KR20120025572A - 기판 이송 방법 - Google Patents

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Abstract

기판 이송 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 기판 이송 방법은 기판의 로딩 및 언로딩을 수행하는데 소요되는 시간을 단축시켜 공정의 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 기판홀더의 사용이 필수적으로 요구되는 열처리 공정에만 기판홀더가 사용되도록 함으로써 공정의 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

기판 이송 방법{METHOD FOR TRANSFERING A SUBSTRATE}
본 발명은 기판 이송 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 기판을 이송하는데 소요되는 시간을 단축시켜 공정의 생산성을 향상시킬 수 있는 기판 이송 방법에 관한 것이다.
평판 디스플레이 제조시 사용되는 대면적 기판 처리 시스템은 크게 증착 장치와 어닐링 장치로 구분될 수 있다. 증착 장치는 평판 디스플레이의 핵심 구성을 이루는 투명 전도층, 절연층, 금속층 또는 실리콘층을 형성하는 단계를 담당하는 장치로서, LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 또는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)와 같은 화학 증착 장치와 스퍼터링(sputtering)과 같은 물리 증착 장치가 있다.
또한, 어닐링 장치는 증착 공정 후에 결정화, 상 변화 등을 위해 수반되는 열처리 단계를 담당하는 장치이다. 예를 들자면, LCD의 경우에 있어서, 대표적인 증착 장치로는 박막 트랜지스터(thin film transistor; TFT)의 액티브 물질에 해당하는 비정질 실리콘을 유리 기판 상에 증착하는 실리콘 증착 장치가 있고, 대표적인 어닐링 장치로는 유리 기판 상에 증착된 비정질 실리콘을 폴리 실리콘으로 결정화시키는 실리콘 결정화 장치가 있다.
일반적으로, 증착 공정과 어닐링 공정은 모두 기판을 소정의 온도로 열처리하는 공정을 수행해야 한다. 이와 같은 열처리 공정을 수행하기 위해서는 기판의 히팅이 가능한 챔버 내의 보트에 기판을 로딩 및 언로딩하는 공정을 수행하여야 한다.
이때, 기판의 에지부만이 보트에 의하여 지지된다면 기판의 중간 부분이 처지면서 기판의 변형을 야기할 수 있기 때문에, 기판의 변형을 방지하기 위한 기판홀더의 사용이 필수적으로 요구된다. 이를 위하여, 처음부터 기판홀더에 기판이 안착된 상태에서 열처리 공정을 포함한 모든 공정을 수행하는 방법이 사용되었다. 그러나, 이와 같은 방법은 기판의 개수와 동일한 개수의 기판홀더를 필요로 할 뿐만 아니라, 기판홀더가 필요치 않은 공정에도 기판홀더를 사용하게 되어, 공정의 효율성을 저하시키는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 보트 내에 기판홀더를 미리 설치해두고 열처리 공정에만 기판홀더를 사용하는 방법이 제안되었다. 그러나, 이와 같은 방법은 열처리 공정이 완료된 이후 기판홀더로부터 기판을 분리시키는 것이 용이하지 않기 때문에, 기판의 로딩 및 언로딩시에 많은 시간이 소요되어 열처리 공정의 생산성을 저하시키는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 기판의 로딩 및 언로딩을 수행하는데 소요되는 시간을 단축시켜 공정의 생산성을 향상시킬 수 있는 기판 이송 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 기판홀더의 사용이 필수적으로 요구되는 열처리 공정에만 기판홀더가 사용되도록 함으로써 공정의 효율성을 향상시킬 수 있는 기판 이송 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 이송 방법은, 기판이 처리되는 챔버, 상기 챔버에 설치된 보트, 상기 보트에 상하로 간격을 가지면서 복수개가 적층 지지되며 상기 기판이 각각 탑재 지지되어 처리되는 기판홀더를 가지는 열처리 장치의 상기 기판홀더에, 바디부와 상기 바디부에 설치된 제 1 암과 상기 제 1 암에 설치된 복수의 하우징과 상기 하우징의 내부에 설치된 복수의 지지핀과 상기 제 1 암 상측의 상기 바디부에 설치된 제 2 암과 상기 제 1 암에 형성되며 상기 지지핀을 상향 또는 하향으로 이동시키기 위한 가스를 공급하는 가스 공급라인을 가지는 기판 이송 장치를 이용하여 상기 기판을 로딩하는 기판 이송 방법으로서, 상기 제 2 암으로 상기 기판을 수용하여, 상기 기판을 상기 기판홀더의 상측에 위치시키는 단계; 상기 제 1 암을 상기 기판홀더의 하측으로 이동한 다음, 상기 제 1 암을 상향 이동하여, 상기 하우징을 상기 기판홀더에 형성된 관통홀에 통과시킨 다음, 상기 가스 공급라인으로 가스를 공급하여 상기 지지핀을 상향 이동시키는 단계; 상기 제 2 암을 하향 이동시켜 상기 지지핀에 상기 기판을 탑재 지지시킨 다음, 상기 지지핀을 하향 이동시켜, 상기 기판을 상기 하우징에 탑재 지지시키는 단계; 상기 제 1 암을 하향 이동시켜, 상기 기판을 상기 기판홀더에 탑재 지지시키는 단계를 수행한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 이송 방법은, 기판이 처리되는 챔버, 상기 챔버에 설치된 보트, 상기 보트에 상하로 간격을 가지면서 복수개가 적층 지지되며 상기 기판이 각각 탑재 지지되어 처리되는 기판홀더를 가지는 열처리 장치의 상기 기판홀더로부터, 바디부와 상기 바디부에 설치된 제 1 암과 상기 제 1 암에 설치된 복수의 하우징과 상기 하우징의 내부에 설치된 복수의 지지핀과 상기 제 1 암 상측의 상기 바디부에 설치된 제 2 암과 상기 제 1 암에 형성되며 상기 지지핀을 상향 또는 하향으로 이동시키기 위한 가스를 공급하는 가스 공급라인을 가지는 기판 이송 장치를 이용하여 상기 기판을 언로딩하는 기판 이송 방법으로서, 상기 제 1 암을 상기 기판홀더의 하측으로 이동하는 단계; 상기 제 1 암을 상향 이동하여 상기 하우징을 상기 기판홀더에 형성된 관통홀에 관통시켜, 상기 기판홀더에 안착된 상기 기판을 상기 기판홀더로부터 이격시켜 상기 하우징으로 지지하는 단계; 상기 가스 공급라인으로 가스를 공급하여 상기 지지핀을 상향 이동한 다음, 상기 하우징에 지지된 상기 기판을 상기 지지핀으로 지지하는 단계; 상기 제 2 암을 상기 기판홀더와 상기 기판 사이로 이동하여 상기 지지핀에 지지된 상기 기판을 상기 제 2 암으로 수용하는 단계를 수행한다.
본 발명에 따르면, 기판의 로딩 및 언로딩을 수행하는데 소요되는 시간을 단축시켜 공정의 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 기판홀더의 사용이 필수적으로 요구되는 열처리 공정에만 기판홀더가 사용되도록 함으로써 공정의 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 구성을 보인 도.
도 2는 도 1에 도시된 열처리 장치의 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 보트의 사시도.
도 4는 도 1에 도시된 기판 이송 장치의 확대도.
도 5는 도 4에 도시된 제 1 암의 내부 구성을 보인 도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치를 이용하여 기판을 로딩하는 것을 보인 도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치를 이용하여 기판을 언로딩하는 것을 보인 도.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.
이하, 기판의 재질은 특별히 제한되지 않으며 글래스, 플라스틱, 폴리머, 실리콘 웨이퍼, 스테인레스 스틸 등 다양한 재질이 사용될 수 있다. 이하에서는 LCD나 OLED와 같은 평판 디스플레이나 박막형 실리콘 태양전지 분야에 가장 일반적으로 사용되는 직사각형 형상의 글래스 기판을 상정하여 설명한다.
또한, 기판 처리 장치의 용도는 특별히 제한되지 않으며, 기판 상에 물질을 증착하는 용도 등과 같이 기판의 처리를 다양하게 수행할 수 있도록 구성될 수 있다. 이하에서는 기판을 소정의 온도로 열처리하는 열처리 장치인 것으로 상정하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 구성을 보인 도이다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)는 열처리 장치(100)를 포함한다. 열처리 장치(100)는 복수개의 기판(10)(도 3 참조)을 동시에 열처리할 수 있는 배치식으로 구성되며, 복수개의 기판(10) 상에 각각 증착된 소정의 물질을 열처리한다. 예를 들면, 복수개의 기판(10) 상에 비정질 실리콘이 형성된 경우, 비정질 실리콘을 결정화 열처리하는 기능을 수행할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 열처리 장치의 사시도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 열처리 장치(100)는 복수개의 기판(10)이 열처리되는 공간을 제공하는 챔버(110)를 포함하여 구성될 수 있다. 챔버(110)는 공정이 수행되는 동안 실질적으로 내부 공간이 밀폐되도록 구성되며 기판(10)의 로딩 및 언로딩을 수행하기 위하여 상하 방향으로 개폐되는 도어(111)가 설치될 수 있다.
열처리 장치(100)는 히터(120)를 포함하여 구성될 수 있다. 히터(120)는 기판(10)을 소정의 온도에서 열처리할 수 있도록 챔버(110)를 가열한다. 히터(120)는 석영관 내부에 발열체가 삽입되어 있고 양단에 설치된 단자를 통하여 외부의 전원을 인가받아 열을 발생시키는 복수개의 봉형 단위체로 구성될 수 있다. 이러한 복수개의 봉형 단위체는 기판(10)의 단변 방향과 평행하게 배열되어 층 형태를 이룰 수 있다. 또한, 이러한 층은 기판(10)의 적층 방향을 따라서 일정한 간격을 가지면서 복수개가 배치되는 형태를 이룰 수 있다. 이 경우, 기판(10)은 상하로 적층된 형태로 배치된 히터(120)와 히터(120) 사이의 간격 중앙에 배치될 수 있다. 이에 따라, 기판(10)은 기판(10)의 상부 및 하부에 위치된 복수개의 히터(120)에 의해 열처리되므로, 각 기판(10)은 전면적에 걸쳐 균일하게 열처리되는 효과가 있다.
도 3은 도 2에 도시된 보트의 사시도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 열처리 장치(100)는 보트(130)를 포함하여 구성될 수 있다. 보트(130)는 챔버(110)에 설치되어 챔버(110)로 로딩된 기판(10)을 지지하는 기능을 수행할 수 있다. 복수개의 기판(10)을 안정적으로 지지할 수만 있다면 보트(130)의 형태는 특별한 형태로 한정되지 아니하나, 복수개의 기판(10) 양측 장변을 지지할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 보트(130)는 기판(10)의 양 장변측에 3 곳씩 기판(10) 하나당 모두 6 곳을 지지하는 형태로 되어 있으나, 이러한 보트(130)의 형태는 기판(10)의 안정적인 지지를 위하여 기판(10)의 크기에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 보트(130)의 재질은 석영인 것이 바람직하다.
열처리 장치(100)는 복수개의 가스공급부(140)를 포함하여 구성될 수 있다. 가스공급부(140)는 열처리 분위기를 조성하기 위한 열처리 가스를 챔버(110)에 공급하는 기능을 수행한다. 가스공급부(140)는 열처리 가스를 배출하는 배출공(141)이 복수개 형성된 봉 형태로 구성될 수 있다. 가스공급부(140)는 기판(10)의 장변측에 설치하는 것이 바람직하다. 열처리 가스는 Ar, Ne, He, N2와 같은 불활성 가스를 사용할 수 있다. 가스공급부(140)의 반대편에는 챔버(110)의 열처리 가스를 챔버(110) 외부로 배출하는 가스배출부(150)가 설치될 수 있다. 가스배출부(150)는 가스공급부(140)와 유사하게 열처리 가스를 흡입하는 흡입공(미도시)이 복수개 형성된 봉 형태로 구성될 수 있다.
열처리 장치(100)는 복수개의 기판(10)이 안착되는 복수개의 기판홀더(160)를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 기판홀더(160)는 기판(10) 상에 증착된 물질이 열처리되는 동안 기판(10)의 변형을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 기판홀더(160)의 재질은 석영으로 구성되는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되지는 아니한다.
일반적으로, 기판(10)이 안착되는 기판홀더(160)는 단독적으로 또는 기판(10)과 함께 로딩 및 언로딩되나, 본 실시예에 따른 기판홀더(160)는 챔버(110) 내부에 배치되는 보트(130)에 설치되어 있을 수 있다. 즉, 기판홀더(160)는 항상 챔버(110)에 배치되어 있으며 기판(10)과 같이 챔버(110)로 로딩되거나, 챔버(110)로부터 언로딩되지 않는다. 그러므로, 기판홀더(160)의 로딩 및 언로딩에 따른 시간을 단축시켜 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.
기판홀더(160)에는 후술하는 제 1 암(210)의 지지핀(211) 또는 하우징(212)이 관통하는 복수개의 관통홀(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 관통홀의 개수는 지지핀(211)의 개수와 동일한 것이 바람직하고, 상기 관통홀의 직경은 하우징(212)의 직경보다 다소 크게 형성되는 것이 바람직하다.
본 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)는 기판 이송 장치(200)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 4는 도 1에 도시된 기판 이송 장치의 확대도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 기판 이송 장치(200)는 제 1 암(210)을 포함하여 구성될 수 있다. 제 1 암(210)은 기판홀더(160)의 하측으로 이동하여, 기판홀더(160)의 하측에서 상향 또는 하향으로 이동하면서, 기판(10)을 기판홀더(160)에 로딩 및 언로딩시킨다. 이를 위하여, 제 1 암(210)은 바디부(230)에 지지 설치되어, 상하 및 좌우 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다.
제 1 암(210)이 기판홀더(160)의 하측에 위치함에 있어서, 후술할 제 1 암(210)의 지지핀(211)이 상향으로 이동한다고 가정할 때, 지지핀(211)이 상기 관통홀을 통과하기 적합한 곳에 제 1 암(210)이 위치되어야 함은 당연하다. 제 1 암(210)의 위치 제어는 공지의 여러 가지 로케이팅(locating) 제어 시스템을 적용하여 제어할 수 있다.
본 실시예에서는 기판홀더(160)가 보트(130)에 설치되어 있기 때문에, 열처리 공정 시작시에는 기판(10)만이 로딩되어 기판홀더(160)에 안착되고, 열처리 공정이 완료된 이후에는 기판(10)만이 기판홀더(160)로부터 분리되어 언로딩된다. 그러나, 기판(10)의 언로딩시에 제 1 암(210)이 기판(10)의 하부로 이동하여 기판(10)을 지지하여 언로딩 할 수 있도록 기판(10)과 기판홀더(160) 사이에 소정의 공간 확보가 요구되는 등, 일반적인 암의 구조로는 상술한 과정을 원활하게 수행하는 것이 용이하지 않을 수 있다.
제 1 암(210)은 기판(10)의 로딩 및 언로딩이 원활하게 수행되도록 하는 복수개의 지지핀(211)을 포함하여 구성될 수 있다. 복수개의 지지핀(211)은 기판(10)을 지지하면서 상향 또는 하향시키는 기능을 수행할 수 있다. 보다 구체적으로, 기판(10)의 로딩시에는 기판(10)을 지지한 상태에서 기판(10)을 하향시키는 기능을 수행할 수 있으며, 기판(10)의 언로딩시에는 기판(10)을 지지한 상태에서 기판(10)을 상향 이동시키는 기능을 수행할 수 있다.
기판(10)을 지지한 상태에서 기판(10)을 상향 또는 하향 이동시키기 위하여, 복수개의 지지핀(211)은 수직 방향으로 상향 또는 하향 이동되도록 구성될 필요가 있다. 복수개의 지지핀(211)에, 공지의 여러 가지 상하 이동 수단의 구성 원리가 채용될 수 있으나, 바람직하게는 공압 구동 방식이 채용될 수 있다. 이러한 공압 구동 방식을 이용한 지지핀(211)의 상향 또는 하향 이동 동작에 대해서는 후술하도록 하겠다.
또한, 앞서 언급한 바와 같이 지지핀(211)은 복수개로 구성되는데, 복수개의 지지핀(211)은 기판(10)을 안정적으로 지지할 수 있도록 서로 대칭되는 구조를 가지는 것이 바람직하며, 나아가 기판(10)의 장변측을 지지할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 물론, 이러한 경우, 기판홀더(160)에는 지지핀(211)의 개수와 동일한 개수(바람직하게는, 후술하는 하우징(212)의 개수와 동일한 개수)의 상기 관통홀이 각 지지핀(211)에 대응되는 위치에 형성될 수 있을 것이다.
지지핀(211)의 형상은 특별하게 한정되지 아니하나, 지지핀(211)은 원기둥 형상을 갖는 것이 바람직하다. 지지핀(211)의 재질 역시 특별하게 한정되지 아니하나, 지지핀(211)은 기판(10)의 면적과 무게가 커져도 안정적으로 지지할 수 있도록 강도가 높은 물질(예를 들면, 석영)로 구성되는 것이 바람직하다.
제 1 암(210)은 각 지지핀(211)과 대응되는 복수개의 하우징(212)을 포함하여 구성될 수 있다. 복수개의 하우징(212)은 각 지지핀(211)에 대응되게 설치되되, 각 지지핀(211)을 감싸면서 설치된다. 즉, 지지핀(211)은 하우징(212)의 내부에 지지 설치되어, 상향 또는 하향으로 이동 가능하게 설치된다. 지지핀(211)은 후술할 가스 공급라인(213)에서 공급되는 가스에 의하여 상향 또는 하향으로 이동한다.
도 4에는 하우징(212)과 지지핀(211)이 일대일 대응되게 설치된 것을 보이나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 하나의 하우징(212)에 여러 개의 지지핀(211)이 설치될 수 있다.
복수개의 하우징(212)은 기판홀더(160)에 형성된 상기 관통홀을 관통하여 기판(10)을 지지하며, 기판(10)의 로딩 및 언로딩이 원활하게 이루어지도록 한다. 보다 구체적으로, 하우징(212)은 기판(10)의 언로딩 시에는 제 1 암(210)의 상향 이동에 의하여 기판홀더(160)에 형성된 상기 관통홀을 관통하여 기판홀더(160)에 안착되어 있는 기판(10)을 지지하여 올리고, 기판(10)의 로딩시에는 기판홀더(160)에 형성된 상기 관통홀을 관통하여 기판(10)을 지지한 상태에서 제 1 암(210)의 하향 이동에 의하여 기판(10)을 기판홀더(160)에 안착시킨다.
지지핀(211)은 스스로 기판(10)을 상향 또는 하향 이동시키는 동작을 수행하는데 반하여, 하우징(212)은 제 1 암(210)의 상향 또는 하향 이동에 의하여 기판(10)을 상향 또는 하향 이동시킨다.
기판홀더(160)에 형성된 상기 관통홀을 하우징(212)이 관통하여 기판(10)을 지지한 상태에서 하우징(212) 내부에 설치된 지지핀(211)이 상향 이동하여 기판(10)을 상향으로 이동시키면 기판(10)의 언로딩이 이루어진다. 또한, 기판홀더(160)에 형성된 상기 관통홀을 하우징(212)이 관통하고 지지핀(211)이 기판(10)을 지지한 상태에서, 지지핀(211)이 하향 이동한 다음 제 1 암(210)이 하향 이동하면 기판(10)의 로딩이 이루어진다.
하우징(212)의 형상은 특별하게 한정되지 아니하나, 하우징(212)은 원기둥 형상을 갖는 것이 바람직하다. 하우징(212)의 재질 역시 특별하게 한정되지 아니하나, 하우징(212)은 기판(10)의 면적과 무게가 커져도 안정적으로 지지할 수 있도록 강도가 높은 물질로 구성되는 것이 바람직하다.
공압 구동 방식, 즉 외부로부터 공급되는 공기의 압력에 의하여 지지핀(211)이 수직으로 상향 또는 하향 이동하는 것에 대하여 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 도 4에 도시된 제 1 암의 내부 구성을 보인 도이다.
도시된 바와 같이, 제 1 암(210)에는 각 지지핀(211)과 연통되어 외부로부터 유입시킨 가스를 각 지지핀(211)측으로 공급하기 위한 복수개의 가스 공급라인(213)이 형성된다. 복수개의 가스 공급라인(213)은 하나의 가스 공급라인에서 분기되는 구조로 형성되는 것이 바람직하다.
제 1 암(210)은 제 1 밸브(214)를 포함하여 구성될 수 있다. 제 1 밸브(214)는 상황에 따라 가스 공급라인(213)을 개폐하여 외부의 가스가 지지핀(211)으로 공급 또는 공급되지 않도록 한다. 제 1 밸브(214)의 개폐 동작은 자동적으로 또는 수동적으로 이루어질 수 있다.
제 1 암(210)은 공압제어부(215)를 포함하여 구성될 수 있다. 공압제어부(215)는 가스 공급라인(213)을 통하여 각 지지핀(211)에 공급되는 가스의 압력을 제어하는 기능을 수행하며, 기판(10)을 보다 안정적으로 지지하기 위하여 각 지지핀(211)에 공급되는 가스의 압력이 동일하도록 제어한다.
이처럼 각 지지핀(211)에 공급되는 가스의 압력을 동일하게 제어함에 있어서, 지지핀(211)의 위치에 따른 문제가 고려될 필요성이 있다. 만약 각 가스 공급라인(213)에 동일한 물리적 상태를 가지는 가스가 공급된다면, 지지핀(211)의 위치에 따라 가스 압력의 불균형이 발생할 수 있기 때문이다. 예를 들어, 각 가스 공급라인(213)에 동일한 양 및 속도를 가지는 가스가 공급되는 경우, 챔버(110)의 도어(111)를 기준으로, 멀리 떨어진 위치에서 기판(10)을 지지하는 지지핀(211)의 압력은, 상대적으로 가까운 위치에서 기판(10)을 지지하는 지지핀(211)의 압력보다 낮게 형성될 수 있다.
공압제어부(215)는, 이러한 가스 압력의 불균형을 방지하여 각 지지핀(211)에 공급되는 압력을 동일하게 제어하기 위해서, 복수개의 가스 공급라인(213)에 공급되는 가스의 압력을 독립적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 각 가스 공급라인(213)에 공급되는 가스의 양 또는 속도를 각각 다르게(바람직하게는, 챔버(110)의 도어(111)를 기준으로, 멀리 떨어진 위치에서 기판(10)을 지지하는 지지핀(211)에 공급되는 가스의 양을 크게 또는 속도를 높게) 제어할 수 있다. 이러한 제어 동작에 의하여 지지핀(211)의 위치에 따른 가스 압력의 불균형은 방지될 수 있을 것이다.
제 1 암(210)은 모니터링부(216)를 포함하여 구성될 수 있다. 모니터링부(216)는 각 가스 공급라인(213)마다 공급되는 가스의 압력을 모니터링하는 기능을 수행할 수 있으며, 나아가 공급되는 가스의 압력이 소정의 값 이하인 경우 제 1 암(210)이 구동되지 않도록 하는 기능을 수행할 수 있다.
제 1 암(210)은 제 2 밸브(217)를 포함하여 구성될 수 있다. 제 2 밸브(217)는, 가스의 압력이 제어된 상태에서 개방되어, 최종적으로 지지핀(211)에 가스의 공급이 이루어지도록 하는 기능을 수행할 수 있다. 이러한 제 2 밸브(217)의 개방은 수동적으로 또는 자동적으로 이루어질 수 있을 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 기판 이송 장치(200)는 기판(10)을 이송 및 수용하는 제 2 암(220)을 포함하여 구성될 수 있다. 제 2 암(220)은 기판(10)을 이송 및 수용하는 기능을 수행할 수 있는데, 보다 구체적으로, 기판(10)의 로딩시에는 기판홀더(160)의 상측으로 기판(10)을 이송하는 기능을 수행할 수 있으며, 기판(10)의 언로딩시에는 지지핀(211)에 의하여 지지된 기판(10)을 수용하는 기능을 수행한다. 제 2 암(220)에 의하여 기판(10)의 언로딩이 이루어지는 과정에 대해서는 이후에 상세하게 설명하기로 한다.
제 2 암(220)은 기판(10)의 이송 및 수용을 원활하게 수행하기 위해 바디부(230)에 지지 설치되어, 상하 및 좌우 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다. 제 2 암(220)에는 공지의 기판 트랜스퍼 로봇 암의 구성 원리가 채용될 수 있다.
제 2 암(220)은 기판(10)의 단변 보다는 짧게, 기판(10)의 장변 보다는 길게 구성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성함으로써, 기판(10)의 장변측을 지지하고 있는 지지핀(211) 사이로 원활하게 삽입되어 기판(10)을 수용 및 이송할 수 있다.
본 실시예에 따른 기판 이송 장치(200)는 제 1 암(210)과 제 2 암(220)이 지지되는 바디부(230)를 포함하여 구성될 수 있다. 바디부(230)는 열처리 장치(100)와 가까워지고 멀어지는 형태로 직선운동 가능하게 설치됨은 당연하다. 이때 제 1 암(210)과 제 2 암(220)은 바디부(230)에 회전 가능하도록 연결될 수 있다. 도 4에는 제 1 암(210)과 제 2 암(220)이 하나의 바디부(230)에 연결되어 동작하는 것으로 도시되어 있지만, 서로 다른 바디부(230)에 연결되어 동작할 수 있음은 물론이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치를 이용하여 기판을 로딩하는 것을 보인 도로서, 이를 설명한다.
도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 제 2 암(220)으로 기판(10)을 수용하여, 기판(10)을 기판홀더(160)의 상측에 위치시킨다.
그리고, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 제 1 암(210)을 기판홀더(160)의 하측으로 이동한 다음, 제 1 암(210)을 상향 이동하여, 하우징(212)을 기판홀더(160)의 상기 관통홀에 통과시킨다. 그 후, 복수개의 가스 공급라인(213)(도 5 참조)을 통하여 각 지지핀(211)으로 가스를 공급하여, 지지핀(211)을 상향 이동한다.
그리고, 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 제 2 암(220)을 하향 이동시켜 지지핀(211)에 기판(10)을 탑재 지지시키며, 도 6의 (d)에 도시된 바와 같이, 지지핀(211)을 하향 이동시켜, 기판(10)을 하우징(212)에 탑재 지지시킨다.
그리고, 도 6의 (e)에 도시된 바와 같이, 제 1 암(210)을 하향 이동시키면, 기판(10)이 기판홀더(160)에 탑재 지지되어, 로딩된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치를 이용하여 기판을 언로딩하는 것을 보인 도로서, 이를 설명한다.
도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 기판홀더(160)에 탑재 지지된 기판(10)을 언로딩하기 위하여, 제 1 암(210)이 기판홀더(160)의 하측의 소정의 위치로 이동한다. 더 구체적으로 설명하면, 제 1 암(210)의 하우징(212)에 설치된 지지핀(211)이 기판홀더(160)에 형성된 상기 관통홀을 관통하기에 적합한 위치로 이동한다.
그 후, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 제 1 암(210)이 상향 이동하여 복수개의 하우징(212)이 기판홀더(160)에 형성된 상기 관통홀을 관통한다. 그러면, 기판홀더(160) 상에 안착되어 있던 기판(10)은 하우징(212)에 의하여 지지되어 상향 이동한다.
그리고, 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이, 복수개의 가스 공급라인(213)(도 5 참조)을 통하여 각 지지핀(211)으로 가스를 공급하면, 공급되는 가스의 압력에 의하여 지지핀(211)이 수직으로 상향 이동한다. 그러면, 하우징(212)에 지지된 기판(10)이 지지핀(211)에 의하여 지지되면서 상향 이동된다.
그 후, 도 7의 (d)에 도시된 바와 같이, 제 2 암(220)이 기판홀더(160)와 기판(10) 사이로 이동하여 지지핀(211)에 의하여 지지된 기판(10)을 수용한다. 이때, 제 2 암(220)은 복수개의 지지핀(211)의 사이를 통과하며 이동할 수 있다.
마지막으로, 제 2 암(220)에 수용된 기판(10)을 챔버(110) 외부로 이송하면, 기판(10)의 언로딩이 완료된다.
본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.
1: 기판 처리 장치
100: 열처리 장치
110: 챔버
120: 히터
130: 보트
140: 가스공급부
150: 가스배출부
160: 기판홀더
200: 기판 이송 장치
210: 제 1 암
211: 지지핀
212: 하우징
213: 가스 공급라인
214: 제 1 밸브
215: 공압제어부
216: 모니터링부
217: 제 2 밸브
220: 제 2 암
230: 바디부

Claims (2)

  1. 기판이 처리되는 챔버, 상기 챔버에 설치된 보트, 상기 보트에 상하로 간격을 가지면서 복수개가 적층 지지되며 상기 기판이 각각 탑재 지지되어 처리되는 기판홀더를 가지는 열처리 장치의 상기 기판홀더에, 바디부와 상기 바디부에 설치된 제 1 암과 상기 제 1 암에 설치된 복수의 하우징과 상기 하우징의 내부에 설치된 복수의 지지핀과 상기 제 1 암 상측의 상기 바디부에 설치된 제 2 암과 상기 제 1 암에 형성되며 상기 지지핀을 상향 또는 하향으로 이동시키기 위한 가스를 공급하는 가스 공급라인을 가지는 기판 이송 장치를 이용하여 상기 기판을 로딩하는 기판 이송 방법으로서,
    상기 제 2 암으로 상기 기판을 수용하여, 상기 기판을 상기 기판홀더의 상측에 위치시키는 단계;
    상기 제 1 암을 상기 기판홀더의 하측으로 이동한 다음, 상기 제 1 암을 상향 이동하여, 상기 하우징을 상기 기판홀더에 형성된 관통홀에 통과시킨 다음, 상기 가스 공급라인으로 가스를 공급하여 상기 지지핀을 상향 이동시키는 단계;
    상기 제 2 암을 하향 이동시켜 상기 지지핀에 상기 기판을 탑재 지지시킨 다음, 상기 지지핀을 하향 이동시켜, 상기 기판을 상기 하우징에 탑재 지지시키는 단계;
    상기 제 1 암을 하향 이동시켜, 상기 기판을 상기 기판홀더에 탑재 지지시키는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 방법.
  2. 기판이 처리되는 챔버, 상기 챔버에 설치된 보트, 상기 보트에 상하로 간격을 가지면서 복수개가 적층 지지되며 상기 기판이 각각 탑재 지지되어 처리되는 기판홀더를 가지는 열처리 장치의 상기 기판홀더로부터, 바디부와 상기 바디부에 설치된 제 1 암과 상기 제 1 암에 설치된 복수의 하우징과 상기 하우징의 내부에 설치된 복수의 지지핀과 상기 제 1 암 상측의 상기 바디부에 설치된 제 2 암과 상기 제 1 암에 형성되며 상기 지지핀을 상향 또는 하향으로 이동시키기 위한 가스를 공급하는 가스 공급라인을 가지는 기판 이송 장치를 이용하여 상기 기판을 언로딩하는 기판 이송 방법으로서,
    상기 제 1 암을 상기 기판홀더의 하측으로 이동하는 단계;
    상기 제 1 암을 상향 이동하여 상기 하우징을 상기 기판홀더에 형성된 관통홀에 관통시켜, 상기 기판홀더에 안착된 상기 기판을 상기 기판홀더로부터 이격시켜 상기 하우징으로 지지하는 단계;
    상기 가스 공급라인으로 가스를 공급하여 상기 지지핀을 상향 이동한 다음, 상기 하우징에 지지된 상기 기판을 상기 지지핀으로 지지하는 단계;
    상기 제 2 암을 상기 기판홀더와 상기 기판 사이로 이동하여 상기 지지핀에 지지된 상기 기판을 상기 제 2 암으로 수용하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 방법.
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