KR20070048866A - 리프트 핀 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판안치대를 관통하는 몸체와, 상기 몸체의 상단에 구비되며 몸체보다 직경이 큰 헤드를 가지는 리프트 핀; 일단은 상기 기판안치대의 저면에 부착되고 타단은 상기 리프트 핀의 몸체에 부착되어 상기 리프트 핀에 복원력을 제공하는 복원장치를 포함하는 리프트 핀 어셈블리를 제공한다.
본 발명에 따르면 기판안치대가 상승할 때 리프트 핀이 리프트 핀 홀더에 끼이는 현상이 발생하더라도 탄성부재의 복원력에 의하여 리프트 핀을 하강시킬 수 있으므로 기판을 안정적으로 안치할 수 있게 된다.
리프트 핀, 탄성부재, 복원장치

Description

리프트 핀 어셈블리{Lift pin assembly}
도 1은 일반적인 액정표시소자 제조장치의 개략적인 구성도
도 2는 도 1에서 기판안치대가 하강한 상태를 나타낸 도면
도 3은 리프트 핀의 구조 및 리프트 핀과 기판안치대의 결합상태를 나타낸 도면
도 4는 기판에 의해 리프트 핀이 기울어진 상태를 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 리프트 핀 어셈블리의 사시도
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 의한 리프트 핀 어셈블리의 작동상태를 나타낸 도면
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 챔버 12 : 기판안치대
20 : 리프트 핀 201 : 몸체
202 : 헤드 203 : 걸림홈
22 : 리프트 핀 홀더 24 : 상부 브라켓
25 : 하부 브라켓 251 : 관통홀
252 : 고정링 삽입홈 26 : 탄성부재
27 : 고정링
본 발명은 반도체소자 또는 액정표시소자의 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판안치대로부터 기판을 분리하는 리프트 핀 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로 반도체소자 또는 액정표시소자를 제조하기 위해서는 실리콘웨이퍼 또는 글래스 등의 기판에 원료물질을 증착하는 박막증착공정, 감광성물질을 사용하여 이들 박막 중 선택된 영역을 노출 또는 은폐시키는 포토리소그라피 공정, 선택된 영역의 박막을 제거하여 패터닝하는 식각공정 등을 거치게 되며, 이들 각 공정은 해당공정을 위해 최적의 환경을 유지하는 제조장치 내에서 진행된다.
액정표시소자의 제조장치 중에서 원료물질을 플라즈마 상태로 변환시킨 후 이를 이용하여 박막을 증착하는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 반응공간을 형성하는 챔버(10), 챔버(10)의 내부에 위치하며 상면에 기판(S)이 안치되는 기판안치대(12), 기판안치대(12)의 상부로 원료가스를 분사하는 가스분배판(14), 가스분배판(14)에 원료물질을 공급하는 가스공급관(15)을 포함한다.
가스분배판(14)에는 RF 전력을 제공하는 RF 전원(16)이 연결되며, RF 전력은 가스분배판(14)과 접지된 기판안치대(12) 사이에서 RF 전기장을 형성하고, RF 전기장에 의해 전자가 가속되어 중성기체와 충돌함으로써 활성종, 이온 및 전자의 혼합체인 플라즈마가 생성되며, 이렇게 생성된 활성종 및 이온이 기판(s)의 표면과 반응하여 박막을 증착하게 된다.
한편, 상기 기판(s)은 로봇암(robot arm, 미도시)에 의해 반송되는데, 로봇암이 기판안치대(12)에 기판(s)을 안치하거나 기판안치대(12)로부터 기판(s)을 픽업하는 과정에서는 리프트 핀(20)에 의해 기판(s)이 소정 높이로 들어올려지는 작업이 우선적으로 이루어지는 바, 이에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이 리프트 핀(20)은 소정길이의 몸체(201)와, 몸체(201)보다 직경이 큰 원반형태로서 몸체(201)의 상단에 구비되는 헤드(202)로 이루어져 있으며, 기판안치대(12)에 형성된 핀홀(12a)을 통해 위에서 아래로 몸체(201)가 삽입되고 헤드(202)가 기판안치대(12)의 상면에 걸림으로써 기판안치대(12)에 고정되지 않고 단순히 매달리도록 장착되어 있다.
또한 기판안치대(12)의 핀홀(12a) 내부에는 리프트 핀(20)이 기판안치대(12)와 직접 접촉하는 것을 방지하는 한편 리프트 핀(20)의 승강이 원활하게 이루어지도록 하는 리프트 핀 홀더(22)가 설치되어 있다.
상기 리프트 핀 홀더(22)는 핀홀(12a) 내에 삽입되는 대략 원통형의 부재로서 그 내부에는 아래위로 소정 간격을 두고 축중심을 향하여 부분적으로 돌출되어 리프트 핀 몸체(201)와의 접촉부위를 최소화하는 상하 돌출부(221,222)가 형성되어 있다.
또한, 기판안치대(12) 하부의 챔버 바닥면에는 핀플레이트(11)가 설치되어 있는데, 상기 핀플레이트(11)는 리프트 핀(20)과 챔버(10)의 직접 접촉을 방지함으로써 챔버(10)를 보호하고, 리프트 핀(20)의 하중을 지지하는 역할을 한다.
따라서, 기판안치대(12)가 공정영역으로 상승된 상태에서는 도 1에 도시된 바와 같이 리프트 핀(20)의 헤드(202)가 기판안치대(12)의 상면에서 요홈부(12b)에 인입되어 걸린 상태가 된다.
공정영역에서 공정을 마친 후 기판안치대(12)가 하강하게 되면 도 2에 도시된 바와 같이 리프트 핀(20)의 하단이 챔버 바닥면에 닿게 된다. 기판안치대(12)가 계속 하강하면 리프트 핀(20)이 기판안치대(12)에 대하여 상대적으로 상승하게 되므로 리프트 핀(20)의 헤드(202)에 의해 기판(s)이 들어 올려져 기판안치대(12)로부터 분리된다.
그런데 일반적으로 기판안치대(12)의 상부로 돌출된 리프트 핀(20)의 헤드(202)에 의해 기판(s)이 지지되는 경우에는, 면적이 크고 두께가 얇은 기판(s)의 구조 특성상 기판(s)의 중앙부가 아래로 쳐지면서 상대적으로 리프트 핀(20)의 헤드(202)에 대해 아랫 방향 뿐만이 아니라 도 4에 도시된 바와 같이 측방향(도면상으로는 좌측)으로도 어느 정도의 힘이 가해지게 되어 리프트 핀(20)이 일측으로 기울어지게 된다.
리프트 핀(20)이 기울어지면 몸체(201)가 리프트 핀 홀더(22)의 상부돌출부 (221) 좌측면과, 하부돌출부(222) 우측면으로 강하게 압박되어 마치 리프트 핀(20)이 리프트 핀 홀더(22)에 걸린 것과 같은 현상이 발생하게 된다.
이러한 현상이 심화될 경우에는 몸체(201)와 리프트 핀 홀더(22) 사이에 강한 마찰력으로 인해 기판안치대(12)가 상승하여도 리프트 핀(20)이 하강하지 않고 돌출된 상태에서 고정되는 현상이 발생한다.
이렇게 되면 기판(s)이 리프트 핀(20)에 의해 계속 들려있게 되어 기판(s)의 안착상태가 매우 불안정해지므로 공정불량이 발생하거나 상부의 에지프레임에 의해 기판이 파손되기도 한다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기판안치대의 승하강에 연동하여 리프트 핀의 승하강 동작이 안정적으로 이루어질 수 있는 방안을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 기판안치대를 관통하는 몸체와, 상기 몸체의 상단에 구비되며 몸체보다 직경이 큰 헤드를 가지는 리프트 핀; 일단은 상기 기판안치대의 저면에 부착되고 타단은 상기 리프트 핀의 몸체 하부에 부착되어 상기 리프트 핀에 복원력을 제공하는 복원장치를 포함하는 리프트 핀 어셈블리를 제공한다.
상기 복원장치는 코일 스프링 또는 벨로우즈인 것을 특징으로 한다.
상기 복원장치는, 상기 기판안치대의 저면에 부착되는 상부 브라켓; 상기 리프트 핀의 몸체와 결합하는 하부 브라켓; 일단은 상기 상부 브라켓에 고정되고, 타단은 상기 하부 브라켓에 고정되는 탄성부재를 포함한다.
상기 하부 브라켓은 상기리프트 핀의 몸체와 결합하기 위하여, 상기 리프트핀의 몸체가 삽입되는 관통홀; 상기 관통홀의 내측에 설치되어 상기 리프트핀의 몸체를 고정하는 고정수단을 포함한다.
상기 고정수단은 외력이 없는 상태에서는 상기 관통홀 및 리프트 핀 몸체 보다 작은 직경을 가지며, 일부가 단절되어 있고, 상기 관통홀의 내측에 삽입되는 고정링이며; 상기 관통홀의 내벽에는 상기 고정링이 삽입되는 고정링삽입홈이 형성되고, 상기 리프트핀의 몸체에는 상기 고정링이 걸리는 걸림홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 리프트 핀 어셈블리는 도 5에 도시된 바와 같이, 리프트 핀(20)에 복원력을 부여하는 복원장치를 결합한 점에 특징이 있다.
상기 복원장치는 일단이 기판안치대(12)에 연결되고 타단은 기판안치대(12)의 하부에서 리프트 핀의 몸체(201)에 연결되는 스프링 또는 벨로우즈 등의 탄성부재를 포함한다.
본 발명에서는 이러한 탄성부재를 안정적으로 설치하기 위하여, 기판안치대(12)의 저면에 부착되는 상부 브라켓(24)과 리프트 핀(20) 몸체(201)의 하부에 결합하는 하부 브라켓(25)을 이용한다.
즉, 상부 브라켓(24) 및 하부브라켓(25)의 사이에 탄성부재(26)를 개재하며, 상기 탄성부재(26)의 일단은 상부 브라켓(24)에 고정시키고 타단은 하부 브라켓(25)에 고정시킨다.
상부 브라켓(24)은 얇은 원반형태로서 그 중심부를 통해서는 리프트 핀 홀더(22)의 하단이 아래로 돌출되고, 다수개의 고정나사(241)에 의해 기판안치대(12)에 고정된다.
하부 브라켓(25)은 원반형태로서 중심부에 리프트 핀 몸체(201)가 삽입되는 관통홀(251)을 가진다. 하부 브라켓(25)은 탄성부재(26)의 탄성력에 의해 리프트 핀(20)을 아래 방향으로 당기는 역할을 하는 것이므로 리프트 핀(20)과는 고정되어야 한다.
이를 위해 본 발명에서는도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 하부 브라켓(25)의 관통홀(251) 내측에 상기 관통홀 보다 작은 직경을 가지는 고정링(27)을 설치한다. 상기 고정링(27)은 관통홀(251)의 내측에 고정되어야 하므로 관통홀(251)의 내벽에 원주방향으로 고정링 삽입홈(252)을 형성한다.
상기 고정링(27)은 일부분이 단절된 링 형태로서 탄성을 가지며, 외력이 가해지지 않은 상태에서 내측 직경은 하부 브라켓(25)의 관통홀(251)보다 작아야 하고, 외측 직경은 상기 관통홀(251) 보다 약간 커야 한다.
따라서 외부에서 상기 고정링(27)에 힘을 가하면 탄성에 의해 직경이 약간 줄어들면서 관통홀(251) 내측벽의 고정링삽입홈(252)으로 삽입되며, 일단 고정링 삽입홈(252)으로 삽입된 고정링(27)은 원래의 직경으로 복원되기 때문에 고정링삽입홈(252)에서 빠지지 않게 된다.
리프트 핀(20)의 몸체 하부에는 상기 고정링(27)이 걸리는 걸림홈(203)을 원주방향으로 형성한다.
리프트 핀(20)의 직경은 고정링(27)의 직경보다 약간 커야 하며, 따라서 상부에서 힘을 가하여 리프트핀(20)을 고정링(27)에 삽입하면 고정링(27)이 벌어지면서 리프트핀(20)이 삽입되다가 벌어진 고정링(27)이 리프트핀(20)의 몸체에 형성된 상기 걸림홈(203)에 걸림으로써 하부 브라켓(25)과 리프트 핀(20)이 서로 고정되는 것이다.
탄성부재(26)로 사용되는 코일스프링 또는 벨로우즈는 리프트 핀(20)의 몸체(201) 주위를 둘러싸는 일체형인 것이 바람직하다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니므로 중심축에 대하여 대칭적으로 배치되는 다수의 코일스프링 또는 벨로우즈가 이용될 수도 있다. 이 경우에도 각 스프링 또는 벨로우즈는 그 일단이 상부 브라켓(24) 또는 기판안치대(12)에 고정되고 그 타단이 하부 브라켓(25)에 고정되어야 함은 물론이다.
전술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 리프트 핀 어셈블리의 작동을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 6a와 같이 기판안치대(12)가 하강함에 따라 리프트 핀(20)의 하단이 챔버 바닥면에 닿은 후, 기판안치대(12)가 계속 하강하면 기판안치대(12)의 상부로 리프트 핀(20)이 돌출됨과 동시에 기판안치대(12)의 하부에 결합된 탄성부재(26)는 압축된다.
돌출된 리프트 핀(20)의 헤드(202)에 기판(s)이 안치되면, 기판안치대(12)가 다시 공정영역으로 상승하는데, 이때 압축된 상태의 탄성부재(26)는 도 6b와 같이 복원력에 의해 원래의 상태로 팽창되며, 탄성부재(26)의 하단에 결합된 하부 브라켓(25)이 리프트 핀(20)의 하단에 고정되어 있기 때문에 탄성부재(26)의 탄성력이 리프트 핀(20)을 하부로 당기는 힘으로 작용하게 된다.
따라서, 만일 리프트 핀(20)이 기판(s)에 의해 가해지는 측방향의 힘에 의해 약간 기울어져서, 리프트 핀 홀더(22)의 상하 돌출부(221,222)에 의해 하향이동에 다소의 저항이 발생하더라도 리프트 핀(20)을 하부로 당기는 탄성부재(26)의 복원력에 의해 리프트 핀(20)이 안정적으로 하향 이동할 수 있게 된다.
본 발명에 따르면 기판안치대가 상승할 때 리프트 핀이 리프트 핀 홀더에 끼이는 현상이 발생하더라도 탄성부재의 복원력에 의하여 리프트 핀을 하강시킬 수 있으므로 기판을 안정적으로 안치할 수 있게 된다.

Claims (5)

  1. 기판안치대를 관통하는 몸체와, 상기 몸체의 상단에 구비되며 몸체보다 직경이 큰 헤드를 가지는 리프트 핀;
    일단은 상기 기판안치대의 저면에 부착되고 타단은 상기 리프트 핀의 몸체에 부착되어 상기 리프트 핀에 복원력을 제공하는 복원장치
    를 포함하는 리프트 핀 어셈블리
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복원장치는 코일 스프링 또는 벨로우즈인 것을 특징으로 하는 리프트 핀 어셈블리
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복원장치는,
    상기 기판안치대의 저면에 부착되는 상부 브라켓;
    상기 리프트 핀의 몸체와 결합하는 하부 브라켓;
    일단은 상기 상부 브라켓에 고정되고, 타단은 상기 하부 브라켓에 고정되는 탄성부재
    를 포함하는 리프트 핀 어셈블리
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하부 브라켓은 상기리프트 핀의 몸체와 결합하기 위하여,
    상기 리프트핀의 몸체가 삽입되는 관통홀;
    상기 관통홀의 내측에 설치되어 상기 리프트핀의 몸체를 고정하는 고정수단
    을 포함하는 리프트 핀 어셈블리
  5. 제4항에 있어서,
    상기 고정수단은 외력이 없는 상태에서는 상기 관통홀 및 리프트 핀 몸체 보다 작은 직경을 가지며, 일부가 단절되어 있고, 상기 관통홀의 내측에 삽입되는 고정링이며;
    상기 관통홀의 내벽에는 상기 고정링이 삽입되는 고정링삽입홈이 형성되고, 상기 리프트핀의 몸체에는 상기 고정링이 걸리는 걸림홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 리프트 핀 어셈블리
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