KR101713630B1 - 기판처리시스템 및 그에 사용되는 반송모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판처리시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판처리를 수행하는 반송모듈 및 그를 가지는 기판처리시스템에 관한 것이다.
본 발명은 기판처리의 수행을 위한 처리공간이 형성된 복수의 공정모듈들과; 상기 복수의 공정모듈들이 결합되며 기판을 상기 반송모듈에 도입하거나 상기 반송모듈로부터 반출하는 반송로봇을 포함하는 하나 이상의 반송모듈을 포함하며, 상기 반송모듈의 반송챔버의 일부는 상기 공정모듈의 공정챔버의 일부와 상하로 중첩되도록 설치된 것을 특징으로 하는 기판처리시스템을 개시한다.

Description

기판처리시스템 및 그에 사용되는 반송모듈 {Substrate processing system, and Transfer module therefor}
본 발명은 기판처리시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판처리를 수행하는 기판처리시스템 및 그에 사용되는 반송모듈에 관한 것이다.
기판처리시스템이란 기판에 대하여 증착, 식각 등 소정의 기판처리를 수행하는 시스템을 말하며, 소위 클러스터 타입의 기판처리시스템으로서, 기판처리를 수행하는 복수의 공정모듈들과, 상기 공정모듈들이 결합되는 반송모듈을 포함하여 구성될 수 있다.
여기서 반송모듈들에 결합되는 공정모듈의 수는 기판처리의 종류, 특성 등에 따라서 다양하게 결정될 수 있다.
한편 종래의 기판처리시스템은 반송모듈에 결합되는 공정모듈의 숫자의 증가, 기판처리의 종류, 기판의 크기의 증가로 그 크기가 커지면서 시스템이 차지하는 공간 및 배치에 많은 제약을 주는 문제점이 있다.
특히 시스템이 설치되는 공간의 증가는 클린환경을 요하는 기판처리인 점을 고려하여 기판처리를 위한 전체비용의 증가로 직결되는바 공간 및 배치를 효율화할 수 있는 시스템의 구조 및 배치가 필요하다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 필요성을 인식하여, 시스템의 구조 및 배치를 효율화하여 시스템의 설치환경에 대한 제약을 최소화할 수 있는 기판처리시스템 및 그에 사용되는 반송모듈을 제공하는데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은 기판처리의 수행을 위한 처리공간이 형성된 복수의 공정모듈들과; 상기 복수의 공정모듈들이 결합되며 기판을 상기 반송모듈에 도입하거나 상기 반송모듈로부터 반출하는 반송로봇을 포함하는 하나 이상의 반송모듈을 포함하며, 상기 반송모듈의 반송챔버의 일부는 상기 공정모듈의 공정챔버의 일부와 상하로 중첩되도록 설치된 것을 특징으로 하는 기판처리시스템을 개시한다.
상기 반송챔버는 상기 공정챔버의 외면 일부와 형합되는 챔버수용부가 형성될 수 있다.
상기 챔버수용부는 상기 반송챔버의 둘레방향을 따라 하나 이상으로 형성될 수 있다.
상기 공정챔버는 이웃하는 공정챔버와 적어도 일부가 상하로 중첩되도록 설치될 수 있다.
상기 복수의 공정챔버들은 서로 간섭되는 것을 방지하도록 상기 반송챔버의 수평둘레방향을 따라서 번갈아가면서 상하 2층으로 배치될 수 있다.
상기 반송챔버는 상측에서 본 수평형상이 원 및 다각형 중 어느 하나의 형상을 가질 수 있다.
상기 공정모듈은 기판을 지지하는 기판지지부를 상기 반송챔버와의 결합방향으로의 이동을 가이드하는 하나 이상의 가이드부재가 설치되며, 상기 기판지지부는 처리공간에 설치된 가스분사부에 대하여 상기 반송챔버와의 결합방향으로 이동될 수 있다.
상기 공정챔버는 상기 반송챔버와의 기판전달을 위한 게이트가 형성되는 상부영역과, 상기 상부영역보다 하측에 설치되며 기판을 지지하는 기판지지대가 설치된 하부영역을 포함하며, 상기 하부영역의 적어도 일부가 상기 반송챔버와 상하로 중첩될 수 있다.
상기 반송챔버는 공간활용도를 높이기 위하여 상기 하부영역에 대하여 수평방향으로 겹치지 않을 수 있다.
상기 반송모듈은 복수개로 설치되며, 이웃하는 상기 반송모듈들은 서로 연결모듈에 의하여 연결될 수 있다.
또한 본 발명은 상기와 같은 구성을 가지는 기판처리시스템의 반송모듈을 개시한다.
본 발명에 따른 기판처리시스템 및 그에 사용되는 반송모듈은 반송챔버를 공정챔버의 일부와 상하로 중첩하여 설치함으로써 공정모듈의 길이의 증가에도 불구하고 기판처리시스템이 차지하는 설치면적의 증가를 방지하여 시스템의 설치환경에 대한 제약을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 기판처리시스템 및 그에 사용되는 반송모듈은 반송챔버를 공정챔버의 일부와 상하로 중첩하여 설치함으로써 반송챔버로부터의 공정모듈의 길이를 감소시킴으로써 궁극적으로 기판처리시스템이 차지하는 면적을 감소시켜 시스템의 설치환경에 대한 제약을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따는 기판처리시스템을 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ 방향의 수평단면도이다.
도 3은 도 1의 기판처리시스템의 변형례를 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 3에서 Ⅲ-Ⅲ 방향의 수평단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 기판처리시스템의 다른 예를 보여주는 평면도이다.
이하 본 발명에 따른 기판처리시스템 및 그에 사용되는 반송모듈에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따는 기판처리시스템을 보여주는 평면도이고, 도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ 방향의 수평단면도이고, 도 3은 도 1의 기판처리시스템의 변형례를 보여주는 평면도이고, 도 4는 도 3에서 Ⅲ-Ⅲ 방향의 수평단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 기판처리시스템의 다른 예를 보여주는 평면도이다.
본 발명에 따른 기판처리시스템은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 기판처리의 수행을 위한 처리공간(S)이 형성된 복수의 공정모듈(101~107)들과; 복수의 공정모듈(101~107)들이 결합되는 하나 이상의 반송모듈(200)을 포함한다.
상기 공정모듈(101~107)은 식각, 증착 등 기판처리를 수행하는 구성으로서, 기판처리의 종류에 따라서 그 수 및 배치 등 다양한 구성이 가능하다.
여기서 기판처리의 대상은 반도체기판, LCD 패널용 유리기판, OLED 기판, 태양전지 기판 등이 있다.
상기 공정모듈(101~107)은 후술하는 반송모듈(200) 사이에서의 기판(10)의 입출을 위한 게이트(190)가 형성된 공정챔버(110)를 포함할 수 있다.
상기 공정챔버(110)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 기판처리의 수행을 위한 처리공간(S)이 형성되며 기판처리에 따라서 다양한 구조가 가능하다.
한편 상기 공정챔버(110)는 일예로서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 후술하는 반송로봇(300)에 의하여 반송된 기판(10)을 지지함과 아울러 승하강하는 리프트핀(120)과, 리프트핀(120)의 하강에 의하여 기판(10)을 지지하는 기판지지부(130)와, 기판지지부(130)의 상측에 설치되어 기판처리를 위한 가스를 분사하는 가스분사부(미도시)가 설치될 수 있다.
상기 리프트핀(120)은 반송로봇(300)과의 기판(10) 전달을 위한 구성으로서, 기판(10)을 지지하여 상하로 이동시킬 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.
여기서 상기 리프트핀(120)은 공정챔버(110) 내 또는 외부에 설치된 구동부(121)에 의하여 구동되며 공정챔버(110)의 밀폐를 위한 구조, 즉 벨로우즈 등은 설명의 편의상 생략한다.
또한 상기 공정챔버(110)는 처리공간(S) 내의 압력제어, 가스배기를 위하여 가스배기관이 연결될 수 있다.
상기 기판지지부(130)는 기판처리의 수행을 위하여 기판(10)을 지지하기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
한편 상기 기판지지부(130)와 관련하여, 공정챔버(110)는 반송챔버(210)와의 기판전달을 위한 게이트(190)가 형성되는 상부영역과, 상부영역보다 하측에 설치되며 기판(10)을 지지하는 기판지지대(130)가 설치된 하부영역을 포함할 수 있다.
일예로서, 상기 기판지지부(130)는 가스분사부에 대하여 수평방향으로 이동하면서 기판처리가 수행되는 경우 수평방향 이동이 가능하도록 공정챔버(110) 내, 특히 하부영역에 설치되며 이때 기판지지부(130)의 수평방향 이동을 위한 하나 이상의 가이드부재(150)가 공정챔버(110) 내에 설치될 수 있다.
이때 상기 기판지지부(130)의 수평방향 이동방향은 반송모듈(200)과의 결합방향으로 이동되는 것이 바람직하며, 기판지지부(130)의 이동은 다양한 방식에 의하여 구동될 수 있다.
또한 상기 가이드부재(150)가 설치된 공정챔버(110)는 상부영역에서 반송모듈(200)로부터 기판(10)을 전달받고, 하부영역에서 가이드부재(150)가 설치되어 기판지지부(130)의 수평이동에 의하여 기판처리를 수행하도록 그 수직단면형상이 뒤집어진 'T'자 형상을 가질 수 있다.
상기 가스분사부는 기판처리 수행을 위하여 처리공간(S), 특히 기판(10) 상에 처리가스를 분사하기 위한 구성으로서, 기판(10)의 전면에 대응되어 구성되거나, 기판지지부(130)가 가스분사부에 대하여 수평방향으로 이동하면서 기판처리가 수행되는 경우 기판(10)의 일부 영역에 대하여 가스가 분사되도록 구성될 수 있다.
한편 상기 공정모듈(101~107)은 기판처리에 따라서 다양한 형태의 전원이 인가될 수 있다.
또한 상기 복수의 공정모듈(101~107)은 동일한 기판처리를 수행하거나, 각기 서로 다른 기판처리를 수행하는 등 기판처리를 기준으로 다양한 조합이 가능하다.
상기 반송모듈(200)은 각 공정모듈(101~107)의 처리공간(S) 내에 기판(10)을 전달하거나 반출하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
상기 반송모듈(200)은 복수의 공정모듈(101~107)이 결합되는 반송챔버(210)를 포함한다.
이때 상기 반송챔버(210)는 기판(10)을 공정모듈(101~107)로 도입하거나 공정모듈(101~107)로부터 반출하는 반송로봇(300)이 설치된다.
상기 반송로봇(300)은 공정모듈(101~107)로 기판(10)을 전달하거나 반출할 수 있는 구성이면 레일방식, 다관절로봇 등 어떠한 구성도 가능하다.
상기 반송챔버(210)는 각 공정모듈(101~107)의 처리공간(S) 내에 기판(10)을 전달하거나 반출하기 위하여 각 공정모듈(101~107)에 대응되는 위치에 게이트밸브(220)에 의하여 개폐되는 게이트(211)가 형성된다.
그리고 상기 반송챔버(210)는 상측에서 본 수평형상이 다양한 형상을 가질 수 있으며, 예로서, 원 및 다각형 중 어느 하나의 형상을 가질 수 있으며, 내부공간(IS) 내에 소정의 진공압 형성을 위한 배기관(미도시)이 연결될 수 있다.
한편 상기 공정모듈(101~107)은 가스분사부에 대하여 수평방향으로 이동하면서 기판처리가 수행되는 경우, 특히 기판지지부(130)가 반송모듈(200)에 대한 공정모듈(101~107)의 결합방향으로 수평방향 이동되는 경우 공정모듈(101~107)의 수평방향 길이가 길어져 시스템의 설치면적이 커지는 문제점이 있다.
따라서 본 발명에 따른 기판처리시스템은 공정모듈(101~107)의 수평방향 길이의 증가에 따른 시스템의 설치면적의 증가를 방지할 필요가 있다.
이에 본 발명은 반송모듈(200)의 반송챔버(210)가 공정모듈(101~107)들 중 적어도 일부에 대응되며, 공정모듈(101~107)의 공정챔버(110)의 일부와 상하로 중첩되도록 설치됨으로써 상기와 같은 문제점을 해결함을 특징으로 한다.
즉, 상기 반송챔버(210)의 일부와 공정챔버(110)의 일부를 상하로 중첩시킴으로써 공정모듈(101~107)의 수평방향 길이의 증가에도 불구하고 시스템의 설치면적의 증가를 방지할 수 있다.
그리고 상기 반송챔버(210)와 공정챔버(110)의 일부의 상하중첩은 다양한 방법에 의하여 구현될 수 있다.
일예로서, 상기 반송챔버(210)는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 공정모듈(101~107)의 공정챔버(110)의 외면 일부와 형합되는 챔버수용부(400)가 형성됨으로써 반송챔버(210)와 공정챔버(110)의 일부가 상하로 중첩될 수 있다.
상기 챔버수용부(400)는 공정챔버(110)의 길이방향으로 그 일부를 반송챔버(210)의 내측으로 요입되도록 함으로써 반송챔버(210)의 중심으로부터 공정챔버(110)의 최외단의 거리를 최소화하여 시스템의 설치면적을 최소화할 수 있다.
상기 챔버수용부(400)는 공정챔버(110)의 일부가 요입될 수 있는 구조이면 어떠한 구조도 가능하며, 반송챔버(210)의 저면 쪽에 형성되거나, 측면 쪽에 오목하게 형성되는 등 다양한 구성이 가능하다.
여기서 상기 공정모듈(101~107)들이 복수개로 반송챔버(210)의 둘레방향을 따라서 배치될 수 있는바, 이에 대응되어 상기 챔버수용부(400)는 반송챔버(210)의 둘레방향을 따라 하나 이상으로 형성될 수 있다.
한편 상기 반송챔버(210)와 공정챔버(110)의 일부의 상하중첩의 또 다른 방법으로서, 공정챔버(110)와 중첩되는 부분에서 반송챔버(210)가 공정챔버(110)보다 상측 또는 하측에 위치될 수 있다.
즉, 예를 들면 상기 공정챔버(110)가 상부영역 및 하부영역으로 구성되는 경우, 반송챔버(210)는 공간활용도를 높이기 위하여 하부영역보다 상부에, 즉 하부영역에 대하여 수평방향으로 겹치지 않도록 설치될 수 있다.
한편 상기 복수의 공정챔버(110)들이 반송챔버(210)의 일부와 상하로 중첩되는 경우, 각 공정챔버(110)는 이웃하는 공정챔버(110)와 간섭되는바 그 간섭을 배제하기 위하여 반송챔버(210)의 수평크기가 상대적으로 크게 형성되는 문제점이 있다.
따라서 이의 개선을 위하여 상기 공정챔버(110)는 반송챔버(210)와 상하로 중첩되는 부분에서 이웃하는 공정챔버(110)와 적어도 일부가 상하로 중첩되도록 설치됨이 바람직하다.
상기 복수개의 공정챔버(110)들은 도 4에 도시된 바와 같이, 가장 하측에 위치된 공정챔버(110)를 기준으로 바로 이웃하는 공정챔버(110)가 수직방향으로 더 상측에 위치될 수 있다.
또한 상기 복수의 공정챔버(110)들은 도 4에 도시된 바와 같이, 서로 간섭되는 것을 방지하도록 2층으로 적절하게 배치, 예를 들면, 반송챔버(210)의 수평둘레방향을 따라서 번갈아가면서 상하 2층으로 배치될 수 있다.
한편 상기 반송모듈(200)은 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 외부로부터 기판(10)을 전달받거나 배출하기 위한 로드락모듈(910)과 연결되거나, 도 6에 도시된 바와 같이, 외부로부터 기판(10)을 전달받기 위한 로드락모듈(910) 및 외부로 배출하기 위한 언로락모듈(920)이 연결될 수 있다.
상기 로드락모듈(910) 및 언로드락모듈(920)은 반송모듈(200) 및 외부 사이에서 대기압 및 진공압 사이로 압력변환을 하면서 반송모듈(200)로 기판(10)을 전달하거나 외부로 배출하기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
한편 상기와 같은 구성을 가지는 기판처리시스템은 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 반송모듈(210)들을 포함하며, 이웃하는 반송모듈(210)들은 서로 연결모듈(930)에 의하여 연결되어 기판(10)을 전달받을 수 있다.
여기서 상기 연결모듈(930)은 단순히 기판전달을 수행하거나, 증착, 식각 등의 기판처리를 수행하거나, 기판(10)을 임시로 저장하는 등 다양한 구성이 가능하다.
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 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
100 : 공정모듈 200 : 반송모듈
300 : 반송로봇 400 : 챔버수용부

Claims (11)

  1. 기판처리의 수행을 위한 처리공간이 형성된 복수의 공정모듈들과; 상기 복수의 공정모듈들이 결합되며 기판을 상기 공정모듈에 도입하거나 상기 공정모듈로부터 반출하는 반송로봇을 포함하는 하나 이상의 반송모듈을 포함하며,
    상기 반송모듈의 반송챔버의 일부는 상기 공정모듈의 공정챔버의 일부와 상하로 중첩되도록 설치되며,
    상기 공정챔버는 상기 반송챔버와의 기판전달을 위한 게이트가 형성되는 상부영역과, 상기 상부영역보다 하측에 설치되며 기판을 지지하는 기판지지대가 설치된 하부영역을 포함하며,
    상기 하부영역의 적어도 일부가 상기 반송챔버와 상하로 중첩되는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 반송챔버는 상기 공정챔버의 외면 일부와 형합되는 챔버수용부가 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 챔버수용부는 상기 반송챔버의 둘레방향을 따라 하나 이상으로 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 공정챔버는 이웃하는 공정챔버와 적어도 일부가 상하로 중첩되도록 설치된 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 공정챔버들은 서로 간섭되는 것을 방지하도록 상기 반송챔버의 수평둘레방향을 따라서 번갈아가면서 상하 2층으로 배치된 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  6. 청구항 1 에 있어서,
    상기 반송챔버는 상측에서 본 수평형상이 원 및 다각형 중 어느 하나의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 공정모듈은
    기판을 지지하는 기판지지부를 상기 반송챔버와의 결합방향으로의 이동을 가이드하는 하나 이상의 가이드부재가 설치되며,
    상기 기판지지부는 처리공간에 설치된 가스분사부에 대하여 상기 반송챔버와의 결합방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 반송챔버는 공간활용도를 높이기 위하여 상기 하부영역에 대하여 수평방향으로 겹치지 않는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  10. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 반송모듈은 복수개로 설치되며,
    이웃하는 상기 반송모듈들은 서로 연결모듈에 의하여 연결된 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  11. 청구항 2 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 따른 기판처리시스템의 반송모듈.
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