KR101297666B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

기판 처리 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 기판이 탑재 지지되는 홀더는 챔버의 내부에 남아 있고, 기판만이 챔버에 로딩되고 챔버로부터 언로딩된다. 따라서, 홀더를 재가열하기 위한 에너지 및 시간이 상대적으로 적게 소요되므로, 생산성이 향상되는 효과가 있다.

Description

기판 처리 장치 {APPARATUS FOR PROCESSING SUBSTRATE}
본 발명은 기판만을 챔버에 로딩하고 챔버로부터 언로딩하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
기판 처리 장치는, 평판 디스플레이의 제조시 사용되며, 증착(Vapor Deposition) 장치와 어닐링(Annealing) 장치로 대별된다.
증착 장치는 평판 디스플레이의 핵심 구성을 이루는 투명 전도층, 절연층, 금속층 또는 실리콘층을 형성하는 장치로써, LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 또는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등과 같은 화학 증착 장치와 스퍼터링(Sputtering) 등과 같은 물리 증착 장치가 있다.
그리고, 어닐링 장치는 기판에 막을 증착을 한 후, 증착된 막의 특성을 향상시키는 장치로써, 증착된 막을 결정화 또는 상 변화시키는 열처리 장치이다.
일반적으로, 열처리 장치는 하나의 기판을 열처리하는 매엽식(Single Substrate Type)과 복수의 기판을 열처리하는 배치식(Batch Type)이 있다. 매엽식 기판 처리 장치는 구성이 간단한 이점이 있으나 생산성이 떨어지는 단점이 있어, 대량 생산에는 배치식 기판 처리 장치가 많이 사용된다.
기판 처리 장치는 기판의 처리 공간인 챔버가 내부에 형성된 본체, 상기 본체의 내부에 설치되며 복수의 기판을 적층 지지하는 서포터, 상기 서포터에 지지되며 기판이 탑재 지지되는 홀더, 상기 본체의 내부에 설치되며 상기 기판의 처리에 필요한 열을 발생하는 복수의 히터 등을 가진다.
상기와 같은 종래의 기판 처리 장치는, 그 구조상, 상기 홀더를 상기 챔버에 투입하여 상기 기판을 상기 챔버에 로딩하고, 상기 홀더를 상기 챔버에서 배출하여 상기 기판을 상기 챔버로부터 언로딩한다. 즉, 상기 홀더는 상기 챔버를 출입한다.
그러므로, 상기 챔버에서 배출된 상기 홀더는 냉각된 후, 상기 챔버로 다시 투입되고, 상기 챔버에 재투입된 상기 홀더는 저온의 상태에서 가열된다. 따라서, 상기 홀더를 고온의 상태로 가열하기 위해서는 에너지 및 시간이 많이 소요되므로, 생산성이 저하되는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기판이 탑재 지지되는 홀더를 챔버에 둔 상태에서 기판만을 챔버에 로딩하고, 챔버로부터 언로딩함으로써, 생산성을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 처리 장치는, 내부에 기판이 처리되는 공간인 챔버가 형성된 본체; 상기 본체에 회전가능하게 지지되어 상기 챔버에 위치된 복수의 롤러; 상기 기판이 탑재 지지되며 상기 롤러에 지지되는 홀더; 상기 본체에 지지되어 상기 챔버에 위치되며, 상기 기판을 처리하기 위한 열을 발생하는 히터; 및 상기 기판을 상기 홀더에 탑재할 때, 상기 홀더의 상측으로 돌출되어 상기 기판을 지지하여 하강하면서 상기 기판을 상기 홀더에 탑재시키고, 상기 홀더에 탑재된 상기 기판의 처리가 완료되면, 상승하면서 상기 홀더의 상측으로 돌출되어 상기 기판을 상기 홀더로부터 이격시키는 수단을 포함한다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치는 기판이 탑재 지지되는 홀더는 챔버의 내부에 남아 있고, 기판만이 챔버에 로딩되고 챔버로부터 언로딩된다. 따라서, 홀더를 재가열하기 위한 에너지 및 시간이 상대적으로 적게 소요되므로, 생산성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 지지핀의 사시도.
도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 지지핀의 동작을 보인 사시도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지지핀의 사시도.
도 6 내지 도 8는 도 5에 도시된 지지핀의 동작을 보인 정면도.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시하여 도시한 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있도록 충분하게 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 상호 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 특정 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미가 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에 도시된 실시예들의 길이, 면적, 두께 및 형태는, 편의상, 과장되어 표현될 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 기판 처리 장치를 상세히 설명한다.
기판의 처리라 함은 기판을 가열 및 냉각하는 공정, 기판 상에 소정의 막을 증착하기 위한 모든 공정, 기판 상에 증착된 막을 어닐링, 결정화 또는 상변화하기 위한 모든 열처리 공정을 포함한다. 그리고, 기판의 재질은 특별히 제한되지 않으며 글래스, 플라스틱, 폴리머, 실리콘 웨이퍼 또는 스테인레스 스틸 등과 같은 재질로 형성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 지지핀의 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 기판 처리 장치는 외관을 이루는 대략 직육면체 형상의 본체(110)를 포함한다. 본체(110)의 내부에는 기판(50)이 처리되는 챔버(111)가 형성되고, 챔버(111)는 밀폐된 공간으로 마련된다. 본체(110)는 직육면체 형상뿐만 아니라 기판(50)의 형상에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
본체(110)의 전면에는 개방부가 형성되고, 상기 개방부는 본체(110)의 전면에 설치된 도어(113)에 의하여 개폐된다. 도어(113)를 열어 챔버(111)를 외부와 연통시킨 상태에서 로봇아암(미도시) 등으로 기판(50)을 지지하여 기판(50)을 챔버(111)의 내부로 로딩한다. 그리고, 도어(113)를 닫아 챔버(111)를 폐쇄한 상태에서, 기판(50)을 처리한다.
본체(110)의 상면에도 개방부가 형성될 수 있다. 본체(110)의 상면의 상기 개방부는 커버(115)에 의하여 개폐되며, 본체(110)의 내부를 수리할 때, 커버(115)를 열어 챔버(111)를 외부와 연통시킨다.
본체(110)에는 복수의 롤러(120)가 설치된다. 롤러(120)는 일측 및 타측이 본체(110)의 일측면 및 타측면에 각각 지지되어 회전가능하게 설치되며, 챔버(111)에 위치된다. 이때, 롤러(120)는 본체(110)의 전면에서 후면으로 가면서 동일 수평면상에 위치된다. 롤러(120)에는 기판(50)이 탑재 지지되는 홀더(130)가 지지된다.
본체(110)에는 기판(50)의 처리에 필요한 열을 발생하는 히터(140)가 설치된다. 히터(140)는 튜브 형상으로 형성되어 상호 인접하는 롤러(120)와 롤러(120) 사이에 배치된다. 그리고, 히터(140)는 롤러(120)의 내부에 설치될 수도 있다. 이때, 롤러(120)의 내부에 설치된 히터(140)는 롤러(120)의 회전에 대하여 독립적인 것이 바람직하다. 즉, 롤러(120)의 내부에 설치된 히터(140)는 회전하지 않는 것이 바람직하다.
본 실시예에 따른 기판 처리 장치는 홀더(130)를 챔버(111)에 둔 상태에서 기판(50)만을 챔버(111)에 로딩하거나, 챔버(111)로부터 언로딩한다.
그런데, 로봇아암(미도시)으로 기판(50)을 지지하여 기판(50)을 홀더(120)에 직접 탑재시키면, 상기 로봇아암과 상기 기판(50)이 마찰하여 기판(50)이 손상될 우려가 있다. 그리고, 홀더(130)에 기판(50)이 탑재되면 홀더(130)와 기판(50) 사이에는 간극이 존재하지 않으므로, 홀더(130)에 탑재되어 처리가 완료된 기판(50)을 상기 로봇아암으로 들어서 올릴 수가 없다.
본 실시예에 따른 기판 처리 장치에는, 기판(50)을 홀더(130)에 탑재할 때, 홀더(130)의 상측으로 돌출되어 기판(50)을 지지한 다음 하강하면서 기판(50)을 홀더(130)에 탑재시킴과 동시에, 홀더(130)에 탑재된 기판(50)이 처리가 완료되면, 상승하면서 홀더(130)의 상측으로 돌출되어 기판(50)을 홀더(130)로부터 이격시키는 수단이 마련된다.
도 1의 미설명부호 160은 본체(110)를 지지하는 프레임이다.
상기 수단에 대하여 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다. 도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 지지핀의 동작을 보인 사시도이다.
도시된 바와 같이, 상기 수단은 승강가능하게 설치된 복수의 지지핀(151)으로 마련된다. 이때, 지지핀(151)의 하부측은 본체(110)의 하측에 위치되고, 상부측은 본체(110)를 관통하여 챔버(111)에 위치된다. 그리고, 지지핀(151)의 하단부는 실린더(155)의 피스톤(155a)의 상단부측에 연결되고, 상단부측은 홀더(130)를 관통하여 홀더(130)를 출입한다.
지지핀(151)이 홀더(130)를 관통하여 출입할 수 있도록, 홀더(130)에는 지지핀(151)과 대응되게 출입공(131)이 형성된다. 그리고, 복수의 지지핀(151)이 동일하게 승강할 수 있도록 지지핀(151)의 하단부는 사각형상의 연결프레임(153)에 일체로 결합되고, 연결프레임(153)의 중앙부측 하면에는 피스톤(155a)의 상단부가 결합된다. 따라서, 피스톤(155a)의 승강운동이 연결프레임(153)을 통하여 지지핀(151)에 전달된다.
지지핀(151)의 동작을 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 홀더(130)에 기판(50)이 탑재되어 있지 않은 상태를 최초의 상태라 가정한다. 도 2에 도시된 상태에서, 상기 로봇아암에 기판(50)(도 1 및 도 4 참조)이 지지되어 챔버(111)로 로딩되면, 실린더(155)의 구동에 의하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 피스톤(155a)이 상승한다. 그러면, 연결프레임(153)에 의하여 지지핀(151)이 상승하고, 이로 인해 지지핀(151)의 상단부측이 출입공(131)을 통과하여 홀더(130)의 상측으로 돌출된다.
그러면, 상기 로봇아암이 하강하여 기판(50)을, 도 4에 도시된 바와 같이, 지지핀(151)의 상단부에 지지시킨다. 기판(50)이 지지핀(151)에 지지되면, 상기 로봇아암은 챔버(111)의 외부로 이동되고 지지핀(151)은 하강한다. 지지핀(151)이 하강에 의하여, 지지핀(151)의 상단부가 출입공(131)의 내측으로 삽입되면, 기판(50)이 홀더(130)에 탑재 지지된다.
그리고, 홀더(130)에 기판(50)이 탑재된 후, 기판(50)의 처리가 완료되면, 지지핀(151)이 상승하여, 도 4에 도시된 상태와 같이, 기판(50)이 홀더(130)와 이격된다. 그러면, 상기 로봇아암이 챔버(111)의 내부로 유입되어 기판(50)의 하면을 받쳐서 지지한 다음, 챔버(111)의 외부로 기판(50)을 언로딩한다.
본 실시예에 따른 기판 처리 장치는, 홀더(130)는 챔버(111)에 머무르고, 기판(50)만이 챔버(111)에 로딩되고 챔버(111)로부터 언로딩되므로, 홀더(130)를 가열하기 위한 에너지 및 시간이 상대적으로 적게 소요된다. 따라서, 생산성이 향상된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지지핀의 사시도로서, 이를 설명한다.
도시된 바와 같이, 롤러(220)는 본체(110)(도 1 참조)의 전면에서 후면으로 가면서 동일 수평면상에 위치되는 하나의 롤러그룹(220a)을 이루고, 롤러그룹(220a)은 상하로 소정 간격을 가지면서 복수개 설치된다. 이때, 히터(240)는 하나의 롤러그룹(220a)을 이루는 상호 인접하는 롤러(220)와 롤러(220) 사이에 위치되는 것이 바람직하다.
하나의 롤러그룹(220a)에 하나의 홀더(230)가 탑재되므로, 롤러그룹(230a)의 수만큼 홀더(230)가 챔버(111)(도 1 참조)로 투입된다. 따라서, 한번에 처리되는 기판(50)의 수는 롤러그룹(220a)의 수와 대응된다.
연결프레임(253)은 홀더(230)의 개수만큼 마련되어 상호 적층된 형태를 이루고, 각각의 연결프레임(253)에 지지핀(251)의 하단부가 각각 복수개 결합된다. 그리고, 각각의 연결프레임(253)에는 각각의 실린더(255)의 피스톤(255a)이 결합된다.
도 5에는 3개의 롤러그룹(220a)에 홀더(230)가 각각 탑재 지지되어 홀더(230a, 230b, 230c)가 3층으로 적층된 것을 보이고, 3개의 연결프레임(253a, 253b, 253c)이 3층으로 적층된 것을 보인다. 이때, 적층된 형태로 배치된 연결프레임(253)은 동심을 이루는 것이 바람직하다. 그리고, 도면의 간략화를 위하여, 실린더(255)와 피스톤(255a)은 1개만 도시한다.
그리하여, 1층의 연결프레임(253a)에 결합된 지지핀(251a)은 1층의 홀더(230a)를 출입하면서 1층의 홀더(230a)에 탑재 지지되는 기판(50)을 승강시키고, 2층의 연결프레임(253b)에 결합된 지지핀(251b)은 1층 및 2층의 홀더(230a, 230b)를 출입하면서 2층의 홀더(230b)에 탑재 지지되는 기판(50)을 승강시키며, 3층의 연결프레임(253c)에 결합된 지지핀(251c)은 1층과 2층과 3층의 홀더(230a, 230b, 230c)를 출입하면서 3층의 홀더(230c)에 탑재 지지되는 기판(50)을 승강시킨다.
즉, 홀더(230)의 층수와 대응되는 층의 연결프레임(253)에 결합된 지지핀(251)이 연결프레임(253)의 층수와 대응되는 층의 홀더(230)에 탑재 지지되는 기판(50)을 지지하여 승강시킨다.
도 6 내지 도 8은 도 5에 도시된 지지핀의 동작을 보인 정면도로서, 이를 설명한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 먼저 3층의 홀더(230c)에 기판(50)을 탑재 지지하거나, 3층의 홀더(230c)에 탑재된 기판(50)을 홀더(230c)로부터 이격시키려면, 3층의 연결프레임(253c)에 결합된 지지핀(251c)이 승강하고, 도 7에 도시된 바와 같이, 2층의 홀더(230b)에 기판(50)을 탑재 지지하거나, 2층의 홀더(230b)에 탑재된 기판(50)을 홀더(230b)로부터 이격시키려면, 2층의 연결프레임(253b)에 결합된 지지핀(251b)이 승강하며, 도 8에 도시된 바와 같이, 1층의 홀더(230a)에 기판(50)을 탑재 지지하거나, 1층의 홀더(230a)에 탑재된 기판(50)을 홀더(230a)로부터 이격시키려면, 1층의 연결프레임(253a)에 결합된 지지핀(251a)이 승강한다.
본 실시예에 따른 기판 처리 장치는 1층의 연결프레임(253a)에 결합된 지지핀(251a)이 1층과 2층과 3층의 홀더(230a, 230b, 230c)를 출입하면서 3층의 홀더(230c)에 탑재 지지되는 기판(50)을 승강시키고, 2층의 연결프레임(253b)에 결합된 지지핀(251b)이 1층 및 2층의 홀더(230a, 230b)를 출입하면서 2층의 홀더(230b)에 탑재 지지되는 기판(50)을 승강시키며, 3층의 연결프레임(253c)에 결합된 지지핀(251c)이 1층의 홀더(230a)를 출입하면서 1층의 홀더(230a)에 탑재 지지되는 기판(50)을 승강시킬 수 있다.
즉, 홀더(230)의 층수와 역으로 대응되는 층의 연결프레임(253)에 결합된 지지핀(251)이 연결프레임(253)의 층수와 역으로 대응되는 층의 홀더(230)에 탑재 지지되는 기판(50)을 승강시킬 수 있다.
상기와 같이 기술된 본 발명의 실시예들에 대한 도면은 자세한 윤곽 라인을 생략하여, 본 발명의 기술사상에 속하는 부분을 쉽게 알 수 있도록 개략적으로 도시한 것이다. 또한, 상기 실시예들은 본 발명의 기술사상을 한정하는 기준이 될 수 없으며, 본 발명의 청구범위에 포함된 기술사항을 이해하기 위한 참조적인 사항에 불과하다.
110: 본체 111: 챔버
120: 롤러 130: 홀더
140: 히터 151: 지지핀

Claims (9)

  1. 내부에 기판이 처리되는 공간인 챔버가 형성된 본체;
    상기 본체에 회전가능하게 지지되어 상기 챔버에 위치된 복수의 롤러;
    상기 기판이 탑재 지지되며 상기 롤러에 지지되는 홀더;
    상기 본체에 지지되어 상기 챔버에 위치되며, 상기 기판을 처리하기 위한 열을 발생하는 히터; 및
    상기 기판을 상기 홀더에 탑재할 때, 상기 홀더의 상측으로 돌출되어 상기 기판을 지지하여 하강하면서 상기 기판을 상기 홀더에 탑재시키고, 상기 홀더에 탑재된 상기 기판의 처리가 완료되면, 상승하면서 상기 홀더의 상측으로 돌출되어 상기 기판을 상기 홀더로부터 이격시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수단은 승강가능하게 설치되어 상기 홀더를 통과하면서 출입하는 복수의 지지핀으로 마련된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 지지핀의 하부측은 상기 본체의 하측에 위치되고, 상부측은 상기 본체를 관통하여 상기 챔버에 위치됨과 동시에 상기 홀더를 관통하여 출입하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 홀더에는 상기 지지핀의 상부측이 출입하는 출입공이 형성된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    복수의 상기 지지핀의 하단부는 연결프레임에 결합되고,
    상기 연결프레임은 실린더의 피스톤에 연결되어 승강하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 롤러는 일측 및 타측이 상기 본체의 일측면 및 타측면에 각각 지지되어 상기 본체의 전면에서 후면으로 가면서 동일 수평면상에 위치되는 하나의 롤러그룹을 이루고,
    상기 롤러그룹은 상하로 소정 간격을 가지면서 복수개 설치된 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    하나의 상기 롤러그룹에 하나의 상기 홀더가 지지되고,
    상기 연결프레임은 상기 홀더의 적층된 개수만큼 마련되어, 상호 적층된 형태를 이루며,
    각각의 상기 연결프레임에 상기 지지핀의 하단부가 각각 복수개 결합되고,
    각각의 상기 연결프레임에는 각각의 상기 실린더의 피스톤이 결합되며,
    상기 홀더의 층수와 대응되는 층의 상기 연결프레임에 결합된 상기 지지핀이 상기 연결프레임의 층수와 대응되는 층의 상기 홀더에 탑재 지지되는 상기 기판을 지지하여 승강시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    하나의 상기 롤러그룹에 하나의 상기 홀더가 지지되고,
    상기 연결프레임은 상기 홀더의 적층된 개수만큼 마련되어, 상호 적층된 형태를 이루며,
    각각의 상기 연결프레임에 상기 지지핀의 하단부가 각각 복수개 결합되고,
    각각의 상기 연결프레임에는 각각의 상기 실린더의 피스톤이 결합되며,
    상기 홀더의 층수와 역으로 대응되는 층의 상기 연결프레임에 결합된 상기 지지핀이 상기 연결프레임의 층수와 역으로 대응되는 층의 상기 홀더에 탑재 지지되는 상기 기판을 지지하여 승강시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 히터는 튜브 형태로 마련되어 하나의 상기 롤러그룹을 이루는 상호 인접하는 상기 롤러와 상기 롤러 사이 및 하나의 상기 롤러그룹을 이루는 상기 롤러의 내부에 설치되고, 상기 롤러의 내부에 설치된 상기 히터는 상기 롤러의 회전에 대하여 독립적인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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