KR20220146051A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20220146051A
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Abstract

본 발명은 기판을 지지하며 회전하는 회전 테이블과 상기 기판에 분사되는 처리액을 회수하는 처리액 회수부가 배치되는 하우징을 구비하는 기판 처리 장치로서, 상기 처리액 회수부는, 상기 회전 테이블의 외측에 배치되며, 내부에 처리액을 회수하기 위한 공간을 제공하는 회수컵; 상기 회수컵에 연결되는 한 쌍의 승강축; 및 상기 승강축 각각에 연결되는 한 쌍의 기어박스를 포함하며, 상기 한 쌍의 기어박스는, 서로 동기화되어 상기 한 쌍의 승강축을 동시에 승하강시킴으로써 상기 회전 테이블에 대한 상기 회수컵의 상대적인 높이를 조절하는 것을 특징으로 한다.

Description

기판 처리 장치{Substrate processing apparatus}
본 발명은 반도체 기판을 처리하기 위한 장치에 관한 것이다.
반도체 제조 공정은 반도체 기판 상에 증착, 사진, 식각, 세정하기 위한 다양한 공정들을 포함할 수 있다. 기판 처리 공정은 기판에 다양한 종류의 처리액을 공급하는 것으로 바람직하게는 회전하고 있는 기판에 미리 정해진 순서와 유량으로 2종 이상의 처리액을 분사하는 과정을 포함할 수 있다.
기판에 분사되어 사용된 처리액은 기판 처리 장치 외부로 배출하거나 저장해두었다가 다시 사용하기 위해 회수할 수 있다. 이를 위해, 종래 기판 처리 장치에는 처리액 회수를 위한 공간을 구비하는 회수컵 구조가 도입되었다. 기판에 분사된 처리액은 기판이 회전함에 따라 기판의 외측으로 이동할 수 있으며, 회수컵은 기판 외측에서 기판을 감싸도록 마련되어 처리액을 회수할 수 있도록 배치되었다. 회수컵은 서로 다른 처리액이 혼합되어 회수되지 않도록 복수 개로 마련되는 구조가 도입되었는데, 각각의 회수컵은 공압 실린더에 연결되어 승하강 이동하도록 마련되었다. 이때, 공압 실린더는 미리 정해진 처리액을 회수하기 위해 미리 정해진 회수컵의 높이를 처리액 이동방향에 맞게 조절하고, 나머지 회수컵의 높이는 다르게 조절하는 제어를 구현하는 수단이다.
그러나, 종래 사용된 공압 실린더 방식은 회수컵을 승하강하는 과정에서 발생하는 마찰과 같은 내부적인 요인에 의해 회수컵의 높이 조절에 오차가 발생하는 문제가 있었고, 회수컵에 처리액을 회수함에 따른 무게 변화 및 회수컵의 어느 한 쪽에 처리액이 쏠리는 경우 무게 불균형에 대응하지 못하는 등 외부적인 요인에 의해 회수컵의 높이 조절 및 균형 유지에 오차가 발생하는 문제가 있었으며, 이러한 오차는 기판 처리 공정을 수행할수록 심해져 보다 큰 유지보수 비용과 시간을 요구하게 된다는 한계가 있었다.
본 발명의 목적은 회수컵에 한 쌍의 승강축과 기어박스를 연결하고, 그 구동을 서로 동기화하여 회수컵 승하강 이동의 제어가 정밀한 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 기판을 지지하며 회전하는 회전 테이블과 상기 기판에 분사되는 처리액을 회수하는 처리액 회수부가 배치되는 하우징을 구비하는 기판 처리 장치로서, 상기 처리액 회수부는, 상기 회전 테이블의 외측에 배치되며, 내부에 처리액을 회수하기 위한 공간을 제공하는 회수컵, 상기 회수컵에 연결되는 한 쌍의 승강축, 및 상기 승강축 각각에 연결되는 한 쌍의 기어박스를 포함하며, 상기 한 쌍의 기어박스는, 서로 동기화되어 상기 한 쌍의 승강축을 동시에 승하강시킴으로써 상기 회전 테이블에 대한 상기 회수컵의 상대적인 높이를 조절하는 것이다.
구체적으로, 상기 회수컵은, 상부면이 개방되며, 상기 승강축이 완전히 하강되면 상기 처리액을 회수하지 않는 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 승강축은, 일단이 상기 회수컵의 하부면에 연결되며, 타단이 상기 기어박스의 상부면에 연결되는 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 회수컵은, 상기 공간에 회수된 처리액을 배출하기 위한 회수 홀을 포함하며, 상기 승강축과 상기 회수 홀은, 상기 회수컵의 하부면에서 서로 어긋난 위치에 배치되는 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 한 쌍의 승강축은, 상기 회수컵의 일측에 연결되는 두 개의 승강축과, 상기 일측에 대향하는 타측에 연결되는 두 개의 승강축으로 이루어지며, 상기 한 쌍의 기어박스는, 상기 일측에 연결되는 두 개의 승강축을 동시에 승하강시키는 기어박스와, 상기 타측에 연결되는 두 개의 승강축을 동시에 승하강시키는 기어박스로 이루어지는 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 회수컵은, 상기 회전 테이블을 감싸도록 마련되는 제1 회수컵, 상기 제1 회수컵의 외측에 마련되어 상기 제1 회수컵을 감싸도록 마련되는 제2 회수컵, 및 상기 제2 회수컵의 외측에 마련되어 상기 제2 회수컵을 감싸도록 마련되는 제3 회수컵을 포함하며, 상기 승강축은, 일단이 상기 제1 회수컵에 연결되는 제1 승강축, 일단이 상기 제2 회수컵에 연결되는 제2 승강축, 및 일단이 상기 제3 회수컵에 연결되는 제3 승강축을 포함하는 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 기어박스는, 구동력을 발생시키는 모터, 기어를 통해 상기 모터에 연결되며, 상기 모터의 회전축에 대해 수직인 회전축을 중심으로 회전하는 스크류, 상기 스크류에 나사 결합되며, 상기 승강축의 타단이 연결되는 승강판, 및 상기 승강판의 회전을 억제하는 너트를 포함하며, 상기 스크류에 대한 상기 승강판의 상대적 높이를 조절하여 상기 승강축을 승하강시키는 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 스크류의 회전축과 상기 승강축은 서로 평행하게 배치되는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치는 공급되는 처리액의 종류에 따라 미리 정해진 회수컵을 이용하여 회수할 수 있도록 동작하며, 모터를 이용하여 회수컵의 승하강을 조절하여 회수컵의 높이 및 균형을 정밀하게 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 회수컵의 아래에 승강축과 기어박스가 마련되어, 전체 장치의 규모를 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 일단면을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치 하우징의 일면을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 기어박스를 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 3에 나타낸 가상의 선 AA'에 따른 기어박스의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 제1 회수컵의 회수 동작을 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 제2 회수컵의 회수 동작을 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 제3 회수컵의 회수 동작을 나타낸 단면도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예 및 도면으로부터 더욱 명백해질 것이다. 그러나 이들 실시예와 도면은 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예 및 도면에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하에서, 기판은 그 표면에 반도체 원료를 육성하여 반도체 기능층을 형성하기 위해 제공되는 것 및 이를 고정하기 위한 수단을 포괄하여 의미한다.
이하에서, 기판이 처리된다는 것은, 처리액을 이용하여 기판 상에 목적하는 물질을 포함하는 기능층을 형성하거나, 목적하는 물질 이외의 불순물이나 오염 물질을 제거하기 위한 과정을 포괄하여 의미한다.
이하에서, 처리액은 당업계에서 통상적으로 사용되는 것을 의미할 수 있으며, 제1 내지 제3과 같이 지칭하는 것은 특정한 회수컵을 통해 회수되도록 하여 다른 처리액과 혼합되지 않게됨을 의미하는 것이지, 각각이 반드시 단일 종류의 처리액을 의미하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 측면을 나타낸 단면도로, 아직 기판이 장착되지 않고 후술할 회수컵들이 모두 하강한 상태를 나타낸 개념도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치 하우징의 일면을 나타낸 개념도이다. 구체적으로, 도 2는 하우징(140)의 중심부에 회전 구동부(130)가 연결되고, 회전 구동부(130)의 외측에 승강축(220)이 통과하는 개구가 마련된 일면을 나타낸 개념도이다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치는 회전 테이블(100), 척핀(110), 회전축(120), 회전 구동부(130), 하우징(140) 및 처리액 회수부(200) 등을 포함할 수 있다.
회전 테이블(100)은 일면에 기판이 장착되기 위한 장소를 제공한다. 회전 테이블(100)은 회전축(120)을 중심으로 방사상으로 배치되는 복수 개의 척핀(110)을 구비할 수 있다. 척핀(110)은 회전 테이블(100)의 상기 일면으로부터 돌출되어 연장되는 형태로 배치될 수 있으며, 복수 개의 척핀(110) 사이에 기판이 장착될 수 있다. 기판은 척핀(110)에 의해 회전 테이블(100)의 상기 일면으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 탈부착될 수 있으며, 기판은 척핀(110)에 고정된 상태로 회전 테이블(100)이 회전됨에 따라 함께 회전할 수 있다.
회전 테이블(100)은 원판 형태일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 회전 테이블(100)은 중심에 마련되는 회전축(120)을 통해 회전 구동부(130)에 연결될 수 있으며, 회전 구동부(130)는 모터 등을 포함하여 회전 테이블(100)을 회전시킬 수 있다. 회전축(120)은 기판 처리 장치의 높이 방향과 평행한 것이 바람직하다.
도시하지 않았으나, 기판 처리 장치의 하우징(140)은 내부에 회전 테이블(100)과 회전 구동부(130) 및 처리액 회수부(200)를 배치하기 위한 공간을 제공할 수 있다. 하우징(140)에는 회전 구동부(130)와 처리액 회수부(200)가 각각 결합되고, 회전 테이블(100)은 외부로 노출되도록 마련될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
처리액 회수부(200)는 회수컵(210), 승강축(220), 이탈방지부재(230) 및 기어박스(240) 등을 포함하여, 회수컵(210)이 승하강하도록 하여 처리액을 회수할 수 있게 제어한다.
회수컵(210)은 회전 테이블(100)의 외측에 배치되며, 내부에 처리액을 회수하기 위한 공간을 제공할 수 있다. 바람직하게는, 회수컵(210)은 회전 테이블(100)의 가장자리를 따라 회전 테이블(100)을 감싸도록 연장될 수 있으며, 승하강함에 따라 회전 테이블(100)을 노출시킬 수 있도록 상부면이 개방된 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 회전 테이블(100)이 원판 형태인 경우, 회수컵(210)은 상부에서 보았을 때 링 형상으로 마련되어 원판 형태의 회전 테이블(100)을 감싸도록 마련될 수 있다.
회수컵(210)이 완전히 상승하면 회전 테이블(100)의 회전축(120)을 중심으로 바깥 방향으로 이동하는 처리액을 받아내어 회수할 수 있으며, 완전히 하강하면 회전 테이블(100)과 기판을 외부로 노출시키며 처리액을 회수하지 않을 수 있게 된다. 회수컵(210)은 완전히 하강하였을 때, 기판을 완전히 노출시키며 기판에 공급되는 처리액의 흐름을 방해하지 않되, 완전히 상승하였을 때에는 기판에 공급되어 튀는 처리액까지 회수할 수 있도록 상부면이 개방된 지붕을 포함하는 돔 형상을 가질 수 있다.
회수컵(210)은 복수 개로 마련되어, 다양한 종류의 처리액을 회수할 수 있다. 예를 들어, 회수컵(210)은 회전 테이블(100)을 감싸도록 마련되는 제1 회수컵(211), 제1 회수컵(211)의 외측에 마련되어 제1 회수컵(211)을 감싸도록 마련되는 제2 회수컵(212), 제2 회수컵(212)의 외측에 마련되어 제2 회수컵(212)을 감싸도록 마련되는 제3 회수컵(213)을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 제1 회수컵(211)이 상승하여 제1 처리액을 회수할 수 있고, 제2 회수컵(212)이 상승하여 제2 처리액을 회수할 수 있고, 제3 회수컵(213)이 상승하여 제3 처리액을 회수할 수 있다.
각각의 회수컵(210)은 처리액이 바깥으로 튀어나가지 않도록 돔 형상을 가질 수 있으며, 상부면이 개방된 지붕을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 제1 회수컵 내지 제3 회수컵(211~213) 중 서로 인접하는 회수컵이 함께 상승하거나 하강한 때에, 각 회수컵(210)의 지붕의 적어도 일부가 서로 적층된 구조를 이룰 수 있다. 도 1은 제1 회수컵 내지 제3 회수컵(211~213)이 모두 상부면이 개방된 것으로, 완전히 하강하여 회전 테이블(100)을 완전히 노출시킨 모습을 도시한 것이다.
승강축(220)은 회수컵(210)과 후술할 기어박스(240)에 연결되는 것으로, 기어박스(240)에 의해 승하강하여 회수컵(210)을 승하강시키기 위한 구성이다. 본 실시예에서 승강축(220)은 회수컵(210)의 어느 일측에 연결되는 것과 상기 일측에 대향하는 타측에 연결되는 한 쌍으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 회수컵(210)은 회전 테이블(100)을 감싸는 링 형상일 수 있으며, 한 쌍의 승강축(220)은 상기 링의 중심점을 기준으로 대칭하는 위치에 각각 연결되는 것일 수 있다. 한 쌍의 승강축(220)이 하나의 회수컵(210)을 지지하게 됨에 따라, 회수컵(210)이 처리액을 회수하는 경우에도 안정적으로 높이 및 균형을 유지할 수 있게 된다.
승강축(220)은 일단이 회수컵(210)에 연결되고 타단이 기어박스(240)에 연결될 수 있으며, 바람직하게는 상기 일단이 회수컵(210)의 하부면에 연결되고, 타단이 기어박스(240)의 상부면에 연결되는 것일 수 있다. 승강축(220)은 기판 처리 장치의 높이 방향과 평행하는 방향에 따라 직선으로 연장되는 것일 수 있다. 이에 따라, 기어박스(240)와 승강축(220) 및 회수컵(210)은 동일한 직선 또는 평면 상에 나란히 배치되는 것일 수 있으며, 기판 처리 장치를 측면에서 보았을 때 회수컵(210)의 아래에 승강축(220)과 기어박스(240)가 배치될 수 있다. 이러한 경우, 회수컵(210)의 승하강 동작을 위한 설비가 회전 테이블(100)의 회전축(120)을 중심으로 회수컵(210)의 외측에 배치되지 않을 수 있게 되어 기판 처리 장치의 공간 활용성을 극대화하고, 전체 장치의 규모를 절감할 수 있게 된다.
승강축(220)은 기어박스(240)의 상부를 통해 후술할 승강부(242)에 결합될 수 있으며, 구동부(243)가 승강부(242)를 승하강시킴에 따라 승강부(242)와 함께 승하강할 수 있다. 승강축(220)은 하우징(140)에 마련된 개구(도시하지 않음)를 통과하여 기어박스(240)에 결합될 수 있으며, 개구에서 하우징(140)과 승강축(220) 사이에는 이탈방지부재(230)가 마련될 수 있다. 이탈방지부재(230)는 승강축(220)의 승하강 동작을 보장하면서 승강축(220)이 기판 처리 장치의 높이 방향에 대해 치우치지 않도록 할 수 있다. 본 실시예에서 승강축(220)은 한 쌍으로 마련되어 일단이 회수컵(210)의 양측을 각각 지지함과 동시에, 승강축(220)의 타단이 기어박스(240)에 연결되고, 상기 일단과 타단 사이에서 이탈방지부재(230)에 의해 치우침이 방지되어 회수컵(210)이 처리액을 회수하는 경우에도 안정적으로 높이 및 균형을 유지할 수 있게 된다.
회수컵(210)은 내부의 공간에 회수되는 처리액을 저장할 수 있으며, 하부면 또는 측면에 저장되는 처리액을 배출하기 위한 회수 홀(도시하지 않음)을 구비할 수 있다. 회수 홀과 승강축(220)이 회수컵(210)의 하부면에 마련되는 경우, 승강축(220)과 회수 홀은 회수컵(210)의 하부면에서 서로 어긋난 위치에 배치될 수 있다. 회수컵(210)의 회수 홀은 하우징(140)에 마련되는 회수 홀(141) 또는 플러싱 홀(142)에 연결될 수 있다. 처리액은 하우징(140)의 회수 홀(141) 또는 플러싱 홀(142)을 통과하여 기판 처리 장치의 외부 또는 기판 처리 장치에 마련되는 별도의 저장 용기로 공급될 수 있다.
회수컵(210)이 복수 개로 마련되는 경우, 승강축(220) 또한 복수 개로 마련되어 각각의 회수컵(210)에 대응하도록 결합될 수 있다. 예를 들어, 제1 회수컵 내지 제3 회수컵(211~213)을 포함하는 경우, 승강축(220)은 일단이 제1 회수컵(211)에 연결되는 제1 승강축(221), 일단이 제2 회수컵(212)에 연결되는 제2 승강축(222), 일단이 제3 회수컵(213)에 연결되는 제3 승강축(223)을 포함할 수 있다. 제1 승강축(221) 내지 제3 승강축(223)은 타단이 각각 기어박스(240)에 연결될 수 있으며, 구체적으로는 각각에 대응하는 승강부(242)에 연결될 수 있다. 전술한 바와 같이, 제1 승강축(221) 내지 제3 승강축(223)은 각각 한 쌍으로 마련될 수 있으며, 한 쌍의 승강축(220)은 서로 동기화되어 동시에 승하강함으로써 한 쌍의 승강축(220)에 연결된 회수컵(210)을 어느 한 방향으로 기울어지지 않은 상태로 승하강시킬 수 있다.
기어박스(240)는 기판 처리 장치의 하우징(140)에 연결되는 기어박스 하우징(241)과 그 내부 공간에 마련되는 승강부(242) 및 구동부(243)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 기어박스(240)는 한 쌍으로 마련되어 한 쌍의 승강축(220)에 대응하는 위치에 배치될 수 있으며, 기판 처리 장치를 측면에서 보았을 때 회수컵(210)의 아래에 배치될 수 있다. 도시하지 않았으나, 기어박스 하우징(241)은 기판 처리 장치 하우징(140)의 내부에 배치되는 것일 수 있으며, 기어박스(240)의 외관을 구성하여 내부에 승강부(242)와 구동부(243)를 포함할 수 있다.
구동부(243)는 후술할 모터와 기어를 포함하여 기어박스(240) 내부에서 승강부(242)를 승하강시킬 수 있으며, 승강부(242)가 승하강함에 따라 승강부(242)에 연결된 승강축(220) 또한 승하강할 수 있게 된다. 도시하지 않았으나, 구동부(243)는 각각의 승강축(220)에 대응하도록 복수 개로 마련되는 것일 수 있다. 즉, 하나의 기어박스(240)에 대해 복수 개의 승강축(220)이 연결되는 경우, 상기 하나의 기어박스(240) 내부에 복수 개의 승강축(220)에 각각 대응하는 복수 개의 승강부(242)와 복수 개의 구동부(243)가 마련될 수 있다. 승강부(242)는 구동부(243)의 모터 및 기어에 대해 물리적으로 맞물리게 연결되어 종래 공압 실린더를 이용한 제어 대비 오차가 최소화되거나 제거된 승하강 동작을 구현할 수 있으며, 한 쌍으로 마련되는 것으로 한 쌍을 구성하는 다른 승강부(242)와의 동기화가 용이하게 구현될 수 있다. 승강부(242)와 구동부(243)의 보다 구체적인 동작에 대해서는 후술하기로 한다.
도 3 및 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 기어박스를 보다 구체적으로 설명한다. 도 3 및 4에서는 기어박스(240)의 구동을 설명하기 위해 기어박스(240)에 연결되는 복수 개의 승강축(220)과 이탈방지부재(230)까지 함께 도시한 것으로, 한 쌍의 승강축(220)의 일측이 두 개의 승강축(220)으로 이루어지며, 총 세 쌍의 승강축(220)이 연결되는 기어박스(240)의 모습을 나타낸 것이다.
도 3 및 4를 참조하면, 기어박스(240)는 기어박스 하우징(241)과 승강부(242) 및 구동부(243)를 포함할 수 있다.
기어박스 하우징(241)은 내부에 승강부(242)와 구동부(243)가 배치될 수 있는 공간을 제공한다. 기어박스 하우징(241)은 상부면의 적어도 일부가 개방된 형상을 가질 수 있으며, 상부면을 통해 기판 처리 장치의 하우징(140)에 결합될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 기어박스 하우징(241)의 일 측면에는 내부에 배치되는 승강부(242) 및 구동부(243)의 정상 동작 여부를 모니터링하기 위한 창이 마련될 수도 있다.
기어박스 하우징(241)은 구동부(243)를 내부에 수용하되, 구동부(243)의 일부는 기어박스 하우징(241)으로부터 돌출되는 것일 수 있다. 구동부(243)는 모터(2431), 모터축(2432) 및 기어(2433)를 포함할 수 있다. 도 3을 참조하면, 모터(2431)는 기어박스 하우징(241)의 일 측면을 통해 외부로 돌출되어 배치되어 외부 전원(도시하지 않음)에 연결되는 것일 수 있다.
모터(2431)는 전기에 의해 구동력을 발생시키되, 전기 신호에 따라 그 동작이 제어되는 것일 수 있다. 예를 들어, 모터(2431)는 펄스 신호에 따라 회전 방향을 제어할 수 있는 서보 모터일 수 있다. 모터(2431)는 기판 처리 장치의 높이 방향에 수직한 방향을 회전축으로 하여 모터(2431)에 연결되는 모터축(2432)을 회전시킬 수 있다. 모터축(2432)은 회전 테이블(100)의 회전축(120)과 수직한 방향에 평행하도록 배치되어 회전할 수 있다. 즉, 모터축(2432)과 승강축(220)은 서로 수직한 방향으로 배치될 수 있다. 모터축(2432)의 일단에는 모터(2431)가 연결되고, 타단에는 기어(2433)가 연결될 수 있다.
모터(2431)는 한 쌍의 기어박스(240) 내부에 각각 마련되어 한 쌍을 구성할 수 있고, 각각이 한 쌍의 승강부(242)를 통해 한 쌍의 승강축(220)에 연결될 수 있다. 따라서, 한 쌍의 승강축(220)이 복수 개로 구성되는 경우, 승강부(242)와 모터(2431) 또한 한 쌍씩 복수 개의 쌍으로 마련되어 대응되는 승강축(220)에 각각 연결될 수 있다. 한 쌍으로 마련되는 모터(2431)는 서로 동기화되어, 모터(2431)에 연결되는 승강부(242)를 동시에 승하강시킬 수 있다. 예를 들어, 하나의 기어박스(240) 내에는 세 개의 모터(2431)가 마련될 수 있고, 각각의 모터(2431)에 연결되는 세 개의 승강부(242)가 마련될 수 있다.
도 4는 도 3의 AA'로 표시한 가상의 선에 따른 기어박스(240)의 단면도이다. 기어(2433)는 모터축(2432)을 통해 모터(2431)에 연결되며, 모터(2431)로부터 전달받는 동력을 승강축(220)으로 전달할 수 있다. 구체적으로, 기어(2433)는 모터축(2432)으로부터 회전력을 전달받아 그 방향을 전환하여 승강부(242)의 승하강에 필요한 동력으로 전달할 수 있는 수단을 의미하며, 기어(2433)는 베벨 기어, 랙/피니언 기어 또는 웜 기어일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
승강부(242)는 스크류(2421), 너트(2422, 2424) 및 승강판(2423)을 포함할 수 있다. 기어(2433)는 일단이 모터축(2432)에 연결되고, 타단이 승강부(242)의 스크류(2421)에 연결되어 모터축(2432)의 동력을 스크류(2421)로 전달하여 스크류(2421)를 회전시킬 수 있다. 스크류(2421)는 기어(2433)를 통해 모터(2431)에 연결되는 것으로, 모터축(2432)에 대한 수직축을 중심으로 회전할 수 있다. 스크류(2421)는 기어(2433)로부터 기판 처리 장치의 높이 방향을 따라 연장되어 형성되되, 기어박스 하우징(241)의 높이까지 연장되는 것일 수 있다. 도시하지 않았으나, 스크류(2421)는 그 외주면에 형성되는 나사산을 포함할 수 있으며, 승강판(2423)과 너트(2422, 2424)는 스크류(2421) 외주면의 나사산에 대해 나사 결합할 수 있다.
너트(2422, 2424)는 스크류(2421)에서 승강판(2423)의 위치를 기준으로 상부너트(2422)와 하부너트(2424) 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 상부너트(2422)와 하부너트(2424) 각각 또는 이들 모두는 승강판(2423)과 인접하거나 접촉하도록 배치되어 승강판(2423)의 회전을 억제한다. 이러한 경우, 스크류(2421)가 회전하더라도 승강판(2423)은 스크류(2421)와 함께 회전하지 않고 나사산을 따라 이동하게 되어 기판 처리 장치의 높이 방향을 기준으로 승하강할 수 있게 된다.
승강판(2423)은 스크류(2421)에 대해 수직 방향으로 연장되는 판 형상의 부재일 수 있으며, 중앙에 마련되는 개구(도시하지 않음)를 통해 스크류(2421)에 나사 결합하는 것일 수 있다. 승강판(2423)에서 상기 개구의 옆에는 승강축(220)이 연결될 수 있으며, 스크류(2421)의 회전축과 승강축(220)은 서로 평행하게 배치될 수 있다. 바람직하게는, 스크류(2421)의 회전축과 승강축(220)은 동일한 평면 상에 나란히 배치되는 것일 수 있다.
바람직하게는, 한 쌍의 승강축(220)은 회수컵(210)의 일측에 연결되는 두 개의 승강축(220)과, 상기 일측에 대향하는 타측에 연결되는 두 개의 승강축(220)으로 이루어지는 것일 수 있으며, 회수컵(210)의 일측에 연결되는 두 개의 승강축(220)이 상기 개구를 사이에 두고 승강판(2423)에 연결될 수 있다. 이러한 경우, 스크류(2421)에 대해 나사 결합하는 승강판(2423)은 항상 스크류(2421)에 대해 수직, 기판 처리 장치가 배치되는 지면에 대해 수평을 유지하면서 두 개의 승강축(220)을 안정적으로 지지할 수 있고, 두 개의 승강축(220)이 회수컵(210)의 일축을 지지하여 회수컵(210)의 균형을 유지하면서 승하강할 수 있게 된다. 즉, 기어박스(240)는 승강부(242)의 스크류(2421)에 대한 승강판(2423)의 상대적 높이를 조절하게 되며, 승강판(2423)이 스크류(2421)의 길이 방향을 따라 승하강함에 따라 승강판(2423)에 연결된 하나 이상의 승강축(220) 또한 승하강하여 최종적으로 회수컵(210)을 승하강시키게 된다.
이상과 같은 설명과 도 1 및 도 5 내지 7을 참조하여, 본 실시예에 따른 기판 처리 장치에서 처리액 회수부의 거동을 보다 구체적으로 설명한다.
본 실시예에 따른 기판 처리 장치의 처리액 회수부(200)는 제1 회수컵(211), 제2 회수컵(212), 제3 회수컵(213)과 각각의 회수컵(210)에 연결되는 세 쌍의 승강축(220)을 포함할 수 있다. 한 쌍의 승강축(220)은 일단이 회수컵(210)의 일측과 상기 일측에 대향하는 타측에 각각 연결될 수 있으며, 타단이 한 쌍의 기어박스(240)에 각각 연결될 수 있다. 승강축(220)이 세 쌍으로 마련됨에 따라, 한 쌍의 기어박스(240) 내부에 총 세 쌍의 승강부(242)와 구동부(243)가 마련되어 대응하는 승강축(220)에 연결될 수 있다. 한 쌍의 구동부(243)는 서로 동기화되어 작동하되, 세 쌍의 구동부(243)의 작동이 전체로서 제어될 수 있다.
도 1에서와 같이, 기판 처리 장치의 처리액 회수부(200)는 최초 회수컵(210)이 모두 하강한 상태를 유지할 수 있다. 회전 테이블(100)의 척핀(110)에 기판(S)이 배치되어 도 5 내지 7과 같은 상태가 될 수 있다. 이하에서는, 도 5부터 7의 순서로 설명하지만 기판 처리 동작이 이에 한정되는 것은 아니며 도 5 내지 7에 도시된 상태의 다양한 조합에 따라 동작할 수 있다.
도 5를 참조하면, 기판 처리 장치에 기판(S)이 배치된 후, 제1 회수컵 내지 제3 회수컵(211~213)이 모두 상승할 수 있다. 세 쌍의 구동부(243)를 모두 구동하여 세 쌍의 승강부(242)가 상승할 수 있고, 이에 따라 세 쌍의 승강축(221~223)과 회수컵(211~213)이 회전 테이블(100)에 대해 모두 상승한 상태를 유지할 수 있다. 회전 테이블(100)의 중심에서 회전 테이블(100)의 외측 방향을 바라볼 때, 제1 회수컵(211)의 처리액을 저장하기 위한 내부 공간만이 개방되고, 제2 회수컵(212) 및 제3 회수컵(213)의 내부 공간은 제1 회수컵(211)에 의해 차폐될 수 있다. 이러한 상태에서, 처리액 공급부(도시하지 않음)를 통해 제1 처리액이 기판(S)의 표면에 분사되면, 제1 처리액은 기판(S) 및 회전 테이블(100)의 표면을 따라 흘러 제1 회수컵(211)의 내부 공간으로 유입된다.
도 6을 참조하면, 제1 처리액의 분사를 마친 후, 제2 회수컵(212)과 제3 회수컵(213)은 상승한 상태를 유지하고, 제1 회수컵(211)은 하강할 수 있다. 제1 회수컵(211)에 연결된 한 쌍의 구동부(243)만을 구동하여 회전 테이블(100) 및 기판(S)이 완전히 노출될 때까지 제1 회수컵(211)을 하강시킬 수 있다. 회전 테이블(100)의 중심에서 회전 테이블(100)의 외측 방향을 바라볼 때, 제2 회수컵(212)의 처리액을 저장하기 위한 내부 공간만이 개방되고, 제3 회수컵(213)의 내부 공간은 제2 회수컵(212)에 의해 차폐될 수 있다. 이러한 상태에서, 처리액 공급부를 통해 제2 처리액이 기판(S)의 표면에 분사되면, 제2 처리액은 기판(S), 회전 테이블(100) 및 제1 회수컵(211)의 외부 표면을 따라 흘러 제2 회수컵(212)의 내부 공간으로 유입된다.
도 7을 참조하면, 제2 처리액의 분사를 마친 후, 제3 회수컵(213)은 상승한 상태를 유지하고, 제2 회수컵(212)은 하강할 수 있다. 제2 회수컵(212)에 연결된 한 쌍의 구동부(243)만을 구동하여 회전 테이블(100) 및 기판(S)이 완전히 노출될 때까지 제2 회수컵(212)을 하강시킬 수 있다. 제2 회수컵(212)이 제2 처리액을 저장하기 위한 내부 공간을 제공하고, 제3 회수컵(213)이 제3 처리액을 저장하기 위한 내부 공간을 제공하는 경우, 회전 테이블(100)의 중심에서 회전 테이블(100)의 외측 방향을 바라볼 때, 제3 회수컵(213)의 처리액을 저장하기 위한 내부 공간만이 개방될 수 있다. 이러한 상태에서, 처리액 공급부를 통해 제3 처리액이 기판(S)의 표면에 분사되면, 제3 처리액은 기판(S), 회전 테이블(100) 및 제2 회수컵(212)의 외부 표면을 따라 흘러 제2 회수컵(212) 또는 제3 회수컵(213)의 내부 공간으로 유입된다.
다시 도 1을 참조하면, 제3 처리액의 분사를 마친 후, 제3 회수컵(213)까지 하강하여 모든 회수컵(210)이 하강된 상태를 유지할 수 있다. 처리된 기판(S)은 회전 테이블(100)로부터 제거될 수 있으며, 처리가 필요한 새로운 기판이 배치되어 전술한 과정을 반복 수행할 수 있다.
이상과 같은 본 실시예에 따른 기판 처리 장치는 승하강이 가능한 회수컵을 구비하는 처리액 회수부를 포함하여 기판 처리에 사용된 처리액을 회수할 수 있는 것으로, 종래 공압 실린더 대신 모터를 이용하여 회수컵의 높이를 보다 정밀하게 제어할 수 있으며 반복 사용하더라도 오차가 발생하지 않거나 오차 보정을 용이하게 할 수 있다.
구체적으로, 기판 처리 장치는 하나의 회수컵 양측에 한 쌍의 승강축을 연결하고, 각 승강축은 서로 동기화된 한 쌍의 모터에 의해 승하강하도록 구성하여 회수컵의 균형을 유지하면서 원하는 높이로 조절할 수 있게 된다. 이때, 기판 처리 장치는 기어를 통해 모터에 대해 기계적으로 연결되는 스크류 및 스크류에 나사 결합하여 승하강이 가능한 승강부를 구비하여, 한 쌍의 모터가 서로 용이하게 동기화되는 것일 수 있다.
또한, 기판 처리 장치는 복수 개의 회수컵과 이에 대응하는 여러 쌍의 모터를 구비하여 복수 개의 처리액이 서로 혼합되지 않도록 정밀한 제어를 구현할 수 있다.
본 발명은 상기에서 설명한 실시예로 한정되지 않으며, 상기 실시예들의 조합 또는 상기 실시예 중 적어도 어느 하나와 공지 기술의 조합을 또 다른 실시예로서 포함할 수 있음은 물론이다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100: 회전 테이블 110: 척핀
120: 회전축 130: 회전 구동부
140: 하우징 200: 처리액 회수부
210: 회수컵 211: 제1 회수컵
212: 제2 회수컵 213: 제3 회수컵
220: 승강축 221: 제1 승강축
222: 제2 승강축 223: 제3 승강축
230: 이탈방지부재 240: 기어박스
241: 기어박스 하우징 242: 승강부
2421: 스크류 2422: 상부너트
2423: 승강판 2424: 하부너트
243: 구동부 2431: 모터
2432: 모터축 2433: 기어
S: 기판

Claims (8)

  1. 기판을 지지하며 회전하는 회전 테이블과 상기 기판에 분사되는 처리액을 회수하는 처리액 회수부가 배치되는 하우징을 구비하는 기판 처리 장치로서,
    상기 처리액 회수부는,
    상기 회전 테이블의 외측에 배치되며, 내부에 처리액을 회수하기 위한 공간을 제공하는 회수컵;
    상기 회수컵에 연결되는 한 쌍의 승강축; 및
    상기 승강축 각각에 연결되는 한 쌍의 기어박스를 포함하며,
    상기 한 쌍의 기어박스는,
    서로 동기화되어 상기 한 쌍의 승강축을 동시에 승하강시킴으로써 상기 회전 테이블에 대한 상기 회수컵의 상대적인 높이를 조절하는 것인, 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회수컵은,
    상부면이 개방되며, 상기 승강축이 완전히 하강되면 상기 처리액을 회수하지 않는 것인, 기판 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 승강축은,
    일단이 상기 회수컵의 하부면에 연결되며, 타단이 상기 기어박스의 상부면에 연결되는 것인, 기판 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 회수컵은,
    상기 공간에 회수된 처리액을 배출하기 위한 회수 홀을 포함하며,
    상기 승강축과 상기 회수 홀은,
    상기 회수컵의 하부면에서 서로 어긋난 위치에 배치되는 것인, 기판 처리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 승강축은,
    상기 회수컵의 일측에 연결되는 두 개의 승강축과, 상기 일측에 대향하는 타측에 연결되는 두 개의 승강축으로 이루어지며,
    상기 한 쌍의 기어박스는,
    상기 일측에 연결되는 두 개의 승강축을 동시에 승하강시키는 기어박스와, 상기 타측에 연결되는 두 개의 승강축을 동시에 승하강시키는 기어박스로 이루어지는 것인, 기판 처리 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 회수컵은,
    상기 회전 테이블을 감싸도록 마련되는 제1 회수컵;
    상기 제1 회수컵의 외측에 마련되어 상기 제1 회수컵을 감싸도록 마련되는 제2 회수컵; 및
    상기 제2 회수컵의 외측에 마련되어 상기 제2 회수컵을 감싸도록 마련되는 제3 회수컵을 포함하며,
    상기 승강축은,
    일단이 상기 제1 회수컵에 연결되는 제1 승강축;
    일단이 상기 제2 회수컵에 연결되는 제2 승강축; 및
    일단이 상기 제3 회수컵에 연결되는 제3 승강축을 포함하는 것인, 기판 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 기어박스는,
    구동력을 발생시키는 모터;
    기어를 통해 상기 모터에 연결되며, 상기 모터의 회전축에 대해 수직인 회전축을 중심으로 회전하는 스크류;
    상기 스크류에 나사 결합되며, 상기 승강축의 타단이 연결되는 승강판; 및
    상기 승강판의 회전을 억제하는 너트를 포함하며,
    상기 스크류에 대한 상기 승강판의 상대적 높이를 조절하여 상기 승강축을 승하강시키는 것인, 기판 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 스크류의 회전축과 상기 승강축은 서로 평행하게 배치되는 것인, 기판 처리 장치.
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