KR20140012238A - 기판 처리 시스템 - Google Patents

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KR20140012238A
KR20140012238A KR1020120078516A KR20120078516A KR20140012238A KR 20140012238 A KR20140012238 A KR 20140012238A KR 1020120078516 A KR1020120078516 A KR 1020120078516A KR 20120078516 A KR20120078516 A KR 20120078516A KR 20140012238 A KR20140012238 A KR 20140012238A
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KR1020120078516A
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김건
양지범
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주식회사 원익아이피에스
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Abstract

공정 완료 후 반송되는 트레이의 온도를 원하는 수준으로 제어할 수 있도록 한 기판 처리 시스템에 관한 것으로, 기판이 분리된 트레이에 대한 온도를 검출하여 온도 검출 신호를 출력하고, 상기 트레이를 반송 경로를 통해 설정 위치로 반송시키며, 제어 신호에 응답하여상기 트레이에 대한 온도 조절 동작을 수행하도록 구성된 반송 모듈; 및 상기 온도 검출 신호에 응답하여 상기 제어 신호를 생성하도록 구성된 제어부를 포함한다.

Description

기판 처리 시스템{SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM}
본 발명은 기판 처리 시스템에 관한 것으로서, 특히 기판의 표면에 증착 공정 등의 기판처리를 수행하는 기판 처리 시스템에 관한 것이다.
반도체, LCD 패널용 유리 기판, 태양 전지 등은 기판에 대하여 증착, 식각 등의 기판 처리 공정을 통해 제조된다.
여기서 증착 공정은 예를 들어, 화학 기상 증착(PECVD) 등의 방법을 사용하여 기판의 표면에 박막을 형성하는 공정을 말한다.
일반적인 기판 처리 시스템은 로딩 모듈(Loading Module), 공정 모듈(Process Module), 언로딩 모듈(Unloading Module) 및 반송 모듈(Return Module)을 포함한다.
로딩 모듈은 피 적재부재 예를 들어, 트레이(Tray)에 기판을 적재(로딩: Loading)하는 동작을 수행한다.
공정 모듈은 로딩 모듈을 통해 전달된 기판에 증착 또는 식각 등의 공정을 수행한다.
언로딩 모듈은 증착 또는 식각 등의 공정이 완료된 기판으로부터 트레이를 분리하는 동작을 수행한다.
반송 모듈은 언로딩 모듈에서 기판이 분리된 트레이를 로딩 모듈로 반송시키는 동작을 수행한다.
이때 증착 또는 식각 공정 시 마스크(Mask)가 사용될 수 있으며, 이 경우 로딩 모듈은 트레이에 기판 및 마스크를 로딩 및 얼라인(Align)하는 동작을 수행하며, 언로딩 모듈은 기판으로부터 트레이 및 마스크를 분리하는 동작을 수행하게 된다.
상술한 증착 또는 식각 등의 공정이 이루어지는 과정에서 매우 중요한 요소 중의 하나가 온도 즉, 기판의 온도이다.
기판은 트레이에 로딩된 상태로 전달되고, 이후 반송되어 다시 기판을 로딩하므로 트레이의 온도가 기판의 온도에 영향을 끼치게 된다.
따라서 증착 또는 식각 공정이 보다 원하는 수준으로 안정적으로 이루어지기 위해서는 기판의 온도에 직접적으로 영향을 끼치는 트레이의 온도를 제어할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명의 실시예는 공정 완료 후 반송되는 트레이의 온도를 원하는 수준으로 제어할 수 있도록 한 기판 처리 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시예는 기판이 분리된 트레이에 대한 온도를 검출하여 온도 검출 신호를 출력하고, 상기 트레이를 반송 경로를 통해 설정 위치로 반송시키며, 제어 신호에 응답하여상기 트레이에 대한 온도 조절 동작을 수행하도록 구성된 반송 모듈; 및 상기 온도 검출 신호에 응답하여 상기 제어 신호를 생성하도록 구성된 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예는 트레이의 온도를 원하는 수준으로 조절할 수 있으므로 공정 성능 및 공정의 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 시스템(100)의 레이아웃도,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 시스템(101)의 레이아웃도이고,
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 시스템(102)의 레이아웃도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 시스템(100)의 레이아웃도이다.
본 발명의 실시예(100)는 온도 조절 시스템을 통해 트레이의 온도를 조절할 수 있도록 한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 시스템(100)은 로딩 모듈(Loading Module)(200), 공정 모듈(Process Module)(300), 언로딩 모듈(Unloading Module)(400), 반송 모듈(Return Module)(500) 및 제어부(600)를 포함한다.
로딩 모듈(200)은 피 적재부재 예를 들어, 트레이(Tray)에 기판을 적재(로딩: Loading)하는 동작을 수행하도록 구성된다.
공정 모듈(300)은 로딩 모듈(200)을 통해 전달된 기판에 증착 또는 식각 등의 공정을 수행하도록 구성된다.
공정 모듈(300)은 복수의 공정 챔버(310)를 포함할 수 있다.
복수의 공정 챔버(310)는 동일한 공정을 수행하도록 구성되거나, 서로 다른 공정을 수행하도록 구성될 수 있다.
언로딩 모듈(400)은 공정 모듈(300)을 통해 증착 또는 식각 등의 공정이 완료된 기판으로부터 트레이(700)를 분리하도록 구성된다.
반송 모듈(500)은 언로딩 모듈(400)에서 기판이 분리된 트레이(700)를 로딩 모듈(200)로 반송시키도록 구성된다.
반송 모듈(500)은 내부의 온도 조절 시스템을 이용하여 트레이(700)의 온도를 제어할 수 있도록 구성된다.
이때 온도 조절 시스템은 수동 타입과 능동 타입이 적용될 수 있다.
수동 타입의 온도 조절 시스템은 반송 모듈(500) 내부에 적정 수의 냉각 수단(예를 들어, 냉각 플레이트)을 배치함으로써, 반송 모듈(500)을 통과하여 로딩 모듈(200)에 도달한 트레이(700)가 냉각될 수 있도록 하는 것이다.
한편, 능동 타입의 온도 조절 시스템은 반송 모듈(500) 내부에 적정 수의 온도 조절 수단(예를 들어, 파이프 라인)을 배치하고 외부에서 트레이(700)의 온도에 따라 온도 조절 수단을 제어함으로써 트레이(700)의 온도를 직접 제어할 수 있도록 하는 것이다.
상술한 수동 타입의 온도 조절 시스템은 능동 타입에서 제어 관련 구성을 제외한 것이므로, 능동 타입의 온도 조절 시스템을 적용한 예를 설명하기로 한다.
즉, 반송 모듈(500)은 트레이(700)의 온도를 검출하여 온도 검출 신호(SENSE_T)를 출력하고, 온도 제어신호(CTRL_C)에 응답하여 트레이(700)의 온도를 제어하도록 구성된다.
반송 모듈(500)은 복수의 반송 챔버(510) 및 온도 센서를 포함할 수 있다.
온도 센서(미도시)는 트레이(700)를 기준으로 접촉식과 비접촉식으로 구성될 수 있다. 즉, 트레이(700)의 온도를 직접 검출하는 접촉식 또는 트레이(700)가 경유하는 경로의 온도 변화를 검출하는 비 접촉식으로 설치될 수 있다.
온도 센서는 반송 챔버(510) 또는 반송 챔버(510)를 서로 연결하는 경로(800) 중에서 트레이(700)의 온도를 가장 효율적으로 검출할 수 있는 위치에 선택적으로 설치될 수 있다.
온도 센서는 트레이(700)의 온도를 검출한 결과를 온도 검출 신호(SENSE_T)로서 출력한다.
각 반송 챔버(510)에는 온도 조절 수단(511)이 트레이(700)의 이동 경로를 기준으로 상/하에 설치될 수 있다.
이때 온도 조절 수단(511)은 파이프 라인 또는 냉각 플레이트가 될 수 있다.
파이프 라인은 온도 제어신호(CTRL_C)에 응답하여 온도 조절 매개체 즉, 냉매 또는 특정 액화 가스의 유입이 개방 또는 폐쇄되거나, 유입량이 조절되도록 구성된다. 예를 들어, 액화 가스로서, 헬륨(Helium) 가스를 이용하는 경우, 온도의 증가 또는 감소가 가능하다.
제어부(600)는 내부 프로그램 또는 외부 제어에 따라 온도 검출 신호(SENSE_T)에 응답하여 온도 제어신호(CTRL_C)를 출력하도록 구성된다.
예를 들어, 제어부(600)는 온도 검출 신호(SENSE_T)에 따라 트레이(700)의 온도가 기준 온도를 초과한 것을 인식하면, 온도 조절 수단(511)에 냉매가 공급되거나, 냉매의 양을 증가시키기 위한 온도 제어신호(CTRL_C)를 출력한다.
따라서 반송 모듈(500)의 온도 조절 수단(511)을 통해 냉매가 공급되거나, 냉매의 공급량이 증가되므로 트레이(700)의 온도를 낮출 수 있다.
다른 예를 들어, 제어부(600)는 온도 검출 신호(SENSE_T)에 따라 트레이(700)의 온도가 기준 온도 미만인 것을 인식하면, 온도 조절 수단(511)에 냉매 공급을 차단하거나, 냉매의 양을 감소시키기 위한 온도 제어신호(CTRL_C)를 출력한다.
따라서 반송 모듈(500)의 온도 조절 수단(511)을 통해 냉매 공급을 차단하거나, 냉매의 공급량을 감소시켜 트레이(700)의 온도 감소량을 줄일 수 있다.
한편, 상술한 예는 트레이(700)의 온도를 낮추는 것을 기준으로 설명하였으나, 온도 조절 수단(511)에 특정 액화 가스(예를 들어, 헬륨 가스)를 사용하는 경우, 온도 감소/증가가 가능하다.
제어부(600)는 기판 처리 시스템(100) 전체를 제어하는 제어 장치의 일부 또는 별도의 제어 장치가 될 수 있다.
한편, 증착 또는 식각 공정 시 마스크(Mask)가 사용될 수 있으며, 이 경우 로딩 모듈(200)은 트레이(700)에 기판 및 마스크를 로딩 및 얼라인(Align)하는 동작을 수행하며, 언로딩 모듈(400)은 기판으로부터 트레이(700) 및 마스크를 분리하는 동작을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예는 상술한 바와 같이, 온도 조절 시스템을 통해 트레이(700)의 온도를 조절함으로써 기판의 온도를 원하는 수준으로 조절할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 시스템(101)의 레이아웃도이다.
본 발명의 다른 실시예(101)는 반송 속도 조절을 통해 트레이의 온도를 조절할 수 있도록 한 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 시스템(101)은 로딩 모듈(200), 공정 모듈(300), 언로딩 모듈(400), 반송 모듈(501) 및 제어부(601)를 포함한다.
로딩 모듈(200)은 피 적재부재 예를 들어, 트레이(Tray)에 기판을 적재(로딩: Loading)하는 동작을 수행하도록 구성된다.
공정 모듈(300)은 로딩 모듈(200)을 통해 전달된 기판에 증착 또는 식각 등의 공정을 수행하도록 구성된다.
공정 모듈(300)은 복수의 공정 챔버(310)를 포함할 수 있다.
복수의 공정 챔버(310)는 동일한 공정을 수행하도록 구성되거나, 서로 다른 공정을 수행하도록 구성될 수 있다.
언로딩 모듈(400)은 공정 모듈(300)을 통해 증착 또는 식각 등의 공정이 완료된 기판으로부터 트레이(700)를 분리하도록 구성된다.
반송 모듈(501)은 언로딩 모듈(400)에서 기판이 분리된 트레이(700)를 로딩 모듈(200)로 반송시키도록 구성된다.
반송 모듈(501)은 트레이(700)의 반송 속도를 조절함으로써 트레이(700)의 온도를 제어할 수 있도록 구성된다.
즉, 반송 모듈(501)은 트레이(700)의 온도를 검출하여 온도 검출 신호(SENSE_T)를 출력하고, 속도 제어신호(CTRL_S)에 응답하여 트레이(700)의 반송 속도를 제어하도록 구성된다.
반송 모듈(501)은 복수의 반송 챔버(520) 및 온도 센서를 포함할 수 있다.
온도 센서(미도시)는 트레이(700)를 기준으로 접촉식과 비접촉식으로 구성될 수 있다. 즉, 트레이(700)의 온도를 직접 검출하는 접촉식 또는 트레이(700)가 경유하는 경로의 온도 변화를 검출하는 비 접촉식으로 설치될 수 있다.
온도 센서는 반송 챔버(520) 또는 반송 챔버(520)를 서로 연결하는 경로(800) 중에서 트레이(700)의 온도를 가장 효율적으로 검출할 수 있는 위치에 선택적으로 설치될 수 있다.
온도 센서는 트레이(700)의 온도를 검출한 결과를 온도 검출 신호(SENSE_T)로서 출력한다.
제어부(601)는 내부 프로그램 또는 외부 제어에 따라 온도 검출 신호(SENSE_T)에 응답하여 속도 제어신호(CTRL_S)를 출력하도록 구성된다.
예를 들어, 제어부(601)는 온도 검출 신호(SENSE_T)에 따라 트레이(700)의 온도가 기준 온도를 초과한 것을 인식하면, 트레이(700)의 반송 속도를 기 설정속도를 기준으로 느리게 하기 위한 속도 제어신호(CTRL_S)를 출력한다.
따라서 트레이(700)가 기 설정속도를 기준으로 한 반송 시간에 비해 긴 시간 동안 반송되고 그 시간 동안 자연적으로 냉각된다.
다른 예를 들어, 제어부(601)는 온도 검출 신호(SENSE_T)에 따라 트레이(700)의 온도가 기준 온도 미만인 것을 인식하면, 트레이(700)의 반송 속도를 기 설정속도를 기준으로 빠르게 하기 위한 속도 제어신호(CTRL_S)를 출력한다.
따라서 트레이(700)가 로딩 모듈(200)에 반송되는 시간이 빨라진다. 반송 시간이 짧으므로 이전에 비해 냉각이 충분히 이루어지지 않고, 결국 로딩 모듈(200)에 반송된 트레이(700)의 온도가 이전에 비해 높아진다.
제어부(601)는 기판 처리 시스템(200) 전체를 제어하는 제어 장치의 일부 또는 별도의 제어 장치가 될 수 있다.
한편, 증착 또는 식각 공정 시 마스크(Mask)가 사용될 수 있으며, 이 경우 로딩 모듈(200)은 트레이(700)에 기판 및 마스크를 로딩 및 얼라인(Align)하는 동작을 수행하며, 언로딩 모듈(400)은 기판으로부터 트레이(700) 및 마스크를 분리하는 동작을 수행할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 상술한 바와 같이, 반송 속도를 조절하는 방식으로 트레이(700)의 온도를 조절함으로써 기판의 온도를 원하는 수준으로 조절할 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 시스템(102)의 레이아웃도이다.
본 발명의 또 다른 실시예(102)는 온도 조절 시스템을 이용한 트레이 온도 조절 방식 및 반송 속도 조절에 의한 트레이 온도 조절 방식 중에서 하나를 선택적으로 운용하거나 두 가지를 병행하여 트레이의 온도를 조절할 수 있도록 한 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 시스템(102)은 로딩 모듈(200), 공정 모듈(300), 언로딩 모듈(400), 반송 모듈(502) 및 제어부(602)를 포함한다.
로딩 모듈(200)은 피 적재부재 예를 들어, 트레이(Tray)에 기판을 적재(로딩: Loading)하는 동작을 수행하도록 구성된다.
공정 모듈(300)은 로딩 모듈(200)을 통해 전달된 기판에 증착 또는 식각 등의 공정을 수행하도록 구성된다.
공정 모듈(300)은 복수의 공정 챔버(310)를 포함할 수 있다.
복수의 공정 챔버(310)는 동일한 공정을 수행하도록 구성되거나, 서로 다른 공정을 수행하도록 구성될 수 있다.
언로딩 모듈(400)은 공정 모듈(300)을 통해 증착 또는 식각 등의 공정이 완료된 기판으로부터 트레이(700)를 분리하도록 구성된다.
반송 모듈(502)은 언로딩 모듈(400)에서 기판이 분리된 트레이(700)를 로딩 모듈(200)로 반송시키도록 구성된다.
반송 모듈(502)은 내부의 온도 조절 시스템을 이용하는 방식과 트레이(700)의 반송 속도를 조절하는 방식 중에서 하나를 선택하거나 두 가지를 병용하여 트레이(700)의 온도를 제어할 수 있도록 구성된다.
반송 모듈(502)은 복수의 반송 챔버(530) 및 온도 센서를 포함할 수 있다.
이때 온도 조절 시스템은 도 1에 따른 실시예와 동일하게 구성할 수 있으며, 트레이(700)의 반송 속도를 조절하는 방식은 도 2에 따른 실시예와 동일하게 구성할 수 있으므로 그 설명은 생략하기로 한다.
제어부(602)는 내부 프로그램 또는 외부 제어에 따라 온도 검출 신호(SENSE_T)에 응답하여 제 1 제어 신호 즉, 온도 제어신호(CTRL_C) 또는/및 제 2 제어 신호 즉, 속도 제어신호(CTRL_S)를 출력하도록 구성된다.
제어부(602)는 내부 프로그램 또는 외부 제어에 따라 온도 조절 시스템을 이용한 트레이 온도 조절 방식(제 1 방식)과 반송 속도 조절에 의한 트레이 온도 조절 방식(제 2 방식) 중에서 하나를 사용하거나, 두 가지 모두를 병용할 수 있도록 구성된다.
예를 들어, 공정 모듈(300) 진입 단계에서 요구되는 트레이(700)의 온도가 설정 온도에 비해 큰 차이가 있을 경우, 제 1 방식만으로는 트레이(700)의 온도를 원하는 수준으로 낮추기 어렵다.
이 경우, 제 1 방식과 제 2 방식을 병용함으로써 트레이(700)의 온도를 원하는 수준으로 낮출 수 있다.
제 1 방식과 제 2 방식을 모두 병용하도록 설정된 경우, 제어부(602)는 온도 검출 신호(SENSE_T)에 응답하여 온도 제어신호(CTRL_C) 및 속도 제어신호(CTRL_S)를 출력한다.
제어부(602)에서 출력된 온도 제어신호(CTRL_C) 및 속도 제어신호(CTRL_S)에 따라 트레이(700)의 온도 조절이 이루어지는 동작은 도 1 및 도 2의 실시예와 동일하다.
본 발명의 또 다른 실시예는 상술한 바와 같이, 온도 조절 시스템을 이용한 트레이 온도 조절 방식과 반송 속도 조절에 의한 트레이 온도 조절 방식 중에서 하나를 사용하거나, 두 가지 방식 모두를 병용하여 트레이(700)의 온도를 조절할 수 있다.
이때 두 가지 방식 모두를 병용하여 트레이(700)의 온도를 조절할 경우, 기판의 온도를 보다 빠르게 원하는 수준으로 조절할 수 있다.
결국, 본 발명의 또 다른 실시예는 트레이(700)를 보다 빠른 시간에 로딩 모듈(200)에 전달할 수 있는 추가적인 장점이 있다.
상술한 본 발명의 실시예들은 트레이(700)의 온도를 조절하는 예를 든 것일 뿐, 마스크가 사용되는 공정에서는 마스크도 반송 모듈(500)을 경유하도록 함으로써 트레이(700)와 동일한 방식으로 마스크에 대한 온도 조절을 수행할 수 있다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (9)

  1. 기판이 분리된 트레이에 대한 온도를 검출하여 온도 검출 신호를 출력하고, 상기 트레이를 반송 경로를 통해 설정 위치로 반송시키며, 제어 신호에 응답하여상기 트레이에 대한 온도 조절 동작을 수행하도록 구성된 반송 모듈; 및
    상기 온도 검출 신호에 응답하여 상기 제어 신호를 생성하도록 구성된 제어부를 포함하는 기판 처리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반송 모듈은
    상기 트레이의 온도를 직접 검출하는 접촉식 온도 센서 또는 상기 트레이가 경유하는 경로의 온도 변화를 검출하는 비 접촉식 온도 센서를 포함하는 기판 처리 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 반송 모듈은
    직렬 연결된 복수의 반송 챔버를 포함하며,
    상기 복수의 반송 챔버 중에서 적어도 어느 하나에는 상기 트레이의 온도를 직접 검출하는 접촉식 온도 센서 또는 상기 트레이가 경유하는 경로의 온도 변화를 검출하는 비 접촉식 온도 센서가 설치되는 기판 처리 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 반송 모듈은
    상기 반송 경로상에 설치되어 상기 제어 신호에 응답하여 동작하도록 구성된 온도 조절 수단을 포함하는 기판 처리 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 온도 조절 수단은
    상기 제어 신호에 응답하여 온도 조절 매개체의 유입이 개방 또는 폐쇄되도록 구성된 파이프 라인을 포함하는 기판 처리 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 온도 조절 수단은
    상기 제어 신호에 응답하여 온도 조절 매개체의 유입량이 조절되도록 구성된 파이프 라인을 포함하는 기판 처리 시스템.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 온도 조절 매개체로서, 헬륨 가스를 사용하는 기판 처리 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 반송 모듈은
    상기 제어 신호에 응답하여 상기 트레이의 반송 속도를 제어하도록 구성되는 기판 처리 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 반송 모듈은
    상기 제어 신호에 응답하여 상기 반송 경로에서 상기 트레이가 경유하는 온도 조절 수단을 제어하는 제 1 방식과 상기 제어 신호에 응답하여 상기 트레이의 반송 속도를 제어하는 제 2 방식 중에서 하나를 선택하거나, 두 가지를 병용함으로써 상기 트레이에 대한 온도 조절 동작을 수행하도록 구성된 기판 처리 시스템.
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