KR100482237B1 - 기판 하우징용 기판 지지 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판의 굽어지는 양을 최소로 하기 위한 것을 목적으로 하는 기판 캐리어(100) 내에 하나 이상의 기판(124)을 지지하기 위한 기판 지지 장치에 관한 것이다. 제1 지지 로드(128)는 제1 지지 접촉선을 따라 기판의 한 측면을 지지하고 제2 지지 로드(128)는 제2 지지 접촉선을 따라 기판의 다른 한 측면을 지지한다. 로드 지지 아암(126)은 지지 로드의 각각을 위한 지지를 제공한다. 제1 및 제2 지지 접촉선은 기판의 중심선의 어느 한 측면 위에 오프셋되어 있고, 특정 오프셋 값은 최소의 굽어지는 양을 얻기 위한 기판의 유한 요소 해석에 의해 결정된다. 로드 지지 아암의 각각은 양호하게는 각 지지 로드의 어떤 한 측면 위에 장착된 2개의 외팔보를 포함한다. 또한, 다수의 지지 로드와 해당되는 로드 지지 부재는 캐리어 내에 필요한 만큼 많은 기판을 지지하기 위해 구비되어 있다.

Description

기판 하우징용 기판 지지 장치{SUBSTRATE SUPPORT APPARATUS FOR A SUBSTRATE HOUSING}
본 발명은 기판을 이송 및 지지하기 위한 기판 카세트 또는 캐리어에 관한 것으로, 특히 기판 캐리어 내에 기판을 지지하기 위한 기판 지지 장치에 관한 것이다.
웨이퍼, 마스크, 평판 디스플레이(FPD) 등과 같은 유리 또는 반도체 기판은 사실상 청정 환경 내의 하나 이상의 자동화 공정 스테이션들 사이에서 전형적으로 운반되고 이들 공정 스테이션에 의해 처리된다. FPD는 1.1㎜의 두께에 550㎜ x 650㎜의 크기를 갖는 비교적 대형의 FPD를 포함하는 다양한 크기인 비결정 유리로 만들어진 통상 평평한 직사각형의 판이다. 그러나, FPD 산업은 700㎜ x 1000m, 850m x 1050m 및 그 이상 크기의 대형 기판 쪽으로 나아가는 경향을 갖는다. 더욱이, 이러한 경향은 0.7㎜의 두께를 갖는 더 얇은 기판 쪽으로 나아간다. 본 발명은 통상 임의 형태의 기판을 취급하는데 관한 것이고 여기에서 설명되거나 리스트된 기판에 한정되지 않는다.
하나 이상의 이러한 기판은 서로에 대해 이격된 상태의 기판들을 유지 및 지지하기 위해 다수의 동일 평면 슬롯을 포함하는 상자 형태의 플라스틱 카세트 내로 종종 삽입된다. 각 카세트는 특정 형태의 기판을 위해 제공되고, 자동화 공정 시스템에 의해 전형적으로 그 안에 삽입되는 기판의 삽입, 제거 및 접근을 허용하기 위한 개방된 면을 보통 포함한다. 처리 시스템이 기판을 보다 용이하게 회수하거나 적재할 수 있도록 하는 카세트는 공정 중에 기판의 지지 및 접근을 제공한다. 또한, 이러한 카세트는 작업 환경 내의 하나의 공정 스테이션에서 다른 공정 스테이션으로 기판의 보다 편리한 운반을 가능하게 한다. 종종, 작업자는 카트(cart)와 같은 것 위의 하나 이상의 이러한 카세트를 공정 스테이션들 사이에서 이동시킨 다음, 스테이션에서부터 카세트를 내리고 그리고/또는 새로운 카세트를 스테이션으로 적재한다.
기판, 특히 대형의 유리 기판이 받는 큰 영향은 캐리어 내에서 기판의 자중이 원인인 중력에 의한 굽어짐이다. 전형적인 카세트는 기판을 그들 말단의 측면 에지에서 지지하고, 기판의 전후면 에지는 지지되지 않는다. 이러한 지지되지 않은 에지는, 특히 이들 에지의 중심 또는 그 근처에서 중력에 기인하는 두드러진 굽어짐이 용이하게 일어난다. 그러나, 전면 또는 후면 에지는 적재용 로봇 유닛(robotic pick and place unit)과 같은 자동화 공정 장치가 제거 및 처리를 위해 기판에 접근하는 위치에 있다. 더욱이, 이러한 장치는 굽어짐이 최대인 지지되지 않은 에지의 중심 근처에서 기판에 접근한다. 이러한 문제점들은 그리고 얇은 기판에서 심화된다. FPD는 대형화될 수록 무거워진다. 기판 두께의 감소는 무게를 줄이고 또한 기판의 전기적 특성을 향상시킨다. 예를 들어, 1.1㎜에 비교하여 0.7㎜ 두께의 FPD 쪽으로 나아가는 경향이 있다. 그러나, 증가된 크기와 감소된 두께는 기판 고유의 기계적 강도를 감소시키게 되고, 더욱이 종래의 카세트 내에 지지될 때 더 큰 굽어짐이 발생하게된다. 예를 들어 600㎜의 지지되지 않은 에지를 갖는 기판은 에지의 중심에서 8 내지 12㎜ 만큼의 굽어짐이 생긴다.
이러한 굽어짐은 기판의 표면을 따라 그리고 기판의 어떤 내부 층 위에 장착된 축소된 회로를 형성하는 다양한 금속 및 가공 재료의 얇은 층 및/또는 필름뿐만 아니라 유리 내의 잔류 응력의 발생에 의해 기판을 손상시킨다. 이러한 응력은 전형적으로 1 마이크론 범위인 얇은 기판에 손상의 가능성을 증가시킨다. 더욱이, 증가된 손상 가능성은 기판의 전체 산출량을 감소시킨다.
두드러진 굽어짐은 자동화를 무척 복잡하게 한다. 예를 들어, 로봇 시스템은 기판을 그의 굽어진 위치에서부터 들어올리기 위해서는 기판을 더 긴 거리만큼 변위시켜야 한다. 이러한 증가된 변위는 증가된 이동 능력을 갖는 로봇이 필요하기 때문에 자동화 비용에 추가된다. 더욱이, 굽어짐은 기판의 정렬에 문제를 일으킨다. 굽어진 기판의 에지는 기판의 하부 및 상부 표면에 수직이 아니어서, 불충분하게 형성된 평면이 만들어진다. 따라서, 굽어진 기판은 기판의 아크형으로 인해 감소된 폭을 갖는 것처럼 보인다. 이러한 특성은 정렬을 목적으로 기판의 에지를 위치시키는 것을 어렵게 만든다.
하나의 가능한 해결책은 기판의 전체 하부 표면을 지지하는 것이다. 그러나, 기판의 크기는 기판의 하부 표면으로의 접근을 필요로 하는 자동화 공정 장비에 의해 기판이 취급되어야 하는 것을 필요로 하기 때문에 이러한 해결책은 바람직하지 않다.
두드러진 굽어짐 없이 다수의 기판을 지지하기 위한 하우징 또는 카세트를 제공하는 것이 요구된다.
도1은 본 발명에 따라 구비된 다수의 기판 지지부를 포함하는 기판 캐리어의 사시도이다.
도2는 도1의 기판 캐리어의 정면도이다.
도3은 도2에 도시된 기판 지지부의 상세도이다.
도4는 도1의 기판 캐리어의 평면도이다.
도5는 도1의 기판 캐리어의 측면도이다.
도6은 종래 기술에 의한 지지 시스템의 측면도이다.
도7A 및 도7B는 본 발명에 의한 지지 시스템을 도시한 도면이다.
본 발명은 양호한 실시예에 대한 후속의 상세한 설명이 후속의 도면과 결합되어 고려될 때 보다 잘 이해될 것이다.
이제 도1에 의하면, 본 발명에 의한 다수의 기판 지지부(132)를 포함하는 기판 카세트 또는 기판 캐리어(100)에 대한 사시도가 도시되어 있다. 기판 캐리어(100)는 양호하게는 공정 스테이션들 사이에서 기판을 운송하고 정렬된 기판들을 공정 스테이션에 제공하기 위해 다른 하나에 대해 이격된 상태에 있는 다수의 직사각형의 기판들을 수납, 지지 및 정렬하는 상자 형태의 공기 중에 노출된 유닛이다. 그러나, 또한 본 발명은 기판의 운송 중에 청정 환경을 유지하기 위한 밀폐된 캐리어에 적용할 수도 있다는 것에 주의해야 한다. 기판 캐리어(100)는 취급되는 기판의 형태 및 크기에 따라 어떤 편리한 크기가 된다. (도시되지 않은) 공정 스테이션은 양호하게는 기판을 기판 캐리어(100) 내로 삽입 그리고/또는 인출하기 위한 적재용 로봇 유닛을 포함한다.
기판은 양호하게는 평판 디스플레이(FPD), 반도체 웨이퍼, 마스크, 마이크로 칩 모듈(MCM) 등이다. 양호한 실시예에서, 기판은 양호하게는 FPD 등의 가공 공정에 전형적으로 사용되는 비교적 얇은 유리 기판이다. 그러나, 본 발명은 유리 기판에 한정되는 것은 아니고, 알루미늄, 마이라(등록 상표 Mylar), 반도체 재료 등으로 형성된 기판과 같은 어떤 형태의 기판에도 적용할 수 있다는 것에 유의해야 한다. 더욱이, 본 발명은 에프알-4(FR-4) 또는 1060 재료의 시트 또는 다른 유리 섬유 등과 같은 인쇄 배선판(PCB)에 적용될 수도 있다. 기판은 양호하게는 650㎜ x 550㎜, 700㎜ x 1000㎜ 또는 850㎜ x 1050㎜의 크기를 갖는 비교적 대형 기판이다. 또한, 기판은 1.1㎜, 0.7㎜ 등과 같은 어떤 필요의 두께를 가질 수 있다. 그러나, 본 발명은 기판의 어떤 특정 형태, 크기 또는 두께에 제한되지 않는다.
산업은 FPD용 대형의 얇은 유리 기판 쪽으로 가는 경향을 보인다. 지금까지, 기판 캐리어는 기판의 에지를 따라 기판을 지지하여, 캐리어 내에 적재될 때 기판의 상당한 양이 굽어지게 된다. 기판의 길이 및 폭이 증가하고 두께가 얇아짐에 따라, 기판은 종이와 같이되어, 이러한 굽어지는 문제는 커지게 된다. 650㎜ x 550㎜의 크기에 두께가 0.7㎜인 전형적인 유리 기판(124)은 기판 캐리어(100) 내에 적재된 채로 도시되어 있다.
기판 캐리어(100)는 2개의 기판 지지 랙(106)의 상부와 하부에 각각 장착된 사실상 직사각형의 상부판(102)과 사실상 직사각형의 하부판(104)을 포함한다. 각각의 지지 랙(106)은 다수의 지주판(brace plate; 110)으로 서로 평행하게 장착된 2개의 평평한 측면 랙(108)을 포함한다. 각각의 측면 랙(108)은 비교적 평평한 직사각형의 틀을 형성하는 (도2의) 상부 빔(114) 및 하부 빔(116)에 일체로 장착된 2개의 지지 기둥(112)을 포함한다. 이러한 방식으로, 각각의 지지 랙(106)은 2개의 상부 빔(114) 및 2개의 하부 빔(116)과 지주판(110)을 사용하여 사실상 서로 평행하게 장착된 2개의 직사각형의 측면 랙(108)을 포함한다. 다수의 나사 또는 어떤 다른 적당한 종류의 체결 수단을 이용하여 상부판(102)은 4개의 상부 빔(114)에 장착되고 하부판(104)은 4개의 하부 빔(114)에 장착되어, 지지 랙(106)은 사실상 서로에 대해서 정렬된다. 도1에 도시된 바와 같이, 기판 캐리어(100)는 기판(124)과 같은 하나 이상의 직사각형 기판을 수납 및 지지하기 위하여 개방된 전면 단부(120) 및 개방된 후면 단부(122)를 갖는 개방된 상자 같은 구조를 형성한다. 단지 하나의 기판(124)이 명확한 이해를 목적으로 도시되어 있지만, 하나 이상의 기판이 기판 캐리어(100) 내에 삽입될 수 있음을 이해할 수 있다.
양호한 실시예에서, 다수의 지지 아암(126)은 각 지지 랙(106)의 각 지지 기둥(112)에 일체로 장착되어, 그에 의해서 각 지지 기둥(112)을 위해 기판 캐리어(100)의 하부에서 상부로 연장된 직교면 내에 정렬된 지지 아암(126)의 적층을 형성한다. 각각의 지지 아암(126)은 해당되는 지지 기둥(112)에서부터 기판 캐리어(100)의 내부로 수평 연장된 빔 형태인 통상의 아암이다. 각각의 지지 아암(126)은 양호하게는 상부 및 하부판(102, 104)에 평행한 기준이 되는 수평면을 따라 동일한 측면 랙(108)의 대향 지지 기둥(112) 위의 하나의 다른 지지 아암(126)에 정렬된다.
그 각각이 대향 지지 기둥(112) 사이에 매 2개씩 정렬된 지지 아암(126) 사이에 장착된 다수의 지지 로드(support rod; 128)가 구비된다. 또한 각각의 지지 아암(126)은 양호하게는 동일한 지지 랙(106)의 인접한 측면 랙(108)의 하나의 다른 지지 아암(126)과 수평으로 정렬되며, 상기 하나의 다른 지지 아암(126) 자신은 대향하는 지지 기둥(112) 위에 하나의 또 다른 지지 아암(126)과 수평하게 정렬되며, 이들 대향 지지 아암(126)은 사이에 장착된 지지 로드(128)를 갖는다. 더욱이, 지지 랙(106) 둘 모두는 서로 정렬되어 있어, 8개의 지지 아암(126)과 4개의 해당 지지 로드(128)로 구성된 그룹은 하나의 수평면에 정렬되고, 다른 8개의 지지 아암(126)과 4개의 해당 지지 로드(128)는 제2의 평행 수평면에 정렬되는 등, 기판 캐리어(100) 내에 (도2의) 다수의 평행한 슬롯(slot; 130)들을 형성한다. 8개의 지지 아암(126)과 각 슬롯(130)의 4개의 해당 지지 로드(128)로 구성된 그룹의 각각을 기판 지지부(132)라고 칭한다. 따라서, 4개의 기판 지지부(132)는 각각의 슬롯(130)에 제공되고, 따라서 각각의 기판(124)에 제공된다.
하나 이상의 기판(124)이 기판 캐리어(100) 내에 적재된 후에, 전면 체결 조립체(134) 및 후면 체결 조립체(136)를 포함하는 기판 정렬기는 기판을 정렬된 위치로 체결 및 구속하기 위해서 제공된다. 이러한 기판 정렬기는 여기에서 동일의 발명자와 동일의 양수인을 갖고 현재 개시된 "기판 캐리어용 정렬기"의 명칭으로 1995년 11월 27일자로 출원된 미국 특허 출원 제08/563,134호의 관련된 특허 출원에 설명되고, 이는 여기에서 참조로 사용된다.
도2는 도1의 기판 캐리어(100)의 정면도이다. 도2는 기판 지지부(132)에 의해 형성된 각각의 평행한 슬롯(130)을 보다 명확하게 도시하고 있다. 도시된 실시예에서, 본 발명이 특정 수의 슬롯(130)을 고려하고 있지만, 20개까지의 기판(124)을 지지하기 위하여 20개의 이러한 슬롯이 포함된다. 또한 도2는 직사각형의 측면 랙(108)이 2개의 측면 지지 기둥(112)과 상부 빔(114) 및 하부 빔(116)으로부터 형성된 양호한 실시예를 보다 명확하게 도시하고 있다. 최하부의 슬롯은 보다 두꺼운 지지 아암(200)을 포함하고, 측면 랙(108)을 위한 추가의 기계적 지지부를 구비하기 위해 아암(200)과 하부 빔(116) 사이에 장착된 지지 빔(202)을 추가로 포함한다. 지지 아암(126)의 각각은 외팔보로 되어 있으며, 양호하게는 그의 해당 지지 기둥(112)에 일체로 장착되고 해당 슬롯(130)의 기판 캐리어(100)의 내부로 연장되어 있다. 따라서, 지지 아암(126, 200)의 각각은 위치(206)에 도시된 바 대로 기판(124)을 그들의 중심에 가깝게 지지하기에 충분히 내향 연장되어 있다. 이는 기판을 측면 에지에서 또는 측면 에지 근처에서 단순히 지지함으로써, 기판이 중심선(204)에 의하여 지시된 그것의 중심 쪽으로 구부러지게 하는 종래의 기술과 대조적인 면이다. 이는 대형의 얇은 기판에 있어서는 특히 사실로 나타난다. 기판(124)을 그들 중심 쪽에 가깝게 지지하는 것은 이러한 굽어짐을 현저하게 줄인다. 양호한 실시예에서, 위치(206)는 550㎜의 폭을 갖는 기판(124)에 있어서 중심선(204)에서 약 155 내지 160㎜ 정도 오프셋(offset)되어 있다. 양호하게는, 각각의 기판 지지 랙(106)과 해당되는 다수의 지지 아암(126)은 경량인 동시에 우수한 강성을 구비하기 위하여 알루미늄으로 만들어진다. 그러나, 기판(124)을 지지하기에 충분한 강성을 구비한 어떤 재료도 고려될 수 있다.
비록 알루미늄이 기판(124)을 지지하기 위하여 지지 아암(126, 200)이 충분한 강성을 구비하여도, 알루미늄은 기판 표면의 긁힘에 대한 증가된 위험성이 있기 때문에 기판과 접촉하기에 이상적이지 않다. 기판(124) 표면의 긁힘에 대한 위험성을 감소시키기 위해, 기판(124)을 인터페이스하여 지지하기 위한 지지 로드(128)가 구비된다. 특히, 지지 로드(128)는 기판(124)을 인터페이싱하기 위하여 지지 아암(126, 200)의 단부에 장착된다. 양호하게는, 각각의 지지 로드(128)는 기판(124)을 인터페이싱하기 위하여 충분한 화학, 마모 및 기계적 특성을 갖는 플라스틱 재료로 만들어진다. 양호한 실시예에서, 기판(124)은 유리여서 로드 지지부는 양호하게는 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 등과 같은 열가소성 재료로 구성된다. 물론, 충분한 화학, 마모 및 기계적 특성을 갖는 어떤 재료도 사용될 수 있다.
도3은 도2에 도시된 기판 지지부(132)의 지지 아암(126, 200) 및 지지 로드(128)의 상세도이다. 통상, 지지 로드(128)는 기판(124)을 보호하기 위하여 지지 아암(126)보다 두껍고 지지 아암(126)의 위와 아래에 연장되도록 장착되어 있다. 양호한 실시예에서, 지지 아암(126)은 양호하게는 약 4㎜의 두께를 갖는 한편, 지지 로드(128)는 6㎜ 이상, 양호하게는 약 6.35㎜의 원주를 갖는 라운드형이다. 최하부 지지 아암(200)에 대해서, 지지 로드(128)는 기판(124)과 접촉을 방지하기 위하여 지지 아암(200)의 위에 연장되도록 장착되어 있다.
도4는 상부판(102)이 제거된 도1의 기판 캐리어(100)의 평면도이다. 도시된 바와 같이, 기판(124)은 기판 캐리어(100)의 측면들 사이에 연장된 약 550㎜의 폭을 갖는다. 기판(124)은 기판 캐리어(100)의 전면에서 후면으로 연장된 중심선(400)에 대해 대략 중심에 놓여진 2개의 측면 에지(124c, 124d)를 갖는다. 또한, 기판(124)은 전면 에지(124a)와 후면 에지(124b)를 갖고, 기판 캐리어(100)의 전면과 후면 사이에 연장된 약 650㎜의 길이를 갖는다. 기판(124)의 전면 및 후면 에지(124a, 124b)는 양호하게는 기판 캐리어(100)의 한 측면에서 다른 측면으로 연장된 또 하나의 중심선(402)에 대해 정렬되고 중심에 놓인다.
양호하게는, 기판 지지 랙(106)은 중심선에서 평행하나 그에 오프셋되어 정렬되고, 중심선(402)에 가장 가까운 지지 랙(106) 각각의 측면 랙(108)은 중심선(402)에서부터 약 100㎜ 정도 오프셋되어 장착되어 있다. 기판 지지 랙(106) 둘 모두의 2개의 측면 랙(108)은 서로에 대해 약 150㎜ 떨어져 장착되어 있어, 각 기판 지지 랙(106)에 대해 가장 멀리 떨어진 측면 랙(108)은 중심선(402)에서 약 250㎜ 정도 오프셋되어 있다. 또한, 지지 로드(128)의 각각은 길이가 약 150㎜이다. 지지 로드(128)의 각각은 약 150㎜ 오프셋된 위치에서 중심선과 평행하게 정렬되어 있다. 4개의 지지 로드(128)는 각각의 기판(124)을 지지하기 위하여 구비되어 있다. 따라서, 지지 로드(128)의 각각은 측면 에지(124c, 124d)와 평행하게 정렬되고, 각각의 기판(124)에 대해서, 2개의 지지 로드(128)는 동일 직선상에 있으며 측면 에지(124c)로부터 약 115 내지 120㎜ 오프셋되어 있으며, 다른 2개의 지지 로드(128)는 동일 직선상에 있으며 측면 에지(124d)로부터 약 115 내지 120㎜ 오프셋되어 있다. 도4에 도시된 바와 같이, 4개로 구성된 각 그룹의 2개의 지지 로드(128a, 128b)는 기판(124)의 중심선(402)에서 155 내지 160㎜ 정도 오프셋된 선(404)을 따라 동일 직선상에 정렬된다. 또한, 다른 2개의 지지 로드(128c, 128d)는 기판(124)의 중심선(402)에서 155 내지 160㎜ 오프셋된 선(406)을 따라 동일 직선상에 정렬된다.
도5는 각 슬롯(130)을 위한 각 기판 지지 랙(106)과 해당되는 정렬된 지지 로드(128)를 도시한 기판 캐리어(100)의 측면도이다.
도6은 종래 기술에 의한 기판(600)용 지지 시스템의 측면도이다. 2개의 지지부(602, 606)는 기판(600)의 지지를 위해 통상 구비되고, 여기에서 지지부(602)는 기판(600)의 한 쪽 에지(600a)에 비교적 가까운 지지 접촉선(604)을 따라 배치되고, 지지부(606)는 기판(600)의 다른 쪽 에지(600b)에 비교적 가까운 지지 접촉선(608)을 따라 배치된다. 이러한 종래의 기술에 의한 지지 방법은 기판(600)이 중력으로 인해 굽어지도록 한다. 이러한 굽어짐은 기판(600)의 중심 또는 그 근처에서 가장 크다. 기판(600)이 650㎜ x 550㎜, 700㎜ x 1000㎜, 850㎜ x 1050㎜ 등의 대형의 크기를 갖고 1.1㎜ 내지 0.7㎜ 등의 얇은 두께를 가질수록, 기판 고유의 기계적 강도는 감소하고 중력에 더 쉽게 영향을 받게 된다. 이는 기판(600)의 굽어짐을 증가시키게 한다. 이러한 굽어짐은 많은 이유에서 바람직하지 않다. 기판(600)에서의 굽어짐은 유리의 내부뿐만 아니라 기판의 표면 및/또는 내부 층을 따라 장착된 축소 회로를 형성하는 다양한 금속 및 가공 재료의 얇은 층 및/또는 필름의 내부에 잔류 응력을 발생시킨다. 이러한 응력은 전형적으로 1 미크론의 영역 내에 있는 얇은 층에 손상 가능성을 증가시킨다. 이러한 손상은 종종 기판을 사용할 수 없게 한다. 더욱이, 손상 가능성의 증가는 기판(600)의 전체적인 산출량을 감소시킨다.
도7A 및 도7B는 본 발명에 의한 기판(700)의 지지 시스템을 설명하는 도면이다. 도7A는 기판(700)을 지지하기 위해 구비된 2개의 지지부(702, 706)를 도시한 측면도이다. 지지부(702)는 기판(700)의 중심선(710)에 대해 에지(700a)로부터 오프셋된 위치에서 에지와 평행한 지지 접촉선(704)을 따라 배치되어 있다. 마찬가지로, 지지부(706)는 기판(700)의 중심선(710)에 대해 에지(700b)로부터 오프셋된 위치에서 에지와 평행한 또 다른 지지 접촉선(708)을 따라 배치되어 있다. 양호하게는, 중심선(710)과 지지 접촉선(704, 708)사이의 오프셋은 같다. 특정의 오프셋은 굽어짐을 줄이기 위하여 기판(700) 위의 불연속의 점 또는 선을 정의하기 위하여 유한 요소 해석에 의해 결정된다. 지지 접촉선(704, 708)은 기판(700)을 위한 최적의 지지 접촉선들을 나타낸다. 그러나, 특정의 기판에 대해 기판의 전체 표면을 따라 수용할 수 있는 수준으로 굽어짐의 양이 감소되는 범위가 결정된다. 예를 들어, 지지 접촉선(704)의 어느 2개의 오프셋된 선(712a, 712b)과 지지 접촉선(708)의 어느 2개의 오프셋된 선(714a, 714b)은 지지부(702, 706)의 각각을 위해 수용할 수 있는 범위를 나타낸다. 도7B는 지지부(702, 706)가 기판(700)의 전체 길이를 따라 연장될 수 있는 것을 도시한 평면도이다.
한 쌍의 지지부(702, 706)는 4개의 기판 지지부(132)로 구성된 하나의 그룹 대신에 기판 캐리어(100) 내에서 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 단일 지지 로드 또는 빔은 지지 로드(128)의 각 쌍을 대신하고 기판(124)의 길이를 따라 연장된다. 지지부(702, 706)는 기판(124)을 인터페이싱하기에 충분한 화학, 마모 및 기계적 특성을 갖는 플라스틱 재료와 같은, 지지 로드(128)와 유사한 재료로 만들어진다. 지지부(702, 706)는 양호하게는 PEEK 등과 같은 열가소성 재료로 만들어진다. 2개의 지지 아암(126)과 같은 2개의 지지 아암은 기판(124)을 위한 필요한 지지 위치 내에 지지부(702, 706)를 유지하기 위하여 각 지지부(702, 706)의 어느 단부 위에 장착된다. 이러한 방식으로, 단지 4개의 이러한 지지 아암(126)이 각 기판을 위한 8개의 지지 아암 대신에 사용된다.
도1 내지 도5에 도시된 기판(124)은 양호하게는 약 0.7㎜의 두께를 갖는 550㎜ x 650㎜의 기판이다. 기판(124)은 서로에 대해 약 315㎜ 정도 이격된 지지 접촉선을 따라 지지될 수 있고 650㎜의 측면 에지와 평행한 중심선에 대해 중심에 위치될 수 있도록 결정된다. 이러한 최적의 지지 접촉선들은 기판(124)의 전체 표면을 따라 1㎜보다 작은 굽어짐을 가지고 기판(124)을 지지한다. 그러나, 다른 실험으로부터, 각각의 지지 접촉선이 25㎜ 폭의 또는 최적의 지지 접촉선의 어느 한 쪽 측면으로 12.5㎜의 수용할 수 있는 지지범위 내에 그 중심에 놓여지는 것을 알 수 있다. 따라서, 상기 영역의 어떠한 위치에 놓여진 평행한 지지부는 기판(124)의 전체 표면을 따라 1㎜ 보다 작게 감소된 굽어짐을 가져온다. 도7B에 도시된 기판(700)에 대하여, 상기 영역은 선(712a, 712b)사이에 그리고 선(712c, 712d) 사이에서 정의된다.
또한, 실험은 평행한 지지 접촉선이 기판의 전체 길이를 따라 연장될 필요가 없는 것을 나타낸다. 사실상, 지지 접촉선은 전체 지지 접촉선의 총 35% 내지 50%인 불연속 부분으로 분할될 수 있다. 예를 들어, 기판(124)의 각 지지 접촉선의 길이는 650㎜이다. 각 지지 로드(128)는 길이가 약 150㎜이고 지지 접촉선마다 약 300㎜의 전체 길이가 되며, 이는 접촉되는 전체 지지 접촉선 각각의 약 45%이다.
본 발명에 의한 기판 지지 시스템은, 특히 유리 FPD용 기판의 지지 및 처리 공정에 많은 이점을 제공한다. 기판의 굽어짐을 최소화하여, 유리 내의 응력 및 필름에 가해진 응력은 사실상 줄어들어, 기판의 산출량 및 성능을 증가시킨다. 기판은 보다 작고 정밀하고 예상 가능한 면에서 유지되며, 적재용 로봇 유닛과 같은 자동화 공정 장비를 가능하게 한다. 자동화 공정 시스템은 보다 작고 빈틈없는 공차의 기판면에서 작동할 수 있고, 따라서 보다 대형의 기판면을 수용할 필요가 없다. 자동화 공정 시스템은 캐리어에서 기판을 제거하기 위해 들어올리는 변위를 추가로 줄일 수 있다. 종래의 기술에서, 예를 들어 로봇 시스템은 기판을 그의 굽어진 위치로부터 들어올리기 위해 추가된 거리만큼 기판을 변위시켜야만 했다. 이러한 증가된 변위는 증가된 이동 능력을 갖는 로봇이 필요하기 때문에 자동화 비용에 추가된다. 더욱이, 기판은 본 발명에 의한 지지 시스템의 사용으로 굽어지지 않기 때문에, 각 기판의 에지는 기판의 상부 및 하부 표면에 뚜렷하게 수직이고, 그에 의해서 정렬을 위해 에지의 위치를 보다 좋게 형성한다.
비록 본 발명의 시스템 및 방법이 양호한 실시예와 관련하여 서술되었으나, 여기에서의 특정적인 형태에 한정되는 것이 아니라, 그와 반대로, 첨부된 청구항에 의해 정의된 발명의 요지 및 영역 내에 합리적으로 포함될 수 있는 이러한 다른 방도, 수정 및 등가물까지 포함하려는 것이다.

Claims (19)

  1. 기판 캐리어 내에 적어도 하나의 기판을 지지하기 위한 기판 지지 장치에 있어서,
    기판의 중심선에 평행하고 그로부터 오프셋된 제1 지지 접촉선을 따라 기판의 한 측면을 지지하도록 위치된 제1 지지 로드와,
    기판의 상기 중심선에 평행하고 그로부터 오프셋된 제2 지지 접촉선을 따라 기판의 다른 한 측면을 지지하도록 위치된 제2 지지 로드와,
    상기 제1 및 제2 지지 로드의 각각에 장착되고 기판 캐리어에 장착하기 위한 적어도 하나의 로드 지지 부재를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 지지 접촉선은 기판이 최소의 굽어지는 양으로 지지되도록 기판의 유한 요소 해석에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 기판 지지 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 로드 지지 부재는 상기 제1 및 제2 지지 로드의 각각을 위해 상기 제1 및 제2 지지 로드의 각 단부에 장착된 2개의 외팔보를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 장치.
  3. 제1항에 있어서, 다수의 기판을 지지하기 위해 해당되는 다수의 제1 및 제2 지지 로드와 해당되는 다수의 로드 지지 부재를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 다수의 로드 지지 부재는 상기 제1 및 제2 지지 로드의 각각을 위해 상기 다수의 제1 및 제2 지지 로드의 해당되는 하나의 각 단부들에 장착된 2개의 외팔보를 갖는 것을 특징으로 하는 기판 지지 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 다수의 로드 지지 부재의 각각은 알루미늄으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 기판 지지 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 지지 로드는 열가소성 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 기판 지지 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 지지 로드는 기판의 전체 길이를 각각 지지하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 장치.
  8. 기판 캐리어 내에 적어도 하나의 기판을 지지하기 위한 기판 지지 장치에 있어서,
    기판의 중심선에 평행하고 그로부터 오프셋된 제1 지지 접촉선을 따라 기판의 한 측면을 지지하도록 위치된 제1 및 제2 지지 로드와,
    기판의 상기 중심선에 평행하고 그로부터 오프셋된 제2 지지 접촉선을 따라 기판의 다른 한 측면을 지지하도록 위치된 제3 및 제4 지지 로드와,
    상기 제1, 제2, 제3 및 제4 지지 로드의 각각에 장착되고 기판 캐리어에 장착하기 위한 적어도 하나의 로드 지지 부재를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 지지 접촉선은 기판이 최소의 굽어지는 양으로 지지되도록 기판의 유한 요소 해석에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 기판 지지 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 로드 지지 부재는 상기 지지 로드의 각각을 위해 상기 제1 및 제2 지지 로드의 각 단부에 장착된 2개의 외팔보를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 로드 지지 부재는 알루미늄으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 기판 지지 장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 제1 및 제2 지지 로드는 상기 제1 지지 접촉선의 절반보다 짧은 결합된 길이를 갖고, 상기 제3 및 제4 지지 로드는 상기 제2 지지 접촉선의 절반보다 짧은 결합된 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 기판 지지 장치.
  12. 제8항에 있어서, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 지지 로드는 열가소성 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 기판 지지 장치.
  13. 제8항에 있어서, 다수의 기판을 지지하기 위해 해당되는 다수의 제1, 제2, 제3 및 제4 지지 로드와 해당되는 다수의 로드 지지 부재를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지 장치
  14. 서로에 대해 이격된 상태로 다수의 기판을 지지하기 위한 기판 캐리어에 있어서,
    하우징과,
    각 기판의 각 측면 위에 각 기판의 중심선에서부터 어느 한 쪽에 평행하고 오프셋된 제1 및 제2 지지 접촉선을 따라 각 기판의 양 측면을 지지하도록 위치된 다수의 지지 로드와,
    상기 다수의 지지 로드의 해당되는 하나에 장착되고 상기 하우징에 장착되는 다수의 로드 지지 부재를 포함하며,
    상기 지지 접촉선은 기판이 최소의 굽어지는 양으로 지지되도록 기판의 유한 요소 해석에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  15. 제14항에 있어서, 상기 다수의 로드 지지 부재는 상기 다수의 지지 로드의 각각을 위해 2개의 로드 지지 부재를 포함하는 기판 지지 랙 위에 일체로 장착되는 것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  16. 제15항에 있어서, 상기 기판 지지 랙은 상기 제1 지지 접촉선에 해당하는 2개의 로드 지지 부재와 상기 제2 지지 접촉선에 해당하는 2개의 로드 지지 부재를 포함하는 각 기판을 위한 4개의 로드 지지 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  17. 제16항에 있어서, 상기 기판 지지 랙은 2개의 측면 랙을 추가로 포함하고, 상기 2개의 측면 랙의 각각은 각 기판의 상기 제1 및 제2 지지 접촉선에 각각 해당하는 상기 4개의 로드 지지 부재 중의 각 2개를 장착하기 위한 것이고, 상기 다수의 지지 로드는 상기 2개의 측면 랙 사이에 장착되는 것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  18. 제17항에 있어서, 상기 2개의 측면 랙의 각각은 상부 빔 및 하부 빔 사이에 장착된 2개의 지지 기둥을 추가로 포함하고, 상기 지지 기둥의 각각은 각 기판의 어떤 한 측면 위에 상기 4개의 로드 지지 부재 중의 상기 2개에 일체로 장착되는 것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
  19. 제18항에 있어서, 상기 다수의 로드 지지 부재는 기판 캐리어의 전면 및 후면 쪽으로 각각 위치된 2개의 기판 지지 랙 위에 일체로 장착되고, 상기 다수의 지지 로드 중의 4개는 각 기판을 지지하기 위해 구비된 것을 특징으로 하는 기판 캐리어.
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