KR20090115002A - 홀더 스테이지 - Google Patents

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KR20090115002A
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Abstract

열처리 공정을 수행하기 위해 열처리 장치에서 챔버 내부의 보트에 글래스 원활히 로딩될 수 있도록 글래스 기판과 홀더의 위치를 정렬하는 홀더 스테이지가 개시되었다. 본 발명에 따른 홀더 스테이지는, 글래스 기판(10)이 홀더(330)에 안착된 상태로 챔버(500)에 로딩되도록 홀더(330)가 탑재되고 홀더(330)마다 글래스 기판(10)이 대응되게 하는 홀더 스테이지로서, 홀더(330)와 홀더(330)에 대응되는 글래스 기판(10)을 정렬할 수 있도록 설치되는 얼라인부(360); 및 얼라인부(360)를 회전시키는 얼라인 회전부(340)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 챔버(500)로 글래스 기판(10)을 로딩하기 전에 홀더 스테이지(300)에 탑재된 홀더(330)에 글래스 기판(10)을 탑재할 때 글래스 기판(10)과 홀더(330)를 정렬함으로써 열처리 공정을 수행하기 위하여 글래스 기판을 이동하는 공정이 원활히 진행되도록 한다.
열처리 장치, 글래스 기판, 홀더, 정렬

Description

홀더 스테이지{Holder Stage}
본 발명은 홀더 스테이지에 관한 것이다. 보다 상세하게는 비정질 실리콘을 폴리 실리콘으로 결정화시키기 위해 글래스 기판에 대하여 열처리 공정을 수행하기 위해 열처리 장치에서 글래스 기판과 글래스 기판이 장착되는 홀더가 챔버 내부의 보트에 원활히 로딩될 수 있도록 글래스 기판이 홀더에 장착될 때 글래스 기판과 홀더의 위치를 정확히 정렬하는 홀더 스테이지에 관한 것이다.
평판 디스플레이 제조 시 사용되는 대면적 기판 처리 시스템은 크게 증착 장치와 어닐링 장치로 구분될 수 있다.
증착 장치는 평판 디스플레이의 핵심 구성을 이루는 투명 전도층, 절연층, 금속층 또는 실리콘층을 형성하는 단계를 담당하는 장치로서, LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 또는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)와 같은 화학 증착 장치와 스퍼터링(sputtering)과 같은 물리 증착 장치가 있다. 또한, 어닐링 장치는 증착 공정 후에 결정화, 상 변화 등을 위해 수반되는 열처리 단계를 담당하는 장치이다.
예를 들자면, LCD의 경우에 있어서, 대표적인 증착 장치로는 박막 트랜지스 터(thin film transistor; TFT)의 액티브 물질에 해당하는 비정질 실리콘을 유리 기판 상에 증착하는 실리콘 증착 장치가 있고, 대표적인 어닐링 장치로는 유리 기판 상에 증착된 비정질 실리콘을 폴리 실리콘으로 결정화시키는 실리콘 결정화 장치가 있다.
일반적으로, 증착 공정과 어닐링 공정은 모두 기판을 소정의 온도로 열처리 공정을 수행해야 한다. 이와 같은 열처리 공정을 수행하기 위해서는 기판의 히팅이 가능한 챔버에 기판을 로딩 및 언로딩하는 공정을 수행하여야 한다.
도 1은 종래기술에 따른 열처리 장치(100)의 구성을 나타내는 도면으로서, 실제 공정에 적용되는 열처리 장치의 전체 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
열처리를 필요로 하는 글래스 기판(10)이 복수개로 탑재되어 있는 카세트(200), 글래스 기판(10)의 변형을 방지하기 위한 홀더(미도시)가 탑재되어 있는 홀더 스테이지(300), 카세트(200)에 탑재되어 있는 글래스 기판(10)을 홀더 스테이지(300)에 탑재되어 있는 홀더에 탑재하는 글래스 트랜스퍼 로봇(210), 글래스 기판(10)에 대하여 열처리 공간을 제공하기 위해 석영 재질로 이루어지는 챔버(500), 글래스 기판(10)이 탑재된 홀더를 챔버(500) 내부의 보트(510)에 로딩하는 홀더 트랜스퍼 로봇(400)을 포함하고 있음을 도시하고 있다.
챔버(500) 내부에는 글래스 기판(10)을 복층으로 적재하는 보트(510), 챔버(500)에는 히팅 환경을 조성하기 위해 열을 발생시켜 챔버(500) 내부의 보트(510)에 적재된 글래스 기판(10)으로 인가하는 히터(520)가 설치된다.
여기서, 챔버(500)의 내부를 상부와 하부로 구분하여, 상부는 히터(520)에서 발생되는 열을 글래스 기판(10)으로 인가하여 열처리를 수행하는 열처리 공간으로 설정하고, 하부는 열처리 공정을 수행한 글래스 기판(10)의 냉각이 이루어지는 냉각 공간으로 설정할 수 있다. 보트(510)는 보트 승강 장치(미도시)에 의해 열처리 공간과 냉각 공간을 승강 및 하강하며 글래스 기판(10)의 열처리 및 냉각이 이루어지게 된다.
이때, 홀더에 탑재된 글래스 기판(10)은 홀더 트랜스퍼 로봇(400)을 이용하여 챔버(500) 내부의 보트(510)에 적재된 후 열처리 공정이 진행된다. 글래스 기판(10)이 홀더에 탑재된 상태에서 보트(510)에 로딩되는 것은 열처리 공정 진행 도중 글래스 기판(10)이 변형되는 것을 방지하기 위함이다. 즉, 글래스 기판(10)만이 보트(510)에 로딩되면 로딩된 글래스 기판(10)의 가장자리만이 지지된다. 이와 같이, 글래스 기판(10)의 가장자리만 지지된 상태에서 열처리 공정이 진행되면 글래스 기판(10)의 자중에 의해 글래스 기판(10)의 중간 부분이 처지면서 변형될 수 있다. 글래스 기판(10)의 변형을 방지하기 위해, 홀더에 의해 글래스 기판(10)을 전체적으로 지지하여 열처리 공정 수행 도중 글래스 기판(10)의 변형이 방지되도록 한다.
상기와 같이, 글래스 기판(10)을 홀더 상에 적재하기 위하여 홀더와 홀더에 대응하는 글래스 기판이 홀더 스테이지(300)에 위치될 때, 열처리 공정이 진행되는 챔버(500) 내부의 보트(510)에 홀더와 글래스 기판의 로딩이 원활히 이루어지기 위해서는 글래스 기판(10)과 홀더가 소정 위치에 정확히 정렬되어 있어야 한다. 만일, 홀더와 글래스 기판(10)이 소정의 위치에 정확히 정렬되어 있지 못한 상태에 서, 홀더와 글래스 기판(10)을 홀더 스테이지(300)에서 챔버 내부의 보트(510)로의 로딩하는 경우에는 홀더 또는 글래스 기판(10)이 홀더 스테이지(300)에 부딪히거나 보트와 부딪히는 등 공정 수행을 위한 이동 과정 상에서 문제가 발생하여 원활한 작업이 진행되지 못하는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 챔버로 글래스 기판을 로딩하기 전에 홀더 스테이지에 탑재된 홀더에 글래스 기판을 탑재할 때 글래스 기판과 홀더를 정확히 정렬함으로써 열처리 공정을 수행하기 위하여 글래스 기판을 이동하는 공정이 원활히 진행될 수 있도록 하는 홀더 스테이지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 홀더 스테이지는, 열처리 과정 중에 글래스 기판이 변형되는 것을 방지하기 위하여 글래스 기판이 홀더에 안착된 상태로 챔버에 로딩되도록 홀더가 탑재되고 홀더마다 글래스 기판이 대응되게 하는 홀더 스테이지로서, 상기 홀더와 상기 홀더에 대응되는 글래스 기판을 동시에 정렬할 수 있도록 설치되는 얼라인부; 및 상기 얼라인부를 회전시키는 얼라인 회전부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 홀더 스테이지는, 글래스 기판이 홀더에 안착된 상태로 챔버에 로딩될 수 있도록 홀더 및 상기 홀더에 대응되는 글래스 기판이 탑재되어 수용되는 홀더 스테이지로서, 상기 홀더와 상기 글래스 기판을 정렬할 수 있도록 설치되는 얼라인부; 및 상기 얼라인부를 회전시키는 얼라인 회전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 홀더 스테이지에 적재되어 있는 홀더에 기판을 탑재할 때 홀더와 기판을 정해진 위치에 정렬함으로써 이후의 공정 수행을 위해 기판과 홀더를 이송할 때 다른 구성 요소와 간섭되지 않고 정확하게 이송하여 공정의 진행이 원활히 이루어지도록 하는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명에서 사용하는 정렬 장치가 설치된 홀더 스테이지의 일 실시예의 구성을 나타내는 측면도이다. 또한, 도 3은 본 발명에서 사용하는 홀더 스테이지의 일 실시예의 구성을 나타내는 평면도이다.
도면에 도시되어 있는 바와 같이, 홀더 스테이지(300)의 내부에는 복수개의 베이스 플레이트(310)가 여러 층으로 설치되어 있고, 각각의 베이스 플레이트(310)의 상부 외주 측에는 홀더(330)의 외주를 지지하는 로드(320)가 수평으로 대향하여 설치되어 있다.
로드(320)의 단부에는 수직으로 지지핀(325)이 설치되어 글래스 기판(10)이 안착되어 있는 홀더(330)가 로드(320)에 위치되었을 때, 지지핀(325)이 글래스 기판(10)을 지지하여 홀더(330)와 글래스 기판(10)이 이격되도록 한다.
일반적으로 글래스 기판(10)이 안착되는 홀더(330)의 재질은 석영으로 한다. 그러나, 석영은 열전도율(1.66W/m.K)이 낮기 때문에 기판의 열처리 과정에서 기판의 위치에 따라 기판의 승온 또는 냉각 속도가 불균일해지는 현상이 나타날 수 있다. 특히, 열처리 완료 후에 기판의 냉각 과정에서 기판 중앙부의 냉각 속도는 기판 주변부의 냉각 속도 보다 낮기 때문에 기판의 중앙부가 부풀어 오르는 변형이 발생하게 된다. 따라서, 홀더의 재질을 석영보다 열전도율이 높은 그라파이트(graphite; 열전도율 26 W/m.K)로 하게 되면 기판 냉각시 기판 전체적으로 균일한 냉각이 이루어지도록 하여 상술한 바와 같은 냉각 속도의 차이에 따른 기판의 변형을 억제할 수 있다. 다만, 그라파이트는 경도가 낮기 때문에 그라파이트의 표면에 고경도 재질인 탄화규소(SiC)를 코팅하여 홀더를 제조하는 것이 바람직하다.
글래스 기판(10)이 챔버(500) 내부의 보트(510)에 로딩되는 과정을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
글래스 기판(10)이 탑재되는 홀더(330)에는 소정의 위치에 홀이 형성되어 있고, 홀더(330)가 탑재되는 홀더 스테이지(300) 내측에 홀더(330)를 지지할 수 있도록 설치된 로드(320)에는 홀더(330)에 형성된 홀로 삽입되는 지지핀(325)이 형성되어 있다. 따라서, 글래스 기판(10)이 장착된 홀더(330)를 홀더 스테이지(300) 내부로 이동시켜 로드(320)에 위치시키면 로드(320)에 형성된 지지핀(325)이 홀더(330)에 형성된 홀에 삽입된다.
이때, 지지핀(325)의 길이는 홀더(330)의 두께보다 길게 형성되어 있기 때문에, 홀더(330)에 삽입된 지지핀(325)의 상단이 글래스 기판(10)의 하부면에 접촉하 면서 글래스 기판(10)을 밀어 올려 글래스 기판(10)은 홀더(330)와 이격된다. 이격된 공간은 글래스 트랜스퍼 로봇(210)을 이용하여 글래스 기판(10)을 홀더(330)에서 분리할 때 사용된다.
그리고, 홀더(330)가 탑재되어 있는 홀더 스테이지(300)의 내측 모서리 각각에는 홀더(330)의 꼭지점 양측의 장변과 단변에 소정의 압력으로 접촉하는 한 쌍의 얼라인부(360)가 얼라인 회전축(340)을 개재하여 설치되어 있음을 알 수 있다.
도 3과 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 얼라인 회전축(340)이 설치되어 있고 각각의 회전축에 얼라인부가 설치되어 있으므로, 각각의 얼라인부는 홀더(330)와 글래스 기판(10)의 꼭지점 양측의 장변과 단변에 접촉하게 된다.
이때, 각각의 얼라인부는 홀더(330)와 글래스 기판(10)의 4 꼭지점에 각각 설치되어 4 꼭지점 양측의 장변과 단변에 접촉될 수도 있지만, 홀더(330)와 글래스 기판(10)의 꼭지점을 연결하는 2개의 대각선 중 어느 하나의 대각선 방향으로 대향하여 설치되어, 대각선 방향으로 위치되어 있는 2개의 꼭지점 양측의 장변과 단변에 접촉될 수도 있다.
이와 같이 얼라인부가 대각선 방향으로 2곳에만 설치되는 경우에는 기판 이송 장치의 전체적인 구성을 감소시키고, 얼라인 회전축의 회전 동작 시 로터리 액츄에이터의 부하를 저감할 수 있다. 또한, 얼라인부가 대각선 방향으로만 설치되는 경우, 복층으로 설치되는 홀더에 대응하는 얼라인부는 각층마다 서로 교차하여 설치되도록 한다.
얼라인부(360)는 홀더 얼라인부(360a)와 글래스 얼라인부(360b)를 포함하고, 각각 홀더(330)와 글래스 기판(10)이 정해진 위치에 위치될 수 있도록 정렬시킨다.
얼라인부(360)의 구성을 좀더 상세히 살펴보면 다음과 같다.
얼라인부(360)는 홀더(330)의 위치를 정렬하는 홀더 얼라인부(360a)와 홀더(330)에 탑재되어 있는 글래스 기판(10)을 정렬하는 글래스 얼라인부(360b)로 구성되고, 각각의 얼라인부의 고정을 위해 브라켓을 준비한다.
우선, 얼라인 회전축(340)의 일측으로 장착되는 제1 얼라인 브라켓(362)과 제1 얼라인 브라켓(362)에 볼트 고정되는 제2 얼라인 브라켓(372)을 준비한다. 여기서, 제1 얼라인 브라켓(362)은 홀더 얼라인부(360a)의 고정을 위해 사용되고, 제2 얼라인 브라켓(372)은 글래스 얼라인부(360b)의 고정을 위해 사용된다.
도 5a와 도 5b에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 얼라인 브라켓(362)의 일단은 'ㄱ' 형태로 절곡되어 얼라인 회전축(340)의 일측으로 접합되고, 제1 얼라인 브라켓(362)의 절곡 부위에는 볼트홀이 형성되어 제1 얼라인 브라켓(362)이 얼라인 회전축(340)에 용이하게 고정될 수 있도록 한다.
제1 얼라인 브라켓(362)의 타단의 일측으로는 상부와 하부에 평판 형태의 고정편(364)을 평행하게 형성한다. 고정편(364)의 사이로는 상부의 길이가 하부의 길이보다 긴 사다리꼴 형태의 단면 구조를 갖도록 형성되어 측면이 경사지게 형성된 홀더 얼라인 캡(366)이 회전축에 의해 설치된다. 홀더 얼라인 캡(366)의 고정과 회전이 용이하게 이루어질 수 있도록 스냅링(368a), 베어링(368b) 및 콜라(368c)가 홀더 얼라인 캡(366)에 설치된 회전축의 상단과 하단으로 설치될 수 있다.
제1 얼라인 브라켓(362)에 형성된 고정편(364) 중에서, 상부에 형성된 고정편(364)에는 평판 형태의 제2 얼라인 브라켓(372)의 일단이 볼트에 의해 고정된다. 볼트 고정된 제2 얼라인 브라켓(372)이 외력에 의해 이동하지 않도록 하기 위해 제2 얼라인 브라켓(372)이 위치되는 부위에는 제2 얼라인 브라켓(372)이 위치된 후 양측이 밀착될 수 있는 고정홈이 형성될 수 있다.
또한, 제2 얼라인 브라켓(372)의 타단으로는 상부의 길이가 하부의 길이보다 긴 사다리꼴 형태의 단면 구조를 갖도록 형성되어 측면이 경사지게 형성된 글래스 얼라인 캡(374)이 회전축에 의해 설치된다. 글래스 얼라인 캡(374)의 회전이 용이하게 이루어질 수 있도록 베어링(376a), 스냅링(376b), 콜라(376c)가 회전축에 설치될 수 있다. 이때, 글래스 얼라인 캡(374)에 연결되는 회전축의 상단은 글래스 얼라인 캡(374)의 내부에 내장되도록 하여 동작 도중 외부의 물체와 부딪히지 않도록 하는 것이 바람직하다.
제1 얼라인 브라켓(362)과 제2 얼라인 브라켓(372)이 설치될 때, 브라켓의 설치 위치에 따라 브라켓의 길이가 변화되는 것이 유리할 수 있다. 즉, 글래스 기판(10) 이나 홀더(330)가 홀더 스테이지(300)의 외부에서 내부로 로딩되거나, 내부에서 외부로 언로딩 될 때, 글래스 기판(10)이나 홀더(330)의 이동 경로를 피하여 얼라인 회전축(340)이 설치되므로 얼라인 회전축(340)을 게재하여 설치되는 얼라인부(360)와 글래스 기판(10)이나 홀더(330)의 장변 및 단변간의 거리는 각각 다를 수 있다. 따라서, 얼라인부(360)가 글래스 기판(10)과 홀더(330)의 장변과 단변에 원활히 접촉하기 위해서는 제1 및 제2 얼라인 브라켓의 길이가 다르게 형성되는 것 이 바람직하다.
도 6a와 도 6b에는 홀더 얼라인부(360a')와 글래스 얼라인부(360b')의 다른 실시예의 구성이 도시되어 있다. 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 다른 실시예에 의한 홀더 얼라인부(360a')와 글래스 얼라인부(360b')에서 사용하는 제1 얼라인 브라켓(362')과 제2 얼라인 브라켓(372')은 길이가 짧게 형성되어 있음을 알 수 있다.
이와 같이, 글래스 기판(10)과 홀더(330)의 장변과 단변에 각각 접촉되는 얼라인부(360)는 원활한 접촉과 홀더와 글래스 기판의 이동의 편리함을 위해 제1 얼라인 브라켓(362')과 제2 얼라인 브라켓(372')의 길이를 다르게 형성시킬 수도 있다. 이와 같이 제1 및 제2 얼라인 브라켓의 길이는 사용자의 필요에 의해 결정되므로 도면에 도시되어 있는 형태로 한정되지 않는다.
얼라인 브라켓의 길이가 다르게 형성된 것 이외에는 이전의 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
한편, 홀더 얼라인부(360a)와 글래스 얼라인부(360b)가 설치된 홀더 스테이지(300)에 홀더(330)에 장착된 글래스 기판(10)이 로딩 및 언 로딩될 때 그리고, 홀더(330)가 홀더 스테이지(300)에 탑재되거나 그 반대의 경우에도 홀더 얼라인부(360a)와 글래스 얼라인부(360b)가 글래스 기판(10)과 홀더(330)에 간섭되지 않도록 할 필요가 있다.
따라서, 제1 얼라인 브라켓(362)이 설치되어 있는 얼라인 회전축(340)의 하단 또는 상단에는 사용자의 조작에 의해 동작하는 로터리 액츄에이터(342)를 설치 한다. 필요에 따라 로터리 액츄에이터(342)를 동작시켜 얼라인 회전축(340)을 회전 또는 역 회전시켜 글래스 기판(10)과 홀더(330)의 로딩 및 언 로딩 시 홀더 얼라인부(360a)와 글래스 얼라인부(360b)에 의해 로딩이 방해되지 않도록 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.
종래의 기술과 같이 홀더 스테이지(300)에는 복수개의 홀더(330)가 로딩되어 위치되어 있다. 이때, 글래스 트랜스퍼 로봇(210)을 이용하여 카세트(200)에 적재되어 있는 글래스 기판(10)을 옮겨 홀더 스테이지(300)의 홀더(330)에 탑재하는 것은 종래의 기술과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
글래스 기판(10)의 로딩 시, 글래스 기판(10)이 홀더 얼라인부(360a)와 글래스 얼라인부(360b)에 부딪혀 글래스 기판(10)의 로딩이 방해되는 것을 방지하기 위해 홀더 스테이지(300)의 일측의 홀더 얼라인부(360a)와 글래스 얼라인부(360b)가 글래스 기판(10)의 로딩을 방해하지 않도록 로터리 액츄에이터(342)를 동작시킨다.
로터리 액츄에이터(342)가 동작하게 되면 얼라인 회전축(340)이 회전하여 얼라인부(360)가 글래스 기판(10)의 로딩을 방해하지 않게 되므로 이후, 글래스 트랜스퍼 로봇(210)을 이용하여 글래스 기판(10)을 홀더(330) 상에 탑재한다. 홀더(330)에 글래스 기판(10)의 로딩이 완료되면 로터리 액츄에이터(342)를 역으로 동작시켜 얼라인 회전축(340)을 역 회전시킨다.
얼라인 회전축(340)이 역회전하게 되면, 얼라인 회전축(340)에 설치되어 있는 홀더 얼라인부(360a)와 글래스 얼라인부(360b)로 이루어진 얼라인부(360)는 원위치로 복귀되고, 홀더 얼라인부(360a)와 글래스 얼라인부(360b)의 홀더 얼라인 캡(366)과 글래스 얼라인 캡(374)이 각각 홀더(330)와 홀더(330)에 대응하는 글래스 기판(10)의 일측에 동시에 접촉하며 이후의 작업에 대비하게 된다.
그러나, 홀더(330)가 홀더 스테이지(300) 내의 소정 위치에 안착될 때 홀더(330)가 정해진 위치에 안착될 수 있으나, 홀더(330)는 정해진 위치에서 어긋난 상태로 안착될 수 있다. 또한, 글래스 기판(10)이 홀더(330) 상면에 놓여질 때 홀더(330) 상의 정해진 위치에서 어긋난 상태로 탑재될 수 있다. 글래스 기판(10)과 홀더(330)가 정해진 위치에서 어긋나 위치되었을 때, 이를 정렬하지 않고 챔버(500) 내로 로딩하는 경우, 글래스 기판(10)과 홀더(330)가 챔버(500)에 적절하게 로딩되지 못할 수 있으므로 홀더 스테이지(300) 내부에서 홀더(330)를 정확히 정렬시킬 필요가 있다.
이때, 글래스 기판(10)과 홀더(330)가 정해진 위치에 있지 않는 경우라면, 홀더 얼라인 캡(366)과 글래스 얼라인 캡(374)이 글래스 기판(10)과 홀더(330)에 접촉하면서 동시에 정렬시킨다.
홀더(330)와 글래스 기판(10)의 정렬 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.
홀더(330)가 홀더 스테이지(300)의 정해진 위치에 로딩되면 홀더(330)의 상부로 글래스 기판(10)을 위치시키고, 글래스 기판(10)이 위치된 후 로터리 액츄에이터(342)가 동작하여 얼라인부(360)가 원위치로 복귀될 수 있도록 얼라인 회전축(340)을 회전시킨다.
이때, 홀더 스테이지(300)에 로딩되어 있는 홀더(330)와 홀더(330)에 대응하여 안착되어 있는 글래스 기판(10)의 모서리 부분으로는 홀더 얼라인부(360a)와 글 래스 얼라인부(360b)의 홀더 얼라인 캡(366)과 글래스 얼라인 캡(374)이 각각 접촉하게 된다.
즉, 얼라인부(360)를 구성하는 홀더 얼라인부(360a)의 홀더 얼라인 캡(366)의 일측이 홀더(330)의 일측에 접촉하게 되고, 글래스 얼라인부(360b)에 포함되는 글래스 얼라인 캡(374)의 일측은 글래스 기판(10)의 일측에 접촉하게 된다.
이때, 글래스 기판(10)과 홀더(330)가 정규 위치에 있는 경우에는 글래스 기판(10)과 홀더(330)는 홀더 스테이지(300) 내측의 모서리 부위에 각각 설치되어 있는 얼라인부(360)와 동일한 접촉 압력으로 접촉하게 되어, 홀더 얼라인 캡(366)과 글래스 얼라인 캡(374)이 접촉되어도 홀더(330)와 글래스 기판(10)의 위치는 변동되지 않는다.
그러나, 글래스 기판(10)과 홀더(330)가 정규 위치에서 벗어나 있다면 홀더 스테이지(300) 내측의 모서리 부위에 각각 설치되어 있는 얼라인부(360) 각각은 글래스 기판(10)과 홀더(330)에 대하여 서로 다른 접촉 압력으로 접촉하게 된다.
이와 같이, 홀더(330)와 글래스 기판(10)이 정해진 위치에서 어긋나 있는 경우에는 홀더 얼라인 캡(366)과 글래스 얼라인 캡(374)이 접촉하면서 접촉 압력이 큰 쪽에서 접촉 압력이 작은 쪽으로 홀더(330)와 글래스 기판(10)을 밀어 내고, 이에 따라 홀더(330)와 글래스 기판(10)은 모든 접촉 부위의 접촉 압력이 균일해 지는 위치 즉, 원래의 정해진 위치로 이동하면서 정렬이 동시에 이루어진다.
그리고, 글래스 기판(10)과 홀더(330)가 각각 정규 위치에서 벗어나 있을 수도 있지만, 글래스 기판(10) 또는 홀더(330) 중 어느 하나만이 정규 위치에서 벗어 나 있을 수도 있다. 홀더(330)와 글래스 기판(10) 중 어느 하나만이 정해진 위치에서 어긋나 있는 경우에도 홀더 얼라인 캡(366)과 글래스 얼라인 캡(374)이 홀더(330)와 글래스 기판(10)의 일측에 각각 접촉하면서 접촉 압력이 큰 쪽에서 접촉 압력이 작은 쪽으로 홀더(330) 또는 글래스 기판(10)을 밀어 내면서 정렬이 이루어지게 된다. 글래스 기판(10)은 지지핀에 의해 홀더(330)와 이격되어 있기 때문에 정렬 작업은 용이하게 이루어질 수 있다.
한편, 홀더(330)와 글래스 기판(10)의 정렬이 완료된 후, 홀더 트랜스퍼 로봇(400)을 이용하여 챔버(500)의 보트(510)로 로딩될 때, 홀더 얼라인 캡(366)과 글래스 얼라인 캡(374)의 측면이 수직으로 형성되어 있다면 홀더(330)와 글래스 기판(10)이 들어올려지면서 홀더(330)와 글래스 기판(10)의 외주부가 홀더 얼라인 캡(366)과 글래스 얼라인 캡(374)과 각각 접촉하게 되고 이에 따라 긁힘이 발생될 수 있다.
이러한 긁힘 현상을 방지하기 위해, 홀더(330)와 글래스 기판(10)에 접촉하는 홀더 얼라인 캡(366)과 글래스 얼라인 캡(374)을 하부의 길이가 상부의 길이보다 긴 사다리꼴 형태의 단면으로 형성하면 측면은 경사지게 형성된다. 따라서, 홀더(330)와 글래스 기판(10)을 들어올릴 때 홀더(330)와 글래스 기판(10)이 들어올려지는 순간, 홀더(330)와 글래스 기판(10)의 외주부는 홀더 얼라인 캡(366)과 글래스 얼라인 캡(374)과 이격되어 긁힘이 방지된다. 전체적인 구성의 간략화를 위해 홀더 얼라인부 또는 글래스 얼라인부로만 구성된 얼라인부가 설치될 수 있다.
도 7은 본 발명에서 사용하는 홀더 스테이지의 다른 실시예의 구성을 나타내 는 평면도이다.
도시한 바와 같이, 얼라인부가 홀더 얼라인부(380)와 글래스 얼라인부(390)로 각각 이루어져 있다. 이때, 홀더 얼라인부(380)는 홀더(330)의 대각선 방향으로 2곳에 대향하여 설치되어 있고, 글래스 얼라인부(390)는 글래스 기판(10)의 대각선 방향으로 2곳에 대향하여 설치되어 있으며, 홀더 얼라인부(380)와 글래스 얼라인부(390)는 서로간의 간섭을 피할 수 있도록 서로 이웃하는 꼭지점 부위에 설치되어 있음을 도시하고 있다.
도면과 같이 글래스 얼라인부와 홀더 얼라인부가 글래스 기판과 홀더의 대각선 방향으로 각각 2곳에만 설치되어 있는 경우, 글래스 기판과 홀더의 얼라인이 가능하므로 기판 이송 장치의 전체적인 구성을 감소시키고, 얼라인 회전축의 회전 동작 시 로터리 액츄에이터의 부하를 저감할 수 있다.
상기와 같이 구성된 홀더 스테이지를 사용하는 보트에 글래스 기판이 로딩되는 과정은 이전의 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
글래스 기판(10)이 로딩된 후, 얼라인부를 이용하여 글래스 기판(10)이 탑재된 홀더(330)가 정해진 위치에 위치될 수 있도록 정렬시킨다.
도 8a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 얼라인부가 홀더 스테이지에 설치된 상태를 나타내는 사시도이다. 또한, 도 8b는 도 8a의 A 부분의 상세도면이고, 도 8c는 도 8a의 B 부분의 상세도면이다.
여기서, 이전의 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용한다.
얼라인부는 홀더(330)의 위치를 정렬하는 홀더 얼라인부(380)와 글래스 기 판(10)을 정렬하는 글래스 얼라인부(390)로 각각 구성되고, 홀더 얼라인부(380)와 글래스 얼라인부(390)는 도 8b와 도 8c에 도시한 바와 같이, 얼라인 회전축(340) 상에서 서로 다른 높이로 각각 설치될 수 있다. 즉, 얼라인 회전축의 중간부 이하로는 홀더 얼라인부(380)가 설치되고, 얼라인 회전축의 중간부 이상으로는 글래스 얼라인부(390)가 설치됨을 알 수 있다.
한편, 글래스 기판(10)과 홀더(330)의 일측 모서리에 상기 도면과 같이 얼라인부가 설치되어 있다면, 글래스 기판(10)과 홀더(330)의 대각선 방향의 얼라인 회전축에도 동일한 방식으로 홀더 얼라인부(380)와 글래스 얼라인부(390)가 설치된다.
그러나, 이웃하는 모서리에는 이와는 반대로, 얼라인 회전축의 중간부 이하로는 글래스 얼라인부가 설치되고, 얼라인 회전축의 중간부 이상으로는 홀더 얼라인부가 설치된다.
도면에 의하면, 일측 모서리에 설치된 얼라인 회전축에 높이를 달리하여 홀더 얼라인부와 글래스 얼라인부가 설치되어 있으나, 얼라인 회전축 전체에 걸쳐 홀더 얼라인부와 글래스 얼라인부를 각각 설치한 후 대각선 방향으로 배치할 수도 있다.
본 실시예에 따른 얼라인부의 구성을 좀더 상세히 살펴보면 다음과 같다.
도 9a와 도 9b에는 본 실시예에 따른 홀더 얼라인이 가능한 얼라인부의 구성이 도시되어 있다.
제1 얼라인 브라켓(381)의 일단은 'ㄱ' 형태로 절곡되어 얼라인 회전축(340) 의 일측으로 접합되고, 제1 얼라인 브라켓(381)의 절곡 부위에는 볼트홀이 형성되어 제1 얼라인 브라켓(381)이 얼라인 회전축(340)에 용이하게 고정될 수 있도록 한다.
제1 얼라인 브라켓(381)의 일측으로는 상부와 하부에 평판 형태의 고정편(384)을 평행하게 형성한다. 고정편(384)의 사이로는 상부의 길이가 하부의 길이보다 긴 사다리꼴 형태의 단면 구조를 갖도록 형성되어 측면이 경사지게 형성된 홀더 얼라인 캡(388)이 회전축에 의해 설치된다. 홀더 얼라인 캡(388)의 고정과 회전이 용이하게 이루어질 수 있도록 스냅링(386a), 베어링(386b) 및 콜라(386c)가 홀더 얼라인 캡(388)에 설치된 회전축의 상단과 하단으로 설치될 수 있다.
이와는 반대로, 글래스 얼라인부(390)로만 구성된 얼라인부의 실시예가 도 10a와 도 10b에 도시되어 있다.
도시한 바와 같이 구성된 얼라인부의 고정을 위해 브라켓을 준비한다.
얼라인 회전축(340)에 글래스 얼라인부(390)를 설치하기 위해 제1 얼라인 브라켓(381)에 형성된 고정편(384) 중에서, 상부에 형성된 고정편(384)에는 평판 형태의 제2 얼라인 브라켓(392)의 일단이 볼트에 의해 고정된다. 볼트 고정된 제2 얼라인 브라켓(392)이 외력에 의해 이동하지 않도록 하기 위해 제2 얼라인 브라켓(392)이 위치되는 부위에는 제2 얼라인 브라켓(392)이 위치된 후 양측이 밀착될 수 있는 고정홈이 형성될 수 있다.
또한, 제2 얼라인 브라켓(392)의 타단으로는 상부의 길이가 하부의 길이보다 긴 사다리꼴 형태의 단면 구조를 갖도록 형성되어 측면이 경사지게 형성된 글래스 얼라인 캡(398)이 회전축에 의해 설치된다. 글래스 얼라인 캡(398)의 회전이 용이하게 이루어질 수 있도록 베어링(396a), 스냅링(396b), 콜라(396c)가 회전축에 설치될 수 있다.
상기한 실시예에서 얼라인 브라켓의 길이와 형태가 기존의 실시예에 도시되어 있는 얼라인 브라켓과 동일하지만, 이는 설명을 용이하게 하기 위한 것으로서, 실제로는 글래스 기판의 장변과 단변 측으로 설치되는 브라켓의 형태와 길이는 사용자의 필요에 의해 결정되므로 도면에 도시되어 있는 형태로 한정되지 않는다.
또한, 도면에 의하면 제2 얼라인 브라켓(392)이 얼라인 회전축(340)에 일단이 설치되는 제1 얼라인 브라켓(381)의 상부에 설치되는 구성으로 되어 있으나, 이는 홀더 얼라인부와의 부품 공용화를 위한 것으로서, 제2 얼라인 브라켓(392)의 일단을 연장하여 직접 얼라인 회전축(340)에 연결 설치할 수도 있다.
도 9a와 도 9b 및 도 10a와 도 10b에 도시된 실시예에 따른 얼라인부를 사용하는 경우의 홀더(330)와 글래스 기판(10)에 대한 정렬 동작은, 글래스 기판(10)과 홀더(330)가 개별적으로 정렬되는 것을 제외하면 이전의 실시예에서 설명했던 얼라인 동작과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.
도 1은 종래기술에 따른 열처리 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에서 사용하는 보트의 일 실시예의 구성을 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명에서 사용하는 홀더 스테이지의 일 실시예의 구성을 나타내는 평면도.
도 4는 본 발명에서 사용하는 홀더 스테이지에 얼라인부가 설치된 상태를 나타내는 사시도.
도 5a와 도 5b는 본 발명에서 사용하는 얼라인부의 일 실시예의 구성을 나타내는 분해 사시도 및 조립 상태도.
도 6a와 도 6b는 본 발명에서 사용하는 얼라인부의 다른 실시예의 구성을 나타내는 분해 사시도 및 조립 상태도.
도 7은 본 발명에서 사용하는 홀더 스테이지에 다른 실시예의 구성을 나타내는 평면도.
도 8a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 얼라인부가 홀더 스테이지에 설치된 상태를 나타내는 사시도.
도 8b는 도 8a의 A 부분의 상세도면.
도 8c는 도 8a의 B 부분의 상세도면.
도 9a와 도 9b는 본 발명에서 사용하는 홀더 얼라인부로 이루어진 얼라인부의 실시예의 구성을 나타내는 분해 사시도 및 조립 상태도.
도 10a와 도 10b는 본 발명에서 사용하는 글래스 얼라인부로 이루어진 얼라 인부의 실시예의 구성을 나타내는 분해 사시도 및 조립 상태도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 글래스 기판
100: 열처리장치
200: 카세트
300: 홀더 스테이지
310: 베이스 플레이트
320: 로드
325: 지지핀
330: 홀더
340: 얼라인 회전축
342: 로터리 액츄에이터
360: 얼라인부
360a, 380: 홀더 얼라인부
360b, 390: 글래스 얼라인부
362, 381: 제1 얼라인 브라켓
366, 388: 홀더 얼라인 캡
374, 398: 글래스 얼라인 캡
372, 392: 제2 얼라인 브라켓
500: 챔버
510: 보트
520: 히터

Claims (15)

  1. 글래스 기판이 홀더에 안착된 상태로 챔버에 로딩될 수 있도록 홀더 및 상기 홀더에 대응되는 글래스 기판이 탑재되어 수용되는 홀더 스테이지로서,
    상기 홀더와 상기 글래스 기판을 동시에 정렬할 수 있도록 설치되는 얼라인부; 및
    상기 얼라인부를 회전시키는 얼라인 회전부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀더 스테이지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 얼라인 회전부는 상기 얼라인부가 설치되는 얼라인 회전축; 및 상기 얼라인 회전축을 회전시키는 얼라인 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀더 스테이지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 얼라인부는 상기 홀더를 정렬하는 홀더 얼라인부; 및 상기 홀더에 대응하는 상기 글래스 기판을 정렬하는 글래스 얼라인부를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀더 스테이지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 얼라인부는 상기 홀더와 상기 글래스 기판의 4 코너측에 설치되는 것을 특징으로 하는 홀더 스테이지.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 얼라인부는 상기 홀더와 상기 글래스 기판의 2 코너측에 대각선 방향으로 대향하여 설치되는 것을 특징으로 하는 홀더 스테이지.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 홀더 얼라인부는 일단이 상기 얼라인 회전축에 고정되는 제1 얼라인 브라켓; 및 상기 제1 얼라인 브라켓 상에 설치되는 홀더 얼라인 캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀더 스테이지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 글래스 얼라인부는 상기 홀더 얼라인부의 제1 얼라인 브라켓에 고정되는 제2 얼라인 브라켓; 및 상기 제2 얼라인 브라켓 상에 설치되는 글래스 얼라인 캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀더 스테이지.
  8. 글래스 기판이 홀더에 안착된 상태로 챔버에 로딩될 수 있도록 홀더 및 상기 홀더에 대응되는 글래스 기판이 탑재되어 수용되는 홀더 스테이지로서,
    상기 홀더와 상기 글래스 기판을 정렬할 수 있도록 설치되는 얼라인부; 및
    상기 얼라인부를 회전시키는 얼라인 회전부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀더 스테이지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 얼라인 회전부는 상기 얼라인부가 설치되는 얼라인 회전축; 및 상기 얼라인 회전축을 회전시키는 얼라인 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀더 스테이지.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 얼라인부는 상기 홀더를 정렬하는 홀더 얼라인부 또는 상기 홀더에 대응하는 글래스 기판을 정렬하는 글래스 얼라인부인 것을 특징으로 하는 홀더 스테이지.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 홀더 얼라인부는 상기 홀더와 상기 글래스 기판의 2 코너측에 대각선 방향으로 대향하여 설치되고, 상기 글래스 얼라인부는 상기 홀더와 상기 글래스 기판의 나머지 2 코너측에 대각선 방향으로 대향하여 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 홀더 스테이지.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 홀더 얼라인부는 일단이 상기 얼라인 회전축에 고정되는 제1 얼라인 브라켓; 및 상기 제1 얼라인 브라켓 상에 설치되는 홀더 얼라인 캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀더 스테이지.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 글래스 얼라인부는 일단이 상기 얼라인 회전축에 고정되는 제2 얼라인 브라켓; 및 상기 제2 얼라인 브라켓 상에 설치되는 글래스 얼라인 캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀더 스테이지.
  14. 제1항 또는 제8항에 있어서,
    상기 홀더는 그라파이트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 홀더 스테이지.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 홀더의 표면에는 탄화규소(SiC)가 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 홀더 스테이지.
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