KR20100001118A - 기판 열처리 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열처리 장치의 챔버를 다층 구조로 형성하여 레이아웃을 최소화할 수 있는 기판 열처리 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 기판 열처리 시스템은 기판에 열처리를 행하는 가열부가 설치된 적어도 하나의 챔버를 구비하는 열처리부; 및 상기 열처리부의 일측면에 설치되며, 상기 챔버 내외부로 열처리 전ㆍ후의 기판을 지지하며 이송하는 이송부;를 포함하되, 상기 챔버가 수직 방향으로 적층 형성된다. 이러한 구성에 의하여, 기판을 이송시키는 별도의 이송 장치가 불필요할 뿐만 아니라 공간과 물류라인 및 장비를 절감할 수 있다.
기판 열처리, 다층 구조, 레이아웃

Description

기판 열처리 시스템{SUBSTRATE HEAT TREATMENT SYSTEM}
본 발명은 기판 열처리 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 열처리 장치의 챔버를 다층 구조로 형성하여 레이아웃을 최소화할 수 있는 기판 열처리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 평판표시장치 등을 위한 집적 회로 및 다른 전자 소자의 제조에 있어서, 열처리 장치가 이용되어 왔다. 열처리 장치는 CVD(Chemical Vapor Deposition) 처리를 포함하는 성막 처리, 산화 처리, 확산 처리, 에칭 처리, 어닐링 처리 등의 각종 처리를 진공 상태에서 수행한다.
이처럼 평판표시장치를 제조하기 위해서는 다수 개의 챔버가 설치된 열처리 장치에서 각 챔버에 투입된 기판 상에 동일한 열처리 공정을 수행하게 된다. 이러한 열처리 장치에는 멀티 챔버형 열처리 장치, 직렬형 챔버 및 U형 챔버를 구비한 열처리 장치 등이 있다.
먼저, 멀티 챔버형 열처리 장치는 프로세스 챔버와, 로드 로크실, 다각형 반송실 및 반송 아암으로 구성된다. 프로세스 챔버는 3개 내지 6개의 진공 처리실로 구성되고, 로드 로크실은 프로세스 챔버에 기판을 반입·반출하는 반송 아암을 구비한다. 그리고, 다각형 반송실은 각 프로세스 챔버 및 로드 로크실이 주위에 배치되고, 프로세스 챔버 및 로드 로크실과 게이트 밸브를 거쳐 기밀하게 연통하는 복수 개의 접속구를 주변 벽에 갖는다. 또한, 반송 아암은 다각형 반송실 내에 설치된 선회 및 신축 가능하도록 설치된다.
그리고, 직렬형 챔버 및 U형 챔버를 구비한 열처리 장치는 기판을 열처리하는 다수개의 진공 처리실과, 로드 로크실을 구비한다. 여기서, 로드 로크실은 진공 처리실 사이로 기판의 교환을 수행하기 위한 반송 수단으로서, 반송 아암을 내장한다.
그러나, 상술한 멀티 챔버형 열처리 장치 및 직렬형 챔버를 구비한 열처리 장치와 같은 레이아웃 구성은 챔버의 개수가 늘어날수록 설치 면적이 넓어 많은 공간과 물류라인을 차지하게 되는 문제점이 있다. 또한, 열처리된 기판을 각각의 챔버로 이송하기 위해 챔버 내에 반송 아암과 같은 장비를 추가적으로 설치하여야 하는 문제점도 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 열처리 장치의 챔버를 다층 구조로 형성하여 레이아웃을 최소화할 수 있는 기판 열처리 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 기판 열처리 시스템은 기판에 열처리를 행하는 가열부가 설치된 적어도 하나의 챔버를 구비하는 열처리부 및 상기 열처리부의 일측면에 설치되며, 상기 챔버 내외부로 열처리 전ㆍ후의 기판을 지지하며 이송하는 이송부를 포함하되, 상기 챔버가 수직 방향으로 적층 형성된다.
바람직하게, 상기 챔버에서는 각각 동일한 열처리를 행한다.
또한, 상기 이송부에는 상기 기판을 상기 챔버에 투입ㆍ배출시키는 이송수단이 구비되며, 상기 이송수단은 상하이동수단, 좌우이동수단 및 회전가능한 연결수단으로 구성된다.
또한, 상기 이송부를 사이에 두고 상기 열처리부와 대향하는 위치에 설치되며, 열처리 전ㆍ후의 상기 기판이 보관되는 카세트부를 더 포함한다.
또한, 상기 열처리부의 각 챔버에는 상기 기판이 투입ㆍ배출되는 게이트부가 설치되며, 상기 챔버는 진공 상태인 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 열처리 장치의 챔버를 다층 구조로 형성하여 레이아웃을 1/2 이상으로 줄여 최소화함으로써, 기판을 이송시키는 별도의 이송 장치가 불필요하여 장비를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 공간 및 물류라인을 절감할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예를 도시한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 기판 열처리 시스템을 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 열처리 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 열처리 시스템은 열처리부(10)와 이송부(20)를 포함한다. 열처리부(10)는 적어도 하나의 챔버(10a, 10b, 10c)로 구성되며, 각 챔버(10a, 10b, 10c)에는 기판에 열처리를 행하는 가열부(11a, 11b, 11c, 도 2 참조)가 설치되어 있다. 여기서, 가열부는 기판을 일정 온도까지 단계적으로 유지시킨다. 그리고, 열처리부(10)는 제1 챔버(10a), 제2 챔버(10b) 및 제3 챔버(10c)가 수직 적층되어 형성되며, 각각의 챔버(10a, 10b, 10c)에서는 동일한 열처리를 수행한다.
그리고, 이송부(20)는 열처리부(10)의 일측면에 설치되어 챔버(10a, 10b, 10c) 내외부로 기판을 지지하며 이송한다. 즉, 이송부(20)는 열처리 전의 기판을 챔버(10a, 10b, 10c) 내부로 이송하고, 열처리 후의 기판을 챔버(10a, 10b, 10c) 외부로 이송한다. 이때, 이송부(20)에는 기판을 챔버(10a, 10b, 10c)에 투입ㆍ배출시키기 위한 이송수단(21, 도 2 참조)이 구비되는데, 이송수단의 구성 및 작동에 대한 상세한 설명은 도 5에서 후술한다.
도 2는 도 1의 A-A`에 따른 단면도이다.
도 2를 참조하면, 열처리부(10)인 제1 챔버(10a), 제2 챔버(10b) 및 제3 챔버(10c)는 수직으로 적층되어 있으며, 각각의 챔버(10a, 10b, 10c)에는 제1 가열부(11a), 제2 가열부(11b) 및 제3 가열부(11c)가 설치되어 있다.
그리고, 열처리부(10)의 일측면에 설치된 이송부(20)에는 제1 챔버(10a), 제2 챔버(10b) 및 제3 챔버(10c) 각각에 기판을 투입ㆍ배출시키는 이송수단(21)이 구비된다. 이송수단(21)은 상하, 좌우로의 이동 및 회전이 가능하다.
여기서, 챔버(10a, 10b, 10c) 각각에 기판을 투입ㆍ배출시킬 수 있도록 제1 챔버(10a), 제2 챔버(10b) 및 제3 챔버(10c)에는 제1 게이트부(40a), 제2 게이트부(40b) 및 제3 게이트부(40c)가 설치된다. 기판에 열처리를 행할 때에는 각 게이트부(40a, 40b, 40c)가 닫힌 상태로 진행하여 진공 상태를 유지시키고, 열처리 전의 기판이 각 챔버(10a, 10b, 10c)로 투입되거나 열처리 후의 기판이 각 챔버(10a, 10b, 10c)로부터 배출될 때에는 각 게이트부(40a, 40b, 40c)가 오픈된 대기 상태에서 진행한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 열처리 시스템에서 열처리가 진행되는 과정을 살펴보면, 먼저 다수 개의 기판을 준비한다. 준비된 기판 중 세 개의 기판을 이송수단(21)에 의해 각 게이트부(40a, 40b, 40c)가 오픈된 제1 챔버(10a), 제2 챔버(10b) 및 제3 챔버(10c)로 각각 투입한다. 기판이 투입되면, 각 게이트부(40a, 40b, 40c)를 닫아 챔버(10a, 10b, 10c) 내부를 진공상태로 유지시킨다. 이때 챔버(10a, 10b, 10c) 내부에 설치된 가열부(11a, 11b, 11c)에 의해 기판을 일정 온도까지 단계적으로 유지시켜 기판 상에 열처리를 행한다. 열처리가 완료되면, 각 게이트부(40a, 40b, 40c)가 오픈되게 되고, 이송수단(21)에 의해 각각의 기판을 배출시킨다. 그리고, 다시 상기와 같은 과정을 반복하여 기판에 열처리를 행하게 된다.
이처럼 본 발명에 의한 기판 열처리 시스템을 이용하면, 기판에 증착이 완료된 이후 기판이 다른 챔버로 이동하지 않고 이송부로 배출된다. 따라서, 하나의 챔버가 고장나더라도 다른 챔버들에 영향을 주지 않을 뿐만 아니라, 기판을 다른 챔버로 이송시키기 위한 물류 라인을 저감시킬 수 있다. 또한, 챔버가 수직으로 적층되어 있으므로 공간을 절감할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 열처리 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 사시도이다. 도 3에서는 본 발명의 제1 실시예를 나타낸 도 1과 동일한 구성에 대한 설명은 생략한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 열처리 시스템은 열처리부(100)와 이송부(200) 및 카세트부(300)를 포함한다. 열처리부(100)는 가열부가 설치된 적어도 하나의 챔버(100a, 100b, 100c)로 구성되며, 동일한 열처리를 수 행하는 제1 챔버(100a), 제2 챔버(100b) 및 제3 챔버(100c)가 수직 적층되어 형성된다.
그리고, 이송부(200)는 열처리부(100)의 일측면에 설치되어 챔버(100a, 100b, 100c) 내외부로 기판을 지지하며 이송한다. 또한, 카세트부(300)는 이송부(200)를 사이에 두고 열처리부(100)와 대향하는 위치에 설치되며, 이송부(200)에 의해 이송되는 열처리 전ㆍ후의 기판을 보관한다.
도 4는 도 3의 B-B`에 따른 단면도이다.
도 4를 참조하면, 열처리부(100)인 제1 챔버(100a), 제2 챔버(100b) 및 제3 챔버(100c)는 수직으로 적층되어 있으며, 각각의 챔버(100a, 100b, 100c)에는 제1 가열부(110a), 제2 가열부(110b) 및 제3 가열부(110c)가 설치되어 있다.
그리고, 열처리부(100)의 일측면에 설치된 이송부(200)에는 상하, 좌우로의 이동 및 회전이 가능한 이송수단(210)이 구비된다. 이송수단(210)은 제1 챔버(100a), 제2 챔버(100b) 및 제3 챔버(100c) 각각에 형성된 제1 게이트부(400a), 제2 게이트부(400b) 및 제3 게이트부(400c)를 통해 기판(S)을 투입ㆍ배출시킨다. 여기서 각 게이트부(400a, 400b, 400c)가 닫히게 되면 각 챔버(100a, 100b, 100c) 내부는 진공 상태를 유지하게 된다.
또한, 이송부(200)를 사이에 두고 열처리부(100)와 대향하는 위치에는 카세트부(300)가 설치된다. 카세트부(300)에는 카세트 수용함(310)이 설치되어 이송부(200)에 의해 이송되는 열처리 전ㆍ후의 기판(S)을 보관하는 역할을 한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 열처리 시스템에서 열처리가 진행되는 과정은 상기의 제1 실시예와 동일하므로 생략한다.
도 5는 본 발명에 따른 이송수단의 작동을 설명하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 이송부에 설치된 이송수단은 각 챔버의 내외부로 기판을 지지하며 이송한다. 이송수단은 상하로 이동가능한 상하이동수단(210c), 좌우로 이동가능한 좌우이동수단(210a) 및, 상하이동수단과 좌우이동수단을 연결하며 회전이 가능한 연결수단(210b)으로 구성된다. 이에 의해, 하나의 이송수단으로 번갈아가며 다수개의 기판을 각 챔버 내외부로 이송할 수 있다. 즉, 이송부는 열처리 전의 기판을 챔버 내부로 이송하고, 열처리 후의 기판을 챔버 외부로 이송한다.
이송수단의 작동을 살펴보면, 먼저 열처리 전의 제1 기판이 좌우이동수단(210a) 상에 올려지면, 제1 기판이 투입될 제1 챔버의 게이트부의 높이에 맞춰 상하이동수단(210c)이 이동한다. 그리고, 제1 챔버의 게이트부를 통해 좌우이동수단(210a)이 챔버 내부로 이동하며 제1 기판을 투입시킨다. 제1 챔버의 게이트부가 닫히고 제1 기판에 열처리가 진행되는 동안 이송수단은 제1 챔버에 제1 기판이 투입되는 것과 동일한 작동으로 제2 챔버 및 제3 챔버에 순차적으로 제2 기판 및 제3 기판을 투입한다.
그리고 제1 기판의 열처리가 완료되면, 좌우이동수단(210a) 및 상하이동수단(210c)에 의해 열처리가 완료된 제1 기판을 배출시킨다. 이때, 연결수단(210b)은 기판이 배출되는 카세트부의 방향으로 회전하여 열처리가 완료된 기판을 좌우이 동수단(210a) 및 상하이동수단(210c)에 의해 카세트부에 보관한다. 이와 동시에 열처리 전의 제4 기판을 카세트부에서 꺼내어 비어있는 제1 챔버로 제4 기판을 투입하여 열처리한다. 상기에서 설명한 것과 같은 이송수단의 작동에 의해 다수 개의 기판에 동시에 열처리를 진행할 수 있다.
이와 같이, 챔버가 수직 방향으로 적층 형성되어 있으므로, 챔버의 개수가 늘어나더라도 공간에 구애받지 않고 설치할 수 있다. 또한, 하나의 챔버에서 기판에 증착이 완료된 이후 다른 챔버로 기판을 이송시킬 필요가 없으므로, 챔버 내부에 컨베이어 벨트와 같은 기판 이동 수단이 불필요하여 물류라인을 저감할 수 있다.
전술한 실시예에서는 챔버가 3층으로 적층되어 있는 것을 설명하였으나, 2층 이상으로 적층된 모든 기판 열처리 시스템에 적용 가능하다.
또한, 전술한 실시예에서는 이송수단이 각 챔버로 상하 이동하며 기판을 이송하는 것을 설명하였으나, 각 챔버별로 이송수단이 구비되어 기판을 이송시킬 수 있음은 물론이다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 열처리 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 사시도.
도 2는 도 1의 A-A`에 따른 단면도.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 열처리 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 사시도.
도 4는 도 3의 B-B`에 따른 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 이송수단의 작동을 설명하는 도면.

Claims (7)

  1. 기판에 열처리를 행하는 가열부가 설치된 적어도 하나의 챔버를 구비하는 열처리부; 및
    상기 열처리부의 일측면에 설치되며, 상기 챔버 내외부로 열처리 전ㆍ후의 기판을 지지하며 이송하는 이송부;를 포함하되,
    상기 챔버가 수직 방향으로 적층 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 열처리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 챔버에서는 각각 동일한 열처리를 행하는 것을 특징으로 하는 기판 열처리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이송부에는 상기 기판을 상기 챔버에 투입ㆍ배출시키는 이송수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 열처리 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 이송수단은 상하이동수단, 좌우이동수단 및 회전가능한 연결수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 열처리 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이송부를 사이에 두고 상기 열처리부와 대향하는 위치에 설치되며, 열처리 전ㆍ후의 상기 기판이 보관되는 카세트부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 열처리 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 열처리부의 각 챔버에는 상기 기판이 투입ㆍ배출되는 게이트부가 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 열처리 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 챔버는 진공 상태인 것을 특징으로 하는 기판 열처리 시스템.
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