KR20070015749A - 기판 이송 시스템 - Google Patents

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KR20070015749A
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최준영
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Abstract

본 발명은 평판표시소자 제조 공정 중에 기판을 효율적으로 이송하기 위한 기판 이송 시스템에 관한 것이다.
본 발명은, 일측에 직선상으로 배치되어, 기판을 일정한 방향으로 연속해서 이동시키는 제1 기판 반송 라인; 타측에 상기 제1 기판 반송 라인과 평행하게 배치되어, 기판을 일정한 방향으로 연속해서 이동시키는 제2 기판 반송 라인; 상기 제1 기판 반송 라인과 제2 기판 반송 라인 사이의 공간 중 상기 제1 기판 반송 라인에 연결되어 마련되며, 기판에 소정의 처리를 실시하는 제1 처리 모듈; 상기 제1 기판 반송 라인과 제2 기판 반송 라인 사이의 공간 중 상기 제2 기판 반송 라인에 연결되어 마련되며, 기판에 소정의 처리를 실시하는 제2 처리 모듈; 상기 제1 처리 모듈과 제2 처리 모듈 사이에 직선상으로 배치되며, 기판을 일정한 방향으로 연속해서 이동시키고, 상기 제1 처리 모듈 및 제2 처리 모듈과 연결되는 제3 기판 반송 라인;을 포함하여 구성되는 기판 이송 시스템을 제공한다.
평판표시소자, 평판표시소자 제조장치, 인라인, 기판 이송

Description

기판 이송 시스템{SYSTEM FOR TRANSFERRING THE SUBSTRATE}
도 1은 종래의 기판 이송 시스템의 레이아웃을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 시스템의 레이아웃을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로드락 챔버의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 시스템의 운용례를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 이송 시스템의 운용례를 보여주는 도면이다.
본 발명은 평판표시소자 제조 공정 중에 기판을 효율적으로 이송하기 위한 기판 이송 시스템에 관한 것이다.
LCD, PDP, OLED 등의 평판표시소자를 제조하는 과정에서는 대면적 유리 기판 을 취급한다. 대면적 유리 기판을 처리하는 과정에서는, 기판의 효율적이면서도 안전한 이송이 중요하다. 또한 동일한 면적을 가지면서 기판의 처리시간을 최소화할 수 있는 이송 방법이 요구된다. 따라서 기판의 처리 시간을 최소화하면서 기판을 이송시키기 위하여 클러스터 방식과 인라인 방식 등 다양한 방식에 의하여 기판을 이송한다. 또한 최근에는 기판의 효율적인 처리를 위하여 클러스터와 인라인 방식을 혼용한 형태의 기판 이송 방식도 제시되고 있다.
이하에서는 종래의 기판 이송 방식을 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 종래의 기판 이송 시스템(1)의 레이 아웃(lay-out)을 도시한 개략도이다.
종래의 기판 이송 시스템(1)은, 나란하게 배치되는 두 개의 기판 반송 라인(10, 20)과, 상기 두 개의 기판 반송 라인 사이의 공간에 배치되는 기판 처리 모듈(30, 40)로 구성된다.
이때 기판 반송 라인(10, 20)은, 기판을 일정한 방향으로 연속하여 이동시킬 수 있는 구조로 마련된다. 따라서 이 기판 반송 라인은 일반적으로 컨베이어 구조를 취하게 된다. 따라서 그 상부에 기판을 적재한 상태에서 회전 구동하여 기판을 특정한 방향으로 이동시킨다. 그리고 기판 반송 라인이 2개가 나란하게 배열되며, 이 2개의 기판 반송 라인 중 어느 한 라인(10)은 기판의 공급을 담당하고, 다른 하나의 라인(20)은 기판의 배출을 담당한다.
다음으로 기판 처리 모듈(30, 40)은 도 1에 도시된 바와 같이, 1대의 반송 챔버(transfer chamber, 32, 42)와 2대의 공정 챔버(process chamber, 34, 44)로 이루어진다. 리고 각 기판 처리 모듈 사이에는 버퍼 챔버(buffer chamber, 50)가 배치된다. 여기에서 공정 챔버(34, 44)는 기판에 소정의 처리를 실시하는 챔버이다. 또한 반송 챔버(32, 42)는 각 공정 챔버와 연결되어 마련되며, 공정 챔버의 진공 분위기를 깨지 않으면서 기판의 반입 및 반출이 가능하게 하는 챔버이다. 그 내부에는 기판의 반송을 담당하는 반송 수단(도면에 미도시)이 마련된다. 일반적으로 이 반송 수단은 반송 로봇으로 구성된다.
다음으로 버퍼 챔버(50)는 양 기판 처리 모듈(30, 40) 사이에서 기판의 이송을 위한 버퍼 공간으로서 기능한다. 즉, 제1 기판 처리 모듈(30)에서 처리가 완료된 기판을 제2 기판 처리 모듈(40)로 이송하는 경우, 제1 반송 챔버(32)에 마련된 반송 수단에 의하여 기판을 버퍼 챔버(50)로 이송시키면, 제2 반송 챔버(42)에 마련된 반송 수단이 버퍼 챔버(50)로 들어와서 이 기판을 들고 제2 기판 처리 모듈(40)로 이동하는 것이다. 따라서 이 버퍼 챔버(50)는 기판 공급 라인(10)과 기판 배출 라인(20)을 연결하는 역할도 수행한다.
그리고 기판 반송 라인(10, 20) 중 기판 처리 모듈(30, 40)과 연결되는 부분에는 로드락 챔버(12, 22)가 마련된다. 이 로드락 챔버(12, 22)는 기판 반송 라인(10, 20) 중에 마련되면서도 기판 처리 모듈의 반송 챔버(32, 42)와 연결되어 마련된다. 따라서 이 로드락 챔버(12, 22)는 진공 분위기의 기판 처리 모듈(30, 40)과 대기압 분위기의 기판 반송 라인(10, 20) 사이에서 기판을 공급 또는 배출하는 역할을 한다. 따라서 이 로드락 챔버(12, 22)에는 그 내부를 진공 분위기로 만들 수 있는 펌핑 수단(도면에 미도시)과 대기압 분위기로 만들 수 있는 벤팅 수단(도면에 미도시)이 동시에 마련된다.
이러한 구조를 가지는 기판 이송 시스템(1)에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 어느 한 기판 반송 라인(10)이 기판 공급라인이 되고, 다른 한 기판 반송 라인(20)이 기판 배출라인이 되어, 기판이 일정한 방향으로 흘러가면서 기판의 연속적인 공급 및 처리가 이루어진다.
그런데 이러한 종래의 기판 이송 시스템(1)에서는 기판의 반입과 반출이 하나의 기판 반송 라인에 의하여 이루어지므로, 어느 한 곳에 문제가 발생하여 수리를 요한다면 생산이 전면 중단되는 문제점이 있다.
또한 중앙의 버퍼 챔버(50)를 이용하여 반입과 반출 작업을 동시에 수행하는 장점을 가지고 있으나 기판 이송 과정에서 기판이 2개의 로드락 챔버를 거쳐 가므로 택트 타임(TACT TIME)이 길어지는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 하나의 반송 챔버에 2대의 로드락 챔버가 연결되어 동시에 기판의 반입 반출 작업을 진행하여 반출입 시간이 현저히 감소된 기판 이송 시스템을 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 일측에 직선상으로 배치되어, 기판을 일정한 방향으로 연속해서 이동시키는 제1 기판 반송 라인; 타측에 상기 제1 기판 반송 라인과 평행하게 배치되어, 기판을 일정한 방향으로 연속해서 이동시키는 제2 기판 반송 라인; 상기 제1 기판 반송 라인과 제2 기판 반송 라인 사이의 공 간 중 상기 제1 기판 반송 라인에 연결되어 마련되며, 기판에 소정의 처리를 실시하는 제1 처리 모듈; 상기 제1 기판 반송 라인과 제2 기판 반송 라인 사이의 공간 중 상기 제2 기판 반송 라인에 연결되어 마련되며, 기판에 소정의 처리를 실시하는 제2 처리 모듈; 상기 제1 처리 모듈과 제2 처리 모듈 사이에 직선상으로 배치되며, 기판을 일정한 방향으로 연속해서 이동시키고, 상기 제1 처리 모듈 및 제2 처리 모듈과 연결되는 제3 기판 반송 라인;을 포함하여 구성되는 기판 이송 시스템을 제공한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 일 실시예를 상세하게 설명한다.
본 실시예에 따른 기판 이송 시스템(100)은 도 2에 도시된 바와 같이, 제1, 제2, 제3 기판 반송 라인(110, 120, 130)과, 제1, 제2 기판 처리 모듈(140, 150)로 구성된다.
먼저 제1 기판 반송 라인(110)은, 기판 이송 시스템(100)의 일측에 직선상으로 배치되어, 기판을 일정한 방향으로 연속해서 이동시키는 구성요소이다. 이때 이 제1 기판 반송 라인(110)의 소정 부분에는 제1 로드락 챔버(112)가 형성된다. 이 로드락 챔버(112)는 제1 기판 반송 라인(110) 중 상기 제1 처리 모듈(140)과 연결되는 부분에 배치되며, 대기압과 진공 분위기를 반복하면서 제1 처리 모듈(140)에 기판을 반입하고 반출한다.
다음으로 제2 기판 반송 라인(130)은, 상기 제1 기판 반송 라인(110)과 평행하게 배치되어, 기판을 일정한 방향으로 연속해서 이동시키는 구성요소이다. 물론 이 제2 기판 반송 라인(130)에도 제1 기판 반송 라인(110)과 마찬가지로 제2 로드락 챔버(132)가 마련된다.
이때 본 실시예에서는 상기 제1 기판 반송 라인(110)과 제2 기판 반송 라인(130) 각각이 기판의 반입 및 반출 기능을 모두 수행할 수 있도록 구성된다.
다음으로 제1 기판 처리 모듈(140)은, 상기 제1 기판 반송 라인(110)과 제2 기판 반송 라인(130) 사이의 공간 중, 상기 제1 기판 반송 라인(110)에 연결되어 마련되며, 기판에 소정의 처리를 수행하는 구성요소이다.
이때 본 실시예에서는 이 제1 기판 처리 모듈(140)이, 하나의 반송챔버(142)와 다수개의 공정 챔버(144)로 구성된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 중앙에 하나의 반송 챔버(142)가 마련되고, 이 반송 챔버(142)의 주위에 복수개의 공정 챔버(144)가 연결되는 구조를 취한다. 물론 2개 이상의 공정챔버가 하나의 반송 챔버에 결합될 수도 있다. 그리고 반송 챔버(142)의 일측은 제1 기판 반송 라인(110)에 마련되는 제1 로드락 챔버(112)와 연결된다. 따라서 이 로드락 챔버(112)를 통하여 기판이 반송 챔버로 반입되거나 반송 챔버로부터 기판이 반출된다.
다음으로 제2 기판 처리 모듈(150)은, 상기 제1 기판 반송 라인(110)과 제2 기판 반송 라인(130) 사이의 공간 중, 상기 제2 기판 반송 라인(130)에 연결되어 마련되며, 기판에 소정의 처리를 실시하는 구성요소이다. 이 제2 기판 처리 모듈(150)도 상기 제1 기판 처리 모듈(140)과 마찬가지로 하나의 반송 챔버(152)와 다 수개의 공정 챔버(154)로 구성된다. 그리고 이 반송 챔버(152)는 제2 기판 반송 라인(130)에 마련되는 제2 로드락 챔버(132)와 연결되어 기판을 주고 받는다.
그리고 상기 제3 기판 반송 라인(120)은, 상기 제1 처리 모듈(140)과 제2 처리 모듈(150) 사이를 지나도록 직선상으로 배치되며, 상기 제1 기판 반송 라인(110) 및 제2 기판 반송 라인(130)과 평행하게 배치된다. 이 제3 기판 반송 라인(120)도, 기판을 일정한 방향으로 연속해서 이동시키고, 상기 제1 처리 모듈(140) 및 제2 처리 모듈(150)과 동시에 연결된다. 따라서 이 제3 기판 반송 라인(120)에는, 상기 제1 처리 모듈(140) 및 제2 처리 모듈(150)과 연결되는 부분에 배치되며, 대기압과 진공 분위기를 반복하면서 상기 제1 처리 모듈(140) 및 제2 처리 모듈(150)에 기판을 반입하고, 제1 처리 모듈(140) 및 제2 처리 모듈(150)로부터 기판을 전달받아 배출하는 제3 로드락 챔버(122)가 마련된다. 이 제3 로드락 챔버(122)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 반송 챔버(142) 및 제2 반송 챔버(152)와 동시에 연결되어 제1 처리 모듈(140) 및 제2 처리 모듈(150)에 기판을 공급하고, 배출할 수 있는 장점이 있다. 그리고 이 제3 로드락 챔버(122)에는, 4개의 게이트 밸브가 마련된다. 따라서 챔버 내부의 진공 분위기 형성을 위해서는 4개의 게이트 밸브가 모두 닫혀야 하며, 기판의 이동 방향에 따라 4개의 게이트 밸브 중 특정한 밸브는 열리고 다른 밸브는 닫혀야 한다. 따라서 공정에 따라서 이 4개의 게이트 밸브가 서로 연동되어 개폐되도록 제어하는 제어부가 더 마련되는 것이 바람직하다.
한편 본 실시예에 따른 제1, 제2, 제3 기판 반송 라인(110, 120, 130)은, 그 상부에 기판의 하면이 접촉한 상태에서 회전하여 기판을 일정한 방향으로 이동시키 는 컨베이어로 마련되는 것이, 기판을 손상시키지 않으면서 안정적으로 이동시킬 수 있어서 바람직하다.
따라서 본 실시예에 따른 제1, 제2, 제3 로드락 챔버(112, 122, 132)에도, 도 3에 도시된 바와 같이, 그 내부에 마련되며, 그 상부에 기판의 하면이 접촉한 상태에서 회전하여 기판을 일정한 방향으로 이송시키는 컨베이어가 마련되는 것이 바람직하다. 즉, 각 로드락 챔버에 연결되는 기판 반송 라인으로부터 기판을 원활하게 전달받고, 전달할 수 있는 것이다.
이하에서는 본 실시예에 따른 기판 이송 시스템(100)의 다양한 운용 방안을 설명한다.
우선 3개의 기판 반송 라인 중 2개의 라인을 이용하여 기판을 반입하고, 나머지 1개의 라인을 이용하여 기판을 반출하는 방식을 설명한다. 이 경우에는 도 4a에 도시된 바와 같이, 3개의 기판 반송 라인 중 임의로 선택되는 2개의 라인을 기판 반입 라인으로 설정하여 운용하고, 나머지 하나의 기판 반송 라인을 기판 반출 라인으로 설정하여 운용한다. 이때 기판 반입 라인으로 설정되거나 기판 반출 라인으로 설정되는 것은 언제 든지 변경할 수 있다. 따라서 상황에 따라 용이하게 변경하여 사용가능한 것이다. 즉, 제1, 3 기판 반송 라인(110, 130)을 기판 반입 라인으로 사용하다가 제1 기판 반송 라인(110) 상부에 문제가 발생하면 제2, 3 기판 반송 라인(120, 130)을 기판 반입 라인으로 설정하는 것이다. 따라서 각 라인의 유지 보수 작업이 진행되는 중에도 정상적인 기판 처리가 가능한 장점이 있다. 이러한 효과는 하나의 반송 챔버에 2개의 로드락 챔버가 연결되어 반입 및 반출 작업이 동시에 양 방향으로 진행될 수 있기 때문에 가능한 것이다.
한편 도 4b에 도시된 바와 같이, 3개 기판 반송 라인의 상측 라인 중 2개의 라인을 기판 반입 라인으로 설정하고, 하측 라인 중 2개의 라인을 기판 반출 라인으로 설정하여 기판을 이송하는 방식도 가능하다. 이때 3개의 라인 중 2개를 선택하는 것은 모든 경우가 가능하므로, 3개의 기판 반송 라인 중 어느 하나의 라인에 문제가 발생하여 유지 보수 작업을 하는 경우에도 나머지 2개의 라인을 이용하여 기판의 반입 및 반출이 가능한 장점이 있다.
다음으로 3개의 기판 반송 라인을 모두 기판 반입 라인 및 기판 반출 라인으로 이용하는 방식도 가능하다. 이 경우에는 도 5에 도시된 바와 같이, 각 기판 반송 라인의 상부측은 기판 반입 라인으로, 하부측은 기판 반출 라인으로 설정되어 운용되며, 각 로드락 챔버는 이웃한 반송 챔버 내부로 기판을 반입하거나 반출하는 역할을 동시에 수행하여야 한다. 이러한 경우에는 종래의 기판 이송 시스템과 동일한 풋프린트를 차지하면서도 기판 처리 효율을 2배 이상 높아지는 장점이 있다.
본 발명에 따르면 기판 반송 라인을 기판 반입 라인 및 기판 반출 라인으로 변환하며 사용할 수 있도록 하여, 기판 반송 라인 이용의 효율성을 제고함과 동시에, 기판 반송 라인 중 일부에 문제가 발생하더라도 기판 이송 시스템을 정상적으로 운용하면서 유지 보수 작업을 진행할 수 있는 장점이 있다.
또한 적은 풋프린트를 차지하면서도 2개 이상의 기판 반송 시스템 역할을 수행함으로써 장비 운용의 효율성을 제고한다.

Claims (10)

  1. 일측에 직선상으로 배치되어, 기판을 일정한 방향으로 연속해서 이동시키는 제1 기판 반송 라인;
    타측에 상기 제1 기판 반송 라인과 평행하게 배치되어, 기판을 일정한 방향으로 연속해서 이동시키는 제2 기판 반송 라인;
    상기 제1 기판 반송 라인과 제2 기판 반송 라인 사이의 공간 중 상기 제1 기판 반송 라인에 연결되어 마련되며, 기판에 소정의 처리를 실시하는 제1 처리 모듈;
    상기 제1 기판 반송 라인과 제2 기판 반송 라인 사이의 공간 중 상기 제2 기판 반송 라인에 연결되어 마련되며, 기판에 소정의 처리를 실시하는 제2 처리 모듈;
    상기 제1 처리 모듈과 제2 처리 모듈 사이에 직선상으로 배치되며, 기판을 일정한 방향으로 연속해서 이동시키고, 상기 제1 처리 모듈 및 제2 처리 모듈과 연결되는 제3 기판 반송 라인;을 포함하여 구성되는 기판 이송 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 처리 모듈 및 제2 처리 모듈은,
    하나의 반송 챔버와 이 반송 챔버에 연결되어 배치되는 다수개의 공정 챔버로 구성되되, 상기 반송 챔버가 상기 기판 반송 라인과 연결되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 기판 반송 라인에는,
    상기 제1 처리 모듈과 연결되는 부분에 배치되며, 대기압과 진공 분위기를 반복하면서 상기 제1 처리 모듈에 기판을 반입하고, 제1 처리 모듈로부터 기판을 전달받아 배출하는 제1 로드락 챔버가 마련되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 기판 반송 라인에는,
    상기 제2 처리 모듈과 연결되는 부분에 배치되며, 대기압과 진공 분위기를 반복하면서 상기 제2 처리 모듈에 기판을 반입하고, 제2 처리 모듈로부터 기판을 전달받아 배출하는 제2 로드락 챔버가 마련되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제3 기판 반송 라인에는,
    상기 제1 처리 모듈 및 제2 처리 모듈과 연결되는 부분에 배치되며, 대기압과 진공 분위기를 반복하면서 상기 제1 처리 모듈 및 제2 처리 모듈에 기판을 반입하고, 제1 처리 모듈 및 제2 처리 모듈로부터 기판을 전달받아 배출하는 제3 로드락 챔버가 마련되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1, 제2, 제3 기판 반송 라인은,
    그 상부에 기판의 하면이 접촉한 상태에서 회전하여 기판을 일정한 방향으로 이동시키는 컨베이어로 마련되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 시스템.
  7. 제3항에 있어서, 상기 제1 로드락 챔버에는,
    그 내부에 마련되며, 그 상부에 기판의 하면이 접촉한 상태에서 회전하여 기판을 일정한 방향으로 이송시키는 컨베이어가 마련되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 시스템.
  8. 제4항에 있어서, 상기 제2 로드락 챔버에는,
    그 내부에 마련되며, 그 상부에 기판의 하면이 접촉한 상태에서 회전하여 기판을 일정한 방향으로 이송시키는 컨베이어가 마련되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 시스템.
  9. 제5항에 있어서, 상기 제3 로드락 챔버에는,
    그 내부에 마련되며, 그 상부에 기판의 하면이 접촉한 상태에서 회전하여 기판을 일정한 방향으로 이송시키는 컨베이어가 마련되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제3 로드락 챔버에는,
    상기 제1 처리 모듈 및 제2 처리 모듈과 연결되는 측벽에 각각 게이트 밸브 가 마련되되, 각 게이트 밸브가 연동되어 개폐되도록 제어하는 제어부가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 시스템.
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