KR100966422B1 - 기판 적재부를 포함한 카세트 포트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치의 제조공정을 진행하는 과정에서 기판의 저장과 이송을 담당하는 기판 카세트를 보관하는 카세트 포트의 구조에 관한 것이다. 본 발명의 기판 카세트 포트는 카세트가 저장되는 카세트 포트와 상기 카세트 포트 상부에 여분의 기판을 적재할 수 있도록 기판 적재부를 더 구비한 것을 특징으로 한다. 특히, 기판 적재부는 기판이 적재된 카세트를 저장할 수 있도록 구성하거나 낱장의 기판을 저장할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다. 상기의 결과, 액정표시장치의 제조 공정이 진행되는 중 카세트 공급이 늦어질 때 상기 여분의 기판 적재부 상의 기판을 이용하여 공정이 중단되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.

카세트, 기판 적재부, 카세트 포트

Description

기판 적재부를 포함한 카세트 포트{CASSETTE PORT COMPRISING SUBSTRATE ACCUMULATOR}

도 1은 종래의 카세트 구조를 나타내는 사시도.

도 2는 카세트가 적재된 모습을 나타내는 종래의 카세트 포트의 평면도.

도 3은 본 발명의 카세트 포트의 구조를 나타내는 사시도.

도 4는 본 발명의 카세트 포트의 구조를 나타내는 정면도.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 기판 적재부를 포함하는 카세트 포트의 구조를 나타내는 정면도.

도 6은 기판 적재부의 기판 홀더의 구조를 나타내는 측면도.

***** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *****

300:카세트 포트 301: 카세트

302 카세트 고정측 블록 303: 카세트 가동측 블록

304a,304b:기판 간지 센서 305: 제 2카세트 보관부

310: 제 1카세트 보관부

본 발명은 액정표시장치의 제조 공정에 사용되는 카세트 포트에 관한 것으로써, 특히 여분의 기판을 적재할 수 있는 기판 적재부를 구비한 카세트 포트에 관한 것이다.

액정표시소자를 제조하기 위해서는 수많은 공정이 진행되는데 액정표시장치의 생산량을 향상시키기 위해서는 빠른 공정 진행이 요구된다. 그러므로 공정은 연속하여 진행하는 것이 필요하다.

예를 들어, 액정표시장치의 기판 상에 게이트 라인을 형성하는 공정을 살펴보면, 먼저 게이트 라인이 형성될 기판을 진행하고자 하는 공정이 진행될 챔버등이 배열된 해당 공정 라인 상으로 이송한다.

이송은 통상 자동반송대차에 의해 이루어지며 자동반송대차는 기판을 적재한 카세트를 해당되는 공정 라인의 선반으로 이송한다. 자동반송대차의 이송은 중앙컴퓨터(호스트)장치에 의해 통제되고 레일 또는 지정 경로를 따라 이동한다.

기판을 적재한 카세트는 자동반송대차에 설치된 로봇 암에 의해서 자동반송대차에 로딩되고 카세트를 실은 자동반송대차는 게이트 라인이 형성될 단위 공정 라인 앞의 소정의 위치에 멈춘다.

단위 공정이 진행되는 라인의 소정의 위치에는 자동반송대차가 위치를 감지할 수 있도록 위치감지 센서가 부착되어 있어 자동반송대차가 정확한 위치에 멈출 수 있게 된다.

해당 위치에 멈춘 자동반송대차는 상기 자동반송대차에 구비된 로봇 암에 의해 단위 공정 라인의 전단에 형성된 선반 상으로 기판 카세트를 언로딩한다. 기판 카세트가 언로딩되는 선반 상에는 기판 카세트를 임시 보관하는 카세트 포트가 위치하고 있다.

상기의 기판 카세트 포트는 다수의 기판이 적재된 카세트가 임시 보관되는 곳으로 공정 라인의 크기에 따라 하나의 포트 또는 그 이상의 포트가 위치할 수 있다.

보통, 상기의 카세트 포트는 공정이 진행되는 공간이 협소하기 때문에 하나 또는 둘의 포트가 장착되어 있다. 카세트 포트에 보관된 카세트에서 기판을 하나씩 공정이 진행될 프로세스 챔버 내로 언로딩하여 공정이 진행되고 공정이 끝난 기판은 다음 공정으로 넘어간다.

게이트 라인을 형성하는 공정을 예로 들면, 먼저 챔버 내에서 스퍼터링(sputtering) 방법을 통해 기판 상에 금속 박막을 형성한다.

스퍼터링 공정이 진행된 기판은 기판 상에 금속 박막이 형성된 외에 많은 이물들이 함께 잔존함으로 세정 공정을 실시하여야 한다. 박막이 형성된 기판이 세정되면 기판은 컨베어 밸트 상에서 이동하고 포토리소그라피(photo lithography)공정이 실시된다.

포토리소그라피 공정은 일반적으로 PR도핑 →노광 공정→ 현상공정으로 이루어지며 상기 일련의 공정은 연속적으로 이루어진다 . 포토리소그라피 공정이 끝난 후에 식각 공정을 진행하고 잔존하는 PR을 제거한다.

즉, 스핀 코팅 방법에 의해 포토레지스트(PR)의 코팅이 있은 후에 게이트 라인의 패턴이 형성된 마스크를 적용하여 상기의 PR상에 노광을 실시한다.

노광되는 광은 보통 자외선을 사용한다. 조사되는 광에 노출된 영역의 PR이 현상 공정에서 제거되는 형의 PR을 포지티브 PR이라 하고, 광에 의해 조사되는 영역이 제거되지 않는 PR을 네거티브 PR이라고 한다.

노광 공정을 거친 기판을 현상액에 통과시키면 일정한 빛에 노출된 부분의 PR은 제거되고 일정한 패턴이 남게된다.

다음으로, 기판 상에 일정한 패턴이 형성된 PR을 마스크로 적용하여 식각 공정을 진행한다.

식각 공정은 식각액을 이용하는 습식각과 플라즈마를 이용하는 건식각으로 구분할 수 있는데, 게이트 라인은 향후 진행되는 공정에서 게이트 라인의 단차로 인한 단선을 방지하기 위해 테이퍼(taper) 형상으로 식각을 하는데 상기의 테이퍼 형상의 식각을 위하여 습식각이 주로 사용된다.

습식각이 진행된 후에 기판을 다시 세정할 수도 있다. 또한 잔존하는 PR을 완전히 제거하기 위해 PR 에슁공정을 진행할 수도 있다.

PR 에슁공정은 산소 활성종 가스를 PR이 잔존하는 기판이 투입된 챔버 내로 불어넣어 PR을 산화시키고 날려버리는 방식으로 수행된다.

상기에서 게이트 박막을 형성하는 공정을 예로 들어 살펴 본 바와 같이, 공정이 진행될 라인의 선단에 형성된 선반 상에 카세트가 로딩된 후, 카세트에 적재되어 있던 기판은 스퍼터링 공정→ 세정공정→포토리소그라피 공정→ 세정공정의 일련의 공정을 거치게 되고 단위 공정 라인의 후단에 설치된 선반 상에 위치하는 빈 카세트에 적재된다.

상기의 공정 진행 시 기판을 적재하고 공정라인의 선단에 로딩되는 카세트와 카세트가 보관되는 카세트 포트의 구조를 도 1과 도 2를 통하여 살펴본다.

카세트는 카세트의 상판(1)과 지주부(2)와 저판(3)으로 구성되며 지주부(2)는 수 십장의 기판(5)이 적재될 수 있도록 기판 홀더(4)가 등 간격으로 다수 형성되어 있다. 또한 상기의 지주부(2)와 저판(3)과 상판(1)은 용접 또는 나사에 의해 고정되어 있다.

도2를 통하여 카세트 포트의 구조를 살펴보면, 카세트 포트는 카세트가 로딩되고 카세트를 지지하는 지지부(20)와 상판과 측벽(미도시)으로 구성되어 있다. 상기 지지부(20)는 카세트를 고정하는 고정측 블록(22)과 카세트의 위치를 조정하는 가동측 블록(23)을 더 구비하고 있다. 기판이 적재된 카세트가 카세트 포트 내로 진입하면 상기의 고정측 블록(22)에 의해 먼저 위치가 고정되고 상기 가동측 블록(23)에 의해 카세트의 위치가 정렬된다.

기판은 카세트의 가장자리와 측면에 형성된 지지대의 카세트 홀더(24)에 의해 지지대면서 카세트에 보관된다.

로봇 암은 기판을 한 장씩 언로딩하여 공정이 진행되는 챔버 내로 진입시키고 해당 공정이 진행된다. 공정을 모두 마친 기판은 공정 라인의 후단에 설치된 빈 카세트에 로딩되고 자동반송대차에 의해 이동하고 카세트 저장소에서 다음 공정을 대기하게 된다.

이때 공정 라인의 일부 공정에서 에러가 발생할 경우, 공정이 진행되는 라인에 정체가 발생한다. 그러나, 상기의 공정 에러로 말미암아 라인 전체를 멈추는 것 은 손실이 크기 때문에 공정이 진행되는 라인의 임의의 지점에 에러가 발생한 기판을 임시 보관하는 버퍼 스테이지가 설치되어 있다. 즉, 공정의 진행 중 기판에 에러가 발생할 경우 에러가 발생한 기판을 공정 라인에서 버퍼 스테이지로 제거하고 정상적인 기판들이 공정이 계속될 수 있도록 한다.

카세트에서 기판을 언로딩하는 로봇은 일정한 시간 간격으로 기판을 계속 언로딩하는데, 카세트가 적재된 카세트 포트로 카세트를 제시간에 공급하지 못하면 공정의 지연이 발생한다.

보통 하나의 카세트에는 기판이 20장내외로 적재되어 있고 하나의 공정 선반에는 1~2개의 카세트 포트가 설치되어 있다. 또한 하나의 기판을 언로딩하는 시간 간격을 20~40초 내외이다. 그러므로 2개의 카세트 포트를 기준으로 하더라도 최대 20~ 40분내에 기판이 공급되지 못하면 공정을 멈추어야한다.

카세트 포트가 설치된 선반의 크기가 크고 다수의 카세트 포트가 설치되어 있다면 문제가 없으나 공정이 진행되는 공간의 효율적인 배치 문제로 카세트 포트의 수를 늘릴 수만은 없는 문제점이 있다.

공정은 한번 멈춘 후에 다시 가동하는데는 상당한 비용이 발생하고 공정이 멈출 때에는 공정이 진행되고 있는 기판에도 치명적인 불량이 발생할 수 있으므로 공정이 중단되지 않고 진행되는 것이 필요하다.

본 발명은 상기와 같이 공정이 진행되는 시간 내에 기판이 공급되지 않아 공정 전체를 멈추어야 하는 문제점을 해결하기 위해 카세트 포트의 상단에 여분의 기 판을 보관할 수 있는 여분의 기판 적재부를 설치하는 것을 목적으로 한다.

또한 상기의 여분의 기판 적재부를 활용하여 제조 라인의 멈춤이 없이 원활하게 LCD제조 공정이 진행될 수 있게 하며 일정한 면적에 최대한 많은 기판을 적재하게 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 액정표시장치의 카세트 포트는 카세트를 보관하는 카세트 보관함과, 상기 카세트 보관함에 보관된 카세트에 기판이 적재되어 있는지를 검사하는 발광부 센서 및 수광부 센서를 포함하는 기판 감지 센서부와, 카세트를 상기 보관부 상에서 카세트를 고정하는 고정측 블록 및 카세트 포트에 보관된 카세트의 위치를 조정하는 가동측 블록과, 상기 카세트 보관함 상에 보관되는 카세트 상에 기판이 없을 때 기판을 공급하기 위한 여분의 기판을 보관하는 기판 적재부를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

- 실시 예 1-

도 3과 도 4를 통하여 본 발명의 기판 카세트 포트의 구조를 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예를 나타내는 사시도이고 도 4는 상기 도 3의 정면도를 나타낸 것이다.

도 3에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 기판 카세트 포트(300)는 서로 접촉하면서 수평으로 배열된 카세트 보관함(310)과 상기 카세트 보관함(310)의 상부에 형성된 기판 적재부(305)를 구비하여 구성된다. 상기 카세트 보관함(310)은 언로딩되는 카세트를 고정시키기 위한 고정측 블록(302)과 카세트의 위치를 조정하는 가 동측 블록(303)을 카세트 보관함(310)의 저 면에 더 구비한다.

또한 제 1 카세트 보관함(310)의 상부에는 카세트 보관함(310)에 로딩된 카세트 상에 기판 존재 유무를 검출하기 위한 수광부 센서와 발광부 센서가 각각 부착되어 있다.

상기 카세트 보관함의 상측에는 기판 적재부가 형성되어 있는데, 상기 기판 적재부는 로딩되는 카세트를 고정시키기 위한 고정측 블록(302)과 카세트의 위치를 조정하기 위한 가동측 블록(303)을 더 구비하고 있다. 또한 기판 적재부의 골격을 유지하고 보관되는 기판을 보호하는 플레이트가 더 구비되어 있다. 상기 플레이트는 기판 적재부(305)의 양 측면과 상부에 형성될 수 있으나, 상판은 구비하지 않을 수도 있다.

카세트 포트에 보관된 기판을 이용하여 공정이 진행되는 과정을 설명하면, 기판이 적재된 카세트는 자동반송대차에 의해 해당 공정이 진행되는 선반 상의 카세트 포트 내로 로딩된다.

카세트 포트의 카세트 보관함의 공간은 카세트를 보관하고도 일정한 여분의 공간을 확보한다. 이는 자동반송대차 상의 로봇 암에 의해서 카세트가 상기 보관함으로 로딩될 때는 일정한 여유공간이 있어야 로봇 암이 카세트를 로딩, 언로딩할 수 있기 때문이다. 로봇 암(미도시)은 기판을 적재한 카세트를 자동반송대차로부터 언로딩한 다음, 수평 이동하여 카세트 보관함(310) 내로 진입하고 수직 강하운동을 통해 기판을 카세트 보관함(310)으로 로딩한다.

카세트가 카세트 보관함(310)에 로딩되면 카세트 보관함(310) 저 면의 고정 측 블록(302)에 의해 고정되고, 기판이 쉽게 카세트로부터 언로딩되어 공정이 진행될 수 있도록 얼라인하는 가동측 블록(303)에 의해 위치를 보정한다.

카세트 상의 기판은 선반 상에 형성된 로봇 암(미도시)에 의해 공정이 진행되는 챔버로 하나씩 이송된다.

카세트에 적재된 기판이 모두 공정이 진행되면 빈 카세트는 카세트 포트에서 퇴출되고 기판을 적재한 새로운 카세트가 그 자리를 대체한다.

그러나, 상기의 과정에서 카세트 포트에 보관된 모든 기판을 공정진행을 위해 사용하고 고갈된 후에, 공정이 진행될 새로운 기판을 공급받지 못할 경우가 생기는데, 이때 카세트 보관함(310)의 상부에 설치된 기판 적재부(305)에 적재된 기판을 공정에 투입하여 공정의 중단 없이 제조 공정을 진행할 수 있다.

카세트 보관함(310) 상에 기판이 존재하지 않는다는 사실은 카세트 보관함의 상부와 하부에 각각 설치된 기판 감지 센서(304a,304b)에 의해서 감지될 수 있다.

즉, 카세트 보관함(310)에 보관된 카세트에 기판이 없으면 제 1카세트 보관함의 상부에 설치된 기판 감지 센서(304a)로부터 발진된 광이 제 1 카세트 보관함의 하부에 설치된 수광 센서(304b)에 의해 감지되고 기판이 없음이 판명된다.

상기의 기판 감지 센서에 의해 제 1카세트 보관함(310)에 기판이 없음이 판명되면 선반 상에 설치되고 기판을 공정이 진행되는 챔버 내로 이동하는 로봇 암은 기판 적재부(305)에 적재된 기판을 언로딩하여 공정의 끊어짐이 없도록 기판을 공정이 진행되는 챔버로 공급한다.

정상적인 경우, 카세트 보관함(310)에는 공정이 진행되는 동안 기판이 적재 된 카세트가 끊이지 않고 운반되어야하나 기판 공급에 차질이 있을 때 상기에서와 같이 기판 적재부(305) 상의 기판을 공정에 투입하여 공정의 중단을 방지한다.

카세트 보관함(310)에 기판이 적재된 카세트가 다시 로딩되면 상기 기판 감지 센서 중 수광 센서(304b)는 감지센서 중 발광 센서(304a)로부터 발진되는 광을 검출할 수 없게 되고 프로세스 챔버로 기판을 공급하는 로봇 암(미도시)은 다시 카세트 보관함(310)에 보관된 기판을 프로세스 챔버로 공급한다.

기판 적재부(305)에 보관되는 기판은 카세트에 의해 적재되는데 카세트에 적재되어 이송되는 것이 기판을 이송/반송하는데 효과적이다.

본 발명은 공정이 진행되는 공간의 협소함으로 인하여 카세트 포트의 크기가 1~2개인 경우에 공정 지연을 방지하기 위하여 특히 효과적일 수 있다.

기판 적재부(305)에 보관되는 카세트는 공정이 끝나고 여유가 있을 때 미리 적재하여 두고 공정이 진행될 때 발생될 수 있는 공정 중단을 대비한다.

-실시 예 2-

본 발명의 카세트 포트는 카세트 보관함(310) 상부에 기판을 적재한 카세트 형태로 기판을 적재하는 기판 적재부를 형성하는데 제한될 것이 아니라 카세트 보관함(310)의 상부에 기판을 낱장으로 보관할 수 있도록 구성될 수 있다.

도 5는 카세트 포트의 상부에 기판을 적재할 수 있도록 구조 개선된 본 발명의 다른 실시 예를 나타낸다.

본 발명의 다른 실시 예에 의한 카세트 포트의 구성을 살펴보면, 다수의 기판이 적재된 카세트가 보관되는 카세트 보관함(501)과 여분의 기판을 적재해두는 여분의 기판 적재부(505)를 구비하여 구성된다.

상기의 카세트 보관함(501)은 상기 제 1 실시 예에서와 같이 구성됨으로 여기에서는 설명을 생략한다.

상기 카세트 보관함(501)의 상부에 설치되는 기판 적재부(505)는 기판을 지지하는 지주(502)와 지주 측면에 일정한 간격을 두고 형성된 기판 홀더(503)를 다수 구비하여 형성된다. 상기의 지주(502)는 카세트 보관함(501)의 각 모서리와 플레이트의 가운데에 하나씩 형성될 수 있다. 상기의 기판 적재부(505)는 기판반송대차 상에 설치된 로봇 암에 의해서 기판이 용이하게 적재되고 선반 상에 설치된 로봇 암에 의해 용이하게 언로딩될 수 있도록 카세트 포트의 정면부와 후면부에는 기판을 지지하는 지주가 없도록 구성한다.

상기의 기판 홀더(503)에는 도 6에서 도시한 바와 같이, 기판과의 마찰을 최대한 줄여 기판의 파손을 방지하고 기판의 미끄러짐을 방지할 수 있도록 고무재질의 패드(601)를 더 구비할 수 있다.

본 발명은 액정표시장치 제조 공정에서 사용되는 카세트 포트에 여분의 기판을 적재할 수 있도록 구조를 개선함으로써 공정이 진행되는 도중 카세트 포트에 기판이 제시간에 공급되지 못하여 공정이 중단되는 문제를 해결한 것으로써 카세트 포트에 기판이 적시에 공급되지 못하더라도 여분의 기판 적재부에서 기판을 공정 상에 투입할 수 있게 함으로써 공정의 중단을 방지하고 원활하게 공정을 진행할 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.

또한 한정된 공간 내에 최대한 많은 수의 기판을 공정 대기할 수 있게 함으로써 자동반송대차에 의해 기판을 공급하는 시간적 여유를 가질 수 있게 한다.

Claims (10)

1. 카세트 보관함의 골격을 유지하는 플레이트와, 카세트의 위치를 고정하기 위해 카세트 보관함의 저면에 형성된 고정측 블록과, 카세트의 위치를 조정하고 고정하기 위한 가동측 블록과, 카세트 상에 기판 적재 유무를 판단하기 위한 기판 검출 센서를 구비한 카세트 보관함; 및

   상기 카세트 보관함의 상부에 설치되어 여분의 기판을 수납할 수 있는 기판 적재부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판적재부를 포함하는 카세트 포트.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 기판 검출 센서는 기판을 감지하기 위하여 광을 발진하는 발광부 센서와;

   발광부 센서로부터 발진하는 광을 검출하는 수광부 센서로 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 적재부를 포함하는 카세트 포트.
4. 제 1항에 있어서, 상기 플레이트는 카세트 보관함의 측면에 서로 대향하여 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 적재부를 포함하는 카세트 포트.
5. 제 1항에 있어서, 상기 기판 적재부는 기판 적재부의 골격을 유지하는 플레이트와;

   수납되는 카세트의 위치를 고정하기 위한 고정측 블록과;

   카세트의 위치를 조정하고 고정하기 위한 가동측 블록을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 적재부를 포함하는 카세트 포트.
6. 제 5항에 있어서, 상기 플레이트는 카세트 보관함의 골격을 유지하기 위하여 형성되는 플레이트의 수직 연장선상에 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 적재부를 포함하는 카세트 포트.
7. 제 1항에 있어서, 상기 기판 적재부는 적재되는 기판을 지지하는 지주를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 적재부를 포함하는 카세트 포트.
8. 제 7항에 있어서, 상기 지주는 기판 적재부에 기판을 수평하게 적재할 수 있도록 일정한 간격으로 정렬된 기판 홀더를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 적재부를 포함하는 카세트 포트.
9. 제 8항에 있어서, 상기 지주에 형성된 기판 홀더는 기판과의 접촉 충격을 줄이고 기판의 미끄럼 방지를 위한 고무 재질의 커버로 구성된 것을 특징으로 하는 기판 적재부를 포함하는 카세트 포트.
10. 제 7항에 있어서, 상기 지주는 기판 보관함의 각 모서리에 하나씩 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 적재부를 포함하는 카세트 포트.

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