KR101761597B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

간단한 구조로 기판을 손상시키지 않고 안정적으로 지지대에 로딩(loading) 또는 언로딩(unloading) 할 수 있는 기판 처리 장치를 개시한다.
기판 처리 장치는 기판을 지지대에 로딩 또는 언로딩 하기 위하여 상승 및 하강하는 트레이와, 상기 트레이를 상하 이동시키기 위한 리프팅 장치를 포함하고, 리프팅 장치는 트레이와 지지판 사이에서 신장시 트레이를 상측으로 이동시키고 수축시 하측으로 이동시키도록 신축성을 갖는 벨로우즈 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
화상표시장치 등을 제조하기 위한 공정장치에 관한 것으로, 기판을 로딩ㅇ언로딩하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정 디스플레이 등의 기판을 제조하기 위해서는, 기판 상에 유전체 물질 등을 박막으로 증착하는 박막증착공정, 감광성 물질을 사용하여 이들 박막 중 선택된 영역을 노출 또는 은폐시키는 포토리소그라피(photolithography)공정, 선택된 영역의 박막을 제거하여 목적하는 대로 패터닝(patterning)하는 식각공정, 잔류물을 제거하기 위한 세정공정 등을 수 차례 반복하여야 한다.
이러한 기판 처리공정에서는 기판을 안치하여 지지하기 위한 서셉터(susceptor), 척(chuck) 등의 지지대 및 지지대로 기판을 이송하여 로딩(loading) 또한, 기판을 원하는 위치에 정밀하게 로딩할 수 있는 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는 기판을 지지대에 로딩 또는 언로딩 하기 위하여 상승 및 하강하는 트레이와, 상기 트레이를 상하 이동시키기 위한 리프팅 장치를 포함하고, 상기 리프팅 장치는 상기 트레이와 상기 지지판 사이에서 신장시 상기 트레이를 상측으로 이동시키고 수축시 하측으로 이동시키도록 신축성을 갖는 벨로우즈 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 벨로우즈 어셈블리는, 상하 이동하도록 상단에 마련되는 이동판과,
상기 지지대에 지지되도록 하단에 마련되며 중심에 홀이 형성된 지지판과, 상기 이동판에 의해 일단이 밀폐되고 상기 지지판에 의해 타단이 지지되며 복수의 주름이 형성된 벨로우즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 트레이는 저면에 구가 형성되어 있는 볼조인트를 포함하고, 상기 이동판의 상면에는 상기 구에 대응되는 홈이 형성되어 상기 볼조인트와 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이동판은 상기 벨로우즈의 직선 운동을 가이드하기 위한 가이드 축을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 리프팅 장치는 상기 벨로우즈와 연결되며 외부의 진공펌프와 연통되어 그 내부에 진공압이 형성되는 진공 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 트레이는 복수의 격자 프레임을 포함하고, 상기 프레임은 다각형 또는 사각형 또는 벌집형 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 리프팅 장치는 상기 격자 프레임의 교차부에 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치는 기판과, 상기 기판이 로딩 또는 언로딩되는 지지대와, 상기 지지대의 상부에 배치되어 상기 기판을 지지대에 로딩 또는 언로딩되도록 상승 및 하강하는 격자 형상의 트레이와, 상기 트레이를 상하 이동시키기 위한 리프팅 장치를 포함하고, 상기 리프팅 장치는 상기 트레이의 격자 교차부에 마련되며 신장시 상기 트레이를 상측 방향으로 이동시키고 수축시 하측 방향으로 이동시키는 벨로우즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면 기판을 지지대에 로딩 또는 언로딩 시키는 과정에서 기판에 손상이 발생하지 않아 제품 불량률이 낮아지고 생산성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 기판을 지지대에 로딩하는 과정에서 발생하는 파티클(particle)의 발생을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 트레이를 상하로 이동시키는 리프팅 장치의 구조를 간단하게 하여 지지대 하부 설치 공간을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 2 내지 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 지지대와 트레이 사이에 설치된 리프팅 장치를 개략적으로 나타내는 도면.
도 4 는 도 2 의 "A" 부분의 확대도.
도 5 는 도 3 의 "B" 부분의 확대도.
도 6 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 트레이의 형태를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 7 내지 도 8 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 리프팅 장치의 동작을 나타내는 도면.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 기판 처리 장치(1)는 하부 플레이트(2), 하부 플레이트(2)의 상부에 배치되는 지지대(20), 지지대(20)에 기판(40)을 로딩 또는 언로딩 시키는 트레이(30), 지지대(20)에 마련되며 트레이(30)를 상하 이동시키는 리프팅 장치(10)와, 트레이(30)에 기판(40)을 이송하여 안착시키는 이송장치(50)를 포함하여 구성된다.
이송장치(50)는 이송부(51)를 포함하며, 이송부(51)는 기판(40)을 진공 흡착한 상태로 트레이(30)에 안착시키게 된다.
이송장치(50)는 일반적으로 기판 이송용 로봇이 사용될 수 있으나, 그 밖에도 기판(40)을 트레이(30)에 안착시킬 수 있는 구동수단 및 이송부를 구비한 장치라면 모두 사용될 수 있다.
도면에서 지지대(20) 및 트레이(30)를 사각형으로 도시하고 있으나, 이는 일반적인 LCD 등의 기판이 사각형상이기 때문이며, 기판의 모양에 따라 지지대(20) 및 트레이(30)의 형상은 달라질 수 있다.
도 2 내지 도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 지지대와 트레이 사이에 설치된 리프팅 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 4 는 도 2 의 "A" 부분의 확대도이며, 도 5 는 도 3 의 "B" 부분의 확대도이다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 지지대(20)는 대략 직육면체 형상을 가지며, 상면에는 기판(40)이 안착되는 기판 안착면(21)이 마련되고, 상부에는 트레이(30)가 지지대(20)의 하측으로 관통하여 이동될 수 있도록 관통홈(22)이 마련된다.
기판 안착면(21)은 지지대(20)의 상면에 마련되는 것으로, 기판(40)이 안착되면 지지대(20)에 포함된 흡착장치(미도시) 등에 의해 기판(40)과 밀착되므로, 기판(40)을 가공하는 공정에서 기판(40)이 이동하지 않게 된다.
관통홈(22)은 트레이(30)에 포함된 복수의 프레임(31)이 이루는 격자의 형상에 대응하는 형상을 가지고, 복수의 프레임(31)과 대응하는 위치에 형성되며, 상호간 간섭이 발생하지 않도록 프레임(31)의 폭보다 조금 더 큰 폭으로 형성되는 것이 바람직하다.
관통홈(22)의 깊이는 트레이(30)가 하측 방향으로 이동하면서 자연스럽게 기판(40)이 안착될 수 있도록 프레임(31)의 높이보다 조금 더 깊게 형성된다.
또한, 관통홈(22)의 각 교차부(22a) 또는 모서리부(22b)에는 후술하게 되는 리프팅 장치(10)가 설치되기 위한 설치홈(23)이 형성된다.
지지대(20)는 서셉터(susceptor),척(chuck) 등이 사용될 수 있다.
트레이(30)는 복수의 프레임(31)으로 구성된다. 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 프레임(31)은 서로 직교하여 대략 사각형의 형상을 가지는 격자를 형성한다.
대면적을 가진 기판의 경우 그 두께도 얇기 때문에, 중심 부분이 하부로 처지는 현상이 발생하게 되는데, 이와 같이 격자를 형성함으로써 기판(40)의 중심이 하부로 처지는 현상을 방지할 수 있게 되어 안정적으로 지지할 수 있게 된다.
격자의 수는 기판(40)을 안정적으로 지지할 수 있도록 기판(40)의 종류 및 크기에 따라 달라질 수 있다.
예를 들면, 트레이(30)의 격자는 다각형 또는 사각형 또는 벌집형 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있는데, 도 6에 도시된 바와 같이 대략 육각형 형상을 가진 벌집형(70)의 격자를 형성하는 것이 바람직하다.
또, 복수의 프레임(31)에는 이송장치(50)의 이송부(51)와 간섭을 방지하기 위한 회피홈(32)이 마련된다.
기판(40)은 이송장치(50)의 이송부(51)에 의해 트레이(30)에 이송되는데, 이송부(51)는 일정한 두께를 가지고 있으므로, 기판(40)을 트레이(30)에 안착시키는 과정에서 이송부(51)가 프레임(31)과 닿지 않도록 해야 한다.
회피홈(32)은 이송부(51)의 폭 및 두께 보다 조금 더 크게 형성되어 기판(40)과 복수의 프레임(31) 사이에 이송부(51)가 위치할 수 있는 공간을 형성하게 된다. 복수의 프레임(31)의 양단부에는 기판(40)이 트레이(30)에서 자동으로 정렬될 수 있도록 경사부(33)가 마련된다.
이송부(51)에 의해 기판(40)이 트레이(30)에 안착되는 과정에서 정확한 위치에 안착되지 않을 수 있는데, 이때 기판(40)은 경사부(33)를 타고 자동으로 기판 지지면(34)에 안착될 수 있다.
트레이(30)의 기판 지지면(34)은 복수의 프레임(31)에 기판(40)과 직접 접촉하여 지지하도록 마련되는데, 이러한 기판 지지면(34)을 통해 기판(40)이 휘거나 표면에 응력이 집중되는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 4 내지 도 5 에는 이처럼 트레이(30)에 안착된 기판(40)을 지지대(20)의 기판 안착면(21)에 로딩(loding) 또는 언로딩(unloding)하도록 트레이(30)를 상하 이동시키는 리프팅 장치(10)가 개시된다.
리프팅 장치(10)는 지지대(20)와 트레이(30) 사이 즉, 지지대(20)의 각 관통홈(22) 교차부(22a) 또는 모서리부(22b)에 형성되는 설치홈(23)에 설치된다.
트레이(30)의 저면에는 리프팅 장치(10)와의 연결을 위한 볼조인트(36)가 설치되는데, 볼조인트(36)는 트레이(30) 저면에 돌출 형성된 돌기부(36a)와, 돌기부(36a)의 단부에 형성된 구(36b)를 포함하여 이루어진다.
볼조인트(36)는 리프팅 장치(10)에 대응되도록 트레이(30)의 격자 교차부(35) 저면에 설치된다.
리프팅 장치(10)는 신축성을 갖는 벨로우즈 어셈블리를 포함하여 구성된다.
벨로우즈 어셈블리는 이동판(11), 지지판(13) 그리고 이동판(11)과 지지판(13) 사이에 마련되는 벨로우즈(12)를 포함하여 이루어진다.
이동판(11)은 복수의 주름으로 이루어져 신축성을 갖는 벨로우즈(12) 상단에 마련되며, 벨로우즈(12)의 신장 또는 수축시 상하로 이동 가능하게 마련된다.
이동판(11)의 상면에는 트레이(30) 저면의 볼조인트(36)의 구(36b)에 대응되는 홈(11a)이 형성된다.
따라서, 트레이(30)의 구(36b)와 이동판(11)의 홈(11a)이 결합됨으로써 트레이(30)와 리프팅 장치(10)가 결합되게 된다.
이동판(11)은 벨로우즈(12)의 상단을 밀폐하여 벨로우즈(12)의 외측과 내측의 압력차가 발생하도록 하는데, 이러한 벨로우즈(12)의 내외측 압력차에 의해 벨로우즈(12)가 신장 또는 수축하게 된다.
지지판(13)의 저면은 지지대(20)의 설치홈(23)에 지지되도록 플랜지부(13b)를 형성하고, 그 중심에는 벨로우즈(12)의 내부로 공기가 유입될 수 있도록 홀(13a)이 형성된다.
지지대(20)의 설치홈(23) 하부에는 벨로우즈(12)와 연통되도록 진공 라인(25)이 마련되며, 진공 라인(25)은 외부의 진공 펌프(26)와 연통되어 진공 라인(25)내부에 압력이 변화될 수 있도록 한다.
따라서, 기판(40)을 지지대(20)에 로딩 또는 언로딩 하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
진공 펌프(26)에 의해 진공 라인(25)에 공기가 공급되면, 벨로우즈(12)가 신장되어 이동판(11)이 상측으로 이동하게 되고, 이동판(11)에 연결된 트레이(30)가 상승하게 된다.
트레이(30)가 상측으로 이동하면, 이송장치(50)의 이송부(51)는 기판(40)을 흡착시켜 고정한 상태로 트레이(30)로 진입하게 된다.
이때, 이송부(51)는 복수의 프레임(31)에 마련된 회피홈(32)을 통해 트레이(30)로 진입하게 되므로 트레이(30)와 닿지 않는다.
기판(40)은 트레이(30)의 기판 지지면(34) 보다 약간 높게 위치하므로 이송부(51)와 함께 트레이(30)로 진입하는 과정에서 트레이(30)와 간섭되지 않는다. 이송부(51)에 의해 이송되는 기판(40)이 정해진 곳에 위치하게 되면, 이송부(51)는 기판(40)을 트레이(30)의 기판 지지면(34)에 안착시키고, 기판(40)이 기판 지지면(34)에 안착되면() 복수의 프레임(31)에 마련된 회피홈(32)에 의해 형성된 공간을 통해 이송부(51)가 트레이(30)를 빠져나오게 된다.
트레이(30)의 기판 지지면(34)으로 기판(40)의 이송 및 정렬이 완료되면, 리프팅 장치(10)의 벨로우즈(12)로부터 진공 펌프(26)를 통해 공기를 배출하게 된다.
진공 라인(25)의 공기가 배출되면 벨로우즈(12) 내부의 압력이 낮아지게 되고 벨로우즈(12)가 수축하게 되어 이동판(11)이 하측으로 이동하게 된다. 동시에 트레이(30)와 기판(40)도 하측으로 이동하게 된다.
트레이(30)가 하강하는 과정에서 기판 지지면(34)과 기판 안착면(21)이 동일한 높이에 위치하게 되는 순간 트레이(30)에 안착된 기판(40)은 트레이(30)에서 이탈됨과 동시에 지지대(20)의 기판 안착면(21)에 로딩된다.
이러한 벨로우즈 어셈블리를 사용할 경우, 트레이(30)를 상하 이동시키기 위한 지지대(20) 하부 설치 공간을 줄일 수 있고, 기판(40)의 처짐이나 변형 또한 감소시킬 수 있다.
또한, 반복성을 갖춘 리프팅 장치(10)에 의해 기판(40)의 안착에 대한 반복 정밀도를 높일 수 있다.
도 7 내지 도 8 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 리프팅 장치의 동작을 나타내는 도면이다.
도 7 내지 도 8 에 도시된 바와 같이, 리프팅 장치(10)는 신축성을 갖는 벨로우즈 어셈블리를 포함하여 구성되며, 벨로우즈 어셈블리는 이동판(11), 지지판(13) 그리고 이동판(11)과 지지판(13) 사이에 마련되는 벨로우즈(12)를 포함하여 이루어진다.
이때, 벨로우즈 어셈블리의 이동판(11)은 벨로우즈(12)의 상하 이동 즉, 신장과 수축시 수직 이송 정도를 보장하기 위한 가이드 축(14)을 포함한다.
가이드 축(14)은 이동판(11)의 저면 중심에 일체로 설치되며, 지지대(20)의 진공 라인(25)을 상하로 관통되게 마련된다.
따라서, 진공 라인(25)에 공기가 유입되어 벨로우즈(12)가 상측으로 이동하면 이동판(11)과 함께 상측으로 이동하고 진공 라인(25)의 공기가 배출되면 벨로우즈(12)의 수축과 동시에 이동판(11)과 함께 하측으로 이동한다.
지지대(20)의 저면에는 가이드 축(14)의 이동을 지지하기 위한 가이드부(14a)가 마련된다.
가이드 축(14)을 이용한 벨로우즈 어셈블리 및 리프팅 장치(10)의 기판(40) 로딩 또는 언로딩 방법은 상기한 실시예와 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
1 : 기판 처리 장치 2 : 하부 플레이트
10 : 리프팅 장치 11 : 이동판
11a : 홈 12 : 벨로우즈
13 : 지지판 20 : 지지대
21 : 기판 안착면 30 : 트레이
31 : 프레임 36 : 볼조인트
40 : 기판 50 : 이송장치

Claims (8)

  1. 기판을 지지대에 로딩 또는 언로딩 하기 위하여 상승 및 하강하는 트레이와, 상기 트레이를 상하 이동시키기 위한 리프팅 장치를 포함하고,
    상기 리프팅 장치는 상기 트레이와 상기 지지대 사이에서 신장시 상기 트레이를 상측으로 이동시키고 수축시 하측으로 이동시키도록 신축성을 갖는 벨로우즈 어셈블리를 포함하고,
    상기 벨로우즈 어셈블리는 상하 이동하도록 상단에 마련되는 이동판과, 상기 지지대에 지지되도록 하단에 마련되며 중심에 홀이 형성된 지지판과, 상기 이동판에 의해 일단이 밀폐되고 상기 지지판에 의해 타단이 지지되며 복수의 주름이 형성된 벨로우즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 트레이는 저면에 구가 형성되어 있는 볼조인트를 포함하고,
    상기 이동판의 상면에는 상기 구에 대응되는 홈이 형성되어 상기 볼조인트와 결합되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동판은 상기 벨로우즈의 직선 운동을 가이드하기 위한 가이드 축을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 리프팅 장치는 상기 벨로우즈와 연결되며 외부의 진공펌프와 연통되어 그 내부에 진공압이 형성되는 진공 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 트레이는 복수의 격자 프레임을 포함하고,
    상기 프레임은 다각형 또는 사각형 또는 벌집형 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 리프팅 장치는 상기 격자 프레임의 교차부에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 기판과,
    상기 기판이 로딩 또는 언로딩되는 지지대와,
    상기 지지대의 상부에 배치되어 상기 기판을 지지대에 로딩 또는 언로딩되도록 상승 및 하강하는 격자 형상의 트레이와,
    상기 트레이를 상하 이동시키기 위한 리프팅 장치를 포함하고,
    상기 리프팅 장치는 상기 트레이의 격자 교차부에 마련되며 신장시 상기 트레이를 상측 방향으로 이동시키고 수축시 하측 방향으로 이동시키는 벨로우즈 어셈블리를 포함하고,
    상기 벨로우즈 어셈블리는 상하 이동하도록 상단에 마련되는 이동판과, 상기 지지대에 지지되도록 하단에 마련되며 중심에 홀이 형성된 지지판과, 상기 이동판에 의해 일단이 밀폐되고 상기 지지판에 의해 타단이 지지되며 복수의 주름이 형성된 벨로우즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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KR100720422B1 (ko) * 2002-11-15 2007-05-22 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시소자 제조 장치 및 이를 이용한 제조 방법

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KR100720422B1 (ko) * 2002-11-15 2007-05-22 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시소자 제조 장치 및 이를 이용한 제조 방법

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