KR101167947B1 - 스퍼터링 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스퍼터링 시스템에 있어서, 스퍼터링 공정이 수행되는 공정챔버와; 복수개의 처리대상이 함께 적재되는 이송트레이를 상기 공정챔버 내부로 이송하는 트레이이송로봇이 구비된 트레이 이송챔버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여 복수개의 기판이 기판 트레이를 통해 이송되어 처리되므로 이송속도와 처리효율을 높일 수 있다.

Description

스퍼터링 시스템{SPUTTERING SYSTEM}
본 발명은 스퍼터링 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 복수매의 기판을 동시에 처리할 수 있는 스퍼터링 시스템에 관한 것이다.
최근 액정 디스플레이 장치, 플라즈마 디스플레이 장치, 반도체 장치들의 제조를 위한 기판 처리 시스템들은 복수 매의 기판을 일관해서 처리할 수 있는 클러스터 시스템이 일반적으로 채용되고 있다.
일반적으로 클러스터(cluster) 시스템은 반송 로봇(또는 핸들러; handler)과 그 주위에 마련된 복수의 기판 처리 모듈을 포함하는 멀티 챔버형 기판 처리 시스템을 지칭한다.
이와 같은 클러스터 시스템은 복수개의 기판을 동시에 처리하거나 또는 여러 공정을 연속해서 진행 할 수 있도록 함으로 기판 처리량을 높이고 있다. 기판 처리량을 높이기 위한 또 다른 노력으로는 하나의 공정 챔버에서 복수 매의 기판을 동시에 처리하도록 하여 시간당 기판 처리량을 높이도록 하고 있다.
그런데, 종래 클러스터 시스템은 복수개의 기판을 동시에 처리하기 위해 복수매의 기판 각각을 반송 로봇이 이송한 후 공정 챔버에서 처리하므로 각각의 기판을 모두 이송하기 위한 시간적 손실이 발생한다. 또한, 복수매의 기판 각각을 반송 로봇이 이송하기 위해 반송 로봇의 엔드 이펙터의 개수가 증가하거나, 반송 로봇의 개수가 증가하므로 장비의 구성이 복잡해지고 반송 로봇의 동선이 복잡해지게 된다.
본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로 복수의 기판과 마스크를 트레이를 통해 한번에 이송하여 이송시간을 절약하고 기판처리효율을 높일 수 있는 스퍼터링 챔버를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 스퍼터링 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 스퍼터링 시스템은 스퍼터링 공정이 수행되는 공정챔버와; 복수개의 처리대상이 함께 적재되는 이송트레이를 상기 공정챔버 내부로 이송하는 트레이이송로봇이 구비된 트레이 이송챔버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 이송트레이는 복수개의 기판이 함께 적재되는 기판 트레이일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 트레이 이송로봇은 상기 기판 트레이 상에 복수개의 마스크를 적재하고, 상기 마스크가 적재된 기판트레이를 상기 공정챔버로 이송한다.
일 실시예에 따르면, 상기 기판 트레이는 승강가능하게 구비된 복수개의 리프트핀을 구비하고, 상기 트레이 이송로봇은 상승된 리프트핀에 상기 복수개의 마스크를 적재한다.
일 실시예에 따르면, 상기 이송트레이는 상기 복수개의 마스크가 함께 적재되는 마스크 트레이를 더 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 트레이 이송로봇은 상기 마스크 트레이에 적재된 복수개의 마스크가 상기 복수개의 기판 각각의 상면에 위치하도록 상기 마스크 트레이를 상기 기판 트레이 상에 적재하고, 상기 마스크 트레이가 적재된 기판트레이를 상기 공정챔버로 이송한다.
한편 본 발명의 목적은, 스퍼터링 시스템에 있어서, 복수개의 기판이 적재되는 기판 트레이가 로딩되는 기판 트레이 로더와; 복수개의 마스크가 동시에 적재되는 마스크 트레이가 로딩되는 마스크 트레이와; 스퍼터링 공정이 진행되는 공정 챔버와; 상기 공정챔버로 기판 트레이를 이송하는 이송로봇이 구비된 이송챔버와; 상기 마스크 트레이를 상기 기판 트레이의 상부영역으로 이송하고, 상기 마스크 트레이가 적층 결합된 상기 기판 트레이를 상기 이송로봇에게 공급하는 트레이 이송로봇이 구비된 트레이 이송챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 시스템에 의해 달성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 기판 트레이는, 복수개의 기판이 안착될 수 있는 복수개의 기판 안착홈과; 상기 복수개의 기판 안착홈의 테두리영역을 따라 일정 높이 단차지게 형성되어 상기 트레이 이송로봇을 통해 이송된 마스크 트레이가 적재되는 마스크트레이 안착홈을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 기판 트레이와 상기 마스크 트레이는 하부영역에 상기 트레이 이송로봇의 엔드이펙터가 수용되는 엔드이펙터 수용홈이 각각 구비된다.
한편, 본 발명의 목적은 복수개의 기판이 적재되는 기판 트레이가 로딩되는 기판 트레이 로더와; 마스크가 로딩되는 마스크 로더와; 상기 마스크 로더로부터 복수개의 마스크를 로딩하여 상기 기판 트레이의 상부영역으로 이송하는 마스크 핸들러와, 상기 마스크가 적재된 상기 기판 트레이를 상기 이송로봇에게 공급하는 기판트레이 핸들러가 구비된 트레이 이송챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 시스템에 의해 달성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 기판 트레이는, 기판이 적재되는 복수개의 기판안착홈과; 상기 기판적재홈의 외주연에 승강가능하게 구비되어 상기 마스크 핸들러에 의해 이송된 마스크가 적재되는 복수개의 리프트핀과; 상기 기판적재홈의 외주연을 따라 단차지게 형성되어 상기 승강핀에 의해 이송된 마스크가 적재되는 마스크안착홈을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 마스크 핸들러는, 구동축과; 복수개의 마스크를 표면에 흡착하여 지지하는 엔드이펙터와; 상기 구동축과 상기 엔드이펙터를 연결하여 상기 엔드이펙터를 이송하는 이송암과; 상기 연결암과 상기 엔드이펙터 사이에 구비되어 상기 엔드이펙터를 상이 이송암의 축방향에 대해 좌우로 회전시키는 회전부를 포함한다.
본 발명의 스퍼터링 시스템은 복수개의 기판이 동시에 수용되는 기판 트레이를 이용하여 기판을 이송하고 처리한다.
이에 의해 이송챔버의 이송로봇이 트레이만 이송하면 되므로 이송로봇의 개수와 동선이 간단해지고 이송시간이 짧아질 수 있다.
또한 트레이에 의해 복수개의 기판이 공정챔버 내에서 동시에 처리되므로 처리효율도 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 스퍼터링 시스템의 개략적인 구성을 도시한 개략도이고,
도 2와 도3은 본 발명의 제1실시예에 따른 스퍼터링 시스템의 마스크 트레이와 기판 트레이의 구성을 도시한 사시도이고,
도 4 내지 도7은 본 발명의 제1실시예에 따른 스퍼터링 시스템의 마스크와 기판이 이송되는 과정을 도시한 예시도이고,
도 8과 도9는 본 발명의 제1실시예에 따른 스퍼터링 시스템의 기판트레이와 마스크트레이의 이송과정을 도시한 개략도이고,
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 스퍼터링 시스템의 기판트레이와 마스크트레이의 다른 실시예를 도시한 예시도이고,
도 11은 본 발명의 제1실시예에 따른 스퍼터링 시스템의 다른 실시예를 도시한 개략도이고,
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 스퍼터링 시스템의 개략적인 구성을 도시한 개략도이고,
도 13 내지 도15는 본 발명의 제2실시예에 따른 기판 트레이의 구성을 도시한 사시도이고,
도 16는 본 발명의 제2실시예에 따른 스퍼터링 시스템의 기판 핸들러의 구성을 도시한 개략도이고,
도 17 내지 도20은 본 발명의 제2실시예에 따른 스퍼터링 시스템의 마스크 핸들러의 동작과정을 도시한 예시도이고,
도 21은 본 발명의 제2실시예에 따른 스퍼터링 시스템의 기판 핸들러의 기판트레이 적재상태를 도시한 사시도이고,
도 22 내지 도25는 본 발명의 제2실시예에 따른 스퍼터링 시스템의 동작과정을 도시한 예시도이고,
도 26과 도27은 본 발명의 스퍼터링 시스템의 마스크 지지링의 구성을 도시한 개략도이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
(제1실시예-전체구성)
도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 스퍼터링 시스템(100)의 구성을 개략적으로 도시한 개략도이다.
본 발명의 제1실시예에 따른 스퍼터링 시스템(100)은 복수개의 기판(W)과 복수개의 마스크(M)를 각각 기판 트레이(20)와 마스크 트레이(10)에 적재하여 함께 이송하고 함께 스퍼터링 처리를 진행한다.
이를 위해 스퍼터링 시스템(100)은 복수개의 마스크(M)가 함께 적재되는 마스크 트레이(10)를 로딩하는 마스크 트레이 로더(110)와, 복수개의 기판(W)이 함께 적재되는 기판 트레이(20)를 로딩하는 기판 트레이 로더(120)와, 마스크 트레이(10)를 기판 트레이 로더(120)로 이송하고 마스크 트레이(10)가 결합된 기판 트레이(20)를 이송챔버(150)로 반송하는 트레이 이송로봇(131)이 구비된 트레이 이송챔버(130)와, 트레이 이송로봇(131)으로부터 반송받은 기판 트레이(20)를 공정챔버(140a,140b)로 이송하는 이송로봇(151)이 구비된 이송챔버(150)를 포함한다.
마스크 트레이 로더(110)는 복수개의 마스크 트레이(10)를 내부에 적재하고, 순차적으로 트레이 이송 로봇(131)으로 마스크 트레이(10)를 공급한다. 이를 위해 마스크 트레이 로더(110)는 복수개의 마스크 트레이(10)를 적층적으로 지지하며 상하로 이동가능하게 구비된 트레이 지지프레임(미도시)를 포함한다. 트레이 지지프레임(미도시)은 상하로 이동하며 최상위에 적층된 마스크 트레이(10)가 트레이 이송로봇(131)의 위치에 배치되도록 하여 마스크 트레이(10)를 트레이 이송로봇(131)으로 공급한다.
기판 트레이 로더(120)는 복수개의 기판 트레이(20)를 내부에 적재하고, 순차적으로 트레이 이송 로봇(131)으로 기판 트레이(20)를 공급한다. 기판 트레이 로더(120)는 트레이 이송로봇(131)에 의해 이송된 마스크(M)가 기판 트레이(20)의 상부영역에 결합되도록 기판 트레이(20)를 지지하고, 마스크 트레이(10)가 결합된 기판 트레이(20)가 트레이 이송로봇(131)에 의해 이송되도록 한다.
도2는 본 발명의 제1실시예에 따른 마스크 트레이(10)와, 기판 트레이(20)의 구성을 분해하여 도시한 사시도이고, 도3은 본 발명의 제1실시예에 따른 마스크 트레이(10)와 기판 트레이(20)의 결합 과정을 도시한 사시도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 마스크 트레이(10)는 복수개의 마스크(M)를 동시에 수용하고, 기판 트레이(20)는 복수개의 기판(W)을 동시에 수용한다.
마스크 트레이(10)는 마스크 트레이 본체(11)와, 마스크 트레이 본체(11)에 관통형성되어 마스크가 적재되는 복수개의 마스크 수용부(13)를 포함한다. 마스크수용부(13)는 단차지게 형성되어 마스크(M)가 안착되는 마스크 안착홈(13a)과, 마스크 안착홈(13a)의 테두리영역을 따라 하측방향으로 돌출형성되어 기판 트레이(20)에 결합되는 결합리브(13b)를 포함한다.
마스크 수용부(13)은 도5에 도시된 바와 같이 마스크 트레이 본체(11)의 판면을 관통하여 형성된다. 이에 의해 마스크 트레이(10)가 기판 트레이(20)에 적재되었을 때 마스크 안착홈(13a)에 안착된 마스크(M)의 하부면이 기판(W)의 상부면과 접촉하여 패턴이 형성된다.
마스크 안착홈(13a)은 마스크 수용부(13)의 테두리영역을 따라 단차지게 형성되어 마스크(M)의 테두리영역을 지지한다. 결합리브(13b)는 마스크 안착홈(13a)의 테두리영역을 따라 하부영역에 돌출되게 구비되어 기판 트레이(20)에 삽입된다. 이에 의해 마스크 트레이(10)와 기판 트레이(20)의 결합상태가 유지될 수 있다.
마스크 트레이 본체(11)는 복수개의 마스크 수용부(13) 사이의 하부면에 후술할 트레이 이송로봇(131)의 엔드이펙터(131c)가 삽입되는 엔드이펙터 수용홈(11a)가 구비된다. 엔드이펙터 수용홈(11a)은 엔드이펙터(131c)의 개수에 대응하도록 구비된다.
기판 트레이(20)는 복수개의 기판(W)을 동시에 수용하고 복수개의 마스크(M)가 수용된 마스크 트레이(10)와 결합된다. 이에 의해 복수개의 기판(W)이 함께 공정챔버(140a,140b)로 이송되어 함께 스퍼터링 공정이 진행되도록 한다.
기판 트레이(20)는 도2와 도3에 도시된 바와 같이 기판 트레이 본체(21)와, 기판 트레이 본체(21)에 관통 형성되는 복수개의 기판 수용홈(23)과, 기판 수용홈(23)의 외주연을 따라 단차지게 형성되어 기판(W)의 테두리를 지지하는 기판 안착홈(23a)과, 기판 안착홈(23a)의 테두리를 따라 일정 높이 단차지게 형성되어 기판 트레이(20)를 수용하는 마스크 트레이 안착홈(23b)을 포함한다.
기판 안착홈(23a)은 기판(W)의 테두리영역을 지지하여 복수개의 기판(W)이 안정적으로 기판 트레이(20) 내에 지지되도록 한다. 마스크 트레이 안착홈(23b)은 마스크 트레이(10)의 결합리브(13b)가 삽입될 수 있도록 함몰형성되어 마스크트레이(10)가 기판 트레이(20)의 상부영역에 결합되도록 한다.
기판 트레이 본체(21)의 하부영역에는 트레이 이송로봇(131)의 엔드이펙터(131c)가 삽입되는 엔드이펙터 수용홈(21a)이 복수개 형성된다.
트레이 이송챔버(130)는 마스크 트레이 로더(110)와 기판 트레이 로더(120) 사이에 위치하여 마스크 트레이(10)를 기판 트레이(20)에 결합시킨 후 이송챔버(150)로 이송한다. 트레이 이송챔버(130)는 마스크 트레이(10)와 기판 트레이(20)를 이송하는 트레이 이송로봇(131)을 포함한다.
트레이 이송로봇(131)은 구동축(131a)과, 마스크 트레이(10)와 기판 트레이(20)를 이송하는 엔드 이펙터(131c)와, 엔드 이펙터(131c)를 이송시키는 이송암(131b)을 포함한다. 트레이 이송로봇(131)은 이송암(131b)이 구동축(131a)을 중심으로 회전하고 절첩되며 길이가 가변된다. 이에 의해 엔드 이펙터(131c)가 마스크 트레이로더(110)와 기판 트레이 로더(120) 사이를 이동하며 마스크 트레이(10)와 기판 트레이(20)를 이송한다.
트레이 이송로봇(131)은 마스크 트레이 로더(110)로 엔드 이펙터(131c)가 진입되어 도4에 도시된 바와 같이 마스크 트레이(10)의 엔드 이펙터 수용홈(11a)에 삽입하여 상면에 마스크 트레이(10)를 적재한다. 트레이 이송로봇(131)은 마스크 트레이(10)를 적재한 상태로 기판 트레이(20)로 이동하여 기판 트레이(20) 상부영역에 마스크 트레이(10)를 적재한다.
도7에 도시된 바와 같이 기판 트레이(20)가 마스크 트레이(10)의 상부영역에 결합되면 트레이 이송로봇(131)은 이송암(131b)을 절첩시켜 엔드 이펙터(131c)가 마스크 트레이(10)의 엔드이펙터 수용홈(11a)로부터 빠져 나오도록 한다. 그리고, 이송암(131b)은 다시 신장되어 엔드 이펙터(131c)가 도6에 도시된 바와 같이 기판 트레이(20)의 엔드이펙터(21a)에 삽입되도록 한다. 엔드 이펙터(131c)가 기판 트레이(20)를 적재하면 이송암(131b)은 다시 절첩되고 도8에 도시된 바와 같이 구동축(131a)의 회전에 의해 마스크 트레이(10)가 결합된 기판 트레이(20)를 이송챔버(150)로 이송한다. 트레이 이송로봇(131)은 마스크 트레이(10)가 결합된 기판 트레이(20)를 이송챔버(150)의 이송로봇(151)에게 인계한다.
한편, 이송로봇(151)에게 기판 트레이(20)를 인계한 트레이 이송로봇(131)은 도9에 도시된 바와 같이 다시 마스크 트레이 로더(110)로부터 마스크 트레이(10)를 인수받는다.
공정챔버(140a,140b)는 이송챔버(150)의 양측에 각각 구비되어 마스크 트레이(10)가 결합된 상태로 이송된 기판 트레이(20)에 스퍼터링 공정을 진행한다. 공정챔버(140a,140b)는 복수개의 기판(W)이 적재된 기판 트레이(20)에 공정처리를 진행하므로 한꺼번에 많은 수의 기판을 처리할 수 있다.
여기서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 트레이(20)와 마스크 트레이(10)는 3 X 3의 행과 열로 기판(W)과 마스크(M)를 적재한다. 즉, 한 번에 9개의 마스크(M)와 기판(W)를 이송하여 처리할 수 있다. 그러나, 이는 일례일 뿐이며 경우에 따라 다양한 개수를 적재하여 처리할 수 있다. 즉, 도10에 도시된 바와 같이 8 X 8 까지 배치하여 한 번에 64개의 마스크(M)와 기판(W)를 이송하여 처리할 수도 있다.
이송챔버(150)는 트레이 이송로봇(131)로부터 이송받은 기판 트레이(20)를 복수개의 공정챔버(140a,140b)로 이송한다. 이송챔버(150)는 한 쌍의 공정챔버(140a,140b)로 마스크 트레이(10)가 결합된 기판 트레이(20)를 이송하는 이송로봇(151)이 한 쌍 구비된다. 이송로봇(151)은 구동축(151a)를 중심으로 이송암(151b)가 절첩 및 회전되며 엔드이펙터(151c)가 기판 트레이(20)를 이송하도록 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스퍼터링 시스템(100)은 도1에 도시된 바와 같이 공정챔버(140a,140b)가 이송챔버(150)를 중심으로 좌우에 각각 구비되고, 이송챔버(150)의 이송로봇(151)이 한 쌍이 구비된다. 이에 의해 한 쌍의 이송로봇(151)이 트레이 이송로봇(131)으로부터 인계받은 마스크 트레이(10)가 중첩된 기판 트레이(20)를 한 쌍의 공정챔버(140a,140b)로 각각 공급하여 스퍼터링 공정이 진행된다.
그러나, 기판 처리 속도를 더욱 높이기 위해 본 발명의 다른 실시예에 따른 스퍼터링 시스템(100a)은 도11에 도시된 바와 같이 이송챔버(150a,150b)가 트레이 이송챔버(130)의 상하에 각각 배치되고, 공정챔버(140a,140b)가 이송챔버(150a,150b)의 좌우에 배치될 수도 있다. 즉, 이 경우 공정챔버(140a,140b,140c,140d)가 4개가 구비되어 기판 처리 효율을 보다 높일 수 있다.
또한, 이 외에도 본 발명에 따른 스퍼터링 시스템은 처리 효율을 더욱 높이기 위해 복수개의 트레이 이송로봇이 배치될 수 있으며, 공정챔버가 이송챔버를 중심으로 방사상으로 복수개가 배치될 수도 있다.
(제2실시예)
도12 내지 도25는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스퍼터링 시스템(200)을 도시한 도면들이다. 앞서 설명한 본 발명의 제1실시예에 따른 스퍼터링 시스템(100)은 기판 트레이(10)에 마스크 트레이(20)가 적재된 상태로 공정챔버(140a,140b)로 이송되어 공정이 진행되었다. 반면, 본 발명의 제2실시예에 따른 스퍼터링 시스템(200)은 복수개의 기판(W)이 적재된 기판 트레이(30)에 복수개의 마스크(M)가 개별적으로 적재된 상태로 공정챔버(미도시)로 이송된다.
이를 위해 제2실시예에 따른 스퍼터링 시스템(200)은 도12에 도시된 바와 같이마스크(M)를 로딩하는 마스크 로더(210)와, 기판 트레이(30)를 로딩하는 기판 트레이 로더(220)와, 마스크 로더(210)로부터 복수개의 마스크(M)를 이송하여 기판 트레이 로더(220)의 기판 트레이(30)에 적재한 후, 기판 트레이(30)를 이송하는 트레이 이송챔버(230)를 포함한다.
마스크 로더(210)는 기판 트레이(30)가 수용하는 기판의 개수에 대응하는 마스크(M)를 로딩하여 마스크 핸들러(233)가 이송할 수 있도록 한다. 마스크 로더(210)는 복수개의 마스크(M)를 지지하는 마스크 트레이(50)를 포함한다. 마스크 트레이(50)는 기판 트레이(30)의 기판 배치형상에 대응하게 마스크(M)가 적재되어 마스크 핸들러(233)가 마스크(M)를 로딩할 수 있도록 한다. 마스크 트레이(50)는 마스크 로더(210) 내부에서 상하로 이동될 수 있도록 구비된다.
기판 트레이 로더(220)는 기판 트레이(30)를 수용하여 마스크 로더(210)로부터 이송된 마스크(M)가 기판 트레이(30) 상에 적재되고, 마스크(M)가 결합된 기판 트레이(30)가 기판트레이 핸들러(231)에 의해 이송되도록 지지한다. 기판 트레이 로더(220)는 복수개의 기판 트레이(30)가 적층적으로 배치되도록 트레이지지부(40)가 지지한다. 트레이지지부(40)는 상하로 이동가능하게 구비된다.
도13 내지 도15는 본 발명의 제2실시예에 따른 기판 트레이(30)의 구성을 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 기판 트레이(30)는 기판 트레이본체(31)와, 기판 트레이본체(31)에 관통 형성된 복수개의 기판 수용홈(32)과, 기판 수용홈(32)의 테두리영역을 따라 돌출형성되어 기판(W)의 테두리를 지지하는 기판안착홈(33)과, 기판안착홈(33)으로부터 일정높이 단차지게 돌출 형성되어 마스크(M)의 테두리를 지지하는 마스크안착홈(35)을 포함한다.
또한, 마스크안착홈(35)의 상하를 승강가능하게 구비되어 마스크 핸들러(233)로부터 이송되는 마스크(M)를 이송받아 마스크안착홈(35)에 안착시키는 복수개의 리프트핀(37)과, 리프트핀(37)이 상하로 승강되도록 복수개의 리프트핀(37)을 지지하는 리프트핀 지지판(38)과, 리프트핀 지지판(38)을 상하로 구동시키는 리프트핀 구동부(39)를 포함한다.
기판 트레이 본체(31)와, 기판 안착홈(33) 및 마스크안착홈(35)의 구성은 앞서 설명한 제1실시예의 기판 트레이(20)와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
리프트핀(37)은 마스크안착홈(35)의 모서리를 따라 복수개가 구비되며 하부영역이 리프트핀 지지판(38)에 결합된다. 리프트핀(37)은 도14에 도시된 바와 같이 리프트핀 지지판(38)에 의해 지지되어 기판 트레이 본체(31)의 하부영역에 은폐되어 있다. 이 때, 리프트핀 구동부(39)가 구동되어 리프트핀 지지판(38)이 상승하면 도15에 도시된 바와 같이 마스크안착홈(35)의 리프트핀 승강홈(35a)을 따라 상승하여 기판 트레이 본체(31)의 상부영역으로 일정 높이 노출된다. 리프트핀(37)이 노출된 상태에서 마스크핸들러(233)에 의해 이송된 복수개의 마스크(M)가 리프트핀(37)의 상면에 적재된다.
트레이 이송챔버(230)는 마스크(M)와 기판 트레이(30)를 이송한다. 트레이 이송챔버(230)는 마스크(M)를 기판 트레이 로더(220) 측으로 이송하는 마스크 핸들러(233)와, 기판 트레이(30)를 이송챔버(미도시) 측으로 이송하는 기판트레이 핸들러(231)를 포함한다.
기판트레이 핸들러(231)는 도16에 도시된 바와 같이 구동축(231a)와, 이송암(231b) 및 엔드이펙터(231c)를 포함한다. 기판트레이 핸들러(231)는 트레이본체(31)의 엔드이펙터 수용홈(31a)에 삽입되어 기판 트레이(30)를 이송한다.
마스크 핸들러(233)는 도17과 도18에 도시된 바와 같이 구동축(233a)와, 구동축(233a)를 따라 회전하며 절첩되는 이송암(233b)과, 복수개의 마스크(M)를 흡착하여 이송하는 엔드이펙터(233c)와, 엔드이펙터(233c)의 일단부에 구비되어 엔드이펙터(233c)를 회전시켜 상하를 반전시키는 회전부(233e)를 포함한다.
마스크 핸들러(233)는 엔드이펙터(233c)의 판면에 공기압에 의해 마스크(M)를 흡착하여 지지하는 흡착공(233d)가 복수개 구비된다. 흡착공(233d)은 공기압에 의해 마스크 로더(210)에 지지된 마스크(M)를 판면에 흡착하여 엔드이펙터(233c)로부터 이탈되지 않도록 한다.
회전부(233d)는 도19와 도20에 도시된 바와 같이 상면에 마스크(M)를 흡착하여 지지한 엔드이펙터(233c)를 회전하여 마스크(M)가 엔드이펙터(233c)의 하면에 흡착된 상태로 전환시킨다. 하면에 마스크(M)가 흡착된 상태에서 엔드이펙터(233c)는 기판 트레이(30)의 리프트핀(37)에 마스크(M)를 인계한다.
이러한 구성의 본 발명의 제2실시예에 따른 스퍼터링 시스템(200)의 동작과정을 도22 내지 도 25를 참조로 설명한다.
마스크 핸들러(233)는 마스크 로더(210)로 이동하여 마스크지지대(50)에 적재된 마스크(M)를 엔드이펙터(233c) 표면에 흡착한다. 마스크(M)를 흡착한 엔드이펙터(233c)는 기판 트레이 로더(220)로 이동한다. 그리고, 회전부(233e)가 구동되어 도20에 도시된 바와 같이 엔드이펙터(233c)를 회전시켜 마스크(M)가 하면에 위치하도록 한다.
이 때, 기판 트레이 로더(220)에 지지된 기판 트레이(30)는 리프트핀 구동부(39)가 구동하여 리프트핀 지지판(38)이 도22에서 도23에 도시된 바와 같이 상승한다.
엔드이펙터(233c)는 공기압의 공급을 중단하여 흡착되었던 마스크(M)를 리프트핀(37) 상에 적재한다. 상측에 마스크(M)가 적재된 리프트핀(37)은 리프트핀 지지판(38)의 하강에 의해 하강하고, 마스크(M)는 마스크 안착홈(35)에 적재된다.
마스크(M)가 적재된 기판 트레이(30)는 기판 틀레이 핸들러(231)가 도21에 도시된 바와 같이 결합되어 공정챔버(미도시) 측으로 이송된다.
한편, 도26과 도27은 본 발명의 마스크(M)의 구성을 도시한 개략도이다. 본 발명에 따른 마스크(M)는 테두리를 따라 마스크 지지링(60)이 결합된다. 마스크(M)는 얇은 판상 재질이므로 쉽게 손상될 수 있다. 마스크 지지링(60)은 마스크수용홈(61)에 마스크(M)의 테두리를 수용하여 마스크 트레이(10)에 적재될 때나 엔드이펙터(233c)에 흡착될 때 마스크(M)가 안정적으로 이송되도록 한다.
마스크 지지링(60)은 고무와 같이 충격흡수가 가능한 재질로 구비되는 것이 바람직하다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 스퍼터링 시스템과 제2실시예에 따른 스퍼터링 시스템은 복수개의 기판이 동시에 수용되는 기판 트레이를 이용하여 기판을 이송하고 처리한다.
이에 의해 이송챔버의 이송로봇이 트레이만 이송하면 되므로 이송로봇의 개수와 동선이 간단해지고 이송시간이 짧아질 수 있다.
또한 트레이에 의해 복수개의 기판이 공정챔버 내에서 동시에 처리되므로 처리효율도 높일 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 스퍼터링 시스템의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
10 : 마스크 트레이 11 : 마스크 트레이 본체
11a : 엔드이펙터 수용홈 13 : 마스크 수용부
13a: 마스크 안착홈 13b: 결합리브
20: 기판 트레이 21: 기판트레이 본체
21a : 엔드이펙터 수용홈 23: 기판 수용홈
23a: 기판 안착홈 23b: 마스크트레이 안착홈
30 : 기판트레이 31 : 트레이본체
31a : 엔드이펙터 수용홈 32 : 기판 수용홈
33 : 기판안착홈 35 : 마스크안착홈
35a : 리프트핀 승강홈 37 : 리프트핀
38 : 리프트핀 지지판 39 : 리프트핀 구동부
40 : 트레이지지부 50 : 마스크 지지대
60 : 마스크 지지링 61 : 마스크 수용홈
100: 스퍼터링 시스템 110: 마스크 트레이로더
120: 기판 트레이로더 130: 트레이 이송챔버
131: 트레이 이송로봇 131a: 구동축
131b: 이송암 131c: 엔드이펙터
140a,140b : 공정챔버 150 : 이송챔버
151 : 이송로봇 151a : 구동축
151b : 이송암 151c : 엔드이펙터
200: 스퍼터링 시스템 210: 마스크 로더
220: 기판 트레이로더 230: 트레이 이송챔버
231: 기판트레이 핸들러 231a: 구동축
231b: 이송암 231c: 엔드이펙터
233: 마스크 핸들러 233a: 구동축
233b: 이송암 233c: 엔드이펙터
233d: 흡착공 233e: 회전부

Claims (12)

  1. 스퍼터링 시스템에 있어서,
    스퍼터링 공정이 수행되는 공정챔버;
    복수개의 마스크가 함께 적재되는 마스크 트레이를 로딩하는 마스크 트레이 로더;
    복수개의 기판이 함께 적재되는 기판 트레이를 로딩하는 기판 트레이 로더;
    트레이 이송 로봇이 구비된 트레이 이송챔버; 및
    이송 로봇이 구비된 이송 챔버를 포함하고,
    상기 트레이 이송 로봇은 상기 마스크 트레이 로더로에서 하나의 마스크 트레이를 상기 기판 트레이 로더로 이송하여 하나의 기판 트레이에 결합하고,
    마스크 트레이가 결합된 기판 트레이를 상기 이송챔버로 이송하여 상기 이송 로봇에게 인계하며,
    상기 이송 로봇은 상기 마스크 트레이가 결합된 기판 트레이를 상기 공정 챔버로 이송하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판 트레이는
    기판 트레이 본체;
    상기 기판 트레이 본체에 콴통 형성된 복수개의 기판 수용홈;
    상기 기판 수용홈의 외주연을 따라 단차지게 형성되어 상기 기판의 테두리를 지지하는 기판 안착홈; 및
    상기 기판 안착홈의 테두리를 따라 일정 높이 단차지게 형성되어 상기 마스크 트레이를 수용하는 마스크 트레이 안착홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제2항에 있어서,
    상기 마스크 트레이는
    마스크 트레이 본체; 및
    상기 마스크 트레이 본체에 관통되어 형성되어 상기 마스크가 적재되는 복수개의 마스크 수용부를 포함하고,
    상기 마스크 수용부는 단차지게 형성되어 상기 마스크가 안착되는 마스크 안착홈과 상기 마스크 안착홈의 테두리 영역을 따라 하측 방향으로 돌출되어 형성되어 상기 기판 트레이에 결합되는 결합 리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 시스템.
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  11. 삭제
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