KR20230084891A - 로드락모듈 - Google Patents

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허현강
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Abstract

본 발명은 기판처리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판이 임시로 적재되는 로드락모듈에 관한 것이다.
본 발명은, 밀폐된 하나 이상의 내부공간(S)을 형성하는 챔버(100)와; 상기 내부공간(S)에 설치되어 기판(10)을 지지하는 기판지지부(150)와; 상기 로드락모듈에 설치되어 상기 내부공간(S)으로 압력변환가스를 분사하는 가스분사부(140)와; 상기 가스분사부(140)에서 분사되는 압력변환가스가 상기 기판지지부(150)에 안착된 기판(10)으로 직분사되는 것을 방지하기 위한 가스차단부(200)를 포함하는 것을 특징으로 하는 로드락모듈을 개시한다.

Description

로드락모듈 {Loadlock module}
본 발명은 기판처리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판이 임시로 적재되는 로드락모듈에 관한 것이다.
메모리, 비메모리 등의 반도체, 액정디스플레이 패널, OLED 패널, 태양전지 패널은 식각, 증착 등의 기판처리공정을 거쳐 제조된다.
그리고 기판처리공정은, 기판처리공정을 수행하는 공정모듈, 공정모듈로의 기판의 도입 및 배출을 위한 로드락모듈, 언로드락모듈 등을 포함하는 기판처리시스템에 의하여 수행된다.
여기서 로드락모듈 및 언로드락모듈은, 기판의 도입위치 및 배출위치에 따라서 하나의 모듈 또는 별도의 독립된 모듈로 구성될 수 있으며, 로드락모듈 및 언로드락모듈은 그 구성이 실질적으로 동일하거나 유사한바 편의상 로드락모듈로 통칭한다.
한편 기판처리시스템은, 공정모듈로의 기판전달을 위한 반송모듈의 구비여부, 공정모듈의 숫자 및 배치에 따라서 인라인 타입, 클러스터 타입이 있으며, 공정모듈, 반송모듈, 로드락모듈은 미리 설정된 압력 분위기를 형성할 수 있도록 챔버를 포함한다.
그리고 로드락모듈/언로드락모듈은, 대기압 하의 외부와 대기압보다 매우 낮은 압력, 즉 공정압 하의 공정모듈 또는 반송모듈 사이에 설치되어 기판이 도입되거나 배출되는 모듈로서, 대기압-공정압 사이의 압력변환이 필요하다.
이때 공정압에서 대기압으로의 압력변환은, 질소와 같은 가스가 챔버로의 주입에 의하여 이루어짐이 일반적이며, 압력변환 시간이 최소화되어야 공정의 속도를 향상시킬 수 있다.
그런데 압력변환속도를 높이기 위하여 가스를 고압으로 챔버에 주입하는 경우 급격한 가스의 흐름에 의하여 기판에 떨림이 발생되고 기판 떨림에 의하여 기판이 파손되는 문제점이 있다.
이에, 압력변환속도의 제한, 즉 가스의 주입압력에 제한을 받아 압력변환시간이 증가하여 기판처리속도를 저하시켜 궁극적으로 생산성을 저하시키는 문제점이 있다.
특히 액정디스플레이 패널, OLED 패널 등 기판의 크기의 대형화 추세 및 하나의 챔버 내에 다수의 기판들에 대한 기판처리의 수행을 위하여 각 모듈의 챔버의 크기 또한 대형화되는 추세에 있는데, 압력변환을 위한 챔버의 내적이 증가하여 압력변환시간의 증가의 문제점은 더욱 극대화된다.
(특허문헌 1) KR 10-1703767 B1
(특허문헌 2) KR 10-1713630 B1
본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 압력변환가스가 기판으로 직접 분사되지 않도록 가스차단부를 구비하고 압력변환가스의 주입압력을 증가시킴으로써 압력변환속도를 높여 기판처리속도를 향상시킬 수 있는 로드락모듈을 제공하는데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 밀폐된 하나 이상의 내부공간(S)을 형성하는 챔버(100)와; 상기 내부공간(S)에 설치되어 기판(10)을 지지하는 기판지지부(150)와; 상기 챔버(100)에 설치되어 상기 내부공간(S)으로 압력변환가스를 분사하는 가스분사부(140)와; 상기 가스분사부(140)에서 분사되는 압력변환가스가 상기 기판지지부(150)에 안착된 기판(10)으로 직분사되는 것을 방지하기 위한 가스차단부(200)를 포함하는 것을 특징으로 하는 로드락모듈을 개시한다.
상기 가스분사부(140)는, 상기 챔버(100)의 측벽에 설치될 수 있다.
상기 가스분사부(140)는, 상기 챔버(100)를 관통하여 설치된 가스공급관(141)과; 상기 챔버(100)의 내벽과 평행을 이루도록 상기 가스공급관(141)과 연결되는 디퓨저부(142)를 포함할 수 있다.
상기 디퓨저부(142)는, 측면에 다수의 가스분사공(143)이 형성된 중공실린더 형상을 가질 수 있다.
상기 중공실린더의 일측 끝단에는 상기 가스공급관(141)이 연결되고, 상기 중공실린더의 타측 끝단은 막힌 구조를 가져 상기 가스분사공(143)이 형성된 측면으로만 상기 압력변환가스가 분사될 수 있다.
상기 디퓨저부(142)는, 상기 기판지지부(150)에 안착된 기판(10)의 높이보다 낮게 설치될 수 있다.
상기 가스차단부(200)는 상기 챔버(100)의 내벽과 평행을 이루도록 설치되어 상기 가스차단부(200)의 수평방향 길이가 상기 디퓨저부(142)의 수평방향 길이보다 길게 설정될 수 있다.
상기 가스차단부(200)는, 플레이트 부재로 이루어지며, 상기 챔버(100)에 대하여 직접 또는 간접으로 고정결합되는 고정결합부분(210)과, 상기 고정결합부분(210)으로부터 연장되어 상기 압력변환가스가 상기 기판지지부(150)에 안착된 기판(10)으로 직분사되는 것을 방지하는 차단부분(220, 230)을 포함할 수 있다.
상기 차단부분(220, 230)은, 상기 고정결합부분(210)으로부터 상기 기판지지부(150)에 안착된 기판(10)의 높이까지 상측으로 연장되는 제1차단부분(230)과; 상기 압력변환가스가 상기 기판지지부(150)에 안착된 기판(10)의 표면을 기준으로 상측으로 유동되도록 상기 제1차단부분(230)으로부터 연장되는 제2차단부분(220)을 포함할 수 있다.
상기 제2차단부분(220)은, 상기 제1차단부분(230)으로부터 상기 가스분사부(140)를 향하여 경사를 이루도록 연장될 수 있다.
상기 고정결합부분(210)은, 상기 내부공간(S)의 바닥면에 고정결합되거나, 상기 기판지지부(150)의 측면에 결합될 수 있다.
상기 챔버(100)는, 상하로 배치된 한 쌍의 내부공간(S)을 포함할 수 있다.
상기 챔버(100)는, 상기 한 쌍의 내부공간(S)이 상하로 형성되며 측면에 하나 이상의 게이트(113)가 형성된 챔버본체(110)와; 상기 챔버본체(110)의 상측 개구 및 하측 개구에 각각 탈착 결합되어 상기 한 쌍의 내부공간(S)을 밀폐시키는 상부리드(120) 및 하부리드(130)를 포함할 수 있다.
상기 챔버본체(110)는, 상기 한 쌍의 내부공간(S)을 구획하는 격벽플레이트(114)와; 상기 격벽플레이트(114)에 결합되어 상기 내부공간(S)의 측벽을 형성하는 하나 이상의 측벽부를 포함하며, 상기 상부리드(120) 및 상기 하부리드(130)는, 상기 격벽플레이트(114) 및 상기 측벽부의 결합에 의하여 형성되는 상측 개구 및 하측 개구에 탈착 가능하게 결합될 수 있다.
상기 측벽부는, 상기 상부리드(120) 및 하부리드(130)의 가장자리를 각각 지지하도록 내측면에서 돌출된 탈착결합부(118)가 결합될 수 있다.
상기 기판지지부(150)는, 상기 내부공간(S)의 바닥면으로부터 상측으로 돌출된 복수의 지지핀들을 포함할 수 있다.
상기 기판지지부(150)는, 내부공간(S)의 바닥면에 설치된 핀베이스부(152)와, 상기 핀베이스부(152)에 설치되며 상대적으로 지지면이 작은 하나 이상의 지지포스트(151)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 로드락모듈은, 압력변환가스가 기판으로 직접 분사되지 않도록 가스차단부를 구비하고 압력변환가스의 주입압력을 증가시킴으로써 내부공간의 압력변환속도를 높여 기판처리속도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
특히 본 발명에 따른 로드락모듈은, 압력변환가스가 기판으로 직접 분사되지 않도록 가스차단부를 구비함으로써, 대면적 기판처리를 위해 내부공간의 용적이 증가하더라도, 압력변환가스의 주입압력을 증가시켜 압력변환시간이 증가하는 것을 방지함으로써 공정시간을 감소시켜 기판처리의 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
구체적으로, 가스주입시간을 최소화하기 위해서는 압력변환가스의 주입압력을 증가시킬 필요가 있는데, 본 발명에 따른 로드락모듈은, 압력변환가스가 기판으로 직접 분사되지 않도록 가스차단부를 구비함으로써, 압력변환가스의 주입압력을 증가시키더라도 기판 떨림 및 그로 인한 기판의 파손 또는 손상을 방지할 수 있어 공정수율을 높일 수 있으며, 압력변환시간을 최소화함으로써 공정시간을 감소시켜 기판처리의 생산성을 크게 향상시킬 수 있게 된다.
도 1은, 본 발명에 따른 챔버의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 2a는, 도 1에서 A부분을 확대한 확대 단면도이다.
도 2b는, 도 2a에 도시된 가스분사부의 디퓨저부의 횡단면을 보여주는 횡단면도이다.
도 3은, 도 1에서 Ⅲ-Ⅲ방향의 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는, 각각 본 발명의 따른 챔버의 다른 예를 보여주는 사시도 및 일부 분해 사시도이다.
도 5a는, 도 4a에서 Ⅴ-Ⅴ방향의 단면도이고, 도 5b는, 도 5a에서 B부분을 확대한 확대 단면도이다.
도 6은, 도 5a에 도시된 가스차단부의 변형례를 보여주는 단면도이다.
이하 본 발명에 따른 로드락모듈에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하다.
본 발명에 따른 로드락모듈은, 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 밀폐된 하나 이상의 내부공간(S)을 형성하는 챔버(100)와; 상기 내부공간(S)에 설치되어 기판(10)을 지지하는 기판지지부(150)와; 상기 챔버(100)에 설치되어 상기 내부공간(S)으로 압력변환가스를 분사하는 가스분사부(140)와; 상기 가스분사부(140)에서 분사되는 압력변환가스가 상기 기판지지부(150)에 안착된 기판(10)으로 직분사되는 것을 방지하기 위한 가스차단부(200)를 포함한다.
여기서 본 발명에 따른 로드락모듈은, 특허문헌 1, 특허문헌 2 등과 같이 기판처리를 수행하는 기판처리시스템의 일부인 로드락모듈, 언로드락모듈, 버퍼모듈 등 압력변환이 이루어지는 모듈이면 모두 적용이 가능하다.
상기 로드락모듈은, 대기압 분위기하의 외부에서 공정압(대기압에 비하여 압력이 상당히 낮은 소위 진공압) 분위기하의 반송모듈 사이에서 기판을 도입하는 로드락 기능만을 수행하거나, 로드락 기능에 더하여 기판처리를 마친 기판을 외부로 배출하는 배출기능-즉 언로드락 기능-을 동시에 수행할 수 있다.
그리고 상기 챔버(100)는, 대기압 및 공정압 사이의 압력변환을 위하여 가스공급시스템 및 배기시스템이 구비될 수 있다.
상기 가스공급시스템 및 배기시스템은, 압력변환가스의 주입 및 배기를 통하여 챔버(100)의 내부공간(S)의 압력을 제어하는 시스템으로 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 가스공급시스템은, 챔버(100)의 내부공간(S)에 질소와 같은 압력변환가스를 주입하기 위한 구성으로서, 후술하는 가스분사부(140)를 포함할 수 있다.
그리고 상기 배기시스템은, 공정압의 크기에 따라서 한 종류 이상의 진공펌프와, 챔버(100)에 형성된 배기구(미도시)와 진공펌프를 연결하는 배기관(미도시)과, 배기관에 결합되어 개폐동작을 수행하는 배기밸브(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 언로드락모듈은, 로드락 기능의 반대, 즉 언로드락 기능을 수행하는 모듈로서, 로드락모듈과 실질적으로 동일하게 또는 유사하게 구성될 수 있다. 이러한 의미에서 로드락 기능 및 언로드락 기능 자체에 차이가 없는 한 로드락모듈로서 통칭한다.
또한, 상기 언로드락모듈 및 로드락모듈은, 상하로 배치된 2개의 내부공간을 형성하는 하나의 모듈로서도 구현이 가능하며, 도 1 및 도 2에 도시된 실시예 또는 도 4a 내지 도 5a에 도시된 실시예와 같이 구성될 수 있다.
상기 챔버(100)는, 밀폐된 하나 이상의 내부공간(S)을 형성하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
단일 내부공간(S)이 형성된 실시예로서, 상기 챔버(100)는, 밀폐된 하나의 내부공간(S)을 형성하며 상측 및/또는 하측에 개구가 형성된 챔버본체(110)와, 상기 챔버본체(110)의 상측 개구 및/또는 하측 개구에 탈착 가능하게 결합되는 상부리드(120) 및/또는 하부리드(130)로 구성될 수 있다.
참고로 상기 챔버(100)는, 도 1 또는 도 4a의 구성에서 상측 또는 하측의 내부공간(S)이 하나로 형성된 구조로서 이해될 수 있다.
한편, 상기 챔버(100)는, 기판의 도입 및/또는 배출기능을 신속하게 수행할 수 있도록 상기 내부공간(S)이 상하로 복수, 예를 들면 상하로 배치된 한 쌍의 내부공간(S)을 포함할 수 있다.
한 쌍의 내부공간(S)이 상하로 배치된 제1실시예로서, 상기 챔버(100)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 한 쌍의 내부공간(S)이 상하로 형성되며 측면에 하나 이상의 게이트(113)가 형성된 챔버본체(110)와; 상기 챔버본체(110)의 상측 개구 및 하측 개구에 각각 탈착 결합되어 상기 한 쌍의 내부공간(S)을 밀폐시키는 상부리드(120) 및 하부리드(130)를 포함할 수 있다.
상기 챔버본체(110)는, 상기 한 쌍의 내부공간(S)이 상하로 형성되며 측면에 하나 이상의 게이트(113)가 형성되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 챔버본체(110)는, 상기 한 쌍의 내부공간(S)을 상하로 구획하는 격벽플레이트(114) 및 상기 격벽플레이트(114)의 가장자리에서 일체로 또는 용접에 의하여 결합되어 측벽을 이루는 측벽부(119)로 구성될 수 있다.
상기 측벽부(119)는, 챔버본체(110)의 평면 형상이 직사각형일 때, 서로 대향된 위치에 위치되며 게이트(113)가 각각 형성된 전방측벽부 및 후방측벽부, 전방측벽부 및 후방측벽부를 연결하는 한 쌍의 측방측벽부로 구성될 수 있다.
상기 상부리드(120) 및 하부리드(130)는, 상기 챔버본체(110)의 상측 개구 및 하측 개구에 각각 탈착 결합되어 상기 한 쌍의 내부공간(S)을 밀폐시키는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 챔버본체(110)의 상측 개구 및 하측 개구는, 상기 상부리드(120) 및 하부리드(130)의 평면형상에 대응되는 단차지지부(119a)가 형성될 수 있으며, 상기 단차지지부(119a)에는 오링(119b)이 개재되어 상기 상부리드(120) 또는 하부리드(130)가 결합될 수 있다.
한 쌍의 내부공간(S)이 상하로 배치된 제2실시예로서, 상기 챔버(100)는, 도 4a 내지 도 5b에 도시된 바와 같이, 제1실시예의 구성, 즉 격벽플레이트(114)에 일체화된 측벽부(119)의 구성과 달리, 상기 챔버본체(110)의 격벽플레이트(114) 및 측벽부(115, 116, 117)가 플레이트 부재로 구성되고 용접에 의하여 서로 결합됨에 특징이 있다.
상기 격벽플레이트(114)는, 상기 한 쌍의 내부공간(S)을 구획하는 구성으로서, 단층의 플레이트, 다층의 플레이트 등 다양한 구성이 가능하다.
상기 측벽부(115, 116, 117)는, 상기 격벽플레이트(114)에 결합되어 상기 내부공간(S)의 측벽을 형성하는 하나 이상의 측벽 플레이트로 구성될 수 있다.
예로서, 상기 격벽플레이트(114)의 평면 형상이 직사각형 형상일 때, 상기 측벽부(115, 116, 117)는, 서로 대향된 위치에서 게이트(113)가 형성된 전방측벽부(115) 및 후방측벽부(116)와, 상기 전방측벽부(115) 및 후방측벽부(116)를 연결하는 측방측벽부(117)로 구성될 수 있다.
여기서 상기 전방측벽부(115), 후방측벽부(116), 측방측벽부(117) 및 격벽플레이트(114)는 용접에 의하여 일체로 형성됨이 바람직하다.
한편, 상기 상부리드(120) 및 하부리드(130)는, 격벽플레이트(114) 및 상기 측벽부(115, 116, 117)의 결합에 의하여 형성되는 상측 개구 및 하측 개구에 탈착 가능하게 결합된다.
이를 위하여, 상기 측벽부(115, 116, 117)는, 상기 상부리드(120) 및 하부리드(130)의 가장자리를 각각 지지하도록 내측면에서 돌출된 한 쌍의 탈착결합부(118)가 결합될 수 있다.
여기서 상기 한 쌍의 탈착결합부(118)는, 상측 및 하측에서 상기 측벽부(115, 116, 117)에 용접에 의하여 결합되어 상기 챔버본체(110)의 상측 개구 및 하측 개구를 형성한다.
그리고 상기 탈착결합부(118)는, 상기 상부리드(120) 및 하부리드(130)의 평면형상에 대응되는 단차지지부(118a)가 형성될 수 있으며, 상기 단차지지부(118a)에는 오링(118b)이 개재되어 상기 상부리드(120) 또는 하부리드(130)가 결합될 수 있다.
상기 복수의 기판지지부(150)는, 상기 내부공간(S)에 설치되어 기판(10)을 지지하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 복수의 기판지지부(150)는, 내부공간(S)에서 바닥면으로부터 상측으로 돌출되어 설치되거나 형성될 수 있다.
이때 상기 복수의 기판지지부(150)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 도입 및 배출시 이송로봇 및/또는 반송로봇의 엔드이펙터(미도시)의 이동을 고려하여 내부공간(S)에 적절한 간격 및 배치를 가질 수 있다.
더 나아가 상기 복수의 기판지지부(150)는, 기판(10)을 지지하는 부분의 지지부분을 최소화하기 위하여, 내부공간(S)의 바닥면에 설치된 핀베이스부(152)와, 상기 핀베이스부(152)에 설치되며 상대적으로 지지면이 작은 하나 이상의 지지포스트(151)를 포함할 수 있다.
상기 핀베이스부(152)는, 내부공간(S)의 바닥면에 설치되어 하나 이상의 지지포스트(151)가 설치되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
특히 상기 핀베이스부(152)는, 내부공간(S)의 바닥면, 즉 격벽플레이트(114)의 상면 및/또는 하부리드(130)와 일체로 또는 용접 등에 의하여 결합됨으로써 격벽플레이트(114) 및/또는 하부리드(130)의 구조적 강성을 보강할 수 있다.
이를 위하여, 상기 핀베이스부(152)는, 서로 평행하게 복수로 길게 배치될 수 있다.
예로서, 상기 핀베이스부(152)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 로드락모듈의 평면 형상이 직사각형을 이룰 때 게이트(113)가 형성된 변으로부터 반대쪽 변으로 연장하여 길게 형성될 수 있다.
한편, 상기 복수의 핀베이스부(152)들은, 도 3에 도시된 바와 같이, 길이방향, 즉 Y축방향과 수직을 이루는 X축방향의 폭이 일정하게 설치될 수 있다.
예로서, 상기 복수의 핀베이스부(152)들은, 가장자리에 위치되어 제1폭을 가지는 한 쌍의 제1핀베이스부들과, 상기 한 쌍의 제1핀베이스부들 사이에 위치되며 상기 제1폭보다 큰 제2폭을 가지는 복수의 제2핀베이스부들을 포함할 수 있다.
이때 상기 제1핀베이스부 및 상기 제2핀베이스부들은, 인접한 핀베이스부에 대한 폭이 일정하게 배치됨이 바람직하다.
그리고 상기 복수의 핀베이스부(152)들 사이의 공간은, 이송로봇 및/또는 반송로봇의 엔드이펙터가 이동하는 공간으로 활용될 수 있다.
상기와 같이, 상기 핀베이스부(152)가 서로 평행을 이루어 복수로 설치된 바타입을 이루는 경우 내부공간(S)의 체적을 감소시켜 압력변환시간을 단축시키는 효과와 함께 내부공간(S)의 압력변환 즉, 대기압 - 공정압 사이의 압력변환시 챔버(100)의 변형을 방지하는 보강리브의 역할을 수행할 수 있다.
한편, 상기 복수의 기판지지부(150)는, 핀베이스부(152) 및 지지포스트(151)의 조합구조 이외에, 내부공간(S)의 바닥면으로 돌출되어 설치된 복수의 지지핀(미도시)들로 구성될 수 있음은 물론이다.
상기 가스분사부(140)는, 상기 챔버(100)에 설치되어 상기 내부공간(S)으로 압력변환가스를 분사하는 구성으로서, 분사방식에 따라서 다양한 구성이 가능하다.
여기서 상기 압력변환가스는, 챔버(100)의 내부공간(S)의 압력을 공정압에서 대기압으로 변환하기 위하여 챔버(100)의 내부공간(S)으로 주입되는 가스로서, 기판(10)에 영향을 미치지 않는 질소, 아르곤 등 불활성 가스가 사용됨이 바람직하다.
한편, 상기 가스분사부(140)는, 상기 챔버(100)의 측벽에 설치됨이 바람직하다.
상기 가스분사부(140)가, 기판지지부(150)의 상측에 설치하는 경우 상기 가스분사부(140)의 설치 높이만큼 내부공간(S)의 높이가 증가하게 되며, 내부공간(S)의 높이가 증가하게 되면 결과적으로 내부공간(S)의 체적이 증가하여 압력변환시간이 상대적으로 증가하게 되고 더 나아가 내부 진공압을 견디기 위하여 챔버(100)의 두께 또한 증가하는 문제점이 있기 때문이다.
그리고 상기 가스분사부(140)는, 상기 챔버(100)을 관통하여 설치된 가스공급관(141)과; 상기 가스공급관(141)과 연결되어 압력변환가스를 내부공간(S) 내로 분사하는 디퓨저부(142)를 포함할 수 있다.
상기 가스공급관(141)은, 상기 챔버(100), 특히 측벽에 형성된 관통공(111)을 관통하여 설치되는 배관으로서, 후술하는 디퓨저부(142)와의 결합을 고려하여 측벽의 내부에 위치된 부분은 강성이 있는 재질로 이루어짐이 바람직하다.
이때 상기 가스공급관(141)은, 내부공간(S)의 밀폐를 유지하면서 챔버(100)의 측벽을 관통하여 설치된다.
상기 디퓨저부(142)는, 상기 가스공급관(141)과 연결되어 압력변환가스를 내부공간(S) 내로 분사하는 구성으로서, 가스분사구조에 따라서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 디퓨저부(142)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 측면에 다수의 가스분사공(143)이 형성된 중공실린더 형상을 가질 수 있다.
이때 상기 디퓨저부(142)는, 가스분사공(143)은 측면에만 형성되고 그 끝단이 막힌 중공실린더 형상을 가짐이 바람직하다.
즉 상기 중공실린더는, 가스분사가 끝단에서 분사되는 것을 차단하기 위하여 끝단이 막힌 구조를 가질 수 있다.
특히 상기 중공실린더의 일측 끝단에는 상기 가스공급관(141)이 연결되고, 상기 중공실린더의 타측 끝단은 막힌 구조를 가져 상기 가스분사공(143)이 형성된 측면으로만 상기 압력변환가스가 분사될 수 있다
이는, 상기 디퓨저부(142)에 의하여 분사되는 압력변환가스의 분사압이 가스차단부에 의한 제어가 가능한 범위에서 벗어나지 않도록 하기 위함이다.
그리고 상기 디퓨저부(142)는, 상기 기판지지부(150)에 안착된 기판(10)의 높이보다 낮게 설치됨이 바람직하다.
특히 상기 디퓨저부(142)의 상단 높이는, 상기 기판지지부(150)에 안착된 기판(10)의 높이보다 낮게 설치됨이 바람직하다.
한편, 상기 챔버본체(110)의 측벽에 형성된 상기 관통공(111)은, 실링부재(112)에 의하여 내부공간(S)이 밀폐될 수 있다.
상기 실링부재(112)는, 측벽에 형성된 관통공(111)을 밀폐하는 동시에 가스공급관(141)이 관통하여 설치될 수 있는 부재로서, 다양한 구성이 가능하다.
한편, 상기 내부공간(S)에 대한 압력변환가스의 원활한 분사를 위하여, 상기 디퓨저부(142)는, 상기 내부공간(S)의 상하높이 기준 중간위치에 위치되는 것이 바람직하나, 종래의 로드락모듈의 경우 기판(10)의 떨림 발생으로 상대적으로 상측에 위치되는 문제점이 있었다.
이에 대하여, 본 발명은, 가스차단부(200)의 설치에 의하여 기판(10)에 직분사되는 것을 차단하여 기판(10)의 떨림을 방지할 수 있어 상대적으로 상기 기판지지부(150)에 안착된 기판(10)의 높이보다 낮게 설치할 수 있어 내부공간(S)에 대한 압력변환가스의 원활한 분사가 가능하다.
한편, 상기 가스분사부(140)는, 상기 내부공간(S) 내에서 최소한의 시간 내에 압력변환가스가 분사될 수 있도록 챔버(100)의 구조, 크기 등에 따라서 다양한 배치가 가능하다.
예로서, 상기 가스분사부(140)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 내부공간(S)의 평면 형상이 직사각형을 이룰 때, 서로 대향된 한 쌍의 변의 중앙 부분에 배치될 수 있다.
또한, 상기 가스분사부(140)는, 상기 직사각형의 중심을 기준으로 점대칭, 선대칭을 이루어 복수로 배치될 수 있다.
또한, 상기 가스분사부(140)는, 내부공간(S)에서의 압력변환 조건에 따라서 각 변에 설치되는 숫자가 서로 동일하게 또는 서로 다르게 적절하게 설정할 수 있다.
상기 가스차단부(200)는, 상기 가스분사부(140)에서 분사되는 압력변환가스가 상기 기판지지부(150)에 안착된 기판(10)으로 직분사되는 것을 방지하기 위한 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
특히 상기 가스차단부(200)는, 압력변환가스가 상기 기판지지부(150)에 안착된 기판(10)으로 직분사되는 것을 방지할 수 있는 구조이면, 도 1 내지 도 6에 개시된 구조 등 다양한 구조를 가질 수 있다.
예로서, 상기 가스차단부(200)는, 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 플레이트 부재로 이루어지며, 상기 로드락모듈에 대하여 직접 또는 간접으로 고정결합되는 고정결합부분(210)과, 상기 고정결합부분(210)으로부터 연장되어 상기 압력변환가스가 상기 기판지지부(150)에 안착된 기판(10)으로 직분사되는 것을 방지하는 차단부분(220, 230)을 포함할 수 있다.
상기 고정결합부분(210)은, 상기 로드락모듈에 대하여 직접 또는 간접으로 고정결합되는 부분으로서, 다양한 구성이 가능하다.
상기 고정결합부분(210)은, 도 5a 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 내부공간(S)의 바닥면에 고정결합되거나, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 기판지지부(150)의 측면에 결합될 수 있다.
한편, 상기 고정결합부분(210)은, 내부공간(S)의 바닥면에 고정결합됨에 있어서, 상부 내부공간(S)의 경우 격벽플레이트(114)의 상면, 하부 내부공간(S)의 경우 탈착결합부(118)의 상면에 결합되는 등 적절한 위치에 설치될 수 있다.
상기 차단부분(220, 230)은, 상기 고정결합부분(210)으로부터 연장되어 상기 압력변환가스가 상기 기판지지부(150)에 안착된 기판(10)으로 직분사되는 것을 방지하는 구성으로서, 기판(10)을 향한 직분사 방지구조이면 어떠한 구조도 가능하다.
특히 상기 차단부분(220, 230)는, 가스가 통과할 수 있는 홀, 예를 들면 타공홀이 형성되지 않아 기판(10)을 향한 가스의 직분사를 방지하는 역할을 수행한다.
예로서, 상기 차단부분(220, 230)은, 상기 고정결합부분(210)으로부터 상기 기판지지부(150)에 안착된 기판(10)의 높이까지 상측으로 연장되는 제1차단부분(230)과; 상기 제1차단부분(230)으로부터 연장되어 상기 압력변환가스가 상기 기판지지부(150)에 안착된 기판(10)의 표면을 기준으로 상측으로 유동되도록 제2차단부분(220)을 포함할 수 있다.
상기 제1차단부분(230)은, 상기 고정결합부분(210)으로부터 상기 기판지지부(150)에 안착된 기판(10)의 높이까지 상측으로 연장되는 부분으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 제1차단부분(230)은, 상기 고정결합부분(210)으로부터 일체로 또는 별도 부재로 연장되어 상기 기판지지부(150)에 안착된 기판(10)으로 직분사되는 것을 방지할 수 있도록 상기 기판지지부(150)에 안착된 기판(10)의 높이까지 상측으로 연장되는 부분이다.
여기서 상기 제1차단부분(230)은, 상기 고정결합부분(210)으로부터의 연장구조는 단차 구조에 의한 연장, 곡면 구조에 의한 연장 등 다양한 구조에 의하여 상측으로 연장될 수 있다.
예로서, 상기 제1차단부분(230)은, 후술하는 제2차단부분(220)까지 내부공간(S)의 바닥면으로부터 수직, 즉 90˚를 이루어 설치될 수 있다.
상기 제2차단부분(220)은, 상기 압력변환가스가 상기 기판지지부(150)에 안착된 기판(10)의 표면을 기준으로 상측으로 유동되도록 상기 제1차단부분(230)으로부터 연장되어 형성된 부분으로서, 다양한 구성이 가능하다.
특히 상기 제2차단부분(220)은, 상기 압력변환가스가 기판(10)을 향하여 직분사되지 않더라도 떨림을 충분히 방지할 수 있을 정도로 상측으로 연장되는 구조이면 모두 가능하다.
한편, 상기 제2차단부분(220)은, 상기 제1차단부분(230)으로부터 상기 가스분사부(140)를 향하여 경사를 이루도록 연장되는 등 다양한 구조가 가능하다.
여기서 상기 제2차단부분(220)은, 평면 구조, 곡면 구조, 굽어진 구조 등 다양한 구조로 형성될 수 있다.
예로서, 상기 제2차단부분(220)은, 내부공간(S)의 바닥면에 대하여 145˚의 각도를 이루는 평면 구조를 가질 수 있다.
한편, 상기 차단부분(230, 240)은, 기판(10)에 대한 직분사를 피하는 구조이면 모두 가능하며, 도 6에 도시된 바와 같이, 관통한 가스의 흐름이 상측을 향하도록 하는 슬롯개구(241)를 형성하는 하나 이상의 절개부(242)가 형성될 수 있다.
상기 절개부(242)는, 관통한 가스의 흐름이 상측을 향하도록 하는 슬롯개구(241)을 형성하는 구성으로서, 플레이트 금속부재를 프레스 가공 등을 통하여 제조될 수 있다.
이때 상기 슬롯개구(241)를 통과한 가스가 기판(10)에 직분사되지 않도록 상기 절개부(242)의 상단이 기판지지부(150)에 안착된 기판(10)의 높이보다 높게 형성됨이 바람직하다.
한편, 상기 가스차단부(200)의 설치위치는, 상기 챔버(100)의 내부공간(S)에서 압력변환을 위한 최적의 위치에 설정될 수 있으며, 가스차단부(200)의 설치 위치 또한 적절히 선택될 수 있다.
예로서, 상기 가스차단부(200)는, 게이트(113)가 형성된 전방측벽 및 후방측벽을 연결하는 측방측벽에 위치됨이 바람직하다.
그리고 상기 가스차단부(200)는, 서로 대향되어 위치될 수 있다.
또한, 상기 가스분사부(140)의 디퓨저부(142)가 챔버(100) 측벽과 평행을 이룸을 고려하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 가스차단부(200)는, 측방측벽의 중앙부분 (C1)에 위치될 수 있다.
또한, 상기 가스차단부(200)는, 서로 대향되어 위치된 한 쌍으로 설치되는 경우 측방측벽의 중앙부분(C1)에 위치되거나, 도 3에 도시된 바와 같이, 상측에서 보았을 때 챔버(100)의 중심을 기준으로 점대칭을 이루어 위치될 수 있다.
한편, 상기 가스차단부(200)의 수평방향길이(L)는, 가스분사부(140), 특히 디퓨저부(142)에서 분사되는 가스의 흐름을 충분히 차단할 수 있도록 디퓨저부(142)의 길이(L3)보다 길게 형성됨이 바람직하다.
즉, 상기 가스차단부(200)의 수평방향 길이는, 상기 디퓨저부(142)의 수평방향 길이보다 길게 형성됨이 바람직하다.
즉, 상기 가스차단부(200)는 상기 챔버(100)의 내벽과 평행을 이루도록 설치되어 상기 가스차단부(200)의 수평방향 길이가 상기 디퓨저부(142)의 수평방향 길이보다 길게 설정될 수 있다.
예로서, 상기 가스차단부(200)의 수평방향길이(L)는, 디퓨저부(142)의 길이의 3배 정도로 형성될 수 있다.
상기 디퓨저부(142) 및 상기 가스차단부(200)의 상대 위치는, 상기 디퓨저부(142)의 끝단으로부터 상기 가스차단부(200)의 수평방향 끝단까지의 거리(L2)가 게이트(113)에 가까운 쪽의 거리(L3)가 더 크도록 설정-도 3에서는 L1 및 L2 동일)될 수 있다.
상기와 같이 상기 가스차단부(200)의 수평방향 길이(L)가 상기 디퓨저부(142)의 수평방향 길이보다 충분히 크게 구성하는 이유는, 고압으로 분사되는 압력변환가스가 챔버(100)의 내벽을 따라서 내부공간(S)에 확산되는 것을 유도하기 위함이다.
아울러, 고압으로 분사되는 압력변환가스가 챔버(100)의 내벽을 따라서 내부공간(S)에 확산되면 상대적으로 기판(10)으로 향하는 가스의 흐름을 최대한 약화시켜 가스에 의한 기판(10)에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 4에 도시된 상기와 같은 구조를 가지는 로드락모듈은, 기판의 도입을 위한 로드락 부분 및 기판의 배출을 위한 언로드락 부분이 하나로 구현되어 구성될 수 있음은 물론이다.
더 나아가 본 발명에 따른 챔버는, 소정의 기판처리를 위하여 외부와 격리되며 대기압 및 공정압 사이의 압력변환을 요하는 로드락모듈 또는 언로드락모듈, 미리 설정된 압력을 유지하는 반송모듈, 미리 설정된 공정압 하에서 소정 공정을 수행하는 공정모듈을 구성하는 모듈 모두에 적용이 가능하다.
한편, 도 1 내지 도 3에 도시된 구조에서 가스주입실험 결과 0.5MPa의 주입압에도 기판(10)의 떨림이 없는 것을 확인하였다.
참고로, 종래기술에 의하면 기판 떨림 없이 압력변환가스의 주입이 가능하려면 주입압이 0.3MPa 보다 작은 압력으로 유지되어야 하며, 주입압이 0.3MPa일 때 미리 설정된 압력까지 도달하는데 26.7초 걸렸다.
이에 대하여, 도 1 내지 도 3에 도시된 구조에서 가스주입실험 결과 0.5MPa의 주입압이 가능하여 동일 조건의 압력까지 도달하는데 21.1초로 감소시켜 챔버의 가동시간을 줄여 생산성을 현저히 증가시킬 수 있는 것을 확인하였다.
한편, 상술한 바와 같이, 상기 로드락모듈은, 로드락 기능 및 언로드락 기능 중 어느 하나를 수행하는 로드락모듈, 로드락 기능 및 언로드락 기능 모두를 수행하는 로드락모듈을 구성할 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
10 : 기판 100 : 챔버
S : 내부공간
140 : 가스분사부 150 : 기판지지부
200 : 가스차단부

Claims (17)

  1. 밀폐된 하나 이상의 내부공간(S)을 형성하는 챔버(100)와;
    상기 내부공간(S)에 설치되어 기판(10)을 지지하는 기판지지부(150)와;
    상기 챔버(100)에 설치되어 상기 내부공간(S)으로 압력변환가스를 분사하는 가스분사부(140)와;
    상기 가스분사부(140)에서 분사되는 압력변환가스가 상기 기판지지부(150)에 안착된 기판(10)으로 직분사되는 것을 방지하기 위한 가스차단부(200)를 포함하는 것을 특징으로 하는 로드락모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스분사부(140)는,
    상기 챔버(100)의 측벽에 설치된 것을 특징으로 하는 로드락모듈.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스분사부(140)는,
    상기 챔버(100)를 관통하여 설치된 가스공급관(141)과;
    상기 챔버(100)의 내벽과 평행을 이루도록 상기 가스공급관(141)과 연결되는 디퓨저부(142)를 포함하는 것을 특징으로 하는 로드락모듈.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 디퓨저부(142)는,
    측면에 다수의 가스분사공(143)이 형성된 중공실린더 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 로드락모듈.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 중공실린더의 일측 끝단에는 상기 가스공급관(141)이 연결되고, 상기 중공실린더의 타측 끝단은 막힌 구조를 가져 상기 가스분사공(143)이 형성된 측면으로만 상기 압력변환가스가 분사되는 것을 특징으로 하는 로드락모듈.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 디퓨저부(142)는, 상기 기판지지부(150)에 안착된 기판(10)의 높이보다 낮게 설치되는 것을 특징으로 하는 로드락모듈.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 가스차단부(200)는 상기 챔버(100)의 내벽과 평행을 이루도록 설치되어 상기 가스차단부(200)의 수평방향 길이가 상기 디퓨저부(142)의 수평방향 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 로드락모듈.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스차단부(200)는, 플레이트 부재로 이루어지며,
    상기 챔버(100)에 대하여 직접 또는 간접으로 고정결합되는 고정결합부분(210)과,
    상기 고정결합부분(210)으로부터 연장되어 상기 압력변환가스가 상기 기판지지부(150)에 안착된 기판(10)으로 직분사되는 것을 방지하는 차단부분(220, 230)을 포함하는 것을 특징으로 하는 로드락모듈.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 차단부분(220, 230)은,
    상기 고정결합부분(210)으로부터 상기 기판지지부(150)에 안착된 기판(10)의 높이까지 상측으로 연장되는 제1차단부분(230)과;
    상기 압력변환가스가 상기 기판지지부(150)에 안착된 기판(10)의 표면을 기준으로 상측으로 유동되도록 상기 제1차단부분(230)으로부터 연장되는 제2차단부분(220)을 포함하는 것을 특징으로 하는 로드락모듈.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2차단부분(220)은, 상기 제1차단부분(230)으로부터 상기 가스분사부(140)를 향하여 경사를 이루도록 연장되는 것을 특징으로 하는 로드락모듈.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 고정결합부분(210)은,
    상기 내부공간(S)의 바닥면에 고정결합되거나, 상기 기판지지부(150)의 측면에 결합된 것을 특징으로 하는 로드락모듈.
  12. 청구항 1 내치 청구항 11 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 챔버(100)는, 상하로 배치된 한 쌍의 내부공간(S)을 포함하는 것을 특징으로 하는 로드락모듈.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 챔버(100)는,
    상기 한 쌍의 내부공간(S)이 상하로 형성되며 측면에 하나 이상의 게이트(113)가 형성된 챔버본체(110)와;
    상기 챔버본체(110)의 상측 개구 및 하측 개구에 각각 탈착 결합되어 상기 한 쌍의 내부공간(S)을 밀폐시키는 상부리드(120) 및 하부리드(130)를 포함하는 것을 특징으로 하는 로드락모듈.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 챔버본체(110)는,
    상기 한 쌍의 내부공간(S)을 구획하는 격벽플레이트(114)와;
    상기 격벽플레이트(114)에 결합되어 상기 내부공간(S)의 측벽을 형성하는 하나 이상의 측벽부를 포함하며,
    상기 상부리드(120) 및 상기 하부리드(130)는, 상기 격벽플레이트(114) 및 상기 측벽부의 결합에 의하여 형성되는 상측 개구 및 하측 개구에 탈착 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 로드락모듈.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 측벽부는,
    상기 상부리드(120) 및 하부리드(130)의 가장자리를 각각 지지하도록 내측면에서 돌출된 탈착결합부(118)가 결합된 것을 특징으로 하는 로드락모듈.
  16. 청구항 1 내치 청구항 11 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 기판지지부(150)는,
    상기 내부공간(S)의 바닥면으로부터 상측으로 돌출된 복수의 지지핀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 로드락모듈.
  17. 청구항 1 내치 청구항 11 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 기판지지부(150)는, 내부공간(S)의 바닥면에 설치된 핀베이스부(152)와, 상기 핀베이스부(152)에 설치되며 상대적으로 지지면이 작은 하나 이상의 지지포스트(151)를 포함하는 것을 특징으로 하는 로드락모듈.
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