KR101102954B1 - 유리 기판을 갖는 디스플레이 제조용 리프트 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유리 기판을 갖는 디스플레이 제조용 리프트 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 프로세스 챔버 내에서 서셉터로부터 유리 기판을 들어올리는 디스플레이 제조용 리프트 장치로서, 프로세싱이 이루어지는 프로세스 챔버; 상기 프로세스 챔버 내에 배치되어, 상기 유리 기판이 안치되며 내부에 상하를 관통하는 관통공을 구비한 서셉터; 상기 기판의 배면이 접촉되도록 상기 서셉터의 상면에 위치하고, 적어도 상면은 이트리아 또는 이트리아-알루미나 복합체로 이루어지는 헤드; 및, 상기 헤드를 상부에 부착하고, 상기 서셉터의 관통공을 관통하여 상기 서셉터에 결합하는 리프트 핀 몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 기판을 갖는 디스플레이 제조용 리프트 장치에 관한 것이다.
이를 통하여 유리 기판을 기판으로 사용하는 디스플레이 제조공정에서 유리 기판과 리프트 장치와의 접촉에 따른 스크래치 불량을 줄이고, 디스플레이 제조 프로세스 상에서 발생하는 기판의 오염을 줄일 수 있어서, 디스플레이 제조의 공정수율을 높일 수 있는 효과가 있다.
디스플레이, 골프 티, 리프트

Description

유리 기판을 갖는 디스플레이 제조용 리프트 장치 {LIFT DEVICE FOR PREPARING A DISPLAY WITH GLASS SUBSTRATE}
본 발명은 유리 기판을 갖는 디스플레이 제조용 리프트 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 유리 기판을 기판으로 사용하는 디스플레이 제조공정에서 유리 기판과 리프트 장치와의 접촉에 따른 스크래치 불량을 줄이고, 디스플레이 제조 프로세스 상에서 발생하는 기판의 오염을 줄일 수 있어서, 디스플레이 제조의 공정수율을 높일 수 있는 유리 기판을 갖는 디스플레이 제조용 리프트 장치에 관한 것이다.
일반적인 디스플레이장치로는 액정표시장치 및 PDP 등을 들 수 있고, 이와 같은 디스플레이장치는 일반적으로는 유리기판을 베이스 기판으로 사용하게 되며, 이와 같은 유리기판을 베이스 기판으로 하여 디스플레이 장치를 제조하기 위해서는 이미 알려진 바와 같이 다양한 공정을 거치게 된다.
이중에는 박막 증착을 위한 플라스마 화학 기상 증착 장치와 같은 프로세스 진행 장치를 이용한 증착공정이 포함될 수 있고, 상기 증착 장치를 포함한 프로세싱 장치는 일반적으로는 프로세스 수행을 위한 프로세스 챔버를 가지게 되며, 상기 프로세스 챔버에는 프로세스의 진행을 위한 또는 프로세스 완료에 따른 유리기판의 이송공정을 수행하게 되고 이를 위하여 리프트 장치를 수반하게 된다.
그런데 이와 같은 리프트 장치는 일반적으로 대한민국 공개특허 제10-2005-97133호, 제10-2004-111389호, 제10-2007-3166호에 기술된 바와 같이 서셉터와 이에 결합하는 일체형의 리프트 핀(골프 티) 구조를 가지는 것이 일반적이다. 이에 대한 구체적인 예는 도 1에 도시한 바와 같으며, 도 1에서 빗금 친 영역으로 표시한 부분이 리프트 핀에 해당한다.
이와 같은 구조를 가지는 리프트 장치는 일체형의 골프 티가 고정되고 서셉터가 움직이거나, 서셉터가 고정되고 골프 티가 움직이는 구조를 가질 수 있는데, 상기 서셉터에 안착되는 유리 기판(6)을 리프트 핀이 지지하는 경우에 유리 기판과 골프 티가 접촉할 수 있고, 이 경우에 중앙부 및 외곽부 여러 곳에 접촉이 발생하는데, 이는 통상 알루미나와 같은 높은 경도의 세라믹 성분으로 이루어진 골프 티가 유리 기판과 만나는 것을 의미하므로, 이 경우, 상대적으로 세라믹보다 경도가 낮은 유리 기판의 배면에 찍힘 불량이 발생할 수 있으며, 이러한 찍힘 불량이 남은 기판을 패널에 적용하는 경우에는 완성된 디스플레이(display) 장치의 작동시 얼룩이 관찰될 수 있다.
따라서 이러한 문제를 해결하기 위하여 대한민국 공개특허 제10-2005-97133호에서는 상기 리프트 핀을 알루미늄 아노다이징 하여 사용하는 방법을 제안하고 있으나, 알루미늄 아노다이징의 경우는 유리기판에 찍힘 불량은 발생하지 않으나 리프트 핀의 아노다이즈드 된 물질이 유리기판의 배면에 묻어 기판을 오염시키고, 후속 공정도 오염시키는 문제점이 있다.
이외에, 대한민국 공개특허 제10-2007-3166호의 경우에는 이를 제거하기 위하여 중앙부의 리프트 핀 자체를 제거하는 방안을 제안하고 있으나, 이는 대형 패널의 증착공정에 적합하지 않고, 중앙부를 지지하지 않는 경우에는 중앙부에 잔류응력이 발생하여 박막 특성이 떨어지는 문제점이 있다.
따라서 이러한 문제를 해결하여 유리기판의 훼손 및 오염을 모두 막으면서도 제조 프로세스가 가능한 리프트 장치 및 이를 포함하는 공정장치의 개발이 절실한 실정이다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 유리 기판을 기판으로 사용하는 디스플레이 제조공정에서 유리 기판과 리프트 장치와의 접촉에 따른 스크래치 불량을 줄이고, 디스플레이 제조 프로세스 상에서 발생하는 기판의 오염을 줄일 수 있어서, 디스플레이 제조의 공정수율을 높일 수 있는 유리 기판을 갖는 디스플레이 제조용 리프트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
프로세스 챔버 내에서 서셉터로부터 유리 기판을 들어올리는 디스플레이 제조용 리프트 장치로서,
프로세싱이 이루어지는 프로세스 챔버;
상기 프로세스 챔버 내에 배치되어, 상기 유리 기판이 안치되며 내부에 상하를 관통하는 관통공을 구비한 서셉터;
상기 기판의 배면이 접촉되도록 상기 서셉터의 상면에 위치하고, 적어도 상면은 이트리아 또는 이트리아-알루미나 복합체로 이루어지는 헤드; 및,
상기 헤드를 상부에 부착하고, 상기 서셉터의 관통공을 관통하여 상기 서셉터에 결합하는 리프트 핀 몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 기판을 갖는 디스플레이 제조용 리프트 장치를 제공한다.
본 발명의 유리 기판을 갖는 디스플레이 제조용 리프트 장치에 따르면 유리 기판을 기판으로 사용하는 디스플레이 제조공정에서 유리 기판과 리프트 장치와의 접촉에 따른 스크래치 불량을 줄이고, 디스플레이 제조 프로세스 상에서 발생하는 기판의 오염을 줄일 수 있어서, 디스플레이 제조의 공정수율을 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
이하 본 발명에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
본 발명은 유리 기판을 갖는 디스플레이 제조용 리프트 장치에 관한 것으로 프로세스 챔버 내에서 서셉터로부터 유리 기판을 들어올리는 디스플레이 제조용 리프트 장치로서, 프로세싱이 이루어지는 프로세스 챔버; 상기 프로세스 챔버 내에 배치되어, 상기 유리 기판이 안치되며 내부에 상하를 관통하는 관통공을 구비한 서셉터; 상기 기판의 배면이 접촉되도록 상기 서셉터의 상면에 위치하고, 적어도 상면은 이트리아(Y2O3) 또는 이트리아-알루미나(Y2O3-Al2O3) 복합체로 이루어지는 헤드; 및, 상기 헤드를 상부에 부착하고, 상기 서셉터의 관통공을 관통하여 상기 서셉터에 결합하는 리프트 핀 몸체를 포함하여 구성된다.
즉, 통상적인 프로세스 챔버 및 이에 적용되는 리프트 장치에 대한 예는 대한민국 공개특허 제10-2005-97133호에 도시한 바와 같다. 본 발명은 이와 같은 프로세스 챔버에 적용되는 리프트 핀의 상면을 이트리아 또는 이트리아-알루미나 복합체로 형성하기 위하여 종래의 리프트 핀을 헤드 및 리프트 핀 몸체로 분할하고, 상기 헤드의 상면에 이트리아 또는 이트리아-알루미나 복합체를 형성하는 것을 그 특징으로 하는 것으로 이에 대한 구체적인 예는 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같다.
즉, 도 2는 헤드 전체를 이트리아(이트리아-알루미나 복합체로 이를 구성할 수도 있음.)로 제작하여 알루미나 리프트 핀 몸체에 결합한 경우를 도시한 것이다. 또한 도 3은 헤드의 상부 평판 부분만을 이트리아-알루미나 복합체(이트리아만으로 이를 구성할 수도 있음.)로 하고, 아래 부분은 알루미늄 합금(여기서 상기 알루미늄은 아노다이징 처리된 것이 바람직하고, 이외에 통상의 모든 금속을 사용할 수도 있고, 알루미나 등도 사용할 수 있음.)으로 이를 제작하여 알루미나 리프트 핀 몸체에 결합한 경우를 도시한 것이다. 바람직하게는 도 4에 도시한 바와 같이 상기 헤드를, 헤드 중의 평판부의 상부는 이트리아 또는 이트리아-알루미나 복합체로 이루어지고, 평판부 중의 하부 및 상기 평판부의 하부에 결합하는 막대부(핀부)는 금속, 특히 아노다이징 된 알루미늄 합금으로 이루어지도록 하여 이를 알루미나 리프트 핀 몸체에 결합할 수 있다. 이를 통하여 높은 경도로 인하여 취성이 높은 이트리아 또는 이트리아-알루미나 복합체로 이루어진 헤드 평판부 상부가 유리기판과 부딪히거나 긁히는 충격을 받는 경우에도 헤드 평판부 중의 하부가 Toughness가 좋은 금속으로 이루어져 이러한 충격을 흡수할 수 있도록 하여, 이트리아 또는 이트리아-알루미나 복합체로 이루어진 헤드 상부가 깨져나가는 것을 방지할 수 있어서 헤드 나아가서는 리프트 핀의 내구성을 개선할 수 있다.
여기서 상기 프로세싱이 이루어지는 프로세스 챔버(CHAMBER)는 통상의 LCD 또는 PDP 디스플레이 장치의 제조에 사용되는 통상의 프로세스(일반적으로는 증착 또는 식각 공정 등)를 수행하는 챔버를 의미하는 것으로, 챔버에서 프로세스를 수행하기 위하여 유리 기판을 이송하여야 하는 모든 프로세스가 이에 해당될 수 있고, 이에 대한 구체적인 예로는 기상증착장비, 스퍼터링 장치, PECVD장비 등의 프로세스 챔버를 들 수 있고, 이에 대한 구체적인 예는 도 1에 도시한 바와 같다.
다음으로 서셉터는 통상의 프로세스 챔버에 배치되는 서셉터를 의미하는 것으로 상기 프로세스 챔버 내에 배치되어, 상기 유리 기판이 안치되며 내부에 상기 리프트 핀을 수용하기 위한 상하를 관통하는 관통공을 구비한다.
다음으로, 상기 관통공에 삽입되어 상기 서셉터에 결합하는 헤드 및 리프트 핀 몸체의 결합체는 상기 기술한 바와 같이, 상기 기판의 배면이 접촉되도록 상기 서셉터의 상면에 위치하고, 적어도 상면은 이트리아 또는 이트리아-알루미나 복합체로 이루어지는 헤드; 및, 상기 헤드를 상부에 부착하고, 상기 서셉터의 관통공을 관통하여 상기 서셉터에 결합하는 리프트 핀 몸체로 구성되어지고, 이에 대한 구체적인 예로 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같은 구성을 통하여 헤드 상면이 이트리아 또는 이트리아-알루미나 복합체로 이루어지도록 할 수 있다.
상기 헤드의 형상은 유리기판을 지지하는 다양한 형상이 이에 해당할 수 있고, 바람직하게는 상부에 평판부를 가지는 것이 좋고, 더욱 바람직하게는 도시한 바와 같이 전체적인 형상이 골프 티 형상을 가지는 것이 좋다.(따라서 이를 일명, 골프 티라고 한다.) 골프 티 형상은, 상부는 평판부를 가져 유리기판 지지에 유용하고, 하부는 핀 또는 막대 형상을 가지는 막대부로 이루어져 리프트 핀 몸체와의 결합이 용이하도록 한다. 여기서 상기 헤드는 상기 기판의 배면이 접촉되도록 상기 서셉터의 상면에 위치하고, 상기 헤드의 적어도 상면은 이트리아 또는 이트리아-알루미나 복합체로 이루어진다.
즉, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 헤드 전체가 이트리아 또는 이트리아-알루미나 복합체로 이루어질 수도 있고, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 헤드의 평판부만 이트리아 또는 이트리아-알루미나 복합체로 이루어질 수도 있고, 도 4에 그 구체적인 예를 도시한 바와 같이, 상기 헤드의 평판부의 일부만 이트리아 또는 이트리아-알루미나 복합체로 이루어질 수도 있다.
이는 이트리아의 경도가 기존에 유리기판에 찍힘을 발생시키는 알루미나의 경도보다 낮으면서도, 유리기판의 경도보다는 높아, 찍힘 현상을 최소화하면서도 유리기판에 이트리아가 묻어나는 것도 최소화할 수 있고, 이트리아가 묻어나는 경우에도 이트리아는 소자특성에 영향을 주지 않는 불순물에 해당하므로, 후속공정에 대한 오염 영향을 최소화할 수 있기 때문이다.
바람직하게는 도 4에 그 구체적인 예를 도시한 바와 같이, 상기 헤드는 헤드의 평판부 중의 상부는 이트리아 또는 이트리아-알루미나 복합체로 이루어지고, 헤드 평판부 중의 하부 및 상기 헤드 평판부의 하부에 결합하는 막대부(핀부)는 금속으로 이루어지는 것이 좋다. 이를 통하여 높은 경도로 인하여 취성이 높은 이트리아 또는 이트리아-알루미나 복합체로 이루어진 평판부 상부가 유리기판과 부딪히거나 긁히는 충격을 받는 경우에도 헤드의 평판부 중의 하부가 Toughness가 좋은 금속으로 이루어져 이러한 충격을 흡수할 수 있도록 하여 이트리아 또는 이트리아-알 루미나 복합체로 이루어진 헤드 상부가 깨져나가는 것을 방지할 수 있어서 내구성을 개선할 수 있다.
또한 상기와 같이 헤드의 일부를 이트리아 또는 이트리아-알루미나 복합체로 형성하는 방법으로는 알루미나 또는 아노다이징된 알루미늄 합금 등으로 이루어진 헤드 하부에 벌크상의 이트리아 또는 이트리아-알루미나 복합체를 접착제 등을 통하여 부착하는 방법이 있으며, 이 경우에 바람직하게는 도 4에 도시한 바와 같이, 벌크 상의 이트리아 또는 이트리아-알루미나 복합체는 하면에 돌출부를 형성하고, 이와 결합하는 헤드 하부의 상면에는 상기 돌출부에 대응하는 요부를 형성하여 서로를 결합함으로써 결합의 정렬도 및 결합력을 확보할 수 있도록 할 수 있다.
이외에 바람직하게는 접착강도를 높이고 접착제 등의 사용을 줄이기 위하여, 상기 이트리아 또는 이트리아-알루미나 복합체의 형성은 에어로졸 증착법이나 용사코팅기술을 적용할 수 있다. 즉, 이트리아 분말 또는 이트리아-알루미나 혼합분말을 상기 헤드 하부의 상면에 에어로졸 증착(deposition)법이나 용사코팅기술을 적용하여 코팅함으로써 이트리아 또는 이트리아-알루미나 복합체를 형성할 수도 있다. 상기 코팅공정에는 접착제가 함께 혼합되어 사용될 수도 있고, 스프레이 공정이후에 열처리 단계가 더 포함될 수도 있으며, 이를 통하여 높은 결합력으로 이트리아 또는 이트리아-알루미나 복합체를 세라믹 또는 금속으로 이루어진 헤드 하부에 결합할 수 있으며, 이 경우에도 상기 기술한 바와 같이 헤드 하부의 상면에는 를 형성하고 여기에 코팅을 실시하여 코팅된 이트리아 또는 이트리아-알루미나 복합체는 하면에 상기 요부에 대응하는 돌출부를 형성하여 서로를 결합함으로써 결합 의 정렬도 및 결합력을 확보할 수 있도록 할 수 있다.
바람직하게는 상기 기술한 바와 같이, 유리기판의 찍힘 방지 및 유리기판의 오염 방지를 위하여 헤드 상면의 경도 조절이 필수적이고, 따라서 상기 이트리아 또는 이트리아-알루미나 복합체의 경도는 상기 유리 기판 표면 경도의 0.85 내지 1.5 배인 것이 좋다. 따라서 반드시 이트리아 또는 이트리아-알루미나 복합체가 아니더라도 상기 경도조건을 만족하고, 후속공정에서 소자특성에 영향이 없는 물질이라면 상기 헤드의 상면에 적용될 수 있을 것이다. 여기서 상기 경도조건을 만족하는 물질은, 앞에서 이트리아 또는 이트리아-알루미나 복합체를 적용하면서 기술한 바와 같이, 헤드 상면에만 코팅 또는 접착 등을 통하여 형성되거나, 헤드 전체를 이러한 물질로 형성할 수 있음은 물론이다.
이와 같은 헤드에 결합하는 리프트 핀 몸체는 통상 세라믹 재질, 바람직하게는 알루미나 또는 알루미나-이트리아 복합체로 이루어지는 것이 좋고, 이는 공정 온도가 높은 챔버의 경우에 대응이 가능하고, 절연물질로 이루어지는 것이 일반적인 공정에서 요구되기 때문이다.
상기 헤드와 리프트 핀 몸체는 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같은 공지의 다양한 기술을 통하여 서로 결합되어질 수 있다.
또한 바람직하게는 상기 서셉터의 상면도 상기 헤드의 상면과 동일한 재질로 이루어지는 것이 프로세스 진행 중의 유리기판의 상태를 균일하게 유지할 수 있어서 좋고, 이는 서셉터의 상면도 이트리아 또는 이트리아-알루미나 복합체인 것을 의미한다.
여기서 상기 이트리아-알루미나 복합체는 이트리아와 알루미나의 혼합체를 의미하는 것으로 이 둘의 중량비는 상기 경도 조건을 만족하는 범위에서 조절할 수 있음은 물론이며, 이의 범위는 바람직하게는 알루미나의 이트리아에 대한 혼합 중량비가 0.1 내지 50 중량%인 것이 좋다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되는 것은 아니고, 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 해당 기술분야의 당업자가 다양하게 수정 및 변경시킨 것 또한 본 발명의 범위 내에 포함됨은 물론이다.
도 1은 종래의 유리 기판을 갖는 디스플레이 제조용 리프트 장치에 대한 일 실시예로서 PECVD 장치에 일체형 리프트 핀이 장착된 경우를 모식적으로 도시한 도면이다. (빗금 친 부분이 리프트 핀)
도 2는 본 발명의 유리 기판을 갖는 디스플레이 제조용 리프트 장치에 적용되는 헤드 및 리프트 핀 몸체에 대한 일 실시예를 모식적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 유리 기판을 갖는 디스플레이 제조용 리프트 장치에 적용되는 헤드 및 리프트 핀 몸체에 대한 다른 실시예를 모식적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 유리 기판을 갖는 디스플레이 제조용 리프트 장치에 적용되는 헤드 및 리프트 핀 몸체에 대한 또 다른 실시예를 모식적으로 도시한 도면이다.(아노다이징된 알루미늄에 벌크 이트리아를 부착한 경우)

Claims (7)

  1. 프로세스 챔버 내에서 서셉터로부터 유리 기판을 들어올리는 디스플레이 제조용 리프트 장치로서,
    프로세싱이 이루어지는 프로세스 챔버;
    상기 프로세스 챔버 내에 배치되어, 상기 유리 기판이 안치되며 내부에 상하를 관통하는 관통공을 구비한 서셉터;
    상기 기판의 배면이 접촉되도록 상기 서셉터의 상면에 위치하고, 적어도 상면은 이트리아 또는 이트리아-알루미나 복합체로 이루어지는 헤드; 및,
    상기 헤드를 상부에 부착하고, 상기 서셉터의 관통공을 관통하여 상기 서셉터에 결합하는 리프트 핀 몸체를 포함하며,
    상기 헤드는 상부에 평판부를 가지고,
    상기 평판부 중의 상부는 이트리아 또는 이트리아-알루미나 복합체로 이루어지고, 헤드 평판부 중의 하부 및 상기 헤드 평판부의 하부에 결합하는 막대부는 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유리 기판을 갖는 디스플레이 제조용 리프트 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이트리아 또는 이트리아-알루미나 복합체의 경도는 상기 유리 기판 표면 경도의 0.85 내지 1.5 배인 것을 특징으로 하는 유리 기판을 갖는 디스플레이 제조용 리프트 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 헤드 상면의 이트리아 또는 이트리아-알루미나 복합체는 하면에 돌출부를 형성하고, 이와 결합하는 헤드 하부의 상면에는 상기 돌출부에 대응하는 요부를 형성하여 서로를 결합하는 것을 특징으로 하는 유리 기판을 갖는 디스플레이 제조용 리프트 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 서셉터의 상면도 상기 헤드의 상면과 동일한 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유리 기판을 갖는 디스플레이 제조용 리프트 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 리프트 핀 몸체는 이트리아 또는 이트리아-알루미나 복합체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유리 기판을 갖는 디스플레이 제조용 리프트 장치.
  7. 프로세스 챔버 내에서 서셉터로부터 유리 기판을 들어올리는 디스플레이 제조용 리프트 장치로서,
    프로세싱이 이루어지는 프로세스 챔버;
    상기 프로세스 챔버 내에 배치되어, 상기 유리 기판이 안치되며 내부에 상하를 관통하는 관통공을 구비한 서셉터;
    상기 기판의 배면이 접촉되도록 상기 서셉터의 상면에 위치하고, 적어도 상면은 상기 유리 기판 표면 경도의 0.85 내지 1.5 배인 물질로 이루어지는 헤드; 및,
    상기 헤드를 상부에 부착하고, 상기 서셉터의 관통공을 관통하여 상기 서셉터에 결합하는 리프트 핀 몸체를 포함하며,
    상기 헤드는 상부에 평판부를 가지고,
    상기 평판부 중의 상부는 이트리아 또는 이트리아-알루미나 복합체로 이루어지고, 헤드 평판부 중의 하부 및 상기 헤드 평판부의 하부에 결합하는 막대부는 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유리 기판을 갖는 것을 특징으로 하는 유리 기판을 갖는 디스플레이 제조용 리프트 장치.
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