KR102015707B1 - 정전척을 이용한 기판 처리 시스템 - Google Patents

Abstract

기판 오염이 적고 인라인 자동화가 가능한 기판 처리시스템이 소개된다. 그 시스템은 정전척(30)을 갖는 캐리어(20); 캐리어가 이송되는 하나 이상의 프로세싱 라인(11), 프로세싱 라인(11)을 따라서 하나 이상 배치되며, 캐리어 접근 시 단자에 선택적으로 접속 가능하게 마련된 가동전극(30);을 포함한다. 정전척(30)은, 프로세싱 라인(11)을 따라 이동 중 플로우팅되어 잔류 전하에 의해 그 위에 놓인 기판(1) 클램핑한다.

Description

정전척을 이용한 기판 처리 시스템{System for Processing Substrates Using Electrostatic Chucks}

본 발명은 기판 처리 시스템, 특히는 디스플레이 제조공정의 클린화 및 효율화를 달성하기 위한 기판 처리 시스템에 관한 것이다.

통상 LCD의 패널, 혹은 셀(cell)은 포토 공정을 거쳐 각각 제조된 TFT 기판과 컬러 필터(CF) 기판을 합착하고 이를 필요에 따라 절단함에 의해 얻어진다. 액정의 주입은 과거 합착 후에 수행되기도 했으나, 현재는 TFT 기판에 액정을 도입하고 컬러 필터 기판에는 접착제를 도포(seal drawing)한 후 이들을 합체하는 방식으로 비교적 간단히 수행된다.

OLED 디스플레이의 셀은 저온폴리실리콘(LTPS) 상에 OLED 등의 증착이 완료된 증착 기판과 접착제가 도포된 커버 기판을 합착하고 이를 절단함에 의해 얻어진다. 합착은 커버 기판의 테두리와 셀별로 접착제를 도포 후, 합체된 통합 기판에 레이저를 조사하여 접착제를 용융시켜 접착하는 방식으로 수행된다. 셀 절단에도 레이저 장비가 사용된다.

반도체도 마찬가지이지만 특히 디스플레이 분야에서는 기판 대면적화가 추구되고 있다. 예로서 LCD 8세대 공정에서 기판 단변 길이는 2000mm을 넘고, 10세대의 경우 2900mm에 이른다. 이는 패널 자체의 대형화 추세에도 기인하지만, 1장의 기판으로 생산 가능한 셀 혹은 패널 수가 대량 생산 및 원가절감에 미치는 영향이 상당하기 때문이다.

위와 같이 기판 면적이 커짐에 따라 기판 1장당 생산 가능한 패널 수는 증가한다. OLED 6세대 공정에서 기판 크기는 대략 1500mm x 1850mm이다. 이 6세대 기준으로 1개 기판 당 패널을 5.5인치의 경우 264개, 9.0인치의 경우 90개 생산할 수 있다. 이와 같이 기판 대면적화는 대량 생산을 의미하지만, 다른 한편으로 셀 공정의 정체와 효율화 필요성을 제기한다.

종래에 기판 절단 방식에 대한 통상적인 관념은 벨트 컨베이어 방식과 스테이지 방식이었다.

한국특허 제0788199호에는 벨트 컨베이어 방식의 기판 절단시스템이 소개되어 있다. 이 특허에서는 기판 절단 작업을 인라인으로 자동화하여 생산성을 향상시킬 수 있다는 점을 언급하고 있다. 그러나 이러한 벨트 컨베이어 방식은 기판 오염이 심각하며 이에 대한 대책이 없다는 문제가 있다. 벨트의 구동에 의해 오염원이 항상적으로 발생되며, 세정에 의해 오염물을 100% 제거할 수 있다고 확신할 수도 없다. 더구나 최근 수요가 폭발하고 있는 플렉시블 OLED의 기판은 얇고 가벼워, 이와 같은 켄베이어 방식에 의한 이송 및 절단 작업은 기대하기 어렵다.

한국특허공개 제2017-0051598호에는 스테이지 방식의 기판 절단 시스템이 소개되어 있다. 이 특허에서는 기판 절단시에 발생하는 이물질을 효과적으로 제거하여 기판의 오염을 최소화하고 생산성을 향상시킬 수 있다는 점을 언급하고 있다. 그러나 이러한 스테이지 방식은 인라인으로 자동화가 불가하여 생산성 향상에 한계가 있다. 하나의 기판에 대한 처리가 완료된 후, 바로 다음 처리 대상의 기판이 스테이지에 로딩되도록 설계하고자 한다 하더라도, 레이저 절단장비는 수초에서 십 수초 대기상태에 있을 수밖에 없다.

정전척은 유리, 웨이퍼 등의 피처리 대상 기판을 홀딩하기 위해 사용되는 부품으로, 기판 오염의 가능성이 적고 기판에 물리적인 힘을 가하지 않으면서도 위치 및 온도 제어를 정확히 할 수 있어, 반도체나 LED, 디스플레이 제조공정 등에서 광범위하게 사용된다. 전원 공급 타입에 따라 모노폴라 타입과 바이폴라 타입 등으로 구분될 수 있으며, 재료 및 제조방법에 따라 세라믹 정전척, 폴리이미드 정전척, 용사코팅 정전척 등으로 구분될 수 있다.

이상 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 설명된 사항들이 반드시 이 기술분야에서 이미 공공연히 알려져 있다거나 일반적인 지식에 해당한다고 인정하는 것으로 받아들여져서는 안될 것이다.

본 발명은 위와 같은 종래기술에 대한 인식에 기초한 것으로, 기판 오염 가능성의 최소화할 수 있는 기판 처리시스템을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 기판 처리를 위한 물류를 인라인 자동화하여 생산 효율성을 최대화할 수 있는 새로운 기판 처리시스템을 제공하고자 한다.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 반드시 위에 언급된 사항에 국한되지 않으며, 미처 언급되지 않은 또 다른 과제들은 이하 기재되는 사항에 의해서도 이해될 수 있을 수 있을 것이다.

위 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 정전척을 이용한 기판 처리 시스템은, 클린 공정을 위해 리니어 모션 시스템(Linear Motion System: LMS)을 이용하여 기판 이송이 이루어지도록 구성된다.

도 1에는 코일 무빙 타입의 리니어 모션 시스템(Linear Motion System)이 도시되어 있다. 도 1에서 보듯이, 이 시스템은 마그넷(M)이 배열된 레일(R) 상에 코일(C)을 갖는 캐리어(2)가 주행하도록 구성된다. 이 타입은 캐리어(2)의 코일(C)에 연결된 전원 케이블로 인해 공정 환경이 복잡해지고 다수의 캐리어를 이용한 인라인의 물류 최적화에 한계가 있다는 문제가 있다.

도 2에는 마그넷 무빙 타입의 리니어 모션 시스템이 도시되어 있다. 도 2에서 보듯이, 이 시스템은 코일(C)이 배열된 레일(미도시) 상에 마그넷(M)을 갖는 캐리어(2)가 주행한다. 전원 케이블이 노출되지 않아 다양한 공정에 적용 가능하며, 케이블 없이 캐리어(2)가 자유롭게 이동하기 때문에 복잡한 물류 구성도 쉽게 구성할 수 있다는 장점이 있다. 이러한 시스템의 제어에 대해서는 일본특허공개 제2011-050220호가 참고될 수 있다.

위와 같은 마그넷 무빙 타입의 리니어 모션 시스템을 이용하여 기판 물류를 수행하고자 할 때, 문제가 되는 것은 기판의 홀딩이다. 기존에 기판에 대한 레이저 커팅이 수행되는 셀 공정은, 한국특허공개 제2017-0051598호에서 확인할 수 있듯이, 기판을 진공 흡착한 상태에서 수행되었다. 그러나 기판의 진공 흡착은 인라인 자동화에는 부적합하다.

정전척은 반도체나 디스플레이 공정에서 기판 홀딩이 널리 사용되는 장치로서, 클린 공정이나 세밀한 기판 핸들링에 적합하다. 문제는 정전척으로 기판을 클램핑 혹은 척킹하기 위해서는 클램핑 전극으로 전원 공급이 되어야 하는 반면, 마그넷 무빙 타입의 캐리어는 전원케이블 없이 자유롭게 이동할 수 있어야 한다는 모순이 존재한다는 것이다.

이 모순의 해결방법 중 하나로 정전척에 배터리를 연결하는 방안이 고려될 수 있을 것이다. 그러나 배터리는 충전을 위해 수시로 공정라인에서 빼내야 하고, 제품마다 충방전 성능이나 수명이 다를 수 있어 충전 필요 시점, 수명 등에 대해 각각의 배터리마다 상시 모니터링할 필요가 있다. 기술적으로는 가능하나, 경제성이나 생산 효율성면에서 한계가 명확하다.

본 발명은 위의 모순 해결방안으로, 프로세싱 라인을 따라 이동하는 정전척을 플로우팅시켜 정전척에 잔류하는 전하에 의해 기판을 클램핑하도록 구성된 기판 처리 시스템을 제안한다. 기판 처리가 이루어지는 스테이지에서는 정전척에 전원이 공급될 수 있으며 부가적으로 기판 처리 과정 중 기판이 정위치될 수 있도록 부가적인 수단이 강구될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 시스템은, 정전척을 구비하며, 정전척의 클램핑 전극과 전기적으로 연결된 단자가 마련된 캐리어; 캐리어가 이송되는 하나 이상의 프로세싱 라인, 프로세싱 라인 상에는 기판 처리장치가 배치됨; 및 프로세싱 라인을 따라서 하나 이상 배치되며, 캐리어 접근 시 단자에 선택적으로 접속 가능하게 마련된 제1 가동전극;을 포함할 수 있다. 제1 가동전극은 전원에 연결되며, 정전척이 제1 가동전극으로부터 클램핑력을 제공받을 수 있도록 구성될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 기판 처리 시스템에 의하면, 기판의 이송 및 처리가 이루어지는 공정라인 상에 전원케이블이 노출되거나 복잡하게 얽히지 않을 수 있고 오염을 발생하는 요인이 없어, 클린 공정은 물론 다양한 공정에 적용하여 생산 효율화가 가능해진다.

또한 본 발명에 의하면 기판 물류의 인라인 자동화가 가능하며 다수의 캐리어를 운용하면서도 기판 처리를 위한 대기 혹은 정체시간을 최소화할 수 있고, 대량의 기판 처리 및 생산성의 대폭 증가가 가능해진다.

또한 본 발명은 얇고 가벼운 셀(패널)의 커팅 공정에 적용 가능하여, 소형 디스플레이 시장에서 폭발적으로 증대하고 있는 플렉시블 OLED 디스플레이의 수요에 적극 대응할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 기판 물류 및 프로세싱 라인을 효율적이고 컴팩트하게 구성할 수 있어 공간 및 설비 비용의 절감 뿐만 아니라, 공정라인의 확장 변경이 용이하여 다양한 수요 현황에 대응하여 탄력적인 공정의 운용 및 대량 생산성의 확보가 가능해진다.

도 1 및 도 2는 리니어 모션 시스템의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 시스템의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 개념도이다.
도 5는 도 4에 도시된 시스템에 기초한 장치적인 구성의 예를 보인 개략도이다.
도 6은 도 5에 도시된 시스템을 이용한 기판 처리의 예를 설명하기 위한 해당 시스템의 또 다른 개략도이다.
도 7은 본 발명에 따른 가동 전극의 운용 예를 보인 도면이다.
도 8은 본 발명의 따른 가동 전극의 다른 운용 예를 보인 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 개략도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 개략도이다.

이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 도면들에서 동일한 구성요소 또는 부품들은 설명의 편의를 위해 가능한 한 동일한 참조부호로 표시되며, 도면들은 본 발명의 특징에 대한 명확한 이해와 설명을 위해 과장되게 그리고 개략적으로 도시될 수 있다.

도 3에는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 컨셉이 개략적으로 도시되어 있다.

도 3에서 보듯이, 시스템은 전후, 좌우로 대칭되는 4개의 라인(11,12,13,14)으로 순환형으로 구성되며, 이들 라인 상에 캐리어(20)가 이동한다. 캐리어(20)의 저면에는 마그넷(미도시)이 배열되고, 라인들(11,12,13,14)에는 코일(미도시)가 배열된다. 캐리어(20) 위에 정전척(미도시)이 조립되며, 캐리어(20) 이동에 따라 정전척에 클램핑된 기판(1)이 라인들(11,12,13,14) 위를 이동한다.

도 3에서 좌측의 인렛 라인(12)은 기판(1)의 로딩 및 프로세싱 라인(11)으로의 공급을 위한 것이다. 인렛 라인(12) 위를 저면에 마그넷(미도시)을 갖는 제1 셔틀(40a)이 왕복 이동하며, 제1 셔틀(40a) 상에는 캐리어(20)가 안착된다. 제1 셔틀(40a) 상에는 캐리어(20)가 안착되는 레일(미도시)이 마련되며, 이 레일을 따라서 캐리어(20)의 마그넷에 대응하는 코일(미도시)이 배열된다. 정전척 위에 기판(1)이 로딩(S1)되면, 캐리어(20)는 제1 셔틀(40a)을 떠나 프로세싱 라인(11)으로 이동된다. 레일은 옆의 프로세싱 라인(11)을 향하는 방향으로 연장된다.

프로세싱 라인(11)에는 기판(1)의 처리를 위한 레이저 커팅기(미도시)가 배치된다. 제1 셔틀(40a)을 떠난 캐리어(20)는 라인(11)을 따라 이동하여 레이저 키팅기의 작업 위치에서 정지하며, 여기서 기판(1) 커팅 작업이 수행(S3)된다. 커팅 작업 후 캐리어(20)는 프로세싱 라인(11)을 따라 이동하여 라인(11) 끝에서 아웃렛 라인(13)으로 이송된다.

아웃렛 라인(13)은 프로세싱 라인(11)에서 처리가 완료된 기판(1)을 넘겨 받고 기판(1) 언로딩을 수행하기 위한 것이다. 아웃렛 라인(13) 상에는 제2 셔틀(40b)이 왕복이동하며, 제2 셔틀(40b)에는 캐리어(20)가 안착된다. 제2 셔틀(40b)이 아웃렛 라인(13) 상을 이동하거나 프로세싱 라인(11)으로부터 캐리어(20)를 받기 위한 구조는 앞서 제1 셔틀(40a)에서와 동일 유사하다. 캐리어(20)가 아웃렛 라인(13)으로 이송되어 온 후, 특정 위치 혹은 시점에 기판(1)이 언로딩(S6)된다.

기판(1)이 언로딩된 캐리어(20)는 리턴 라인(14)으로 보내진 후, 다시 인렛 라인(12)으로 공급된다. 리턴 라인(14)은 기판(1) 물류를 담당하는 캐리어(20)의 지속적인 순환 재활용을 위한 것으로, 라인(14) 어딘가 적절한 위치에 정전척의 표면 세정(S4)을 위한 위한 클리닝 장치(4)가 마련된다. 세정된 캐리어(20)는 리턴 라인(14) 선단으로 이동하여 인렛 라인(12)에서 대기하고 있는 제1 셔틀(40a) 위로 보내어지고, 제1 셔틀(40a)은 이동하여 다시 캐리어(20)를 프로세싱 라인(11)으로 공급한다.

도 3은 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 기본에 가까운 컨셉을 보인 것으로, 다수의 캐리어(20)가 라인들(11,12,13,14)을 따라 순환하면서 기판들(1)을 운송하게 되며, 이에 의하면 레이저 커팅기는 처리 대상의 기판을 기다리며 대기하는 시간은 대폭 절약된다.

도 3에서 기판(1)은 인렛 라인(12)의 제1 셔틀(40a)에 로딩되는 것으로 가정되어 있지만, 당연하게도 기판(1)은 제1 셔틀(40a)에서 떠나 프로세싱 라인(11) 상에 위치해 있는 캐리어(20) 위에 로딩될 수도 있을 것이다. 기판(1)의 로딩이나 언로딩 작업은 공지기술에 따른 픽업기에 의해 수행될 수 있을 것이다.

도 4에는 도 3의 예보다 단위 시간당 기판 처리량의 증가가 가능한 시스템이 도시되어 있다.

도 4에서 보듯이, 프로세싱 라인(11)은 2개, 혹은 물론 그 이상으로 구성될 수 있다. 제1 셔틀(40a)이 인렛 라인(12) 상을 이동하며, 기판(1)이 얹혀진 캐리어(20)를 제1 또는 제2 프로세싱 라인(11a,11b)으로 분배한다. 이들 프로세싱 라인(11a,11b)을 통과한 캐리어(20)는 아웃렛 라인(13) 상에서 이동 혹은 대기하는 제2 셔틀(40b)로 보내어지며, 이후 리턴 라인(14)을 거쳐 다시 인렛 라인(12)으로 공급된다. 기판 커팅(S3)은 제1 및 제2 프로세싱 라인(11a,11b) 각각 배치된 커팅기에 의해 수행되도록 함에 의해, 커팅 대기 시간으로 인한 공정의 지연을 해소할 수 있다.

도 5에는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 장치적인 요소들이 조금 더 구체적으로 도시된 것이다. 기본 컨셉은 도 4에 도시된 시스템에 기초한다.

도 5에서 보듯이, 시스템은 베이스 프레임(100) 상에 인렛, 프로세싱, 아웃렛 및 리턴 라인(11,12,13,14)이 순환형으로 배열된 구조를 갖는다. 각 라인은 레일(R)을 가지며, 레일(R)을 따라서는 캐리어(20) 또는 셔틀(40)의 이동을 위해 코일(C)이 배열된다. 캐리어(20)와 셔틀(40)의 각 저면에는 코일(C)하는 마그넷이 배열된다.

캐리어(20)의 순환 이동을 위해, 인렛 및 아웃렛 라인(12,13)은 프로세싱 라인(11) 및 리턴 라인(14)보다 낮게 위치되며, 프로세싱 라인(11)이나 리턴 라인(14) 위의 캐리어(20)와 셔틀들(40) 위의 캐리어(20)는 동일 평면 상에 놓인다. 각 셔틀(40)에는 프로세싱 라인(11)으로 연장되거나, 리턴 라인(14)으로 연장되는 레일(R)이 마련된다. 그리고 셔틀(40) 상면의 레일(R)을 따라서는 캐리어(20) 저면의 마그넷에 대응하는 코일이 배열된다.

프로세싱 라인(11)을 따라서 베이스 프레임(100)에는 레일(R)을 따라 이동하는 정전척에 정전기적인 클램핑력을 제공하기 위한 가동전극(50)이 복수개 마련된다. 정전척을 갖는 캐리어(20)에는 가동전극(50)의 선택적으로 접속되는 단자(21a,21b: 21, 도 6 및 도 7 참조)가 마련된다. 단자(21)는 정전척의 클램핑 전극과 전기적으로 연결된다. 가동전극(50)은 셔틀(40) 상에도 마련된다.

도 6 내지 도 8을 참조하여 시스템의 운용 혹은 제어과정을 단계별로 살펴본다. 아울러 가동전극(50) 등 앞서 자세히 설명되지 않은 기판 처리 시스템의 장치적인 구성이 설명된다.

셀 로딩(S1)

도 6을 참조하면, 인렛 라인(12)의 제1 셔틀(40a)은 그 위에 캐리어(20)를 싣고 제1 및 제2 프로세싱 라인(11a,11b)으로 기판(도 6에 미도시됨)을 분배하는 기능을 한다.

기판은 인렛 라인(12)의 어느 특정 어느 위치에서 제1 셔틀(40a) 위로 로딩될 수 있다. 기판이 로딩되면, 제1 셔틀(40a)은 이동하여 제1 또는 제2 프로세싱 라인(11a,11b)으로의 기판 공급을 공급한다. 인렛 라인(12) 상의 제1 셔틀(40a)의 움직임은 리니어 모터의 제어에 의해 정밀하고 신속하게 조절될 수 있다.

제1 셔틀(40a)의 가동전극(50)은 제1 전원장치(61)에 연결된다. 제1 셔틀(40a)은 인렛 라인(12) 상에서만 왕복 이동하며 캐리어(20) 아래에 위치되므로, 전원케이블의 노출이나 이로 인한 혼잡함은 최소화된다.

제1 셔틀(40a) 위의 캐리어(20), 보다 정확히는 정전척(30)에 기판이 로딩되면, 시스템은 제1 셔틀(40a)의 가동전극(50)을 전진시켜 제1 셔틀(40a) 위의 캐리어(20) 단자(21)에 접속시키고, 제1 전원장치(61)으로부터 전원을 공급한다. 이에 따라 단자(21)와 전기적으로 연결된 정전척(30)이 작동하여 그 위의 기판이 클램핑된다.

도 7을 참조하면, 정전척(30)의 클램핑 전극은 셀 영역(31)과 더미 영역(32)으로 구분된다. 정전척의 셀 영역(31)은 기판의 셀 영역을 클램핑하기 위한 것으로 캐리어(20)의 셀 단자(21a)와 전기적으로 연결된다. 정전척의 더미 영역(32)은 기판의 더미 영역을 클램핑하기 위한 것으로 캐리어(20)의 더미 단자(21b)와 전기적으로 연결된다.

2개씩 쌍으로 배치되는 클램핑 전극(31,32)이나 단자(21a,21b)에 대응하여 가동전극(50)도 2개의 쌍으로 배치된다. 가동전극(50)은 전극(51), 전극(51)의 액츄에이팅을 위한 실린더(52) 및 실린더(52)의 작동 온/오프를 위한 솔레노이드 밸브(53)를 구비한다. 가동전극(50)의 전후진 작동 제어를 위해 제어기(70)가 마련되며, 가동전극(50)의 전극(51)은 전원장치(60)에 연결된다.

도 6에서는 제1 셔틀(40a)의 셀 전극(50)은 셀 단자(21a)에 접속되는 것으로만 도시되어 있다. 편의를 위해 셀 전극(50)만 도시된 것이기도 하지만, 실제로 셀 단자(21a)에만 전원이 공급되더라도 기판(1)은 클램핑될 수 있다.

캐리어 이동(S2)

도 6에서 보듯이, 제1 셔틀(40a)이 제1 프로세싱 라인(11a)의 연장선상에 배치되면, 캐리어(20)는 제1 셔틀(40a)을 떠나 제1 프로세싱 라인(11a)으로 이송된다. 이송 시, 가동전극(50)이 후진하여 단자(21)와의 접속이 끊어지고 정전척(30)은 플로우팅된다. 캐리어(20)의 이동 과정에 정전척(30)에 잔류하는 전하에 의해 기판의 클램핑 상태가 유지된다.

도 7을 참조하면, 캐리어(20)의 단자(21)와 정전척(30)의 클램핑 전극 간의 전기적인 연결라인에는 커패시터(23a,23b:23)가 배치된다. 커패시터(23)는 플로우팅된 정전척(30) 내 잔류 전하의 유지 및 반대 극성의 가동전극(50)이 단자(23)에 연결됨으로 인해 발생될 수 있는 과전류나 정전척(30)의 오방전(즉, 클램핑력의 해제)을 방지한다. 커패시터(23)는 셀 단자(21a)와 더미 단자(21b)에 각각 배치된다.

프로세싱 라인(11)을 따라서 정전척(30)에 클램핑력을 제공하기 위한 가동전극(50)이 배치될 수 있다. 제1 셔틀(40a)을 떠난 캐리어(20)는 가동전극(50)과의 추가 접속 없이 기판 처리 위치까지 이송되는 것이 바람직할 것이나, 시스템의 크기, 물류량 등의 요인에 따라서는 캐리어(20) 이동 중 추가적으로 정전척(30)에 전원을 공급할 필요가 있을 수 있다.

기판 커팅(S3)

도 6을 참조하면, 제1 및 제2 프로세싱 라인(11a,11b) 각각에는 미도시된 레이저 커팅기가 배치되며, 제1 셔틀(40a)을 떠나 이송되어 온 기판은 레이저 커팅 위치에 정지한다. 이때 인접 배치된 가동전극(50a,50b)이 전진하여 캐리어(20)의 단자(21a,21b)에 접속되며, 정전척(30)이 작동 온(on)된다. 제1 프로세싱 라인(11a)의 가동전극(50)은 제2 전원장치(62), 그리고 제2 프로세싱 라인(11b)의 가동전극(50)은 제3 전원장치(63)에 연결될 수 있다.

레이저 커팅 시 기판은 정전척(30)외에도 추가적으로 진공흡착될 수 있다. 프로세싱 라인(11)에 진공 흡착을 위한 포트가 마련되고, 커팅 수행 위치에서 캐리어(20)는 이 포트와 연결되도록 할 수 있다. 캐리어(20)나 정전척(30)에는 기판의 흡착을 위한 흡착라인이 마련될 수 있을 것이다.

레이저 커팅에 의해 기판의 셀 영영은 더미 영역과 분리된다. 커팅 위치에서 기판의 셀 영역은 정전척(30)의 셀 영역(31)에 의해 클램핑되며, 기판의 더미 영역은 정전척(30)의 더미 영역(31)에 의해 클램핑되어 있다.

더미 제거(S4)

도 6을 참조하면, 기판 커팅 후, 캐리어(20)는 기판의 더미 제거를 위해 이동한다. 이동 과정에 기판은 플로우팅되고 정전척의 잔류 전하에 의해 클램핑된다. 다른 예로서 기판의 더미 제거는 프로세싱 라인(11)이 아닌 아웃렛 라인에서 제거될 수도 있을 것이다.

더미 제거 위치에서 캐리어(20)가 정지하면, 이때 인접한 가동전극(50) 중 더미 전극(50b)이 전진하여 캐리어(20)의 더미 단자(21b)에 접속된다. 혹은 이 위치에 더미 전극(50b)만 배치될 수도 있을 것이다.

도 8을 참조하면, 더미 제거 위치에 배치된 가동전극(50)은 방전저항(80)에 연결된다. 더미 단자(50b)에 더미 전극(50b)이 접속함에 따라 정전척(30)의 더미 영역은 방전되어 클랭핌력이 해제되고, 이때 픽업기에 의해 기판의 더미가 셀로부터 분리 추출된다. 도 8에서 도면부호 81은 가동전극(50)과 방전저항(80) 간의 연결 스위치이다. 방전저항(80)은 정전척(30)에 축적되어 있는 잔류 전하의 원활한 방전을 위한 회로로, 다양한 소자나 형태가 이용될 수 있다.

캐리어 이동(S5)

도 6을 참조하면, 더미 제거 후, 캐리어(20)는 프로세싱 라인(11)의 후단으로 이동한다. 더미 제거 위치로부터 프로세싱 라인(11)의 후단까지의 영역은 일종의 버퍼 영역으로, 여기서 캐리어(20)는 아웃렛 라인(13)으로의 이송을 대기한다. 이송 중 정전척(30)의 셀 영역(51)은 플로우팅되어 정전기적인 클램핑력을 유지한다.

셀 언로딩(S6)

도 6을 참조하면 프로세싱 라인(11)을 통과한 캐리어(20)는 아웃렛 라인(13)의 제2 셔틀(40b) 위로 이송되며, 지정된 언로딩 위치에서 캐리어(20) 위의 셀은 픽업기에 의해 언로딩된다.

셀 언로딩 시, 제2 셔틀(40b)에 마련된 가동전극(50) 중 셀 전극(50a)이 전진하여 캐리어(20)의 셀 단자(21a)에 접속된다. 혹은 이 위치에 셀 전극(50a)만 배치될 수도 있을 것이다.

도 8을 참조하면, 제2 셔틀(40b)의 가동전극(50)은 방전저항(80)에 연결된다. 셀 단자(21)에 셀 전극(50a)이 접속함에 따라 정전척(30)의 셀 영역은 방전되어 클랭핌력이 해제되고, 이때 픽업기에 의해 셀이 추출된다.

셀 언로딩 후 제2 셔틀(40b)은 아웃렛 라인(13) 후단으로 이동하여 캐리어(20)를 리턴 라인(14)으로 이송한다. 아웃렛 라인(13)에서 캐리어, 특히 정전척(30)의 손상 여부가 조사될 수 있으며, 정전척(30)에 문제가 있는 경우 캐리어(20)는 회수 라인(90)으로 이송될 수 있다.

리턴 라인(14)에는 앞서 도 4에 도시된 클리닝 장치(4)가 마련될 수 있다. 리턴 라인(14)으로 이송되어 온 캐리어(20) 위의 정전척(30)은 클리닝 장치(4)에 의해 세정되며, 세정 후 캐리어(20)는 인렛 라인(12)의 제1 셔틀(40a) 위로 이송된다.

위에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 시스템에 의하면 정전척(30)을 갖는 캐리어(20)는 물류 라인을 따라 연속 순환되는 인라인 자동화가 가능하고, 다수의 캐리어(20)를 사용하여 생산 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있다.

도 9 및 도 10에는 또 다른 실시예에 따른 시스템의 레이아웃이 도시되어 있다.

도 9를 참조하면, 시스템은 2개의 프로세싱 라인(11)과 2개의 리턴 라인(14a,14b)을 구비할 수 있다. 리턴 라인(14)의 일단에는 인렛 라인(12)이 마련되고, 타단에는 아웃렛 라인(13)이 마련된다. 이러한 시스템은 프로세싱 라인(11)과 세정 기능을 갖는 리턴 라인(14a,14b)이 1:1로 매칭되기에, 기판 물류의 지연이 거의 발생되지 않을 수 있다.

도 10을 참조하면, 시스템은 4개의 프로세싱 라인(11a~11d)과 2개의 리턴 라인(14a,14b)을 구비할 수 있다. 각 프로세싱 라인(11a~11d)에 레이저 커팅기가 배치되어, 대량의 기판 커팅이 가능하며, 기판 물류의 지연도 최소화할 수 있다.

이상 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 시스템 및 방법이 디스플레이의 셀 공정에 적용된 예를 살펴보았다. 당연하게도 본 발명에 따른 기판 처리 시스템 및 방법은 셀 공정 외에도 기판의 처리가 필요한 다른 디스플레이 공정, 혹은 반도체 공정 등에도 적용될 수 있을 것이다.

본 발명의 특정 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명은 다양하게 수정 또는 변형될 수 있다는 것이 이해될 필요가 있다.

1: 기판 11(11a,11b,11c,11d): 프로세싱 라인
12: 인렛 라인 13: 아웃렛 라인
14: 리턴 라인 20: 캐리어
21a: 셀 단자 21b: 더미 단자
30: 정전척 31: 정전척의 셀 영역
32: 정전척의 더미 영역 40(40a,40b): 셔틀
50: 가동전극 50a: 셀 전극
50b: 더미 전극 60: 전원
70: 컨트롤러 80: 방전저항
C: 코일 M: 마그넷
R: 레일

Claims (7)

1. 정전척을 구비하며, 정전척의 클램핑 전극과 전기적으로 연결된 단자가 마련된 캐리어;
   상기 캐리어가 이송되는 하나 이상의 프로세싱 라인, 프로세싱 라인 상에는 기판 처리장치가 배치됨; 및
   상기 프로세싱 라인을 따라서 하나 이상 배치되며, 캐리어 접근 시 단자에 선택적으로 접속 가능하게 마련된 제1 가동전극;을 포함하며,
   상기 정전척은 프로세싱 라인을 따라 이동 중 플로우팅되어 잔류 전하에 의해 그 위에 놓인 기판을 클램핑하며, 제1 가동전극은 전원에 연결되며, 정전척이 제1 가동전극으로부터 클램핑력을 제공받을 수 있도록 구성되고,
   상기 프로세싱 라인에 배치되며, 캐리어 접근 시 단자에 선택적으로 접속 가능하게 마련된 제4 가동전극;을 더 포함하며, 이 제4 가동전극은 방전저항에 연결되고,
   상기 클램핑 전극은 더미 전극과 셀 전극을 구비하며, 이에 대응하도록 단자는 더미 단자와 셀 단자를 구비하며,
   상기 제4 가동전극은 더미 전극의 방전을 위해 접근된 캐리어의 더미 단자에 선택적으로 접속되는 정전척을 이용한 기판 처리 시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 캐리어의 단자와 클램핑 전극 사이에는 잔류 전하의 유지 및 제1 가동전극 접속 시 과전류의 방지를 위한 커패시터가 마련된 정전척을 이용한 기판 처리 시스템.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 프로세싱 라인으로 캐리어를 공급하기 위해 프로세싱 라인의 일단 측에 마련된 인렛 라인; 및
   상기 인렛 라인을 따라 이동 가능하며 그 위에 캐리어가 놓여질 수 있도록 구성된 제1 셔틀, 이 제1 셔틀에는 캐리어의 단자에 선택적으로 접속 가능하게 제2 가동전극이 마련됨;을 더 포함하며,
   상기 제2 가동전극은 전원에 연결되며,
   상기 제1 셔틀 위에 놓인 캐리어의 정전척에 기판 로딩 시 제2 가동전극이 단자에 접속되며, 캐리어가 제1 셔틀을 떠날 때 정전척은 플로우팅되어 잔류 전하에 의해 그 위에 놓인 기판을 클램핑하도록 구성된 정전척을 이용한 기판 처리 시스템.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 프로세싱 라인으로부터 캐리어를 공급 받기 위해 프로세싱 라인의 타단 측에 마련된 아웃렛 라인; 및
   상기 아웃렛 라인을 따라 이동 가능하며 그 위에 캐리어가 놓여질 수 있도록 구성된 제2 셔틀, 이 제2 셔틀에는 캐리어의 단자에 선택적으로 접속 가능하게 제3 가동전극이 마련됨;을 더 포함하며,
   상기 제3 가동전극은 방전저항(discharge resistance)에 연결된 정전척을 이용한 기판 처리 시스템.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 프로세싱 라인과 평행하게 연장되는 하나 이상의 리턴 라인;
   상기 프로세싱 라인과 리턴 라인의 일단 측에, 이들 라인을 연결하는 방향으로 연장되는 인렛 라인;
   상기 프로세싱 라인과 리턴 라인의 타단 측에, 이들 라인을 연결하는 방향으로 연장되는 아웃렛 라인;
   상기 인렛 라인을 따라 이동 가능하며 그 위에 캐리어가 놓여질 수 있도록 구성된 제1 셔틀, 이 제1 셔틀에는 캐리어의 단자에 선택적으로 접속 가능하게 제2 가동전극이 마련됨; 및
   상기 아웃렛 라인을 따라 이동 가능하며 그 위에 캐리어가 놓여질 수 있도록 구성된 제2 셔틀, 이 제2 셔틀에는 캐리어의 단자에 선택적으로 접속 가능하게 제3 가동전극이 마련됨;을 더 포함하며,
   상기 캐리어가 프로세싱 라인에서 아웃렛 라인, 리턴 라인 및 인렛 라인을 거쳐 다시 프로세싱 라인으로 순환 이송되도록 구성되며,
   상기 제2 가동전극은 전원에 연결되며, 제1 셔틀 위에 놓인 캐리어의 정전척에 기판 로딩 시 제2 가동전극이 단자에 접속되며, 캐리어가 제1 셔틀을 떠날 때 정전척은 플로우팅되어 잔류 전하에 의해 그 위에 놓인 기판을 클램핑하도록 구성되며,
   상기 제3 가동전극은 방전저항(discharge resistance)에 연결된 정전척을 이용한 기판 처리 시스템.
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