KR20240042070A - 기판 위치 설정 기능을 구비한 기판 준비 챔버 - Google Patents
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Abstract
기판 준비 챔버가 본 명세서에 기술된다. 상기 기판 준비 챔버는 인클로저, 상기 인클로저 내에 배치된 회전가능 기판 지지부, 상기 인클로저에 결합된 대기 교체 시스템을 포함한다. 상기 기판 준비 챔버는 잉크젯 프린팅 시스템과 함께 사용될 수 있으며, 여기서 상기 기판 준비 챔버는 기판 준비 챔버의 인클로저를 프린팅 인클로저와 유체 연통하게 배치하게끔 도어가 작동 가능하도록 프린팅 인클로저에 결합된다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 특허 출원은 2021년 8월 10일에 출원된 미국 가특허 출원 일련 번호 63/260,111의 이익을 주장하며, 상기 출원의 전체 내용은 참조로 본 명세서에 포함된다.
본 명세서에 설명된 구현예는 산업용 잉크젯 프린터를 위한 기판 핸들링에 관한 것이다. 구체적으로, 잉크젯 프린팅 시스템에서 개별 처리를 위한 다중 기판을 동시에 처리하고 전달하기 위해 기판의 방향을 변경하는 장치 및 방법이 본원에 기술된다.
산업용 잉크젯 프린터는 모든 종류의 장치를 형성하기 위한 대형 기판에 재료를 적용하는 데 사용된다. 상기 기판은 견고할 수도 있고 유연할 수도 있으며 두껍거나 얇을 수도 있고 다양한 재료로 만들어질 수 있다. 이러한 방식으로 사용되는 가장 일반적인 유형의 기판은 다양한 유형의 유리로 만들어진 기판으로, TV 및 스마트폰용 디스플레이와 같은 전자 디스플레이를 만들기 위해 가공된다.
이러한 디스플레이는 일반적으로 큰 유리 시트 위에 만들어지며, 상기 시트 위에 많은 장치들이 매핑되어 있다. 하나의 처리 패스에서 여러 장치를 만들면 규모의 경제가 달성되어 개별 장치들의 단가가 낮아진다. 디스플레이 제조를 위한 처리 포맷을 계속해서 확대할 필요가 있으며, 이는 다른 기판들에서의 다른 전자 장치들의 제조에도 적용된다.
디스플레이 패널의 형태 인자(form factor)가 커짐에 따라 제조 장비를 위한 공간도 커지고, 제조업체들은 이러한 장비의 설치 공간을 최적화하는 방법을 모색한다. 기판 핸들링 유연성의 향상은 도움이 될 수 있다.
본 명세서에 기술된 구현예는 인클로저(enclosure); 상기 인클로저 내에 배치된 회전가능 기판 지지부(rotatable substrate support); 및 상기 인클로저에 결합된 대기(atmosphere) 교체 시스템을 포함하는, 기판 준비 챔버(substrate preparation chamber)를 제공한다.
본 명세서에 기술된 다른 구현예는 프린팅 인클로저 내에 배치된 잉크젯 프린터; 및 상기 프린팅 인클로저에 결합된 기판 준비 챔버를 포함하는 잉크젯 프린팅 시스템을 제공하는데, 상기 기판 준비 챔버는 2개 이상의 도어가 구비된 준비 인클로저; 상기 준비 인클로저 내에 배치된 회전가능 기판 지지부; 및 상기 준비 인클로저에 결합된 대기 교체 시스템을 포함하며, 상기 도어 중 적어도 하나는 상기 준비 인클로저와 상기 프린팅 인클로저를 유체 연통(fluid communication)하게 배치하도록 작동 가능하다.
본 명세서에 기술된 다른 구현예는 기판 처리 방법을 제공하는데, 기판 준비 챔버의 회전가능 기판 지지부 상에 기판을 배치하는 단계; 상기 기판 준비 챔버 내의 대기를 불활성 대기로 교체하는 단계; 상기 기판 준비 챔버 내에서 상기 기판을 출력 방향으로 회전시키는 단계; 및 기판 핸들러를 사용하여 상기 기판을 프린팅 시스템에 이송하는 단계를 포함한다.
도 1은 일 구현예에 따른 프린팅 시스템의 평면도이다.
도 2a-2d는 일 구현예에 따른, 기판 회전 및 측방향(lateral) 이동 능력을 갖는 기판 준비 챔버의 작동을 보여주는 활동 다이어그램이다.
도 2e는 일 구현예에 따른, 도 2a-2d의 기판 준비 챔버의 기판 지지부의 평면도이다.
도 3은 일 구현예에 따른 기판 준비 챔버의 개략적인 입면도이다.
도 4는 일 구현예에 따른 방법을 요약한 흐름도이다.
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도 3은 일 구현예에 따른 기판 준비 챔버의 개략적인 입면도이다.
도 4는 일 구현예에 따른 방법을 요약한 흐름도이다.
회전 및 선택적으로 측방향 병진 능력을 포함하는 기판 위치 설정 기능을 갖는 로드록(load lock) 챔버가 본원에 기술된다. 이러한 로드록 챔버를 사용하는 잉크젯 프린팅 시스템도 이러한 장비에 의해 활성화되는 방법과 함께 기술된다.
도 1은 일 구현예에 따른 잉크젯 프린팅 시스템(100)의 도면이다. 상기 잉크젯 프린팅 시스템(100)은 적어도 하나의 잉크젯 프린터(102)를 포함한다. 여기에는 2개의 잉크젯 프린터(102A, 102B)가 있다. 상기 잉크젯 프린팅 시스템(100)은 또한 적어도 하나의 처리 챔버(104)를 포함한다. 여기에는 2개의 처리 챔버(104A, 104B)가 있다. 상기 잉크젯 프린터(102)는 기판 상에 재료를 증착하기 위한 것이고, 상기 처리 챔버(104)는 증착된 재료를 처리하기 위한 것이다. 여기서, 상기 처리 챔버(104A 및 104B)는 증착된 재료를 조사(irradiating)하기 위한 UV 챔버이지만, 상기 처리 챔버 또는 챔버들은 열 챔버(thermal chamber), 냉각 챔버, 또는 다른 처리 챔버일 수 있다. 상기 처리 챔버(104)는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 처리 챔버(104A)는 UV 처리 챔버일 수 있는 반면, 상기 처리 챔버(104B)는 열 처리 챔버일 수 있다. 기판 핸들링 챔버(106)는 상기 잉크젯 프린터(102) 및 상기 처리 챔버(104)와 결합되고, 이 경우에는 2개의 잉크젯 프린터(102A 및 102B) 및 2개의 처리 챔버(104A 및 104B)와 결합된다. 상기 기판 핸들링 챔버(106)는 처리 챔버(104A, 104B) 및 프린터(102A, 102B)에서 기판을 증착하고 회수하는 기판 핸들러(substrate handler)를 갖는다. 상기 기판 핸들러는 기판 핸들러가 상기 기판 핸들링 챔버(106) 내에서 선형으로 이동할 수 있게 하는 회전가능 지지부에 의해 트랙에 이동 가능하게 부착된다. 상기 회전가능 지지부는 기판 핸들러가 임의의 챔버(102A, 102B, 104A, 및 104B)에 들어가도록 배향하는 기판 핸들러를 회전시킬 수 있다.
기판 준비 챔버(108)는 기판 핸들링 챔버(106)에 결합된다. 상기 기판 준비 챔버(108)는 기판을 원하는 방향, 예를 들어 세로(portrait) 방향 또는 가로(landscape) 방향으로 제공하기 위해 기판을 회전시키는 능력을 갖는다. 상기 회전은 기판 준비 챔버(108) 내에서 발생한다. 상기 기판 준비 챔버(108)는 또한 선택적으로 기판 준비 챔버(108) 내의 기판들을 하나 이상의 기판 핸들러에 의한 회수(retrieval)를 위한 위치로 기판들을 이동시키는 능력을 갖는다. 여기서, 이 평면도에서는 보이지 않지만, 프린팅 시스템(100)을 위한 입력 및 출력 핸들링을 제공하기 위해 적층된 구성의 2개의 기판 준비 챔버(108)가 있다. 상기 기판 핸들러를 상기 기판 핸들링 챔버(106) 내의 트랙과 결합시키는 회전가능 기판 지지부는, 적층된 기판 준비 챔버(108)로부터 기판들을 회수하고 적층된 기판 준비 챔버에 기판들을 보관하기 위해 2개의 적층된 기판 준비 챔버(108)에 접근하기 위한 예를 들어 텔레스코핑 스탠드(telescoping stand)와 같은 z-모션 기능을 가질 수 있다. 상기 기판 준비 챔버(108) 또는 2개의 챔버들(108) 모두, 기판 준비 챔버(108) 또는 챔버들(108) 중 하나에 기판들을 전달하고, 챔버들(108) 중 하나 이상으로부터 기판을 회수하는 기판 전달 챔버(110)에 일반적으로 결합된다. 상기 기판 준비 챔버(108)의 챔버(108) 내의 기판들을 회전시키는 능력은, 필요하다면 기판 전달 챔버(110)가 프린팅 시스템(100)과는 다른 방향으로 기판들을 핸들링할 수 있게 한다. 대기(atmosphere) 교체 하드웨어는 기판 준비 챔버(108)에 결합되거나, 그러한 챔버들이 여러 개 있는 경우 챔버들(108) 중 하나 이상에 결합된다. 상기 대기 교체 하드웨어(미도시)는 일반적으로 챔버(108)의 내부로부터 제1 대기를 제거하기 위한 하나 이상의 진공 펌프, 및 상기 챔버(108)에 제2 대기를 제공하기 위한 제2 대기의 소스를 포함한다. 하나의 경우에, 주변 대기는 제거되고 불활성 또는 비반응성 대기가 프린팅 시스템(100)에서 처리용 기판을 준비하기 위해 대체된다. 다른 경우에, 프린팅 시스템(100)에서 기판들의 처리 시 발생하는 처리 화학 물질들을 포함하는 대기는 제거되고, 처리 가스들이 기판 전달 챔버(110)로 전달되는 것을 방지하기 위해 깨끗한 대기로 대체된다.
대안적인 버전에서는, 시스템(100)의 한 위치에서 기판 입력 및 출력을 위해 2개의 적층된 기판 준비 챔버(108)를 갖는 대신, 개략적으로 도 1의 평면도에 도시된 바와 같이 하나의 기판 준비 챔버(108)가 시스템(100)의 입력 위치에 위치될 수 있고, 또 다른 기판 준비 챔버(108)는 시스템(100)의 출력 위치, 예를 들어 도 1의 기판 준비 챔버(108)에 결합된 단부의 반대편인 기판 핸들링 챔버(106)의 단부에 위치될 수 있다. 이러한 구성은 처리 시스템의 처리량을 늘리는 데 유용할 수 있다. 다른 경우에, 이러한 구성은 상기 챔버(108)와 같은 기판 준비 챔버로부터 한 쌍의 기판들을 회수하도록 배열된 기판 핸들러를 이용하여 제1 처리 시스템으로부터 제2 처리 시스템으로 직접 쌍으로 기판을 이송하는 데 사용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 기판 준비 챔버(108)는 프린팅 시스템(100)에 원하는 방향으로 기판을 제공하기 위해 기판을 회전시키는 능력을 갖는다. 하나의 경우에, 상기 기판 전달 챔버(110)는 가로 구성으로 한 번에 하나 이상의 기판을 전달할 수 있는 기판 핸들러를 갖는 반면, 기판 핸들링 챔버(106)는 세로 방향으로 한 번에 하나의 기판만 회수할 수 있는 기판 핸들러를 갖는다. 도 2a는 기판 준비 챔버(108) 내로 기판을 로딩하는 것을 보여주는 활동 다이어그램이다. 상기 기판 준비 챔버(108)는 기판 수용 방향(202)으로 도시된다. 기판 수용 방향(202)에서, 기판 지지부(210)는 하나 이상의 기판을 수용하도록 위치되며, 이 경우에는 2개의 기판들이 상기 기판 지지부(210)에 나란히 배치된다. 상기 기판 지지부(210)는 2개의 기판들(211)을 세로 방향으로 동시에 수용하기 위한 2개의 기판 위치들을 가진다. 상기 기판 준비 챔버(108)의 제1 도어(212)는 기판들이 통과하도록 개방된다. 이 경우, 기판들은 가로 방향으로 전달되므로, 상기 제1 도어(212)는 가로 방향 기판들이 제1 도어(212)를 통해 통과할 수 있도록 크기가 결정된다. 전달 핸들러(213)는 2개의 기판들을 가로 방향으로 나란히, 기판 수용 방향(202)으로 상기 기판 준비 챔버(108)에 전달하기 위한 위치로 도시되어 있다. 상기 기판 지지부(210)는 상기 기판 핸들러(213)의 z-이동에 대한 허용 오차를 제공하면서 그 모서리를 따라 기판들을 지지하는 모서리 접촉부들(edge contacts)로 배열된다.
도 2b는 기판 준비 챔버(108)에 로딩된 후의 기판(211)을 보여주는 활동 다이어그램이다. 상기 기판 지지부(210)는 기판 지지부(210)를 회전시킬 수 있는 회전 지지부(미도시) 상에 장착된다. 여기서, 상기 기판들(211)은 회전된 방향(204)으로 도시된다, 회전된 방향(204)에서, 상기 기판 지지부(210)는 회전 화살표(215)로 표시된 바와 같이 90도 회전하였다. 상기 기판 준비 챔버(108)의 내부는 내부 기판들의 회전 및 병진 이동의 자유성을 제공하도록 외형을 갖추고 있다. 상기 제1 도어(212)는 기판 준비 챔버(108)의 기판 위치 설정 능력의 안전한 작동을 허용하기 위해 닫혀 있다. 상기 기판들은 이제 회전 방향(204)으로 닫혀 있는 제2 도어(214)를 통한 회수를 위해 세로 방향으로 배치된다.
도 2c는 처리를 위한 기판들(211)의 회수를 준비하는 기판 준비 챔버(108)를 나타내는 활동 다이어그램이다. 여기서 기판 지지부(210)는 제1 병진 방향(206)으로 도시되어 있다. 제1 병진 방향(206)에서, 상기 기판 지지부(210)는 좌우 화살표(217)로 표시된 바와 같이 기판 준비 챔버(108)의 제1 측면(216)으로 이동하여, 상기 기판 지지부(210) 상에 배치된 하나의 기판에 대한 접근을 제공한다. 제2 도어(214)는 기판에 대한 접근을 제공하기 위해 개방된다. 상기 제2 도어(214)는 기판이 가로 방향으로 제1 도어(212)를 통과한 후 세로 방향으로 통과하는 기판에 대한 접근을 제공하기 때문에 제1 도어(212)보다 폭이 좁다.
도 2d는 처리를 위한 기판 회수 프로세스에서 기판 준비 챔버(108)를 나타내는 활동 다이어그램이다. 여기서 기판 지지부(210)는 제2 병진 방향(208)으로 도시되어 있다. 제1 기판은 기판 핸들러(215)에 의해 지지된 가상선으로 도시되어 있는데, 세로 방향으로 기판을 취급하도록 구성되어 있고, 도 2c에 도시된 바와 같이, 제1 병진 방향(206)으로 기판 지지부(210)가 있는 동안. 제1 기판을 회수하였다. 상기 기판 핸들러(215)는 도 1의 기판 핸들링 챔버(106)에 위치될 수 있다. 상기 기판 핸들링 챔버(106)에 수용된 상기 기판 핸들러(215)는 내부의 트랙을 따라 기판 준비 챔버(108)에 접근하기 위한 위치로 이동했을 것이고, 기판 준비 챔버(108)에 들어가기 위해 여기에 표시된 방향으로 회전했을 것이다.
여기에 도시된 제2 병진 방향(208)에서, 기판 지지부(210)는 좌우 화살표(217)로 표시된 바와 같이 기판 준비 챔버(108)의 제2 측면(218)으로 이동하여, 상기 기판 지지부(210) 상에 배치된 제2 기판에 대한 접근을 제공한다. 제1 및 제2 병진 방향의 관점에서, 기판 핸들러(215)는 기판을 회수하기 위해 기판 준비 챔버(108)의 내부에 접근하도록 자세가 갖춰져 있다. 상기 기판 지지부(210)가 측방향으로 이동했기 때문에, 상기 기판 핸들러(215)는 기판 지지부(210) 상에 배치된 하나 또는 다른 기판에 접근할 수 있다.
기판 준비 챔버(108)의 회전 및 선택적인 병진 능력은 입력 또는 출력을 위한 임의의 편리한 방향으로 기판을 위치시키는 데 사용될 수 있으며 동시에 기판 준비 챔버에 결합된 인접한 챔버 내부의 다른 대기와의 비파괴적 인터페이스를 위해 기판 준비 챔버 내부의 대기를 준비할 수 있다. 기판이 기판 준비 챔버 내에서 이동, 회전 또는 병진하는 동안, 진공 펌프가 작동되어 제1 대기를 제거할 수 있고, 제2 대기의 소스가 작동되어 제1 대기를 제2 대기로 대체할 수 있다. 일부 경우에는 모션, 진공 펌핑 및 2차 대기 소싱 3가지 모두 동시에 활성화될 수 있다.
도 2e는 도 2a-2d의 기판 지지부(210)의 평면도이다. 상기 기판 지지부(210)는 중앙 부분(252) 및 상기 중앙 부분(252)으로부터 측방향 외측으로 연장되는 복수의 암(arm)(254)을 갖는다. 여기서, 상기 중앙 부분(252)은 일반적으로 직사각형 형상을 갖고, 측방향 외측으로 연장되는 6개의 암(254)이 있는데, 2개는 중앙 부분(252)의 짧은 중앙 축을 따라 있고, 4개는 중앙 부분(252)의 모서리로부터, 일반적으로 원하는 기판 크기를 수용하도록 선택된 각도로 위치한다. 상기 기판 지지부(210)는 2개의 기판들을 나란히 운반할 수 있다. 상기 중앙 부분(252)은 둥근 핀(round pin) 또는 포스트(post)인 복수의 기판 접촉체(256)를 갖는다. 각각의 암은 모서리 접촉체(edge contact body)(258)를 갖는다. 상기 모서리 접촉체(258) 중 4개는 단일 코너 접촉체(258A)이다. 상기 단일 코너 접촉체(258A)는 중앙 부분(252)의 모서리들로부터 연장되는 암(254)의 단부에 부착된 각진 돌출부(angled protrusion)이다. 상기 모서리 접촉체(258) 중 2개는 이중 코너 접촉체(258B)이다. 상기 이중 코너 접촉체(258B)는 중앙 부분(252)의 짧은 중앙 축을 따라 연장되는 암(254)의 단부에 부착된다. 상기 기판 지지부(210)의 모서리 접촉체(258)는 기판을 수직으로 고정하기 위해 중력의 반대 방향으로 지지를 제공하며, 본 명세서의 설명에 따라 상기 지지부(210)가 이동될 때 상기 지지부(210) 상의 기판의 이동을 방지하기 위해 기판의 외부 모서리를 따라 기판을 포획함으로써 측방향 지지를 제공한다.
도 3은 일 구현예에 따른 기판 준비 챔버(300)의 개략적인 입면도이다. 상기 기판 준비 챔버(300)는 기판 준비 챔버(300)의 내부(304)를 규정하는 인클로저(302)를 갖는다. 상기 인클로저(302)는 인클로저(302) 외부의 대기로부터 내부(304)의 대기를 분리한다. 하나 이상의 진공 펌프(306), 예를 들어 러핑(roughing) 펌프 및/또는 터보 펌프는 인클로저의 외부에서 상기 인클로저(302)에 결합되며, 상기 인클로저(302)의 내부(304)와 하나 이상의 진공 펌프의 유체 연통을 허용하도록 하나 이상의 포트(미도시)가 제공된다. 대기 가스들의 소스(308)는 내부(304)와 유동적으로 결합되어 상기 내부(304)에 대체 대기를 제공한다. 상기 소스(308)는 희가스와 같은 불활성 가스 및 질소, 수소와 같은 비반응성 가스, 및 기판과 증착된 재료들에 비 반응하는 가스 등을 포함할 수 있는데, 상기 내부(304) 내에 조절된 대기를 제공하여 압력 조절 및 온도 조절이 되게 한다.
하나 이상의 진공 펌프(306) 및 소스(308)는 예를 들어 퍼지 작업에서 내부(304)를 통해 가스 흐름을 제공하고 및/또는 가능한 한 신속하게 내부(304) 내의 대기를 순차적으로 교체하기 위해 동시에 작동될 수 있다. 한 가지 방법에서, 상기 진공 펌프(306)는 내부(304) 내의 압력을 낮추기 위해 활성화된다. 상기 내부(304) 내의 압력이 모니터링되고, 압력이 목표에 도달하면 소스(308)로부터의 가스 흐름이 활성화되어 가스의 제2 대기를 내부(304) 내로 흐르게 한다. 그 때 또는 그 이후에, 진공 펌프(306)는 비활성화될 수 있거나, 바이패스(미도시)가 활성화되어 진공 펌프(306)를 내부(304)로부터 분리할 수 있고, 상기 소스(308)는 내부(304)로 유입되어 내부(304)의 압력을 높이고 제1 대기의 가스를 희석시킨다. 압력이 제2 목표에 도달하면 소스(308)로부터의 가스 흐름이 중단될 수 있고 진공 펌프(306)가 재활성화되거나 내부(304)에 재결합되어 압력을 감소시킬 수 있다. 진공 펌프(306)와 소스(308)의 이러한 상호 작용은 내부(304)가 다른 환경에 유동적으로 결합되기 전에 내부(304)의 제1 대기 가스의 농도를 허용 가능한 목표 수준으로 감소시키기 위해 몇 번의 사이클이 시도될 수 있다.
기판 지지부(310)가 내부(304)에 배치된다. 상기 기판 지지부(310)는 일반적으로 기판 지지부(310) 상에 배치된 기판과 접촉하는 기판 지지측(support side)(312)을 갖는다. 이 경우, 상기 기판 지지측(312)은, 최소한의 접촉으로 지지를 제공하기 위해 기판 지지측(312)으로부터 멀리 연장되는 복수의 기판 접촉부(314)를 특별히 포함한다. 여기서 상기 기판 접촉부(314)는 두 가지 유형, 즉 기판의 하부 표면과 접촉하는 둥근 팁을 갖는 포스트인 중앙 접촉부(314A)와, 기판의 에지 또는 코너와 접촉하는 에지 또는 코너 포획 부재를 갖는 포스트인 외부 접촉부(314B)이다. 상기 포스트는 기판에 대한 안전한 지지를 제공하기 위해 임의의 적합한 재료로 만들어질 수 있다. 세라믹, 플라스틱 및 금속을 사용할 수 있다. 중앙 접촉부(314A)의 둥근 팁과 외부 접촉부(314B)의 포획 부재는 일반적으로 기판 접촉에 적합한 재료로 만들어지며, 기판 지지부(310)의 이동 중에 기판이 이동하는 것을 방지하기 위해 마찰 접촉을 제공하도록 구성될 수 있다. 일부 경우에는 둥근 팁이 폴리에테르에테르케톤(PEEK)과 같은 고분자 재료로 만들어진다. 보다 안전한 지지가 필요한 경우, 포스트와 기판 사이에 흡입기(suction)를 적용하기 위한 진공 포트(vacuum port)가 있는 접촉 패드(contact pad)가 포스트의 팁에 제공될 수 있다. 상기 진공 포트는 포스트 내의 도관(미도시)을 통해 흡입기에 유동적으로 연결될 수 있다. 다른 경우에는 포스트가 아닌 기판 접촉부(314)가 구형 돌출부 또는 평평한 패드일 수 있다.
상기 기판 접촉부(314)는, 회전력을 제공하기 위한 드라이버와 함께 볼 베어링, 롤러 베어링 트랙, 또는 다른 회전 베어링을 포함할 수 있는 회전 액츄에이터(318) 위에 놓이는 지지체(support body)(316)에 부착된다. 하나 이상의 기판이 기판 접촉부(314) 상에 배치되는 동안, 상기 회전 액츄에이터(318)는 기판 준비 챔버(300)의 내부(304) 내에서 기판들을 회전시키기 위해 지지체(316)를 이동시키도록 활성화될 수 있다. 상기 회전 액츄에이터(318)는 지지체(316)의 측면 또는 바닥에 있는 톱니에 결합하기 위해 원형 또는 선형 기어와 같은 임의의 편리한 결합을 사용하여 지지체(316)에 결합될 수 있다.
선택적 선형 모션 시스템(322)은 기판 준비 챔버(300) 내에서 병진 능력을 제공하기 위해 기판 지지부(310)에 결합될 수 있다. 여기서는 선형 모션 시스템(322)이 지지체(316)에 결합되어 있는 것으로 도시되고, 회전 액츄에이터(318)가 상기 기판 지지부(310)와 함께 선형 모션 시스템(322)을 회전시키도록 배열된 것이 도시된다. 상기 결합들은 역으로 될 수 있는데, 여기서 회전 액츄에이터(318)는 지지체(316)에 결합되고 선형 모션 시스템(322) 상에 지지된다. 상기 선형 모션 시스템(322)은 나사형 또는 기어형 액츄에이터와 같은 임의의 편리한 유형의 선형 액츄에이터를 포함할 수 있다. 상기 회전 액츄에이터(318)와 선형 모션 시스템(322)은 동시에 작동되어 지지체(316)가 복잡한 선형-회전 운동으로 또는 순차적으로 움직이도록 할 수 있다. 상기 기판 준비 챔버(300)의 회전 및 병진 능력은 도 1의 프린팅 시스템(100)과 같은 처리 시스템으로부터 입력 및 출력을 위한 기판의 위치 설정 및 배향에 유연성을 제공한다. 예를 들어, 간격 제약(spacing constraint)이 처리 장비의 특정 방향 및 배열을 요구할 수 있는 경우, 기판 준비 챔버(300)의 회전 및 선형 위치 설정 기능은 기판 핸들러에 의한 각진 접근을 위해 기판을 위치 설정 및 배향하는 데 사용될 수 있다. 상기 기판 핸들러는 특정 각도로 기판 준비 챔버(300)에 진입할 수 있고, 기판 지지부는 기판 핸들러의 각도와 일치하도록 기판을 회전시킬 수 있으며, 기판 핸들러와 원활하게 맞물리도록 기판을 정확하게 위치시킬 수 있다.
상기 기판 준비 챔버(300)는 챔버(300) 내에서 기판의 전체 회전 및 측방향 운동을 갖는다. 이와 같이, 다수의 이러한 챔버들은 적층된 배열로 구성될 수 있고, 서로 독립적으로 이동할 수 있다. 따라서, 도 1에서와 같이, 2개의 이러한 챔버는 하나가 다른 것 위에 적층될 수 있고 프린팅 시스템(100)으로부터 기판들의 독립적인 입력 및 출력을 위해 사용될 수 있다. 하나의 챔버는 하나의 회전 및 병진 위치에 있을 수 있는 반면 다른 챔버는 다른 회전 및 병진 위치에 있다. 2개의 챔버들에 있는 기판 지지부는 독립적으로 이동할 수 있으며, 여기서 하나는 제1 시기에 제1 방식으로 이동하고 다른 하나는 제2 시기에 제2 방식으로 이동한다.
도 4는 일 구현예에 따른 방법(400)을 요약한 흐름도이다. 상기 방법(400)은 처리 시스템에서 기판을 핸들링하는 방법이다. 402에서, 기판은 기판 준비 챔버 내부에 제1 배향으로 기판 지지부 상에 배치된다. 상기 기판은 전형적으로 기판 핸들러, 예를 들어 챔버의 내부에 접근하고 기판 접촉체 사이에 공간을 형성하기 위해 지지부의 지지체로부터 멀리 돌출하는 기판 지지부의 기판 접촉체들 사이에 끼워지도록 구성된 엔드 이펙터(end effector)를 갖는 로봇을 사용하여 기판 지지부 상에 배치된다. 상기 엔드 이펙터는 전형적으로 기판 접촉체들 사이에 끼워져 기판을 접촉체들 상에 배치한 후, 상기 엔드 이펙터는 기판으로부터 분리되어 후퇴한다. 일부 경우에는 단일 기판 핸들러가 2개 이상의 기판을 동시에 한 동작으로 기판 지지부 상에 나란히 배치할 수도 있다.
404에서, 상기 기판 지지부는 기판 준비 챔버 내에서 회전되어 기판 또는 하나 이상인 경우 기판들을 회전시킨다. 상기 기판 지지부의 회전은 기판이 처음에 기판 지지부 상에 배치되었던 제1 방향으로부터 제1 방향과 다른 제2 방향으로 기판을 회전시킨다. 예를 들어 제1 방향은 "세로" 방향으로 간주되는 반면, 제2 방향은 "가로" 방향으로 간주될 수 있으며 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 기판을 회전시키면 다양한 기판 핸들러가 다양한 방향으로 기판에 액세스할 수 있다. 예를 들어, 제1 기판 핸들러는 세로 방향의 기판과 상호작용하도록 배열될 수 있는 반면, 제2 기판 핸들러는 가로 방향의 기판과 상호작용하도록 배열될 수 있다. 기판 준비 챔버에서 기판이 회전하면 하나의 기판 준비 챔버가 두 가지 다른 방향, 이 경우 2개의 직교 방향으로 기판 핸들러들과 상호 작용할 수 있다.
406에서, 상기 기판 지지부는 선택적으로 기판 준비 챔버 내에서 측방향으로 이동된다. 기판 지지부를 측방향으로 이동하면 기판을 정렬할 수 있으며, 또는 하나 이상의 기판이 기판 지지부 상에 나란히 배치된 경우, 기판 핸들러를 사용하여 기판들은 핸들러에 의해 액세스될 수 있다. 예를 들어, 기판이 기판 준비 챔버의 접근 출입구(access doorway)와 정렬되지 않은 경우, 기판 지지부를 측방향으로 이동시키면 기판을 접근 출입구와 정렬할 수 있다. 하나 이상의 기판이 기판 지지부 위에 배치된 경우, 기판 지지부를 측방향으로 이동하면 제1 기판을 접근 출입구에 정렬할 수 있고, 제1 기판이 기판 준비 챔버에서 제거된 후 제2 기판을 접근 출입구에 정렬하여 동일한 기판 핸들러에 의해 순차적으로 제거될 수 있다. 이와 관련하여, 기판 지지부는 여러 번 측방향으로 이동하여 서로 다른 위치에 있는 다중 기판들에 대한 접근을 제공할 수 있다. 하나의 기판만 기판 준비 챔버에 배치되는 경우, 기판 지지부를 측방향으로 이동하면 기판을 입력으로 수용하고 기판을 출력으로 전달하도록 기판 지지부를 최적으로 배치할 수 있다.
408에서, 기판 준비 챔버 내의 대기는 기판을 출력하기 위해 준비된다. 기판 준비 챔버 내부를 통해 혼합가스를 흘려 대기를 준비한다. 기판 준비 챔버의 내부는 챔버로부터 원하지 않는 대기를 제거하기 위해 펌핑 다운될 수도 있다. 혼합가스를 흐르게 하고 챔버를 펌핑하는 것은 대기를 준비하는 데 필요한 시간을 최적화하기 위해 임의의 순서 또는 조합으로 수행될 수 있으며, 대기의 준비는 기판 지지부를 회전시키고 기판 지지부를 측방향으로 이동시키는 단계 전, 도중, 또는 후에 수행될 수 있다.
410에서, 기판은 기판 준비 챔버로부터 제2 방향으로 출력된다. 기판 준비 챔버 내의 대기는 기판을 출력하기 위해 준비되었기 때문에 기판 준비 챔버가 개방되어 기판을 출력할 때 챔버 내부에서 방출된 대기는 연결된 환경이나 주변 환경을 파괴하지 않는다. 방법(400)은 처리를 위한 처리 시스템에 기판을 제공하는 것과 관련하여 그리고 처리 후에 처리 시스템으로부터 기판을 회수하는 것과 관련하여 사용될 수 있다.
본 명세서에 설명된 방법 및 장치는 기판을 제1 방향으로 처리 시스템에 전달하고, 상기 기판을 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 처리하며, 및 처리된 기판을 복구를 위해 제1 방향으로 전달하는 데 사용될 수 있다. 상기 제1 및 제2 방향은 직교할 수도 있고 또한 어느 정도 각도를 이룰 수도 있다. 이러한 기능은 예를 들어 인덱싱 로봇이 가로 방향으로 하나 이상의 기판들을 잉크젯 프린팅 시스템에 전달하고 이 시스템은 상기 기판들을 세로 방향으로 처리하는데 사용될 수 있다. 본 명세서에 기술된 기판 준비 챔버는 가로 방향으로 기판들을 한 번에 하나씩 또는 한 번에 하나 이상씩 수용하고, 상기 기판들을 프린팅 시스템으로 전달하기 위해 세로 방향으로 회전시키고, 및 세로 방향으로 로봇이 상기 기판들을, 기판 준비 챔버에서 기판이 하나 이상이라면 한번에 하나씩 회수하도록 접근을 제공하며, 상기 기판들을 처리를 위해 프린팅 시스템으로 전달한다. 처리 후, 세로 방향 로봇은 프린팅 시스템으로부터 기판을 회수하고, 상기 기판을 세로 방향으로 기판 준비 챔버에 전달하며, 및 상기 기판 준비 챔버는 인덱싱 로봇으로 전달하기 위해 기판을 가로 방향으로 회전할 수 있다.
전술한 내용은 하나 이상의 발명의 구현예에 관한 것이지만, 본 개시에서 구체적으로 기술되지 않은 이러한 발명의 다른 구현예는 하기 청구범위에 의해 결정되는 기본 범위로부터 일탈함 없이 고안될 수 있다.
Claims (20)
- 기판 준비 챔버로서,
인클로저;
상기 인클로저 내에 배치된 2개의 기판 위치를 갖는 회전가능 기판 지지부; 및
상기 인클로저에 결합된 대기 교체 시스템을 포함하는, 기판 준비 챔버. - 제1항에 있어서,
상기 회전가능 기판 지지부에 결합된 선형 액츄에이터를 더 포함하는, 기판 준비 챔버. - 제1항에 있어서,
상기 회전가능 기판 지지부는 복수의 중앙 기판 접촉부 및 복수의 외부 기판 접촉부를 포함하는, 기판 준비 챔버. - 제3항에 있어서,
상기 중앙 기판 접촉부 및 상기 외부 기판 접촉부는 회전 액츄에이터에 결합된 지지체로부터 돌출되어 있는, 기판 준비 챔버. - 잉크젯 프린팅 시스템으로서,
상기 잉크젯 프린팅 시스템은 프린팅 인클로저 내에 배치된 잉크젯 프린터; 및
상기 프린팅 인클로저에 결합된 기판 준비 챔버를 포함하고,
상기 기판 준비 챔버는
2개 이상의 도어가 구비된 준비 인클로저;
상기 준비 인클로저 내에 배치된 회전가능 기판 지지부; 및
상기 준비 인클로저에 결합된 대기 교체 시스템을 포함하며,
상기 도어 중 적어도 하나는 상기 준비 인클로저와 상기 프린팅 인클로저를 유체 연통하게 배치하도록 작동 가능한, 기판 준비 챔버
를 포함하는, 잉크젯 프린팅 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 기판 준비 챔버는 상기 회전가능 기판 지지부에 결합된 선형 액츄에이터를 더 포함하는, 잉크젯 프린팅 시스템. - 제6항에 있어서,
상기 기판 준비 챔버는 제1 기판 준비 챔버이고, 상기 프린팅 인클로저에 결합된 제2 기판 준비 챔버를 더 포함하며,
상기 제2 기판 준비 챔버는,
2개 이상의 도어가 구비된 준비 인클로저; 및
상기 준비 인클로저 내에 배치된 회전가능 기판 지지부를 포함하는, 잉크젯 프린팅 시스템. - 제7항에 있어서,
상기 제2 기판 준비 챔버는 상기 제1 기판 준비 챔버 상에 적층되는, 잉크젯 프린팅 시스템. - 제8항에 있어서,
상기 제2 기판 준비 챔버의 상기 준비 인클로저는 상기 대기 교체 시스템에 결합되는, 잉크젯 프린팅 시스템. - 제6항에 있어서,
상기 프린팅 인클로저 내에 배치된 잉크젯 프린터 및 상기 프린팅 인클로저 내에 배치된 기판 핸들러를 더 포함하고, 상기 기판 핸들러는 선형 액츄에이터 및 회전 액츄에이터를 포함하여 상기 기판 준비 챔버로부터 기판을 회수하도록 배열되는, 잉크젯 프린팅 시스템. - 제10항에 있어서,
상기 기판 준비 챔버에 2개의 기판을 동시에 전달하도록 구성된 기판 전달 챔버를 더 포함하는, 잉크젯 프린팅 시스템. - 제11항에 있어서,
상기 기판 전달 챔버는 기판을 제1 방향으로 상기 기판 준비 챔버에 전달하도록 배열되고, 상기 기판 핸들러는 상기 기판 준비 챔버로부터 기판을 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 회수하도록 배열되는, 잉크젯 프린팅 시스템. - 제6항에 있어서,
상기 기판 지지부는 선형으로 이동하고 동시에 회전하도록 구성되는, 잉크젯 프린팅 시스템. - 기판 처리 방법으로서,
기판 준비 챔버의 회전가능 기판 지지부 상에 기판을 배치하는 단계;
상기 기판 준비 챔버 내의 대기를 불활성 대기로 교체하는 단계;
상기 기판 준비 챔버 내에서 상기 기판을 출력 방향으로 회전시키는 단계; 및
기판 핸들러를 사용하여 상기 기판을 프린팅 시스템에 이송하는 단계를 포함하는, 방법. - 제14항에 있어서,
상기 기판 준비 챔버 내에서 상기 기판을 측방향으로 이동시키는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제14항에 있어서,
상기 기판 준비 챔버는 제1 기판 준비 챔버이고, 상기 기판 핸들러를 사용하여 상기 프린팅 시스템으로부터 상기 기판을 제2 기판 준비 챔버로 이송하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제14항에 있어서,
하나 이상의 기판이 상기 회전가능 기판 지지부 상에 동시에 배치되고, 상기 기판 핸들러는 한 번에 하나의 기판을 상기 프린팅 시스템으로 이송하는, 방법. - 제17항에 있어서,
상기 회전가능 기판 지지부 상에 하나 이상의 기판을 동시에 배치하기 위해 기판 전달 챔버의 핸들러를 사용하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제18항에 있어서,
상기 기판 핸들러는 상기 회전가능 기판 지지부로부터 제1 기판 및 제2 기판을 회수하고, 상기 제1 및 제2 기판은 상기 회전가능 기판 지지부 상에 동시에 배치되며, 상기 기판 핸들러는 상기 제1 기판을 상기 프린팅 시스템의 제1 잉크젯 프린터로 전달하고, 상기 제2 기판을 상기 프린팅 시스템의 제2 잉크젯 프린터에 전달하는, 방법. - 제16항에 있어서,
상기 제2 기판 준비 챔버는 상기 제1 기판 준비 챔버 상에 적층되는, 방법.
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