KR20030010869A - 액정디스플레이에 대한 스토커의 청정시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정디스플레이의 박막트랜지스터(TFT), 컬러 필터(C/F), 셀(CELL)등의 공정 중에 사용되는 카세트를 임시 보관하는 스토커 내부의 청정시스템에 관한 것으로, 스택커(stacker) 로봇과, 카세트를 한 개씩 보관할 수 있는 수납 선반과, 상기 수납 선반의 측면에서 프레쉬 에어(fresh air)를 공급 해주는 셔터와 상기 셔터의 개폐를 통하여 풍속을 조정하는 풍량 조절 레버(lever)와 스토커 내부를 통과하여 프레쉬 에어를 재 순환 또는 외부로의 배출을 선택할 수 있도록 하는 댐퍼와 프레쉬 에어가 스토커 내부로 유입되기 전에 청정의 등급에 따라 선택적으로 통과해야 하는 스토커 천정에 설치된 천정 필터와 미세한 입자가 스토커의 청정실 내부로 들어왔을 때 상기 미립자를 밖으로 배출해 내기 위한 공조 팬으로 구성되어 있다.

Description

액정디스플레이에 대한 스토커의 청정시스템{CLEAN ROOM SYSTEM OF STOCKER FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 액정디스플레이의 TFT(박막트랜지스터), 컬러 C/F(필터), 셀(CELL)등의 공정 중에 사용되는 카세트를 임시 보관하거나 혹은 저장하는 물류시스템인 스토커에 관한 것으로, 상세하게는 스토커 내부에 설치된 청정시스템에 관한 것이다.
TFT-LCD 산업의 발전과 그 응용의 보편화는 LCD의 크기의 증가와 해상도 증가에 의해 가속화되었으며, 현재는 생산성 증대와 저가격화가 관건으로, 이를 위한 시도는 제조 공정의 단순화와 수율 향상의 관점에서 제조 업체는 물론, 관련 재료 산업과 제조 장비업체의 공동의 노력이 요구되고 있다.
TFT-LCD 패널의 제조는 픽셀 단위의 신호를 인가하는 스위칭 소자들을 형성하는 TFT 어레이 공정과, 색상을 구현하기 위한 컬러 RGB(red, green, blue) 어레이를 형성하는 상기 C/F 공정과, TFT 기판과 C/F 기판 사이에서 액정셀을 형성하는 액정 공정으로 나눌 수 있다.
스토커는 TFT와 C/F 그리고, 셀 등의 공정 중에 사용되는 카세트를 임시 보관하거나 혹은 저장하는 물류시스템으로 TFT와 C/F 그리고, 셀 등이 미세한 먼지나 입자에 의해서도 쉽게 불량이 발생하게 되므로 극도로 청결한 환경이 요구된다.
따라서, 개개 미립자로부터 상기 소자들의 오염을 막는 것은 원가 절감과 높은 수율 및 효율적인 LCD 소자생산을 위해 매우 절박한 문제이다.
미립자 오염의 주된 원인은 요원, 장비, 시설(청정실 포함) 및 화학약품 등이다. 특히, 요원과 청정 시설에서 나오는 입자는 가장 중요한 오염 원인이 된다.
이하, 종래의 스토커 내부에 설치된 청정환경 시스템의 구성 및 문제점에 대하여 도 1a와 1b를 참조하여 상세히 설명한다.
스토커는 TFT와 C/F 그리고, 셀 등의 공정간 사용되는 카세트를 임시보관 하거나 저장하는 물류 시스템으로 스토커 내부의 카세트를 로딩 또는 언로딩하여 목적지까지 상기 카세트를 이송해주는 스택커(stacker) 로봇(11)과, 카세트를 한 개씩 보관할 수 있는 수납 선반(12)과, 스토커의 청정도를 유지시켜 주기 위해서 선반의 측면에서 프레쉬 에어(fresh air)를 공급해주는 팬 필터 유닛(fan filter unit)(13)과 스토커 내부를 통과한 프레쉬 에어를 재 순환 또는 외부로의 배출을 선택할 수 있도록 하는 댐퍼(damper)(14)와 프레쉬 에어가 스토커 내부로 유입되기 전에 청정의 등급에 따라 로 선택적으로 통과해야 하는 스토커 천정에 설치된 천정 필터(15)로 구성되어 있다.
상기 스택커 로봇(11)은 스토커의 중앙에 위치하여 스택커를 중심으로 하여 양쪽 측면에 일렬도 설치된 수납 선반(12)을 편리하게 실어 나를 수 있도록 하였다.
상기 팬 필터 유닛(13)은 개개의 수납 선반(12)의 측면에 설치되어 수직 기류를 형성한다.
상기 댐퍼(14)는 주로 격자(grating)에 의해서 구분되어 스토커 청정실의 바닥 하방의 지하에 위치하여 청정실을 통과한 프레쉬 에어를 재 순환 또는 외부로의 배출을 선택할 수 있도록 한다.
또한 1b에 나타낸 바와 같이 미세한 입자가 스토커의 청정실내로 들어왔을 때 상기 미립자를 흡입하여 밖으로 배출해 내기 위해 청정실의 하부에 공조 팬(16)이 구성되어 있다.
스토커의 청정도 유지는 외부로부터 프레쉬 에어를 공급받아 100% 소진함으로써 온도 및 청정도를 관리한다.
스토커의 내부 기류의 흐름은 스택커 로봇(11)의 주행 시 또는 기타 조건에 의해서 내부에 LCD 소자의 오염원이 되는 입자가 발생하게 되면 내부에 형성된 수직 라미나르 (laminar)흐름 A, B와 스토커 하부에 형성된 풍속 C에 의해서 입자가 스토커 내부로 비산 되지 않고 청정실 하부층에 설치된 공조 팬(16)으로 흡입되어 밖으로 배출된다.
청정실의 청정도는 1입방 ft당의 부유진애의 수에 따라서 나타내며, 예컨대 청정등급이 높은 순으로 클래스 1, 클래스 100, 클래스 1000 등의 등급으로 구분된다. 여기에서 청정 등급은 기압, 속도, 여과능력에 따라 결정된다.
그러나, LCD 소자의 공정상 청정실의 청정등급 중 클래스 1000 구역이나 또는 일부 클래스 100을 요하는 영역에서 고가의 팬 필터 유닛 방식이 필요 없다.
팬 필터 유닛 방식의 청정시스템은 팬 모터의 고장 때문에 팬 필터 유닛의 다운으로 인해 청정실 내부의 이상 기류를 종종 발생시키며, 팬 필터 유닛의 풍속이 최대 0.3 m/sec 로 LCD가 대형화 될 때 팬 필터 유닛의 풍속을 증가시킬 수 있는 신 모델의 개발이 요구된다.
또한, 청정실 내부의 깨끗한 환경을 유지하기 위하여 주기적으로 팬 필터 유닛을 교환해 주어야 한다. 그러나 팬 필터 유닛의 단가가 고가이기 때문에 일정한 청정등급을 유지하는 스토커의 청정시스템을 관리하는데 많은 비용을 들여야한다.
본 발명의 목적은 높은 청정 등급이 요구되는 않는 청정영역에 대하여 팬 필터 유닛 방식 대신 셔터 방식을 도입하여 청정시스템의 유지비를 줄이는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 팬 필터 유닛을 작동시키는 팬 필터 유닛 모터의 고장으로 인하여 발생하는 팬 필터 유닛의 다운을 막아 이상 기류가 발생하는 것을 방지하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 풍량 조절용 레버를 따로 두어 셔터의 개폐를 통하여 스토커 내부의 풍속 조정을 가능하게 하여 선반의 상하별 풍속을 일정하게 설정할 수 있도록 하는데 있다.
기타 본 발명의 목적 및 특징은 이하의 발명의 구성 및 특허청구범위에서 상세히 기술될 것이다.
도 1a는 종래의 스토커 청정시스템에 관하여 나타낸 것이다.
도 1b는 스토커의 청성시스템 중 청정실 하부에 설치된 공조 팬을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 스토커 청정시스템에 관하여 나타낸 것이다.
도 3a는 셔터의 개폐를 통하여 수납 선반의 풍량을 조정하는 풍량 조정 레버와 셔터 홀을 확대하여 나타낸 것이다.
도 3b는 셔터레버의 단면도를 나타낸 것이다.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***
11: 스택커 로봇 12: 수납 선반
13: 팬 필터 유닛 14: 댐퍼
15: 천정 필터 16: 공조 팬
21: 셔터 31: 셔터 홀
32: 셔터 레버
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스토커 청정시스템은, 수납 선반의 측면에서 프레쉬 에어를 공급 해주는 기존의 팬 필터 유닛 대신 셔터를 적용하였다.
LCD를 구성하는 TFT와 C/F 그리고, 셀 등의 공정이 진행되는 동안 미세한 입자들이 상기 LCD 기판에 붙게되면 제품에 치명적인 불량을 가져올 수 있어서 청정시스템이 제대로 갖추어지지 않으면 제품의 공정 수율 및 제품의 정밀도를 저하시킬 수 있다.
따라서, LCD 공정에서 TFT나 C/F나 혹은 셀등의 공정간 사용되는 카세트를 임시보관 또는 저장하는 스토커 내부의 LCD 소자의 오염을 방지하기 위하여 스토커가 깨끗한 환경을 가질 수 있도록 청정시스템을 설치하게 된다.
청정실은 일정한 목적을 위하여 제진시킨 공간으로서 그 공간의 공기 중에 부유하고 있는 먼지 즉, 부유 입자들을 원하는 숫자이하로 제어하여 청정실내에서 행하여지는 작업대상체의 내부 및 외부에 먼지가 다다르지 못하도록 하기 위한 곳이다.
통상적으로, LCD 공정에서 TFT나 C/F나 혹은 셀등의 공정간 사용되는 카세트를 임시보관 또는 저장하는 스토커 내부는 캐리어를 수납하기 위한 수납 선반을 형성한 스토크부와, 수납 선반의 소정부위에 캐리어를 일시적으로 얹어놓는 스택커 로봇과, 상기 수납 선반을 송풍하기 위한 개구부와 송풍을 위해 설치된 여러 가지 청정시스템들이 구비되어 있다.
종래의 청정시스템은 스토커의 청정도를 유지시켜 주기 위해서 선반의 측면에서 프레쉬 에어(fresh air)를 공급해주는 팬 필터 유닛(13)과 스토커 내부를 통과한 프레쉬 에어를 재 순환 또는 외부로의 배출을 선택할 수 있도록 하는 댐퍼(14)와 프레쉬 에어가 스토커 내부로 유입되기 전에 청정의 등급에 따라 선택적으로 통과해야 하는 스토커 천정에 설치된 천정 필터(15)와 미세한 입자가 스토커의 청정실내로 들어왔을 때 상기 미립자를 밖으로 배출해 내기 위한 공조 팬(16)으로 구성되어 있다.
그러나, 스토커 내부의 청정상태를 유지하고 적정 공조기류를 유지하기 위해 사용되는 상기 팬 필터 유닛을 통한 팬 방식 설정은 청정 등급 클래스 100 이상을 요구하는 TFT 공정과 C/F의 일부 공정에서는 효율적이나 클래스 1000 청정 등급이 요구되는 일부 C/F 공정이나 셀 공정 영역에서는 굳이 높은 등급의 청정도가 필요하지 않다.
낮은 청정등급을 적용해도 무관한 영역에 팬 필터 유닛을 이용함으로써 스토커 내부의 청정도를 유지하는데 많은 유지비용이 낭비되며, 또한, 팬 필터의 잦은 고장으로 인하여 작업 효율을 저해시킨다.
따라서, 본 발명에서는 높은 클레스 1000 정도의 청정등급이 요구되는 일부 C/F 공정이나 셀 공정 영역에서 사용되는 스토커 내부의 청정시스템을 셔터 타입으로 변경하여 경제적인 측면이나 작업성 및 유지 또는 보수 측면에서도 유연적으로 대처가 가능하게 하고, 청정 효율을 높일 수 있도록 하였다.
셔터 타입의 청정 시스템은 카세트를 담을 수 있는 스토커 내부의 각각의 수납 선반의 측면에 팬 필터 대신 셔터를 부착하고 셔터의 개폐를 조절할 수 있도록 레버를 장착하여 풍량을 조절함으로써, 적은 비용으로도 종래의 시스템과 같은 효과를 제공할 수 있다.
도 2내지 도 3b를 통하여 본 발명의 셔터 타입 청정시스템에 관하여 상세히 설명한다.
도 2에 나타낸 것은 카세트를 수납할 수 있는 수납 선반의 측면에 팬 대신셔터를 적용한 스토커의 청정 시스템이다.
상기 스토커의 청정 시스템은 도 2에 나타낸 바와 같이 카세트를 로딩 또는 언로딩하여 목적지까지 상기 카세트를 이송해주는 스택커 로봇(11)과, 스토커의 카세트를 한 개씩 보관할 수 있는 수납 선반(12)과, 스토커의 청정도를 유지시켜 주기 위해서 선반의 측면에서 프레쉬 에어를 공급해주는 셔터(21)와 상기 셔터의 개폐를 통제하여 풍량을 조절하는 셔터 레버(미도시)와 스토커 내부를 통과한 프레쉬 에어를 재 순환 또는 외부로의 배출을 선택할 수 있도록 압력을 조절 해주는 댐퍼(14)와 프레쉬 에어가 스토커 내부로 유입되기 전에 청정의 등급에 따라 선택적으로 통과해야 하는 스토커 천정에 설치된 천정 필터(15)와 미세한 입자가 스토커의 청정실내로 들어왔을 때 상기 미립자를 밖으로 배출해 내기 위한 공조 팬(16)으로 구성되어 있다.
상기 카세트는 LCD 공정 중에 TFT 기판이나 혹은 C/F 를 담을 수 있는 그릇이다.
상기 스택커 로봇(11)은 스토커의 중앙에 위치하여 스택커를 중심으로 하여 양쪽 측면에 일렬도 설치된 수납 선반(12)을 편리하게 실어 나를 수 있도록 하였다.
상기 셔터(21)는 개개의 수납 선반(12)의 측면에 설치되어 수직 기류를 형성한다.
도 3a는 셔터의 개폐를 통제하여 풍량을 조절하는 셔터 레버와 셔터 홀을 보여주는 평면도이다.
상기 셔터의 홀(31)이 막히거나 닫힐 수 있도록 셔터레버(32)를 적당히 조절하여 카세트 수납선반(12)내의 상하별 풍속을 조정함으로써 일정한 풍속을 설정시켜준다.
도 3b는 상기 셔터 레버를 측면에서 본 것을 나타낸 것이다.
간단한 셔터레버(32)의 조작을 통하여 각각의 선반에 설치된 셔터를 개폐하여 수납 선반의 상하별 풍속을 조정할 수 있도록 하였다.
상기 스토커 내부 청정 환경시스템의 전체적인 구성 조건은 다음과 같다.
청정실과 청정실의 공기를 흡입하는 청정실 하부의 압력차이는 0.02 ∼ 0.04 mmAq 이고, 청정등급은 클래스 100내지 클래스 1000을 요구한다. 스택커의 주행속도는 평균 60m/min. 이고 최대 80 m/min. 이며, 스토커의 평균 개구율은 20% 이다.
스토커 내부의 청정도 유지는 외부로부터 프레쉬 에어를 공급받아 100% 소진함으로써 온도 및 청정도를 관리한다.
셔터 방식은 팬 방식에 비하여 스토커 내부의 온도가 낮다.
스토커 내부 기류의 흐름은 스택커 주행시 또는 기타 다른 조건에 의해서 내부의 오염원이 발생하게 되면 내부에 형성된 수직 라미나르 흐름 A, B와 스토커 하부에 형성된 풍속 C에 의해서 오염원이 스토커 내부로 비산 되지 않고 청정실의 하부층에 설치된 공조 팬(16)으로 흡입되어 밖으로 배출된다.
종래에는 팬 방식의 필터를 스토커 내부 측면에 부착하여 팬의 풍량을 조절함으로써 수직기류를 형성시켰으나, 본 발명은 셔터(21)를 제작하여 기존의 팬 필터 유닛 부분에 셔터(21)를 부착하고, 셔터 레버(31)를 사용하여 풍량을 조절하므로 종래의 청정시스템과 같은 효과를 발생시키며 클래스 10의 높은 청정 등급을 유지하는 것도 가능하다.
또한, 필터를 주기적으로 교환할 필요가 없으므로 유지 및 관리가 따로 필요 없고, 팬 모터의 고장에 의한 팬 필터 유닛의 다운으로 인한 청정실 내부의 이상 기류가 발생하는 문제를 제거하였다.
또한, 셔터 타입의 청정시스템은 팬 방식에 비교하여 셋업이 간단하고 훨씬 경제적이다.
상술한 바와 같이, 높은 청정 등급을 필요로 하지 않는 영역에 팬 필터 대신 셔터를 도입함으로써, 청정시스템의 유지비를 줄여 제품의 가격 경쟁력을 높이고, 팬 모터의 오류로 인해 발생할 수 있는 청정실 내부의 이상 기류 발생 현상을 제거하고, 청정 시스템이 다운되지 않고 정상적으로 계속해서 가동됨에 따라 공정 시간도 단축할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 청정시스템의 유지 보수 측면에서도 팬 방식보다 셔터 방식이 유연적으로 대처가 가능하여 청정효율을 높일 수 있다.

Claims (6)

  1. 스토커 중앙의 스택커 로봇과, 상기 스택커 로봇을 중심으로 양 측면에 일렬로 설치된 카세트 수납 선반과, 상기 수납 선반의 측면에서 프레쉬 에어를 공급 해주는 셔터와, 셔터 레버와, 스토커 내부를 통과한 프레쉬 에어를 재 순환 또는 외부로의 배출을 선택할 수 있도록 압력을 조절해주는 댐퍼와, 프레쉬 에어가 스토커 내부로 유입되기 전에 청정의 등급에 따라 선택적으로 통과해야 하는 스토커 천정에 설치된 천정 필터와, 미세한 입자가 스토커의 청정실내로 들어왔을 때 상기 미립자를 밖으로 배출해 내기 위한 공조 팬으로 구성된 것을 특징으로 하는 스토커의 청정시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 셔터 레버는 셔터의 개폐를 통하여 수납 선반의 상하별 풍속을 조정하여 일정한 풍속을 설정하도록 하는 것을 특징으로 하는 스토커의 청정시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 셔터 레버를 통하여 스토커 내부의 공조량이 조절되는 것을 특징으로 하는 스토커의 청정시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스토커 내부의 온도는 팬 방식에 비하여 낮은 것을 특징으로 하는 스토커의 청정시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 셔터를 통해 공급되는 프레쉬 에어는 스토커 내부에서 수직 기류를 형성하는 것을 특징으로 하는 스토커의 청정시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 셔터 방식의 청정시스템은 클래스 10의 높은 청정 등급의 유지가 가능한 것을 특징으로 하는 스토커의 청정시스템.
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