KR20150139294A - 이송 모듈 및 이를 포함하는 기판처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 간단한 구성으로 빠르고 정확하게 다수의 기판을 이송할 수 있는 이송모듈 및 이를 포함하는 기판처리장치를 위하여, 공정 챔버 내에 배치된 이송 프레임과, 상기 이송 프레임에 상하로 이동가능하게 설치되는 이송 스테이지와, 상기 이송스테이지에 전후로 이동가능하게 설치되며 상기 기판이 안착 가능한 이송 포크부와, 상기 이송 포크부를 전후로 이동시키는 구동 어셈블리를 포함하고, 상기 구동 어셈블리는, 이송 구동부와, 상기 이송 프레임에 회전 가능하게 설치되고 상하 방향으로 연장되며, 상기 이송 구동부에 의해 회전되는 이송 샤프트와, 상기 이송 샤프트에 상하로 이동 가능하도록 결합되어 상기 이송 스테이지와 함께 이동하며 상기 이송 샤프트와 함께 회전하게 결합되는, 동력전달부와, 상기 동력전달부와 상기 이송 포크부를 연결하여 상기 동력전달부가 회전하는 방향에 따라 상기 이송 포크부를 전방 또는 후방으로 이동시키는 동력변환부를 포함하는 이송 모듈 및 이를 포함하는 기판처리장치를 제공한다.

Description

이송 모듈 및 이를 포함하는 기판처리장치{TRANSFER MODULE AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS INCLUDING THE SAME}
본 발명은 이송 모듈 및 이를 포함하는 기판처리장치에 관한 것으로서, 간단한 구성으로 빠르고 정확하게 다수의 기판을 이송할 수 있는 이송 모듈 및 이를 포함하는 기판처리장치 에 관한 것이다.
일반적으로 기판처리 시스템은 챔버 내에 기판을 장입하고 기판 상에 원하는 공정처리를 수행할 수 있도록 제어한다. 통상적인 증착 공정을 위한 기판처리 시스템은 클러스터 타입 또는 인라인 타입으로 트랜스퍼 챔버와 공정 챔버 등을 결합하여 낱장 단위로 기판을 처리한다.
예를 들면, 디스플레이 소자의 제조에 이용되는 피처리체로서의 유리 기판에 성막이나 에칭 등의 처리를 실행하기 위해, 그 처리속도나 제어성의 관점에서 플라즈마 처리가 많이 이용되고 있으며, 일괄식에 있어서의 장치 구조의 복잡함을 피하고 플라즈마의 성능을 향상시키는 것에 의해 스루풋에 관한 요구에 부합하는 낱장식의 처리 장치가 사용되어 왔다.
그러나 이러한 종래의 이송 모듈 및 이를 포함하는 기판처리장치는 간단한 구성을 빠르고 정확하게 다수의 기판을 이송할 수 없는 문제점이 있었다. 본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 간단한 구성으로 빠르고 정확하게 다수의 기판을 이송할 수 있는 이송 모듈 및 이를 포함하는 기판처리장치를 제공할 수 있다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 공정 챔버 내에 배치된 이송 프레임과, 상기 이송 프레임에 상하로 이동가능하게 설치되는 이송 스테이지와, 상기 이송스테이지에 전후로 이동가능하게 설치되며 상기 기판이 안착 가능한 이송 포크부와, 상기 이송 포크부를 전후로 이동시키는 구동 어셈블리를 포함하고, 상기 구동 어셈블리는, 이송 구동부와, 상기 이송 프레임에 회전 가능하게 설치되고 상하 방향으로 연장되며, 상기 이송 구동부에 의해 회전되는 이송 샤프트와, 상기 이송 샤프트에 상하로 이동 가능하도록 결합되어 상기 이송 스테이지와 함께 이동하며 상기 이송 샤프트와 함께 회전하게 결합되는, 동력전달부와, 상기 동력전달부와 상기 이송 포크부를 연결하여 상기 동력전달부가 회전하는 방향에 따라 상기 이송 포크부를 전방 또는 후방으로 이동시키는 동력변환부를 포함하는 이송 모듈이 제공된다.
상기 동력변환부는, 상기 이송 스테이지에 결합되는 제1이송기어와, 상기 이송 포크부가 고정 결합되며 상기 동력전달부와 상기 제1이송기어를 연결하여 상기 동력전달부의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 이송연결부재를 포함할 수 있다.
상기 이송연결부재는 체인 또는 벨트일 수 있다.
상기 동력변환부는 상기 이송 스테이지에 결합된 제2이송기어를 포함하고, 상기 이송연결부재는 상기 제1이송기어, 상기 제2이송기어 및 상기 동력전달부를 연결할 수 있다.
상기 동력변환부는, 상기 이송 스테이지에 이동 가능하게 결합되며 상기 이송연결부재가 특정 세기 이상의 장력을 유지하도록 상기 이송연결부재를 가압하는 텐션 기어와, 상기 텐션 기어에 탄성력을 제공하는, 가압부재를 포함할 수 있다.
상기 이송 스테이지에 결합되고, 회전됨에 따라 상기 이송 스테이지를 상하로 이동시키는 이송 스크류를 포함할 수 있다.
상기 이송 스테이지는, 상기 이송 포크부의 이동을 가이드 하는 가이드부를 포함할 수 있다.
상기 이송 프레임은 냉매가 흐르도록 내부에 형성된 이송 냉각유로를 포함할 수 있다.
상기 이송 샤프트는 외면에 상하 방향으로 연장된 걸림부를 포함하고, 상기 동력전달부는 상기 걸림부에 걸리도록 상기 이송 샤프트를 감쌀 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 공정 챔버와, 상기 공정 챔버 내에 배치되고, 기판을 각각 처리하는 복수의 프로세스 공간을 포함하는 프로세스 모듈과, 상기 공정 챔버 내에 배치되어, 상기 기판을 상하 및 전후로 이동시켜 상기 복수의 프로세스 공간으로 상기 기판을 각각 순차적으로 공급하는 전술한 이송 모듈을 포함하는 기판처리장치가 제공된다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 간단한 구성으로 빠르고 정확하게 다수의 기판을 이송할 수 있는 이송 모듈 및 이를 포함하는 기판처리장치를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 기판처리 시스템을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 기판처리장치를 개략적으로 도시하는 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 기판처리장치 중 일부를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 기판처리장치 중 일부를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 기판처리장치 중 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 기판처리장치 중 일부를 개략적을 도시하는 배변 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 기판처리장치 중 일부를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 기판처리장치 중 일부를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 기판처리장치 중 일부를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 기판처리장치 중 일부를 개략적으로 도시하는 배면도이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 기판처리장치 중 일부를 개략적으로 도시하는 배면도이다.
도 12은 본 발명의 실시예들에 따른 기판처리장치 중 일부를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다. 또한, 상하(z 방향), 좌우(x방향), 전후 방향(y 방향)은 이를 포함한 넓은 의미로 해석될 수 있다.
또한, 이하의 실시예에서 결합 및 연결은 직접적인 결합 및 연결을 의미할 뿐만 아니라 간접적인 결합 및 연결을 의미할 수 있다.
도 1은 기판처리 시스템을 개략적으로 도시하는 평면도이다. 기판처리 시스템은 기판처리장치(10) 및 기판운송장치(20)를 포함할 수 있다.
기판운송장치(20)는 기판(G)이 반입 및 반출되는 운송 챔버(20)와, 기판(G)을 반입 및 반출하는 로봇암(22)을 포함할 수 있다. 기판운송장치(20)는 로드락 챔버(미도시)로부터 기판(G)을 넘겨받아 기판처리장치(10)로 기판(G)을 넘길 수 있다. 이때, 로봇암(22)이 기판(G)을 운송할 수 있다. 여기서 로봇암(22)은 상하, 회전 전후 및 좌우로 기판(G)을 이송할 수 있다. 이러한 로봇암(22)은 기판(G)이 안착되는 두 개의 픽(23)을 포함할 수 있다.
그리고 운송 챔버(20)는 진공 상태를 유지할 수 있다. 또한, 운송 챔버(20)는 기판(G)을 인입하고 반출하기 위한 게이트가 형성될 수 있으며, 진공을 위한 배기구(미도시)가 형성될 수 있다.
기판처리장치(10)는 기판운송장치(20)로부터 반입한 기판(G)을 진공상태에서 원자층 증착, 화학 기상 증착 등을 수행할 수 있다. 물론 이에 한정하는 것은 아니며, 기판처리장치(10)는 비진공 상태에서도 기판을 처리할 수 있다. 이하에서 첨부된 도면을 참조하여 기판처리장치(10)를 보다 상세히 설명한다.
도 2는 기판처리장치(10)를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 기판처리장치(10)는 공정 챔버(100), 이송 모듈(300) 및 프로세스 모듈(200)을 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 공정 챔버(100)는 운송 챔버(20)와 연결될 수 있다. 그리고 공정 챔버(100)는 진공 상태가 될 수 있다. 그리고 공정 챔버(100)와 운송 챔버(20)를 연결하는 부분도 진공으로 유지될 수 있다. 또한, 공정 챔버(100)는 기판(G)이 반입 및 반출되는 게이트(101)가 형성될 수 있다. 이러한 공정 챔버(100)는 대략 직육면체로 이루어질 수 있다. 물론 이에 한정하는 것은 아니며, 공정 챔버(100)는 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
프로세스 모듈(200)은 공정 챔버(100) 내에 배치되고, 기판(G)을 각각 처리하는 복수의 프로세스 공간(S)을 포함할 수 있다.
이송 모듈(300)은 공정 챔버(100) 내에 배치되고, 기판(G)을 상하 및 전후로 이동시켜 복수의 프로세스 공간(S)으로 기판(G)을 각각 순차적으로 공급할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 기판처리장치 중 프로세스 모듈(200)을 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하여 프로세스 모듈(200)을 상세히 설명한다.
프로세스 모듈(200)은 프로세스 프레임, 상부 커버 유닛(210), 하부 스테이지 유닛(220), 리프트 유닛(230)을 포함할 수 있다.
상부 커버 유닛(210)은 프로세스 공간(S)을 형성하는 할 수 있다. 예를 들어, 상부 커버 유닛(210)은 오목한 하면의 중앙부가 상방으로 파여 프로세스 공간(S)의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 이하에서는 상부 커버 유닛(210)이 오목한 하면을 갖는 것으로 설명하나. 이에 한정하는 것은 아니며, 상부 커버 유닛(210)이 평평하거나 볼록한 하면을 가지고 후술할 하부 스테이지 유닛(22)이 오목한 공간을 가져 프로세스 공간(S)를 형성할 수도 있다.
이러한 상부 커버 유닛(210)은 튜브나 관이 연결되어 프로세스 가스를 프로세스 공간(S)으로 공급할 수 있다. 여기서 프로세스 공간(S)은 기판(G)이 처리되는 공간으로 공정 챔버(100) 내에 형성된 소공간일 수 있다.
그리고 상부 커버 유닛(210)은 복수로 상하 방향으로 각각 이격되어 배치될 수 있다. 이때, 상부 커버 유닛(210)은 대략 동일한 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 이러한 상부 커버 유닛(210)은 대략 사각 박스 형상의 외형으로 이루어질 수 있다. 물론 이에 한정하는 것은 아니다.
복수의 상부 커버 유닛(210) 중 적어도 어느 하나는 이하에서 설명할 여러 구성을 포함할 수 있다. 구체적으로 복수의 상부 커버 유닛(210)은 리드(211), 커버(212), 유입구(214), 분사구(215)…등을 각각 포함할 수 있다. 또는 복수의 상부 커버 유닛(210) 중 일부만 위 구성들을 포함할 수 있다. 이하에서는 복수의 상부 커버 유닛(210)이 각각 구성들을 포함하는 것으로 설명하지만, 이에 한정하는 것은 아니다.
구체적으로, 상부 커버 유닛(210)은 프로세스 가스 주입을 위한 각종 배관 등이 상면에 설치된 리드(211)를 포함할 수 있고, 리드(211) 및 배관을 덮는 커버(212)를 포함할 수 있다. 도 2 및 도 3은 커버(212)에 의해 배관이 덮인 상태를 도시하고 있다.
하부 스테이지 유닛(220)은 복수로 이루어지며, 복수의 상부 커버 유닛(210)의 하부에 각각 배치될 수 있다. 기판(G)이 안착될 수 있고, 상방으로 이동함에 따라 복수의 상부 커버 유닛(210)과 각각 결합하여 복수의 프로세스 공간(S)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 하부 스테이지 유닛(220)의 상부에 상부 커버 유닛(210)이 배치되고, 도시된 바와 같이 상방으로 이러한 배치가 반복될 수 있다.
또한, 하부 스테이지 유닛(220)은 기판(G)이 안착되기 위하여 평평한 상면을 포함할 수 있다. 이러한 하부 스테이지 유닛(220)은 기판(G)을 가열하는 히터(221)를 포함할 수 있다.
그리고 하부 스테이지 유닛(220)은 상부 커버 유닛(210)과 함께 프로세스 공간(S)을 형성할 수 있다. 구체적으로 하부 스테이지 유닛(220)이 상방으로 이동함에 따라 상부 커버 유닛(210)의 오목한 공간을 폐쇄하여 프로세스 공간(S)을 형성할 수 있다. 즉, 하부 스테이지 유닛(220)의 상면과 상부 커버 유닛(210)의 오목한 공간이 프로세스 공간(S)을 형성할 수 있다.
이때, 복수의 하부 스테이지 유닛(220)이 함께 상방으로 이동하여, 복수의 프로세스 공간(S)을 형성할 수 있다. 물론 복수의 하부 스테이지 유닛(220)은 함께 하방으로 이동할 수도 있다.
복수의 리프트 유닛(230)은 기판(G)을 하부 스테이지 유닛(220)에서 이격시킬 수 있다. 구체적으로 복수의 리프트 유닛(230)은 기판(G)을 하부 스테이지 유닛(220)에서 이격시키거나 안착시킬 수 있다. 이러한 복수의 리프트 유닛(230)은 하부 스테이지 유닛(220)을 관통하며, 상하 방향으로 이동되는 복수의 기판 리프트핀(231)을 포함할 수 있다.
이때, 복수의 기판 리프트핀(231)은 상단부가 하부 스테이지 유닛(220)의 상면에 걸릴 수 있다. 리고, 하단부가 복수의 상부 커버 유닛(210) 중 하부 스테이지 유닛(220)의 하방에 배치된 상부 커버 유닛(210)에 닿을 수 있다.
한편, 리프트 유닛(230)은 도 8에 도시된 바와 같이, 마스크(도 5의 240)를 들어올리는 마스크 리프트핀(232)을 포함할 수 있다. 마스크 리프트핀(232)은 상단이 기판 리프트핀(231)보다 상방에 위치할 수 있다. 즉, 마스크 리프트핀(232)은 기판 리프트핀(231)보다 길 수 있다.
기판 리프트핀(231)에 대한 상세한 설명은 후술한다.
한편, 프로세스 프레임은 공정 챔버(100) 내에 배치되고, 프로세스 모듈(200)의 전체적인 외형을 이루며, 프로세스 모듈(200)의 구성들이 설치될 수 있다. 이러한 프로세스 프레임은 제1프로세스 프레임(260)과, 제2프로세스 프레임(270)을 포함할 수 있다.
도 4는 기판처리장치(10)의 상부 커버 유닛(210)을 개략적으로 도시하는 사시도이다. 이하에서는 도 2, 도 3 및 도 4를 참조하여 프로세스 프레임을 보다 상세히 설명한다.
제1프로세스 프레임(260)은 복수의 상부 커버 유닛(210)이 결합될 수 있다. 예컨대, 제1프로세스 프레임(260)은 복수의 상부 커버 유닛(210)이 상하 방향으로 일정 간격으로 각각 이격되도록 결합될 수 있다. 또한 제1프로세스 프레임(260)은 각종 가스관 등이 설치될 수도 있다. 이러한 가스관들도 복수의 상부 커버 유닛(210)마다 개별적으로 설치될 수 있다.
예컨대, 제1프로세스 프레임(260)은 상하 방향으로 연장된 4개의 프레임과, 상부에 배치된 사각 프레임을 포함할 수 있다. 물론 제1프로세스 프레임(260)의 형상을 이에 한정하는 것은 아니다.
제2프로세스 프레임(270)은 복수의 하부 스테이지 유닛(220)이 결합될 수 있다. 예컨대, 제2프로세스 프레임(270)은 상하 방향으로 연장된 4개의 프레임과 수평으로 연장된 복수의 프레임을 포함할 수 있다. 이러한 제2프로세스 프레임(270)은 복수의 하부 스테이지 유닛(220)이 일정 간격으로 각각 이격되도록 결합될 수 있다. 이때, 전술한 바와 같이 복수의 하부 스테이지 유닛(220)과 상부 커버 유닛(210)은 상하 방향을 따라 교대로 배치될 수 있다.
이하에서는 제2프로세스 프레임(270)의 상하 이동에 대해 설명한다. 프로세스 모듈(200)은 프로세스 스크류(271) 및 프로세스 구동 유닛(250)을 포함할 수 있다.
프로세스 스크류(271)은 상하 방향으로 연장되며, 제2프로세스 프레임(270)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 그리고 제2프로세스 프레임(270)은 (270)은 프로세스 스크류(271)에 결합되고, 프로세스 스크류(271) 회전함에 따라 상하로 이동될 수 있다.
이때 제2프로세스 프레임(270)은 복수의 하부 스테이지 유닛(220)이 각각 결합되어, 복수의 하부 스테이지 유닛(220)을 동시에 이동시킬 수 있다. 물론 이에 한정하는 것은 아니며, 프로세스 스크류(271)는 하부 스테이지 유닛(220)에 직접 결합되어, 하부 스테이지 유닛(220)을 승하강 시킬 수도 있다.
프로세스 구동 유닛(250)은 하부 스테이지 유닛(220)을 승하강시키기 위해 구동력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 프로세스 구동 유닛(250)은 모터이며 공정 챔버(100)의 상면에 배치되고, 프로세스 스크류(271)과는 베벨 기어 등에 의해 연결되어 프로세스 스크류(271)을 회전시킬 수 있다. 프로세스 구동 유닛(250)은 모터에 한정하는 것은 아니며, 위치도 공정 챔버(100)의 상면으로 한정하는 것은 아니다.
따라서 프로세스 구동 유닛(250)이 정방향 또는 역방향으로 회전함에 따라 프로세스 스크류(271)의 회전 방향이 달라지고, 이로 인해 제2프로세스 프레임(270) 및 하부 스테이지 유닛(220)이 승하강될 수 있다.
한편, 제1프로세스 프레임(260)은 복수의 상부 커버 유닛(210)이 결합되되 상하 방향을 따라 소정의 간격으로 이동 가능하게 결합될 수 있다. 복수의 상부 커버 유닛(210)의 상하 간격과, 복수의 하부 스테이지 유닛(220)의 상하 간격이 동일하게 설계되었더라도, 공차 또는 열팽창 등에 의해 간격이 다를 수 있다. 이로 인해, 복수의 상부 커버 유닛(210)과 복수의 하부 스테이지 유닛(220)의 결합에 의해 형성된 각각의 프로세스 공간(S)이 다를 수 있다. 이러한 것을 방지하기 위하여 복수의 상부 커버 유닛(210)이 상하로 이동 가능하게 설치될 수 있다.
구체적으로 제1프로세스 프레임(260)은 돌출된 복수의 프레임 브라켓(261)과, 프레임 브라켓(261)에서 연장된 제한핀(262)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 프레임 브라켓(261)은 상하 방향으로 연장된 제1프로세스 프레임(260)의 프레임에서 수평 방향으로 돌출될 수 있다. 여기서 수평 방향이란 전후 방향 또는 좌우 방향일 수 있다. 제한핀(262)는 프레임 브라켓(261)에서 상방으로 연장되어 프레임 브라켓(261)에 고정될 수 있다.
그리고, 상부 커버 유닛(210)은 프레임 브라켓(261)에 얹혀지는 커버 브라켓(213)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프레임 브라켓(261)은 상부 커버 유닛(210)에서 수평 방향으로 돌출될 수 있다. 그리고 커버 브라켓(213)은 제한핀(262)에 이동가능하게 결합될 수 있다. 제한핀(262)은 못 형상으로써 상부 커버 유닛(210)의 이동 방향 및 길이를 제한할 수 있다. 이때, 제한핀(262)은 프레임 브라켓(261)에 고정될 수 있다. 따라서, 커버 브라켓(213)은 제한핀(262)을 따라 상하로 이동할 수 있다. 물론, 상부 커버 유닛(210)의 이동 구조는 이에 한정하는 것은 아니며, 다른 구조로 이동될 수 있음은 자명하다.
이러한 프레임 브라켓(261), 제한핀(262), 커버 브라켓(213)은 각각 복수로 이루어질 수 있다.
한편, 제2프로세스 프레임(270)은 제1프로세스 프레임(260)에 이격되어 독립적으로 상하로 이동될 수 있다. 그러나 공간을 효율적으로 활용하기 위하여, 제2프로세스 프레임(270)은 제1프로세스 프레임(260)에 상하 방향으로 이동가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 제2프로세스 프레임(270)은 제1프로세스 프레임(260)의 상하로 연장된 부분을 감싸서 이동가능하게 결합될 수 있다.
도 5는 상부 커버 유닛(210) 및 하부 스테이지 유닛(220)의 단면을 개략적으로 도시하는 단면도이며, 도 6은 상부 커버 유닛(210)의 하면을 개략적으로 도시하는 배면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 상부 커버 유닛(210)은 프로세스 가스를 유입하여 프로세스 공간(S)으로 분사할 수 있다. 이때, 기판(G)을 균일하게 처리하기 위하여, 프로세스 가스를 고르게 프로세스 공간(S)으로 주입할 필요가 있다. 이를 위하여, 프로세스 가스의 유로가 진행방향으로 갈수록 넓어질 수 있다.
구체적으로, 상부 커버 유닛(210)은 프로세스 가스가 주입되는 유입구(214a, 214b)와, 프로세스 가스를 프로세스 공간(S)으로 주입하는 분사구(215a, 215b)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 유입구(214a, 214b)는 상부 커버 유닛(210)의 상면에 형성되고, 분사구(215a, 215b)는 상부 커버 유닛(210)의 하면에 형성될 수 있다. 이때, 분사구(215a, 215b)는 프로세스 가스를 기판에 전체적으로 유동시키기 위하여 상기 프로세스 공간(S)의 가장자리를 따라 배치될 수 있다. 구체적으로 도시된 바와 같이 분사구(215a, 215b)는 복수로 이루어지고 프로세스 공간(S)의 가장자리를 따라 나란히 배치될 수 있다. 또는 도시된 바와 다르게 분사구(215a, 215b)는 프로세스 공간(S)의 가장자리를 따라 길게 연장될 홀일 수도 있다.
그리고, 상부 커버 유닛(210)은 유입구(214a, 214b)와 분사구(215a, 215b)를 연결하며, 적어도 일부가 유입구(214a, 214b)에서 분사구(215a, 215b)로 갈수록 폭이 넓어지는 주입유로(216a)를 포함할 수 있다. 주입유로(216a)는 제1유입구(214a)와 제1분사구(215a)을 연결하는 제1주입유로와, 제2유입구(214b)와 제2분사구(215b)를 연결하는 제1주입유로를 포함할 수 있다.
주입유로(216a)는 좌우방향 또는 전후 방향으로 폭이 넓어질 수 있다. 예를 들어, 유입구(214a, 214b)는 하나의 홀이고, 분사구(215a, 215b)는 나란히 배치된 복수의 홀인 경우, 주입유로(216a)는 유입구(214a, 214b)에서 분사구(215a, 215b)로 갈수록 넓어지는 부채꼴 형상일 수 있다. 이로 인해, 프로세스 가스는 유입구(214a, 214b)에서 분사구(215a, 215b)로 갈수록 퍼져서, 나란히 배치된 분사구(215a, 215b)를 통해 프로세스 공간으로 골고루 분사될 수 있다.
그리고, 프로세스 공간(S)를 경유한 가스를 배출하는 배출유로(216b)도 주입유로(216a)과 동일하거나 유사할 수 있다.
한편, 프로세스 공간(S)에서 화학반응이 화학반응이 활발히 나타나도록 분사구(215a, 215b)는 기판(G)이 안착되는 부분에서 멀게 배치될 수 있다. 예를 들어, 분사구(215a, 215b)는 프로세스 공간(S)의 가장자리 또는 가장자리에 인접하게 배치될 수 있다. 구체적으로 분사구(215a, 215b)는 상부 커버 유닛(210)의 오목한 공간 내에 배치되며, 오목한 공간의 가장자리에 배치될 수 있다. 이러한 분사구(215a, 215b)는 복수로 이루어지며, 프로세스 공간(S)의 가장자리 및/또는 오목한 공간의 가장자리를 따라 연속적으로 배치될 수 있다.
그리고 유입구(214a, 214b)는 분사구(214a, 214b)에서 프로세스 공간(S)의 중앙 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 구체적으로 유입구(214a, 214b)는 프로세스 공간(S) 및/또는 상부 커버 유닛(210)의 중앙에 인접하게 배치될 수 있다. 이렇게 분사구(215a, 215b)와 유입구(214a, 214b)가 배치되어, 상부 커버 유닛(210)의 크기를 최소화 할 수 있으며, 주입유로(216a)가 한정된 공간 내에서 최대 길이가 되어 프로세스 가스가 확산할 수 있는 길이를 최대한 확보할 수 있다.
상부 커버 유닛(210)은 전술한 바와 같이 프로세스 공간(S) 내로 프로세스 가스를 분사 및 흡입할 수 있다. 예를 들어, 프로세스 가스는 제1프로세스 가스와 제2프로세스 가스를 포함할 수 있다. 즉, 상부 커버 유닛(210)은 프로세스 공간(S) 내로 제1프로세스 가스를 분사 및 흡입하고, 제2프로세스 가스를 분사 및 흡입할 수 있다. 예컨대, 원자층 증착(ALD)의 경우 제1프로세스 가스는 소스 가스일 수 있으며, 제2프로세스 가스는 반응 가스를 포함할 수 있다.
그리고 상부 커버 유닛(210)은 제1프로세스 가스와 제2프로세스 가스를 상호 교차하는 방향으로 분사 및 흡입할 수 있다. 즉, 프로세스 공간(S) 내에서 제1프로세스 가스와 제2프로세스 가스는 상호 교차하는 방향으로 유동할 수 있다. 예컨대, 상부 커버 유닛(210)은 제1프로세스 가스를 전후방향으로 분사 및 흡입하고, 제2프로세스 가스를 좌우방향으로 분사 및 흡입할 수 있다.
이처럼 제1프로세스 가스 및 제2프로세스 가스를 교차하는 방향으로 공급하여, 소스가스와 반응가스의 공급 방향과 관계없이 각각 별개의 공급라인으로 공급하여 파티클 발생을 억제할 수 있다. 특히 또한, 제1프로세스 가스 및 제2프로세스 가스를 평행한 방향으로 공급하면, 각각의 프로세스 가스 공급에 시간차가 존재하더라도 경로가 인접되어 파티클 발생 가능성이 높으나, 프로세스 가스의 유동 방향을 교차시킴으로써 이러한 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 제1프로세스 가스 및 제2프로세스 가스를 평행한 방향으로 공급하면 분사구(215a, 215b) 및 흡입구(217a, 217b)가 양 측면에 각각 배치되므로 프로세스 가스 공급 경로 및 분사구(215a, 215b) 및 흡입구(217a, 217b)의 제조에 어려움이 존재하나, 제1프로세스 가스 및 제2프로세스 가스를 교차하는 방향으로 공급함으로써 이러한 어려움을 해소할 수 있다.
구체적으로 유입구(214a, 214b)는 제1프로세스 가스가 유입되는 제1유입구(214a) 및 제2프로세스 가스가 유입되는 제2유입구(214b)로 이루어질 수 있다. 그리고 분사구(215a, 215b)는 제1프로세스 가스를 주입하는 제1분사구(215a) 및 제2프로세스 가스를 주입하는 제2분사구(215b)로 이루어질 수 있다.
또한, 흡입구(217a, 217b)는 프로세스 공간(S)에 존재하는 프로세스 가스를 상부 커버 유닛(210)에서 배출하도록 프로세스 가스를 흡입할 수 있다. 흡입구(217a, 217b)는 복수로 이루어지며, 프로세스 공간(S)의 가장자리 및/또는 오목한 공간의 가장자리를 따라 연속적으로 배치될 수 있다. 즉 흡입구(217a, 217b)는 분사구(215a, 215b)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 이러한 흡입구(217a, 217b)는 제1프로세스 가스를 흡입하는 제1흡입구(217a) 및 제2프로세스 가스를 흡입하는 제2흡입구(217b)로 이루어질 수 있다.
그리고 제1분사구(215a) 및 제1흡입구(217a)는 제2분사구(215b) 및 제2흡입구(217b)의 배치방향과 교차하는 방향으로 배치될 수 있다. 예를 들어 제1분사구(215a) 및 제1흡입구(217a)가 전후 방향으로 배치되면, 제2분사구(215b) 및 제2흡입구(217b)는 좌우 방향으로 배치될 수 있다. 즉, 프로세스 공간(S) 내에서 제1프로세스 가스의 유동 방향과 제2프로세스 가스의 유동 방향은 대략 수직할 수 있다. 그리고 흡입한 가스는 상부 커버 유닛(210)에 형성된 제1, 2배출구(218a, 218b)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 또는, 제1분사구(215a) 및 제1흡입구(217a)는 제2분사구(215b) 및 제2흡입구(217b) 사이에 위치할 수 있고, 제2분사구(215b) 및 제2흡입구(217b)는 제1분사구(215a) 및 제1흡입구(217a) 사이에 위치할 수 있다.
원자층 증착(ALD)의 경우를 예로 들면, 프로세스 가스의 분사 순서는 제1프로세스 가스를 분사 및 흡입한 후 제2프로세스 가스를 분사 및 흡입할 수 있다. 이때, 제1프로세스 가스를 분사 및 흡입한 후 제2프로세스 가스를 분사하기 전에, 퍼지가스를 분사 및 흡입할 수 있다.
한편, 공정 챔버(100)가 프로세스 중에는 진공으로 유지되지만, 공정 챔버(100) 내에 부유하는 파티클이 공정 중 프로세스 공간(S) 내로 유입될 수 있다. 이러한 것을 차단하기 위해서, 상부 커버 유닛(210)은 프로세스 공간(S)의 외측에서 프로세스 공간(S)의 내부와 외부를 차단하도록 커튼 가스를 분사할 수 있다.
구체적으로 상부 커버 유닛(210)은 하면에 복수의 커튼 홀(291)이 형성되고, 가장자리를 따라 연장되어 커튼 홀(291)을 연결하는 커튼 홈(292)이 형성될 수 있다. 즉 커튼 홈(292)은 상부 커버 유닛(210)의 가장자리를 따라 하면에 형성될 수 있다. 그리고 커튼 홀(291)은 커튼 홈(292) 내에 형성될 수 있다.
커튼 가스는 커튼 홀(291)을 통해 분사되고, 상부 커버 유닛(210)과 하부 스테이지 유닛(220) 간의 간격이 좁기 때문에 커튼 홈(292)을 따라 유동할 수 있으며, 최종적으로 하방으로 분사되어 프로세스 공간(S)를 차단하여 파티클이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
도 7은 기판처리장치(10) 중 프로세스 프레임 및 상부 커버 유닛(210)을 개략적으로 도시하는 사시도이다. 제1프로세스 프레임(260)은 냉매가 흐르도록 내부를 따라 연장되어 구비된 프로세스 냉각유로(280)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1프로세스 프레임(260)은 전술한 바와 같이 상하로 연장된 프레임을 포함하고, 상하로 연장된 프레임의 내부에 상하로 연장되어 형성된 빈 공간을 포함할 수 있다. 이 빈 공간이 프로세스 냉각유로(280)일 수 있다.
그리고 제1프로세스 프레임(260)은 복수의 프레임이 결합되어 형성되기 때문에, 각 프레임 간에 프로세스 냉각유로(280)가 단절될 수 있다. 따라서, 제1 프로세스 프레임(260)은 단절된 프로세스 냉각유로(280)을 연결하는 프로세스 냉각관(281)을 포함할 수 있다. 이 프로세스 냉각관(281)을 통해 냉매가 프로세스 냉각유로(260)을 따라 순환 유동할 수 있다.
한편, 상부 커버 유닛(210)은 중앙부에 리드냉각유로(도 5의 219)를 포함할 수 있다. 리드냉각유로(도 5의 219)는 상부 커버 유닛(210)을 냉각하여, 파티클이 상부 커버 유닛(210)의 하부에 부착되도록 하여, 기판에 파티클이 부착되는 것을 방지할 수 있다.
이때, 리드냉각유로(도 5의 219)는 프로세스 냉각유로(280)와 연결될 수 있다. 즉, 냉매는 리드냉각유로(도 5의 219)와 프로세스 냉각유로(280)를 따라 유동할 수 있다. 이때, 리드냉각유로(도 5의 219)가 프로세스 냉각유로(280)로 연장되거나, 별도의 연결 냉각관(219a)이 추가될 수 있다. 이로 인해, 냉매를 공급하기 위한 복잡한 구성을 단순화 시킬 수 있으며, 냉매의 양을 절약할 수 있다. 여기서 냉매는 아르곤일 수 있다.
도 8는 기판처리장치(10) 중 하부 스테이지 유닛(220) 및 리프트 유닛(230)에 일부 실시예를 개략적으로 도시하는 사시도이다. 도 2, 도 3 및 도 8를 참조하여 하부 스테이지 유닛(220)은 전술한 바와 같이 기판(G)이 안착될 수 있으며, 제2프로세스 프레임(270)에 의해 승강될 수 있다.
리프트 유닛(230)은 전술한 바와 같이 기판 리프트 핀(231)을 포함할 수 있다. 기판 리프트핀(231)은 상단이 기판(G)을 안착할 수 있으며, 하단이 상부 커버 유닛(210) 중 하부 스테이지 유닛(220)의 하방에 배치된 상부 커버 유닛(210)에 의해 지지될 수 있다. 여기서 기판 리프트핀(231)은 하방에 위치한 상부 커버 유닛(210)의 상면에 닿거나, 고정될 수 있다.
다시 설명하면, 기판 리프트핀(231)은 상단부인 헤드부가 하부 스테이지 유닛(220)에 걸릴 수 있으며, 헤드부에서 하방으로 연장된 바디부가 하부 스테이지 유닛(220)을 관통하여 상부 커버 유닛(210) 중 하부 스테이지 유닛(220)의 하방에 배치된 상부 커버 유닛(210)에 의해 지지되거나 지지 플레이트(295)에 의해 지지될 수 있다.
그리고 기판 리프트핀(231)은 하부 스테이지 유닛(220)에 상하 방향으로 상대적으로 이동 가능하게 설치될 수 있다. 예를 들어, 상부 커버 유닛(210)과 하부 스테이지 유닛(220) 사이로 기판(G)가 삽입되어 기판 리프트핀(231)에 안착될 수 있다. 이때, 하부 스테이지 유닛(220)은 상부 커버 유닛(220) 중 프로세스 공간(S)를 형성하는 상부 커버 유닛(210)과는 멀어지고, 하방에 위치한 상부 커버 유닛(220)과 가까울 수 있다. 따라서, 기판 리프트핀(231)은 바디부의 하단이 하방에 위치한 상부 커버 유닛(210)의 상면에 지지되므로, 기판 리프트핀(231)의 헤드부가 하부 스테이지 유닛(220)의 상방으로 돌출되어 기판(G)이 안착될 수 있다.
그 다음, 하부 스테이지 유닛(220)이 상방으로 이동하면서 기판 리프트핀(231)은 기판(도 2의 G)을 하부 스테이지 유닛(220)에 안착시킬 수 있다. 이때, 기판 리프트핀(231)의 헤드부는 기판(도 2의 G)이 하부 스테이지 유닛(220)에 삽입되어 하부 스테이지 유닛(220)에서 돌출되지 않을 수 있다.
그리고 기판 리프트핀(231)은 하부 스테이지 유닛(220)이 상방으로 이동하여도 기판 리프트핀(231)의 헤드부가 하부 스테이지 유닛(220)의 상면에 접촉하기 전까지는 상부 커버 유닛(210)에 의해 접촉 지지되어 이동하지 않으므로, 기판 리프트핀(231)은 하부 스테이지 유닛(220)에 상대적으로 이동할 수 있다.
기판 리프트핀(231)은 헤드부가 하부 스테이지 유닛(220)의 걸린 다음에는 상기 스테이지 유닛(220)과 함께 상승할 수 있다.
이러한 것은 기판 리프트핀(231)은 헤드부에서 하방으로 연장된 바디부가 하부 스테이지 유닛(220)을 관통하여 하방으로 돌출되어 상부 커버 유닛(210)의 상면에 의해 지지되므로 가능하다.
한편, 기판 리프트핀(231) 중 최하단에 위치한 리프트 유닛(230)은 그 아래에 상부 커버 유닛(210)이 존재하지 않을 수 있다. 따라서, 최하단에 위치한 리프트 유닛(230)은 제1프로세스 프레임(260)의 베이스 또는 별도의 지지 플레이트(295)에 의해 지지되어 이동할 수 있다.
즉, 복수의 기판 리프트 핀(231) 중 일부는 하방에 위치한 상부 커버 유닛(210)에 의해 지지되고, 다른 일부는 하방에 위치한 지지 플레이트(295)에 의해 지지될 수 있다. 여기서 복수의 기판 리프트핀(231) 중 다른 일부는 전술한 바와 같이 최하단에 위치한 것이고, 복수의 기판 리프트핀(231) 중 일부는 다른 일부보다 상방에 위치한 것일 수 잇다.
한편, 도시된 바와 다르게 별도의 지지 플레이트(295)는 복수로써 하부 스테이지 유닛(220)과 상부 커버 유닛(210) 사이에 각각 위치하여, 리프트 유닛(230)을 지지할 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 기판처리장치(10)는 상부 커버 유닛(210)과 하부 스테이지 유닛(220) 사이에 배치되고, 기판(G) 상에 배치될 수 있는 마스크부(240)를 포함할 수 있다. 여기서 마스크부(240)는 기판의 적어도 일부를 덮는 마스크와, 마스크가 결합된 마스크 프레임을 포함한 개념이다.
이러한 마스크부(240)는 상부 커버 유닛(210)에 결합될 수 있다. 한편, 도 5와 달리 도 8에 도시된 바를 참조하여, 마스크부(240)는 상부 커버 유닛(210)에 결합되지 않고, 별도로 구비되어 마스크 리프트핀(232)에 의해 지지될 수도 있다.
마스크 리프트핀(232)의 지지 구조는 기판 리프트핀(231)의 지지 구조와 대략 동일하므로 중복되는 설명을 생략한다.도 2 및 도 9를 참조하여 기판처리장치(10)의 이송 모듈(300)을 상세히 설명한다.
이송 모듈(300)은 전술한 바와 같이 공정 챔버(100) 내에 배치되고, 기판(G)을 상하 및 전후로 이동시켜 복수의 프로세스 공간(S)으로 기판(G)을 각각 순차적으로 공급할 수 있다. 이러한 이송 모듈(300)은 이송 프레임(310), 이송 스테이지(320), 이송 포크부(330) 및 구동 어셈블리(340)를 포함할 수 있다.
이송 프레임(310)은 공정 챔버(100) 내에 배치될 수 있다. 예를 들어 이송 프레임(310)은 4개의 상하 방향으로 연장된 프레임과, 상부에 배치된 사각 프레임을 포함할 수 있다. 물론 이송 프레임(310)의 형상을 이에 한정하는 것은 아니다.
이송 스테이지(320)는 이송 프레임(310)에 상하로 이동가능하게 설치될 수 있다. 예컨대 이송 스테이지(320)는 사각 플레이트 형태로 이루어지고 후술할 이송 구동 유닛(370)과 연결된 이송 스크류(350)에 결합되어, 이송 스크류(350)가 회전함에 따라 상하로 이동할 수 있다.
이러한 이송 스테이지(320)는 후술할 이송 포크부(330)의 이동 방향을 안내하는 가이드부(321)를 포함할 수 있다. 가이드부(321)는 이송 스테이지에 전후 방향으로 연장된 가이드 홈(323)을 포함할 수 있다. 여기서 가이드 홈(323)은 이송 스테이지(320)를 관통하여 형성될 수 있다. 또한, 가이드부(321)는 이송 스테이지(320)의 상면에 이송 포크부(330)의 전후 방향으로 형성되어 이동 방향을 안내하는 가이드 레일(322)을 포함할 수 있다.
이송 모듈(300)은 기판(G)을 이송 스크류(350)를 승하강시키기 위하여 동력을 제공하는 이송 구동 유닛(370)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이송 구동 유닛(370)은 모터이며 공정 챔버(100)의 상면에 배치되고, 이송 스크류(350)와는 베벨 기어 등에 의해 연결되어 이송 스크류(350)을 회전시킬 수 있다. 이송 구동 유닛(370)은 모터에 한정하는 것은 아니며, 위치 또한 공정 챔버(100)의 상면으로 한정하는 것은 아니다.
따라서 이송 구동 유닛(370)이 정방향 또는 역방향으로 회전함에 따라 이송 스크류(350)의 회전 방향이 달라지고, 이로 인해 이송 스테이지(320)이 승하강될 수 있다.
이송 포크부(330)는 이송 스테이지(320)에 전후 방향으로 이동가능하게 설치될 수 있으며, 기판(G)이 안착될 수 있다. 즉, 이송 포크부(330)는 기판운송장치(20)의 로봇암(22)으로부터 기판(G)을 넘겨 받아 프로세스 모듈(200)로 기판(G)을 넘길 수 있다.
이러한 이송 포크부(330)는 기판(G)을 안정적으로 지지하며, 로봇암(22) 및 기판 리프트핀(231)과의 간섭을 피하기 위하여 세 개의 포크부재(331)를 포함할 수 있다. 이하에서는 이송 포크부(330)가 세 개의 포크부재(331)를 포함하는 경우로 설명하나, 포크부재(331)의 숫자를 이에 한정하는 것은 아니다. 이러한, 이송 포크부(330)의 포크부재(331)는 전후 방향으로 연장된 바(bar) 형상으로써, 기판(G)이 안착될 수 있다.
또한, 이송 포크부(330)는 이송 스테이지(320)에 이동 가능하게 설치되는 슬라이딩 부재(332)를 포함할 수 있다. 구체적으로 슬라이딩 부재(332)는 이송 스테이지(320)의 상면에 결합되며 가이드부(321)에 결합될 수 있다. 이러한 슬라이딩 부재(332)는 상부에 포크부재(331)가 결합될 수 있다.
구체적으로 슬라이딩 부재(332)는 일부가 이송 스테이지(320)의 가이드 홈(323)을 관통하여 하방으로 연장될 수 있다. 슬라이딩 부재(332)의 하방으로 연장된 부분에 후술할 동력변환부(343)가 결합될 수 있다. 슬라이딩 부재(332)는 가이드 홈(321)에 삽입되는 부분은 가이드 홈(323)의 전후 방향 길이보다 짧을 수 있다.
또한, 슬라이딩 부재(332)는 가이드 레일(322)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 슬라이딩 부재(332)는 가이드 레일(322)가 도시된 바와 같이 끼움 결합되어 가이드 레일(322)을 따라 전후 방향으로 이동할 수 있다.
구동 어셈블리(340)는 이송 포크부(330)를 전후로 이동시킬 수 있다. 구체적으로 구동 어셈블리(340)는 이송 샤프트(341), 동력전달부(342), 동력변환부(343) 및 이송 구동부(349)를 포함할 수 있다. 이하에서는 도 2 및 도 10을 참조하여 구동 어셈블리(340)를 상세히 설명한다.
이송 구동부(349)는 모터 등을 포함하여 회전력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 이송 구동부(349)는 공정 챔버(100)의 외부에 구비될 수 있으며, 구체적으로 공정 챔버(100)의 상면에 구비될 수 있다. 물론 이에 한정하는 것은 아니며, 이송 구동부(349) 공정 챔버(100)의 하면에 구비되거나, 공정 챔버(100)의 내부에 구비될 수도 있다.
이송 샤프트(341)는 이송 구동부(349)와 연결되어, 이송 구동부(349)에 의해 회전될 수 있다. 예를 들어, 이송 구동부(349)와 이송 샤프트(341)은 베벨기어, 샤프트 등에 의해 연결될 수 있다. 이때, 이송 샤프트(341)는 외면에 상하 방향으로 연장된 걸림부(341a)가 형성될 수 있다. 걸림부(341a)는 홈 또는 리브일 수 있다.
동력전달부(342)는 이송 샤프트(341)에 상하로 이동가능하게 결합되며, 이송 샤프트(341)와 함께 회전할 수 있다. 이때, 동력전달부(342)는 이송 스테이지(320)과 함께 상하로 이동할 수 있다. 구체적으로 동력전달부(342)는 동력변환부(343에 의해 이송 포크부(330)에 연결되고, 이송 포크부(330)가 이송 스테이지(320)에 결합되므로, 이송 스테이지(320)에 간접적으로 결합되어 이송 스테이지(320)과 연동하여 이동할 수 있다.
구체적으로 동력전달부(342)는 기어로써, 외주면에 기어치가 형성될 수 있다. 그리고 동력전달부(342)는 걸림부(341a)에 걸리도록 이송 샤프트(341)를 감쌀 수 있다. 즉, 동력전달부(342)는 이송 샤프트(341)의 걸림부(341a)에 끼움 결합되어 상하방향으로 이송 스테이지(320)과 함께 이동할 수 있으며, 이송 샤프트(341)와 함께 회전될 수 있다.
동력변환부(343)는 동력전달부(342)와 이송 포크부(330)를 연결하여, 동력전달부(342)가 회전함에 따라 이송 포크부(330)를 전후방향으로 이동시킬 수 있다. 구체적으로 동력변환부(343)는 제1이송기어(344) 및 이송연결부재(347)를 포함할 수 있다.
제1이송기어(344)는 이송 스테이지(320)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 제1이송기어(344)는 이송 포크부(330)와의 간섭을 피하기 위하여 이송 스테이지(320)의 하면에 회전가능하게 결합될 수 있다.
동력변환부(343)은 회전운동을 직선운동으로 변환할 수 있는데, 이송연결부재(347)가 제1이송기어(344)와 동력전달부(342)를 연결하여 동력전달부(342)의 회전운동을 직선운동으로 변환할 수 있다. 구체적으로 이송연결부재(347)는 체인 또는 벨트로써 제1이송기어(344)와 동력전달부(342)를 도시된 바와 같이 연결할 수 있다. 특히, 이송연결부재(344)는 체인으로 이루어져 열에 의한 변형을 방지할 수 있다. 이하에서는 이송연결부재(344)가 체인인 경우로 설명하지만, 이에 한정하는 것은 아니다.
제1이송기어(344)와 동력전달부(342)는 전후 방향을 따라 배치될 수 있다. 이때, 동력전달부(342) 및 이송 샤프트(341)가 기판(G)의 출입 동선과 겹치는 것을 방지하기 위하여, 동력전달부(342) 및 이송샤프트(341)는 이송 프레임(310)의 측면 또는 모서리에 인접하게 배치될 수 있다. 그리고 이송연결부재(347)는 체인으로써 제1이송기어(344)와 동력전달부(342)를 감을 수 있다. 그리고 이송연결부재(347)는 적어도 일부가 가이드부(321)의 연장방향과 대략 평행하게 배치되며, 이 평행한 부분에 이송 포크부(330)가 결합될 수 있다. 이때, 이송연결부재(347)은 이송 포크부(330) 중 가이드부(321)를 관통한 부분(슬라이딩 부재(332))과 결합될 수 있다.
따라서, 이송 구동부(349)에 의해 이송 샤프트(341)와 동력전달부(342)가 함께 회전하고, 동력전달부(342)가 회전함에 따라 이송연결부재(347)가 회전할 수 있다. 그리고 이송연결부재(347)가 회전하는 방향에 따라 이송 포크부(330)가 전후 방향으로 이동할 수 있다.
한편, 도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 이송 모듈(300)을 개략적으로 도시하는 배면도이다. 본 실시예에 따른 이송 모듈(300)은 전술한 실시예에 따른 이송 모듈(300)과 대략 동일하거나 유사하다. 따라서 중복되는 설명은 생략한다.
동력변환부(343)는 이송 스테이지(320)에 결합된 제2이송기어(345)를 포함할 수 있으며, 이송연결부재(347)는 제1이송기어(344), 제2이송기어(345) 및 동력전달부(342)를 연결할 수 있다. 즉, 이송연결부재(347)는 동력전달부(342), 제1이송기어(344) 및 제2이송기어(345)를 감쌀 수 있다.
이때, 제1이송기어(344) 및 제2이송기어(345)는 전후방향을 따라 배치될 수 있다. 구체적으로 제1이송기어(344) 및 제2이송기어(345)는 이송 스테이지(320)의 하면에 회전가능하게 결합되며, 가이드부(321) 에 인접하게 배치될 수 있다. 특히, 제1이송기어(344) 및 제2이송기어(345)는 가이드부(321) 중 이송 포크부(330)가 관통하는 가이드 홈(323)에 인접하게 배치될 수 있다. 따라서 이송연결부재(347) 중 제1이송기어(344) 및 제2이송기어(345)를 연결하는 직선인 부분이 가이드 홈(323)에 인접하게 배치될 수 있다.
동력전달부(342)가 결합된 이송 샤프트(341)는 이송 스테이지(320)의 좌측 또는 우측 방향에 배치될 수 있다. 이때, 이송 샤프트(341)는 이송 스테이지(320)의 외측에 배치될 수 있다.
따라서 이송연결부재(347)는 대략 삼각형 형상으로 제1이송기어(344), 제2이송기어(345) 및 동력전달부재()342를 연결하여, 기판(G)의 동선과 겹치지 않으며 안정적으로 이송 포크부(330)을 전후 방향으로 이동시킬 수 있다.
이때, 이송연결부재(344)는 체인 또는 벨트로 이루어지기 때문에 느슨해져 이송 포크부(330)를 정확한 위치로 이동시키지 못할 수 있다. 이러한 것을 방지하기 위하여 동력변환부(343)는 이송 스테이지(320)에 이동 가능하게 결합되며 이송연결부재(347)가 특정 세기 이상의 장력을 유지하도록 이송연결부재(347)를 가압하는 텐션 기어(346) 및 가압부재(348)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 텐션 기어(346)는 이송 스테이지(320)의 하면에 이동 가능하게 결합되며, 제1이송기어(344) 및 동력전달부(342) 사이 또는 제2이송기어(345) 및 동력전달부(342) 사이에 배치될 수 있다. 그리고 텐션 기어(346)는 이송연결부재(347)의 외측에 구비되어 이송연결부재(347)를 가압할 수 있다.
가압부재(348)는 탄성력을 텐션 기어(346)에 제공할 수 있다. 구체적으로 가압부재(348)는 일단이 텐션 기어(346)에 접촉 및/또는 결합되고, 타단이 이송 스테이지(320)에 고정 결합된 스프링으로 이루어질 수 있다. 따라서, 가압부재(348)는 이송연결부재(347)의 장력을 유지하도록 텐션 기어(348)을 밀 수 있다.
한편, 도 12는 기판처리장치(10) 중 이송 모듈(300)의 이송 프레임(310)을 개략적으로 도시하는 사시도이다.
이송 프레임(310)은 공정이 진행되는 열에 의해 팽창되거나 변형이 될 수 있다. 이러한 것을 방지하기 위하여 이송 프레임(310)은 냉매가 흐르도록 내부에 형성된 이송 냉각유로(360)를 포함할 수 있다.
예를 들어 이송 프레임(310)은 상하로 연장된 프레임 내부에 냉매가 흐르는 상하로 연장된 빈 공간이 형성될 수 있다. 이 빈 공간이 이송 냉각유로(360)일 수 있다.
그리고 이송 프레임(310)은 복수의 프레임이 결합되어 형성되기 때문에, 각 프레임 간에 이송 냉각유로(360)가 단절될 수 있다. 따라서, 이송 냉각유로(360)는 이송 프레임(310)의 빈 공간을 연결하는 이송 냉각관(361)을 포함할 수 있다. 이 이송 냉각관(361)을 통해 냉매가 이송 프레임(310)을 따라 유동할 수 있다.
이하에서는 기판(G)의 이동 순서에 따라 각 구성의 작동을 설명한다.
기판운송장치(20)의 로봇암(22)이 기판처리장치(10)의 이송 모듈(300)로 기판(G)을 공급할 수 있다. 구체적으로 로봇암(22)은 공정 챔버(100) 내로 이동하여 기판(G)을 이송 모듈(300)의 이송 포크부(330)에 얹혀놓고 공정 챔버(100) 외부로 나갈 수 있다. 이때, 이송 포크부(330)는 후진한 상태이며, 공정 챔버(100)의 게이트에 인접하게 위치할 수 있다.
이송 포크부(330)가 전진하여 기판(G)을 상부 커버 유닛(210)과 하부 스테이지 유닛(220) 사이에 위치시킬 수 있다. 이때 하부 스테이지 유닛(220)은 상부 커버 유닛(210)과 이격되도록 위치한다.
그리고 이송 포크부(330)가 하방으로 이동하여 기판 리프트핀(231)에 기판(G)을 얹혀놓을 수 있다. 즉, 이송 포크부(330) 중 포크부재가 기판 리프트핀(231) 사이로 삽입되고, 이송 스테이지(320)가 하방으로 이동하여 기판(G)을 기판 리프트핀(231)에 안착시킬 수 있다. 이때, 기판 리프트핀(231)의 하단부가 아래에 위치한 상부 커버 유닛(210)의 상면에 의해 지지되어 하부 스테이지 유닛(220)에서 돌출된 상태일 수 있다.
이송 포크부(330)는 기판(G)을 기판 리프트핀(231)에 안착시킨 후 후진하여 상부 커버 유닛(210)과 하부 스테이지 유닛(220) 사이에서 나갈 수 있다.
하부 스테이지 유닛(220)이 프로세스 구동 유닛에 의해 상방으로 이동하고, 이에 따라 기판(G)이 기판 리프트핀(231)에서 하부 스테이지 유닛(220)으로 안착될 수 있다. 그리고 하부 스테이지 유닛(220)은 상부 커버 유닛(210)과 결합하여 프로세스 공간(S)을 형성할 수 있다.
이때, 마스크부(240)는 상부 커버 유닛(210)에 결합된 상태거나, 기판(G)이 안착되는 기판 리프트핀(231) 외측에 배치된 마스크 리프트핀(232)에 안착된 상태일 수 있고, 하부 스테이지 유닛(220)이 상방으로 이동함에 따라 기판(G)과 밀착할 수 있다.
그리고 기판처리장치(10)는 기판(G)에 대한 공정을 처리할 수 있다.
기판(G) 처리 공정을 마친 후, 하부 스테이지 유닛(220)은 하방으로 이동하여 프로세스 공간(S)을 개방할 수 있고, 기판 리프트핀(231)은 기판(G)을 하부 스테이지 유닛(220)에서 이격시킬 수 있다. 다음으로 이송 포크부(330)가 기판(G)을 들어 외부로 반출할 수 있다.
위의 공정이 반복되어 수행될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 기판처리장치 20: 기판운송장치
21: 운송 챔버 22: 로봇암
100: 공정 챔버 200: 프로세스 모듈
210: 상부 커버 유닛 220: 하부 스테이지 유닛
221: 히터 230: 리프트 유닛
300: 이송 모듈 310: 이송 프레임
320: 이송 스테이지 330: 이송 포크
340: 구동 어셈블리 350: 이송 스크류
360: 이송 냉각유로 370: 이송 구동 유닛

Claims (10)

  1. 공정 챔버 내에 배치된 이송 프레임;
    상기 이송 프레임에 상하로 이동가능하게 설치되는 이송 스테이지;
    상기 이송스테이지에 전후로 이동가능하게 설치되며, 상기 기판이 안착 가능한 이송 포크부; 및
    상기 이송 포크부를 전후로 이동시키는 구동 어셈블리;
    를 포함하고,
    상기 구동 어셈블리는,
    이송 구동부;
    상기 이송 프레임에 회전 가능하게 설치되고, 상하 방향으로 연장되며, 상기 이송 구동부에 의해 회전되는 이송 샤프트;
    상기 이송 샤프트에 상하로 이동 가능하도록 결합되어 상기 이송 스테이지와 함께 이동하며, 상기 이송 샤프트와 함께 회전하게 결합되는, 동력전달부; 및
    상기 동력전달부와 상기 이송 포크부를 연결하여, 상기 동력전달부가 회전하는 방향에 따라 상기 이송 포크부를 전방 또는 후방으로 이동시키는, 동력변환부;
    를 포함하는, 이송 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 동력변환부는,
    상기 이송 스테이지에 결합되는 제1이송기어; 및
    상기 이송 포크부가 고정 결합되며, 상기 동력전달부와 상기 제1이송기어를 연결하여 상기 동력전달부의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 이송연결부재;
    를 포함하는, 이송 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이송연결부재는 체인 또는 벨트인, 이송 모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 동력변환부는 상기 이송 스테이지에 결합된 제2이송기어를 포함하고,
    상기 이송연결부재는 상기 제1이송기어, 상기 제2이송기어 및 상기 동력전달부를 연결하는, 이송 모듈.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 동력변환부는,
    상기 이송 스테이지에 이동 가능하게 결합되며 상기 이송연결부재가 특정 세기 이상의 장력을 유지하도록 상기 이송연결부재를 가압하는 텐션 기어; 및
    상기 텐션 기어에 탄성력을 제공하는, 가압부재;
    를 포함하는, 이송 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 이송 스테이지에 결합되고, 회전됨에 따라 상기 이송 스테이지를 상하로 이동시키는 이송 스크류를 포함하는, 이송 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 이송 스테이지는, 상기 이송 포크부의 이동을 가이드 하는 가이드부를 포함하는, 이송 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 이송 프레임은 냉매가 흐르도록 내부에 형성된 이송 냉각유로를 포함하는, 이송 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 이송 샤프트는 외면에 상하 방향으로 연장된 걸림부를 포함하고,
    상기 동력전달부는 상기 걸림부에 걸리도록 상기 이송 샤프트를 감싸는, 이송 모듈.
  10. 공정 챔버;
    상기 공정 챔버 내에 배치되고, 기판을 각각 처리하는 복수의 프로세스 공간을 포함하는 프로세스 모듈; 및
    상기 공정 챔버 내에 배치되어, 상기 기판을 상하 및 전후로 이동시켜 상기 복수의 프로세스 공간으로 상기 기판을 각각 순차적으로 공급하는 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 이송 모듈;
    을 포함하는, 기판처리장치.
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