KR20120117318A - Substrate treatment system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판 및 마스크를 효율적으로 반송하여 풋프린트과 공정택타임을 획기적으로 감소할 수 있는 기판처리장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
일반적으로, 반도체 공정이나 평판표시소자 또는 태양전지를 제조하는 과정에서는 웨이퍼 또는 유리기판(이하, “기판”이라 한다)을 연속적으로 일련의 처리를 하는데, 이러한 공정에 요구되는 기판처리시스템이 요구된다. In general, in the process of manufacturing a semiconductor process, a flat panel display device, or a solar cell, a series of processes are continuously performed on a wafer or a glass substrate (hereinafter referred to as a “substrate”), and a substrate processing system required for such a process is required. .
예를 들어, OLED소자를 제조하기 위하여는 기판을 표면처리(전처리)한 다음, 기판상에 양극(anode), 정공 주입층(hole injection layer, 이하, 'HIL'이라고 한다), 정공 운송층(hole transfer layer, 이하, 'HTL'이라고 한다), 발광층(emitting layer, 이하, 'EL'이라고 한다), 전자 운송층(eletron transfer layer, 이하, 'ETL'이라고 한다), 전자 주입층(eletron injection layer, 이하, 'EIL'이라고 한다), 음극(cathode)이 순서대로 적층되어 형성된다. 여기에서 양극으로는 면저항이 작고 투과성이 좋은 ITO(Indium Tin Oxide)이 주로 사용되고, 발광층으로 사용되는 유기물질은 Alq3, TPD, PBD, m-MTDATA, TCTA 등이다. 또한, 음극으로는 LiF-Al 금속막이 사용된다. For example, in order to fabricate an OLED device, a substrate is surface treated (pre-treated), and then an anode, a hole injection layer (hereinafter referred to as 'HIL'), and a hole transport layer are formed on the substrate. hole transfer layer, hereinafter referred to as 'HTL', light emitting layer (hereinafter referred to as 'EL'), electron transport layer (hereinafter referred to as 'ETL'), electron injection layer (eletron injection) layer, hereinafter referred to as " EIL " In this case, ITO (Indium Tin Oxide) having low sheet resistance and good permeability is mainly used as the anode, and the organic materials used as the light emitting layer are Alq 3 , TPD, PBD, m-MTDATA, TCTA, and the like. In addition, a LiF-Al metal film is used as the cathode.
이와 같이 기판을 처리하기 위하여 종래에 인라인(In-line)방식의 기판처리시스템(100)이 개시되었다. 도 1을 참조하면, 종래의 인라인 방식 기판처리시스템은 로딩챔버(110)와, 제1버퍼챔버(120)와, 공정챔버(130)와, 제2버퍼챔버(140)와 언로딩챔버(150)를 구비하며, 각 챔버 사이에는 게이트밸브(G)가 구비된다. As described above, an in-line
상기 인라인방식 기판처리시스템의 작동상태를 설명하면, 먼저, 게이트밸브를 개방하여 로딩챔버(110)로 기판을 반입하고, 로딩챔버(110)의 내부를 고진공 분위기로 조성한 다음, 게이트밸브를 개방하여 기판을 제1버퍼챔버(120)로 이송한다. 또한, 제1버퍼챔버(120)에 있는 기판은 공정챔버(130)로 이송하여 기판을 플라즈마 등을 이용하여 표면처리하거나 도가니(D)에서 기화된 유기물을 기판에 증착시키는 증착수단(131) 등을 이용하여 박막형성을 한다. 이와 같이 기판에 소정의 처리가 완료되면, 다시 제2버퍼챔버(140)로 이송하고, 언로딩챔버(150)를 통해 반출한다. Referring to the operation of the in-line substrate processing system, first, the gate valve is opened to bring the substrate into the
그러나 상술한 바와 같이, 하나의 공정을 수행하기 위하여 로딩챔버(110), 언로딩챔버(150), 2개의 버퍼챔버(120,140) 등을 구비해야 하고, 기판을 이송해야 한다. However, as described above, in order to perform one process, a
따라서 OLED 소자 제조를 위하여 다층 박막을 형성하기 위하여는, 도 1과 같은 인라인시스템이 복수개 연속적으로 설치된다. 따라서 구성 및 기판을 이송하는 과정이 매우 복잡하고, 풋프린트 및 공정택타임이 매우 길다는 문제점이 있었다. Therefore, in order to form a multilayer thin film for manufacturing an OLED device, a plurality of inline systems as shown in FIG. Therefore, there is a problem that the configuration and the process of transferring the substrate is very complicated, the footprint and the process tack time is very long.
또한, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 내부에 반송로봇이 구비된 트랜스퍼챔버와, 상기 트랜스퍼챔버의 주위에 로드락챔버와 복수의 공정챔버를 구비하여 구성된 클러스터타입의 기판처리시스템이 개시되었다. In addition, in order to solve this problem, there is disclosed a substrate processing system of a cluster type including a transfer chamber having a transfer robot therein, a load lock chamber and a plurality of process chambers around the transfer chamber.
그러나 클러스터타입의 기판처리시스템의 경우, 반송로봇이 고가이고, 그의 제어가 어려울 뿐 아니라 반송과정에서 기판이 손상되는 등의 문제점이 있을 뿐만 아니라 트랜스퍼 챔버의 주위에 배치할 수 있는 공정챔버의 수가 제한되어 많은 공정을 연속적으로 수행할 수 없다는 문제점이 있다. However, in the case of the cluster type substrate processing system, the transfer robot is expensive, its control is difficult, and the substrate is damaged during the transfer process. There is a problem that many processes cannot be performed continuously.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기판 및 마스크를 효율적으로 반송하여 풋프린트과 공정택타임을 획기적으로 감소할 수 있는 기판처리장치를 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus that can dramatically reduce the footprint and process tack time by efficiently transporting the substrate and mask.
위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 기판처리장치는 기판에 대하여 소정의 처리를 하는 적어도 1 이상의 공정챔버; 상기 공정챔버의 일측에 연결되어 상기 공정챔버에 마스크를 공급하는 마스크 스토커; 상기 공정챔버의 타측에 연결되는 버퍼챔버; 및 상기 버퍼챔버의 내부에 구비되어 스텝운동하며, 상기 공정챔버와 상기 기판을 교환하는 이송챔버;를 포함한다. In order to solve the above technical problem, the substrate processing apparatus according to the present invention comprises at least one process chamber for performing a predetermined process on the substrate; A mask stocker connected to one side of the process chamber to supply a mask to the process chamber; A buffer chamber connected to the other side of the process chamber; And a transfer chamber provided in the buffer chamber to move step by step and exchanging the process chamber with the substrate.
또한 상기 버퍼챔버의 내부에서 상기 이송챔버를 스텝운동시키는 이동수단이 더 구비되는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that the movement means for stepping the transfer chamber in the buffer chamber is further provided.
또한 상기 이송챔버와 공정챔버를 기류적으로 연통시키는 실링수단이 더 구비되는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable to further include a sealing means for communicating the transfer chamber and the process chamber in an air flow.
또한 상기 실링수단은 상기 이송챔버의 일측벽에 구비되는 밸로우즈인 것이 바람직하다. In addition, the sealing means is preferably a bellows provided on one side wall of the transfer chamber.
또한 상기 이송챔버는 상기 공정챔버의 수보다 1개 더 많은 수로 구비되는 것이 바람직하다. In addition, the transfer chamber is preferably provided with one more than the number of the process chamber.
또한 상기 기판을 로딩하는 로딩챔버를 구비하는 것이 바람직하다. It is also preferable to have a loading chamber for loading the substrate.
또한 상기 기판을 언로딩하는 언로딩챔버를 구비하는 것이 바람직하다. It is also preferred to have an unloading chamber for unloading the substrate.
또한 상기 이송챔버와 로딩챔버, 상기 이송챔버와 언로딩챔버를 기류적으로 연통시키는 실링수단이 더 구비되는 것이 바람직하다. In addition, the conveying chamber and the loading chamber, it is preferable that the sealing means for the air flow communication between the conveying chamber and the unloading chamber is further provided.
또한 상기 실링수단은 상기 이송챔버의 타측벽에 구비되는 밸로우즈인 것이 바람직하다. In addition, the sealing means is preferably a bellows provided on the other side wall of the transfer chamber.
또한 상기 기판을 기립 상태로 고정하는 기판홀더가 더 구비되는 것이 바람직하다. In addition, the substrate holder for fixing the substrate in the standing state is preferably further provided.
또한 상기 기판홀더를 공정챔버 및 이송챔버에서 기립상태로 이송하는 이송수단이 더 구비되는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that the transfer means for transferring the substrate holder in the standing state in the process chamber and the transfer chamber is further provided.
또한 상기 공정챔버에는 상기 마스크와 기판을 정렬하는 정렬수단이 더 구비되는 것이 바람직하다. In addition, the process chamber is preferably further provided with alignment means for aligning the mask and the substrate.
본 발명에 따르면, 기판 및 마스크를 효율적으로 반송하여 풋프린트과 공정택타임을 획기적으로 감소할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, it is possible to efficiently transport the substrate and mask to significantly reduce the footprint and process tack time.
도 1은 종래 인라인 기판처리시스템을 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 기판처리시스템을 도시한 평면도이다.
도 3 내지 도 9는 본 발명에 의한 기판처리시스템의 작동상태를 설명한 것이다. 1 is a plan view showing a conventional inline substrate processing system.
2 is a plan view showing a substrate processing system according to the present invention.
3 to 9 illustrate the operating state of the substrate processing system according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예의 구성 및 작동상태를 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the configuration and operating state of the embodiment according to the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 실시예(1)는 버퍼챔버(20)와, 이송챔버(30)와, 로딩챔버(10)와, 언로딩챔버(60)와, 공정챔버(40)와 마스크 스토커(50)로 구성된다. 2, the
도시된 바와 같이, 버퍼챔버(20)를 중심에 좌측에는 로딩챔버(10)와 언로딩챔버(60)가 연결되어 있고, 우측에는 2개의 공정챔버(40)가 연결되어 있으며, 상기 공정챔버의 타측에는 마스크스토커(50)가 구비된다. 또한 버퍼챔버(20)와 로딩챔버(10), 버퍼챔버(20)와 언로딩챔버(60), 버퍼챔버(20)와 공정챔버(40), 공정챔버와 마스크스토커(50)들 사이에는 게이트밸브(G1~G6)가 구비된다. 상기 공정챔버(40)는 요구되는 공정에 따라 단수 또는 복수개로 자유롭게 구성할 수 있다. 또한 공정챔버(40)는 기판에 대하여 소정의 처리를 하는 챔버로서, 본 실시예에서는 도가니에서 기화된 유기물을 기판에 증착하는 증착장치(41)이 구비된다. 이외에도 다른 박막형성장치나 표면처리장치 등이 구비될 수 있다. As shown, the
상기 버퍼챔버(20)의 내부에는 3개의 이송챔버(30)가 구비되는데, 상기 이송챔버(30)의 양 측벽에는 실링수단으로서 신축가능한 밸로우즈(B)가 구비되어 있고, 상기 각 이송챔버(30)를 동시에 스텝운동시키는 이송수단(미도시) 및 가이드레일(21)이 구비된다. Three
특히, 본 실시예에서 상기 이송챔버(30)는 공정챔버(40)의 수보다 1개 더 많은 수로 구비된다는 특징이 있다. In particular, in the present embodiment, the
또한 본 실시예에서는 기판(S)을 수직 또는 수직으로부터 소정각도 기울어진 상태(이하, '기립상태'라고 한다)로 기판을 이송하면서 처리를 한다. In addition, in the present embodiment, the substrate S is processed while transferring the substrate in a state in which the substrate S is inclined at a predetermined angle from the vertical or vertical (hereinafter, referred to as the “standing state”).
이하에서는 본 실시예의 작동상태를 설명한다. Hereinafter, the operating state of the present embodiment will be described.
먼저, 기판홀더에 제1기판(S1)을 기립상태로 고정하여 제1게이트밸브(G1)를 개방하여 로딩챔버(10)로 반입하고, 다시 제2게이트밸브(G2)를 개방하여 제1이송챔버(30A)로 이송한다. 중요한 것은 로딩챔버(10)에서 제1이송챔버(30A)로 제1기판(S1)을 이송할 때 제1이송챔버(30A)의 밸로우즈(B)가 신장한다는 것이다. 따라서 기판의 이송시 로딩챔버(10)와 제1이송챔버(30A)는 기류적으로 연통되어 동일한 압력으로 유지된다(도 3 참조). 또는 이와 달리 제1이송챔버(30A)의 좌측에 있는 밸로우즈만 신장시키고, 우측에 있는 밸로우즈는 신장시키지 않을 수 있다. 이와 마찬가지로 제1이송챔버(30A)에 구비된 밸로우즈만 신장시키고, 제2이송챔버 및 제3이송챔버에 구비된 밸로우즈는 신장시키지 않을 수 있다. 즉, 밸로우즈들이 각각 제어될 수 있다는 것이다. 본 실시예에서는 밸로우즈들이 동시에 신축되는 것으로 설명한다. First, the first substrate S1 is fixed to the substrate holder in an upright state, the first gate valve G1 is opened to be loaded into the
다음으로, 제1기판(S1)이 제1이송챔버(30A)의 내부로 이송되면, 다시 밸로우즈(B)를 수축시킨다(도 4 참조).Next, when the first substrate S1 is transferred into the
다음으로, 제1이송챔버(30A)가 제1공정챔버(40A)에 이웃하도록 이송수단을 작동시켜 이송챔버(30A~30C)들이 가이드레일(21)을 따라 스텝운동한다(도 5 참조). 따라서 제2이송챔버(30B)는 제2공정챔버(40B)에 이웃하게 될 것이고, 제3이송챔버(30C)는 언로딩챔버(60)에 이웃하게 될 것이다. Next, the transfer means is operated such that the
다음으로, 상기 밸로우즈(B)를 신장시키고, 제3게이트밸브(G3)를 개방하면 제1이송챔버(30A)와 제1공정챔버(40A)가 기류적으로 연통되어 동일한 압력이 된다. 이 상태에서 제1기판(S1)을 제1공정챔버(40A)로 이송한다. 또한 제4게이트밸브를 개방하고, 제1마스크를 마스크스토커(50)에서 제1공정챔버(40A)로 이송한다. 이와 같이 이송된 제1기판(S1)과 제1마스크(M1)를 정렬수단(미도시)에 의해 정렬한다(도 6 참조).Next, when the bellows B is extended and the third gate valve G3 is opened, the
다음으로, 다시 제3게이트밸브(G3)를 폐쇄하고, 제1공정챔버(40A)에서 증착장치(41)를 작동시켜 제1기판(S1)을 기립상태에서 수평이동하면서 소정의 박막을 형성한다. 한편으로는, 제1공정챔버(40A)에서 제1기판(S1)이 처리되는 동안, 밸로우즈(B)를 수축시킨 후, 다시 원위치로 복귀한다. 즉, 제1이송챔버(30A)가 로딩챔버(10)와 이웃하게 되고, 제1공정챔버(40A)에는 제2이송챔버(30B)가 이웃하게 되는 것이다(도 7 참조). Next, the third gate valve G3 is closed again, and the
다음으로, 다시 밸로우즈(B)를 신장시켜 로딩챔버(10)와 제1이송챔버(30A), 제2이송챔버(30B)와 제1공정챔버(40A)를 기류적으로 연통시킨다. 이 상태에서 제2기판(S2)은 로딩챔버(10)를 통해 제1이송챔버(30A)로, 제1기판(S1)은 제1공정챔버(40A)에서 제2이송챔버(30B)로 이송된다(도 8 참조).Next, the bellows B is elongated again to communicate the
위와 같은 방법을 반복하면, 제1기판(S1)은 제2공정챔버(40B)에서 공정이 수행된 후 제3이송챔버(30C)로 이송되고, 제2기판(S2)은 제1공정챔버(40A)에서 공정이 수행된 후 제2이송챔버(30B)로 이송되며, 제3기판(S3)은 로딩챔버(10)를 통해 제1이송챔버(30A)로 이송된다. 이 상태에서 상기 이송챔버(30A~30C)들을 스텝이동하여 제3이송챔버(30C)는 언로딩챔버(60)와 이웃하게 되고, 제2이송챔버(30B)는 제2공정챔버(40B)와 이웃하게 되며, 제1이송챔버(30A)는 제1공정챔버(40A)와 이웃하게 된다(도 9 참조). 이 상태에서 제1기판(S1)은 언로딩챔버(60)로 언로딩되고, 제2기판(S2)은 제2공정챔버(40B)로 이송되어 공정이 수행되며, 제3기판(S3)은 제1공정챔버(40A)로 이송되어 공정이 수행될 것이다. When the above method is repeated, the first substrate S1 is transferred to the
따라서 기판을 연속적으로 이송하면서 매우 효율적으로 공정이 수행될 수 있고, 특히, 공정챔버의 수를 필요한 만큼 구비하여 일련의 공정을 순차적, 연속적으로 수행할 수 있게 되는 것이다. Therefore, the process can be performed very efficiently while continuously transporting the substrate, and in particular, the number of process chambers can be provided as necessary to perform a series of processes sequentially and continuously.
또한 양측 밸로우즈를 신장한 상태에서 공정챔버와 버퍼챔버 사이에 구비된 제3게이트밸브를 개방한 상태에서 공정이 수행될 수 있다. 이 경우, 이송챔버가 공정챔버와 동일한 압력이 되므로, 이송챔버의 공간을 공정챔버의 기판 대기공간으로 활용할 수 있으므로, 공정챔버의 길이를 단축시킬 수 있다. 이 경우, 버퍼챔버와 공정챔버 사이에 구비된 게이트밸브(G3)는 유지보수시를 제외하고는 항시적으로 개방된 상태로 유지되는 것이 유리하다. In addition, the process may be performed in a state in which the third gate valve provided between the process chamber and the buffer chamber is opened while both side bellows are extended. In this case, since the transfer chamber is at the same pressure as the process chamber, the space of the transfer chamber can be utilized as the substrate standby space of the process chamber, thereby reducing the length of the process chamber. In this case, the gate valve G3 provided between the buffer chamber and the process chamber is advantageously kept open at all times except for maintenance.
1: 실시예 10: 로딩챔버
20: 버퍼챔버 21: 가이드레일
30: 이송챔버 40: 공정챔버
50: 마스크스토커 60: 언로딩챔버
B: 밸로우즈 G1~G5: 게이트밸브1: Example 10: loading chamber
20: buffer chamber 21: guide rail
30: transfer chamber 40: process chamber
50: mask stocker 60: unloading chamber
B: Bellows G1 ~ G5: Gate valve
Claims (12)
상기 공정챔버의 일측에 연결되어 상기 공정챔버에 마스크를 공급하는 마스크 스토커;
상기 공정챔버의 타측에 연결되는 버퍼챔버; 및
상기 버퍼챔버의 내부에 구비되어 스텝운동하며, 상기 공정챔버와 상기 기판을 교환하는 이송챔버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
At least one process chamber for processing a substrate;
A mask stocker connected to one side of the process chamber to supply a mask to the process chamber;
A buffer chamber connected to the other side of the process chamber; And
And a transfer chamber provided in the buffer chamber to move step by step and exchanging the substrate with the process chamber.
상기 버퍼챔버의 내부에서 상기 이송챔버를 스텝운동시키는 이동수단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
The method of claim 1,
And a moving means for stepping the transfer chamber within the buffer chamber.
상기 이송챔버와 공정챔버를 기류적으로 연통시키는 실링수단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
The method of claim 1,
And a sealing means for airflow communication between the transfer chamber and the process chamber.
상기 실링수단은 상기 이송챔버의 일측벽에 구비되는 밸로우즈인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
The method of claim 3,
The sealing means is a substrate processing apparatus, characterized in that the bellows provided on one side wall of the transfer chamber.
상기 이송챔버는 상기 공정챔버의 수보다 1개 더 많은 수로 구비되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
The method of claim 1,
The transfer chamber is a substrate processing apparatus, characterized in that provided with one more than the number of the process chamber.
상기 기판을 로딩하는 로딩챔버를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
The method of claim 1,
And a loading chamber for loading the substrate.
상기 기판을 언로딩하는 언로딩챔버를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
The method of claim 1,
And an unloading chamber for unloading the substrate.
상기 이송챔버와 로딩챔버, 상기 이송챔버와 언로딩챔버를 기류적으로 연통시키는 실링수단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
8. The method according to claim 6 or 7,
And a sealing means for airflow communication between the transfer chamber and the loading chamber, and the transfer chamber and the unloading chamber.
상기 실링수단은 상기 이송챔버의 타측벽에 구비되는 밸로우즈인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
9. The method of claim 8,
The sealing means is a substrate processing apparatus, characterized in that the bellows provided on the other side wall of the transfer chamber.
상기 기판을 기립 상태로 고정하는 기판홀더가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
The method of claim 1,
And a substrate holder for fixing the substrate in an upright state.
상기 기판홀더를 공정챔버 및 이송챔버에서 기립상태로 이송하는 이송수단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
The method of claim 10,
And a transfer means for transferring the substrate holder from the process chamber and the transfer chamber in an upright state.
상기 공정챔버에는 상기 마스크와 기판을 정렬하는 정렬수단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
The method of claim 1,
The process chamber further comprises an alignment means for aligning the mask and the substrate.
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