KR20180022520A - 기판처리장치의 캐리어 - Google Patents

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KR20180022520A
KR20180022520A KR1020160145109A KR20160145109A KR20180022520A KR 20180022520 A KR20180022520 A KR 20180022520A KR 1020160145109 A KR1020160145109 A KR 1020160145109A KR 20160145109 A KR20160145109 A KR 20160145109A KR 20180022520 A KR20180022520 A KR 20180022520A
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조생현
조준희
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 자중이 현저하게 감소되며, 각종 장치들이 정확한 위치에 설치되는 기판처리장치의 캐리어를 제공함을 목적으로 하며, 정전기력에 의하여 기판(S)을 흡착하는 정전척(140), 상기 정전척(140)에 전원을 공급하는 전원장치(150), 탄소섬유강화플라스틱재질로 이루어지며, 상기 정전척(140) 및 상기 전원장치(150)가 설치되는 캐리어본체(130)를 포함하는 기판처리장치의 캐리어가 제공됨으로써 자중이 현저하게 감소되며, 각종 장치들이 정확한 위치에 설치될 수 있다.

Description

기판처리장치의 캐리어 {Carrier for substrate processing apparatus}
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 기판처리의 수행을 위하여 기판을 이송하는 기판처리장치의 캐리어에 관한 것이다.
LCD 유리기판, OLED 기판 등은 증착장치, 에칭장치 등을 거쳐 초박형의 기판 상에 증착, 에칭 등의 기판처리공정을 거쳐 제조된다.
초박형의 기판에 대한 공정 수행시 안정적인 기판 이송을 위하여 캐리어를 이용하여 기판을 이송함이 일반적이다.
예를 들면, 특허문헌 1과 같이 OLED 기판을 처리하는 기판처리장치는 기판을 반송하는 캐리어가 설치될 수 있으며, 캐리어는 금속재질의 본체에 반송될 기판을 흡착고정하기 위하여 앞서 설명한 정전척 및 정전척에 전원을 공급하는 전원공급부가 설치된다.
여기서 종래의 기판캐리어는 정전척 및 전원공급부가 설치되어 자중이 증가하여 자중에 따른 휨이 발생되며, 파티클의 발생의 원인으로 작용하는 문제점이 있다.
특히 기판이 대형화되면서 캐리어 또한 대형화됨에 따라 종래의 정전척은 알루미늄, SUS 등의 금속재질로 이루어져 무게가 수백 kg에서 수톤 이상이 되고 있어 로봇으로 반송이 매우 곤란하다.
그리고 정전척 또한 대면적화되면서 평탄도 관리가 어려워져서 흡착능력이 떨어지고 반송중 기판이 떨어지면서 수율 저하 등 생산성에 큰 문제가 발생되고 있다.
그 결과, 캐리어의 제조비용이 증가하며, 더 나아가 고하중의 캐리어의 이송을 위한 소요전력 증가하여 기판의 생산비용이 증가하는 문제점이 있다.
(특허문헌 1) KR1020150096134 A
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 탄소섬유강화플라스틱재질의 캐리어본체와, 캐리어본체에 결합되어 정전기력에 의하여 기판을 흡착고정하는 정전척으로 구성됨으로써 기판을 안정적으로 흡착고정하면서 자중이 감소된 기판처리장치의 캐리어를 제공함을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 기판처리장치의 캐리어는 정전기력에 의하여 기판(S)을 흡착하는 정전척(140), 상기 정전척(140)에 전원을 공급하는 전원장치(150), 탄소섬유강화플라스틱재질로 이루어지며, 상기 정전척(140) 및 상기 전원장치(150)가 설치되는 캐리어본체(130)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 캐리어본체(130)는 상기 정전척(140) 및 상기 전원장치(150) 각각의 적어도 일부가 삽입설치되는 개구부가 복수개 형성될 수 있다.
상기 정전척(140)은 상기 캐리어본체(130)에 상하로 관통형성되는 정전척삽입홀(131)에 삽입되어, 상기 캐리어본체(130) 및 정전척(140)에 관통설치되는 체결부재(510)와, 상기 캐리어본체(130)에 설치되며 상기 체결부재(510)와 결합하는 체결부재고정부(520)에 의하여 고정될 수 있다.
상기 전원장치(150)는 적어도 일부가 상기 캐리어본체(130)에 탈착 가능하도록 설치될 수 있다.
상기 전원장치(150)는 상기 캐리어본체(130)에 설치되며 상측이 개구된 하우징(610)과, 상기 하우징(610)의 개구를 복개하여 내부공간을 형성하는 커버부(620)와, 상기 내부공간에 설치되어 상기 정전척(140)에 전원을 공급하는 충전배터리를 포함할 수 있다.
상기 하우징(610)은 적어도 일부가 상기 캐리어본체(130)에 상하로 관통형성되는 전원장치삽입홀(132)에 삽입되거나, 상기 캐리어본체(130)에 오목하게 형성된 안착부(134)에 장치체결부(630)에 의해 결합될 수 있다.
상기 캐리어본체(130)는 상기 캐리어본체(130)에 결합된 상기 정전척(140)에 대하여 미리 설정된 안착위치에 안착될 수 있도록 상기 캐리어본체(130)에 대한 기판(S)의 상대위치를 정렬하기 위한 캐리어-기판정렬부(700)를 추가로 구비할 수 있다.
상기 캐리어-기판정렬부(700)는 상기 정전척(140)에 대하여 수직으로 관통하는 관통공(710)이 형성된 부쉬를 포함할 수 있다.
상기 부쉬는 금속재질로 형성되며, 상기 관통공(710)은 횡단면이 정원 또는 정다각형으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 기판처리장치의 기판캐리어는 탄소강화플라스틱섬유로 이루어진 캐리어본체에 정전척 및 정전척에 전원을 공급하는 전원장치를 설치함으로써 적절한 구조적 강도를 가지면서 자중을 현저하게 감소시킬 수 있으며 제조비용 또한 현저히 절감할 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 기판처리장치의 기판캐리어는 탄소강화플라스틱섬유로 이루어진 캐리어본체에 개구부를 형성하고 개구부에 정전척을 설치하며 정전척을 중심으로 양측 또는 가장자리에 전원장치를 설치함으로써 기판캐리어의 상하두께를 감소시켜 자중을 현저하게 감소시킬 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 기판처리장치의 기판캐리어는 탄소강화플라스틱섬유로 이루어진 캐리어본체에 개구부를 형성하고 개구부에 정전척을 설치하며 정전척을 중심으로 양측 또는 가장자리에 전원장치를 설치함으로써 캐리어의 중앙부분에서 자중에 의한 처짐을 현저하게 감소시킬 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 기판처리장치의 기판캐리어는 탄소강화플라스틱섬유로 이루어진 캐리어본체에 금속재질로 형성되는 부쉬를 삽입 설치하여 키마크의 정밀한 인식이 가능하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판처리장치의 캐리어의 내부를 보여주는 측단면도,
도 2는 도 1의 캐리어를 Ⅱ-Ⅱ 방향에서 보여주는 평면도,
도 3a는 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 방향에서 본 단면도로서 정전척이 설치된 구조의 일예를 보여주는 단면도,
도 3b는 도 3a에서 캐리어본체 및 정전척의 결합구조를 확대하여 보여주는 일부 단면도,
도 4는 도 2에 설치되는 전원장치의 설치구조의 일 실시예를 Ⅳ-Ⅳ 방향에서 본 일부 단면도,
도 5는 도 4의 전원장치의 설치구조의 다른 예를 보여주는 단면도,
도 6은 도 2의 A 부분을 확대하여 보여주는 확대도,
도 7은 도 6에 설치되는 캐리어-기판정렬부의 설치구조를 보여주는 단면도로서, Ⅶ-Ⅶ방향에서 본 단면도,
도 8은 도 1에서 B부분을 확대한 확대도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 기판처리장치의 캐리어의 내부를 보여주는 측단면도이고, 도 2는 도 1의 캐리어를 Ⅱ-Ⅱ 방향에서 보여주는 평면도, 도 3a는 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 방향에서 본 단면도로서 정전척이 설치된 구조의 일예를 보여주는 단면도, 도 3b는 도 3a에서 캐리어본체 및 정전척의 결합구조를 확대하여 보여주는 일부 단면도, 도 4는 도 2에 설치되는 전원장치의 설치구조의 일 실시예를 Ⅳ-Ⅳ 방향에서 본 일부 단면도, 도 5는 도 4의 전원장치의 설치구조의 다른 예를 보여주는 단면도, 도 6은 도 2의 A 부분을 확대하여 보여주는 확대도, 도 7은 도 6에 설치되는 캐리어-기판정렬부의 설치구조를 보여주는 단면도로서, Ⅶ-Ⅶ방향에서 본 단면도, 도 8은 도 1에서 B부분을 확대한 확대도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 캐리어는 정전기력에 의하여 기판(S)을 흡착하는 정전척(140)과, 정전척(140)에 전원을 공급하는 전원장치(150)와, 탄소섬유강화플라스틱재질로 이루어지며, 정전척(140) 및 전원장치(150) 각각의 적어도 일부가 설치되는 캐리어본체(130)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 캐리어(100)가 사용되는 기판처리장치는 공정챔버(20), 배기수단 등 기판처리 조건에 따라서 다양한 구성이 가능하다.
공정챔버(10)는 증발증착 등 공정 수행을 위한 처리환경을 제공하는 구성요소로서 공정의 종류, 조건 등에 따라서 다양한 구성이 가능하다.
공정챔버(10)는 소정의 내부공간을 형성하며 기판(S)이 통과할 수 있는 하나 이상의 게이트들(11,12)이 형성되는 용기로 이루어질 수 있다.
그리고 용기에는 내부공간에 대한 소정의 압력을 유지하기 위한 배기수단을 구비할 수 있다.
또한 공정챔버(10)에는 공정조건에 따라서 샤워헤드, 증발원 등 다양한 구성이 설치될 수 있으며, 본 실시예에서는 기판(S)에 대하여 증착물질을 증발하도록 증착물질을 가열하여 증발시키는 증발원(400)이 설치된 예를 도시하였다.
증발원(400)은 공정챔버(10) 내부에 하나 이상 설치되어 기판(S)에 대하여 증착물질을 증발하도록 증착물질을 가열하여 증발시키는 구성요소로서 어떠한 구성도 가능하다.
증발원(400)은 유기물, 무기물 및 금속물질 중 적어도 어느 하나를 포함하는 증착물질을 증발시키는 구성요소로서 증착물질이 담기는 도가니 및 도가니를 가열하는 히터로 구성되는 등 다양한 실시예가 가능하다.
공정챔버(10)는 증발원(400) 이외에 기판처리공정이 원자층증착 공정인 경우 소스가스, 반응가스 등의 가스분사구조가 설치되는 등 기판처리공정에 따라서 해당 구성요소가 설치될 수 있다.
이와 같은 구성을 가지는 기판처리장치는 기판(S)이 안착된 캐리어(100)가 공정챔버(10) 내에서 수직인 상태로 이송되면서 기판처리를 수행할 수 있다.
캐리어본체(130)는 기판캐리어(100)의 프레임을 이루는 구성요소로 탄소섬유강화플라스틱(CFRP, carbon fiber reinfored plastic)으로 이루어진다. 여기서 탄소섬유강화플라스틱은 탄소섬유 및 함침수지로 이루어지는데 기판캐리어(100)가 고온 환경 하에 노출되는바 고온을 견딜 수 있도록 함침수지는 고온에 강한 폴리이미드(polyimide)인 것이 바람직하다.
또한 캐리어본체(130)는 탄소섬유강화플라스틱으로 이루어진 복수의 부재들에 의하여 제조될 수 있다.
그리고 탄소섬유강화플라스틱은 탄소섬유로 이루어진 시트들이 상하로 적층되어 양생 및 기계적 가공과정을 거쳐 캐리어본체(130)를 위한 부재로 제조될 수 있다.
특히 캐리어본체(130)는 탄소섬유강화플라스틱으로 이루어진 복수의 부재들을 제조한 후 상하로 적층하여 미리 설계된 캐리어본체(130)의 설계 조건에 따라서 제조될 수 있다.
또한 캐리어본체(130)는 정전척(140) 및 전원장치(150) 각각의 적어도 일부가 설치되는 개구부(131)가 하나 이상으로 형성될 수 있다.
일 예로서, 개구부(131)는 정전척(140)의 설치를 위한 개구로서 ,캐리어본체(130)에서 수직방향으로 형성되어 정전척(140) 중 기판을 지지하는 기판지지면이 상면 또는 전면이 노출되도록 설치될 수 있도록 수직방향으로 관통된 개구로 형성될 수 있다.
또한 캐리어본체(130)는 전원장치(150)의 설치를 위하여 수직방향으로 관통된 개구로 형성되거나, 전원장치(150)의 설치를 위하여 상면 및 저면 중 일면에 오목한 홈으로도 형성될 수 있다..
한편 캐리어본체(130)는 각종 장치 및 설비들을 설치하기 위한 정밀한 면이 형성될 필요가 있는바, 탄소섬유강화플라스틱으로 이루어진 하나 이상의 부재에 정밀한 면을 형성하기 위한 금속부재들이 추가로 설치될 수 있다.
구체적으로 금속부재들는 탄소섬유강화플라스틱으로 이루어진 하나 이상의 부재에 체결부재에 의하여 결합되거나, 라미네이팅과 같이 접착물질에 의하여 접착되는 등 다양한 방법에 의하여 결합될 수 있다.
이때 금속부재는 티타늄, 티타늄합금, 알루미늄, 알루미늄합금 및 SUS 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
한편 캐리어본체(130)는 캐리어본체(130)에 결합된 정전척(140)에 대하여 미리 설정된 안착위치에 안착될 수 있도록 캐리어본체(130)에 대한 기판(S)의 상대위치를 정렬하기 위한 캐리어-기판정렬부(700)를 추가로 구비할 수 있다.
캐리어-기판정렬부(700)는 캐리어본체(130)에 결합된 정전척(140)에 대하여 미리 설정된 안착위치에 안착될 수 있도록 캐리어본체(130)에 대한 기판(S)의 상대위치를 정렬하기 위한 구성요로서 정렬방식에 따라서 다양한 구성이 가능하다.
일 예로서, 캐리어-기판정렬부(700)는 투명한 기판(S)에 표시된 마크(P)와의 오차를 카메라 등에 의하여 측정할 수 있도록 정전척(140) 및 캐리어본체(130)에 표시된 표식으로 구성될 수 있다.
이때 기판(S) 및 캐리어(100), 보다 구체적으로 기판(S)을 흡착고정하는 정전척(140)과의 상대 오차 측정이 정밀하게 이루어질 필요가 있는바 캐리어(100)에 보다 정밀하게 설치될 필요가 있다.
이를 위하여, 캐리어-기판정렬부(700)는 정전척(140)에 대하여 수직으로 관통하는 관통공(710)이 형성된 부쉬를 포함할 수 있다.
그리고 부쉬는 금속재질로 형성되며, 관통공(710)은 횡단면이 정원 또는 정다각형으로 형성될 수 있다.
상기와 같이 금속재질로서 관통공(710)이 형성된 부쉬로 캐리어-기판정렬부(700)를 구성하게 되면, 제조시 각 부재의 설치위치가 상대적으로 큰 오차를 가지는 탄소섬유강화플라스틱의 재질의 한계를 보완할 수 있게 된다.
한편 캐리어-기판정렬부(700)의 설치위치는 직사각형 정전척(140)의 꼭지점 부근에 설치됨이 바람직하다.
이때 정전척(140)은 도 6에 도시된 바와 같이, 기판(S)의 꼭지점이 정전척(140)의 평면에서 벗어나도록 형성, 즉 직사각형의 꼭지점 부분이 절개된 형상을 가지고, 정전척(140)에서 꼭지점이 절개된 부분(143)에 설치됨이 바람직하다.
그리고 캐리어본체(130)는 부쉬로서 캐리어-기판정렬부(700)가 설치되는 경우 수직방향 길이가 짧은 것이 바람직한바 수직방향 두께가 얇게 형성될 수 있도록 저면 쪽에서 오목하게 형성된 오목부(133)가 형성될 수 있다.
정전척(140)은 전원장치(150)와 전기적으로 연결되어 전원장치(150)의 DC전원공급에 의하여 정전기력을 발생시켜 정전기력에 의하여 기판(10)을 기판캐리어(100)에 흡착고정한다.
정전척(140)은 전원장치(150)의 DC전원공급에 의하여 정전기력을 발생시키는 구성요소로서, 전체적인 형상을 유지하는 모재와, 모재 상에 형성된 하부 절연층, 하부 절연층의 상측에 형성된 흡착전극, 및 흡착전극의 상측에 형성된 상부 절연층으로 이루어질 수 있다.
그리고 정전척(140)과 캐리어본체(130)의 결합시 캐리어본체(130)가 균일한 하중을 받을 수 있도록 복수개의 체결부재(520)에 의해 설치되는 것이 바람직하다.
체결부재(520)는 캐리어본체(130)에 형성된 정전척삽입홀(131)에 삽입된 정전척(140)을 캐리어본체(130)에 고정하기 위한 구성요소로서 볼트로 구성됨이 바람직하다.
한편 볼트와 같은 체결부재(520)에 의하여 정전척((140)이 캐리어본체(130)에 고정될 때 탄소섬유강화플라스틱으로 이루어진 캐리어본체(130)에 안정적으로 그리고 정밀하게 결합될 필요가 있다.
이를 위하여, 탄소섬유강화플라스틱으로 이루어진 캐리어본체(130)에 체결부재(520)와의 결합을 위한 너트부재(520)를 이용하여 정전척((140)이 캐리어본체(130)에 고정됨이 바람직하다.
그리고 정전척(140) 및 캐리어본체(130)는 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 상하방향, 즉 수직방향으로 보았을 때 중첩될 수 있는 구조, 예를 들면 상하방향을 기준으로 상측 또는 하측이 수평방향으로 서로 돌출된 구조로 형성되고, 정전척(140) 및 캐리어본체(130) 각각에는 앞서 설명한 너트부재(520)의 설치를 위한 요홈(134, 142)이 각각 형성될 수 있다.
한편 정전척(140) 및 캐리어본체(130)는 서로 결합된 상태에서 기판(S)의 지지 또는 수평이동을 위하여 관통공(141)이 형성될 수 있다.
예로서, 기판(S)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 캐리어본체(130)를 관통한 상태에서 지지부재(20) 또는 클램핑 장치 등에 의하여 지지되거나 클램핑된 상태에서 수평방향으로 이동될 수 있다.
즉, 기판(S) 및 캐리어(100)와의 상대 수평이동에 의하여 캐리어(100)에 대한 기판(S)의 안착 위치를 정렬할 수 있게 된다.
이러한 캐리어본체(130) 상의 기판(S)의 수평이동에 의한 캐리어(100)-기판(S) 정렬은 공정챔버(10)의 내부에서 수행되기 보다는 공정챔버(10)의 외부에서 기판(S) 및 캐리어(100)가 수평을 이룬 상태에서 이루어짐이 바람직하다.
이때 앞서 설명한 캐리어본체(103)에 설치된 캐리어-기판정렬부(700)가 활용될 수 있다.
전원장치(150)는 캐리어본체(130)에 설치되어 정전척(140)에 DC전원을 공급하는 구성요소로서, 전원공급방식 및 설치구조에 따라서 다양한 구성이 가능하다.
한편 전원장치(150)는 공정챔버(10)를 포함하는 기판처리시스템 내에서 기판(S)을 흡착 고정한 상태에서 이동되도록 설치됨에 따라서 공정 수행에 충분한 시간 동안 정전척(140)에 전원을 공급하여야 하며, 유선보다는 무선제어가 가능하여야 한다.
이에 전원장치(150)는 정전척(140)에 전원을 공급하는 충전배터리(151)와, 외부 제어장치와의 무선통신 및 제어를 위한 무선제어부(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.
충전배터리(151)는 정전척(140)에 대한 DC전원을 공급할 수 있도록 DC전력이 충전되는 구성요소이다.
무선제어부는 외부 제어장치와의 무선통신에 의하여 정전척(140)에 대한 DC전원 공급 제어, 기판캐리어(100)의 기타 제어 등을 위한 구성요소이다.
한편 전원장치(150)는 적어도 일부가 캐리어본체(130)에 탈착 가능하도록 설치된다.
또한 충전배터리(151)는 그 작동환경이 매우 낮은 압력, 즉 공정압에 비하여 높은 압력인 대기압 하에서 작동되며 이를 위하여 충전배터리(151)의 주변환경이 외부와 격리될 필요가 있다.
따라서 전원장치(150)는 충전배터리(151)를 외부 공정환경과 격리하기 위하여 충전배터리가 설치되는 밀폐된 내부공간을 제공하는 하우징구조를 포함함이 바람직하다.
하우징구조는 충전배터리(151)를 외부 공정환경과 격리하기 위하여 충전배터리(151)가 설치되는 밀폐된 내부공간을 제공하는 구성요소로서 캐리어본체(130)에서의 설치구조에 따라서 다양한 구성이 가능하다.
전원장치(150)는 하우징구조의 실시예로서 캐리어본체(130)에 설치되며 상측이 개구된 하우징(610)과, 하우징(610)의 개구를 복개하여 내부공간을 형성하는 커버부(620)를 포함하며, 정전척(140)에 전원을 공급하는 충전배터리(151)는 내부공간에 설치될 수 있다.
그리고 하우징(610)은 다양한 구조에 의하여 캐리어본체(130)에 결합될 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이, 적어도 일부가 캐리어본체(130)에 상하로 관통형성되는 전원장치삽입홀(132)에 삽입되거나, 도 5에 도시된 바와 같이, 캐리어본체(130)에 오목하게 형성된 안착부(134)에 안착되어 장치체결부(630)에 의해 결합될 수 있다.
이때 하우징(610)은 도 4에 도시된 바와 같이, 커버부(620)의 가장자리에서 외측으로 돌출된 결합플렌지부(621)에 대향되는 보조플렌지부(611)가 형성되어 볼트와 같은 장치체결부(620)가 결합플렌지부(621), 캐리어본체(130) 및 보조플렌지부(611)를 관통하여 결합시킴으로써 전원장치(150)가 캐리어본체(130)에 고정될 수 있다.
또한 하우징(610)은 도 5에 도시된 바와 같이, 캐리어본체(130)에 오목하게 형성된 안착부(134)에 안착되는 경우 볼트와 같은 장치체결부(620)가 결합플렌지부(621) 및 캐리어본체(130)를 관통하여 전원장치(150)가 캐리어본체(130)에 고정될 수 있다.
한편 하우징(610)은 커버부(620)와 함께 밀폐된 내부공간을 형성함과 아울러 내부공간에 설치된 충전배터리(151)와 정전척(140)과의 전기적 연결을 위한 단자가 외측으로 돌출된 돌출단자(도시하지 않음) 또는 오목하게 형성된 요홈단자(도시하지 않음) 등이 설치될 수 있다.
그리고 전원장치(150)는 정전척(140)에 전원을 공급할 수 있도록 전원연결선(도시하지 않음) 등으로 전기적으로 연결되며 정전척(140)의 선택적 작동을 위하여 스위치(미도시)가 설치될 수 있다.
한편 캐리어(100)는 공정챔버(10) 내에서 수직인 상태로 이송되면서 기판처리를 수행될 수 있다.
이를 위하여 공정챔버(10)는 도 1, 도 2 및 도 8에 도시된 바와 같이 공정챔버(10)에 설치되어 캐리어(100)가 선형이동가능하게 캐리어(100)의 하부를 지지하는 선형이동가이드부(300)와, 공정챔버(10)에 설치되어 캐리어(100)의 상부에 설치된 자력반응부재(110)와 비접촉상태로 자력에 의하여 공정챔버 내에서 캐리어(100)의 수직상태 및 선형이동가능상태를 유지시키는 자력발생부(200)가 추가로 설치될 수 있다.
선형이동가이드부(300)는 공정챔버(10)에 설치되어 캐리어(100)가 선형이동가능하게 캐리어(100)의 하부를 지지하는 구성요소이며, 다양한 구조를 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 선형이동가이드부(300)는 캐리어(100)의 하부, 특히 하단을 지지하는 복수개의 이송롤러(310)와, 복수개의 이송롤러들(310) 중 적어도 하나 이상과 결합하여 이송롤러(310)를 회전구동하는 구동모터(320)를 포함할 수 있다.
이송롤러(310)는 캐리어(100)의 이동경로를 따라서 배치되어 캐리어(100)의 하단, 또는 별도의 구조물을 지지하여 회전에 의하여 캐리어(100)를 이동시키기 위한 구성요소이다.
캐리어(100)의 원활한 이동을 위하여 이송롤러(310)의 외주면에는 기어구조를 구비하고 캐리어(100) 중 이송롤러(310)에 지지되는 부분에 이송롤러(310)의 기어구조에 대응되는 기어구조를 구비할 수 있다.
구동모터(320)는 지지하는 캐리어(100)를 선형이동시킬 수 있도록 이송롤러들(310) 중 적어도 일부와 결합되어 이송롤러(310)를 회전구동하는 구성요소이다.
한편 캐리어(100)의 상부, 특히 상단에는 뒤에서 설명하는 자력발생부(200)에 의한 비접촉에 의한 지지를 위하여 자력반응부재(110)가 설치된다.
자력반응부재(110)는 자력발생부(200)에 의한 자력에 의하여 비접촉 상태로 지지됨으로써 선형이동가이드부(300)가 자력발생부(200)와 함께 캐리어(100)를 수직인 상태로 지지할 수 있도록 하는 구성요소이다.
일 실시예에 따르면 자력반응부재(110)는 고온에 강하면서 자력에 인력 또는 척력이 작용하는 재질로서 철 등 자화되지 않는 것이 바람직하다.
예로서 자력반응부재(110)는 SS421, SS430, SS400 등의 자성재료를 하나 이상 포함하도록 형성될 수 있다.
한편 자력반응부재(110)는 자력발생부(200)에 의한 안정적 지지를 위하여 캐리어(100)의 측면방향으로 돌출되어 설치됨이 바람직하다.
특히 자력반응부재(110)는 캐리어(100), 즉 기판(S)이 안착되는 본체(130)에 기판(S)이 안착되는 방향, 즉 측면방향으로 돌출되어 설치됨이 바람직하다
그리고 캐리어(100)는 이를 위하여 본체(130)에서 기판(S)이 안착되는 방향으로 돌출되고 자력반응부재(110)가 결합되는 지지부(120)를 더 포함할 수 있다.
지지부(120)는 본체(130)에서 기판(S)이 안착되는 방향으로 돌출되고 자력반응부재(110)가 결합되는 구성요소이며, 자력반응부재(110)와 일체화되거나 별도의 무재로 구성되는 등 다양한 구성이 가능하다.
또한 지지부(120)는 본체(130)의 상단에서 상측으로 돌출된 제1지지부(121)와, 제1지지부(121)로부터 기판(S)이 안착되는 방향으로 돌출되고 자력반응부재(110)가 결합되는 제2지지부(122)를 포함할 수 있다.
한편 자력반응부재(110) 만이 자력에 의하여 반응할 수 있으면 되므로 지지부(120)는 고온특성, 공정조건에 적합한 재질을 가질 수 있다.
특히 지지부(120)는 전체 자중의 감소를 위하여 경량재질의 사용이 바람직하다.
또한 자력반응부재(110)는 도 1의 실시예에서 복수개로 설치된 예로 설명하였으나 캐리어(100)의 길이방향을 따라서 일체로 형성되는 등 다양한 구조로 구성될 수 있다.
자력발생부(200)는 공정챔버(10)에 설치되어 캐리어(100)의 상부에 설치된 자력반응부재(110)와 비접촉상태로 자력에 의하여 공정챔버 내에서 캐리어(100)의 수직상태 및 선형이동가능상태를 유지시키는 구성요소로서 다양한 구조가 가능하다.
예로서, 자력발생부(200)는 자력반응부재(110)를 사이에 두고 자력반응부재(110)의 상측 및 하측에 각각 설치되는 제1자력발생부재(211) 및 제2자력발생부재(212)를 포함할 수 있다.
제1자력발생부재(211) 및 제2자력발생부재(212)는 자력반응부재(110)의 상측 및 하측에 각각 설치되어 자력을 발생시켜 비접촉상태로 자력반응부재(110)에 인력을 작용하여, 자력반응부재(110)가 결합된 캐리어(100)가 공정챔버(10) 내에서 캐수직상태 및 선형이동가능상태를 유지하게 된다.
한편 제1자력발생부재(211) 및 제2자력발생부재(212)는 자력반응부재(110)에 자력으로 인력을 작용하기 위한 부재로서, 전자석, 영구자석 등 자력을 발생시킬 수 있는 구성요소로서 다양한 구성도 가능하다.
또한 제1자력발생부재(211) 및 제2자력발생부재(212)는 자력반응부재(110)에 대한 인력효과를 극대화하기 위하여 서로 마주보는 부분에서 서로 다른 극성을 가지는 것이 바람직하다.
구체적으로 제1자력발생부재(211) 및 제2자력발생부재(212)는 각각 상측(211a, 212a)과 하측(211b, 212b)으로 나뉠 수 있으며 제1자력발생부재(211)의 하측(211b)과 제2자력발생부재(212)의 상측(212a)은 서로 다른 극을 띠도록 형성될 수 있다.
한편 제1자력발생부재(211) 및 제2자력발생부재(212)는 자력발생부지지부재(220)에 설치되어 자력반응부재(110)의 상측 및 하측에 각각 설치될 수 있다.
자력발생부지지부재(220)는 자력반응부재(110)를 사이에 두고 상측 및 하측 각각에 제1자력발생부재(211) 및 제2자력발생부재(212)를 지지할 수 있는 구성요소로서 다양한 구성이 가능하다.
그리고 자력발생부지지부재(220)에 결합된 제1자력발생부재(211) 및 제2자력발생부재(212)는 고온에 취약한바 공정환경에 노출된 제1자력발생부재(211) 및 제2자력발생부재(212)의 냉각을 위하여 자력발생부지지부재(220)는 자력발생부지지부재(220)의 냉각을 위한 냉각수단이 추가로 설치될 수 있다.
냉각수단은 자력발생부지지부재(220)에 설치되며 내부에 냉매가 흐르는 하나 이상의 냉매관과, 하나 이상 설치되는 냉매관의 냉매를 냉각할 수 있도록 설치되는 냉각부를 포함할 수 있다.
한편 상기와 같은 기판처리장치에서의 캐리어(100) 이송구조는 기판처리장치는 물론 기판(S)이 안착된 캐리어(100)가 공정챔버(10) 내에서 수직인 상태로 이송되면서 기판처리를 수행하는 기판처리시스템에도 적용될 수 있다.
구체적으로 기판처리시스템은 기판처리장치와 같은 하나 이상의 공정모듈과, 공정모듈로의 기판의 도입 및 배출 등을 수행하는 로드락모듈, 언로들락모듈 등을 포함하며 각 모듈로의 기판이송을 위한 이송레일이 설치되는데, 이러한 기판처리시스템에서 기판이 안착된 캐리어(100)의 이송을 위한 구조가 상기한 바와 같은 구조를 가질 수 있다.
구체적으로 본 발명에 따른 기판처리시스템은 기판(S)이 안착된 캐리어(100)가 공정챔버(10) 내에서 수직인 상태로 이송되면서 기판처리를 수행하는 기판처리시스템에 있어서, 캐리어(100)가 선형이동가능하게 캐리어(100)의 하부를 지지하는 선형이동가이드부(300)와, 캐리어(100)의 상부에 설치된 자력반응부재(110)와 비접촉상태로 자력에 의하여 캐리어(100)의 수직상태 및 선형이동가능상태를 유지시키는 자력발생부(200)를 포함할 수 있다.
선형이동가이드부(300) 및 자력발생부(200)는 공정챔버 내부에 설치되는 것을 제외하고 그 구성은 동일하거나 유사할 수 있다.
S... 기판
130... 캐리어본체
140... 정전척
150... 전원장치

Claims (9)

  1. 정전기력에 의하여 기판(S)을 흡착하는 정전척(140),
    상기 정전척(140)에 전원을 공급하는 전원장치(150),
    탄소섬유강화플라스틱재질로 이루어지며, 상기 정전척(140) 및 상기 전원장치(150)가 설치되는 캐리어본체(130)를 포함하는 기판처리장치의 캐리어.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캐리어본체(130)는 상기 정전척(140) 및 상기 전원장치(150) 각각의 적어도 일부가 삽입설치되는 개구부가 복수개 형성되는 기판처리장치의 캐리어.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 정전척(140)은 상기 캐리어본체(130)에 상하로 관통형성되는 정전척삽입홀(131)에 삽입되어, 상기 캐리어본체(130) 및 정전척(140)에 관통설치되는 체결부재(510)와, 상기 캐리어본체(130)에 설치되며 상기 체결부재(510)와 결합하는 체결부재고정부(520)에 의하여 고정되는 기판처리장치의 캐리어.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전원장치(150)는 적어도 일부가 상기 캐리어본체(130)에 탈착 가능하도록 설치되는 기판처리장치의 캐리어.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전원장치(150)는 상기 캐리어본체(130)에 설치되며 상측이 개구된 하우징(610)과, 상기 하우징(610)의 개구를 복개하여 내부공간을 형성하는 커버부(620)와, 상기 내부공간에 설치되어 상기 정전척(140)에 전원을 공급하는 충전배터리를 포함하는 기판처리장치의 캐리어.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 하우징(610)은 적어도 일부가 상기 캐리어본체(130)에 상하로 관통형성되는 전원장치삽입홀(132)에 삽입되거나, 상기 캐리어본체(130)에 오목하게 형성된 안착부(134)에 장치체결부(630)에 의해 결합되는 기판처리장치의 캐리어.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 캐리어본체(130)는 상기 캐리어본체(130)에 결합된 상기 정전척(140)에 대하여 미리 설정된 안착위치에 안착될 수 있도록 상기 캐리어본체(130)에 대한 기판(S)의 상대위치를 정렬하기 위한 캐리어-기판정렬부(700)를 추가로 구비하는 기판처리장치의 캐리어.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 캐리어-기판정렬부(700)는 상기 정전척(140)에 대하여 수직으로 관통하는 관통공(710)이 형성된 부쉬를 포함하는 기판처리장치의 캐리어.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 부쉬는 금속재질로 형성되며, 상기 관통공(710)은 횡단면이 정원 또는 정다각형으로 형성되는 기판처리장치의 캐리어.
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