KR100566324B1 - 평판표시소자 제조장치의 리프트 핀 모듈 - Google Patents

평판표시소자 제조장치의 리프트 핀 모듈 Download PDF

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최준영
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이창근
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Abstract

본 발명은 평판표시소자 제조장치에 설치되어 기판을 승강하게 하는 리프트 핀 모듈에 있어서, 상기 리프트 핀 모듈은, 챔버 하벽에 마련되고 복수개의 리프트 핀으로 구성되되 제1 리프트 핀의 상부 영역에 마련되는 제2 리프트 핀이 소정거리만큼 수평 방향으로 유동할 수 있도록 구비되어 제2 리프트 핀이 전극의 리프트 핀 홀 열변형 비율에 따라 상응적으로 유동하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치의 리프트 핀 모듈에 관한 것이다.
평판표시소자 제조장치, 리프트 핀 모듈, 제1, 2 리프트 핀, 핀 결합구, 수용 홈, 삽입 돌기, 열변형

Description

평판표시소자 제조장치의 리프트 핀 모듈{Lift pin module of FPD manufacturing machine}
도 1은 종래의 평판표시소자 제조장치의 리프트 핀을 도시한 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리프트 핀 모듈이 구비된 평판표시소자 제조장치를 도시한 측단면도이다.
도 3은 상기 평판표시소자 제조장치의 리프트 핀 모듈 분해 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 상기 평판표시소자 제조장치의 리프트 핀 모듈을 작동 상태를 도시한 부분 확대 단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
114 : 하부전극
116 : 리프트 핀 홀(Lift pin hole)
120 : 리프트 핀 모듈(Lift pin module)
122a, 122b : 상, 하부 플랜지 124 : 벨로우즈(Bellows)
126a, 126b : 제1, 2 리프트 핀 128 : 수용 홈
130 : 핀 결합구 130a : 삽입 돌기
132 : 핀 결합구 고정부재
본 발명은 평판표시소자 제조장치의 리프트 핀 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판의 반입 또는 반출시 이 기판의 반입 또는 반출 높이까지 승강하는 평판표시소자 제조장치의 리프트 핀 모듈에 관한 것이다.
일반적으로, 평판표시소자 제조장치는 내부에 평판표시소자 기판을 반입시키고, 플라즈마 등을 이용하여 식각 등의 처리를 실시하는데 사용된다. 이때, 평판표시소자(Flat Panel Display)는 액정 표시소자(Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 소자(Plasma Display Panel), 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Diodes) 등을 말하며, 이러한 평판표시소자 제조장치 중 진공처리용 장치는 일반적으로 로드락(Load lock) 챔버, 반송 챔버 및 공정 챔버의 3개의 진공 챔버로 구성된다.
여기서, 상술한 로드락 챔버는 대기압 상태와 진공 상태를 번갈아 가면서 외부로부터 처리되지 않은 기판을 받아들이거나 처리가 끝난 기판을 외부로 반출하는 역할을 하며, 상술한 반송 챔버는 기판을 각 챔버들 간에 반송하기 위한 운송 로봇이 구비되어 있어서 처리가 예정된 기판을 로드락 챔버에서 공정 챔버로 전달하거나, 처리가 완료된 기판을 공정 챔버에서 로드락 챔버로 전달하는 역할을 하며, 상술한 공정 챔버는 진공 중에서 플라즈마를 이용하거나 열 에너지를 이용하여 기판상에 막을 성막하거나 에칭을 수행하는 역할을 한다.
종래의 평판표시소자 제조장치는 도 1에 도시된 바와 같이 그 내부는 진공 상태와 대기압 상태를 반복적으로 유지하면서 외부와 접촉되며, 내부에서 공정 처리가 수행되는 챔버(10)와, 상술한 챔버(10)내 상부 영역에 마련되는 상부전극(12)과, 상술한 상부전극(12)과 이격된 하부 영역에 마련되어 기판(S)이 적재되는 하부전극(14)으로 구성된다.
상술한 상부전극(12)은 최하단에 공정 가스가 기판(S)에 분사되는 샤워 헤드(Shower head)가 구비된다.
상술한 하부전극(14)은 외벽과 상부 영역 가장자리부에 플라즈마로부터 이 하부전극(14)을 보호하는 절연판(도면에 미도시)이 전극의 둘레를 감싸도록 한 다음 다수개의 볼트에 의해 상면 가장자리부와 측면 및 저면에서 각각 체결된다.
그리고 상술한 챔버(10)의 소정 부분에는 기판(S) 처리에 이미 사용된 처리 가스와 그 부산물 등을 제거하는 배기수단(도면에 미도시)이 더 구비된다. 물론 이 배기수단은 챔버(10) 내부를 진공분위기로 형성시키기 위하여 챔버(10) 내부의 기체를 배기하는 경우에도 사용된다.
여기서, 상술한 하부전극(14)의 가장자리 영역에는 이 하부전극(14)에 탑재된 기판(S)의 가장자리를 지지하도록 하부전극(14)을 두께 방향으로 관통하여 형성된 다수개의 리프트 핀 홀(16)을 통과할 수 있도록 소정 간격을 갖는 다수개의 리프트 핀(Lift pin : 20)을 구비시켜 이 리프트 핀(20)이 그 리프트 핀 홀(16)을 따라 상승 및 하강하면서 기판(S)을 들어올리거나 챔버(10)의 내부로 반입된 기판(S)을 하부전극(14) 상에 위치시키는 역할을 하게 된다.
즉, 상술한 리프트 핀(20)은 챔버(10) 외부에서 운송 수단에 의하여 반입된 기판(S)을 소정 높이 만큼 들어올린 후, 운송 수단이 챔버(10) 밖으로 퇴피하면 그 기판(S)을 하강시켜 하부전극(14) 상에 적재하는 역할을 한다.
이때, 상술한 리프트 핀(20)은 하나의 하부전극(14)에 다수개가 구비되지만, 다수개의 리프트 핀(20)이 동시에 상승하거나 하강하여야 한다. 따라서, 상술한 하부전극(14) 외부 하측에 다수개의 리프트 핀(20) 전체와 결합하는 리프트 핀 플레이트(30)가 마련되고, 이 리프트 핀 플레이트(30)를 별도의 구동수단(도면에 미도시)에 의해 상승시킴으로써 이 구동수단에 의해 다수개의 리프트 핀(20)이 동시에 상승하게 된다.
한편, 상술한 리프트 핀(20)은 다수개가 챔버(10)의 하벽을 관통하여 이 챔버(10)의 하측까지 연장되도록 위치되며, 각각의 리프트 핀(20)의 하부 영역에 고정되도록 구비되는 리프트 핀 플레이트(30)는 챔버(10) 하측 외부에 구비되는 것이다.
이러한 리프트 핀(20)은 리프트 핀 플레이트(30)에 구동수단의 상승력을 부가하여 이 리프트 핀 플레이트(30)에 고정된 리프트 핀(20)을 상승하게 하지만 하강할 경우에는 구동수단의 구동력에 의해 하강하는 것이 아니고 자중에 의해 리프트 핀(20)이 원위치로 복귀하는 것이다.
여기서, 상술한 리프트 핀(20)에서 챔버(10)의 하측으로 노출되는 부분 즉, 상술한 챔버(10)의 저면과 리프트 핀 플레이트(30)의 사이에 노출되는 리프트 핀(20)을 감싸도록 벨로우즈(Bellows : 32)가 마련된다.
이러한 벨로우즈(32)는 다수개의 리프트 핀(20) 상승시 수축하게 되고 이 리 프트 핀(20)의 하강시 이완하게 되며, 챔버(10) 내부의 진공 상태를 유지하게 하는 기능을 하게 된다.
그러나 상술한 하부전극(14)의 리프트 핀 홀(16)은 공정 처리에 따른 온도 변화에 따라 형상이 변형되므로 이 리프트 핀 홀(16)의 직경을 확대시킬 필요가 요구되지만 제품의 성능상 불가피하며, 상술한 리프트 핀(20)과 리프트 핀 플레이트(30)의 구비 위치 공간이 서로 다르므로 상술한 리프트 핀(20) 또한 휨이 발생하여 상술한 리프트 핀(20)과 리프트 핀 플레이트(30) 및 리프트 핀(20)과 하부전극(14) 등에서 서로 다른 열변형으로 인해 상술한 리프트 핀(20)이 하부전극(14)의 리프트 핀 홀(16)에 변형된 상태로 끼여 자중에 의해 하강하지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 상술한 하부전극(14) 상에 정전기력에 의해 기판(S)을 흡착하는 정전척(ESC : 도면에 미도시)을 구비할 경우, 리프트 핀 홀(16)로 침투하는 가스로 하여금 기판(S)의 공정 처리시 이상 방전 현상이 발생하며, 이를 대처하기 위해 리프트 핀(20)의 실링(Sealing) 처리를 실시할 경우 승강수단에 의한 리프트 핀(20)의 이동을 구속하여야 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 상하부 중 상부의 제2 리프트 핀을 유동할 수 있게 마련하여 온도차에 의해 리프트 핀에 변형이 발생하여도 리프트 핀 홀에서 제2 리프트 핀의 하강이 용이할 수 있게 한 평판표시소자 제조장치의 리프트 핀 모듈을 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 평판표시소자 제조장치에 설치되어 기판을 승강하게 하는 리프트 핀 모듈에 있어서, 상기 리프트 핀 모듈은, 챔버 하벽에 마련되고 복수개의 리프트 핀으로 구성되되 제1 리프트 핀의 상부 영역에 마련되는 제2 리프트 핀이 소정거리만큼 수평 방향으로 유동할 수 있도록 구비되어 제2 리프트 핀이 전극의 리프트 핀 홀 열변형 비율에 따라 상응적으로 유동함으로써, 상술한 전극의 리프트 핀 홀이 열변형에 따라 변형되어도 자중에 의해 제2 리프트 핀의 하강이 원활하게 이루어지므로 바람직하다.
또한, 본 발명에서의 리프트 핀 모듈은, 상기 챔버 하벽과, 그 하벽에서 소정 거리 이격된 리프트 핀 플레이트에 각각 고정되고 그 사이에 벨로우즈가 마련되는 상, 하부 플랜지 중 상기 하부 플랜지에 수직방향으로 체결되되 다수개로 이루어지며, 최상부 영역에 수용 홈이 형성되는 제1 리프트 핀; 상기 제1 리프트 핀의 수용 홈에 수용될 수 있도록 하부 영역에 삽입 돌기가 형성되는 핀 결합구; 상기 핀 결합구가 제1 리프트 핀의 수용 홈에서 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 마련되는 핀 결합구 고정부재; 상기 핀 결합구의 상부 영역에 체결되어 고정되며, 수직 방향으로 마련되는 제2 리프트 핀;으로 이루어지므로 바람직하다.
또한, 본 발명에서는 핀 결합구의 삽입 돌기 면적이 제1 리프트 핀의 수용 홈의 면적보다 작게 마련됨으로써, 상술한 핀 결합구에 결합하는 제2 리프트 핀이 제1 리프트 핀의 수용 홈과의 간격만큼 유동되므로 바람직하다.
또한, 본 발명에서는 제1 리프트 핀의 중심에서 제2 리프트 핀의 중심이 1㎜ 내에서 이동하므로 바람직하다.
이하, 본 발명의 평판표시소자 제조장치의 리프트 핀 모듈을 첨부도면을 참조하여 일 실시예를 들어 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 리프트 핀 모듈이 적용되는 평판표시소자 제조장치는 도 2에 도시된 바와 같이 그 내부는 진공 상태와 대기압 상태를 반복적으로 유지하면서 외부와 접촉되며, 내부에서 공정 처리가 수행되는 챔버(110)와, 상술한 챔버(110)내 상부 영역에 마련되는 상부전극(112)과, 상술한 상부전극(112)과 이격된 하부 영역에 마련되어 기판(S)이 적재되는 하부전극(114)으로 구성되며, 종래의 그것과 동일한 구조와 기능을 하므로 상세한 설명은 생략한다.
그리고 상술한 하부전극(114)에는 그 가장자리 영역에 이 하부전극(114)에 탑재된 기판(S)의 가장자리를 지지하도록 하부전극(114)을 두께 방향으로 관통하여 형성된 다수개의 리프트 핀 홀(116)을 통과할 수 있도록 소정 간격을 갖는 다수개의 리프트 핀 모듈(120)을 구비시켜 이 리프트 핀 모듈(120)이 그 리프트 핀 홀(116)을 따라 상승 및 하강하면서 기판(S)을 들어올리거나 하부전극(114) 상에 위치시키는 역할을 하게 된다.
상술한 리프트 핀 모듈(120)은 다수개가 구비되며, 각각의 리프트 핀 모듈 (120)을 일률적으로 승강시키고 하강시킬 수 있도록 하부 영역에 리프트 핀 플레이트(140)가 구비되고 종래와 마찬가지로 승강할 경우에는 별도의 구동수단(도면에 미도시)에 의해 실시되고 하강할 경우에는 이 리프트 핀 모듈(120)의 자중에 의해 실시된다.
상술한 리프트 핀 모듈(120)은 도 3에 도시된 바와 같이 상, 하부 플랜지(122b, 122a); 벨로우즈(124); 제1, 2 리프트 핀(126a, 126b); 핀 결합구(130); 핀 결합구 고정부재(132)로 구성된다.
상술한 상, 하부 플랜지(122b, 122a)는 원판 또는 사각판 형상으로 하부 플랜지(122a)는 리프트 핀 플레이트(140)에 볼트 체결되고, 상부 플랜지(122b)는 이 하부 플랜지(122a)와 수직선상에 마련되는 챔버(110)의 하벽에 볼트 체결된다.
여기서, 상술한 상부 플랜지(122b)는 챔버(110)의 하벽과 기밀을 유지하기 위해 그 상부 플랜지(122b)와 챔버(110)의 하벽과의 접촉면에 오링(O-ring)인 기밀유지부재가 개재된다.
그리고 상술한 상, 하부 플랜지(122b, 122a)의 사이에는 벨로우즈(124)의 상단과 하단이 그 상, 하부 플랜지(122b, 122a) 사이의 기밀을 유지할 수 있도록 각각 고정되어 마련되며, 위치에 따라 수축 또는 이완할 수 있도록 고무재 등으로 마련된다.
상술한 제1 리프트 핀(126a)은 수직 방향으로 다수개가 나선 체결 또는 억지 끼워 맞춤으로 체결되어 하나로 이루어지되 하부 영역은 하부 플랜지(122a)의 상부 영역 중심부에 최하단이 나선 체결 또는 억지 끼워 맞춤에 의해 고정되며, 최상단 은 직경이 확대되는 단차부가 형성되고 그 단차부의 상부 영역에 타원형의 수용 홈(128)이 형성된다. 그리고 단차부의 외주면에는 수나사가 형성된다.
상술한 핀 결합구(130)는 단차진 형상으로 형성되되 하단은 삽입 돌기(130a)로 상단의 직경보다 축소된 직경을 갖으며, 상술한 삽입 돌기(130a)는 타원형으로 형성되고 제1 리프트 핀(126a)의 수용 홈(128)에 삽입될 수 있도록 이 수용 홈(128)의 면적보다 작은 상태로 마련된다.
여기서, 상술한 수용 홈(128)과 이 수용 홈(128)에 삽입되는 핀 결합구(130)의 삽입 돌기(130a)는 적정 간격인 "ℓ" 만큼 축소된 상태로 마련되며, 그 이격 거리는 1㎜ 내외이다. 그러므로 상술한 수용 홈(128)에 삽입되는 핀 결합구(130)는 1㎜ 내외에서 전후좌우인 수평 방향으로 유동하게 된다.
상술한 핀 결합구 고정부재(132)는 하부가 개구된 원통 형상으로 내주면 하단은 상술한 제1 리프트 핀(126a)의 외주면에 마련되는 수나사에 체결될 수 있도록 암나사가 형성되고, 상부 영역 중심부에는 제2 리프트 핀(126b)이 삽입될 수 있도록 관통 구멍이 형성된다.
여기서, 상술한 핀 결합구 고정부재(132)는 제2 리프트 핀(126b)의 수용 홈(128)에 삽입되는 핀 결합구(130)의 이탈을 방지하기 위해 그 제2 리프트(126b)의 최상단에 체결된다.
상술한 제2 리프트 핀(126b)은 직립된 핀으로 상술한 핀 결합구(130)의 상부 영역 중심부에 홀이 형성되고 그 홀에 삽입되며, 최하단이 핀 결합구(130)의 중앙부에 삽입되어 나선 체결 또는 억지 끼워 맞춤에 의해 고정된다.
그러므로 본 발명의 평판표시소자 제조장치의 리프트 핀 모듈의 작동 상태는 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 외부의 운송 수단(도면에 미도시)에 의해 적정 높이로 기판(S)이 챔버(110)의 내부로 반입되면 상술한 리프트 핀 모듈(120)의 제2 리프트 핀(126b)의 최선단은 하부전극(114)의 상부 영역과 일치한 상태로 위치되어 있다가 각각 리프트 핀 모듈(120)의 하부 영역에 마련되는 리프트 핀 플레이트(140)를 구동수단의 구동에 의해 상승하게 하면 챔버(110)의 하벽에 고정된 상부 플레이트(122b)의 내주면을 따라 제1, 2 리프트 핀(126a, 126b)은 상승하게 되며, 벨로우즈(124) 또한 수축된다.
그 후, 상술한 제1, 2 리프트 핀(126a, 126b) 중 상부에 마련되는 제2 리프트 핀(126b)이 상승하여 적정 높이로 챔버(110) 내부에 반입된 기판(S)의 저면에 접촉하여 점 지지하면 운송 수단은 챔버(110) 외부로 빠져나간다.
그리고 상술한 기판(S)이 점 지지된 제1, 2 리프트 핀(126a, 126b)은 하강하여 기판(S) 저면이 하부전극(114) 상에 접한 상태로 안착된다.
이때, 상술한 제2 리프트 핀(126b)은 제1 리프트 핀(126a)에서 소정 거리만큼 유동할 수 있도록 이 제2 리프트 핀(126b)의 하단에 핀 결합구(130)가 고정되어 있고 이 핀 결합구(130)의 삽입 돌기(130a)가 제1 리프트 핀(126a)의 수용 홈(28)에 삽입되어 이 수용 홈(28) 내부에서 적정 간격만큼 축소된 핀 결합구(130)가 수평 방향으로 이동할 수 있게 된다.
여기서, 상술한 제1, 2 리프트 핀(126a, 126b)과 하부전극(114)는 반복적으 로 챔버(110)의 내부에서 공정 처리가 이루어지면 온도가 상승하고 그 하부전극(114)의 리프트 핀 홀(116) 또한 온도가 상승함에 따라 이 제1, 2 리프트 핀(126a, 126b)과 리프트 핀 홀(116)은 열변형되어 휘어지지만 상술한 제2 리프트 핀(126a)은 제1 리프트 핀(126b)에 고정되지 않고 분리된 상태이므로 이 제2 리프트 핀(126a)이 적정 위치만큼 유동할 수 있어 상술한 리프트 핀 홀(116)의 변형량만큼 상응한 상태로 유동되므로 기판(S)이 상부 영역에 안착된 제2 리프트 핀(126b)의 하강시 그 자중에 의해 하강할 때 변형된 리프트 핀 홀(116)에 제2 리프트 핀(126b)이 끼지 않고 원활하게 실시된다.
즉, 상술한 제1, 2 리프트 핀(126a, 126b)과 리프트 핀 플레이트(140)의 구비 위치 공간이 서로 다름에 따라 상술한 제1, 2 리프트 핀(126a, 126b)과 하부전극(114)의 리프트 핀 홀(116)은 열변형에 따라 휨이 발생하여 상, 하단에서 동심을 이루지 못하며, 상술한 제1, 2 리프트 핀(126a, 126b)과 리프트 핀 플레이트(140) 및 제1, 2 리프트 핀(126a, 126b)과 하부전극(114)의 사이에서 서로 다른 열변형으로 인해 상술한 제1, 2 리프트 핀(126a, 126b)과 하부전극(114)의 리프트 핀 홀(116)은 열에 의해 변형되지만 상술한 제2 리프트 핀(126b)이 제1 리프트 핀(126a)에서 소정 거리만큼 수평방향으로 유동하여 하부전극(114)의 리프트 핀 홀(116)에 위치되는 제2 리프트 핀(126b)은 리프트 핀 홀(116)의 변형량과 상응하도록 수평 방향으로 이동하여 제1, 2 리프트 핀(126a, 126b)의 하강시 리프트 핀 홀(116)에 이 제2 리프트 핀(126b)의 걸림을 방지한다.
그 후, 상술한 기판(S)에 공정 처리가 완료되면 제1, 2 리프트 핀(126a, 126b)이 구동수단에 의해 리프트 핀 플레이트(140)를 상승되게 하고 제1 리프트 핀(126a)이 기판(S)의 반출 높이까지 도달하면 외부의 운송 수단에 의해 상술한 기판(S)을 외부로 이동한다.
이와 같은 본 발명의 평판표시소자 제조장치의 리프트 핀 모듈은 복수개로 구비되는 제1, 2 리프트 핀 중 상부에 구비되는 제2 리프트 핀을 제1 리프트 핀의 상부 영역을 기점으로 수평 방향 소정 거리만큼 유동할 수 있게 구비하여 하부전극에 형성되는 리프트 핀 홀의 열변형에 따른 변형률만큼 상응한 위치로 이동하는 제2 리프트 핀에 의해 제2 리프트 핀의 하강시 이 제2 리프트 핀이 리프트 핀 홀 내부에서 걸리는 현상을 방지하는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 평판표시소자 제조장치에 설치되어 기판을 승강하게 하는 리프트 핀 모듈에 있어서,
    상기 리프트 핀 모듈은,
    챔버 하벽과, 그 하벽에서 소정 거리 이격된 리프트 핀 플레이트에 각각 고정되고 그 사이에 벨로우즈가 마련되는 상, 하부 플랜지 중 상기 하부 플랜지에 수직방향으로 체결되되 다수개로 이루어지며, 최상부 영역에 수용 홈이 형성되는 제1 리프트 핀;
    상기 제1 리프트 핀의 수용 홈에 수용될 수 있도록 하부 영역에 삽입 돌기가 형성되는 핀 결합구;
    상기 핀 결합구가 제1 리프트 핀의 수용 홈에서 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 마련되는 핀 결합구 고정부재;
    상기 핀 결합구의 상부 영역에 체결되어 고정되며, 수직 방향으로 마련되는 제2 리프트 핀;으로 이루어진 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치의 리프트 핀 모듈.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 핀 결합구의 삽입 돌기 면적이 제1 리프트 핀의 수용 홈의 면적보다 작게 마련되는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치의 리프트 핀 모듈.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 리프트 핀의 중심에서 제2 리프트 핀의 중심이 1㎜ 내에서 이동하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치의 리프트 핀 모듈.
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