WO2024071693A1 - 기판 승하강모듈, 이를 포함하는 기판처리모듈 및 기판처리시스템 - Google Patents

기판 승하강모듈, 이를 포함하는 기판처리모듈 및 기판처리시스템 Download PDF

Info

Publication number
WO2024071693A1
WO2024071693A1 PCT/KR2023/012568 KR2023012568W WO2024071693A1 WO 2024071693 A1 WO2024071693 A1 WO 2024071693A1 KR 2023012568 W KR2023012568 W KR 2023012568W WO 2024071693 A1 WO2024071693 A1 WO 2024071693A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
substrate
module
internal space
shaft
lowering
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/012568
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
조재현
Original Assignee
프리시스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 프리시스 주식회사 filed Critical 프리시스 주식회사
Publication of WO2024071693A1 publication Critical patent/WO2024071693A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches

Definitions

  • the present invention relates to a substrate lifting and lowering module, a substrate processing module including the same, and a substrate processing system.
  • a semiconductor substrate processing device that performs a semiconductor manufacturing process generally includes a plurality of process chambers that perform a substrate processing process and an environment that allows the substrate to enter the process chamber before the substrate enters the process chamber.
  • a load lock chamber is installed to create a load lock chamber, and a robot arm is installed to connect the process chamber and the load lock chamber and transfer the substrates in the load lock chamber to the corresponding process chamber or the substrates in the process chamber to the load lock chamber. Includes a transfer chamber.
  • the process chamber generally performs a substrate processing process at high temperature and process pressure close to vacuum. At this time, because it is difficult to enter the substrate at atmospheric pressure into the process chamber at high temperature and process pressure, it is necessary to create the same environment as the process chamber before transferring the substrate to the process chamber. This is the load lock chamber.
  • the load lock chamber refers to a chamber that accommodates a substrate in a state substantially the same as the environment of the process chamber or the external environment before the substrate is introduced into the process chamber from the outside or before the substrate is taken out from the process chamber.
  • a lifting and lowering module may be installed to support the introduced substrate and move it up and down.
  • the substrate supported by the raising and lowering module moves up and down and can be cooled by a heater plate or cooling plate installed in the load lock chamber.
  • the lifting and lowering module needs to be mechanically designed so that it does not have a rotational degree of freedom in the circumferential direction when the moving direction for raising and lowering is set to the reference axis direction.
  • the conventional lifting and lowering module uses a large and complex structure to maintain axis-to-axis alignment between components and constrain the rotational degree of freedom, which has the problem of increasing the size of the lifting and lowering module and complicating the design.
  • the purpose of the present invention is to recognize the above problems, to provide a miniaturized elevating and lowering module with a simple structure while being capable of restraining the elevating and lowering thrust of the elevating and lowering module and the circumferential rotational freedom, and a substrate processing module and substrate processing system including the same. is to provide.
  • the present invention was created to achieve the object of the present invention as described above, and is installed in a chamber 21 that forms a sealed internal space (S) and has one or more gates (T) for entering and exiting the substrate.
  • a lifting and lowering module 200 that supports the substrate (G) introduced into the space (S) and moves it up and down is disclosed.
  • the lifting and lowering module 200 is coupled to the substrate support 210, which is located in the internal space S and supports the substrate G, and is coupled to the substrate support 210 to move the substrate 210 up and down. It may include an upper and lower driving unit 220 that drives.
  • the vertical driving unit 220 includes a shaft 222 coupled to the substrate support 210 and extending outwardly through the chamber 21, and rotating the shaft 222 in a circumferential direction about the longitudinal reference axis. It may include a rotation prevention part 228 coupled to the shaft 222 to prevent this.
  • the substrate support portion 210 may include a moving plate 212 disposed in the internal space (S) and one or more substrate seating portions 214 coupled to the moving plate 212 to support the substrate (G). You can.
  • the substrate seating portion 214 may be provided in plurality.
  • the substrate support portion 210 may include a first substrate mounting portion 214a and a second substrate mounting portion 214b that are disposed at vertical intervals and respectively support the substrate G.
  • the shaft 222 may be coupled to the central portion of the moving plate 212.
  • the upper and lower driving unit 220 includes a cylinder 224 that is coupled to the chamber 21 and accommodates a shaft 222 extending to the outside, and is coupled to the shaft 222 and moves within the cylinder 224. It may additionally include a piston 226, possibly installed.
  • the rotation prevention part 228 may be installed between the shaft 222 and the cylinder 224.
  • the upper and lower driving parts 220 are configured to create a first space (V1) and a second space inside the cylinder 224, which are separated by the piston 226 so that the piston 226 moves linearly within the cylinder 224. It may include a pneumatic source 229 that transmits pneumatic pressure to (V2).
  • the rotation prevention portion 228 may be a ball spline member relatively movably coupled to the outer peripheral surface of the shaft 222.
  • the raising and lowering module 200 may further include a sealing block 230 installed between the ball spline member 228 and the piston 226 to prevent leakage of the pneumatic pressure.
  • the ball spline member 228 may be installed with a fixed circumferential position relative to the longitudinal reference axis of the shaft 222.
  • the raising and lowering module 200 is fixed in position with respect to the cylinder 224 and protrudes toward the groove 228a recessed on the outer peripheral surface of the ball spline member 228 in the circumferential direction of the ball spline member 228. It may additionally include a fixing key member (K) to fix the position.
  • K fixing key member
  • the present invention includes a chamber (21) forming a sealed internal space (S) and having one or more gates (T) for entering and exiting a substrate;
  • a substrate processing module 20 that is installed in the chamber 21 and includes a lifting and lowering module 200 that supports and moves a substrate (G) introduced into the internal space (S).
  • the substrate processing module 20 may be a load lock module 20b.
  • the substrate processing module 20 includes a gas injection unit 23 for injecting an inert gas into the internal space S; a gas exhaust unit (24) for exhausting gas from the internal space (S); a heat exchange unit (27) for controlling the temperature of the substrate (G) introduced into the internal space (S); It may additionally include a gate valve unit 25 that opens and closes the gate T.
  • the chamber 21 may include a partition wall 21c that divides the internal space S up and down to form a first internal space S1 and a second internal space S2.
  • the lifting and lowering module 200 may be provided in the first internal space (S1) and the second internal space (S2), respectively.
  • the chamber 21 may include two pairs of gates T corresponding to the first internal space S1 and the second internal space S2, respectively.
  • the present invention includes one or more process modules (20a) that perform substrate processing on a substrate (G) under a preset process pressure state; a load lock module (20b) that transfers the substrate (G) between the outside at atmospheric pressure and the process module (20a); Disclosed is a substrate processing system comprising a transfer module 30 that transfers a substrate G between the process module 20a and the load lock module 20b.
  • a lifting and lowering module 200 may be installed in at least one of the process module 20a and the load lock module 20b.
  • the elevating and lowering module according to the present invention, the substrate processing module and substrate processing system including it, have no problem with thrust for elevating and lowering, are capable of constraining the rotational freedom in the circumferential direction, and can implement a miniaturized elevating and lowering module with a simple structure. There is an advantage.
  • the present invention applies a rotation prevention structure in which the shaft moved up and down by the piston and the moving plate of the substrate support can have an integrated structure, thereby providing a separate structure to constrain the rotational freedom of the shaft or offset circumferential rotation.
  • a structure which has the advantage of being able to construct a miniaturized lifting and lowering module with a simpler structure.
  • FIG. 1 is a plan view showing a substrate processing system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view of the substrate processing module of the substrate processing system of FIG. 1.
  • FIG. 3A is a plan view in the This is an X-Y direction plan view showing the lifting and lowering module installed in the substrate processing module in Figure 2.
  • Figure 4a is a cross-sectional view in the direction A-A of Figure 3c, showing a state in which the substrate is moved upward by the lifting and lowering module.
  • Figure 4b is a cross-sectional view in the direction A-A of Figure 3c, showing a state in which the substrate is moved upward by the lifting and lowering module.
  • Figure 5 is an exploded perspective view showing the shaft and piston of the raising and lowering module of Figure 4a.
  • Figure 6a is a perspective view showing a sealing block coupled to the shaft of Figure 5.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view taken in the B-B direction of FIG. 6A.
  • FIG. 6C is an X-Y plan view of FIG. 6A.
  • FIG. 7 is a perspective view showing part of the structure of FIG. 6A.
  • Figures 8 and 9 are diagrams showing a conventional lifting and lowering module installed in a substrate processing module.
  • the substrate processing system according to the present invention may include one or more substrate processing modules 20 that perform substrate processing on the substrate G at a preset process pressure.
  • the substrate processing module 20 is a unit module in which substrate processing is performed, and various configurations are possible depending on the type of substrate processing being performed.
  • substrate processing is not limited to a specific process or processes such as cleaning, polishing, transfer, heating, cooling, oxidation, lithography, etching, and deposition.
  • the substrate G to be processed is a base material and may be made of various materials such as semiconductors such as silicon or gallium or glass, and is not limited to a specific material or shape.
  • the substrate G is a semiconductor substrate for forming a semiconductor layer, such as an integrated circuit, and may refer to a wafer in a broad sense (including bare wafers).
  • the substrate processing module 20 is located between a process module 20a consisting of at least one individual chamber 21 that performs at least one process (deposition, etching, etc.), and the outside at atmospheric pressure and the process module 20a. It may include a load lock module (20b) that transfers the substrate (G).
  • the substrate processing system may further include a transfer module 30 that transfers the substrate G between the process module 20a and the load lock module 20a.
  • the substrate processing system may be configured as a cluster type including a process module 20a and a transfer module 30 that commonly connects the process module 20a, but this is only one embodiment and is limited thereto. That is not the case.
  • a gate valve that is opened and closed under the control of a control unit may be installed between the transfer module 30 and each individual chamber 21.
  • the transfer module 30 may be equipped with a substrate transfer robot 31 that withdraws the substrate G from the load lock module 20b and transfers it to a required predetermined position.
  • the process module 20a is a place where various processes such as an etching process or a deposition process using a plasma reaction or a chemical vapor method are performed, and is pumped by a vacuum pump (not shown) as a preliminary operation before the process proceeds.
  • a pressure control valve may be included to control the vacuum pressure when the actual process is performed.
  • the process module 20a includes a chamber 21 that forms a closed processing space where substrate processing is performed, a substrate supporter (not shown) that supports the substrate G, and a process gas that sprays the process gas. It may include a spray unit (not shown) and a heating jacket (not shown) that controls the temperature of the process module 100.
  • the process module 20a may be provided with a plurality of substrate processing spaces, including a plurality of individual chambers 21, where substrate processing such as substrate deposition and substrate etching is performed.
  • the plurality of process modules 20a may be arranged side by side along the side of the transfer module 30.
  • the process module 20a may be composed of a plurality of individual chambers 21 to implement a plurality of substrate processing spaces, but may have two independent substrate processing spaces within one chamber 21, Alternatively, of course, one process module 20a may be configured to process one substrate G.
  • the transfer module 30 is located between the load lock module 20b and the process module 20a and can be configured to transfer the substrate G to each substrate processing space of the process module 20a.
  • the transfer module 30 is a chamber body that has a plurality of gates through which the substrate G passes and forms a space through which the substrate G is transferred between the load lock module 20b and the process module 20a. It can be included.
  • the transfer module 30 transfers the substrate G transferred from the load lock module 20b to the process module 20a for substrate processing, and conversely, the substrate G transferred from the process module 20a after substrate processing is completed.
  • the substrate (G) can be transferred to the load lock module (20b).
  • the substrate G is taken out from the load lock module 20b and transferred to a required predetermined position, and the substrate G is taken out from the process module 20a to load the load lock module (
  • a substrate transfer robot 31 may be provided to transfer the substrate to 20b).
  • the substrate transfer robot 31 is provided in the transfer module 30, and can be configured in various configurations to transfer the substrate G between each process module 20a and the transfer module 30 through a plurality of gates. .
  • the substrate transfer robot 31 transfers the substrate G transferred from the load lock module 20b to each individual chamber 21 through the gate, and transfers the substrate G transferred from the load lock module 20b to each individual chamber 21 of the process module 20a through the gate. )
  • the substrate (G) transferred from ) is transferred to the load lock module (20b).
  • the transfer module 30 can always maintain a process pressure close to vacuum.
  • the internal pressure of the transfer module 30 may be set to be relatively higher (low vacuum) than the pressure of the process module 20a.
  • the load lock module 20b is configured to allow access to environmental conditions close to those within the transfer module 30 and to block the environmental conditions within the transfer module 30 from being influenced by the outside. Various configurations are possible.
  • the load lock module 20b can change from a process pressure state close to vacuum to an atmospheric pressure state, or from an atmospheric pressure state to a process pressure state.
  • the load lock module 20b can receive the substrate G from the loader unit 50 connected to an external, for example, substrate storage container (not shown) under atmospheric pressure.
  • One side of the load lock module 20b may be coupled to the loader unit 50 and the other side may be coupled to the transfer module 30.
  • the inside of the load lock module 20b is subjected to a process pressure close to vacuum, similar to that of the transfer module 30. changes to the state.
  • the substrate (G) processed in the process module (20a) is transferred to the load lock module (20b) through the transfer module (30)
  • the substrate is transferred to the external substrate storage container (FOUP) through the loader unit (50).
  • the inside of the load lock module (20b) changes to atmospheric pressure.
  • the load lock modules 20b may be configured as a pair, and the pair of load lock modules 20b may be arranged side by side on one side of the transfer module 30.
  • the load lock module 20b may include a chamber 21 that forms a sealed internal space (S) and has one or more gates (T) for entering and exiting the substrate.
  • the chamber 21 is a housing that forms a sealed internal space (S) and has one or more gates (T) for entering and exiting the substrate, and can be configured in various ways.
  • the chamber 21 may be provided with one or more pairs of gates (T) for loading and unloading substrates, respectively, and the one or more pairs of gates (T) may be provided in the substrate transfer direction D1 of the substrate G. It can be formed along the conveyance direction.
  • the substrate transfer direction D1 may be defined as a direction parallel to the movement path along which the substrate G entering and exiting the chamber 21 moves.
  • the gate (T) is an opening that is opened and closed by the gate valve unit 25, which will be described later, and the first gate (T1) corresponding to the loader unit 50 side and the first gate T1 corresponding to the transfer module 300 side. It may include a second gate (T2).
  • the one or more pairs of gates T may be provided on a pair of opposing side walls of the chamber 21.
  • a plurality of gates T may be formed to correspond to the substrate processing areas.
  • the chamber 21 shown in FIGS. 1 and 2 shows an embodiment in which two pairs of gates T are formed with upper and lower spacing, but the present invention is not limited thereto.
  • the chamber 21 may be formed in various shapes.
  • the chamber 21 may have a rectangular planar shape (cube shape).
  • the chamber 21 may be configured to form a plurality of independent substrate processing areas or to process a plurality of substrates G in one substrate processing area.
  • the chamber 21 may include a chamber body 21a with an open upper surface and an upper lid 21b coupled to the upper surface of the chamber body 21a to form the internal space S.
  • the chamber body 21a may be integrally formed as a single member.
  • the chamber 21 may additionally include a lower lid 21d coupled to the bottom of the chamber body 21a.
  • the chamber body 21a may include a partition wall 21c that divides the internal space S up and down to form a first internal space S1 and a second internal space S2.
  • the first internal space (S1) and the second internal space (S2) may be independent substrate processing areas.
  • the chamber body 21a may include two pairs of gates T corresponding to the first internal space S1 and the second internal space S2, respectively.
  • the load lock module 20b includes a gas injection unit 23 for injecting an inert gas into the internal space (S), and a gas exhaust unit 24 for exhausting gas from the internal space (S). It may include a heat exchanger 27 for controlling the temperature of the substrate G introduced into the internal space S, and a gate valve 25 for opening and closing the gate T.
  • the gas injection unit 23 is configured to inject an inert gas into the internal space (S) and can have various configurations.
  • the gas injection unit 23 is installed in the chamber body 21a by injecting an inert gas into the internal space S to change the internal space S from a process pressure state to an atmospheric pressure state, and the substrate G It can also perform a cooling function to cool the body.
  • the inert gas is a gas for venting/purging the internal space (S) and may be, for example, N 2 gas.
  • the inert gas is intended to change/purge the pressure of the internal space of the chamber 21, but is also introduced from the process module 20a to prevent heat damage to members that may occur when the heated substrate G is discharged as is ( It also has the purpose of cooling the substrate (G) to a preset temperature in order to prevent thermal damage.
  • the gas injection unit 23 includes a valve block 23a having a gas flow path therein, and at least one gas valve 23b installed on the valve block 23a to open and close the gas flow path. It may include a diffuser (not shown) that communicates with the gas flow path, receives inert gas, and sprays the gas into the internal space (S).
  • a diffuser not shown
  • the gas flow path is a flow path through which an inert gas flows within the valve block 23a, and may form a single path or may be formed by branching in various ways.
  • the gas valve 23b is an opening/closing valve installed on the valve block 23a to open and close the gas flow path, and can have various configurations.
  • the gas valve (23b) is connected to the first internal space (S2).
  • a plurality of gases may be provided corresponding to the first internal space (S1) and the second internal space (S2).
  • the diffuser (not shown) is configured to inject gas into the internal space (S) and can be configured in various configurations. It is in communication with the gas flow path and can receive an inert gas supply and inject the gas into the internal space (S). .
  • the gas exhaust unit 24 is configured to exhaust gas from the internal space (S) and can be configured in various ways, and exhausts gas into the internal space to change the internal space (S) from atmospheric pressure to process pressure. can do.
  • the gas exhaust unit 24 may include a gas exhaust line 24a coupled to the chamber 21 and a vacuum pump 24b connected to the gas exhaust line 24a.
  • the gas exhaust unit 24 connects the pair of load lock modules 20b to one vacuum pump 24b.
  • the gas exhaust unit 24 may include a common exhaust line for exhaust.
  • the heat exchange unit 27 is configured to control the temperature (cooling or heating) of the substrate G introduced into the internal space S and can have various configurations.
  • the heat exchanger (27) is divided into the first internal space (S1) and the second internal space (S2). It may be provided in (S1) and the second internal space (S2), respectively.
  • the heat exchange unit 27 includes a heat exchange plate formed in a planar shape corresponding to the substrate G, a heat medium passage embedded inside the heat exchange plate through which a heat medium supplied from the outside flows, and a heat medium into the heat medium passage. It may include a heat medium port for supply/discharge, but is not limited to this.
  • the heat exchange unit 27 may be composed of a halogen lamp provided to face the substrate (G).
  • the heat exchange unit 27 may include both a heating plate for heating the substrate and a cooling plate for cooling the substrate.
  • the heat exchanger 27 may be coupled to the leads 21b and 21d of the chamber 21.
  • the lifting and lowering module 200 which will be described later, is coupled to the leads 21b and 21d
  • the lifting and lowering module 200 and the heat exchanger 27 can be modularized and installed through the leads 21b and 21d.
  • the gate valve unit 25 is a valve that opens and closes the gate T, is a component of the load lock module 20b, and may be formed integrally with the chamber 21.
  • the substrate processing module 20 may include a lifting and lowering module 200 installed in the chamber 21 to support and move the substrate G introduced into the internal space S.
  • the lifting and lowering module 200 may be installed in any substrate processing module 20, and for example, may be installed in the process module 20a and/or the load lock module 20b.
  • the elevating and lowering module 200 will be described focusing on an example in which the elevating and lowering module 200 according to the present invention is installed on the load lock module (20b).
  • the installation location of the elevating and lowering module 200 is the load lock module ( It is not limited to 20b) and can be installed in any substrate processing module 20, including the process module 20a.
  • the lifting and lowering module 200 is installed in the chamber 21, supports the substrate G introduced into the internal space S, and can be configured to move up and down.
  • the lifting and lowering module 200 is installed in the chamber 21 and supports the substrate (G) introduced into the internal space (S). As shown in FIG. 2, the chamber 21 is an independent When comprised of a plurality of substrate processing areas, a plurality of substrates may be provided, each corresponding to the substrate processing area.
  • the lifting and lowering module 200 installed in the upper substrate processing area is installed on the upper lid 21b side of the chamber 21, and the lifting and lowering module 200 installed in the lower substrate processing area independent of the upper substrate processing area. Can be installed on the lower lid (21d) side of the chamber (21).
  • the lifting module 200 installed on the lower lead (21b) is configured to be the same as or similar to the lifting module 200 installed on the upper lead (21b), and the lifting module 200 installed on the upper lead (21b) ) and can be installed upside down.
  • the lifting and lowering module 200 is coupled to the substrate support 210, which is located in the internal space S and supports the substrate G, and the substrate support 210, and the substrate support ( It may include an upper/lower movement unit 220 that drives the upper/lower movement of 210).
  • the substrate support 210 includes a moving plate 212 disposed in the internal space S, and a moving plate 212 coupled to the moving plate 212 to support the substrate G. It may include one or more substrate mounting portions 214.
  • the moving plate 212 can have various shapes as long as it is a plate member that is disposed in the internal space (S) and can be installed with a support member 214, which will be described later. For example, as shown in FIG. 3C, it has a constant shape on the plane. It may be formed in the shape of a bar with a width, but is not limited thereto.
  • the substrate seating portion 214 is a support member that is coupled to the moving plate 212 to support the substrate G and can have various configurations and shapes.
  • the substrate seating portion 214 may include a pair of support members respectively coupled to both longitudinal ends of the moving plate 212 to support the edge of the bottom surface of the substrate G.
  • the support members provided as a pair extend toward the center of the mounted substrate G, and a contact surface in contact with the bottom edge of the substrate G may be formed at the extended portion.
  • the substrate seating portion 214 and the moving plate 212 are coupled to each other, and a vertical gap is formed between the substrate G and the moving plate 212 in the vertical direction.
  • An extending coupling member 216 may be installed.
  • the substrate mounting portion 214 may be provided in plurality.
  • the substrate supporting portion 210 is disposed at vertical intervals and includes a first substrate mounting portion 214a and a second substrate respectively supporting the substrate G. It may include a seating portion 214b.
  • the substrate support 210 may be configured to support a plurality of substrates G stacked vertically and spaced apart in one substrate processing area.
  • the first substrate seating portion 214a and the second substrate seating portion 214b may be configured identically or similarly.
  • a coupling member 216 extending in the vertical direction may be additionally installed to form a vertical gap between the two substrate mounting portions 214b.
  • the vertical driving part 220 is coupled to the substrate support part 210 and drives the vertical movement of the substrate support part 210, so various configurations are possible.
  • the vertical driving unit 220 includes a shaft 222 coupled to the substrate support unit 210 and extending outwardly through the chamber 21, and a shaft 222 relative to the longitudinal reference axis of the shaft 222. It may include a rotation prevention portion 228 coupled to the shaft 222 to prevent circumferential rotation.
  • the shaft 222 is coupled to the substrate support 210 and extends outward through the chamber 21, and can have various configurations.
  • One end of the shaft 222 is coupled to one surface of the moving plate 212 of the substrate support 210 and extends in the longitudinal direction to penetrate the leads 21b and 21d.
  • One end of the shaft 222 may be coupled to the central portion of the moving plate 212, and the central portion of the moving plate 212 may coincide with the center of the supported substrate (G).
  • the shaft 222 may be fixedly coupled to the moving plate 212 through a bolt member (B) and may be configured as an integrated piece.
  • the shaft 222 can be driven up and down by various driving sources, and is not limited to a specific driving source such as pneumatic or hydraulic pressure. If the shaft 222 can be driven up and down, the driving force is transmitted to the shaft 222.
  • a specific driving source such as pneumatic or hydraulic pressure.
  • the structure is not limited to a specific structure and can be configured in various ways.
  • the upper and lower driving unit 220 is of a cylindrical type, and is coupled to the cylinder 224, which is coupled to the chamber 21 and accommodates the shaft 222 extending to the outside, and to the shaft 222. It may additionally include a piston 226 that is movably installed within the cylinder 224.
  • the cylinder 224 is coupled to the chamber 21 and can have various configurations to accommodate the shaft 222 extending outward.
  • the raising and lowering module 200 may include a coupling block 240 and a plurality of bolt members (B) for coupling the cylinder 224 to the leads 21b and 21d from the outside of the chamber 21.
  • the coupling block 240 is coupled to the cylinder 224 and can be coupled to the leads 21b and 21d through a plurality of bolt members (B).
  • the cylinder 224 can have various shapes and structures as long as it accommodates the shaft 222 extending outside the chamber 21 and forms a space inside where the shaft 222 can move up and down.
  • the cylinder 224 may include a cylindrical cylinder body 224a and an upper cover 224b that covers the open upper surface of the cylinder body 224a.
  • the piston 226 is coupled to the shaft 222 and is movably installed within the cylinder 224, so various configurations are possible.
  • the piston 226 is fixedly coupled to the other end of the shaft 222 by a bolt member B, as shown in FIGS. 4A to 5, or is formed in a hollow ring shape and is attached to the shaft 222. It can be fixedly coupled to surround the outer circumference.
  • the piston 226 may be in close contact with the inner peripheral surface of the cylinder 224 and may be installed to move up and down together with the shaft 222 within the cylinder 224.
  • One or more sealing members may be installed along the outer circumferential surface of the piston 226 facing the cylinder 224.
  • An O-ring member (O) for sealing may also be installed on the lower surface of the piston 226.
  • a first space (V1) and a second space (V2) divided by the piston 226 may be formed inside the cylinder 224.
  • the vertical drive unit 220 uses a pneumatic source 229 to transmit pneumatic pressure to the first space (V1) and the second space (V2) so that the piston 226 moves linearly within the cylinder 224. It can be included.
  • two pressure delivery holes communicating with the first space (V1) and the second space (V2) may be formed on the outer wall of the cylinder 224, and the two pressure delivery holes each have a delivery valve ( It can be connected to the pneumatic source 229 through 223a, 223b).
  • Figure 4a shows a state in which pneumatic pressure is transmitted to the first space (V1) and the shaft 222 and the piston 226 are moved upward
  • Figure 4b shows a state in which pneumatic pressure is transmitted to the second space (V2) to move the shaft. (222) and piston 226 are shown in a downwardly moved state.
  • the raising and lowering movement of the shaft 222 can be implemented by the pneumatic source 229 and pneumatic control.
  • 3A to 4B show the pneumatic source 229 as the driving source, but the driving source of the raising and lowering module 200 according to the present invention is not limited to pneumatic pressure.
  • a magnet portion 227 may be additionally coupled to the piston 226.
  • the magnet portion 227 is disposed to overlap the upper surface of the piston 226, and may be coupled to the piston 226 and the shaft 222 by a bolt member (B) for coupling to the other end of the shaft 222.
  • the coupling method of the magnet portion 227 is not limited to this.
  • the magnet portion 227 fixes the magnet member 227a seated on the upper surface of the piston 226 and the position of the magnet member 227a and is attached to the piston 226. It may include a fixedly coupled magnetic guide member (227b).
  • An O-ring member (O) may be installed on the upper surface of the magnet guide member (227b).
  • the rotation prevention portion 228 is coupled to the cylinder shaft 222 to prevent circumferential rotation about the longitudinal reference axis of the shaft 222, and can be configured in various ways.
  • the rotation prevention part 228 may be installed between the shaft 222 and the cylinder 224.
  • the longitudinal direction of the shaft 222 is parallel to the moving direction (raising and lowering direction) of the shaft 222 and coincides with the Z-axis direction based on the drawing.
  • circumferential rotation means rotation around the longitudinal reference axis (C) of the shaft 222.
  • the rotation prevention part 228 may be a ball spline member relatively movably coupled to the outer peripheral surface of the shaft 222, as shown in FIGS. 3A to 5.
  • the ball spline member 228 may be installed in the cylinder 224, and may be a cylindrical member in which a through hole H through which the shaft 222 passes in the vertical direction is formed in the central portion.
  • the ball spline member 228 may be fixedly installed at the bottom of the cylinder 224, and its movement in the vertical and circumferential directions may be restricted.
  • the ball spline member 228 may be installed with a fixed circumferential position with respect to the longitudinal reference axis of the shaft 222.
  • the shaft 228 can be installed to be movable with respect to the ball spline member 228 with a degree of freedom in the longitudinal direction.
  • the ball spline member 228 may be formed with a groove 228a recessed on the side outer peripheral surface, and the inner wall of the cylinder 224 opposite the groove 228a protrudes toward the groove 228a and has a groove ( By being located within 228a), a fixing key member (K) that fixes the circumferential position of the ball spline member 228 can be installed.
  • the fixing key member (K) can be positioned relative to the cylinder 224 as a kind of set screw.
  • the groove 228a may be configured as a long hole extending along the longitudinal direction of the ball spline member 228.
  • the ball spline member 228 is rotatably installed on the inner peripheral surface of the through hole (H), and a plurality of protruding steel balls (not shown) arranged along the longitudinal direction may be installed, which is a general structure of a ball spline. Detailed description will be omitted.
  • a groove 222a may be formed along the longitudinal direction at a position corresponding to the steel ball on the outer peripheral surface of the shaft 222, and the groove 222a is a rolling surface on which the steel ball of the ball spline member 228 can roll. can be provided.
  • the shaft 222 moves in the vertical direction with respect to the ball spline member 228. It can be moved and at the same time its rotation in the circumferential direction can be constrained.
  • the raising and lowering module 200 needs to be configured to prevent leakage of pneumatic pressure in order to prevent loss of thrust for raising and lowering.
  • the lifting and lowering module 200 may additionally include a sealing block 230 installed between the ball spline member 228 and the piston 226.
  • the above-described first space (V1) can be formed between the piston 226 and the sealing block 230, and the air pressure in the first space (V1) of the sealing block 230 is applied to the ball spline member 228.
  • the air pressure in the first space (V1) of the sealing block 230 is applied to the ball spline member 228.
  • the sealing block 230 is fixedly installed within the cylinder 224 and is in close contact with the outer peripheral surface of the shaft 222 and a cylindrical body 232 in which a through hole through which the shaft 222 passes in the vertical direction is formed in the central portion. It may include a shaft sealing member 234.
  • a first groove 231a is formed along the circumferential direction on the outer circumferential surface of the cylindrical body 232, and a sealing member O is installed thereto, so that it can be in close contact with the inner circumferential surface of the cylinder 224.
  • One surface of the cylindrical body 231 may be in contact with the upper surface of the ball spline member 228, and the other surface of the cylindrical body 231 may face the first space V1.
  • a second groove portion 231b is formed along the circumferential direction on the inner peripheral surface of the cylindrical body 232, and a shaft sealing member 234, which is formed in a ring shape in a plane view, is installed, so that it can be in close contact with the outer peripheral surface of the shaft 222.
  • the shaft sealing member 234 is made of a material suitable for sealing, such as synthetic rubber.
  • it may be a sealing member made of FKM (VITON).
  • the shaft sealing member 234 is installed in the second groove 231b of the inner peripheral surface of the cylindrical body 232, and may be installed to protrude toward the shaft 222.
  • the shaft sealing member 234 has a recessed groove formed along the circumferential direction on one surface facing the first space V1, and has an inner wall 234d and an outer wall 234c bordering the groove, and serves as the bottom surface of the groove.
  • a bottom surface 234b connecting the side wall 234d and the outer wall 234c may be provided.
  • the cross section of the shaft sealing member 234 may form a U-shape.
  • a protrusion 234a may be formed on the inner peripheral surface facing the shaft 222 from the inner wall 234d, and is fitted with and is in close contact with the groove 222a of the shaft 222, and thus the shaft sealing member 234 and the shaft ( 222) can be closely adhered without leakage.
  • the outer peripheral surface of the outer wall 234c relative to the cylindrical body 232 may be inclined starting from the bottom surface 234b to gradually approach and contact the cylindrical body 232.
  • the raising and lowering module 400 installed in the conventional substrate processing module 40 includes a floating joint 450 to offset the eccentricity when aligning the shaft 422 and the moving plate 412. ) is installed, and a plurality of guide structures 460 using separate ball bushes 462 and linear shafts 464 are installed on the outside as shown in FIG. 8 to constrain the circumferential rotational degree of freedom of the raising and lowering module 400.
  • a large LM guide 470 had to be installed inside the cylinder as shown in FIG. 9, but there is a problem in that the structure of the substrate processing module 40 becomes complicated and large.
  • the floating joint 450 must be installed for inter-axis alignment between the shaft 422 and the moving plate 412, and the moving plate 412 must be installed outside the substrate processing module 40 to restrain the rotational freedom. Since a plurality of separate linear guides 460 must be installed between the moving plate 412 and the upper lead of the substrate processing module 40, the structure is complex, the upper and lower heights are increased, the overall size is increased, and the weight is increased. There is a growing problem.
  • the floating joint 450 must be installed to align the shaft 422 and the moving plate 412 in the cylinder 424, and the floating joint 450 and the moving plate must be installed to restrain the rotational freedom. Since an additional large LM guide 470 must be installed between 412, the structure is complex, the upper and lower heights are increased, the overall size is enlarged, and the weight increases.
  • the raising and lowering module 200 having the above-described configuration provides a simple and compact structure by providing a structure that can suppress the circumferential rotational degree of freedom of the raising and lowering module 200 using the ball spline 228. This can be done, and there is an advantage in being able to provide a lifting and lowering module 200 that has no problems with raising and lowering thrust by applying a sealing block 230 suitable for the structure of the ball spline 288.
  • the elevating and lowering module 200 has a simple structure without the floating joint 450 as shown in FIGS. 8 to 9, preventing rotation of the shaft 222 and reducing the vertical height of the elevating and lowering module 200 to reduce the overall height. It has the effect of reducing the size by more than 40% compared to before.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

본 발명은 기판 승하강모듈, 이를 포함하는 기판처리모듈 및 기판처리시스템에 관한 것이다. 본 발명은 챔버(21)의 내부공간(S)에 위치되어 기판(G)을 지지하는 기판지지부(210)와, 상기 기판지지부(210)에 결합되어 상기 기판지지부(210)의 상하이동을 구동하는 상하구동부(220)를 포함하며, 상기 상하구동부(220)는, 상기 기판지지부(210)에 결합되며 상기 챔버(21)를 관통하여 외부로 연장되는 샤프트(222)와, 상기 샤프트(222)의 길이방향 기준축에 대한 원주방향 회전이 방지되도록 상기 샤프트(222)에 결합되는 회전방지부(228)를 포함하는 것을 특징으로 하는 승하강모듈(200)을 개시한다.

Description

기판 승하강모듈, 이를 포함하는 기판처리모듈 및 기판처리시스템
본 발명은 기판 승하강모듈, 이를 포함하는 기판처리모듈 및 기판처리시스템에 관한 것이다.
반도체 제조공정 등을 수행하는 반도체 기판처리장치는 일반적으로, 기판처리공정을 수행하는 복수 개의 프로세스 챔버(Process Chamber)와, 해당 프로세스 챔버로 기판이 진입되기 전에 기판이 프로세스 챔버로 진입할 수 있도록 환경을 조성하는 로드락챔버(Load lock Chamber)와, 프로세스 챔버와 로드락챔버를 연결하며 로드락챔버 내의 기판을 해당 프로세스 챔버로 이송하거나 해당 프로세스 챔버 내의 기판을 로드락챔버로 이송하는 로봇 아암이 설치되는 트랜스퍼 챔버(Transfer Chamber)를 포함한다.
프로세스 챔버는, 일반적으로 고온 및 진공에 가까운 공정압 상태에서 기판처리공정을 진행한다. 이 때 대기압 상태에 있는 기판을 고온 및 공정압 상태인 프로세스 챔버로 진입시키는 과정이 어려움이 있기 때문에, 기판을 해당 프로세스 챔버로 이송하기 전에 프로세스 챔버와 동일한 환경을 조성해 주어야 하는데, 이러한 역할을 담당하는 것이 로드락챔버다.
즉, 로드락챔버는 외부로부터 기판이 프로세스 챔버로 인입되기 전 또는 프로세스 챔버로부터 기판이 외부로 인출되기 전에 프로세스 챔버의 환경 또는 외부의 환경과 실질적으로 동일한 상태로 기판을 수용하는 챔버를 가리킨다.
프로세스챔버 또는 로드락챔버와 같은 기판처리용 챔버 내에는 인입된 기판을 지지하며 승하강 이동시키기 위한 승하강모듈이 설치될 수 있다.
승하강모듈에 의해 지지된 기판은 승하강 이동하며 로드락챔버 내에 설치되는 히터플레이트 또는 쿨링플레이트에 의해 냉각될 수 있다.
이때, 승하강모듈은, 승하강을 위한 이동방향을 기준 축 방향으로 할 때 원주방향으로 회전자유도를 가지지 않도록 기구설계될 필요가 있다.
그런데, 종래 승하강모듈은 부품들 사이의 축간 정렬을 유지하고 회전자유도를 구속하기 위해 크고 복잡한 구조물을 사용하여 승하강모듈의 크기가 커지고 설계가 복잡한 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제점을 인식하여, 승하강모듈의 승하강 추력과 원주방향 회전자유도 구속이 가능하면서도 간단한 구조로 소형화된 승하강모듈, 이를 포함하는 기판처리모듈 및 기판처리시스템을 제공하는데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 밀폐된 내부공간(S)을 형성하며 기판출입을 위한 하나 이상의 게이트(T)를 구비하는 챔버(21)에 설치되어 상기 내부공간(S)에 도입된 기판(G)을 지지하며 상하이동 시키는 승하강모듈(200)을 개시한다.
상기 승하강모듈(200)은, 상기 내부공간(S)에 위치되어 기판(G)을 지지하는 기판지지부(210)와, 상기 기판지지부(210)에 결합되어 상기 기판지지부(210)의 상하이동을 구동하는 상하구동부(220)를 포함할 수 있다.
상기 상하구동부(220)는, 상기 기판지지부(210)에 결합되며 상기 챔버(21)를 관통하여 외부로 연장되는 샤프트(222)와, 상기 샤프트(222)의 길이방향 기준축에 대한 원주방향 회전이 방지되도록 상기 샤프트(222)에 결합되는 회전방지부(228)를 포함할 수 있다.
상기 기판지지부(210)는, 상기 내부공간(S)에 배치되는 무빙플레이트(212), 상기 무빙플레이트(212)에 결합되어 기판(G)을 떠받치는 하나 이상의 기판안착부(214)를 포함할 수 있다.
상기 기판안착부(214)는 복수로 구비될 수 있다.
상기 기판지지부(210)는, 상하 간격을 두고 배치되어 각각 기판(G)을 지지하는 제1기판안착부(214a)와 제2기판안착부(214b)를 포함할 수 있다.
상기 샤프트(222)는 상기 무빙플레이트(212)의 중앙부에 결합될 수 있다.
상기 상하구동부(220)는, 상기 챔버(21)에 결합되어 상기 외부로 연장되는 샤프트(222)를 수용하는 실린더(224)와, 상기 샤프트(222)에 결합되며 상기 실린더(224) 내에서 이동가능하게 설치되는 피스톤(226)을 추가로 포함할 수 있다.
상기 회전방지부(228)는 상기 샤프트(222)와 상기 실린더(224) 사이에 설치될 수 있다.
상기 상하구동부(220)는, 상기 피스톤(226)이 상기 실린더(224) 내에서 직선운동하도록 상기 피스톤(226)에 의해 구분되는 상기 실린더(224) 내부의 제1공간(V1) 및 제2공간(V2)에 공압을 전달하는 공압원(229)을 포함할 수 있다.
상기 회전방지부(228)는, 상기 샤프트(222)의 외주면에 상대 이동가능하게 결합되는 볼스플라인부재일 수 있다.
상기 승하강모듈(200)은, 상기 공압의 누설을 방지되도록 상기 볼스플라인부재(228)와 상기 피스톤(226) 사이에 설치되는 밀폐블록(230)을 추가로 포함할 수 있다.
상기 볼스플라인부재(228)는, 상기 샤프트(222)의 길이방향 기준축에 대한 원주방향 위치가 고정되어 설치될 수 있다.
상기 승하강모듈(200)은, 상기 실린더(224)에 대해 위치고정 되며 상기 볼스플라인부재(228)의 외주면에 함몰 형성된 그루브(228a)를 향해 돌출되어 상기 볼스플라인부재(228)의 상기 원주방향 위치를 고정하는 고정키부재(K)를 추가로 포함할 수 있다.
다른 측면에서 본 발명은 밀폐된 내부공간(S)을 형성하며 기판출입을 위한 하나 이상의 게이트(T)를 구비하는 챔버(21)와; 상기 챔버(21) 내에 설치되어 상기 내부공간(S)에 도입된 기판(G)을 지지하며 상하이동 시키는 승하강모듈(200)을 포함하는 기판처리모듈(20)을 개시한다.
상기 기판처리모듈(20)은 로드락모듈(20b)일 수 있다.
상기 기판처리모듈(20)은 상기 내부공간(S)으로 불활성가스를 주입하기 위한 가스주입부(23)과; 상기 내부공간(S)의 기체를 배기하기 위한 가스배기부(24)와; 상기 내부공간(S)에 도입된 기판(G)의 온도조절을 위한 열교환부(27)와; 상기 게이트(T)를 개폐하는 게이트밸브부(25)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 챔버(21)는, 상기 내부공간(S)을 상하로 구획하여 제1내부공간(S1)과 제2내부공간(S2)을 형성하는 구획벽(21c)을 포함할 수 있다.
상기 승하강모듈(200)은, 상기 제1내부공간(S1) 및 상기 제2내부공간(S2)에 각각 구비될 수 있다.
상기 챔버(21)는, 상기 제1내부공간(S1) 및 상기 제2내부공간(S2)에 각각 대응되는 두 쌍의 게이트(T)들을 포함할 수 있다.
다른 측면에서 본 발명은 미리 설정된 공정압상태에서 기판(G)에 대한 기판처리를 수행하는 하나 이상의 공정모듈(20a)과; 대기압상태의 외부 및 상기 공정모듈(20a) 사이에서 기판(G)을 전달하는 로드락모듈(20b)과; 상기 공정모듈(20a) 및 상기 로드락모듈(20b)를 사이에서 기판(G)을 반송하는 반송모듈(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템을 개시한다.
상기 공정모듈(20a) 및 상기 로드락모듈(20b) 중 적어도 하나에는 승하강모듈(200)이 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 승하강모듈, 이를 포함하는 기판처리모듈 및 기판처리시스템은, 승하강을 위한 추력에 문제가 없고 원주방향 회전자유도 구속이 가능하면서도 간단한 구조로 소형화된 승하강모듈을 구현할 수 있는 이점이 있다.
구체적으로, 본 발명은 피스톤에 의해 상하이동되는 샤프트와 기판지지부의 무빙플레이트가 일체형 구조를 가질 수 있는 회전방지부 구조를 적용함으로써, 샤프트의 회전자유도를 구속하거나 원주방향 회전을 상쇄하기 위한 별도의 구조물을 사용할 필요가 없으며, 그에 따라 보다 간단한 구조로 소형화된 승하강모듈을 구성할 수 있는 이점이 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리시스템을 보여주는 평면도이다.
도 2는, 도 1의 기판처리시스템의 기판처리모듈의 측면도이다.
도 3a는, 도 2의 기판처리모듈에 설치되는 승하강모듈을 보여주는 X-Z 방향 평면도이고, 도 3b는, 도 2의 기판처리모듈에 설치되는 승하강모듈을 보여주는 Y-Z 방향 평면도이며, 도 3c는 도 2의 기판처리모듈에 설치되는 승하강모듈을 보여주는 X-Y 방향 평면도이다.
도 4a는 도 3c의 A-A방향 단면도로, 승하강모듈에 의해 기판이 상방으로 이동한 상태를 도시한 것이다.
도 4b는, 도 3c의 A-A방향 단면도로, 승하강모듈에 의해 기판이 상방으로 이동한 상태를 도시한 것이다.
도 5는, 도 4a의 승하강모듈의 샤프트 및 피스톤을 보여주는 분해사시도이다.
도 6a는, 도 5의 샤프트에 결합되는 밀폐블록을 보여주는 사시도이다.
도 6b는, 도 6a의 B-B방향 단면도이다.
도 6c는, 도 6a의 X-Y 평면도이다.
도 7은, 도 6a의 구성 일부를 보여주는 사시도이다.
도 8 및 도 9는, 기판처리모듈에 설치되는 종래 승하강모듈을 보여주는 도면이다.
이하 본 발명에 따른 승하강모듈, 이를 포함하는 기판처리모듈 및 기판처리시스템에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에 따른 기판처리시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 미리 설정된 공정압상태에서 기판(G)에 대한 기판처리를 수행하는 하나 이상의 기판처리모듈(20)을 포함할 수 있다.
상기 기판처리모듈(20)은 기판에 대한 기판처리가 수행되는 단위 모듈로서, 수행되는 기판처리종류에 따라 다양한 구성이 가능하다.
여기서, 기판처리는 세척, 연마, 이송, 히팅, 냉각, 산화, 리소그래피, 식각, 증착 등 특정 프로세스나 공정에 한정되지 않는다.
또한, 처리대상이 되는 기판(G)은 모재(base material)로서, 실리콘이나 갈륨과 같은 반도체 또는 글라스 등의 다양한 소재로 이루어질 수 있으며, 특정 재질이나 형상에 한정되지 않는다.
예로서, 상기 기판(G)은 집적회로 등 반도체층 형성을 위한 반도체 기판으로서 넓은 의미의 웨이퍼(베어 웨이퍼도 포함)를 의미할 수 있다.
상기 기판처리모듈(20)은 적어도 하나 이상의 공정(증착, 식각 등)을 수행하는 적어도 하나의 개별 챔버(21)로 된 공정모듈(20a)과, 대기압상태의 외부 및 상기 공정모듈(20a) 사이에서 기판(G)을 전달하는 로드락모듈(20b)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 기판처리시스템은, 상기 공정모듈(20a) 및 상기 로드락모듈(20a) 사이에서 기판(G)을 반송하는 반송모듈(30)을 더 포함할 수 있다.
상기 기판처리시스템은, 공정모듈(20a)과, 공정모듈(20a)을 공통으로 연결하는 반송모듈(30)을 포함하여 클러스터(cluster) 타입으로 구성 수 있으나, 이는 하나의 실시예일뿐 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 반송모듈(30)와 각 개별 챔버(21) 사이에는 제어부(미도시)의 제어에 의해 개폐 동작되는 게이트밸브가 설치될 수 있다.
또한, 상기 반송모듈(30)에는, 로드락모듈(20b)로부터 기판(G)을 인출하여 요구되는 소정 위치로 이송시키도록 하는 기판이송로봇(31)이 구비될 수 있다.
상기 공정모듈(20a)은, 플라즈마 반응 또는 화학기상방법을 이용한 식각 공정 또는 증착 공정과 같은 각종 공정이 진행되는 곳으로, 공정이 진행되기 전에 예비 동작으로 진공 펌프(미도시)에 의한 펌핑에 의해 진공 상태를 갖도록 설정한 후, 실제 공정이 수행될 경우 진공압을 조절하기 위한 압력조절밸브를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 공정모듈(20a)은, 기판처리가 이루어지는 밀폐된 처리공간을 형성하는 챔버(21)와, 기판(G)을 지지하는 기판지지부(미도시)와, 공정가스를 분사하는 공정가스 분사부(미도시)와, 공정모듈(100)의 온도를 제어하는 가열재킷(미도시)을 포함할 수 있다.
한편, 상기 공정모듈(20a)은, 복수의 개별 챔버(21)들을 포함하여 기판 증착, 기판 식각 등의 기판처리가 이루어지는 기판처리공간을 복수개 구비할 수 있다.
상기 복수의 공정모듈(20a)들은 반송모듈(30)의 측면을 따라 나란히 배치될 수 있다.
여기서, 상기 공정모듈(20a)은, 복수개의 기판 처리 공간을 구현하기 위하여 복수개의 개별 챔버(21)로서 이루어질 수 있지만, 하나의 챔버(21) 내에 각각 독립된 2개의 기판 처리 공간을 가질 수 있으며, 이와 달리, 하나의 공정모듈(20a)이 하나의 기판(G)을 처리하도록 구성될 수도 있음은 물론이다.
상기 반송모듈(30)은, 로드락모듈(20b)과 공정모듈(20a) 사이에 위치하여 공정모듈(20a)의 각 기판처리공간으로 기판(G)을 이송하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 반송모듈(30)은, 기판(G)이 통과되는 복수개의 게이트가 형성되며, 로드락모듈(20b)과 공정모듈(20a) 사이에서 기판(G)이 이송되는 공간을 형성하는 챔버본체를 포함할 수 있다.
상기 반송모듈(30)은, 기판 처리를 위하여 로드락모듈(20b)로부터 이송되는 기판(G)을 공정모듈(20a)로 이송하며, 반대로 기판 처리가 완료되어 공정모듈(20a)로부터 이송되어 오는 기판(G)을 로드락모듈(20b)로 이송할 수 있다.
구체적으로, 상기 반송모듈(30)에는, 로드락모듈(20b)로부터 기판(G)을 인출하여 요구되는 소정 위치로 이송시키고, 공정모듈(20a)로부터 기판(G)을 인출하여 로드락모듈(20b)로 이송시키는 기판이송로봇(31)이 구비될 수 있다.
상기 기판이송로봇(31)은, 반송모듈(30)에 마련되며, 복수의 게이트를 통해 각 공정모듈(20a)과 반송모듈(30)간에 기판(G)을 이송하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 기판이송로봇(31)은, 로드락모듈(20b)로부터 이송되는 기판(G)을 게이트를 통하여 각 개별 챔버(21)로 이송시키며, 게이트를 통해 공정모듈(20a)의 각 개별 챔버(21)로부터 이송되어 오는 기판(G)을 로드락모듈(20b)로 이송한다.
상기 반송모듈(30)는, 항상 진공에 가까운 공정압상태를 유지할 수 있다.
다만, 상기 공정모듈(20a)에서 반송모듈(30)로 또는 반송모듈(30)에서 공정모듈(20a)로 기판(G) 이송 시에 공정모듈(20a) 내부의 파티클이 반송모듈(30)로 인입되는 것을 최소화하기 위하여 반송모듈(30)의 내부 압력은 공정모듈(20a)의 압력보다 상대적으로 높은 상태(저진공)로 형성될 수 있다.
상기 로드락모듈(20b)(load lock module)는, 반송모듈(30) 내의 환경 조건에 근접한 환경 조건을 접할 수 있도록 하고, 반송모듈(30) 내의 환경 조건이 외부로부터 영향을 받지 않도록 차단하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
즉, 상기 로드락모듈(20b)은, 진공에 가까운 공정압상태에서 대기압상태로, 또는 대기압상태에서 공정압상태로 변화 가능하다.
또한 상기 로드락모듈(20b)은, 대기압 상태의 외부, 예로서, 기판보관용기(미도시)에 연결된 로더부(50)로부터 기판(G)을 제공받을 수 있다.
상기 로드락모듈(20b)의 일면은 로더부(50)와 결합되며 다른 일면은 반송모듈(30)와 결합될 수 있다.
상기 로더부(50)를 통해 기판(G)이 대기 상태에서 기판 보관용기(FOUP)로부터 이송되어 온 후에는 로드락모듈(20b)의 내부는 반송모듈(30)와 마찬가지의 진공에 가까운 공정압상태로 변화된다.
또한 상기 공정모듈(20a)에서 처리된 기판(G)이 반송모듈(30)을 거쳐 로드락모듈(20b)로 이송되어 오면, 로더부(50)를 거쳐서 외부의 기판 보관 용기(FOUP)로 기판(G)이 이송되기 위하여 로드락모듈(20b) 내부가 대기압상태로 변화된다.
상기 로드락모듈(20b)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 한 쌍으로 구성될 수 있고, 한 쌍의 로드락모듈(20b)은 반송모듈(30)의 일 측면에 나란히 배치될 수 있다.
구체적으로, 상기 로드락모듈(20b)은, 밀폐된 내부공간(S)을 형성하며 기판출입을 위한 하나 이상의 게이트(T)를 구비하는 챔버(21)를 포함할 수 있다.
상기 챔버(21)는, 밀폐된 내부공간(S)을 형성하며 기판출입을 위한 하나 이상의 게이트(T)를 구비하는 하우징으로 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 챔버(21)는 각각 기판 반입 및 반출을 위한 한 쌍 이상의 게이트(T)를 구비할 수 있으며, 상기 한 쌍 이상의 게이트(T)는 기판(G)의 기판이송방향(D1, 기판반송방향)을 따라서 형성될 수 있다.
상기 기판이송방향(D1)은 챔버(21)로 출입되는 기판(G)이 이동하는 이동경로에 평행한 방향으로 정의될 수 있다.
예로서, 상기 게이트(T)는, 후술하는 게이트밸브부(25)에 의해 개폐되는 개구로서, 로더부(50) 측에 대응되는 제1게이트(T1) 및 반송모듈(300) 측에 대응되는 제2게이트(T2)를 포함할 수 있다.
상기 챔버(21)가 대략 육면체 형상으로 형성되는 경우, 상기 한 쌍 이상의 게이트(T)는 챔버(21)의 대향하는 한 쌍의 측벽에 구비될 수 있다.
상기 게이트(T)는, 챔버(21)가 독립된 복수의 기판처리영역으로 이루어지는 경우, 기판처리영역에 대응되어 복수로 형성될 수 있음은 물론이다.
도 1 내지 도 2에 도시된 챔버(21)는, 상하 간격을 두고 두 쌍의 게이트(T)가 형성된 실시예를 도시한 것이나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 챔버(21)는, 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 예로서 평면형상이 직사각형(육면체 형상)으로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 챔버(21)는, 복수의 독립적인 기판처리영역을 형성하거나 또는 하나의 기판처리영역에서 복수의 기판(G)들을 처리하도록 구성될 수 있다.
상기 챔버(21)는, 상면이 개방된 챔버본체(21a)와 상기 챔버본체(21a)의 상면에 결합되어 상기 내부공간(S)을 형성하는 상부리드(21b)를 포함할 수 있다.
상기 챔버본체(21a)는, 단일부재로 일체로 형성될 수 있다.
상기 챔버본체(21a)의 저면이 개방된 경우, 상기 챔버(21)는 챔버본체(21a)의 저면에 결합되는 하부리드(21d)를 추가로 포함할 수 있다.
예로서, 상기 챔버본체(21a)는, 내부공간(S)을 상하로 구획하여 제1내부공간(S1)과 제2내부공간(S2)을 형성하는 구획벽(21c)을 포함할 수 있다.
상기 제1내부공간(S1)과 제2내부공간(S2)는 서로 독립된 기판처리영역일 수 있다.
이때, 상기 챔버본체(21a)는, 상기 제1내부공간(S1) 및 상기 제2내부공간(S2)에 각각 대응되는 두 쌍의 게이트(T)들을 포함할 수 있다.
이때, 상기 로드락모듈(20b)은, 상기 내부공간(S)으로 불활성가스를 주입하기 위한 가스주입부(23)과, 상기 내부공간(S)의 기체를 배기하기 위한 가스배기부(24)와, 상기 내부공간(S)에 도입된 기판(G)의 온도조절을 위한 열교환부(27)와, 상기 게이트(T)를 개폐하는 게이트밸브부(25)를 포함할 수 있다.
상기 가스주입부(23)는, 상기 내부공간(S)으로 불활성가스를 주입하기 위한 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 가스주입부(23)는, 내부공간(S)으로 불활성가스를 주입함으로써 챔버본체(21a)에 설치되어 내부공간(S)을 공정압상태에서 대기압상태로 변화시킬 수 있으며, 기판(G)을 냉각시키는 냉각기능도 수행할 수 있다.
상기 불활성가스는, 내부공간(S)을 벤팅/퍼지하기 위한 가스로, 예로서, N2가스일 수 있다.
상기 불활성가스는, 챔버(21)의 내부공간의 압력변화/퍼지를 목적으로 하나 이와 함께 공정모듈(20a)에서 도입되어 가열된 기판(G)이 그대로 배출되는 경우 발생할 수 있는 부재들의 열손상(thermal damage) 등을 방지하기 위하여 기판(G)을 미리 설정된 온도까지 냉각시키는 목적도 갖는다.
예로서, 상기 가스주입부(23)는, 내부에 가스유로를 구비하는 밸브블럭(23a)과, 상기 가스유로를 개폐하기 위하여 상기 밸브블럭(23a)에 설치되는 적어도 하나 이상의 가스밸브(23b)와, 상기 가스유로와 연통되어 불활성가스를 공급받아 상기 내부공간(S)으로 가스를 분사하는 디퓨저(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 가스유로는 밸브블록(23a) 내에서 불활성가스가 흐르는 유로로서, 단일경로를 형성하거나 또는 다양한 방식으로 분기되어 형성되는 유로일 수 있다.
상기 가스밸브(23b)는 가스유로를 개폐하기 위하여 상기 밸브블럭(23a)에 설치되는 개폐밸브로서, 다양한 구성이 가능하다.
상기 로드락모듈(20b)의 챔버(21) 내부공간(S)이 제1내부공간(S1) 및 제2내부공간(S2)으로 구획되는 경우, 상기 가스밸브(23b)는 제1내부공간(S1) 및 제2내부공간(S2)으로의 가스주입을 독립적으로 제어하기 위하여, 제1내부공간(S1) 및 제2내부공간(S2)에 대응되어 복수로 구비될 수 있다.
상기 디퓨저(미도시)는, 내부공간(S)으로 가스를 분사하기 위한 구성으로 다양한 구성이 가능하며, 가스유로와 연통되어 불활성가스를 공급받아 상기 내부공간(S)으로 가스를 분사할 수 있다.
상기 가스배기부(24)는, 내부공간(S)의 기체를 배기하기 위한 구성으로 다양한 구성이 가능하며, 내부공간(S)을 대기압상태에서 공정압상태로 변화시키기 위하여 내부공간에 가스를 배기할 수 있다.
상기 가스배기부(24)는, 챔버(21)에 결합되는 가스배기라인(24a)과, 상기 가스배기라인(24a)에 연결되는 진공펌프(24b)를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 기판처리시스템이 한 쌍의 로드락모듈(20b)을 포함하는 경우, 상기 가스배기부(24)는 한 쌍의 로드락모듈(20b)을 하나의 진공펌프(24b)를 이용해 배기하기 위한 공통배기라인을 포함할 수 있다.
상기 열교환부(27)는, 내부공간(S)에 도입된 기판(G)의 온도조절(냉각 또는 히팅)을 위한 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 로드락모듈(20b)의 챔버(21) 내부공간(S)이 제1내부공간(S1)과 제2내부공간(S2)으로 구획된 경우, 상기 열교환부(27)는 상기 제1내부공간(S1) 및 상기 제2내부공간(S2)에 각각 구비될 수 있다.
예로서, 상기 열교환부(27)는, 기판(G)과 대응되는 평면 형상으로 형성되는 열교환플레이트와, 열교환플레이트 내부에 매립되며 외부로부터 공급된 열매체가 흐르는 열매체유로와, 상기 열매체유로로의 열매체공급/배출을 위한 열매체포트를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예로서, 상기 열교환부(27)는 기판(G)에 대향하도록 구비되는 할로겐램프로 구성될 수 있다.
또한, 상기 열교환부(27)는 기판히팅을 위한 히팅플레이트 및 기판쿨링을 위한 쿨링플레이트를 모두 포함할 수 있다.
상기 열교환부(27)는 챔버(21)의 리드(21b, 21d)에 결합될 수 있다. 후술하는 승하강모듈(200)이 리드(21b, 21d)에 결합되는 경우 승하강모듈(200)과 열교환부(27)가 리드(21b, 21d)를 통해 모듈화되어 설치될 수 있다.
상기 게이트밸브부(25)는, 게이트(T)를 개폐하는 밸브로서, 로드락모듈(20b)의 구성일부이며, 챔버(21)와 일체로 형성될 수 있다.
한편, 상기 기판처리모듈(20)은 상기 챔버(21) 내에 설치되어 상기 내부공간(S)에 도입된 기판(G)을 지지하며 상하이동 시키는 승하강모듈(200)을 포함할 수 있다.
상기 승하강모듈(200)은 어떠한 기판처리모듈(20)이든 설치될 수 있으며, 예로서, 공정모듈(20a) 및/또는 로드락모듈(20b)에 설치될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 승하강모듈(200)이 로드락모듈(20b)에 설치되는 예를 중심으로 승하강모듈(200)을 설명하나, 승하강모듈(200)의 설치위치가 로드락모듈(20b)에 한정되는 것은 아니며, 공정모듈(20a)를 포함하여 어떠한 기판처리모듈(20)에 라도 설치될 수 있다.
상기 승하강모듈(200)은, 상기 챔버(21) 내에 설치되어 상기 내부공간(S)에 도입된 기판(G)을 지지하며 상하이동 시키는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 승하강모듈(200)는, 상기 챔버(21)에 설치되어 상기 내부공간(S)에 도입된 기판(G)을 지지하는 구성으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 챔버(21)가 독립된 복수의 기판처리영역으로 이루어지는 경우, 기판처리영역에 각각 대응되어 복수로 구비될 수 있다.
즉, 상부 기판처리영역에 설치되는 승하강모듈(200)은 챔버(21)의 상부리드(21b) 측에 설치되며, 상부 기판처리영역과 독립된 하부 기판처리영역에 설치되는 승하강모듈(200)은 챔버(21)의 하부리드(21d) 측에 설치될 수 있다.
하부리드(21b)에 설치되는 승하강모듈(200)은 상부리드(21b)에 설치되는 승하강모듈(200)과 동일하거나 유사하게 구성되며, 상부리드(21b)에 설치되는 승하강모듈(200)과 상하 반전된 상태로 설치될 수 있다.
일 실시예로서, 상기 승하강모듈(200)은, 상기 내부공간(S)에 위치되어 기판(G)을 지지하는 기판지지부(210)와, 상기 기판지지부(210)에 결합되어 상기 기판지지부(210)의 상하이동을 구동하는 상하구동부(220)를 포함할 수 있다.
상기 기판지지부(210)는, 도 2 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 내부공간(S)에 배치되는 무빙플레이트(212), 상기 무빙플레이트(212)에 결합되어 기판(G)을 떠받치는 하나 이상의 기판안착부(214)를 포함할 수 있다.
상기 무빙플레이트(212)는, 내부공간(S)에 배치되어 후술하는 지지부재(214)가 설치될 수 있는 플레이트 부재라면 다양한 형상이 가능하며, 예로서, 도 3c에 도시된 바와 같이 평면 상 일정한 폭을 가지는 바(Bar, 막대) 형상으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 기판안착부(214)는 상기 무빙플레이트(212)에 결합되어 기판(G)을 떠받치는 서포트 부재로서 다양한 구성 및 형상이 가능하다.
상기 기판안착부(214)는, 기판(G) 저면의 가장자리를 떠받칠 수 있도록 무빙플레이트(212)의 길이방향 양 단부에 각각 결합되는 한 쌍의 지지부재를 포함할 수 있다.
한 쌍으로 구비된 지지부재는 안착되는 기판(G)의 중심을 향해 연장되며 연장된 부분에는 기판(G)의 가장자리 저면과 접촉하는 접촉면이 형성될 수 있다.
상기 기판안착부(214)와 무빙플레이트(212) 사이에는 기판안착부(214)와 무빙플레이트(212)를 결합시키며 기판(G)과 무빙플레이트(212) 간 상하 간격을 형성하기 위해 상하방향으로 연장되는 결합부재(216)가 설치될 수 있다.
상기 기판안착부(214)는 복수로 구비될 수 있고, 예로서, 기판지지부(210)는 상하 간격을 두고 배치되어 각각 기판(G)을 지지하는 제1기판안착부(214a)와 제2기판안착부(214b)를 포함할 수 있다.
이를 통해, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 기판지지부(210)는 하나의 기판처리영역에서 상하로 이격되어 적층된 복수의 기판(G)을 지지하도록 구성될 수도 있다.
상기 제1기판안착부(214a)와 제2기판안착부(214b)는 동일하거나 유사하게 구성될 수 있다.
상기 제1기판안착부(214a)와 제2기판안착부(214b) 사이에는 제1기판안착부(214a)와 제2기판안착부(214b)를 결합시키며 제1기판안착부(214a)와 제2기판안착부(214b) 간 상하 간격을 형성하기 위해 상하방향으로 연장되는 결합부재(216)가 추가로 설치될 수 있다.
상기 상하구동부(220)는, 기판지지부(210)에 결합되어 상기 기판지지부(210)의 상하이동을 구동하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 상하구동부(220)는, 상기 기판지지부(210)에 결합되며 상기 챔버(21)를 관통하여 외부로 연장되는 샤프트(222)와, 상기 샤프트(222)의 길이방향 기준축에 대한 원주방향 회전이 방지되도록 상기 샤프트(222)에 결합되는 회전방지부(228)를 포함할 수 있다.
상기 샤프트(222)는 상기 기판지지부(210)에 결합되며 상기 챔버(21)를 관통하여 외부로 연장되는 샤프트로서 다양한 구성이 가능하다.
상기 샤프트(222)의 일단은 기판지지부(210)의 무빙플레이트(212)의 일면에 결합되며 길이방향으로 연장되어 리드(21b, 21d)를 관통할 수 있다.
상기 샤프트(222)의 일단은 무빙플레이트(212)의 중앙부에 결합될 수 있으며, 무빙플레이트(212)의 중앙부는 지지되는 기판(G)의 중심과 일치할 수 있다.
상기 샤프트(222)는 볼트부재(B)를 통해 무빙플레이트(212)에 고정결합될 수 있으며, 일체형으로 구성될 수 있다.
상기 샤프트(222)는, 다양한 구동원에 의해 상하이동이 구동될 수 있으며, 공압, 유압 등 특정 구동원에 한정되지 않고, 샤프트(222)가 상하이동이 구동될 수 있다면 샤프트(222)로 구동력을 전달하는 전달구조 또한 특정 구조에 한정되지 않고 다양하게 구성될 수 있음은 물론이다.
일 예로서, 상기 상하구동부(220)는 실린더 방식으로서, 상기 챔버(21)에 결합되어 상기 외부로 연장되는 샤프트(222)를 수용하는 실린더(224)와, 상기 샤프트(222)에 결합되며 상기 실린더(224) 내에서 이동가능하게 설치되는 피스톤(226)을 추가로 포함할 수 있다.
상기 실린더(224)는 상기 챔버(21)에 결합되어 상기 외부로 연장되는 샤프트(222)를 수용하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 승하강모듈(200)은 상기 실린더(224)를 챔버(21) 외측에서 리드(21b, 21d)에 결합하기 위한 결합블록(240) 및 복수의 볼트부재(B)들을 포함할 수 있다.
상기 결합블록(240)은 실린더(224)에 결합되며 복수의 볼트부재(B)들을 통해 리드(21b, 21d)에 결합될 수 있다.
상기 실린더(224)는 챔버(21) 외부로 연장되는 샤프트(222)를 수용하고 내부에 샤프트(222)가 상하이동할 수 있는 공간을 형성할 수 있다면 다양한 형상 및 구조가 가능하다.
상기 실린더(224)는, 도 4a 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 원통형 실린더바디(224a)와, 실린더바디(224a)의 개방된 상부면을 복개하는 상부커버(224b)를 포함할 수 있다.
한편, 도 3a 내지 도 4b를 참조하면, 샤프트(222)의 승하강에도 불구하고 기판처리모듈(20) 내부공간(S)을 밀폐시키기 위하여, 결합블록(240)과 무빙플레이트(212) 사이에는 샤프트(222)를 둘러싸는 벨로우즈(V)가 설치될 수 있다.
상기 피스톤(226)은, 상기 샤프트(222)에 결합되며 상기 실린더(224) 내에서 이동가능하게 설치되는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 피스톤(226)은, 도 4a 내지 도 5에 도시된 바와 같이 볼트부재(B)에 의해 샤프트(222)의 타단에 고정 결합되거나 또는 중공형 링형상으로 형성되어 샤프트(222)의 외주면을 감싸도록 고정결합될 수 있다.
상기 피스톤(226)은 실린더(224)의 내주면에 밀착될 수 있으며 실린더(224) 내에서 샤프트(222)와 함께 상하이동 가능하게 설치될 수 있다.
상기 피스톤(226)의 실린더(224)를 향하는 외주면에는 하나 이상의 씰링부재(O-ring)가 외주면 둘레를 따라 설치될 수 있다.
상기 피스톤(226)의 하부면에도 실링을 위한 오링부재(O)가 설치될 수 있다.
상기 실린더(224) 내부에는 피스톤(226)에 의해 구분되는 제1공간(V1) 및 제2공간(V2)이 형성될 수 있다.
이때, 상기 상하구동부(220)는, 상기 피스톤(226)이 실린더(224) 내에서 직선운동하도록 상기 제1공간(V1) 및 제2공간(V2)에 공압을 전달하는 공압원(229)을 포함할 수 있다.
이를 위해, 상기 실린더(224)의 외벽에는 제1공간(V1) 및 제2공간(V2)에 각각 연통되는 두 개의 압력전달홀이 형성될 수 있고, 상기 두 개의 압력전달홀은 각각 전달밸브(223a, 223b)을 통해 공압원(229)에 연결될 수 있다.
도 4a는, 제1공간(V1)에 공압이 전달되어 샤프트(222) 및 피스톤(226)이 상방으로 이동된 상태를 도시한 것이고, 도 4b는 제2공간(V2)에 공압이 전달되어 샤프트(222) 및 피스톤(226)이 하방으로 이동된 상태를 도시한 것이다.
상기 공압원(229) 및 공압제어에 의해 샤프트(222)의 승하강 움직임이 구현될 수 있다.
도 3a 내지 도 4b는 구동원으로서 공압원(229)을 중심으로 도시한 것이나, 본 발명에 따른 승하강모듈(200)의 구동원이 공압에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 피스톤(226)에는 자석부(227)가 추가로 결합될 수 있다.
상기 자석부(227)는 피스톤(226)의 상면에 중첩되어 배치되고, 샤프트(222)의 타단에 결합시키기 위한 볼트부재(B)에 의해 피스톤(226) 및 샤프트(222)에 결합될 수 있으나, 자석부(227)의 결합방식이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 자석부(227)는, 도 4a 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 피스톤(226)의 상면에 안착되는 자석부재(227a)와, 자석부재(227a)의 위치를 고정하며 피스톤(226)에 고정결합되는 자석가이드부재(227b)를 포함할 수 있다.
상기 자석가이드부재(227b)의 상면에는 오링부재(O)가 설치될 수 있다.
상기 회전방지부(228)는, 상기 샤프트(222)의 길이방향 기준축에 대한 원주방향 회전이 방지되도록 상기 실린더샤프트(222)에 결합되는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
일 실시 예로서, 상기 회전방지부(228)는 상기 샤프트(222)와 상기 실린더(224) 사이에 설치될 수 있다.
여기서, 샤프트(222)의 길이방향은 샤프트(222)의 이동방향(승하강방향)과 평행하며, 도면 기준 Z축 방향과 일치한다.
또한, 원주방향 회전은 상기 샤프트(222)의 길이방향 기준축(C)을 중심으로 하는 회전을 의미한다.
상기 회전방지부(228)는, 예로서, 도 3a 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 샤프트(222)의 외주면에 상대 이동가능하게 결합되는 볼스플라인부재일 수 있다.
상기 볼스플라인부재(228)는 실린더(224) 내에 설치될 수 있으며, 상기 샤프트(222)가 상하방향으로 관통되는 관통구(H)가 중앙부에 형성되는 원통형 부재일 수 있다.
상기 볼스플라인부재(228)는 실린더(224) 하부에 고정설치될 수 있고, 상하방향 및 원주방향에 대해 움직임이 구속될 수 있다.
즉, 상기 볼스플라인부재(228)는, 상기 샤프트(222)의 길이방향 기준축에 대한 원주방향 위치가 고정되어 설치될 수 있다.
상기 볼스플라인부재(228)가 실린더(224)에 대해 위치가 고정되므로, 샤프트(228)는 볼스플라인부재(228)에 대해 길이방향 자유도를 가지고 이동가능하게 설치될 수 있다.
이를 위해, 상기 볼스플라인부재(228)는 측부 외주면에 함몰 형성된 그루브(228a)가 형성될 수 있고, 그루브(228a)에 대향하는 실린더(224) 내측벽에는 그루브(228a)를 향해 돌출되어 그루브(228a) 내에 위치됨으로써 볼스플라인부재(228)의 원주방향 위치를 고정하는 고정키부재(K)가 설치될 수 있다.
상기 고정키부재(K)는 일종의 셋트스크류로서 실린더(224)에 대해 위치고정될 수 있다.
상기 그루브(228a)는 볼스플라인부재(228)의 길이방향을 따라 연장형성되는 장공형태로 구성될 수 있다.
한편, 상기 볼스플라인부재(228)은 관통구(H) 내주면에는 회전가능하게 설치되며 길이방향을 따라 배치되는 돌출된 복수의 강구(미도시)들이 설치될 수 있고, 이는 볼스플라인의 일반적인 구조이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이때, 상기 샤프트(222)의 외주면에는 강구에 대응되는 위치에 길이방향을 따라 그루브(222a)가 형성될 수 있고, 그루브(222a)는 볼스플라인부재(228)의 강구가 구를 수 있는 구름면을 제공할 수 있다.
상기 볼스플라인부재(228)의 내주면에서 돌출되는 강구가 길이방향으로 형성된 샤프트(222)의 그루브(222a)에 형합되어 회전하며 이동하므로, 샤프트(222)는 볼스플라인부재(228)에 대해 상하방향으로 이동가능함과 동시에 원주방향으로 회전이 구속될 수 있다.
한편, 상기 승하강모듈(200)은, 승하강을 위한 추력 손실을 방지하기 위해 공압의 누설을 방지되도록 구성될 필요가 있다. 이를 위해 상기 승하강모듈(200)은, 상기 볼스플라인부재(228)와 상기 피스톤(226) 사이에 설치되는 밀폐블록(230)을 추가로 포함할 수 있다.
그에 따라, 피스톤(226)과 밀폐블록(230) 사이에 상술한 제1공간(V1)이 형성될 수 있는데, 밀폐블록(230)이 제1공간(V1)의 공압이 볼스플라인부재(228) 측으로 누설되는 것을 방지함으로써 승하강모듈(200)의 추력 손실이 방지될 수 있다.
상기 밀폐블록(230)은 실린더(224) 내에 고정 설치되며 상기 샤프트(222)가 상하방향으로 관통되는 관통구가 중앙부에 형성되는 원통형 원통형본체(232)와, 샤프트(222)의 외주면과 밀착되는 샤프트실링부재(234)를 포함할 수 있다.
상기 원통형본체(232)의 외주면에는 원주방향을 따라 제1홈부(231a)가 형성되어 씰링부재(O)이 설치됨으로써 실린더(224)의 내주면에 밀착될 수 있다.
상기 원통형본체(231)의 일면은 볼스플라인부재(228)의 상면과 접하며, 상기 원통형본체(231)의 다른 일면은 제1공간(V1)을 향할 수 있다.
상기 원통형본체(232)의 내주면에는 원주방향을 따라 제2홈부(231b)가 형성되어 평면 상 링형상으로 형성되는 샤프트실링부재(234)가 설치됨으로써 샤프트(222)의 외주면에 밀착될 수 있다.
상기 샤프트실링부재(234)는, 합성고무 등 씰링에 적합한 재료로 형성되며, 예로서 FKM(VITON) 재질의 씰링부재일 수 있다.
상기 샤프트실링부재(234)는, 7a 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 원통형본체(232)의 내주면 제2홈부(231b)에 설치되며, 샤프트(222)를 향해 돌출되도록 설치될 수 있다.
샤프트실링부재(234)는 제1공간(V1)을 향하는 일면에 원주방향을 따라 함몰된 홈이 형성되며 홈을 경계로 내측벽(234d), 외측벽(234c)을 구비하며 홈의 바닥면으로써 내측벽(234d)과 외측벽(234c)을 연결하는 바닥면(234b)을 구비할 수 있다.
그에 따라, 샤프트실링부재(234)의 단면은 U자 형상을 형성할 수 있다.
상기 내측벽(234d)에서 샤프트(222)를 향하는 내주면에는 샤프트(222)의 그루브(222a)에 형합되어 밀착되는 돌출부(234a)가 형성될 수 있고, 그에 따라 샤프트실링부재(234)와 샤프트(222)가 누설없이 밀착될 수 있다.
상기 외측벽(234c)에서 원통형본체(232)에 대한하는 외주면은 바닥면(234b)에서 출발해 점차 원통형본체(232)에 가까워져 접촉되도록 경사를 이룰 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 종래 기판처리모듈(40)에 설치되는 승하강모듈(400)은 샤프트(422)와 무빙플레이트(412)의 축간 정렬 시 편심부분을 상쇄하기 위해 플로팅조인트(450)가 설치되고, 승하강모듈(400)의 원주방향 회전자유도를 구속하기 위해 도 8과 같이 외부에 별도의 볼부쉬(462)와 리니어샤프트(464)를 이용한 복수의 가이드구조(460)를 설치하거나 또는 도 9와 같이 실린더 내부에 대형의 LM 가이드(470)를 설치해야 했는데, 그에 따라 기판처리모듈(40)의 구조가 복잡하고 대형화되는 문제점이 있다.
도 8의 경우는, 샤프트(422)와 무빙플레이트(412) 간 축간정렬을 위해 플로팅조인트(450)가 설치되어야 하고, 회전자유도 구속을 위해 무빙플레이트(412)가 기판처리모듈(40) 외부에 설치되고 무빙플레이드(412)와 기판처리모듈(40)의 상부리드 사이에 별도의 복수의 리니어가이드(460)들이 더 설치되어야 하므로, 구조가 복잡하고 상하 높이가 높아지며 전체 크기가 대형화되며 중량이 증가하는 문제점이 있다.
도 9의 경우 역시, 실린더(424) 내의 샤프트(422)와 무빙플레이트(412) 간 축간정렬을 위해 플로팅조인트(450)가 설치되어야 하고, 회전자유도 구속을 위해 플로팅조인트(450)와 무빙플레이트(412) 사이에 대형의 LM 가이드(470)가 더 설치되어야 하므로, 구조가 복잡하고 상하 높이가 높아지며 전체 크기가 대형화되며 중량이 증가하는 문제점이 있다.
반면, 상술한 구성을 가지는 승하강모듈(200)은 볼스플라인(228)을 사용하여 승하강모듈(200)의 원주방향 회전 자유도를 억제할 수 있는 구조를 제공함으로써 단순한 구조로 소형화된 구조를 제공할 수 있으며, 볼스플라인(288) 구조에 적합한 밀폐블록(230)을 적용하여 승하강 추력에도 문제없는 승하강모듈(200)을 제공할 수 있는 이점이 있다.
본 발명에 따른 승하강모듈(200)은 도 8 내지 도 9와 같은 플로팅조인트(450) 없이도 단순한 구조로 샤프트(222)의 회전을 방지하면서, 승하강모듈(200)의 상하 높이를 감소시켜 전체 크기를 종래 대비 40% 이상 감소시킬 수 있는 효과가 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

Claims (16)

  1. 밀폐된 내부공간(S)을 형성하며 기판출입을 위한 하나 이상의 게이트(T)를 구비하는 챔버(21)에 설치되어 상기 내부공간(S)에 도입된 기판(G)을 지지하며 상하이동 시키는 승하강모듈(200)로서,
    상기 승하강모듈(200)은, 상기 내부공간(S)에 위치되어 기판(G)을 지지하는 기판지지부(210)와, 상기 기판지지부(210)에 결합되어 상기 기판지지부(210)의 상하이동을 구동하는 상하구동부(220)를 포함하며,
    상기 상하구동부(220)는, 상기 기판지지부(210)에 결합되며 상기 챔버(21)를 관통하여 외부로 연장되는 샤프트(222)와, 상기 샤프트(222)의 길이방향 기준축에 대한 원주방향 회전이 방지되도록 상기 샤프트(222)에 결합되는 회전방지부(228)를 포함하는 것을 특징으로 하는 승하강모듈(200).
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판지지부(210)는, 상기 내부공간(S)에 배치되는 무빙플레이트(212), 상기 무빙플레이트(212)에 결합되어 기판(G)을 떠받치는 하나 이상의 기판안착부(214)를 포함하는 것을 특징으로 하는 승하강모듈(200).
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 기판안착부(214)는 복수로 구비되며,
    상기 기판지지부(210)는, 상하 간격을 두고 배치되어 각각 기판(G)을 지지하는 제1기판안착부(214a)와 제2기판안착부(214b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 승하강모듈(200).
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 샤프트(222)는 상기 무빙플레이트(212)의 중앙부에 결합되는 것을 특징으로 하는 승하강모듈(200).
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 상하구동부(220)는,
    상기 챔버(21)에 결합되어 상기 외부로 연장되는 샤프트(222)를 수용하는 실린더(224)와, 상기 샤프트(222)에 결합되며 상기 실린더(224) 내에서 이동가능하게 설치되는 피스톤(226)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 승하강모듈(200).
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 회전방지부(228)는 상기 샤프트(222)와 상기 실린더(224) 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 승하강모듈(200).
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 피스톤(226)이 상기 실린더(224) 내에서 직선운동하도록 상기 피스톤(226)에 의해 구분되는 상기 실린더(224) 내부의 제1공간(V1) 및 제2공간(V2)에 공압을 전달하는 공압원(229)을 포함하는 것을 특징으로 하는 승하강모듈(200).
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 회전방지부(228)는, 상기 샤프트(222)의 외주면에 상대 이동가능하게 결합되는 볼스플라인부재인 것을 특징으로 하는 승하강모듈(200).
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 승하강모듈(200)은, 상기 공압의 누설을 방지되도록 상기 볼스플라인부재(228)와 상기 피스톤(226) 사이에 설치되는 밀폐블록(230)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 승하강모듈(200).
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 볼스플라인부재(228)는, 상기 샤프트(222)의 길이방향 기준축에 대한 원주방향 위치가 고정되어 설치되는 것을 특징으로 하는 승하강모듈(200).
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 승하강모듈(200)은, 상기 실린더(224)에 대해 위치고정 되며 상기 볼스플라인부재(228)의 외주면에 함몰 형성된 그루브(228a)를 향해 돌출되어 상기 볼스플라인부재(228)의 상기 원주방향 위치를 고정하는 고정키부재(K)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 승하강모듈(200).
  12. 밀폐된 내부공간(S)을 형성하며 기판출입을 위한 하나 이상의 게이트(T)를 구비하는 챔버(21)와; 상기 챔버(21) 내에 설치되어 상기 내부공간(S)에 도입된 기판(G)을 지지하며 상하이동 시키는 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 하나의 항에 따른 승하강모듈(200)을 포함하는 기판처리모듈(20).
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 기판처리모듈(20)은 로드락모듈(20b)이며,
    상기 내부공간(S)으로 불활성가스를 주입하기 위한 가스주입부(23)과; 상기 내부공간(S)의 기체를 배기하기 위한 가스배기부(24)와; 상기 내부공간(S)에 도입된 기판(G)의 온도조절을 위한 열교환부(27)와; 상기 게이트(T)를 개폐하는 게이트밸브부(25)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리모듈(20).
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 챔버(21)는, 상기 내부공간(S)을 상하로 구획하여 제1내부공간(S1)과 제2내부공간(S2)을 형성하는 구획벽(21c)을 포함하며,
    상기 승하강모듈(200)은, 상기 제1내부공간(S1) 및 상기 제2내부공간(S2)에 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 기판처리모듈(20).
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 챔버(21)는, 상기 제1내부공간(S1) 및 상기 제2내부공간(S2)에 각각 대응되는 두 쌍의 게이트(T)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리모듈(20).
  16. 미리 설정된 공정압상태에서 기판(G)에 대한 기판처리를 수행하는 하나 이상의 공정모듈(20a)과; 대기압상태의 외부 및 상기 공정모듈(20a) 사이에서 기판(G)을 전달하는 로드락모듈(20b)과; 상기 공정모듈(20a) 및 상기 로드락모듈(20b) 사이에서 기판(G)을 반송하는 반송모듈(30)을 포함하는 기판처리시스템으로서,
    상기 공정모듈(20a) 및 상기 로드락모듈(20b) 중 적어도 하나에는 상기 청구항 1 내지 11 중 어느 하나의 항에 따른 승하강모듈(200)이 설치되는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
PCT/KR2023/012568 2022-09-27 2023-08-24 기판 승하강모듈, 이를 포함하는 기판처리모듈 및 기판처리시스템 WO2024071693A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220122586A KR20240043461A (ko) 2022-09-27 2022-09-27 기판 승하강모듈, 이를 포함하는 기판처리모듈 및 기판처리시스템
KR10-2022-0122586 2022-09-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024071693A1 true WO2024071693A1 (ko) 2024-04-04

Family

ID=90478451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2023/012568 WO2024071693A1 (ko) 2022-09-27 2023-08-24 기판 승하강모듈, 이를 포함하는 기판처리모듈 및 기판처리시스템

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20240043461A (ko)
WO (1) WO2024071693A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200460437Y1 (ko) * 2011-10-04 2012-05-25 주식회사 토르 반도체 제조장비의 슬릿 밸브
JP2013106009A (ja) * 2011-11-16 2013-05-30 Sharp Corp 検査装置
KR20160141244A (ko) * 2015-05-29 2016-12-08 피에스케이 주식회사 기판 처리 장치 및 방법
KR20170091215A (ko) * 2016-01-29 2017-08-09 (주)씨엔원 로드락 챔버용 기판 이송장치
KR20180051914A (ko) * 2016-11-09 2018-05-17 주식회사 원익아이피에스 로드락챔버 및 이를 포함하는 기판처리장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200460437Y1 (ko) * 2011-10-04 2012-05-25 주식회사 토르 반도체 제조장비의 슬릿 밸브
JP2013106009A (ja) * 2011-11-16 2013-05-30 Sharp Corp 検査装置
KR20160141244A (ko) * 2015-05-29 2016-12-08 피에스케이 주식회사 기판 처리 장치 및 방법
KR20170091215A (ko) * 2016-01-29 2017-08-09 (주)씨엔원 로드락 챔버용 기판 이송장치
KR20180051914A (ko) * 2016-11-09 2018-05-17 주식회사 원익아이피에스 로드락챔버 및 이를 포함하는 기판처리장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20240043461A (ko) 2024-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016153291A1 (en) Wafer storage container
WO2014109526A1 (ko) 반도체 웨이퍼의 연속 처리 장치 및 방법
WO2011132885A2 (en) Substrate processing apparatus
WO2014109528A1 (ko) 반도체 웨이퍼의 연속 처리방법
WO2018110953A1 (en) Substrate processing apparatus and method using the same
WO2013019062A2 (ko) 에피택셜 공정을 위한 반도체 제조설비
WO2013073889A1 (ko) 보조가스공급포트를 포함하는 기판 처리 장치
WO2018135792A1 (en) Transfer module, substrate processing system having transfer chamber, and substrate processing method using substrate transfer system
WO2019160222A1 (ko) 케미컬 필터 고정장치
WO2016204424A1 (en) Hybrid substrate processing system for dry and wet process and substrate processing method thereof
WO2019093609A1 (ko) 척 플레이트, 상기 척 플레이트를 갖는 척 구조물 및 척 구조물을 갖는 본딩 장치
WO2020218813A1 (ko) 식각장치
WO2013191421A1 (ko) 기판 처리 장치
WO2024071693A1 (ko) 기판 승하강모듈, 이를 포함하는 기판처리모듈 및 기판처리시스템
WO2019004620A1 (ko) 본딩 헤드 및 이를 갖는 본딩 장치
WO2024090756A1 (ko) 게이트 밸브 및 씰링 플레이트 체결 방법
WO2022124780A1 (ko) 본딩 헤드 및 이를 갖는 본딩 장치
WO2019194327A1 (ko) 웨이퍼 수납용기
WO2019083261A1 (ko) 증착 장치
WO2020004868A1 (ko) 게이트 밸브 시스템
WO2018066904A1 (ko) 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법
WO2021246717A1 (en) Heat exchanger and energy conversion device assembly including the same
WO2015130140A1 (ko) 원자층 증착장치 및 원자층 증착시스템
WO2020231011A1 (ko) 기판처리장치
WO2023080548A1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23872815

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1