KR100960865B1 - 기판 이송 장치 - Google Patents

Abstract

열처리를 위해 기판과 홀더를 보트로 이송하는 도중 기판과 홀더, 홀더와 홀더 트랜스퍼 로봇의 암 사이의 공기를 흡입하여 기판과 홀더의 미끄러짐이 방지되도록 하는 기판 이송 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 기판 이송 장치는 글래스 기판(10)이 안착되는 홀더(12); 및 글래스 기판(10) 및 홀더(12)가 탑재되는 암(100)을 포함하며, 암(100)의 동작 중에 진공을 이용하여 글래스 기판(10)은 홀더(12) 상에 밀착 고정시키고 홀더(12)는 암(100) 상에 밀착 고정시키는 것을 특징으로 한다.

열처리 장치, 글래스 기판, 홀더, 진공

Description

기판 이송 장치{Apparatus For Transferring Substrate}

본 발명은 기판 이송 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 열처리를 위해 기판과 홀더를 보트로 이송하는 도중 기판과 홀더, 홀더와 홀더 트랜스퍼 로봇의 암 사이의 공기를 흡입하여 기판과 홀더의 미끄러짐이 방지되도록 하는 기판 이송 장치에 관한 것이다.

평판 디스플레이 제조 시 사용되는 대면적 기판 처리 시스템은 크게 증착 장치와 어닐링 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, 어닐링 장치는 증착 공정 후에 결정화, 상 변화 등을 위해 수반되는 열처리 단계를 담당하는 장치이다.

예를 들자면, LCD의 경우에 있어서, 대표적인 증착 장치로는 박막 트랜지스터(thin film transistor; TFT)의 액티브 물질에 해당하는 비정질 실리콘을 유리 기판 상에 증착하는 실리콘 증착 장치가 있고, 대표적인 어닐링 장치로는 유리 기판 상에 증착된 비정질 실리콘을 폴리 실리콘으로 결정화시키는 실리콘 결정화 장치가 있다.

일반적으로 증착 공정과 어닐링 공정은 모두 기판을 소정의 온도로 열처리 공정을 수행해야 한다. 이와 같은 열처리 공정을 수행하기 위해서는 기판의 히팅이 가능한 챔버에 기판을 로딩 및 언로딩하는 공정이 필요하다.

도 1은 글래스 기판의 열처리 장치(1)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도시한 바와 같이, 열처리 장치(1)는 열처리를 필요로 하는 글래스 기판(10)이 복수개로 탑재되어 있는 카세트(20), 글래스 기판(10)의 변형을 방지하기 위한 홀더가 탑재되어 있는 홀더 탑재부(40), 카세트(20)에 탑재되어 있는 글래스 기판(10)을 홀더 탑재부(40)에 탑재되어 있는 홀더에 탑재하는 글래스 트랜스퍼 로봇(30), 글래스 기판(10)에 대하여 열처리 공간을 제공하기 위해 석영 재질로 이루어지는 챔버(60), 글래스 기판(10)이 탑재된 홀더를 보트(62)에 로딩하는 홀더 트랜스퍼 로봇(50)을 포함하여 이루어진다.

챔버(60)에는 챔버(60) 내부의 히팅 환경을 조성하기 위해 열을 발생시키는 히터(64)가 설치된다. 글래스 기판(10)과 홀더가 탑재된 상태로 보트(62)는 보트 승강 장치(미도시)에 의해 글래스 기판(10)의 열처리가 이루어지는 챔버(60) 내부로 장입된다. 글래스 기판(10)이 홀더에 탑재된 상태에서 챔버(60)에 로딩되는 것은 열처리 공정 진행 도중 글래스 기판(10)이 변형되는 것을 방지하기 위함이다.

상술한 바와 같이, 홀더 트랜스퍼 로봇(50)은 홀더에 탑재된 글래스 기판(10)을 보트(62)에 로딩하는 역할, 즉 홀더 및 글래스 기판(10)을 홀더 탑재부(40)로부터 보트(62)가지 이송하는 역할을 한다. 그러나, 종래의 홀더 트랜스퍼 로봇은 홀더 및 기판 이송 과정 중에 외부 환경 요인(예를 들어, 예기치 못한 진동 등)으로 인하여 홀더 또는 기판이 홀더 트랜스퍼 로봇 상에서 미끄러지거나 홀더와 기판의 초기 얼라인 상태가 흐트러질 수 있는 문제점이 있었다. 만일 이송 과정 중에 홀더 트랜스퍼 로봇 상에서 상기와 같은 문제점이 발생하게 되면 홀더에 탑재된 글래스 기판(10)이 보트(62)에 정확하게 로딩되지 못하여 열처리 공정이 원활하게 진행되지 못하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 글래스 기판이 탑재되어 있는 홀더를 보트로 로딩하기 위하여 이송하는 도중 외부 환경에 의하여 암으로부터 홀더와 글래스 기판이 미끄러지거나 정렬이 흐트러지는 것을 방지할 수 있도록 하는 기판 이송 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 기판 이송 장치는 글래스 기판이 안착되는 홀더; 및 상기 글래스 기판 및 상기 홀더가 탑재되는 암을 포함하며, 상기 암의 동작 중에 진공을 이용하여 상기 글래스 기판은 상기 홀더 상에 밀착 고정시키고 상기 홀더는 상기 암 상에 밀착 고정시키는 것을 특징으로 한다.

상기 홀더의 하부면에는 복수개의 안착홈이 형성되어 있고 상기 암의 상부면에는 상기 안착홈에 대응하는 복수개의 안착 블록이 형성되어 있으며, 상기 홀더 상에 상기 글래스 기판이 안착될 때 상기 안착 블록이 상기 안착홈에 삽입될 수 있다.

상기 암에는 상기 홀더를 상기 암 상에 밀착 고정시키기 위한 제1 진공유지관로와 상기 글래스 기판을 상기 홀더 상에 밀착 고정시키기 위한 제2 진공유지관로가 형성될 수 있다.

상기 홀더에는 상기 글래스 기판과 상기 암의 제2 진공유지관로를 연결해 주는 관통홀이 형성될 수 있다.

상기 홀더와 상기 암의 제1 및 제2 진공유지관로의 연결 부위에는 밀폐 패드가 설치될 수 있다.

상기 암의 일측 단부에 설치되어 상기 암과 임의의 물체와의 근접을 경고하는 충돌 방지 센서를 더 포함할 수 있다.

상기 암의 일측 단부에는 상기 홀더가 상기 암으로부터 이탈되는 것을 방지하는 이탈 방지턱이 형성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 글래스 기판을 열처리하기 위하여 글래스 기판을 탑재한 홀더를 암에 탑재하여 보트로 이송하는 도중 글래스 기판 기판과 홀더 사이의 공기와 홀더와 암 사이의 공기를 흡입하여 암 상에서 글래스 기판과 홀더의 고정 상태가 유지되도록 함으로써, 암으로부터 기판과 홀더의 미끄러짐을 방지하고 얼라인 상태가 계속적으로 유지될 수 있도록 하는 효과가 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명하도록 한다.

도 2은 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 이송 장치에 기판이 탑재된 홀더가 탑재된 상태를 나타내는 평면도이다.

도시한 바와 같이, 2개의 암(100)이 평행하게 형성되어 있어, 홀더(12)가 2개의 암(100)의 상부에 안착된 상태에서 홀더를 보트로 이송할 수 있다. 도면에는 2개의 암(100)이 서로 연결되어 형성된 것으로 도시되어 있으나, 암(100)의 형성 개수는 사용자의 필요에 의해 증감될 수 있고, 암의 폭과 길이도 사용자의 필요에 의해 변화되는 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.

이때, 암(100)에 안착되는 홀더(12)는 전체적으로는 평판 형태로 형성되고, 홀더(12) 상의 소정의 위치에는 홀더(12)에 탑재된 글래스 기판(10)과의 얼라인을 위한 글래스 얼라인 홀(미도시) 등이 형성될 수 있다. 그리고, 후술하는 진공유지관로와 연결되는 관통홀이 형성되어 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

암(100)에 홀더(12)가 장착될 때, 홀더(12)의 상부면에는 글래스 기판(10)이 탑재된 상태로 장착된다. 이와 같이 글래스 기판(10)이 홀더(12)에 탑재될 때, 글래스 기판(10)은 홀더(12) 상부면에 정확히 얼라인 된 상태로 탑재되도록 한다.

한 쌍의 암(100) 중에서 일측 암(100)의 단부에는 홀더(12)를 이송하는 도중 암(100)이 다른 물체와 부딪히는 것을 방지하기 위해 충돌 방지 센서(400)를 설치 한다. 도면에는 충돌 방지 센서(400)가 일측의 암(100)에 설치되어 있으나, 양측 암(100)에 각각 설치될 수 있다. 또한, 사용자의 필요에 따라 암(100)의 단부가 아닌 측부에 설치될 수도 있다.

충돌 방지 센서(400)는 적외선 센서, 이미지 센서, 레이저 센서, 포토 센서, 초음파 센서와 같은 여러 종류의 센서에서 사용자의 편의에 따라 선별하여 채용할 수 있다.

또한, 암(100)의 상면 단부에는 안착된 홀더(12)가 암(100)에 의해 이송되는 도중 외부의 진동에 의해 암(100)에서 홀더(12)가 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 이탈 방지턱(500)을 돌출 형성한다.

도 3는 도 2의 A-A 선의 선단면도로서, 홀더와 암에 형성된 안착홈과 안착 블록의 구성을 나타내고 있다. 이를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

글래스 기판(10)이 탑재되는 홀더(12)에는 글래스 기판 탑재면의 반대편 즉, 홀더(12)의 하부면에 소정 간격으로 복수개의 안착홈(140)을 형성하고 암(100)의 상부면 즉, 홀더(12)가 안착되는 면에는 홀더(12)의 하부면에 복수개로 형성된 안착홈(140)에 각각 삽입될 수 있도록 안착 블록(160)을 돌출 형성한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 이송 장치에서 사용하는 암의 외형을 나타내는 평면도로서, 암(100)의 상부면에 안착 블록(160)이 형성되어 있음을 도시하고 있다. 도면에 의하면, 안착 블록(160)은 하나의 암(100)에 각각 3개씩 형성되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 홀더를 고정하는 역할을 수행할 수 있다면 형성 개수는 사용자의 필요에 의해 증감될 수 있다. 또한, 안착 블록(160)의 형성 위치는 도면에 도시된 위치로 한정되지 않고 사용자에 필요에 따라 변경 가능하다.

안착홈(140)과 안착 블록(160)은 안착 블록(160)이 안착홈(140)에 삽입되어 결합될 수 있도록 서로 밀착되는 크기로 형성된다. 또한 도면에는 안착 블록(160)이 원형으로 형성되어 있으나, 안착홈(140)과 안착 블록(160)이 서로 결합되어 밀착될 수 있다면 다른 형태로 형성될 수도 있다.

여기서, 홀더에는 안착홈이 형성되어 있고, 암에는 안착 블록이 형성되어 있다. 이와 반대로 홀더에 안착 블록이, 암에 안착홈이 형성되는 경우, 홀더의 보관 및 사용 도중 돌출되어 있는 안착 블록에 의해 사용 및 관리가 용이하지 않을 수 있기 때문에 가능하면 홀더에는 안착홈을, 암에는 안착 블록을 형성하는 것이 바람직하다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 이송 장치에서 사용하는 암의 내부 구성을 나타내는 평면도이고, 도 6은 도 5의 B-B 선의 선단면도이다.

암(100)의 소정 위치에는 도시한 바와 같이 암(100)에 안착된 홀더(12)와 암(100) 사이의 공기를 흡입할 수 있도록 일단은 암(100)과 홀더(12) 사이에 위치되고 타단은 암(100)의 외부로 연장되는 제1 진공유지관로(200)를 복수개로 형성하고, 홀더(12)와 홀더(12)에 탑재되어 있는 글래스 기판(10) 사이의 공기를 흡입할 수 있도록 일단은 암(100)과 홀더(12) 사이에 위치되고 타단은 암(100)의 외부로 연장되는 제2 진공유지관로(300)를 복수개로 형성한다. 이때. 글래스 기판(10)은 홀더(12)에 탑재되어 있기 때문에, 글래스 기판(10)을 홀더(12)에 탑재하면, 글래스 기판(10)과 홀더(12) 사이의 공기를 흡입할 수 없으므로, 제2 진공유지관 로(300)를 통한 공기의 흡입을 원활히 하기 위하여 홀더(12)에는 제1 진공유지관로(300)에 대응할 수 있도록 복수개의 관통홀(340)을 관통 형성하고, 글래스 기판(10)을 홀더(12)에 탑재할 때, 제2 진공유지관로(300)의 일단이 홀더(12)에 형성되어 있는 관통홀(340)과 연결될 수 있도록 한다. 관통홀(340)과 제2 진공유지관로(300)를 통해 공기의 흡입이 원활히 이루어질 수 있도록 하기 위해 관통홀(340)과 제2 진공유지관로(300)의 형성 개수 및 지름은 동일하게 하고, 글래스 기판(10)이 홀더(12)에 탑재될 때 관통홀(340)과 제2 진공유지관로(300)의 중심축이 일치되도록 한다.

복수개로 형성된 제1 진공유지관로(200)와 제2 진공유지관로(300)는 각각 연결되어 있어 흡입된 공기를 외부로 용이하게 배출할 수 있다. 제1 진공유지관로(200)와 제2 진공유지관로(300)에 의한 공기 흡입이 이루어질 수 있도록 진공 펌프(미도시)와 같은 동작 요소를 설치한다.

도면에 의하면, 제1 진공유지관로(200)가 제2 진공유지관로(300)보다 내측에 형성되어 있으나, 형성 위치는 사용자의 필요에 의해 변경 가능하다.

제1 진공유지관로(200)와 제2 진공유지관로(300)의 일단부에는 링 형태로 형성된 고무 재질의 밀폐 패드(240)를 설치하여 제1 진공유지관로(200)와 제2 진공유지관로(300)를 통해 공기가 흡입될 때 흡입되는 공기가 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있도록 한다.

이때, 암(100)에 안착되는 홀더(12)는 안착홈(140)과 안착 블록(160)에 의해 위치가 안정될 수 있으므로 밀폐 패드(240)의 설치에 의해 암(100)과 홀더(12) 사 이에 공간이 형성되어도 무방하지만, 기판(10)과 홀더(12)의 사이에 밀폐 패드(240)가 설치되면 기판(10)과 홀더(12)에 공간이 형성되고 이로 인해 기판(10)이 홀더(12) 상에서 미끄러지며 이동할 수 있으므로, 제2 진공유지관로(300)에 설치되는 밀폐 패드(240)는 홀더(12)와 암(100) 사이에 설치되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.

카세트에는 글래스 기판(10)이 복수개로 탑재되어 있고, 글래스 기판(10)의 변형을 방지하기 위하여 글래스 기판을 홀더(12)에 탑재하도록 한다. 글래스 기판이 탑재된 홀더가 보트(62)에 로딩되는 도중 글래스 기판(10)과 홀더(12)의 정렬이 어긋나는 것을 방지하기 위해 본 발명을 사용한다.

우선, 카세트에 저장되어 있는 글래스 기판(10)을 홀더(12) 상에 탑재하도록 한다.

글래스 기판(10)이 탑재될 때, 홀더(12) 상에서 정해진 위치에 정확히 얼라인하여 탑재하는 것이 바람직하다. 글래스 기판(10)을 홀더(12)에 탑재하면서 얼라인하는 것은 널리 알려진 종래의 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

글래스 기판(10)이 탑재되어 있는 홀더(12)를 암(100)의 상부면에 안착되도록 한다. 이때, 홀더(12)의 하부에 형성된 안착홈(140)은 암(100)의 상부에 형성된 안착 블록(160)이 삽입되는 방식으로 홀더(12)의 위치를 정렬하고 정렬된 위치가 고정될 수 있도록 한다.

홀더(12)가 암(100)에 안착된 후, 진공 펌프(미도시)를 동작시키면 제1 진공유지관로(200)를 통해 홀더(12)와 암(100)의 안착면 사이의 공기가 흡입되고, 공기 의 흡입에 의해 진공이 발생되며 홀더(12)의 상부로 인가되는 대기압에 의해 홀더(12)는 암(100)에 밀착되고, 홀더의 이송 도중 홀더(12)의 흔들림이 방지된다.

한편, 홀더(12)에는 글래스 기판(10)이 탑재되어 있다. 글래스 기판(10)이 홀더(12)에 탑재된 상태에서 홀더(12)가 암(100)에 안착되어 있으므로 암(100)을 사용하여 홀더(12)를 이송하는 도중 글래스 기판(10)의 흔들림을 방지할 필요가 있다.

따라서, 진공 펌프(미도시)를 동작시켜 글래스 기판(10)과 홀더(12)의 사이의 공기가 관통홀(340)과 제2 진공유지관로(300)를 통해 흡입되도록 한다. 공기가 흡입되면 진공이 발생되며 대기압이 글래스 기압(10)으로 인가되어 글래스 기판(10)은 홀더(12)의 상부면에 밀착됨으로써, 글래스 기판(10)이 탑재된 상태의 홀더(12)를 이송할 때 글래스 기판(10)이 홀더 상에서 흔들리며 얼라인 상태가 흐트러지는 것이 방지된다.

이때, 제1 진공유지관로(200)와 제2 진공유지관로(300)를 통해 흡입된 공기는 외부로 배출된다.

글래스 기판(10)이 탑재된 홀더(12)를 이송하는 도중, 암(100)이 다른 물체와 부딪히게 되면 이때 발생되는 충격에 의해 글래스 기판(10) 또는 홀더(12)에 파손이 발생되거나, 글래스 기판(10)의 정렬이 흐트러질 수 있으므로, 충돌을 미연에 방지하는 것이 바람직하다.

따라서, 암(100) 단부에는 충돌 방지 센서(400)가 설치되어 있기 때문에 암(100)의 단부가 다른 물체와 근접하게 되면, 이를 감지하고 소정의 신호를 출력 한다. 이때 출력되는 소정의 신호에 의해 주위의 작업자에게 암(100)의 충돌 가능성을 경고하도록 한다.

충돌 방지 센서(400)에 의한 경고에도 불구하고 암(100)이 다른 물체와 부딪힐 수 있다. 이와 같이, 암(100)이 다른 물체가 충돌하는 경우, 충돌 시 발생되는 충격에 의해 홀더(12)가 암(100)에서 이탈될 수 있다.

이때, 암(100) 단부에는 이탈 방지턱(500)이 돌출 형성되어 있어 외부에서 홀더(12)로 충격이 인가되었을 때, 홀더(12)가 이탈 방지턱(500)에 걸리도록 하여 암(100)에서 이탈되는 것을 방지할 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.

도 1은 종래기술에 따른 열처리 장치의 구성을 나타내는 도면.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 이송 장치에서 사용하는 암에 기판이 탑재된 홀더가 탑재된 상태를 나타내는 평면도.

도 3은 도 2의 A-A 선의 선단면도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 이송 장치에서 사용하는 암의 외형을 나타내는 평면도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 기판 이송 장치에서 사용하는 암의 내부 구성을 나타내는 평면도.

도 6은 도 5의 B-B 선의 선단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 글래스 기판

12: 홀더

100: 암

140: 안착홈

160: 안착 블록

200: 제1 진공유지관로

240: 밀폐 패드

300: 제2 진공유지관로

340: 관통홀

400: 충돌 방지 센서

500: 이탈 방지턱

Claims (7)

1. 글래스 기판이 안착되는 홀더; 및

   상기 글래스 기판 및 상기 홀더가 탑재되는 암

   을 포함하며,

   상기 암의 동작 중에 진공을 이용하여 상기 글래스 기판은 상기 홀더 상에 밀착 고정시키고 상기 홀더는 상기 암 상에 밀착 고정시키며,

   상기 홀더의 하부면에는 복수개의 안착홈이 형성되어 있고, 상기 암의 상부면에는 상기 안착홈에 대응하는 복수개의 안착 블록이 형성되어 있으며, 상기 홀더 상에 상기 글래스 기판이 안착될 때 상기 안착 블록이 상기 안착홈에 삽입되고,

   상기 암에는 상기 홀더를 상기 암 상에 밀착 고정시키기 위한 제1 진공유지관로와 상기 글래스 기판을 상기 홀더 상에 밀착 고정시키기 위한 제2 진공유지관로가 형성되어 있으며,

   상기 홀더에는 상기 글래스 기판과 상기 암의 제2 진공유지관로를 연결해 주는 관통홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   상기 홀더와 상기 암의 제1 및 제2 진공유지관로의 연결 부위에는 밀폐 패드가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 암의 일측 단부에 설치되어 상기 암과 임의의 물체와의 근접을 경고하는 충돌 방지 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 암의 일측 단부에는 상기 홀더가 상기 암으로부터 이탈되는 것을 방지하는 이탈 방지턱이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.

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