KR100663665B1 - 수직형 다중 기판 처리 시스템 및 그 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판을 수직상태로 반송하여 기판 처리를 진행하는 수직형 다중 기판 처리 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 수직형 다중 기판 처리 시스템은 기판을 수평상태에서 수직상태로 변환한 상태에서 수직 변환된 기판들이 수납된 카세트의 이송 경로상에 일정간격을 두고 배치된 복수의 수직형 공정처리부들을 갖는데 있다. 이를 위해 본 발명의 수직형 다중 기판 처리 시스템은 기판들이 수평상태로 수납되는 카세트와 카세트를 수평 또는 수직상태로 위치를 전환시키기 위한 테이블과, 테이블이 이송되는 이송부 그리고 이송트랙을 따라 병렬로 배치되는 로드락 챔버와 공정챔버로 이루어지는 플라즈마 처리부들을 구비한다.
기판, 카세트, 수직, 플라즈마

Description

수직형 다중 기판 처리 시스템 및 그 처리 방법{VERTICAL TYPE MULTI WORKPIESE PROCESSING SYSTEM AND METHOD THEREFOR}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수직형 다중 기판 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 사시도;
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 수직형 다중 기판 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 평면도 및 정면도;
도 3은 도 2b에서 테이블의 회전에 의해 수평상태에서 수직상태로 변환된 기판 카세트를 보여주는 도면;
도 4는 도 1에 도시된 플라즈마 처리부의 구성을 설명하기 위한 도면;
도 5는 보호케이스에 장착된 기판을 보여주는 단면도;
도 6은 기판이 수납공간에 수납된 상태를 보여주는 기판 카세트;
도 7은 로드락 챔버에 설치된 제1기판반송유닛을 설명하기 위한 도면;
도 8 및 도 9는 기판 카세트에서 로드락 챔버로의 기판 반송 과정을 설명하기 위한 도면들;
도 10 및 도 11은 로드락 챔버와 공정챔버간의 기판 반송 과정에서 기판의 흔들림 예방을 위한 제2기판반송유닛이 설치된 플라즈마 처리부를 보여주는 도면들;
도 12 내지도 14는 기판 카세트와 로드락 챔버간의 기판 반송과, 로드락 챔버와 공정 챔버간의 기판 반송을 위한 기판반송유닛의 다른 실시예를 보여주는 도면들;
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수직형 다중 기판 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
110 : 기판 카세트 120 : 테이블
130 : 플라즈마 처리부 132 : 로드락 챔버
140 : 공정챔버 150 : 제1기판반송유닛
본 발명은 기판 처리 시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 기판을 수직상태로 반송하여 기판 처리를 진행하는 수직형 다중 기판 처리 시스템에 관한 것이다.
최근 들어, 정보 처리 기기는 다양한 형태의 기능과 더욱 빨라진 정보 처리 속도를 갖도록 급속하게 발전하고 있다. 이러한 정보 처리 장치는 가동된 정보를 표시하기 위해 디스플레이 장치를 가진다. 지금까지는 주로 디스플레이 장치로는 주로 브라운관(cathode ray tube) 모니터가 사용되었으나, 최근에는 반도체 기술의 급속한 발전에 따라 가볍고 공간을 작게 차지하는 평판 디스플레이 사용이 급격히 증대하고 있다. 평판 디스플레이로는 액정표시소자(LCD: Liguid Crystal Display), 플라즈마표시소자(PDP: Plasma Display Panel) 및 EL 등이 있다.
이러한 평판 디스플레이는, 용도면에서는, 보다 보기 쉽고, 보다 표현력이 있는 디스플레이로서 사이즈의 대형화가 요구되어지고, 또한 제조 비용면에서는 1장의 기판으로부터 다수의 패널을 얻는 것이 요구되어지고 있다. 그 요구에 부응하기 위해서 패널의 기판사이즈는 점차 대형화되고 있으며, 그에 따라 기판의 사이즈 만큼 공간이 추가로 필요하므로 설치면적 및 설치비가 증가하는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 최소한의 공간으로 기판을 반송하면서 공정을 진행할 수 있는 새로운 형태의 수직형 다중 기판 처리 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 정해진 시간내에 보다 많은 기판을 처리 할 수 있는 새로운 형태의 수직형 다중 기판 처리 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 기판을 수직으로 세워 공정을 진행할 수 있도록 하여 처리과정내의 이송공간을 최소화하여 작업공간의 효율성을 향상시킬 수 있는 새로운 형태의 수직형 다중 기판 처리 시스템을 제공하는데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 의하면, 수직형 다중 기판 처리 시스템은 기판을 수평상태에서 수직상태로 변환한 상태에서 수직 변환된 기판들이 수납된 카세트의 이송 경로상에 일정간격을 두고 배치된 복수의 수직형 공정처리부들을 갖는데 있다.
본 발명의 수직형 다중 기판 처리 시스템은 기판들이 수평상태로 수납되는 카세트; 상기 카세트가 놓여지는 그리고 상기 기판들을 수평 또는 수직상태로 위치를 전환시키기 위한 테이블; 상기 테이블이 이송되는 이송트랙; 상기 이송트랙을 따라 병렬로 배치되는 그리고 상기 카세트로부터 수직한 상태의 기판이 로딩 언로딩되는 로드락 챔버들; 상기 로드락 챔버들 후단에 각각 연결되는 그리고 기판이 수직한 상태에서 기판 처리가 이루어지는 공정챔버들을 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 로드락 챔버에는 상기 카세트와 상기 공정챔버간의 기판 반송을 위한 기판반송유닛이 설치될 수 있다. 상기 기판반송유닛은 상기 기판을 척킹하기 위한 척킹부와; 상기 척킹부가 상기 카세트 또는 상기 공정챔버에서 기판을 척킹할 수 있도록 상기 척킹부를 이동시키기 위한 아암부를 구비할 수 있으며, 상기 척킹부는 상기 기판을 파지할 수 있는 하나 이상의 집게를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 아암부는 상기 로드락 챔버에 설치되는 가이드부재; 상기 가이드부재에서 슬라이드 이동되는 제1아암 그리고 제1아암에 설치되어 제1아암으로부터 슬라이드 이동되는 제2아암 그리고 상기 제1아암과 제2아암의 이동을 위한 구동부재를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수직형 다중 기판 처리 시스템은 상기 카세트의 바닥과 상기 로드락 챔버의 바닥에 설치되는 그리고 상기 카세트와 상기 로드락 챔버 간의 기판 이송이 원활하게 이루어지도록 상기 기판의 하단과 기판의 전후면을 지지하는 롤러들을 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 카세트에 수납된 기판을 상기 로드락 챔버로 반송하는 그리고 상기 로드락 챔버로부터 반송되는 기판을 인계받는 제1기판지지유닛과, 상기 제1기판지지유닛에 의해 상기 카세트로부터 상기 로드락 챔버로 반송되는 기판을 인계받는 그리고 상기 로드락 챔버에서 상기 카세트로 기판을 반송하는 제2기판지지유닛을 더 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1기판지지유닛과 상기 제2기판지지유닛 각각은 기판의 전면을 지지하는 전면롤러들, 기판의 후면을 지지하는 후면롤러들, 상기 기판의 하단을 지지하는 하단롤러들 그리고 상기 전면롤러들과 상기 후면롤러들 그리고 상기 하단롤러들 중 적어도 하나를 회전시키기 위한 롤러구동부를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판은 보호케이스에 수납된 후, 상기 카세트에 수납되는 것으로, 상기 보호케이스는 상기 기판의 공정처리되는 전면이 노출되는 오프닝을 갖는다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 로드락 챔버는 2개의 기판이 각각 로딩/언로딩되는 2중 챔버로 이루어지며, 상기 공정챔버는 하나의 플라즈마 처리부와, 상기 플라즈마 처리부를 사이에 두고 제1처리실과 제2처리실이 배치되며, 각각의 처리실에서는 플라즈마를 이용한 기판 처리가 이루어진다.
본 발명의 수직형 다중 기판 처리 시스템에서의 기판 처리 방법은 수평상태의 기판들이 수납된 카세트가 테이블에 놓여지는 단계; 상기 카세트에 수납된 기판 들이 수평상태에서 수직상태로 전환되도록 상기 테이블을 일정각도 회전시키는 단계; 상기 카세트와 상기 로드락 챔버간의 기판 반송을 위해 상기 카세트를 상기 로드락 챔버와 도킹되도록 상기 테이블을 이동하는 단계; 상기 카세트와 상기 로드락 챔버가 도킹된 상태에서 상기 카세트와 상기 로드락 챔버간의 기판을 반송하는 단계; 상기 로드락 챔버로 반송된 기판을 상기 로드락 챔버 후단에 설치된 공정챔버로 반송하여 상기 공정챔버에서 소정의 공정을 진행하는 단계를 구비할 수 있다.
예컨대, 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.
(실시예)
본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 15에 의거하여 상세히 설명한다. 또, 상기 도면들에서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다.
본 발명의 기본적인 의도는 디스플레이 장치를 위한 대면적 기판에 대하여 소정의 플라즈마 처리공정(세정, 에싱, 스트립 처리 등)을 다중 처리할 수 있다는데 있다. 이를 달성하기 위하여 본 발명자는 기판을 수평상태에서 수직상태로 변환한 상태에서 수직변환된 기판들이 수납된 카세트의 이송 경로상에 일정간격을 두고 배치된 복수의 수직형 공정처리부들을 갖는데 있다.
도 1, 도 2a 및 2b는 디스플레이 장치용 기판에 플라즈마 표면 처리를 실시할 수 있는 수직형 공정처리부가 다수개 설치된 수직형 다중 기판 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 사시도, 평면도 및 정면도이다.
도 1, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 수직형 다중 기판 처리 시스템(100)은 전면 일측에 디스플레이 장치용 기판(이하 , 기판이라고 칭함;10)이 로딩/언로딩되는 카세트 스테이션(102)을 배치하고, 이 카세트 스테이션(102)으로부터 일측으로 연장되어 배치되는 이송부(104)를 갖는다.
이 카세트 스테이션(102)은 기판 또는 기판 카세트(110)가 반입/반출되는 부분으로, 기판이 다단으로 적층하도록 하여 복수매 수용가능한 기판 카세트(110)가 놓여지는 테이블(120)을 구비하고 있다. 이 테이블(120)은 기판 카세트(110)를 수평상태에서 수직상태로 변환시키는 반전 기능을 갖고 있으며, 기판 카세트(110)는 수직상태로 변환 된 직후 이송부(104)의 트랙을 따라 이동되게 되며, 그 부분에 대한 설명은 아래에서 자세히 설명하기로 한다.
도 2b에는 테이블(120)에 수평상태로 놓여진 기판 카세트(110)를 보여주고 있으며, 도 3에는 테이블의 회전에 의해 수평상태에서 수직상태로 변환된 기판 카세트를 보여주고 있다.
도 2b 및 도 3에 도시된 바와 같이, 테이블(120)이 회전구동부(미도시됨)에 의해 일정각도(본 실시예에서는 90도 수직) 회전됨에 따라 기판 카세트(110)는 세워지게 되며, 그 기판 카세트(110)에 수납된 기판들 역시 세워지게 된다. 한편, 회전되어 세워진 테이블(120)은 통상의 구동수단에 의해 이송부(104)의 이송트랙을 따라 이송되어 진다. 구동수단은 이송트랙(106)을 따라 설치되는 볼스크루축과, 이 볼스크루축에 설치되는 볼스크루너트 그리고 볼스크루축 일단에 설치되는 모터 등으로 이루어지는 통상의 구성으로 이루어지며 이에 대한 구성 설명 및 도면 표시는 생략하기고 한다.
테이블(120)은 상부에 수평상태의 기판 카세트(110)를 지지하는 제1플레이트(122)와, 테이블(120)이 90되 회전되었을 때 기판 카세트(110)를 지지하는 제2플레이트(124) 그리고 회전모터(미도시됨)에 의해 회전되는 회전축을 갖는 회전구동부(126)가 구비된다. 회전구동부(126)는 회전모터를 이용한 방식 이외에 유압실린더와 링크를 이용한 방식이 적용될 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 수직형 다중 기판 처리 시스템(100)에서는 기판이 테이블에 로딩된 직후, 기판의 자세가 수평상태에서 소정의 각도만큼 경사진 상태(수직상태)로 변경된 후, 이송부를 따라 반송되기 때문에 기판 이송을 위한 점유 공간을 최소화하여 설비 사이즈를 줄일 수 있다.
기판 카세트(110)는 기판이 수납될 수 있는 4개의 수납공간(112)들을 갖는다. 물론, 기판 카세트(110)는 필요에 따라 4개보다 적거나 또는 많은 수납공간들을 구비할 수도 있다. 이 수납공간(112)들은 적층되게 배치된다.
도 6은 기판이 수납공간(112)에 수납된 상태를 보여주는 기판 카세트(110)를 보여주는 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 각 수납공간(112)에는 기판 카세트(110)에 수납된 기판(10)을 로드락 챔버로 반송하는 과정 또는 로드락 챔버로부터 기판 카세트(110)로 반송되는 기판을 인계받는 제1기판지지유닛(114)이 설치된다. 이 제1기판지지유닛(114)은 기판이 수평상태에서 수직상태로 변환되었을 때 기판의 저면을 안정적으로 지지할 수 있는 하부 지지롤러(116a)들과, 기판의 전면과 후면을 지지할 수 있는 전후면 지지롤러(116b,116c)들이 구비되어 있다. 특히 하부 지지롤러(116a)들은 기판 이송시에 기판 이송이 원활하게 이루어지도록 별도의 벨트와 모터 등의 구동부재(미도시됨)에 의해 기판 이송방향으로 회전될 수 있다. 또한, 하부 지지롤러(116a)들은 가운데가 파여진 타입으로 기판 이송시 기판의 좌우 이탈을 방지할 수 있다. 이 기판 카세트(110)의 수납공간(112)에서 로드락 챔버로의 기판 이송 과정은 추후에 자세히 설명될 것이다.
여기서, 기판(10)은 보호케이스(20)에 보호된 후 기판 카세트(110)의 수납공간(112)에 수납될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 보호케이스(20)는 기판(10)의 공정 처리되는 전면(12)만이 노출되는 오프닝(22)과, 일측면에 기판이 삽입될 수 있는 삽입구(24)를 갖는다. 기판은 보호케이스(20)에 의해 보호되어진 상태에서 기판 카세트(110)에 수납되기 때문에 기판(10)과 롤러들(116a-116)간의 마찰로 인한 기판의 오염 등을 사전에 예방할 수 있으며, 공정챔버에서는 기판 전면이 오픈되어 있기 때문에 원활한 공정처리가 이루어질 수 있는 것이다. 한편, 보호케이스(20)는 상단 일측에 2개의 척킹편(26)이 돌출 형성되어 있음을 알 수 있다. 이 척킹편(26)은 도 7, 도 8에서와 같이 제1기판반송유닛의 척킹부(156)가 쉽게 보호케이스(20)를 척킹 할 수 있도록 보호케이스의 상단에 형성되는 부분으로, 이 척킹편(26)은 척킹부(156)의 척킹 구조에 따라 적합한 모양으로 제작될 수 있다.
도 1, 도 2a 및 도 2b 그리고 도 4를 참조하면, 플라즈마 처리부(130)들은 이송부(104) 후면에 병렬로 배치된다. 플라즈마 처리부(130)는 로드락 챔버(132)와 공정챔버(140)로 이루어지는데, 로드락 챔버(132)는 이송부(104)에 인접하게 배치되고, 공정챔버(140)는 로드락 챔버(132) 후미에 연결 배치된다. 로드락 챔버(132)와 공정챔버(140)는 양측면에 진공 배기 라인(149)들이 설치된다.
공정챔버(140)는 수직한 상태로 세워진 2장의 기판을 동시에 처리할 수 있는 2개의 수직형 처리부(142)를 갖으며, 그 수직형 처리부(142) 사이에는 하나의 플라즈마 소스부(144)가 배치된 구조를 갖는다. 수직형 처리부(142)에는 플라즈마 소스부(144)와 마주하는 면에는 수직한 기판이 놓여지는 서셉터(143)가 구비되어 있다. 도시되어 있지는 않지만, 기판(10)이 안착되는 서셉터(143)에는, 기판(10)의 네모서리 부분과 대응되는 부분에 공정이 진행되는 동안 기판을 고정시키는 클램프들이 설치될 수 있다.
상술한 바와 같이, 공정챔버(140)는 하나의 플라즈마 소스부(144)를 사이에 두고 양측에 수직형 처리부(142)를 배치하여 2개의 수직형 처리부(142)에서 2장의 기판을 공정 처리할 수 있는 구조적인 특징을 갖는 것이다. 이를 위해, 공정챔버(140) 전면에 배치된 로드락 챔버(132) 역시 공정챔버의 수직형 처리부(142)와 연결되는 2개의 챔버 공간을 가지고 있다. 즉, 공정챔버(140)와 로드락 챔버(132)간에는 2개의 기판 출입구(148)를 갖으며, 로드락 챔버(132)의 전면에는 기판 카세트(110)로부터 기판이 인입/인출되는 2개의 기판 출입구(131)를 갖으며, 이 각각의 기판 출입구(131)는 통상의 게이트 밸브(미도시됨)에 의해 개폐된다. 한편, 로드락 챔버(132)와 공정챔버(140)는 양측면에 진공 배기 라인(149)들이 설치되어 있어, 로드락 챔버의 챔버 및 수직형 처리부(142)에서의 배기가 안정적으로 이루어질 수 있다.
여기서 공정 챔버(140)는 다양한 기판 프로세싱 작동들을 수행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 공정 챔버는 포토 레지스트를 제거하기 위해서 플라즈마를 이용하여 포토 레지스트를 제거하는 애싱(ashing) 챔버일 수 있고, 공정 챔버는 절연막을 증착시키도록 구성된 CVD 챔버일 수 있고, 공정 챔버는 인터커넥트 구조들을 형성하기 위해 절연막에 애퍼쳐(aperture)들이나 개구들을 에치하도록 구성된 에치 챔버일 수 있고, 공정 챔버는 장벽(barrier) 막을 증착시키도록 구성된 PVD 챔버일 수 있으며, 공정 챔버는 금속막을 증착시키도록 구성된 PVD 챔버일 수 있다. 집적 회로 또는 칩의 완전한 제조에 요구되는 모든 프로세스를 수행하기 위해 다수의 프로세싱 시스템들이 요구될 수 있다.
로드락 챔버(132)는 공정챔버(140)의 수직형 처리부(142)에서 공정처리하기 위한 기판이 일시적으로 대기하는 곳으로, 대기압 상태를 고진공 상태로 만들기 위한 완충역할을 하며, 또한 기판 카세트(110)로부터 인계 받은 기판을 공정챔버의 수직형 처리부(142)로 인계하기 위한 기판 인계 역할을 하는 것으로, 로드락 챔버(132)의 각 챔버 내부에는 기판(10: 도 7 참조)을 이송하기 위한 제1기판반송유닛(150)과 제2기판지지유닛(160)이 설치되어 있다. 제2기판지지유닛(160)은 기판 카세트(110)로부터 로드락 챔버(132)로 반송되는 기판을 인계받는 그리고 로드락 챔버(132)에서 기판 카세트(110)로 기판을 인계하는 과정에서 기판을 지지하기 위한 유닛이다. 제2기판지지유닛(160)은 제1기판반송유닛(150)에 의해 이송되어진 기판 을 지지하기 위한 하부 지지롤러(162)들과 전후면 지지롤러(164,166)들이 구비되어 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 로드락 챔버(132)의 챔버 상부에는 제1기판반송유닛(150)이 설치되어 있다. 이 제1기판반송유닛(150)은 좌우(X축 방향)방향으로 접혀지거나 펼쳐질 수 있는 구조로 이루어지는 아암부(152)와, 아암부(152)의 끝단부에는 기판 상부를 척킹하는 척킹부(156)를 구비한다. 아암부(152)는 챔버 상부에 고정된 가이드부재(153)로부터 좌우 방향으로 슬라이드 이동되는 제1아암(154)과, 이 제1아암(154)의 하단에 설치되어 좌우 방향으로 슬라이드 이동되는 제2아암(155)으로 이루어진다. 이 제1아암(154)의 이동은 가이드부재(153)에 설치된 전후 구동부(153a)에 의해 이루어지며, 제2아암(155)의 이동은 제1아암(154)에 설치된 전후 구동부(154a)에 의해 이루어진다. 예컨대, 제1아암(154)과 제2아암(155)은 통상적인 엘엠 가이드 레일(Linear Motion guide rail)이 사용될 수 있으며, 전후 구동부(153a,154a)로서는 공압 실린더나 유압 실린더 또는 모터와 볼스크류를 사용할 수 있으며, 이는 통상적인 선형 액츄에이터의 예이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 한편, 제2아암의 끝단에 설치된 척킹부(156)는 2개로 이루어지며 기판 상부를 집게 방식으로 척킹하거나 또는 진공흡착 방식으로 척킹할 수 있다.
도 8 및 도 9는 제1기판반송유닛에 의한 기판 반송 과정을 보여주는 도면들이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제1기판반송유닛(150)의 아암부(152)는 펼쳐져서 기판 카세트(110)의 수납공간으로 삽입되고, 척킹부(156)가 기판(10) 상부를 척킹하게 된다. 이 상태에서 아암부(152)의 접힘 동작에 의해 기판은 수납공간(112)에서 로드락 챔버(132)로 반송되며, 이 과정에서 기판은 수납공간의 하부,전면,후면 지지롤러(116a-116c)들에 의해 안정적으로 지지되면서 로드락 챔버(132)로 반송되고, 로드락 챔버로 반송되어지는 기판은 로드락 챔버의 지지롤러들(162,164,166)이 안정적으로 기판을 인수받게 되는 것이다. 따라서 제1기판반송유닛(150)은 기판을 이송하는데 작은 동력으로도 충분히 기판 이송이 가능한 것이다.
도 9에서처럼 로드락 챔버로 반송되어진 기판(10)은 제1기판반송유닛(150)에 의해 공정챔버(140)의 수직형 처리부(142)로 반송되어지고, 그 수직형 처리부(142)에 설치된 서셉터(143)에 놓여지게 된다. 한편, 수직형 처리부(144)에서 공정을 마친 기판은 들어왔던 방법의 역순으로 로드락 챔버로 반송 된 후, 기판 카세트(110)로 반송되게 된다.
(플라즈마 처리부의 변형예)
도 10 및 도 11은 로드락 챔버와 공정챔버간의 기판 반송 과정에서 기판의 흔들림 예방을 위한 제2기판반송유닛이 설치된 플라즈마 처리부를 보여주는 도면들이다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 로드락 챔버의 상단에는 앞에서 서술한 제1기판반송유닛(150)이 설치되어 있으며, 하단 일측에는 제2기판반송유닛(170)이 설치되어 있다. 제2기판반송유닛(170)은 제1기판반송유닛(150)과 거의 유사한 구성으로 이루어진다. 즉 제2기판반송유닛은 좌우(X축 방향)방향으로 접혀지거나 펼쳐질 수 있는 구조로 이루어지는 아암부(172)와, 아암부(172)의 끝단부에는 기판 전면을 진공으로 흡착 고정하는 흡착부(176)를 구비한다. 아암부(172)는 챔버 일 측면에 고정된 가이드부재(173)로부터 좌우 방향으로 슬라이드 이동되는 제1아암(174)과, 이 제1아암(174)의 하단에 설치되어 좌우 방향으로 슬라이드 이동되는 제2아암(175)으로 이루어진다.
이와 같이, 제1,2기판반송유닛이 설치된 플라즈마 처리부에서는 제2기판반송유닛이 기판 하단부를 안정적으로 흡착하여 잡아주기 때문에 기판 반송 과정에서 기판이 흔들리는 문제점을 개선하여 안정적인 기판 반송이 가능한 효과를 갖는다.
도 12 내지도 14는 기판 카세트와 로드락 챔버간의 기판 반송과, 로드락 챔버와 공정챔버간의 기판 반송을 위한 기판반송유닛의 다른 실시예를 보여주는 도면들이다.
도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 로드락 챔버(132)에는 동시에 움직이는 제3기판반송유닛(180a)과 제4기판반송유닛(180b)이 설치된다. 제3기판반송유닛(180a)과 제4기판반송유닛(180b)은 공정챔버 방향(X축 방향)으로 접혀지거나 펼쳐질 수 있는 구조로 이루어진다. 즉, 제3기판반송유닛(180a)은 접혀지거나 펼쳐질 수 있는 구조로 이루어지는 아암부(182)와, 기판의 저면을 지지하는 저면롤러(186a) 그리고 기판의 전후면을 지지하는 전후면롤러(186b)를 구비한다. 아암부(182)는 챔버 저면에 고정된 가이드부재(183)로부터 공정챔버 방향으로 슬라이드 이동되는 제1아암(184)과, 이 제1아암(184)의 상부에 설치되어 공정챔버 방향으로 슬라이드 이동되는 제2아암(185)으로 이루어진다. 이 제1아암(184)과 제2아암(185)의 이동은 가이드부재(183) 및 제1아암에 전후 구동부(미도시됨)에 의해 이루어진다. 한편, 제2아암(185)의 상면에는 기판의 저면을 지지하는 저면롤러(186a)들 이 설치되며, 그 저면 롤러(186a)들 사이사이에는 기판의 전면과 후면을 지지하는 전후면롤러(186b)들이 샤프트(186c)상에 회전가능하게 설치된다.
그리고 제4기판반송유닛(180b)은 제3기판반송유닛(180a)과는 대향되도록 로드락 챔버(132)의 상면에 설치된다. 이 제4기판반송유닛(180b)은 접혀지거나 펼쳐질 수 있는 구조로 이루어지는 아암부(182)와, 기판의 전후면을 지지하는 전후면롤러(186b)를 구비한다. 아암부(182)는 챔버 상면에 고정된 가이드부재(183)로부터 공정챔버 방향으로 슬라이드 이동되는 제1아암(184)과, 이 제1아암(184)의 상부에 설치되어 공정챔버 방향으로 슬라이드 이동되는 제2아암(185)으로 이루어진다. 이 제1아암(184)과 제2아암의 이동은 가이드부재(183) 및 제1아암에 전후 구동부(미도시됨)에 의해 이루어진다. 한편, 제2아암(185)의 저면에는 기판의 전면과 후면을 지지하는 전후면롤러(186b)들이 샤프트(186c)상에 회전가능하게 설치된다. 도 12에서와 같이 기판 카세트(110)로부터 기판을 넘겨받는 경우, 제3,4기판반송유닛(180a,180b)은 로드락 챔버(132) 내부에 접혀진 상태에서 기판을 자연스럽게 넘겨받게 된다. 그리고 도 13에서와 같이, 공정챔버(140)로 기판을 넘겨주는 경우, 제3,4기판반송유닛(180a,180b)은 공정챔버 방향으로 펼쳐지게 되면서 기판이 저면롤러(186a)들과 전후면롤러(186b)들에 의해 지지된 상태에서 공정챔버로 반송되게 된다.
예컨대, 제3,4기판반송유닛(180a,180b)의 아암들은 통상적인 엘엠 가이드 레일(Linear Motion guide rail)이 사용될 수 있으며, 전후 구동부로서는 공압 실린더나 유압 실린더 또는 모터와 볼스크류를 사용할 수 있으며, 이는 통상적인 선형 액츄에이터의 예이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
이와 같이, 도 12 내지 도 14에 도시된 플라즈마 처리부에서의 기판 반송은 기판을 척킹하지 않고 롤러들을 이용하여 반송한다는 점에서 도 7 내지 도 9에서 개시하고 있는 기판반송 방식과는 다르며, 좀 더 안정적인 기판 반송이 가능하다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수직형 다중 기판 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 수직형 다중 기판 처리 시스템(100')은 병렬로 배치된 플라즈마 처리부들의 전단에 기판이 로딩되는 로딩부를 배치하고, 프라즈마 처리부들 후단에 기판이 언로딩되는 언로딩부를 배치한 구조적인 특징으로 갖는다.
도 15에 도시된 수직형 다중 기판 처리 시스템(100')은 도 1에 도시된 제1실시예에 따른 수직형 다중 기판 처리 시스템(100')과 동일한 구성과 기능을 갖는 플라즈마 처리부(103'), 카세트 스테이션(102), 테이블(120), 기판 카세트(110) 등을 갖으며, 이들에 대한 설명은 앞에서 상세하게 설명하였기에 본 실시예에서는 생략하기로 한다.
다만, 본 실시예에서는 플라즈마 처리부(130')의 전방으로 기판이 로딩되고, 플라즈머 처리부(130')의 후방으로 기판이 언로딩되는 방식으로 이루어진다는데 그 구조적인 특징이 있다. 이를 위해 플라즈마 처리부(130')는 로딩용 로드락 챔버(132a)와 공정챔버(140) 그리고 언로딩용 로드락 챔버(132b)로 이루어지며, 로딩용 로드락 챔버(132a)는 공정챔버의 전방에 연결 배치되고, 언로딩용 로드락 챔버(132b)는 공정챔버의 후방에 연결 배치된다. 그리고 로딩용 로드락 챔버(130a)는 로딩부의 이송부(104)와 연결되며, 언로딩용 로드락 챔버(130b)는 언로딩부의 이송부(104)와 연결 배치된다.
즉, 이러한 방식의 수직형 다중 기판 처리 시스템(100')은 기판의 로딩 경로와 기판의 언로딩 경로가 서로 중첩되지 않게 되기 때문에, 도 1에 도시된 실시예보다도 기판을 로딩하고 언로딩하는 속도를 향상시킬 수 있게 된다. 한편, 수직형 다중 기판 처리 시스템(100')에서의 기판 반송은 앞에서 언급한 제1기판반송유닛 내지 제4기판반송유닛들 중 선택적으로 적용될 수 있다.
이상과 같은 실시예에 따른 수직형 다중 기판 처리 시스템(100')의 특징적인 구성 및 그 작용을 제외하고는 앞의 실시예의 그것과 동일하므로 여기에서는 그에 대한 상세한 설명을 생략한다.
이상에서, 본 발명에 따른 수직형 다중 기판 처리 시스템의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 수직형 다중 기판 처리 시스템은 기판을 수직으로 세워 반송하고, 수직으로 세워진 상태에서 공정처리를 실시하기 때문에 공정챔버의 부피뿐만 아니라 기판을 반송하는 반송공간을 최소화할 수 있어 라인의 활용도(설치 면적을 줄일 수 있음)를 증대시킬 수 있고 작업공간의 효율성을 향상시킬 수 있는 각별한 효과를 갖는다. 특히 기판 카세트(110)와 로드락 챔버간의 기판 반송이 로드락 챔버에 설치된 기판반송유닛에 의해 이루어지기 때문에 기판 반송 로봇이 차지하는 공간을 최소화할 수 있다. 또한, 한번에 2장의 기판을 동시에 처리할 수 있기 때문에 생산성이 향상되는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 기판의 로딩 경로와 기판의 언로딩 경로가 서로 중첩되지 않게 되기 때문에, 기판을 로딩하고 언로딩하는 속도를 향상시킬 수 있는 각별한 효과를 갖는다.

Claims (13)

  1. 수직형 다중 기판 처리 시스템에 있어서:
    기판들이 수평상태로 수납되는 카세트;
    상기 카세트가 놓여지는 그리고 상기 기판들을 수평 또는 수직상태로 위치를 전환시키기 위한 테이블;
    상기 테이블이 이송되는 이송트랙;
    상기 이송트랙을 따라 병렬로 배치되는 그리고 상기 카세트로부터 수직한 상태의 기판이 로딩 언로딩되는 로드락 챔버들;
    상기 로드락 챔버들 각각에는 상기 카세트와 상기 공정챔버간의 기판 반송을 위해 설치되는 기판반송유닛;
    상기 로드락 챔버들 후단에 각각 연결되는 그리고 기판이 수직한 상태에서 기판 처리가 이루어지는 공정챔버들을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 다중 기판 처리 시스템.
  2. 삭제
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기판반송유닛은
    상기 기판을 척킹하기 위한 척킹부와;
    상기 척킹부가 상기 카세트 또는 상기 공정챔버에서 기판을 척킹할 수 있도록 상기 척킹부를 이동시키기 위한 아암부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 다중 기판 처리 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 척킹부는 상기 기판을 파지할 수 있는 하나 이상의 집게 또는 진공흡착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 다중 기판 처리 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 아암부는
    상기 로드락 챔버에 설치되는 가이드부재;
    상기 가이드부재에서 슬라이드 이동되는 제1아암;
    상기 제1아암에 설치되어 상기 제1아암으로부터 슬라이드 이동되는 제2아암;
    상기 제1아암과 제2아암의 이동을 위한 구동부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 다중 기판 처리 시스템.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 수직형 다중 기판 처리 시스템은
    상기 카세트의 바닥과 상기 로드락 챔버의 바닥에 설치되는 그리고 상기 카 세트와 상기 로드락 챔버 간의 기판 이송이 원활하게 이루어지도록 상기 기판의 하단을 지지하는 제1롤러들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 다중 기판 처리 시스템.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 수직형 다중 기판 처리 시스템은
    상기 카세트와 상기 로드락 챔버에 설치되는 그리고 상기 카세트와 상기 로드락 챔버 간의 기판 이송이 원활하게 이루어지도록 상기 기판의 전면과 후면을 지지하는 제2롤러들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 다중 기판 처리 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 수직형 다중 기판 처리 시스템은
    상기 카세트에 수납된 기판을 상기 로드락 챔버로 반송하는 그리고 상기 로드락 챔버로부터 반송되는 기판을 인계받는 제1기판지지유닛과,
    상기 제1기판지지유닛에 의해 상기 카세트로부터 상기 로드락 챔버로 반송되는 기판을 인계받는 그리고 상기 로드락 챔버에서 상기 카세트로 기판을 반송하는 제2기판지지유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 다중 기판 처리 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1기판지지유닛과 상기 제2기판지지유닛 각각은
    기판의 전면을 지지하는 전면롤러들, 기판의 후면을 지지하는 후면롤러들, 상기 기판의 하단을 지지하는 하단롤러들 그리고 상기 전면롤러들과 상기 후면롤러들 그리고 상기 하단롤러들 중 적어도 하나를 회전시키기 위한 롤러구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 다중 기판 처리 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 보호케이스에 수납된 후, 상기 카세트에 수납되는 것으로,
    상기 보호케이스는 상기 기판의 공정처리되는 전면이 노출되는 오프닝을 갖는 것을 특징으로 하는 수직형 다중 기판 처리 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 로드락 챔버는 2개의 기판이 각각 로딩/언로딩되는 2중 챔버로 이루어지며,
    상기 공정챔버는 하나의 플라즈마 처리부와, 상기 플라즈마 처리부를 사이에 두고 제1처리실과 제2처리실이 배치되며, 각각의 처리실에서는 플라즈마를 이용한 기판 처리가 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직형 다중 기판 처리 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 수직형 다중 기판 처리 시스템은
    상기 공정챔버의 후단에 연결되는 그리고 상기 공정챔버에서 공정을 마친 기판들을 수직한 상태로 언로딩되는 언로딩용 로드락 챔버와;
    상기 언로딩용 로드락 챔버로부터 기판을 인계 받는 언로딩용 카세트와,
    상기 언로딩용 카세트가 놓여지는 그리고 기판들을 수평 또는 수직상태로 위치를 전환시키기 위한 테이블 그리고 이 테이블이 이송되는 언로딩용 이송트랙을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 다중 기판 처리 시스템.
  13. 수직형 다중 기판 처리 방법에 있어서,
    수평상태의 기판들이 수납된 카세트가 테이블에 놓여지는 단계;
    상기 카세트에 수납된 기판들이 수평상태에서 수직상태로 전환되도록 상기 테이블을 일정각도 회전시키는 단계;
    상기 카세트와 상기 로드락 챔버간의 기판 반송을 위해 상기 카세트를 상기 로드락 챔버와 도킹되도록 상기 테이블을 이동하는 단계;
    상기 카세트와 상기 로드락 챔버가 도킹된 상태에서 상기 카세트와 상기 로드락 챔버간의 기판을 반송하는 단계;
    상기 로드락 챔버로 반송된 기판을 상기 로드락 챔버 후단에 설치된 공정챔버로 반송하여 상기 공정챔버에서 소정의 공정을 진행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 다중 기판 처리 방법.
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