KR101004414B1 - load lock chamber for liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 로더(loade)와 언로더(unloader)로 구분된 대기압 영역의 플랫폼(platform)과 진공 영역에 구비된 스퍼터(sputter) 등의 프로세스 모듈(process module) 사이에서 이들 서로 다른 환경을 구분지으며 처리 대상물인 기판을 중간 적재하는 액정표시장치 제조용 로드락챔버에 관한 것으로, 대기압 또는 진공환경이 조성되는 내부영역을 정의하는 챔버본체와; 절연기판이 안착되도록 상기 내부영역에 마련된 척과; 상기 기판을 상기 척으로부터 최대 55 내지 65mm 높이로 승강시키는 업다운 시스템을 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention distinguishes these different environments between a platform in an atmospheric pressure area divided into a loader and an unloader and a process module such as a sputter provided in a vacuum area. A load lock chamber for intermediately loading a substrate to be processed, comprising: a chamber body defining an internal region in which an atmospheric pressure or a vacuum environment is formed; A chuck provided in the inner region to seat the insulating substrate; And an up-down system for elevating the substrate up to a height of 55-65 mm from the chuck.
이에 업다운시스템의 승강 구동폭을 최소화하면서 원활한 기판 전달이 가능한 세부구조를 제공하여 업다운시스템에 무리를 주지 않으면서도 효율적이고 신속한 기판 전달을 가능케 한다.
This provides a detailed structure that enables smooth substrate transfer while minimizing the lift drive width of the up-down system, enabling efficient and rapid board transfer without burdening the up-down system.
업다운시스템, 실린더, 승강축, 무빙플레이트, 샤프트핀, 벨로우즈Up-down system, cylinder, lifting shaft, moving plate, shaft pin, bellows
Description
도 1은 일반적인 클러스터툴에 대한 블록도.1 is a block diagram of a general cluster tool.
도 2는 일반적인 로드락챔버의 측단면도.Figure 2 is a side cross-sectional view of a typical load lock chamber.
도 3은 본 발명에 따른 로드락챔버의 측단면도.Figure 3 is a side cross-sectional view of the load lock chamber according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 로드락챔버의 업다운시스템 일부에 대한 확대단면도.
Figure 4 is an enlarged cross-sectional view of a part of the up-down system of the load lock chamber according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
2 : 절연기판 100 : 로드락챔버2: insulated substrate 100: load lock chamber
112 : 챔버본체 114,116 : 제 1 및 제 2 슬롯셔터112:
118 : 척 120 : 업다운시스템118: Chuck 120: up-down system
122 : 실린더 124 : 승강축122: cylinder 124: lifting shaft
126 : 무빙플레이트 128 : 샤프트핀126: moving plate 128: shaft pin
129 : 핀홀 130 : 벨로우즈129: pinhole 130: bellows
162, 166 : 제 1 및 제 2 로봇 164,168 : 제 1 및 제 2 블레이드162, 166: first and second robot 164,168: first and second blade
본 발명은 액정표시장치 제조용 로드락챔버(load lock chamber)에 관한 것으로, 좀더 자세하게는 로더(loade)와 언로더(unloader)로 구분된 대기압영역의 플랫폼(platform)과 진공영역에 구비된 스퍼터(sputter) 등의 프로세스모듈(process module) 사이에서 이들 서로 다른 환경을 구분지으며 처리 대상물인 기판을 중간 적재하는 액정표시장치 제조용 로드락챔버에 있어, 특히 상기 중간 적재되는 기판을 승강시켜 외부와의 반입 반출에 용이하도록 하는 업다운시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a load lock chamber for manufacturing a liquid crystal display device, and more particularly, a sputter provided in a platform and a vacuum area of an atmospheric pressure area divided into a loader and an unloader. In a load lock chamber for manufacturing a liquid crystal display device which intermediately loads a substrate to be processed and distinguishes these different environments between process modules such as a sputter, in particular, the intermediate stacked substrate is lifted and brought in from the outside. It relates to an up-down system that facilitates the export.
일반적인 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD)는 필수적인 구성요소로서 액정층을 사이에 두고 서로 대면 합착된 한 쌍의 제 1, 제2 기판으로 이루어진 액정패널을 구비하며, 이 같은 제 1, 제 2 기판의 마주보는 내면으로는 각각 전계생성전극이 형성되어 있다. 이에 액정패널은 이들 전계생성전극 사이의 전기장 변화를 통해 광학적 이방성과 분극성질을 띠는 액정분자의 배열방향을 인위적으로 조절하고, 이때 변화되는 빛의 투과율을 이용하여 여러 가지 다양한 화상을 외부로 표시한다.A general liquid crystal display device (LCD) is an essential component and includes a liquid crystal panel including a pair of first and second substrates bonded to each other with a liquid crystal layer interposed therebetween. On the opposite inner surfaces of the two substrates, field generating electrodes are formed. Accordingly, the liquid crystal panel artificially adjusts the arrangement direction of liquid crystal molecules having optical anisotropy and polarization property by changing the electric field between these field generating electrodes, and displays various images externally by using the changed light transmittance. do.
최근에는 특히 화상표현의 기본 단위인 화소(pixel)를 행렬방식으로 배열한 후 이들 각각에 일대일 대응되는 박막트랜지스터(Thin Firm Transistor : TFT)를 이용하여 각 화소를 독립적으로 제어하는 능동행렬방식(active matrix type) 액정표시장치가 해상도 및 동영상 구현능력에서 뛰어나 각광받고 있는데, 이 경우 액정 패널을 구성하는 제 1, 제 2 기판에는 화소를 비롯한 박막트랜지스터와 화소전극 그리고 컬러필터층과 공통전극 등의 여러 가지 구성요소들이 구비된다.Recently, in particular, an active matrix method in which pixels, which are basic units of image expression, are arranged in a matrix manner, and each pixel is independently controlled using a thin fir transistor (TFT) corresponding to each one of them. matrix type) Liquid crystal displays are attracting attention because of their excellent resolution and ability to implement video. In this case, the first and second substrates of the liquid crystal panel include a thin film transistor and pixel electrodes including pixels, a color filter layer and a common electrode. The components are provided.
또한 이 같은 액정패널의 구성요소는 통상 유리등의 투명한 절연기판 상에 전도체나 반도체 또는 부도체 박막을 증착한 후 이를 식각하여 패터닝하는 공정을 수차례 반복해서 구현되는데, 이중 특히 공통전극 등의 금속박막을 증착하기 위한 액정표시장치용 제조장비가 스퍼터(sputter)이다.In addition, the components of the liquid crystal panel are generally implemented by repeatedly depositing a conductor, a semiconductor or a non-conductor thin film on a transparent insulating substrate such as glass, and then etching and patterning the thin film. A manufacturing apparatus for a liquid crystal display device for depositing a film is a sputter.
일반적인 스퍼터의 구성은 간단하게 증착 대상물인 절연기판 그리고 이와 대면되는 금속재의 타깃(target)과, 이들을 사이에 두고 서로 대향되는 절연기판 측의 제 1 전극과 타깃 측의 제 2 전극을 포함한다. 그리고 절연기판과 타깃이 존재되는 반응영역을 진공으로 조성한 후 아르곤(Ar) 등의 불활성 가스를 주입하면서 제 1 및 제 2 전극에 각각 양과 음의 전압을 가해 상기 불활성 가스를 플라즈마(plasma) 상태로 여기시키는 바, 이중 양이온 입자는 제 2 전극 방향으로 가속되어 타깃에 충돌함으로서 금속입자를 모재로부터 비산시키고 이 같이 비산된 금속입자는 제 1 전극 방향으로 가속되어 절연기판 표면에 박막 증착된다.A typical sputtering configuration simply includes an insulating substrate which is a deposition target, a target of a metal material facing it, a first electrode on the side of the insulating substrate facing each other, and a second electrode on the target side between them. After forming a reaction region in which an insulating substrate and a target exist in a vacuum, inert gas such as argon (Ar) is injected, and positive and negative voltages are applied to the first and second electrodes, respectively, to bring the inert gas into a plasma state. By excitation, the double cation particles accelerate in the direction of the second electrode and collide with the target to scatter metal particles from the base material, and the scattered metal particles are accelerated in the direction of the first electrode and deposited on the surface of the insulating substrate.
한편, 이 같은 스퍼터링 공정은 통상 시간 및 비용과 프로세스의 절감을 위해서 다수의 스퍼터가 집합 구비된 클러스터툴(claster tool)에서 진행되는 것이 일반적인데, 첨부된 도 1은 일반적인 액정표시장치 제조용 클러스터툴을 개략적으로 나타낸 블록도이다.On the other hand, such a sputtering process is generally carried out in a cluster tool (claster tool) is provided with a plurality of sputters in order to reduce the time, cost and processes, the accompanying Figure 1 is a general cluster tool for manufacturing a liquid crystal display device A schematic block diagram.
나타낸 바와 같이 일반적인 클러스터툴은 복수개의 로드락챔버(10)가 대기압영역과 진공영역을 구분하고, 이중 대기압영역에는 절연기판이 적재되는 플랫폼(40)이 구비되며 진공영역에는 트랜스퍼챔버(50) 및 이를 중심으로 집합 배열된 다수의 스퍼터 등의 프로세스모듈(60)이 구비된다. 그리고 대기압 영역에는 플랫폼(40)과 로드락챔버(10) 사이에서 절연기판을 운반하는 제 1 로봇(62)이, 진공영역의 트랜스퍼챔버(50)에는 로드락챔버(10)와 프로세스모듈(60) 사이에서 절연기판을 운반하는 제 2 로봇(66)이 마련되어 있다.As shown in the drawing, a general cluster tool includes a
좀더 자세히, 먼저 대기압환경에 놓인 플랫폼(40)에는 박막증착을 위한 절연기판이 적재되는 로더(42)와 박막증착이 완료된 절연기판이 적재되는 언로더(44)가 포지션별로 구분되어 있고, 이에 박막증착을 위해 외부에서 운반되어온 절연기판은 플랫폼(40) 내의 로더(42)로 적재되는 반면 후술하는 프로세스모듈(60)에서 박막증착이 완료된 절연기판은 언로더(44)에 적재되어 외부로의 반출을 기다린다.More specifically, first, the
이하, 설명의 편의를 위하여 박막증착을 위한 절연기판을 제 1 절연기판이라 하고 박막증착이 완료된 절연기판을 제 2 절연기판이라 간략하게 지칭한다.Hereinafter, for convenience of description, an insulating substrate for thin film deposition is referred to as a first insulating substrate, and an insulating substrate on which thin film deposition is completed is briefly referred to as a second insulating substrate.
그리고 제 1 로봇(62)은 이 같은 플랫폼(40)과 복수개의 로드락챔버(10) 사이에서 제 1 및 제 2 절연기판을 운반하는 것으로, 이를 이용하여 제 1 절연기판은 로더(42)로부터 복수개의 로드락챔버(10) 중 선택된 하나로 반입되고, 제 2 절연기판은 복수개의 로드락챔버(10)로부터 반출되어 언로더(44)로 적재된다.In addition, the
다음으로 복수개의 로드락챔버(10)는 제 1 및 제 2 절연기판이 중간 적재되는 부분으로서 대기압 영역과 진공영역 사이에서 이들 서로 다른 환경을 구분짓는 바, 절연기판이 실장되며 별도의 배기시스템을 이용해서 각각의 서로 다른 환경조건이 변화 조성될 수 있는 내부영역을 정의하는 챔버본체로 이루어지고 이의 대기 압 영역의 전단과 진공영역의 후단에는 각각 제 1 및 제 2 슬롯셔터(14,16) 등의 개폐수단이 설치되어 있다.Next, the plurality of
그리고 진공환경에 마련된 트랜스퍼챔버(50) 및 제 2 로봇(66)은 복수개의 로드락챔버(10)에 중간 적재된 제 1 절연기판을 해당 프로세스모듈(60)로 반입하고, 각각의 프로세스모듈(60)에서 처리가 완료된 제 2 절연기판을 반출하여 다시 복수개의 로드락챔버(10)로 중간 적재한다.In addition, the
마지막으로 이 같은 트랜스퍼챔버(50)를 중심으로 집합 배열된 복수개의 프로세스모듈(60)은 각각 제 1 절연기판을 처리하여 제 2 절연기판으로 만드는 직접적인 액정표시장치용 기판 제조공정이 진행되는 부분으로, 구체적인 일례로 앞서 설명한 스퍼터가 될 수 있으며 적어도 하나는 제 1 절연기판을 예열하는 히팅챔버가 될 수 있다.Lastly, the plurality of
이에 처리순서를 간단하게 정리하면, 외부의 제 1 절연기판은 플랫폼(40)의 로더(42)에 적재된 후 제 1 로봇(62)에 의해 대기압 분위기가 조성된 복수개의 로드락챔버(10) 중 선택된 하나로 반입되고, 이어서 해당 로드락챔버(10) 내부는 진공 분위기가 조성된다. 다음으로 진공분위기가 조성된 로드락챔버(10) 내부의 제 1 절연기판은 제 2 로봇(66)에 의해 복수개의 프로세스모듈(60) 중 선택된 하나로 투입되어 처리가 완료된 후 제 2 절연기판으로 변화되며, 이 같은 제 2 절연기판은 다시 제 2 로봇(66)에 의해 진공분위기가 조성된 복수개의 로드락챔버(10) 중 선택된 하나로 반입된다. 그리고 해당 로드락챔버(10)의 내부가 다시 대기압 분위기로 조성되면 제 2 절연기판은 제 1 로봇(62)에 의해 플랫폼(40)의 언로더(44)에 적재 된다.To simplify the processing sequence, the plurality of
한편, 이 같은 로드락챔버(10) 각각에는 절연기판을 승강시키는 업다운시스템이 구비되어 제 1 및 제 2 로봇(62,66)과 절연기판의 주고받음에 편의를 주는데, 이에 대하여 일반적인 로드락챔버(10)의 개략적인 측단면도인 도 2를 함께 참조하여 설명한다.On the other hand, each of the
나타낸 바와 같이 일반적인 로드락챔버(10)는 대기압 또는 진공환경의 내부영역이 정의된 챔버본체(12) 전 후단으로 각각 개폐 가능한 제 1 및 제 2 슬롯셔터(14,16)가 마련되고, 상기 챔버본체(12) 내에는 절연기판(2)이 안착될 수 있는 척(18)이 구비되어 있다.As shown, the general
그리고 이 같은 척(18)에 안착되는 절연기판(2)을 승강시킬 수 있는 업다운시스템(20)이 구비되는 바, 이는 승강축(24)을 가진 챔버본체(12) 외부의 실린더(22) 및 이를 통해서 상하 승강되는 무빙플레이트(26)와, 상기 무빙플레이트(26)로부터 돌출되어 챔버본체(12) 바닥면과 척(18)을 관통하는 다수의 샤프트핀(28)을 포함하며, 이러한 샤프트핀(28) 각각의 외측 부분을 둘러싸도록 무빙플레이트(26)와 챔버본체(12) 바닥면 사이로 개재되는 신축성을 지닌 다수의 밸로우즈(30)를 포함한다.In addition, an up-down
이에 최초 제 1 로봇(62)이 제 1 절연기판을 파지한 상태로 대기압 상태의 챔버본체(12) 내로 진입하여 척(18) 상에 위치되면 실린더(22)에 의해 무빙플레이트(26)가 최대 상승하여 샤프트핀(28)을 제 1 로봇(62)의 제 1 블래이드(64) 보다 높게 승강시키고, 그 결과 제 1 블래이드(64)로부터 제 1 절연기판을 옮겨 떠받든 다. 이어서 제 1 로봇(62)이 외부로 빠져나가면 다수의 샤프트핀(28)이 하강하여 제 1 절연기판을 척(18) 상에 안착시킨다.Accordingly, when the
다음으로 챔버본체(12) 내부가 진공으로 조성되면 다수의 샤프트핀(28)이 최대 상승하여 다시 제 1 절연기판을 척(18)으로부터 들어올리고, 이어서 제 1 절연기판과 척(18) 사이로 제 2 로봇(66)의 제 2 블래이드(68)가 삽입되면 다수의 샤프트핀(28)이 다시 하강하여 제 1 절연기판을 제 2 블래이드(68)에 전달한다. Next, when the inside of the
상기한 순서는 제 1 및 제 2 로봇(62,66)의 역할만 바뀔 뿐 제 2 절연기판의 경우에도 마찬가지이다.The above sequence is changed only in the role of the first and
따라서 하나의 절연기판 당 실린더(22)와 무빙플레이트(26) 그리고 다수의 샤프트핀(28)은 각각 처리전 전 2회, 처리 후 2회에 걸쳐 총 4회 승강하며, 마찬가지로 벨로우즈(30) 역시 4회씩 수축, 팽창되는 바, 통상 실린더(22) 승강축(24)의 구동범위는 75mm 정도이고, 샤프트핀의 길이는 245mm 정도이다.
Therefore, the
그러나 이상에서 설명한 일반적인 로드락챔버는 몇 가지 문제점을 나타내는데, 대표적인 하나가 장시간 가동 시 업다운시스템에 고장이 나타날 가능성이 크고 벨로우즈가 쉽게 파손되는 현상이다.However, the general load lock chamber described above presents several problems. One typical example is a phenomenon in which the up-down system has a high probability of failure and the bellows are easily broken.
즉, 일반적인 액정표시장치의 제조공정에서 로드락챔버를 통해 전달되는 절연기판이 매 공정 당 통상 수십 내지 수백장에 달함을 감안하면 업다운시스템은 그 4배수로 승강 동작을 하는 바, 이처럼 많은 횟수로 인해 실린더에 무리한 부담이 가해져 고온발생 내지는 고장이 빈번하게 관찰되며 마찬가지로 벨로우즈 역시 지나치게 많은 횟수로 수축, 신장을 거듭하므로 연결부위 등에서 리크(leak)가 발생되기 쉽다. 더불어 최대 신장길이가 커서 과도한 벨로우즈의 텐실 스트레스(tensile stress)가 가해지며, 그 결과 잦은 수리 내지는 정비가 요구된다.That is, in the manufacturing process of a general liquid crystal display device, since the insulated substrate transferred through the load lock chamber generally has tens or hundreds of sheets per process, the up-down system moves up and down by four times. Excessive burden is applied to the high temperature generation or failure frequently observed. Likewise, the bellows is easily contracted and elongated because the shrinkage and elongation are repeated too many times. In addition, because the maximum extension length is large, excessive bellows tensile stress is applied, and as a result, frequent repair or maintenance is required.
특히 수축, 신장을 반복하는 벨로우즈 내에 단시간 동안 급격하게 압축부담(compressive)이 가해져 리크가 발생된 경우에는 로드락챔버 내부의 신속한 대기압 또는 진공환경 조성이 어렵고, 외부 이물질이 챔버본체 내로 침투하여 공정환경을 크게 해치는 원인으로 작용된다. 더불어 근래에 들어 액정표시장치의 대면적화에 따라 절연기판의 사이즈 또한 점차로 확대되는 실정이므로 업다운시스템에 더욱 무리를 준다.In particular, if a leak occurs due to rapid compression in the bellows that repeats contraction and elongation for a short time, it is difficult to establish a rapid atmospheric pressure or vacuum environment inside the load lock chamber, and foreign matter penetrates into the chamber body to allow for process environment. It acts as a cause of serious harm. In addition, in recent years, the size of the insulating substrate is also gradually increased according to the large area of the liquid crystal display device, which gives more stress to the up-down system.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 구체적으로는 업다운시스템의 승강범위를 최대한 축소하고 이에 최적화된 세부구조를 제공하여 실린더 내지는 벨로우즈 등에 가해지는 부담을 줄이는데 그 목적이 있다.
Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and specifically, the purpose of the present invention is to reduce the load on the cylinder or the bellows by reducing the lifting range of the up-down system as much as possible and providing an optimized detailed structure therefor.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 대기압 또는 진공환경이 조성되는 내부영역을 정의하는 챔버본체와; 절연기판이 안착되도록 상기 내부영역에 마련된 척과; 상기 절연기판을 상기 척으로부터 최대 55 내지 65mm 높이로 승강시키는 업다운 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조용 로드락챔 버를 제공한다.The present invention provides a chamber body for defining an internal region in which an atmospheric pressure or a vacuum environment is formed to achieve the above object; A chuck provided in the inner region to seat the insulating substrate; It provides a load lock chamber for manufacturing a liquid crystal display device comprising an up-down system for elevating the insulating substrate to a maximum height of 55 to 65mm from the chuck.
이때 상기 챔버본체의 서로 대향하는 양 측면으로는 상기 절연기판의 반입 및 반출을 위한 가로방향의 제 1 내지 제 2 슬럿셔터가 구비된 것을 특징으로 한다.At this time, both sides of the chamber body facing each other is characterized in that the first to second slot shutter in the transverse direction for loading and unloading the insulating substrate is provided.
그리고 상기 업다운시스템은 상하 승강축을 구비한 상기 챔버본체 외부의 실린더와; 상기 챔버본체 외부에서 이의 바닥면과 소정거리를 두고 대면된 상태로 상기 승강축에 결합되어 상하 승강되는 무빙플레이트와; 상기 무빙플레이트로부터 돌출되어 상기 챔버본체 바닥면과 상기 척을 관통하는 다수의 샤프트핀과; 상기 챔버본체 바닥면과 상기 무빙플레이트 사이에서 상기 각 샤프트핀을 감싸도록 개재된 다수의 수축 신장하는 벨로우즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.The up-down system includes a cylinder outside the chamber body having a vertical lift shaft; A moving plate coupled to the lifting shaft in a state in which the chamber body is faced at a predetermined distance from the outside of the chamber body to move up and down; A plurality of shaft pins protruding from the moving plate and penetrating the chamber body bottom surface and the chuck; And a plurality of contracting and extending bellows interposed between the chamber body bottom surface and the moving plate to surround each shaft pin.
아울러 상기 승강축은 최대 55 내지 65mm 높이로 승강되는 것을 특징으로 하고, 상기 소정거리는 최대 133 내지 142mm, 최소 75 내지 82mm 인 것을 특징으로 하며, 상기 벨로우즈의 최대신장 길이는 133 내지 142mm, 최소수축 길이는 75 내지 82mm인 것을 특징으로 한다.In addition, the lifting shaft is characterized in that the lifting up to a maximum of 55 to 65mm, the predetermined distance is characterized in that the maximum 133 to 142mm, the minimum 75 to 82mm, the maximum extension length of the bellows is 133 to 142mm, the minimum contraction length Characterized in that it is 75 to 82mm.
더불어 상기 샤프트핀의 길이는 230 내지 240mm 인 것을 특징으로 하는 바, 이하 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.In addition, the length of the shaft pin is characterized in that 230 to 240mm, with reference to the drawings will be described in more detail the present invention.
첨부된 도 3은 본 발명에 따른 로드락챔버(100)에 대한 개략적인 측단면을 나타낸 도면으로서, 특히 절연기판을 승강시키는 업다운시스템(120)을 중점적으로 나타내었다.FIG. 3 is a schematic side cross-sectional view of the
이 같은 본 발명에 따른 로드락챔버(100)는 대기압환경과 진공환경을 구분하 면서 각각을 향해 진행되는 절연기판을 중간 적재하는 부분으로서, 챔버본체(112)는 절연기판이 안착될 수 있는 밀폐된 내부영역을 정의하고 있으며 이 같은 내부영역은 별도의 배기시스템을 통해서 대기압 또는 진공환경으로 변화 조성될 수 있다.The
그리고 이러한 챔버본체(112)의 양측, 즉 대기압환경을 향하는 전단과 진공환경을 향하는 후단으로는 각각 절연기판의 반입 반출을 위한 제 1 및 제 2 슬롯셔터(114,116)가 구비되며, 이는 보이는 바와 같이 가로방향으로 설치되어 절연기판이 평행하게 반입 반출될 수 있다.And both sides of the
또한 챔버본체(112)의 내부로는 절연기판이 안착되는 척(118)이 구비되는데, 이는 목적에 따라 소정각도로 회전할 수 있다.In addition, the
이상의 구성을 갖는 본 발명에 따른 로드락챔버(100)는 일반적인 경우와 유사하게 대기압 환경에 놓인 플랫폼과 진공환경에 놓인 스퍼터 등의 다수의 프로세스모듈 사이에서 이들 서로 다른 환경을 구분하는 역할과 함께 내부로 중간 적재되는 절연기판을 냉각하는 것으로, 플랫폼과 제 1 슬롯셔터(114) 사이에 구비된 제 1 로봇(162)과, 제 2 슬롯셔터(116)와 다수의 프로세스모듈 사이에 구비된 제 2 로봇(166)을 통해서 절연기판이 반입, 반출된다.The
즉, 일례로 박막증착을 위하여 플랫폼의 로더에 적재된 제 1 절연기판은 최초 제 1 로봇(162)의 제 1 블래이드(164) 상에 안착된 상태로 제 1 슬롯셔터(114) 전단에 위치되고, 이에 따라 본 발명에 따른 로드락챔버(100) 챔버본체(112)의 내부영역은 대기압 환경으로 조성된 후 제 1 슬롯셔터(114)가 개방된다. 그러면 제 1 로봇(162)이 진입하여 제 1 절연기판을 척(118) 상에 안착시킨다. 이어서 제 1 슬롯셔터(114)가 밀폐된 후 로드락챔버(100) 챔버본체(112)의 내부영역이 진공환경으로 조성되면 제 2 슬롯셔터(116)가 개방되고, 제 2 로봇(166)의 제 2 블래이드(168)가 척(118) 상의 제 1 절연기판을 파지하여 해당 프로세스모듈로 운반한다.That is, for example, the first insulating substrate loaded on the loader of the platform for thin film deposition is positioned in front of the
이를 통해서 각 프로세스모듈에서 박막증착 등의 처리가 완료된 제 2 절연기판은 제 2 로봇(166)의 제 2 블래이드(168) 상에 안착된 상태로 다시금 제 2 슬롯셔터(116) 후단에 위치되고, 본 발명에 따른 로드락챔버(100) 챔버본체(112)의 내부영역에 진공환경이 조성되면 제 2 슬롯셔터(116)가 개방되어 제 2 로봇(166)은 제 2 절연기판을 척(118) 상에 안착시키게 된다. 이어서 제 2 슬롯셔터(116)가 밀폐된 후 로드락챔버(100) 챔버본체(112)의 내부영역이 대기압환경으로 조성되면 제 1 슬롯셔터(114)가 개방되고, 제 1 로봇(162)의 제 1 블래이드(164)가 척(118) 상의 제 2 절연기판을 파지하여 플랫폼의 소정위치, 즉 언로더로 운반 적재하는 것이다.Through this process, the second insulating substrate on which the process such as thin film deposition is completed in each process module is positioned on the
이때 특히 본 발명에 따른 로드락챔버(100)에는 제 1 및 제 2 로봇(162,166)과 척(118) 사이에서 절연기판(2)을 주고받음에 용이하도록 업다운시스템(120)이 구비된다.In this case, in particular, the
구체적으로, 본 발명에 따른 로드락챔버(100)의 업다운시스템(120)은 챔버본체(112) 외부에 마련된 실린더(122)와, 이를 통해서 승강되는 무빙플레이트(126) 및 이로부터 돌출되어 챔버본체(112) 바닥면과 척(118)을 관통하는 다수의 샤프트핀(128)을 포함하며, 무빙플레이트(126)와 챔버본체(112) 바닥면 사이로는 각각의 샤프트핀(128)을 감싸는 다수의 밸로우즈(130)가 신축성 있게 개재된다.In detail, the up-down
좀더 자세히, 먼저 실린더(122)는 일례로 공기압을 이용해서 상하로 승강되는 승강축(124)을 구비하고 있으며, 이는 챔버본체(112) 하단에 위치될 수 있다.In more detail, first, the
그리고 무빙플레이트(126)는 승강축(124)에 결합되어 함께 승강하는데, 이는 챔버본체(112) 바닥면과 평행을 유지하면서 멀거나 가까워지는 방식으로 이동된다.And the moving
다음으로 이 같은 무빙플레이트(126) 상면으로부터 돌출된 다수의 샤프트핀(128)은 챔버본체(112) 바닥면과 척(118)을 관통하고 있으며, 이를 위해 챔버본체(112) 바닥면과 척(118)에는 다수의 핀홀(129)이 상하 관통될 수 있다. 따라서 척(118) 상에 안착된 절연기판(2)은 다수의 샤프트핀(128)에 의해 들어올려지거나 내려진다.Next, the plurality of shaft pins 128 protruding from the upper surface of the moving
마지막으로 이 같은 각각의 샤프트핀(128)을 감싸는 다수의 벨로우즈(130)가 챔버본체(112) 바닥면과 무빙플레이트(126) 사이로 개재되며, 이를 통해 핀홀(129)을 통한 이물질 침투를 차단하며 챔버본체(112) 내부의 대기압 또는 진공환경 조성을 위한 밀폐환경을 제공한다. 이 같은 벨로우즈(130)는 구체적으로 외면을 따라 다수의 주름이 형성된 관 형상을 가질 수 있다.Finally, a plurality of
따라서 실린더(122)의 승강축(124)이 상승하면 무빙플레이트(126) 및 이로부터 돌출된 다수의 샤프트핀(128)이 함께 상승하여 척(118) 상면으로부터 다수의 샤프트핀(128)이 솟아오름과 동시에 각각의 벨로우즈(130)는 수축되는 반면 실린더(122)의 승강축(124)이 하강하면 무빙플레이트(126) 및 이로부터 돌출된 다수의 샤프트핀(128)이 함께 하강하여 척(118) 내부로 그 끝단이 감춰짐과 동시에 각각의 벨로우즈(130)는 신장된다.Therefore, when the lifting
이때 본 발명에 따른 로드락챔버(100)에 있어서 절연기판(2)은 척(118)으로부터 최대 55 내지 65mm 이격되도록 승강되는 것을 특징으로 하는 바, 이를 위하여 승강축(124)은 역시 실린더(122)에서 최대 55 내지 65mm로 승강된다.In this case, in the
아울러 다수의 샤프트핀(128)의 길이는 230 내지 240mm 이고 챔버본체(112) 바닥면과 무빙플레이트(126)의 간격은 최대, 즉 무빙플레이트(126)의 하강시 133 내지 142mm 정도를 유지하며, 벨로우즈(130) 역시 최대 신장 길이가 133 내지 142mm 정도가 된다.In addition, the length of the plurality of shaft pins 128 is 230 to 240mm and the interval between the bottom of the
이에 대하여 도 3의 일부분을 보다 상세하게 나타낸 도 4를 함께 참조하여 설명한다.This will be described with reference to FIG. 4, which shows a part of FIG. 3 in more detail.
앞서 언급한 바와 같이 본 발명에 따른 로드락챔버(100) 업다운시스템(120)의 실린더(122) 승강축(124)의 승강 최대높이는 이로부터 55 내지 65mm, 가장 알맞게는 60mm 정도이므로 무빙플레이트(126)의 승강범위 또한 이와 동일한 범위로 승강된다.As mentioned above, the maximum height of the lifting
그리고 챔버본체(112) 바닥면과 무빙플레이트(126) 사이의 간격은 무빙플레이트(126)의 최대 하강 시 133 내지 142mm, 가장 알맞게는 138mm 이므로 최대 상승 시 이들 사이의 간격은 75 내지 82mm 가장 알맞게는 78mm 정도가 된다. 더불어 이 같은 무빙플레이트(126)와 챔버본체(112) 바닥면 사이로 개재되어 각각의 샤프트핀(128)을 감싸는 벨로우즈는 최대 신장시 133 내지 142mm, 가장 알맞게는 챔버바닥면(112)과 무빙플레이트(126)의 최대 간격인 138mm와 동일하고, 최대 수축시 역시 챔버본체(112) 바닥면과 무빙플레이트(126) 사이의 최소간격과 동일한 75 내지 82mm, 가장 알맞게는 78mm 정도인 바, 각각의 벨로우즈(130)는 상하 끝단이 챔버본체(112) 바닥면과 무빙플레이트(126)에 완전 밀착된 상태에서 수축 신장하는 결과를 얻게 된다.And the interval between the bottom of the
그리고 샤프트핀(128)의 길이는 230 내지 240mm, 가장 바람직하게는 235mm 이므로 결국 일반적인 경우와 비교하여 샤프트핀의 길이는 10mm 정도가 낮아지며, 실린더(122) 승강축(124)의 승강범위가 일반적인 경우와 비교하여 10 내지 20mm, 가장 바람직하게는 15mm 정도 낮아짐을 감안하면 결국 절연기판(2)은 일반적인 경우와 비교하여 최대 25mm 정도 낮아진 상태에서 60mm 정도만 승강한다.And the length of the
더불어 샤프트핀(128)의 길이가 줄어 덜 상승됨은 물론 이에 따라 상승폭이 줄어도 안정적인 동작이 가능한 바, 이로 인해 무빙플레이트(126)의 최 하강시의 높이가 상승되는 결과를 낳게 되고, 따라서 벨로우스(130)가 최대로 신장되는 길이 또한 줄어 텐실스트레스(tensile stress)를 줄일 수 있게 된다.In addition, as the length of the
이 같은 수치는 구체적으로 본 출원인이 로드락챔버(100)를 유심하게 관찰한 결과 제 1 및 제 2 로봇(62,64)의 제 1 및 제 2 블래이드(164,168)와 다수의 샤프트핀(128) 사이에서의 절연기판(2) 전달에 방해가 되지 않는 최소한의 수치인 바, 이를 통해서 실린더(122) 승강축(124)의 승강범위를 짧게 할 수 있어 반복 동작에도 무리를 최소한으로 할 수 있다.These values are specifically measured by the Applicant's careful observation of the
더불어 상술한 수치 내에서는 벨로우즈(130)가 챔버본체(112) 바닥면과 무빙플레이트(126)에 각각 밀착된 상태로 수축, 신장하게 됨은 물론 그 폭이 15mm 정도 낮아지는 결과를 얻게 되는 바, 이물의 침투를 신뢰성 있게 방지하면서도 수축신장의 폭이 작아져 반복 동작에도 리크 등이 결함발생을 크게 줄이는 효과가 있다.
In addition, within the above-described numerical value, the
이에 본 발명에 따른 로드락챔버는 장시간 사용에도 불구하고 업다운시스템의 고장을 최소화 할 수 있는 장점을 갖는다. 따라서 수리 내지는 정비에 들이는 시간과 노력을 크게 줄이는 효과가 있다.Therefore, the load lock chamber according to the present invention has an advantage of minimizing the failure of the up-down system despite the long time use. Therefore, the time and effort required for repair or maintenance are greatly reduced.
더불어 특히 벨로우즈의 리크발생 및 텐실스트레스를 줄일 수 있고, 따라서 이물질의 침투 내지는 챔버본체 내부의 고유환경 조성이 용이한 잇점이 있다.In addition, in particular, it is possible to reduce the leakage and tensile stress of the bellows, and therefore, there is an advantage of easily infiltrating foreign matter or creating a unique environment inside the chamber body.
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KR1020040049519A KR101004414B1 (en) | 2004-06-29 | 2004-06-29 | load lock chamber for liquid crystal display device |
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JP2002359237A (en) | 2001-05-30 | 2002-12-13 | Hitachi Kokusai Electric Inc | Manufacturing method of substrate treatment apparatus and semiconductor device |
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2004
- 2004-06-29 KR KR1020040049519A patent/KR101004414B1/en active IP Right Grant
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