KR20220103545A - 증착 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 대면적 기판 증착 시스템의 반송에 있어서, 기판과 마스크를 합착하지 않은 상태로 별도 반송하는 기판 반송 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적에 따라 본 발명은 기판반송기구가 기판만 반송하고, 마스크는 증착챔버에 비치되어 있는 기판 마스크 별도 반송방식의 반송시스템을 제공한다.

Description

증착 시스템{EVAPORATION SYSTEM}
본 발명은 대면적 기판에 OLED 화소를 형성하는 증착시스템에 관한 것이다.
OLED 디스플레이에 대한 수요가 점점 더 확대되고 있는 추세로, 그에 따라 좀 더 생산성이 높은 제작시스템을 필요로 한다. 종래부터 대면적 기판에 대한 OLED 증착시스템은 그 생산성 향상을 위해, 각 공정 챔버에서의 공정 시간을 단축시키고, 하나의 공정 챔버에 두 장의 기판을 증착하는 듀얼 시스템을 만들었다. 본 출원인에 의한 등록특허 10-2035398호는 로봇 암의 적용을 최소화한 듀얼 증착시스템을 제안한다. 상기 10-2035398호 공보의 증착시스템에서는 척 플레이트에 척킹된 기판이 롤러, 트레이, 셔틀 등의 기판 반송 기구에 의해 운반된다.
한편, 디스플레이 화소 증착용 기판의 반송과정은, 화소가 증착될 기판 면에 대해 마스크를 덧댄 상태에서 이루어지고 있다. 오픈 마스크 또는 FMM은 기판과 함께 얼라인 챔버에서 얼라인 및 합착된 후, 반송기구에 의해 증착챔버를 비롯한 각 공정챔버로 반송된다. 기판 사이즈가 증가함에 따라 마스크 사이즈도 증가하며, 금속으로 만들어진 마스크의 무게 역시 증가하여, 기판/마스크 합착체의 반송은 점점 더 부담이 증가되고 있다.
따라서 본 발명의 목적은 대면적 기판 증착 시스템의 반송에 있어서, 기판과 마스크를 합착하지 않은 상태로 별도 반송하는 기판 반송 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
아울러, 상기와 같은 기판, 마스크 별도 반송이 가능하도록 디자인된 증착시스템을 제공하고자 한다.
상기 목적에 따라 본 발명은 기판반송기구가 기판만 반송하고, 마스크는 증착챔버에 비치되어 있는 기판 마스크 별도 반송방식의 반송시스템을 제공한다.
즉, 본 발명은,
기판에 마스크를 적용하는 증착시스템에서 기판과 마스크를 반송하는 반송시스템으로서,
증착챔버에 기판을 반송하는 기판 반송기구; 및
증착챔버에 비치된 마스크;를 포함하여,
기판 반송기구는 기판만 반송하는 것을 특징으로 하는 기판과 마스크의 별도 반송방식의 기판 반송시스템을 제공한다.
상기에 있어서, 기판 반송기구가 기판을 증착챔버에 반입하고, 증착챔버에 비치된 마스크가 기판과 합착되어 증착공정을 실시한 후, 기판과 마스크는 탈착되고, 기판 반송기구는 기판만 반출하는 것을 특징으로 하는 기판과 마스크의 별도 반송방식의 기판 반송시스템을 제공한다.
상기에 있어서, 여러 번 사용된 구 마스크를 증착챔버에서 회수하고, 새 마스크를 증착챔버로 공급하기 위해, 증착챔버에 인접하여 마스크를 적재하는 마스크 스토커를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판과 마스크의 별도 반송방식의 기판 반송시스템을 제공한다.
상기에 있어서, 상기 기판 반송기구는 로봇 암, 또는 롤러, 리니어 모터, 또는 스텝 반송과 같은 반송모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판과 마스크의 별도 반송방식의 기판 반송시스템을 제공한다.
상기에 있어서, 마스크 스토커와 인접한 증착챔버 사이에 게이트를 구비하고, 마스크가 상기 게이트를 통하여 반송되는 것을 특징으로 하는 기판과 마스크의 별도 반송방식의 기판 반송시스템을 제공한다.
상기에 있어서, 마스크 스토커는 새 마스크와 구 마스크를 층층이 보관할 수 있는 카세트를 구비하고, 구 마스크의 반입과 새 마스크의 반출을 위해 마스크 스토커에 설치된 카세트를 상승 또는 하강시켜 반입 또는 반출되는 마스크가 상기 게이트를 통과할 수 있게 하는 엘리베이터를 구비한 것을 특징으로 하는 기판과 마스크의 별도 반송방식의 기판 반송시스템을 제공한다.
상기에 있어서, 구 마스크의 회수를 위해 구 마스크를 마스크 베이스로부터 들어올리는 리프팅 수단;
들어올려진 구 마스크 또는 증착챔버에 공급할 새 마스크의 반송을 위한 마스크 반송모듈;을 구비한 것을 특징으로 하는 기판과 마스크의 별도 반송방식의 기판 반송시스템을 제공한다.
상기에 있어서, 마스크 반송모듈은 롤러, 리니어 모터, 또는 스텝 반송 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판과 마스크의 별도 반송방식의 기판 반송시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 기판 반송시스템을 포함한 증착시스템을 제공한다.
상기에서, 증착챔버는 기판이 2장씩 수용될 수 있는 듀얼 증착 챔버이고, 증발원은 스캔 동작 또는 스캔 및 스윙 동작을 실시하여 기판에 물질을 증착하는 것을 특징으로 하는 증착시스템을 제공한다.
본 발명에 따르면, 기판과 마스크를 별도로 반송함으로써, 대면적화되어 무거워진 마스크를 기판과 함께 운반하는 데 드는 부담을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 기판과 마스크를 별도의 얼라인 챔버에서 얼라인하지 않고 증착챔버에서 얼라인하기 때문에 챔버의 수를 줄일 수 있어 레이아웃이 간소화되고, 시스템의 부피가 축소되며, 택 타임도 절약된다.
또한, 운반하여야 하는 무게가 줄어들어 기판 반송기구를 다양하게 변형할 수 있으며, 예를 들어 로봇 암에 전기 포크를 설치하여 기판을 윗면에서 전기력으로 고정하여 반송하는 방식을 적용할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 기판 반송시스템을 적용한 증착시스템을 설명하는 개요도이다.
도 2는 본 발명의 기판 반송시스템을 적용한 또 다른 증착시스템의 일 실시예를 보여주는 레이아웃이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 기판 반송시스템을 적용한 증착시스템(100)을 설명하는 개요도이다.
상기 증착시스템(100)에서 마스크는 마스크 스토커(10 또는 20)에서 증착챔버(30)로 공급되고, 교체가 필요한 경우, 증착챔버(30)에서 마스크 스토커(10, 20)로 회수된다. 즉, 마스크는 증착공정을 위해 기판이 반입되고 증착공정이 실시되는 증착공정 중에는, 증착챔버(30)에 비치된 상태이고 기판과 함께 기판이송경로를 따라 운반되지 않는다.
한편, 증착챔버(30)에 기판을 반입하고 반출하는 기판 반송기구(40)는 드라이브 기판 전달 챔버(DTR)에 설치된다. 기판 반송기구(40)는 기판만 운반하는 기판전용이며, 증착 공정에서 마스크는 증착챔버(30)에 비치된다. 즉, 기판반송기구(40)가 기판을 증착챔버에 반입하여 주면, 증착챔버에 미리 대기하고 있던 마스크가 기판과 얼라인 되고 합착되어 증착을 실시한다. 증착을 마친 기판은 증착챔버에서 마스크와 탈착되고 기판반송기구(40)는 기판만 반출하고, 새 기판을 다시 증착챔버에 반입하여 마스크와 얼라인 합착 후 증착된다. 이와 같이 기판반송기구는 오로지 기판만을 반송하여 무게가 무거운 마스크 운반에 대한 부담을 줄일 수 있다. 하나의 마스크는 여러 장의 기판에 대해 여러 번 사용될 수 있고, 증착 전에는 항상 증착챔버에 마스크가 자리하고 있어 증착챔버에 마스크가 비치된다고 할 수 있다.
기판반송기구에 의해 증착챔버에 반입된 기판은 기판 인수 수단에 의해 인수되고, 마스크와 얼라인 및 합착된다. 기판 인수 수단은 로딩 핀, 기판인수용 핸드기구, 기판 척 등 다양한 수단이 적용될 수 있다.
증착챔버(30)에 머물면서 여러 번 사용된 마스크는 오염, 변형, 훼손 등의 이유로 교체될 수 있으며, 이때, 교체대상인 구 마스크를 새 마스크로 교체하기 위해, 구 마스크를 증착챔버에서 마스크 스토커로 반출하고, 마스크 스토커에 있던 새 마스크를 증착챔버로 반입한다. 새 마스크는 증착챔버에서 기판과 얼라인 및 합착되어 증착공정에 사용된다.
이와 같은 기판반송시스템은 기판반송기구(40)는 기판만 반송하고, 마스크는 증착챔버에 비치되어 기판 마스크 합착체를 반송하는 것에 비해 반송무게부담을 줄일 수 있다. 대면적 FMM의 경우, 그 무게가 무거워 기판과 합착된 상태로 반송하는 데에는 큰 부담이 될 수 있기 때문에, 기판 마스크 별도 반송은 매우 효율적인 방안이 된다.
마스크 스토커는 증착챔버와 게이트를 두고 인접 배열되며, 게이트를 통해 마스크가 출입한다. 게이트는 마스크 스토커와 증착챔버를 격리할 수 있도록 폐쇄될 수 있고 마스크 출입을 위해 열릴 수 있는 개폐식으로 구성된다.
도 1의 경우, 인라인 시스템으로서 증착라인에 기판이 2장 들어갈 수 있는 듀얼증착챔버를 배열하며, 기판반송기구(40)가 배치된 드라이브 기판 전달 챔버(DTR) 양변을 따라 각각 2씩 총 4대가 하나의 증착모듈(EV1)에 배치된다. 드라이브 기판 전달 챔버(DTR)는 기판이송로 역할을 하며, 두 대의 기판반송기구(40)가 드라이브 버퍼챔버(DBF)를 두고 배치된다.
편의상 같은 기능과 명칭을 갖는 수단에 대해 제1, 제2 등의 순서를 부여하여 명한다. 제1 증착챔버(30)에 마스크를 공급하는 제1 마스크 스토커(10)는 제1 증착챔버(30)의 단부에 배열되고, 제1 증착챔버(30)와 제2 증착챔버(35) 사이에 배열된 제2 마스크 스토커(20)는 양 챔버에 모두 마스크를 공급한다. 그에 따라 제1 마스크 스토커에 설치된 카세트에 비해 제2 마스크 스토커에 설치된 카세트의 용량을 더 크게 한다. 본 실시예에서는 제1 마스크 스토커에 설치된 카세트는 2단, 제2 마스크 스토커에 설치된 카세트는 6단으로 구성하였다. 수치는 예시적이다.
상기 반송시스템에서 기판반송기구(40)는 로봇 암으로 구성될 수 있으나 그외 롤러, 리니어 모터, 스텝 반송과 같은 반송모듈에 의할 수 있다. 또한, 로봇 암으로 구성된 기판반송기구(40) 자체도 직선운동을 구현할 수 있는 반송모듈을 적용하여 DTR 챔버에서 병진운동할 수 있다.
한편, 증착챔버에서 여러 번 사용된 구 마스크의 마스크 스토커로의 회수와 새 마스크의 증착챔버로의 반입을 위해, 마스크 반송시스템을 요한다. 또한, 증착공정을 시작하는 초기 단계에서 새 마스크를 증착챔버에 반입할 때에도 상기 마스크 반송시스템을 이용한다.
상기 반송시스템에서 마스크 스토커는 새 마스크와 구 마스크를 모두 보관할 수 있고, 구 마스크의 반입과 새 마스크의 반출을 위해 마스크 스토커에 설치된 카세트들을 상승 또는 하강하는 엘리베이터를 구비한다.
마스크 반송시스템에서 마스크 베이스에 탑재되어 있던 구 마스크는 이를 들어올리는 리프팅 수단에 의해 마스크 베이스에서 이격되고, 들어올려진 마스크의 반송은 직선운동을 구현할 수 있는 반송모듈을 통해 마스크 스토커로 반출된다. 반송모듈은 롤러, 리니어 모터, 스텝 반송과 같은 다양한 수단에서 선택될 수 있다.
구 마스크와 새 마스크는 모두 하나의 게이트를 통과하며, 구 마스크를 회수할 수 있는 빈 카세트 공간을 게이트 높이에 맞추어 제공하여 구 마스크를 회수한다. 또한, 새 마스크가 있는 카세트 공간을 게이트 높이에 맞추어 제공하여 새 마스크를 반출한다.
즉, 마스크 스토커에는 단차를 두고 마스크를 적재하는 공간을 다수 갖는 카세트가 설치되고 카세트 전체가 엘리베이터에 의해 상하 운동할 수 있다. 구 마스크를 적재할 빈 공간이 게이트 높이에 오도록 카세트를 상승 또는 하강시켜 구 마스크를 회수한 후 새 마스크가 있는 공간이 게이트 높이에 오도록 다시 카세트를 상승 또는 하강 시킬 수 있다.
도 1의 경우, 증착모듈을 EV1, EV2 두 개 연속 배열하였으며, 제1 증착모듈(EV1)과 제2 증착모듈(EV2) 사이에 마스크 스토커와 버퍼 챔버를 배열하였다. 즉, 제1 증착모듈(EV1)의 증착챔버와 제2 증착모듈(EV2)의 증착챔버 사이에 제3 마스크 스토커(50)가 배열되고, 제1 DTR 챔버와 제2 DTR 챔버 사이에는 버퍼 챔버가 배열된다. 제3 마스크 스토커(50)는 양쪽에 인접한 증착챔버(35, 37)에 마스크를 공급한다.
이러한 구성을 통해 기판은 연속적으로 흐르며 공정이 진행될 수 있다.
도 2는 본 발명의 기판 반송시스템을 적용한 또 다른 증착시스템의 일 실시예를 보여주는 레이아웃이다.
도 2는 도 1과 거의 같지만, 증착챔버 안에서 증착원의 움직임이 다르다. 도 1의 경우, 증착원은 로봇 암으로 된 증착원 반송모듈에 의해 스캔 및 스윙운동 하고, 도 2에서는 직선운동을 구현하는 증착원 반송모듈에 의해 스캔운동한다. 도면에 표시된 형태가 같은 것은 같은 기능을 갖는 것으로 해석될 수 있다.
그외 클러스터 시스템에도 본 발명의 기판 마스크 별도 반송시스템을 적용할 수 있다.
상기와 같이 반송의 부담을 줄인 기판반송시스템에서 기판전용 반송기구는 물리적인 힘으로 기판을 반송하는 포크 형 로봇 외에 기판을 전기적 힘으로 기판 윗면에서 고정시켜 반송할 수 있는 전기 포크를 구비할 수 있다.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
증착시스템(100)
마스크 스토커(10, 20, 50)
증착챔버(30, 35, 37)
기판 반송기구(40)

Claims (10)

  1. 기판에 마스크를 적용하는 증착시스템에서 기판과 마스크를 반송하는 반송시스템으로서,
    증착챔버에 기판을 반송하는 기판 반송기구; 및
    증착챔버에 비치된 마스크;를 포함하여,
    기판 반송기구는 기판만 반송하는 것을 특징으로 하는 기판과 마스크의 별도 반송방식의 기판 반송시스템.
  2. 제1항에 있어서, 기판 반송기구가 기판을 증착챔버에 반입하고, 증착챔버에 비치된 마스크가 기판과 합착되어 증착공정을 실시한 후, 기판과 마스크는 탈착되고, 기판 반송기구는 기판만 반출하는 것을 특징으로 하는 기판과 마스크의 별도 반송방식의 기판 반송시스템.
  3. 제1항에 있어서, 여러 번 사용된 구 마스크를 증착챔버에서 회수하고, 새 마스크를 증착챔버로 공급하기 위해, 증착챔버에 인접하여 마스크를 적재하는 마스크 스토커를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판과 마스크의 별도 반송방식의 기판 반송시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기판 반송기구는 로봇 암, 또는 롤러, 리니어 모터, 또는 스텝 반송과 같은 반송모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판과 마스크의 별도 반송방식의 기판 반송시스템.
  5. 제3항에 있어서, 마스크 스토커와 인접한 증착챔버 사이에 게이트를 구비하고, 마스크가 상기 게이트를 통하여 반송되는 것을 특징으로 하는 기판과 마스크의 별도 반송방식의 기판 반송시스템.
  6. 제5항에 있어서, 마스크 스토커는 새 마스크와 구 마스크를 층층이 보관할 수 있는 카세트를 구비하고, 구 마스크의 반입과 새 마스크의 반출을 위해 마스크 스토커에 설치된 카세트를 상승 또는 하강시켜 반입 또는 반출되는 마스크가 상기 게이트를 통과할 수 있게 하는 엘리베이터를 구비한 것을 특징으로 하는 기판과 마스크의 별도 반송방식의 기판 반송시스템.
  7. 제3항에 있어서, 구 마스크의 회수를 위해 구 마스크를 마스크 베이스로부터 들어올리는 리프팅 수단;
    들어올려진 구 마스크 또는 증착챔버에 공급할 새 마스크의 반송을 위한 마스크 반송모듈;을 구비한 것을 특징으로 하는 기판과 마스크의 별도 반송방식의 기판 반송시스템.
  8. 제7항에 있어서, 마스크 반송모듈은 롤러, 리니어 모터, 또는 스텝 반송 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판과 마스크의 별도 반송방식의 기판 반송시스템.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 기판 반송시스템을 포함하는 증착시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 증착챔버는 기판이 2장씩 수용될 수 있는 듀얼 증착 챔버이고, 증발원은 스캔 동작 또는 스캔 및 스윙 동작을 실시하여 기판에 물질을 증착하는 것을 특징으로 하는 증착시스템.














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