KR20060000008A - 글라스 지지시스템 및 지지핀 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 글라스를 반입 또는 반송하는 챔버에서 글라스를 지지하는 지지핀의 부하를 줄이면서, 글라스 표면의 스크래치 불량을 방지할 수 있는 글라스 지지시스템 및 지지핀 구조를 개시한다. 개시된 본 발명은 글라스 기판을 지지하는 지지핀; 상기 지지핀에 공기를 공급하는 에어 탱크; 상기 에어 탱크의 공기를 상기 지지핀에 이동시키는 에어관; 상기 에어관에 부착되어 공기량을 조절하는 밸브; 및 상기 밸브를 컨트롤하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제어부는 프로그램된 명령에 의해서 기판의 안착, 정렬에 따라 서로 다른 공기량으로 조절하고, 상기 지지핀에는 공기 유통을 위해서 양측 가장자리를 관통하는 관통홀이 형성되어 있으며, 상기 지지핀에 형성된 관통홀은 상기 에어관과 연결되어 공기를 분사할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 지지핀이 글라스 기판을 지지할 때, 상기 에어 탱크로부터 공급되는 공기에 의해 글라스 기판과 지지핀이 소정 거리 이격되는 것을 특징으로 한다.
글라스, 핀, 스크래치, 에어, align

Description

글라스 지지시스템 및 지지핀 구조{GLASS SUPPORT SYSTEM AND SUPPORT PIN STRUCTURE}
도 1은 종래 기술에 따른 식각 챔버내의 하부 전극판을 도시한 평면도.
도 2는 종래 기술에 따라 식각 챔버 내로 이동하는 기판을 하부 전극판에 안착시키는 과정을 설명하기 위한 도면.
도 3은 종래 기술에 따라 지지핀이 기판이 정렬하는 과정을 도시한 도면.
도 4는 종래 기술에 따른 지지핀의 구조를 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 지지핀을 사용하여 기판을 정렬하는 과정을 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 글라스 지지시스템의 구조를 도시한 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
205: 지지핀 206: 관통홀
207: 홈 300: 제어부
310: 에어관(air hose) 350: 밸브
400: 에어 탱크(air tank)
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 글라스를 반입 또는 반송하는 챔버에서 글라스를 지지하는 지지핀의 부하를 줄이면서, 글라스 표면의 스크래치 불량을 방지할 수 있는 글라스 지지시스템 및 지지핀 구조에 관한 것이다.
일반적으로, 건식각 장비는 플라즈마를 발생시키기 위한 상부 전극 및 하부 전극과, 상기 상부 전극과 하부 전극을 지지하고 상호 접촉을 방지하는 상부 세라믹 및 하부 세라믹과, 인입되는 가스를 확산시키는 가스 확산판과, 식각 대상 글라스(glass)를 로딩 위치에 안착시키기 위한 리프트 핀(lift pin)으로 구성되어 있다.
상기 건식각 장비에서 글라스(glass)가 로딩되는 과정을 간략히 설명하면, 플라즈마(plasma) 발생을 위한 상기 하부 전극 상에 식각 대상을 운반하기 위한 진공 로봇을 진입시키고, 리프트 핀(lift pin)을 상승시킨다.
이에 따라, 상기 진공 로봇(vacuum robot)은 운반된 식각 대상을 상기 리프트 핀 위에 위치시키고 원위치(home position)로 되돌아간다. 그리고, 상기 리프트 핀이 하강을 하게 되면, 상기 식각 대상은 하부 전극 위에 위치되게 된다.
이와 같은 일련의 과정을 통하여 식각 대상이 로딩되면 식각 대상에 대한 식각이 수행된다.
특히, 건식각 챔버 장비에서 절연막을 식각할 때에는 플라즈마를 이용한 건식각(dry etch)을 진행하는데, 식각 공정은 다음과 같다.
먼저, 플라즈마 화학기상 증착 장비의 플라즈마에 의하여 반응을 실시하는 반응 챔버 내에 기판을 로딩시킨 후, 플라즈마를 발생시키기 위하여 로딩된 기판을 하부 전극판 상에 안착시킨다.
상기 반응 챔버 내로 기판이 안착되면 밀폐된 공간을 진공 상태로 만들기 위하여 챔버를 닫고, 진공 상태를 위한 가스를 주입한 다음, 상부의 고주파 전원을 공급시켜 상기 기판 상부에서 플라즈마가 발생하도록 한다.
건식각 챔버로 절연막, 금속막을 식각할 때에도 플라즈마를 이용하여 식각을 진행한다. 상기 건식각 챔버 내에서는 플라즈마에 의하여 식각을 할 때, 고주파 전력(Radio frequency Power), 식각시 온도, 기체의 유입량 및 전극과 기판(Substrate )간의 거리에 따라 식각되는 정도를 조절한다.
그리고 습식각 방법은 식각하고자 하는 막과 화학적 반응이 일어날 수 있는 화학 용액을 사용하여 식각 대상을 원하는 형상으로 식각하는 방법이다.
도 1은 종래 기술에 따른 식각 챔버내의 하부 전극판을 도시한 평면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 건식각 챔버 또는 습식각 챔버 내에는 식각 공정을 진행하기 위한 서셉터(susceptor: 100)가 배치되어 있다.
상기 서셉터(100) 상에는 하부 전극판(101)이 배치되어 있고, 상기 하부 전극판(101) 가장자리 둘레를 따라 리프트 핀(103)들이 소정의 간격으로 배치되어 있다.
상기 리프트 핀(103)들은 챔버 외부로부터 로봇 암에 의해 반송되는 기판을 전달받아 상기 하부 전극판(101) 상부로 위치시키는 역할을 한다.
또한, 챔버 내에서 공정이 끝난 기판을 상기 하부 전극판(101) 상부로 이송시킨 후에 챔버외부로 반송하기 위해서 로봇 암에 전달하는 역할을 한다.
상기와 같이, 리프트 핀(103)에 의해서 상기 하부 전극판(101) 상부로 기판이 이송되면, 상기 하부 전극판(101) 내측에 소정의 간격으로 배치되어 있는 지지핀(105)들이 상승하여 기판을 지지한다.
도 2는 종래 기술에 따라 식각 챔버 내로 이동하는 기판을 하부 전극판에 안착시키는 과정을 설명하기 위한 도면으로서, 도시된 바와 같이, 서셉터(100) 표면 상으로 소정거리 상승된 지지핀(105)들이 지지하는 기판(110)은 리프트 핀(103)에 의해 상기 서셉터(100) 상부로 이동하게 된다. 또한 그 반대 공정도 마찬가지 방법으로 진행된다.
상기 지지핀(105)은 금속 재질인 서스(sus)와 플라스틱 재질인 피크(peek)로 구성되어 있는데, 상기 리프트 핀(103)에 의해서 전달되는 기판(110)은 상기 지지핀(105)의 피크와 접촉되어 지지된다.
도 3은 종래 기술에 따라 지지핀이 기판이 정렬하는 과정을 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 챔버 외부로부터 이송해온 기판이 리프트 핀에 의해서 지지핀들 상에 놓이게 되면, 상기 지지핀들은 챔버 내에서 적절한 공정이 진행될 수 있도록 기판을 정렬(align)시키는 작업이 진행된다.
상기 리프트 핀에서 지지되던 기판은 상기 리프트 핀이 하강하면서 지지핀들에 전달하여 상기 지지핀들 상에 기판이 놓이게 된다.(a)
상기 기판이 지지핀들 상에 놓이게 되면 (b), (c)에서처럼 상기 지지핀들이 소정거리 이동하면서, 기판을 정렬시킨다. 상기 지지핀들은 하부 전극판 상에서 좌우로 소정거리 이동할 수 있는 공간을 가지고 있기 때문에, 기판을 지지하면서 기판을 정렬시킬 수 있다.
상기와 같이 기판이 정렬되면, 지지핀들은 하강하여 상기 기판은 서셉터의 하부 전극판 상에 놓이게 되고, 식각 공정이 진행된다.
도 4는 종래 기술에 따른 지지핀의 구조를 도시한 도면으로서, 도시된 바와 같이, 지지핀(105)은 서스(sus: 105b)와 피크(peek:105a)로 구성되어 있다.
따라서, 챔버 내로 반송된 기판은 상기 지지핀(105)의 피크(105a)와 직접 접촉하게 된다. 그리고 상기 지지핀(105)의 피크(105a) 상에 기판이 놓인 상태에서 정렬 작업이 진행되고, 식각 작업을 진행하기에 적절한 정렬이 이루어지면, 상기 지지핀들이 하강하여 기판을 하부 전극판 상에 놓게 된다.
그런 다음, 상기 하부 전극판 상부에 존재하는 상부 전극판에 고전압이 인가하여, 상기 상부 전극판과 하부 전극판 사이에 전계를 형성시킴으로써 식각공정을 진행하게 된다.
그러나, 상기와 같은 구조를 갖는 지지핀을 사용하여 식각공정을 진행할 기판을 정렬시키는 과정에서 상기 지지핀의 피크와 기판 표면이 계속 마찰을 일으켜 표면 스크래치(scratch) 불량이 발생된다.
또한, 지지핀들이 항상 기판의 하중을 받고 있는 상태에서 기판 정렬(align)이 이루어지기 때문에 핀들에 부하가 많이 발생하고, 상기 지지핀에 부착되어 있는 많은 이물질이 기판을 오염시키는 문제가 있다.
본 발명은, 액정표시장치 제조 공정에서 기판을 정렬시키는 지지핀에서 공기를 분사하도록 함으로써, 기판의 정렬 과정에서 발생하는 기판의 표면 스크래치 불량 방지와 파티클에 의한 기판 오염을 방지할 수 있는 글라스 지지시스템 및 지지핀 구조를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 글라스 지지시스템,
글라스 기판을 지지하는 지지핀;
상기 지지핀에 공기를 공급하는 에어 탱크;
상기 에어 탱크의 공기를 상기 지지핀에 이동시키는 에어관;
상기 에어관에 부착되어 공기량을 조절하는 밸브; 및
상기 밸브를 컨트롤하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제어부는 프로그램된 명령에 의해서 기판의 안착, 정렬에 따라 서로 다른 공기량으로 조절하고, 상기 지지핀에는 공기 유통을 위해서 양측 가장자리를 관통하는 관통홀이 형성되어 있으며, 상기 지지핀에 형성된 관통홀은 상기 에어관과 연결되어 공기를 분사할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 지지핀이 글라스 기판을 지지할 때, 상기 에어 탱크로부터 공급되는 공기에 의해 글라스 기판과 지지핀이 소정 거리 이격되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 글라스 지지시스템은,
소정의 길이와 직경을 갖는 지지핀과, 상기 지지핀의 양측 가장자리를 관통하는 관통홀과, 상기 관통홀 일측 가장자리에는 유입된 공기를 넓게 분사시키기 위해 직경이 큰 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 홈이 형성되어 있는 일측 가장자리에서는 공기가 부채방향으로 분사되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 액정표시장치 제조 공정에서 기판을 정렬시키는 지지핀에서 공기를 분사하도록 함으로써, 기판의 정렬 과정에서 발생하는 기판의 표면 스크래치(scratch) 불량 방지와 파티클에 의한 기판 오염을 방지할 수 있다.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 자세히 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명에 따른 지지핀을 사용하여 기판을 정렬하는 과정을 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 챔버 내로 들어온 기판이 리프트 핀에 전달된 다음, 서셉터의 하부 전극판 쪽으로 하강할 때, 상기 하부 전극판 위로 상승된 지지핀에서 공기를 분사함으로써 기판을 부양하여 지지한다.
상기 지지핀들 각각에는 공기를 분사할 수 있는 관통홀이 형성되어 있고, 상기 지지핀의 관통홀은 에어 탱크(air tank)와 연결되어 있는 에어관(air hose)과 연결되어 있다(도 6에 도시됨).
그래서 도 5의 (a)에서와 같이, 상기 리프트 핀으로부터 지지핀 쪽으로 하강 한 글라스 기판은 상기 지지핀들에서 분사되는 공기압에 의해서 상기 지지핀과 소정거리 이격된 상태로 부양된다.
그런 다음, 상기 글라스 기판을 공정에 적합하도록 정렬 공정이 진행되는데, (b)에서 처럼 공기압을 높인 글라스의 부양 높이를 높인 다음, 지지핀들을 이동시킨다.
상기 글라스 기판이 상기 지지핀 상부에서 적절하게 정렬이 되면, 공기압을 줄여 상기 지지핀 상부에 소정의 간격을 두고 글라스 기판이 부양된 상태가 되도록 한다.(c)
즉, 챔버 내에서 글라스 기판을 지지핀에 안착시킨 다음, 정렬시키는 과정에서 글라스 기판의 표면과 지지핀이 직접 닿지 않도록 함으로써, 글라스 기판의 표면 스크래치 불량을 방지할 수 있다.
또한, 상기 지지핀들에 묻혀 있을 수 있는 오염물이 글라스 기판을 오염시키지 않도록 하는 이점이 있다.
도 6은 본 발명에 따른 글라스 지지시스템의 구조를 도시한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 글라스 기판을 지지하는 지지핀(205)은 금속 재질인 서스(SUS)로 형성되고, 양측 가장자리를 관통하는 관통홀(206)이 형성되어 있다.
상기 지지핀(205)의 관통홀(206)에는 공기를 유입하기 위한 에어관(310)이 체결되어 있고, 상기 에어관(310)은 공기를 공급하는 에어 탱크(400)와 연결되어 있다.
상기 에어관(310)의 중간에는 밸브(350)가 배치되어 있는데, 상기 밸브(350)는 제어부(300)로부터 컨트롤 신호(control signal)를 인가 받아, 공기량을 조절한다.
상기 제어부(300)에서는 프로그램 로직 신호(program logic signal)에 의해서 상기 밸브(350)를 제어한다.
여기서 프로그램 로직 신호는 글라스 기판이 지지핀(205)에 안착되고, 정렬되는 단계에 따라 제어 신호들이 프로그램화되어 있고, 이와 같은 프로그램화된 신호를 순차적으로 상기 밸브(350)에 인가함으로써, 공기량을 조절한다.
즉, 기판이 상기 지지핀(205) 상에 안착될 때와 정렬시킬 때의 분사되는 공기량을 다르게 하여 기판을 정렬시킨다.
특히, 상기 지지핀(205)에서 공기가 분사되는 일측 가장자리에는 공기의 분사 각도를 넓게 할 수 있도록, 홈(207)이 형성되어 있다.
상기 홈(207)은 지지핀(205)의 관통홀(206)이 외측으로 노출될 수 있는 구조를 하고 있는데, 상기 관통홀(206)을 따라 진행하는 공기량이 상기 홈(207)이 형성된 지지핀(205) 가장자리에서 부채꼴 형태로 분사될 수 있도록 한다.
따라서, 글라스 기판은 상기 지지핀(205)과의 소정거리 이격된 상태에서 정렬이 이루어진다.
본 발명에서는 건식각 장비 또는 습식각 장비와 같이 기판을 반송하거나 반출하는 공정에서 기판을 지지하는 지지핀과 기판을 공기압에 의해 부양시킨 상태로 작업을 진행시켜 기판 표면 손상을 방지할 수 있도록 하였다.
또한, 지지핀에서 분사되는 공기압에 의해서 기판을 지지하도록 함으로써, 상기 지지핀에 직접 하중이 걸리지 않아, 부하를 줄일 수 있다.
그러므로 지지핀을 반드시 강도가 높은 금속 재질로 할 필요가 없게 되어, 플라스틱과 같은 다양한 재질로 제작이 가능하게 된다.
이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명은 액정표시장치 제조 공정에서 기판을 정렬시키는 지지핀에서 공기를 분사하도록 함으로써, 기판의 정렬 과정에서 발생하는 기판의 표면 스크래치(scratch) 불량 방지와 파티클에 의한 기판 오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (7)

  1. 글라스 기판을 지지하는 지지핀;
    상기 지지핀에 공기를 공급하는 에어 탱크;
    상기 에어 탱크의 공기를 상기 지지핀에 이동시키는 에어관;
    상기 에어관에 부착되어 공기량을 조절하는 밸브; 및
    상기 밸브를 컨트롤하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 글라스 지지시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 프로그램된 명령에 의해서 기판의 안착, 정렬에 따라 서로 다른 공기량으로 조절하는 것을 특징으로 하는 글라스 지지시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지핀에는 공기 유통을 위해서 양측 가장자리를 관통하는 관통홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 글라스 지지시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 지지핀에 형성된 관통홀은 상기 에어관과 연결되어 공기를 분사할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 글라스 지지시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지핀이 글라스 기판을 지지할 때, 상기 에어 탱크로부터 공급되는 공기에 의해 글라스 기판과 지지핀이 소정 거리 이격되는 것을 특징으로 하는 글라스 지지시스템.
  6. 소정의 길이와 직경을 갖는 지지핀과, 상기 지지핀의 양측 가장자리를 관통하는 관통홀과, 상기 관통홀 일측 가장자리에는 유입된 공기를 넓게 분사시키기 위해 직경이 큰 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 글라스 지지핀 구조.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 홈이 형성되어 있는 일측 가장자리에서는 공기가 부채방향으로 분사되는 것을 특징으로 하는 글라스 지지핀 구조.
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