KR20010107378A - Ｌｃｄ 제조용 클러스터 장비 및 그 작동방법 - Google Patents

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KR20010107378A
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Abstract

설치 면적을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 긴 기판을 안정적으로 반송시킬 수 있는 LCD 제조용 클러스터 장비 및 그 작동방법에 관하여 개시한다. 본 발명에 의하면, 반송수단에는 기판의 길이방향과 핑거의 길이방향이 서로 수직하도록 기판이 탑재되기 때문에, 종래보다 반송수단의 회전반경이 감소하게 되어 반송챔버의 크기를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 기판을 흔들림 없이 안정적으로 반송시킬 수 있다. 또한, 카세트 로딩부를 반송챔버에 더욱 가깝게 밀착하여 설치할 수 있을 뿐만 아니라 반송챔버에 부착된 챔버들이 길쭉하게 돌출되지 않기 때문에 그 설치면적을 더욱 감소시킬 수 있다. 나아가, 챔버들을 다층으로 적층하여 설치하기 때문에, 반송챔버의 측면수가 종래보다 적더라도 더 많은 챔버들을 그 측면에 부착시킬 수 있으며, 반송챔버의 측면의 수를 변경하지 아니하더라도 용이하게 챔버를 추가로 부착할 수 있다.

Description

ＬＣＤ 제조용 클러스터 장비 및 그 작동방법 {Cluster tool for fabricating a LCD and method of operating the same}
본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystral Display; LCD) 제조용 클러스터 장비 및 그 작동방법에 관한 것으로서, 특히 설치 면적(foot-print)을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 긴 기판을 안정적으로 반송시킬 수 있는 LCD 제조용 클러스터 장비 및 그 작동방법에 관한 것이다.
반도체 산업 또는 액정표시장치 제조산업은 기술적 및 경제적인 요구에 부응하기 위하여 필연적으로 공정의 통합화(process integration) 방향으로 향하고 있다. 공정의 통합화란 각기 다른 프로세스 챔버(process chamber)에서 실행되던 복합 공정을 한 대의 클러스터 장비(cluster tool) 안에서 실행하는 것을 말한다. 여기서, 클러스터 장비란 진공 중에서 별도의 공정을 연속적으로 수행할 수 있도록 복수개의 챔버들을 하나의 플랫폼(platform)에 부착한 장비를 말한다.
한편, 기판이 대구경, 대형화 되면서 이러한 클러스터 장비의 크기 또한 증가하고 있는 바 클러스터 장비의 설치 면적을 감소시키기 위한 노력이 시도되고 있다. 특히, 액정표시장치(Liquid crystal display)에 적용되는 박막트랜지스터(thin film transistor)는 통상의 벌크(bulk) 트랜지스터의 경우보다 훨씬 더 큰 기판 상에 형성되어지는 것이 일반적이기 때문에 이러한 노력이 더욱 절실하다.
도 1 및 도 2는 종래의 LCD 제조용 클러스터 장비를 설명하기 위한 개략도들이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, TFT-LCD의 패널로 사용되는 직사각형의 기판(5)은 배치(batch) 형태로 복수개의 카세트(15)에 각각 보관되며, 카세트(15)는 카세트 로딩부(10)에 보관된다. 제1 반송챔버(20)는 카세트 로딩부(10)에 연결되도록 설치되며, 그 내부에는 제1 반송수단(25)이 설치된다.
제2 반송챔버(30)는 7개의 측면을 가지며, 측면에는 1개의 로드락 챔버(40), 1개의 냉각용 챔버(45), 4개의 프로세스 챔버(60, 70, 80, 90), 및 1개의 가열용 챔버(50)가 부착되어 설치된다. 제2 반송챔버(30) 내에는 제2 반송수단(35)이 설치된다.
기판(5)은 긴 모양을 가지기 때문에 로드락 챔버(40), 냉각용 챔버(45), 프로세스 챔버(60, 70, 80, 90), 및 가열용 챔버(50)도 모두 직육면체와 같이 긴 모양을 가진다. 그리고, 이들 각 챔버(40, 45, 50, 60, 70, 80, 90)는 그 장축과 제2 반송챔버(30)의 측면이 수직하도록 제2 반송챔버(30)의 측면에 부착되어 설치된다. 즉, 로드락 챔버(40), 냉각용 챔버(45), 프로세스 챔버(60, 70, 80, 90), 및 가열용 챔버(50)는 길쭉하게 제2 반송챔버(30)의 측면으로부터 돌출되도록 각각 설치된다.
기판(5)은 제1 반송수단(25)에 의해 카세트 로딩부(10)에서 로드락 챔버(40)로 반송된다. 제1 반송수단(25)은 핑거형(finger-type)의 기판 지지대(25a)를 가지며, 기판(5)은 기판의 길이방향과 핑거의 길이방향이 나란하도록 기판 지지대(25a) 상에 수평하게 탑재된다. 따라서, 기판(5)은 짧은 변부터 먼저 로드락 챔버(40)로 반입된다.
로드락 챔버(40)에 반입된 기판(5)은 제2 반송수단(35)의 수평 및 회전 운동에 의해 가열용 챔버(50)로 반송된다. 이 때, 로드락 챔버(45)에 설치된 두 개의 기판 출입구는 180°로 서로 마주보도록 설치되기 때문에, 기판(5)은 제1 반송수단(25)에 탑재되는 경우와 마찬가지 형태로 제2 반송수단의 기판 지지대(35a)에 수평하게 길게 탑재된다.
가열용 챔버(50)에서 적당한 온도로 가열된 기판(5)은 제2 반송수단(35)에 의하여 적당한 프로세스 챔버(60, 70, 80, 90)로 이송되고, 프로세스 챔버에서 공정이 끝난 후에는 냉각용 챔버(45)에서 냉각 과정을 거친 다음에 로드락 챔버(40)를 통하여 다시 카세트 로딩부(10)로 반출된다.
상술한 종래의 LCD 제조용 클러스터 장비는, 기판(5)이 기판의 길이방향과 핑거의 길이방향이 서로 나란하도록 기판 지지대(25a, 35a) 상에 탑재되기 때문에, 기판(5)을 흔들림없이 안정적으로 반송시키기가 어려울 뿐만 아니라 제2 반송수단(35)의 회전 반경이 크게 되어 제2 반송챔버(30)를 크게 만들어야 한다.
게다가, 카세트 로딩부(10)와 제2 반송챔버(30) 사이에도 어느 정도의 간격이 필요하기 때문에 더욱 설치면적이 증가하게 된다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 설치 면적을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 긴 기판을 안정적으로 반송시킬 수 있는 LCD 제조용 클러스터 장비를 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 기술적 과제의 달성에 의해 제공되는 LCD 제조용 클러스터 장비의 작동방법을 제공하는 데 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 LCD 제조용 클러스터 장비를 설명하기 위한 개략도들;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LCD 제조용 클러스터 장비를 설명하기 위한 개략도; 및
도 4는 도 3의 LCD 제조용 클러스터 장치를 작동하는 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 참조번호의 설명 >
5, 105: 기판 15, 115: 카세트
10, 110: 카세트 로딩부 20, 120: 제1 반송챔버
25, 125: 제1 반송수단 30, 130; 제2 반송챔버
35, 135: 제2 반송수단 25a, 35a, 125a, 135a: 기판 지지대
40, 140, 142: 로드락 챔버 45, 145: 냉각용 챔버
50, 150: 가열용 챔버
60, 70, 80, 90, 160, 170, 180, 190: 프로세스 챔버
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 예에 따른 LCD 제조용 클러스터 장비는, 기판 카세트가 보관되는 카세트 로딩부와, 상기 카세트 로딩부로부터 이격되어 설치되는 다면체 반송챔버와, 상기 반송챔버의 측면에 각각 부착되어 설치되는 하나 이상의 로드락 챔버 및 프로세스 챔버와, 상기 카세트 로딩부와 상기 로드락 챔버 사이의 기판 반송을 수행하는 제1 반송수단과, 상기 로드락 챔버와 프로세스 챔버 사이의 기판 반송을 수행하도록 상기 반송챔버 내에 설치되는 제2 반송수단을 구비하며, 상기 로드락 챔버는 가로로 긴 두 개의 출입구를 가지되, 상기 두 개가 출입구는 상기 제2 반송수단에 의한 기판의 출입방향과 상기 제1 반송수단에 의한 기판의 출입방향이 서로 수직하게 되도록 두 개의 수직한 측면에 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제2 반송수단에 의해 기판이 출입할 수 있도록 상기 로드락 챔버에 형성된 출입구는, 상기 제1 반송수단에 의해 기판이 출입할 수 있도록 상기 로드락 챔버에 형성된 출입구보다 더 큰 좌우 폭을 가진다. 상기 로드락 챔버 및 상기 프로세스 챔버는 긴 모양을 가지며, 옆으로 긴 일면이 상기 반송챔버의 측면에 부착되어 설치된다.
한편, 상기 로드락 챔버 및 상기 프로세스 챔버는 상기 반송챔버의 측면에다층으로 적층되어 설치되며, 상기 반송챔버는 일측면이 상기 카세트 로딩부와 대향하도록 설치되되 상기 일측면에는 상기 로드락 챔버 및 상기 프로세스 챔버가 설치되지 아니하며, 상기 로드락 챔버는 상기 일측면에 양쪽으로 인접하는 측면에 각각 부착되어 설치된다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 예에 따른 LCD 제조용 클러스터 장비의 작동방법은, 기판의 짧은 변부터 먼저 반입되도록, 상기 제1 반송수단을 이용하여 상기 카세트 로딩부로부터 상기 로드락 챔버로 직사각형 기판을 반입시키는 제1 단계와; 기판의 긴 변부터 먼저 출입되도록, 상기 제2 반송수단을 이용하여 상기 로드락 챔버에서 상기 프로세스 챔버로 기판을 반송시키는 제2 단계와; 기판의 긴 변부터 먼저 출입되도록, 상기 제2 반송수단을 이용하여 상기 프로세스 챔버에서 상기 로드락 챔버로 기판을 반송시키는 제3 단계와; 기판의 짧은 변부터 먼저 상기 로드락 챔버에서 반출되도록, 상기 제1 반송수단을 이용하여 상기 로드락 챔버에서 상기 기판을 반출시키는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1 반송수단 및 제2 반송수단은 각각 핑거형의 기판 지지대를 가지며, 상기 제1 반송수단의 기판 지지대 상에는 상기 기판의 길이방향과 핑거의 길이 방향이 나란하도록 상기 기판을 탑재시키고, 상기 제2 반송수단의 기판 지지대 상에는 상기 기판의 길이방향과 핑거의 길이 방향이 서로 수직이 되도록 상기 기판을 탑재시킨다. 그리고, 제2 단계 및 제3 단계는 진공 중에서 수행시키고, 제1 단계 및 제4 단계는 대기압 하에서 수행시킨다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LCD 제조용 클러스터 장비를 설명하기 위한 개략도이다.
도 3을 참조하면, TFT-LCD의 패널로 사용되는 직사각형의 기판(도 4의 105)은 배치(batch) 형태로 복수개의 카세트(115)에 각각 보관되며, 카세트(115)는 카세트 로딩부(110)에 보관된다. 제1 반송챔버(120)는 카세트 로딩부(110)에 연결되도록 설치되며, 그 내부에는 제1 반송수단(125)이 설치된다.
제2 반송챔버(130)는 5개의 측면을 가지며, 그 중 일측면(A)이 카세트 로딩부(110)와 대향하도록 카세트 로딩부(110)로부터 소정거리 이격되어 설치된다. 카세트 로딩부(110)와 대향하는 측면(A)을 제외한 다른 측면에는 2개의 로드락 챔버(140, 142), 1개의 냉각용 챔버(145), 4개의 프로세스 챔버(160, 170, 180, 190), 및 1개의 가열용 챔버(150)가 부착되어 설치된다.
종래와 달리 카세트 로딩부(110)와 대향하는 면(A)에는 챔버들이 부착되지 아니하기 때문에, 카세트 로딩부(110)를 제2 반송챔버(130)에 더욱 가깝게 밀착하여 설치할 수 있다.
로드락 챔버(140, 142), 냉각용 챔버(145), 프로세스 챔버(160, 170, 180, 190), 및 가열용 챔버(150)는 모두 직육면체와 같이 긴 모양을 가지지만, 종래와 달리 그 장축과 제2 반송챔버(130)의 측면이 수평이 되도록 옆으로 긴 일면이 제2 반송챔버(130)의 측면에 각각 부착되어 설치된다.
카세트 로딩부와 대향하는 면(A)에 양쪽으로 인접하는 두 측면에는 로드락 챔버(140, 142)가 각각 부착되어 설치되며, 가열용 챔버(150)와 냉각용 챔버(145)는 로드락 챔버(140, 142) 상에 적층되도록 설치된다. 그리고, 나머지 2개의 측면에는 각각 프로세스 챔버(160, 170, 180, 190)가 두 개씩 적층되어 설치된다.
제1 반송수단(125)은 카세트 로딩부(110)와 로드락 챔버(140, 142) 사이의 기판 반송을 수행하며, 제2 반송수단(135)은 로드락 챔버(140, 142)와 다른 챔버(145, 150, 160, 170, 180, 190) 사이의 기판 반송을 수행한다.
제2 반송챔버(130)에 부착되는 각 챔버(140, 142, 145, 150, 160, 170, 180, 190)의 부착면에는 슬롯밸브에 의해 그 개폐여부가 결정되는 기판 출입구(B)가 각각 설치되며, 로드락 챔버(140, 142)에는 이러한 기판 출입구(B) 이외에도 이와 수직한 측면에 기판 출입구(C)가 하나 더 설치된다.
여기서, 로드락 챔버(140, 142)에 형성된 기판 출입구(B, C)는 모두 가로로 긴 모양을 가지며, 제2 반송수단(135)에 의해 기판이 출입할 수 있도록 로드락 챔버(140, 142)에 형성된 출입구(B)가, 제1 반송수단(125)에 의해 기판이 출입할 수 있도록 로드락 챔버(140, 142)에 형성된 출입구(C)보다 더 큰 좌우 폭을 가진다.
제1 반송수단(125)과 제2 반송수단(130)은 모두 핑거형의 기판 지지대(125a, 135a)를 가지며, 제1 반송수단(125)에는 두 개의 핑거(125a)가 설치되고, 제2 반송수단(135)에는 3개의 핑거(135a)가 설치된다.
도 4는 도 3의 LCD 제조용 클러스터 장치를 작동하는 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 3과 함께 도 4를 참조하면, 카세트 로딩부(110)에 보관되어 있는 직사각형의 기판(105)을 제1 반송수단(125)을 이용하여 대기압 상태에서 제1 로드락 챔버(140)로 반송한다. 이 때, 기판(105)은 기판의 길이방향과 핑거의 길이방향이 나란하도록 제1 반송수단(125)에 탑재된다. 따라서, 기판(105)은 종래와 마찬가지로 짧은 변부터 먼저 제1 로드락 챔버(140)로 반입된다.
제1 로드락 챔버(140)에 반입된 기판(105)은 제2 반송수단(135)에 의해 제1 로드락 챔버(140) 상에 적층되어 설치된 가열용 챔버(150)로 반송된다. 이 때, 제1 로드락 챔버(140)에 형성된 두 개의 출입구는 서로 90°를 이루기 때문에, 종래와 달리 기판(105)은 기판의 길이 방향과 핑거의 길이방향이 서로 수직이 되도록 제2 반송수단(135)에 탑재된다. 따라서, 기판(105)은 긴 변부터 먼저 제1 로드락 챔버(140)로부터 반출되고, 긴 변부터 먼저 가열용 챔버(150)로 반입된다.
가열용 챔버(150)에서 적당한 온도로 가열된 기판(105)은 다시 제2 반송수단(135)에 의하여 적당한 프로세스 챔버, 예컨대 제1 프로세스 챔버(160)로 반송된다. 이 때도 기판(105)은 긴 변부터 먼저 가열용 챔버(150)로부터 반출되고, 긴 변부터 먼저 제1 프로세스 챔버(160)로 반입된다.
원하는 프로세스 챔버에서 공정이 끝난 후에는 제2 반송수단(135)을 이용하여 냉각용 챔버(145)로 기판을 반송시켜 냉각 과정을 거친 다음에, 제2 로드락 챔버(142)를 통하여 다시 카세트 로딩부(110)로 기판을 반출한다. 제2 로드락 챔버(142)에서 카세트 로딩부(110)로의 반출은 제1 반송수단(125)에 의해 이루어지며, 기판(105)은 짧은 변부터 먼저 반출되게 된다.
제1 반송수단(125)에 의한 반송은 대기압 하에서 진행하고, 제2 반송수단(135)에 의한 반송은 진공 중에서 진행한다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 LCd 제조용 클러스터 장비 및 그 작동방법에 의하면, 제2 반송수단(135)에는 기판의 길이방향과 핑거의 길이방향이 서로 수직하도록 기판(105)이 탑재되기 때문에, 종래보다 제2 반송수단(135)의 회전반경이 감소하게 되어 제2 반송챔버(130)의 크기를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 기판(105)을 흔들림 없이 안정적으로 반송시킬 수 있다.
또한, 카세트 로딩부(110)를 제2 반송챔버(130)에 더욱 가깝게 밀착하여 설치할 수 있을 뿐만 아니라 제2 반송챔버(130)에 부착된 챔버들이 길쭉하게 돌출되지 않기 때문에 그 설치면적을 더욱 감소시킬 수 있다.
나아가, 챔버들을 다층으로 적층하여 설치하기 때문에, 제2 반송챔버(130)의 측면수가 종래보다 적더라도 더 많은 챔버들을 그 측면에 부착시킬 수 있으며, 제2 반송챔버(130)의 측면의 수를 변경하지 아니하더라도 용이하게 챔버를 추가로 부착할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다. 따라서, 본 발명은 예시된 LCD 제조에 대해서 뿐만 아니라 일반적인 반도체 소자의 제조공정에도 적용될 수 있다.

Claims (9)

  1. 기판 카세트가 보관되는 카세트 로딩부와, 상기 카세트 로딩부로부터 이격되어 설치되는 다면체 반송챔버와, 상기 반송챔버의 측면에 각각 부착되어 설치되는 하나 이상의 로드락 챔버 및 프로세스 챔버와, 상기 카세트 로딩부와 상기 로드락 챔버 사이의 기판 반송을 수행하는 제1 반송수단과, 상기 로드락 챔버와 프로세스 챔버 사이의 기판 반송을 수행하도록 상기 반송챔버 내에 설치되는 제2 반송수단을 구비하는 LCD 제조용 클러스터 장비에 있어서,
    상기 로드락 챔버는 가로로 긴 두 개의 출입구를 가지되, 상기 두 개의 출입구는 상기 제2 반송수단에 의한 기판의 출입방향과 상기 제1 반송수단에 의한 기판의 출입방향이 서로 수직하게 되도록 두 개의 수직한 측면에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 LCD 제조용 클러스터 장비.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 반송수단에 의해 기판이 출입할 수 있도록 상기 로드락 챔버에 형성된 출입구가, 상기 제1 반송수단에 의해 기판이 출입할 수 있도록 상기 로드락 챔버에 형성된 출입구보다 더 큰 좌우 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 LCD 제조용 클러스터 장비.
  3. 제1항에 있어서, 상기 로드락 챔버 및 상기 프로세스 챔버는 긴 모양을 가지며, 옆으로 긴 일면이 상기 반송챔버의 측면에 부착되어 설치되는 것을 특징으로하는 LCD 제조용 클러스터 장비.
  4. 제1항에 있어서, 상기 로드락 챔버 및 상기 프로세스 챔버가 상기 반송챔버의 측면에 다층으로 적층되어 설치되는 것을 특징으로 하는 LCD 제조용 클러스터 장비.
  5. 제4항에 있어서, 상기 반송챔버는 일측면이 상기 카세트 로딩부와 대향하도록 설치되되 상기 일측면에는 상기 로드락 챔버 및 상기 프로세스 챔버가 설치되지 아니하며, 상기 로드락 챔버는 상기 일측면에 양쪽으로 인접하는 측면에 각각 부착되어 설치되는 것을 특징으로 하는 LCD 제조용 클러스터 장비.
  6. 제2항의 LCD 제조용 클러스터 장비의 작동방법에 있어서,
    기판의 짧은 변부터 먼저 반입되도록, 상기 제1 반송수단을 이용하여 상기 카세트 로딩부로부터 상기 로드락 챔버로 직사각형 기판을 반입시키는 제1 단계;
    기판의 긴 변부터 먼저 출입되도록, 상기 제2 반송수단을 이용하여 상기 로드락 챔버에서 상기 프로세스 챔버로 기판을 반송시키는 제2 단계;
    기판의 긴 변부터 먼저 출입되도록, 상기 제2 반송수단을 이용하여 상기 프로세스 챔버에서 상기 로드락 챔버로 기판을 반송시키는 제3 단계; 및
    기판의 짧은 변부터 먼저 상기 로드락 챔버에서 반출되도록, 상기 제1 반송수단을 이용하여 상기 로드락 챔버에서 상기 기판을 반출시키는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LCD 제조용 클러스터 장비의 작동방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 반송수단이 핑거형의 기판 지지대를 가지고, 상기 기판의 길이방향과 핑거의 길이 방향이 나란하도록 상기 기판을 상기 기판 지지대 상에 탑재시키는 것을 특징으로 하는 LCD 제조용 클러스터 장비의 작동방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2 반송수단이 핑거형의 기판 지지대를 가지고, 상기 기판의 길이방향과 핑거의 길이 방향이 서로 수직이 되도록 상기 기판을 상기 제2 반송수단의 기판 지지대 상에 탑재시키는 것을 특징으로 하는 LCD 제조용 클러스터 장비의 작동방법.
  9. 제6항에 있어서, 진공 중에서 상기 제2 단계 및 제3 단계를 수행시키고, 대기압 하에서 상기 제1 단계 및 제4 단계를 수행시키는 것을 특징으로 하는 LCD 제조용 클러스터 장비의 작동방법.
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