KR20120024021A - 기판처리시스템 및 기판처리방법 - Google Patents

기판처리시스템 및 기판처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판처리시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증착, 식각 등의 기판처리를 수행하는 기판처리시스템에 관한 것이다.
본 발명은 다수개의 기판들이 로딩된 트레이를 이송하는 이송로봇의 이동경로를 형성하는 이송부와; 상기 이송부를 따라서 설치되어 트레이 상에 로딩된 기판들에 대한 기판처리를 수행하는 복수개의 공정모듈들과; 상기 이동경로를 따라서 이동하면서 처리될 기판들이 로딩된 트레이를 상기 공정모듈에 탑재하거나 상기 공정모듈에서 기판처리를 마친 기판들이 로딩된 트레이를 인출하는 이송로봇과; 상기 이송로봇의 이동경로를 따라 이동가능하게 상기 이송부에 설치되고, 트레이를 임시로 적재하기 위한 버퍼부를 가지며, 상기 버퍼부와 상기 이송로봇과의 트레이 교환이 이루어지는 버퍼모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템을 개시한다.

Description

기판처리시스템 및 기판처리방법 {Substrate Processing System and Substrate Processing method}
본 발명은 기판처리시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증착, 식각 등의 기판처리를 수행하는 기판처리시스템 및 기판처리방법에 관한 것이다.
기판처리시스템은 밀폐된 처리공간에서 기판지지대에 안착된 기판의 표면을 증착, 식각하는 등 기판처리 공정을 수행하는 등 기판처리를 위한 공정모듈 등을 포함하는 시스템을 말한다.
기판처리시스템은 처리대상인 기판의 종류, 기판처리의 종류 등에 따라서 다양한 구성이 가능하며, 기판을 로딩/언로딩하는 기판교환모듈과, 기판교환모듈로부터 기판을 전달받아 기판처리 등 소정의 공정을 수행하는 공정모듈과, 기판교환모듈과 공정모듈 사이에서 기판을 이송하는 이송로봇을 포함하여 구성된다.
이때 기판처리의 대상인 기판은 한 장씩 이송되는 경우가 일반적이지만 태양전지용 기판과 같이 소형 기판의 경우 공정효율을 고려하여 트레이를 이용하여 다수개의 기판들이 한 번에 이송될 수 있다.
또한 기판처리시스템은 다수개의 기판들이 로딩되는 트레이의 상측에 진공처리의 효율을 증대하기 위하여 다수개의 개구부가 형성된 커버부재를 복개한 후 진공처리를 수행할 수 있다.
상기 커버부재는 공정가스 등을 분사하는 샤워헤드와는 달리 식각 등의 경우 식각에 의하여 발생하는 부유물들을 가두거나 플라즈마가 기판에 직접 타격하는 것을 방지하는 등 여러 가지 목적으로 사용될 수 있다.
한편 상기와 같은 기판처리시스템에 있어서, 기판의 로딩, 기판처리를 마친 기판의 언로딩까지 소요되는 시간으로 정의되는 TACT(Turn Around Cycle Time)는 기판처리시스템의 성능을 결정하는 중요한 요소 중 하나이다.
특히 기판처리시스템에 있어서 트레이에서의 기판교환(로딩/언로딩), 커버부재의 복개 및 제거, 각 모듈들 및 이송로봇과 트레이 교환이 원활하지 않은 경우 기판처리시스템의 전체 TACT가 길어지는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 공정모듈에 대한 이송로봇의 트레이 탑재 또는 인출이 원활하도록 트레이를 적재할 수 있는 버퍼모듈을 이송로봇이 위치한 위치로 이동가능하게 구성함으로써 트레이의 교환시간을 줄여 전체 TACT를 감소시켜 성능을 향상시킬 수 있는 기판처리시스템 및 기판처리방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은 다수개의 기판들이 로딩된 트레이를 이송하는 이송로봇의 이동경로를 형성하는 이송부와; 상기 이송부를 따라서 설치되어 트레이 상에 로딩된 기판들에 대한 기판처리를 수행하는 복수개의 공정모듈들과; 상기 이동경로를 따라서 이동하면서 처리될 기판들이 로딩된 트레이를 상기 공정모듈에 탑재하거나 상기 공정모듈에서 기판처리를 마친 기판들이 로딩된 트레이를 인출하는 이송로봇과; 상기 이송로봇의 이동경로를 따라 이동가능하게 상기 이송부에 설치되고, 트레이를 임시로 적재하기 위한 버퍼부를 가지며, 상기 버퍼부와 상기 이송로봇과의 트레이 교환이 이루어지는 버퍼모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템을 개시한다.
상기 버퍼부는 2개 이상으로 이루어질 수 있으며, 상기 버퍼부들은 상하로 배치될 수 있다.
상기 버퍼모듈은 상기 상하로 배치된 버퍼부들을 상하로 이동시키는 상하구동부를 포함할 수 있다.
상기 이송부는 상기 버퍼모듈이 이동할 수 있도록 설치된 가이드레일을 포함할 수 있다.
상기 이송로봇은 상기 가이드레일을 따라서 이동할 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리시스템은 상기 이동경로의 일단에 연결되며, 상기 버퍼모듈과 트레이를 교환하는 기판교환모듈을 추가로 포함할 수 있다.
상기 이송부의 이동경로는 상기 공정모듈들이 배치되는 로봇이동공간과 상기 로봇이동공간으로부터 연장되어 상기 기판교환모듈과 연결되는 회피공간을 포함하며, 상기 이송로봇은 상기 로봇이동공간에서 이동하며, 상기 버퍼모듈은 상기 로봇이동공간 및 상기 회피공간에서 이동하도록 구성될 수 있다.
상기 버퍼모듈은 상기 트레이를 커버부재로 복개하거나 제거할 수 있다.
상기 버퍼모듈은 상기 이송로봇의 이동경로를 따라서 이동시키는 이동구동부를 포함할 수 있다.
상기 이동구동부는 상기 이송부에 설치된 가이드레일을 따라서 이동되는 가이드부재와, 상기 가이드레일을 따른 상기 가이드부재의 이동을 구동하는 구동장치를 포함할 수 있다.
상기 구동장치는 상기 가이드부재에 설치된 랙기어에 기어결합되는 피니언기어와 상기 피니언기어를 회전구동하는 회전구동부를 포함할 수 있다.
상기 구동장치는 상기 이송부에 설치된 가이드레일을 따라서 이동하도록 구동하는 롤러 또는 바퀴를 포함할 수 있다.
상기 이동구동부는 자유롭게 이동할 수 있는 바퀴, 체인 및 기어의 조합 및 스크류잭으로 이루어진 군에서 선택된 선형구동장치를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 상기와 같은 기판처리시스템에 의한 기판처리방법으로서, 기판처리될 기판들이 로딩된 트레이가 적재된 상기 버퍼모듈이 상기 이송로봇으로 이동하는 이동단계와; 상기 이송로봇이 기판처리될 기판들이 로딩된 상기 트레이를 상기 버퍼모듈로부터 상기 공정모듈로 전달하는 전달단계와; 상기 전달단계 후에 기판처리될 기판들이 로딩된 상기 트레이를 전달받은 상기 공정모듈에 의하여 기판처리를 수행하는 기판처리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법를 개시한다.
본 발명은 또한 상기와 같은 기판처리시스템에 의한 기판처리방법으로서, 상기 이송로봇이 기판처리된 기판들이 로딩된 트레이를 상기 공정모듈로부터 인출하는 인출단계와; 상기 이송로봇이 상기 공정모듈로부터 인출한 상기 트레이를 상기 버퍼모듈로 전달하는 회수단계와; 상기 버퍼모듈이 이동하여 상기 이송로봇으로부터 전달받은 상기 트레이를 반출위치로 이동시키는 복귀단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법을 개시한다.
본 발명은 또한 상기와 같은 기판처리시스템에 의한 기판처리방법으로서, 상기 버퍼모듈은 2개 이상의 버퍼부를 포함하며, 상기 이송로봇이 상기 복수개의 공정모듈들 중 어느 하나의 공정모듈로부터 기판처리를 마친 트레이를 인출할 때, 기판처리될 기판들이 로딩된 트레이가 적재된 상기 버퍼모듈이 상기 이송로봇으로 이동하는 이동단계와; 상기 이동단계 후에 상기 이송로봇은 상기 공정모듈로부터 인출한 트레이를 상기 버퍼모듈에 적재하고, 기판처리될 기판들이 로딩된 트레이를 상기 버퍼모듈로부터 인출하여 상기 공정모듈로 전달하는 트레이교환단계와; 상기 트레이교환단계 후에 기판처리될 기판들이 로딩된 트레이를 전달받은 상기 공정모듈은 기판처리를 수행하는 기판처리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법을 개시한다.
상기 버퍼모듈은 기판처리될 기판들이 로딩된 트레이 상에 커버부재를 복개하고, 기판처리된 기판들이 로딩된 트레이에서 커버부재를 제거할 수 있다.
상기 기판은 태양전지용 결정계 실리콘 기판이며, 상기 공정모듈이 수행하는 기판처리는 상기 기판의 표면에 다수개의 요철을 형성하는 공정일 수 있다.
상기 공정모듈은 드라이에칭을 수행할 수 있으며, 상기 드라이에칭은 RIE 또는 ICP를 이용할 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리시스템은 기판처리될 다수의 기판들이 로딩된 트레이 또는 기판 처리된 다수의 기판들이 로딩된 트레이를 임시로 적재하는 버퍼모듈을 이송부 내에서 이동가능하게 구성함으로써 트레이의 교환시간을 줄여 전체 TACT를 감소시켜 성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
특히 이송로봇의 이동경로를 형성하는 이송부의 일단에 위치한 기판교환모듈과 이송부의 타단에 위치한 공정모듈 사이에서 트레이를 교환할 때, 트레이를 적재할 수 있는 기판교환모듈이 공정모듈 근방에 위치한 이송로봇 측으로 미리 이동하여 트레이를 교환함으로써, 종래와 달리 이송로봇의 이동 시간을 최대한 감소시켜 트레이의 전체 교환 시간을 단축시킬 수 있으므로 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 기판처리시스템은 버퍼모듈을 이동시키기 위한 별도의 이동 경로를 사용하지 않고 이송로봇이 이동하는 이동경로, 즉 가이드레일을 따라서 이동가능하게 설치함으로써 간단한 구조변경에 의하여 버퍼모듈을 이동가능하게 구성함으로써 트레이의 교환시간을 줄여 전체 TACT를 감소시켜 성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판처리시스템을 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 기판처리시스템의 공정모듈을 보여주는 단면도이다.
도 3 및 도 4는 도 1의 기판처리시스템의 버퍼모듈의 구성 및 작동을 보여주는 단면도들이다.
이하 본 발명에 따른 기판처리시스템에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 기판처리시스템을 보여주는 평면도이고, 도 2는 도 1의 기판처리시스템의 공정모듈을 보여주는 단면도이고, 도 3 및 도 4는 도 1의 기판처리시스템의 버퍼모듈의 구성 및 작동을 보여주는 단면도들이다.
본 발명에 따른 기판처리시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 기판교환모듈(100)과, 복수개의 공정모듈(300), 이송부(400), 이송로봇(410) 및 버퍼모듈(200)을 포함하여 구성된다.
상기 기판교환모듈(100)은 기판처리를 위한 다수개의 기판(1)들을 트레이(2)에 로딩하거나, 기판처리를 마친 기판(1)들을 트레이(2)로부터 언로딩하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
상기 기판교환모듈(100)은 후술하는 이송부(400)의 이동경로의 일단에 연결되며, 기판(1)의 로딩 및 언로딩이 작업자의 수작업에 의하여 이루지는 경우에는 상기 기판교환모듈(100)은 기판처리시스템의 구성에서 제외될 수 있다.
여기서 기판처리의 대상인 기판(1)은 반도체웨이퍼, 태양전지용 기판, LCD패널용 유리기판 등이 될 수 있다. 특히 기판처리의 대상인 기판(1)은 태양전지용 기판이 바람직하며, 태양전지용 기판으로는 태양전지용 결정계 실리콘 기판(단결정계 및 다결정계 포함) 및 태양전지용 유리기판 등이 있다.
그리고 상기 기판(1)은 그 형상이 원형, 직사각형을 포함하는 다각형 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
상기 트레이(2)는 기판(1)을 지지하는 실질적으로 직사각형 형상의 판상부재로서, 기판(1)들이 로딩된 상태에서 각 공정모듈(300)들로 이송된다. 그리고 상기 트레이(2) 상에서의 기판(1)들은 다수개의 열로 배치되는 등 적절한 형태로 배치될 수 있다.
그리고 상기 트레이(2)는 그 이동을 위한 탭 등이 형성되거나, 외곽프레임을 구비하는 등 다양한 구성이 부가될 수 있으며, 기판처리가 플라즈마에 의하여 이루어지는 경우를 고려하여 내플라즈마성 재질에 의하여 제조될 수 있다.
상기 기판교환모듈(100)은 외부에서 다수개의 기판(1)들이 적재된 카세트(미도시)로부터 기판(1)을 인출하여 트레이(2) 상의 각 위치에 기판(1)을 로딩하거나 트레이(2) 상의 각 위치에서 기판(1)을 언로딩하는 X-Y로봇(미도시) 등과 같은 기판교환로봇(미도시)이 설치될 수 있다.
상기 공정모듈(300)은 후술하는 이송부(400)를 따라서 설치되어 트레이(2) 상에 로딩된 기판(1)에 대하여 식각, 증착 등의 진공처리 등 소정의 기판처리를 수행하는 구성으로서, 기판처리의 종류에 따라서 다양한 구성이 가능하다.
일례로서, 상기 공정모듈(300)은 도 2에 도시된 바와 같이, 서로 탈착가능하게 결합되어 처리공간을 형성하는 챔버본체(310) 및 탑리드(320)와, 샤워헤드(330), 기판지지대(340) 등을 포함하여 구성되어 플라즈마를 형성하여 기판(1)에 대하여 진공처리를 수행하도록 구성될 수 있다. 이때 소정의 진공압을 요구하는 공정모듈(300)을 제외하고 나머지 기판교환모듈(100), 버퍼모듈(200), 이송부(400) 등은 대기압하에서 수행이 가능하다.
또한 상기 기판처리시스템은 복수개의 공정모듈(300)들을 포함하며, 공정모듈(300)들은 동일한 기판처리를 수행하거나, 일부의 공정모듈(300)은 다른 공정모듈(300)과 다른 기판처리를 수행하도록 조합될 수 있다.
또한 상기 각 공정모듈(300)은 2개 이상의 기판처리를 수행할 수 있음은 물론이다.
상기 버퍼모듈(200)은 트레이(2)를 임시로 적재하기 위한 구성으로서, 다양한 구성이 가능하며, 도 1, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 기판교환모듈(100)로부터 트레이(2)를 이송받아 공정모듈(300)로 전달하기 전에 또는 공정모듈(300)로부터 트레이(2)를 이송받아 기판교환모듈(100)로 전달하기 전에 트레이(2)가 임시로 적재하기 위한 하나 이상의 버퍼부(S)를 가지도록 구성된다.
한편 태양전지용 기판의 경우 공정에 따라서 다수개의 기판(1)들이 로딩된 트레이(2)는 그 상부가 커버부재(3)에 의하여 복개될 필요가 있다. 이때 상기 커버부재(3)의 복개과정이 종래에는 기판교환모듈(100)에서 이루어짐으로써 진공처리시스템의 TACT가 증가하는 문제점이 있었다.
여기서 상기 커버부재(3)는 그 사용목적에 따라서 다양한 구성이 가능하며, 도 2에 도시된 바와 같이, 다수개의 개구부(3c)들이 형성되는 커버부(3a)와, 커버부(3a)가 트레이(1)에 로딩된 기판(1)으로부터 소정의 간격을 두고 설치되도록 커버부(3a)의 가장자리로부터 연장형성되는 지지부(3b)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때 상기 커버부재(3)는 개구부(3c)를 통하여 유입된 플라즈마를 가두어 기판(1)의 표면에 요철을 형성하는 등 소정의 목적을 위해 사용된 경우를 예시한 것이다.
따라서 상기 버퍼모듈(200)은 기판교환모듈(100)로부터 트레이(2)를 이송받아 공정모듈(300)로 전달하기 전에 트레이(2)의 상측에 커버부재(3)를 복개하며, 공정모듈(300)로부터 커버부재(3)가 복개된 트레이(2)를 이송받아 기판교환모듈(100)로 전달하기 전에 커버부재(3)를 트레이(2)로부터 제거하도록 구성될 수 있다. 이때 상기 기판교환모듈(100)은 트레이(2) 상에서 기판(1)의 로딩 및 언로딩만을 수행한다. 여기서 상기 버퍼모듈(200)은 커버부재(3)의 복개 및 제거의 기능이 구비되는 것이 아님은 물론이다.
상기 버퍼모듈(200)은 커버부재(3)의 복개 및 제거를 위한 구성으로서, 구동원리에 따라서 다양한 구성이 가능하며, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 모듈본체(230)와; 트레이지지부(210) 및 커버지지부(220)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때 상기 트레이(2)를 임시로 적재하기 위한 구성으로서, 버퍼부(S)는 트레이지지부(210) 및 커버지지부(220)를 포함하는 공간으로 구성될 수 있다.
상기 모듈본체(230)는 트레이지지부(210) 및 커버지지부(220)를 설치하도록 버퍼모듈(200)의 본체를 이루는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
그리고 상기 버퍼모듈(200)은 커버부재(3)의 복개 및 제거, 트레이(2)의 적재 및 인출을 위하여 버퍼부(S), 즉, 모듈본체(230)를 상하로 이동시키는 상하구동부(240)를 추가로 포함하여 구성될 수 있다. 물론 상기 모듈본체(230)는 정지된 상태에서 트레이지지부(210) 및 커버지지부(220) 중 적어도 하나를 상하로 이동가능하도록 구성하는 등 커버부재(3)의 복개 및 제거를 위한 어떠한 구성이든 모두 가능하다.
상기 트레이지지부(210)는 트레이(2)의 양단을 지지하도록 모듈본체(230)에 설치되며, 모듈본체(230)의 내측면으로부터 돌출되어 형성되는 등 다양한 구성이 가능하다.
상기 커버지지부(220)는 도 3a 및 도 4a에 도시된 바와 같이, 트레이(2)가 상측으로 이동되었을 때 커버부재(3)에 의하여 복개되며, 도 3b 및 도 3c(또는 도 4b 및 도 4c)에 도시된 바와 같이, 트레이(2)가 하측으로 이동되었을 때 커버부재(3)의 양단을 지지하여 커버부재(3)를 제거할 수 있도록 트레이지지부(210)의 상측으로 간격을 두고 모듈본체(230)에 설치된다.
상기 커버지지부(220)는 트레이지지부(210)와 같이 모듈본체(230)의 내측면으로부터 돌출되어 형성되는 등 다양한 구성이 가능하다.
여기서 상기 커버지지부(220)는 커버부재(3) 만이 지지될 수 있도록 커버부재(3)의 끝단을 지지하고 트레이(2)의 끝단이 걸리지 않게 형성됨이 바람직하다.
따라서 상기 트레이(2)는 커버부재(3)의 양끝단보다 짧게 형성될 수 있으며, 이러한 트레이(2)의 양끝단을 지지할 수 있도록 트레이지지부(210)는 커버지지부(220)보다 더 돌출되어 형성될 수 있다.
한편 상기 커버지지부(220) 및 트레이지지부(210)는 트레이(2)에서 커버부재(3)를 복개하거나 제거하기 위한 구성으로서, 고정설치되거나 이동설치되는 등 다양한 구성이 가능하다.
한편 상기 버퍼모듈(200)은 2개 이상의 버퍼부(S)를 포함하여, 비어있는 버퍼부(S)로 트레이(2)가 적재되고 다른 버퍼부(S)에서 트레이(2)를 인출하도록 하는 것이 보다 효율적이다.
따라서 상기 버퍼모듈(200)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 2개 이상의 버퍼부(S)들이 상하로 배치될 수 있다. 이때 후술하는 트레이(2)의 적재 및 인출을 위하여 버퍼부(S)들은 상하로 이동가능하도록 설치될 수 있다.
이때 트레이(2)의 적재 및 인출을 위한 이송부(100), 즉 이송로봇(410)이 버퍼부(S)의 상하이동과 동시에 또는 별도로 상하로 이동할 수 있도록 설치될 수 있다.
한편 상기 버퍼모듈(200)은 이송부(400) 내에 고정된 상태로 설치되지 않고 후술하는 이송로봇(410)의 이동경로를 따라서 이동가능하게 설치될 수 있다. 여기서 상기 버퍼모듈(200)은 이동경로를 따라서 모듈본체(230)를 이동시키는 이동구동부(250)를 추가로 포함한다.
상기 이동구동부(250)는 모듈본체(230)를 이동시킬 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하며, 예를 들면 후술하는 이송부(400)에 설치된 가이드레일을 따라서 이동되는 가이드부재(251)와, 가이드부재(251)를 가이드레일을 따른 이동을 구동하는 구동장치(252)를 포함할 수 있다.
상기 가이드레일은 가이드부재(251)와 조합되어 모듈본체(230)를 이동시킬 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하며, 후술하는 이송로봇(410)의 이동을 위한 가이드레일(430)이 그대로 사용될 수 있다.
상기와 같이 버퍼모듈(200)의 이동 및 이송로봇(410)의 이동을 위한 가이드레일(430)을 공유하게 되면 전체 시스템의 구조도 간단해지며 제조비용도 절감되는 효과가 있다.
상기 구동장치(252)는 가이드부재(251)를 가이드레일을 따라서 이동시킬 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하며, 가이드레일(430)에 설치된 랙기어(431)에 기어결합되는 피니언기어(252a)와 피니언기어(252a)를 회전구동하는 회전구동부(252b)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편 상기 구동장치(252)는 모듈본체(230)를 이동시킬 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능한바, 랙과 피니언 조합 이외에, 가이드레일(430)을 따라서 이동하도록 구동하는 롤러 또는 바퀴를 포함하여 구성될 수 있다.
또한 상기 이동구동부(250)는 가이드레일(430) 없이 자유롭게 이동할 수 있는 바퀴를 포함하여 구성될 수 있다.
또한 상기 이동구동부(250)는 체인 및 기어의 조합, 스크류잭 등과 같은 선형구동장치를 포함하여 구성될 수 있다.
한편 상기 이동구동부(250) 및 이송로봇(410)이 가이드레일(430)을 같이 사용하는 등, 이동구동부(250)에 대응하여 후술하는 이송로봇(410)의 이동을 구동하는 장치 또한 이동구동부(250)와 동일한 구성을 가질 수 있다.
즉 상기 버퍼모듈(200) 및 이송로봇(410)은 동일한 구동방법에 의하여 이동될 수 있다. 상기 버퍼모듈(200) 및 이송로봇(410)이 동일한 구동방법에 의하여 이동되면 버퍼모듈(200) 및 이송로봇(410)의 구성 일부 또는 이동경로가 공유되므로 그만큼 시스템의 크기를 줄일 수 있는 이점이 있다.
상기 버퍼모듈(200)이 이송로봇(410)의 이동경로를 따라서 이동가능하도록 설치되면 트레이(2)의 교환을 위하여 이송로봇(410)의 이동시간을 줄일 수 있어 전체 TACT를 현저히 줄일 수 있는 이점이 있다.
상기 이송부(400)는 후술하는 이송로봇(410)이 공정모듈(300) 및 버퍼모듈(200) 사이에서 트레이(2)를 이송할 수 있도록 이송로봇(410)의 이동경로를 형성하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
상기 이송부(400)의 일예로서, 이송로봇(410)이 이동할 수 있도록 설치되며 이동경로를 형성하는 가이드레일(430)을 포함할 수 있다.
상기 이송부(400)를 형성하는 가이드레일(430)은 모노레일, 한 쌍의 레일 등 이송로봇(410) 및 버퍼모듈(200)의 이동을 가이드할 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.
한편 상기 이송부(400)는 외부와 연통가능하게 개방되도록 형성될 수 있으며, 공정모듈(300)의 안정적인 공정수행을 위하여 기판교환모듈(100) 및 공정모듈(300)과 연통되며 이동경로를 감싸도록 설치된 하우징(미도시)을 추가로 포함할 수 있다
상기 하우징은 이송로봇(410)의 이동경로와 외부가 격리될 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하며, 내부에 발생될 수 있는 먼지 등의 비산물의 외부로 방출할 수 있도록 배기시스템이 설치될 수 있다.
상기 배기시스템은 집진필터 등과 같이 이물질을 제거하는 필터부를 통과시켜 외부공기가 유입하는 유입부 및 하우징 내 공기를 외부로 배출하는 배출부를 포함하여 구성될 수 있다.
한편 본 발명에 따른 기판처리시스템은 이송로봇(410)의 이동경로를 기준으로 이동경로의 일단에 기판교환모듈(100)이 배치되고, T자형 형태로 이동경로를 따라서 이동경로의 좌우에 복수개의 공정모듈(300)들이 배치될 수 있다.
이때 상기 이송로봇(410)이 기판교환모듈(100)에 가장 가까이 위치된 공정모듈(300)과 트레이(2)를 교환할 때, 이동경로를 따라서 이동가능하도록 설치된 버퍼모듈(200) 및 이송로봇(410)의 이동이 서로 간섭될 수 있다.
따라서 상기 이송부(300)는 버퍼모듈(200) 및 이송로봇(410)의 이동이 서로 간섭되는 것을 회피하기 위하여 버퍼모듈(200)이 위치될 수 있는 회피공간을 가진다.
상기 회피공간은 기판교환모듈(100)에 가장 가까이 위치된 공정모듈(300) 사이에 위치되거나, 이동경로의 일측에 위치, 즉 도 1에서 공정모듈(300) 중 어느 한 자리를 차지할 수 있다.
예를 들면 상기 이송부(300)의 이동경로는 공정모듈(300)들이 좌우로 배치되는 로봇이동공간(301)과 로봇이동공간(301)으로부터 연장되어 기판교환모듈(100)과 연결되는 회피공간(302)을 포함하며, 이송로봇(410)은 로봇이동공간(301)에서 이동하며, 버퍼모듈(200)은 로봇이동공간(301) 및 회피공간(302)에서 이동할 수 있다.
상기 이송로봇(410)은 이송부(400)의 이동경로를 따라서 이동하면서 처리될 기판(1)들이 로딩된 트레이(2)를 공정모듈(300)에 탑재하거나 공정모듈(300)에서 기판처리공정을 마친 기판(1)들이 로딩된 트레이(2)를 인출하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
상기 이송로봇(410)은 버퍼모듈(200)과 공정모듈(300) 사이에서 트레이(2)를 필요에 따라서, 선형이동, 회전이동, 상하이동 중 적어도 일부의 조합의 이동이 가능하도록 구성될 수 있다.
한편 상기와 같은 구성을 가지는 기판처리시스템에서 기판교환모듈(100), 버퍼모듈(200) 및 이송로봇(410) 사이에서의 트레이(2)의 전달 또는 교환과정을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저 상기 버퍼모듈(200)은 이송로봇(410)이 트레이(2)를 공정모듈(300)로부터 인출하는 동안 이송로봇(410)과 교환될 트레이(2)가 버퍼부(S)에 적재된 상태로 이송로봇(410) 쪽으로 이동한다. 여기서 이송로봇(410)과 교환될 트레이(2)는 기판처리될 기판(1)이 로딩된 트레이(2)이다.
그리고 상기 버퍼모듈(200)이 이송로봇(410) 쪽으로 이동하면, 이송로봇(410)은 공정모듈(300)로부터 인출한 트레이(2)를 버퍼모듈(200)의 버퍼부(S) 중 빈 버퍼부(S)에 적재하고 기판처리될 기판(1)들이 로딩된 트레이(2)를 버퍼모듈(200)의 버퍼부(S)로부터 인출한다.
그리고 기판처리될 기판(1)들이 로딩된 트레이(2)를 인출한 이송로봇(410)은 트레이(2)가 인출된 공정모듈(300)의 기판지지대(340) 상에 기판처리될 기판(1)들이 로딩된 트레이(2)를 탑재한다.
한편 상기 이송로봇(410)과 트레이(2) 교환을 마친 버퍼모듈(200)은 버퍼부(S)에 기판처리를 마친 기판(1)이 로딩된 트레이(2)가 적재된 상태이며 "기판처리를 마친 기판(1)이 로딩된 트레이(2)"를 외부로 반출할 수 있도록 이동한다.
즉, 상기 트레이(2) 상에 기판처리를 마친 기판(1)을 기판처리될 기판(1)으로 교환하는(로딩 및 언로딩) 기판교환모듈(100)이 설치된 경우, 버퍼모듈(200)은 기판교환모듈(100)로 이동하여 트레이(2)를 교환한다.
또한 상기 트레이(2) 상에서의 기판처리를 마친 기판(1)을 기판처리될 기판(1)으로의 교환하는 것은 작업자의 수작업에 의하여 수행될 수 있으며, 기판(1)이 로딩된 상태로 트레이(2) 자체가 교환될 수도 있다.
상기와 같이 상기 버퍼모듈(200)이 기판교환모듈(100) 및 공정모듈(300)과 트레이 교환을 마치거나 교환을 수행할 기판교환모듈(100) 또는 이송로봇(410) 쪽으로 미리 이동함으로써 공정모듈(300)과 트레이(2)를 교환하는 이송로봇(410)의 이동을 최소화하여 트레이(2)의 전체 교환시간을 단축할 수 있게 된다.
한편 상기 기판교환모듈(100) 및 버퍼모듈(200) 사이의 트레이교환 및 버퍼모듈(200) 및 이송로봇(410)의 트레이교환 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 다수개의 기판(1)들이 로딩된 트레이(2)가 기판교환모듈(100)로부터 버퍼모듈(200)의 버퍼부(S)로 적재되는 과정은 도 3a에 도시된 바와 같이, 트레이로딩로봇(R1)이 트레이(2)를 버퍼모듈(200)의 트레이지지부(220)로 이송함으로써 이루어진다. 여기서 트레이로딩로봇(R1)은 트레이(2)를 이송하기 위한 구성으로서, 기판교환모듈(100)에 설치되거나 버퍼모듈(200)에 설치될 수 있으며 도 3 및 도 4에서는 설명의 편의상 로봇팔만을 도시하였다.
한편 상기 트레이로딩로봇(R1)이 트레이(2)를 트레이지지부(220)에 로딩한 후에 물러난다.
상기 버퍼모듈(200)의 버퍼부(S)에 기판처리될 기판(1)들이 로딩된 트레이(2)의 적재가 완료되면, 버퍼모듈(200)은 이송로봇(410) 쪽으로 이동한다. 그리고 이송로봇(410)이 도 3b에 도시된 바와 같이, 트레이(2)의 하측으로 진입한다.
상기 이송로봇(410)이 진입을 완료하면, 버퍼모듈(200)의 모듈본체(230)는 하측으로 이동되며, 트레이(2)는 이송로봇(410)에 의하여 지지된 상태로 상대적으로 상측으로 이동된다. 여기서 상기 버퍼모듈(200)의 모듈본체(230)이 상측으로 이동하는 대신에 이송로봇(410)이 상측으로 이동할 수 있다.
그리고 상기 트레이(2)가 도 3c에 도시된 바와 같이, 버퍼모듈(200)의 커버지지부(210)에 지지된 커버부재(3)의 위치까지 이동하면 버퍼모듈(200)의 모듈본체(230)는 그 이동을 멈추게 되고, 이송로봇(410)은 커버부재(3)가 복개된 트레이(2)를 버퍼부(S)로부터 인출하여 공정모듈(300)로 전달한다.
한편 공정모듈(300)에서 기판처리공정이 완료되면 이송로봇(410)은 공정모듈(300)로부터 트레이(2)를 인출하여 도 4a에 도시된 바와 같이, 버퍼모듈(200)의 버퍼부(S) 중 트레이(2)가 적재되지 않은 빈 버퍼부(S)로 트레이(2)를 이송한다. 이때 상기 트레이(2)의 적재위치는 버퍼모듈(200)의 커버지지부(210)의 설치위치에 대응된다.
한편 상기 이송로봇(410)이 버퍼모듈(200)의 버퍼부(S)로 트레이(2)의 적재를 완료하면 버퍼모듈(200)의 모듈본체(230)는 상측으로 이동하게 되고, 이송로봇(410)에 의하여 지지되는 트레이(2)는 상대적으로 하측으로 이동된다. 이때 상기 커버부재(3)는 커버지지부(210)에 의하여 지지되므로 트레이(2)만이 하측으로 이동된다.
상기 트레이(2)가 하측으로 이동되어 트레이지지부(220)까지 이동하면 버퍼모듈(200)의 모듈본체(230)는 그 이동을 멈추게 되고, 이송로봇(410)은 버퍼부(S)로부터 물러난다.
한편 상기 버퍼모듈(200)의 버퍼부(S) 중 적어도 어느 하나는 기판처리될 기판(1)들이 로딩된 트레이(2)가 적재되어 있는바, 기판처리를 마친 트레이(2)를 버퍼모듈(200)의 버퍼부(S)로의 전달을 마친 이송로봇(410)은 앞서 설명한 도 3b 및 도 3c에 도시된 바와 같은 과정을 거쳐 다른 버퍼부(S)에 적재된 기판처리될 기판(1)들이 로딩된 트레이(2)를 인출한다.
상기 이송로봇(410)과의 트레이(2) 교환을 마치면, 버퍼모듈(200)은 기판교환모듈(100) 쪽으로 이동하게 되며, 이송로봇(410)은 버퍼모듈(200)의 버퍼부(S)로부터 인출한 트레이(2)를 공정모듈(300)로 전달하여 탑재한다.
한편 상기 버퍼모듈(200)이 기판교환모듈(100) 쪽으로 이동하면, 트레이로딩로봇(R1)이 트레이(2)의 인출을 위하여 도 4c에 도시된 바와 같이, 버퍼부(S)로 진입하여 트레이(2)를 인출하게 된다.
한편 상기와 같은 구성을 가지는 기판처리장치는 다음과 같이 기판처리를 수행할 수 있다.
상기 기판처리장치에 의한 기판처리방법은, 일예로서, 기판처리될 기판(1)들이 로딩된 트레이(2)가 적재된 버퍼모듈(200)이 이송로봇(410)으로 이동하는 이동단계와; 이송로봇(410)이 기판처리될 기판(1)들이 로딩된 트레이(2)를 버퍼모듈(200)로부터 공정모듈(300)로 전달하는 로딩단계와; 로딩단계 후에 기판처리될 기판(1)들이 로딩된 트레이(2)를 전달받은 공정모듈(300)에 의하여 기판처리를 수행하는 기판처리단계를 포함할 수 있다.
또한 상기 기판처리장치에 의한 기판처리방법은, 다른 예로서, 이송로봇(410)이 기판처리된 기판(1)들이 로딩된 트레이(2)를 공정모듈(300)로부터 인출하는 인출단계와; 이송로봇(410)이 공정모듈(300)로부터 인출한 트레이(2)를 버퍼모듈(200)로 전달하는 회수단계와; 버퍼모듈(200)이 이동하여 이송로봇(410)으로부터 전달받은 트레이(2)를 반출위치로 이동시키는 복귀단계를 포함할 수 있다.
또한 상기 기판처리장치에 의한 기판처리방법은, 또 다른 예로서, 상기 버퍼모듈(200)은 2개 이상의 버퍼부(S)를 포함하며, 이송로봇(410)이 복수개의 공정모듈(300)들 중 어느 하나의 공정모듈(300)로부터 기판처리를 마친 트레이(2)를 인출할 때, 기판처리될 기판(1)들이 로딩된 트레이(2)를 적재된 버퍼모듈(200)이 이송로봇(410)으로 이동하는 이동단계와; 이동단계 후에 이송로봇(410)은 공정모듈(300)로부터 인출한 트레이(2)를 버퍼모듈(200)에 적재하고, 기판처리될 기판(1)들이 로딩된 트레이(2)를 버퍼모듈(200)로부터 인출하여 공정모듈(300)로 전달하는 트레이교환단계와; 트레이교환단계 후에 기판처리될 기판(1)들이 로딩된 트레이(2)를 전달받은 공정모듈(300)은 기판처리를 수행하는 기판처리단계를 포함하여 구성될 수 있다.
한편 상기 공정모듈(300)이 수행하는 기판처리는 식각, 증착 등이 있으며, 기판(1), 특히 태양전지용 결정계 실리콘 기판의 표면에 다수개의 요철을 형성하는 공정인 것이 바람직하다.
또한 상기 공정모듈(300)은 드라이에칭을 수행할 수 있으며, 드라이에칭은 RIE 또는 ICP를 이용할 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
100 : 기판교환모듈 200 : 버퍼모듈
300 : 공정모듈 400 : 이송부
410 : 이송로봇

Claims (22)

  1. 다수개의 기판들이 로딩된 트레이를 이송하는 이송로봇의 이동경로를 형성하는 이송부와;
    상기 이송부를 따라서 설치되어 트레이 상에 로딩된 기판들에 대한 기판처리를 수행하는 복수개의 공정모듈들과;
    상기 이동경로를 따라서 이동하면서 처리될 기판들이 로딩된 트레이를 상기 공정모듈에 탑재하거나 상기 공정모듈에서 기판처리를 마친 기판들이 로딩된 트레이를 인출하는 이송로봇과;
    상기 이송로봇의 이동경로를 따라 이동가능하게 상기 이송부에 설치되고, 트레이를 임시로 적재하기 위한 버퍼부를 가지며, 상기 버퍼부와 상기 이송로봇과의 트레이 교환이 이루어지는 버퍼모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 버퍼부는 2개 이상인 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 버퍼부들은 상하로 배치된 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 버퍼모듈은 상기 상하로 배치된 버퍼부들을 상하로 이동시키는 상하구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 이송부는 상기 버퍼모듈이 이동할 수 있도록 설치된 가이드레일을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 이송로봇은 상기 가이드레일을 따라서 이동하는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 이동경로의 일단에 연결되며, 상기 버퍼모듈과 트레이를 교환하는 기판교환모듈을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 기판처리시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 이송부의 이동경로는 상기 공정모듈들이 배치되는 로봇이동공간과 상기 로봇이동공간으로부터 연장되어 상기 기판교환모듈과 연결되는 회피공간을 포함하며,
    상기 이송로봇은 상기 로봇이동공간에서 이동하며, 상기 버퍼모듈은 상기 로봇이동공간 및 상기 회피공간에서 이동하는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 버퍼모듈은 상기 트레이를 커버부재로 복개하거나 제거하는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 버퍼모듈은 상기 이송로봇의 이동경로를 따라서 이동시키는 이동구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 이동구동부는 상기 이송부에 설치된 가이드레일을 따라서 이동되는 가이드부재와, 상기 가이드레일을 따른 상기 가이드부재의 이동을 구동하는 구동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 구동장치는 상기 가이드부재에 설치된 랙기어에 기어결합되는 피니언기어와 상기 피니언기어를 회전구동하는 회전구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 구동장치는 상기 이송부에 설치된 가이드레일을 따라서 이동하도록 구동하는 롤러 또는 바퀴를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 이동구동부는 자유롭게 이동할 수 있는 바퀴, 체인 및 기어의 조합 및 스크류잭으로 이루어진 군에서 선택된 선형구동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  15. 청구항 1 내지 6 및 청구항 9 내지 청구항 14 중 어느 하나의 항에 따른 기판처리시스템에 의한 기판처리방법으로서,
    기판처리될 기판들이 로딩된 트레이가 적재된 상기 버퍼모듈이 상기 이송로봇으로 이동하는 이동단계와;
    상기 이송로봇이 기판처리될 기판들이 로딩된 상기 트레이를 상기 버퍼모듈로부터 상기 공정모듈로 전달하는 전달단계와;
    상기 전달단계 후에 기판처리될 기판들이 로딩된 상기 트레이를 전달받은 상기 공정모듈에 의하여 기판처리를 수행하는 기판처리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  16. 청구항 1 내지 6 및 청구항 9 내지 청구항 14 중 어느 하나의 항에 따른 기판처리시스템에 의한 기판처리방법으로서,
    상기 이송로봇이 기판처리된 기판들이 로딩된 트레이를 상기 공정모듈로부터 인출하는 인출단계와;
    상기 이송로봇이 상기 공정모듈로부터 인출한 상기 트레이를 상기 버퍼모듈로 전달하는 회수단계와;
    상기 버퍼모듈이 이동하여 상기 이송로봇으로부터 전달받은 상기 트레이를 반출위치로 이동시키는 복귀단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  17. 청구항 1 내지 6 및 청구항 9 내지 청구항 14 중 어느 하나의 항에 따른 기판처리시스템에 의한 기판처리방법으로서,
    상기 버퍼모듈은 2개 이상의 버퍼부를 포함하며,
    상기 이송로봇이 상기 복수개의 공정모듈들 중 어느 하나의 공정모듈로부터 기판처리를 마친 트레이를 인출할 때, 기판처리될 기판들이 로딩된 트레이가 적재된 상기 버퍼모듈이 상기 이송로봇으로 이동하는 이동단계와;
    상기 이동단계 후에 상기 이송로봇은 상기 공정모듈로부터 인출한 트레이를 상기 버퍼모듈에 적재하고, 기판처리될 기판들이 로딩된 트레이를 상기 버퍼모듈로부터 인출하여 상기 공정모듈로 전달하는 트레이교환단계와;
    상기 트레이교환단계 후에 기판처리될 기판들이 로딩된 트레이를 전달받은 상기 공정모듈은 기판처리를 수행하는 기판처리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 버퍼모듈은 기판처리될 기판들이 로딩된 트레이 상에 커버부재를 복개하고, 기판처리된 기판들이 로딩된 트레이에서 커버부재를 제거하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 기판은 태양전지용 결정계 실리콘 기판인 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 공정모듈이 수행하는 기판처리는 기판의 표면에 다수개의 요철을 형성하는 공정인 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  21. 청구항 17에 있어서,
    상기 공정모듈은 드라이에칭을 수행하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 드라이에칭은 RIE 또는 ICP를 이용하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
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