KR101626467B1 - 기판처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판처리장치를 나타낸 것으로서, 보다 상세하게는 공정챔버에서 소정의 처리가 완료된 기판의 대기 노출을 최소화할 수 있고, 설비가 단순하며 제작비용이 절감되는 기판처리장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 기판처리장치는 기판이 기립상태로 반입되거나 반출되는 인아웃렛 모듈(InOutLet Module); 상기 인아웃렛 모듈 내부에서 상기 기판을 이동시키는 제1이동수단; 상기 인아웃렛 모듈에 이웃하도록 배치되어 상기 기판을 교환하는 로드락 챔버(Load Lock Chamber); 상기 로드락 챔버에 이웃하도록 배치되는 트랜스퍼 챔버(Transfer Chamber); 상기 트랜스퍼 챔버 내부에서 상기 기판을 이동시키는 제2이동수단; 및 상기 트랜스퍼 챔버에 이웃하도록 배치되며, 상기 기판에 대하여 소정의 처리를 하는 공정챔버(Process Chamber);를 포함한다.

Description

기판처리장치{SUBSTRATE TRETMENT APPARATUS}

본 발명은 기판처리장치를 나타낸 것으로서, 보다 상세하게는 공정챔버에서 소정의 처리가 완료된 기판의 대기 노출을 최소화할 수 있고, 설비가 단순하며 제작비용이 절감되는 기판처리장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 공정이나 평판표시소자 또는 태양전지를 제조하는 과정에서는 웨이퍼 또는 유리기판(이하, “기판”이라 한다)을 연속적으로 일련의 처리를 하는데, 이러한 공정에 요구되는 기판처리장치가 요구된다.

이와 같이 기판을 처리하기 위하여 종래에 인라인(In-line)방식의 기판처리장치(100)가 개시되었다. 도 1을 참조하면, 종래의 인라인 방식 기판처리장치는 제2인렛모듈(110), 로딩챔버(120)와, 제1버퍼챔버(131)와, 제2버퍼챔버(132)와, 공정챔버(140)와, 제3버퍼챔버(133)와, 제4버퍼챔버(134)와 언로딩챔버(150) 및 아웃렛모듈(160)을 구비한다.

상기 인라인방식 기판처리장치의 작동상태를 설명하면, 먼저, 제1인렛모듈(110)을 통해 기판이 공급되면 로딩챔버(120)로 기판을 반입하고, 로딩챔버(120)의 내부를 저진공 분위기로 조성한 다음, 기판을 고진공 분위기의 제1버퍼챔버(131) 및 제2버퍼챔버(132)로 이송한다. 또한, 버퍼챔버(131,132)에 있는 기판은 공정챔버(140)로 이송하여 기판을 플라즈마 등을 이용하여 표면처리하거나 스퍼터 건 등을 이용하여 박막형성을 한다. 이와 같이 기판에 소정의 처리가 완료되면, 다시 제3버퍼챔버(133) 및 제4버퍼챔버(134)로 이송하고, 언로딩챔버(150)를 통해 반출한다.

이와 같이 언로딩챔버(150)를 통해 기판이 반출되면, 기판과 캐리어를 수거한다.

상기 캐리어는 아웃렛 모듈(160)과 리턴 트레이(170)를 통해 제1인렛모듈(180)로 복귀한 다음, 소정의 처리가 완료된 기판을 탈거한 후 대기한다.

그러나 상술한 바와 같이, 종래의 인라인방식 기판처리장치는 소정의 처리가 완료된 기판을 수거하는 과정에서 상대적으로 대기에 많이 노출되어 코팅층 등이 변하는 경우가 발생된다.

또한 하나의 공정을 수행하기 위하여 로딩챔버(120), 언로딩챔버(150), 4개의 버퍼챔버(131~134) 등을 구비해야 하고, 기판을 이송해야 한다.

더욱이, 복수의 공정이 연속적으로 처리되는 경우, 도 1과 같은 인라인방식 기판처리장치가 복수개 연속적으로 설치된다. 따라서 구성 및 기판을 이송하는 과정이 매우 복잡하고, 풋프린트 및 공정택타임이 매우 길다는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 공정챔버에서 소정의 처리가 완료된 기판의 대기 노출을 최소화할 수 있고, 설비가 단순하며 제작비용이 절감되는 기판처리장치를 제공함에 있다.

위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 기판처리장치는 기판이 기립상태로 반입되거나 반출되는 인아웃렛 모듈(InOutLet Module); 상기 인아웃렛 모듈 내부에서 상기 기판을 이동시키는 제1이동수단; 상기 인아웃렛 모듈에 이웃하도록 배치되어 상기 기판을 교환하는 로드락 챔버(Load Lock Chamber); 상기 로드락 챔버에 이웃하도록 배치되는 트랜스퍼 챔버(Transfer Chamber); 상기 트랜스퍼 챔버 내부에서 상기 기판을 이동시키는 제2이동수단; 및 상기 트랜스퍼 챔버에 이웃하도록 배치되며, 상기 기판에 대하여 소정의 처리를 하는 공정챔버(Process Chamber);를 포함한다.

또한 상기 인아웃렛 모듈은 항상 대기상태인 것이 바람직하다.

또한 상기 로드락 챔버의 전측과 후측, 상기 공정챔버의 전측에 각각 게이트 밸브가 구비되는 것이 바람직하다.

또한 상기 제1이동수단은 상기 기판의 유효면과 직교되는 방향으로 상기 기판을 이동시키는 것이 바람직하다.

또한 상기 제2이동수단은 상기 기판의 유효면과 직교되는 방향으로 상기 기판을 이동시키는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 공정챔버에서 소정의 처리가 완료된 기판의 대기 노출을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한 설비가 단순하고 제작비용이 감축된다.

도 1은 일반적인 인라인방식 기판처리장치를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 기판처리장치의 정면도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 의한 기판처리장치의 평면도를 나타낸 것이다.
도 4 내지 도 19는 본 발명에 의한 기판처리장치의 작동상태를 평면도로 나타낸 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 기판처리장치의 구성 및 작용을 설명한다.

도 2 및 도 3을 참조하면 본 발명에 의한 기판처리장치(1)는 인아웃렛 모듈(10)과, 로드락챔버(20)와, 트랜스퍼 챔버(30)와, 공정챔버(40)를 포함한다.

상기 인아웃렛 모듈(10)은 소정의 처리가 진행될 기판이 기립상태로 반입되거나 또는 소정의 처리가 완료된 기판이 기립상태로 반출되는 구성요소이다. 즉, 종래기술과 달리 본 발명에 의한 기판처리장치는 기판이 반입되고 반출되는 구성요소가 별도로 구비되는 것이 아니라 인아웃렛 모듈(10)을 통해 반입 또는 반출되도록 구성된 것이다.

상기 인아웃렛 모듈(10)은 또는 제1인아웃모듈(11)과 제2인아웃모듈(12)을 포함하는데, 상기 제2인아웃모듈(12)의 내부에는 제1이동수단(50)이 구비된다. 상기 제1이동수단(50)은 2개의 기판이 동시에 수납가능하며, 기판을 수납한 상태에서 기판의 유효면과 직교되는 방향(화살표 참조)으로 이동시키는 구성요소이다. 즉, 제2인아웃모듈(12)에서는 처리할 기판은 로드락 챔버(20)로 전달하고, 처리된 기판은 제1인아웃모듈(11)로 전달할 때 기판의 흐름에 간섭이 생기지 않도록 기판을 이동시키는 것이다.

상기 제1 및 제2 인아웃렛 모듈(11,12)은 대기상태로 유지된다.

다음으로 상기 로드락 챔버(20)는 진공상태와 대기상태가 번갈아 조성되는 것으로서, 처리될 기판을 트랜스퍼 챔버(30)로 전달하거나 처리된 기판을 제2인아웃모듈(12)로 전달하는 것이다. 따라서 상기 로드락챔버(20)의 전후에는 게이트 밸브(G1,G2)가 구비된다.

상기 트랜스퍼 챔버(30)는 로드락챔버(20)에서 전달된 기판을 공정챔버(40)로 공급하는 구성요소이다. 상기 트랜스퍼 챔버(30)에도 제2이동수단(60)이 구비되는데, 상기 제2이동수단(60)도 상기 기판의 유효면과 직교되는 방향(화살표 참조)으로 기판을 이동(도피)시켜 기판의 흐름의 간섭을 해소한다.

상기 공정챔버(40)는 트랜스퍼 챔버(30)를 통해 전달된 기판에 소정의 처리를 하는 구성요소로서, 본 실시예에서는 스퍼터건(41)이 구비된 스퍼터링 챔버이다. 그러나 본 실시예와 달리 CVD 챔버 등 박막형성챔버나 표면처리챔버 또는 에칭챔버일 수 있다. 또한 본 실시예는 스퍼터건(41)이 공정챔버(40)의 일측에만 구비되어 있는 것이지만, 스퍼터건(41)이 공정챔버(40)의 양측에 구비되어 기판의 양면을 동시에 처리할 수 있다. 또는 클램프의 양측면에 기판을 각각 결합한 상태로 반입하여 2개의 기판의 각 일면을 동시에 처리할 수도 있을 것이다.

상기 공정챔버(40)는 기판을 스캐닝하면서 스퍼터링하기 위하여 공정챔버의 좌우에 버퍼공간이 형성된다.

상기 트랜스퍼 챔버(30)와 공정챔버(40)는 항상 진공상태를 유지하며, 그 사이에 게이트밸브(G3)가 구비된다.

또한 상기 기판은 전체를 통털어 기립상태로 이송된다.

이하에서는 본 발명에 의한 실시예의 작동상태를 설명한다.

먼저, 제1 및 제2 인아웃렛 모듈(11,12)을 통해 제1기판(S0)을 순차적으로 공급한다(도 3 및 도 4 참조).

다음으로, 게이트밸브(G1,G2)를 개방하여 제1기판(S0)을 로드락챔버(20)와 트랜스퍼 챔버(30)로 전달한다. 이 때 새로운 제2기판(S1)이 인아웃렛 모듈(10)을 통해 공급된다(도 5 및 도 6 참조).

다음으로, 제1기판(S0)은 공정챔버(40)로 전달되어 스퍼터 건(41)을 작동시켜 기판을 처리한다. 이 때 새로운 제2기판(S1) 및 제3기판(S2)도 각각 트랜스퍼 챔버(30)와 제2인아웃렛 모듈(12)에 대기한다(도 7 내지 도 9 참조).

다음으로, 소정의 처리가 완료된 제1기판(S0)을 공정챔버(40)에서 트랜스퍼 챔버(30)로 전달하기 위해서 트랜스퍼 챔버(30)에 대기중인 제2기판(S1)을 도피시킬 필요가 있다. 도 10을 참조하면, 트랜스퍼 챔버(30)에 대기중인 새로운 기판인 제2기판(S1)은 제2이동수단(60)을 이용하여 기립상태에서 기판의 유효면 직교되는 방향(도면상 전측, 화살표 참조)으로 이동시켜 제1기판(S0)이 반입될 공간을 확보한다. 이 상태에서 상기 공정챔버(40)에서 제1기판(S0)을 트랜스퍼 챔버(30)로 전달한다(도 11 참조). 따라서 트랜스퍼 챔버(30)에는 일시적으로 기 처리된 제1기판(S0)과 아직 처리하지 않은 제2기판(S1)이 동시에 수용된다.

다음으로, 제2이동수단(60)을 이용하여 도 10에서 이동방향과 반대방향(도면상 후측, 화살표 참조)으로 제1기판(S0)과 제2기판(S1)을 이동한다(도 12 참조).

이 상태에서 제2기판(S1)은 공정챔버(40)로 전달하고, 제3기판(S2)은 로드락챔버(20)에 대기한다(도 13 참조). 이 때 제4기판(S3)이 제1인아웃렛 모듈(11)에 반입된다.

공정챔버(40)에서는 제2기판(A1)을 스퍼터링하고, 제3기판(S2)은 트랜스퍼 챔버(30)로 반입된다(도 14 참조).

다음으로, 트랜스퍼 챔버(30)에서 다시 제2이동수단(50)은 제1기판(S0)과 제3기판(S2)을 동시에 도면상 전측으로 이송한다. 이와 동시에 제2인아웃렛 모듈(12)에서도 제4기판(S3)이 수납된 제1이동수단(50)을 도면상 전측(화살표 참조)으로 이송한다(도 15 참조).

이 상태에서 공정챔버(40)에서 스퍼터링 처리된 제2기판(S1)은 트랜스퍼 챔버(30)로 전달되고, 제1기판(S0)은 제2인아웃렛 모듈(12)로 전달된다(도 16 및 도 17 참조).

다음으로, 제1기판(S0)은 제1인아웃렛 모듈(11)로 반출되고, 트랜스퍼 챔버(30)에서 제2이동수단(60)은 도면상 후측(화살표 참조)으로 이동한다(도 18 참조).

다음으로, 제3기판(S2)은 공정챔버(40)로, 제4기판(S3)은 로드락챔버(20)로 전달한다(도 19 참조).

이후 도 14 내지 도 19와 같은 단계를 반복함으로써 기판을 연속적으로 처리할 수 있는 것이다.

본 실시예에서는 기판의 일면에만 스퍼터링 등 소정의 처리를 하는 것을 설명하였으나, 본 발명에 의하면 기판의 양면에 소정의 처리를 할 수 있는 것은 당연하다.

1: 기판처리장치
10,11,12: 인아웃렛 모듈 20: 로드락챔버
30: 트랜스퍼 챔버 40: 공정챔버
50: 제1이동수단 60: 제2이동수단

Claims (5)

1. 기판이 기립상태로 반입되거나 반출되는 인아웃렛 모듈(In-OutLet Module);
   상기 인아웃렛 모듈 내부에서 상기 기판을 이동시키는 제1이동수단;
   상기 인아웃렛 모듈에 이웃하도록 배치되어 상기 기판을 교환하는 로드락 챔버(Load Lock Chamber);
   상기 로드락 챔버에 이웃하도록 배치되는 트랜스퍼 챔버(Transfer Chamber);
   상기 트랜스퍼 챔버 내부에서 상기 기판을 이동시키는 제2이동수단; 및
   상기 트랜스퍼 챔버에 이웃하도록 배치되며, 상기 기판에 대하여 소정의 처리를 하는 공정챔버(Process Chamber);를 포함하며,
   상기 제1이동수단 및 제2이동수단은 상기 기판의 유효면과 직교되는 방향으로 상기 기판을 이동시키는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 인아웃렛 모듈은 항상 대기상태인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 로드락 챔버의 전측과 후측, 상기 공정챔버의 전측에 각각 게이트 밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
   
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