KR20200102086A - 도어 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 도어 구동 방법 - Google Patents

도어 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 도어 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는, 기판을 처리하고, 기판이 반입되는 개구를 가지는 공정 챔버와; 상기 개구를 개폐하는 도어 유닛을 포함하되; 상기 도어 유닛은, 상기 개구를 차단하는 도어와; 상기 도어와 연결되어 상기 도어를 상하로 이동시키는 실린더 부재와; 상기 도어에 설치되는 스위치 부재를 포함하고, 상기 스위치 부재는, 스위치 블레이드와; 상기 스위치 블레이드와 연결되며 상기 실린더 부재의 내부 공간과 연결되고, 가스 통로를 가지는 가스 튜브를 포함하고, 상기 도어가 외부 물체와 충돌시 상기 가스 통로를 통해 상기 실린더 부재 내의 피스톤을 이동시키는 가스를 배출할 수 있다.

Description

도어 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 도어 구동 방법{Door unit, substrate processing apparatus including same, and door driving method}
본 발명은 도어 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 도어 구동 방법에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는 증착, 노광, 애싱 및 세정 같은 다양한 공정이 수반된다. 이러한 공정을 수행하기 위하여, 웨이퍼 등의 기판이 공정 챔버로 반입된다. 공정 챔버에는 기판이 반입 또는 반출되는 개구가 형성된다. 그리고, 공정을 수행하는 동안 공정 챔버의 내부 공간을 외부와 차단하기 위하여 도어는 개구를 닫는다.
도 1은 일반적인 기판 처리 장치(1)에서 기판이 공정 챔버로 반입되는 모습을 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 기판(W)은 반송 로봇(6)의 핸드에 지지된 상태로 공정 챔버(2)로 반입된다. 기판(W)의 반송이 정상적으로 수행되는 경우에는 반송 로봇(6)이 개구(4)를 통해 공정 챔버(2)로 반입이 완료되고, 이후 도어(8)가 공정 챔버(2)의 개구(4)를 닫는다. 그러나 기판(W)의 반송이 정상적으로 이루어지지 못하는 경우에는, 반송 로봇(6)이 기판(W)을 반송하는 도중 상승하는 도어(8)와 충돌할 수 있다. 이 경우 기판(W)과 반송 로봇(6)이 파손된다.
일반적으로 도어(8)는 공압에 의해 동작하기 때문에 도어(8)가 상승하는 도중 그 구동을 중단시킬 수 없다. 또한, 도어(8)의 구동을 중단시키기 위해 도어(8)를 구동시키는 실린더에 긴급 차단 기능을 수행하는 밸브를 연결하는 것을 고려할 수 있다. 이러한 장치는 사용자가 직접 밸브를 개폐해야 한다. 이에, 사용자가 장치를 제어할 수 없는 경우에는 도어(8)와 반송 로봇(6)이 충돌하여 기판(W) 등이 파손되는 것을 막을 수 없다. 또한, 사용자가 장치를 제어할 수 있는 경우라고 하더라도 도어(8)와 반송 로봇(6)의 충돌은 매우 짧은 시간 내에 이루어지기 때문에 사용자가 이를 인지하여 기판(W)이나 반송 로봇(6)이 파손되기 전 도어(8)의 구동을 중단시키는 것은 어렵다.
본 발명은 도어가 외부의 물체와 충돌하는 경우 그 구동을 중단할 수 있는 도어 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 도어 구동 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는, 기판을 처리하고, 기판이 반입되는 개구를 가지는 공정 챔버와; 상기 개구를 개폐하는 도어 유닛을 포함하되; 상기 도어 유닛은, 상기 개구를 차단하는 도어와; 상기 도어와 연결되어 상기 도어를 상하로 이동시키는 실린더 부재와; 상기 도어에 설치되는 스위치 부재를 포함하고, 상기 스위치 부재는, 스위치 블레이드와; 상기 스위치 블레이드와 연결되며 상기 실린더 부재의 내부 공간과 연결되고, 가스 통로를 가지는 가스 튜브를 포함하고, 상기 도어가 외부 물체와 충돌시 상기 가스 통로를 통해 상기 실린더 부재 내의 피스톤을 이동시키는 가스를 배출할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 스위치 블레이드는 상기 도어의 상단에 설치될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 가스 튜브는 일부 또는 전부가 스프링 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 가스 튜브와 결합되는 커플러 어셈블리를 포함하고, 상기 스위치 블레이드에서 아래 방향으로 돌출되는 돌출부는 상기 커플러 어셈블리가 가지는 마개의 상단과 접하도록 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 커플러 어셈블리는, 상기 가스 튜브와 결합되는 바디와; 상기 바디 내의 공간에 위치되고 상기 마개의 하면과 접하도록 제공되는 탄성 부재를 포함하고, 상기 바디의 내측에는 상기 마개의 걸림부이 걸리도록 단차부가 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 실린더 부재는, 내부 공간을 가지는 하우징과; 상기 내부 공간을 구획하는 피스톤과; 상기 피스톤 및 상기 도어와 결합하여 상기 피스톤의 이동에 따라 상기 도어를 이동시키는 로드와; 상기 내부 공간으로 상기 피스톤의 구동을 위한 가스를 주입하는 주입 포트를 포함하고, 상기 가스 튜브의 일 단은 구획되는 상기 내부 공간 중 어느 하나와 연결될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 도어는 슬릿 형상으로 제공될 수 있다.
또한, 본 발명은 도어 유닛을 제공한다. 도어 유닛은, 개구를 차단하는 도어와; 상기 도어와 연결되어 상기 도어를 상하로 이동시키는 실린더 부재와; 상기 도어에 설치되는 스위치 부재를 포함하고, 상기 스위치 부재는, 상기 도어의 상단에 설치되는 스위치 블레이드와; 상기 스위치 블레이드와 연결되며 상기 실린더 부재의 내부 공간과 연결되고, 가스 통로를 가지는 가스 튜브를 포함하고, 상기 도어가 외부 물체와 충돌시 상기 가스 통로를 통해 상기 실린더 부재 내의 피스톤을 이동시키는 가스를 배출할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 가스 튜브는 일부 또는 전부가 스프링 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 가스 튜브와 결합되는 커플러 어셈블리를 포함하고, 상기 스위치 블레이드에서 아래 방향으로 돌출되는 돌출부는 상기 커플러 어셈블리가 가지는 마개의 상단과 접하도록 제공되고, 상기 커플러 어셈블리는, 상기 가스 튜브와 결합되는 바디와; 상기 바디 내의 공간에 위치되고 상기 마개의 하면과 접하도록 제공되는 탄성 부재를 포함하고, 상기 바디의 내측에는 상기 마개의 걸림부이 걸리도록 단차부가 형성될 수 있다.
또한, 도어 구동 방법을 제공한다. 도어 구동 방법은, 기판이 반입되는 개구를 가진 공정 챔버에서 도어를 이용하여 상기 개구를 개폐하되, 상기 도어가 상기 개구를 차단하기 위해 승강하는 동안 상기 도어에 설치된 스위치 부재가 외부 물체와 충돌하면, 상기 충돌에 의해 상기 도어를 승강 시키는 실린더 내의 가스를 외부로 배출시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 도어가 외부의 물체와 충돌하는 경우 그 구동을 중단할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일반적인 기판 처리 장치에서 기판이 공정 챔버로 반입되는 모습을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 2의 반송 로봇을 보여주는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도어 유닛의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도어 유닛의 측면도이다.
도 6은 도 4와 도 5의 'A' 영역을 확대한 모습을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 도어 유닛이 반송 로봇과 충돌하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 도어 유닛의 구동이 중단되는 모습을 보여주는 도면이다.
도 9는 도 8의 도어 유닛의 구동이 중단시 커플러 어셈블리의 모습을 보여주는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 구체적으로, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 평면도이다. 도 2을 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 인덱스 모듈(100)과 처리 모듈(200)을 가진다.
인덱스 모듈(100)은 처리 모듈(200)의 전방에 장착되어, 웨이퍼들(W)이 수용된 용기(160)와 처리 모듈(200) 간에 기판(W)을 이송한다. 인덱스 모듈(100)은 복수의 로드 포트(120)들과 인덱스 프레임(140)을 가진다. 인덱스 프레임(140)은 로드 포트(120)와 처리 모듈(200) 사이에 위치된다. 기판(W)을 수용하는 용기(160)는 오버헤드 트랜스퍼(overhead transfer), 오버헤드 컨베이어(overhead conveyor), 또는 자동 안내 차량(automatic guided vehicle)과 같은 이송 수단(도시되지 않음)에 의해 로드 포트(120) 상에 놓여진다. 용기(160)는 전면 개방 일체식 포드(front open unified pod)와 같은 밀폐용 용기가 사용될 수 있다. 인덱스 프레임(140) 내에는 로드 포트(120)에 놓여진 용기(160)와 처리 모듈(200) 간에 기판(W)을 반송하는 인덱스 로봇(180)이 제공된다. 인덱스 프레임(140) 내에는 용기(160)의 도어를 자동으로 개폐하는 도어 오프너(도시되지 않음)가 설치될 수 있다. 또한, 인덱스 프레임(140)에는 청정 공기가 인덱스 프레임(140) 내 상부에서 하부로 흐르도록 청정 공기를 인덱스 프레임(140) 내로 공급하는 팬 필터 유닛(fan filter unit)(도시되지 않음)이 제공될 수 있다.
처리 모듈(200)은 로드락 챔버(loadlock chamber)(220), 트랜스퍼 챔버(transfer chamber)(240), 그리고 프로세스 챔버(process chamber)(260)를 가진다.
로드락 챔버(220)는 트랜스퍼 챔버(240)의 측부들 중 인덱스 모듈(100)과 인접한 측부에 위치되고, 프로세스 챔버(260)는 다른 측부에 위치된다. 로드락 챔버(220)는 로드락 챔버 프레임(222)을 가진다. 로드락 챔버 프레임(222)은 기판이 일시적으로 놓이는 버퍼 공간(223)을 가진다. 로드착 챔버 프레임(222)은 기판이 회수되기 전 기판을 냉각하는 냉각 공간(224)을 가진다. 냉각 공간(224)에는 냉각 플레이트(225)가 제공될 수 있다. 또한, 로드락 챔버 프레임(222)에는 기판(W)이 반입 또는 반출될 수 있는 반입구(226)가 형성된다. 또한, 반입구(226)의 하단에는, 반입구(226)를 개폐할 수 있는 도어 유닛(400)이 제공될 수 있다.
로드락 챔버(220)는 하나 또는 복수개가 제공된다. 일 예에 의하면, 로드락 챔버(220)는 두 개가 제공된다. 두 개의 로드락 챔버들(220) 중 하나에는 공정 진행을 위해 처리 모듈(200)로 유입되는 기판(W)들이 일시적으로 머무르고, 다른 하나에는 공정이 완료되어 처리 모듈(200)로부터 유출되는 기판(W)들이 일시적으로 머무를 수 있다. 로드락 챔버(220) 내에서 기판(W)들은 서로 상하로 이격되어 서로 대향되도록 놓인다. 로드락 챔버(220)에는 기판(W)의 가장자리 영역 일부를 지지하는 슬롯들이 복수 개 제공될 수 있다.
트랜스퍼 챔버(240)는 상부에서 바라볼 때 대체로 다각의 형상을 가진다. 트랜스퍼 챔버(240)에는 기판(W)을 반송하는 반송 로봇(300)이 제공된다.
도 3은 도 2의 반송 로봇(300)을 보여주는 사시도이다. 도 2를 참조하면, 반송 로봇(300)은 프로세스 챔버(260)와 로드락 챔버(220) 간에 기판(W)을 반송한다. 또한, 프로세스 챔버(260)가 복수 개 제공되는 경우, 반송 로봇(300)은 프로세스 챔버들(260) 간에 기판(W)을 반송할 수 있다.
반송 로봇(300)은 블레이드 부재(320), 아암 부재(340), 회전체(360), 그리고 구동 부재(미도시)를 가진다. 기판(W)은 블레이드 부재(320)에 놓인다. 블레이드 부재(320)는 아암 부재(340)와 함께 이동되고, 아암 부재(340)에 대해 회전 가능하게 제공된다. 구동 부재(미도시)는 아암 부재(340) 또는 블레이드 부재(320)에 구동력을 제공한다.
블레이드 부재(320)는 상부 블레이드(320a)와 하부 블레이드(320b)를 가진다. 이는 블레이드 부재(320)가 두 개의 기판(W)을 동시에 반송할 수 있도록 한다. 하부 블레이드(320b)는 아암 부재(340) 상에 설치된다. 상부 블레이드(320a)는 하부 블레이드(320b)의 상부에 위치된다. 상부 블레이드(320a)와 하부 블레이드(320b)는 서로 간의 상대 위치가 변화 가능하게 제공된다. 상부 블레이드(320a)와 하부 블레이드(320b)는 상하 방향으로 서로 대향되는 위치인 접힘 상태와 일정 각도 틀어진 펼침 상태 간에 전환 가능하도록 제공된다. 예컨대, 상부 블레이드(320a)와 하부 블레이드(320b)는 접힘 상태에서 서로 반대되는 방향으로 기설정각도 회전됨으로써 펼침 상태로 전환될 수 있다.
상부 블레이드(320a)는 제 1 지지부(322), 제 2 지지부(324), 그리고 연결부(326)를 가진다. 제 1 지지부(322)와 제 2 지지부(324) 각각은 기판(W)이 놓이는 부분이며, 연결부(326)는 제 1 지지부(322)와 제 2 지지부(324)를 연결한다. 연결부(326)는 로드 형상을 가진다. 제 1 지지부(322)는 연결부(326)의 일단으로부터 연결부(326)의 길이 방향으로 연장된다. 제 2 지지부(324)는 연결부(326)의 타단으로부터 연결부(326)의 길이 방향으로 연장된다. 제 1 지지부(322)와 제 2 지지부(324)는 동일한 형상을 가진다. 예컨대, 제 1 지지부(322)와 제 2 지지부(324)는 'C'자 형상으로 제공될 수 있다. 하부 블레이드(320b)는 상부 블레이드(320a)와 대체로 동일한 형상을 가진다. 다만, 하부 블레이드(320b)의 연결부(326) 중앙 영역에는 상부 블레이드(320a)를 회전시키는 회전축이 삽입되도록 상하 방향으로 통공이 형성된다.
블레이드 부재(320)는 아암 부재(340) 상에 제공되어, 아암 부재(340)와 함께 이동된다. 아암 부재(340)는 복수의 아암들을 가진다. 일 예에 의하면, 아암 부재(340)는 상부 아암(340a)과 하부 아암(340b)을 가진다. 상부 아암(340a)은 하부 아암(340b)의 상부에 위치되며 하부 아암(340b) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 상부 아암(340a)과 하부 아암(340b)은 각각 긴 로드 형상을 가진다. 상부 아암(340a)과 하부 아암(340b)의 내부에는 구동 부재(380)의 일부 구성이 삽입되는 빈 공간이 제공된다. 상부 아암(340a)의 일단 상벽에는 개구가 형성된다. 또한, 하부 아암(340b)의 일단 상벽에는 개구가 형성된다. 블레이드 부재(320)의 연결부(326)는 상부 아암(340a)의 일단 상에 위치되고, 상부 아암(340a)의 타단은 하부 아암(340b)의 일단 상에 위치된다.
회전체(360)는 하부 아암(340b)을 회전시키고 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 회전체(360)는 내부에 빈 공간이 형성된 통 형상을 가진다.
다시 도 2를 참조하면, 트랜스퍼 챔버(240)의 측면에는 로드락 챔버(220) 또는 프로세스 챔버(260)가 위치된다. 트랜스 챔버(240) 및 프로세스 챔버(260) 내부는 진공으로 유지되고, 로드락 챔버(220) 내부는 진공 및 대기압으로 전환된다. 로드락 챔버(220)는 외부 오염물질이 트랜스퍼 챔버(240) 및 프로세스 챔버(260)로 유입되는 것을 방지한다. 로드락 챔버(220)와 트랜스퍼 챔버(240) 사이, 그리고 로드락 챔버(220)와 인덱스 모듈(100) 사이에는 게이트 밸브(도시되지 않음)가 설치된다. 인덱스 모듈(100)과 로드락 챔버(220) 간에 기판(W)이 이동되는 경우 로드락 챔버(220)와 트랜스퍼 챔버(240) 사이에 제공되는 게이트 밸브가 닫히고, 로드락 챔버(220)와 트랜스퍼 챔버(24) 간에 기판(W)이 이동되는 경우, 로드락 챔버(220)와 인덱스 모듈(100) 사이에 제공되는 게이트 밸브가 닫힌다.
프로세스 챔버(260)는 기판(W)에 대해 소정의 공정을 수행한다. 예컨대, 프로세스 챔버(260)는 애싱, 증착, 식각, 또는 측정 등과 같은 공정을 수행하는 챔버일 수 있다. 또한, 프로세스 챔버(260)는 기판을 가열하는 공정을 수행하는 챔버일 수 있다. 프로세스 챔버(260)는 트랜스퍼 챔버(240)의 측부에 하나 또는 복수 개가 제공된다. 프로세스 챔버(260)가 복수 개 제공되는 경우, 각각의 프로세스 챔버(260)는 기판(W)에 대해 서로 동일한 공정을 수행할 수 있다. 선택적으로 프로세스 챔버(260)가 복수 개 제공되는 경우, 프로세스 챔버(260)들은 순차적으로 기판(W)에 대해 일련의 공정을 수행할 수 있다.
프로세스 챔버(260)는 프로세스 챔버 프레임(262)과 지지 부재(264)를 가진다. 프로세스 챔버 프레임(262)은 내부에 공정이 수행되는 처리 공간(263)을 제공한다. 지지 부재(264)는 프로세스 챔버 프레임(262) 내에 제공되며, 공정 진행시 기판(W)을 지지한다. 지지 부재(264)는 기계적 클램핑에 의해 기판(W)을 고정하는 구조로 제공되거나, 정전력에 의해 기판(W)을 고정하는 구조로 제공될 수 있다. 프로세스 챔버 프레임(262) 내에는 두 개의 지지 부재(264)들이 제공될 수 있다. 두 개의 지지 부재(264)들은 서로 측방향으로 나란하게 배치될 수 있다.
프로세스 챔버 프레임(262)의 외벽 중 트랜스퍼 챔버(260)와 대향되는 영역에는 기판(W)이 반입 또는 반출되는 개구(266)가 형성된다. 개구(266)는 도어 유닛(400)에 의해 개폐될 수 있다. 개구(266)는 두 개의 기판(W)이 동시에 출입될 수 있는 폭으로 제공된다. 선택적으로 개구(266)는 프로세스 챔버 프레임(262) 내 지지 부재(264)와 동일한 수로 제공되고, 각각의 개구(266)는 하나의 기판(W)이 출입될 수 있는 폭으로 제공될 수 있다. 프로세스 챔버 프레임(262)에 제공되는 지지 부재(264)들의 수는 더 증가될 수 있다.
이하에서는, 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 도어 유닛(400)에 대해 상세히 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도어 유닛의 정면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도어 유닛의 측면도이다. 도 4와 도 5를 참조하면, 도어 유닛(400)은 도어(410), 실린더 부재(430), 그리고 스위치 부재(450)를 포함할 수 있다.
도어(410)는 공정 챔버(260)의 개구(266)를 차단할 수 있다. 도어(410)는 직사각형 형상 또는 슬릿 형상을 가질 수 있다. 도어(410)는 개구(266)에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 도어(410)는 개구(266)와 대응하거나 개구(266)보다 큰 크기를 가질 수 있다. 또한 도어(410)에는 개구(266)를 더욱 기밀하게 차단할 수 있도록 실링 부재(미도시)가 제공될 수 있다. 실링 부재는 개구(266)의 형상과 동일 또는 유사하게 제공될 수 있다. 또한, 실링 부재는 도어(410)에서 개구(266)를 차단하는 면에 제공될 수 있다.
실린더 부재(430)는 도어(410)를 상하 방향으로 구동시킬 수 있다. 실린더 부재(430)는 가스를 사용하여 구동되는 공압 실린더 일 수 있다. 실린더 부재(430)는 하우징(432), 피스톤(434), 그리고 로드(436)를 가질 수 있다.
하우징(432)은 내부 공간(433)을 가진다. 하우징(432)은 실린더 부재(430)의 외부 케이스 역할을 한다. 또한, 하우징(432)은 원통 형상을 가질 수 있다. 하우징(432)에는 후술하는 로드(436)의 직선 운동을 원활하게 안내하기 위하여 베어링(미도시)이 설치될 수 있다.
피스톤(434)은 하우징(432)의 내부 공간(433)에 제공된다. 피스톤(434)은 하우징(432)의 내부 공간(433)을 구획한다. 피스톤(434)은 내부 공간(433)의 가스 압력에 따라 하우징(432)의 길이 방향으로 이동된다. 피스톤(434)은 내부 공간(433)에서의 이동을 원활히 하고, 내부 공간(433)을 더욱 기밀하게 구획할 수 있도록 일부 또는 전부가 탄성을 가지는 재질로 제공될 수 있다.
로드(436)는 도어(410)를 이동시킬 수 있다. 로드(436)의 일 단은 피스톤(434)과 결합되고, 타 단은 도어(410)와 결합된다. 로드(436)의 타 단은 하우징(432)의 상단을 관통하여 외부로 노출된다. 또한, 로드(436)가 하우징(432)을 관통하는 영역에는 상술한 베어링이 제공될 수 있다. 피스톤(434)이 이동하면서 로드(436)를 이동시키고, 로드(436)의 이동으로 도어(410)를 상하 방향으로 구동시킬 수 있다. 즉, 로드(436)는 도어(410)에 연결되어 구동력을 제공할 수 있다.
하우징(432)의 하측에는 주입 포트(437)가 형성된다. 주입 포트(437)는 내부 공간(433)으로 피스톤(434)의 구동을 위한 가스를 공급할 수 있다. 예컨대, 주입 포트(437)는 피스톤(434)이 구획하는 내부 공간(433) 중 어느 하나에 가스를 공급할 수 있다. 주입 포트(437)는 가스 주입 수단(미도시)과 연결될 수 있다. 주입 포트(437)는 가스 주입 수단이 제공하는 가스를 내부 공간(433)으로 공급할 수 있다.
하우징(432)의 상측에는 가스 배출 벤트(438)가 형성된다. 가스 배출 벤트(438)는 피스톤(434)의 상하 운동에 따라 내부 공간(433) 내부의 가스를 외부로 배출하는 출구로 기능할 수 있다. 주입 포트(437)로 가스가 주입되면 주입 포트(437)가 형성된 쪽 내부 공간(433)의 압력이 상승하여 피스톤(434)을 상승 시킨다. 이 과정에서, 피스톤(434)에 의해 가스 배출 벤트(438) 쪽 내부 공간(433)에 잔류하는 가스는 가스 배출 벤트(438)를 통해 배출된다.
스위치 부재(450)는 외부 물체와 충돌시 실린더 부재(430) 내의 가스를 배출할 수 있다. 예컨대, 스위치 부재(450)가 반송 로봇(300)과 충돌하는 경우, 실린더 부재(430)의 내부 공간(433)에 채워진 가스를 배출할 수 있다. 스위치 부재(450)는, 스위치 블레이드(452), 가스 튜브(454), 그리고 커플러 어셈블리(460)를 포함할 수 있다.
스위치 블레이드(452)가 외부의 물체와 충돌하는 경우, 스위치 블레이드(452)는 실린더 부재(430) 내의 가스를 배출시킬 수 있다. 스위치 블레이드(452)는 도어(410)의 상단에 설치될 수 있다. 스위치 블레이드(452)는 전체적으로 얇은 직사각형의 형상을 가질 수 있다. 스위치 블레이드(452)는 가장 넓은 면적을 가지는 면이 반송 로봇(300)이 기판(W)을 반송하는 방향과 평행하게 도어(410)에 설치될 수 있다. 또한, 스위치 블레이드(452)에는 그 하단에 돌출부(453)가 형성될 수 있다. 돌출부(453)는 아래 방향으로 돌출될 수 있다. 돌출부(453)는 핀 형상을 가질 수 있다. 또한, 돌출부(453)는 복수로 형성될 수 있다. 돌출부(453)는 후술하는 커플러 어셈블리(460)의 수와 대응하는 수로 형성될 수 있다.
스위치 블레이드(452)가 외부의 물체와 충돌하면 실린더 부재(430) 내의 가스가 외부로 배출되는데, 가스 튜브(454)는 이러한 가스가 배출되는 가스 통로를 제공한다. 가스 튜브(454)의 일 단은 실린더 부재(430)와 연결될 수 있다. 예컨대, 가스 튜브(454)의 일 단은 피스톤(434)에 의해 구획되는 내부 공간(433) 중 어느 하나와 연결될 수 있다. 가스 튜브(454)의 일 단이 연결되는 내부 공간(433)은 주입 포트(437)가 형성된 쪽의 내부 공간(433)일 수 있다. 또한, 가스 튜브(454)는 그 타 단이 스위치 블레이드(452)와 연결될 수 있다 예컨대, 가스 튜브(454)는 후술하는 커플러 어셈블리(460)를 매개로 스위치 블레이드(452)와 연결될 수 있다. 또한, 가스 튜브(454)는 일부 또는 전부가 스프링 형상을 가질 수 있고, 탄성을 가지는 재질로 제공될 수 있다. 이에, 도어(410)가 상하 방향으로 이동되더라도, 스위치 블레이드(452)와 연결된 가스 튜브(454)는 상하 방향으로 자유롭게 변형될 수 있다.
이하에서는, 도 6을 참조하여 커플러 어셈블리의 구성에 대하여 상세히 설명한다. 도 6은 도 4와 도 5의 'A' 영역을 확대한 모습을 보여주는 도면이다. 도 6을 참조하면, 커플러 어셈블리(460)는 바디(462), 마개(464), 그리고 탄성 부재(466)를 가질 수 있다.
바디(462)는 제1바디(462a)와 제2바디(462b)를 포함할 수 있다. 제1바디(462a)와 제2바디(462b)는 중심부가 개방된 형상을 가진다. 제1바디(462a)와 제2바디(462b)는 서로 조합될 수 있다. 제1바디(462a)와 제2바디(462b)가 서로 조합되어 형성하는 공간에는 마개(464)와 탄성 부재(466)가 제공될 수 있다. 탄성 부재(466)는 스프링으로 제공될 수 있다. 제1바디(462a)의 내측에는 마개(464)의 걸림부(465)의 상면이 걸리는 단차부(463)가 형성될 수 있다. 마개(464)의 걸림부(465)는 상부에서 바라볼 때, 그 직경이 단차부(463)보다 클 수 있다. 또한, 탄성 부재(466)의 상단은 걸림부(465)의 하면에 접하도록 제공될 수 있다. 또한, 제1바디(462a)와 제2바디(462b)가 서로 조합되어 형성되는 공간에 스위치 블레이드(452)의 돌출부(453)가 삽입될 수 있다. 삽입된 스위치 블레이드(452)의 돌출부(453)는 마개(464)의 상단과 서로 접할 수 있다. 스위치 블레이드(452)가 외부의 물체와 충돌하여 아래 방향으로 이동하는 경우, 스위치 블레이드(452)의 돌출부(453)는 마개(464)를 아래 방향으로 이동시킬 수 있다.
또한, 제2바디(462b)의 하단에는 가스 튜브(454)가 결합될 수 있다. 이에, 제1바디(462a)와 제2바디(462b)가 서로 조합되어 형성하는 공간은 가스 튜브(454)의 가스 통로와 서로 연결될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 도어 유닛이 반송 로봇과 충돌하는 모습을 보여주는 도면이다. 도 7을 참조하면, 일반적으로 반송 로봇(300)이 기판(W)을 공정 챔버(260) 내로 반입을 완료한 이후 도어 유닛(400)이 공정 챔버(260)의 개구를 차단한다. 그러나, 도어 유닛(400) 또는 반송 로봇(300)이 비정상적으로 구동하는 경우, 반송 로봇(300)이 기판(W)을 공정 챔버(260)로 반입하는 도중 도어 유닛(400)과 충돌할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 반송 로봇(300)과 도어 유닛(400)과 충돌시 반송 로봇(300)의 하면은 도어 유닛(400)의 스위치 블레이드(452)의 상면과 접촉한다. 이에, 스위치 블레이드(452)는 반송 로봇(300)의 하면이 전달하는 반작용력에 의해 아래 방향으로 움직이게 된다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 도어 유닛의 구동이 중단되는 모습을 보여주는 도면이고, 도 9는 도 8의 도어 유닛의 구동이 중단시 커플러 어셈블리의 모습을 보여주는 도면이다. 도 8과 도 9를 참조하면, 스위치 블레이드(452)가 반송 로봇(300)과 충돌하면서 아래 방향으로 움직이게 되면, 스위치 블레이드(452)의 돌출부(453)가 마개(464)를 아래 방향으로 누르게 되고, 마개(464)는 아래 방향으로 이동한다. 이에, 마개(464)에 형성된 걸림부(465)는 제1바디(462a)의 단차부(463)로부터 이격된다. 마개(464)에 형성된 걸림부(465)가 단차부(463)로부터 이격되면 실런더 부재(430)의 내부 공간(433)에 차 있던 가스(G)는 가스 튜브(454)를 거쳐 마개(464)와 단차부(463)가 이격된 공간을 통해 배출 된다. 즉, 도어(410)를 승강시키는 실린더 부재(430) 내의 가스(G)가 외부로 배출되게 된다. 피스톤(434)에 위 방향으로 압력을 가하는 가스(G)가 배출되면서 도어(410)의 승강은 중단된다.
일반적인 도어 유닛은 기판을 반송하는 도중 외부의 물체와 충돌하더라도 계속하여 상승한다. 이에, 도어 유닛이 외부의 물체(예컨대, 기판이나 반송 로봇 등)와 충돌하게 되면 도어뿐 아니라 외부의 물체가 파손되는 것을 막기 어렵다. 또한, 도어 유닛이 외부의 물체와 충돌하는 경우 도어 유닛의 구동을 멈추기 위해 별도의 밸브를 설치하는 방안을 고려해 볼 수 있으나, 이러한 밸브의 조작은 사용자가 직접 해야하고, 충돌이 이루어지는 짧은 시간 동안 이를 조작하기 어렵다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 스위치 블레이드(452)가 외부의 물체와 충돌하는 경우 실린더 부재(430) 내의 가스를 외부로 배출시켜 곧바로 도어(410)가 승강하는 것을 중단시킨다. 이에, 도어 유닛(400)이 외부의 물체와 충돌하더라도 도어(410)나 반송 로봇(300) 등의 외부의 물체가 파손되는 것을 막을 수 있다.
상술한 예에서는 도어 유닛(400)이 공정 챔버(260)의 개구(266)를 차단하는 구성인 것을 예로 들어 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도어 유닛(400)은 로드락 챔버(220)의 반입구(226)를 차단하는 구성으로 제공될 수 있다.
상술한 예에서는 도어 유닛(400)이 기판을 처리하는 장치에 적용되는 것을 예로 들어 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도어 유닛(400)은 물체가 반입되는 개구를 가지는 다양한 장치에 적용될 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
400: 도어 유닛
410: 도어
430: 실린더 부재
450: 스위치 부재

Claims (11)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판을 처리하고, 기판이 반입되는 개구를 가지는 공정 챔버와;
    상기 개구를 개폐하는 도어 유닛을 포함하되;
    상기 도어 유닛은,
    상기 개구를 차단하는 도어와;
    상기 도어와 연결되어 상기 도어를 상하로 이동시키는 실린더 부재와;
    상기 도어에 설치되는 스위치 부재를 포함하고,
    상기 스위치 부재는,
    스위치 블레이드와;
    상기 스위치 블레이드와 연결되며 상기 실린더 부재의 내부 공간과 연결되고, 가스 통로를 가지는 가스 튜브를 포함하고,
    외부 물체와 충돌시 상기 가스 통로를 통해 상기 실린더 부재 내의 피스톤을 이동시키는 가스를 배출하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스위치 블레이드는 상기 도어의 상단에 설치되는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가스 튜브는 일부 또는 전부가 스프링 형상을 가지는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가스 튜브와 결합되는 커플러 어셈블리를 포함하고,
    상기 스위치 블레이드에서 아래 방향으로 돌출되는 돌출부는 상기 커플러 어셈블리가 가지는 마개의 상단과 접하도록 제공되는 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 커플러 어셈블리는,
    상기 가스 튜브와 결합되는 바디와;
    상기 바디 내의 공간에 위치되고 상기 마개의 하면과 접하도록 제공되는 탄성 부재를 포함하고,
    상기 바디의 내측에는 상기 마개의 걸림부가 걸리도록 단차부가 형성되는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 실린더 부재는,
    내부 공간을 가지는 하우징과;
    상기 내부 공간을 구획하는 피스톤과;
    상기 피스톤 및 상기 도어와 결합하여 상기 피스톤의 이동에 따라 상기 도어를 이동시키는 로드와;
    상기 내부 공간으로 상기 피스톤의 구동을 위한 가스를 주입하는 주입 포트를 포함하고,
    상기 가스 튜브의 일 단은 구획되는 상기 내부 공간 중 어느 하나와 연결되는 기판 처리 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도어는 슬릿 형상으로 제공되는 기판 처리 장치.
  8. 도어 유닛에 있어서,
    개구를 차단하는 도어와;
    상기 도어와 연결되어 상기 도어를 상하로 이동시키는 실린더 부재와;
    상기 도어에 설치되는 스위치 부재를 포함하고,
    상기 스위치 부재는,
    상기 도어의 상단에 설치되는 스위치 블레이드와;
    상기 스위치 블레이드와 연결되며 상기 실린더 부재의 내부 공간과 연결되고, 가스 통로를 가지는 가스 튜브를 포함하고,
    외부 물체와 충돌시 상기 가스 통로를 통해 상기 실린더 부재 내의 피스톤을 이동시키는 가스를 배출하는 도어 유닛.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가스 튜브는 일부 또는 전부가 스프링 형상을 가지는 도어 유닛.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 가스 튜브와 결합되는 커플러 어셈블리를 포함하고,
    상기 스위치 블레이드에서 아래 방향으로 돌출되는 돌출부는 상기 커플러 어셈블리가 가지는 마개의 상단과 접하도록 제공되고,
    상기 커플러 어셈블리는,
    상기 가스 튜브와 결합되는 바디와;
    상기 바디 내의 공간에 위치되고 상기 마개의 하면과 접하도록 제공되는 탄성 부재를 포함하고,
    상기 바디의 내측에는 상기 마개의 걸림부가 걸리도록 단차부가 형성되는 도어 유닛.
  11. 기판이 반입되는 개구를 가진 공정 챔버에서 도어를 이용하여 상기 개구를 개폐하되,
    상기 도어가 상기 개구를 차단하기 위해 승강하는 동안 상기 도어에 설치된 스위치 부재가 외부 물체와 충돌하면, 상기 충돌에 의해 상기 도어를 승강 시키는 실린더 내의 가스를 외부로 배출시키는 도어 구동 방법.
KR1020190020246A 2019-02-21 2019-02-21 도어 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 도어 구동 방법 KR102212461B1 (ko)

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