KR20140142800A - 트레이틸팅장치, 그에 사용되는 트레이, 및 그를 가지는 기판처리장치 - Google Patents

트레이틸팅장치, 그에 사용되는 트레이, 및 그를 가지는 기판처리장치 Download PDF

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KR20140142800A
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Abstract

본 발명은 기판처리시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 트레이에 기판을 안착시킨 상태에서 기판처리를 수행하는 기판처리시스템 및 그에 사용되는 트레이에 관한 것이다.
본 발명은, 복수의 기판들이 안착되며 직사각형 형상을 가지는 트레이를 지지하는 트레이지지부와, 상기 트레이지지부에 안착된 트레이의 상면이 수평인 상태와 수평과 경사를 이루는 경사인 상태 사이에서 회전축을 중심으로 회전되도록 상기 트레이지지부를 회전가능하게 지지하는 힌지부와; 상기 트레이지지부를 상측 및 하측 중 적어도 일방향으로 이동시켜 상기 회전축을 중심으로 회전시키는 회전구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 트레이틸팅장치를 개시한다.

Description

트레이틸팅장치, 그에 사용되는 트레이, 및 그를 가지는 기판처리장치 {Substrate processing system, and tray tilting apparatus, and tray therefor}
본 발명은 기판처리시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 트레이에 기판을 안착시킨 상태에서 기판처리를 수행하는 트레이틸팅장치, 그에 사용되는 트레이, 및 그를 가지는 기판처리장치에 관한 것이다.
기판처리시스템은, 반도체, LCD패널용 유리기판, 태양전지기판 등에 대하여 식각, 증착, 반도체층 형성 등 기판에 대한 소정의 기판처리를 수행하는 시스템을 말하며, 기판처리의 종류에 따라서 다양한 구성이 가능하다.
기판처리시스템의 예로서, 하나 이상의 기판을 트레이에 안착시킨 상태에서 기판을 이송하여 기판에 이온을 주입하는 이온주입장치가 있다.
그리고 상기 이온주입장치는, 기판 표면에 이온을 조사하기 위한 이온주입장치는 일반적으로 이온빔소스와, 이온빔소스에서 발생된 이온빔을 밀폐된 처리공간 내에 설치된 스테이션에 안착된 기판에 조사함으로써 기판에 이온을 주입하도록 구성된다.
그러나 상기와 같은 종래의 이온주입장치는 단일의 이온빔소스에 의하여 이온조사공정이 수행됨에 따라서 이온조사 패턴에 제한을 받게 되며 이온조사의 대량처리가 곤란한 문제점이 있다.
또한 다양한 패턴의 이온조사공정을 수행하기 위해서는 복수의 이온주입장치에 의하여 수행되어야 하므로 그 처리가 복잡하고, 장치가 고가이며 장치가 차지하는 공간 또한 커지는 문제점이 있다.
또한 종래의 이온주입장치는 기판이 고정된 상태에서 이온빔을 이동시키면서 이온주입이 이루어짐에 따라서 이온주입 후의 기판의 교체, 이온빔의 이동을 위한 장치 등 장치가 복잡하고 공정시간이 많이 소요됨에 따라서 생산성이 낮은 문제점이 있다.
한편 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 종래의 다른 이온주입장치로서 이온빔을 주사하는 이온빔조사장치를 고정시킨 상태에서 하나 이상의 기판이 안착된 트레이를 이온빔이 조사되는 조사영역을 통과시키는 이온주입장치가 개시된 바 있다.
그런데 기판이 트레이에 안착된 상태에서 이송됨에 따라서 트레이 이동시 진동, 충격 등에 의하여 트레이 상의 기판에 손상이 가거나, 트레이 상의 기판의 위치가 바뀌어 원활한 기판처리가 불가능해지는 문제점이 있다.
특히 기판이 안착된 트레이 상에 마스크를 설치한 후 기판처리를 수행하는 경우 기판의 위치가 바뀌게 된다면 기판 상에 기판처리가 수행되는 영역에 오차가 발생하여 기판처리의 불량을 야기하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 트레이에 기판을 안착시킨 상태에서 기판처리를 수행하는 기판처리시스템에 있어서 트레이 상에 기판을 일정한 위치에 위치시키는 등 트레이를 기울이는 트레이틸팅장치, 그에 사용되는 트레이, 및 그를 가지는 기판처리장치를 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 복수의 기판들이 안착되며 직사각형 형상을 가지는 트레이를 지지하는 트레이지지부와, 상기 트레이지지부에 안착된 트레이의 상면이 수평인 상태와 수평과 경사를 이루는 경사인 상태 사이에서 회전축을 중심으로 회전되도록 상기 트레이지지부를 회전가능하게 지지하는 힌지부와; 상기 트레이지지부를 상측 및 하측 중 적어도 일방향으로 이동시켜 상기 회전축을 중심으로 회전시키는 회전구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 트레이틸팅장치를 개시한다.
상기 힌지부는, 상기 트레이지지부에 결합되는 하나 이상의 제1힌지부와, 상기 제1힌지부에 대응되어 회전가능하게 결합되어 상기 제1힌지부를 지지하는 하나 이상의 제2힌지부를 포함할 수 있다.
상기 회전축은, 상기 트레이지지부에 안착된 상기 트레이의 상면에 투영된 가상선이 상기 트레이의 일변과 0°보다 크고 90°보다 작은 각을 이루는 것이 바람직하다.
상기 회전축은, 상기 트레이지지부에 안착된 상기 트레이의 대각선과 평행하게 배치될 수 있다. 이때, 상기 회전축은, 상기 트레이지지부에 안착된 상기 트레이의 꼭지점의 직하부 또는 상기 트레이의 대각선의 직하부에 위치될 수 있다.
상기 회전구동부는, 상기 트레이지지부의 저면에 접촉되도록 설치되는 하나 이상의 플런저와, 상기 플런저를 상하구동하는 상하구동부를 포함할 수 있다.
상기 플런저는, 상기 트레이지지부의 저면과 접촉하는 부분에 롤러 또는 볼이 설치될 수 있다.
상기 트레이지지부는, 상기 트레이가 선형이동될 수 있도록 상기 트레이의 저면을 지지하는 하나 이상의 이송롤러가 설치될 수 있다.
상기 트레이지지부는, 상기 트레이지지부가 상기 회전축을 중심으로 회전될 때 상기 트레이를 상기 트레이지지부에 고정하는 하나 이상의 클램핑부가 설치될 수 있다.
본 발명은 또한 상기 트레이틸팅장치에 사용되는 트레이로서, 상기 트레이는, 기판처리를 수행하기 위하여 순차적으로 직각을 이루는 제1 내지 제4변들을 가지는 다각형 형상을 가지는 하나 이상의 기판이 안착되는 하나 이상의 기판수용부가 형성되며, 상기 기판수용부는, 기판의 가장자리에 대응되는 크기로 형성되는 제1기판수용부와, 상기 제1기판수용부의 상부에 위치되며 상기 제3변 및 상기 제4변이 각각 상기 제1변 및 상기 제2변에 대하여 더 확장된 제2기판수용부를 포함하며, 상기 트레이는, 기판이 상기 제2기판수용부에 안착된 상태에서 상기 트레이지지부에 지지된 후 상기 트레이틸팅장치에 의하여 상기 회전축을 중심으로 회전됨으로써 기판이 상기 제1기판수용부로 안착되는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템의 트레이를 개시한다.
상기 기판수용부는, 상기 트레이의 상면에 설치된 복수의 돌출부재들 또는 상기 트레이의 상면에 일체로 형성된 돌출부에 의하여 형성될 수 있다.
상기 기판수용부는, 상기 트레이의 상면으로부터 오목하게 형성될 수 있다.
상기 제2기판수용부는 상기 제3변 및 상기 제4변에서 상단에서 하단방향으로 경사를 이루는 경사면이 형성될 수 있다.
상기 제2기판수용부는 상기 제3변 및 상기 제4변에서 상단에서 하단방향으로 하나 이상의 단차가 형성될 수 있다.
상기 트레이는, 기판을 지지하는 면에서 기판의 저면을 지지하는 복수의 돌기부들이 형성될 수 있다.
본 발명은 또한 직사각형 형상을 가지는 트레이에서 기판처리된 기판을 기판처리될 기판으로 교환하는 기판교환모듈과; 상기 기판교환모듈로부터 상기 트레이를 전달받는 로드락모듈과; 상기 로드락모듈로부터 상기 트레이를 전달받아 기판처리를 수행하는 기판처리모듈과; 상기 기판처리모듈로부터 상기 트레이를 전달받는 언로드락모듈을 포함하며, 상기 기판교환모듈 및 상기 로드락모듈 중 어느 하나에 설치되는 상기 트레이틸팅부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템을 개시한다.
상기 기판처리모듈은, 상기 트레이에 안착되어 이송되는 기판에 이온빔을 조사하여 이온을 주입하는 공정을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 트레이틸팅장치 및 그를 가지는 기판처리시스템은, 기판처리시스템에 설치되어 하나 이상의 기판이 안착되는 트레이를 사용하는 기판처리시스템에서 트레이를 기울임으로써 트레이 상에서 기판, 마스크, 트레이 등의 정렬이 가능하여 보다 정밀한 기판처리의 수행이 가능한 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 기판처리시스템에 사용되는 트레이는, 기판이 적재되는 기판수용부가 전체적으로 직사각형 평면형상을 가지는 기판에 대하여 상단부에서 2변의 방향으로 기판보다 큰 폭을 가지도록 하고 하단부에서 2변의 방향으로 기판과 같은 크기의 폭을 가지도록 함으로써 기판적재 후 기판이 안정적인 적재 상태를 이루어 양호한 기판처리를 수행할 수 있는 이점이 있다.
특히 기판이 트레이에 안착된 후 트레이틸팅장치에 의하여 트레이를 기울임으로써 기판적재 후 기판이 안정적인 적재 상태를 이루어 양호한 기판처리를 수행할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판처리시스템을 보여주는 측단면도이다.
도 2는, 도 1의 기판처리시스템에 사용되는 트레이를 보여주는 사시도이다.
도 3a은, 도 2의 트레이의 기판수용부의 일부를 보여주는 평면도이다.
도 3b는, 도 2의 트레이의 기판수용부의 일예를 보여주는 단면도이다.
도 4은, 도 3에서 Ⅳ-Ⅳ방향의 단면도이다.
도 5는, 도 1의 기판처리시스템의 트레이틸팅부의 일부를 보여주는 측단면도이다.
도 6은, 도 5의 트레이틸팅부의 일부를 보여주는 평면도이다.
도 7는, 도 6에서 Ⅶ-Ⅶ방향의 단면도이다.
도 8 및 도 9는, 각각 도 6에서 Ⅴ-Ⅴ방향의 단면도들로서, 도 5의 트레이틸팅부의 작동을 보여주는 단면도이다.
이하 본 발명에 따른 트레이틸팅장치, 그에 사용되는 트레이, 및 그를 가지는 기판처리장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 기판처리시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 트레이(200)에서 기판처리된 기판(10)을 기판처리될 기판(10)으로 교환하는 기판교환모듈(3)과; 기판교환모듈(3)로부터 트레이(20)를 전달받는 로드락모듈(2)과; 로드락모듈(2)로부터 트레이(200)를 전달받아 기판처리를 수행하는 기판처리모듈(1)과; 기판처리모듈(1)로부터 트레이(200)를 전달받는 언로드락모듈(4)을 포함한다.
여기서 기판처리대상인 기판(10)은 반도체기판, LCD패널용 유리기판, OLED 패널용 기판, 태양전지용 기판 등이 될 수 있으며, 기판처리 또한 다양하게 설정될 수 있다.
예로서 기판처리대상인 기판(10)은 태양전지용 실리콘 기판이고 기판처리를 기판에 이온을 주입하는 이온주입공정일 수 있으며, 이때 후술하는 이온빔조사부(300)에 의하여 조사되는 이온은 기판(10)의 표면에 하나 이상의 반도체영역을 형성하는 이온이 될 수 있다.
또한 상기 기판처리대상이 태양전지용 실리콘 기판인 경우, 기판(10) 표면에 형성되는 반도체영역은 선택적 에미터(Selective Emitter)이거나, IBC를 형성하는 n형 반도체영역 및 p형 반도체영역이 될 수 있다.
또한 상기 기판(10)은, 패턴화된 기판처리 등을 위하여 마스크(30)가 복개된 상태로 기판처리가 수행될 수 있다.
상기 마스크(30)는, 트레이(200)의 나머지 부분을 보호하면서 기판(10)에 대해서만 기판처리가 이루어지도록 하거나, 패턴화된 기판처리를 수행하는 등 기판처리의 원활한 수행을 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 마스크(30)는 기판(10)의 크기에 대응되는 크기의 개구부(31)가 형성되는 플레이트부재로 구성될 수 있다.
상기 기판교환모듈(3)은, 트레이(200)에 적재된 기판처리된 기판(10)을 기판처리될 기판(10)으로 교환하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 기판교환모듈(3)은, 복수의 기판(10)들이 적층되어 적재된 카세트(미도시)에서 기판(10)을 인출하고 인출된 기판(10)을 픽업하여 트레이(200)의 기판수용부(210)로 이송하는 기판이송부(미도시) 등을 포함할 수 있다.
또한 상기 기판교환모듈(3)은, 기판처리의 원활한 수행을 위하여 이물질 등의 유입을 방지할 수 있는 하우징(3a)과, 후술하는 트레이반환부(5)가 구비된 경우 하측에 위치된 기판처리모듈(1)을 상측으로 이동시키는 트레이승강부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 트레이승강부는 기판처리모듈(1)의 저면 중 적어도 일부를 지지하여 승강시키기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
또한 상기 기판교환모듈(3)은, 기판처리시 기판(10)의 상측에 마스크(30)가 설치되는 경우, 기판교환을 위하여 기판처리모듈(1)로부터 마스크(30)를 분리하고 기판교환을 마친 후 마스크(30)를 기판처리모듈(1)과 재결합시키는 마스크탈부착부(112)가 추가로 설치될 수 있다.
상기 마스크탈부착부(112)는, 기판교환시 기판이송부와의 간섭을 방지하기 위하여 마스크(30)를 트레이(200)로부터 분리하기 위한 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
상기 마스크탈부착부(112)는 마스크(30)의 구조에 따라서 다양한 구성이 가능하며, 클램핑, 진공압, 정전기력 등 다양한 방식에 의하여 마스크(30)를 기판처리모듈(1)로부터 분리하거나 부착시킬 수 있다.
여기서 상기 트레이(200)에는 마스크(30)와의 위치정렬을 위하여 마스크(30)의 설치위치를 안내하는 하나 이상의 마스크위치정렬부(290)가 설치될 수 있다. 또한 마스크(30) 및 기판(10)은 후술하는 트레이틸팅장치에 의하여 동시에 정렬될 수도 있다.
한편 상기 마스크(30)는, 트레이(200) 상에 설치되지 않고 기판처리모듈(1) 내에 고정되어 설치될 수 있는바 이 경우 트레이(200) 상에 마스크(30)의 설치를 전제로 하는 마스크탈부착부(112) 등은 기판교환모듈(3)에 설치되지 않음은 물론이다.
상기 하우징(3a)은, 기판교환모듈(3)이 대기압 하에서 작동됨이 일반적임을 고려하여 이물질의 유입을 방지할 수 있는 구조이면 어떠한 구성도 가능하며 기판(10)이 적재된 카세트(미도시)가 내부로 도입되거나 배출될 수 있는 별도의 출입부(미도시)와, 유지보수를 위하여 내부공간을 개폐하는 도어부(미도시) 등 다양한 구성이 설치될 수 있다.
상기 로드락모듈(2)은, 기판교환을 마친 기판처리모듈(1)를 기판교환모듈(100)로부터 전달받아 기판처리모듈(1)로 전달하기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 로드락모듈(2)은, 대기압 하의 기판교환모듈(3)과 기판처리를 위한 진공압 하의 기판처리모듈(1) 사이에서 트레이(200) 전달을 위하여 대기압 및 진공압 사이에서 압력변환되도록 구성될 수 있다.
상기 기판처리모듈(1)은, 로드락모듈(2)로부터 기판처리모듈(1)를 전달받아 기판처리를 수행하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 기판처리모듈(1)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 공정챔버(100)를 포함하며, 트레이(20)에 기판(10)이 안착된 상태에서 기판처리를 수행하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 기판처리모듈(1)에 의한 기판처리는, 기판처리의 방식에 따라서 다양한 방식이 가능하며, 도 1에 도시된 바와 같이, 이온빔조사부(300)에 의하여 기판(10)이 안착된 트레이(20)를 이동시키면서 기판(10)에 이온주입을 하는 등 다양한 구성이 가능하다.
상기 공정챔버(100)는, 밀폐된 처리공간(S)을 형성하며 기판전달을 위한 하나 이상의 게이트가 형성된 챔버본체(110)와, 챔버본체(110)와 탈착가능하게 결합되는 상부리드(120)로 구성되는 등 다양한 구성이 가능하다.
상기 챔버본체(100)는 트레이(20)의 입출을 위한 하나 이상의 게이트가 형성될 수 있으며, 처리공간(S) 내의 배기 및 압력제어를 위하여 배기시스템과 연결될 수 있다.
상기 이온빔조사부(300)는 이온빔소스에서 발생된 이온빔을 유도함과 아울러 이온빔의 강도 및 농도를 제어하여 기판(10) 표면에 이온 주입에 적합한 조사영역을 트레이(200)에 적재되어 이송되는 기판(10) 표면에 형성한다.
상기 언로드락모듈(4)은, 기판처리모듈(1)로부터 트레이(20)를 전달받는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 언로드락모듈(4)은, 기판처리를 위한 진공압 하의 기판처리모듈(1)로부터 대기압 하의 외부, 특히 후술하는 트레이반환부(5)로 트레이(200) 전달을 위하여 대기압 및 진공압 사이에서 압력변환되도록 구성될 수 있다.
한편 상기 기판교환모듈(3), 로드락모듈(2), 기판처리모듈(1) 및 언로드락모듈(4)은 도 1에 도시된 바와 같이 인라인으로 배치되거나, 로드락모듈(2) 및 언로드락모듈(4)이 상하로 배치되는 등 다양하게 배치될 수 있다.
한편 상기 기판교환모듈(3), 로드락모듈(2), 기판처리모듈(1) 및 언로드락모듈(4)이 인라인으로 배치된 경우, 기판처리모듈(1) 내에서 트레이(200)에 적재된 기판처리를 마친 기판(10)을 기판처리될 기판(10)을 교환할 수 있도록 언로드락모듈(4)로부터 기판교환모듈(3)로 트레이(200)를 전달할 필요가 있다.
이에 상기 기판처리시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 언로드락모듈(4)로부터 트레이(200)를 전달받아 기판교환모듈(3)로 트레이(200)를 전달하는 트레이반환부(5)를 더 포함할 수 있다.
상기 트레이반환부(5)는, 언로드락모듈(4)로부터 트레이(200)를 전달받아 기판교환모듈(3)로 트레이(200)를 전달하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 트레이반환부(5)는, 언로드락모듈(4)로부터 트레이(200)를 전달받아 하강시키는 트레이하강부(51)와, 로드락모듈(2), 기판처리모듈(1) 및 언로드락모듈(4)의 하부에 설치되어 트레이하강부(51)로부터 전달받은 트레이(200)를 기판교환모듈(3)로 트레이(200)를 전달하는 트레이궤환부(52)를 포함할 수 있다.
상기 트레이하강부(51)는 언로드락모듈(4)로부터 트레이(200)를 전달받아 하강시키는 구성으로서, 하우징(또는 프레임), 트레이(200)를 지지하여 하강시키는 승강장치 등을 구비하는 등 다양한 구성이 가능하다.
상기 트레이궤환부(52)는 트레이하강부(51)로부터 전달받은 트레이(200)를 기판교환모듈(3)로 트레이(200)를 전달하는 구성으로서, 하우징(또는 프레임), 트레이(200) 이송을 위한 복수의 이송롤러들이 설치된 이송경로(52a) 등을 포함하는 등 다양한 구성이 가능하다.
한편, 상기 기판교환모듈(3), 로드락모듈(2), 기판처리모듈(1) 및 언로드락모듈(4), 트레이반환부(5) 등에는 트레이(200)의 이송을 위한 이송경로(52a, 52b)들이 설치될 수 있다.
상기 이송경로(52a, 52b)는 트레이(200)의 이송을 위한 구성으로서, 그 이송방식에 따라서 다양한 구성이 가능하며, 복수의 이송롤러들로 구성될 수 있다.
상기 트레이(200)는, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 기판처리시스템에서 하나 이상의 기판(10)을 적재하여 이송하기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 트레이(200)는, 순차적으로 직각을 이루는 제1 내지 제4변들을 가지는 다각형 형상을 가지는 하나 이상의 기판(10)이 안착되는 구성으로서, 기판(10)이 안착되는 하나 이상의 기판수용부(210)가 형성된다.
여기서 상기 제1 내지 제4변은, 기판(10)이 실질적으로 직사각형 형상에 기반한다. 단, 기판(10)은, 꼭지점 부근에서 모따기되거나, 순차적으로 직각을 이루는 제1 내지 제4변을 가지는 6각형, 팔각형의 형상을 가질 수 있음은 물론이다.
상기 트레이(200)는, 기판(10)이 안착되는 하나 이상의 기판수용부(210)가 형성되는 구성으로서, 플레이트 구조, 플레이트 및 프레임 조합 등 다양한 구성이 가능하다.
여기서 상기 트레이(200)는, 기판처리가 트레이(200)에 마스크(30)가 설치된 상태에서 수행되는 경우 마스크(30)의 설치위치를 안내하는 하나 이상의 마스크위치정렬부(290)를 더 포함할 수 있다.
상기 마스크위치정렬부(290)는, 트레이(200)에 설치되어 마스크(30)의 설치위치를 안내하는 구성으로서 돌기 등 다양한 구성이 가능하다.
또한 상기 트레이(200)는, 기판수용부(210)에서 기판이송부(미도시)에 의한 기판픽업이 용이하도록 기판(10)의 저면을 지지하는 복수의 돌기부(225)들이 형성될 수 있다.
상기 기판수용부(210)는, 기판(10)이 안착될 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.
예를 들면, 상기 기판수용부(210)는, 트레이(200)의 상면에 설치된 복수의 돌출부재(미도시)들 또는 트레이(200)의 상면에 일체로 형성된 돌출부에 의하여 형성되는 등 다양한 방식에 의하여 형성될 수 있다.
또한 상기 기판수용부(210)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 트레이(200)의 상면으로부터 오목하게 형성될 수 있다.
예로서, 상기 기판수용부(210)는, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 제1내지 제4변(221~224)들을 각각 지지하는 제1 내지 제4돌출부(221~224; 편의상 기판(10)의 각변과 동일한 도면부호 표기)들을 포함할 수 있다. 여기서 상기 제 1 내지 제4돌출부(221~224)들은 일체로 연결될 수 있다.
한편 상기 트레이(200)는, 기판(10)의 적재과정, 그 이송과정에서 기판(10)이 불안정하게 적재(도 4의 점선 표시)되거나, 트레이(200) 이송시 기판(10)의 적재 위치가 달라져 기판처리의 불량의 원인을 제공할 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 트레이(200)는, 기판적재 후 기판(10)이 안정적인 적재 상태를 이룰 수 있도록 구성될 필요가 있다.
이에 상기 기판수용부(210)는, 도 3a 및 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 가장자리에 대응되는 크기로 형성되는 제1기판수용부(211)와, 제1기판수용(211)부의 상부에 위치되며 제3변(223) 및 제4변(224)이 각각 제1변(221) 및 제2변(222)에 대하여 더 확장된 제2기판수용부(212)를 포함할 수 있다.
즉, 상기 기판수용부(210)는, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(10)이 컴팩트하게 안착되는 제1기판수용부(211) 및 그 상부에 연결되며 제1기판수용부(211)보다 평면크기가 더 큰 제2기판수용부(212)를 포함한다.
상기와 같은 기판수용부(210)가 형성된 트레이(200)는, 기판(10)이 제2기판수용부(212)에 안착된 상태에서 후술하는 트레이틸팅장치(310)에 의하여 회전됨으로써 기판(10)이 제1기판수용부(211)로 안착됨으로써 기판(10)이 트레이(200) 상에 정확한 위치에 안착될 수 있다.
한편 상기와 같이 제1기판수용부(211) 및 제2기판수용부(212)를 가지는 기판수용부(210)를 형성하기 위하여, 제1 및 제2돌출부(221, 222)는, 기판(10)을 지지하는 면, 즉 측면이 상하방향으로 수직을 이루며, 제3 및 제4돌출부(223, 224)는, 제1 및 제2돌출부(221, 222)들 각각에 대한 수평 수직거리가 하단보다 상단이 더 크게 형성될 수 있다.
여기서 상기 제1 내지 제4돌출부(221~224)들은, 기판수용부(210)를 형성하는 구성으로서, 기판(10)의 외곽선을 따라서 본체(220)에 배치되는 복수의 돌출부재들(미도시)로 이루어지거나, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 외곽선을 따라서 일체로 배치된 형성될 수 있다.
상기 제2기판수용부(212)를 형성하기 위하여 제3 및 제4돌출부(223, 224)는, 제1 및 제2돌출부들(221, 222) 각각에 대한 수평 수직거리가 하단보다 상단이 더 크게 형성되는 것이 바람직한바, 상단에서 하단방향으로 경사를 이루는 경사면이 형성되거나, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상단에서 하단방향으로 하나 이상의 단차(223a, 223b, 224a, 224b)가 형성될 수 있다.
상기 기판수용부(210)는, 상기와 같이 구성됨으로써 전체적으로 직사각형 평면형상을 가지는 기판(10)에 대하여 상부에서 2변(제1변 및 제2변)의 방향으로 기판(10)보다 큰 폭을 가지도록, 즉 제2기판수용부(212)를 형성하고 그 하부에서 2변(제1변 및 제2변)의 방향으로 기판(10)과 같은 크기의 폭을 가지도록, 즉 제1기판수용부(211)를 형성함으로써 기판적재 후 기판(10)이 안정적인 적재 상태를 이루어 양호한 기판처리를 수행할 수 있다.
한편 상기와 같이, 기판(10)이 적재되는 트레이(200)의 기판수용부(220)가 기판적재 후 기판(10)이 안정적인 적재 상태를 이룰 수 있는 구조를 가지는 경우, 기판적재 후 트레이(200) 상의 기판적재상태를 안정화시킬 구조가 필요하다.
따라서, 상기 기판처리시스템은, 도 1, 도 5 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 기판교환모듈(3) 및 로드락모듈(4) 중 어느 하나에 설치되어 트레이(200)를 기울여 기판수용부(220)에 안착된 기판(20)을 제1변 및 상기 제2변 쪽으로 정렬하는 트레이틸팅부(300)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 트레이틸팅부(300)는, 트레이(200)을 기울일 수 있는 구성, 트레이(200)의 상면이 수평인 상태와 수평과 경사를 이루는 경사인 상태에서 회전축(H)을 중심으로 회전되도록 하는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.
여기서 상기 회전축(H)은, 트레이지지부(310)에 안착된 트레이(200)의 상면에 투영된 가상선이 트레이(200)의 일변과 0°보다 크고 90°보다 작은 각을 이루는 것이 바람직하다.
또한 상기 회전축(H)은, 트레이지지부(310)에 안착된 트레이(200)의 대각선과 평행하게 배치될 수 있으며, 이때 회전축(H)은, 트레이지지부(310)에 안착된 트레이(200)의 꼭지점의 직하부 또는 트레이(200)의 대각선의 직하부에 위치될 수 있다.
한편 상기 트레이틸팅부(300)는, 직사각형 형상을 가지는 트레이(200)를 지지하는 트레이지지부(310)와, 트레이지지부(310)를 회전가능하게 지지하는 힌지부(331, 322)와, 트레이지지부(310)를 회전시키는 회전구동부(320)를 포함할 수 있다.
상기 트레이지지부(310)는, 회전구동부(320)에 의하여 트레이(200)가 안정적으로 기울어질 수 있도록 트레이(200)를 지지하기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 트레이지지부(310)는, 트레이(200)의 저면 쪽에서 지지하도록 구성됨과 아울러, 트레이(200)가 기울어짐에 따라서 그 이동을 저지하기 위하여 트레이(200)를 트레이지지부(310)에 고정하는 하나 이상의 클램핑부(341)가 설치될 수 있다.
상기 클램핑부(341)는, 트레이(200)를 트레이지지부(310)에 고정하기 위한 구성으로서 트레이(200)의 측면을 지지하도록 설치되는 등 다양한 구성이 가능하다.
또한 상기 트레이지지부(310)는, 그 설치위치에 따라서 다양한 구성이 가능하며, 트레이(200)의 이송을 위하여 트레이(200)의 저면을 지지하는 복수의 이송롤러(311)들과, 트레이(200)의 이동을 위한 가이드부재(미도시) 등이 설치될 수 있다.
상기 힌지부(331, 332)는, 회전축(H)을 중심으로 회전되도록 구조물(333)에 고정시키기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 힌지부(331, 332)는, 트레이지지부(310)에 결합되는 하나 이상의 제1힌지부(331a, 331a)와, 제1힌지부(331a, 331a)에 대응되어 회전가능하게 결합되어 제1힌지부(331a, 331a)를 지지하는 하나 이상의 제2힌지부(331b, 331b)를 포함할 수 있다.
여기서 상기 힌지부(331, 332)는, 트레이지지부(310)의 저면, 측면 등 적절한 위치에 위치될 수 있다.
상기 회전구동부(320)는, 트레이지지부(310)를 상측 및 하측 중 적어도 일방향으로 이동시켜 틸팅축(H)을 중심으로 트레이지지부(310)를 회전시키는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
상기 회전구동부(320)는, 트레이지지부(310)의 저면에 접촉되도록 설치되는 플런저(321)와 유압 또는 공압에 의하여 플런저(321)를 상하구동하는 상하구동부(322)를 포함하는 등 다양한 구성이 가능하다.
여기서 상기 플런저(321)는, 트레이지지부(310)의 저면과 접촉하는 부분에서 그 마찰력을 줄이기 위하여 롤러 또는 볼이 설치될 수 있다.
또한 상기 플런저(321)는 트레이지지부(310)의 저면과 결합될 수 있으며 이 경우 플런저(321)는 트레이지지부(310)를 밀거나 당겨서 트레이지지부(310)를 회전시킬 수 있다.
이 경우 상기 플런저(321)는 트레이지지부(310)의 저면과 결합시 트레이지지부(310)의 결합각이 변동, 즉 틸팅축(H)과 평행한 회전축을 중심으로 회전되어야 하는바 트레이지지부(310)의 저면과 힌지결합되어야 한다.
한편, 본 발명의 실시예에서, 상기 트레이틸팅부(300)는, 트레이(200)의 대각선 방향 쪽에서 트레이(200)를 상하로 이동시킴으로써 제1변 및 제2변 쪽으로 한꺼번에 기울이는 것으로 설명하였으나, 제1변 쪽 및 제2변 쪽 각각 순차적으로 기울이도록 구성될 수도 있음은 물론이다.
또한 본 발명에 따른 트레이틸팅부(300)는, 트레이(200)에 안착된 기판정렬의 목적 이외에 트레이(200)를 기울임으로써 트레이의 위치정렬 등 다양한 용도로 사용될 수 있음은 물론이다.
또한 본 발명에 따른 트레이틸팅부(300)는, 앞서 설명한 기판처리시스템의 구성의 확대된 개념으로서, 하나의 모듈, 즉 틸팅모듈로서 구성이 가능하며, 트레이(200)를 전달받아 기판처리를 수행하는 기판처리모듈(1)과 함께 하나의 기판처리시스템을 구성할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 기판처리시스템은 상기와 같은 구성을 가지는 트레이틸팅부(300)가 설치된 틸팅모듈과, 틸팅모듈로부터 트레이(200)를 전달받아 기판처리를 수행하는 기판처리모듈(1)을 포함할 수 있다.
도 1에서 설명되지 않은 도면부호 510 내지 540는 각각 로드락모듈(2), 기판처리모듈(1) 및 언로드락모듈(4)에 형성된 게이트를 개폐하기 위한 게이트밸브이다.
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.
1 : 기판처리모듈 2 : 로드락모듈
3 : 기판교환모듈 4 : 언로드락모듈
200 : 트레이 210 : 기판수용부
300 : 트레이틸팅부

Claims (18)

  1. 복수의 기판들이 안착되며 직사각형 형상을 가지는 트레이를 지지하는 트레이지지부와,
    상기 트레이지지부에 안착된 트레이의 상면이 수평인 상태와 수평과 경사를 이루는 경사인 상태 사이에서 회전축을 중심으로 회전되도록 상기 트레이지지부를 회전가능하게 지지하는 힌지부와;
    상기 트레이지지부를 상측 및 하측 중 적어도 일방향으로 이동시켜 상기 회전축을 중심으로 회전시키는 회전구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 트레이틸팅장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 힌지부는, 상기 트레이지지부에 결합되는 하나 이상의 제1힌지부와, 상기 제1힌지부에 대응되어 회전가능하게 결합되어 상기 제1힌지부를 지지하는 하나 이상의 제2힌지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 트레이틸팅장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전축은, 상기 트레이지지부에 안착된 상기 트레이의 상면에 투영된 가상선이 상기 트레이의 일변과 0°보다 크고 90°보다 작은 각을 이루는 것을 특징으로 하는 트레이틸팅장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전축은, 상기 트레이지지부에 안착된 상기 트레이의 대각선과 평행하게 배치된 것을 특징으로 하는 트레이틸팅장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 회전축은, 상기 트레이지지부에 안착된 상기 트레이의 꼭지점의 직하부 또는 상기 트레이의 대각선의 직하부에 위치된 것을 특징으로 하는 트레이틸팅장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전구동부는, 상기 트레이지지부의 저면에 접촉되도록 설치되는 하나 이상의 플런저와, 상기 플런저를 상하구동하는 상하구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 트레이틸팅장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 플런저는, 상기 트레이지지부의 저면과 접촉하는 부분에 롤러 또는 볼이 설치된 것을 특징으로 하는 트레이틸팅장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 트레이지지부는, 상기 트레이가 선형이동될 수 있도록 상기 트레이의 저면을 지지하는 하나 이상의 이송롤러가 설치된 것을 특징으로 하는 트레이틸팅장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 트레이지지부는, 상기 트레이지지부가 상기 회전축을 중심으로 회전될 때 상기 트레이를 상기 트레이지지부에 고정하는 하나 이상의 클램핑부가 설치된 것을 특징으로 하는 트레이틸팅장치.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 하나의 항에 따른 트레이틸팅장치에 사용되는 트레이로서,
    상기 트레이는, 기판처리를 수행하기 위하여 순차적으로 직각을 이루는 제1 내지 제4변들을 가지는 다각형 형상을 가지는 하나 이상의 기판이 안착되는 하나 이상의 기판수용부가 형성되며,
    상기 기판수용부는, 기판의 가장자리에 대응되는 크기로 형성되는 제1기판수용부와, 상기 제1기판수용부의 상부에 위치되며 상기 제3변 및 상기 제4변이 각각 상기 제1변 및 상기 제2변에 대하여 더 확장된 제2기판수용부를 포함하며,
    상기 트레이는, 기판이 상기 제2기판수용부에 안착된 상태에서 상기 트레이지지부에 지지된 후 상기 트레이틸팅장치에 의하여 상기 회전축을 중심으로 회전됨으로써 기판이 상기 제1기판수용부로 안착되는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템의 트레이.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 기판수용부는, 상기 트레이의 상면에 설치된 복수의 돌출부재들 또는 상기 트레이의 상면에 일체로 형성된 돌출부에 의하여 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리시스템의 트레이.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 기판수용부는, 상기 트레이의 상면으로부터 오목하게 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리시스템의 트레이.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 제2기판수용부는 상기 제3변 및 상기 제4변에서 상단에서 하단방향으로 경사를 이루는 경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리시스템의 트레이.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 제2기판수용부는 상기 제3변 및 상기 제4변에서 상단에서 하단방향으로 하나 이상의 단차가 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리시스템의 트레이.
  15. 청구항 10에 있어서,
    상기 트레이는, 기판을 지지하는 면에서 기판의 저면을 지지하는 복수의 돌기부들이 형성된 것을 특징으로 하는 기판처리시스템의 트레이.
  16. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 하나의 항에 따른 트레이틸팅부가 설치된 틸팅모듈과,
    상기 틸팅모듈로부터 상기 트레이를 전달받아 기판처리를 수행하는 기판처리모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 기판처리모듈은, 상기 트레이에 안착되어 이송되는 기판에 이온빔을 조사하여 이온을 주입하는 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 트레이는, 기판처리를 수행하기 위하여 순차적으로 직각을 이루는 제1 내지 제4변들을 가지는 다각형 형상을 가지는 하나 이상의 기판이 안착 하나 이상의 기판수용부가 형성되며,
    상기 기판수용부는, 기판의 가장자리에 대응되는 크기로 형성되는 제1기판수용부와, 상기 제1기판수용부의 상부에 위치되며 상기 제3변 및 상기 제4변이 각각 상기 제1변 및 상기 제2변에 대하여 더 확장된 제2기판수용부를 포함하며,
    상기 트레이는, 기판이 상기 제2기판수용부에 안착된 상태에서 상기 트레이지지부에 지지된 후 상기 트레이틸팅장치에 의하여 상기 회전축을 중심으로 회전됨으로써 기판이 상기 제1기판수용부로 안착되는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템의 트레이.
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KR20220013698A (ko) * 2020-07-27 2022-02-04 주식회사 에스에프에이 2차 전지용 오버행 검사장치를 구비하는 2차 전지 제조 시스템

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