KR20240040881A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20240040881A
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이철우
함태호
최광하
김다빈
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주식회사 원익아이피에스
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Abstract

본 발명은 기판에 박막을 증착할 수 있는 기판 처리 장치에 관한 것으로서, 기판을 처리할 수 있는 내부 공간이 형성되는 공정 챔버; 상기 기판을 지지할 수 있도록 상기 공정 챔버의 상기 내부 공간에 구비되는 기판 지지대; 상기 기판 지지대와 대향되도록 상기 공정 챔버의 상부에 구비되어 상기 기판 지지대를 향해 처리 가스를 분사하는 샤워 헤드; 상기 기판 지지대 하부에 고정 결합되어 상기 기판 지지대를 지지하는 샤프트; 상기 공정 챔버 외부에서 상기 샤프트 하부에 연결되어 상기 샤프트를 지지하는 샤프트 지지부; 및 상기 샤프트 지지부가 상기 공정 챔버에 연결되어 상기 샤프트를 지지하도록 상기 샤프트 지지부와 상기 공정 챔버를 연결하는 샤프트 연결부;를 포함하고, 상기 샤프트 지지부는, 상기 샤프트 연결부에 고정 결합된 고정부; 상기 고정부 상부에서 상기 샤프트에 고정 결합되는 샤프트 플랜지부; 상기 고정부 하부에 설치되고, 상기 샤프트와 연결될 구조물들이 결합되며, 상기 고정부를 사이에 두고 상기 샤프트 플랜지부와 고정 결합되는 구조물 연결부; 및 상기 고정부 상부 또는 하부 중 어느 한 방향에 설치되어, 상기 고정부를 기준으로 상기 샤프트 플랜지부 및 상기 구조물 연결부를 수평 방향으로 이동하도록 조절하는 수평 이동부;를 포함할 수 있다.

Description

기판 처리 장치{Substrate processing apparatus}
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 기판에 박막을 증착할 수 있는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 소자나 디스플레이 소자 혹은 태양전지를 제조하기 위해서는 진공 분위기의 공정 챔버를 포함하는 기판 처리 장치에서 각종 공정이 수행된다. 예컨대, 챔버 내에 기판을 로딩하고 기판 상에 박막을 증착하거나 박막을 식각하는 등의 공정이 진행될 수 있다. 여기서, 기판은 공정 챔버 내에 설치된 기판 지지대에 지지되며, 기판 지지대와 대향되도록 기판 지지대의 상부에 설치되는 샤워 헤드를 통해 공정 가스를 기판으로 분사할 수 있다.
이러한 기판 처리 장치에 있어서, 기판이 안착되는 기판 지지대와 공정 가스를 분사하는 샤워헤드 간의 간격인 갭 조절과 히터가 형성되는 기판 지지대의 위치 조절은, 기판에 균일한 박막을 증착하여 양품의 반도체 소자를 제조하는데 중요한 요소로 작용하게 된다. 또한, 복수의 기판 지지대를 구비하여 복수의 기판 처리가 가능한 설비에 있어서, 각각의 히터가 형성되는 복수의 기판 지지대 간의 거리를 일정하게 유지하는 것이 중요하다.
그러나, 종래의 기판 처리 장치는 기판 지지대의 높이 조절은 가능하나, 기판 지지대의 수평 조절은 하기 어려운 문제점이 있었다. 또한, 복수의 기판을 처리하는 데 있어서, 복수의 기판이 안착되는 각각의 기판 지지대 간의 조립 공차로 인한 간격을 조절할 필요성이 있으나, 기판 지지대의 간격을 조절하기 위해서는 재조립 과정이 필요하고, 여전히 조립 이후에 간격을 조절하기 어려운 문제점이 발생하거나, 별도의 수평이동 장치를 구성하여도 이동장치 사이에 설치되는 베어링으로 인하여 조립 및 결합이나, 수평이동시 유격 발생으로 인하여 여전히 편차가 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 기판의 박막 증착 중 샤워 헤드와 기판 지지대 간의 위치 조절과 복수의 기판을 처리할 경우에 기판 지지대 간의 간격 조절을 용이하게 할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나, 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판 처리 장치가 제공된다. 상기 기판 처리 장치는, 기판을 처리할 수 있는 내부 공간이 형성되는 공정 챔버; 상기 기판을 지지할 수 있도록 상기 공정 챔버의 상기 내부 공간에 구비되는 기판 지지대; 상기 기판 지지대와 대향되도록 상기 공정 챔버의 상부에 구비되어 상기 기판 지지대를 향해 처리 가스를 분사하는 샤워 헤드; 상기 기판 지지대 하부에 고정 결합되어 상기 기판 지지대를 지지하는 샤프트; 상기 공정 챔버 외부에서 상기 샤프트 하부에 연결되어 상기 샤프트를 지지하는 샤프트 지지부; 및 상기 샤프트 지지부가 상기 공정 챔버에 연결되어 상기 샤프트를 지지하도록 상기 샤프트 지지부와 상기 공정 챔버를 연결하는 샤프트 연결부;를 포함하고, 상기 샤프트 지지부는, 상기 샤프트 연결부에 고정 결합된 고정부; 상기 고정부 상부에서 상기 샤프트에 고정 결합되는 샤프트 플랜지부; 상기 고정부 하부에 설치되고, 상기 샤프트와 연결될 구조물들이 결합되며, 상기 고정부를 사이에 두고 상기 샤프트 플랜지부와 고정 결합되는 구조물 연결부; 및 상기 고정부 상부 또는 하부 중 어느 한 방향에 설치되어, 상기 고정부를 기준으로 상기 샤프트 플랜지부 및 상기 구조물 연결부를 수평 방향으로 이동하도록 조절하는 수평 이동부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 수평 이동부는, 상기 샤프트 플랜지부 및 상기 고정부 사이에 형성되어 수평방향으로 이동가능하도록 형성된 수평 이동블록; 상기 샤프트 플랜지부가 상기 수평 이동블록으로부터 슬라이딩 되어 이동이 가능하도록 상기 수평 이동블록 및 상기 샤프트 플랜지부 사이에 형성되는 X축 조절부; 및 상기 수평 이동블록이 상기 고정부로부터 슬라이딩 되어 이동이 가능하도록 상기 고정부 및 상기 수평 이동블록 사이에 형성되는 Y축 조절부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 X축 조절부는, X축 방향으로 길게 형성되어, 상기 수평 이동블록에 고정되어 형성되는 제 1 X축 가이드; 및 상기 샤프트 플랜지부에 결합되어 상기 제 1 X축 가이드와 슬라이딩 가능하도록 결합되는 제 2 X축 가이드;를 포함하고, 상기 Y축 조절부는, 상기 X축 방향과 수직방향인 Y축 방향으로 길게 형성되어, 상기 수평 이동블록에 고정되어 형성되는 제 1 Y축 가이드; 및 상기 고정부에 결합되어 상기 제 1 Y축 가이드와 슬라이딩 가능하도록 결합되는 제 2 Y축 가이드;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 수평 이동부는, 상기 고정부 및 상기 구조물 연결부 사이에 형성되어 수평방향으로 이동가능하도록 형성된 수평 이동블록; 상기 수평 이동블록이 상기 고정부로부터 슬라이딩 되어 이동이 가능하도록 상기 수평 이동블록 및 상기 고정부 사이에 형성되는 X축 조절부; 및 상기 구조물 연결부가 상기 수평 이동블록으로부터 슬라이딩 되어 이동이 가능하도록 상기 수평 이동블록 및 상기 구조물 연결부 사이에 형성되는 Y축 조절부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 샤프트 지지부는, 상기 고정부 상부 또는 하부 중 상기 수평 이동부와 대응되는 방향에 형성되는 베어링부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 베어링부는, 상기 샤프트 플랜지부가 상기 고정부에 대하여 수평이동이 가능하도록 스러스트 볼 베어링(thrust ball bearing)으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 샤프트 지지부는, 상기 고정부의 상방에 형성된 상기 샤프트 플랜지부 및 상기 고정부의 하방에 형성된 상기 구조물 연결부를 고정하기 위한 결합부재;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 고정부는, 상기 결합부재가 삽입될 수 있도록 적어도 일부분이 관통되어 형성된 고정부 핀홀부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 고정부 핀홀부는, 상기 결합부재가 상기 고정부 핀홀부 내부에서 수평방향으로 이동이 가능하도록, 상기 고정부 핀홀부의 내측면과 상기 결합부재의 외면 사이에 소정의 갭을 가지고 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 수평 이동부는, 상기 샤프트 플랜지부 및 상기 고정부 사이에 형성되어 수평방향으로 이동가능한 수평 이동블록에 상기 결합부재가 삽입될 수 있도록 적어도 일부분이 관통되어 형성된 블록 핀홀부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 블록 핀홀부는, 상기 결합부재가 상기 블록 핀홀부 내부에서 수평방향으로 이동이 가능하도록, 상기 블록 핀홀부의 내측면과 상기 결합부재의 외면 사이에 소정의 갭을 가지고 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 내부 공간에 상기 기판 지지대가 복수개로 형성되고, 상기 샤프트, 상기 샤프트 지지부는 복수개의 기판 지지대에 대응되도록 복수개로 형성되고, 상기 복수개의 기판 지지대는, 각각의 상기 기판 지지대의 수평 방향 이동을 개별적으로 조절할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에 따르면, 샤워 헤드와 기판 지지대 간의 위치 조절과 복수의 기판을 처리할 경우에 기판 지지대 간의 간격을 용이하게 조절 가능하여, 기판 지지대의 위치 조절 및 복수의 기판 지지대의 간격 조절이 재조립 작업 없이 용이하게 가능하다.
또한, 본 발명의 수평 이동 장치는 일정 체결력이 가해진 상태에서도 수평이동이 가능하여 구조적 안정성이 높고, 이동거리 및 구름성이 증가되고, 조립 및 결합이나, 수평이동시 유격의 발생을 방지하여 전/후 편차를 최소화할 수 있어, 정밀성을 높이고 작업시간을 단축할 수 있는 효과를 가지는 기판 처리 장치를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 기판 처리 장치의 샤프트 지지부를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A` 섹션을 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 2의 B-B` 섹션을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 샤프트 지지부를 나타내는 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 이동부의 슬라이딩을 나타내는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 샤프트 지지부를 나타내는 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 샤프트 지지부의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 기판 지지대를 나타내는 상면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 사시도이다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 공정 챔버(100), 기판 지지대(200), 샤워 헤드(300), 샤프트(400), 샤프트 지지부(500) 및 샤프트 연결부(600)를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(100)는, 기판을 처리할 수 있는 내부 공간이 형성될 수 있다. 더욱 구체적으로, 공정 챔버(100)는, 내부에 원형 형상 또는 사각 형상으로 형성되는 상기 내부 공간이 형성되어, 상기 내부 공간에 설치된 기판 지지대(200)에 지지되는 상기 기판 상에 박막을 증착하거나 박막을 식각하는 등의 공정이 진행될 수 있다. 또한, 공정 챔버(100)의 일측면에는 상기 기판을 상기 내부 공간으로 로딩 또는 언로딩할 수 있는 게이트가 형성될 수 있다.
또한, 기판 지지대(200)는, 상기 기판을 지지할 수 있도록 공정 챔버(100)의 상기 내부 공간에 구비되어 공정 챔버(100)의 중심축을 기준으로 회전 가능하게 설치될 수 있다. 더욱 구체적으로, 기판 지지대(200)는, 상기 기판을 지지할 수 있는 서셉터나 테이블 등의 기판지지 구조체일 수 있다.
여기서, 기판 지지대(200)는, 공정 온도로 가열되어 기판 지지대(200)에 지지되는 상기 기판을 가열시키는 히터를 구비하여, 그 상면에 안착되는 기판을 박막을 증착하는 공정 또는 박막을 식각하는 공정이 가능한 일정온도로 가열시킬 수 있다. 또한, 기판 지지대(200)는, 공정 가스를 플라즈마화 하기 위한 하부 전극으로의 기능을 할 수도 있다.
샤워 헤드(300)는, 기판 지지대(200)와 대향되도록 공정 챔버(100)의 상부에 구비되어 기판 지지대(200)를 향해 공정 가스 및 클리닝 가스 등 각종 처리 가스를 분사할 수 있다.
샤프트(400)는 기판 지지대(200) 하부에 고정 결합되어 기판 지지대(200)를 지지할 수 있고, 샤프트 지지부(500)는 공정 챔버(100) 외부에서 샤프트(400) 하부에 연결되어 샤프트(400)를 지지할 수 있다.
즉, 기판 지지대(200)는 하부에 형성된 샤프트(400)에 연결되고, 샤프트(400)는 공정 챔버(100)의 외부로 연장되어, 공정 챔버(100) 외측에서 샤프트 지지부(500)에 결합될 수 있다.
샤프트(400)는 공정 챔버(100)의 외측까지 연장되어 형성된다. 이때, 공정 챔버(100)와 샤프트(400) 사이에 진공을 유지하기 위하여, 공정 챔버(100)와 샤프트(400)가 연장되는 샤프트 지지부(500)까지 벨로우즈 관이 형성될 수 있다.
샤프트 지지부(500)는 공정 챔버(100) 외부에서 샤프트(400) 하부에 연결되어 샤프트(400)를 지지하는 구조체를 포함할 수 있다. 또한, 샤프트 지지부(500)는 샤프트(400)에 연결되는 RF 필터 등의 구조물(800)이 하방에 고정될 수 있다. 샤프트 지지부(500)의 자세한 구성은 후술하도록 한다.
샤프트 연결부(600)는 샤프트(400)를 지지하도록 샤프트 지지부(500)와 공정 챔버(100)를 연결하는 연결부이다.
예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 샤프트 연결부(600)는 샤프트 지지부(500)가 공정 챔버(100)의 하부 구조체와 연결될 수 있도록 샤프트 지지부(500)의 일측에 형성되어, 공정 챔버(100)의 하방에 결합될 수 있다. 이때, 샤프트 연결부(600)는 높이 조절부(700)에 결합될 수 있다.
높이 조절부(700)는 샤프트 지지부(500)에 연결되어 샤프트(400)를 수직 방향으로 이동시킬 수 있다. 구체적으로, 높이 조절부(700)는 기판 지지부(200)의 높이를 조절할 수 있도록 기판 지지부(200)와 연결된 샤프트 지지부(500)와 연결되어 샤프트 지지부(500)를 이동할 수 있으며, 이에 따라, 샤프트(400)에 연결된 기판 지지부(200)가 상하 이동될 수 있다.
도 2는 본 발명의 기판 처리 장치의 샤프트 지지부(500)를 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2의 A-A` 섹션을 나타내는 단면도이고, 도 4는 도 2의 B-B` 섹션을 나타내는 단면도이고, 도 5는 샤프트 지지부(500)를 나타내는 분해 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 이동부(540)의 슬라이딩을 나타내는 개략도이다.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 샤프트 지지부(500)는 고정부(510), 샤프트 플랜지부(520), 구조물 연결부(530), 수평 이동부(540), 결합부재(550) 및 베어링부(560)를 포함할 수 있다.
고정부(510)는 샤프트 연결부(600)에 고정 결합될 수 있다.
고정부(510)는 샤프트(400)에서 연장되는 부분과 결합되거나, 샤프트(400)의 내부와 연통되도록 일부 영역이 관통되어 형성될 수 있으며, 또한, 상기 후술될 베어링부(560)가 형성되는 베어링 고정부가 더 형성될 수 있다.
고정부(510)는 일측이 높이 조절부(700)에 고정되어, 높이 조절부(700)가 수직으로 이동함에 따라 높이 조절부(700)에 결합되어 있는 고정부(510)가 같이 이동될 수 있다.
샤프트 플랜지부(520)는 고정부(510) 상부에서 샤프트(400)에 고정 결합될 수 있다.
샤프트 플랜지부(520)는 샤프트(400)의 하부에서 샤프트(400)와 결합되도록 형성되고, 샤프트(400)의 단부에서 플랜지 형상으로 결합되어 상부에 벨로우즈 관이 결합될 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 샤프트 플랜지부(520)는 샤프트(400)에서 연장되는 부분과 결합되거나, 샤프트(400)의 내부와 연통되도록 일부 영역이 관통되어 형성될 수 있으며, 구체적으로, 샤프트 플랜지부(520)는 상부에 샤프트(400)가 결합되고, 상기 벨로우즈 관이 샤프트 플랜지부(520)의 상부에서 공정 챔버(100)의 하부까지 샤프트(400)를 둘러싸도록 형성되어, 공정챔버(100)와 샤프트(400)의 연결부를 밀폐시킬 수 있다.
구조물 연결부(530)는 고정부(510) 하부에 설치되고, 샤프트(400)와 연결될 구조물(800)들이 결합되며, 고정부(510)를 사이에 두고 샤프트 플랜지부(520)와 고정 결합될 수 있다.
구체적으로, 구조물 연결부(530)는 평판형 플레이트로 형성되어 고정부(510)의 하부에 형성되며, 기판 지지대(200)의 하부에서 히터를 구동하기 위한 구조물(800)이 구조물 연결부(530)의 하부에 결합되도록 형성될 수 있다.
구조물 연결부(530)는 샤프트(400)에서 연장되는 부분과 결합되거나, 샤프트(400)의 내부와 연통되도록 일부 영역이 관통되어 형성될 수 있다.
수평 이동부(540)는 고정부(510) 상부 또는 하부 중 어느 한 방향에 설치되어, 고정부(510)를 기준으로 샤프트 플랜지부(520) 및 구조물 연결부(530)를 수평 방향으로 이동하도록 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 수평 이동부(540)가 고정부(510)의 상부에 형성될 수 있다.
예컨대, 수평 이동부(540)는 고정부(510)의 상부에 형성되어, 고정부(510)를 기준으로 수평 이동부(540)가 제 1 축 방향으로 이동될 수 있으며, 수평 이동부(540)를 기준으로 샤프트 플랜지부(520)가 상기 제 1 축 방향에 수직인 제 2 축 방향으로 이동될 수 있다. 이때, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 축 방향은 Y 축 조절 방향이고, 상기 제 2 축 방향을 X 축 조절 방향이나, 축 방향에 따른 조절 방향은 다양한 방향으로 선택 가능하다.
수평 이동부(540)는 수평 이동블록(542), X축 조절부(543) 및 Y축 조절부(544)를 포함할 수 있다.
수평 이동블록(542)은 평판형 플레이트로 형성되고, 샤프트 플랜지부(520) 및 고정부(510) 사이에 형성되어, 수평방향으로 이동가능하도록 형성될 수 있다.
수평 이동블록(542)은 샤프트(400)에서 연장되는 부분과 결합되거나, 샤프트(400)의 내부와 연통되도록 일부 영역이 관통되어 형성될 수 있다.
X축 조절부(543)는 샤프트 플랜지부(520)가 수평 이동블록(542)으로부터 슬라이딩 되어 이동이 가능하도록 수평 이동블록(542) 및 샤프트 플랜지부(520) 사이에 형성될 수 있다.
구체적으로, X축 조절부(543)는 서로 마주보는 두 개의 막대형상의 부재가 상이한 방향으로 슬라이딩되도록 형성된 제 1 리니어 가이드를 포함할 수 있다. 이때, 하나의 막대형상의 부재는 샤프트 플랜지부(520)에 고정되고, 다른 하나의 막대형상의 부재는 수평 이동블록(542)에 고정되어, 상기 제 1 리니어 가이드가 슬라이딩 됨에 따라, 샤프트 플랜지부(520)와 수평 이동블록(542)이 서로 다른 방향으로 이동될 수 있다.
예컨대, 도 6에 도시된 바와 같이, X축 조절부(543)는 X축 방향으로 길게 형성되어 수평 이동블록(542)에 고정되어 형성되는 제 1 X축 가이드(543-1) 및 샤프트 플랜지부(520)에 결합되어 제 1 X축 가이드(543-1)와 슬라이딩 가능하도록 결합되는 제 2 X축 가이드(543-2)를 포함할 수 있다. 즉, 수평 이동부(540)를 기준으로 샤프트 플랜지부(520)가 X축 방향으로 이동할 수 있다.
도시되지 않았지만, X축 조절부(543)는 별도의 고정 나사를 통하여 수평 이동부(540)와 샤프트 플랜지부(520)의 이동을 조절 및 고정할 수 있다.
Y축 조절부(544)는 수평 이동블록(542)이 고정부(510)로부터 슬라이딩 되어 이동이 가능하도록 고정부(510) 및 수평 이동블록(542) 사이에 형성될 수 있다.
구체적으로, Y축 조절부(544)는 서로 마주보는 두 개의 막대형상의 부재가 상이한 방향으로 슬라이딩되도록 형성된 제 2 리니어 가이드를 포함할 수 있다. 이때, 하나의 막대형상의 부재는 고정부(510)에 고정되고, 다른 하나의 막대형상의 부재는 수평 이동부(540)의 수평 이동블록(542)에 고정되어, 상기 제 2 리니어 가이드가 슬라이딩 됨에 따라, 고정부(510)와 수평 이동블록(542)이 서로 다른 방향으로 이동될 수 있다.
이때, 상기 제 2 리니어 가이드는 상기 제 1 리니어 가이드와 서로 수직한 방향으로 형성될 수 있다.
예컨대, Y축 조절부(544)는 X축 방향과 수직방향인 Y축 방향으로 길게 형성되어, 수평 이동블록(542)에 고정되어 형성되는 제 1 Y축 가이드 및 고정부(510)에 결합되어 상기 제 1 Y축 가이드와 슬라이딩 가능하도록 결합되는 제 2 Y축 가이드를 포함할 수 있다. 즉, 고정부(540)를 기준으로 수평 이동부(540)가 Y축 방향으로 이동할 수 있다.
도시되지 않았지만, Y축 조절부(544)는 별도의 고정 나사를 통하여 고정부(510)와 수평 이동부(540)의 이동을 조절 및 고정할 수 있다.
이에 따라, 공정 챔버(100)의 상기 게이트로 기판이 이송되어, 기판 지지대(200)에 안착할 경우에 상부의 샤워 헤드(300)와 중심을 맞추는 센터링 작업을 하지 않아도 기판 지지대(200)의 수평 이동을 통하여 센터링을 맞출 수 있다.
베어링부(560)는 고정부(510) 상부 또는 하부 중 상기 수평 이동부(540)와 대응되는 방향에 형성될 수 있다.
예컨대, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 베어링부(560)는 고정부(510)와 구조물 연결부(530)가 상대적으로 이동할 수 있도록, 고정부(510)의 하부에 형성될 수 있다.
즉, 베어링부(560)는 고정부(510)와 구조물 연결부(530) 사이에 형성되어 결합됨으로서 고정부(510)와 구조물 연결부(530)가 소정거리 이격되어 결합되고, 샤프트(400)와 연통되는 중심부 주변을 둘러싸는 대구경의 베어링이 결합되어 구조적 안정성을 높일 수 있으며, 높은 구름성을 가진 베어링부(560)로 인하여 구조물 연결부(510)가 고정부(510)에 구름 지지되어 수평방향으로 이동할 수 있다.
베어링부(560)는 샤프트 플랜지부(520)가 고정부(510)에 대하여 수평이동이 가능하도록 스러스트 볼 베어링(thrust ball bearing)으로 형성될 수 있다.
이때, 샤프트 지지부(500)가 기판 지지대(200)를 고정하도록 일정 체결력이 가해진 상태에서도 베어링부(560)로 인하여 수평이동이 가능할 수 있으며, 이에 따라, 구조적인 안정성과 위치 정밀성을 높일 수 있다.
결합부재(550)는 고정부(510)의 상방에 형성된 샤프트 플랜지부(520) 및 고정부(510)의 하방에 형성된 구조물 연결부(530)를 고정할 수 있다.
구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 결합부재(550)는 샤프트 플랜지부(520), 수평 이동부(540), 고정부(510) 및 구조물 연결부(530)을 결합하는 결합나사를 포함할 수 있다.
이때, 고정부(510)는 고정부(510)의 가장자리 영역에 결합부재(550)가 삽입될 수 있도록 적어도 일부분이 관통되어 형성된 고정부 핀홀부(511)가 형성되고, 수평 이동부(540)는 샤프트 플랜지부(520) 및 고정부(510) 사이에 형성되어 수평방향으로 이동가능한 수평 이동블록(542)의 가장자리 영역에 결합부재(550)가 삽입될 수 있도록 적어도 일부분이 관통되어 형성된 블록 핀홀부(541)가 형성될 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 고정부 핀홀부(511)는 결합부재(550)가 고정부 핀홀부(511) 내부에서 수평방향으로 이동이 가능하도록, 고정부 핀홀부(511)의 내측면과 결합부재(550)의 외면 사이에 소정의 갭(G)을 가지고 형성될 수 있다.
즉, 결합부재(550)와 고정부 핀홀부(511)의 내측면 사이에 형성된 갭(G)의 크기만큼, 결합부재(550)로 결합된 샤프트 플랜지부(520) 및 구조물 연결부(530)가 수평이동 될 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 블록 핀홀부(541)는 결합부재(550)가 블록 핀홀부(541) 내부에서 수평방향으로 이동이 가능하도록, 블록 핀홀부(541)의 내측면과 결합부재(550)의 외면 사이에 소정의 갭(G)을 가지고 형성될 수 있다.
즉, 결합부재(550)와 구조물 핀홀부(531)의 내측면 사이에 형성된 갭(G)의 크기만큼, 결합부재(550)로 결합된 샤프트 플랜지부(520) 및 구조물 연결부(530)가 수평이동 될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 샤프트 지지부(500)를 나타내는 분해 사시도이고, 도 8은 도 7의 샤프트 지지부(500)의 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 수평 이동부(540)가 고정부(510)의 하부에 형성될 수 있다.
수평 이동부(540)는 고정부(510)의 하부에 형성되어, 고정부(510)를 기준으로 수평 이동부(540)가 제 1 축 방향으로 이동될 수 있으며, 수평 이동부(540)를 기준으로 구조물 연결부(530)가 상기 제 1 축 방향에 수직인 제 2 축 방향으로 이동될 수 있다. 이때, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 축 방향은 X 축 조절 방향이고, 상기 제 2 축 방향을 Y 축 조절 방향이나, 축 방향에 따른 조절 방향은 다양한 방향으로 선택 가능하다.
수평 이동부(540)는 수평 이동블록(542), X축 조절부(543) 및 Y축 조절부(544)를 포함할 수 있다.
수평 이동블록(542)은 평판형 플레이트로 형성되고, 고정부(510) 및 구조물 연결부(530) 사이에 형성되어 수평방향으로 이동가능하도록 형성될 수 있다.
수평 이동블록(542)은 고정부(400)와 이동가능하도록 결합되고, 샤프트(400)의 내부와 연통되도록 일부 영역이 관통되어 형성될 수 있다.
X축 조절부(543)는 수평 이동블록(542)이 고정부(510)로부터 슬라이딩 되어 이동이 가능하도록 수평 이동블록(542) 및 고정부(510) 사이에 형성될 수 있다.
X축 조절부(543)는 상술한 바와 구조 및 구동이 동일하며, X축 조절부(543)가 슬라이딩 됨에 따라, 고정부(510)와 수평 이동블록(542)이 서로 다른 방향으로 이동될 수 있다.
Y축 조절부(544)는 구조물 연결부(530)가 수평 이동블록(542)으로부터 슬라이딩 되어 이동이 가능하도록 수평 이동블록(542) 및 구조물 연결부(530) 사이에 형성될 수 있다.
Y축 조절부(544)는 상술한 바와 구조 및 구동이 동일하며, Y축 조부(544)가 슬라이딩 됨에 따라, 수평 이동블록(542)과 구조물 연결부(530)가 서로 다른 방향으로 이동될 수 있다.
이때, 베어링부(560)는 고정부(510)와 샤프트 플랜지부(520)가 상대적으로 이동할 수 있도록, 고정부(510)의 상부에 형성될 수 있다.
예컨대, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 베어링부(560)는 고정부(510)와 샤프트 플랜지부(520) 사이에 형성되어 결합됨으로서 고정부(510)와 샤프트 플랜지부(520)가 소정거리 이격되어 결합되고, 베어링부(560)로 인하여 샤프트 플랜지부(520)가 고정부(510)에 구름 지지되어 수평방향으로 이동할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 기판 지지대를 나타내는 상면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 공정 챔버, 복수의 기판 지지대, 샤워 헤드, 복수의 샤프트 및 복수의 샤프트 지지부를 포함할 수 있다.
상기 공정 챔버, 상기 복수의 기판 지지대, 상기 샤워 헤드, 상기 복수의 샤프트 및 상기 복수의 샤프트 지지부는 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 장치와 동일한 구성 및 기능을 가진다.
상기 공정 챔버의 내부 공간에 상기 기판 지지대가 복수개로 형성되고, 샤프트 및 샤프트 지지부는 복수개의 기판 지지대에 대응되도록 복수개로 형성되어, 복수개의 기판 지지대(1100, 1200, 1300, 1400)가 형성될 수 있다.
즉, 복수개의 기판 지지대(1100, 1200, 1300, 1400)는 각각의 샤프트 및 샤프트 지지부를 포함하여, 개별적으로 수평 방향 이동을 조절할 수 있다.
예컨대, 복수개의 기판 지지대 중 제 1 기판 지지대(1100), 제 2 기판 지지대(1200) 및 제 3 기판 지지대(1300)는 각각 서로간의 사이 간격이 동일하게 형성되어 있으나, 제 4 기판 지지대(1400)가 일측에 더 가깝게 형성되어 있을 경우에 제 4 기판 지지대(1400)의 수평 조절부를 통하여 수평 이동할 수 있다. 이와 같이, 각각의 기판 지지부(1100, 1200, 1300, 1400)의 수평 이동을 조절함으로써, 조립시에 발생되는 공차를 용이하게 보정할 수 있다.
또한, 공정 챔버(100)의 상기 게이트로 복수의 기판이 이송되어, 각각의 기판 지지부(1100, 1200, 1300, 1400)에 안착할 경우에 상부의 샤워 헤드(300)와 각각의 중심을 맞추는 센터링 작업을 하지 않아도 기판 지지대(100)의 수평 이동을 통하여 센터링을 맞출 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법은, 복수의 기판이 안착되는 각각의 기판 지지대 간의 간격을 조절하여, 기판에 증착되는 막질의 균일도를 고르게 하고, 이에 따라 생산 비용 및 생산 시간을 절감할 수 있는 등 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 공정 챔버
200: 기판 지지대
300: 샤워 헤드
400: 샤프트
500: 샤프트 지지부
510: 고정부
511: 고정부 핀홀부
520: 샤프트 플랜지부
521: 플랜지 핀홀부
530: 구조물 연결부
531: 구조물 핀홀부
540: 수평 이동부
541: 블롭 핀홀부
542: 수평 이동블록
543: X축 조절부
544: Y축 조절부
550: 결합부재
560: 베어링부
600: 샤프트 연결부
700: 높이 조절부
800: 구조물
1100, 1200, 1300, 1400: 기판 지지대

Claims (12)

  1. 기판을 처리할 수 있는 내부 공간이 형성되는 공정 챔버;
    상기 기판을 지지할 수 있도록 상기 공정 챔버의 상기 내부 공간에 구비되는 기판 지지대;
    상기 기판 지지대와 대향되도록 상기 공정 챔버의 상부에 구비되어 상기 기판 지지대를 향해 처리 가스를 분사하는 샤워 헤드;
    상기 기판 지지대 하부에 고정 결합되어 상기 기판 지지대를 지지하는 샤프트;
    상기 공정 챔버 외부에서 상기 샤프트 하부에 연결되어 상기 샤프트를 지지하는 샤프트 지지부; 및
    상기 샤프트 지지부가 상기 공정 챔버에 연결되어 상기 샤프트를 지지하도록 상기 샤프트 지지부와 상기 공정 챔버를 연결하는 샤프트 연결부;
    를 포함하고,
    상기 샤프트 지지부는,
    상기 샤프트 연결부에 고정 결합된 고정부;
    상기 고정부 상부에서 상기 샤프트에 고정 결합되는 샤프트 플랜지부;
    상기 고정부 하부에 설치되고, 상기 샤프트와 연결될 구조물들이 결합되며, 상기 고정부를 사이에 두고 상기 샤프트 플랜지부와 고정 결합되는 구조물 연결부; 및
    상기 고정부 상부 또는 하부 중 어느 한 방향에 설치되어, 상기 고정부를 기준으로 상기 샤프트 플랜지부 및 상기 구조물 연결부를 수평 방향으로 이동하도록 조절하는 수평 이동부;
    를 포함하는, 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수평 이동부는,
    상기 샤프트 플랜지부 및 상기 고정부 사이에 형성되어 수평방향으로 이동가능하도록 형성된 수평 이동블록;
    상기 샤프트 플랜지부가 상기 수평 이동블록으로부터 슬라이딩 되어 이동이 가능하도록 상기 수평 이동블록 및 상기 샤프트 플랜지부 사이에 형성되는 X축 조절부; 및
    상기 수평 이동블록이 상기 고정부로부터 슬라이딩 되어 이동이 가능하도록 상기 고정부 및 상기 수평 이동블록 사이에 형성되는 Y축 조절부;
    를 포함하는, 기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 X축 조절부는,
    X축 방향으로 길게 형성되어, 상기 수평 이동블록에 고정되어 형성되는 제 1 X축 가이드; 및
    상기 샤프트 플랜지부에 결합되어 상기 제 1 X축 가이드와 슬라이딩 가능하도록 결합되는 제 2 X축 가이드;
    를 포함하고,
    상기 Y축 조절부는,
    상기 X축 방향과 수직방향인 Y축 방향으로 길게 형성되어, 상기 수평 이동블록에 고정되어 형성되는 제 1 Y축 가이드; 및
    상기 고정부에 결합되어 상기 제 1 Y축 가이드와 슬라이딩 가능하도록 결합되는 제 2 Y축 가이드;
    를 포함하는, 기판 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 수평 이동부는,
    상기 고정부 및 상기 구조물 연결부 사이에 형성되어 수평방향으로 이동가능하도록 형성된 수평 이동블록;
    상기 수평 이동블록이 상기 고정부로부터 슬라이딩 되어 이동이 가능하도록 상기 수평 이동블록 및 상기 고정부 사이에 형성되는 X축 조절부; 및
    상기 구조물 연결부가 상기 수평 이동블록으로부터 슬라이딩 되어 이동이 가능하도록 상기 수평 이동블록 및 상기 구조물 연결부 사이에 형성되는 Y축 조절부;
    를 포함하는, 기판 처리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤프트 지지부는,
    상기 고정부 상부 또는 하부 중 상기 수평 이동부와 대응되는 방향에 형성되는 베어링부;
    를 포함하는, 기판 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 베어링부는,
    상기 샤프트 플랜지부가 상기 고정부에 대하여 수평이동이 가능하도록 스러스트 볼 베어링(thrust ball bearing)으로 형성되는, 기판 처리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤프트 지지부는,
    상기 고정부의 상방에 형성된 상기 샤프트 플랜지부 및 상기 고정부의 하방에 형성된 상기 구조물 연결부를 고정하기 위한 결합부재;
    를 포함하는, 기판 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 고정부는,
    상기 결합부재가 삽입될 수 있도록 적어도 일부분이 관통되어 형성된 고정부 핀홀부;
    를 포함하는, 기판 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 고정부 핀홀부는,
    상기 결합부재가 상기 고정부 핀홀부 내부에서 수평방향으로 이동이 가능하도록, 상기 고정부 핀홀부의 내측면과 상기 결합부재의 외면 사이에 소정의 갭을 가지고 형성되는, 기판 처리 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 수평 이동부는,
    상기 샤프트 플랜지부 및 상기 고정부 사이에 형성되어 수평방향으로 이동가능한 수평 이동블록에 상기 결합부재가 삽입될 수 있도록 적어도 일부분이 관통되어 형성된 블록 핀홀부;
    를 포함하는, 기판 처리 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 블록 핀홀부는,
    상기 결합부재가 상기 블록 핀홀부 내부에서 수평방향으로 이동이 가능하도록, 상기 블록 핀홀부의 내측면과 상기 결합부재의 외면 사이에 소정의 갭을 가지고 형성되는, 기판 처리 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 내부 공간에 상기 기판 지지대가 복수개로 형성되고, 상기 샤프트, 상기 샤프트 지지부는 복수개의 기판 지지대에 대응되도록 복수개로 형성되고,
    상기 복수개의 기판 지지대는,
    각각의 상기 기판 지지대의 수평 방향 이동을 개별적으로 조절하는, 기판 처리 장치.
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