KR101034041B1 - 기판 정렬장치 - Google Patents

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Abstract

평판표시소자용 기판의 슬릿 코팅 작업시 기판의 위치를 간편하게 정렬할 수 있는 기판 정렬장치를 개시한다.
그러한 기판 정렬장치는, 기판이 올려지는 스테이지와, 상기 스테이지에 위치된 기판의 외부 둘레면을 밀 수 있도록 배치되는 푸시아암들과, 상기 푸시아암들을 전,후방향으로 이동시키기 위한 동력을 발생하는 이송유니트들 그리고, 상기 이송유니트들에 의해 상기 푸시아암들이 전,후방향으로 이동할 때 링크절 운동에 의해 상승 또는 하강하도록 형성된 연동수단을 포함한다.
슬릿코터, 기판 위치정렬, 링크절 운동, 연동 구동

Description

기판 정렬장치{substrate align apparatus}
본 발명은 평판표시소자용 기판의 슬릿 코팅 작업에 사용되며, 특히 코팅 작업 전에 기판의 위치를 간편하게 정렬할 수 있는 기판 정렬장치에 관한 것이다.
평판표시소자용 기판의 포토리소그라피(photolithography) 공정은 기판 측에 약액(예: 포토레지스트)을 코팅하는 작업을 포함한다.
이러한 약액 코팅 작업은 대부분 슬릿코터(Slit Coater)를 이용한 슬릿 코팅(Slit Coating) 작업 방식이 널리 알려져 있다.
즉, 상기한 슬릿 코팅 작업은, 기판이 얹혀지는 스테이지 위쪽에 슬릿코터가 배치되며, 이 슬릿코터의 이동 중에 기판을 향하여 약액을 토출하면서 코팅하는 방식으로 진행된다.
이와 같은 작업 방식에 의하면, 코팅 작업 전에 상기 스테이지 상에 로딩된 기판의 위치를 허용 범위 내로 정렬하는 것이 매우 중요하다.
예를 들어, 기판을 스테이지에 올려놓을 때 접촉 충격이나 진동이 발생하거나 로딩면 사이에 에어갭(airgap)이 있으면 스테이지 측에서 기판이 비정상인 상태로 놓여지면서 과다한 불량 품질이 발생하는 것으로 알려져 있다.
그러므로, 대부분의 슬릿코터에 사용하는 스테이지에는 기판의 위치를 정렬할 수 있는 기판 정렬장치가 제공되며, 이 기판 정렬장치는 기판의 외부 둘레면을 접촉력으로 밀면서 위치를 정렬할 수 있도록 구성된다.
이러한 기판 정렬장치는, 기판의 외부 둘레면을 접촉력으로 밀기 위한 푸시아암으로 구성되며, 이 푸시아암은 수평구동원(예: 실린더)과 수직구동원(예: 실린더)으로부터 동력을 전달받아서 작동된다.
상기 수평구동원은 상기 푸시아암으로 기판을 밀면서 위치를 보정할 수 있도록 상기 푸시아암을 전,후방향으로 이동시킬 수 있도록 셋팅된다.
그리고, 상기 수직구동원은 상기 푸시아암이 슬릿코터의 하부(예: 토출부)와 접촉하지 않도록 상기 푸시아암을 기판보다 더 아래쪽으로 이동시킬 수 있도록 셋팅된다.
즉, 상기 기판 정렬장치는 푸시아암을 수평방향 및 수직방향으로 각각 이동시킬 수 있는 구조로 이루어져야만 기판의 위치 정렬은 물론이거니와 코팅 작업시 슬릿코터와의 간섭(충돌)을 방지할 수 있다.
하지만, 상기한 기판 정렬장치는, 하나의 푸시아암과 대응하여 두 개의 구동원이 각각 설치되므로 정렬 동작 및 구조가 복잡하고 제작비가 과다하게 소요되는 단점이 있다.
그리고. 하나의 푸시아암에 두 개의 구동원을 사용하면 부피가 커지므로 장치의 소형화를 실현하기 어렵다.
특히, 두 개의 구동원으로 푸시아암을 이동 방향을 나눠서 제어하는 방식은 상기 푸시아암의 정렬 동작이 비연속으로 이루어지므로 정렬 작업시 과다한 홀딩 시간이 발생하여 작업 능률을 저하시키는 한 요인이 될 수 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,
본 발명의 목적은, 특히 기판의 위치 정렬 동작이 간단할 뿐만 아니라, 장치의 소형화를 실현할 수 있는 기판 정렬장치를 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여,
기판이 올려지는 스테이지;
상기 스테이지에 위치된 기판의 외부 둘레면을 밀 수 있도록 배치되는 푸시아암들;
상기 푸시아암들을 전,후방향으로 이동시키기 위한 동력을 발생하는 이송유니트들;
상기 이송유니트들에 의해 상기 푸시아암들이 전,후방향으로 이동할 때 링크절 운동에 의해 상승 또는 하강하도록 형성된 연동수단:
을 포함하는 기판 정렬장치를 제공한다.
이와 같은 본 발명은, 스테이지 상에 놓여진 기판의 외부 둘레면을 푸시아암들의 전,후방향 이동에 의한 접촉력으로 밀면서 기판의 위치를 간편하게 정렬할 수 있다.
특히, 본 발명은 상기 푸시아암들의 전,후방향 이동 중에 링크절 운동이 이 루어지면서 상기 푸시아암들이 자동으로 상승 또는 하강되도록 하는 연동수단을 구비하고 있으므로 예를 들어, 두 개의 구동원들로 두 방향의 이송을 각각 나눠서 제어하는 종래의 기판 정렬장치들이 갖는 문제들을 개선할 수 있다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다.
본 발명의 실시 예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자들이 본 발명의 실시가 가능한 범위 내에서 설명된다.
따라서, 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있는 것이므로 본 발명의 특허청구범위는 아래에서 설명하는 실시 예들로 인하여 한정되는 것은 아니다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 기판 정렬장치의 전체 구조 및 주요 부분의 구조를 나타낸 도면들로서, 도면 부호 2는 스테이지를 지칭한다.
상기 스테이지(2)는 기판(G)을 평탄한 상태로 지지할 수 있는 로딩면(Q)을 갖는 것으로서, 통상의 석정반을 사용할 수 있다.
그리고, 상기 스테이지(2)는 도면에는 나타내지 않았지만 예를 들어, 기판(G)을 로딩하거나 언로딩할 때 인수,인계 동작을 더욱 원활하게 진행할 수 있도록 구동하는 통상의 리프트 핀들을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
도 1을 참조하면, 상기한 스테이지(2)는 기판(G)의 슬릿 코팅 작업을 진행하기 위한 작업대(W) 상에서 통상의 슬릿코터(C)와 대응하도록 배치된다.
즉, 상기 스테이지(2)는 작업대(W) 상부에서 상기 슬릿코터(C) 아래쪽에 수 평하게 배치될 수 있다.
그리고, 상기 슬릿코터(C)는 토출부가 기판(G)의 윗면을 향하는 상태로 상기 스테이지(2) 일측에서 타측을 향하여 통상의 방법으로 동력을 전달받아서 이동할 수 있도록 셋팅된다.
상기 본 발명의 일실시 예에 따른 기판 정렬장치는 푸시아암(4)들을 포함한다.
상기 푸시아암(4)들은 상기 스테이지(2) 측에 놓여진 기판(G)의 외부 둘레면을 접촉력으로 밀면서 상기 슬릿코터(C)와 대응하도록 위치를 정렬하기 위한 것이다.
즉, 상기 푸시아암(4)들은 상기 기판(G)의 외부 둘레면을 일측 단부로 밀면서 위치를 정렬할 수 있도록 배치된다.
도 3은 상기 푸시아암(4)들의 바람직한 배열 상태를 설명하기 위한 도면이다.
즉, 상기 푸시아암(4)들은 도 3을 기준으로 할 때 기판(G)의 네 군데 모서리 중에서 서로 대향하는 두 군데 모서리 지점의 외부 둘레면을 도면에서와 같이 측방향으로 밀 수 있도록 복수 개가 배치될 수 있다.
그리고, 도 2를 참조하면, 상기 푸시아암(4)들의 단부에는 기판(G)과 접촉하기 위한 접촉용 로울러(R)를 더 설치할 수 있다.
상기 접촉용 로울러(R)는 예를 들어, 고무 또는 플라스틱과 같은 재질로 형성된 로울러를 사용할 수 있으며, 상기 푸시아암(4)의 단부에서 중심부를 기준으로 회전 가능하게 고정 설치될 수 있다.
그러면, 상기 푸시아암(4)들로 기판(G)을 밀 때 상기 접촉용 로울러(R)의 외부면과 기판(G)이 접촉될 수 있으므로 접촉에 의한 마찰이나 충격 등을 대폭 줄여서 기판(G)의 파손이나 변형 등을 최대한 방지할 수 있다.
그리고, 상기 푸시아암(4)들은 상기와 같이 기판(G)의 네 군데 모서리 중에서 서로 대향하는 두 군데 모서리 지점과 대응하도록 배치되는 구조에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 도면에는 나타내지 않았지만 상기 기판(G)의 외부 둘레면을 밀면서 위치를 간편하게 정렬할 수 있는 다양한 지점에 위치될 수 있다.
상기 본 발명의 일실시 예에 따른 기판 정렬장치는 이송유니트(6)들을 포함한다.
상기 이송유니트(6)들은 상기 푸시아암(4)들의 접촉력으로 기판(G)을 밀면서 위치를 보정할 수 있도록 상기 푸시아암(4)들을 전,후방향으로 이동시키기 위한 것이다.
다시 도 2를 참조하면, 상기 이송유니트(6)들은 예를 들어, 이송블록(T1)을 구비한 LM가이드(T)를 사용할 수 있다.
상기 LM가이드(T)들은 상기 각 푸시아암(4) 아래쪽에 한 개씩 배치되며, 상기 스테이지(2) 측에 고정된 별도의 브라켓트(B) 위에 얹혀진 상태로 설치될 수 있다.
그리고, 상기 LM가이드(T)들은 상기 이송블록(T1)의 선형 운동시 상기 푸시 아암(4)의 일단이 상기 기판(G)의 외부 둘레면 일측을 향하여 전,후방향으로 이동될 수 있도록 셋팅된다.
이와 같은 작용에 의하면, 상기 푸시아암(4)들이 상기 LM가이드(T)들의 이송블록(T1)을 따라 전,후방향으로 움직이면서 일측 단부로 상기 기판(G)의 외부 둘레면을 일측을 접촉력으로 밀 수 있다.
상기 이송유니트(6)는 LM가이드(T)를 사용하는 것에 한정되는 것은 아니다. 이외에도 도면에는 나타내지 않았지만 각종 유압 또는 전기를 공급받아서 선형 운동이 가능하게 구동하는 여러 가지의 이송용 유니트(예: 볼 스크류)들을 사용할 수도 있다.
한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 기판 정렬장치는, 연동수단(8)을 포함한다.
상기 연동수단(8)은 상기 푸시아암(4)들이 전,후방향으로 이동할 때 링크절 운동에 의해 상기 푸시아암(4)들을 상승 또는 하강시킬 수 있도록 형성된다.
다시 도 2를 참조하면, 상기 연동수단(8)은, 상기 이송유니트(6) 상에서 상기 푸시아암(4)을 링크절 운동이 가능하게 연결하는 링크부(L)와, 상기 푸시아암(4)이 기판(G)을 향하여 전진할 때 상기 링크부(L)의 링크절 운동에 의해 위로 이동되도록 형성된 상승부(U)와, 상기 기판(G)에서 푸시아암(4)이 후진할 때 상기 링크부(L)의 링크절 운동에 의해 아래로 이동되도록 형성된 하강부(D)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 링크부(L)는 링크(L1)로 구성되며, 이 링크(L)는 상기 푸시아암(4)과 상기 LM가이드(T)의 이송블록(T1) 측에 양쪽 단부가 각각 힌지핀(L2)으로 연결된다.
상기 링크(L1)는 상기 푸시아암(4)과 LM가이드(T) 사이에 적어도 2개 이상을 이격 설치하면 좋다. 그러면, 상기 푸시아암(4)이 상승 또는 하강할 때 수평한 상태가 되도록 안정적으로 잡아줄 수 있다.
그리고, 상기 링크(L1)는 상기 푸시아암(4)이 상기 기판(G)의 외부 둘레면을 밀 수 있는 지점에 위치하거나, 기판(G)보다 더 아래쪽으로 내려간 지점에 위치할 수 있도록 링크절 운동이 가능하게 셋팅된다.
이와 같은 링크(L1)의 링크절 운동에 의하면, 특히 상기 푸시아암(4)으로 기판(G)의 외부 둘레면을 밀면서 정렬 작업을 진행한 후, 슬릿코터(C)로 코팅 작업을 진행할 때 상기 푸시아암(4)이 기판(G) 위로 돌출되면서 상기 슬릿코터(C)의 하부(예: 토출부)와 접촉(충돌)하는 것을 방지할 수 있다.
상기 상승부(U)는, 상기 푸시아암(4)을 잡아당기면서 위로 이동시킬 수 있도록 구성된다.
상기 상승부(U)는, 예를 들어 인장코일스프링과 같은 탄성부재(U1)로 구성될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 상기 탄성부재(U1)는 상기 LM가이드(T)의 이송블록(T1) 측에 일단이 고정되고, 타단은 상기 푸시아암(4)의 일측과 연결될 수 있다.
즉, 상기 탄성부재(U1)는 도 2를 기준으로 할 때 상기 푸시아암(4)을 좌측으로 잡아당겨서 상기 링크(L1)들의 링크절 운동에 의해 위로 이동될 수 있도록 셋팅 된다.
도 4는 상기 연동수단(8)의 세부 구조를 설명하기 위한 도면이다.
상기 상승부(U)는 상기 푸시아암(4)의 이동을 걸림 접촉으로 제한할 수 있도록 설치된 스토퍼(U2)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
즉, 도 4를 참조하면, 상기 스토퍼(U2)는 상기 이송블록(T1) 상에 세워진 상태로 고정되고, 상기 푸시아암(4) 측에 형성된 가이드홀(H) 내부에 돌출 단부가 끼워진 상태로 제공될 수 있다.
상기한 스토퍼(U2)는 상기 탄성부재(U1)로 푸시아암(4)을 잡아당길 때 상기 가이드홀(H) 내부면 일측과 접촉되면서 상기 푸시아암(4)의 이동을 제한할 수 있다.
이와 같은 스토퍼(U2)의 작용에 의하면, 상기 탄성부재(U1)로 상기 푸시아암(4)을 잡아당기면서 위로 들어올릴 때 기판(G)을 밀 수 있는 지점에 위치되도록 상기 푸시아암(4)의 이동을 제한할 수 있다.
도 5는 상기 상승부(U)의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
즉, 상기 상승부(U)는, 상기 푸시아암(4)이 기판(G)을 향하여 이동(전진)할 때 상기 탄성부재(U1)로 상기 푸시아암(4)을 도 5에서와 같은 방향으로 잡아당긴다.
그러면, 상기 푸시아암(4)은 상기 링크(L1)들의 링크절 운동에 의해 위로 이동되고, 상기 스토퍼(U2)에 의해 이동이 제한되면서 상기 기판(G)의 외부 둘레면과 일단이 접촉 가능한 지점에서 위치될 수 있다.
그러므로, 상기한 상승부(U)는 상기 푸시아암(4)이 기판(G)을 향하여 이동할 때 상기 탄성부재(U1)로 잡아당기는 방식으로 상기 푸시아암(4)을 위로 간편하게 이동시킬 수 있다.
그리고, 상기 하강부(D)는 예를 들어, 상기 푸시아암(4)이 기판(G)에서 뒤로 후진할 때 상기 푸시아암(4)을 밀어서 아래로 이동시킬 수 있는 누름부재(D1)로 구성된다.
다시 도 2를 참조하면, 상기 누름부재(D1)는 예를 들어, 고무나 플라스틱 로울러를 사용할 수 있으며, 상기 브라켓트(B) 상에서 상기 푸시아암(4)의 뒤쪽 단부와 접촉 가능하게 배치된다.
그리고, 상기 누름부재(D1)는 중심부를 기준으로 회전될 수 있도록 상기 브라켓트(B)측에 통상의 방법으로 고정된다.
상기 누름부재(D1)는 접촉 충격이나 마찰을 최대한 줄일 수 있는 고무나 플라스틱 재질의 로울러를 선정하여 사용하면 좋다.
도 6은 상기 하강부(D)의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
상기 누름부재(D1)는 상기 푸시아암(4)이 상기 LM가이드(T)의 이송블록(T1)을 따라 뒤로 이동할 때 상기 푸시아암(4)의 단부와 접촉된다.
그러면, 상기 푸시아암(4)은 상기 누름부재(D1)의 접촉력에 의해 이동 방향(후진)의 반대방향으로 밀리면서 상기 링크(L1)의 회동 방향을 따라 아래로 이동될 수 있다.
상기한 하강부(D)는 상기 푸시아암(4)의 후진 이동 중에 링크(L1)들의 회동 방향을 따라 상기 푸시아암(4)을 밀어서 아래로 간편하게 하강시킬 수 있다.
그러므로, 상기 푸시아암(4)은 상기 하강부(D)의 작용에 의해 기판(G)보다 더 아래쪽으로 이동된 상태가 될 수 있다.
상기와 같은 연동수단(8)의 구조 및 작용에 의하면, 상기 푸시아암(4)의 전,후진 동작과 연동하여 링크절 운동에 의해 상기 푸시아암(4)을 수직방향으로 간편하게 상승 또는 하강시킬 수 있다.
특히, 이러한 연동 구조는 하나의 푸시아암(4)과 대응하는 하나의 이송유니트(6)를 이용하여 상기 푸시아암(4)을 수평방향 및 수직방향으로 이동시킬 수 있으므로 예를 들어, 두 개의 구동원을 이용하여 수평 및 수직방향으로 각각 제어하는 종래의 정렬장치들이 갖는 단점들을 개선할 수 있다.
따라서, 상기한 본 발명의 일실시 예에 따른 기판 정렬장치는, 기판(G)에 각종 약액을 코팅하는 작업을 진행할 때 기판(G)의 위치를 간편하게 정렬할 수 있다.
즉, 도 2에서와 같이 스테이지(2) 상에 로딩된 기판(G)의 모서리 부분을 전,후방향으로 이동하는 복수 개의 푸시아암(4)들로 밀면서 상기 스테이지(2) 상에서 기판(G)의 코팅 위치를 간편하게 정렬할 수 있다.
특히, 본 발명은 연동수단(8)을 구비하여 상기 푸시아암(4)들이 전,후방향으로 이동할 때 기판(G)과 대응하는 지점 또는 기판(G)보다 더 낮은 지점에 위치하도록 연동 구동 방식으로 상기 푸시아암(4)의 높이를 간편하게 제어할 수 있다.
그러므로, 본 발명은 기판(G)의 위치 정렬 작업을 간편하게 진행할 수 있고, 정렬 구조가 간단하여 장치의 소형화를 용이하게 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 기판 정렬장치의 전체 및 주요 부분의 구조를 나타낸 도면들이다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 기판 정렬장치의 푸시아암의 바람직한 배열을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 기판 정렬장치의 연동수단의 세부 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 기판 정렬장치의 작용을 설명하기 위한 도면들이다.
[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]
2: 스테이지 4: 푸시아암 6: 이송유니트
8: 연동수단 C: 슬릿코터 G: 기판
L: 링크부 U: 상승부 D: 하강부

Claims (11)

  1. 기판이 올려지는 스테이지;
    상기 스테이지에 위치된 기판의 외부 둘레면을 밀 수 있도록 배치되는 푸시아암들;
    상기 푸시아암들을 전,후방향으로 이동시키기 위한 동력을 발생하는 이송유니트들;
    상기 이송유니트들에 의해 상기 푸시아암들이 전,후방향으로 이동할 때 링크절 운동에 의해 상승 또는 하강하도록 형성된 연동수단:
    을 포함하는 기판 정렬장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 푸시아암들은,
    기판의 네 군데 모서리 중에서 서로 대항하는 모서리 부분의 외부 둘레면을 측방향으로 밀 수 있도록 복수 개가 배치되는 기판 정렬장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 이송유니트는,
    LM가이드, 볼 스크류 중에서 어느 하나를 사용하고,
    상기 푸시아암들의 양쪽 단부 중에서 어느 한쪽 단부가 상기 기판의 외부 둘 레면을 향하여 전,후방향으로 이동될 수 있도록 셋팅되는 기판 정렬장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 연동수단은,
    상기 이송유니트 상에서 상기 푸시아암을 링크절 운동이 가능하게 연결하는 링크부;
    상기 푸시아암이 기판을 향하여 전진할 때 상기 링크부의 링크절 운동에 의해 위로 이동되도록 형성된 상승부;
    상기 기판에서 푸시아암이 후진할 때 상기 링크부의 링크절 운동에 의해 아래로 이동되도록 형성된 하강부;
    를 포함하는 기판 정렬장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 링크부는,
    링크로 구성되고, 이 링크의 일단은 상기 푸시아암과 힌지 결합되고, 타단은 상기 이송유니트와 힌지 결합되는 것을 특징으로 하는 기판 정렬장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 링크는,
    복수 개가 이격 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 정렬장치.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 상승부는,
    탄성부재로 구성되며,
    상기 탄성부재 일단은 상기 푸시아암과 연결되고, 타단은 상기 이송유니트와 연결되는 것을 특징으로 하는 기판 정렬장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 탄성부재는,
    인장코일스프링을 사용하고,
    상기 이송유니트 상에서 상기 푸시아암을 인장 탄성력으로 잡아당겨서 상기 링크의 회동 방향을 따라 위로 이동시킬 수 있도록 셋팅되는 기판 정렬장치.
  9. 청구항 4에 있어서,
    상기 연동수단은,
    스토퍼를 더 포함하며,
    상기 스토퍼는,
    상기 상승부로 푸시아암을 위로 이동시킬 때 걸림 접촉으로 이동을 제한할 수 있도록 형성된 기판 정렬장치.
  10. 청구항 4에 있어서,
    상기 하강부는,
    누름부재로 구성되며,
    상기 누름부재는,
    상기 푸시아암이 기판에서 후진할 때 상기 푸시아암을 반대방향으로 밀어서 상기 링크의 회동 방향을 따라 아래로 이동시킬 수 있도록 셋팅되는 기판 정렬장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 누름부재는,
    고무나 플라스틱 로울러를 사용하는 것을 특징으로 하는 기판 정렬장치.
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