될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 기판 처리장치(1000)의 다른 실시예를 도시한다.
도 1 및 도 2을 참조한 설명과 중복되는 설명은 생략한다. 도 3에 도시된 기판 처리장치(1000)는 챔버(400)의 상단 높이가 증착과정에서 상기 메인디스크(500)의 높이보다 낮다는 특징을 갖는다. 즉, 챔버(400)의 상단 높이를 증착과정에서 상기 메인디스크(500)의 높이보다 낮게 구성하여, 상기 리드(300)가 개방된 경우, 상기 메인디스크(500)를 반출하기 위하여 상기 구동축(610)에 의한 메인디스크(500) 상승과정이 생략될 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 기판 처리장치(1000)의 다른 작동상태를 도시한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 리드(300)가 개방된 상태에서, 상기 메인디스크(500)의 하면의 높이(h1)가 상기 챔버(400) 상단의 높이(h2)보다 높으므로, 상기 진입높이 h3(h2<h3<h1)로 진입하는 로봇암(20)에 의한 상기 메인디스크(500)의 반출을 위하여 상기 메인디스크(500)의 높이를 상승시킬 필요가 없다.
따라서, 상기 리드(300)가 상기 반응공간(s)을 개방한 뒤 상기 로봇암(20)에 의하여 상기 메인디스크(500)를 반출하면 된다. 즉, 상기 로봇암(20)의 진입 높이(h3, h2<h3<h1)가 상기 메인디스크(500)의 상기 챔버 상단의 높이(h2)보다 높으므로, 상기 리드(300)의 개방후 상기 로봇암(20)을 진입시켜 상기 메인디스크(500)를 반출할 수 있다.
도 5은 본 발명에 따른 기판 처리장치(1000)의 다른 실시예를 도시한다. 도 6는 도 5에 도시된 기판 처리장치(1000)의 다른 작동상태를 도시한다. 도 1 내지 도 4를 참조한 설명과 중복되는 설명은 생략한다.
도 5에 도시된 실시예는 전술한 실시예들과 달리, 증착과정 또는 반출과정에서 상기 구동축(610)에 의한 상기 메인디스크(500)의 구동의 안정성을 보장하기 위하여, 상기 메인디스크(500)가 구동을 지지하는 지지수단(1100)을 더 구비할 수 있다.
상기 지지수단(1100)은 상기 메인디스크(500)의 중심부 상면을 지지하는 지지축(1110)과 상기 지지축의 상단에 구비되어 상기 지지축(1110)에 의하여 상기 메인디스크(500)에 인가되는 지지력의 크기를 제한하고 메인디스크(500)의 파손을 방지할 수 있는 탄성부재(1130)를 포함한다.
상기 탄성부재(1130)는 상기 리드(300) 상부에 고정된 지지커버(1140) 내측에 장착되며, 상기 지지축(1110)의 상단이 상기 탄성부재(1130)에 접속된다.
상기 지지축(1110)은 상기 메인디스크(500)를 지지하며 함께 회전되는 구조를 갖을 수 있으므로, 상기 지지수단(1100)은 베어링(미도시) 및 실링부재(미도시) 등을 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 탄성부재(1130)가 과열되는 것을 방지하기 위하여 상기 지지수단(1100)은 냉각부재(1120)를 더 구비할 수 있다. 상기 냉각부재는(1120) 비열이 큰 물질로 구성될 수 있다.
상기 냉각부재(1120)는 상기 지지축(1110)에 의하여 전달되는 열이 상기 탄성부재(1140)에 전달되는 것을 어느 정도 차단할 수 있다.
도 5에 도시된 실시예도, 상기 챔버(400)의 상단 높이(h2)가 상기 메인디스크(500)의 하면 높이(h1)보다 높은 경우에 해당되며, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 리드(300)가 개방되면, 상기 리드(300)에 장착되어 상기 메인디스크(500)를 지지하던 지지축도 함께 상승한다. 그리고, 상기 메인디스크(500)의 반출을 위하여 상기 구동축(610)은 상기 메인디스크(500)를 상승시킨다. 즉, 상기 메인디스크(500)의 하면 높이(h1')를 상기 챔버(400)의 상단 높이(h2)보다 높게 되도록 상기 메인디스크(500)를 상승시킨 뒤, 챔버(400) 외부에서 진입높이 h3(h2<h3<h1)fh 상기 로봇암(20)을 진입시켜 상기 메인디스크(500)를 반출할 수 있다.
상기 구동부(620)는 상기 챔버 상단의 높이(h2) 보다 상기 메인디스크(500)의 하면 높이를 더 높게 되도록 구동축(610)을 상승시켜, 상기 로봇암(20)이 수평상태로 상기 챔버(400) 내부로 진입시, 상기 메인디스크(500)의 반출을 가능하게 함은 도 1 및 도 2에 도시된 실시예와 마찬가지이다.
상기 지지수단(1100)의 지지축(1100)는 상기 리드(300)의 개방시 상기 메인디스크(500)와 분리되어 상기 리드(300)와 함께 상승되어 상기 메인디스크(500)의 반출을 가능하게 한다.
도 7은 본 발명에 따른 기판 처리장치(1000)의 다른 실시예를 도시한다. 도 8는 도 7에 도시된 기판 처리장치(1000)의 다른 작동상태를 도시한다. 도 1 내지 도 6를 참조한 설명과 중복되는 설명은 생략한다.
도 7 및 도 8에 도시된 실시예는 도 3 및 도 4에 도시된 실시예와 마찬가지로, 도 5 및 도 6에 도시된 실시예와 달리 상기 챔버(400)의 상단 높이가 메인디스크(500)의 하면 높이보다 낮다는 차이점을 갖는다.
따라서, 증착과정이 종료되면, 상기 리드(300)가 상승 및 개방됨에 따라 상기 리드(300)에 체결된 지지축(1110)이 상기 메인디스크(500)의 상면에서 분리됨은 마찬가지이다.
따라서, 챔버(400)의 상단 높이(h2)를 인위적으로 상단 높이가 증착과정에서 상기 메인디스크(500)의 높이(h1)보다 낮게 구성하여, 상기 리드(300)가 개방된 경우, 상기 메인디스크(500)를 반출하기 위하여 상기 구동축(610)에 의한 메인디스크(500) 상승과정이 생략될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 리드(300)가 개방된 상태에서, 상기 메인디스크(500)의 하면의 높이(h1)가 상기 챔버(400) 상단의 높이(h2)보다 높으므로, 상기 로봇암(20)에 의한 상기 메인디스크(500)의 반출을 위하여 상기 메인디스크(500)의 높이를 상승시킬 필요가 없다. 따라서, 상기 리드(300)가 상기 반응공간(s)을 개방한 뒤 상기 로봇암(20)을 상기 챔버(400) 상단의 높이(h2)보다 높고, 상기 메인디스크(500)의 하면의 높이(h1)보다 작은 높이(h3, h2<h3<h1)로 진입시켜 상기 메인디스크(500)를 반출하면 된다.
도 9는 본 발명에 따른 기판 처리장치(1000)의 다른 실시예를 도시하며, 도 10은 도 9에 도시된 기판 처리장치(1000)의 다른 작동상태를 도시하며, 도 11은 도 9에 도시된 기판 처리장치(1000)의 다른 작동상태를 도시하며, 도 12는 도 9에 도시된 기판 처리장치(1000)의 다른 작동상태를 도시한다.
도 1 내지 도 8을 참조한 설명과 중복된 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 기판 처리장치(1000)는 상기 챔버(400) 상부에 구비되고, 상기 반응공간을 선택적으로 개방 또는 차폐하는 리드(300)를 더 포함하며, 상기 메인디스크(500)의 반출시 상기 리드는 상기 메인디스크(500)를 상기 챔버의 상단보다 높은 위치로 견인하는 구조를 갖을 수 있다.
도 9에 도시된 실시예에서, 상기 챔버(400) 내부의 반응공간(s)을 선택적으로 개방 또는 차폐하는 리드(300)는 상기 메인디스크(500)의 하면을 선택적으로 파지하는 파지부가 적어도 1개 이상 구비한다.
여기서, 상기 파지암(1220)은 상기 메인디스크(500)의 반출시에만 상기 메인디스크(500)의 하면을 지지하도록 선택적으로 돌출되는 방식 또는 상기 리드(300) 하부에 고정되거나 일체로 구성되는 방식이 사용될 수 있다.
상기 파지부(1200)는 선택적으로 상기 메인디스크(500)의 하면 측으로 돌출되는 파지암(1220)과 상기 파지암(1220)을 지지하며 추진 또는 돌출시키는 파지 구동부(1210)를 더 포함할 수 있다.
상기 파지 구동부(1210)는 상기 리드(300)의 내측면 중 상기 챔버(400)의 상단에 근접한 영역에 장착될 수 있으며, 상기 리드(300)의 내측면으로 파지암(1220)만 선택적으로 돌출되도록 상기 파지 구동부(1220)가 구동력을 제공할 수 있다.
상기 파지 구동부(1210)는 상기 파지암(1220)을 선택적으로 돌출시킬 수 있는 구동력을 제공한다면 종류가 제한되지 않는다.
도 9에 도시된 기판 처리장치(1000)의 챔버(400)의 상단 높이(h2)가 증착과정이 수행되는 상기 메인디스크(500)의 높이(h1)보다 높으므로, 상기 메인디스크(500)를 반출하기 위하여 상기 메인디스크(500)를 상기 챔버(400) 내부에서 일정한 높이 이상으로 상승시켜야 한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 증착과정이 종료되면, 상기 메인디스크(500)의 반출과정의 예비단계로 상기 메인디스크(500)의 높이를 구동축(610)의 상승 구동에 의하여 상기 반응공간(s) 내부에서 상승시킬 수 있다.
그리고, 상기 메인디스크(500)의 높이가 상기 파지암이 돌출되는 높이(h4)보다 높게 상승된 경우, 상기 리드(300)에 구비된 파지암(1220)이 상기 메인디스크(500)의 하면 방향으로 돌출되도록 구동할 수 있다.
상기 파지암(1220)을 선택적으로 돌출시키는 이유는 상기 반응공간(s)을 개방하기 위하여 상기 리드(300)를 상승시킬 때 상기 메인디스크(500)도 함께 상승되도록 하기 위함이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 상기 리드(300)가 개방 및 상승되면 상기 파지암(1220)이 상기 메인디스크(500)의 하면을 지지하고, 상기 리드(300)의 상승시 상기 메인디스크(500)도 함께 상승된다.
상기 리드(300)의 개방시 상기 파지암(1220)에 의하여 상기 메인디스크(500)가 함께 상승되면, 메인디스크(500)의 반출을 위한 로봇암(20)의 진입높이(h3)가 결정될 수 있다.
상기 메인디스크(500)의 상승을 상기 구동축(610)에만 의존하는 경우, 상승구동의 안정성이 떨어질 수도 있으며, 충분한 상승 높이를 확보하지 못할 수도 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 메인디스크(500)는 상기 리드(300)의 상승시 상기 파지부에 의하여 함께 상승될 수 있으므로, 로봇암(20)의 진입 높이를 자유롭게 할 수 있다.
또한, 상기 파지부(1200)는 상기 로봇암(20)이 진입하여 상기 메인디스크(500)의 하면을 지지한 경우, 다시 원래의 위치로 복귀되도록 구성될 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 상기 로봇암(20)이 진입하는 경우, 상기 로봇암(20)은 상기 메인 디스크(500)의 하면과 간섭되지 않을 정도의 이격거리를 갖는 높이(h3)로 진입할 수 있다.
이 경우, 상기 로봇암(20)에 상기 메인 디스크를 안착시키기 위하여 로봇암(20)이 상승되거나, 상기 리드(300)이 하강될 수 있다. 도 12에 도시된 실시예에서는 상기 리드(300)이 하강되는 방법이 사용됨이 도시된다.
상기 로봇암(20)에 상기 메인 디스크(500)이 안착되면, 상기 파지암(1220)이 후퇴하여 복귀되도록 할 수 있다. 상기 메인 디스크(500)의 반출과정시 간섭현상이 발생되지 않도록 하기 위함이다.
도 9 내지 도 12에 도시된 실시예에서, 증착 과정이 종료된 뒤 상기 메인디스크(500)를 반출하는 로봇암(20)은 각각 지면 방향으로 진입될 수 있다. 따라서, 도면 상으로 점선으로 표시된 부분으로서, 지면향으로 진입하는 로봇암(420)이 상기 메인디스크(500)를 반출할 수 있도록 상기 리드(300)의 하부에 상기 리드(300)의 하부가 미리 결정된 높이만큼 개방된 개구부(320, 점선으로 표시됨)를 갖을 수 있다. 상기 개구부(320)는 증착과정 중 상기 챔버(400)의 상단에 구비된 연장부(420, 점선으로 표시됨)에 의하여 차단되는 영역으로서, 상기 리드(300)의 개방시에만 상기 메인디스크(500)가 측면 방향으로 노출될 수 있다.
그리고, 상기 리드(300)의 개구부(320)의 위치는 상기 파지암(1220)이 구비되지 않은 영역에 구비될 수 있다. 상기 파지암(1220)의 개수를 최소화하고, 상기 개구부(320)의 크기를 상기 메인디스크(500)의 크기보다 크게 한다면 지면방향으로 진입하는 로봇암(20)에 의하여 상기 메인디스크(500)를 반출할 수 있다.
도 13은 본 발명에 따른 기판 처리장치(1000)의 다른 실시예를 도시하며, 도 14은 도 13에 도시된 기판 처리장치(1000)의 다른 작동상태를 도시하며, 도 15는 도 13에 도시된 기판 처리장치(1000)의 다른 작동상태를 도시하며, 도 16은 도 13에 도시된 기판 처리장치(1000)의 다른 작동상태를 도시한다.
도 13 내지 도 16에 도시된 실시예 역시 상기 챔버(400) 상부에 구비되고, 상기 반응공간을 선택적으로 개방 또는 차폐하는 리드(300)를 더 포함하며, 상기 메인디스크(500)의 반출시 상기 리드(300)는 상기 메인디스크(500)를 상기 챔버의 상단보다 높은 위치로 견인하는 구조를 갖을 수 있으며, 상기 챔버(400) 내부의 반응공간(s)을 선택적으로 개방 또는 차폐하는 리드(300)는 상기 메인디스크(500)의 하면을 선택적으로 파지하는 파지암(1220)을 구비하는 파지부(1200)가 적어도 1개 이상 구비되고, 상기 파지암(1220)은 상기 메인디스크(500)의 반출시에만 상기 메인디스크(500)의 하면을 지지하도록 선택적으로 돌출되는 방식 을 갖으며, 상기 파지부(1200)는 선택적으로 상기 메인디스크(500)의 하면 측으로 돌출되는 파지암(1220)과 상기 파지암(1220)을 지지하며 추진 또는 돌출시키는 파지 구동부(1210)를 더 포함할 수 있고, 상기 파지 구동부(1210)는 상기 리드(300)의 내측면 중 상기 챔버(400)의 상단에 근접한 영역에 장착될 수 있으며, 상기 리드(300)의 내측면으로 파지암(1220)만 선택적으로 돌출되도록 상기 파지 구동부(1220)가 구동력을 제공한다는 점에서 도 9 내지 도 12에 도시된 실시예와 마찬가지이다.
그리고, 도 13에 도시된 기판 처리장치(1000)의 챔버(400)의 상단 높이(h2)가 증착과정이 수행되는 상기 메인디스크(500)의 높이(h1)보다 높으므로, 상기 메인디스크(500)를 반출하기 위하여 상기 메인디스크(500)를 상기 챔버(400) 내부에서 일정한 높이 이상으로 상승시키고, 도 14에 도시된 바와 같이, 증착과정이 종료되면, 상기 메인디스크(500)의 반출과정의 예비단계로 상기 메인디스크(500)의 높이를 구동축(610)의 상승 구동에 의하여 상기 반응공간(s) 내부에서 상승시킬 수 있으며, 그리고, 상기 메인디스크(500)의 높이가 상기 파지암이 돌출되는 높이(h4)보다 높게 상승된 경우, 상기 리드(300)에 구비된 파지암(1220)이 상기 메인디스크(500)의 하면 방향으로 돌출되도록 구동할 수 있으며, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 리드(300)가 개방 및 상승되면 상기 파지암(1220)이 상기 메인디스크(500)의 하면을 지지하고, 상기 리드(300)의 상승시 상기 메인디스크(500)도 함께 상승된다는 점에서 전술한 실시예와 공통된다.
도 13 내지 도 16에 도시된 실시예는 도 9 내지 도 12에 도시된 실시예와 달리, 상기 파지암의 형상 및 반출과정에서 차이가 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 상기 파지암(1220’)의 형상은 상면의 폭보다 하면의 수평방향 폭이 더 큰 형태를 갖을 수 있다.
즉, 상기 파지암(1220’)은 그 돌출방향으로 뾰족한 형태를 갖을 수 있다. 상기 파지암(1220’)의 형상은 반출과정에서 상기 메인 디스크(500)의 로봇암(500)에 대한 안착과정의 충격을 최소화할 수 있는 형상을 갖을 수 있다.
즉, 전술한 실시예와 달리, 상기 구동축(610)이 상기 메인 디스크(500)를 상승(도 14)시키고, 상기 파지암(1220’)이 상기 메인 디스크(500)의 하면을 지지(도 15)한 상태에서, 상기 로봇암(20)이 미리 결정된 높이(h3’)으로 진입하고, 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 파지암(1220)이 후퇴하면, 상기 파지암의 경사진 측면을 따라 상기 메인 디스크(500)가 상기 로봇암에 부드럽게 안착될 수 있다.
도 13 내지 도 16에 도시된 실시예는 도 9 내지 도 12에 도시된 실시예와 달리, 상기 메인 디스크(500)를 반출하기 위한 로봇암(20)에 상기 메인 디스크(500)를 안착하기 위하여 메인 디스크를 파지한 상태에서의 리드(300)의 하강과정을 생략할 수 있다는 점에서 메인 디스크의 반출과정의 효율을 향상시킬 수 있다.
도 17는 본 발명에 따른 기판 처리장치(1000)의 다른 실시예를 도시하며, 도 18은 도 17에 도시된 기판 처리장치(1000)의 다른 작동상태를 도시하며, 도 19는 도 17에 도시된 기판 처리장치(1000)의 다른 실시예를 도시한다. 도 1 내지 도 16을 참조한 설명과 중복된 설명은 생략한다.
구체적으로 도 17에 도시된 실시예에서, 상기 리드(300)에 구비되는 파지암(1220)은 상기 리드(300)에 고정된 형태일 수 있다. 상기 리드(300)와 일체로 구성될 수도 있으며, 상기 리드(300)와 별개의 부품으로서 체결부재 등에 의하여 체결되어 고정될 수 있다.
상기 파지암은 상기 리드(300)의 하부, 예를 들면 상기 리드(300)의 하단면에 미리 결정된 간격으로 복수 개가 구비될 수 있다.
도 17에 도시된 기판 처리장치(1000)는 도 9 내지 도 16에 도시된 기판 처리장치(1000)와 달리, 상기 메인디스크(500)를 구동하기 위한 구동축(610)에 의한 메인디스크(500)의 반출을 위한 상승과정이 생략될 수 있다.
도 17에 도시된 바와 같이, 상기 메인디스크(500)가 상기 구동축(610)에 의하여 회전 구동되는 경우, 상기 파지암은 상기 메인디스크(500)의 하면과 이격되는 위치에 구비되어 상기 메인디스크(500)의 회전 구동과 간섭이 발생하지 않는다.
즉, 상기 기판 처리장치(1000)의 챔버(400)의 높이를 낮추고 상기 리드(300)의 하부에 고정된 파지암(1220')을 구비하면, 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 리드(300)의 개방시 상기 메인디스크(500)가 함께 상승될 수 있다.
도 18에 도시된 바와 같이, 상기 리드(300)가 상기 메인 디스크(500)를 구속한 상태에서 상승되고, 상기 메인 디스크(500)의 하부로 로봇암(20)이 진입된 뒤, 로봇암(20)의 상승 또는 리드의 하강에 의하여 로봇암(20)의 상면에 메인 디스크(500)가 안착되면, 도 19에 도시된 바와 같이, 상기 리드(300)가 미리 결정된 높이만큼 하강하여, 상기 로봇암(20)에 의한 상기 메인 디스크(500)의 반출시 상기 파지암(1220)과 메인 디스크(500)의 반출과정에서 발생될 수 있는 마찰을 방지할 수 있다.
도 20은 본 발명에 따른 기판 처리장치(1000)의 다른 실시예를 도시하며, 도 21은 도 20에 도시된 기판 처리장치(1000)의 다른 작동상태를 도시하며, 도 22는 도 20에 도시된 기판 처리장치(1000)의 다른 작동상태를 도시하며, 도 16은 도 13에 도시된 기판 처리장치(1000)의 다른 작동상태를 도시한다.
도 20에 도시된 실시예에서, 상기 리드(300)에 구비되는 파지암(1220’)은 상기 리드(300)에 회전 가능하게 구비될 수 있다. 상기 파지암(1220’)은 파지암 힌지(1220h)에 의하여 하방으로 회전가능하게 결합될 수 있다.
상기 파지암(1220’)은 상기 리드(300)의 하부, 예를 들면 상기 리드(300)의 하단면에 미리 결정된 간격으로 복수 개가 구비될 수 있다.도 20에 도시된 기판 처리장치가 상기 메인 디스크(500)이 안착된 상태의 리드(300)가 상승되어 상기 반응공간이 개방되면, 도 21에 도시된 바와 같이, 적당한 이격거리를 갖으며 로봇암(20)이 상기 메인 디스크(500)의 하부로 진입(도 20 참조)할 수 있고, 상기 메인 디스크(500)가 상기 로봇암(20)에 안착되는 과정은 도 22에 도시된 바와 같이, 상기 파지암(1220’)이 하방으로 회전하여, 로봇암(20)과 상기 메인 디스크(500)의 하면의 이격거리가 좁혀질 수 있으며, 도 23에 도시된 바와 같이, 상기 파지암(1220’)이 하방을 향하도록 완전히 회전되면, 상기 파지암(1220’)에 의한 상기 메인 디스크(500)의 지지상태는 해제되고, 리드(30) 또는 로봇암(20)의 승강과정 없이 상기 로봇암(20)에 상기 메인 디스크(500)를 안착시킬 수 있다.
도 20 내지 도 22에 도시된 실시예에서, 상기 파지암(1220’)의 형상은 도 13 내지 도 16에 도시된 형태로 구성될 수 있다. 즉, 파지암(1220’)의 상면폭이 하면폭보다 좁아서 측면이 경사면을 갖도록 구성되어, 상기 메인 디스크의 안착과정에서 안착 충격 또는 진동을 최소화할 수 있다.
도 24는 본 발명에 따른 기판 처리장치(1000)의 다른 실시예를 도시하며, 도 25는 도 24에 도시된 기판 처리장치(1000)의 다른 작동상태를 도시한다.
도 24에 도시된 기판 처리장치는 반응공간(s)을 구비하는 챔버(400), 상기 챔버(400) 내부에 배치되며, 적어도 1개 이상의 웨이퍼(10)가 거치되는 메인디스크(500), 상기 메인디스크(500)를 선택적으로 회전시키는 구동축(610) 및 상기 구동축(610)을 구동하는 구동부(620)를 포함하는 구동장치(600)를 포함하고, 상기 구동축(610)은 상기 메인디스크(500)에 착탈가능하게 결속되어 구동력을 전달하고, 상기 리드(300)가 상기 반응공간(s)을 개방하는 경우, 상기 메인디스크(500)는 기판이 거치된 상태로 상기 챔버(400) 외부로 반출되며, 종래의 기판 처리장치(1000)와 달리 웨이퍼(10) 또는 보조 서셉터를 개별적으로 반출하지 않고, 웨이퍼 증착과정을 위한 반응공간(s)을 구비하는 챔버(400)는 상기 메인디스크(500)의 반출시 개방되는 구조를 갖는다는 점에서 전술한 실시예들과 공통된다.
그러나, 도 24에 도시된 실시예는 상기 챔버 내부의 반응공간(s)를 개방하기 위한 별도의 리드 등의 덮개 구조를 채용하지 않고, 챔버(400)의 측면 일부가 개방되는 구조를 갖을 수 있다.
상기 챔버(400)의 일부가 개방되는 개방구(420)는 챔버(400)에 구비될 수 있다.
상기 챔버(400)의 개방구(420)는 상기 챔버(400)의 외측에 구비되어, 선택적으로 상기 개방구(420)를 개방 또는 차폐하는 커버부재(300’)를 더 구비할 수 있다.
상기 커버부재(300’)는 상기 챔버(400)의 외측면에 슬라이드 가능하게 장착될 수 있으며, 별도의 실링부재(310’)가 상기 커버부재(300’)에 구비되어, 박막 증착과정이 수행되는 동안 반응 기체가 외부로 누설되는 것을 차단할 수 있다.
도 25에 도시된 바와 같이, 증착과정이 종료되면, 상기 구동축(610)은 상기 메인 디스크(610)를 상기 개방구(420) 수준으로 상승시키고, 상기 커버부재(300’)가 상기 개방구(420)를 개방시켜, 미리 결정된 높이(h3)로 진입되는 로봇암(20)에 의한 상기 메인 디스크(500)의 반출을 가능하게 한다.
도 26는 본 발명에 따른 기판 처리장치(11000)의 다른 실시예를 도시하며, 도 27은 도 26에 도시된 기판 처리장치(11000)의 다른 작동상태를 도시한다.
도 26에 도시된 기판 처리장치는 도 24 및 도 25에 도시된 기판 처리장치(11000)와 마찬가지로, 챔버 내부의 반응공간(s)를 개방하기 위한 별도의 리드 등의 덮개 구조를 채용하지 않고, 챔버(400)의 측면 일부가 개방되는 구조를 갖음은 공통된다. 상기 챔버(400)의 일부가 개방되는 개방구(420)는 챔버(400)에 구비될 수 있다.
상기 챔버(400)의 개방구(420)는 상기 챔버(400)의 외측에 구비되어, 선택적으로 상기 개방구(420)를 개방 또는 차폐하는 밸브조립체(1100)를 더 구비할 수 있다. 상기 밸브조립체(1100)는 상기 챔버(400)의 개방구(420)를 선택적으로 차폐하기 위하여 구비된다.
상기 밸브조립체(1100)는 밸브 하우징(1110)과, 상기 밸브하우징(1110)의 내부에서 이동하면서 상기 밸브 하우징(1110) 상의 개방구(1120)를 개폐하는 블레이드(1130)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 개방구(1120)는 메인 디스크(500)의 출입을 위한 것으로서 상기 메인 디스크(500) 및 상기 로봇암 등의 크기를 고려하여 결정될 수 있다.
여기서, 상기 밸브 하우징(1110)의 하부에는 상기 블레이드(1130)를 구동시키는 밸브 구동부(1140)가 구비되고, 상기 밸브 구동부(1140)의 구동축(1145)이 밸브 하우징(1110)을 관통하여 상기 블레이드(1130)에 연결된다.
여기서, 상기 블레이드(1130)의 수직 방향 높이는 상기 개방구(1120)의 크기보다 크다. 이때, '수직' 방향이라 함은 상기 블레이드(1130)의 이동 방향과 나란한 방향을 의미한다.
또한, 상기 블레이드(1130)가 상기 밸브 하우징(1110)과 접촉하는 면에는 실링부재(1135)가 구비되어, 상기 개방구(1120)를 완전히 밀폐할 수 있도록 한다. 여기서, 상기 실링부재(1135)은 상기 개방구(1120)의 측면부를 둘러싸고 형성될 수 있다.
이때, 상기 실링부재(1135)는 실링을 위한 오링(O-ring)을 포함할 수 있으며, 일반 오링 외에 전도성 오링이 별개로 구비될 수도 있다.
도 27는 밸브 구동부(1140)에 의하여 블레이드(1130)가 하강하여 상기 개방구(1120)를 개방한 상태를 나타내고 있다.
도 26에서 밸브 하우징(1110)의 서로 대향하는 면에 개방구(1120)가 도시되어 있으나, 그 중 하나의 개방구(1120)와 대응하여서만 블레이드(1130)가 구비될 수 있다.
이는 후술하는 바와 같이 블레이드(1130)가 개방구(1120)를 밀봉하는 방향에는 진공 챔버가 구비되고, 블레이드가 형성되지 않은 방향의 개방구 측으로는 로봇암(20)이 진입되는 통로로 사용되기 때문이다.
만일, 밸브 조립체의 양측면에 각각 반응 또는 진공 챔버가 구비되면, 상기 밸브의 양 방향 모두에 블레이드가 형성될 수 있을 것이다.
즉, 도 27에 도시된 로봇암(200이 별도의 반응 또는 진공 챔버에서 진입하는 경우라면, 상기 블레이드(1130)는 밸브 하우징(1110)의 양 개방구(1120)에 모두 구비될 수 있다.
이러한 구조에 의하여, 선택적으로 메인 디스크(500)의 반출을 위한 개방구를 구비함과 동시에, 챔버(400) 내부의 실링이 강화될 수 있다.
도 28는 본 발명에 따른 기판 처리장치(11000)의 다른 실시예를 도시하며, 도 29은 도 28에 도시된 기판 처리장치(11000)의 다른 작동상태를 도시한다. 도 26 및 도 27을 참조한 설명과 중복된 설명은 생략한다.
도 28 및 도 29에 도시된 실시예는, 기본적으로 도 26 및 도 27에 도시된 실시예와 기본적인 구조는 일치하므로 중복되는 설명은 생략한다.
도 28 및 도 29에 도시된 실시예는 상기 챔버(400)에 형성된 개방구(420)는 외측으로 돌출된 돌출부(421)을 포함한다.
상기 돌출부(421)은 상기 밸브 조립체(1100)의 개방구(1120)로 삽입되는 부분으로서, 상기 블레이드(1130)에 의하여 차폐되는 영역이다.
이러한 돌출부(421)을 개방구(421)에 구비하여, 상기 밸브 조립체(1100)와의 조립성을 향상시키고, 형합에 의한 실링성능의 향상도 기대할 수 있다.
따라서, 도 28 및 도 29에 도시된 실시예는 도 26 및 도 27에 도시된 실시예와 달리 블레이드(1130)의 크기가 다르다는 특징을 갖는다.
즉, 본 실시예에서 블레이드(1130)의 수직 방향의 높이는 상기 밸브 하우징(1100)에 형성된 개방구(1120)의 크기와 대응되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 블레이드(1130)가 상기 개방구(1120)와 접촉하는 면에는 실링부재(1135)가 구비되어, 상기 개방구(1120)를 완전히 밀폐할 수 있도록 한다.
여기서, 블레이드(1130)가 수직 이동 외에 수평 방향으로 구동되도록 할 수 있으며, 이는 블레이드에 의하여, 개방구를 압착하여 실링을 더욱 강화하기 위함이다.
도 30은 본 발명에 따른 기판 처리장치(1000)의 구동축(610)의 예를 도시한다.
본 발명에 따른 기판 처리장치(1000)는 증착과정이 완료되면, 상기 메인디스크(500) 전체를 반출하는 특징을 갖는다. 따라서, 상기 메인디스크(500)의 반출시 상기 메인디스크(500)를 구동하는 구동축(610)도 상기 메인디스크(500)와 분리됨을 전제로 한다.
따라서, 상기 구동축(610)은 상기 메인디스크(500)의 하면에 착탈가능하게 장착되어 상기 구동축(610)의 회전 또는 승강시에 구동력을 상기 메인디스크(500)로 전달하고, 상기 메인디스크(500)의 반출시에 상기 메인디스크(500)와 분리되어야 한다.
도 30(a)에 도시된 구동축(610)은 상기 구동축(610)의 상단에 구동기어(630)가 구비된다. 이 경우, 상기 메인디스크(500)의 하면에 상기 구동기어(630)에 형합되는 형상의 함몰부를 구비할 수 있다. 상기 구동기어는 회전시 구동력을 상기 메인디스크(500)로 전달할 수 있으며, 상기 메인디스크(500)가 상승되면, 형상상태가 해제되어 상기 구동축(610)과 메인디스크(500)가 분리될 수 있다.
마찬가지로, 도 30(b)에 도시된 구동축(610)은 상기 구동축의 상단에 십자 형태의 구동바가 구비될 수 있다. 이 경우, 상기 메인디스크의 하면에 상기 구동바에 형합되는 안착홈이 구비될 수 있다.
본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
10 : 웨이퍼 300 : 리드
400 : 챔버 500 : 메인디스크
600 : 구동장치 700 : 단열부
800 : 히터 1000 : 기판 처리장치

Claims (20)

  1. 반응공간을 구비하는 챔버;
    상기 챔버 상부에 구비되고, 상기 반응공간을 선택적으로 개방 또는 차폐하는 리드;
    상기 챔버 내부에 배치되며, 적어도 1개 이상의 웨이퍼가 거치되는 메인디스크;
    상기 메인디스크를 선택적으로 회전시키는 구동축 및 상기 구동축을 구동하는 구동부;를 포함하는 구동장치를 포함하고,
    상기 구동축은 상기 메인디스크에 착탈가능하게 결속되어 구동력을 전달하고, 상기 리드가 상기 반응공간을 개방하는 경우, 상기 메인디스크는 웨이퍼가 거치된 상태로 상기 챔버 외부로 반출되는 기판 처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 메인디스크의 반출시 상기 메인디스크가 상승되도록 상기 구동축을 상승 구동시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 리드가 상기 챔버를 개방하기 위하여 상승하는 경우, 상기 리드는 상기 메인디스크를 파지하여, 상기 메인 디스크와 함께 상승되는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 리드는 상기 메인디스크를 선택적으로 파지하는 파지암을 갖는 파지부가 적어도 1개 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 파지암은 상기 메인디스크의 하면을 지지하도록 돌출 또는 회전 가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 파지암은 상기 리드 하부에 고정된 상태로 장착되거나, 상기 리드와 일체로 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 챔버의 상단 높이는 상기 메인디스크의 하면 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 리드는 상기 메인디스크의 상면을 가압한 상태로 상기 메인디스크의 회전시 함께 회전되는 지지수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 지지수단은 상기 메인디스크의 상면으로 연장되는 지지축, 상기 지지축에 탄성력을 제공하는 탄성부재 및 상기 지지축과 상기 탄성부재를 지지하기 위하여 상기 리드 상부에 구비된 지지커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 지지수단은 상기 지지축 또는 상기 탄성부재를 냉각시키기 위한 냉각부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 구동축의 상단에 구동기어가 구비되고, 상기 메인 디스크의 하면에 상기 구동기어가 안착되는 안착홈이 형성되며, 상기 안착홈의 측면에 상기 구동기어에 형합되는 기어홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 메인 디스크의 반출시 로봇암의 진입을 위한 개구부가 상기 리드의 하단 형성되고, 상기 리드가 상기 챔버를 덮는 경우, 상기 개구부를 형합 차단하는 연장부가 상기 챔버의 상단에 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 리드는 상기 메인디스크를 선택적으로 파지하는 파지암을 갖는 파지부가 적어도 1개 이상 구비되며, 상기 파지부는 상기 리드의 개구부를 제외한 측면에 복수 개가 이격되어 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  14. 웨이퍼 증착공정을 위한 반응공간을 구비하는 챔버;
    상기 반응공간에 회전가능하게 장착되는 메인디스크;
    상기 메인디스크를 선택적으로 회전 또는 승하강 시키며, 상기 메인디스크 하면에 착탈가능하게 장착된 구동축;을 포함하며,
    상기 메인디스크의 반출시 상기 챔버는 개방되는 구조를 갖는 기판 처리장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 증착공정 시의 상기 메인디스크의 높이가 상기 챔버의 상단 높이보다 낮은 경우, 상기 메인디스크의 반출시 상기 구동축은 상기 메인디스크의 높이를 상기 챔버의 상단 높이보다 높은 위치로 상승시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 챔버 상부에 구비되고, 상기 반응공간을 선택적으로 개방 또는 차폐하는 리드를 더 포함하며, 상기 메인디스크의 반출시, 상기 리드는 상기 메인디스크를 상기 챔버의 상단보다 높은 위치로 견인하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  17. 측면에 개방구가 형성되며, 반응공간을 구비하는 챔버;
    상기 챔버 내부에 배치되며, 적어도 1개 이상의 웨이퍼가 거치되는 메인디스크;
    상기 메인디스크를 선택적으로 회전시키는 구동축 및 상기 구동축을 구동하는 구동부;를 포함하는 구동장치를 포함하고,
    상기 구동축은 상기 메인디스크에 착탈가능하게 결속되어 구동력을 전달하고, 상기 메인디스크는 웨이퍼가 거치된 상태로 상기 챔버의 개방구를 통해 외부로 반출되는 기판 처리장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 챔버의 개방구는 상기 챔버의 측면에 슬라이드 가능하게 장착된 커버부재에 의하여 선택적으로 개방 또는 차폐되는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 개방구에 밸브 하우징을 구비하고, 상기 밸브 하우징 내부에 장착되어 상기 챔버의 개방구를 선택적으로 개방 또는 차폐하는 블레이드를 포함하는 밸브 조립체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 밸브 조립체의 블레이드는 실링부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
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