KR20120103060A - 척 구조체 및 이를 이용한 반도체 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 종래의 리프트 핀 대신 개선된 가이드 링을 이용하여 반도체 기판을 척에 로딩하도록 하는 척 구조체 및 이를 이용한 반도체 기판 처리 장치에 대한 것이다.
본 발명은, 척과 상기 척을 지지하는 메인 바디를 포함하는 척 구조체에 있어서, 상기 척의 외주연에 장착되며 이동 가이드링 장착부가 형성된 고정 가이드 링; 상기 이동 가이드링 장착부에 위치하며 상하 구동되는 이동 가이드 링; 및 상기 이동 가이드 링을 상하 구동시키는 구동 핀을 포함하는 척 구조체를 제공한다. 또한 본 발명은 상기 척 구조체를 이용한 반도체 기판 처리 장치를 제공한다.

Description

척 구조체 및 이를 이용한 반도체 기판 처리 장치 {Chuck Structure Assembly and Device for Processing Semiconductor Substrate Using the Same}
본 발명은 척 구조체 및 이를 이용한 반도체 기판 처리 장치에 대한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 종래의 리프트 핀 대신 개선된 가이드 링을 이용하여 반도체 기판을 척에 로딩하도록 하는 척 구조체 및 이를 이용한 반도체 기판 처리 장치에 대한 것이다.
반도체 제조 공정에 있어서는 반도체 기판에 대한 증착이나 식각 공정 등을 통해 원하는 적층 구조 또는 패턴이 반도체 기판 상에 형성된다. 기판 상에 박막을 형성하거나 원하는 패턴으로 가공하기 위한 방법의 일례로서 플라즈마(Plasma)가 이용된다. 플라즈마를 이용한 기판 처리의 대표적인 예로서, 플라즈마 화학기상증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition : PECVD) 공정과 플라즈마 식각(Plasma Etching) 공정을 들 수 있다.
플라즈마 처리 장치는 플라즈마를 발생시키는 방법에 따라 용량결합형 플라즈마(Capacitive Coupled Plasma : CCP) 타입과 유도결합형 플라즈마(Inductive Coupled Plasma : ICP) 타입으로 구분할 수 있다. CCP 타입 플라즈마 처리 장치의 경우에는 플라즈마를 형성하기 위하여 반응 챔버의 상부에 상부 전극이 구비되고, 기판 또는 기판 트레이가 올려지는 척(chuck)의 하부에 하부 전극이 구비된다. 반면, ICP 타입 플라즈마 처리 장치의 경우에는 반응 챔버의 상부 또는 상부 둘레에 유도 코일이 구비되고, 척의 하부에 하부 전극이 구비된다. CCP 타입 및 ICP 타입 플라즈마 처리 장치는 상기 상부 전극과 하부 전극 또는 상기 유도 코일과 하부 전극에 RF 또는 DC 전원을 공급하여 반응 챔버 내에 플라즈마를 생성시킨다.
플라즈마 처리 장치는 상기한 바와 같은 반응 챔버와, 반응 챔버로 단일 기판 또는 다수의 기판을 적재한 기판 트레이를 전달하는 트랜스퍼 챔버(transfer chamber) 또는 로드락 챔버(loadlock chamber)를 추가로 구비한다. 다수의 반응 챔버를 포함하는 클러스터 타입의 플라즈마 처리 장치의 경우에는 로드락 챔버와 트랜스퍼 챔버를 구비하여 로드락 챔버에서 진공 처리된 기판 또는 기판 트레이가 트랜스퍼 챔버를 거쳐 반응 챔버로 전달된다. 반면 단일의 반응 챔버를 구비하는 경우에는 트랜스퍼 챔버를 구비하지 않고 로드락 챔버에서 반응 챔버로 기판 또는 기판 트레이가 바로 전달된다.
트랜스퍼 챔버 또는 로드락 챔버와 반응 챔버간에 기판 또는 기판 트레이의 로딩(loading) 및 언로딩(unloading) 과정에 있어서, 이송 암이 반응 챔버의 내부로 진입한다. 이때 척을 관통하여 상하 구동되는 복수의 리프트 핀(lift pin)이 상승하여 기판 또는 기판 트레이를 지지한 후 리프트 핀이 하강함으로써 기판 또는 기판 트레이가 척의 상부에 로딩된다.
한편, 화학기상증착 장치의 경우 기판에 증착되는 막질을 향상시키기 위해 척 하부에는 척을 가열하기 위한 가열 부재가 구비된다. 통상적으로 낮은 압력 분위기에서 진행되는 공정 특성상 척과 가열 부재간의 열전달은 대부분은 전도에 의해 이루어진다. 특히 LED 칩 공정에서 사용되는 사파이어 기판과 같이 열 전달에 취약한 재질의 기판에서는 척 표면의 온도 분포가 기판의 온도 분포에 직접적인 영향을 미친다.
리프트 핀을 이용한 로딩 방식에 있어서는 척에 리프트 핀을 위한 관통공이 구비되어야 하고 그에 따라 가열 부재 내의 열선과 같은 가열 소자는 관통공을 피하여 구비된다. 이에 따라 척에 형성된 관통공 주변에서는 열전달이 원활하지 않아 기판의 고른 온도 분포 형성을 저해하는 문제점이 존재한다. 더욱이, 기판 또는 기판 트레이를 척에 안착시킨 후 리프트 핀은 척의 상부 표면 하부로 하강하게 되는데 세라믹과 같은 재질로 이루어진 리프트 핀은 그 재질 특성상 열전달 효율이 낮아 리프트 핀 주위에서의 온도 차이를 더 심화시킨다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 척의 온도 분포를 개선하는 것이 가능한 척 구조체 및 이를 이용한 반도체 기판 처리 장치를 제공함을 목적으로 한다.
본 발명은, 척과 상기 척을 지지하는 메인 바디를 포함하는 척 구조체에 있어서, 상기 척의 외주연에 장착되며 이동 가이드링 장착부가 형성된 고정 가이드 링; 상기 이동 가이드링 장착부에 위치하며 상하 구동되는 이동 가이드 링; 및 상기 이동 가이드 링을 상하 구동시키는 구동 핀을 포함하는 척 구조체를 제공한다.
상기 고정 가이드 링의 상기 이동 가이드링 장착부는 상부 일단을 커팅한 형태로 대향하는 한 쌍으로 구비될 수 있다. 그러나, 상기 이동 가이드링 장착부는 고정 포거스 링의 상부에서 하부로 연장되어 구비되어 상기 고정 가이드 링을 두 부분으로 분할하도록 형성되는 것도 가능하다.
한편, 상기 이동 가이드 링은 적어도 두 개가 구비되며, 이동 가이드링 연결부에 의해 상호 연결됨으로써 구동 핀에 의해 이동 가이드 링이 상하 구동될 때 이동 가이드 링들의 작동이 일치되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 이동 가이드링 연결부는 그 내측으로 상기 고정 가이드 링이 통과가능하도록 형성됨으로써 이동 가이드링 연결부가 하강될 때 고정 가이드 링에 의한 방해를 배제하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 이동 가이드 링에는 기판을 안착시키는 정렬 홈이 구비된다. 정렬 홈은 기판 또는 기판 조립체의 외경 곡률에 대응하여 형성됨이 바람직하다. 또한, 정렬 홈은 상기 정렬 홈은 기판이 안착되는 위치로 외측에서 내측으로 경사지도록 형성됨으로써 기판이 이동 가이드 링의 상부에 올려질 때 정렬 홈의 경사에 의해 자동적으로 정렬되도록 함이 바람직하다.
일 실시예에 있어서, 상기 척 구조체는 상기 메인 바디의 내측에 구비되며 상기 구동 핀을 상하 구동시키는 공압 구동부를 추가로 포함한다. 공압 구동부는 공압에 의해 구동핀 연결바를 구동함으로써, 구동핀 연결부에 의해 지지되는 구동 핀을 상하 구동시킨다.
상기 이동 가이드 링의 상부에는 클램프 링이 구비될 수 있으며, 이 경우 상기 클램프 링은 스페이서를 구비하고 상기 스페이서가 상기 이동 가이드 링의 상부에 결합한다.
또한, 상기 이동 가이드링 연결부의 외측에 가압 링이 결합됨으로써 클램프 링이 기판을 확실히 가압하도록 할 수 있다. 이 경우, 상기 이동 가이드링 연결부에는 가압링 장착홈이 구비되고, 상기 가압 링에는 상기 가압링 장착홈에 대응하는 장착 돌기가 구비되어 가압 링이 상기 이동 가이드링 연결부에 결합될 수 있다.
본 발명은 또한, 반응 챔버; 및 이상에서 설명된 척 구조체를 포함하는 반도체 기판 처리 장치를 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 척 구조체는 캔틸레버 척 방식으로 상기 반응 챔버 내에서 지지될 수 있다.
본 발명에 따르면, 종래 척에 구비되어 기판의 로딩 및 언로딩을 수행하는 리프트 핀을 구비하지 않아도 됨에 따라 척에서의 불균일한 온도 구배 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한 한 쌍의 이동 가이드 링이 기판을 지지하게 되어 기판을 보다 안정적으로 지지할 수 있다. 더불어 이동 가이드 링에 구비된 정렬 홈은 기판의 위치를 자동 정렬한 후 척에 안착될 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 기판 처리 장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 기판 처리 장치에 있어서 척 구조체의 분해 사시도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 기판 처리 장치에 있어서 척 구조체의 결합 사시도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 기판 처리 장치에 있어서 척 구조체의 단면도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 기판 처리 장치의 척 구조체를 이용하여 기판을 로딩하는 방식을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 반도체 기판 처리 장치의 척 구조체의 분해 사시도,
도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 반도체 기판 처리 장치의 척 구조체의 결합 사시도,
도 8은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 반도체 기판 처리 장치의 척 구조체의 단면도,
도 9는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 반도체 기판 처리 장치의 척 구조체를 이용하여 기판을 로딩하는 방식을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 기판 처리 장치의 구성도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 기판 처리 장치(1)는, 반응 챔버(3)와, 상기 반응 챔버(3) 내에 구비되는 척 구조체(10)를 포함한다. 도 1에 도시된 반도체 기판 처리 장치(1)의 경우 ICP 방식으로 플라즈마를 발생시키기 위하여 유도 코일(5)이 반응 챔버(3)의 상부에 구비되는 것으로 도시하였다. 그러나 본 발명에 있어서 반도체 기판 처리 장치(1)는 ICP 방식의 플라즈마 처리 장치에 한정되는 것은 아니며 CCP 방식의 플라즈마 처리 장치일 수도 있다. CCP 방식의 반도체 기판 처리 장치의 경우 반응 챔버(1)에 유도 코일(5)이 구비되지 않고 CCP 방식으로 플라즈마를 발생시키기 위한 상부 전극이 반응 챔버(3)의 상부에 구비된다. 또한, 플라즈마를 사용하지 않는 다른 형태의 반도체 기판 처리 장치의 경우에도 본 발명의 기술 사상을 벗어나지 않는 한 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1에 도시된 반도체 기판 처리 장치(1)의 경우 척 구조체(10)는 반응 챔버(3)의 측벽에 형성된 개구부를 통해 모듈러 마운팅 배열(7)에 의해 이동가능하도록 캔틸레버 척(cantilever chuck) 방식으로 지지될 수 있다. 캔틸레버 척 방식의 경우 반응 챔버(3) 내에서 공정 가스의 흐름이 전체적으로 대칭으로 유지될 수 있는 장점이 있다. 그러나, 본 발명의 실시에 있어서 척 구조체(10)는 캔틸레버 척 방식으로 지지되는 것 이외에도 반응 챔버(3)의 하부로부터 스템(stem) 방식으로 지지되는 것도 가능함은 물론이다.
척 구조체(10)의 상부에는 기판 또는 기판 조립체(W, 이하 '기판'으로 칭함)가 로딩된다. 본 발명에 있어서 척 구조체(10)는 리프트 핀을 구비하지 않고 기판(W)이 척 구조체(10)의 척에 안착되도록 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 기판 처리 장치에 있어서 척 구조체의 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 기판 처리 장치에 있어서 척 구조체의 결합 사시도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 기판 처리 장치에 있어서 척 구조체의 단면도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 기판 처리 장치의 척 구조체(10)는, 메인 바디(12)와, 메인 바디의 상부에 구비되는 척(14)과, 척의 외측에 고정되는 고정 가이드 링(20), 및 고정 가이드 링(20)의 이동 가이드링 장착부(22a, 22b)에서 상하로 구동되는 이동 가이드 링(32a, 32b)을 포함한다.
메인 바디(12)는 척(14)을 지지하는 기능을 수행한다. 메인 바디(12)는 캔틸레버 척 방식의 경우 도 1에 도시된 바와 같이 모듈러 마운팅 배열(7)에 결합된다. 스템 방식으로 척(14)이 지지되는 경우 메인 바디(12)는 척(14)의 하부면을 지지하는 벨로우즈(bellows) 형태의 지지 부재일 수 있다.
도 4를 참조하면, 척(14)은 메인 바디(12)에 의해 지지되며, 척(14)의 내부에는 가열 소자(46)가 구비된다. 한편, 도시되지 않았으나 척(14)의 하부에 가열 소자(46)와 더불어 척(14)의 온도 조절을 위한 냉각 소자가 구비될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 냉각 소자는 냉각수가 내부를 순환하는 디스크 형태로 이루어질 수 있다. 메인 바디(12)에 척(14)을 결합시킴에 있어서 메인 바디(12)와 척(14) 간의 전기적 절연을 위하여 분리 링(isolation ring, 48)이 메인 바디(12)와 척(14) 사이에 구비된다.
고정 가이드 링(20)은 척(14)의 외주연에 장착된다. 고정 가이드 링(20) 및 이후에서 상세히 설명하는 이동 가이드 링(32a, 32b)는 세라믹 재질로 구성될 수 있다. 또한, 고정 가이드 링(20)은 일종의 포커스 링(focus ring)으로 기능하도록 설계될 수 있다. 일반적으로 포커스 링은 플라즈마 방식의 반도체 기판 처리 장치에 있어서 플라즈마로 인한 척(14)의 손상을 방지하고 플라즈마가 웨이퍼(W)에 집중되도록 한다.
고정 가이드 링(20)에는 상부 일단을 수직으로 절단한 이동 가이드링 장착부(22a, 22b)가 구비된다. 이동 가이드링 장착부(22a, 22b)는 고정 가이드 링(20)에서 마주보는 대향부에 형성되는 것이 바람직하다. 한편, 도 2에 도시된 바에 따르면, 고정 가이드 링(20)의 이동 가이드링 장착부(22a, 22b)는 고정 가이드 링(20)의 상부 일단을 커팅한 형태로 구성되었다. 그러나, 본 발명의 실시에 있어서 상기 이동 가이드링 장착부(22a, 22b)는 고정 가이드 링(20)의 일단을 상하로 완전히 커팅한 상태로 구비되는 것도 가능하다. 이러한 경우에는 고정 가이드 링(20)은 연결된 링 형태가 아니라 이동 가이드 링(32a, 32b)의 설치 위치에서 분단된 형태로 구성된다.
이동 가이드 링(32a, 32b)은 고정 가이드 링(20)에 형성된 이동 가이드링 장착부(22a, 22b)에서 상하 구동된다. 이동 가이드 링(32a, 32b)은 기판(W)이 척 구조체(10)의 상부로 이송 암에 의해 이송되는 경우 기판(W)을 이송 암으로부터 넘겨 받아 척(14)에 로딩시킨다. 또한 이동 가이드 링(32a, 32b)은 기판(W)을 척(14)으로부터 언로딩시키는 경우, 기판(W)을 척(14)의 상부로 상승시켜 이송 암에 건네 주는 기능을 수행한다.
이동 가이드 링(32a, 32b)을 복수 개 구비하는 경우, 각각의 이동 가이드 링(32a, 32b)의 작동을 일치시키기 이동 가이드 링 연결부(30)가 구비되는 것이 바람직하다. 각각의 이동 가이드 링(32a, 32b)은 대응되는 구동 핀(16a, 16b)에 의해 구동된다. 구동 핀(16a, 16b)의 말단이 이동 가이드 링(32a, 32b)에 용접 등의 방법으로 고정된다면, 이동 가이드 링(32a, 32b)은 구동 핀(16a, 16b)에 의해 지지될 수 있다. 그러나, 복수의 이동 가이드 링(32a, 32b)을 보다 확실히 지지하면서 이동 가이드 링(32a, 32b)의 작동을 일치시키기 위하여 이동 가이드 링(32a, 32b)은 이동 가이드 링 연결부(30)에 고정되는 것이 바람직할 수 있다. 일 실시예에 있어서 이동 가이드 링 연결부(30)에는 이동 가이드링 고정홀(36)이 구비되고 이동 가이드 링(32a, 32b)에는 관통홀(38)을 구비하여 볼트나 나사 등을 이용하여 이동 가이드 링(32a, 32b)을 이동 가이드 링 연결부(30)에 고정한다. 이동 가이드링 연결부(30)는 그 내측으로 고정 가이드 링(20)이 통과될 수 있도록 형성된다.
한편, 기판(W)이 이동 가이드 링(32a, 32b)에 올려질 때 기판(W)의 위치가 이동 가이드 링(32a, 32b)의 상부에서 용이하게 정렬될 수 있도록 하기 위하여, 이동 가이드 링(32a, 32b)에는 정렬 홈(34)이 형성된다. 정렬 홈(34)은 기판(W)의 외측 곡률과 일치되는 것이 바람직하며, 정렬 홈(34)은 기판(W)이 안착되는 위치로 외측에서 내측으로 경사지도록 형성되는 것이 바람직하다.
다음으로 이동 가이드 링(32a, 32b)의 구동을 위한 구성을 설명한다.
이동 가이드 링(32a, 32b)의 상하 구동을 위하여, 구동 핀(16a, 16b)이 메인 바디(12)의 상부로 노출되도록 구비된다. 고정 가이드 링(20)의 이동 가이드링 장착부(22a, 22b)에는 구동 핀(16a, 16b)의 구동을 위한 구동핀 관통공(24a, 24b)이 구비된다. 구동 핀(16a, 16b)은 이동 가이드 링(32a, 32b)의 저면을 지지한다. 구동 핀(16a, 16b)에 의해 지지된 이동 가이드 링(32a, 32b)은 구동 핀(16a, 16b)의 상하 작동에 의해 상하로 구동된다.
구동 핀(16a, 16b)의 상하 작동을 위한 구성으로서 회전 모터와 피니언-랙 기어 조립체, 리니어 모터, 또는 솔레노이드 등을 사용할 수 있다. 또한, 일반적으로 반응 챔버(3) 내는 고온 환경임을 고려할 때 구동 핀(16a, 16b)의 상하 작동을 위하여 공압 구동 장치를 사용하는 것도 바람직하다. 도 4에 있어서는 구동 핀(16a, 16b)의 구동을 위하여 공압 구동부(40) 및 공압 구동부(40)에 의해 상하 구동되며 그 단부가 구동 핀(16a, 16b)과 연결되는 구동핀 연결바(42)를 포함하는 공압 구동 장치를 예시하였다. 공압 구동부(40)는 공압에 의해 구동핀 연결바(42)를 상하 구동하며, 구동핀 연결바(42)에 의해 지지되는 구동 핀(16a, 16b)은 구동핀 연결바(42)의 상하 구동에 의해 상하 작동한다. 한편, 구동 핀(16a, 16b)은 외측에 보호 벨로우즈(44a, 44b)에 의해 보호되는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 기판 처리 장치의 척 구조체를 이용하여 기판을 로딩하는 방식을 도시한 도면이다.
도 5의 (a)를 참조하면, 구동 핀(16a, 16b)을 작동시켜 이동 가이드 링(32a, 32b)을 상승시킨 상태에서 이송 암(50)에 탑재된 기판(W)이 이송된다. 이송 암(50)의 폭은 두 개의 이동 가이드 링(32a, 32b)의 간격보다 작게 형성되며, 기판(W)의 폭은 두 개의 이동 가이드 링(32a, 32b)의 간격보다 크다.
도 5의 (b)를 참조하면, 이송 암(50)이 이동 가이드 링(32a, 32b)의 상부에 위치한 상태에서 이송 암(50)은 하강한다. 이송 암(50)의 폭은 두 개의 이동 가이드 링(32a, 32b)의 간격보다 작고, 기판(W)의 폭은 두 개의 이동 가이드 링(32a, 32b)의 간격보다 큰 상태이므로, 이송 암(50)의 하강시 이송 암(50)은 이동 가이드 링(32a, 32b)의 사이를 통과하나 기판(W)은 이동 가이드 링(32a, 32b)의 상부에 안착된다. 한편, 이동 가이드 링(32a, 32b)에 형성된 정렬 홈(34)은 기판(W)이 이동 가이드 링(32a, 32b)에 자동적으로 정렬되어 안착되도록 도와 준다.
도 5의 (c)를 참조하면, 기판(W)이 이동 가이드 링(32a, 32b)에 안착된 후 이송 암(50)은 후퇴한다.
도 5의 (d)를 참조하면, 구동 핀(16a, 16b)이 하강함으로써 이동 가이드 링(32a, 32b)도 함께 하강하며, 기판(W)은 척(14)의 상부에 로딩된다.
이상은 기판(W)을 척(14)에 로딩하는 과정을 설명한 것으로서, 기판(W)을 척(14)으로부터 언로딩하는 경우에는 기판(W)을 로딩하는 과정을 역순으로 수행하면 된다.
다음으로 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 반도체 기판 처리 장치의 척 구조체를 설명한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 반도체 기판 처리 장치의 척 구조체의 분해 사시도이고, 도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 반도체 기판 처리 장치의 척 구조체의 결합 사시도이며, 도 8은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 반도체 기판 처리 장치의 척 구조체의 단면도이다.
도 6 내지 8에 도시된 척 구조체(10)의 기본적인 구성은 도 2 내지 4에 도시된 척 구조체(10)와 동일하므로, 상이한 구성을 중심으로 설명한다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 척 구조체(10)는 클램프 링(60)을 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다. 클램프 링(60)은 기판(W)이 척(14)에 로딩된 상태에서 기판(W)의 상부 외측을 가압하여 기판(W)과 척(14) 사이의 밀착을 도와준다.
클램프 링(60)은 스페이서(62a, 62b)에 의해 이동 가이드 링(32a, 32b)과 소정 간격을 둔 상태에서 이동 가이드 링(32a, 32b)의 상부에 결합된다. 스페이서(62a, 62b)를 구비하는 이유는 이송 암(50)에 의해 기판(W)이 이동 가이드 링(32a, 32b)의 상부로 이송될 수 있는 공간을 확보하기 위함이다.
클램프 링(60)의 고정을 위한 일 실시예에 있어서, 이동 가이드 링(32a, 32b)에는 클램프 링 고정공(64a, 64b)이 구비되고 클램프 링(60)에는 관통공(66a, 66b)이 형성되어 볼트 또는 나사 등에 의해 클램프 링(60)을 이동 가이드 링(32a, 32b)에 결합시킨다.
또한, 척 구조체(10)는 클램프 링(60)의 가압을 보조하기 위하여 가압 링(70)을 추가로 구비할 수 있다. 가압 링(70)은 바람직하게는, 이동 가이드 링 연결부(30)에 장착되어 클램프 링(60)과 이동 가이드 링(32a, 32b) 및 이동 가이드 링 연결부(30) 결합체를 하방으로 가압한다.
일 실시예에 있어서, 도 6 및 도 8을 참조하면, 이동 가이드링 연결부(30)에는 가압링 장착홈(31a, 31b)이 형성되고, 가압 링(70)에는 장착 돌기(72a, 72b)가 형성된다. 가압 링(70)의 내주면의 크기는 이동 가이드 링 연결부(30)의 외주면의 크기와 같거나 약간 크게 형성된다. 가압 링(70)을 이동 가이드 링 연결부(30)의 외측에 장착하면, 장착 돌기(72a, 72b)가 가압링 장착홈(31a, 31b)에 걸리게 됨에 따라 가압 링(70)이 이동 가이드 링 연결부(30)의 외측에 결합된다. 한편, 이동 가이드 링(32a, 32b)에는 가압링 장착홈(31a, 31b)의 측면 형상에 대응한 제 1 절삭면(33a, 33b)이 형성되고, 가압 링(70)의 장착 돌기(72a, 72b) 내측에는 제 2 절삭면(74a, 74b)이 형성된다.
도 9는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 반도체 기판 처리 장치의 척 구조체를 이용하여 기판을 로딩하는 방식을 도시한 도면이다.
도 9의 (a)를 참조하면, 구동 핀(16a, 16b)을 작동시켜 이동 가이드 링(32a, 32b)을 상승시킨 상태에서 이송 암(50)에 탑재된 기판(W)이 이송된다. 이송 암(50)의 폭은 두 개의 이동 가이드 링(32a, 32b)의 간격보다 작게 형성되며, 기판(W)의 폭은 두 개의 이동 가이드 링(32a, 32b)의 간격보다 크다. 한편, 클램프 링(60)의 스페이서(62a, 62b) 간의 간격은 기판(W)의 폭보다 크다.
도 9의 (b)를 참조하면, 이송 암(50)은 스페이서(62a, 62b)에 의해 상하 간격이 형성된 클램프 링(60)과 이동 가이드 링(32a, 32b)의 사이로 이동하고, 이송 암(50)이 이동 가이드 링(32a, 32b)의 상부에 위치한 상태에서 이송 암(50)은 하강한다. 이송 암(50)의 하강시 이송 암(50)은 이동 가이드 링(32a, 32b)의 사이를 통과하고 기판(W)은 이동 가이드 링(32a, 32b)의 상부에 안착된다.
도 9의 (c)를 참조하면, 기판(W)이 이동 가이드 링(32a, 32b)에 안착된 후 이송 암(50)은 후퇴한다.
도 9의 (d)를 참조하면, 구동 핀(16a, 16b)이 하강함으로써 이동 가이드 링(32a, 32b)도 함께 하강하며, 기판(W)은 척(14)의 상부에 로딩된다.
이상은 기판(W)을 척(14)에 로딩하는 과정을 설명한 것으로서, 기판(W)을 척(14)으로부터 언로딩하는 경우에는 기판(W)을 로딩하는 과정을 역순으로 수행하면 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 반도체 기판 처리 장치 10 : 척 구조체
12 : 메인 바디 14 : 척
16a, 16b : 구동 핀 20 : 고정 가이드 링
22a, 22b : 이동 가이드링 장착부
30 : 이동 가이드링 연결부
32a, 32b : 이동 가이드 링 40 : 공압 구동부
42 : 구동핀 연결바 50 : 이송 암
60 : 클램프 링 70 : 가압 링

Claims (14)

  1. 척과 상기 척을 지지하는 메인 바디를 포함하는 척 구조체에 있어서,
    상기 척의 외주연에 장착되며 이동 가이드링 장착부가 형성된 고정 가이드 링;
    상기 이동 가이드링 장착부에 위치하며 상하 구동되는 이동 가이드 링; 및
    상기 이동 가이드 링을 상하 구동시키는 구동 핀
    을 포함하는 척 구조체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정 가이드 링의 상기 이동 가이드링 장착부는 상부 일단을 커팅한 형태로 대향하는 한 쌍으로 구비되는 것을 특징으로 하는 척 구조체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 가이드 링은 적어도 두 개가 구비되며, 이동 가이드링 연결부에 의해 상호 연결된 것을 특징으로 하는 척 구조체.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 이동 가이드링 연결부는 그 내측으로 상기 고정 가이드 링이 통과가능하도록 크기가 형성되는 것을 특징으로 하는 척 구조체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 가이드 링에는 기판을 안착시키는 정렬 홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 척 구조체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 정렬 홈은 기판이 안착되는 위치로 외측에서 내측으로 경사지도록 형성된 부분을 구비하는 것을 특징으로 하는 척 구조체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 바디의 내측에 구비되며 상기 구동 핀을 상하 구동시키는 공압 구동부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 척 구조체.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 이동 가이드링 연결부의 외측에 가압 링이 결합되는 것을 특징으로 하는 척 구조체.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 이동 가이드링 연결부에는 가압링 장착홈이 구비되고, 상기 가압 링에는 상기 가압링 장착홈에 대응하는 장착 돌기가 구비되는 것을 특징으로 하는 척 구조체.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동 가이드 링의 상부에는 클램프 링이 구비되는 것을 특징으로 하는 척 구조체.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 클램프 링은 스페이서를 구비하고 상기 스페이서가 상기 이동 가이드 링의 상부에 결합하는 것을 특징으로 하는 척 구조체.
  12. 반응 챔버; 및
    상기 반응 챔버 내에 구비되는 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 척 구조체
    를 포함하는 반도체 기판 처리 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 이동 가이드 링의 상부에는 클램프 링이 구비되는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 처리 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 척 구조체는 캔틸레버 척 방식으로 상기 반응 챔버 내에서 지지되는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 처리 장치.
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