KR20220111923A - 리프트 핀 어셈블리 및 그것을 구비한 기판 처리 장치 - Google Patents

리프트 핀 어셈블리 및 그것을 구비한 기판 처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 리프트 핀 어셈블리를 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 리프트 핀 어셈블리는 구동 부재; 상기 구동 부재에 의해 수직방향으로 승/하강하는 수평대; 리프트 핀들이 설치되며, 상기 수평대의 승/하강에 따라 수직방향으로 이동하는 적어도 하나의 핀 지지부재; 및 상기 핀 지지부재의 이동을 안내하는 가이드부재를 포함하되; 상기 핀 지지부재는 상기 리프트 핌들이 설치되는 리프트 후프; 상기 리프트 후프를 지지하는 샤프트; 상기 샤프트를 감싸도록 제공되는 벨로우즈; 및 상기 샤프트와 상기 벨로우즈 사이의 유격 방지를 위해 상기 샤프트 외주면에 제공되는 샤프트링을 포함할 수 있다.

Description

리프트 핀 어셈블리 및 그것을 구비한 기판 처리 장치{APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATES}
본 발명은 리프트 핀 어셈블리 및 그것을 구비한 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 기판에 다수의 공정들을 반복적으로 실시하여 제조된다. 예를 들자면 기판 상에 절연막이나 도전체막 등의 물질막을 증착하는 공정, 증착된 물질막을 소자 형성을 위하여 필요한 형태로 패터닝하는 공정 그리고 전 공정을 거치면서 기판 상에 형성된 잔류물을 제거하는 공정 그리고 기판이나 물질막내에 소정의 불순물을 주입하는 공정이 있다.
이러한 공정들을 진행하기 위해서는 각각의 공정을 수행하는 공정 챔버 내부에 설치된 기판 서셉터로 기판을 로딩하여 필요한 공정을 수행하고, 공정이 완료되면 이 기판을 외부로 언로딩하여 다음 공정을 위하여 이동시키는 과정을 필요에 따라 반복하게 된다.
반도체 소자 제조를 원활하게 진행하기 위해서는 공정이 수행되는 기판이 손상되지 않도록 하는 것이 중요하다. 이를 위하여 각각의 공정 챔버에는 기판을 안정적으로 기판 서셉터에 안착시켜야 하는데, 이를 위하여 기판 서셉터 상으로 기판을 이송하는 로봇암과 기판을 기판 서셉터 상에 안착시키는 리프트 핀 어셈블리가 사용된다.
이러한 기판 처리 장치는 기판의 온도 상승을 위해 고온의 서셉터가 사용되게 되는데, 특정 막질이 증착된 기판의 경우 급격한 온도 상승 및 고온 공정에서 문제가 발생할 수 있다. 이와 같은 문제로 인해 막질의 변형 및 탈착 등의 문제를 발생시킨다.
특히, 반도체 소자 집적화 및 막질의 성분 변화로 인해 더욱 미세한 온도 컨트롤을 필요로 한느 기판들이 만들어 지고 있으므로, 기판 처리에 있어서 급격한 온도 변화는 개선해야 될 문제점이다.
본 발명은 리프트 핀의 정밀한 장착이 가능한 리프트 핀 어셈블리 및 그것을 구비한 기판 처리 장치를 제공하는데 있다.
본 발명은 리프트 핀의 기울어짐을 방지할 수 있는 리프트 핀 어셈블리 및 그것을 구비한 기판 처리 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 구동 부재; 상기 구동 부재에 의해 수직방향으로 승/하강하는 수평대; 리프트 핀들이 설치되며, 상기 수평대의 승/하강에 따라 수직방향으로 이동하는 적어도 하나의 핀 지지부재; 및 상기 핀 지지부재의 이동을 안내하는 가이드부재를 포함하되; 상기 핀 지지부재는 상기 리프트 핌들이 설치되는 리프트 후프; 상기 리프트 후프를 지지하는 샤프트; 상기 샤프트를 감싸도록 제공되는 벨로우즈; 및 상기 샤프트와 상기 벨로우즈 사이의 유격 방지를 위해 상기 샤프트 외주면에 제공되는 샤프트링을 포함하는 리프트 핀 어셈블리가 제공될 수 있다.
또한, 상기 밸로우즈는 챔버 하단에 연결되는 상부 플랜지; 상단은 상기 상부 플랜지에 고정되고, 하단은 상기 샤프트가 고정되는 브라켓에 고정되는 주름관을 포함하며, 상기 샤프트링은 상기 상부 플랜지와 동일선상에 위치되도록 상기 샤프트에 설치될 수 있다.
또한, 상기 리프트 핀은 상기 리프트 후프에 체결되는 체결부를 갖는 하단부분과, 기판과 접촉하는 접촉부를 갖는 상단부분을 가지며, 상기 상단부분은 평탄한 평탄면을 가질 수 있다.
또한, 상기 하단부분은 나사산이 형성된 나사부와 나사부 상부에 제공되는 받침부; 및 상기 나사부와 상기 받침부 사이에 높이조절용 와셔가 삽입되는 삽입홈을 가질 수 있다.
또한, 상기 나사부는 나사산이 형성된 외주면을 길이방향으로 절단한 절단면이 형성되도록 하되, 상기 절단면은 좌, 우 대칭이 되도록 제공될 수 있다.
또한, 상기 높이조절용 와셔는 상기 나사부의 평단면 형상과 대응되는 관통공을 가질 수 있다.
또한, 상기 리프트 후프는 상기 리프트 핀들이 장착되는 체결홀들을 갖는 링 형상의 링부분; 및 상기 샤프트에 지지되는 지지부분을 갖고, 상기 지지부분과 상기 링부분 사이에는 오목하게 형성된 오목부분을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내부에 서로 이격되어 설치되고, 복수개의 핀 홀을 갖는 제1,2서셉터; 상기 제1서셉터의 핀 홀들과 각각 대응하는 복수개의 리프트 핀들을 갖는 제1 핀 지지부재; 상기 제2서셉터의 핀 홀들과 각각 대응하는 복수개의 리프트 핀들을 갖는 제2 핀 지지부재; 및 상기 제1,2핀 지지부재를 수직 방향으로 상승 또는 하강시키는 구동 부재를 포함하되; 상기 제1핀 지지부재 및 상기 제2핀 지지부재 각각은 상기 리프트 핀들이 설치되는 리프트 후프; 상기 리프트 후프를 지지하는 샤프트; 상기 샤프트를 감싸도록 제공되는 벨로우즈; 및 상기 샤프트와 상기 벨로우즈 사이의 유격 방지를 위해 상기 샤프트 외주면에 제공되는 샤프트링을 포함하는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 밸로우즈는 챔버 하단에 연결되는 상부 플랜지; 상단은 상기 상부 플랜지에 고정되고, 하단은 상기 샤프트가 고정되는 브라켓에 고정되는 주름관을 포함하며, 상기 샤프트링은 상기 상부 플랜지와 동일선상에 위치되도록 상기 샤프트에 설치될 수 있다.
또한, 상기 리프트 핀은 상기 리프트 후프에 체결되는 체결부를 갖는 하단부분과, 기판과 접촉하는 접촉부를 갖는 상단부분을 가지며, 상기 상단부분은 평탄한 평탄면을 가질 수 있다.
또한, 상기 하단부분은 나사산이 형성된 나사부와 나사부 상부에 제공되는 받침부; 및 상기 나사부와 상기 받침부 사이에 높이조절용 와셔가 삽입되는 삽입홈을 가질 수 있다.
또한, 상기 나사부는 나사산이 형성된 외주면을 길이방향으로 절단한 절단면이 형성되도록 하되, 상기 절단면은 좌, 우 대칭이 되도록 제공될 수 있다.
또한, 상기 높이조절용 와셔는 상기 나사부의 평단면 형상과 대응되는 관통공을 가질 수 있다.
또한, 상기 리프트 후프는 상기 리프트 핀들이 장착되는 체결홀들을 갖는 링 형상의 링부분; 및 상기 샤프트에 지지되는 지지부분을 갖고, 상기 지지부분과 상기 링부분 사이에는 오목하게 형성된 오목부분을 가질 수 있다.
또한, 상기 제1,2서셉터의 상면으로부터 상기 핀홀에 끼워지는 그리고 상기 리프트 핀이 상기 리프트 후프의 체결홀에 체결되는 과정에서 상기 리프트 핀의 수직도를 잡아주는 쳐짐방지 지그를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 쳐짐방지 지그는 상기 리프트 핀이 삽입되는 관통공을 가질 수 있다.
또한, 상기 리프트 핀은 상기 제1,2서셉터의 상면으로부터 상기 핀홀을 통해 상기 리프트 후프의 체결홀에 체결될 수 있다.
또한, 상기 리프트 핀 어셈블리는 상기 제1,2핀 지지부재의 상기 브라켓과 상기 수평대 사이에 설치되어 상기 제1,2가이드부재에 의해 이동하는 상기 제1,2핀 지지부재의 이동방향과, 상기 수평대의 이동방향 간의 각도 차이를 허용하기 위한 플로팅 조인트를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 공정 챔버는 상기 제1서셉터가 위치되는 제1공간과, 상기 제2서셉터가 위치되는 제2공간 그리고 상기 제1공간과 제2공간이 동등한 구조를 갖도록 상기 공정 챔버 내부를 구획하는 구획벽을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판 처리 장치는 상기 공정 챔버의 제1 공간의 상부에 설치되며, 상기 제1공간으로 플라즈마(plasma)와 공정가스를 공급하는 분사하는 제1공급부재와, 상기 공정 챔버의 제2 공간의 상부에 설치되며, 상기 제2공간으로 플라즈마(plasma)와 공정가스를 공급하는 분사하는 제2공급부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면 리프트 핀의 기울어짐 방지 및 기판과의 간격 제어가 가능하여 기판의 급격한 가열, 고온으로 인한 문제를 개선할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 리프트 핀의 정밀한 장착이 가능함으로써 기판의 온도 조절이 용이하다.
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 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 처리 장치의 외관도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 처리 장치의 정단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 공정 챔버 내부를 보여주는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 공정 챔버 내부에 위치하는 리프트 핀 어셈블리의 제1,2핀 지지부재를 보여주는 평면도이다.
도 5는 리프트 핀 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 6은 리프트 핀 어셈블리의 정면도이다.
도 7은 리프트 핀을 보여주는 도면이다.
도 8은 리프트 핀의 하단부분을 보여주는 도면이다.
도 9는 리프트 핀에 와셔가 장착된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 리프트 핀이 장착된 상태를 보여주는 요부 단면도이다. .
도 11은 리프트 후프를 보여주는 도면이다.
도 12는 벨로우즈는 보여주는 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
본 실시 예에서는 플라즈마를 이용하여 사진 공정 후 기판상에 남아 있는 불필요한 감광제를 제거하는 플라즈마 애싱 장치를 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 플라즈마를 이용하여 반도체 기판을 처리하는 다른 종류의 장치 또는 공정 가스를 이용하여 반도체 기판을 처리하는 다른 종류의 장치에도 적용될 수 있다.
또한, 본 실시 예에서는 플라즈마를 생성시키기 위한 에너지원으로 마이크로파를 예로 들어 설명하지만, 이외에도 고주파 전원 등 다양한 에너지원이 사용될 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)는 플라즈마 소스부에서 생성되는 라디칼을 이용하여 반도체 소자 제조용 기판(이하 기판이라고 함)의 표면을 에싱하기 위한 반도체 제조 장치이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 기판 처리 장치(10)는, 소정의 밀폐된 분위기를 제공하는 공정 챔버(process chamber, 100), 제1,2서셉터(110a,110b), 배기부재(150), 구획부재(160), 플라즈마 생성부재(140), 제1,2가스분배플레이트(170a,170b)를 갖는 가스공급부재(130) 그리고 리프트 핀 어셈블리(200)를 포함한다.
공정 챔버(100)는 내부에 애싱 공정(ashing process)을 수행하는 프로세스 공간을 제공한다. 공정 챔버(100)는 두 개의 기판을 동시에 처리할 수 있는 구조를 갖는다. 즉, 공정 챔버(100)의 프로세스 공간은 제1공간(a)과 제2공간(b)으로 구획된다. 제1공간(a)과 제2공간(b) 각각은 공정시 수용된 낱장의 기판상에 애싱 공정이 수행되는 공간이다. 공정 챔버(100)의 일측벽에는 제1공간(a)과 제2공간(b)으로 각각 기판 출입이 이루어지는 기판 출입구(102)가 형성된다. 기판 출입구(102)는 게이트 밸브와 같은 개폐도어(104)에 의해 개폐된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 공정 챔버(100)의 하부벽(저면)에는 공정 챔버(100) 내 가스가 배기되는 중앙배기구(116)와 사이드 배기구(117)가 제공된다. 중앙 배기구(116)는 제1공간(a)과 제2공간(b) 사이에 위치되어 제1,2공간(a,b)내의 가스 배기가 이루어지고, 사이드 배기구(117)는 서셉터(110a,110b)를 중심으로 중앙 배기구(116)와 대칭되는 제1,2공간(a,b)에 각각 하나씩 위치된다. 본 실시예에서는 두 개의 공간(a,b)을 가지는 공정 챔버(110)를 예로 들어 설명하였으나, 공정 챔버(100) 내 구획 공간은 세 개 이상일 수도 있다.
상기 공정 챔버(100)의 제1공간(a)과 제2공간(b)에는 공정시 기판을 지지하는 제1,2서셉터(110a,110b)가 각각 설치된다. 제1,2서셉터(110a,110b)로는 정전척(electrode chuck)이 사용될 수 있다. 또한, 제1,2서셉터(110a,110b)는 공정시 기판(W)을 안착시켜 기설정된 공정온도로 가열한다. 제1,2서셉터(110a,110b)는 기판(w)상의 포토레지스터가 제거될 수 있는 적정온도(200-400℃)로 유지된다. 제1,2서셉터(110a,110b)는 리프트 핀들이 위치하는 핀 홀(112)들을 갖는다. 제1,2서셉터(110a,110b)에는 전력인가기(미도시됨)가 연결된다. 전력인가기는 제1,2서셉터(110a,110b)에 기설정된 바이어스 전력을 인가한다.
배기부재(150)는 공정 챔버(100)의 내부를 진공 상태로 형성하고, 에싱 공정이 수행되는 동안 발생하는 반응 부산물 등을 배출시키기 위한 것이다.
배기부재(150)는 중앙 배기관(152), 사이드 배기관(154), 그리고 감압부재(미도시됨)를 포함한다. 중앙 배기관(152)은 공정 챔버(110) 내부 가스를 외부로 배기시킨다. 중앙 배기관(152)은 제1 및 제2 공간(a, b) 내 가스를 모두 배기하도록 공정 챔버(100)의 중앙 배기구(116)와 연결된다. 사이드 배기관(154)은 사이드 배기구(117)와 각각 연결되며, 다시 사이드 배기관(154)은 중앙 배기관(152)과 연결된다. 감압부재(미도시됨)는 중앙 배기관(154)에 설치된다. 감압부재는 공정 챔버(100) 내부 압력을 감압하도록 제1 및 제2 공간(a, b) 내 가스를 강제로 흡입한다. 감압부재로는 진공펌프(vacuum pump)가 사용될 수 있다.
구획부재(160)는 제1 공간(a) 및 제2 공간(b)이 동등한 구조를 갖도록 공정 챔버(110) 내부를 구획하는 구획벽(162)을 포함한다. 구획벽(162)은 공정 챔버(110) 내부 중앙에서 상하로 수직하게 설치된다. 이때, 구획벽(162)은 제1 공간(a) 및 제2 공간(b) 각각이 좌우 대칭되도록 공정 챔버(110) 내부를 구획한다. 구획부재(160)는 제1 공간(a) 및 제2 공간(b)의 분리 배기를 위해 제공된다. 또한, 구획부재(160)는 제1공간(a)의 제1서셉터(110a)에 인가되는 전력과 제2공간(b)의 제2서셉터(110b)에 인가되는 전력이 서로 영향을 받지 않도록 제1 공간(a) 및 제2 공간(b)을 구획한다. 따라서, 구획부재(160)의 재질은 절연체인 것이 바람직하다.
본 실시예에서는 구획부재(160)가 일체형의 구획벽(162)을 구비하여 공정챔버(100)를 구획하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 구획부재의 구조 및 형상, 그리고 설치 방식은 다양하게 변경 및 변형될 수 있다. 예컨대, 구획부재(160)는 구획벽(162)이 서로 분리 가능한 구조로 이루어질 수 있으며, 구획벽(162)은 복수개로 이루어질 수 있다. 또는, 구획부재(160)의 구획벽(162)은 공정 챔버(110)에 고정 설치될 수 있다.
플라즈마 생성부재(140)는 공정시 플라즈마를 발생시켜 공정 챔버(100)로 공급한다. 플라즈마 생성부재(140)로는 원격 플라즈마 발생장치(remote plasma generating apparatus)가 사용된다. 플라즈마 생성부재(140)는 제1 생성부재(142) 및 제2 생성부재(144)를 포함한다. 제1 생성부재(142)는 공정시 제1 공급부재(132)로 플라즈마를 공급하고, 제2 생성부재(144)는 공정시 제2 공급부재(134)로 플라즈마를 공급한다. 제1 및 제2 생성부재(142, 144) 각각은 마그네트론(magnetron)(142a, 144a), 도파관(wave guide line)(142b, 144b), 그리고 가스 공급관(gas supply line)(142c, 144c)을 포함한다. 마그네트론(142a, 144a)은 공정시 플라즈마 생성을 위한 마이크로파(micro wave)를 발생시킨다. 도파관(142b)은 마그네트론(142a)에서 생성된 마이크로파를 가스 공급관(142c)으로 유도하고, 도파관(144b)은 마그네트론(144a)에서 생성된 마이크로파를 각각의 가스 공급관(144c)으로 유도한다. 가스 공급관(142c, 144c)은 공정시 반응 가스를 공급한다. 이때, 마그네트론(142a, 144b)에서 생성된 마이크로파에 의해 가스 공급관(142c, 144c)을 통해 공급받은 반응가스로부터 플라즈마가 발생된다. 플라즈마 생성부재(140)에서 생성된 플라즈마는 애싱 공정시 가스공급부재(130)로 공급된다.
가스공급부재(130)의 제1공급부재(132)와 제2공급부재(134)는 공정시 공정 챔버(110)의 제1 공간(a)과 제2 공간(b)으로 플라즈마(plasma)와 공정가스를 분사한다. 제1 공급부재(132)는 공정 챔버(100)의 제1 공간(a) 상부에 설치되며, 제1 생성부재(142)와 연결되는 깔때기 형상의 유로를 제공하는 덮개(136a)와, 덮개(136a) 하부에 기판(w)에 대향되게 설치되는 제1가스 분배 플레이트(Gas Distribution Plate, GDP;170a)를 갖는다. 제2 공급부재(134)는 공정 챔버(100)의 제2 공간(b) 상부에 설치되며, 제2 생성부재(144)와 연결되는 깔때기 형상의 유로를 제공하는 덮개(136b)와, 덮개(136b) 하부에 기판(w)에 대향되게 설치되는 제1,2 가스 분배 플레이트(Gas Distribution Plate;170a,170b)를 갖는다.
제1 공급부재(132)는 공정시 제1 공간(a)의 제1서셉터(110a)에 안착된 기판(W)을 향해 플라즈마와 공정가스를 분사하고, 제2 공급부재(134)는 공정시 제2 공간(b)의 제2서셉터(110a,110b)에 안착된 기판(W)을 향해 플라즈마와 공정가스를 분사한다.
특히, 제1 및 제2 가스 분배 플레이트(170a,170b)는 제1 및 제2 공간(a, b)으로 제공되는 공정가스 및 플라즈마의 밀도가 균일하게 형성되도록 비대칭으로 형성되는 다수의 가스분사유로(172a,172b)들을 가질 수 있다. 구체적으로, 제1 및 제2 가스 분배 플레이트(170a,170b)는 동일한 크기의 가스분사유로(172a)들이 형성된 제1 가장자리 부분과, 기판 출입구(112)와 인접하고 제1 가장자리 부분에 형성된 가스분사유로(172a)들보다는 상대적으로 큰 가스분사유로(172b)들이 형성된 제2 가장자리 부분으로 구분될 수 있는 비대칭의 가스분사유로(172a,172b)들을 갖는다.
도 5는 리프트 핀 어셈블리의 분해 사시도이고, 도 6은 리프트 핀 어셈블리의 정면도이다.
도 5, 도 6 그리고 도 2를 참조하면, 리프트 핀 어셈블리(200)는 제1서셉터(110a)와 제2서셉터(110b)로부터 기판을 안정적으로 승/하강시키기 위한 구성을 갖는다.
리프트 핀 어셈블리(200)는 구동부재(210), 수평대(220), 제1,2핀 지지부재(230a,230b). 제1,2가이드부재(240a,240b) 그리고 플로팅 조인트(250)를 포함한다. 본 발명의 리프트 핀 어셈블리(200)는 구동부재 하나로 2개의 서셉터로부터 기판을 업/다운할 수 있는 장치이다.
구동부재(210)는 공정 챔버(100)의 외측 저면에 설치된다. 구동 부재(210)는 리니어 모터(linear motor) 또는 실린더 등과 같은 액츄에이터가 사용될 수 있다. 수평대(220)는 구동 부재(210)와 연결되어, 구동 부재(210)에 의해 수직 방향으로 승/하강한다. 수평대(220)는 기다란 막대 형상으로 이루어진다. 수평대(220)의 양단에는 제1핀 지지부재(230a)와 제2핀 지지부재(230b)가 각각 설치된다. 제1,2핀 지지부재(230a,230b)는 플로팅 조인트(250)에 의해 수평대(220)에 연결 지지된다.
제1핀 지지부재(230a)는 제1서셉터(110a)에서의 기판 로딩/언로딩을 담당하며, 제2핀 지지부재(230b)는 제2서셉터(110b)에서의 기판 로딩/언로딩을 담당한다. 제1,2핀 지지부재(230a,230b)는 핀 홀(112)들에 위치되는 3개의 리프트 핀(260)들이 수직하게 설치되는 리프트 후프(270)와, 리프트 후프(270)를 지지하며 공정 챔버(100)의 외측 저면으로 관통하여 설치되는 샤프트(236), 샤프트(236) 하단에 설치되는 벨로우즈(280) 그리고 샤프트(236)가 고정되는 브라켓(239)을 포함한다. 브라켓(239)은 저면에 플로팅 조인트(250)가 연결되며 일측면은 제1,2가이드 부재(240)에 연결된다. 리프트 후프(270)는 일단이 개방된 말발굽 형상으로 이루어져 있으나, 그 형상은 다양하게 변경될 수 있다.
플로팅 조인트(250)는 제1,2핀 지지부재(230a,230b)의 브라켓(239)과 수평대(220) 사이에 설치되어 제1,2가이드부재(240)에 의해 이동하는 제1,2핀 지지부재(230a,230b)의 이동방향과, 수평대(220)의 이동방향 간의 각도 차이를 허용하여, 제1,2핀 지지부재(230a,230b)의 안정적인 수직 이동을 제공하게 된다. 특히, 조립 과정에서 수평대(220)의 수평이 틀어지거나 가공 오차 등으로 위치가 틀어져서 생기는 제1,2핀 지지부재(230a,230b)의 직선 운동 방해요인을 플로팅 조인트(250)이 제거해준다. 다시 말하면, 리프트 핀 어셈블리(200)는 중앙에 배치되는 구동부재(210)와 양측에 배치되는 제1,2가이드 부재(240)가 동시에 직선 운동을 하도록 기구적으로 연결된다. 따라서, 구동 부재(210)에 의해 이동되는 수평대(220)의 이동방향, 수평대(220)의 수평 상태, 제1,2가이드부재(240)에 의해 안내되는 제1,2핀 지지부재(230a,230b)의 이동방향이 조립 과정에서 정확하게 세팅되지 않더라도, 플로팅 조인트(250)가 제1,2핀 지지부재(230a,230b)의 운동 방향을 수직한 직선 방향으로 유도하여 각도 틀어짐으로 발생되는 진동을 방지할 수 있다.
제1,2가이드 부재(240)는 제1,2핀 지지부재(230a,230b)의 이동을 안내하게 되며, 공정 챔버(100)의 외측 저면에 설치된다.
리프트 핀 어셈블리(200)는 리프트 핀(260)들이 기판 출입구(102)의 개방에 따라 로봇(미도시됨)에 의해 투입 위치되는 기판(w)의 저면을 받친 상태에서 구동부재(210)에 의해 하강(다운위치)되어 제1,2서셉터(110a,110b) 상면에 기판을 안정적으로 올려놓게 된다.
도 7은 리프트 핀을 보여주는 도면이고, 도 8은 리프트 핀의 하단부분을 보여주는 도면이며, 도 9는 리프트 핀에 와셔가 장착된 상태를 설명하기 위한 도면이다..
도 5 내지 도 9를 참조하면, 리프트 핀(260)은 리프트 후프(270)에 체결되는 체결부를 갖는 하단부분(264)과, 기판과 접촉하는 접촉부를 갖는 상단부분(262)을 포함할 수 있다. 상단부분(262)은 평탄한 평탄면(263)을 갖는다. 평탄면(263)은 리프트 핀(260)을 리프트 후프(270)에 체결하는 과정에서 작업자가 일정한 토크로 체결할 수 있도록 도움을 준다.
하단부분(264)은 나사산이 형성된 나사부(265)와 나사부(265) 상부에 제공되는 받침부(266) 그리고 나사부(265)와 받침부(266) 사이에 높이조절용 와셔(269)가 삽입되는 삽입홈(267)을 갖는다. 나사부(265)는 나사산이 형성된 외주면을 길이방향으로 절단한 절단면(265a)이 갖는다. 절단면(265a)은 좌, 우 대칭이 되도록 제공된다. 높이조절용 와셔(269)는 나사부(265)의 평단면(265a) 형상과 대응되는 관통공(269a)을 갖는다. 관통공(269a)의 짧은 폭의 길이(L1)은 삽입홈(267)의 직경과 대응된다. 높이조절용 와셔(269)는 나사부(265)를 통해 삽입홈(267)에 위치된 후 90도 방향을 돌리면 나사부(265)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
도 10은 리프트 핀이 장착된 상태를 보여주는 요부 단면도이다.
도 10을 참조하면, 리프트 핀은 높이조절용 와셔(269)가 도 9와 같이 장착된 상태에서 제1서셉터(110a)의 상면으로부터 핀홀(112)을 통해 리프트 후프(270)의 체결홀(273)에 체결된다. 이 과정에서 리프트 핀(260)의 기울어짐을 방지하기 위한 쳐짐방지 지그(290)가 사용된다. 쳐짐방지 지그(290)는 리프트 핀(260)이 핀홀(112)에 삽입된 상태에서 제1서셉터(110a)의 상면으로부터 핀홀(112)에 끼워진다. 쳐짐방지 지그(290)는 리프트 핀(260)이 리프트 후프(270)의 체결홀(273)에 체결되는 과정에서 리프트 핀(260)의 수직도를 잡아주게 된다. 쳐짐방지 지그(290)는 리프트 핀(260)이 삽입되는 관통공(292)을 갖는다. 쳐짐방지 지그(290)는 리프트 핀(260)의 장착이 완료된 후에는 제거된다. 참고로, 핀홀(112)의 직경은 리프트 핀(260)의 직경보다 크게 제공된다.
도 11은 리프트 후프를 보여주는 도면이다.
도 11을 참조하면, 리프트 후프(270)는 리프트 핀(260)들이 장착되는 체결홀(273)들을 갖는 링 형상의 링부분(272); 및 샤프트(236)에 지지되는 지지부분(274)을 갖는다. 그리고 지지부분(274)과 링부분(272) 사이에는 오목하게 형성된 오목부분(279)을 갖는다. 이러한 형상을 통해 리프트 후프(270)의 무게중심을 샤프트(236)와 일치하도록 개선함으로써, 링부분(272)의 처짐 문제를 최소화할 수 있다.
도 12는 벨로우즈는 보여주는 단면도이다.
도 12를 참조하면, 벨로우즈(280)는 챔버(100) 하단에 연결되는 상부 플랜지(282)와 주름관(284)을 포함한다. 주름관(284)은 상단이 상부 플랜지(282)에 고정되고, 하단이 샤프트(236)가 고정되는 브라켓(239)에 고정될 수 있다. 샤프트(236)는 벨로우즈(280) 내부 공간에 수직하게 위치되며, 샤프트(236)의 외주면에는 샤프트링(237)이 제공된다. 샤프트링(237)은 샤프트9236)와 벨로우즈(280) 사이의 유격을 최소화할 수 있다. 샤프트링(237)은 상부 플랜지(282)와 동일선상에 위치된다.
상기와 같이, 샤프트(236)의 외주면에 샤프트링(237)이 제공됨으로써 샤프트(236)가 기울어지는 것을 최소화할 수 있다. 따라서, 샤프트(236)와 벨로우즈(280) 사이의 유격으로 인해 발생되는 미세한 기울어짐을 방지함으로써 각 구동부간의 높이를 동일하게 유지시킬 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.

Claims (20)

  1. 리프트 핀 어셈블리에 있어서:
    구동 부재;
    상기 구동 부재에 의해 수직방향으로 승/하강하는 수평대;
    리프트 핀들이 설치되며, 상기 수평대의 승/하강에 따라 수직방향으로 이동하는 적어도 하나의 핀 지지부재; 및
    상기 핀 지지부재의 이동을 안내하는 가이드부재를 포함하되;
    상기 핀 지지부재는
    상기 리프트 핌들이 설치되는 리프트 후프;
    상기 리프트 후프를 지지하는 샤프트;
    상기 샤프트를 감싸도록 제공되는 벨로우즈; 및
    상기 샤프트와 상기 벨로우즈 사이의 유격 방지를 위해 상기 샤프트 외주면에 제공되는 샤프트링을 포함하는 리프트 핀 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 밸로우즈는
    챔버 하단에 연결되는 상부 플랜지;
    상단은 상기 상부 플랜지에 고정되고, 하단은 상기 샤프트가 고정되는 브라켓에 고정되는 주름관을 포함하며,
    상기 샤프트링은 상기 상부 플랜지와 동일선상에 위치되도록 상기 샤프트에 설치되는 리프트 핀 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 리프트 핀은
    상기 리프트 후프에 체결되는 체결부를 갖는 하단부분과, 기판과 접촉하는 접촉부를 갖는 상단부분을 가지며,
    상기 상단부분은
    평탄한 평탄면을 갖는 리프트 핀 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하단부분은
    나사산이 형성된 나사부와 나사부 상부에 제공되는 받침부; 및
    상기 나사부와 상기 받침부 사이에 높이조절용 와셔가 삽입되는 삽입홈을 갖는 리프트 핀 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 나사부는
    나사산이 형성된 외주면을 길이방향으로 절단한 절단면이 형성되도록 하되, 상기 절단면은 좌, 우 대칭이 되도록 제공되는 리프트 핀 어셈블리.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 높이조절용 와셔는
    상기 나사부의 평단면 형상과 대응되는 관통공을 갖는 리프트 핀 어셈블리.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 리프트 후프는
    상기 리프트 핀들이 장착되는 체결홀들을 갖는 링 형상의 링부분; 및
    상기 샤프트에 지지되는 지지부분을 갖고,
    상기 지지부분과 상기 링부분 사이에는 오목하게 형성된 오목부분을 갖는 리프트 핀 어셈블리.
  8. 기판 처리 장치에 있어서:
    공정 챔버;
    상기 공정 챔버 내부에 서로 이격되어 설치되고, 복수개의 핀 홀을 갖는 제1,2서셉터;
    상기 제1서셉터의 핀 홀들과 각각 대응하는 복수개의 리프트 핀들을 갖는 제1 핀 지지부재;
    상기 제2서셉터의 핀 홀들과 각각 대응하는 복수개의 리프트 핀들을 갖는 제2 핀 지지부재; 및
    상기 제1,2핀 지지부재를 수직 방향으로 상승 또는 하강시키는 구동 부재를 포함하되;
    상기 제1핀 지지부재 및 상기 제2핀 지지부재 각각은
    상기 리프트 핀들이 설치되는 리프트 후프;
    상기 리프트 후프를 지지하는 샤프트;
    상기 샤프트를 감싸도록 제공되는 벨로우즈; 및
    상기 샤프트와 상기 벨로우즈 사이의 유격 방지를 위해 상기 샤프트 외주면에 제공되는 샤프트링을 포함하는 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 밸로우즈는
    챔버 하단에 연결되는 상부 플랜지;
    상단은 상기 상부 플랜지에 고정되고, 하단은 상기 샤프트가 고정되는 브라켓에 고정되는 주름관을 포함하며,
    상기 샤프트링은 상기 상부 플랜지와 동일선상에 위치되도록 상기 샤프트에 설치되는 기판 처리 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 리프트 핀은
    상기 리프트 후프에 체결되는 체결부를 갖는 하단부분과, 기판과 접촉하는 접촉부를 갖는 상단부분을 가지며,
    상기 상단부분은
    평탄한 평탄면을 갖는 기판 처리 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 하단부분은
    나사산이 형성된 나사부와 나사부 상부에 제공되는 받침부; 및
    상기 나사부와 상기 받침부 사이에 높이조절용 와셔가 삽입되는 삽입홈을 갖는 기판 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 나사부는
    나사산이 형성된 외주면을 길이방향으로 절단한 절단면이 형성되도록 하되, 상기 절단면은 좌, 우 대칭이 되도록 제공되는 기판 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 높이조절용 와셔는
    상기 나사부의 평단면 형상과 대응되는 관통공을 갖는 기판 처리 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 리프트 후프는
    상기 리프트 핀들이 장착되는 체결홀들을 갖는 링 형상의 링부분; 및
    상기 샤프트에 지지되는 지지부분을 갖고,
    상기 지지부분과 상기 링부분 사이에는 오목하게 형성된 오목부분을 갖는 기판 처리 장치.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 제1,2서셉터의 상면으로부터 상기 핀홀에 끼워지는 그리고 상기 리프트 핀이 상기 리프트 후프의 체결홀에 체결되는 과정에서 상기 리프트 핀의 수직도를 잡아주는 쳐짐방지 지그를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 쳐짐방지 지그는
    상기 리프트 핀이 삽입되는 관통공을 갖는 기판 처리 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 리프트 핀은 상기 제1,2서셉터의 상면으로부터 상기 핀홀을 통해 상기 리프트 후프의 체결홀에 체결되는 기판 처리 장치.
  18. 제8항에 있어서,
    상기 리프트 핀 어셈블리는
    상기 제1,2핀 지지부재의 상기 브라켓과 상기 수평대 사이에 설치되어 상기 제1,2가이드부재에 의해 이동하는 상기 제1,2핀 지지부재의 이동방향과, 상기 수평대의 이동방향 간의 각도 차이를 허용하기 위한 플로팅 조인트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  19. 제8항에 있어서,
    상기 공정 챔버는
    상기 제1서셉터가 위치되는 제1공간과, 상기 제2서셉터가 위치되는 제2공간 그리고 상기 제1공간과 제2공간이 동등한 구조를 갖도록 상기 공정 챔버 내부를 구획하는 구획벽을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는
    상기 공정 챔버의 제1 공간의 상부에 설치되며, 상기 제1공간으로 플라즈마(plasma)와 공정가스를 공급하는 분사하는 제1공급부재와,
    상기 공정 챔버의 제2 공간의 상부에 설치되며, 상기 제2공간으로 플라즈마(plasma)와 공정가스를 공급하는 분사하는 제2공급부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
KR1020210015335A 2021-02-03 2021-02-03 리프트 핀 어셈블리 및 그것을 구비한 기판 처리 장치 KR102608461B1 (ko)

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