KR20070028627A - Inline type substrate manufacturing system exchanging substrate at atmospheric pressure - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래 클러스터형 기판제조시스템의 구성도 1 is a block diagram of a conventional cluster type substrate manufacturing system
도 2는 이송부와 기판제조장치가 연접한 기판제조시스템의 구성도2 is a configuration diagram of a substrate manufacturing system in which the transfer unit and the substrate manufacturing apparatus are connected;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인라인 방식 기판제조시스템의 구성도3 is a block diagram of an inline substrate manufacturing system according to an embodiment of the present invention
도 4는 기판적재부의 구성을 나타낸 도면4 is a view showing the configuration of a substrate loading portion;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기판제조장치의 구성도5 is a block diagram of a substrate manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention
도 6은 벤팅블록의 사시도6 is a perspective view of the venting block
도 7은 유량조절부의 구성도7 is a configuration diagram of the flow control unit
도 8a 및 도 8b는 가스장벽 하우징의 저면에 형성된 퍼지가스 분사구 및 배기구의 여러 형태를 나타낸 도면8A and 8B illustrate various types of purge gas injection holes and exhaust holes formed on the bottom surface of the gas barrier housing.
도 9a 및 도 9b는 기판출입구의 너비보다 넓은 가스장벽을 형성하는 가스장벽 하우징의 사시도 및 단면도9A and 9B are perspective and cross-sectional views of the gas barrier housing forming a gas barrier wider than the width of the substrate entrance;
도 10은 기판이 반입될 때 형성되는 가스장벽을 나타낸 도면10 illustrates a gas barrier formed when a substrate is loaded.
도 11은 가스장벽 하우징의 내면에 다수의 퍼지가스 분사구 및 배기구가 번갈아가며 형성된 모습을 나타낸 도면FIG. 11 is a view illustrating a plurality of purge gas injection holes and exhaust holes alternately formed on an inner surface of a gas barrier housing.
도 12는 퍼지가스 분사구만을 이용하여 가스장벽을 형성한 모습을 나타낸 도면12 is a view showing a gas barrier formed using only the purge gas injection port
도 13은 기판출입구의 내측에 가스장벽이 형성된 기판제조장치의 구성도13 is a configuration diagram of a substrate manufacturing apparatus in which a gas barrier is formed inside the substrate entrance;
도 14는 기판출입구의 내측과 외측에 모두 가스장벽이 형성된 모습을 나타낸 도면14 is a view showing a gas barrier formed both inside and outside of the substrate entrance;
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* * Explanation of symbols for main parts of drawings *
100 : 기판제조장치 110 : 챔버100: substrate manufacturing apparatus 110: chamber
111 : 서셉터 112 : 서셉터 지지대111: susceptor 112: susceptor support
113 : 가스분배판 114 : 분사홀113
115 : RF전극 116 : 버퍼공간115: RF electrode 116: buffer space
117 : RF전원 118 : 절연부재117: RF power supply 118: insulation member
119 : 기판출입구 120 : 배기구119: substrate entrance 120: exhaust port
121 : 제1 펌핑라인 122 : 제1게이트밸브121: first pumping line 122: first gate valve
123 : 제1 스로틀밸브 124 : 제1 진공펌프123: first throttle valve 124: first vacuum pump
125 : 서브펌핑라인 126 : 서브펌핑라인밸브125: sub pumping line 126: sub pumping line valve
130 : 가스유입관 131 : 제2 펌핑라인130
132 : 제2 게이트밸브 133 : 제2 스로틀밸브132: second gate valve 133: second throttle valve
134 : 제2 진공펌프 141 : 제1 벤팅라인134: second vacuum pump 141: first venting line
142 : 제1 벤팅밸브 143 : 제1 유량조절부142: first venting valve 143: first flow control unit
145 : 제2 벤팅라인 146 : 제2 벤팅밸브145: second venting line 146: second venting valve
147 : 제2 유량조절부 148 : 선택밸브147: second flow control unit 148: selection valve
149a,149b : 제1,2 서브벤팅라인 150 : 벤팅가스저장부149a, 149b: first and second sub-venting line 150: venting gas storage unit
160 : 소스가스저장부 171, 172 : 제1,2 압력측정장치160: source
180 : 벤팅블록 181 : 벤팅가스분사구180: venting block 181: venting gas injection port
182 : 중공부 184 : 제1 가스장벽182: hollow portion 184: first gas barrier
185 : 제2 가스장벽 190 : 가스장벽하우징185: second gas barrier 190: gas barrier housing
191 : 오목부 192 : 통로 저면191: recess 192: passage bottom
193 : 통로 상면 194, 196 : 제1,2 퍼지가스분사구193: Upper surface of
195,197 : 제1,2 퍼지가스배기구 198a, 198b : 제1,2 퍼지가스공급관195,197: 1st, 2nd
199a, 199b : 제1,2 퍼지가스배기관 200 : 기판적재부199a, 199b: first and second purge gas exhaust pipes 200: substrate loading part
211 : 진행카세트 212 : 대기카세트211: progress cassette 212: standby cassette
220 : 로봇용 가이드레일 230 : 로봇220: guide rail for robot 230: robot
232 : 아암 240 : 기판적재부용 가이드레일232: arm 240: guide rail for loading the substrate
본 발명은 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출소자(Field Emission Display, FED), 유기발광다이오드소자(Organic Light Emitting Diode Device, OLED) 등의 디스플레이 장치나 반도체소자를 제조하기 위해 글래스 또는 웨이퍼(이하 '기판'이라 함)를 반송 및 처리하는 기판제조시스템에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention provides a glass device for manufacturing a display device or a semiconductor device such as a liquid crystal display (LCD), a field emission display (FED), an organic light emitting diode device (OLED), or the like. Or it relates to a substrate manufacturing system for transporting and processing a wafer (hereinafter referred to as a 'substrate').
일반적으로 디스플레이장치나 반도체소자를 제조하기 위해서는 기판에 특정 물질의 박막을 증착하는 박막증착공정, 감광성 물질을 사용하여 이들 박막 중 선택된 영역을 노출 또는 은폐시키는 포토리소그라피 공정, 선택된 영역의 박막을 제거하여 목적하는 대로 패터닝하는 에칭(etching)공정 등을 거치게 되며, 이들 각 공정은 해당공정을 위해 최적의 환경으로 설계된 챔버 내부에서 진행된다. In general, to manufacture a display device or a semiconductor device, a thin film deposition process for depositing a thin film of a specific material on a substrate, a photolithography process for exposing or hiding selected areas of the thin films using a photosensitive material, and removing the thin film of the selected area Patterning as desired and the like (etching) process, etc., each of these processes is carried out in a chamber designed for the optimal environment for the process.
특히 최근에는 단시간에 다량의 기판을 처리하기 위해 기판에 대한 공정이 진행되는 기판제조장치와, 기판의 출입을 위한 완충영역인 로드락챔버와, 로드락챔버와 기판제조장치 사이에서 기판을 이송 또는 회송하는 이송챔버 등이 일체로 연결된 클러스트형 기판제조시스템이 많이 사용되고 있다. In particular, in recent years, a substrate manufacturing apparatus that processes a substrate in order to process a large amount of substrates in a short time, a load lock chamber which is a buffer region for entering and exiting a substrate, and a substrate is transferred between the load lock chamber and the substrate manufacturing apparatus. BACKGROUND ART A cluster type substrate manufacturing system in which a transfer chamber or the like that is rotated is integrally connected is widely used.
도 1은 이러한 클러스트형 기판제조시스템의 일반적인 구성을 예시한 것으로서, 이송챔버(70)와, 상기 이송챔버(70)의 측부에 결합되는 다수의 기판제조장치(80) 및 제1,2 로드락(loadlock)챔버(40,50)와, 상기 제1,2 로드락챔버(40,50)의 측부에 결합하는 이송부(10)와, 이송부(10)의 일측에 결합하는 제1,2 로드포트(load port, 20, 30)를 포함하고 있다. 1 illustrates a general configuration of such a cluster type substrate manufacturing system, and includes a
상기 기판제조장치(80)는 통상 고진공상태를 유지하면서 기판에 대한 박막증착, 식각 등의 공정을 수행하는 장치이며, 이송챔버(70)는 내부에 위치하는 이송챔버 로봇(72)에 의해 기판제조장치(80)와 기판제조장치(80) 사이또는 기판제조장치(80)와 로드락챔버(40,50) 사이에서 기판을 이송하는 공간으로서 역시 진공 상태를 유지한다. 기판제조장치(80)와 이송챔버(70) 사이에는 통로를 개폐하는 슬롯밸브가 설치된다.The
이송부(10)는 EFEM(Equipment Front End Module)이라고도 하며 내부의 이송부로봇(12)을 통해 미처리 기판을 제1,2 로드락챔버(40,50)로 반입하거나 공정을 끝낸 기판을 제1,2 로드락챔버(40,50)로부터 외부로 반출하는 공간으로서 항상 대기압 상태를 유지하며, 미도시된 도어를 사이에 두고 제1,2 로드포트(20,30)와 연결된다. 로드포트(20,30)는 기판을 적재한 카세트가 안치되는 부분이다. 이송부(10)의 일 측에는 이송부로봇(12)에 안치된 기판의 플랫존 정열을 위한 얼라이너(60)가 설치되기도 한다. The
이송챔버(70)는 진공상태이고 이송부(10)는 대기압상태이므로 제1,2 로드락챔버(40,50)는 양자의 사이에서 완충역할을 하며, 기판의 출입시에 진공상태와 대기압상태를 반복한다. 제1,2 로드락챔버(40,50)와 이송부(10) 및 이송챔버(70)의 사이에도 통로를 개폐하는 슬롯밸브가 설치된다. Since the
이상과 같은 클러스트형 기판제조시스템에서 기판이 반입되는 과정을 설명하면 다음과 같다. Referring to the process of carrying in the substrate in the cluster-type substrate manufacturing system as described above are as follows.
먼저 제1,2 로드포트(20,30)에 기판을 적재한 카세트가 안치되면, 이송부로봇(12)이 제1,2 로드포트(20,30) 중 하나로부터 기판을 픽업하여 이송부(10) 내부로 반입한다. First, when a cassette having a substrate loaded in the first and
이어서 상기 이송부로봇(12)은 얼라이너(60)에서 기판의 플랫존을 정렬한 후 , 제1,2 로드락챔버(40,50) 중 어느 하나로 기판을 반입한다. Subsequently, the
예를 들어 제1 로드락챔버(40)의 슬롯밸브가 열리면 상기 이송부로봇(12)이 기판을 제1 로드락챔버(40) 내부에 안치하며, 로봇(12)이 물러나면 슬롯밸브를 닫은 후 제1 로드락챔버(40)를 대기압 상태에서 이송챔버(70)와 같은 정도의 진공상태로 전환하기 위해 진공 펌핑(pumping)을 실시한다. For example, when the slot valve of the first
진공펌핑이 완료되면, 이송챔버측 슬롯밸브가 열리고, 이송챔버 로봇(72)이 제1 로드락챔버(40)로 진입하여 기판을 기판제조장치(80) 중 하나로 반입한다. When vacuum pumping is completed, the transfer chamber side slot valve is opened, and the
기판제조장치(80)에서 공정을 마친 기판은 상기 과정의 역순으로 반출되는데, 이때 로드락챔버(40,50)는 이송챔버(70)로부터 기판이 반입된 후에 진공상태로부터 대기압상태로 전환하기 위해 가압하는 벤팅(venting) 단계를 거치게 되며, 벤팅이 완료된 후에는 이송부로봇(12)이 로드락챔버(40,50)의 기판을 반출하여 로드포트(20,30)의 기판 카세트로 이송한다. After the substrate is processed in the
그런데 이와 같은 종래방식의 클러스터형 기판제조시스템은 고진공 상태의 기판제조장치(80)와 대기압 상태의 외부를 연결하기 위해, 진공 상태의 이송챔버(70)와 하나 이상의 로드락챔버(40,50)가 필수적으로 존재하여야 하므로, 장치의 풋프린트(footprint)가 커질 수밖에 없고, 이송챔버(70)와 이송챔버 로봇(12) 때문에 클러스터 가격이 매우 비싸다는 문제점이 있다. However, such a cluster type substrate manufacturing system according to the related art has a
이에 본 발명의 출원인은 장비의 풋프린트를 감소시킴으로써 장비운용의 효율성을 도모하고, 전체적인 장비 가격을 낮추는 방안으로 도 2에 도시된 바와 같이 이송챔버 및 로드락챔버를 생략하고 대기압상태의 이송부(10) 주위에 다수의 기판제조장치(80)를 배치하는 새로운 방식의 기판제조시스템을 제안한 바 있다.Accordingly, the applicant of the present invention reduces the footprint of the equipment to improve the efficiency of the equipment operation, and to reduce the overall equipment price, as shown in Figure 2 omitting the transfer chamber and the load lock chamber as shown in FIG. The substrate manufacturing system of the new method which arrange | positions the several board |
그런데 이러한 기판제조시스템은 이송부(10)가 별도의 공간으로 주어지고 이송부(10)의 주위에 다수의 기판제조장치(80)를 결합하는 형태이어서 결합하는 기판제조장치(80)의 개수에는 일정한 한계가 있다.However, such a substrate manufacturing system has a certain limit to the number of
또한 상기 기판제조장치(80)는 기판이 출입할 때 대기압상태의 이송부(10)와 연통되므로 진공상태와 대기압상태를 반복할 수밖에 없는데, 이를 위해 기판제조장치(80)에 진공펌핑장치 및 벤팅장치를 연결한다.In addition, the
그런데 반도체 제조장치의 경우에는 챔버 용적이 비교적 작기 때문에 진공펌핑 및 벤팅에 소요되는 시간이 그리 길지 않지만, 액정표시소자 제조장치의 경우에는 챔버 용적이 반도체 제조장치와는 비교할 수 없을 정도로 크기 때문에 진공펌핑 및 벤팅에 많은 시간이 소요되어 장비의 스루풋(throughput)을 향상시키기 어렵다는 문제점이 있다.However, in the case of the semiconductor manufacturing apparatus, the time required for vacuum pumping and venting is not very long because the chamber volume is relatively small. In the case of the liquid crystal display device manufacturing apparatus, the vacuum pumping is performed because the chamber volume is incomparable with that of the semiconductor manufacturing apparatus. And there is a problem that it takes a lot of time to vent, it is difficult to improve the throughput (throughput) of the equipment.
또한 기판이 출입할 때 마다 외부의 공기나 불순물이 유입되어 챔버 내부를 산화시키거나 오염시킬 위험이 있다.In addition, whenever the substrate enters or exits, external air or impurities may be introduced to oxidize or contaminate the inside of the chamber.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기판제조장치의 설치개수를 다양하게 변화시킬 수 있는 기판제조시스템을 제공하는 데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a substrate manufacturing system capable of variously changing the number of installation of the substrate manufacturing apparatus.
또한 기판제조장치에서의 진공펌핑 및 벤팅에 소요되는 시간을 단축하여 생 산성을 향상시킬 수 있는 방안을 제공하는데 목적이 있으며, 대기압 환경의 외부로부터 기판제조장치로 공기나 불순물이 유입되지 않도록 하는 방안을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, it aims to reduce the time required for vacuum pumping and venting in the substrate manufacturing apparatus and to provide a method for improving productivity, and to prevent air or impurities from entering the substrate manufacturing apparatus from the outside of the atmospheric environment. The purpose is to provide.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 기판을 적재 및 하역하며 직선왕복 운동하는 기판적재부; 상기 기판적재부로부터 상기 기판을 반출 및 반입하며, 직선왕복운동하는 이송부재; 상기 이송부재가 기판을 반입하는 기판제조장치를 포함하는 기판제조시스템을 제공한다.The present invention is to load and unload the substrate in order to achieve the above object, the substrate loading portion for linear reciprocating motion; A transport member carrying out and carrying out the substrate from the substrate loading portion and performing a linear reciprocating motion; It provides a substrate manufacturing system including a substrate manufacturing apparatus for the conveying member to carry the substrate.
상기 이송부재는 상기 기판적재부의 운동방향과 수직으로 직선왕복 운동하는 것을 특징으로 하며, 상기 이송부재는, 상기 기판을 운송하고 반출 및 반입하는 기판지지판; 상기 기판지지판을 지지하는 축; 상기 축의 운동방향을 안내하는 가이드레일을 포함하며, 이때 상기 축은 회전운동을 하는 것을 특징으로 한다.The conveying member is characterized in that the linear reciprocating movement perpendicular to the direction of movement of the substrate loading portion, the conveying member, a substrate support plate for transporting, carrying out and carrying the substrate; A shaft supporting the substrate support plate; It includes a guide rail for guiding the direction of movement of the shaft, wherein the shaft is characterized in that the rotational movement.
또한 상기 기판제조장치는 상기 이송부재의 양 측면에 다수개 배치되며, 상기 기판적재부는, 상기 기판이 적재되는 기판카세트; 상기 기판카세트의 운동방향을 안내하는 가이드레일을 포함하며, 이때 상기 기판카세트는, 상기 이송부재에 의해 기판이 반입 또는 반출되는 진행카세트; 상기 진행카세트에 대한 기판의 반입 또는 반출이 완료된 후 상기 진행카세트의 위치로 이동되는 대기카세트를 포함한다.In addition, the substrate manufacturing apparatus is disposed on both sides of the transfer member, the substrate loading portion, the substrate cassette on which the substrate is loaded; And a guide rail for guiding a movement direction of the substrate cassette, wherein the substrate cassette includes: a traveling cassette into which a substrate is loaded or unloaded by the transfer member; And a standby cassette which is moved to a position of the advanced cassette after the loading or unloading of the substrate to the advanced cassette is completed.
또한 상기 기판제조장치의 기판제조장치는, 제1 영역과 제2 영역으로 구분되 는 챔버; 상기 챔버의 내부에 설치되는 기판안치수단; 상기 제1 영역 및 제2 영역과 각각 연통되는 제1 펌핑수단 및 제2 펌핑수단; 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 중 하나와 연통되는 가스유입관을 포함한다.In addition, the substrate manufacturing apparatus of the substrate manufacturing apparatus, the chamber divided into a first region and a second region; A substrate setter installed in the chamber; First pumping means and second pumping means in communication with the first region and the second region, respectively; And a gas inlet pipe communicating with one of the first region and the second region.
상기 제1 펌핑수단 및 상기 제2 펌핑수단 중 하나는 상기 가스유입관과 연통되어 설치되는 것이 바람직하며, 상기 제1 펌핑수단 또는 상기 제2 펌핑수단에는 벤팅수단이 연결될 수 있다.Preferably, one of the first pumping means and the second pumping means is installed in communication with the gas inlet pipe, and a venting means may be connected to the first pumping means or the second pumping means.
상기 챔버 내부의 상기 기판안치수단 상부에는 가스분배판이 설치되고, 상기 제1 영역은 상기 가스분배판의 하부영역이고, 상기 제2 영역은 상기 가스분배판의 상부영역인 것을 특징으로 한다.A gas distribution plate is installed above the substrate setter in the chamber, wherein the first area is a lower area of the gas distribution plate, and the second area is an upper area of the gas distribution plate.
상기 제1 영역과 상기 제2 영역에 각각 연결되는 제1 벤팅수단 및 제2 벤팅수단을 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include first venting means and second venting means connected to the first region and the second region, respectively.
또한 상기 기판제조장치는, 기판을 처리하는 챔버; 상기 챔버의 측면에 설치되며 개폐가 가능한 기판출입구; 상기 챔버의 외측벽에 설치되며 상기 기판출입구와 연통되는 통로를 가지는 하우징; 상기 하우징의 내부에 가스장벽을 형성하는 가스장벽 생성수단을 포함한다.In addition, the substrate manufacturing apparatus, the chamber for processing the substrate; A substrate entrance installed at a side of the chamber and capable of opening and closing; A housing disposed on an outer wall of the chamber and having a passage communicating with the substrate entrance; Gas barrier generation means for forming a gas barrier in the housing.
상기 가스장벽 생성수단은, 상기 하우징의 내면에 형성되는 퍼지가스 분사구와 및 상기 퍼지가스 분사구와 대향하는 내면에 형성되는 퍼지가스 배기구를 포함한다.The gas barrier generating means includes a purge gas injection port formed on an inner surface of the housing and a purge gas exhaust port formed on an inner surface facing the purge gas injection port.
상기 하우징의 제1 내면에는 기판출입구에서부터 퍼지가스 분사구와 퍼지가스 배기구가 번갈아가며 형성되고, 상기 제1내면과 대향하는 제2 내면에는 기판출 입구에서부터 퍼지가스 배기구와 퍼지가스 분사구가 번갈아가며 형성된다.On the first inner surface of the housing, a purge gas injection port and a purge gas exhaust port are alternately formed from the substrate entrance, and on the second inner surface opposite to the first inner surface, the purge gas exhaust port and the purge gas injection port are alternately formed from the substrate exit inlet. .
상기 하우징의 대향하는 측벽의 내측에는 상하방향의 오목부가 형성되고, 상기 퍼지가스분사구 및 퍼지가스배기구의 양단이 상기 오목부의 내부까지 형성되어, 상기 오목부를 따라 상기 하우징 측벽의 내부까지 가스장벽이 형성된다. 이때 상기 오목부의 폭은 상기 가스장벽의 폭보다 작거나 같은 것이 바람직하다.A recess in the vertical direction is formed inside the side wall facing the housing, and both ends of the purge gas injection port and the purge gas exhaust port are formed to the inside of the recess, and a gas barrier is formed along the recess to the inside of the housing side wall. do. At this time, the width of the recess is preferably less than or equal to the width of the gas barrier.
상기 가스장벽 생성수단은, 상기 하우징의 제1 내면과 이에 대향하는 제2내면에 각 형성되는 퍼지가스 분사구를 포함하며, 상기 퍼지가스 분사구의 분사방향은 상기 기판출입구의 반대쪽으로 기울어진 것을 특징으로 한다.The gas barrier generating means includes a purge gas injection hole formed on each of the first inner surface of the housing and a second inner surface opposite to the housing, and the injection direction of the purge gas injection hole is inclined to the opposite side of the substrate entrance. do.
또한 상기 기판제조장치는, 기판을 처리하는 챔버; 상기 챔버의 외측벽에 설치되며 상기 챔버의 내부와 연통되는 통로를 가지는 하우징; 상기 하우징에 설치되며 개폐가 가능한 기판출입구; 상기 챔버와 상기 기판출입구 사이의 상기 하우징 내측에 설치되며, 가스장벽을 형성하는 가스장벽 생성수단을 포함한다.In addition, the substrate manufacturing apparatus, the chamber for processing the substrate; A housing installed on an outer wall of the chamber and having a passage communicating with an interior of the chamber; A substrate entrance installed in the housing and capable of opening and closing; And a gas barrier generating means installed inside the housing between the chamber and the substrate entrance and forming a gas barrier.
상기 기판출입구의 외측에는 가스장벽 생성수단을 가지는 하우징이 더 설치될 수 있다.A housing having a gas barrier generating means may be further installed outside the substrate entrance.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. Hereinafter, with reference to the drawings will be described a preferred embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판제조장치(100)의 배치형태를 예시한 것으로서, 직선으로 배치된 로봇용 가이드레일(220)의 양 옆에 다수의 기판제조장치(100)가 인라인 방식으로 배열된다.3 illustrates an arrangement of the
기판이송용 로봇(230)은 로봇용 가이드레일(220)을 따라 직선왕복운동을 하 는 한편, 기판제조장치(100)와 기판을 교환하기 위하여 회전운동도 한다. 따라서 상기 로봇(230)은 직선왕복운동을 위한 구동수단 및 회전구동수단을 구비하여야 하며, 회전구동을 위해서는 회전축을 구비하여야 함은 물론이다. 또한 기판의 반입과 반출을 연속적으로 수행할 수 있도록 2개 이상의 아암(232)을 구비하는 것이 바람직하다.The
따라서 하나의 아암(232)이 미처리기판을 적재하고 있다가, 나머지 아암이 기판제조장치(100)로부터 처리된 기판을 반출하는 즉시 기판제조장치(100) 내부의 서셉터(111)에 기판을 안치시킨다.Therefore, one
가이드레일(220)의 일단에는 기판적재부(200)가 위치하는데, 기판적재부(200)는 다수의 기판카세트(211,212)가 적재되는 곳이다. 기판적재부(200)에 적재된 기판카세트는 기판이송용 로봇(230)에 의해 기판교환이 진행중인 진행카세트(211)와 미처리기판만을 적재하고 있는 대기카세트(212)로 구분된다.The
진행카세트(211)의 미처리기판이 모두 기판제조장치(100)로 이송되고 진행카세트(211)에는 처리된 기판만이 남게 되면 기판적재부(200)를 이동시켜 대기카세트(212)를 로봇(230)의 전단에 위치시킨다. 따라서 대기카세트(212)가 진행카세트의 역할을 하게 되며, 새로운 대기카세트가 외부로부터 기판적재부(200)로 공급된다. 이때 처리된 기판만이 적재된 기존 진행카세트는 외부로 반출된다.When all of the unprocessed substrates of the
이와 같이 기판적재부(200)를 로봇용 가이드레일(220)에 대해 수직방향으로 직선운동시키기 위해서 도 4에 도시된 바와 같이 기판적재부(200)의 하부에 기판적재부용 가이드레일(240)을 배치하며, 이로 인해 로봇(230)은 직선왕복운동만 하면 서 진행카세트(211)와 대기카세트(212)에 대하여 연속적으로 기판교환작업을 수행할 수 있게 된다.As such, in order to linearly move the
진행카세트(211)에 적재된 기판(s) 중에서 빗금친 기판은 기판제조장치(100)에서 소정의 공정을 마친 기판을 의미한다.The substrate hatched out of the substrate s loaded on the
이러한 기판제조시스템에 적용되는 기판제조장치(100)는 기판이 출입할 때마다 진공상태와 대기압상태를 반복하여야 하므로, 진공펌핑과 벤팅을 신속하게 하여야 한다.Since the
도 5는 이를 위해 안출된 기판제조장치(100)를 도시한 것으로서, 외부가 대기압상태이므로 기판(s)이 출입할 때마다 대기압상태로 전환되는 PECVD장치를 예시한 것이다.FIG. 5 illustrates a
상기 기판제조장치(100)는 일정한 반응영역을 정의하는 챔버(110), 상기 챔버(110)의 내부에 위치하며 상면에 기판(s)을 안치하며 서셉터지지대(112)에 의해 지지되는 서셉터(111), 서셉터(111)의 상부에 위치하는 RF전극(115), 소스가스를 분사하는 다수의 분사홀(114)을 가지며 주연부가 RF전극(115)의 하부에 결합하는 가스분배판(113), 가스분배판(113)과 RF전극(115)과의 사이에 형성되어 소스가스를 일차 확산시키는 버퍼공간(116), 상기 RF전극(115)을 관통하여 상기 버퍼공간(116)과 연통되는 가스유입관(130), 챔버(110)의 저면에 형성되어 잔류가스를 배출하는 배기구(120)를 포함한다.The
상기 RF전극(115)은 RF전원(117)과 연결되며, 따라서 접지된 챔버(110)와는 절연되어야 하고 이를 위해 절연부재(118)를 이용하여 챔버(110)에 고정된다. 가스유입관(130)은 소스가스저장부(160)에 연결되며, 중간에 밸브시스템이 설치되어 있으나 이에 대한 설명은 생략한다. The
챔버의 측벽에는 기판출입구(119)가 형성되며, 기판출입구(119)에는 이를 개폐하는 슬롯밸브(미도시)가 설치된다.A
종래의 기판제조장치는 챔버하부의 배기구(120)에 연결된 제1 펌핑라인(121)을 통해서만 진공펌핑을 수행하였다. 제1 펌핑라인(121)에는 개폐기능만을 가지는 제1 게이트밸브(122), 유량조절기능을 가지는 제1 스로틀밸브(123), 제1 진공펌프(124) 등이 순차적으로 설치된다.The conventional substrate manufacturing apparatus performs the vacuum pumping only through the
그러나 가스분배판(113) 상부의 버퍼공간(116)은 비록 분사홀(114)을 통해 챔버 내부와 연통되어 있기는 하지만, 진공펌핑을 할 때 구조상 가스분배판(113) 하부공간의 압력과 평형을 이루는데는 상당한 시간이 요구된다.However, although the
따라서 제1 펌핑라인(121)을 통해서만 진공펌핑을 수행하면 버퍼공간(116)까지 완전히 펌핑하는데 많은 시간이 소요되어 장치의 생산성을 높이는데 한계가 있다.Therefore, if the vacuum pumping is performed only through the
이러한 한계를 극복하기 위해 본 발명의 실시예에서는 기판제조장치(100)의 내부를 가스분배판(113)을 기준으로 하부의 제1 영역은 종래처럼 제1 펌핑라인(121)을 통해 펌핑하고, 상부의 제2 영역, 즉 버퍼공간(116)은 별도의 제2 펌핑라인(131)을 통해 펌핑한다.In order to overcome this limitation, in the embodiment of the present invention, the inside of the
제2 펌핑라인(131)에도 제2 펌핑라인을 개폐하는 제2게이트밸브(132), 유량조절기능을 가지는 제2 스로틀밸브(133) 및 제2 진공펌프(134)가 순차적으로 설치된다. 제1,2 진공펌프(124,134)는 연속하여 설치되는 부스터펌프와 드라이펌프를 이용한다. In the
본 발명에서는 제2 펌핑라인(131)을 가스유입관(130)에 연결하였는데,이는 설치의 편의를 위한 것이므로, 버퍼공간(116)에 직접 연결하는 것을 배제하지는 않는다.In the present invention, the
그런데 진공펌핑을 할 때 초기부터 펌핑속도가 지나치게 빠르면 챔버 내부에 충격을 줄 수 있으므로 펌핑초기에는 작은 직경의 펌핑라인을 통해 슬로우 펌핑을 수행하고 순차적으로 큰 직경의 펌핑라인을 이용하여 펌핑함으로써 펌핑속도를 빨리하는 것이 바람직하다.However, when the pumping speed is too high from the beginning when the vacuum pumping can be shocked inside the chamber, the initial pumping is to perform slow pumping through a small diameter pumping line and to pump sequentially using a large diameter pumping line It is desirable to quickly.
따라서 도 5에 도시된 바와 같이 제1 펌핑라인(121)에 제1 게이트밸브(122) 및 제1 스로틀밸브(123)를 우회하는 서브펌핑라인(125)을 설치하고, 서브펌핑라인(125)에는 이를 개폐하는 서브펌핑라인밸브(126)를 설치하는 것이 바람직하다. Accordingly, as shown in FIG. 5, a
이러한 서브펌핑라인(125)은 제1 펌핑라인(121) 뿐만 아니라 제2 펌핑라인(131)에도 설치할 수 있다.The
한편, 챔버 내부를 대기압상태로 벤팅하는 경우에도, 가스분배판(113) 하부의 제1 영역에만 벤팅라인을 연결하면 버퍼공간(116)까지 대기압상태로 가압하는데 너무 많은 시간이 소요된다. On the other hand, even when the inside of the chamber is vented to atmospheric pressure, if the venting line is connected only to the first region of the lower portion of the
따라서 본 발명의 실시예에서는 벤팅속도를 높이기 위해서, 제1 영역인 가스분배판(113) 하부공간과 제2 영역인 버퍼공간(116)에 각각 별도의 벤팅라인을 연결한다. Therefore, in the embodiment of the present invention, in order to increase the venting speed, separate venting lines are connected to the lower space of the
이를 위해 제1 벤팅라인(141)을 챔버(110) 측벽에 연결하는 한편, 버퍼공간(116)과 연통되는 가스유입관(130)에도 제2벤팅라인(145)을 연결한다. 제2 벤팅라인(145)은 제2 펌핑라인(131)의 제2 게이트밸브(132) 전단에 연결할 수도 있다. To this end, the
제1,2 벤팅라인(141,145)은 벤팅가스 저장부(150)에 연결되며, 벤팅가스는 N2, Ar 등을 이용한다.The first and
제2 영역인 버퍼공간(116)은 제1 영역에 비해 용적이 작기 때문에 가스유입관(130)에 제2 벤팅라인(145)을 하나만연결하여도 무방하지만, 제1 영역은 제1 벤팅라인(141)을 하나만 연결할 경우 벤팅속도가 너무 늦어질 우려가 있다.Since the
따라서 챔버 측벽에 제1 벤팅라인(141)을 다수 개 연결하여야 하는데 이로 인해 설비가 복잡해질 수 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 챔버측벽의 관통부에 삽입되는 벤팅블록(180)을 제안한다.Therefore, a plurality of
벤팅블록(180)의 일측에는 벤팅가스분사구(181)가 형성되며 타측에는 외부의 벤팅가스저장부(150)와 연결되는 제1 벤팅라인(141)이 연결된다. 벤팅블록(180)의 내부에는 길이방향으로 중공부(182)가 형성되며, 제1 벤팅라인(141)을 통해 유입된 벤팅가스는 상기 중공부(182)에서 확산된 후에 벤팅가스분사구(181)를 통해 챔버 내부로 분사된다.A venting
따라서 벤팅속도를 높이기 위해 제1 벤팅라인(141)의 가스압력을 높이더라도 중공부(182)에서 일차 확산된 후 챔버 내부로 분사되기 때문에 챔버 내부부재나 기판에 미치는 충격을 줄일 수 있다.Therefore, even if the gas pressure of the
도 6은 이러한 벤팅블록(180)의 형상을 예시한 것으로서, 전체적으로 막대 형상을 가지며, 일 측면에 다수의 벤팅가스분사구(181)가 형성되어 있다. 이러한 벤팅블록(180)은 챔버의 일 측벽에만 설치될 수도 있으나, 신속한 벤팅을 위해서는 기판출입구(119)가 구비된 측벽을 제외한 나머지 측벽에 모두 설치되는 것이 바람직하다.6 illustrates the shape of the
한편 벤팅가스가 기판(s)에 직접 분사될 경우 기판(s)에 형성된 회로패턴 등이 손상될 우려가 있기 때문에, 벤팅가스가 기판(s)에 직접 분사되지 않도록 벤팅블록(180)의 설치위치 및 벤팅가스분사구(181)의 각도를 정할 필요가 있다.On the other hand, when the venting gas is directly injected onto the substrate s, the circuit pattern formed on the substrate s may be damaged, and thus, the installation position of the
특히, 기판(s)이 서셉터(111)의 상면에 밀착된 상태에서 벤팅가스가 분사되면, 벤팅가스가 기판(s)과 서셉터(111)의 사이로 유입되면서 기판(s)이 서셉터(111)의 상면에서 미끄러질 우려가 있다.In particular, when the venting gas is injected while the substrate s is in close contact with the upper surface of the
따라서 서셉터(111)에 결합된 리프트핀(미도시)을 상승시켜 기판(s)을 서셉터(111)의 상면으로부터 분리시킨 상태에서 벤팅가스를 분사하는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable to lift the lift pin (not shown) coupled to the
벤팅블록(180)에 형성되는 벤팅가스분사구(181)는 도 5에 도시된 바와 같이 상부방향과 하부방향의 2가지 각도로 제작될 수도 있고, 한 방향만으로 형성될 수도 있다.The venting
제1 벤팅라인(141)에는 벤팅라인을 단순히 개폐하는 제1 벤팅밸브(142)와 제1 유량조절부(143)를 각각 설치한다.The
제1 유량조절부(143)는 급속한 벤팅으로 인해 챔버의 내부부재 또는 기판에 충격이 가해지는 것을 방지하기 위해 유량을 서서히 증가시키는 데 주목적이 있는 것이어서, 일반적인 MFC(Mass Flow Controller)가 이용될 수도 있으나, 도 7에 도시된 바와 같이 서로 다른 직경의 제1,2 서브벤팅라인(149a,149b)과 상기 서브벤팅라인 중 어느 하나를 선택하는 선택밸브(148)를 이용하여 구성할 수도 있다.The
도 7에는 2개의 서브벤팅라인(149a,149b)만이 도시되어 있으나, 이를 3개 이상 설치하여도 무방함은 물론이고, 각 서브벤팅라인(149a,149b)의 직경을 달리함으로써, 벤팅 초기에는 보다 작은 직경의 서브벤팅라인을 통해 슬로우 벤팅을 수행하고 순차적으로 큰 직경의 서브벤팅라인을 이용하여 벤팅속도를 빨리하는 것이 바람직하다. Although only two
제2 벤팅라인(145)에도 제1 벤팅라인(141)과 동일하게 벤팅라인을 단순히 개폐하는 제2 벤팅밸브(146)와 제2 유량조절부(147)를 각각 설치하며, 제2유량조절부(147)는 제1 유량조절부(143)와 마찬가지로 일반적인 MFC를 이용하거나 서로 다른 직경의 다수의 벤팅라인과 상기 벤팅라인을 선택하는 선택밸브를 이용하여 구성할 수 있다.The
제1 벤팅라인(141)을 가스유입관(130)에 연결하는 것은 설치의 편의를 위한 것이므로, 제1 벤팅라인(141)을 버퍼공간(116)에 직접 연결하는 것이 배제되지 않는다.Since connecting the
벤팅 및 진공펌핑 과정에서 압력변화를 지속적으로 체크하기 위해 장치내부에 압력측정장치를 설치하는 것이 바람직하며, 압력측정장치에서 측정된 압력자료는 벤팅 및 진공펌핑 속도를 조절하는 자료로 활용된다. In order to continuously check the pressure change in the venting and vacuum pumping process, it is desirable to install a pressure measuring device inside the device. The pressure data measured in the pressure measuring device is used as a data for controlling the venting and vacuum pumping speed.
이와 같은 압력측정장치는 가스분배판(113) 하부의 제1 영역의 압력을 체크하는 제1 압력측정장치(171)와 제2 영역인 버퍼공간(160)의 압력을 측정하는 제2 압력측정장치(172)를 둘 수 있다. 버퍼공간(160)에 설치되는 제2 압력측정장치(172)는 생략될 수도 있다.Such a pressure measuring device includes a first
또한 본 발명의 실시예에서는 벤팅 및 진공펌핑을 위해 다수의 밸브가 이용되는데, 이러한 밸브의 조절은 장치의 제어시스템에 의해 자동으로 조절되는 것이 바람직함은 물론이다. In addition, in the embodiment of the present invention, a plurality of valves are used for venting and vacuum pumping, and the adjustment of the valves is preferably automatically controlled by the control system of the apparatus.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 기판제조장치(100)의 외부는 대기압 상태이므로 기판(s)이 출입하는 과정에서 외부의 공기 또는 불순물이 챔버 내부로 유입되는 것을 방지하기 위하여 N2 또는 불활성 가스 등의 비반응 가스를 분사하여 가스장벽을 형성한다. 유입된 공기중의 산소가 내부 부품 또는 기판(s)이 산화되거나 불순물에 의해 챔버 내부가 오염될 위험이 있기 때문이다.On the other hand, since the outside of the
구체적으로는, 기판출입구(119)와 연통되는 통로를 가지는 가스장벽하우징(190)을 챔버 외측에 결합하는데, 상기 가스장벽하우징(190)은 챔버와 다른 챔버를 연결하기 위해 사용되는 게이트포트일 수도 있고 별도의 구조물일 수도 있다.Specifically, the
가스장벽하우징(190)의 통로저면(192)에는 기판출입구(119)에서부터 제1 퍼지가스분사구(194) 및 제1 퍼지가스배기구(195)를 형성하고, 통로상면(193)에는 기판출입구(119)에서부터 제2 퍼지가스배기구(197) 및 제2 퍼지가스분사구(196)를 형성한다.A first purge
제1 퍼지가스분사구(194) 및 제1 퍼지가스배기구(195), 제2 퍼지가스분사구(196) 및 제2 퍼지가스배기구(197)는 각각 가스장벽하우징(190)의 너비방향으로 평행하게 형성된다.The first purge
도 8a 및 도 8b는 통로저면(192)에 형성된 제1 퍼지가스분사구 및 배기구 (194, 195)의 형상을 도시한 것으로서, 제1 퍼지가스분사구(194)는 가스장벽하우징(190)의 너비방향으로 길게 형성되는데, 그 형태는 슬릿 모양일 수도 있고 다수의 분사홀로 형성될 수도 있다.8A and 8B illustrate the shapes of the first purge gas injection port and the
제1 퍼지가스배기구(195)는 상기 분사구(194) 보다는 폭이 넓은 슬릿 모양으로 형성하는데, 이는 분사된 퍼지가스를 신속하게 배기시킴으로써 퍼지가스에 혼입된 외부의 공기 또는 오염물질이 챔버 내부로 유입되지 않도록 하기 위한 것이다. 제1 퍼지가스배기구(195)도 다수의 분사홀 형태로 형성할 수 있으나 이 경우에는 신속한 배기를 위해 분사홀의 직경을 다소 크게 형성하는 것이 바람직하다.The first
통로상면(193)에는 상기 제1 퍼지가스분사구 및 배기구(194,195)의 직상부에 제2 퍼지가스배기구(197)와 제2 퍼지가스분사구(196)를 각각 형성한다. A second purge
제2 퍼지가스분사구(196)도 제1 퍼지가스분사구(194)와 마찬가지로 슬릿 모 양 또는 다수의 분사홀 모양으로 형성할 수 있으며, 제2 퍼지가스배기구(196,197)도 제2 퍼지가스분사구(196) 보다 폭이 넓은 슬릿으로 형성되는 것이 바람직하나 분사홀 형태로 형성될 수도 있다.Like the first purge
제1 퍼지가스분사구(194) 및 제2 퍼지가스배기구(197)는 기판출입구(119)에 최대한 인접하여 설치되는 것이 바람직한데, 이는 기판출입구(119)의 전면에서 공기가 존재할 수 있는 공간을 최소화함으로써 챔버 내부로 공기가 유입될 가능성을 최소한으로 줄일 수 있기 때문이다.The first purge
한편, 가스장벽의 측면 가장자리를 통해 공기나 오염물질이 유입되지 않도록 가스장벽하우징(190)의 내부에 형성되는 가스장벽이 기판출입구(119)의 전면을 완전히 커버하도록 하여야 한다. Meanwhile, the gas barrier formed inside the
이를 위해서는 도 9a에 도시된 바와 같이 가스장벽하우징(190)의 통로 너비를 기판출입구(119)의 너비보다 넓게 하고, 제1,2 퍼지가스분사구(194,196)와 제1,2 퍼지가스배기구(195,197)의 전체 길이도 기판출입구(119)의 너비보다 넓게 하는 것이 바람직하다. To this end, as shown in FIG. 9A, the passage width of the
특히, 가스장벽하우징(190)의 대향하는 수직벽의 내측에 상하방향의 오목부(191)를 형성하고, 상기 제1,2 퍼지가스분사구(194,196)와 제1,2 퍼지가스배기구(195,197)의 양단이 상기 오목부(191)의 내부에 이르도록 형성하면, 상기 오목부(191)의 내부에도 가스장벽이 형성됨으로써 가스장벽의 가장자리를 통해서 공기나 오염물질이 유입될 가능성을 보다 완벽하게 차단할 수 있다. In particular, the first and second purge
도 9b는 도 9a에서 Ⅰ-Ⅰ 선에 따른 가스장벽하우징(190)의 단면을 도시한 도면으로서, 가스장벽하우징(190)의 내측벽 사이에 제1,2 가스장벽(184,185)이 형성되고, 각 가스장벽(184,185)의 양단이 내측벽에 형성된 오목부(191)의 내부까지 연장되어 있는 모습을 나타낸 것이다.FIG. 9B is a cross-sectional view of the
제1 가스장벽(184)은 제1 퍼지가스분사구(194)에서 상부의 제2 퍼지가스배기구까지 이어지는 가스장벽이고, 제2 가스장벽(185)은 상부의 제2 퍼지가스분사구에서 하부의 제1 퍼지가스배기구(195)까지 이어지는 가스장벽이다.The
도시된 바와 같이 제1,2 가스장벽(184,185)의 폭을 서로 다르게 형성한 것은 예시에 불과한 것이므로, 퍼지가스분사구(194,196)와 퍼지가스배기구(195,197)의 폭을 동일하게 함으로써 제1,2 가스장벽(184,185)의 폭을 서로 동일하게 할 수도 있다.As shown in the drawing, the widths of the first and
한편, 가스장벽의 차단효과를 높이기 위해서는 퍼지가스가 상기 오목부(191)의 내부를 가득 메우는 것이 바람직하므로, 오목부(191)의 폭은 각 가스장벽(184,185)의 폭보다 작거나 같은 것이 바람직하다. 가스장벽(184,185)의 폭보다 오목부(191)의 폭이 크면 오목부(191)의 내부로 외부의 공기 또는 오염물질이 유입될 수 있기 때문이다.On the other hand, in order to increase the blocking effect of the gas barrier, it is preferable that the purge gas fills the inside of the
따라서 제1 가스장벽(184)을 형성하는 제1 퍼지가스분사구(194)와 제2 퍼지가스배기구(197)는 모두 상기 오목부(191)의 폭보다 크거나 같은 것이 바람직하며, 제2 가스장벽(185)을 형성하는 제1 퍼지가스배기구(195)와 제2 퍼지가스분사구(198)도 오목부(191)의 폭보다 크거나 같은 것이 바람직하다. 특히 오목부(191)의 폭은 10mm 이하인 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable that both the first purge
제1,2 퍼지가스분사구(194,196)에는 각각 제1,2 퍼지가스공급관(198a,198b)이 연결되며, 제1,2 퍼지가스공급관(198a,198b)은 퍼지가스저장부(미도시)에 연결된다. First and second purge
한편, 상기 제1,2 퍼지가스공급관(198a,198b)을 통해 공급된 퍼지가스가 가스장벽하우징(190)의 통로내부로 균일하게 분사되기 위해서는 퍼지가스를 미리 확산시키는 것이 바람직하므로, 가스장벽하우징(190)의 벽 내부에 이를 위한 중공부를 형성할 수 있다. 이때 상기 중공부가 제1,2 퍼지가스분사구(194,196)와 각 연통되어야 함은 물론이다. Meanwhile, in order for the purge gas supplied through the first and second purge
제1,2 퍼지가스배기구(195,197)에는 각각 제1,2 퍼지가스배기관(199a,199b)이 연결되며, 상기 제1,2 퍼지가스배기관(199a,199b)은 최종적으로 진공펌프에 연결된다.First and second purge
따라서 기판이 출입하지 않는 동안에는 통로저면(192)의 제1 퍼지가스분사구(194)를 통해 분사된 비반응성의 퍼지가스는 통로상면(193)의 제2 퍼지가스 배기구(197)를 통해 배기되면서 제1 가스장벽을 형성하고, 통로상면(193)의 제2 퍼지가스분사구(196)를 통해 분사된 퍼지가스는 통로저면(192)의 제1 퍼지가스배기구(195)를 통해 배기되면서 제2 가스장벽을 형성한다.Therefore, the non-reactive purge gas injected through the first purge
이와 같은 분사 및 배기과정을 통해 기판출입구(119)의 전면에 이중의 가스장벽이 형성되므로, 챔버 내부로 외부의 공기나 오염물질이 유입되는 것이 방지된다.Through the injection and exhaust process, since a double gas barrier is formed on the front surface of the
다만 기판(s)이 챔버내부로 반입되고 기판출입구(119)가 완전히 닫힌 후에는 퍼지가스의 분사를 중단하여 가스장벽을 해제할 수 있으며, 기판(s)이 출입할 때는 기판출입구(119)가 열리기 전에 미리 가스장벽을 형성하여 기판출입구(119)의 전면에서 유동하는 불순물 및 공기를 미리 충분히 배기시키는 것이 바람직하다.However, after the substrate s is brought into the chamber and the
기판(s)이 출입할 때는 제1,2 퍼지가스분사구(194,196)를 통해 퍼지가스가 계속 분사되므로, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 퍼지가스분사구(194)를 통해 분사된 퍼지가스는 기판(s)에 반사된 후 제1 퍼지가스배기구(195)를 통해 배기되고, 제2 퍼지가스분사구(196)를 통해 분사된 퍼지가스는 기판(s)에 반사된 후 제2 퍼지가스배기구(197)를 통해 배기된다. 따라서 기판(s)의 하부와 상부에 각각 가스장벽이 형성된다.Since the purge gas is continuously injected through the first and second purge gas injection holes 194 and 196 when the substrate s enters and exits, as shown in FIG. 10, the purge gas injected through the first purge
한편 이상에서는 가스장벽하우징(190)의 통로저면(192)에는 제1 퍼지가스분사구(194) 및 제1 퍼지가스배기구(195)를 형성하고 통로상면(193)에는 제2 퍼지가스분사구(196) 및 제2 퍼지가스배기구(197)를 형성한 경우를 설명하였다.Meanwhile, the first purge
그러나 가스장벽하우징(190)은 외부의 공기나 불순물이 챔버 내부로 유입되는 것을 막기 위한 것이므로, 이러한 목적을 감안하면 더 많은 퍼지가스분사구 및 배기구를 형성할 수 있음은 물론이다. However, since the
즉, 도 11에 도시된 바와 같이 통로저면(192)에 분사구 및 배기구를 교대로 반복하여 3개 이상 형성하고, 통로상면(193)에는 이에 대응하는 퍼지가스 배기구 및 분사구를 교대로 반복하여 형성할 수 있다. That is, as illustrated in FIG. 11, three or more injection holes and exhaust ports are alternately formed on the passage
또한 챔버 내부로 공기 등이 유입되는 것을 보다 철저하게 막기 위해서는 퍼 지가스 배기구를 항상 기판출입구(119)에 인접하여 설치하는 것도 바람직한데, 예를 들어 도 5의 제1 퍼지가스분사구(194)의 내측으로 배기구를 추가로 설치함으로써 챔버 내부로 공기 또는 퍼지가스 등이 유입되는 것을 보다 철저히 막을 수 있다.In addition, in order to more thoroughly prevent the inflow of air and the like into the chamber, it is preferable to always install the purge gas exhaust port adjacent to the
또한 이상에서는 하우징(190)의 내면에 퍼지가스분사구 및 퍼지가스배기구를 번갈아가며 형성한 경우를 설명하였으나, 도 12에 도시된 바와 같이 통로저면(192) 및 통로상면(193)에 퍼지가스분사구(194',196')만을 다수 개 형성하는 것도 가능하다.In addition, in the above description, a case in which the purge gas injection port and the purge gas exhaust port are alternately formed on the inner surface of the
이때는 퍼지가스분사구를 바깥쪽으로, 즉, 기판출입구(119)의 반대쪽으로 경사지게 형성함으로써 퍼지가스 또는 퍼지가스에 혼입된 공기 또는 불순물이 챔버 내부로 유입되지 않고 외부로 배출되도록 하여야 한다.In this case, the purge gas injection port is formed to be inclined outwardly, that is, to the opposite side of the
한편, 이상에서는 가스장벽을 기판출입구(119)의 외측에 형성한 경우를 설명하였으나, 이러한 구조에서는 기판출입구(119)가 열릴 때마다 가스장벽 안쪽의 공기가 미처 배기되지 못하고 챔버 내부로 유입될 가능성이 있다. On the other hand, in the above described the case where the gas barrier is formed on the outside of the
따라서 이러한 가능성을 원천적으로 차단하기 위해서 가스장벽을 기판출입구(119)의 안쪽에 형성하는 것도 가능하다.Therefore, in order to fundamentally block such a possibility, it is also possible to form a gas barrier inside the
다만 일반적인 챔버에서 기판출입구(119)의안쪽에 가스장벽을 설치하는 데는 공간적인 제약이 뒤따르므로, 이를 위해서는 도 13에 도시된 바와 같이 챔버(110)의 외측에 챔버 내부와 연통되는 기판출입용 통로를 가지는 가스장벽 하우징(190) 을 결합하고 상기 가스장벽 하우징(190)의 말단에 슬롯밸브에 의해 개폐되는 기판출입구(119)를 설치한다. 물론 챔버(110)와 하우징(190)은 일체형으로 제작될 수도 있다.However, in the general chamber, since the gas barrier is installed on the inside of the
퍼지가스의 효율적 차단을 위해 가스장벽과 기판출입구(119) 사이의 간격을 최소화 시키거나 앞서 언급한 도 12와 같이 퍼지가스가 챔버 밖으로 분사되도록 분사 방향이 챔버 밖으로 향하는 퍼지가스 분사구를 기판출입구(119)의 안쪽에 추가로 설치하여 공기가 챔버 내부로 유입되지 않도록 하는 것이 바람직하다.In order to effectively block the purge gas, a purge gas injection hole whose injection direction is directed out of the chamber is minimized or the purge gas is injected out of the chamber as shown in FIG. 12 to minimize the gap between the gas barrier and the
기판출입구(119)의 안쪽에는 전술한 바와 마찬가지로 통로저면(192)에는 제1 퍼지가스분사구(194) 및 제1 퍼지가스 배기구(195)가 형성되고, 통로상면(193)에는 제2 퍼지가스분사구(196) 및 제2 퍼지가스배기구(197)가 형성된다. 또한 도 11에 도시된 바와 같이 퍼지가스분사구 및 배기구가 3번 이상 교차하여 형성될 수도 있다.In the inside of the
이 경우 기판출입구(119)가 열리기 전에 가스장벽을 형성하면 기판출입구(119)를 통해 공기가 유입될 가능성이 원천적으로 차단될 수 있다.In this case, if the gas barrier is formed before the
또한 기판출입구(119)의 안쪽에 형성되는 가스장벽에 추가하여 기판출입구(119)의 바깥쪽에도 가스장벽을 형성할 수 있는데, 이를 위해서는 도 14에 도시된 바와 같이 슬롯밸브에 의해 개폐되는 기판출입구(119)를 가스장벽하우징(190)의 중간에 설치하고, 기판출입구(119)의 내측 및 외측에 퍼지가스분사구 및 배기구를 각각 형성할 수도 있고, 기판출입구(119)의 바깥쪽에 가스장벽생성수단을 가지는 별도의 하우징을 더 결합할 수도 있다.Further, in addition to the gas barrier formed inside the
이때 기판출입구(119)의 외측에는 도 12에 도시된 바와 같이 바깥쪽으로 기울어진 퍼지가스분사구만을 형성할 수도 있다.At this time, only the purge gas injection port inclined outward may be formed on the outside of the
한편 이러한 가스장벽이외에도 가스장벽 하우징(190) 또는 기판출입구(119)의 전면에 FFU(Fan Filter Unit)을 설치하면 챔버 내부로 오염물질이 유입될 가능성을 크게 줄일 수 있다. On the other hand, if the FFU (Fan Filter Unit) is installed in front of the
그리고 본 명세서의 도면에는 가스장벽 하우징(190)이 발명의 특징을 강조하기 위해 다소 과장되어 도시되었으나 실제 장치에 적용할 때는 기판이 출입할 수 있을 정도로 최소한의 사이즈로 설계되는 것이 바람직하다.In addition, although the
이하에서는 도5를 참조하여, 상기 기판제조장치(100)에서 공정이 진행되는 과정을 살펴본다.Hereinafter, a process in which the process is performed in the
먼저, 진공상태에서 기판(s)에 대한 공정을 마치면, 기판(s)을 반출하기 전에 챔버 내부를 대기압상태로 전환하여야 하므로, 제1,2 벤팅라인(141,145)을 통해 벤팅가스를 챔버 내부로 분사한다.First, when the process for the substrate s in the vacuum state is finished, the chamber interior should be switched to the atmospheric pressure state before the substrate s is discharged, so that the venting gas is introduced into the chamber through the first and
제1 벤팅라인(141)을 통해 공급되는 벤팅가스는 벤팅블록(180)의 중공부(182)에서 확산된 후 벤팅가스분사구(181)를 통해 가스분배판(113) 하부의 제1 영역으로 분사되며, 제2 벤팅라인(145)을 통해 공급되는 벤팅가스는 가스유입관(130)을 거쳐 가스분배판 상부의 버퍼공간(116), 즉 제2 영역으로 유입된다. The venting gas supplied through the
통상 버퍼공간(116)이 제1 영역보다 훨씬 작은 용적을 가지기 때문에 버퍼공 간(116)이 먼저 대기압상태로 가압될 것이므로 종전처럼 버퍼공간으로 인해 벤팅시간이 길어지는 문제가 해결된다.Since the
버퍼공간(116) 및 챔버 내부공간에 대한 벤팅이 완료되면, 기판출입구(119)에 설치된 슬롯밸브(미도시)가 열리면서 로봇이 진입하여 기판(s)을 반출하고 미처리기판을 다시 서셉터(111)에 안치한다.When the venting of the
이 과정에서 가스장벽하우징(190)의 통로 저면(192) 및 상면(193)에 형성된 제1,2 퍼지가스분사구(194,196)를 통해 비반응성 퍼지가스가 분사되어 가스장벽을 형성하여 외부의 공기 및 오염물이 챔버 내부로 유입되는 것을 방지한다. 분사된 퍼지가스는 반대편에 위치하는 제1,2 퍼지가스배기구(195,197)를 통해 배기된다.In this process, non-reactive purge gas is injected through the first and second purge gas injection holes 194 and 196 formed in the
로봇이 물러나면, 기판출입구(119)를 닫고 다시 공정분위기를 조성하기 위해 진공펌핑을 실시하는데, 제1 영역에 연결되는 제1 펌핑라인(121)과 가스유입관(130)을 통해 제2 영역에 연결되는 제2 펌핑라인(131)을 통해 동시에 펌핑이 진행된다.When the robot retreats, vacuum pumping is performed to close the
역시 가스분배판(113) 상부의 제2 영역이 제1 영역에 비해 상대적으로 용적이 작기 때문에 먼저 펌핑될 것이므로, 종래처럼 버퍼공간(116) 때문에 펌핑시간이 길어지는 문제점이 해결된다.In addition, since the second region on the upper portion of the
진공펌핑이 완료되면, 가스유입관(130)을 통해 소스가스저장부(160)의 소스가스를 공급함과 동시에 RF전극(115)에 RF전력을 인가함으로써 플라즈마를 발생시켜 기판(s)에 대한 공정을 진행한다.When the vacuum pumping is completed, the plasma is generated by supplying the source gas of the source
이상에서는 PECVD 장치를 예시하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반도체소자 또는 평면표시소자의 제조를 위해 진공분위기에서 기판을 처리하는 모든 종류의 장치 및 시스템에 적용될 수 있다.The present invention has been described above by exemplifying a PECVD apparatus, but the present invention can be applied to all kinds of apparatuses and systems for processing a substrate in a vacuum atmosphere for manufacturing a semiconductor device or a flat panel display device.
본 발명에 따르면, 기판제조장치를 로봇용 가이드레일을 따라 인라인 방식으로 배치함으로써 기판제조시스템이 구축되기 때문에 설치가 간편하다. 또한 기판제조장치의 벤팅 및 펌핑속도를 향상시켜 생산성을 높일 수 있으며, 기판출입구의 전면에 가스장벽을 형성하여 기판출입시에 공기 또는 불순물이 기판제조장치로 유입되어 내부 부재를 산화시키거나 오염시키는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, since the substrate manufacturing system is constructed by arranging the substrate manufacturing apparatus in-line along the robot guide rail, installation is easy. In addition, it is possible to increase productivity by improving the venting and pumping speed of the substrate manufacturing apparatus, and by forming a gas barrier on the front of the substrate entrance, air or impurities flow into the substrate manufacturing apparatus to oxidize or contaminate the internal members. Can be prevented.
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