KR100813617B1 - 기판 이송 유닛 및 이를 이용한 기판 이송 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 이송 유닛 및 이를 이용한 기판 이송 방법을 개시한 것으로서, 자기 부재들 간의 반발력(척력)을 이용하는 비접촉 방식으로 이송 샤프트의 처짐을 방지하는 것을 특징으로 가진다.
이러한 특징에 의하면, 회전하는 이송 샤프트의 접촉 지지에 따른 마모 및 구동 소음을 없앨 수 있으며, 대형화된 기판을 안정적으로 이송할 수 있는 기판 이송 유닛 및 이를 이용한 기판 이송 방법을 제공할 수 있다.
Figure R1020060117721
이송 샤프트, 처짐, 비접촉, 자기 부재

Description

기판 이송 유닛 및 이를 이용한 기판 이송 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSFERING SUBSTRATES}
도 1은 본 발명에 따른 기판 이송 유닛이 적용된 기판 처리 장치의 일 예를 개략적으로 도시해 보인 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 기판 이송 유닛의 개략적 사시도,
도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 일 실시 예에 따른 샤프트 처짐 방지 기구의 사시도 및 단면도,
도 5 및 도 6은 제 1 자기 부재의 개략적 분해 사시도,
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 샤프트 처짐 방지 기구의 단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 공정 챔버 200 : 기판 이송 유닛
210 : 이송 샤프트 212 : 롤러
220 : 동력 전달 부재 230 : 구동 부재
240 : 처짐 방지 기구 250 : 제 1 자기 부재
260 : 제 2 자기 부재 266 : 지지 브라켓
본 발명은 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 평판 표시 소자의 제조에 사용되는 기판을 이송하는 기판 이송 유닛 및 이를 이용한 기판 이송 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 정보 처리 기기는 다양한 형태의 기능과 더욱 빨라진 정보 처리 속도를 갖도록 급속하게 발전하고 있다. 이러한 정보 처리 장치는 가동된 정보를 표시하기 위해 디스플레이 장치를 갖는다. 지금까지는 디스플레이 장치로 브라운관 모니터가 주로 사용되었으나, 최근에는 반도체 기술의 급속한 발전에 따라 가볍고 공간을 작게 차지하는 평판형 디스플레이 장치의 사용이 급격히 증대되고 있다.
평판형 디스플레이 장치를 제조하기 위해서는 다양한 공정들이 수행되며, 평판형 디스플레이 장치에 사용되는 기판은 반송 유닛을 통해 각각의 공정들이 수행되는 챔버로 이송된다.
반송 유닛은 나란하게 배치되어 회전하는 샤프트들과, 각각의 샤프트들을 삽입하며 샤프트와 함께 회전하도록 설치된 롤러들을 갖는다. 샤프트들은 일반적으로 양단 지지된 상태에서 회전을 하고, 샤프트에 설치된 롤러들은 샤프트과 함께 회전하면서 기판을 이송한다.
그런데, 기판을 이송하는 샤프트는 기판의 대형화에 따라 그 길이가 더 길어지게 된다. 샤프트의 길이가 길어지면, 샤프트의 자중과, 대형화된 기판의 하중, 그리고 공정 진행 중 기판상에 공급되는 처리액의 분사 압력 및 유량 등에 의해, 샤프트의 처짐이 발생한다.
샤프트의 처짐을 방지하기 위한 방안으로, 접촉식 롤러를 이용하여 샤프트를 지지하는 방안이 제안되었으나, 샤프트와 접촉식 롤러의 회전에 의한 마찰로 인하여 마모 현상과 구동 소음이 발생하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 회전하는 기판 이송 샤프트의 접촉 지지에 따른 마모 및 구동 소음을 없앨 수 있는 기판 이송 유닛 및 이를 이용한 기판 이송 방법을 제공하기 위한 것이다.
그리고, 본 발명의 목적은 기판 이송 샤프트의 처짐을 방지하여 대형화된 기판을 안정적으로 반송할 수 있는 기판 이송 유닛 및 이를 이용한 기판 이송 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기판 이송 유닛은 서로 나란하게 배열되며, 기판과 접촉되는 다수의 롤러들이 설치된 이송 샤프트들과; 상기 이송 샤프트들의 처짐을 방지하기 위한 처짐 방지 기구;를 포함하되, 상기 처짐 방지 기구는 상기 이송 샤프트들에 설치되는 제 1 자기 부재와; 상기 제 1 자기 부재의 아래에 배치되며, 상기 제 1 자기 부재와의 사이에 반발력이 작용하도록 자극(磁極, Magnetic Pole)이 배열된 제 2 자기 부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 기판 이송 유닛에 있어서, 상기 처짐 방지 기구는 상기 이송 샤프트의 길이 방향을 따라 복수 개가 제공되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 처짐 방지 기구는 상기 이송 샤프트의 중앙부에 제공되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 제 1 자기 부재는 상기 이송 샤프트를 감싸도록 설치되는 중공형의 제 1 자성체와; 상기 제 1 자성체의 오염을 방지하도록 상기 제 1 자성체를 감싸는 보호 부재;를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제 1 자성체 및 상기 보호 부재는 길이 방향으로 연장 형성된 적어도 둘 이상의 파트로 분리되어 체결 부재에 의해 결합되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 제 2 자기 부재는 상기 제 1 자기 부재에 대응하는 판 형상으로 마련되며, 상기 제 1 자기 부재의 아래에 V 자 모양으로 배치되는 제 2 자성체;를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제 2 자기 부재는 상기 제 1 자기 부재에 대응하는 호 형상의 곡면판으로 마련되며, 상기 제 1 자기 부재의 아래에 배치되는 제 2 자성체;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기판 이송 방법은, 기판을 이송하는 방법에 있어서, 기판 이송 샤프트의 처짐을 방지하도록 자력을 이용하여 상기 기판 이송 샤프트를 지지하고, 상기 기판 이송 샤프트들을 회전시키면서 기판을 이송하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 기판 이송 방법에 있어서, 상기 방법은 상기 기판 이송 샤프트와 그 하부에 설치된 자성체들 간의 반발력으로 상기 기판 이송 샤프트를 지지하여 처짐을 방지하는 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 샤프트 처짐 방지 기구 및 이를 이용한 기판 이송 유닛을 상세히 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
( 실시 예 )
본 실시 예에서는, 기판으로 평판 디스플레이(Flat Panel Display) 장치의 제조에 사용되는 유리 기판을 예로 들어 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 이송 유닛이 적용된 기판 처리 장치의 일 예를 개략적으로 도시해 보인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시 예의 기판 처리 장치(10)는 공정 챔버들(100,100',100")과 기판 이송 유닛들(200,200',200")을 포함한다.
공정 챔버들(100,100',100")은 기판(S) 처리 공정이 진행되는 공간을 제공한다. 각각의 공정 챔버들(100,100',100") 내에는 기판(S)을 이송하기 위한 기판 이송 유닛(200,200',200")들이 설치된다. 그리고, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 기판(S)을 처리하기 위한 각종 처리 유닛(미도시)들이 공정 챔버들(100,100',100") 내에 설치될 수 있다.
공정 챔버(100)는 대체로 직육면체 형상을 가지며, 서로 인접하게 배치된다. 공정 챔버(100)의 측벽(110a,110b)에는 개구(112a,112b)가 형성된다. 개구(112a,112b)는 기판(S)의 출입 통로로 이용된다.
기판 이송 유닛(200')에 의해 개구(112a)를 통해 공정 챔버(100')로부터 공정 챔버(100)로 기판(S)이 반입된다. 공정 챔버(100)에서는 처리 유닛(미도시)에 의해 기판(S)에 대한 처리 공정이 진행된다. 처리 공정이 진행된 기판(S)은 기판 이송 유닛(200)에 의해 개구(112b)를 통해 공정 챔버(100)로부터 공정 챔버(100")로 반출된다.
도 2는 본 발명에 따른 기판 이송 유닛의 개략적 사시도이다.
도 1과 도 2를 참조하여 기판 이송 유닛(200)을 설명하면 다음과 같다. 기판 이송 유닛(200)은 이송 샤프트(210)들, 동력 전달 부재(220), 구동 부재(230), 그리고 처짐 방지 기구(240)를 포함한다.
이송 샤프트(210)들은 공정 챔버(100)의 측벽(110a,110b)에 형성된 개구(112a,112b)에 대응하는 높이에 나란하게 배치된다. 이송 샤프트(210)들은 수평하게 배치될 수 있으며, 또한 일단이 타단에 비해 높게 위치되도록 경사지게 배치될 수도 있다. 이송 샤프트(210)들의 양단은 베어링 등의 회전 지지 부재(미도시)에 의해 지지된다. 이송 샤프트(210)들의 길이 방향으로 복수의 지점에 롤러(212)들이 설치된다. 롤러(212)들은 이송 샤프트(210)를 삽입하며 이송 샤프트(210)와 함께 회전되도록 설치된다.
이송 샤프트(210)들에는 동력 전달 부재(220)가 연결된다. 동력 전달 부 재(220)는 구동 부재(230)의 회전력을 이송 샤프트(210)에 전달한다. 동력 전달 부재(220)는 풀리(222)들 및 벨트(224)들을 포함한다. 풀리(222)는 이송 샤프트(210)들의 양단에 각각 설치될 수 있으며, 이송 샤프트(210)들의 양단 중 어느 일단에 설치될 수도 있다. 풀리(222)들은 벨트(224)에 의해 연결된다. 인접한 이송 샤프트(210)들에 설치되어 있는 풀리(222)들은 벨트(224)에 의해 쌍을 이루며 연결된다.
이와 달리, 동력 전달 부재(220)로는 기어가 사용될 수 있다. 이송 샤프트(210)들의 양단 또는 어느 일단에 기어가 연결되고, 기어들이 서로 맞물리도록 이송 샤프트(210)들이 배치될 수 있다. 또한, 선택적으로 기계적 마찰에 의한 파티클 발생을 방지하기 위해, 동력 전달 부재(220)로는 자력을 이용하여 회전력을 전달하는 자석 부재(미도시)가 사용될 수도 있다.
구동 부재(230)는 동력 전달 부재(220)들 중 적어도 하나에 회전력을 제공하도록 풀리(222)들 중 어느 하나에 연결된다. 구동 부재(230)로는 모터가 사용될 수 있다.
구동 부재(230)의 회전력이 동력 전달 부재(220)에 의해 이송 샤프트(210)들에 전달되면, 이송 샤프트(210)들의 롤러(212)들 상측에 놓인 기판(S)이 롤러(212)들의 회전에 의해 일 방향으로 이송된다.
상술한 바와 같이, 이송 샤프트(210)들은 양단이 지지된 상태에서 회전하면서 기판(S)을 이송한다. 이송 샤프트(210)들은 기판(S)의 대형화에 따라 그 길이가 더 길어지게 되며, 이로 인하여 이송 샤프트(210)의 중앙부에서는 처짐 량이 더욱 많아질 수 있다. 이에 본 발명은 이송 샤프트(210)의 처짐을 방지하기 위한 수단으로 자성체의 반발력을 이용한 비접촉식 처짐 방지 기구(240)를 개시하고 있으며, 이에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 일 실시 예에 따른 샤프트 처짐 방지 기구의 사시도 및 단면도이고, 도 5 및 도 6은 제 1 자기 부재의 개략적 분해 사시도들이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 처짐 방지 기구(240)는 자기 부재들(250,260) 간의 반발력(척력)을 이용한 비접촉 방식으로 이송 샤프트(210)를 지지하여 이송 샤프트(210)의 처짐을 방지한다. 처짐 방지 기구(240)는 상호 간에 반발력(척력)이 작용하도록 자극(磁極, Magnetic Pole)이 배열된 제 1 자기 부재(250) 및 제 2 자기 부재(260)를 포함한다.
제 1 자기 부재(250)는 이송 샤프트(210)의 중앙부에 설치된다. 제 2 자기 부재(260)는 제 1 자기 부재(250)의 아래에 배치되고, 지지 브라켓(266)에 의해 지지된다. 이와 달리, 제 1 자기 부재(250) 및 제 2 자기 부재(260)는 이송 샤프트(210)의 길이 방향을 따라 복수의 지점에 설치될 수도 있다.
제 1 자기 부재(250)는 이송 샤프트(210)의 중앙부를 감싸도록 설치되는 중공형의 제 1 자성체(252)를 가진다. 제 1 자성체(252)는 공정 진행 중 약액에 의해 오염될 수 있으며, 이를 방지하기 위해 제 1 자성체(252)를 감싸는 보호 부재(254)가 설치된다. 보호 부재(254)는 제 1 자성체(252)의 외 측면에 설치된 쉘 타입의 측면 보호 부재(255)와, 제 1 자성체(252)의 양단 면에 각각 설치된 환형의 캡 부 재(256a,256b)를 포함할 수 있다.
제 1 자성체(252) 및 측면 보호 부재(254)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 길이 방향으로 연장 형성된 적어도 둘 이상의 파트로 분리될 수 있다. 제 1 자성체(252) 및 측면 보호 부재(254)는 나사(257) 등의 체결 부재를 이용하여 착탈 가능하게 결합된다. 이로써 제 1 자성체(252) 및 측면 보호 부재(254)가 보다 용이하게 설치/분해될 수 있는 장점이 있다.
제 2 자기 부재(260)는 제 1 자기 부재(250)에 대응하는 판 형상의 제 2 자성체(262a,262b)를 가진다. 제 2 자성체(262a,262b)는 제 1 자기 부재(250)의 하측에 V 자 모양으로 배치되고, 지지 브라켓(266)에 의해 지지된다. 제 2 자성체(262a,262b)는 공정 진행 중 약액에 의해 오염될 수 있으며, 이를 방지하기 위해 제 2 자성체(262a,262b)의 표면에는 오염 방지용 보호 부재(264a,264b)가 설치된다.
제 1 자성체(252) 및 제 2 자성체(262a,262b)에 설치된 보호 부재(254,264a,264b)는 기판 이송 유닛(200)이 적용되는 공정 설비에 따라 다양한 재질로 마련될 수 있다. 예를 들면, 보호 부재(254,264a,264b)는 에칭 설비의 경우 폴리염화비닐(PVC), 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 등의 합성 수지로 마련되고, 스트립 설비의 경우 스테인레스스틸(SUS)로 마련되며, 사진 공정 설비의 경우 폴리염화비닐(PVC) 또는 스테인레스스틸(SUS)로 마련될 수 있다.
제 1 자기 부재(250)와 제 2 자기 부재(260)의 자극(磁極, Magnetic Pole)은 상호 간에 반발력(척력)이 작용하도록 배치될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 원통 형상을 가지는 제 1 자기 부재(250)의 경우, 내측에 S 극들이 배치되고, 이와 쌍을 이루는 N 극들이 외측에 배치될 수 있다. 판 형상을 가지는 제 2 자기 부재(260)의 경우, 상부면 측에 N 극들이 배치되고, 하부면 측에 S 극들이 배치될 수 있다. 이와 달리, 제 1 자기 부재(250)의 자극 배치는 역으로 이루어질 수 있으며, 제 2 자기 부재(260)의 자극 배치 또한 역으로 이루어질 수 있다. 앞서 설명한 배치 방향과 역방향으로 자극이 배치된 제 1 자기 부재(250)와 제 2 자기 부재(260) 간에도 반발력(척력)이 작용함은 물론이다.
상술한 바와 같은 자극의 배치 구조에 의해 제 1 자기 부재(250)와 제 2 자기 부재(260) 간에는 반발력(척력)이 작용한다. 제 1 자기 부재(250)와 제 2 자기 부재(260) 간의 반발력(척력)에 의해 이송 샤프트(210)가 지지되어 처짐을 방지할 수 있다. 또한, 자기 부재(250,260)들의 반발력(척력)을 이용한 비접촉 방식으로 이송 샤프트(210)를 지지하기 때문에, 접촉 지지 방식에서 발생할 수 있는 마모 현상이나 구동 소음의 발생을 없앨 수 있는 효과가 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 샤프트 처짐 방지 기구의 단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제 2 자기 부재(260')는 제 1 자기 부재(250)에 대응하는 호 형상의 곡면판으로 마련될 수도 있다. 제 1 자기 부재(250)의 외 측면과 제 2 자기 부재(260')의 상면이 곡면으로 이루어지고, 원주 방향을 따라 서로 간에 균일한 거리만큼 이격되어 있기 때문에, 제 1 자기 부재(250)와 제 2 자기 부재(260') 간의 반발력(척력)이 이송 샤프트(210)의 하측 둘레에 균일하게 작용할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 회전하는 기판 이송 샤프트의 접촉 지지에 따른 마모 및 구동 소음의 발생을 없앨 수 있다.
그리고, 본 발명에 의하면, 기판 이송 샤프트의 처짐을 방지하여 대형화된 기판을 안정적으로 이송할 수 있다.

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 기판 이송 유닛에 있어서,
    서로 나란하게 배열되며, 기판과 접촉되는 다수의 롤러들이 설치된 이송 샤프트들과;
    상기 이송 샤프트들의 처짐을 방지하기 위한 처짐 방지 기구;를 포함하되,
    상기 처짐 방지 기구는,
    상기 이송 샤프트들에 설치되는 제 1 자기 부재와;
    상기 제 1 자기 부재의 아래에 배치되며, 상기 제 1 자기 부재와의 사이에 반발력이 작용하도록 자극이 배열된 제 2 자기 부재;를 포함하되,
    상기 제 1 자기 부재는,
    상기 이송 샤프트를 감싸도록 설치되는 중공형의 제 1 자성체와;
    상기 제 1 자성체의 오염을 방지하도록 상기 제 1 자성체를 감싸는 보호 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 유닛.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 자성체 및 상기 보호 부재는 길이 방향으로 연장 형성된 적어도 둘 이상의 파트로 분리되어 체결 부재에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 유닛.
  6. 기판 이송 유닛에 있어서,
    서로 나란하게 배열되며, 기판과 접촉되는 다수의 롤러들이 설치된 이송 샤프트들과;
    상기 이송 샤프트들의 처짐을 방지하기 위한 처짐 방지 기구;를 포함하되,
    상기 처짐 방지 기구는,
    상기 이송 샤프트들에 설치되는 제 1 자기 부재와;
    상기 제 1 자기 부재의 아래에 배치되며, 상기 제 1 자기 부재와의 사이에 반발력이 작용하도록 자극이 배열된 제 2 자기 부재;를 포함하되,
    상기 제 2 자기 부재는,
    상기 제 1 자기 부재에 대응하는 판 형상으로 마련되며, 상기 제 1 자기 부재의 아래에 V 자 모양으로 배치되는 제 2 자성체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 유닛.
  7. 기판 이송 유닛에 있어서,
    서로 나란하게 배열되며, 기판과 접촉되는 다수의 롤러들이 설치된 이송 샤프트들과;
    상기 이송 샤프트들의 처짐을 방지하기 위한 처짐 방지 기구;를 포함하되,
    상기 처짐 방지 기구는,
    상기 이송 샤프트들에 설치되는 제 1 자기 부재와;
    상기 제 1 자기 부재의 아래에 배치되며, 상기 제 1 자기 부재와의 사이에 반발력이 작용하도록 자극이 배열된 제 2 자기 부재;를 포함하되,
    상기 제 2 자기 부재는,
    상기 제 1 자기 부재에 대응하는 호 형상의 곡면판으로 마련되며, 상기 제 1 자기 부재의 아래에 배치되는 제 2 자성체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 유닛.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 처짐 방지 기구는,
    상기 이송 샤프트의 길이 방향을 따라 복수 개가 제공되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 유닛.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 처짐 방지 기구는,
    상기 이송 샤프트의 중앙부에 제공되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 유닛.
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