KR100622846B1 - 평판표시소자 제조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 그 내부를 진공분위기로 형성시키고 평판표시소자 기판에 소정의 처리를 실시할 수 있는 평판표시소자 제조장치에 관한 것이다.
본 발명은, 진공 상태의 챔버 내부에서 플라즈마를 발생시켜서 기판에 소정의 처리를 실시하는 평판표시소자 제조장치에 있어서, 상기 챔버는 하부 챔버와 상기 하부 챔버 상에 개폐가능하게 배치되는 상부 챔버로 이루어지되, 상기 하부 챔버와 상부 챔버의 각 결합면은 상기 상부 챔버의 출입방향을 따라 하향 경사진 경사면으로 마련되며, 상기 상부 챔버를 수평방향으로 이동가능하게 지지하는 수평방향 구동기구 및 상기 상부 챔버를 회전가능하게 지지하는 회전기구가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치를 제공한다.
평판표시소자, 평판표시소자 제조장치, 상부 챔버, 상부 챔버 개폐

Description

평판표시소자 제조장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING FPD}
도 1은 평판표시소자 제조장치의 내부 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2는 종래의 상부 챔버 개폐장치의 구조를 보여주는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 평판표시소자 제조장치의 구조를 보여주는 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 밀봉부재 구동부의 구동모습을 나타내는 부분 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 밀봉부재 구동부의 구동모습을 나타내는 부분 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀봉부재의 구동모습을 나타내는 부분 단면도이다.
도 7은 본 실시예에 따른 평판표시소자 제조장치의 상부 챔버를 개폐하는 과정을 설명하는 도면이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 본 발명의 일 실시예에 따른 평판표시소자 제조장치
110 : 하부 챔버 120 : 상부 챔버
130 : 수평방향 구동기구 140 : 회전기구
150 : 밀봉부재 160 : 밀봉부재 배치홈
170 : 밀봉부재 구동부 172 : 전달판
본 발명은 그 내부를 진공분위기로 형성시키고 평판표시소자 기판에 소정의 처리를 실시할 수 있는 평판표시소자 제조장치에 관한 것이다.
평판표시소자 제조장치는 내부에 평판표시소자 기판을 반입시키고, 플라즈마 등을 이용하여 식각 등의 처리를 실시하는 데 사용된다. 이때 평판표시소자는, LCD, PDP, OLED 등을 말하며, 이러한 평판표시소자 제조장치 중 진공처리용 장치는 일반적으로 로드락(Loadlock) 챔버, 반송 챔버 및 공정챔버의 3개의 진공 챔버로 구성된다.
여기서 로드락 챔버는 외부로부터 처리되지 않은 기판을 받아 들이거나 처리가 끝난 기판을 외부로 반출하는 역할을 하며, 반송 챔버는 기판을 각 챔버들 간에 반송하기 위한 로봇이 구비되어 있어서 처리가 예정된 기판을 로드락 챔버에서 공정챔버로 전달하거나, 처리가 완료된 기판을 공정챔버에서 로드락 챔버로 전달하는 역할을 하며, 공정 챔버는 진공 중에서 플라즈마를 이용하거나 열 에너지를 이용하여 기판 상에 막을 성막하거나 에칭을 수행하는 역할을 한다.
이때, 공정 챔버 내에서는 여러가지 공정가스나 플라즈마를 이용하므로 많은 수의 공정을 반복하는 경우에는 상기 공정 챔버 내의 장비들이 손상되거나 오염되 어서 그 교체나 보수가 주기적으로 필요한 실정이다. 따라서, 공정 챔버는 도 1에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(1)의 내부를 유지 보수할 수 있도록 하부 챔버(10)와 상부 챔버(20)로 이루어지고, 공정챔버(1)의 상부 챔버(20)를 개폐 가능하게 구성되는 것이 일반적이다. 이때 상부 챔버(20)를 개폐시키는 방식으로는 공정 챔버(1)가 설치된 클린룸의 천장에 크레인을 마련하고, 그 크레인을 이용하여 상부 챔버를 개폐하는 방식과, 공정 챔버에 개폐수단을 구비시키고, 그 개폐수단에 의하여 상부 챔버를 개폐하는 방식이 있다.
종래에 상부 챔버(20)를 개폐하기 위한 일 례로는 도 2에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(1)의 외부에 상부 챔버(20)를 개폐할 수 있는 개폐수단(50)을 구비하고, 그 개폐수단(50)에 의하여 상부 챔버(20)를 개폐한다. 이때 이 개폐수단(50)에는 상부 챔버(20)를 수직방향으로 들어 올릴 수 있는 수직방향 구동기구와, 상부 챔버(20)를 수평방향으로 이동시킬 수 있는 수평방향 구동기구와, 상부 챔버(20)를 회전시킬 수 있는 회전기구가 마련되고, 이와 별도로 수평방향 구동기구의 이동 경로를 제공하는 수평이동 가이드(60)가 마련된다.
이러한 개폐수단(50)을 사용하여 상부 챔버(20)를 개폐하는 상부 챔버(20)의 개폐 과정을 살펴보면 다음과 같다. 먼저 개폐수단(50)에 구비되어 있는 수직 방향 구동기구에 의하여 상기 상부 챔버(20)를 소정 간격 만큼 수직 방향으로 들어 올린 후, 상부 챔버(20)가 들어 올려진 상태에서 수평 이동 가이드(60)를 이용하여 상부 챔버를 수평방향으로 이동시킨다. 그리고 상부 챔버(20)가 완전히 수평방향으로 이동되면 상부 챔버(20)를 회전 기구에 의하여 180°회전시킨다. 이렇게 하여 공정 챔버(1)의 하부와 상부를 모두 개방시켜 공정 챔버(1) 내부의 각 장비를 교환하거나 보수하는 작업을 한다.
그러나 최근 평판표시소자 제조장치에 의하여 처리되는 기판이 대형화되면서 평판표시소자 제조장치의 진공챔버의 크기가 급격하게 대형화되고 있다. 따라서 최근의 진공 챔버에 있어서, 그 상부 챔버(20)는 그 크기가 가로, 세로 3, 4m에 이를 뿐만아니라, 그 무게도 3, 4 톤이 넘는 상황이다. 그러므로 이렇게 무거운 대형 진공 챔버의 상부 챔버를 상하 방향으로 들어올리기 위해서는 상하 방향 구동기구에 매우 큰 용량의 에어 실린더 등이 필요하고, 부피가 큰 대형 챔버의 상부 챔버를 들어 올릴때 그 불안정성이 증가하여 진공 챔버 내부의 유지, 보수 작업이 매우 어려워지는 문제점이 있으며, 개폐장치의 구조가 복잡해지는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상부 챔버를 용이하게 개폐할 수 있는 평판표시소자 제조장치를 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 진공 상태의 챔버 내부에서 플라즈마를 발생시켜서 기판에 소정의 처리를 실시하는 평판표시소자 제조장치에 있어서, 상기 챔버는 하부 챔버와 상기 하부 챔버 상에 개폐가능하게 배치되는 상부 챔버로 이루어지되, 상기 하부 챔버와 상부 챔버의 각 결합면은 상기 상부 챔버의 출입방향을 따라 하향 경사진 경사면으로 마련되며, 상기 상부 챔버를 수평방향으로 이동가능하게 지지하는 수평방향 구동기구 및 상기 상부 챔버를 회전가능하게 지지 하는 회전기구가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치를 제공한다.
이때 하부 챔버와 상부 챔버의 결합면 중 적어도 한 결합면에는 밀봉부재 배치홈이 형성되고, 하부 챔버와 상부 챔버 사이에는 밀봉 부재가 개재되어 마련되는 것이 챔버 내부의 기밀을 확실하게 유지할 수 있어서 바람직하다.
그리고 이 밀봉부재 배치홈에는, 배치된 밀봉부재를 상하 방향으로 구동시킬 수 있는 밀봉부재 구동부가 더 마련되는 것이 상부 챔버의 개폐에 대응하여 밀봉부재의 위치를 변경하여 상부 챔버의 개폐과정에서 밀봉부재가 손상되는 것을 방지할 수 있어서 바람직하다.
이때 밀봉부재 구동부는, 밀봉부재 배치홈에 상기 밀봉부재와 접촉되어 마련되며, 공기압에 의하여 상기 밀봉부재를 밀봉부재 배치홈 밖으로 밀어내는 구조로 마련되는 것이, 간단한 구조로 밀봉부재를 용이하게 구동시킬 수 있어서 바람직하다.
또한 본 발명에서는, 밀봉부재를, 내부에 공기가 주입될 수 있는 공기 통로가 마련되고, 상기 공기 통로에 주입되는 공기의 압력에 의하여 신축가능한 구조로 마련함으로써 별도의 밀봉부재 구동부 없이도 밀봉부재의 부피를 변화시켜 상부 챔 버의 개폐과정에서 밀봉부재가 손상되지 않도록 할 수도 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세하게 설명한다.
본 실시예에 따른 평판표시소자 제조장치(100)는 하부 챔버(110)와 상부 챔버(120)로 이루어지며, 수평방향 구동기구(130) 및 회전기구(140)가 더 마련되는 구조이다. 이때 본 실시예에 따른 하부 챔버(110)와 상부 챔버(120)는 도 3에 도시된 바와 같이, 각 결합면이 상부 챔버(120)의 출입방향을 따라 하향 경사지는 경사면으로 마련된다. 즉, 하부 챔버(110)와 상부 챔버(120)가 결합되는 결합면이 바닥면에 수평으로 형성되는 것이 아니라, 특정한 방향으로 기울어진 경사면으로 마련되는 것이다. 이때 경사지는 방향은 상부 챔버(120)가 출입되는 방향으로 하향 경사진다. 이렇게 하부 챔버(110)와 상부 챔버(120)의 결합면을 경사지게 하면, 상부 챔버(120)를 수평이동시킬 때, 상부 챔버(120)와 하부 챔버(110)의 결합면이 상부 챔버(120)의 수평 이동과 함께 분리되므로 상부 챔버(120)의 수평 이동과정에서 하부 챔버(110)와의 마찰이 발생하지 않는 장점이 있다. 따라서 상부 챔버(120)의 개폐 과정에서 하부 챔버(110)와의 마찰 발생을 방지하기 위하여 상부 챔버(120)를 소정 높이 만큼 들어올릴 필요가 없고, 따라서 별도의 수직방향 구동기구가 마련될 필요가 없으므로 평판표시소자 제조장치의 구조가 간단해지고, 제조단가가 낮아지는 장점이 있다.
그리고 하부 챔버(110)와 상부 챔버(120)의 결합면에는 밀봉부재(150)가 개재되어 마련되는 것이 챔버 내부의 기밀을 확실하게 유지할 수 있어서 바람직하다. 따라서 하부 챔버(110)와 상부 챔버(120)의 결합면 중 어느 하나의 결합면에는 밀봉부재(150)가 배치될 수 있도록 밀봉부재 배치홈(160)이 형성된다. 이 밀봉부재 배치홈(160)은 도 4 또는 5에 도시된 바와 같이, 배치된 밀봉부재(150)가 용이하게 이탈되지 않도록 입구보다 내부 공간이 넓은 구조를 가진다. 따라서 신축성을 가지는 밀봉부재(150)가 외력에 의하여 변형되면서 이 밀봉부재 배치홈(160)에 삽입된 후에는 용이하게 이탈되지 못하는 것이다.
이때 본 실시예에서는 이 밀봉부재(150)의 결합면에 대한 상대적인 위치가 변경될 수 있도록 마련되는 것이 바람직하다. 즉, 밀봉부재(150) 중 밀봉부재 배치홈(160) 밖으로 돌출되는 부분이, 밀봉부재 배치홈(160) 내에서의 밀봉부재(150)의 위치에 따라 달라지게 하여 상부 챔버(160)의 개폐과정에 따라 밀봉부재(150)의 상대적인 위치를 변경시키는 것이다. 본 실시예에서는 상부 챔버(120)를 개폐하는 과정에서 상부 챔버(120)를 수직방향으로 들어올리지 않고, 바로 수평방향으로 이동시키므로 밀봉부재(150)가 결합면 밀봉부재 배치홈(160) 상측으로 돌출되어 있는 경우에는 상부 챔버(120)의 수평방향 이동에 의하여 밀봉부재(150)가 손상될 수 있다. 따라서 상부 챔버(120)가 수평으로 이동되는 동안에는 밀봉부재(150)가 밀봉부재 배치홈(160) 내부로 완전히 내려가 있다가 챔버 내부에 진공을 형성하는 동안에는 다시 밀봉부재 배치홈(160) 외부로 돌출되어 챔버 내부의 기밀을 유지하는 것이 바람직한 것이다.
본 실시예에서는 세가지 방식으로 밀봉부재의 상대적 위치를 변경시킨다.
첫번째 방식은, 먼저 도 4에 도시된 바와 같이, 밀봉부재(150)에 기구적인 힘을 가하여 밀봉부재의 상대적 위치를 변경시키는 밀봉부재 구동부(170)를 마련하는 것이다. 이 밀봉부재 구동부(170)는 밀봉부재 배치홈(160) 내부에 마련되며, 밀봉부재(150) 보다 안쪽에 배치된다. 이 밀봉부재 구동부(170)는 밀봉부재 배치홈(160) 안쪽에서 밀봉부재(150)를 외부쪽으로 밀어 낼 수 있는 피스톤 구조로 마련된다. 그리고 밀봉부재(150)의 위치가 변경될 때는 밀봉재의 모든 부분이 동일한 크기의 힘에 의하여 동시에 이동되는 것이 챔버 내부의 기밀을 확실하게 유지할 수 있어서 바람직하므로, 밀봉부재 구동부(170)에서 전달되는 힘을 밀봉부재(150)에 균일하게 전달하기 위한 매개체로 밀봉부재(150)와 밀봉부재 구동부(170) 사이에 전달판(172)이 개재되어 마련된다.
이 방식에 의하면, 도 4a에 도시된 바와 같이, 피스톤이 수축되어 있는 동안에는 밀봉부재(150)가 밀봉부재 배치홈(160) 안쪽에 위치되어 있다가, 피스톤이 신장되어 밀봉부재(150)를 밀어내면 밀봉부재(150)가 도 4b에 도시된 바와 같이 밀봉부재 배치홈(160) 밖으로 밀려나와서 챔버의 기밀을 유지한다.
두번째 방식은 도 5에 도시된 바와 같이, 밀봉부재 배치홈(160)의 안쪽에 공기압에 의하여 구동되는 밀봉부재 구동부(170a)를 마련하는 방식이다. 이 경우 밀봉부재 구동부(170a)는 그 내부에 공기가 주입되면 팽창되고, 공기가 배출되면 수축되는 구조를 가지며, 외부의 공기펌프(도면에 미도시)와 연결되어 마련된다. 그리고 이방식에서도 밀봉부재(150)와 밀봉부재 구동부(170a) 사이에는 전달판(172a) 이 개재되어 마련되는 것이 바람직하다.
따라서 챔버 내부의 기밀을 유지하는 동안에는 공기 펌프에 의하여 밀봉부재 구동부(170a) 내부로 공기를 주입하여 밀봉부재 구동부(170a)를 팽창시킨다. 그러면 밀봉부재(150)는 도 5a에 도시된 바와 같이, 이 밀봉부재 구동부(170a)에 의하여 밖으로 밀려나와서 챔버 내부의 기밀을 유지한다. 그리고 상부 챔버(120)를 개폐하는 동안에는 공기펌프에 의하여 밀봉부재 구동부(170a) 내부의 공기를 배출하여 밀봉부재 구동부(170a)를 수축시킨다. 그러면 밀봉부재(150)는 도 5b에 도시된 바와 같이, 다시 밀봉부재 배치홈(160) 내부로 내려오게 된다.
세번째 방식은, 도 6에 도시된 바와 같이 밀봉 부재 자체를 공기압에 의하여 수축 및 팽창이 가능하도록 내부에 공기통로(152a)가 형성되는 구조로 마련하는 것이다. 이 경우에는 밀봉 부재(150a) 자체가 외부에 마련된 공기펌프(도면에 미도시)와 연결되어 팽창 수축이 가능하도록 마련된다. 따라서 챔버 내부의 기밀을 유지하는 동안에는 공기펌프에 의하여 밀봉 부재(150) 내부에 공기를 주입하여 도 6a에 도시된 바와 같이, 밀봉 부재(150a)가 밀봉부재 배치홈(160) 밖으로 돌출되게 한다. 그리고 상부 챔버(120)를 개폐하는 동안에는 공기펌프에 의하여 밀봉부재 내부(150a)의 공기를 배출시켜 도 6b에 도시된 바와 같이, 밀봉부재(150a0가 밀봉부재 배치홈(160) 안쪽으로 수축되게 한다.
다음으로 수평방향 구동기구(130)는 상부 챔버(120)를 횡방향으로 이동시키는 구성요소이다. 이 수평방향 구동기구(130)는 상부 챔버(120)를 지지하고 있다가 상부 챔버(120)를 분리시키는 과정에서 구동되어 상부 챔버(120)를 수평방향으로 이동시킨다. 본 실시예에서 이 수평방향 구동기구(130)는 도 3에 도시된 바와 같이, 횡방향 이동 경로를 제공하는 수평방향 이동 가이드(132)와, 이 수평방향 이동 가이드(132)를 따라 이동하는 수평방향 구동모터(134)로 구성된다. 이 수평방향 구동모터(134)는 수평방향 이동 가이드(132)와 결합된 상태로 이동할 수 있는 바퀴구조를 가진다.
그리고 회전기구(140)는 상부 챔버(120)를 회전시키는 구성요소이다. 이 회전기구(140)는 상부 챔버(120)의 측벽 중앙 영역에 결합되어 마련되며, 회전운동이 가능한 회전모터가 마련되어 상부 챔버를 회전시킬 수 있는 것이다. 본 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 이 회전기구(140)가 수평방향 구동기구(130)와 일체로 마련된다. 따라서 수평방향 구동기구(130)와 함께 이동되며, 상부 챔버(120)가 수평방향 구동기구(130)에 의하여 완전히 하부 챔버(110)를 벗어나도록 이동된 후 상부 챔버를 회전시킨다.
이하에서는 도 7을 참조하여 본 실시예에 따른 평판표시소자 제조장치(100)의 상부 챔버(120)의 개폐과정을 설명한다.
우선 도 7a에 도시된 바와 같이, 상부 챔버(120)를 수평방향으로 이동시킨다. 이때 상부 챔버(120)의 수평방향 이동이 시작되기 전에 밀봉부재 구동부(170)를 이용하여 밀봉부재(150)를 하강시켜 밀봉부재(150)가 상부 챔버(120)와 접촉되지 않도록 한다. 그리고 나서 수평방향 구동기구(130)가 상부 챔버(120)를 회전반 경이 충분히 확보되는 위치까지 이동시킨다.
그리고 나서 도 7b에 도시된 바와 같이, 상부 챔버(120)를 회전시킨다. 즉, 회전기구(140)가 구동되어 상부 챔버(120)를 180°회전시켜서 상부 챔버(120) 내부에 마련되어 있는 각종 구성요소들이 상측으로 오픈되도록 한다.
이렇게 하여 상부 챔버(120) 내부가 오픈되면 그 내부에 대한 유지 보수작업을 실시한다. 그리고 유지 보수작업이 완료되면 상부 챔버의 개방의 역순으로 상부 챔버를 닫는다.
본 발명에 따르면 상부 챔버의 개폐과정에서 상부 챔버를 수직방향으로 들어올릴 필요가 없으므로 대형 평판표시소자 제조장치에서 대용량의 에어 실린더가 필요하지 않아서 장치의 구조가 간단해지고, 단가가 낮아지는 장점이 있다. 그리고 유지보수 작업시 상부 챔버를 수직방향으로 들어올리는 과정이 필요없어서, 상부 챔버의 개폐과정이 단순해지므로 상부 챔버의 유지 보수작업에 소요되는 시간이 감소되는 장점이 있다.

Claims (5)

  1. 진공 상태의 챔버 내부에서 플라즈마를 발생시켜서 기판에 소정의 처리를 실시하는 평판표시소자 제조장치에 있어서,
    상기 챔버는 하부 챔버와 상기 하부 챔버 상에 개폐가능하게 배치되는 상부 챔버로 이루어지되, 상기 하부 챔버와 상부 챔버의 각 결합면은 상기 상부 챔버의 출입방향을 따라 하향 경사지는 경사면으로 마련되며,
    상기 상부 챔버를 수평방향으로 이동가능하게 지지하는 수평방향 구동기구 및
    상기 상부 챔버를 회전가능하게 지지하는 회전기구가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하부 챔버와 상부 챔버의 결합면 중 적어도 한 결합면에는 밀봉부재 위치홈이 형성되고, 상기 하부 챔버와 상부 챔버 사이에는 밀봉 부재가 개재되어 마련되는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 밀봉부재 위치홈에는,
    상기 밀봉부재를 상하 방향으로 구동시키는 밀봉부재 구동부가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 밀봉부재 구동부는,
    상기 밀봉부재 위치홈에 상기 밀봉부재와 접촉되어 마련되며, 공기압에 의하여 상기 밀봉부재를 구동시키는 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 밀봉부재는,
    내부에 공기가 주입될 수 있는 공기 통로가 마련되고, 상기 공기 통로에 주입되는 공기의 압력에 의하여 신축가능한 구조인 것을 특징으로 하는 평판표시소자 제조장치.
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