KR20130125161A - 기판 처리 장치 및 기판 반입 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것이다. 기판 처리 장치는, 기판들이 적재된 카세트가 놓여지는 로드 포트들을 갖는 설비 전방 단부 모듈(EFEM); 상기 설비 전방 단부 모듈과 연결되고, 내부공간이 대기압와 진공압으로 선택적 전환이 가능한 제1로드락 챔버와, 제1로드락 챔버와 연결되고 내부공간이 진공압으로 유지되는 제2로드락 챔버를 포함하는 로드락 모듈; 상기 제2로드락 챔버와 연결되며, 기판 반송을 위한 반송장치가 구비된 트랜스퍼 챔버; 및 상기 트랜스퍼 챔버와 연결되고, 기판을 공정 처리하는 공정 처리 모듈을 포함하되; 상기 로드락 모듈은 상기 제1로드락 챔버와 상기 제2로드락 챔버의 진공 형성 및 진공 유지를 위해 제공되는 진공 형성 장치를 포함한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 반입 방법{SUBSTRATE TREATING APPARATUS AND METHOD FOR CARRYING IN SUBSTRATE}

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판을 반입하는 로드락 모듈을 포함하는 기판 처리 장치 및 기판 반입 방법에 관한 것이다.

정보 처리 장치는 다양한 형태의 기능과 더욱 빨라진 정보 처리 속도를 갖도록 급속하게 발전하고 있다. 이러한 정보 처리 장치는 가동된 정보를 표시하는 디스플레이 장치를 갖는다. 과거에는 주로 디스플레이 장치로 브라운관(Cathode ray tube) 모니터가 사용되었으나, 현재에는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)가 주로 사용되고 있다. 그러나, 액정 표시 장치는 별도의 광원을 필요로 하는 장치로서 밝기, 시야각 및 대면적화 등에 한계가 있어, 최근에는 저전압 구동, 자기 발광, 경량 박형, 넓은 시야각, 그리고 빠른 응답 속도 등의 장점을 갖는 유기 발광 소자를 이용한 유기 발광 장치(Organic Light Emitting Device 또는 Organic Light Emitting Diode; OLED)가 각광받고 있다.

유기 발광 장치의 제조 공정은 기판에 유기물을 증착하는 유기물 증착 공정 또는 기판에 전극을 형성하는 도체를 증착하는 전극 증착 공정을 포함한다. 유기물 증착 공정 또는 전극 증착공정(이하, 증착 공정이라 한다)은 증착 챔버에서 마스크가 부착된 상태로 이동하는 기판에 증착 물질을 흄(FUME)상태로 공급하여 수행된다. 증착 공정이 수행되는 동안, 기판이 산소 또는 수분에 노출되면, 유기 발광 장치에 결합이 발생한다. 따라서, 기판이 증착을 위한 기판 처리 장치로 반입될 때, 먼저 로드락 챔버로 반입된다. 그 다음 로드락 챔버의 내부 공간이 진공으로 형성되면, 기판은 로드락 챔버에서 다음 공정을 위한 공정 모듈로 이동된다.

로드락 챔버의 내부 공간은 기판이 반입될 때 진공이 아닌 상태가 된다. 그리고, 반입된 기판을 공정 모듈로 이동 시킬때는 진공이 된다. 따라서, 로드락 챔버의 내부 공간은 내부 압력의 변화가 크게 형성된다. 로드락 챔버는 내부 압력의 변화에 따른 스트레스를 받게 되고, 이는 로드락 챔버의 하우징에 파손을 발생시키는 문제점이 있다.

본 발명은 로드락 챔버의 내부 공간에 압력 변화가 작게 형성되는 기판 처리 장치 및 기판 반입 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 기판들이 적재된 카세트가 놓여지는 로드 포트들을 갖는 설비 전방 단부 모듈(EFEM); 상기 설비 전방 단부 모듈과 연결되고, 내부공간이 대기압와 진공압으로 선택적 전환이 가능한 제1로드락 챔버와, 제1로드락 챔버와 연결되고 내부공간이 진공압으로 유지되는 제2로드락 챔버를 포함하는 로드락 모듈; 상기 제2로드락 챔버와 연결되며, 기판 반송을 위한 반송장치가 구비된 트랜스퍼 챔버; 및 상기 트랜스퍼 챔버와 연결되고, 기판을 공정 처리하는 공정 처리 모듈을 포함하되; 상기 로드락 모듈은 상기 제1로드락 챔버와 상기 제2로드락 챔버의 진공 형성 및 진공 유지를 위해 제공되는 진공 형성 장치를 포함하는 기판 처리장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 진공 형성 장치는 메인 펌프; 보조 펌프; 상기 메인 펌프와 상기 보조 펌프 중 어느 하나의 펌프와 상기 제1로드락 챔버를 연결하는 제1진공라인; 상기 메인 펌프와 상기 보조 펌프 중 나머지 하나의 펌프와 상기 제2로드락 챔버를 연결하는 제2진공라인; 및 상기 제1진공 라인과 상기 제2진공 라인을 연결하는 병렬연결 진공라인을 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 기판은 제 1 로드락 챔버 및 제 2 로드락 챔버를 거쳐 단계적으로 저진공에서 고진공이 형성되면서 기판 처리 장치로 반입되므로, 제 1 로드락 챔버 및 제 2 로드락 챔버에 발생하는 스트레스가 감소되는 장점이 있다.

또한, 제 1 로드락 챔버 및 제 2 로드락 챔버는 메인 펌프와 보조 펌프를 공용으로 사용하여 진공도를 다르게 형성할 수 있는 장점이 있다.

또한, 제 1 로드락 챔버에는 반입구로 외부의 기체 또는 수분이 유입되지 않도록 하는 기체 분사 부제가 제공되어, 제 1 로드락 챔버의 내부 공간을 진공으로 형성하는데 소요되는 시간이 단축되는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 반입 모듈을 나타내는 도면이다.
도 3은 로드락 모듈의 사이도이다.
도 4는 도 3의 A-A에 따른 단면도이다.
도 5는 도 3의 B-B에 따른 단면도이다.
도 6은 도 3의 C-C에 따른 단면도이다.
도 7은 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 로드락 모듈의 단면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 로드락 모듈에서 공정 순서에 따른 메인 펌프의 사용 구간을 보여주는 표이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 반입모듈을 나타내는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 반입 모듈(2), 반송 모듈(3), 유기물 증착 모듈(5), 그리고 전극 증착 모듈(6)을 포함한다.

기판 처리 장치를 구성하는 각 모듈은 외부와 차단되도록 서로 연결된다. 따라서, 외부의 기체는 기판 처리 장치로 유입되지 않는다.

반입 모듈(2)은 로드락 모듈(11), 클리닝 챔버(12), 반전 챔버(13), 그리고 제 1 반송 로봇(14)을 포함한다. 로드락 모듈(11), 클리닝 챔버(12), 반전 챔버(13), 그리고 제 1 반송 로봇(14)은 외부에서 기체가 유입되지 않도록 연결된다.

로드락 모듈(11)에는 반입구(111), 반출구(112), 그리고 펌프(미도시)가 제공된다. 반입구(111)가 개방되면 증착될 기판이 로드락 모듈(11)로 반입된다. 기판이 반입된 후 반입구(111)가 차폐되면, 펌프가 동작한다. 펌프는 로드락 모듈(11) 내의 기체 또는 수분을 챔버 밖으로 배출한다. 챔버 내 공간이 진공으로 되면, 반출구(112)가 개방된다.

클리닝 챔버(12)에는 세정 부재(미도시) 및 클리닝 챔버 인출구(121)가 제공된다. 클리닝 챔버 인출구(121)가 개방되면, 로드락 모듈(11)의 기판이 클리닝 챔버(12)로 들어온다. 클리닝 챔버(12)로 들어온 기판은, 기판의 패턴면이 상부로 향한다. 클리닝 챔버 인출구(121)가 차폐되면 클리닝 챔버(12) 내에 제공되는 세정 부재(도시되지 않음)가 동작한다, 세정 부재는 플라즈마 발생 장치로 제공될 수 있다. 클리닝 챔버(12)에서, 기판의 표면에 부착된 이물질 또는 기판 표면의 산화층이 제거된다. 기판이 세정되면, 클리닝 챔버 인출구(121)가 개방된다.

반전 챔버(13)에는 반전 챔버 입구(132) 및 반전 챔버 출구(132)가 제공된다. 클리닝 챔버(12)에서 세정된 기판은 반전 챔버 입구(132)를 통해서 반전 챔버(13)로 들어온다. 반전 챔버(13)에서, 기판은 상면과 하면이 반전된다.

제 1 반송 로봇(14)은 제 1 로봇 암(141)을 포함한다. 로드락 모듈(11), 클리닝 챔버(12), 그리고 반전 챔버(13)는 제 1 반송 로봇(14)에 인접하게 제공된다. 즉, 로드락 모듈(11)의 반출구(112), 클리닝 챔버 인출구(121), 그리고 반전 챔버 입구(132)는 제 1 반송 로봇(14)에 인접하게 제공된다. 제 1 반송 로봇(14)은 로드락 모듈(11)의 기판을 클리닝 챔버(12)로 이동시킨다. 또한, 클리닝 챔버(12)의 기판을 반전 챔버(13)로 이동 시킨다. 로드락 모듈(11) 또는 클리닝 챔버(12)는 복수 개 제공될 수 있다. 또한, 제 1 로봇 암(141)도 복수 개 제공될 수 있다. 따라서, 복수 개의 기판이 복수 개의 로드락 모듈(11)를 통해서 반입 모듈(2)로 들어온다. 그리고, 복수 개의 기판은 복수 개의 클리닝 챔버(12)에서 동시에 세정이 수행된다.

반송 모듈(3)은 제 2 반송 로봇(34) 및 이송 버퍼 챔버(31)를 포함한다.

반송 모듈(3)은 반입 모듈(2)과 유기물 증착 모듈(5) 사이, 유기물 증착 모듈(5)과 전극 증착 모듈(6) 사이, 그리고 전극 증착 모듈(6) 끝에 제공된다. 반송 모듈(3)은 기판을 이전 모듈에서 다음 모듈로 전달한다. 즉, 반송 모듈(3)은 반입 모듈(2)에서 유기물 증착 모듈(5)로, 또는 유기물 증착 모듈(5)에서 전극 증착 모듈(6)로 기판을 전달 한다. 또한, 전극 증착 모듈(6)에서 다음 공정을 위한 시스템으로 기판을 전달한다. 다음 공정은 기판에 피복막을 형성하는 공정일 수 있다.

이송 버퍼 챔버(31)는 제 2 반송 로봇(34)에 인접하게 제공된다. 또한, 이송 버퍼 챔버(31)는 복수 개 제공될 수 있다. 제 2 반송 로봇(34)이 다음 모듈 또는 다음 공정을 위한 시스템으로 기판을 전달 할 수 없을 때, 이송 버퍼 챔버(31)는 일시적으로 기판을 수용한다. 따라서, 이전 모듈에서 기판이 반출되지 못하여, 이전 모듈의 공정이 지체되는 것을 방지한다.

유기물 증착 모듈(5)은 제 1 마스크 부착 챔버(51), 제 1 포지션 챔버(52), 제 1 스피드 챔버(53), 유기물 증착 챔버(54), 증착 버퍼 챔버(55), 제 1 마스크 제거 챔버(57), 그리고 제 1 마스크 보관 챔버(58)를 포함한다.

이하, 유기물 증착 챔버(54)에서 기판 및 제 1 마스크가 이동하는 방향을 제 1 방향(8), 상부에서 바라볼 때 제 1 방향(8)에 수직한 방향을 제 2 방향(9)으로 하여 설명하기로 한다.

제 1 마스크 부착 챔버(51)는 제 2 방향(9)으로 복수 개 제공된다. 제 1 마스크 부착 챔버(51)에서는, 반송 모듈(3)을 통해서 들어온 기판에 제 1 마스크가 부착된다. 즉, 아래에 제 1 마스크가 위치하고 위쪽에 기판이 위치되도록 정렬된다. 제 1 마스크를 부착한 기판은 제 1 방향(8)으로 이동하여 제 1 포지션 챔버(52)로 이동한다.

제 1 포지션 챔버(52)는, 제 1 마스크 부착 챔버(51)와 동일한 수가 제 1 마스크 부착 챔버(51)의 측면에 위치된다. 그리고, 제 1 마스크 제거 챔버(57)와 동일한 수가 제 1 마스크 제거 챔버(57)의 측면에 위치된다. 제 1 포지션 챔버(52)에는 기판을 제 1 방향(8)으로 이동 시키는 제 1 이송 부재(미도시) 및 제 2 방향(9)으로 이동 시키는 제 2 이송 부재(미도시)가 제공된다. 따라서 제 1 마스크 부착 챔버(51)에서 제 1 방향(8)으로 이동된 기판을 제 1 방향(8) 또는 제 1 방향(8)의 반대 방향으로 이동 시킨다. 즉, 제 1 포지션 챔버(52)는 기판을 유기물 증착 챔버(54)의 전단에 위치된 제 1 스피드 챔버(53)로 이송 시킨다. 또한, 유기물 증착 챔버(54)의 후단에 위치된 제 1 스피드 챔버(53)에 위치된 기판을 제 1 마스크 제거 챔버(57)로 이동 시킨다.

제 1 스피드 챔버(53)는 유기물 증착 챔버(54)가 시작되는 곳과 끝나는 곳에 각각 제공된다. 제 1 스피드 챔버(53)는 기판을 이송하는 이송부재(도시되지 않음)를 포함한다. 제 1 포지션 챔버(52)에서 이동된 기판은 이송부재를 이동하면서 설정속도에 도달한 후, 유기물 증착 챔버(54)로 유입된다. 따라서, 기판은 유기물 증착 챔버(54)내에서 일정 속도로 이동하면서, 유기물이 증착될 수 있다. 또한, 유기물 증착 챔버(54)에서 나온 기판은 제 1 스피드 챔버(53)에서 감속된 후, 제 1 포지션 챔버(52)로 이동된다.

또한, 제 1 스피드 챔버(53)는 기판의 이동 속도를 가변할 수 있도록 제공된다. 따라서, 유기물 증착 챔버(54)로 유입되는 기판과 기판 사이의 간격이 설정 간격이 되도록 한다. 즉, 하나의 기판이 유기물 증착 챔버(54)로 유입된 후, 다음 기판이 제 1 스피드 챔버(53)로 들어오데 걸리는 시간이 길어지면, 제 1 스피드 챔버(53)는 기판을 빠르게 유기물 증착 챔버(54)로 보낸다. 그 결과, 유기물 증착 챔버(54)로 유입되는 기판과 기판 사이의 간격이 크게 되는 것이 방지되어, 기판에 증착에 사용되는 유기물을 절약할 수 있다.

또한, 제 1 스피드 챔버(53)는 유기물 증착 챔버(54)에서 나온 기판이 제 1 마스크 제거 챔버(57)로 들어가는 속도를 조절한다. 즉, 모든 제 1 마스크 제거 챔버(57)에 기판이 있는 경우, 제 1 스피드 챔버(53)는 기판이 제 1 마스크 제거 챔버(57)로 이송되는 속도를 느리게 한다. 그리고, 기판이 반입되지 않은 제 1 마스크 제거 챔버(57)가 있는 경우, 제 1 스피드 챔버(53)는 기판이 제 1 마스크 제거 챔버(57)로 이송되는 속도를 빠르게 한다. 따라서, 제 1 스피드 챔버(53)는 유기물 증착 챔버(54)의 후단에서 기판의 이동이 적체되는 것을 방지한다.

제 1 마스크 제거 챔버(57)는 승강 부재(미도시)를 포함한다. 기판은 제 1 마스크 제거 챔버(57)에서 제 1 마스크로부터 분리된 후 반송 모듈(3)을 통해 전극 증착 모듈(6)로 이동된다. 기판이 분리된 제 1 마스크는 승강 부재를 통해서 제 1 마스크 제거 챔버(57)의 상부 또는 하부로 이동한 후, 제 1 포지션 챔버(52), 유기물 증착 챔버(54), 제 1 스피드 챔버(53)의 상부 또는 하부를 통해서 제 1 마스크 부착 챔버(51)로 이동된다.

제 1 마스크 보관 챔버(58)는 제 1 포지션 챔버(52)와 인접하게 위치된다. 제 1 포지션 챔버(52)는 제 1 마스크를 제 1 마스크 보관 챔버(58)로 이송할 수 있다. 따라서, 유기물 증착 모듈(5)에 동시에 사용되는 제 1 마스크의 수를 조절 할 수 있다. 또한, 제 1 마스크는 제 1 마스크 보관 챔버(58)에서 세정될 수 있다.

다른 실시 예로, 제 1 마스크 부착 챔버(51)와 제 1 마스크 제거 챔버(57)는 각각 하나씩 제공될 수 있다. 이 때, 제 1 포지션 챔버(52)와 제 1 스피드 챔버(53)는 생략될 수 있다. 그리고, 제 1 마스크 부착 챔버(51), 증착 챔버 그리고 제 1 마스크 제거 챔버(57)는 제 1 방향(8)으로 배열될 수 있다.

전극 증착 모듈(6)은 제 2 마스크 부착 챔버(61), 제 2 포지션 챔버(62), 제 2 스피드 챔버(63), 전극 증착 챔버(64), 제 2 마스크 제거 챔버(67)를 포함한다. 제 2 마스크 부착 챔버(61), 제 2 포지션 챔버(62), 제 2 스피드 챔버(63), 그리고 제 2 마스크 제거 챔버(67)는 유기물 증착 모듈(5)의 제 1 마스크 부착 챔버(51), 제 1 포지션 챔버(52), 제 1 스피드 챔버(53), 그리고 제 1 마스크 제거 챔버(57)와 각각 기능이 동일하다. 그리고 전극 증착 챔버(64)는 기판에 증착되는 물질이 도체인 점을 제외하고 유기물 증착 챔버(54)와 기능이 동일하다. 따라서, 유기물 증착 모듈(5)과 중복되는 설명은 생략한다. 그리고, 도면에는 도시되지 않았지만, 전극 증착 모듈(6)에도 증착 버퍼 챔버가 제공될 수 있다. 이하, 증착 모듈(5,6)은 유기물 증착 모듈(5)과 전극 증착 모듈(6)을 지칭하는 것으로 본다. 그리고, 부착 챔버(51,61)는 제 1 마스크 부착 챔버(51)와 제 2 마스크 부착 챔버(61)를, 증착 챔버(54,64)는 유기물 증착 챔버(54)와 전극 증착 챔버(64)를, 마스크 제거 챔버(57,67)는 제 1 마스크 제거 챔버(57)와 제 2 마스크 제거 챔버(67)를 지칭하는 것으로 본다.

기판 처리 장치(1)에서 로드락 모듈(11)을 제외한 구성은 기판에 대한 공정을 수행하므로, 공정 모듈이라 칭할 수 있다.

도 3은 로드락 모듈의 사시도이고, 도 4는 도 3의 A-A에 따른 단면도이고, 도 5는 도 3의 B-B에 따른 단면도이고, 도 6은 도 3의 C-C에 따른 단면도이다.

도 3내지 도 6을 참조하면, 로드락 모듈(11)은 제 1 로드락 챔버(200)와 제 2 로드락 챔버(300)를 포함한다.

제 1 로드락 챔버(200)는 제 1 하우징(210), 반입도어(220), 이송구 차폐도어, 제 1 이송부재(230), 그리고 기체 분사부재(240)를 포함한다.

제 1 하우징(210)은 제 1 로드락 챔버(200)의 외형을 형성한다. 제 1 하우징(210)은 내부에 기판을 수용하는 공간이 형성된다. 일 예로, 제 1 하우징(210)은 육면체의 형상으로 제공 된다.

제 1 하우징(210)의 일 면에는 기판이 반입되는 반입구(111)가 형성된다. 반입구(111)는 반입 도어(220)에 의해 개폐된다. 제 1 하우징(210)의 다른 일 면에는 기판이 제 2 로드락 챔버(300)로 이동하는 제 1 이송구가 형성된다. 제 1 이송구는 이송구 차폐도어(250)에 의해서 개폐된다.

제 1 로드락 챔버(200)의 내벽에는 기체 분사 부재(240)가 제공된다. 기체 분사 부재(240)는 상부 내벽에 제공되는 제 1 분사부(241), 하부 내벽에 제공되는 2 분사부(242) 및 반입구가 형성되는 측면과 입접하는 양 측면에 제공되는 제 3 분사부(243), 제 4 분사부(244)를 포함한다. 제 1 분사부(241) 내지 제 4 분사부(244)는 라인(미도시)을 통해서 기체공급원(미도시)에 연결된다. 그리고, 제 1 분사부(241) 내지 제 4 분사부(244)는 그 단부가 반입구(111) 쪽으로 경사지게 제공된다. 일 예로 기체공급원에서 제공되는 기체는 질소일 수 있다.

제 1 로드락 챔버(200)의 내부에는 반입된 기판(S)이 위치되는 제 1 이송부(230)가 제공된다. 제 1 이송부재(230)는 로드락 모듈(11)의 설치면에 대해서 평행하게 제공된다. 또한, 제 1 이송부재(230)는 로드락 모듈(11)의 설치면에 수직한 방향으로 복수 개 제공된다. 따라서, 반입구(111)가 개방된 후, 각각의 제 1 이송부재(230)에 기판이 위치될 수 있어, 복수의 기판이 한꺼번에 반입된다. 제 1 이송부재(230)는 롤러 또는 벨트로 제공된다. 따라서, 제 1 이송부재(230)는 상부에 위치된 기판을 제 1 이송구 쪽으로 이동시킬 수 있다.

제 1 로드락 챔버(200)와 제 2 로드락 챔버(300) 각각에는 진공 형성 장치(260)가 설치될 수 있다. 진공 형성 장치는 진공라인과 진공 펌프를 포함할 수 있다. 일 예로, 제 1 로드락 챔버(200)에 제공되는 진공 형성 장치(260)는 진공라인(262)에 의해서 제 1 로드락 챔버(200)와 연결되는 제 1 진공 펌프(261)를 포함할 수 있다. 일 예로, 제 2 로드락 챔버(300)에 제공되는 진공 형성 장치(260)는 진공라인(264)에 의해서 제 2 로드락 챔버(300)와 연결되는 제 2 진공 펌프(263)를 포함할 수 있다.

제 2 로드락 챔버(300)는 제 2 하우징(310), 반출도어(112), 그리고 제 2 이송부재(330)를 포함한다.

제 2 하우징(310)은 제 2 로드락 챔버(300)의 외형을 형성한다. 제 2 하우징(310)은 내부에 기판(S)을 수용하는 공간이 형성된다. 일 예로, 제 1 하우징(310)은 육면체의 형상으로 제공된다.

제 2 하우징(310)은 일면이 제 1 하우징(210)의 제 1 이송구가 형성된 면과 접하게 위치된다. 그리고, 제 2 하우징(310)에는 제 1 하우징(210)과 접하는 면에 제 2 이송구가 형성된다. 제 2 이송구는 제 1 이송구와 대응하는 형상으로 제공될 수 있다. 또한, 제 2 이송구는 제 1 이송구보다 크게 제공될 수 있다. 일 예로, 제 2 이송구는, 제 2하우징(310)이 제 1 하우징과 접하는 면이 개방되도록 제공되어 형성될 수 있다.

또 다른 실시 예로 제 1 이송구가 제 1 이송구보다 크게 제공될 수 있다. 일 예로, 제 1 이송구는, 제 1 하우징(210)이 제 2 하우징(310)과 접하는 면이 개방되도록 제공되어 형성될 수 있다. 그리고 이송구 차폐도어(250)는 제 2 로드락 챔버(300)에 제공되거나, 제 1 로드락 챔버(200) 및 제 2 로드락 챔버(300)에 복수 개 제공될 수 있다.

제 2 하우징(310)에는, 제 1 하우징(210)과 접하는 면외의 일면에 반출구(112)가 형성된다. 반출구(112)는 반출도어(320)에 의해서 개폐된다.

제 2 로드락 챔버(300)의 내부에는 제 1 로드락 챔버(200)에서 이동된 기판이 위치되는 제 2 이송부재(330)가 제공된다. 제 2 이송부재(330)는 제 1 이송부재(230)와 동일한 수가 제 1 이송부재(230)와 동일한 높이에 제공된다. 제 2 이송부재(330)는 롤러 또는 벨트로 제공된다. 따라서, 제 1 이송부재(230)와 연동하여, 제 1 이송부재(230)에서 이동되는 기판을 받을 수 있다.

이하, 로드락 모듈(11)의 동작에 대해 설명한다.

먼저, 반입구(111)가 개방하면, 기판(S)은 제 1 로드락 챔버(200)의 내부 공간으로 반입되어, 제 1 이송부재(230)에 위치된다. 그리고, 반입구(111)가 개방되어 있는 동안, 기체 분사 부재(240)에서는 기체가 분사된다. 기체 분사 부재(240)에서 분사된 기체는 반입구(111) 주위에서 막을 형성한다. 따라서, 기판(S)이 제 1 로드락 챔버(200)로 반입되는 동안, 로드락 모듈(11)의 외부에서 제 1 로드락 챔버(200) 안쪽으로 외부의 기체 및 수분이 유입되는 것이 차단된다. 또한, 기체 분사 부재(240)는 반입구(111) 쪽으로 경사지게 제공되므로, 외부의 기체와 기체 분사 부재(240)에서 분사된 기체는 유동 방향이 반대로 형성된다. 따라서, 외부의 기체가 유입되는 것을 차단하는 효율이 향상된다.

기판(S)이 반입된 후, 반입구(111)는 차폐된다. 그리고, 제 1 진공 펌프(261)는 제 1 로드락 챔버(200)의 내부 공간에 있는 기체 또는 수분을 제 1 로드락 챔버(200)의 외부로 배출시켜서, 제 1 로드락 챔버(200)가 제 1 진공도에 도달하도록 한다. 일 예로, 제 1 로드락 챔버(200)의 제 1 진공도는 10­3 ~ 10­4torr이다.

제 1 로드락 챔버(200)가 설정 진공도에 도달하면, 이송구가 개방된다. 그리고, 제 1 이송부재(230)가 동작하면, 기판은 제 1 로드락 챔버(200)에서 제 2 로드락 챔버(300)로 이동한다. 또한, 제 2 이송 부재(330)는 제 1 이송부재(230)와 연동하여 동작한다. 따라서, 기판은 이동하여 제 2 이송부재(330)에 위치된다.

기판(S)이 모두 제 2 로드락 챔버(300)로 이동되면, 이송구 차폐도어(250)는 이송구를 차폐한다. 이송구가 차폐되면, 제 2 진공 펌프(263)는 제 2 로드락 챔버(300)의 내부 공간에 있는 기체 또는 수분을 제 2 로드락 챔버(300)의 외부로 배출시켜서, 제 2 로드락 챔버(300)가 제 2 진공도에 도달하도록 한다. 제 2 로드락 챔버(300)의 제 2 진공도는 제 1 로드락 챔버(200)의 제 1 진공도 보다 크다. 일 예로, 제 2 로드락 챔버(300)의 제 2 진공도는 10­6 ~ 10­7torr이다.

또한, 이송구가 차폐되면, 반입구(111)가 개방되어, 제 1 로드락 챔버(200)로 새로운 기판이 반입된다. 그리고, 반입구(111)가 차폐되면, 제 1 진공 펌프(261)가 동작한다. 따라서, 제 1 로드락 챔버(200)와 제 2 로드락 챔버(300)는 동시에 내부 공간이 진공이 되도록 동작할 수 있다.

제 2 로드락 챔버(300)가 설정 진공도에 도달하면, 반출구(112)가 개방되고, 제 1 반송 로봇(14)은 기판을 클리닝 챔버(12)로 이동시킨다. 따라서, 로드락 모듈(11)은 외부의 기체 또는 수분이 기판 처리 장치(1)으로 유입되는 것을 차단한다.

본 발명의 실시 예의 의하면, 제 1 하우징(210)에 작용하는 압력은, 기판과 함께 유입된 기체 또는 수분에 의해 형성되는 압력에서 제 1 진공도에서 작용하는 압력까지 변한다. 그리고, 제 2 하우징(310)에 작용하는 압력은, 제 1 로드락 챔버(200)에서 유입된 기체 또는 수분에 의해 형성되는 압력에서 제 2 진공도에서 작용하는 압력까지 변한다. 반면, 종래 로드락 챔버에 작용하는 압력은, 기판과 함께 유입된 기체 또는 수분에 의해 형성되는 압력에서 제 2 진공도에서 작용하는 압력까지 변한다. 즉, 압력 변화에 따라서 제 1 로드락 챔버(200) 및 제 2 로드락 챔버(300)에 작용하는 스트레스가 감소된다.

다른 실시 예로, 기체 분사 부재(240)는 생략되거나, 제 1 분사부(241) 내지 제 4 분사부(244) 중에서 일부만 제공될 수 있다. 즉, 제 1 분사부(241) 내지 제 4 분사부(244) 중 하나만 제공될 수 있다. 또는, 제 1 분사부(241) 내지 제 4 분사부(241) 중에서 2 개 또는 3개 가 선택되어 제공될 수 있다.

도 7은 다른 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 도면이다.

도 7을 참조하면, 기판처리장치(1000)는 설비 전방 단부 모듈(1100), 로드락 모듈(11)들, 트랜스퍼 챔버(1300) 그리고 공정 처리 모듈(1400)을 포함하는 클러스터(Cluster) 타입으로 제공된다.

설비 전방 단부 모듈(Equipment Front End Module;EFEM)(1100)은 기판처리장치(1000)의 전면에 배치된다. 설비 전방 단부 모듈(1100)은 카세트(C)가 로딩 및 언로딩되는 로드 포트(load port)(1110)들과, 카세트(C)로부터 기판을 인출하는 기판 이송 로봇(1130)이 구비되어 카세트(C)와 로드락 모듈(11)들 간에 기판을 이송하도록 인터페이스 하는 인덱스 챔버(1120)를 포함한다.

카세트(C)에는 하나 또는 복수의 기판이 수납될 있다. 예를 들어, 카세트(C)에는 25장의 기판이 수용될 수 있다. 카세트(C)의 내부공간은 외부와 격리되어 밀폐될 수 있다. 예를 들어, 카세트(C)는 밀폐형 용기인 전면 개방 일체식 포드(front open unified pod)가 사용될 수 있다. 이러한 카세트(C)는 내부공간이 밀폐됨에 따라 내부에 수납된 기판이 오염되는 것이 방지될 수 있다.

카세트(C)는 외부로부터 반송되어 로드포트(1100)에 로딩되거나 로드포트(1100)로부터 언로딩되어 외부로 반송된다. 예를 들어, 카세트(C)는 오버헤드 트랜스퍼(overhead transfer) 등의 반송장치에 의해 다른 기판처리장치로부터 반송되어 로드포트(1100)에 로딩되거나 또는 로드포트(1100)로부터 언로딩되어 다른 기판처리장치로 반송될 수 있다. 카세트(C)의 반송, 로딩 및 언로딩은 오버헤드 트랜스퍼 외에 자동안내차량(automatic guided vehicle), 레일안내차량(rail guided vehicle) 등의 다른 반송장치나 작업자에 의해 수행될 수도 있다.

인덱스 챔버(1120)는 로드 포트(1110)들과 제1로드락 모듈(11) 사이에 위치된다. 인덱스 챔버(1120)는 대체로 직육면체의 형상으로 제공되지만 그 형상은 이와 상이할 수 있다. 인덱스 챔버(1120)는 그 내부에 기판을 이송하기 위한 기판 이송 로봇(1130)이 제공된다. 참고로, 기판 이송 로봇(1130)은 ATM(Atmosphere)로봇이 사용된다. 예를 들어, 기판 이송 로봇(1130)은 인덱스 챔버(1210)의 중앙부에 고정되어 위치할 수 있다. 다른 예를 들어, 기판 이송 로봇(1130)은 인덱스 챔버(1120)에 형성된 반송레일을 따라 인덱스 챔버(1120) 길이방향(x)으로 이동하도록 제공될 수 있다. 기판 이송 로봇(1130)은 수직방향으로 이동할 수 있고, 수평면 상에서 전진, 후진 또는 회전을 하는 핸드(1132)를 가질 수 있다. 기판 이송 로봇(1130)의 핸드(1132)는 하나 또는 복수개일 수 있다.

인덱스 챔버(1120)의 일측에는 로드 포트(1100)들이 배치된다. 상기 일측에는 기판이 출입하는 개구가 형성되며, 상기 개구를 개폐하는 도어(D)가 제공될 수 있다. 인덱스 챔버(1120)의 다른 일측에는 로드락 모듈(11)들이 배치된다. 상기 다른 일측에는 기판이 출입하는 개구가 형성되며, 상기 개구를 개폐하는 도어(D)가 제공된다. 상기 일측과 상기 다른 일측은 서로 반대측일 수 있다.

도시하지 않았지만, 인덱스 챔버(1120)는 내부 공간으로 입자 오염물이 들어오는 것을 방지하기 위하여, 벤트들(vents), 층류 시스템(laminar flow system)과 같은 제어된 공기 유동 시스템을 포함할 수 있다.

로드락 모듈(11)은 설비 전방 단부 모듈(1100)과 트랜스퍼 챔버(1300) 사이에 배치된다. 설비 전방 단부 모듈(1100)과 트랜스퍼 챔버(1300) 사이에는 적어도 하나 이상의 로드락 모듈(11)이 제공될 수 있고, 본 실시예에서는 2개의 로드락 모듈(11)이 제공된다.

트랜스퍼 챔버(1300)는 게이트 밸브를 통해 로드락 모듈(11)들과 연결된다. 트랜스퍼 챔버(1300)는 로드락 모듈(11)과 공정 처리 모듈(1400) 사이에 배치된다. 트랜스퍼 챔버(1300)는 다육면체의 박스 형상을 가지며, 그 내부에는 기판을 이송하기 위한 기판 이송 로봇(1330)이 제공된다. 기판 이송 로봇(1330)은 로드락 모듈(11)과 공정 처리 모듈(1400)들 간에 기판을 이송한다. 기판 이송 로봇(1330)은 1장의 기판 또는 복수장의 기판을 반송할 수 있는 앤드 이펙터(1332)를 포함할 수 있다. 여기서, 기판 이송 로봇(1330)은 진공 환경에서 기판을 이송시킬 수 있는 진공 로봇이 사용된다.

공정 처리 모듈(1400)은 제 1 처리 챔버(1431)내지 제 4 처리 챔버(1434)를 포함한다. 제 1 처리 챔버(1431)내지 제 4 처리 챔버(1434)는 트랜스퍼 챔버(1300)의 둘레에 배치되어 기판에 대해서 공정을 수행한다. 제 1 처리 챔버(1431) 내지 제 4 처리 챔버(1434)에서 수행되는 공정은 동일 하거나 서로 상이할 수 있다. 그리고 공정 처리 모듈(1400)에서, 제 1 처리 챔버(1431) 내지 제 4 처리 챔버(1434)중 하나 이상은 생략될 수 있다. 예컨대, 공정 처리 모듈은 상술한 구성요소의 일부를 선택적으로 포함할 수 있다.

도 8은 도 7에 도시된 로드락 모듈의 단면도이다.

도 8을 참조하면, 로드락 모듈(11a)은 제 1 로드락 챔버(200)와 제 2 로드락 챔버(300)를 포함한다. 제 1 로드락 챔버(200) 및 제 2 로드락 챔버(300)는 도 3 내지 도 6에 도시된 제 1 로드락 챔버(200) 및 제 2 로드락 챔버(300)와 동일한 구성과 기능을 갖는 제 1 하우징(210), 반입도어(220), 이송구 차폐도어(250), 제 1 이송부재(230), 기체 분사부재(240), 제 2 하우징(310), 반출도어(112), 그리고 제 2 이송부재(330)를 포함하며, 이들에 대한 설명은 앞에서 상세하게 설명하였기에 본 실시예에서는 생략하기로 한다.

다만, 본 실시예에 따른 로드락 모듈(11a)은 제 1 로드락 챔버(200)와 제 2 로드락 챔버(300)에 공동으로 사용되는 진공 형성 장치(270)를 포함한다. 진공 형성 장치(270)는 제 1 로드락 챔버(200)와 제 2 로드락 챔버(300)의 진공 형성 및 진공 유지를 위해 제공된다.

일 예로, 진공 형성 장치(270)는 제1진공라인(271), 제2진공라인(272), 병렬연결 진공라인(273), 메인 펌프(276) 그리고 보조 펌프(278)를 포함한다.

제1진공라인(271)은 제1로드락 챔버(200)와 메인 펌프(276)에 연결되고, 제2진공라인(272)은 제2로드락 챔버(300)와 보조 펌프(278)에 연결되며, 병렬연결 진공라인(273)은 제1진공라인(271)과 제2진공라인(272)에 연결된다. 이처럼, 메인 펌프(276)와 보조 펌프(278)는 제1진공라인(271), 제2진공라인(272) 그리고 병렬연결 진공라인(273)을 통해 제1로드락 챔버(200)와 제2로드락 챔버(300)에 선택적으로 연결된다.

즉, 로드락 모듈은 제1로드락 챔버(200)와 제2로드락 챔버(300)를 진공 상태로 만들기 위한 펌프를 공동으로 사용할 수 있어, 기존에 비해 펌프 개수를 줄일 수 있다.

도 9는 도 8에 도시된 로드락 모듈에서 공정 순서에 따른 메인 펌프의 사용 구간을 보여주는 표이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 로드락 모듈에서의 공정 처리는 기판 투입 단계(S10), 제1로드락 챔버 펌핑 단계(S20), 기판 이동 단계(S30), 제2로드락 챔버 펌핑 단계(S40) 그리고 기판 배출 단계(S50)를 포함한다.

기판 투입 단계(S10) : 기판은 대기압(ATM)상태인 제1로드락 챔버로 투입되고, 제2로드락 챔버는 1차 진공도에 도달할 때까지 메인 펌프와 보조 펌프에 의해 펌핑된다. 기판 투입 단계에서, 제2로드락 챔버는 메인 펌프와 보조 펌프를 모두 사용펌핑하기 때문에 1차 진공도에 도달하는 시간을 최대한 단축시킬 수 있다. 일 예로, 1차 진공도는 10-3 ~ 10 -4 torr일 수 있다.

제1로드락 챔버 펌핑 단계(S20) : 제1로드락 챔버는 1차 진공도에 도달할 때까지 메인 펌프에 의해 펌핑된다. 제2로드락 챔버는 보조 펌프에 의해 1차 진공도가 유지된다.

기판 이동 단계(S30) : 제1로드락 챔버가 1차 진공도에 도달되면, 이송구 차폐도어(250)를 열고 제1로드락 챔버에서 제2로드락 챔버로 기판이 이동된다.

제2로드락 챔버 펌핑 단계(S40) : 기판이 제1로드락 챔버에서 제2로드락 챔버로 이동 완료되면, 제1로드락 챔버는 다음 기판 투입을 위해 대기압 상태로 압력 조정되고, 제2로드락 챔버는 트랜스퍼 챔버와 동일한 압력인 2차 진공도에 도달할 때까지 메인 펌프와 보조 펌프에 의해 펌핑된다. 제2로드락 챔버는 메인 펌프와 보조 펌프를 모두 사용펌핑하기 때문에 2차 진공도에 도달하는 시간을 최대한 단축시킬 수 있다. 일 예로, 2차 진공도는 10-6 ~ 10 -7 torr일 수 있다.

기판 배출 단계(S50) : 제2로드락 챔버가 2차 진공도에 도달되면, 기판은 제2로드락 챔버에서 트랜스퍼 챔버로 배출된다.

상기와 같이, 로드락 모듈에서는 제1로드락 챔버(200)와 제2로드락 챔버(300)가 동시에 메인 펌프를 사용하지 않는다. 따라서, 로드락 모듈은 로드락 챔버 별로 메인 펌프를 구성할 필요 없이, 제1로드락 챔버와 제2로드락 챔버가 번갈아가며 메인 펌프를 사용하여 펌핑 작업을 진행할 수 있다. 한편, 보조 펌프는 제1로드락 챔버 및 제2로드락 챔버를 펌핑할 때 메인 펌프와 함께 사용될 수 있고, 또는 제2로드락 챔버의 1차 진공도를 유지시키기 위한 진공 유지용 펌프로 사용될 수 있다.

메인 펌프는 1× 10 -7 torr 까지 압력을 조성할 수 있는 고진공 펌프를 포함할 수 있다. 일 예로, 고진공 펌프는 디퓨전 펌프(diffusion pump), 크라이오 펌프(cryopump) 또는 터보모큘러펌프(trubomolesular pump)를 포함할 수 있다.

보조 펌프는 1× 10 -4 torr 까지 압력을 조성할 수 있는 저진공 펌프를 포함할 수 있다. 일 예로, 저진공 펌프(151)는 드라이 펌프(dry pump), 기계식 로터리 펌프(rotary oil sealed mech anical pump), 섭션 펌프(sorption) 벤츄리 펌프(venturi) 또는 부스터(booster pump)를 포함할 수 있다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

2: 반입 모듈 3: 반송 모듈
5: 유기물 증착 모듈 6: 전극 증착 모듈
11: 로드락 모듈 12: 클리닝 챔버
13: 반전 챔버 54: 유기물 증착 챔버

Claims (2)

1. 기판들이 적재된 카세트가 놓여지는 로드 포트들을 갖는 설비 전방 단부 모듈(EFEM);
   상기 설비 전방 단부 모듈과 연결되고, 내부공간이 대기압와 진공압으로 선택적 전환이 가능한 제1로드락 챔버와, 제1로드락 챔버와 연결되고 내부공간이 진공압으로 유지되는 제2로드락 챔버를 포함하는 로드락 모듈;
   상기 제2로드락 챔버와 연결되며, 기판 반송을 위한 반송장치가 구비된 트랜스퍼 챔버; 및
   상기 트랜스퍼 챔버와 연결되고, 기판을 공정 처리하는 공정 처리 모듈을 포함하되;
   상기 로드락 모듈은
   상기 제1로드락 챔버와 상기 제2로드락 챔버의 진공 형성 및 진공 유지를 위해 제공되는 진공 형성 장치를 포함하는 기판 처리 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 진공 형성 장치는
   메인 펌프;
   보조 펌프;
   상기 메인 펌프와 상기 보조 펌프 중 어느 하나의 펌프와 상기 제1로드락 챔버를 연결하는 제1진공라인;
   상기 메인 펌프와 상기 보조 펌프 중 나머지 하나의 펌프와 상기 제2로드락 챔버를 연결하는 제2진공라인; 및
   상기 제1진공 라인과 상기 제2진공 라인을 연결하는 병렬연결 진공라인을 포함하는 기판 처리 장치.
   

Images