KR101868460B1 - 기판처리장치의 선형구동장치 및 그를 가지는 기판처리장치 - Google Patents

기판처리장치의 선형구동장치 및 그를 가지는 기판처리장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공정챔버 내에 구동대상을 선형이동시키는 선형구동장치 및 그를 가지는 기판처리장치에 관한 것이다.
본 발명은 밀폐된 처리공간을 형성하는 공정챔버에 설치되어 처리공간 내의 구동대상을 가압하는 선형구동장치로서, 상기 공정챔버에 설치되어 선형구동력을 발생시키는 선형구동력발생부와; 상기 선형구동력발생부와 연결되어 상기 선형구동력발생부의 선형구동력에 의하여 상기 공정챔버 내에 설치된 구동대상을 가압하는 가압부와; 상기 선형구동력발생부와 상기 가압부 사이에 설치되어 상기 가압부에 가해지는 하중을 감지하는 하중감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 선형구동장치를 개시한다.

Description

기판처리장치의 선형구동장치 및 그를 가지는 기판처리장치 {Linear driving device and substrate processing apparatus having the same}
본 발명은 기판처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공정챔버 내에 구동대상을 선형이동시키는 선형구동장치 및 그를 가지는 기판처리장치에 관한 것이다.
기판처리장치란 밀폐된 처리공간을 형성하는 공정챔버를 구비하여, 기판표면을 식각하거나 증착하는 등 기판처리를 수행하는 장치를 말한다.
여기서 상기 기판처리장치에 의하여 처리되는 기판은 반도체용 웨이퍼, LCD패널용 유리기판, 태양전지용 기판 등이 있다.
그리고 종래의 기판처리장치 중 공정챔버 내에 선형이동이 가능하도록 설치되며 기판이 안착되는 셔틀을 구비하여, 셔틀에 기판을 안착시킨 후 셔틀의 이동에 의하여 기판처리를 수행하는 장치가 있다.
한편 기판처리장치를 구성하는 공정챔버는 그 내부에 기판을 미세이동시켜 얼라인하는 등 처리공간 내의 선형이동이 필요한 여러 부재들이 설치되므로 구동대상을 이동시키기 위한 선형구동장치가 설치된다.
그런데 종래의 기판처리장치는 선형구동장치가 구동대상을 가압하는데 구동대상이 이동될 수 없는 상태임에도 불구하고 이에 대한 감지가 불가하여 구동대상에 과도한 힘을 가함으로써 기판과 같은 구동대상이 파손될 수 있는 문제점이 있다.
또한 종래의 기판처리장치는 선형구동장치가 구동대상에 대하여 가압함에 있어서 구동대상의 상태에 대한 감지가 불가하여 구동대상을 가압할 수 없는 상태임에도 불구하여 가압함으로써 구동대상이 변형되거나 파손될 수 있는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 구동대상을 가압하는 선형구동장치가 공정챔버 내에 설치된 구동대상을 가압할 때 반발력을 감지하는 하중감지부를 포함함으로써 구동대상에 대한 가압의 선별적인 제어가 가능하여 구동대상에 대한 변형 또는 파손을 방지하여 보다 안정적인 기판처리의 수행이 가능한 기판처리장치의 선형구동장치 및 그를 가지는 기판처리장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 구동대상을 가압하는 선형구동장치가 공정챔버 내에 설치된 구동대상을 가압할 때 반발력을 감지하는 하중감지부를 포함함으로써 구동대상에 대한 가압의 선별적인 제어가 가능하여 구동대상이 가압될 수 있는 상태가 아님에도 불구하고 가압된 후 기판처리가 수행됨으로써 기판처리의 불량을 방지할 수 있는 기판처리장치의 선형구동장치 및 그를 가지는 기판처리장치를 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은 밀폐된 처리공간을 형성하는 공정챔버에 설치되어 처리공간 내의 구동대상을 가압하는 선형구동장치로서, 상기 공정챔버에 설치되어 선형구동력을 발생시키는 선형구동력발생부와; 상기 선형구동력발생부와 연결되어 상기 선형구동력발생부의 선형구동력에 따른 선형이동에 의하여 상기 공정챔버 내에 설치된 구동대상을 가압하는 가압부와; 상기 선형구동력발생부와 상기 가압부 사이에 설치되어 상기 가압부에 가해지는 하중을 감지하는 하중감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 선형구동장치를 개시한다.
상기 가압부는 상기 선형구동력발생부와 연결되는 연결로드와, 상기 연결로드의 끝단에 설치되어 구동대상을 가압하는 가압부재를 포함할 수 있다.
상기 연결로드의 끝단에는 상기 가압부재의 설치를 위한 브라켓이 설치되며, 상기 가압부재는 상기 브라켓에 설치되는 하나 이상의 롤러를 포함할 수 있다.
상기 기판처리장치는 밀폐된 내부공간을 형성하는 공정챔버와, 상기 공정챔버 내에 설치되어 기판이 안착되어 안착된 기판을 선형이동하는 셔틀을 포함하며, 상기 셔틀은 기판이 안착되는 기판안착부를 가지며 상기 기판안착부에 안착된 기판 상에 하나 이상의 개구부가 형성된 마스크가 복개되는 셔틀본체와; 상기 셔틀본체에 설치되어 상기 마스크의 가장자리 일부를 클램핑하는 클램핑부재를 포함하여 기판에 대한 마스크의 슬립을 방지하는 클램핑부를 포함하며, 상기 구동대상은 상기 클램핑부재일 수 있다.
상기 하중감지부는 압력감지센서를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 밀폐된 내부공간을 형성하는 공정챔버와; 상기와 같은 구성을 가지는 선형구동장치로서, 상기 처리공간 내의 구동대상을 가압하는 선형이동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치를 개시한다.
상기 공정챔버 내에 설치된 한 쌍의 가이드레일과; 상기 가이드레일을 따라서 선형이동되는 한 쌍의 이동블록이 상기 기판안착부에 결합된 셔틀과; 상기 가이드레일을 따라서 상기 셔틀을 선형이동시키기 위한 선형구동부를 포함하며, 상기 셔틀은 기판이 안착되는 기판안착부를 가지며 상기 기판안착부에 안착된 기판 상에 하나 이상의 개구부가 형성된 마스크가 복개되는 셔틀본체와; 상기 셔틀본체에 설치되어 상기 마스크의 가장자리 일부를 클램핑하는 클램핑부재를 포함하여 기판에 대한 마스크의 슬립을 방지하는 클램핑부를 포함하며, 상기 구동대상은 상기 클램핑부재일 수 있다.
상기 클램핑부재는 상기 셔틀본체에 설치된 힌지축에 결합되어 상기 힌지축을 중심으로 회전되어 상기 마스크의 가장자리 일부를 클램핑하거나 반대방향으로 회전되어 클램핑을 해제하는 클램핑부분과, 상기 힌지축을 중심으로 상기 클램핑부분 반대 쪽에 위치되어 상기 가압부에 의하여 가압되어 상기 클램핑부분을 상기 힌지축을 중심으로 회전시키는 가압부분을 포함할 수 있다.
상기 클램핑부는 상기 셔틀본체에 설치되어 상기 클램핑부분이 상기 마스크를 클램핑하는 방향으로 토크를 발생시키는 탄성부재를 포함할 수 있다.
상기 탄성부재는 일단이 상기 클램핑부분에 연결되고, 타단이 상기 기판안착부에 연결될 수 있다.
상기 하중감지부에 의하여 감지된 하중이 미리 설정된 범위에서 벗어난 경우 이상신호를 작업자에게 알리는 알람부를 추가로 포함할 수 있다.
상기 공정챔버는 상기 선형구동장치의 설치를 위한 개구부가 형성되며, 상기 공정챔버의 외측으로 상기 선형구동력발생부가 설치되며 상기 공정챔버의 내측으로 상기 가압부가 설치된 리드가 상기 개구부를 복개하여 설치될 수 있다.
상기 선형구동력발생부는 상기 공정챔버의 측벽에 설치될 수 있다.
상기 하중감지부는 압력감지센서를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기판처리장치의 선형구동장치 및 그를 가지는 기판처리장치는 구동대상의 가압을 위한 선형구동장치가 공정챔버 내에 설치된 구동대상을 가압할 때 반발력을 감지하는 하중감지부를 포함함으로써 구동대상에 대한 가압의 선별적인 제어가 가능하여 구동대상에 대한 변형 또는 파손을 방지하여 보다 안정적인 기판처리의 수행이 가능한 이점이 있다.
특히 본 발명에 따른 기판처리장치의 선형구동장치 및 그를 가지는 기판처리장치는 셔틀에 의하여 이송되는 마스크를 클램핑하는 클램핑부의 클램핑부재를 가압하기 위한 선형구동장치가 클램핑부재를 가압할 때 반발력을 감지하는 하중감지부를 더 포함함으로써 클램핑부재에 대한 가압의 선별적인 제어가 가능하여 구동대상이 가압될 수 있는 상태가 아님에도 불구하고 가압된 후 기판처리가 수행됨으로써 기판처리의 불량을 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판처리장치를 보여주는 개념도이다.
도 2는 도 1의 기판처리장치를 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 1의 기판처리장치 중 셔틀에 설치된 클램핑부의 일예를 보여주는 일부 평면도이다.
도 4a 및 도 4b는 각각 도 3의 클램핑부의 작동과정을 보여주는 일부 단면도들이다.
도 5은 도 1의 기판처리장치 중 클램핑부의 클램핑부재를 선형이동시키기 위한 선형이동장치의 구성을 보여주는 측면도이다.
도 6은 도 5의 선형이동장치를 보여주는 평면도이다.
이하 본 발명에 따른 기판처리장치의 선형구동장치 및 그를 가지는 기판처리장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 기판처리장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 밀폐된 내부공간(S)을 형성하는 공정챔버(100)와, 공정챔버(100) 내에 설치된 한 쌍의 가이드레일(130)과; 가이드레일(130)을 따라서 선형이동되는 셔틀(200)과; 가이드레일(130)을 따라서 셔틀(200)을 선형이동시키기 위한 선형구동부(150)를 포함한다.
여기서 본 발명에 따른 기판처리장치는 식각공정, 증착공정 등 기판처리공정을 수행하며, 특히 ALD공정, 더 구체적으로 OLED기판에 대한 봉지공정을 수행할 수 있다.
상기 공정챔버(100)는 기판처리의 수행을 위한 처리공간(S)이 형성되며 기판처리에 따라서 다양한 구조가 가능하며, 예로서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 서로 착탈가능하게 결합되어 밀폐된 처리공간(S)을 형성하는 챔버본체(120) 및 상부리드(110)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 챔버본체(120)에는 반송된 기판(10)이 도입되거나 배출될 수 있도록 하나 이상의 게이트(101)가 형성될 수 있으며, 처리공간(S) 내의 배기 및 압력제어를 위하여 배기시스템과 연결될 수 있다.
그리고 상기 챔버본체(120)는 기판(10)의 도입 및 배출시 기판을 지지하기 위한 리프트핀을 포함하는 기판리프팅시스템(미도시)이 설치될 수 있다.
한편 상기 공정챔버(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 셔틀(200)에 의하여 이송되는 기판(10)의 이송경로의 상부에 위치되어 기판처리를 위한 가스를 분사하는 가스분사부(140)가 설치될 수 있다.
또한 공정처리에 따른 전원이 인가를 위하여 상기 공정챔버(100)는 접지되거나 RF전원이 인가되는 등 다양한 전원이 인가될 수도 있다.
한편 상기 기판리프팅시스템 및 가스분사부(140)의 위치와 관련하여, 본 발명에 따른 기판처리장치는 셔틀(200)에 의하여 기판(10)이 이송되면서 기판처리가 이루어짐을 고려하여, 기판리프팅시스템은 기판(10)이 도입되거나 배출되는 위치 즉, 게이트(101) 부근에 설치되며, 가스분사부(140)는 셔틀(200)의 이동에 연동하여 기판(10) 전체에 걸쳐 골고루 기판처리가 이루어질 수 있도록 셔틀(200)의 이동경로를 기준으로 그 중앙에 배치될 수 있다.
상기 가이드레일(130)은 선형구동부(150)의 선형구동에 의하여 셔틀(200)의 선형이동을 가이드하는 구성으로서, 셔틀(200)의 이동을 가이드할 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.
즉, 상기 가이드레일(130)은 도 2, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 셔틀(200)의 이동방향, 즉 종방향(X축 방향)으로 배치된 레일(132)과 공정챔버(100) 내에 설치되어 레일(132)을 지지하도록 설치된 레일지지부(131)를 포함할 수 있다. 여기서 상기 가이드레일(130)은 레일(132) 및 레일지지부(131)가 일체로 형성될 수 있음은 물론이다.
그리고 상기 셔틀(200)은 가이드레일(130)과의 결합을 위하여, 프레임부(220)에 이동블록(250)이 결합될 수 있다.
도 4a 및 도 4b에서 도면부호 133은 가이드레일(130) 및 이동블록(250)의 접촉에 의하여 발생되는 파티클을 기판안착부(210) 쪽으로 전달되는 것을 방지하기 위한 실드부재를 가리킨다.
상기 선형구동부(150)는 셔틀(200)의 선형이동을 구동할 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.
예로서, 상기 선형구동부(150)는 공정챔버(100)에 설치된 구동원(151) 및 셔틀(200)과 결합되어 구동원(151)의 구동에 의하여 셔틀(200)을 종방향(X축 방향)으로 이동시키는 선형이동부(152)를 포함할 수 있다.
여기서 상기 선형구동부(150)는 스크류잭, 유압실린더 등 그 구동방식에 따라서 다양한 방식이 가능하며, 파티클에 민감한 공정이 수행됨을 고려하여 파티클의 발생이 가장 적은 자기를 이용한 선형구동장치가 사용됨이 바람직하다.
상기 셔틀(200)은 기판(10)이 안착되어 공정챔버(100) 내에서 선형이동되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하며, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(10)이 안착되는 기판안착부(210)를 가지며 기판안착부(210)에 안착된 기판(10) 상에 하나 이상의 개구부가 형성된 마스크(20)가 복개되는 셔틀본체와; 셔틀본체에 설치되어 마스크(20)의 가장자리 일부를 클램핑하여 기판(10)에 대한 마스크(20)의 슬립을 방지하는 클램핑부(300)를 포함한다.
상기 셔틀본체는 기판(10)이 안착되는 기판안착부(210)를 포함하여 기판(10)의 안착 및 이송을 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하며, 기판(10)이 안착되는 기판안착면(211)을 가지는 기판안착부(210)와; 기판안착부(210)의 저면에 탈착가능하게 결합되고, 서로 탈착가능하게 결합된 복수의 프레임부재들을 포함하는 프레임부(220)를 포함할 수 있다.
상기 프레임부(220)는 기판안착부(210)의 저면에 탈착가능하게 결합되고, 서로 탈착가능하게 결합된 복수의 프레임부재들을 포함하여 셔틀(200)을 경량화 및 유지보수시 교체가 원활하게 하기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
상기 프레임부(220)를 구성하는 복수의 프레임부재들은 그 재질이 기판안착부(210)에 비하여 강도가 높지만 열변형이 작은, 즉 열팽창률이 작은 재질, 예를 들면 FRP(fiber reinforced plastic)재질의 사용이 바람직하다.
FRP로는 유리강화섬유(GFRP), 탄소강화섬유(CFRP) 등이 있다.
한편 상기 프레임부(220)를 구성하는 복수의 프레임부재들은 열팽창률 중 길이방향, 셔틀(200)의 선형이동방향의 열팽창계수가 -1~10 micro strain /℃인 것이 바람직하다.
이때 상기 기판안착부(210) 및/또는 윙부(240)의 재질이 알루미늄, 알루미늄 합금 등의 재질인 경우 열팽창계수가 12~25 micro strain /℃이다.
상기 기판안착부(210)는 반송로봇(미도시)과 같은 기판이송장치에 의하여 공정챔버(100) 내에 도입된 기판(10)이 안착되는 구성으로서 기판(10)이 안착될 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.
상기 기판안착부(210)의 재질은 공정에 영향을 주지 않는 재질의 사용이 바람직하며, 예로서, 알루미늄, 알루미늄 합금 등의 재질이 사용될 수 있으며, 통상 처리되는 기판의 형상이 직사각형임을 고려하여 직사각형의 형상을 가지는 것이 바람직하다.
그리고 상기 기판처리장치는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 기판처리의 종류에 따라서 기판(10)이 안착된 후 하나 이상의 개구가 형성된 마스크(20)를 기판(10)에 밀착시킬 수 있는바, 기판안착부(210)는 마스크(20)의 승하강, 안착 등을 위하여 홈, 돌기 등이 형성될 수 있다.
이때 상기 기판안착부(210)의 저면 쪽에는 자력에 의하여 마스크(20)를 기판(10)에 밀착시키는 마스크홀더(30)가 설치될 수 있다.
또한 상기 기판안착부(210)의 저면 쪽에는 기판(10)을 가열하기 위한 히터(미도시)가 설치될 수 있다.
한편 종방향(X축 방향)을 기준으로 기판안착부(210)의 전방 및 후방 가장자리 부근에서 균일한 공정분위기를 형성하기 위하여, 상기 셔틀(200)은 종방향(X축 방향)을 기준으로 기판안착부(210)의 전방 및 후방 중 적어도 어느 하나에 결합되어 기판안착면(211) 상에 안착된 기판(10), 또는 마스크(20)가 설치된 경우 마스크(20)의 상면과 동일한 평면을 형성하는 윙부(240)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 윙부(240)는 가스흐름의 왜곡 등으로 인하여 기판안착부(210)의 가장자리 부근에서 기판처리가 불균하게 이루어질 수 있는바 이를 보완하기 위한 구성으로서 기판안착부(210)의 가장자리 부근에서 균일한 공정분위기를 형성하기 위하여 기판안착면(211) 상에 안착된 기판(10), 또는 마스크(20)가 설치된 경우 마스크(20)의 상면과 동일한 평면을 형성하는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.
예로서, 상기 윙부(240)는 프레임부(220)에 지지되어 탈착가능하게 설치되는 플레이트 형상을 가질 수 있으며, 그 재질은 기판안착부(210)와 동일한 재질, 즉 알루미늄 또는 알루미늄합금 재질을 가지는 것이 바람직하다.
상기 클램핑부(300)는 셔틀본체에 설치되어 기판안착부(210)에 안착된 기판(10)을 복개하는 마스크(20)의 가장자리 일부를 클램핑하여 기판(10)에 대한 마스크(20)의 슬립을 방지하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 클램핑부(300)는 선형이동 및 회전 중 적어도 어느 하나에 의하여 기판안착부(210)에 안착된 마스크(20)의 가장자리 일부를 클램핑하도록 셔틀본체에 설치된 하나 이상의 클램핑부재(310)를 포함한다.
여기서 상기 클램핑부재(310)의 구동은 공정챔버(100) 또는 셔틀(200)에 설치된 후술하는 구동부(400)에 의하여 구동될 수 있다. 여기서 상기 구동부(400)는 클램핑부재(310)의 구동원리에 따라서 다양한 구성이 가능하며 자세한 설명은 후술한다.
상기 클램핑부재(310)는 셔틀본체에 설치되어 선형이동 및 회전 중 적어도 어느 하나를 포함하는 클램핑운동에 의하여 마스크(20)의 가장자리 일부를 클램핑하는 구성으로서 클램핑부재(310)의 구동원리에 따라서 후술하는 구동부(400)와 함께 다양한 구성이 가능하다.
일예로서, 상기 클램핑부재(310)는 도 3, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 셔틀본체에 힌지결합되어 회전에 의하여 마스크(20)의 가장자리 일부를 클램핑하거나 클램핑을 해제하는 구성으로서, 셔틀본체에 설치된 힌지축(340)에 결합되어 힌지축(340)을 중심으로 회전되어 마스크(20)의 가장자리의 일부를 클램핑하거나 반대방향으로 회전되어 클램핑을 해제하는 클램핑부분(311)과, 힌지축(340)을 중심으로 클램핑부분(311) 반대 쪽에 위치되어 구동부(400)의 구동에 의하여 클램핑부분(311)을 힌지축(340)을 중심으로 회전시키는 가압부분(312)을 포함할 수 있다.
상기 클램핑부분(311)은 마스크(20)의 가장자리를 가압하여 마스크(20)의 가장자리 일부를 클램핑하기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
여기서 상기 클램핑부분(311)이 마스크(20)의 가장자리 일부를 클램핑하고 기판처리 후 기판인출을 위하여 클램핑 해제를 위하여 클램핑부분(311)이 회전된 후 마스크(20)가 상측으로 이동되고 기판(10)이 리프트핀에 의하여 상승된 후 반송로봇에 의하여 기판(10)이 인출된다
따라서 상기 클램핑부분(311)의 회전은 마스크(20)의 상하이동에 간섭될 수 있는바, 마스크(20)의 상하이동에 간섭되지 않는 위치까지 이루어진다.
상기 가압부분(312)은 구동부(400)의 구동에 의하여 클램핑부분(311)을 회전시키기 위한 구성으로서 클램핑부분(311)을 회전시킬 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다. 여기서 상기 클램핑부분(311) 및 가압부분(312)은 일체로 형성될 수 있다.
또한 상기 가압부분(312)은 후술하는 구동부(400)의 가압부(410)에 의하여 힌지축(340)을 중심으로 회전이 용이하도록 하나 이상의 부재에 의하여 구동부(400)의 가압부(410)의 가압이 용이한 형상을 가지는 것이 바람직하다.
예를 들면, 상기 가압부분(312)은 클램핑부분(311)과 함께 일부가 플레이트 형상을 이루고, 플레이트 형상의 일단에 굽어진 형상을 이루어 구동부(400)의 가압부(410)의 가압이 용이하도록 구성될 수 있다.
한편 상기 클램핑부(300)는 셔틀본체에 설치되어 클램핑부분(311)이 마스크(20)의 가장자리 일부를 클램핑하는 방향으로 토크를 발생시키는 하나 이상의 탄성부재(360)를 포함할 수 있다.
상기 탄성부재(360)는 그 탄성력으로 클램핑부분(311)이 마스크(20)의 가장자리 일부를 클램핑하는 방향으로 토크를 발생시켜 클램핑부분(311)이 마스크(20)의 가장자리 일부를 클램핑하도록 한다. 여기서 상기 가압부분(312)은 클램핑 해제시 구동부(400)에 의하여 가압되어 탄성부재(360)의 토크보다 큰 토크를 작용시켜 클램핑부분(311)이 클램핑을 해제하는 방향으로 회전된다.
한편 상기 탄성부재(360)는 일단이 클램핑부분(311)에 연결되고, 타단이 기판안착부(210)에 연결될 수 있다.
또한 상기 클램핑부분(311) 및 셔틀본체 중 적어도 어느 하나에는 클램핑부분(311)에 가해지는 토크의 크기를 조절하는 토크조절부재(350)가 설치될 수 있다.
상기 토크조절부재(350)는 탄성부재(360)의 탄성력을 변화시켜 클램핑부분(311)에 가해지는 토크의 크기를 조절하는 등 다양하게 구성될 수 있다.
예를 들면, 상기 토크조절부재(350)는 클램핑부분(311)이 마스크(20)의 가장자리 일부를 클램핑한 상태에서 클램핑부분(311)과 연결된 부분으로부터 셔틀본체에 연결된 부분까지의 탄성부재의 길이를 탄성부재길이라 할 때, 탄성부재길이를 변경시킴으로써 클램핑부분(311)에 가해지는 토크의 크기를 조절하는 등 다양하게 구성될 수 있다.
특히 상기 토크조절부재(350)는 클램핑부재(310)의 저면 쪽으로 돌출되도록 나사결합됨과 아울러, 일단이 탄성부재(360)의 일단과 연결되어, 저면 쪽으로의 돌출거리에 따라서 탄성부재길이를 조절하도록 구성될 수 있다.
여기서 상기 토크조절부재(350)가 클램핑부재(310)의 저면 쪽으로 돌출되도록 나사결합되도록 구성된 경우 처리공간(S)인 셔틀(200)의 상측으로 노출되는 것을 방지하기 위하여 커버부재(370)에 의하여 복개됨이 바람직하다.
한편 상기 클램핑부(300)의 수 및 그 설치위치는 마스크(10)의 클램핑 효과, 구동부(400)의 구동력 전달 등을 고려하여 다양하게 설치될 수 있다.
예로서, 상기 클램핑부(300)는 셔틀(200)의 이동방향, 즉 종방향으로 기판(10)의 가장자리 중간지점에 대응되는 위치에 대향되어 한 쌍으로 설치되는 것이 바람직하다.
한편 상기 클램핑부(300)는 클램핑 또는 클램핑 해제를 위하여 회전 대신에 선형이동 및 회전이동 중 적어도 어느 하나에 의하여 이루어질 수 있다.
상기 구동부(400)는 셔틀본체에 설치된 클램핑부(200)의 구동을 위한 구성으로서 그 구동방식에 따라서 다양한 구성이 가능하다.
상기 클램핑부(200)가 도 3, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 구성되는 경우, 구동부(400)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 공정챔버(100)에 설치되어 선형구동력을 발생시키는 선형구동력발생부(470)와; 선형구동력발생부(470)와 연결되어 선형구동력발생부(470)의 선형구동력에 의하여 공정챔버(100) 내에 설치된 클램핑부재(310)를 가압하는 가압부(410)를 포함할 수 있다.
상기 가압부(410)는 선형이동에 의하여 클램핑부재(310)를 가압하기 위한 구성으로서, 선형구동력발생부(470)와 연결되는 연결로드(413)와, 연결로드(413)의 끝단에 설치되어 클램핑부재(310)를 가압하는 가압부재(412)를 포함할 수 있다.
상기 연결로드(413)는 가압부재(412)의 선형이동에 의하여 클램핑부재(310), 특히 가압부분(312)를 이동시켜 클램핑부재(310)의 클램핑부분(311)을 힌지축(340)을 중심으로 회전시키기 위하여 선형구동력발생부(470)의 선형구동력을 전달받아 끝단에 연결된 가압부재(412)를 선형이동시키는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
특히 상기 연결로드(413)는 구동부(400)가 공정챔버(100)의 측벽에 설치된 경우, 공정챔버(100) 외부에 설치된 선형구동력발생부(470)의 구동력을 공정챔버(100) 내에 설치된 클램핑부재(310)의 가압부분(312)을 가압하도록 설치될 수 있다.
여기서 상기 연결로드(413) 중 공정챔버(100)의 외부에 위치된 쪽에서 처리공간(S)을 실링하기 위하여 벨로우즈 등을 결합될 수 있다.
한편 상기 연결로드(413)의 끝단에는 가압부재(412)의 설치를 위한 브라켓(411)이 설치될 수 있으며, 이때 가압부재(412)는 브라켓(411)에 설치되는 하나 이상의 롤러로 구성될 수 있다.
상기 선형구동력발생부(470)는 연결로드(413)를 선형이동시키기 위한 선형구동력을 발생시키기 위한 구성으로서, 유압실린더, 공압실린더, 리니어모터 등 선형구동력을 직접 발생시키는 장치는 물론, 회전모터 및 볼스크류 등으로 구성된 선형구동매커니즘 등으로 구성되는 등 다양한 구성이 가능하다.
상기 선형구동력발생부(470)는 일예로서, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 공정챔버(100)의 측벽에 설치된 회전모터(474) 및 스크류부(475)와, 회전모터(474)의 회전력을 스크류부(475)에 전달하도록 벨트(472) 및 풀리(471, 473)의 조합인 회전력전달부(470)에 의하여 회전되는 스크류부(460)와, 스크류부(460)에 결합되어 스크류부(460)의 회전에 의하여 이동되며 가압부(410)가 결합된 구동블록(480)을 포함할 수 있다.
여기서 상기 가압부(410)가 결합되는 구동블록(480)은 연결로드(413)의 끝단과 결합되어 스크류부(460)를 따라서 이동하는 구동블록(480)의 이동에 의하여 연결로드(413)의 선형이동이 구동된다.
또한 상기 구동블록(480)의 이동에 있어 안정적인 선형이동을 위하여, 구동블록(480)은 공정챔버(100)에 설치된 하나 이상의 가이드로드(450)들과 구속되어 결합될 수 있다.
그리고 상기 선형구동력발생부(470)를 포함하는 구동부(400)의 설치와 관련하여, 공정챔버(100), 특히 챔버본체(120)는 구동부(400)의 설치를 위한 개구부(121)가 형성되며, 공정챔버(100)의 외측으로 선형구동력발생부(470)가 설치되며 공정챔버(100)의 내측으로 가압부(410)가 설치된 리드(190)가 개구부(121)를 복개하여 설치될 수 있다.
한편 상기 구동부(400)에 의하여 구동되는 클램핑부(300)에 설치된 탄성부재(360)가 파손되거나 장시간의 사용으로 탄성력에 변화가 있는 경우 클램핑부(300)에 의한 마스크(20)의 클램핑력에 변화가 발생하여 마스크의 클램핑이 정상적으로 작동되지 않는 문제점이 발생될 수 있다.
그런데 상기와 같은 탄성부재(360)의 상태변화는 공정챔버(100) 내부에 설치되어 육안으로 관찰할 수 없어 탄성부재(360)의 파손 또는 변형이 발견되지 않아 마스크(10)의 클램핑에 이상이 발생하여 기판처리에 불량으로서 작용할 수 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 탄성부재(360)의 상태변화를 감지하기 위하여 선형구동력발생부(470)와 가압부(410) 사이에 설치되어 가압부(410)에 가해지는 하중을 감지하는 하중감지부(490)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 하중감지부(490)는 선형구동력발생부(470)와 가압부(410) 사이에 설치되어 가압부(410)에 가해지는 하중을 감지하는 구성으로서 압력감지센서 등이 사용될 수 있다.
특히 상기 하중감지부(490)는 선형구동력발생부(470)를 구성하는 구동블록(480) 및 가압부(410)의 일부를 구성하는 연결로드(413) 사이에 설치되는 등 가압부(410)에 가해지는 하중을 감지할 수 있으면 어떠한 위치에 설치되도 무방하다.
한편 본 발명에 따른 기판처리장치는 하중감지부(490)에 의하여 감지된 하중이 미리 설정된 범위에서 벗어난 경우 청각 및 시각 중 적어도 어느 하나를 통하여 이상신호를 작업자에게 알리는 알람부(미도시)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 알람부는 청각신호로서 스피커 등이 사용될 수 있으며, 시각신호로서 디스플레이, 알람사인 등 다양한 장치들이 사용될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 기판처리장치는 하중감지부(490)에 의하여 감지된 하중이 미리 설정된 범위에서 벗어난 경우 문제의 해소를 위하여 기판처리공정을 멈추도록 제어될 수 있다.
상기 미리 설정된 범위는 가압부(410)가 클램핑부재(310)에 접촉된 후 가압상태에서 클램핑부재(310)에 의하여 작용하는 반발력으로서 마스크클램핑에 적정한 정도의 반발력의 범위를 미리 설정하고, 설정된 범위의 반발력을 발생시킬 수 있는 탄성부재(360)를 설치한 후, 설정된 반발력의 범위로서 정해질 수 있다.
한편 상기 구동부(400)는 앞서 설명한 하중감지부(490)의 구성과 함께, 도 1 내지 도 4b에 도시된 바와 같은 클램핑부(300)의 클램핑부재(320)의 가압구동 이외에, 공정챔버(100) 내에 설치된 부재로서 가압에 의한 이동을 요하는 처리공간(S) 내의 구동대상을 가압하여 이동시키는 선형구동장치로서 사용될 수 있다.
즉, 상기 구동부(400)는 앞서 설명한 하중감지부(490)의 구성과 함께, 밀폐된 처리공간을 형성하는 공정챔버에 설치되어 처리공간 내의 구동대상을 가압하는 선형구동장치로서, 공정챔버에 설치되어 선형구동력을 발생시키는 선형구동력발생부와; 선형구동력발생부와 연결되어 선형구동력발생부의 선형구동력에 의하여 공정챔버 내에 설치된 구동대상를 가압하는 가압부와; 선형구동력발생부와 가압부 사이에 설치되어 가압부에 가해지는 하중을 감지하는 하중감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 선형구동장치를 구성할 수 있다.
상기 선형구동장치의 사용 예로서, 구동대상은 기판이며, 기판을 기판처리를 위한 위치로 얼라인하기 위하여 기판의 가장자리를 가압함으로써 기판을 미세이동시키는 데 사용될 수 있다.
상기와 같은 구성에 의하여, 종래의 기판처리장치는 기판이 이동될 수 없음에도 불구하고 기판을 가압하는 경우 파손될 수 있는 문제점이 있으나, 본 발명에 따른 기판처리장치는 하중감지부를 구비한 선형구동장치가 기판을 얼라인하기 위하여 기판을 가압하도록 구성되어 미리 설정된 하중 이상으로 반발력이 감지되는 경우 그 작동을 멈추거나 이상신호를 발생시키는 등 과도한 가압으로 인하여 기판이 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
100 : 공정챔버 200 : 셔틀
300 : 클램핑부 310 : 클램핑부재
400 : 구동부(선형구동장치)

Claims (15)

  1. 밀폐된 처리공간을 형성하는 공정챔버에 설치되어 처리공간 내의 구동대상을 가압하는 선형구동장치로서,
    상기 공정챔버에 설치되어 선형구동력을 발생시키는 선형구동력발생부와;
    상기 선형구동력발생부와 연결되어 상기 선형구동력발생부의 선형구동력에 따른 선형이동에 의하여 상기 공정챔버 내에 설치된 구동대상을 가압하는 가압부와;
    상기 선형구동력발생부와 상기 가압부 사이에 설치되어 상기 가압부에 가해지는 하중을 감지하는 하중감지부를 포함하며,
    기판처리장치는 밀폐된 내부공간을 형성하는 공정챔버와, 상기 공정챔버 내에 설치되어 기판이 안착되어 안착된 기판을 선형이동하는 셔틀을 포함하며,
    상기 셔틀은 기판이 안착되는 기판안착부를 가지며 상기 기판안착부에 안착된 기판 상에 하나 이상의 개구부가 형성된 마스크가 복개되는 셔틀본체와; 상기 셔틀본체에 설치되어 상기 마스크의 가장자리 일부를 클램핑하는 클램핑부재를 포함하여 기판에 대한 마스크의 슬립을 방지하는 클램핑부를 포함하며,
    상기 구동대상은 상기 클램핑부재인 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 선형구동장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가압부는
    상기 선형구동력발생부와 연결되는 연결로드와,
    상기 연결로드의 끝단에 설치되어 구동대상을 가압하는 가압부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 선형구동장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 연결로드의 끝단에는 상기 가압부재의 설치를 위한 브라켓이 설치되며,
    상기 가압부재는 상기 브라켓에 설치되는 하나 이상의 롤러인 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 선형구동장치.
  4. 삭제
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 하중감지부는 압력감지센서인 것을 특징으로 하는 기판처리장치의 선형구동장치.
  6. 삭제
  7. 밀폐된 내부공간을 형성하는 공정챔버와;
    청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 따른 선형구동장치로서, 상기 처리공간 내의 구동대상을 가압하는 선형이동장치와;
    상기 공정챔버 내에 설치된 한 쌍의 가이드레일과;
    상기 가이드레일을 따라서 선형이동되는 한 쌍의 이동블록이 상기 기판안착부에 결합된 셔틀과;
    상기 가이드레일을 따라서 상기 셔틀을 선형이동시키기 위한 선형구동부를 포함하며,
    상기 셔틀은,
    기판이 안착되는 기판안착부를 가지며 상기 기판안착부에 안착된 기판 상에 하나 이상의 개구부가 형성된 마스크가 복개되는 셔틀본체와; 상기 셔틀본체에 설치되어 상기 마스크의 가장자리 일부를 클램핑하는 클램핑부재를 포함하여 기판에 대한 마스크의 슬립을 방지하는 클램핑부를 포함하며,
    상기 구동대상은 상기 클램핑부재인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 삭제
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 클램핑부재는
    상기 셔틀본체에 설치된 힌지축에 결합되어 상기 힌지축을 중심으로 회전되어 상기 마스크의 가장자리 일부를 클램핑하거나 반대방향으로 회전되어 클램핑을 해제하는 클램핑부분과,
    상기 힌지축을 중심으로 상기 클램핑부분 반대 쪽에 위치되어 상기 가압부에 의하여 가압되어 상기 클램핑부분을 상기 힌지축을 중심으로 회전시키는 가압부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 클램핑부는
    상기 셔틀본체에 설치되어 상기 클램핑부분이 상기 마스크를 클램핑하는 방향으로 토크를 발생시키는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 탄성부재는 일단이 상기 클램핑부분에 연결되고, 타단이 상기 기판안착부에 연결된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 하중감지부에 의하여 감지된 하중이 미리 설정된 범위에서 벗어난 경우 이상신호를 작업자에게 알리는 알람부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  13. 청구항 7에 있어서,
    상기 공정챔버는 상기 선형구동장치의 설치를 위한 개구부가 형성되며,
    상기 공정챔버의 외측으로 상기 선형구동력발생부가 설치되며 상기 공정챔버의 내측으로 상기 가압부가 설치된 리드가 상기 개구부를 복개하여 설치된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  14. 청구항 7에 있어서,
    상기 선형구동력발생부는 상기 공정챔버의 측벽에 설치된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  15. 청구항 7에 있어서,
    상기 하중감지부는 압력감지센서인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
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