KR20130058253A - 기판처리시스템 - Google Patents

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KR20130058253A
KR20130058253A KR1020110124165A KR20110124165A KR20130058253A KR 20130058253 A KR20130058253 A KR 20130058253A KR 1020110124165 A KR1020110124165 A KR 1020110124165A KR 20110124165 A KR20110124165 A KR 20110124165A KR 20130058253 A KR20130058253 A KR 20130058253A
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KR1020110124165A
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조생현
양호식
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주식회사 원익아이피에스
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Abstract

본 발명은 기판처리시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판처리를 수행하는 기판처리시스템에 관한 것이다.
본 발명은 직사각형의 기판의 기판처리를 수행하기 위한 처리공간이 형성된 공정챔버를 가지는 복수의 공정모듈들과; 상기 복수의 공정모듈들이 결합되는 반송챔버와, 상기 반송챔버에 설치되어 상기 기판을 상기 공정모듈로 도입하거나 상기 공정모듈로부터 반출하는 반송로봇을 포함하는 반송모듈을 포함하며, 상기 복수의 공정모듈들은 평면형상이 실질적으로 직사각형의 형상을 가지며, 상기 반송로봇은 상기 반송챔버 및 상기 공정챔버 사이에서 기판을 직선이송방향으로 이송하며, 상기 복수의 공정모듈들 중 적어도 일부의 공정챔버의 길이방향은 상기 직선이송방향에 대하여 경사를 이루는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템을 개시한다.

Description

기판처리시스템 {Substrate processing system}
본 발명은 기판처리시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판처리를 수행하는 기판처리시스템에 관한 것이다.
기판처리시스템이란 기판에 대하여 증착, 식각 등 소정의 기판처리를 수행하는 시스템을 말하며, 소위 클러스터 타입의 기판처리시스템으로서, 기판처리를 수행하는 복수의 공정모듈들과, 상기 공정모듈들이 결합되는 반송모듈을 포함하여 구성될 수 있다.
여기서 반송모듈들에 결합되는 공정모듈의 수는 기판처리의 종류, 특성 등에 따라서 다양하게 결정될 수 있다.
한편 종래의 기판처리시스템은 반송모듈에 결합되는 공정모듈의 숫자의 증가, 기판처리의 종류, 기판의 크기의 증가로 그 크기가 커지면서 시스템이 차지하는 공간 및 배치에 많은 제약을 주는 문제점이 있다.
특히 시스템이 설치되는 클린룸 내에는 복수의 기둥 등과 같이 설치에 제약을 주는 구조물이 있어 시스템을 원활하게 배치하는데 문제점이 있다.
따라서 시스템의 배치가 효율적이지 못한 경우 클린환경을 요하는 기판처리인 점을 고려하여 기판처리를 위한 전체비용의 증가로 직결되는바 공간 및 배치를 효율화할 수 있는 시스템의 구조 및 배치가 필요하다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 필요성을 인식하여, 시스템의 구조 및 배치를 효율화하여 시스템의 설치환경에 대한 제약을 최소화할 수 있는 반송모듈 및 그를 가지는 기판처리시스템을 제공하는데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은 기판처리를 수행하기 위한 처리공간이 형성된 공정챔버를 가지는 복수의 공정모듈들과; 상기 복수의 공정모듈들이 결합되는 반송챔버와, 상기 반송챔버에 설치되어 상기 기판을 상기 공정모듈로 도입하거나 상기 공정모듈로부터 반출하는 반송로봇을 포함하는 반송모듈을 포함하며, 상기 반송로봇은 상기 반송챔버 및 상기 공정챔버 사이에서 기판을 직선이송방향으로 이송하며, 상기 복수의 공정모듈들 중 적어도 일부는 상기 반송챔버와 결합되는 수평결합방향이 상기 직선이송방향에 대하여 경사를 이루는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템을 개시한다.
상기 반송챔버 및 상기 공정챔버 사이에는 게이트밸브가 설치된다.
상기 게이트밸브는 상기 공정챔버와 접하는 면의 법선이 상기 직선이송방향에 대하여 경사를 이룰 수 있다.
상기 게이트밸브는 기판이 이송되는 경로를 연장하는 하나 이상의 어댑터가 추가로 결합될 수 있다.
상기 반송챔버 및 상기 공정챔버 중 적어도 어느 하나에는 기판이 이송되는 경로를 연장하는 하나 이상의 어댑터가 추가로 설치될 수 있다.
상기 어댑터는 상기 공정챔버의 길이방향이 상기 직선이송방향에 대하여 경사를 이루도록 할 수 있다.
상기 어댑터는 상기 반송챔버와 결합되는 수평결합방향이 상기 직선이송방향에 대하여 경사를 이루도록 상기 공정챔버 및 상기 반송챔버를 향하는 면들이 서로 경사를 이룰 수 있다.
상기 공정챔버와 결합되는 상기 반송챔버의 측면의 법선은 직선이송방향에 대하여 경사를 이룰 수 있다.
상기 공정챔버의 길이방향이 상기 직선이송방향에 대하여 경사를 이루는 경사각은 0.5°~5°인 것이 바람직하다.
본 발명은 또한 상기 기판처리시스템의 반송모듈을 개시한다.
본 발명은 또한 기판처리를 수행하기 위한 처리공간이 형성된 공정챔버를 가지는 복수의 공정모듈들과; 상기 복수의 공정모듈들이 결합되는 반송챔버와, 상기 반송챔버에 설치되어 상기 기판을 상기 공정모듈로 도입하거나 상기 공정모듈로부터 반출하는 반송로봇을 포함하는 반송모듈을 포함하는 기판처리시스템의 반송모듈로서, 상기 반송모듈과 상기 공정모듈 사이의 기판이송거리는 적어도 일부의 공정모듈에 대하여 상이한 것을 특징으로 하는 기판처리시스템을 개시한다.
본 발명에 따른 기판처리시스템은 반송챔버 및 복수의 공정챔버들의 결합에 있어서, 기둥과 같이 구조물에 간섭될 수 있는 위치에 대응되는 공정챔버를 반송챔버와의 결합방향을 반송로봇에 의한 기판의 이송방향과 경사를 이루도록 함으로써, 시스템의 전체 배치, 설계를 변경함 없이 기둥과 같은 간섭되는 구조물이 존재함에도 불구하고 시스템을 원활하게 설치할 수 있는 이점이 있다.
특히 공정챔버를 반송챔버와의 결합방향을 반송로봇에 의한 기판의 이송방향과 경사를 이루도록 함에 있어서, 게이트밸브 또는 어댑터를 활용함으로써 간단한 구성에 의하여 시스템의 전체 배치, 설계를 변경함 없이 기둥과 같은 간섭되는 구조물이 존재함에도 불구하고 시스템을 원활하게 설치할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따는 기판처리시스템을 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 기판처리시스템의 변형례를 보여주는 평면도이다.
이하 본 발명에 따른 기판처리시스템에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따는 기판처리시스템을 보여주는 평면도이고, 도 2는 도 1의 기판처리시스템의 변형례를 보여주는 평면도이다
본 발명에 따른 기판처리시스템은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 기판처리를 수행하기 위한 처리공간이 형성된 복수의 공정모듈(101~107)들과; 복수의 공정모듈(101~107)들이 결합되는 하나 이상의 반송모듈(200)을 포함한다.
상기 공정모듈(101~107)은 식각, 증착 등 기판처리를 수행하는 구성으로서, 기판처리의 종류에 따라서 다양한 구성이 가능하며, 평면형상이 실질적으로 직사각형의 형상을 가진다.
여기서 기판처리의 대상은 평면형상이 실질적으로 직사각형의 형상을 가지며 반도체기판, LCD 패널용 유리기판, OLED 기판, 태양전지 기판 등이 있다.
상기 공정모듈(101~107)은 후술하는 반송모듈(200) 사이에서의 기판(10)의 입출을 위한 게이트(미도시)가 형성된 공정챔버(110)를 포함할 수 있다.
상기 공정챔버(110)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 기판처리의 수행을 위한 처리공간(S)이 형성되며 기판처리에 따라서 다양한 구조가 가능하다.
한편 상기 공정챔버(110)는 일예로서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 후술하는 반송로봇(300)에 의하여 반송된 기판(10)을 지지함과 아울러 승하강하는 리프트핀(미도시)과, 리프트핀의 하강에 의하여 기판(10)을 지지하는 기판지지부(미도시)와, 기판지지부의 상측에 설치되어 기판처리를 위한 가스를 분사하는 가스분사부(미도시)가 설치될 수 있다.
상기 리프트핀은 반송로봇(300)과의 기판(10) 전달을 위한 구성으로서, 기판(10)을 지지하여 상하로 이동시킬 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.
여기서 상기 리프트핀은 공정챔버(110) 내 또는 외부에 설치된 구동부(미도시)에 의하여 구동되며 공정챔버(110)의 밀폐를 위한 구조, 즉 벨로우즈 등은 설명의 편의상 생략한다.
또한 상기 공정챔버(110)는 처리공간(S) 내의 압력제어, 가스배기를 위하여 가스배기관이 연결될 수 있다.
상기 기판지지부는 기판처리의 수행을 위하여 기판(10)을 지지하기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
일예로서, 상기 기판지지부는 가스분사부에 대하여 수평방향으로 이동하면서 기판처리가 수행되는 경우 수평방향 이동이 가능하도록 공정챔버(110) 내에 설치되며 이때 기판지지부의 수평방향 이동을 위한 하나 이상의 가이드부재(미도시)가 공정챔버(110) 내에 설치될 수 있다.
이때 상기 기판지지부의 수평방향 이동방향은 반송모듈(200)과의 결합방향으로 이동되는 것이 바람직하다.
한편 상기 공정모듈(101~107)은 기판처리에 따라서 다양한 형태의 전원이 인가될 수 있다.
또한 상기 복수의 공정모듈(101~107)은 동일한 기판처리를 수행하거나, 각기 서로 다른 기판처리를 수행하는 등 기판처리를 기준으로 다양한 조합이 가능하다.
상기 반송모듈(200)은 각 공정모듈(101~107)의 처리공간(S) 내에 기판(10)을 전달하거나 반출하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
상기 반송모듈(200)은 복수의 공정모듈(101~107)이 결합되는 반송챔버(210)와, 반송챔버(210)에 설치되어 기판(10)을 공정모듈(101~107)로 도입하거나 공정모듈(101~107)로부터 반출하는 반송로봇(300)을 포함한다.
상기 반송로봇(300)은 기판(10)을 반송할 수 있는 구성이면 레일방식, 다관절로봇 등 어떠한 구성도 가능하다.
여기서 상기 반송로봇(300)은 반송챔버(210) 및 공정챔버(110) 사이에서 기판(10)을 직선이송방향(P)으로 이송할 수 있다.
상기 반송챔버(210)는 각 공정모듈(101~107)에 기판(10)을 전달하거나 반출하기 위하여 각 공정모듈(101~107)에 대응되는 위치에 게이트밸브(220)에 의하여 개폐되는 게이트(미도시)가 형성된다.
그리고 상기 반송챔버(210)는 상측에서 본 수평형상이 다양한 형상을 가질 수 있으며, 예로서, 원 및 다각형 중 어느 하나의 형상을 가질 수 있다.
한편 복수의 공정모듈(101~107)들이 설치되는 기판처리시스템은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 시스템이 설치되는 공간, 특히 공정모듈(101~107)들이 설치될 위치에 기둥(20)이 있는 경우 이미 설계된 시스템을 변경하거나 경우에 따라서는 공정모듈(101~107)들 일부의 설치가 불가한 문제점이 있다.
그런데 시스템의 설치의 제약이 전체 공간이 아닌 기둥의 경우 반송모듈(200) 및 공정모듈(300)의 결합을 간단히 개선하면 시스템의 설치의 제약의 회피가 가능하다.
이에 본 발명은 시스템의 설치의 제약이 기둥인 경우를 개선하기 위한 개선책을 제공한다.
즉, 상기 복수의 공정모듈(101~107)들 중 적어도 일부(103, 105)는 공정챔버(110)가 반송챔버(210)에 결합되는 결합방향(L)이 직선이송방향(P)에 대하여 경사를 이루도록 반송모듈(200)의 반송챔버(210)와 결합되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 공정챔버(110)와 반송챔버(210)의 결합에 있어서, 공정챔버(110)가 반송챔버(210)에 결합되는 결합방향(L)이 직선이송방향(P)에 대하여 경사를 이루는 구성은 다양한 방법이 있다.
첫째, 상기 공정챔버(110)와 반송챔버(210)의 결합에 있어서, 게이트밸브(220), 게이트밸브(220)와 결합되는 어댑터(400)를 이용하는 방법이 있다.
즉, 상기 게이트밸브(220)는 공정챔버(110)와 접하는 면의 법선이 직선이송방향(P)에 대하여 경사를 이루도록 구성될 수 있다.
상기 게이트밸브(220)가 공정챔버(110)와 접하는 면의 법선이 직선이송방향(P)에 대하여 경사를 이루게 되면, 공정챔버(110)가 반송챔버(210)에 결합되는 결합방향(L)이 직선이송방향(P)에 대하여 경사를 이루게 된다.
여기서 상기 반송챔버(210) 및 공정챔버(110) 사이에는 앞서 설명한 바와 같이, 기판(10)이 입출될 수 있는 게이트(미도시)가 각각 형성되며, 게이트는 그 사이에 설치된 게이트밸브(220)에 의하여 개폐된다.
한편 상기 공정챔버(110)와 반송챔버(210) 사이에는 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(10)이 이송되는 경로를 연장하는 하나 이상의 어댑터(400)가 추가로 설치될 수 있다.
여기서 상기 어댑터(400)가 추가로 설치된 경우, 어댑터(400)는 공정챔버(110)가 반송챔버(210)에 결합되는 결합방향(L)이 직선이송방향(P)에 대하여 경사를 이루도록 구성될 수 있다.
상기 어댑터(400)는 공정챔버(110) 및 반송챔버(210) 중 적어도 어느 하나에 설치되어 기판(10)이 이송되는 경로를 연장하는 구성으로서 공정챔버(110) 및 반송챔버(210)를 연통시킬 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.
상기 공정챔버(110)가 반송챔버(210)에 결합되는 결합방향(L)이 직선이송방향(P)에 대하여 경사를 이루기 위한 어댑터(400)의 구성으로서 공정챔버(110) 및 반송챔버(210)를 향하는 면들이 서로 경사를 이루도록 형성될 수 있다.
여기서 상기 어댑터(400)가 복수개로 순차적으로 결합된 경우 그 중 일부는 공정챔버(110) 및 반송챔버(210)를 향하는 면들이 서로 경사를 이루도록 형성될 수 있다.
한편 상기 어댑터(400)는 기판(10)의 원활한 이송을 위하여 기판(10)이 이송되는 통로가 공정챔버(110)를 향하면서 확장, 즉 그 단면적이 증가하도록 형성됨이 바람직하다.
예를 들면 상기 어댑터(400)는 수평방향의 수평형상이 사다리꼴을 이룰 수 있다.
상기 기판(10)이 이송되는 통로가 공정챔버(110)를 향하면서 확장, 즉 그 단면적이 증가하도록 형성되면, 공정챔버(110)가 반송챔버(210)에 결합되는 결합방향(L)이 직선이송방향(P)에 대하여 경사를 이룸으로 인하여 기판(10)이 어댑터(400)의 측벽에 닿는 것을 방지할 수 있다.
둘째, 상기 공정챔버(110)와 반송챔버(210)의 결합에 있어서, 반송챔버(210)를 이용하는 방법이 있다.
즉, 상기 반송챔버(210)의 수평 평면형상을 다각형의 형상으로 구성하고, 공정챔버(110)와 결합되는 반송챔버(210)의 측면의 법선은 도 2에 도시된 바와 같이, 직선이송방향에 대하여 경사를 이루도록 구성될 수 있다.
상기와 같이 상기 반송챔버(210)의 측면의 법선이 직선이송방향(P)에 대하여 경사를 이루게 되면, 반송챔버(210)의 측면에 결합되는 공정챔버(110) 또한 공정챔버(110)가 반송챔버(210)에 결합되는 결합방향(L)이 직선이송방향(P)에 대하여 경사를 이루게 된다.
이때 상기 공정챔버(110)가 반송챔버(210)에 결합되는 결합방향(L)이 직선이송방향(P)에 대하여 경사를 이루어 반송챔버(200)에 대하여 결합되는 경우, 반송로봇(300)은 공정챔버(110) 내로의 이동거리(L1)가 나머지(L2)와 다르게 된다.
한편 상기 공정챔버(110)가 반송챔버(210)에 결합되는 결합방향(L)이 직선이송방향(P)에 대하여 경사를 이루는 경사각(θ)은 시스템의 배치에 따라서 다양하게 결정될 수 있으며, 공정챔버(110) 내로의 기판(10)의 원활한 이송을 위하여 0.5°~5°인 것이 바람직하다. 도면에서는 설명의 편의상 각도를 과장하였다.
여기서 상기 경사각(θ)은 시스템이 설치될 환경에 따라서 결정되며, 과도하게 큰 경우 반송로봇(300)이 기판(10)을 공정모듈(101~107)로 도입하거나 배출할 때 공정모듈(101~107)의 내벽과의 간섭될 수 있으므로 5°이하인 것이 바람직하다.
또한 상기 반송모듈(200)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 외부로부터 기판(10)을 전달받거나 배출하기 위한 로드락모듈(910)과 연결되거나, 외부로부터 기판(10)을 전달받기 위한 로드락모듈(910) 및 외부로 배출하기 위한 언로락모듈(미도시)이 연결될 수 있다.
상기 로드락모듈(910) 및 언로드락모듈은 반송모듈(200) 및 외부 사이에서 대기압 및 진공압 사이로 압력변환을 하면서 반송모듈(200)로 기판(10)을 전달하거나 외부로 배출하기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
한편 상기와 같은 구성을 가지는 기판처리시스템은 복수의 반송모듈(210)들을 포함하며, 이웃하는 반송모듈(210)들은 서로 연결모듈(미도시)에 의하여 연결되어 기판(10)을 전달받을 수 있다.
여기서 상기 연결모듈은 단순히 기판전달을 수행하거나, 증착, 식각 등의 기판처리를 수행하거나, 기판(10)을 임시로 저장하는 등 다양한 구성이 가능하다.
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 : 공정모듈 200 : 반송모듈
300 : 반송로봇

Claims (11)

  1. 기판처리를 수행하기 위한 처리공간이 형성된 공정챔버를 가지는 복수의 공정모듈들과; 상기 복수의 공정모듈들이 결합되는 반송챔버와, 상기 반송챔버에 설치되어 상기 기판을 상기 공정모듈로 도입하거나 상기 공정모듈로부터 반출하는 반송로봇을 포함하는 반송모듈을 포함하며,
    상기 반송로봇은 상기 반송챔버 및 상기 공정챔버 사이에서 기판을 직선이송방향으로 이송하며,
    상기 복수의 공정모듈들 중 적어도 일부는 상기 반송챔버와 결합되는 수평결합방향이 상기 직선이송방향에 대하여 경사를 이루는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 반송챔버 및 상기 공정챔버 사이에는 게이트밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 게이트밸브는 상기 공정챔버와 접하는 면의 법선이 상기 직선이송방향에 대하여 경사를 이루는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 게이트밸브는 기판이 이송되는 경로를 연장하는 하나 이상의 어댑터가 추가로 결합된 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 반송챔버 및 상기 공정챔버 중 적어도 어느 하나에는 기판이 이송되는 경로를 연장하는 하나 이상의 어댑터가 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 어댑터는 상기 공정챔버의 길이방향이 상기 직선이송방향에 대하여 경사를 이루도록 하는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 어댑터는 상기 반송챔버와 결합되는 수평결합방향이 상기 직선이송방향에 대하여 경사를 이루도록 상기 공정챔버 및 상기 반송챔버를 향하는 면들이 서로 경사를 이루는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 공정챔버와 결합되는 상기 반송챔버의 측면의 법선은 직선이송방향에 대하여 경사를 이루는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 공정챔버의 길이방향이 상기 직선이송방향에 대하여 경사를 이루는 경사각은 0.5°~5°인 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  10. 청구항 1 내지 청구항 8중 어느 하나의 청구항에 따른 기판처리시스템의 반송모듈.
  11. 기판처리를 수행하기 위한 처리공간이 형성된 공정챔버를 가지는 복수의 공정모듈들과; 상기 복수의 공정모듈들이 결합되는 반송챔버와, 상기 반송챔버에 설치되어 상기 기판을 상기 공정모듈로 도입하거나 상기 공정모듈로부터 반출하는 반송로봇을 포함하는 반송모듈을 포함하는 기판처리시스템으로서,
    상기 반송모듈과 상기 공정모듈 사이의 기판이송거리는 적어도 일부의 공정모듈에 대하여 상이한 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
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