KR100833711B1 - 대면적 기판 처리 시스템의 기판 이송 장치 - Google Patents

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Abstract

대면적 기판 처리 시스템용 기판 이송 장치가 개시된다. 본 발명은 평면 디스플레이용 대면적 기판 처리 시스템에서 복수개의 유리 기판이 장착된 보트가 챔버 내에서 상하로 이송시 기판의 수평 유지가 용이하고 기판의 안정적인 이송이 가능한 기판 이송 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 기판 이송 장치는 기판의 이송을 위한 동력을 발생하는 2 개의 전동부(10A, 10B), 전동부(10A, 10B)의 회전속도를 감속시키는 2 개의 감속부(20A, 20B), 감속부(20A, 20B)를 통하여 전달된 동력에 의해 상하로 이동하면서 기판을 이송하는 4 개의 구동부(30a, 30b, 30c, 30d)를 포함하고, 2 개의 전동부(10A, 10B)는 서로 연동되어 있으며 2 개의 전동부(10A, 10B)에 의해 4 개의 구동부(30a, 30b, 30c, 30d)가 동시에 구동된다.
기판 이송, 대면적 기판, 평판 디스플레이

Description

대면적 기판 처리 시스템의 기판 이송 장치{An apparatus for transferring substrate in large area substrate treating system}
도 1은 종래의 기판 이송 장치의 구성을 나타내는 평면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치의 구성을 나타내는 사시도.
도 3은 도 2의 구동부의 구성을 나타내는 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1A, 1B: 구동 벨트 10A, 10B: 전동부
20A, 20B: 감속부 30a, 30b, 30c, 30d: 구동부
본 발명은 대면적 기판 처리 시스템에 적용되는 기판 이송 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 평면 디스플레이용 대면적 유리 기판 처리 시스템에서 복수개의 유리 기판이 장착된 보트가 챔버 내에서 상하로 용이하게 이송되도록 하는 기판 이송 장치에 관한 것이다.
최근 평판 디스플레이에 대한 수요가 폭발적으로 증가할 뿐만 아니라 점점 대화면 디스플레이를 선호하는 경향이 두드러지기 때문에, 평판 디스플레이 제조용 대면적 기판 처리 시스템에 대한 관심이 고조되고 있다.
평판 디스플레이 제조시 사용되는 대면적 기판 처리 시스템은 크게 증착 장치와 열처리 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, 열처리 장치는 증착 공정 후에 수반되는 어닐링 단계를 담당하는 장치이다.
예를 들자면, LCD의 경우에 있어서, 대표적인 증착 장치로는 박막 트랜지스터(thin film transistor; TFT)의 비정질 실리콘 증착 장치가 되고, 대표적인 열처리 장치로는 상기 비정질 실리콘을 폴리 실리콘으로 결정화시키는 장치가 된다.
한편 최근 평판 디스플레이의 대면적화 및 생산성 제고 측면에서 상술한 기판 처리 시스템 또한 복수개의 평판 디스플레이용 대면적 기판(예를 들어, 유리 또는 석영 기판)을 수용할 수 있을 정도로 대면적화되고 있는 실정이다.
이러한 기판 처리 시스템의 대면적화에 따라 시스템 내에서의 기판 이송 장치의 역할이 중요해진다.
왜냐하면 대면적 기판 처리 시스템의 특성상 기판 이송 장치에 의해 복수개의 대면적 기판을 챔버 내에서 상하로 동시에 이송시켜야만 하기 때문이다. LCD의 5세대 유리 기판의 크기가 1,100㎜×1300㎜임을 감안할 때 대면적 기판 처리 시스템에서 기판 이송 장치의 받는 부하는 실로 엄청나다.
또한, 기판 이송 장치는 각 기판의 수평을 유지하면서 복수개의 대면적 유리 기판을 챔버 내에서 상하로 이송하여야 한다. 만일 기판 이송 장치가 기판의 수평 유지에 실패한다면 기판 이송 과정에서 기판이 한쪽으로 기울어 떨어지는 사고가 발생할 수 있고, 아울러 기판 이송 장치의 4축의 수평도가 틀어져 각 축에 걸리는 힘의 불균형으로 축이 변형되거나 마모되어 더 이상 장치를 사용하지 못할 수도 있다.
도 1은 종래의 기판 이송 장치의 구성을 나타내는 평면도이다.
일반적으로 기판 이송 장치의 구동력은 모터(M)와 같은 전동기에 의해 발생한다. 도시된 바와 같이, 종래에는 기판 이송 장치의 단순화를 위하여 1 개의 모터만을 사용하였다. 모터(M)에 의해 발생된 회전 구동력은 모터의 회전축에 연결되어 있는 구동벨트(1)에 의해 4 개의 구동부(2)로 전달된다.
이때, 모터(1)에 의해 발생된 회전 구동력이 상하 이동 구동력으로 변화된다. 4 개의 구동부(2)는 복수개의 유리 기판이 장착되어 있는 직사각형인 보트의 4 꼭지점 부근을 지지하고 있다. 따라서, 4개의 구동부(2)의 상하 이동에 의해 복수개의 기판이 챔버 내에서 상하로 이송된다.
그러나 상술한 바와 같은 종래의 기판 이송 장치는 1 개의 단일 모터를 사용함에 따라 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 1 개의 모터가 복수개의 대면적 유리 기판으로 인한 엄청난 하중을 극 복하여야 하므로 출력이 큰 모터를 사용해야 하는데 이는 모터의 단가를 증가시켜 기판 이송 장치의 전체적인 제조 단가를 높인다. 아울러, 모터의 출력이 증가하면 모터에서 발생하는 진동의 양 역시 증가하는데 이는 기판의 안정적인 이송에 좋지 않은 영향을 준다.
둘째, 1 개의 모터가 4개의 구동부를 구동해야 하므로 동력 전달을 위해 1 개의 모터에 연결되어 있는 구동벨트의 길이와 수량이 증가해야 하는데 이는 구동력 전달이 불균일하게 되는 원인이 되어 기판 이송시 기판의 수평 유지가 어려워지고 장치가 복잡해지거나 커지게 된다.
이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 서로 연동되어 있는 2 개의 모터가 4 개의 구동부를 동시에 구동시킴으로써 기판 이송시 기판의 수평 유지가 용이하고 기판의 안정적인 이송이 가능하며 제조 단가가 저렴한 대면적 기판 처리 시스템용 기판 이송 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 대면적 기판 처리 시스템용 기판 이송 장치는 기판의 이송을 위한 동력을 발생하는 복수개의 전동부, 상기 전동부의 회전속도를 감속시키는 복수개의 감속부, 상기 감속부를 통하여 전달된 동력에 의해 상하로 이동하면서 상기 기판을 이송하는 복수개의 구동부를 포함하고, 상기 복수개의 전동부는 서로 연동되어 있으며 상기 복수개의 전동부에 의해 상기 복수개의 구동부가 동시에 구동되는 것을 특징으로 한다.
상기 기판 이송 장치는 2개의 전동부, 2개의 감속부 및 4개의 구동부를 포함하며, 상기 2개의 전동부에 의해 상기 4개의 구동부가 동시에 구동될 수 있다.
상기 전동부는 모터를 포함할 수 있다.
상기 감속부는 웜기어를 포함할 수 있다.
상기 구동부는 볼 스크류(ball screw)를 포함할 수 있다.
상기 전동부로부터 발생된 동력은 구동 벨트에 의하여 상기 구동부로 전달될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치의 구성을 나타내는 사시도이다.
본 발명에 따른 기판 이송 장치는 2 개의 전동부(10A, 10B), 2 개의 감속부(20A, 20B) 및 4 개의 구동부(30a, 30b, 30c, 30d)를 기본적인 구성으로 한다. 4 개의 구동부(30a, 30b, 30c, 30d)는 복수개의 기판이 장착된 직사각형 보트(미도시)의 4 꼭지점 부근을 지지함으로써 구동부의 상하 이동에 의하여 기판이 챔버 내에서 상하로 이송된다.
도 3은 구동부(30a)의 구성을 나타내는 사시도이다.
구동부는 전동부에 의해 발생된 회전 동력을 직선 이동 동력으로 변환시키는 역할을 한다. 이를 위해서 구동부(30a)는 수직으로 설치된 나선축(40)과 구동 벨트(1)를 통해 모터의 구동력을 전달받아 나선축(40)을 중심으로 회전하면서 나선축(40)을 따라 상하로 이동하는 너트(50)를 포함하는 볼 스크류(ball screw)로 구 성되는 것이 바람직하다. 4 개의 구동부는 동일하게 구성되므로 다른 구동부(30b, 30c, 30d)의 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 기판 이송 장치는 2 개의 전동부(즉, 모터)에 의해 4 개의 구동부가 동시에 구동되는 것을 특징으로 한다. 전동부와 구동부의 개수는 대면적 기판 처리 시스템의 크기에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 유리 기판의 크기가 커지면 3 개의 전동부로 6 개의 구동부가 구동되는 기판 이송 장치를 채택할 수 있다.
이때, 2개의 전동부(10A, 10B)는 보트(미도시)의 좌측에 설치되어 있는 구동부(30a, 30b)와 보트의 우측에 설치되어 있는 구동부(30c, 30d)를 각각 구동한다. 즉, 전동부(10A)는 구동 벨트(1A)에 의해 구동부(30a, 30b)와 연결되고, 전동부(10B)는 구동 벨트(1B)에 의해 구동부(30c, 30d)와 연결된다. 따라서, 전동부(10A)의 작동에 의해 구동부(30a)와 구동부(30b)가 동시에 동일한 방향으로 움직이고, 전동부(10B)의 작동에 의해 구동부(30c)와 구동부(30d)가 동시에 동일한 방향으로 움직인다.
또한, 전동부(10A)와 전동부(10B)는 연동하도록 구성되어 있다. 이와 같은 복수개의 전동부 연동 방식에 따라 전동부(10A) 및 전동부(10B)를 작동시키면 4 개의 구동부(30a, 30b, 30c, 30d)가 동시에 동일한 방향으로 움직이게 된다. 이때 4 개의 구동부가 움직이는 정도도 모두 동일하기 때문에 4 개의 구동부에 의해 지지되고 있는 보트가 수평을 유지하면서 상하로 이송될 수 있다.
전동부와 구동부 사이에는 웜기어와 웜휠로 구성되는 감속부를 설치한다. 즉, 전동부(10A)에서 발생한 동력은 감속부(20A)를 통하여 구동부(30a, 30b)에 전달되고, 전동부(10B)에서 발생한 동력은 감속부(20B)를 통하여 구동부(30c, 30d)에 전달된다.
감속부의 역할은 전동부의 회전수를 감속하는 것이므로, 감속부에 의해 전동부의 회전수가 구동부의 상하 이동에 적합한 회전수로 감속된다. 따라서, 감속부에 의해 감속된 회전수에 해당하는 동력에 따라 구동부가 상하 이동을 하게 되는 것이다.
감속부(20)를 구성하는 웜휠과 웜기어는 회전수의 감속 비가 크기 때문에 감속부의 구성을 간단하게 할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 웜휠과 웜기어로 구성되는 감속부는 기판 이송 장치의 브레이크 역할도 가능하기 때문에, 보트가 챔버 내의 원하는 위치에 도달한 경우 그 위치에서 보트가 더 이상 움직이는 것을 방지할 수 있다.
결론적으로 본 발명에 따른 기판 이송 장치는 2 개의 모터에 의해 4 개의 구동부가 구동되는 방식(기본적으로는 1 개의 모터가 2 개의 구동부를 구동하는 방식)으로서 1 개의 모터에 의해 4 개의 구동부가 구동되는 종래의 방식에 비하여 다음과 같은 장점이 있다.
먼저, 종래의 방식과는 달리 2 개의 모터를 사용함으로써 복수개의 대면적 기판의 하중이 분산되므로 굳이 출력이 큰 모터를 사용할 필요가 없어서 기판 이송 장치의 전체적인 제조 단가를 낮출 수 있다. 아울러, 모터의 출력 증가에 따른 진동의 영향을 최소화할 수 있어 기판의 안정적인 이송이 가능하다.
또한, 종래의 방식과는 달리 1 개의 모터로 2 개의 구동부를 구동함으로써 1 개의 모터에 연결되어 있는 구동 벨트의 길이와 수량이 감소하기 때문에 기판 이송시 기판의 수평 유지가 용이하다. 기판 이송시 기판의 수평 유지의 관건은 4 개의 구동부를 동시에 정밀하게 제어하는 것에 있다. 따라서, 모터와 구동부를 연결하는 구동 벨트의 길이와 수량이 증가할수록 4 개의 구동부를 동시에 정밀하게 제어하는 것은 그만큼 어려움이 따르며(예를 들어, 구동 벨트의 탄성 조절), 이러한 점에서 본 발명은 종래의 방법에 비하여 장점이 있다고 할 수 있다.
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.
본 발명에 따른 기판 이송 장치는 2 개의 모터로 4 개의 구동부를 구동하는 방식을 채택함으로써 기판 이송시 기판의 수평 유지가 용이하고 기판의 안정적인 이송이 가능하며 제조 단가가 저렴하다는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 대면적 기판 처리 시스템에 적용되는 기판 이송 장치로서,
    기판의 이송을 위한 동력을 발생하는 복수개의 전동부,
    상기 전동부의 회전속도를 감속시키는 복수개의 감속부,
    상기 감속부를 통하여 전달된 동력에 의해 상하로 이동하면서 상기 기판을 이송하는 복수개의 구동부를 포함하고,
    상기 복수개의 전동부는 서로 연동되어 있으며, 상기 복수개의 전동부에 의해 상기 복수개의 구동부가 동시에 구동되는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판 이송 장치는 2개의 전동부, 2개의 감속부 및 4개의 구동부를 포함하며, 상기 2개의 전동부에 의해 상기 4개의 구동부가 동시에 구동되는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전동부는 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 감속부는 웜기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 구동부는 볼 스크류(ball screw)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전동부로부터 발생된 동력은 벨트에 의하여 상기 구동부로 전달되는 것을 특징으로 하는 장치.
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