KR20110006091A - Substrate processing apparatus and method, and in-line processing system and method comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 특히 솔라셀을 제조하는데 사용되는 기판처리 장치 및 방법과, 이를 포함한 인라인 처리 시스템 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a substrate processing apparatus and method for use in manufacturing semiconductors, in particular, solar cells, and to inline processing systems and methods including the same.
국제적인 환경 문제와 에너지 문제를 해결하기 위하여, 세계 각국에서는 대체 에너지에 대한 연구 및 개발이 활발하게 진행되고 있다. 특히, 대체 에너지에 대한 관심은 최근의 국제적인 유가 급등 문제와, 화석연료의 고갈에 따라 더욱 고조되고 있다. 화석연료를 대체할 수 있는 대체 에너지로서는 환경적인 측면과 무한 에너지원이라는 측면에서 태양 에너지가 크게 각광받고 있다. In order to solve international environmental and energy problems, researches and developments on alternative energy are being actively conducted around the world. In particular, the interest in alternative energy has been heightened by recent international oil price hikes and the depletion of fossil fuels. As an alternative energy to replace fossil fuels, solar energy is receiving much attention in terms of environmental aspects and infinite energy sources.
그 예로, 태양광을 수광하여 이를 전기에너지로 변환시키는 솔라셀(solar cell)과 같은 반도체 소자가 이용되고 있다. 일반적으로, 솔라셀은 PN접합 다이오드 형태로서, 태양 에너지에 의해 여기된 소수 캐리어가 PN접합 면을 가로질러 확산되고 이로 인해 PN접합 다이오드의 양단에서 전압차가 발생함으로써, 기전력이 생기게 한다. For example, a semiconductor device such as a solar cell that receives sunlight and converts it into electrical energy is used. In general, a solar cell is in the form of a PN junction diode, in which minority carriers excited by solar energy diffuse across the PN junction surface, causing a voltage difference across the PN junction diode, resulting in electromotive force.
솔라셀을 제조하기 위해서는, 글라스 등의 기판에 P형 또는 N형 반도체층, 반사방지막, 전극 등의 박막을 증착하는 공정과, 에너지 변환효율을 개선하는데 필요한 패턴을 형성하기 위해 증착 박막을 식각하는 공정 등의 다양한 공정을 거치게 된다. 이러한 공정 중에는, 기판에 박막을 증착하기에 앞서, 기판을 프리 히팅하는 공정이 포함될 수 있다. In order to manufacture a solar cell, a process of depositing a thin film such as a P-type or N-type semiconductor layer, an antireflection film, an electrode, or the like on a substrate such as glass, and etching the deposited thin film to form a pattern necessary for improving energy conversion efficiency. It goes through various processes such as process. Such a process may include a step of preheating the substrate prior to depositing a thin film on the substrate.
그런데, 종래에 따르면, 기판은 카트(cart)에 구비된 판 형상의 지지 부재의 윗면에 얹혀진 상태에서 지지 부재와 함께 히팅된 후, 증착 공정이 수행된다. 이 과정에서, 히팅된 기판은 지지 부재로 인해 열을 빼앗겨 열 손실이 있을 수 있고, 이에 따라 기판에 균일한 온도 분포가 이루어지지 않을 수 있다. 그러면, 박막 증착 공정이 진행될 때, 박막의 균일성에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다. However, according to the related art, the substrate is heated together with the supporting member in a state where the substrate is placed on the upper surface of the plate-shaped supporting member provided in the cart, and then a deposition process is performed. In this process, the heated substrate may be deprived of heat due to the support member, resulting in heat loss, and thus may not be uniform temperature distribution on the substrate. Then, when the thin film deposition process is performed, it may adversely affect the uniformity of the thin film.
이러한 문제를 해소하고자, 지지 부재는 기판과의 접촉 면적을 줄이도록 기판의 가장자리를 일부 지지하는 구조로 이루어질 수 있다. 하지만, 전술한 경우에도, 기판이 지지 부재와 함께 히팅된 후, 기판과 지지 부재가 접촉되는 부위와 접촉되지 않은 부위 사이에 온도 차이가 유발될 수 있다. 따라서, 기판에 균일한 온도 분포가 이루어지지 않을 수 있다. In order to solve this problem, the support member may be configured to partially support the edge of the substrate to reduce the contact area with the substrate. However, even in the case described above, after the substrate is heated together with the supporting member, a temperature difference may be caused between the portion where the substrate and the supporting member are in contact with the portion which is not in contact. Therefore, a uniform temperature distribution may not be achieved on the substrate.
본 발명의 과제는 기판을 균일한 온도 분포로 히팅하여 열 손실을 최소화할 수 있는 기판처리 장치 및 방법을 제공함에 있다. An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and method that can minimize the heat loss by heating the substrate in a uniform temperature distribution.
그리고, 본 발명의 과제는 기판에 대한 연속적인 처리가 가능하여 생산 효율을 향상시킬 수 있는 인라인 처리 시스템 및 방법을 제공함에 있다.In addition, an object of the present invention is to provide an inline processing system and method capable of continuously processing a substrate to improve production efficiency.
상기의 과제를 달성하기 위한 기판처리 장치는, 기판을 얹어서 기판이 이송되게 하는 것으로 기판의 가장자리 아래를 지지하도록 중앙이 개구되며 기판의 이송 방향을 기준으로 후단이 개구된 카트와, 상기 카트로부터 공급받은 기판을 처리하는 기판처리 챔버부를 포함하며, 상기 기판처리 챔버부는, 내부 공간을 갖는 챔버; 상기 카트를 상기 챔버 안으로 공급하거나 상기 챔버 밖으로 배출시키는 이송 유닛; 상기 챔버 내에 설치되며 윗면에 기판이 안착되는 히팅부; 및 상기 챔버 안으로 공급된 기판을 상승 또는 하강시켜 상기 카트와 히팅부에 기판이 로딩 또는 언로딩되게 하는 것으로, 상기 히팅부를 관통해서 승강되는 복수의 승강 핀들과 상기 승강 핀들을 승강시키는 승강 구동기구를 구비한 승강 유닛;을 포함한다. In order to achieve the above object, a substrate processing apparatus includes a cart having a center opened to support a substrate below an edge by placing a substrate on the substrate, and having a rear end opened in a transport direction of the substrate, and supplied from the cart. A substrate processing chamber portion for processing the received substrate, the substrate processing chamber portion comprising: a chamber having an internal space; A transfer unit for feeding the cart into or out of the chamber; A heating unit installed in the chamber and having a substrate seated thereon; And raising or lowering the substrate supplied into the chamber so that the substrate is loaded or unloaded to the cart and the heating unit, and the plurality of lifting pins and the lifting drive mechanism for lifting the lifting pins up and down through the heating unit. And a lifting unit provided.
기판처리 방법은, 카트에 기판을 로딩해서 챔버 안으로 이송하는 단계; 챔버 내의 승강 핀들을 상승시켜 기판을 들어올림에 따라 기판을 카트로부터 언로딩하는 단계; 기판이 언로딩된 카트를 챔버 밖으로 이송하는 단계; 챔버 내의 승강 핀들을 하강시켜 기판을 히팅부 윗면에 안착시킨 후, 기판을 처리하는 단계; The substrate processing method includes loading a substrate into a cart and transferring the substrate into a chamber; Unloading the substrate from the cart as the lift pins in the chamber are raised to lift the substrate; Transferring the cart with the substrate unloaded out of the chamber; Lowering the lifting pins in the chamber to seat the substrate on the heating surface, and then processing the substrate;
챔버 내의 승강 핀들을 상승시켜 처리된 기판을 들어올린 후, 챔버 밖에 있는 카트를 챔버 안으로 이송하는 단계; 및 챔버 내의 승강 핀들을 하강시켜 처리된 기판을 카트에 로딩한 후, 챔버 밖으로 이송하는 단계;를 포함한다. Raising the lift pins in the chamber to lift the processed substrate and then transferring the cart outside the chamber into the chamber; And lowering the lifting pins in the chamber to load the processed substrate into the cart and to transport it out of the chamber.
인라인 처리 시스템은, 기판을 얹어서 기판이 이송되게 하는 것으로, 기판의 가장자리 아래를 지지하도록 중앙이 개구되고, 기판의 이송 방향을 기준으로 후단이 개구된 카트; 공급받은 기판에 대해 프리 히팅하는 로드락 챔버부; 상기 로드락 챔버부로부터 공급받은 기판에 대해 공정 처리하는 것으로, 공정 챔버와, 상기 카트에 얹혀진 기판을 상기 공정 챔버 안으로 공급하거나 상기 공정 챔버 밖으로 배출시키는 이송 유닛과, 상기 공정 챔버 내에 설치되며 윗면에 기판이 안착되는 히팅부, 및 기판을 상승 또는 하강시켜 상기 카트와 상기 히팅부에 기판이 로딩 또는 언로딩되게 하는 것으로 상기 히팅부를 관통해서 승강되는 복수의 승강 핀들과 상기 승강 핀들을 승강시키는 승강 구동기구를 구비한 승강 유닛을 포함한 공정 챔버부; 및 상기 공정 챔버부로부터 공급받은 기판에 대해 냉각을 행하는 언로드락 챔버부;를 포함한다. An inline processing system includes: a cart on which a substrate is placed to be transported, the center being opened to support under the edge of the substrate, and the rear end being opened relative to the transport direction of the substrate; A load lock chamber unit preheating the supplied substrate; Process processing of the substrate supplied from the load lock chamber unit, the transfer chamber for supplying the substrate mounted on the cart into the process chamber or discharged out of the process chamber, and installed in the process chamber and on the upper surface Lifting drive for raising and lowering the heating unit on which the substrate is seated, and the lifting pins and the lifting pins which are lifted and lowered through the heating unit by raising or lowering the substrate to load or unload the substrate to the cart and the heating unit. A process chamber portion including an elevation unit having a mechanism; And an unload lock chamber unit configured to cool the substrate supplied from the process chamber unit.
인라인 처리 방법은, 카트에 기판을 로딩해서 로드락 챔버 안으로 이송한 후, 이송된 기판에 대해 프리 히팅하는 단계; 프리 히팅된 기판이 로딩된 카트를 공정 챔버 안으로 이송하는 단계; 공정 챔버 내의 승강 핀들을 상승시켜 기판을 들어올림에 따라 기판을 카트로부터 언로딩하는 단계; 기판이 언로딩된 카트를 언로드락 챔버 안으로 이송하는 단계; 공정 챔버 내의 승강 핀들을 하강시켜 기판을 히팅부 윗면에 안착시킨 후, 공정 처리하는 단계; 공정 챔버 내의 승강 핀들을 상승 시켜 공정 처리된 기판을 들어올린 후, 언로드락 챔버 내에 있는 카트를 공정 챔버 안으로 이송하는 단계; 공정 챔버 내의 승강 핀들을 하강시켜 공정 처리된 기판을 카트에 로딩하는 단계; 및 공정 처리된 기판이 로딩된 카트를 언로드락 챔버 안으로 이송한 후, 이송된 기판에 대해 냉각 처리하는 단계;를 포함한다. The inline processing method includes loading a substrate into a cart and transferring the substrate into a load lock chamber and then preheating the transferred substrate; Transferring the cart loaded with the preheated substrate into the process chamber; Lifting the lifting pins in the process chamber to unload the substrate from the cart as it lifts the substrate; Transferring the cart with the substrate unloaded into the unload lock chamber; Lowering the lifting pins in the process chamber to seat the substrate on the upper surface of the heating part, and then processing the process; Raising the lift pins in the process chamber to lift the processed substrate and then transferring the cart in the unload lock chamber into the process chamber; Lowering the lifting pins in the process chamber to load the processed substrate into a cart; And transferring the cart loaded with the processed substrate into the unload lock chamber and then cooling the transferred substrate.
본 발명에 따르면, 기판이 카트와 함께 히팅되는 것이 아니라, 기판만이 히팅될 수 있으므로, 히팅된 기판에 균일한 온도 분포가 이루어질 수 있다. 따라서, 히팅된 기판에 박막 증착 공정이 행해질 때, 기판에 박막이 균일하게 증착될 수 있다. According to the present invention, not only the substrate is heated with the cart, but only the substrate can be heated, so that a uniform temperature distribution can be made on the heated substrate. Thus, when the thin film deposition process is performed on the heated substrate, the thin film may be uniformly deposited on the substrate.
그리고, 본 발명에 따르면, 기판을 연속적으로 처리할 수 있으므로, 공정 시간이 단축되고 생산성이 향상될 수 있다. In addition, according to the present invention, since the substrate can be continuously processed, the process time can be shortened and productivity can be improved.
또한, 본 발명에 따르면, 카트를 이송하는 이송 유닛이 모든 롤러들에 회전력을 제공하므로, 카트가 원활하게 이송될 수 있고, 증착 공정 중 롤러들 중 일부에 증착되더라도 카트가 원활하게 이송될 수 있다. In addition, according to the present invention, since the conveying unit for conveying the cart provides rotational force to all the rollers, the cart can be smoothly transported, and even if the cart is deposited on some of the rollers during the deposition process, the cart can be smoothly transported. .
이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리 장치에 대한 사시도이며, 도 2는 도 1에 있어서 챔버 내에 기판이 로딩된 카트가 공급된 상태에 대한 단면도이다. 그리고, 도 3은 도 1에 있어서 이송 유닛과 승강 유닛을 발췌하여 도시한 사 시도이다. FIG. 1 is a perspective view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a state in which a cart loaded with a substrate is supplied into a chamber in FIG. 1. 3 is a trial drawing which shows the transfer unit and the lifting unit in FIG.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 기판처리 장치(100)는 기판(S)을 프리 히팅하거나, 기판(S)에 박막을 증착하는 등의 다양한 공정 처리를 하는 것으로, 카트(cart, 110)와, 기판처리 챔버부(120)를 포함한다. 여기서, 기판(S)은 글라스 등의 기판일 수 있다. 1 to 3, the
카트(110)는 기판(S)을 얹어서 기판(S)이 이송되게 한다. 카트(110)는 기판(S)의 가장자리 아래를 지지하도록 중앙이 개구되며, 기판(S)의 이송 방향을 기준으로 후단이 개구된다. 예컨대, 카트(110)는 ㄷ 형상으로 형성될 수 있으며, 내측 가장자리를 따라 기판(S)의 가장자리 부위가 안착될 수 있게 오목한 안착 면(111)이 연속되게 형성될 수 있다. 그리고, 카트(110)에는 기판(S)이 안착 면(111)에 안착된 상태에서 후방으로 수평 이동되어 이탈되지 않도록, 후단의 양쪽 가장자리들에 걸림 턱(112)이 각각 형성될 수 있다. The
전술한 카트(110)는 중앙에 개구가 형성됨에 따라, 승강 핀(162)들이 중앙 개구를 통해 승강하면서 기판(S)을 들어올리고 내릴 수 있다. 그리고, 카트(110)는 후단에 개구가 형성됨에 따라, 승강 핀(162)들이 기판(S)을 카트(110)로부터 언로딩시키도록 들어올린 상태에서, 카트(110)가 챔버(131) 밖으로 이송될 때 후단 개구에 의해 승강 핀(162)들과 간섭 없이 이송될 수 있다. As the above-described
기판처리 챔버부(120)는 카트(110)로부터 기판(S)을 공급받으며, 공급받은 기판(S)에 대해 프리 히팅하거나, 기판(S)에 대해 박막 증착 등의 다양한 공정을 수행한다. 기판처리 챔버부(120)는 챔버(131)와, 이송 유닛(141)과, 히팅부(151), 및 승강 유닛(161)을 포함한다. The substrate
챔버(131)는 진공 분위기가 형성되는 내부 공간을 갖는다. 진공 분위기는 펌프(미도시)에 의해 형성될 수 있다. 챔버(131)에는 기판(S)이 공급 및 배출될 수 있게 기판(S)의 이송 방향을 기준으로 선단과 후단에 게이트(132)들이 각각 형성될 수 있다. 그리고, 챔버(131)에는 게이트(132)들의 개폐를 위한 게이트 밸브(미도시)들이 설치될 수 있다. 챔버(131) 내에서 박막 증착 공정이 행해지는 경우, 원료 가스 및 반응 가스를 기판으로 공급하기 위한 샤워 헤드(미도시)가 장착될 수 있다. The
이송 유닛(141)은 카트(110)를 챔버(131) 안으로 공급하거나 챔버(131) 밖으로 배출시킨다. 따라서, 이송 유닛(141)은 기판(S)이 로딩된 카트(110)를 전달받아서 챔버(131) 안으로 공급하거나, 챔버(131) 밖으로 일시적으로 배출되어 있던 카트(110)를 챔버(131) 안으로 공급할 수 있다. 그리고, 이송 유닛(141)은 공정 처리된 기판(S)이 로딩된 카트(110)를 챔버(131) 밖으로 배출하거나, 기판(S)이 언로딩된 카트(110)를 챔버(131) 밖으로 일시적으로 배출할 수 있다. The
히팅부(151)는 챔버(131) 내에 설치되며, 윗면에 안착된 기판(S)을 히팅한다. 즉, 히팅부(151)는 승강 유닛(161)에 의해 윗면에 기판(S)이 로딩되면 기판(S)에 열을 가해 히팅한다. The
승강 유닛(161)은 챔버(131) 안으로 공급된 기판(S)을 상승 또는 하강시켜 카트(110)와 히팅부(151)에 기판(S)이 로딩 또는 언로딩되게 한다. 승강 유닛(161)은 복수의 승강 핀(162)들과 승강 구동기구(163)를 포함한다. The
승강 핀(162)들은 히팅부(151)를 관통해서 승강되게 설치된다. 승강 핀(162)들은 카트(110)가 챔버(131) 내에 위치한 상태에서, 카트(110)의 중앙 개구에 대응되게 배열되며, 기판(S)을 안정되게 들어올리고 내릴 수 있는 간격으로 배열된다. 승강 핀(162)들은 승강 프레임(164)을 매개로 승강 구동기구(163)에 의해 동시에 승강할 수 있다.
승강 프레임(164)에는 승강 핀(162)들의 각 하단이 고정되어 상부로 돌출되며, 승강 프레임(164)의 아랫면에 승강 구동기구(163)가 연결될 수 있다. 승강 구동기구(163)는 승강 프레임(164)을 승강시킬 수 있는 다양한 리니어 구동기구가 이용될 수 있다. 예컨대, 승강 구동기구(163)는 전동 실린더, 에어 실린더 등이 이용될 수 있다. 이 경우, 실린더의 몸체가 챔버(131)에 고정되고, 실린더의 몸체로부터 인출입되는 로드가 승강 프레임(164)의 아랫면에 고정될 수 있다. Each lower end of the
한편, 이송 유닛(141)은 복수의 롤러(142)들과, 롤러 구동기구(143)를 포함할 수 있다. 롤러(142)들은 카트(110)의 이송 방향을 따라 챔버(131) 내의 양측에 2열로 수평 배열되며, 카트(110)를 얹어서 이송시킬 수 있는 방향으로 회전 가능하게 설치된다. 그리고, 롤러(142)들은 카트(110)의 이송 방향을 따라 상호 이격되게 배열된다. The
롤러 구동기구(143)는 롤러(142)들 모두에 회전력을 제공한다. 이는 롤러(142)들 모두가 동일한 회전력으로 회전하게 하여, 카트(110)가 어느 한쪽 방향으로 치우치지 않고 원활하게 이송될 수 있도록 하기 위함이다. 또한, 증착 공정 중 롤러(142)들 중 일부에 증착되더라도, 카트(110)가 원활하게 이송될 수 있다.The
롤러 구동기구(143)는 제1 기어(144)들과, 제2 기어(145)들과, 연결 기어(146)들과, 모터(147), 및 구동 연결축(148)을 포함할 수 있다. 제1 기어(144)들은 롤러(142)들에 각각 동축상으로 결합된다. 제2 기어(145)들은 제1 기어(144)들과 각각 치합되며, 일정 간격으로 이격된다. 연결 기어(146)들은 제2 기어(145)들 사이에 각각 개재되고, 제2 기어(145)들에 치합된다. 연결 기어(146)들은 제2 기어(145)들이 모두 동일한 방향으로 회전하게 하여, 제1 기어(144)들과 이와 결합된 롤러(142)들 모두가 동일한 방향으로 회전할 수 있게 한다. The
모터(147)는 제1 기어(144)와 제2 기어(145)와 연결 기어(146) 중 어느 하나에 풀리와 벨트를 포함한 동력전달수단에 의해 연결되어 회전력을 제공한다. 모터(147)는 정역 회전이 가능한 회전 모터 등이 이용될 수 있다. The
구동 연결축(148)은 제2 기어(145)들 중 좌측에 위치한 적어도 어느 하나와, 이와 동축상으로 우측에 위치한 것을 서로 연결하여 함께 회전시킨다. 이에 따라, 챔버(131) 내의 좌우측 중 어느 한쪽에만 하나의 모터(147)가 설치되더라도, 롤러(142)들 모두에 구동력이 제공될 수 있다. The
다른 예로, 구동 연결축(148)은 연결 기어(146)들 중 좌측에 위치한 적어도 어느 하나와 이와 동축상으로 우측에 위치한 것을 서로 연결하여 함께 회전시킬 수도 있다. As another example, the
히팅부(151)는 히팅 스테이지(152)와, 서셉터(susceptor, 153)를 포함할 수 있다. 히팅 스테이지(152)는 발열 가능하게 히터(미도시)가 내장될 수 있다. 서 셉터(153)는 히팅 스테이지(152) 상에 고정될 수 있다. 서셉터(153)는 윗면에 안착된 기판(S)에 히팅 스테이지(152)로부터 발생된 열을 고르게 전달하도록 그라파이트(graphite) 재질로 형성될 수 있다. The
챔버(131)에는 카트 위치센서(171)가 더 구비될 수 있다. 카트 위치센서(171)는 챔버(131) 내에서의 카트(110)의 위치를 감지해서 챔버(131) 내에 기판(S)이 정위치될 수 있게 한다. 예컨대, 카트 위치센서(171)로부터 감지된 정보는 기판처리 장치(100)를 전반적으로 제어하는 제어부(미도시)로 제공될 수 있다. 제어부는 카트 위치센서(171)로부터 제공되는 정보를 토대로 이송 유닛(141)을 제어하여 카트(110)를 설정 위치에 위치시킴에 따라 기판(S)을 정위치시킬 수 있다. The
전술한 바와 같이, 승강 유닛(161)과 이송 유닛(141)에 의해 기판(S)이 카트(110)로부터 언로딩되고 카트(110)는 챔버(131) 밖으로 배출되어 기판(S)만이 히팅부(151)에 의해 히팅될 수 있다. 따라서, 기판(S)은 균일한 온도 분포로 히팅될 수 있다. 또한, 히팅된 기판(S)에 대해 박막 증착 공정이 수행되는 경우, 기판(S)에 박막이 균일하게 증착될 수 있다. As described above, the substrate S is unloaded from the
상기의 구성을 갖는 기판처리 장치(100)에 의해 기판(S)을 처리하는 방법에 대해 도 4 내지 도 7을 참조해서 설명하면 다음과 같다. A method of processing the substrate S by the
도 4에 도시된 바와 같이, 기판(S)이 로딩된 카트(110)를 이송 유닛(141)에 의해 챔버(131) 안으로 공급한다. 기판(S)이 정위치되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 챔버(131) 내의 승강 핀(162)들을 상승시켜 기판(S)을 들어올린다. 그러면, 기판(S)은 카트(110)로부터 분리되어 언로딩된다. 이후, 기판(S)이 언로딩되어 비어 있는 카트(110)를 챔버(131) 밖으로 일시적으로 배출시킨다. As shown in FIG. 4, the
이어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 챔버(131) 내의 승강 핀(162)들을 하강시켜 기판(S)을 히팅부(151) 윗면에 안착시킨다. 이후, 기판(S)에 대해 프리 히팅하거나, 기판에 대한 박막 증착 등의 공정을 처리한다. Subsequently, as shown in FIG. 6, the lifting pins 162 in the
공정 처리가 완료되면, 도 7에 도시된 바와 같이, 챔버(131) 내의 승강 핀(162))들을 상승시켜 공정 처리된 기판(S)을 들어올린다. 이어서, 일시적으로 챔버(131) 밖으로 배출되어 있던 카트(110)를 챔버(131) 안으로 다시 이송시킨다. 카트(110)가 기판 로딩 위치로 위치하면, 챔버(131) 내의 승강 핀(162)들을 하강시켜 공정 처리된 기판(S)을 카트(110)에 로딩한다. 이어서, 공정 처리된 기판(S)이 로딩된 카트(110)를 챔버(131) 밖으로 배출한다. When the process is completed, as shown in FIG. 7, the lifting pins 162 in the
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 처리 시스템에 대한 사시도이다. 8 is a perspective view of an inline processing system according to one embodiment of the invention.
도 8을 참조하면, 인라인 처리 시스템(1000)는 기판(S)을 프리 히팅하는 공정과 기판(S)에 박막을 증착하는 등의 공정과 기판(S)을 냉각하는 등의 공정을 연속적으로 처리한다. 인라인 처리 시스템(1000)은 카트(110)와, 로드락(load lock) 챔버부(1100)와, 공정 챔버부(1200), 및 언로드락(unload lock) 챔버부(1300)를 포함하여 구성된다. 여기서, 공정 챔버부(1200)는 전술한 기판처리 장치(100)의 기판처리 챔버부(120)가 박막 증착 등의 공정을 수행하도록 구성된 경우, 이와 동일한 구성으로 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 8, the
로드락 챔버부(1100)와 공정 챔버부(1200)와 언로드락 챔버부(1300)는 기판(S)의 이송 방향을 따라 순서대로 배열된다. 공정 챔버부(1200)는 하나로 구비된 것으로 도시되어 있지만, 다양한 공정을 행할 수 있게 복수 개로 구비되어 일렬로 배열될 수도 있다. 카트(110)는 로드락 챔버부(1100)와 공정 챔버부(1200)와 언로드락 챔버부(1300) 사이를 왕복해서 이송하게 된다. The load
로드락 챔버부(1100)는 기판(S)에 대해 프리 히팅을 행할 수 있다. 이는 공정 챔버부(1200)에서 기판(S)을 히팅하기에 앞서 프리 히팅을 함으로써, 공정 챔버부(1200)에서의 공정 처리를 보다 신속하게 수행할 수 있도록 하기 위함이다. The
로드락 챔버부(1100)는 로드락 챔버(1110)와, 카트(110)에 얹혀진 기판(S)을 로드락 챔버(1110) 안으로 공급하거나 로드락 챔버(1110) 밖으로 배출시키는 이송 유닛과, 로드락 챔버(1110) 내에 설치되며 윗면에 기판(S)이 안착되는 히팅부를 포함할 수 있다. 로드락 챔버부(1100)에 설치되는 이송 유닛과 히팅부는 전술한 공정 챔버부(1200)에 설치되는 이송 유닛(141)과, 히팅부(151)와 동일하게 구성될 수 있다. The load
로드락 챔버(1110) 내에서 기판(S)은 카트(110)에 로딩된 채로 카트(110)와 함께 프리 히팅될 수 있다. 일 예로, 카트(110)를 얹고 있는 이송 유닛의 롤러들이 하강하여 기판이 히팅부의 윗면에 안착될 수 있게 하여, 기판이 카트(110)에 로딩된 채로 프리 히팅될 수 있다. 다른 예로, 히팅부가 기판 쪽으로 상승하여 히팅부의 윗면에 기판이 맞닿을 수 있게 하여, 기판이 카트(110)에 로딩된 채로 프리 히팅될 수 있다. In the
한편, 로드락 챔버부(1100)가 공정 챔버부(1200)의 승강 유닛(161)을 더 포함하여, 기판(S)만이 프리 히팅될 수도 있다. 즉, 로드락 챔버(1110) 내의 승강 핀들을 상승시켜 기판을 들어올림으로써, 기판을 카트로부터 분리한 후, 카트를 공정 챔버(1210) 내로 일시적으로 배출시킨다. 이후, 로드락 챔버(1110) 내의 승강 핀들을 하강시켜 기판을 히팅부 윗면에 안착시켜 기판만이 히팅되게 할 수 있다. Meanwhile, since the
로드락 챔버(1110)에는 기판(S)을 공급 및 배출하기 위한 게이트들과, 게이트들을 개폐하기 위한 게이트 밸브와, 내부 공간을 진공으로 형성하기 위한 펌프가 설치될 수 있다. 그리고, 로드락 챔버(1110)에는 카트 위치센서가 더 구비될 수 있다. The
언로드락 챔버부(1300)는 공정 챔버부(1200)로부터 기판(S)을 공급받으며, 공급받은 기판(S)에 대해 냉각을 행한다. 언로드락 챔버부(1300)는 언로드락 챔버(1310)와, 카트(110)에 얹혀진 기판(S)을 언로드락 챔버(1310) 안으로 공급하거나 언로드락 챔버(1310) 밖으로 배출시키는 이송 유닛을 포함한다. 이송 유닛은 전술한 로드락 챔버부(1100)와 공정 챔버부(1200)에 설치되는 이송 유닛과 동일하게 구성될 수 있으므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다. The unload
그리고, 도시하고 있지 않지만, 언로드락 챔버(1310)에는 기판(S)을 냉각하기 위한 냉각수단, 예컨대, 냉각 매체를 공급하는 수단 등이 구비될 수 있다. 언로드락 챔버(1310)에는 내부 공간을 진공으로 형성하기 위한 펌프가 설치될 수 있다. 언로드락 챔버(1310)에는 카트 위치센서가 더 구비될 수 있다Although not shown, the unload
한편, 로드락 챔버부(1100)의 일측에는 기판(S)을 카트(110)에 로딩해서 로 드락 챔버부(1100)로 공급하기 위한 로딩 스테이션이 구비되고, 언로드락 챔버부(1300)의 일측에는 카트(110)로부터 기판(S)을 언로딩하고 카트(110)를 배출하는 언로딩 스테이션이 구비될 수 있다. 언로딩 스테이션으로부터 배출되는 카트(110)는 언로딩 스테이션에서 하강한 후, 언로드락 챔버부(1300)와 공정 챔버부(1200)와 로드락 챔버부(1100)의 아래 쪽을 차례로 거쳐 로딩 스테이션으로 이송됨으로써, 순환할 수 있다. On the other hand, one side of the load
상기의 구성을 갖는 인라인 처리 장치(1000)에 의해 기판(S)을 인라인 처리하는 방법에 대해 설명하면 다음과 같다. A method of inlining the substrate S by the
먼저, 카트(110)에 기판(S)을 로딩해서 로드락 챔버(1110) 안으로 이송한 후, 로드락 챔버(1110) 안에서 기판을 프리 히팅한다. First, the substrate S is loaded into the
이어서, 프리 히팅된 기판이 로딩된 카트(110)를 공정 챔버(1210) 안으로 이송한다. 공정 챔버(1210) 내에 기판이 정위치되면, 공정 챔버(1210) 내의 승강 핀들을 상승시켜 기판을 들어올린다. 그러면, 기판은 카트(110)로부터 분리되어 언로딩된다. 이어서, 기판이 언로딩되어 비어 있는 카트(110)를 언로드락 챔버(1310) 안으로 이송해서 공정 챔버(1210) 밖으로 배출시킨다. The
카트(110)가 공정 챔버(1210)로부터 완전히 배출된 후, 공정 챔버(1210) 내의 승강 핀들을 하강시켜 기판을 히팅부 윗면에 안착시킨다. 이어서, 기판을 히팅하고, 히팅된 기판에 대해 박막 증착 등의 공정을 수행한다. After the
기판에 대한 공정 처리가 완료되면, 공정 챔버(1210) 내의 승강 핀들을 상승 시켜 공정 처리된 기판을 들어올린다. 이때, 기판을 들어올린 높이는 기판을 카트(110)로부터 로딩시키기 위한 높이와 동일하게 설정될 수 있다. When the processing of the substrate is completed, the lifting pins in the
이어서, 언로드락 챔버(1310) 내에 일시적으로 배출되어 있던 카트(110)를 공정 챔버(1210) 안으로 다시 이송한다. 카트(110)가 기판 로딩 위치로 위치하면, 공정 챔버(1210) 내의 승강 핀들을 하강시켜 공정처리된 기판을 카트(110)에 로딩한다. Subsequently, the
이어서, 공정처리된 기판이 로딩된 카트(110)를 언로드락 챔버(1310) 안으로 이송한 후, 언로드락 챔버(1310) 안으로 이송된 기판에 대해 냉각 처리한다. Subsequently, the
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 처리 장치(1000)와 인라인 처리 방법에 따르면, 기판을 연속적으로 처리할 수 있으므로, 공정 시간을 단축시키고 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.As described above, according to the in-
한편, 로드락 챔버(1110) 안에서 기판을 프리 히팅하는 단계는, 기판을 카트(110)에 로딩한 채로 카트(110)와 함께 프리 히팅하는 과정을 포함할 수 있다. 다른 예로, 로드락 챔버(1110) 안에서 기판을 프리 히팅하는 단계는, 기판을 카트(110)에서 언로딩하여 기판만을 히팅부에 의해 프리 히팅하는 과정을 포함할 수도 있다. 여기서, 기판을 카트(110)에서 언로딩하여 기판만을 히팅부에 의해 프리 히팅하는 과정은 전술한 공정 챔버(1210) 내에서 수행되는 과정과 동일하게 이루어질 수 있다. Meanwhile, the preheating of the substrate in the
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다 양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the accompanying drawings, this is merely exemplary, and various modifications and equivalent other embodiments are possible to those skilled in the art. I can understand. Accordingly, the true scope of protection of the invention should be defined only by the appended claims.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리 장치에 대한 사시도. 1 is a perspective view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 있어서, 챔버 내에 기판이 로딩된 카트가 공급된 상태에 대한 단면도. FIG. 2 is a cross-sectional view of a state in which a cart loaded with a substrate is supplied into a chamber in FIG. 1; FIG.
도 3은 도 1에 있어서, 이송 유닛과 승강 유닛을 발췌하여 도시한 사시도. FIG. 3 is a perspective view of the transfer unit and the lift unit shown in FIG. 1;
도 4 내지 도 7은 도 1에 있어서, 기판이 카트와 히팅부에 로딩 또는 언로딩되는 과정을 설명하기 위한 단면도. 4 to 7 are cross-sectional views for explaining a process of loading or unloading the substrate to the cart and the heating unit in FIG.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 인라인 처리 시스템에 대한 사시도.8 is a perspective view of an inline processing system according to one embodiment of the invention.
〈도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명〉<Brief description of the major symbols in the drawings>
110..카트 120..기판처리 챔버부110.
131..챔버 141..이송 유닛131.
151..히팅부 161..승강 유닛151..
1100..로드락 챔버부 1200..공정 챔버부1100..
1300..언로드락 챔버부1300..Unload Lock Chamber
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