KR20080002372A - 서셉터 및 이를 구비한 기판이송장치 - Google Patents

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임태현
김진영
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윤병한
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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명은 기판의 이송장치에 관한 것으로, 기판이 고정되고 지지되어 결합될 수 있도록 기판의 하부에 구비된 서셉터 및 상기 기판이 결합된 서셉터를 이송시킬 수 있도록 하는 구동장치를 포함한다.
서셉터, 반송장치, 캐리어, 압축공기, 롤러

Description

서셉터 및 이를 구비한 기판이송장치{SUSCEPTOR AND APPARATUS FOR TRANSPORTING OF WORKS HAVING THEREOF}
도 1은 액정표시소자의 단면을 개략적으로 나타낸 단면도.
도 2는 액정표시소자의 제작 과정을 개략적으로 나타낸 순서도.
도 3 내지 도 4는 종래의 기판이송장치의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 기판의 이송장치를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 기판이 안착된 서셉터의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 기판이 안착된 서셉터의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 구동장치를 구비한 이송장치의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>
250 : 기판 213 : 롤러 280 : 에어패드
330 : 서셉터 331 : 클램프 350 : 기판
370 : 롤러
본 발명은 액정표시소자의 제조 기술에 관한 것으로, 특히 액정표시소자 중 액정 패널의 제조 공정 중 기판의 이송 방법에 관한 것으로 기판을 이송할 때 기판을 고정하고 지지할 수 있는 서셉터(susceptor)에 기판을 결합시켜 기판을 서셉터와 함께 이송하는 것에 관한 것이다.
근래 정보 통신 분야의 급속한 발전으로 각종 정보를 표시해 주는 디스플레이 장치의 중요도가 갈수록 높아지고 있는 가운데, 기존의 표시장치 중의 하나인 (Cathode Ray Tube)로는 일정한 한계가 있어 최신의 추세인 경량화, 박형화에 부응할 수 없었다. 이에, 평판 디스플레이로서 액정표시소자(LCD : Liquid Crystal Display), 플라즈마 표시장치(PDP : Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescence Display) 등이 개발되어 기대에 부응하고 있으며 이에 대한 연구와 개발이 활발히 진행되고 있다.
이 표시장치 중 액정표시소자는 경량화, 박형화, 저전력 등의 장점을 가진 표시장치로서, 노트북 컴퓨터 등의 디스플레이 장치뿐만 아니라 데스크탑 컴퓨터 및 대형 TV 등에 적용되어 광범위하게 사용되고 있으며 이에 대한 수요는 계속하여 증가하고 있다. 이러한 액정표시소자는 근래 갈수록 대형화, 박형화와 함께 제조공정이 자동화되는 추세이다.
도 1은 일반적인 액정표시소자의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다. 도면에 도시한 바와 같이, 액정표시소자(1)는 하부기판(5)과 상부기판(3) 및 상기 하부기판(5)과 상부기판(3) 사이에 형성된 액정층(7)으로 구성되어 있다. 하부기판(5)은 구동소자인 박막트랜지스터(TFT : Thin Film Transistor)가 형성된 기판으로서, 도면에는 도시하지 않았지만 복수의 화소가 형성되어 있으며, 각각의 화소에는 박막트랜지스터가 형성되어 있다. 상부 기판(3)은 컬러필터(Color Filter)기판으로서, 컬러를 구현하기 위한 컬러필터층이 형성되어 있다. 또한, 상기 하부기판(5) 및 상부기판(3)에는 각각 화소전극 및 공통전극이 형성되어 있으며 액정층(7)의 액정분자를 배향하기 위한 배향막이 도포되어 있다.
상기 하부기판(5) 및 상부기판(3)은 실링재(Sealing material)(9)에 의해 합착되어 있으며, 그 사이에 액정층(7)이 형성되어 상기 하부기판(5)에 형성된 구동소자에 의해 액정분자를 구동하여 액정층을 투과하는 광량을 제어함으로써 정보를 표시하게 된다.
액정표시소자의 제조공정은 크게 하부기판(5)에 구동소자를 형성하는 구동소자 박막트랜지스터기판공정과 상부기판(3)에 컬러필터를 형성하는 컬러필터기판공정 및 셀(Cell)공정으로 구분될 수 있는데, 이러한 액정표시소자의 공정을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 구동소자 박막트랜지스터공정에 의해 하부기판(5)상에 배열되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인(Gate Line)및 데이터라인(Data Line)을 형성하고 상기 화소영역 각각에 상기 게이트라인과 데이터라인에 접속되는 구동소자인 박막트랜지스터를 형성한다(S101). 또한, 상기 구동소자 박막트랜지스터공정을 통해 상기 박막트랜지스터에 접속되어 박막트랜지스터를 통해 신호가 인가됨에 따라 액정층을 구동하는 화소전극을 형성한다.
또한, 상부기판(3)에는 컬러필터공정에 의해 컬러를 구현하는 R,G,B의 컬러필터층과 공통전극을 형성한다(S104). 이어서, 상기 상부기판(3) 및 하부기판(5)에 각각 배향막을 도포한 후 상부기판(3)과 하부기판(5) 사이에 형성되는 액정층의 액정분자에 배향규제력 또는 표면고정력(즉, 프리틸트각(Pretilt Angel)과 배향방향)을 제공하기 위해 상기 배향막을 러빙(Rubbing)한다(S102,S105). 그 후, 하부기판(5)에 셀갭(Cell Gap)을 일정하게 유지하기 위한 스페이서(Spacer)를 산포하고 상부기판(3)의 외곽부에 실링재를 도포한 후 상기 하부기판(5)과 상부기판(3)에 압력을 가하여 합착한다(S103,S106,S107). 한편, 상기 하부기판(5)과 상부기판(3)은 대면적의 유리기판으로 이루어져 있다. 다시 말해서, 대면적의 유리기판에 복수의 패널(Panel)영역이 형성되고, 상기 패널영역 각각에 구동소자인 TFT 및 컬러필터층이 형성되기 때문에 낱개의 액정패널을 제작하기 위해서는 상기 유리기판을 절단, 가공해야만 한다(S108). 이후,상기와 같이 가공된 개개의 액정패널에 액정주입구를 통해 액정을 주입하고 상기 액정주입구를 봉지하여 액정층을 형성한 후 각 액정패널을 검사함으로써 액정표시소자를 제작하게 된다(S109,S110).
상기와 같은 과정을 통하여 제작된 액정표시소자는 액정의 전기광학효과를 이용하는 것으로, 이 전기광학효과는 액정 자체의 이방성과 액정의 분자배열 상태에 의해 결정되어지며 이에 따라 화상을 표시하게 된다.
그런데 액정표시소자의 공정 중 구성 부분인 두 기판과 두 기판을 합착하고 액정을 주입하여 만든 액정 패널은 두께가 매우 얇은 판 상의 형태이기 때문에 공정상 취급이나 이송이 어렵다. 특히 기술의 발전에 따라 평판표시장치가 점점 대형화, 박형화가 가속되는 추세이기 때문에 얇은 판 상의 기판의 이송은 점점 어려워지고 있다.
기존의 발명에 의하면 공정을 진행하는 도중 상기 기판을 이송하기 위해서 종래에는 통상 두 가지 방법이 사용되었는 데 그 중 하나는 캐리어(carrier)를 이용한 방식이며 또 다른 하나는 압축공기 등을 이용한 이송 방식이다. 종래의 기술에 대해 참조한 도면과 함께 차례로 설명한다.
도 3은 기판이송장치의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도시된 바와 같이 기판(150)은 수직으로 이동하는 캐리어(140)에 의해서 이송 경로를 따라 이송된다. 이때 상기 기판(150)의 상부 또는 하부에서의 구동을 통해서 상기 캐리어(140)에 구동력을 제공하는데, 일반적으로 하부에서 구동력을 제공하고 있으며 상부에서 자기력을 이용한 비접촉식 방식을 사용하고 있다. 여기서 캐리어(140)는 상부에서 자기력 구간을 형성하기 위한 구조로 형성하고 하부에는 롤러(113)에 캐리어가 놓여지는 형태의 수직 이송 구조를 가진다. 이때, 일반적으로 롤러에 의해 하부를 구동함으로써 기판을 이동시키게 된다. 덧붙여 도시하지는 않았으나 롤러가 아닌 랙(rack)과 랙과 맞물리는 기어(피니언이라고도 한다. ; pinion)의 형태로 만들어서 기어를 구동함으로써 기판을 이동시키기도 한다.
도면을 참조하면, 캐리어가이드(111)의 양쪽 사이드에 제1, 2자석(120a, 120b)이 배치되어 있고, 상기 제1, 2자석(120a, 120b)는 N극 또는 S극이 내측으로 향하게 고정한다. 그리고 상기 기판(150)을 이송시키는 캐리어(140)은 상기 캐리어 가이드(111) 양쪽 사이드 방향으로 자석을 배치하고 상기 캐리어 가이드(111)가 N극의 경우에는 캐리어에 배치된 자석(130)도 N극, 상기 캐리어가 가이드가 S극일 경우에는 캐리어에 배치된 자석(130)도 S극으로 배치하여 양쪽 사이드에 같은 자력을 설치하여 서로 밀어내는 척력을 이용하여 캐리어(140)가 상기 캐리어 가이드(111) 사이에서 중앙을 유지하며 이송될 수 있도록 한다.
그러나 이러한 종래의 캐리어의 경우 캐리어가 이송되는 도중, 자력이 안정적이지 않기 때문에 캐리어의 흔들림이 발생하고, 이러한 흔들림에 의해 이물이 발생하여 부착되게 되는 경우가 있었다. 상기 이물은 액정표시소자의 화상에 불량을 만들게 된다. 더욱이 상기한 종래의 캐리어는 자석을 사용하게 되므로 자석과 자석의 인력으로 인해 자석끼리 충돌하는 문제도 발생할 수 있었다.
결국 캐리어바가 롤러에서 이탈하는 현상이 종종 발생한다. 이렇게 되면 기판이 정상적으로 이송되지 않아 기판에 결함을 발생시켜 불량을 야기할 가능성이 커지게 된다. 또한 상기한 이송방식의 경우 쓰이는 캐리어의 높이가 약 2~3m, 무게가 약 300~400kg에 달하는 등 매우 크고 무겁기 때문에 이송시 롤러 등이 빨리 마모될 수 있으며 이러한 마모의 과정에서 공정 중 불량으로 작용하는 입자들을 만들어 내기도 하며 작동 중 오류가 나는 경우 교체가 어려운 문제점이 있었다.
도 4는 종래의 압축공기 등을 이용한 반송 방식을 나타낸 개략적인 단면도이다. 비스듬히 세워져 이동되는 기판(250)의 후방에는 압축공기 등을 분사하는 분출장치인 에어패드(air pad ; 280)가 배치되고 상기 분출 시스템에 이격된 상태로 기 판이 이송하게 된다. 기판의 하부에는 롤러(213)가 위치하여 롤러(213)를 구동함으로써 기판을 이송시키게 된다. 이때 기판과 이격된 공기 분출장치(282)에는 도시하지는 않았지만 공기 공급라인을 거쳐 공기 소스에 연결되는 채널이 제공된다. 상기 공기 분출장치(282)에서 공급하는 공기는 아르곤(Ar)이나 질소(N2) 등이 쓰일 수 있다.
상기한 공기 분출장치(282)에서 공기를 공급함으로써 기판(25)과의 사이에 기판을 지지할 수 있는 에어쿠션에 해당하는 간격이 형성된다. 이러한 간격에 의해 기판은 하부 모서리 부분을 제외하고는 비접촉식으로 이송이 가능하게 되며 이에 따라 기판의 불량을 줄일 수 있게 된다.
그러나 이러한 압축공기 등을 이용한 이송 방식에서는 기판의 변형에 따른 대응이 어렵다는 문제점이 있다. 특히 공정 중 열처리 과정이 있을 경우 기판의 변형이 쉽게 일어나는 경향이 있다. 근래에는 점차 대면적의 기판이 사용되고 있으나 그 두께는 매우 얇아 기판의 변형이 더욱 쉽게 일어나므로 본 방식에서는 그 부분의 보정이 어려운 면이 있다.
또한 압축공기의 분사시 비균일하게 분사되거나 기기 오류 등 여러 가지 이유로 기판이 에어 패드와 접촉하는 경우에는 기판(250)과 에어패드(280) 사이에 아무런 보호 장치가 없어 기판(250)이 바로 에어패드(280)에 접촉하게 되어 스크래치(scratch) 등의 불량이 생기는 문제점이 있었다.
덧붙여, 진공을 이용하는 공정을 진행하기 위해서, 기판을 종래의 이송방식을 이용하여 이송하는 경우 진공챔버(vacuum chamber) 내에서 기판의 불량의 소지 가 있다. 진공을 필요로 하는 공정을 진행하기 위해서는 진공챔버 내에 기판을 이송시킨 후 진공챔버에서 공기를 배출시켜 진공상태를 만들며, 공정이 끝난 후에는 진공의 챔버 내에 공기를 주입하여 원래의 기압으로 되돌리게 된다. 그런데 공기를 배출시키고, 주입하는 상기의 과정에서 공기의 밀도차 변화에 따라 기판이 진동하게 되며 그 과정에서 기판의 일부가 깨지거나 스크래치가 생길 수 있었다.
따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 기판을 이송할 때 기판을 보호하는 서셉터를 제공함으로써 기판의 스크래치나 진공챔버에서의 깨짐 불량 등을 줄이는 데 그 목적이 있다.
이때 손쉽게 교체 가능하며 가벼운 기판과 비슷한 크기의 서셉터를 제공하여 기판의 이송 과정에서의 불량을 줄이는 데 그 목적이 있다.
결과적으로 본 발명은 이러한 기판의 안전한 이송과 공정의 진행을 통해 기판의 하자를 줄여 고품질의 액정표시소자를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 기판의 이송장치에 관한 것으로, 본체와 기판이 고정되고 지지되어 결합될 수 있는 서셉터 및 상기 기판이 결합된 서셉터를 이송시킬 수 있도록 구동하는 구동장치를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 서셉터는 기판이 안착될 수 있는 안착부를 가진 판상의 형태로 이루어진 본체와 기판을 고정하고 지지하는 한 개 이상의 클램프를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면 상기 서셉터는 기판의 일부 또는 전부 와 접촉하여 기판을 고정하고 지지, 보호하게 된다. 이때 상기 서셉터는 금속 또는 세라믹 또는 기타 물질로 이루어질 수 있다.
상기 구동장치는 기판이 결합된 서셉터를 이송 또는 공정을 진행시키기 위한 것으로 동력을 전달하여 상기 서셉터가 이동할 수 있도록 하는 장치를 뜻한다. 구동장치는 서셉터의 배면 또는 서셉터의 모서리 부분에 배치가 가능하며 롤러형태의 구동장치나 압축공기를 분사하는 형태의 구동장치도 가능하다. 또한 상기 구동장치는 롤러 형태 또는 랙과 피니언으로 결합된 형태일 수도 있다.
본 발명에 의한 바람직한 실시예에서는 상기한 구동장치에 의해 기판이 이동되는 경우, 어느 경우이든 기판 자체는 구동장치와 직접적으로 접촉하지 아니하며 기판이 결합된 서셉터와 구동장치가 접촉하는 것을 특징으로 한다. 이때, 기판이 결합된 서셉터는 수평으로 이송될 수도 있고 수직으로 이송될 수도 있으며 때에 따라서는 특정 각도로 기울어진 채 이송될 수도 있다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 자세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 기판의 이송장치에 대한 개략적인 단면도이다. 본 발명은 기판(350)의 이송장치에 관한 것으로, 기판 이송장치의 본체(미도시) 및 기판(350)이 고정되고 서셉터(330)상에 안착되어 클램프 등 지지수단에 의해 지지되어 결합될 수 있는 서셉터(330) 및 상기 기판(350)이 결합된 서셉터(330)를 이송시킬 수 있도록 구동하는 모터를 포함한 구동장치(370)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 서셉터(330)의 배면에 서셉터(330)과 이격되어 장착되며 서셉터(330)의 배면에 압축공기를 분사하는 압축패드(380)를 구비하며 상기 압축패 드(380)은 서셉터 방향의 면에 분출장치(382)를 구비하여 서셉터(330)의 배면에 압축공기를 분사하함으로써 서셉터를 이동시키는 구동장치를 추가로 구비하는 것을 포함한다. 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에서의 기판(350), 서셉터(330) 및 구동장치(370)에 대해 각각 자세히 설명한다.
<기판(350)>
상기 기판은 액정표시소자를 구성하는 유리기판 및 액정표시소자를 제작하기 위한 공정을 수행하여 일부 공정이 진행된 상태 유리기판뿐만 아니라 준비된 기판을 합착하여 액정을 주입한 액정패널 등을 포함한다. 도 1을 참조하여 살펴보면 일반적인 액정표시소자(1)는 하부기판(5)과 상부기판(3) 및 상기 하부기판(5)과 상부기판(3) 사이에 형성된 액정층(7)으로 구성되어 있다. 하부기판(5)은 구동소자 박막트랜지스터(Array)기판으로써, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 하부기판(5)에는 복수의 화소가 형성되어 있으며, 각각의 화소에는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)와 같은 구동소자가 형성되어 있다. 상부 기판(3)은 컬러필터(Color Filter)기판으로써, 실제 컬러를 구현하기 위한 컬러필터층이 형성되어 있다. 또한, 상기 하부기판(5) 및 상부기판(3)에는 각각 화소전극 및 공통전극이 형성되어 있으며 액정층(7)의 액정분자를 배향하기 위한 배향막이 도포되어 있다.
상기 하부기판(5) 및 상부기판(3)은 실링재(Sealing material)(9)에 의해 합착되어 있으며, 그 사이에 액정층(7)이 형성되어 상기 하부기판(5)에 형성된 구동소자에 의해 액정분자를 구동하여 액정층을 투과하는 광량을 제어함으로써 정보를 표시하게 된다.
액정표시소자의 제조공정은 크게 하부기판(5)에 구동소자를 형성하는 구동소자 박막트랜지스터기판공정과 상부기판(3)에 컬러필터를 형성하는 컬러필터기판공정 및 셀(Cell)공정으로 구분될 수 있다. 이러한 모든 공정을 진행함에 있어 기판의 이송은 필수적이며 상기 기판의 이송과정에 본 발명이 적용되게 된다. 상기한 바와 같이 기판에는 박막트랜지스터 또는 컬러필터 등을 형성하는 등의 복잡한 공정을 거치게 되므로 기판을 이송하는 과정이 필요하게 되며 본 발명은 이러한 기판의 이송과정에서 쓰이게 된다. 특히 각종 공정이 이루어지는 진공챔버(chamber) 사이에 이송되는 경우에도 본 발명의 실시가 가능할 것이다.
상기한 바와 같이 액정표시소자를 제조하는 공정에서는 보통 유리기판을 사용하며, 상기 기판은 얇은 두께를 가지는 넓은 판 형태의 모양을 가지므로 본 발명의 실시가 가능하다. 이때, 본 발명에 의해 기판을 서셉터에 안착시키는 과정은 자동이송장치인 로봇에 의해 이루어지게 된다.
덧붙여, 액정표시소자를 제조하는 과정에서의 기판뿐만 아니라 다른 평판표시장치(예를 들어,유기전계 발광소자) 또는 반도체 웨이퍼 등 상기한 얇은 판상의 모양을 가지며 미세한 공정을 수반하는 것이라면 모두 해당될 수 있으며 본 발명의 적용이 가능할 것이다. 특히 본 발명에서 말하는 기판은 액정표시소자를 제조하는 기판 또는 합착한 후의 액정패널을 포함한다.
<서셉터(330)>
본 발명에 의하면 기판을 옮기기 위해서 별도의 서셉터(susceptor)를 사용하게 된다. 특히 본 발명의 서셉터는 기판을 고정하고 지지하는 역할을 하게 되며 기 판의 하부에 구비되어 기판이 결합된 후 기판과 함께 이송되게 된다.
기존의 발명에서는 캐리어를 사용하였으며 캐리어의 상부에는 자석을 구비되고 하부는 롤러에 의해 구동되거나 피니언으로 구동될 수 있었다. 기존의 캐리어에 의한 이송장치는 구조가 매우 복잡하였으며 그 크기가 2~3m에 이르고 기판의 크기보다 훨씬 크고 두께 또한 기판보다 훨씬 두꺼운 형태를 가진 것이 일반적이었다. 그뿐만 아니라 그 무게가 300~400kg 정도에 이르는 등 매우 무거워 이송시 구동부를 구동하기가 어려웠으며 작동 오류시 교체도 어려웠다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기판이 결합된 서셉터의 구조를 나타낸 사시도이다. 서셉터(330)는 기판이 안착될 수 있도록 판상의 형태를 가지는 것이 특징이다. 서셉터(330)에는 기판(350)이 안착되는 안착부가 구비되며(도면에서는 기판이 안착된 부분과 동일) 상기 기판(350)을 지지할 수 있도록 기판이 안착되는 안착부 둘레에 기판(350)을 지지하기 위한 클램프(331)를 적어도 한 개 이상 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면 기판보다 작거나 비슷한 정도 또는 약간 큰 크기의 서셉터(330)를 사용하게 된다. 상기 서셉터(330)는 기판을 지지하고 고정하기 위해 사용되며 기판을 보호하는 역할도 한다. 서셉터(330)는 기판의 하부에 위치하게 되며, 기판은 서셉터 위에 올려져 클램프(331) 등에 의해 고정되고 지지되어 결합되게 된다.
기판이 이송되거나 공정이 진행될 때는 서셉터에 결합된 형태로 이송 또는 공정이 진행되게 된다. 각 단계에서는 필요에 따라 서셉터와 기판을 결합하거나 다 시 분리하거나 할 수 있다. 상기 서셉터는 기판이 서셉터에 결합이 되도록 기판과 같거나 약간 큰 것이 바람직하다. 필요에 따라 기판보다 작은 것도 가능하다. 이때는 기판을 서셉터에 고정할 수 있는 클램프 등의 고정도구를 포함하는 것이 바람직하다.
따라서 서셉터는 기판과 비교하여 크기가 약간 크거나 약간 작은 정도로, 전체적으로 비슷한 크기를 갖는 것이 바람직하다. 바람직하게는 서셉터의 각 변이 기판보다 약 20mm 정도 크게 형성할 수 있을 것이다.
그러나 기판(350)과 서셉터(330)에 작용하는 기판을 이동시키는 모터와 연결된 구동장치에 따라 서셉터의 크기는 달라질 수 있다. 구동장치가 서셉터의 배면(즉, 기판이 결합된 부분의 반대면)에 존재하는 경우에는 서셉터가 기판보다 작을 수도 있다. 그러나 구동장치가 서셉터의 모서리에 작용하여 기판과 서셉터를 이동시킨다면(예를 들면, 모서리가 구동장치인 롤러와 닿는 경우) 서셉터의 크기는 어느 한 변이 기판보다 긴 것을 특징으로 한다. 적어도 어느 한 변이 더 길다면 기판을 고정하고 지지하기 위한 클램프를 구비하는 것이 용이해지며 구동장치와 접촉하는 면이 줄어들어 불량을 줄일 수 있는 장점이 있기 때문이다. 즉, 서셉터는 기판을 공정을 진행시키거나 이송시키기 위해 장착하는 것이므로 불량없이 이송시키는 것이 중요한데, 기판이 서셉터의 한 변보다 길다면 기판이 구동장치와 접촉하게 되고 결국 다른 불량을 만들어낼 가능성이 있다. 따라서 최대한 기판과 구동장치를 접촉하지 않게 구동장치와 닿는 서셉터의 변은 기판보다는 길게 형성하는 것이 바람직할 것이다. 다시 말해서, 결합된 서셉터가 구동장치와 접촉하여 이송되는 경우 구동장치와 접촉하는 부분의 서셉터는 기판보다 변이 길어야 하며 구동장치에는 서셉터의 일부분만 접촉하게 되는 것이 바람직하다.
따라서 본 발명에 의한 서셉터의 경우는 기존의 발명인 캐리어와 다르게 얇고 가벼우며 효과적으로 기판을 운송할 수 있으며 기판이 직접적으로 구동장치 등에 접촉되지 않아 기판의 불량을 막는 효과가 있다. 또한 상기 서셉터의 경우 기존의 캐리어보다 가볍기 때문에 공정상 이송과정에서 문제가 발생시 서셉터의 교체가 용이하며 서셉터의 제작 단가 또한 낮아진다.
이때 상기 서셉터(330)는 세라믹이나 금속 등으로 형성이 가능하다. 서셉터는 기판을 이송시키나 공정을 진행시킬 때 필요하므로 이송이나 공정에 의해서도 쉽게 변형되거나 불량을 야기하지 않는 물질이 바람직하다. 본 실시예에서는 세라믹이나 금속을 예로 들었으나 본 물질에 한정되지는 않으며 기타 안정하고 견고한 물질이라면 서셉터의 재료로 사용이 가능할 것이다.
상기 서셉터(330)는 상기한 바와 같이 기판(350)을 고정할 수 있는 클램프(331)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 클램프는 적어도 1개 이상 구비되며 필요에 따라 복수 개가 구비될 수 있다. 클램프는 어느 한 변이나 두 변, 또는 모든 변에 배치하는 등 다양한 배치가 가능하다. 클램프는 기판을 고정하고 지지할 수 있는 것으로 크기나 모양을 기판의 크기나 서셉터의 크기에 따라 달라질 수 있다. 다만 기판의 한 면에 공정을 진행해야 할 필요가 있는 경우를 감안하여 기판을 가리지 않도록 기판의 바깥쪽에 클램프를 배치시키는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이 클램프를 이용하여 서셉터와 기판을 고정하는 경우 편평한 서셉터에 기판이 결합되어 이송되거나 공정을 진행되므로 기판의 변형이 적어진다. 따라서 휘어지는 현상 등이 일어날 확률이 줄어들어 기판의 불량이 줄어드는 이점이 있다.
또한 상기 서셉터는 진공챔버 내에서 기판을 지지하여 기판의 불량을 막을 수 있다. 즉, 진공을 필요로하는 공정을 진행하기 위해 기판을 진공챔버 내로 이송하는 경우가 있을 수 있는데, 이송 후 진공챔버 내의 기압이 변하게 되면 기압이 변화에 따라 기판이 진동하는 현상이 일어난다. 기판의 진동은 종종 기판의 변형이나 깨짐불량을 야기하는데 본 발명에 의한 서셉터를 사용하는 경우 서셉터가 기판을 지지해 줄 수 있어 상기 문제점을 감소시킬 수 있다.
그런데 상기 서셉터는 기판을 고정하고 지지하기 위한 것이므로 기판의 일부 또는 전부와 접촉하게 된다. 또한 서셉터를 편평한 판상으로 제작하는 경우 기판의 한쪽면 전면이 접촉하게 된다. 이때 서셉터와 기판의 접촉면을 줄이기 위해 서셉터 상에 홀이나 홈을 형성할 수도 있다. 도 7은 서셉터에 홈을 형성한 일실시예를 나타낸 사시도이다. 즉, 기판의 불량을 최대한 줄이기 위해 기판(450)의 변형을 방지할 정도로 서셉터의 지지구조를 남겨 놓고 나머지 부분은 접촉하지 않도록 홈(460)을 파거나 홀을 형성하는 것도 가능할 것이다. 서셉터를 바깥 모서리 테두리만 지지되게 하였을 경우에는 기판이 대형인 경우 휨 현상 등이 발생하므로 이를 막기 위해 적절한 정도로 이를 지지해 줄 서셉터 구조가 필요하다. 따라서 기판의 변형이 생기지 않을 정도의 거리마다 홈이나 홀을 형성하여 서셉터와 기판의 접촉을 줄일 수 있다. 결과적으로 서셉터의 모양에 따라 기판과 접촉하는 부분이 달라질 수 있으나 기본적으로 결합되는 부분은 접촉되게 된다. 따라서 서셉터는 클램프(431) 부분만 접촉되는 경우(기판이 작을 경우는 클램프 부분만으로 고정이 가능할 것이다), 또는 기판의 서셉터에 결합되는 부분 전부가 접촉되는 경우, 서셉터의 일부만 기판에 접촉되는 경우 등 접촉 면적은 변용이 가능할 것이다.
<이송용 구동장치(370)>
기판을 이송시키는 장치에 있어서 기판을 이송시키거나 공정을 진행시키는 과정에서 이송시키는 경우 이송을 위한 구동장치가 필요하다. 기판과 서셉터를 이송시키기 위한 구동장치는 모터 등을 이용한 롤러나 압축공기를 분사하는 방법을 포함한다.
상기 기판을 이송시키는 과정은 크게 상기 기판의 배면에 구동장치를 배치시켜 기판을 이송시키는 방법과, 기판의 모서리에 구동장치를 배치시켜 기판을 이동시키는 방법이 있다. 즉, 기판의 배면에 롤러를 위치시켜 서셉터를 이동시키는 방법, 기판의 배면에 압축공기를 분사하여 이동시키는 방법이 있을 수 있으며, 기판의 모서리에 롤러를 위치시켜 기판을 이송시키는 방법 등이 가능하다.
도 8은 서셉터를 이송시키기 위한 구동장치를 구비한 이송장치의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 8는 상기 서셉터의 배면에 롤러(570)를 장착하여 서셉터(530)를 이송시키는 방법을 나타낸 것이다. 기판(550)만 롤러(570)로 이송할 경우 기판에 스크래치 등 결함이 생길 우려가 있으나 서셉터(530)에 의해 결합된 기판을 이송시키는 것이므로 상기 롤러에는 서셉터(530)의 모서리만 접촉하게 된다. 롤러는 필요에 따라 여러 개 장착이 가능하다. 본 실시예에서는 상기한 바와 같이 서셉터는 기판이 롤러에 접촉하지 않을 정도의 크기로 형성이 가능하다. 이때 롤러를 대신하여 컨베이어 형태로 이송하는 것도 가능할 것이다. 기판의 배면에 롤러를 이용하여 기판을 장착한 서셉터를 이동시키는 경우 기판의 정렬을 위하여 기판의 모서리 쪽에 기판의 위치 정렬을 위한 위치정렬수단을 장착할 수도 있다. 서셉터의 위치는 롤러의 구동에 따라 변할 우려가 있으므로 정확한 정렬이 필요한 경우 모서리의 한쪽 또는 양쪽에 기판의 정렬을 위한 위치정렬수단을 구비할 수 있다. 이때 위치정렬수단으로는 롤러가 사용될 수 있다. 기판은 수평으로 이동될 수도 있고 수직, 또는 적정 각도로 기울어진 형태로 이송이 가능한데, 그 중 수직이나 정적각도로 이송되는 경우 아래쪽에 롤러를 위치시켜 기판을 이송시키는 것이 가능할 것이다.
상기한 도 8에 도시한 실시예 외에 압축공기를 이용하여 서셉터를 이송시킬 수 있으며, 이는 상기한 도 5에 도시되어 있다. 본 실시예에서는 서셉터(330)의 배면에 서셉터(330)과 이격되어 장착되며 압축공기를 분사하는 분출장치(382)를 구비하여 서셉터(330)의 배면에 압축공기를 분사함으로써 서셉터를 이동시키는 구동장치를 추가로 구비한다. 이때 기판은 서셉터(330)에 결합되어 에어패드(380)와 일정 간격을 두고 떨어져서 이동하게 되며 하부에 롤러나 랙과 피니언 등을 장치하여 이송을 위한 구동장치로 사용이 가능하다. 본 실시예에서는 기판을 장착한 서셉터의 모서리 부분만 롤러 등의 구동장치에 접촉하게 되는데 기판의 모서리 부분이 직접적으로 롤러 등에 닿는 경우 기판의 마찰에 의한 불량이 우려되기 때문이다. 따라서 서셉터의 일부 변을 기판보다 더 길게 만들어 서셉터의 모서리가 롤러 등에 접 촉하는 것이 바람직하다.
또 다른 방법으로 압축공기를 이송을 위한 구동장치로 사용하여 기판과 서셉터를 이동시키고, 기판의 정렬을 위해 롤러 등을 위치정렬수단으로 사용할 수도 있다. 위치정렬수단은 기판의 모서리 어느 쪽에도 필요에 따라 형성이 가능하다.
상기한 서셉터의 이송 방법에 있어 기판이 결합된 서셉터는 지면과 수평인 형태로 이송되거나 수직인 형태 또는 일정한 각도로 기울어진 형태 등으로 이송이 가능하다. 서셉터의 배면에 롤러를 배치시킨 경우는 수평의 형태가 일반적일 것이나 수직 방향으로 이송시키는 것도 가능하다. 압축공기의 분사 방법으로 기판을 이송시키는 경우 또한 수평이나 수직 또는 일정한 각도로 기울어진 형태로 이송이 가능하다.
상기한 실시예 중 어느 경우이든 기판 자체는 이송장치 본체나 구동장치와 접촉하지 않으므로 기판의 스크래치, 변형, 불량 등을 줄일 수 있는 효과가 있다.
이상에서, 본 발명은 도시된 실시예의 도면을 참조로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다. 예를 들어 본 발명은 기판의 이송에 대해서만 상세히 설명하였으나 기판을 이송하는 도중 정지시켜 다른 공정을 수행하는 과정에서도 사용이 가능할 것이며 각 공정간 인라인으로 적용이 가능할 것이다.
따라서 본 발명의 권리 범위는 상세한 설명에 기술된 내용이 아니라 특허청구범위 및 이와 균등한 것에 의해 정해져야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의해 기판을 이송할 때 기판이 결합된 서셉터를 이용하는 경우 기판의 불량 및 공정시간과 소요비용을 줄일 수 있어 좀더 양질의 액정표시소자를 제공할 수 있다.

Claims (17)

  1. 기판을 이송시키는 장치에 있어서,
    본체와;
    상기 본체에 구비되며 기판이 안착되는 안착부를 가지는 서셉터; 및
    상기 본체에 구비되며 상기 기판과 서셉터를 이송시키기 위한 구동장치를 포함한 기판이송장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 액정표시소자의 제조를 위한 기판인 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 서셉터는 기판보다 적어도 어느 한 변이 더 긴 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 서셉터는 기판을 고정하기 위한 적어도 한 개 이상의 클램프를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 서셉터는 기판에 일부 또는 전부가 접촉하는 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 서셉터는 홈이나 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 서셉터는 금속 또는 세라믹으로 이루어진 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 서셉터는 본체에 대해 수평 또는 소정 각도를 가지며 이송되는 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 구동장치는 서셉터의 배면에 형성된 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 구동장치는 압축공기 분사형 구동장치 및/또는 적어도 한 개 이상의 롤 러로 형성된 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 구동장치는 서셉터의 적어도 한 모서리에 형성된 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 구동장치는 적어도 한 개 이상의 롤러 또는 랙과 피니언으로 형성된 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
  13. 기판이 안착되는 안착부를 구비한 서셉터 본체와
    상기 안착부의 둘레에 구비되며 기판을 지지하기 위한 적어도 한 개 이상의 클램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판이송장치용 서셉터.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 서셉터는 기판보다 적어도 어느 한 변이 더 긴 것을 특징으로 하는 서셉터.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 서셉터는 기판에 일부 또는 전부가 접촉하는 것을 특징으로 하는 서셉 터.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 서셉터는 홈이나 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 서셉터.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 서셉터는 금속 또는 세라믹으로 이루어진 것을 특징으로 하는 서셉터.
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