KR101087239B1 - 이동형 버퍼 및 그를 구비한 로딩시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동형버퍼 및 그를 구비한 로딩시스템에 관한 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 로딩시스템은 기판을 일으켜 세우는 제1 반전기와; 상기 제1 반전기로부터 기판을 전달받아 고정하는 커리어와; 상기 커리어를 이송하는 레일과; 상기 커리어로부터 기판을 전달받아 눕히는 제2 반전기와; 상기 제2 반전기에 기판을 전달한 커리어를 회전시켜 상기 제1 반전기와 대향되게 하는 턴-유닛을 구비한다.

Description

이동형 버퍼 및 그를 구비한 로딩시스템{Movable type Buffer and Loading System Including The Same}

도 1은 종래의 로딩시스템을 나타낸 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 로딩시스템을 나타낸 도면이다.

도 3은 도 2의 반전기를 상세히 나타낸 도면이다.

도 4는 도 2의 커리어를 상세히 나타낸 도면이다.

도 5는 도 2의 턴-유닛을 상세히 나타낸 도면이다.

도 6은 도 2의 이동형 버퍼를 상세히 나타낸 도면이다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 로딩시스템 및 스퍼터링 장치로 제조되는 액정표시장치를 나타낸 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

2, 102 : 카세트 4, 104 : 포트

6, 106 : 기판 8, 108 : 로봇암

10, 110 : 반전기 12, 112 : 커리어

14, 114 : 턴-유닛 16, 116 : 레일

18 : 매거진 118 : 이동형버퍼

본 발명은 이동형버퍼 및 그를 구비한 로딩시스템에 관한 것으로, 특히 공간활용을 최적화하며 로딩공정을 단순화할 수 있는 이동형버퍼 및 그를 구비한 로딩시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 로딩시스템은 한 장소에서 요구되는 장소까지 상품 등을 용이하게 이송할 수 있도록 설계된 장비이다. 이 로딩시스템 특히, 스퍼터링(Sputtering) 장치와 연결되는 로딩 시스템은 박막증착을 위한 기판을 이송하게 된다.

스퍼터링(Sputtering) 장치는 플라즈마에 의해 이온을 가속시켜 이온을 타깃에 충돌하게 하여 기판에 타깃물질을 성막하는 장치이다. 이 스퍼터링 장치를 이용한 스퍼터링 공정은 고온에서 진행되는 화학증착장치에 비해 기판을 약 400℃의 저온으로 유지하면서 박막을 형성할 수 있는 장점이 있다. 이러한 스퍼터링 장치는 비교적 간단한 구조로 짧은 시간에 증착막을 형성할 수 있기 때문에 반도체 소자 및 액정표시장치에 널리 이용되고 있다. 이러한 스퍼터링 장치는 타깃부와 기판부를 각각 전원의 음극단과 양극단에 연결하고, 고주파를 발생시키면서 직류전원을 인가하면 전기장의 작용으로 타깃에서 전자가 발생하고 이 전자들은 양극단으로 가속된다. 이 때, 가속 전자들이 챔버에 공급된 불활성가스와 충돌하여 가스가 이온화된다. 불활성 가스의 양이온은 전기장의 작용으로 음극단에 연결된 타깃과 충돌하여 타깃 표면에서 타깃 원자들이 이탈되는 스퍼터링 현상이 발생된다. 한편, 타깃에서 방출되어 양극단으로 가속되는 전자는 중성원자와 충돌하여 여기되고 이때 플라즈마가 발생한다. 플라즈마는 외부의 전위가 유지되고 전자가 계속 발생할 경우 유지된다.

도 1은 종래의 스퍼터링 장치에 기판을 로딩 및 언로딩하기 위한 로딩 시스템을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 로딩시스템은 카세트(2)와 연결되는 포트(4)와, 카세트(2)로부터 기판(6)을 이재하거나, 카세트(2)에 기판(6)을 적재하는 로봇암(8)과, 기판(6)을 일으켜세우는 반전기(10)와, 세워진 기판(6)을 고정하는 커리어(12)와, 커리어(12)를 회전시키는 턴-유닛(14)과, 회전된 커리어(12) 및 기판(6)을 이송하는 레일(16)과, 레일(16) 일측에 연결되어 로딩시스템에 에러가 발생할 경우 임시적으로 커리어(12) 및 기판(6)을 저장하는 매거진(Magazine)(18)을 구비한다.

포트(4)는 카세트(2)로부터 기판(6)을 이재 및 적재하기 위한 통로역할을 한다.

반전기(10)는 로봇암(8)에 의하여 카세트(2)로부터 이재된 기판(6)을 일으켜 세우는 역할을 한다. 이를 위하여, 반전기(10)의 전면에는 기판(6)이 안착되는 안착면(10a)과, 안착된 기판(6)의 가장자리를 고정시키는 클램핑(Clamping)(10b)을 구비한다.

커리어(12)는 기판(6)을 수납하여 이동 및 박막증착기간동안 기판(6)을 보호하는 역할을 수행한다. 이러한 커리어(12)는 반전기(10)에 의하여 일으켜 세워진 기판(6)을 수납하게 된다.

턴 유닛(14)은 커리어(12)에 부분삽입된 기판(6)을 레일(16)로 이송하기 위하여 레일(16)의 방향과 일치되도록 커리어(12)를 회전시킨다.

매거진(18)은 로딩시스템의 에러발생시 커리어(12) 및 기판(6)을 일시적으로 보관하는 역할을 한다. 구체적으로, 로딩시스템에 에러가 발생하게 되면, 스퍼터 장치로부터 기판을 이송하여 적재하는 로딩시스템이 작동되지 않게되지만, 스퍼터 장치에 연결된 레일(16)은 지속적으로 동작을 수행하게 됨으로 매거진(18)에 의하여 기판(6)을 임시적재하게 된다. 이러한 매거진(18)은 기판(6)이 적재되는 버퍼(18a)와, 버퍼(18a)에 기판(6)을 적재 및 이재하는 로더(18b)를 구비한다. 이와 같은 구조의 매거진(18)은 로더(18b)에 의하여 레일(16) 상에 이송하는 기판(6)을 수집하여 버퍼(18a)에 적재하게 된다.

이와 같은 구조를 가지는 종래의 로딩시스템에서 기판 이송에 관하여 살펴보기로 하자.

먼저, 로봇암(8)을 이용하여 카세트(2)로부터 기판(6)을 이재하고, 이재된 기판(6)을 반전기(10) 상에 올려놓는다. 이후, 반전기(10)가 기판(6)을 일으켜 세움과 아울러, 마주보는 커리어(12)의 전면에 기판(6)을 부분삽입하게 된다. 기판(6)이 부분삽입된 커리어는 턴-유닛(14)에 의하여 90°회전한 후, 레일(16)에 올려진다. 레일(16)에 올려진 커리어(12)는 레일(16)에 수직하게 운동하며 스퍼터 장치(30)에 연결된 레일(16)을 따라 이동하게 된다. 이러한 방식으로 기판(6)을 로딩하는 종래의 로딩시스템은 기판(6)을 커리어(12)에 삽입한 후, 레일(16)의 운동방향과 일치시키기 위하여 각각의 장치들이 운동할 수 있는 충분한 공간이 필요하게 된다. 실질적으로, 종래의 로딩시스템은 반전기(10)가 기판(6)을 일으켜세우기 위한 반전기(10)의 운동 공간과, 일으켜 세워진 기판(6)을 커리어(12)에 전달하기 위한 운동 공간 및 커리어(12)를 회전시키기 위한 운동 공간 등에 의하여 확보해야 할 필요공간이 80평에 가까운 면적이 필요하다. 따라서, 종래의 로딩시스템은 버퍼(18a)에 기판(6)을 적재하기 위한 로더(18b)의 운동 공간또한 필요하게 되어, 전체적으로 기판(6)을 이재 및 적재하기 위한 필요공간이 큰 면적을 차지하게 됨에 따라 생산설비의 부담이 급증하게 된다. 또한, 기판의 로딩과정은 상술한 복잡한 과정을 거쳐야 함에 따라, 공정시간이 지연되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 공간활용을 최적화하며 로딩공정을 단순화할 수 있는 이동형버퍼 및 그를 구비한 로딩시스템을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 로딩시스템은 기판을 일으켜 세우는 제1 반전기와; 상기 제1 반전기로부터 기판을 전달받아 고정하는 커리어와; 상기 커리어를 이송하는 레일과; 상기 커리어로부터 기판을 전달받아 눕히는 제2 반전기와; 상기 제2 반전기에 기판을 전달한 커리어를 회전시켜 상기 제1 반전기와 대향되게 하는 턴-유닛을 구비한다.

상기 제1 반전기에 기판을 적재하고, 상기 제2 반전기로부터 기판을 이재하는 로봇암을 추가로 구비한다.

상기 레일 일측과 연결되어 상기 기판 및 커리어를 임시 저장하는 이동형버퍼를 더 구비한다.

상기 이동형버퍼는 상기 레일의 일정구간을 병렬로 조립하여 형성되는 버퍼부와; 상기 버퍼부를 상기 레일과 직교하는 방향으로 이동가능하도록 상기 버퍼부의 배면에 형성되는 이송부를 구비한다.

상기 제1 반전기 및 제2 반전기는 상기 기판이 접촉되는 헤더와; 상기 헤더에 접촉된 기판을 고정하는 클램핑을 더 구비한다.

상기 커리어는 상기 기판이 부분 삽입되는 안착홈과; 상기 안착된 기판을 고정하는 클립을 구비한다.

레일과; 상기 레일의 일정구간을 병렬로 조립하여 형성되는 버퍼부와; 상기 버퍼부를 상기 레일과 직교하는 방향으로 이동가능하도록 상기 버퍼부의 배면에 형성되는 이송부를 구비한다.

상기 이송부는 상기 버퍼부 배면에 연결되어 회전하는 기어와, 상기 기어에 힘을 전달하는 체인을 구비한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 2 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 로딩시스템은 카세트(102)로부터 기판(106)을 이재하는 로봇암(108)과, 이재된 기판(106)을 일으켜 세우거나, 세워진 기판(106)을 눕히는 반전기(110)와, 반전기(110)로부터 세워진 기판(106)을 안착 및 부분삽입시키거나, 반전기(110)에 전달하는 커리어(112)와, 커리어(112)를 회전시키는 턴-유닛(114)과, 턴-유닛(114)과 연결되어 기판(106)을 이송하는 레일(116)과, 레일(116)을 감싸며 전후로 이동이 가능한 이동형버퍼(118)를 구비한다.

반전기(110)는 커리어(112)에 기판(106)을 전달하는 제1 반전기(110a)와, 커리어(112)로부터 기판(106)을 전달받는 제2 반전기(110b)를 구비한다. 이 각 반전기(110a, 110b)는 도 3에 도시된 바와 같이 기판(106)이 접촉되는 헤더(111)와, 헤더(111)에 접촉된 기판을 고정하기 위한 클램핑(113)을 구비하며, 로봇암(108)으로부터 기판(106)을 수납하고, 수납된 기판(106)을 일으켜 세우는 역할을 수행한다. 또한, 반전기(110)는 스퍼터 장치(130)로부터 박막증착이 완료된 기판(106)을 턴-유닛(114)로부터 전달받아 눕히는 역할을 수행한다.

커리어(112)는 도 4에 도시된 바와 같이 반전기(110)로부터 전달받은 기판(106)이 부분삽입되는 안착홈(112a)과, 안착홈(112a)에 삽입된 기판(106)을 고정시키기 위한 클립(112b)을 구비한다. 이러한 커리어(112)는 제1 및 제2 반전기(110a, 110b) 사이에 순차적으로 배치된다.

턴-유닛(114)은 도 5에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 반전기(110a, 110b) 사이에 배치되어 레일(116)을 따라 순차적으로 이동하는 커리어(112)의 방향을 전환시킨다.

레일(116)은 기판(106)이 삽입된 커리어(112)를 로딩시스템에서 스퍼터 장치(130)까지 이송하게 된다.

이동형버퍼(118)는 도 6에 도시된 바와 같이 레일(116)의 일정구간이 병렬로 다수개 조립되어 형성되는 버퍼부(118a)와, 버퍼부(118a)가 전후로 이동가능하도록 버퍼부(118a) 배면에 형성되는 이송부(118b)를 구비한다. 여기서, 이송부(118b)는 버퍼부(118a)가 이동가능하도록 버퍼부(118a) 배면에 배치되는 기어와, 기어에 힘을 전달하는 체인으로 형성되거나, 버퍼부(118a) 배면에 배치되는 다수개의 롤러를 구비할 수 있다. 이러한 이동형버퍼(118)의 동작시기는 로딩시스템에 에러가 발생하여 로봇암(108)의 동작이 정지하는 한편, 레일(116)에 올려진 기판(106)및 커리어(112)가 레일(116)을 따라 이송하게 될 경우 작동되며 이때, 이동형버퍼(118)는 기판(106) 및 커리어(112)를 레일(116)과 함께 버퍼부(118a)에 각각 저장한다. 에러가 처리된 후, 로봇암(108)이 재 동작하게 되면 이동형버퍼(118)는 레일(116)과 직교하는 방향으로 이동하면서 버퍼부(118a)에 저장된 기판(106) 및 커리어(112)를 이웃하는 레일(116)에 전달하게 된다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 이동형버퍼(118)는 별도의 버퍼에 기판을 이송하기 위한 별도의 로더가 설치되는 공간을 절약할 수 있게 된다.

이와 같은 구조를 가지는 본 발명의 실시 예에 따른 로딩시스템의 동작과정 에 대해서 살펴보기로 하자.

먼저, 로봇암(108)은 카세트(102)로부터 기판(106)을 이재하여 제1 반전기(110a)의 전면에 올려놓는다. 이때, 제1 반전기(110a)는 가장자리에 형성된 클램핑(113)을 이용하여 기판(106)을 전면에 고정시킨다. 이후, 제1 반전기(110a)는 기판(106)을 일으켜 세움과 아울러 커리어(112)에 전달한다. 커리어(112)는 클립(112a)을 이용하여 기판(106)을 전면에 고정시킴과 아울러 레일(116)에 의하여 스퍼터 장치로 이송되게 된다. 박막이 증착된 기판(106)이 고정된 커리어(112)는 다시 레일(116)을 따라 이동하게 된다. 그 다음, 커리어(112)는 제2 반전기(110b)에 기판(106)을 전달한다. 이때, 기판(106)에 제거된 커리어(112)는 턴-유닛(114)에 의하여 제1 반전기(110a)와 마주보도록 방향이 전환된다. 기판(106)을 전달받은 제2 반전기(110b)는 기판(106)을 고정시킨 후 눕히게 된다. 로봇암(108)은 제2 반전기(110b)의 전면에 올려진 기판(106)을 카세트(102)에 적재한다.

이러한 구조를 가지는 본 발명의 실시 예에 따른 로딩시스템은 제1 및 제2 반전기(110a, 110b)와 커리어(112)와, 커리어(112)를 레일(106)과 함께 회전시키는 턴-유닛(114)을 구비함으로써 공간활용이 최적화되게 되며, 기판(106)의 로딩 및 언로딩 공정이 최적화될 수 있다.

한편, 도 7은 본 발명에 따른 스퍼터링장치를 이용하여 형성되는 액정패널을 나타내는 도면이다.

도 7을 참조하면, 액정패널은 액정(86)을 사이에 두고 합착된 컬러필터 기판(81)과 TFT 기판(91)을 구비한다.

액정(86)은 자신에게 인가된 전계에 응답하여 회전됨으로써 TFT 기판(91)을 경유하여 입사되는 빛의 투과량을 조절하게 된다.

컬러필터 기판(81)은 상부기판(80a)의 배면 상에 형성되는 컬러필터(82) 및 공통전극(84)을 구비한다. 컬러필터(82)는 적(R), 녹(G) 및 청(B) 색의 컬러필터층이 스트라이프(Stripe) 형태로 배치되어 특정 파장대역의 빛을 투과시킴으로써 컬러표시를 가능하게 한다. 인접한 색의 컬러필터(82)들 사이에는 도시하지 않은 블랙 매트릭스(Black Matrix)(도시하지 않음)가 형성되어 인접한 셀로부터 입사되는 빛을 흡수함으로써 콘트라스트의 저하를 방지하게 된다.

TFT 기판(91)은 하부기판(80b)의 전면에 데이터라인(99)과 게이트라인(94)이 상호 교차되도록 형성되며, 그 교차부에 TFT(90)가 형성된다. TFT(90)는 게이트라인(94)에 접속된 게이트전극, 데이터라인(99)에 접속된 소스전극, 채널을 사이에 두고 소스전극과 마주보는 드레인전극으로 이루어진다. 이 TFT(90)는 드레인전극을 관통하는 접촉홀을 통해 화소전극(92)과 접속된다. 이러한 TFT(90)는 게이트라인(94)으로부터의 게이트신호에 응답하여 데이터라인(99)으로부터의 데이터신호를 선택적으로 화소전극(92)에 공급한다.

화소전극(92)은 데이터라인(99)과 게이트라인(94)에 의해 분할된 셀 영역에 위치하며 광투과율이 높은 투명전도성물질로 이루어진다. 이 화소전극(99)은 드레인전극을 경유하여 공급되는 데이터신호에 의해 상부기판(80a)에 형성되는 공통전극(84)과 전위차를 발생시키게 된다. 이 전위차에 의해 하부기판(80b)과 상부기판(80a) 사이에 위치하는 액정(86)은 유전율이방성에 의해 회전하게 된다. 이에 따 라, 광원으로부터 화소전극(92)을 경유하여 공급되는 광이 상부기판(80a) 쪽으로 투과된다.

액정표시소자의 반도체층, 절연층, 전극단자 및 신호라인들은 스퍼터링장치를 이용하여 기판 상에 전면 증착한 후 패터닝됨으로써 형성된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 로딩시스템은 제1 및 제2 반전기와 커리어와, 커리어를 레일과 함께 회전시키는 턴-유닛을 구비함으로써 공간활용이 최적화되게 되며, 기판의 로딩/언로딩 공정이 더 단순화 된다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 로딩시스템은 불필요한 공간낭비를 줄이고 최적화된 공정단계를 가짐으로써 생산성을 개선할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (8)

1. 기판을 일으켜 세우는 제1 반전기와;

   상기 제1 반전기로부터 기판을 전달받아 고정하는 커리어와;

   상기 커리어를 이송하는 레일과;

   상기 커리어로부터 기판을 전달받아 눕히는 제2 반전기와;

   상기 제2 반전기에 기판을 전달한 커리어를 회전시켜 상기 제1 반전기와 대향되게 하는 턴-유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 로딩시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 반전기에 기판을 적재하고, 상기 제2 반전기로부터 기판을 이재하는 로봇암을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 로딩시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 레일 일측과 연결되어 상기 기판 및 커리어를 임시 저장하는 이동형버퍼를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 로딩시스템.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 이동형버퍼는

   상기 레일의 일정구간을 병렬로 조립하여 형성되는 버퍼부와;

   상기 버퍼부를 상기 레일과 직교하는 방향으로 이동가능하도록 상기 버퍼부의 배면에 형성되는 이송부를 구비하는 것을 특징으로 하는 로딩시스템.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 반전기 및 제2 반전기는

   상기 기판이 접촉되는 헤더와;

   상기 헤더에 접촉된 기판을 고정하는 클램핑을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 로딩시스템.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 커리어는

   상기 기판이 부분 삽입되는 안착홈과;

   상기 안착된 기판을 고정하는 클립을 구비하는 것을 특징으로 하는 로딩시스템.
7. 레일과;

   상기 레일의 일정구간을 병렬로 조립하여 형성되는 버퍼부와;

   상기 버퍼부를 상기 레일과 직교하는 방향으로 이동가능하도록 상기 버퍼부의 배면에 형성되는 이송부를 구비하는 것을 특징으로 하는 이동형버퍼.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 이송부는

   상기 버퍼부 배면에 연결되어 회전하는 기어와,

   상기 기어에 힘을 전달하는 체인을 구비하는 것을 특징으로 하는 이동형버퍼.

Images