KR20140115484A - Oled 증착을 위한 기판 정렬장치 - Google Patents

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윤종갑
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Abstract

본 발명은 OLED 증착 시 기판의 정렬이 안정적으로 이루어지어 정밀도가 상승되는기판 정렬장치에 관한 것으로서, 본 발명의 기판 정렬장치는 상면에 기판과 플레이트가 순차적으로 안착되어 챔버 내 공정을 진행하도록 이송되는 셔틀과, 상기 플레이트에 승강 가능하게 설치되고, 하단에는 기판이 안착될 수 있는 걸림부가 구비되는 기판 홀더와, 상기 챔버의 하부에 구비되어 상기 셔틀을 들어올리기 위해 승강하는 셔틀 지지대와, 상기 챔버의 하부에 구비되어 상기 플레이트를 들어올리기 위해 승강하는 플레이트 지지대와, 상기 챔버의 상부에 승강 가능하게 설치되어 하강하면, 상기 기판 홀더를 눌러 상기 플레이트에서 기판을 분리시키는 기판 홀더 누름쇠와, 상기 셔틀의 상면에 설치되어 상기 플레이트를 클램핑하며, 상기 셔틀 지지대의 상승과 연동하여 상기 플레이트에 대한 클램핑이 해제되는 클램프수단과, 상기 셔틀의 위치를 고정시키도록 상기 셔틀의 양측에 설치되는 제1 레퍼런스 플레이트와, 상기 플레이트 지지대의 상승 시 상기 플레이트의 위치를 고정시키는 제2 레퍼런스 플레이트를 포함함으로써, 택-타임을 줄여 제품의 생산속도를 높이게 되므로 생산품의 가격을 낮출 수 있을 뿐 아니라, 기판 홀더가 챔버의 상단에 위치하기 때문에 챔버의 높이를 낮추고 구성을 간단히 할 수 있는 효과가 있다.

Description

OLED 증착을 위한 기판 정렬장치{A Apparatus for Aligning Substrates in OLED Deposition System}
본 발명은 OLED 증착을 위한 기판 정렬장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인-라인(In-line) 타입의 증착 시스템에서 기판과 마스크의 합착을 위한 정렬 시 기판의 정렬이 안정적으로 이루어지어 정밀도가 상승하고, 택-타임을 줄여 제품의 생산속도를 높이게 되므로 생산품의 가격을 낮출 수 있을 뿐 아니라, 기판 홀더가 챔버의 상단에 위치하기 때문에 챔버의 높이를 낮추고 구성을 간단히 할 수 있는 OLED 증착을 위한 기판 정렬장치에 관한 것이다.
최근 정보 통신 기술의 비약적인 발전과 시장의 팽창에 따라 디스플레이 소자로 평판표시소자(Flat Panel Display)가 각광을 받고 있다. 이러한 평판표시소자로는 액정 표시소자(Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 소자(Plasma Display Panel), 유기 EL(Organic Electro Luminescence) 등이 대표적이다.
그 중에서도, 최근에는 저전압 구동, 자기발광, 경량 박형, 광시야각, 빠른 응답속도 등의 장점을 갖는 유기 EL(Organic Electro Luminescence)이 각광받고 있는 추세이며, 점차적으로 고화질이 요구됨에 따라 디스플레이의 풀-칼라화가 필수적으로 요구된다.
풀-칼라 유기 EL 소자를 제작할 때 마스크와 기판의 미세정렬은 필수적이며, 기판의 평탄도가 매우 중요한 변수로 작용한다.
특히, 인-라인(In-line) 타입의 증착 시스템에서는 기판과 마스크의 합착을 위한 정렬이 매우 중요하다.
첨부한 도 1 내지 도 2는 종래의 인-라인 타입의 증착 시스템에서 기판 교체를 위한 정렬장치를 도시한 단면도이다.
종래의 기판 정렬장치는 셔틀(120), 플레이트(140), 기판(160)을 들어올리기 위한 각각의 셔틀 지지대(130), 플레이트 지지대(150), 기판 지지대(170)가 챔버(100)의 하부에 구비되어, 챔버(100) 하단에서 셔틀(120), 플레이트(140)를 상기 셔틀 지지대(130)와 플레이트 지지대(150)를 이용하여 차례로 상승시킨 후, 기판(160)을 하단에서 올라온 기판 지지대(170)를 이용해 상승시킨 후 교체하는 것이었다.
또한, 마스크의 교체까지 필요한 경우에는 마스크 상승 지지대도 하단에 부착하여 사용하는 구조이다.
그러나, 이와 같은 종래의 기판 정렬장치는 셔틀(120)이나 플레이트(140), 기판(160)의 상승 시 흔들림이 발생하므로, 셔틀(120)이나 플레이트(140), 기판(160) 등이 정확하게 정렬되지 않는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 기판 정렬장치는 기판 지지대(170)가 챔버(100) 하단에 있어서 챔버(100)의 높이가 더 높아질 수밖에 없는 문제점이 있다.
즉, 기판 지지대(170)의 축을 챔버(100)의 하단에 배치하는데, 상기 셔틀 지지대(130), 플레이트 지지대(150), 기판 지지대(170), 마스크 지지대가 챔버(100)의 하단에 위치하여 각 지지대의 높이가 순차적으로 높아지기 때문에 지지대의 수량이 많아지면 그만큼 하단의 높이 확보가 필요한 것이다.
따라서, 종래의 기판 정렬장치는 챔버(100)의 하단에 기판 지지대(170)를 설치해야 하므로, 기판 지지대(170)의 길이 때문에 챔버(100)의 높이를 높여야 될 뿐 아니라, 기판 지지대(170)가 챔버(100) 하단에 있으므로 챔버(100) 하단의 구성이 매우 복잡해지는 문제점이 있다.
또한, 종래의 기판 정렬장치의 경우, 각각의 지지대가 순서대로 상승한 후 기판(160)을 교체해야 하므로, 기판(160) 교체에 걸리는 시간이 긴 문제점이 있다.
이러한 종래의 기판 교체 방식에서, Tack Time을 줄이기 위해 기판(160), 플레이트(140), 셔틀(120)의 각 지지대의 상승 속도를 더 빠르게 하면, 흔들림이 발생하여 셔틀(120), 플레이트(140), 기판(160) 등의 위치가 정확하게 정렬되지 않거나 기판(160)이 파손되는 경우도 생긴다.
한편, 대한민국 등록특허 제541856호에서는 증착공정 또는 증착공정 간 이동시에 기판을 효과적으로 고정하기 위한 기판 홀딩장치가 개시되어 있다.
상기 등록특허에서는 도 3에서 보는 바와 같이, 저면에 기판(20)이 밀착되는 판 모양으로, 면을 따라 다수 개의 부착용 구멍(11)과 다수 개의 탈착용 구멍(12)이 형성되는 기판 홀더(1)와; 상기 부착용 구멍에 삽입되며, 저면에 점착막(31)이 고정된 다수 개의 접착부(30)와; 상기 부착용 구멍에 형성되며, 상기 접착부를 위로 밀어주는 탄성부(40)와; 상기 접착부를 아래로 밀어 기판과 접착부를 부착시키는 접착 제어장치(5)와; 상기 탈착용 구멍에 탈착용 막대를 삽입하여 기판(20)에서 접착부(30)를 탈착시키는 탈착 제어장치가 포함된다.
그러나, 상기 등록특허는 기판홀더(10)의 구성이 매우 복잡하고, 접착 제어장치(5)와 탈착 제어장치(7)가 별도로 구비되어야 하는 등 구성이 복잡할 뿐 아니라 장치제조 시 제조원가가 비싼 단점이 있다.
따라서, 구성이 보다 간단하면서도 기판의 안정적인 정렬을 가능케 하는 기판 정렬장치가 당 업계에서 요구되고 있는 추세이다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 셔틀, 플레이트가 지지대와 접촉되는 부분에 홈을 만들어 셔틀, 플레이트의 상승 시 흔들림이 발생하지 않고 정확하게 고정되게 함과 동시에 기판 홀더를 플레이트에 설치하여 기판과 플레이트가 합착된 상태로 동작하기 때문에 기판을 고정시킬 수 있으므로 기판의 흔들림이 없어 정밀도 상승할 수 있는 기판 정렬장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 기판 홀더를 플레이트에 설치하여 동작이 동 시간대에 이루어지기 때문에 정렬시간 단축하여 택 타임(Tact-Time)을 줄이고, 제품의 생산속도를 높일 수 있는 기판 정렬장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 기판 홀더가 플레이트 상에 위치하기 때문에 챔버의 높이를 낮출 수 있을 뿐 아니라 챔버의 구성을 보다 간단하게 할 수 있어 원가 절감 및 시스템의 간략화가 가능한 기판 정렬장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 빠른 택 타임(Tact-Time) 구현이 가능하므로 제품의 생산속도를 향상시켜, 제품의 원가절감이 가능한 기판 정렬장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 기판이 정확하게 정렬되도록 하고, 기판 교체 시 파손율을 낮출 수 있게 되므로 생산품의 가격을 낮출 수 있는 기판 정렬장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 상면에 기판과 플레이트가 순차적으로 안착되어 챔버 내 공정을 진행하도록 이송되는 셔틀과, 상기 플레이트에 승강 가능하게 설치되고, 하단에는 기판이 안착될 수 있는 걸림부가 구비되는 기판 홀더와, 상기 챔버의 하부에 구비되어 상기 셔틀을 들어올리기 위해 승강하는 셔틀 지지대와, 상기 챔버의 하부에 구비되어 상기 플레이트를 들어올리기 위해 승강하는 플레이트 지지대와, 상기 챔버의 상부에 승강 가능하게 설치되어 하강하면, 상기 기판 홀더를 눌러 상기 플레이트에서 기판을 분리시키는 기판 홀더 누름쇠와, 상기 셔틀의 상면에 설치되어 상기 플레이트를 클램핑하며, 상기 셔틀 지지대의 상승과 연동하여 상기 플레이트에 대한 클램핑이 해제되는 클램프수단과, 상기 셔틀의 위치를 고정시키도록 상기 셔틀의 양측에 설치되는 제1 레퍼런스 플레이트와, 상기 플레이트 지지대의 상승 시 상기 플레이트의 위치를 고정시키는 제2 레퍼런스 플레이트를 포함하는 기판 정렬장치가 제공된다.
본 발명에서, 상기 기판 홀더는 상기 플레이트의 상면에 고정되는 고정부와, 상기 고정부에 형성된 홀과 상기 플레이트를 관통하여 설치되며, 하단에는 상기 플레이트의 하면에 위치하는 걸림부가 형성되는 기판 홀더 몸체와, 상기 기판 홀더 몸체에 개재되어 상기 기판 홀더 누름쇠에 의해 눌려진 기판 홀더 몸체에 탄성복원력을 가하는 탄성체로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 탄성체는 코일 스프링으로 되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 셔틀의 하면에는 상기 셔틀 지지대에 대응되는 위치에 셔틀 지지대의 단부가 삽입가능한 셔틀 지지대 고정홈이 형성될 수 있다.
또한, 상기 셔틀의 상면에는 상기 제1 레퍼런스 플레이트에 형성된 셔틀 고정홈에 삽입되는 셔틀 고정핀이 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 플레이트의 하면에는 상기 플레이트 지지대에 대응되는 위치에 플레이트 지지대의 단부가 삽입가능한 플레이트 지지대 고정홈이 형성되고, 상기 플레이트의 상면에는 상기 제2 레퍼런스 플레이트에 형성된 플레이트 고정홈에 삽입되는 플레이트 고정핀이 형성될 수 있다.
한편, 상기 클램프수단은 탄성적으로 회동이 가능하며 상기 플레이트를 누르기 위한 가압편과, 상기 가압편에 탄성을 제공하여 상기 플레이트를 누르는 탄성체를 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 플레이트는 마스크의 처짐을 방지하기 위한 마그넷 플레이트와, 상기 마그넷 플레이트와 결합되는 덮개 플레이트로 구성될 수 있다.
한편, 상기 챔버 내에는 기판을 인-라인으로 증착하기 위한 이송수단이 구비될 수 있다.
여기서, 상기 이송수단은 상기 로딩부재의 내측에 소정간격으로 설치되어 기판의 이송방향으로 열을 이루는 다수개의 롤러부재로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제1 레퍼런스 플레이트의 상단 내측에는 상기 셔틀 지지대의 상승 시 상기 클램프수단의 일단을 눌러서 고정되어 있던 상기 플레이트와 기판과의 연결상태를 해제하기 위한 누름쇠가 더 설치될 수 있다.
위에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면, 셔틀, 플레이트가 지지대와 접촉되는 부분에 홈을 만들어 셔틀, 플레이트의 상승 시 흔들림이 발생하지 않고 정확하게 고정됨으로써, 기판이 정확하게 정렬되도록 하고, 기판 교체 시 파손률을 낮출 수 있게 되므로 생산품의 가격을 낮출 수 있는 효과가 있다.
또한, 종래의 기판 지지대를 제작하지 않아도 되기 때문에 상품 제작비를 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한, 종래의 기술에서 셔틀, 플레이트가 순서대로 하나씩 상승한 뒤 하단의 기판 지지대가 상승하는 것과 다르게 본 발명에서는 기판 홀더를 플레이트에 설치하고 기판 홀더 누름쇠를 챔버의 상부에 설치하여 플레이트의 상승과 기판 홀더의 동작이 동시에 이루어지기 때문에 시간을 단축할 수 있다. 그렇기 때문에 빠른 Tact-Time 구현이 가능하므로 제품의 생산속도를 향상시키고 시스템 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 기판 홀더가 플레이트 상에 위치하기 때문에 챔버의 높이를 낮출 수 있으며, 챔버의 구성을 좀더 간단하게 할 수 있다.
도 1은 종래의 인-라인 타입의 증착 시스템에서 기판 교체를 위한 기판 정렬장치의 일예를 도시한 단면도이다.
도 2는 종래의 기판 정렬장치에서의 기판 교체를 위한 작동을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 종래의 다른 예를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 기판 정렬장치에서의 셔틀을 도시한 평면도이다.
도 5는 도 4에서의 A-A선 단면도이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 기판 정렬장치의 구성을 도시한 것으로,
도 6는 본 발명의 기판 정렬장치의 공정 전 초기상태를 나타내는 정단면도이고,
도 7은 본 발명의 기판 정렬장치에서 셔틀 지지대가 상승한 것을 나타내는 정단면도이고,
도 8은 본 발명의 기판 정렬장치에서 플레이트 지지대가 상승한 것을 나타내는 정단면도이고,
도 9는 본 발명의 기판 정렬장치에서 기판 홀더 누름쇠가 하강한 것을 나타내는 정단면도이다.
이하, 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 OLED 증착을 위한 기판 정렬장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 기판 정렬장치에서의 셔틀을 도시한 평면도이고, 도 5는 도 4에서의 A-A선 단면도이며, 도 6은 본 발명의 기판 정렬장치의 구성을 도시한 것으로, 본 발명의 기판 정렬장치의 공정 전 초기상태를 나타내는 정단면도이다.
본 발명의 기판 정렬장치는 인-라인(In-line) 타입의 증착 시스템에서 기판과 마스크의 합착 시 기판의 정렬이 안정적으로 이루어질 수 있도록 하기 위한 것으로서, 상면에 기판(260)과 플레이트(240)가 순차적으로 안착되어 챔버(200) 내 공정을 진행하도록 이송되는 셔틀(220)과, 상기 플레이트(240)에 승강 가능하게 설치되며 기판(260)이 안착되는 기판 홀더(270)와, 상기 챔버(200)의 상부에 승강 가능하게 설치되어 하강하면, 상기 기판 홀더(270)를 눌러 상기 플레이트(240)에서 기판(260)을 분리시키는 기판 홀더 누름쇠(278)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 기판(260)은 OLED, LED, 솔라 셀 등의 제조에 광범위하게 사용되는 기판을 포함한다.
상기 기판 홀더(270)는 하단에 기판(260)이 안착될 수 있는 걸림부(272)가 구비되는데, 본 발명에서, 상기 기판 홀더(270)는 상기 플레이트(240)에 관통설치되어 플레이트(240)의 하면에 위치하는 기판(260)을 상기 걸림부(272)가 잡아주도록 하는 구성을 갖는다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 기판 홀더(270)는 상기 플레이트(240)의 상면에 고정되는 고정부(274)와, 상기 고정부(274)에 형성된 홀(275)과 상기 플레이트(240)를 관통하여 설치되는 기판 홀더 몸체(276)와, 상기 기판 홀더 몸체(276)에 개재되어 상기 기판 홀더 누름쇠(278)에 의해 눌려진 기판 홀더 몸체(276)에 탄성복원력을 가하는 탄성체(273)로 이루어진다. 여기서, 상기 탄성체(273)는 상기 고정부(274)의 홀(275)에 삽입되는 코일 스프링으로 되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 탄성체(273)는 상기 기판 홀더 몸체(276)가 삽입되는 플레이트(240)의 상면에 지지되어 상기 기판 홀더 누름쇠(278)가 기판 홀더 몸체(276)를 누르면 압축되었다가 상기 기판 홀더 누름쇠(278)가 기판 홀더 몸체(276)를 누르는 힘이 해제되면 자체의 탄성복원력에 의해 기판 홀더 몸체(276)를 원상태로 복원시킨다.
한편, 상기 걸림부(272)는 기판 홀더 몸체(276)의 하단에 일체로 형성될 수 있다.
상기 걸림부(272)는 수평방향으로 위치하는 기판(260)을 들어올리도록 수평방향으로 형성되어 상기 기판 홀더 몸체(276)는 대략 'ㄴ'자형 형상을 갖는다.
이와 같은 구성을 갖는 기판 홀더(270)는 상기 기판 홀더 누름쇠(278)가 기판 홀더 몸체(276)의 상단을 누르면 상기 탄성체(273)가 압축되면서 상기 기판 홀더 몸체(276)가 하방향으로 내려오고, 이에 따라 상기 걸림부(272)가 하방향으로 이동되어 걸림부(272)에 얹혀져 있는 기판(260)을 상기 플레이트(240)에서 분리할 수 있다.
한편, 본 발명의 기판 정렬장치는 상기 챔버(200)의 하부에 구비되어 플레이트(240)를 들어올리기 위해 승강하는 플레이트 지지대(250)와, 상기 챔버(200)의 하부에 구비되어 셔틀(220)을 들어올리기 위해 승강하는 셔틀 지지대(230)와, 상기 셔틀(220)의 상면에 설치되어 상기 플레이트(240)를 클램핑하며, 상기 셔틀 지지대(230)의 상승과 연동하여 상기 플레이트(240)에 대한 클램핑이 해제되는 클램프수단(210)과, 상기 셔틀(220)의 위치를 고정시키도록 상기 셔틀(220)의 양측에 설치되는 제1 레퍼런스 플레이트(280)와, 상기 플레이트 지지대(250)의 상승 시 상기 플레이트(240)의 위치를 고정시키는 제2 레퍼런스 플레이트(290)를 더 포함한다.
상기 클램프수단(210)은 상기 셔틀 지지대(230)의 상승과 연동하여 상기 플레이트(240)와 기판(260)과의 결합을 해제시키는 구성으로서, 본 발명의 일실시예에서는 상기 클램프수단(210)으로 도 5에서 보는 바와 같이, 상기 셔틀(220)의 상면에 설치되어, 탄성적으로 회동이 가능하며 상기 플레이트(240)를 누르기 위한 가압편(214)과, 상기 가압편(214)에 탄성을 제공하여 상기 플레이트(240)를 누르는 탄성체(212)를 제안한다.
여기서, 상기 탄성체(212)는 도면에서 원형으로 도시하였으나, 이는 코일 스프링으로 형성될 경우의 일실시예를 표현한 것일 뿐, 본 발명은 이에 한정하지 않으며, 상기 탄성체(212)는 판스프링을 비롯해 다양한 형태의 탄성체가 적용될 수 있다.
예를 들어, 상기 클램프수단(210)은 상기 탄성체(212)의 일단이 상기 가압편(214)에 고정되고, 그 타단은 셔틀(220)에 고정된 상태에서 상기 탄성체(212)의 탄성력에 의해 상기 가압편(214)이 상기 플레이트(240)를 누르도록 구성할 수 있다.
한편, 상기 제1 레퍼런스 플레이트(280)의 상단 내측에는 상기 셔틀 지지대(230)의 상승 시 상기 가압편(214)의 일단을 누르기 위한 누름쇠(282)가 설치되어 있다.
상기 누름쇠(282)는 상기 셔틀 지지대(230)가 상승하면 상기 가압편(214)의 일단을 눌러서 상기 플레이트(240)와 기판(260)과의 연결상태를 해제할 수 있으며, 상기 누름쇠(282)의 하단에는 상기 가압편(214)과의 충격을 완화할 수 있도록 볼(ball) 또는 원통형 형상의 충격완화부재(286)가 설치되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제1 레퍼런스 플레이트(280)의 하면에는 상기 셔틀(220)의 양측 상면에 형성된 셔틀 고정핀(222)이 삽입가능한 셔틀 고정홈(284)이 형성된다.
상기 셔틀 고정핀(222)은 셔틀(220)의 양측 상면에 형성되어 셔틀(220)의 상승 시 상기 셔틀 고정홈(284)에 삽입됨으로써, 셔틀(220)의 위치를 정위치에 고정할 수 있다.
상기 셔틀(220)의 하면에는 상기 셔틀 지지대(230)에 대응되는 위치에 셔틀 지지대(230)의 단부가 삽입가능한 셔틀 지지대 고정홈(224)이 형성된다.
또한, 상기 플레이트(240)의 하면에는 상기 플레이트 지지대(250)에 대응되는 위치에 플레이트 지지대(250)의 단부가 삽입가능한 플레이트 지지대 고정홈(244)이 형성된다.
아울러, 상기 플레이트(240)의 상면에는 상기 제2 레퍼런스 플레이트(290)에 형성된 플레이트 고정홈(294)에 삽입되는 플레이트 고정핀(242)이 형성된다.
상기 플레이트 고정핀(242)은 상기 플레이트(240)가 기판(260) 위에 얹혀진 상태에서 상기 플레이트 지지대(250)가 상승하면, 상기 제2 레퍼런스 플레이트(290)에 형성된 플레이트 고정홈(294)에 삽입되어 플레이트(240)의 위치를 고정시킬 수 있다.
상기 플레이트(240)는 마스크의 처짐을 방지하기 위하여 교체가 가능한 영구자석을 사용하는 마그넷 플레이트(도시안함)와, 덮개 플레이트로 구성될 수 있다.
한편, 본 발명은 인-라인 타입으로 증착할 수 있도록 상기 챔버(200) 내에는 기판(260)을 인-라인으로 이송하기 위한 이송수단이 구비된다.
이 경우, 상기 이송수단은 상기 기판(260)을 양측에서 지지할 수 있도록 상기 제1레퍼런스 플레이트(280)의 내측에 소정간격으로 설치되어 기판(260)의 이송방향으로 열을 이루는 다수개의 롤러부재(292)로 이루어질 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 기판 정렬장치를 이용한 기판 정렬방법을 설명하면 다음과 같다.
도 6는 본 발명의 기판 정렬장치의 공정 전 초기상태를 나타내는 정단면도이고, 도 7은 본 발명의 기판 정렬장치에서 셔틀 지지대가 상승한 것을 나타내는 정단면도이고, 도 8은 본 발명의 기판 정렬장치에서 플레이트 지지대가 상승한 것을 나타내는 정단면도이고, 도 9는 본 발명의 기판 정렬장치에서 기판 홀더 누름쇠가 하강한 것은 나타내는 정단면도이다.
먼저, 상기 기판(260)과 플레이트(240)가 얹혀진 셔틀(220)이 챔버(200) 내부의 기판 탈부착 구간으로 유입된다.
이때, 상기 셔틀(220)이 챔버(200) 내부의 기판 탈부착 구간으로 장입이 되면, 별도의 기판감지수단(도시안함)을 통해 셔틀(220)이 정 위치에 위치하게 된다.
이후, 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 셔틀 지지대(230)가 상승하여 셔틀(220)을 상승시킨다.
이때, 상기 셔틀 지지대(230)가 상승하면서 셔틀(220)의 하면에 형성된 셔틀 지지대 고정홈(224)에 상기 셔틀 지지대(230)의 단부가 삽입되어 고정된다.
이와 동시에 상기 셔틀(220)의 상면에 형성된 셔틀 고정핀(222)이 제1 레퍼런스 플레이트(280)의 셔틀 고정홈(284)에 삽입되어 셔틀(220)의 위치를 고정시킬 수 있다.
상기 셔틀 지지대(230)가 상승하면, 상기 제1 레퍼런스 플레이트(280)의 상단에 위치한 누름쇠(282)가 셔틀(220)의 상부에 위치한 클램프수단(210)에 닿게 되고, 상기 누름쇠(282)가 가압편(214)의 일단을 눌러서 도 7의 확대도에서 보는 바와 같이, 상기 탄성체(212)에 지지된 상태에서 상기 가압편(214)이 회동된다.
이로써, 가압편(214)에 의해 고정되어 있던 플레이트(240)와 기판(260)과의 연결상태를 해제하고, 상기 플레이트(240)를 상승시킬 수 있도록 된다.
이후, 도 8에서 보는 바와 같이, 상기 플레이트 지지대(250)가 상승하여 플레이트(240)를 상승시킨다.
이 경우, 상기 플레이트(240)의 하면에 형성된 플레이트 지지대 고정홈(244)에 상기 플레이트 지지대(250)의 단부가 삽입된 후 플레이트(240)를 상승시킨다.
이때, 상기 플레이트(240)의 상면에 형성된 플레이트 고정핀(242)이 상기 제2 레퍼런스 플레이트(290)에 형성된 플레이트 고정홈(294)에 삽입되어 플레이트(240)의 위치를 고정시킬 수 있다.
이와 같은 본 발명은 셔틀(220), 플레이트(240)가 각각의 지지대와 접촉되는 부분에 홈(224)(244)을 만들어 셔틀(220)과 플레이트(240)의 상승 시 흔들림이 발생하지 않고 상승할 수 있고, 제1 및 제2 레퍼런스 플레이트(280)(290)에 각각의 고정핀이 삽입되는 고정홈(284)(294)을 형성하여 정확한 위치로 고정시킬 수 있다.
한편, 탈부착 구간의 상단에 위치한 기판 홀더 누름쇠(278)가 하강한다. 상기 기판 홀더 누름쇠(278)는 승하강이 가능한 구동축(202)에 설치되어 있으며, 상기 플레이트(240)에 설치된 기판 홀더(270) 위치보다 더 하강하여 상기 기판 홀더 누름쇠(278)가 기판 홀더 몸체(276)의 상단을 누르면 상기 탄성체(273)가 압축되면서 상기 기판 홀더 몸체(276)가 하방향으로 내려오고, 이에 따라 상기 걸림부(272)가 하방향으로 이동되어 걸림부(272)에 얹혀져 있는 기판(260)을 상기 플레이트(240)에서 분리시킨다.
본 발명에서, 상기 플레이트 지지대(250)가 상승하여 플레이트(240)를 상승시키는 단계와, 상기 기판 홀더 누름쇠(278)가 하강하는 단계는 동시에 이루어질 수 있다.
즉, 상기 플레이트(240)를 상승시키면서 동시에 상기 기판 홀더 누름쇠(278)를 하강함으로써, 플레이트(240)를 들어올림과 동시에 플레이트(240)에서 기판(260)을 분리할 수 있는 것이다.
따라서, 본 발명에 의하면, 플레이트(240)의 상승과 기판 홀더 누름쇠(278)의 하강동작이 동시에 이루어지기 때문에 기판 교체 시간을 단축할 수 있다. 그렇기 때문에 빠른 Tact-Time 구현이 가능하므로 제품의 생산속도를 향상시킬 수 있는 것이다.
이와 같이 기판(260)이 분리되면 기판 교체장치를 이용해 기판을 교체하고, 기판 홀더 누름쇠(278)가 상승해 교체된 기판(260)과 플레이트(240)를 다시 합착시킨다.
본 발명에서는 기판 교체장치에 대하여 자세히 언급하지 않지만 일반적으로 로봇 혹은 MTR과 같은 구동방식을 사용하여 기판을 교체할 수 있다.
상기 시점에서, 기판(260)의 크기에 맞추어 셔틀(220)에 설치된 고정핀(222)에 의해 기판(260)이 위치되고, 플레이트 지지대(250)와 셔틀 지지대(230)는 하강을 하여 셔틀(220)은 지지대(230)(250)로부터 자유로워지게 된다.
기판 교체 전, 현 구간에 도달한 시점의 시간과 기판 교체 후, 현 구간에서 빠져나가는 시간의 간격은 대략 1~3분에서 동일하게 유지하게 된다. 즉, 택타임이 3분일 경우는 3분 간격으로, 1분일 경우는 1분 간격으로 동작하여 일정한 간격으로 동작한다.
기판 교체 구간의 속도는 기판(260)을 셔틀(220)에서 빼고 넣는 순간이 정확하고 균일하게 정해져 있기 때문에 등속도로 유지되어야 하며, 모든 동작이 동시적으로 작동되기 때문에 제품 생산속도를 더욱 빠르게 할 수 있다.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
200 : 챔버 210 : 클램프수단
212 : 탄성체 214 : 가압편
220 : 셔틀 230 : 셔틀 지지대
240 : 플레이트 250 : 플레이트 지지대
260 : 기판 270 : 기판 홀더
272 : 걸림부 273 : 탄성체
274 : 고정부 275 : 홀
276 : 기판 홀더 몸체 278 : 기판 홀더 누름쇠

Claims (11)

  1. 상면에 기판과 플레이트가 순차적으로 안착되어 챔버 내 공정을 진행하도록 이송되는 셔틀;
    상기 플레이트에 승강 가능하게 설치되고, 하단에는 기판이 안착될 수 있는 걸림부가 구비되는 기판 홀더;
    상기 챔버의 하부에 구비되어 상기 셔틀을 들어올리기 위해 승강하는 셔틀 지지대;
    상기 챔버의 하부에 구비되어 상기 플레이트를 들어올리기 위해 승강하는 플레이트 지지대;
    상기 챔버의 상부에 승강 가능하게 설치되어 하강하면, 상기 기판 홀더를 눌러 상기 플레이트에서 기판을 분리시키는 기판 홀더 누름쇠;
    상기 셔틀의 상면에 설치되어 상기 플레이트를 클램핑하며, 상기 셔틀 지지대의 상승과 연동하여 상기 플레이트에 대한 클램핑이 해제되는 클램프수단;
    상기 셔틀의 위치를 고정시키도록 상기 셔틀의 양측에 설치되는 제1 레퍼런스 플레이트; 및
    상기 플레이트 지지대의 상승 시 상기 플레이트의 위치를 고정시키는 제2 레퍼런스 플레이트;를 포함하는 기판 정렬장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판 홀더는 상기 플레이트의 상면에 고정되는 고정부와, 상기 고정부에 형성된 홀과 상기 플레이트를 관통하여 설치되며, 하단에는 상기 플레이트의 하면에 위치하는 걸림부가 형성되는 기판 홀더 몸체와, 상기 기판 홀더 몸체에 개재되어 상기 기판 홀더 누름쇠에 의해 눌려진 기판 홀더 몸체에 탄성복원력을 가하는 탄성체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 정렬장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 셔틀의 하면에는 상기 셔틀 지지대에 대응되는 위치에 셔틀 지지대의 단부가 삽입가능한 셔틀 지지대 고정홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 정렬장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 셔틀의 상면에는 상기 제1 레퍼런스 플레이트에 형성된 셔틀 고정홈에 삽입되는 셔틀 고정핀이 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 정렬장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 플레이트의 하면에는 상기 플레이트 지지대에 대응되는 위치에 플레이트 지지대의 단부가 삽입가능한 플레이트 지지대 고정홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 정렬장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 플레이트의 상면에는 상기 제2 레퍼런스 플레이트에 형성된 플레이트 고정홈에 삽입되는 플레이트 고정핀이 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 정렬장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 클램프수단은 탄성적으로 회동이 가능하며 상기 플레이트를 누르기 위한 가압편과, 상기 가압편에 탄성을 제공하여 상기 플레이트를 누르는 탄성체를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 정렬장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 플레이트는 마스크의 처짐을 방지하기 위한 마그넷 플레이트와,
    상기 마그넷 플레이트와 결합되는 덮개 플레이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 정렬장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 챔버 내에는 기판을 인-라인으로 증착하기 위한 이송수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 정렬장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 이송수단은 상기 로딩부재의 내측에 소정간격으로 설치되어 기판의 이송방향으로 열을 이루는 다수개의 롤러부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 정렬장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 레퍼런스 플레이트의 상단 내측에는 상기 셔틀 지지대의 상승 시 상기 클램프수단의 일단을 눌러서 고정되어 있던 상기 플레이트와 기판과의 연결상태를 해제하기 위한 누름쇠가 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 정렬장치.
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