KR101409808B1 - 기판처리시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판처리시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 메인챔버 외측에 서로 다른 공정을 수행하는 복수의 공정챔버를 배치하고, 상기 메인챔버의 내부에서 기판을 회전에 의한 스탭운동으로 공정 순서에 따라 각 공정챔버에 순차적으로 공급하기 때문에 공간활용을 극대화할 수 있는 기판처리시스템에 관한 것이다.
본 발명에 의한 기판처리시스템은 로딩챔버를 통해서 기판이 반입되며 측벽에 복수의 개구부가 형성된 메인챔버; 상기 메인챔버의 개구부 외측에 구비되며, 상기 메인 챔버로부터 반입된 기판이 처리되는 복수의 공정챔버; 일측에 개구부가 형성되고, 상기 메인챔버의 내부에 구비되어 회전에 의해 스탭운동하면서 상기 로딩챔버를 통해서 메인챔버로 이송된 기판을 상기 공정챔버에 공급하는 반송챔버; 및 회전테이블로 이루어져서 상기 회전테이블의 상면에 장착된 상기 반송챔버를 회전시키는 회전수단;을 포함한다.

Description

기판처리시스템{SUBSTRATE TREATMENT SYSTEM}

본 발명은 기판처리시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 메인챔버 외측에 서로 다른 공정을 수행하는 복수의 공정챔버를 배치하고, 상기 메인챔버의 내부에서 기판을 회전에 의한 스탭운동으로 공정 순서에 따라 각 공정챔버에 순차적으로 공급하기 때문에 공간활용을 극대화할 수 있는 기판처리시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 공정이나 평판표시소자 또는 태양전지를 제조하는 과정에서는 웨이퍼 또는 유리기판(이하, “기판”이라 한다)에 소정의 처리를 하는데, 이러한 공정에 요구되는 기판처리시스템이 요구된다.

예를 들어 유기발광소자는 기판상에 양극(anode), 정공 주입층(hole injection layer), 정공 운송층(hole transfer layer), 발광층(emitting layer), 전자 운송층(eletron transfer layer), 전자 주입층(eletron injection layer), 음극(cathode)이 순서대로 적층되어 형성된다. 여기에서 양극으로는 면저항이 작고 투과성이 좋은 ITO(Indium Tin Oxide)이 주로 사용된다. 그리고 유기 박막은 발광 효율을 높이기 위하여 정공 주입층, 정공 운송층, 발광층, 전자 운송층, 전자 주입층의 다층으로 구성되며, 발광층으로 사용되는 유기물질은 Alq₃, TPD, PBD, m-MTDATA, TCTA 등이다. 또한, 음극으로는 LiF-Al 금속막이 사용된다.

이와 같이 유기발광소자를 제조하기 위하여 종래에는 인라인(In-line)방식의 기판처리시스템이 개시되었다. 인라인방식의 기판처리시스템은 기판을 로딩하여 상기 각 층에 해당하는 박막을 형성하는 공정챔버를 공정순서에 따라 1열로 배치하여 구성된다. 이와 같이 구성된 종래의 인라인방식의 기판처리시스템은 장비가 차지하는 공간이 길고, 그에 따라 기판을 이송하는 영역이 커져 공정택타임이 길다는 문제점이 있다.

또한, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 내부에 반송로봇이 구비된 트랜스퍼챔버와, 상기 트랜스퍼챔버의 주위에 로드락챔버와 복수의 공정챔버를 구비하여 구성된 클러스터타입의 기판처리시스템이 개시되었다.

그러나 클러스터타입의 기판처리시스템의 경우, 반송로봇이 고가이고, 그의 제어가 어려울 뿐 아니라 반송과정에서 기판이 손상되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 메인챔버 외측에 서로 다른 공정을 수행하는 복수의 공정챔버를 배치하고, 상기 메인챔버의 내부에서 기판을 회전에 의한 스탭운동으로 공정 순서에 따라 각 공정챔버에 순차적으로 공급하기 때문에 공간활용을 극대화할 수 있는 기판처리시스템을 제공함에 있다.

위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 기판처리시스템은 측벽에 복수의 개구부가 형성된 메인챔버; 상기 메인챔버의 개구부 외측에 구비된 복수의 공정챔버; 및 일측에 개구부가 형성되고, 상기 메인챔버의 내부에 구비되어 회전에 의해 스탭운동하면서 상기 공정챔버에 기판을 공급하는 반송챔버;를 포함한다.

또한 상기 메인챔버는 평면형상이 원형 또는 다각형인 것이 바람직하다.

또한 상기 메인챔버와 공정챔버 사이에는 상기 개구부를 개폐하는 게이트밸브가 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한 상기 반송챔버를 회전시키는 회전수단이 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한 상기 회전수단은 상면에 상기 반송챔버가 장착된 회전테이블인 것이 바람직하다.

또한 상기 메인챔버와 반송챔버의 개구부를 기류적으로 연통시키는 실링수단이 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한 상기 실링수단은 밸로우즈인 것이 바람직하다.

또한 상기 기판을 고정한 상태에서 상기 반송챔버와 공정챔버 사이로 왕복운동하는 기판홀더가 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한 상기 기판홀더는 상기 기판을 기립하여 고정하는 것이 바람직하다.

또한 상기 기판홀더는 양면에 각각 기판을 고정시키는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 메인챔버 외측에 서로 다른 공정을 수행하는 복수의 공정챔버를 배치하고, 상기 메인챔버의 내부에서 기판을 회전에 의한 스탭운동으로 공정 순서에 따라 각 공정챔버에 순차적으로 공급하기 때문에 공간활용을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

또한 기판의 이동경로가 단축되기 때문에 공정 택타임을 단축시킬 수 있는 효과도 있다.

또한 실질적으로 클러스터타입의 기판처리시스템의 장점을 가지면서도 고가의 반송로봇이 불필요하고, 정밀한 제어가 가능하다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 실시예의 구성을 나타낸 것이다.
도 3 내지 도 7은 도 1에 도시된 실시예의 작동상태를 나타낸 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예의 구성 및 작동상태를 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 실시예(1)는 로딩/언로딩챔버(20)와, 메인챔버(10)와, 복수의 공정챔버(30)와, 반송챔버(50)와, 회전테이블(40)을 포함한다.

상기 로딩/언로딩챔버(20)는 기판을 메인챔버(10)내로 반입하기 위한 구성요소로서, 대기와 진공분위기 조성이 가능하도록 진공펌프가 구비된다. 상기 로딩/언로딩챔버(20)와 메인챔버(10) 사이에는 게이트밸브(G)가 구비된다.

상기 메인챔버(10)는 평면형상이 원형 또는 다각형으로 이루어진 챔버로서, 진공도 조성을 위한 진공펌프가 연결되어 있다. 또한 상기 메인챔버(10)는 측벽에 기판의 출입을 위한 복수의 개구부(11)가 형성되어 있다. 본 실시예에서 기판(S1,S2)은 기판홀더(100)의 양측면에 수직 또는 수직으로부터 소정각도 경사진 상태로 기립되어 고정, 반송되고 공정이 수행된다.

상기 공정챔버(30)는 메인챔버(10)의 개구부(11) 외측에 고정설치되고, 본 실시예에서 상기 공정챔버(30)는 기판의 출입을 위한 개구부(31)가 형성되고 양측에 건(32,33)이 구비된 스퍼터이다.

또한 상기 공정챔버(30)와 메인챔버(10) 사이에는 게이트밸브(G)가 구비된다. 상기 게이트밸브(G)는 유지보수시 각 공정챔버(30)를 별도로 개방하기 위한 것이다. 따라서 유지보수가 아닌 공정 중에는 게이트밸브(G)는 개방되어 있다.

또한 상기 반송챔버(50)는 일측벽에 개구부가 형성되고 메인챔버(10)의 내부에 구비된다. 본 실시예에서는 반송챔버가 한개 구비되지만, 이와 달리 적절한 수로 구성할 수 있다. 또한 상기 반송챔버(50)는 회전테이블(40)상에 구비되기 때문에 회전운동이 가능하다. 구체적으로는 반송챔버(50)는 각 공정챔버(30)와 일직선상에 위치하도록 스텝운동한다.

상기 반송챔버(50)와 공정챔버(30)를 기류적으로 연통시키는 실링수단이 구비된다. 본 실시예에서 상기 실링수단은 메인챔버의 개구부를 둘러싸는 신축가능한 밸로우즈(B)로 구성된다. 즉, 반송챔버(50)의 회전에 의한 이동시에는 간섭되지 않도록 상기 밸로우즈는 수축되고, 반송챔버(50)의 스탭운동을 끝내고 공정시에는 상기 밸로우즈를 반송챔버방향으로 신장시켜 메인챔버의 개구부와 반송챔버의 개구부를 기류적으로 연통시키는 것이다.

이와 같이 반송챔버(50)와 공정챔버(30)가 기류적으로 연통된 상태에서 양측에 구비된 한 쌍의 스퍼터건(32,33)을 이용하여 한 쌍의 기판(S1,S2)에 각각 소정의 박막을 형성할 수 있는 것이다. 또한 상기 기판은 공정챔버(30)와 반송챔버(50) 사이로 스캐닝하면서 박막을 형성할 수도 있고, 이와 달리 기판을 공정챔버 내에 고정된 상태에서 공정수행하는 것도 가능하다. 또는 공정챔버 내에 고정된 상태에서 건이 스캐닝하면서 박막을 형성할 수도 있다.

도 3 내지 도 7을 참조하여 본 실시예의 작동상태를 설명한다.

먼저, 기판홀더(100)의 양측면에 각각 한 쌍의 기판(S1,S2)을 고정한 상태에서 로딩/언로딩챔버(20)로 반입한다(도 3 참조).

다음으로, 상기 로딩/언로딩챔버(20)에 있는 기판홀더(100)를 수평이동하여 반송챔버(50)로 반입한다(도 4 참조).

다음으로, 회전테이블(40)을 회전하여 상기 반송챔버(50)를 회전시킨다. 보다 구체적으로 설명하면, 로딩/언로딩챔버(20)와 일직선상에 위치되어 있던 상기 반송챔버(50)가 제1공정챔버(30a)와 일직선상에 위치되도록 스텝운동하는 것이다(도 5 참조).

다음으로, 상기 메인챔버(10)에 구비된 밸로우즈(B)를 신장시켜 반송챔버(50)와 제1공정챔버(30a)를 기류적으로 연통시킨다. 이 상태에서 상기 기판홀더(100)를 수평이동시켜 제1공정챔버(30a)로 반입시켜 스퍼터건(32a,33a)을 이용하여 상기 기판에 박막을 형성한다(도 6 참조).

다음으로, 제1공정챔버에서의 공정이 완료되면, 다시 기판홀더를 반송챔버(50)로 수평이동하고, 상기 밸로우즈(B)를 수축시킨다. 이 상태에서 상기 회전테이블(40)을 회전하여 상기 반송챔버(50)가 제2공정챔버(30b)와 일직선상에 위치하도록 스텝운동한다.

이와 같은 방식으로 순차적으로 각 공정챔버에서 박막을 형성하거나 또는 소정의 처리를 수행하고, 한 사이클을 돌면 모든 공정이 완료되어 로딩/언로딩챔버로 언로딩된다.

로딩/언로딩챔버를 복수개 구비하거나, 또는 로딩챔버와 언로딩챔버를 별도로 구성하는 것도 가능하다. 이 때 로딩챔버와 언로딩챔버를 복수개 구비할 수 있다. 예를 들어 어느 하나의 공정챔버 대신에 로딩챔버 또는 언로딩챔버로 치환하는 것이다. 또는 로딩/언로딩챔버를 별도로 구비하지 않고 메인챔버의 주위에 공정챔버를 배치하고, 어느 하나의 공정챔버의 전방에 로딩챔버 또는 언로딩챔버를 배치할 수 있는 것이다.

공정챔버는 스퍼터 이외에 공정의 성막장치이거나 표면개질을 위한 전처리 또는 봉지공정, 합착공정 등 다양한 공정 수행이 가능하다.

1: 기판처리시스템 10: 메인챔버
11: 개구부 20: 로딩/언로딩챔버
30: 공정챔버 31: 개구부
32,33: 스퍼터건 40: 회전테이블
50: 반송챔버 B: 밸로우즈
G: 게이트밸브

Claims (10)

1. 로딩챔버를 통해서 기판이 반입되며 측벽에 복수의 개구부가 형성된 메인챔버;
   상기 메인챔버의 개구부 외측에 구비되며, 상기 메인 챔버로부터 반입된 기판이 처리되는 복수의 공정챔버;
   일측에 개구부가 형성되고, 상기 메인챔버의 내부에 구비되어 회전에 의해 스탭운동하면서 상기 로딩챔버를 통해서 상기 메인챔버로 이송된 기판을 상기 공정챔버에 전달하는 반송챔버; 및
   회전테이블로 이루어져서 상기 회전테이블의 상면에 장착된 상기 반송챔버를 회전시키는 회전수단;을 포함하며,
   상기 메인챔버와 반송챔버 사이를 실링하는 신축가능한 밸로우즈가 더 구비되며, 상기 밸로우즈는 상기 반송챔버의 회전에 의한 이동시 수축되는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 메인챔버와 공정챔버 사이에는 게이트밸브가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
   
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   상기 기판을 기립하여 고정한 상태에서 상기 반송챔버와 공정챔버 사이로 왕복운동하는 기판홀더가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 기판처리시스템.
   
   
9. 삭제
10. 삭제

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