KR20040081325A

KR20040081325A - 진공 처리 장치

Info

Publication number: KR20040081325A
Application number: KR1020040015991A
Authority: KR
Inventors: 오오따유우이찌로
Original assignee: 후지쯔 디스플레이 테크놀로지스 코포레이션
Priority date: 2003-03-11
Filing date: 2004-03-10
Publication date: 2004-09-21
Also published as: JP4190918B2; US20040177810A1; JP2004272073A; KR100822938B1; US7879149B2

Abstract

본 발명은 진공 처리 장치에 관한 것으로, 진공 펌프의 진동이 진공 챔버에 전달되는 것을 억제하는 기구를 구비한 진공 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

진공 챔버(16)와, 진공 펌프(18)와, 진공 챔버를 배기하기 위해 진공 챔버와 진공 펌프를 접속하는 관(30)과, 관(30)의 일부에 포함되는 가요성관(36)과, 가요성관(36)이 감압시에 수축하지 않도록 고정하는 기구(46)를 구비한 구성으로 한다.

Description

진공 처리 장치 {VACUUM PROCESSING APPARATUS}

본 발명은 진동 억제 기구를 구비한 진공 처리 장치에 관한 것으로, 특히 액정 표시 장치의 기판 맞붙이기 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치의 기판 맞붙이기 장치는 진공 챔버 내에서 CCD 카메라 등에 의해 한 쌍의 기판의 얼라인먼트 마크를 독취하고, 그 결과를 기초로 한 쌍의 기판의 위치를 보정하고, 한 쌍의 기판을 맞붙인다(예를 들어, 특허 문헌 1, 2 참조). 기판 맞붙이기 장치에서는 진공 챔버와 진공 펌프가 관으로 접속되고, 진공 펌프에 의해 진공 챔버를 배기(감압)하도록 되어 있다.

기판의 크기가 작은 경우, 진공 챔버의 용적이 적으므로 배기량이 작은 진공 펌프를 사용할 수 있다. 이와 같은 경우, 진공 펌프의 진동이 진공 챔버에 영향을 주는 일은 없었다. 또한, 기판을 맞붙이는 정밀도가 극단적으로 높지 않은 경우에는 진공 펌프로부터 진공 챔버에 전해지는 진동은 기판의 맞붙이기에 거의 영향을 미치는 일이 없었다.

[특허 문헌 1]

일본 특허 공개 2001-305563호 공보

[특허 문헌 2]

일본 특허 공개 2002-229044호 공보

액정 표시 장치의 제조에 있어서는, 한 장의 유리 기판으로부터 복수의 액정 패널의 기판을 취하도록 되어 있다. 1액정 패널 당 단가를 낮추기 위해 유리 기판의 크기를 크게 하여 한 장의 유리 기판으로부터 취할 수 있는 액정 패널의 기판의 수가 많아지도록 하는 유리 기판의 크기의 대형화가 계속 진행되고 있다. 이와 같이, 유리 기판의 크기가 커지면 유리 기판을 처리하는 설비도 그에 비례하여 커지며, 그 결과 진공 중에서 CCD 카메라 등에 의해 얼라인먼트 마크를 독취하고, 기판을 맞붙이는 기판 맞붙이기 장치에서는 하기의 문제가 발생한다.

유리 기판의 크기가 커지면 진공 챔버의 용적이 증가하기 때문에 처리량을 증대시키기 위해 대배기량의 진공 펌프가 필요해진다. 그러나, 이로써 진공 펌프의 진동이 커지며, 이 진동이 진공 배관을 경유하여 진공 챔버로 전해지고, 진공 챔버 내의 CCD 카메라나 유리 기판을 흔들기 때문에 안정된 얼라인먼트 동작을 할 수 없어지며, 기판의 맞붙이기 어긋남이나 얼라인먼트의 재시도 동작에 의한 처리량의 저하가 문제가 된다.

진공 챔버와 진공 펌프를 접속하는 관의 일부에 벨로우즈형의 가요성관을 접속하는 일이 있다. 가요성관은 진공 펌프의 진동이 진공 챔버에 전달되는 것을 완화하는 진동 전달 완화 작용이 있다. 그렇지만, 대배기량의 진공 펌프가 사용되는 경우에는 가요성관의 진동 전달 완화 작용도 그다지 효과가 없다. 긴 가요성관을 사용해도 배기 저항이 증대되기 때문에 배기 시간이 길어지며, 결과적으로 처리량에 영향이 나타나게 된다. 또한, 긴 가요성관을 접속해도 진동 전달 완화 효과를 기대할 수 없다.

또한, 액정 표시 장치의 패턴의 미세화가 진행되고 있으며, 기판의 맞붙이기 장치에 있어서의 기판의 맞붙이기 정밀도에 대한 요구가 점점 엄격해지고 있다.

이와 같이, 진공 챔버와, 진공 펌프와, 진공 챔버를 배기하기 위해 진공 챔버와 진공 펌프를 접속하는 관을 구비한 진공 처리 장치에서는 진공 펌프의 진동이 진공 챔버에 전달되고 진공 챔버 내의 처리에 영향이 나타나는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 진공 펌프의 진동이 진공 챔버에 전달되는 것을 억제하는 기구를 구비한 진공 처리 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 의한 진공 처리 장치는 진공 챔버와, 적어도 하나의 진공 펌프와, 상기 진공 챔버를 배기하기 위해 상기 진공 챔버와 상기 진공 펌프를 접속하는 관과, 상기 관의 일부에 포함되는 가요성관과, 상기 가요성관이 감압시에 수축하지 않도록 고정하는 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.

발명자의 고찰에 의하면, 진공 펌프의 진동이 진공 챔버에 전달되는 것은 가요성관이 수축하여 가요성관의 가요성이 상실되고, 가요성관의 진동 전달 완화 작용이 상실되기 때문인 것을 알았다. 따라서, 본 발명에서는 가요성관이 감압시에 수축하지 않도록 고정하는 기구를 설치하고, 진공 펌프의 진동이 가요성관에 의해 진공 챔버에 전달되지 않도록 한다. 또한, 본 발명에 의하면, 배기 속도, 즉 처리량을 저하시키는 일 없이 진동 전달 방지를 실현할 수 있다.

도1은 본 발명의 실시예에 의한 진동 억제 기구를 구비한 기판 맞붙이기 장치를 도시하는 도면.

도2는 도1의 기판 맞붙이기 장치의 부분 확대 평면도.

도3은 도2의 기판 맞붙이기 장치의 측면도.

도4는 초기 상태에 있는 가요성관을 도시하는 도면.

도5는 수축 상태에 있는 가요성관을 도시하는 도면.

도6은 초기 상태에 있는 가요성관의 변형예를 도시하는 도면.

도7은 수축 상태에 있는 가요성관의 변형예를 도시하는 도면.

도8은 가요성관이 감압시에 수축하는 것을 설명하기 위한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 기판 맞붙이기 장치

16 : 진공 챔버

18 : 진공 펌프

20, 22 : 척 플레이트

26, 28 : CCD 카메라

30 : 관

36 : 가요성관

44 : 기판

46 : 고정하는 기구

60 : 각재

62 : 체인 블럭

64 : 고정 블럭

72 : 수축 억제층

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.

도1은 본 발명의 실시예에 의한 진동 억제 기구를 구비한 기판 맞붙이기 장치를 도시하는 도면이다. 기판 맞붙이기 장치는 본 발명의 진공 처리 장치의 일예이며, 본 발명은 기판 맞붙이기 장치에 한정되는 것은 아니다.

기판 맞붙이기 장치(10)는 상방 커버(12)와 하방 커버(14)로 이루어지는 진공 챔버(16)와, 진공 챔버(16)의 가로로 배치된 진공 펌프(18)를 구비하고 있다. 상방 커버(12)는 하방 커버(14)에 대하여 승강 가능하다. 상방 커버(12)가 하방 커버(14)에 대하여 상승될 때 진공 챔버(16)가 개방되고, 상방 커버(12)가 하방 커버(14)에 대하여 하강될 때 진공 챔버(16)가 폐쇄된다.

진공 챔버(16) 내에는 상방 척 플레이트(20)와 하방 척 플레이트(22)가 배치된다. 상방 척 플레이트(20) 및 하방 척 플레이트(22)는 각각 이동 가능하다. 예를 들어 상방 척 플레이트(20)는 하방 척 플레이트(22)에 대하여 승강되고, 하방 척 플레이트(22)는 XY 방향 및 θ방향으로 이동 가능하다. 상방 척 플레이트(20) 및 하방 척 플레이트(22)의 각각은 정전 척 및 진공 흡착 척의 기능을 구비하고 있다. 또한, 리프트 핀(24)이 하방 척 플레이트(22)에 승강 가능하게 설치된다. 리프트 핀(24)의 선단부는 통상 하방 척 플레이트(22)의 표면 보다도 아래에 있다.

상방 커버(12)에는 CCD 카메라(26)가 부착되고, 하방 커버(14)에는 CCD 카메라(28)가 부착되어 있다.

진공 펌프(18)는 관(30)에 의해 진공 챔버(16)[도면에 도시하는 예에 있어서는 하방 커버(14)]에 접속된다. 관(30)은 진공 펌프(18)로부터 상방으로 연장되는 입구관(32)과, 엘보우관(34)과, 벨로우즈형의 가요성관(36)과, 진공 챔버(16)에 접속되는 직관(38)으로 이루어진다. 입구관(32)과, 엘보우관(34)과, 가요성관(36)과, 직관(38)은 예를 들어 스텐레스강 등의 금속으로 만들어진다.

도4 및 도5에 도시한 바와 같이, 가요성관(36)은 산부(36a)와 골부(36b)를 갖고, 금속으로 만들어져 있지만 비교적 변형되기 쉽다. 도4는 초기 상태에 있는 가요성관(36)을 도시하고, 이 때 골부(36b)의 폭은 a이다. 도5는 수축 상태에 있는 가요성관(36)을 도시하고, 이 때 골부(36b)의 폭은 b이다. 가요성관(36)의 산부(36a)와 골부(36b)는 변형되기 쉬우므로 가요성관(36)은 엘보우관(34)과 직관(38) 사이의 중심 어긋남을 흡수하는 작용과 진공 펌프(18)의 진동이 진공 챔버(16)에 전달되는 것을 완화하는 진동 전달 완화 작용이 있다.

도1에 있어서, 진공 챔버(16)의 상류측에는 반송 콘베이어(40) 및 기판 반송 로봇(42)이 배치된다. 또한, 진공 챔버(16)의 하류측에는 기판 반송 로봇 및 반송 콘베이어(도시 생략)가 배치된다. 반송 콘베이어(40) 및 기판 반송 로봇(42)은 기판(유리 기판)(44)을 진공 챔버(16)에 공급한다. 기판(44)은 액정 표시 장치를 구성하는 기판이다. 하나의 기판(44)이 상방 척 플레이트(20)에 보유 지지되고, 다른 쪽 기판(44)이 하방 척 플레이트(22)에 보유 지지되게 되어 있다.

또한, 본 발명에 있어서는, 가요성관(36)이 감압시에 수축하지 않도록 고정하는 기구(46)가 설치된다. 우선, 가요성관(36)이 감압시에 수축하는 작용에 대하여 설명한다.

도8은 가요성관(36)이 감압시에 수축하는 것을 설명하기 위한 도면이다. 도8의 기판 맞붙이기 장치는 가요성관(36)이 감압시에 수축하지 않도록 고정하는 기구(46)를 가지지 않은 점을 제외하고는 도1의 기판 맞붙이기 장치(10)와 동일하다. 진공 펌프(18)는 관(30)에 의해 진공 챔버(16)에 접속된다. 관(30)은 진공 펌프(18)로부터 연장되는 입구관(32)과, 엘보우관(34)과, 벨로우즈형의 가요성관(36)과, 진공 챔버(16)에 접속되는 직관(38)으로 이루어진다.

도8에 있어서, 비작동시의 진공 펌프(18) 및 관(30)은 점선으로 도시되고, 작동시의 진공 펌프(18) 및 관(30)은 실선으로 도시된다. 진공 챔버(16)의 배기를 개시했을 때 또는 진공 펌프(18)를 기동시켰을 때, 진공 펌프(18)와 진공 챔버(16) 사이에 기체의 흡인력이 작용한다. 이 때문에, 가요성관(36)이 수축되고, 진공 챔버(16)와 비교하여 상당히 가벼운 진공 펌프(18)를 진공 챔버(16)를 향하여 가까이 끌어당긴다. 이 때문에, 진공 펌프(18)는 실선으로 도시한 바와 같이 기울어진다. 즉, 가요성관(36)은 도4의 가요성관(36)의 길이에 상당하는 치수(A)를 가지는 상태로부터 도5의 가요성관(36)의 길이에 상당하는 치수(B)를 갖는 상태가 된다.

대배기량의 진공 펌프(18)가 사용될 경우, 진공 펌프(18)와 진공 챔버(16) 사이의 기체의 흡인력이 크므로 가요성관(36)이 수축된 상태가 계속되고, 도5에 도시한 바와 같이 가요성관(36)의 산부(36a) 및 골부(36b)의 간격이 좁아진 상태가 되며, 가요성관(36)의 가요성이 감소된다. 이 때문에, 가요성관(36)의 진동 전달 완화 작용이 저하된다.

따라서, 진공 펌프(18)의 진동이 관(30)을 경유하여 진공 챔버(16)에 전해지고, 진공 챔버(16) 내의 CCD 카메라(26, 28)나 유리 기판(44)을 흔들기 때문에 안정된 얼라인먼트 동작을 할 수 없게 된다. 이에 의해 기판(44)의 맞붙이기 어긋남이나 얼라인먼트의 재시도 동작에 의한 처리량의 저하가 문제된다. 또한, 이러한 경향은 단지 가요성관(36)을 길게하는 것만으로는 해소될 수 없다.

따라서, 가요성관(36)이 감압시에 수축하지 않도록 고정하는 기구(46)를 설치하고, 가요성관(36)이 도4의 상태로 유지되도록 한다. 가요성관(36)이 도4의 상태로 유지되면 가요성관(36)의 산부(36a) 및 골부(36b)의 간격이 크게되므로 이들은 상당히 자유롭게 움직일 수 있고, 가요성관(36)의 가요성이 보증되고, 가요성관(36)의 진동 전달 완화 작용이 생긴다.

도2는 도1의 기판 맞붙이기 장치(10)의 부분 확대 평면도이다. 도3은 도2의 기판 맞붙이기 장치(10)의 측면도이다. 도1 내지 도3에 있어서, 하나의 진공 챔버(16)에 대하여 두 개의 진공 펌프(18)가 설치되어 있다. 두 개의 진공 펌프(18)는 각각 관(30)에 의해 진공 챔버(16)에 접속된다. 두 개의 관(30)은 서로 평행으로 연장된다. 각 진공 펌프(18)의 가대(48)는 바닥 패널(50)에 고정 부재(52)에 의해 고정된다. 진공 펌프(18)는 쿠션재(49)를 개재하여 가대(48)에 적재된다. 진공 펌프(18)의 일부인 기계적 부스터(보조 펌프)(54)가 진공 펌프(18)의 위에 배치된다. 커버(56)가 진공 펌프(18) 및 기계적 부스터(54)를 보호하고 있다. 기계적 부스터(54) 접속관(58)에 의해 진공 펌프(18)에 접속되고, 입구관(32)은 기계적 부스터(54)로부터 상방으로 연장된다.

가요성관(36)이 감압시에 수축되지 않도록 고정하는 기구(46)는 가요성관(36)의 진공 펌프(18) 측을 고정하는 현수 볼트 부착 각재(60)를 포함한다. 각재(60)는 각 진공 펌프(18)로부터 상방으로 연장하는 입구관(32)에 대하여 횡 방향으로 연장되고, 입구관(32)의 수직 상승부에 고정된다. 각재(60)는 두 개의 진공 펌프(18)에 걸쳐 연장되는 긴 부재이다. 체인 블럭(62)의 일단부가 각재(60)의 중심부에 설치된 현수 볼트로 고정된다. 체인 블럭(62)의 타단부는 바닥 패널(50)에 설치된 고정 블럭(64)에 고정된다. 체인 블럭(62)은 가요성관(36)을 연장하는 방향으로 조작된다. 각재(60)는 입구관(32) 및 엘보우관(34)을 거쳐서 가요성관(36)을 줄어들지 않도록 고정한다.

이와 같이, 기구(46)는 진공 펌프(18)로부터 상방으로 연장되는 입구관(관의 부분)(32)에 고정되는 각재(부재)(60)와, 각재(60)를 바닥 패널(고정 구조)(50)에 결합하는 체인 블럭(결합 부재)(62)을 포함한다. 본 발명에 의한 기구(46)는 매우 간단하고 저렴한 것이다. 또, 사용하는 각재(60) 및 체인 블럭(62)은 진공 펌프(18)의 배기 능력을 산출하여 내구성이 있는 것을 사용한다.

작용에 있어서, 맞붙이기 위한 두 장의 기판(44)이 반송 콘베이어(40) 및 기판 반송 로봇(42)에 의해 진공 챔버(16)에 공급된다. 각 기판(44)은 기판 반송 로봇(42)에 의해 정전 척 플레이트(20, 22)에 설치된다. 또한, 이 때, 기판(44)은처킹의 안정을 위해 진공 흡착에 의해 정전 척 플레이트(20, 22)에 보유 지지된다.

두 장의 기판(44)의 설치 완료 후, 진공 챔버(16)의 상방 커버(12)가 하방 커버(14)에 대하여 하강되고, 진공 챔버(16)가 폐쇄된다. 이와 동시에, 기판(44)의 흡착은 진공 흡착으로부터 정전 흡착으로 절환된다. 그 후, 진공 챔버(16)는 진동 억제 기구를 포함하는 관(30)을 거쳐서 접속된 진공 펌프(18)에 의해 배기된다.

진공 챔버(16)가 소정의 진공도까지 감압된 후, 두 개의 기판(44)이 거의 접촉하는 위치까지 상방 척 플레이트(20)가 하강된다. 그래서, CCD 카메라(26, 28)에 의해 기판(44)의 얼라인먼트 마크를 관찰하고, 두 개의 기판(44) 사이의 어긋난 양을 산출하여 그 양을 보정한다. 보정하는 방법은 여러가지이지만, 본 실시예에서는 하방 척 플레이트(22)가 이동하는 것으로써 어긋남을 보정한다. 기판(44)의 얼라인먼트 마크의 보정이 완료되면 상방의 정전 척 플레이트(20)를 하방의 정전 척 플레이트(22)에 대하여 소정의 압력으로 가압하고, 기판(44)의 맞붙이기를 실행한다.

지금까지의 일련의 동작에 의해 기판(44)의 맞붙이기가 완료되면 정전 척에 의한 흡착이 해제된다. 진공 챔버(16)는 대기로 개방되고, 대기 개방 후 진공 챔버(16)가 개방된다. 그리고, 하단부의 정전 척 플레이트(22)에 설치된 리프트 핀(24)이 상승하여 맞붙이기가 완료된 기판을 리프트한다. 리프트된 맞붙이기가 완료된 기판은 하류측에 설치된 반송 로봇에 의해 제거되고, 다음의 기판 맞붙이기 동작으로 들어간다.

상기한 바와 같이, 종래에는 감압 후의 CCD 카메라(26, 28)에 의한 기판(44)의 얼라인먼트 마크를 관찰할 때에 진공 펌프(18)의 대형화에 의해 증가하는 진공 펌프(18)의 진동이 관(30)을 전해져서 진공 챔버(16)나 CCD 카메라(26, 28)를 흔들고, 이에 의해 얼라인먼트 마크의 정확한 위치를 인식할 수 없음으로써 처리량 감소의 문제나 맞붙이기 어긋남의 발생 등의 문제가 생긴다. 또한, 진공 펌프(18) 그 자체의 조정 볼트에 의한 설치에서는 기체의 흡인력에 의해 진공 펌프 전체가 어긋나는 현상이 발생하였다. 이들에 대한 대책으로서 진공 펌프의 설치(고정) 방법의 변경, 즉 바닥 패널(그레이팅)로의 고정을 시험해보았지만 이번에는 진공 펌프 내의 펌프 하우징과 펌프 본체를 지지하는 쿠션재(70)(도8)의 변형(어긋남)에 의해 펌프의 어긋남(기울어짐)이 발생되고, 그 결과 가요성관의 수축이 재발하였다.

따라서, 본 발명에서는 가요성관(36)의 진공 펌프(18) 측을 각재(60)로 고정함으로써 가요성관(36)이 감압시에 생기는 기체의 흡인력에 의해 수축하지 않도록 고정하고, 가요성관(36)이 계속 수축되지 않도록 하여, 가요성관(36)의 산부(36a) 및 골부(36b)가 변형 가능하게 하여 진공 펌프(18)의 진동이 진공 챔버(16)에 전달되는 것을 완화하도록 하고 있다.

진공 펌프(18)의 기동시에 가요성관(36)이 줄어들지 않도록 진공 펌프(18)를 고정하면 된다고 생각되지만, 진공 펌프(18)의 흡인력이 강하기 때문에 간이로 (또는 저렴하게) 실시하는 것은 어렵다. 그러나, 이를 실현한 것이 본 발명이다. 덧붙여 말하면, 상기 기재한 것은 어디까지나 일 실시예이며, 이에 한정되는 것은 아니다.

도6은 초기 상태인 가요성관의 변형예를 도시하는 도면이다. 도7은 수축 형태인 가요성관의 변형예를 도시하는 도면이다. 이 예에서는 가요성관(36)의 표면에 가요성관(36)의 수축 억제를 위한 층(72)이 코팅되어 있다. 이 층(72)은 고무나 수지 재료 등의 코팅층이다. 이 층(72)은 가요성관(36)의 수축을 억제하는 동시에 가요성관(36)의 미세한 진동(튐 현상)을 억제한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 진공 펌프의 진동을 진공 챔버에 전달되는 영향이 없는 레벨까지 경감할 수 있고, 진동 챔버에서 처리되는 물품의 품질을 높일 수 있다. 진공 챔버에서 처리되는 물품이 맞붙여지는 물품일 경우에는 맞붙이기 물품의 어긋남을 해소하고 처리량을 향상시킬 수 있다.

Claims

진공 챔버와, 적어도 하나의 진공 펌프와, 상기 진공 챔버를 배기하기 위해 상기 진공 챔버와 상기 진공 펌프를 접속하는 관과, 상기 관의 일부에 포함되는 가요성관과, 상기 가요성관이 감압시에 수축하지 않도록 고정하는 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 가요성관이 감압시에 수축하지 않도록 고정하는 기구는 상기 가요성관의 상기 진공 펌프측을 고정하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 기구는 상기 진공 펌프로부터 연장되는 관에 설치되는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
제3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 진공 펌프는 복수의 진공 펌프로 이루어지며, 상기 기구는 상기 진공 펌프로부터 상방으로 연장되는 관에 고정되는 부재를 포함하고, 상기 부재는 상기 복수의 진공 펌프에 걸쳐 연장되는 긴 부재인 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 진공 챔버는 진공 중에서 기판의 얼라인먼트 마크를독취하는 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
제5항에 있어서, 상기 기판은 표시 장치의 기판인 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 진공 처리 장치는 액정 표시 장치의 기판 맞붙이기 장치인 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.