KR100992118B1 - 가스압을 이용하는 반송 샤프트 장치 - Google Patents

가스압을 이용하는 반송 샤프트 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가스압을 이용하는 반송 샤프트 장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 가스압을 이용하는 반송 샤프트 장치는 관 형상으로 이루어지고 외부면에 복수의 홀을 구비하는 제1 샤프트, 상기 제1 샤프트와 동일한 회전 중심을 가지며 상기 제1 샤프트를 전체로 둘러싸는 제2 샤프트, 및 상기 제1 샤프트의 내부에 가스를 공급하여 상기 공급된 가스가 상기 복수의 홀을 통하여 상기 제2 샤프트의 내부에 공급되어 상기 제2 샤프트의 처짐을 방지하는 가스 공급부를 포함한다.
반송 샤프트, 가스압

Description

가스압을 이용하는 반송 샤프트 장치{Shaft apparatus for conveying substrate using the gas pressure}
본 발명은 가스압을 이용하는 반송 샤프트에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 가스압을 이용하여 반송 샤프트의 처짐을 방지하는 반송 샤프트 장치에 관한 것이다.
최근 영상을 표현하는 표시장치로서 액정 디스플레이(LCD) 소자와 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 소자 등이 종래의 브라운관(CRT)을 빠른 속도로 대체하여 오고 있다. 이러한 것들은 흔히 평판표시장치(FPD, Flat Panel Display)이라고 칭해지고, 대면적의 기판을 사용하고 있다.
평판표시장치를 제작하기 위해서는 기판 제작공정, 셀 제작공정, 모듈 제작공정 등의 많은 공정을 수행하여야 한다. 특히, 기판 제작공정에 있어서, 기판 상에 패턴들을 형성하기 위해서는 세정을 시작으로 포토 레지스트 형성, 노광, 현상, 식각, 포토 레지스트 제거로 이루어지는 패터닝 공정을 수행하고 이후, 검사 공정까지 거쳐야 한다.
이 같은 공정들은 대부분 해당 공정을 수행하기 위한 공정 챔버에서 이루어 지며, 이 같은 각각의 공정 챔버로 기판을 이송 또는 반송시키기 위한 이송 장치가 설치될 수 있다.
하지만, 평판 디스플레이의 크기가 급속히 커지면서 이에 따라 평판 디스플레이용 기판의 크기가 증가하고 있다. 대용량의 기판에 대하여 다양한 반도체 공정 등을 수행함에 있어 기판의 휨 등에 의하여 균일한 기판 처리가 용이하지 않을 수 있다.
기판의 크기가 증가되면서 기판을 이송시키는 반송 샤프트의 길이가 증가하여 반송 샤프트가 길이 방향으로 처짐일 발생할 수 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 가스압을 적용하여 반송 샤프트의 처짐을 줄일 수 있는 반송 샤프트 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 가스압을 이용하는 반송 샤프트 장치의 일 양태는 관 형상으로 이루어지고 외부면에 복수의 홀을 구비하는 제1 샤프트; 상기 제1 샤프트와 동일한 회전 중심을 가지며 상기 제1 샤프트를 전체로 둘러싸는 제2 샤프트; 및 상기 제1 샤프트의 내부에 가스를 공급하여 상기 공급된 가스가 상기 복수의 홀을 통하여 상기 제2 샤프트의 내부에 공급되어 상기 제2 샤프트의 처짐을 방지하는 가스 공급부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따를 경우, 샤프트의 내부에 가스압을 공급하여 반송 샤프트의 처짐을 줄일 수 있다.
또한, 반송 샤프트 내부를 빈공간으로 하고 반송 샤프트의 중량에 따른 처짐 을 줄일 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 일반적인 기판 제조용 기판 이송 장치를 나타낸 사시도이다.
일반적으로 기판 이송 장치(1)는, 공정 챔버의 내부에 일정 간격으로 배치되는 복수개의 샤프트(20)와 각각의 샤프트(20)에 기판(10)을 지지하여 이를 이송시키기 위한 복수개의 롤러(30)를 포함한다. 구동부(50)가 작동하면 각각의 샤프트(20)가 회전되면서 각각의 롤러(30)에 의해 기판(10)이 이송되는 것이다. 샤프 트(20)는 원활하고 안정적으로 회전 구동할 수 있도록 지지 장치(40)에 의해 지지될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 벨트 구동식 이송 장치는 각각의 샤프트(20)의 끝단에 풀리(52)가 연결되고 각각의 풀리(52)는 벨트(53)로 연결되어 있어 구동 장치(51)의 회전력을 각각의 샤프트(20)에 전달하게 된다.
반면에, 도시되지는 않았으나, 기계적 마찰에 의해 파티클이 발생되지 않도록 자력을 이용하여 회전력을 전달하는 자기식 이송 장치는 챔버의 벽체를 경계로 하여 구동장치에 의해 회전 구동되는 외측 자석 풀리와, 그 외측 자석 풀리에 자기적으로 연결되어 구동되는 내측 자석 풀리를 포함할 수 있다.
도 2a는 일반적인 기판 이송용 샤프트 지지 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2a를 참조하면, 일반적인 기판 이송용 샤프트 지지 장치의 경우, 챔버의 바닥에 고정되며 지지홈을 구비하는 지지부(41a, 41b)와, 그 지지부의 지지홈에 삽입되며 샤프트(20)가 고정되는 한 개의 베어링(42a, 42b)으로 구성되어 있었다. 다른 형태에 의하면, 지지부(41a, 41b)의 상부가 개방되어 있어 베어링(42a, 42b)의 상부를 지지하기 위해 지지부(41a, 41b)의 상부에 결합하는 지지부재 커버(도시되지 않음)를 포함할 수도 있다.
도 2b는 일반적인 기판 반송 샤프트의 처짐을 개략적으로 보여준다.
도 2b를 참조하면, 샤프트(20)가 축 방향으로 연장되면서 샤프트의 하중 및 샤프트 상부에 놓여지는 기판의 하중에 의하여 샤프트(20)의 처짐이 발생할 수 있다. 예를 들어, 단순한 샤프트(20)의 하중에 의하여 처짐이 발생하는 경우에는 지 지부(41a, 41b)를 중심으로 타원형의 처짐 패턴이 발생할 수 있다.
따라서, 이러한 상태에서 샤프트(20)를 회전시키는 경우에는 샤프트(20)를 구동시키는 구동부에 무리한 하중이 발생할 수 있고, 기판을 이송하는 경우에는 샤프트(20)의 처짐이 보다 커질 수 있다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스압을 이용하는 반송 샤프트 장치의 단면도이며, 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스압을 이용하는 반송 샤프트 장치의 분해 사시도이다.
도 3a 및 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스압을 이용하는 반송 샤프트 장치는 제1 샤프트(310), 제2 샤프트(320), 가스 공급부(370) 및 구동부(미도시)를 포함할 수 있다.
반송 샤프트(300)는 제1 샤프트(310) 및 제2 샤프트(320)를 포함하여 구성될 수 있다. 제1 샤프트(310) 및 제2 샤프트(320)는 가운데 통로를 가지는 공간을 두고, 서로 직경이 다른 파이프 형태로 이루어질 수 있다. 반송 샤프트(300)는 기판의 이송 방향에 수직한 방향으로 복수 개가 평형하게 배열되어 배치될 수 있다. 반송 샤프트(300)는 수평으로 배치되거나, 또는 일단이 타단에 비하여 높게 위치하는 경사지게 배치될 수 있다.
제1 샤프트(310)는 파이프 형상으로 이루어지고 외부면에 복수의 홀(315)을 포함한다. 상기 복수의 홀(315)은 제1 샤프트(310)의 외부면에 규칙적 또는 불규칙적으로 배열될 수 있다. 또한, 제1 샤프트(310)는 직경이 후술할 제2 샤프트(320) 보다 작다. 제1 샤프트(310)는 후술할 가스 제공부(370)로부터 가스를 공급 받아, 제1 샤프트(310) 및 제2 샤프트(320) 사이의 공간으로 분사하는 역할을 한다.
제1 샤프트(310)는 외부면에 내부관과 연결된 복수의 통공(315)을 포함할 수 있다. 복수의 통공(315)은 제1 샤프트(310)의 내부면에 제공된 가스를 제1 샤프트(310)의 외부로 분사시키는 역할을 한다. 제1 샤프트(310)는 반송 샤프트의 자체적인 하중을 감소시키기 위하여, 플라스틱 계열의 재료로 성형될 수 있다. 예를 들어, 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 등의 다양한 고분자 재료에 의하여 성형될 수 있다.
제2 샤프트(320)는 제1 샤프트(310)와 동일한 회전 중심을 가지며 제1 샤프트(310) 전체를 덮을 수 있다. 제2 샤프트(320)의 내면과 제1 샤프트(310)의 외면은 소정의 틈이 있어, 가스가 차지하는 공간을 제공할 수 있다. 제2 샤프트(320)는 제1 샤프트(310)와 결합 시에 제1 샤프트 외부면 및 제2 샤프트 내부면 사이에 밀폐된 공간을 생성할 수 있다. 따라서, 제1 샤프트(310)의 복수의 통공(315)을 통하여 분사되는 기체는 제1 샤프트(310) 및 제2 샤프트(320) 사이의 공간을 채워, 일정한 압력으로 유지될 수 있다. 따라서, 제2 샤프트(320)의 내부에 일정한 기체압을 제공하여 제2 샤프트(320)의 처짐을 줄일 수 있다.
제2 샤프트(320)는 길이 방향으로 복수의 롤러(30)들이 결합된다. 각각의 롤러(30)는 원통형의 형상을 가지고 내부에 제2 샤프트(320)가 삽입되는 관통홀을 가진다. 각각의 롤러(30)는 제2 샤프트(320) 상에서 미끄러지지 않도록 삽입되어 있어 제2 샤프트(320)가 회전할 때 함께 회전하게 된다.
한편, 제1 샤프트(310) 및 제2 샤프트(320)는 양 끝단이 결합되어 일체로 결 합될 수 있다. 따라서, 후술할 구동부에 의하여 제1 샤프트(310) 또는 제2 샤프트(320)를 회전시키는 경우에 제1 샤프트(310) 및 제2 샤프트(320)는 일체로 회전될 수 있다.
또 다른 예로, 제1 샤프트(310) 및 제2 샤프트(320)는 상대적으로 회전할 수 있다. 예를 들어, 제1 샤프트(310)는 회전하지 아니하고, 제2 샤프트(320)는 회전할 수 있다. 이 때, 제1 샤프트(310)의 양 끝단에는 소정의 베어링(330_1, 330_2)을 장착하여, 정지된 제1 샤프트(310)에 대하여 제2 샤프트(320)가 회전될 수 있도록 할 수 있다.
가스 공급부(370)는 제1 샤프트(310)에 가스를 공급하는 역할을 한다. 가스 공급부(370)는 제1 샤프트(310)의 일단에 연결되어, 제1 샤프트(310) 내부의 가스압을 체크하여, 일정한 가스압을 유지시키도록 가스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 공급되는 가스는 비활성 기체인 아르곤, 네온 등이 될 수 있고, 일반적인 압축 공기가 제공될 수도 있다. 한편, 공급되는 가스의 온도는 제한이 없다. 제2 샤프트가 고온에 노출되는 경우에 변형이 되는 것을 줄이기 위하여, 공급되는 가스의 온도가 낮아져 냉각 작용을 할 수 있다. 예를 들어, 섭씨 -40 도 내지 0 도의 범위의 온도를 가지는 가스게 제공될 수 있다.
가스 공급부(370)는 가스 저장소(375), 가스 관(376), 가스 밸브(377), 압력 센서(378) 및 회전 체결부(379)를 포함할 수 있다. 가스 저장소(375)는 제1 샤프트(310)에 제공할 가스를 저장한다. 가스 관(376)은 가스 저장소(375)에 연결되어 제1 샤프트(310)로 연결된다. 반송 샤프트(300)가 복수 개인 경우에 가스 저장 소(375)로부터 연결된 가스 관(376)은 복수로 분기되어 반송 샤프트(300) 각각의 제1 샤프트(310)에 연결될 수 있다.
가스 밸브(377)는 가스 저장소(375)로부터의 가스 흐름을 열거나 닫는 역할을 한다. 가스 밸브(377)는 밸브의 개폐 정도를 조정하여 제1 샤프트(310) 내부의 가스 압력, 또는 제1 샤프트 및 제2 샤프트 사이의 공간의 가스 압력을 제어할 수도 있다. 일 예로서, 가스 밸브(377)는 일방향 흐름만을 허용하는 체크 밸브가 사용될 수 있다. 따라서, 체크 밸브에 의하여 제1 샤프트 내부의 가스 압력에 의하여 가스가 역류되는 것을 방지하고, 일정한 가스압 이상을 유지할 수 있다.
압력 센서(378)는 가스 저장소(375) 또는 제1 샤프트(310)의 가스 압력을 감지할 수 있다. 압력 센서(378)는 가스 저장소(375) 또는 제1 샤프트(310) 내부의 가스 압력을 감지하여, 소정의 임계값을 초과하거나 또는 기준치 이하의 압력을 나타내는 경우에는 알람 신호, 알람 음 등의 신호를 외부에 제공할 수 있다.
회전 체결부(370)는 가스 관(376) 및 반송 샤프트(300)의 상대적인 이동을 허용하는 역할을 한다. 예를 들어, 가스 관(376)은 회전하지 아니하고 반송 샤프트(300)가 회전하는 경우에 회전 체결부가 그 사이에서 상대적인 운동을 허용할 수 있다. 회전 체결부(370)의 구성에 의하여, 베어링(330_1, 330_2)을 사용하지 않으면서 제1 샤프트(310) 및 제2 샤프트(320)는 일체로 결합되어 회전할 수도 있다.
구동부(미도시됨)는 기판을 이송시키기 위해 반송 샤프트를 회전시킨다. 구동부는 반송 샤프트에 회전력을 제공하는 구동 모터와, 각각의 반송 샤프트 일단에 결합되어 회전력을 전달하는 풀리 및 각각의 샤프트에 결합된 풀리들을 연결하는 벨트를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 기어 또는 체인 등에 의하여 반송 샤프트들을 회전시키는 회전력을 전달할 수도 있다. 또 다른 예로서, 자기력에 의하는 마그네틱 기어 등에 의하여 회전력을 전달할 수도 있다.
구동부의 회전력에 의하여, 각각의 반송 샤프트(300)가 회전하고, 반송 샤프트(300)의 회전에 의하여 롤러(30)가 회전하면서 기판을 일방향으로 이송시킬 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 가스압을 이용하는 반송 샤프트 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
제1 샤프트(310) 및 제2 샤프트(320)의 사이에는 소정의 공간이 생성된다. 가스 공급부(370)에 의하여 제1 샤프트(310) 내부로 기체가 공급되고, 공급된 가스는 제1 샤프트(310)의 복수의 통공(315)을 통하여 제1 샤프트(310) 외부로 빠져 나갈 수 있다. 따라서, 복수의 통공(315)을 관통한 기체는 제1 샤프트(310) 및 제2 샤프트(320) 사이의 밀폐된 공간에 머무를 수 있다.
따라서, 제1 샤프트(310) 및 제2 샤프트(320)의 사이의 밀폐된 공간에 임계치 이상의 가스압을 가함으로써 제2 샤프트의 내면에 압력을 가할 수 있다. 따라서, 제2 샤프트(320)는 내면에 가해지는 압력에 의하여 제2 샤프트(320)의 길이 방향에 수직인 방향으로 힘을 받는다. 따라서, 제2 샤프트(320)의 일단부터 끝단에 이르기까지 수직하는 압력을 받게 되어, 제2 샤프트(320)의 휘어짐이 줄어들 수 있다.
따라서, 반송 샤프트(300)의 외관을 차지하는 제2 샤프트(320)의 휘어짐이 줄어들면서, 반송 샤프트(300)의 처짐이 줄어들 수 있다. 반송 샤프트(300)의 처짐이 줄어들면, 제2 샤프트(320)에 장착되는 롤러(30) 등의 방향도 수직으로 세워지면서 기판의 이송을 효율적으로 할 수 있고, 기판의 처짐도 함께 줄일 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
도 1은 일반적인 기판 제조용 기판 이송 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2a는 일반적인 기판 이송용 샤프트 지지 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2b는 일반적인 기판 반송 샤프트의 처짐을 개략적으로 보여준다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스압을 이용하는 반송 샤프트 장치의 단면도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스압을 이용하는 반송 샤프트 장치의 분해 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
300: 반송 샤프트 310: 제1 샤프트
320: 제2 샤프트 315: 복수의 통공
370: 가스 공급부

Claims (6)

  1. 관 형상으로 이루어지고 외부면에 복수의 홀을 구비하는 제1 샤프트;
    상기 제1 샤프트와 동일한 회전 중심을 가지며 상기 제1 샤프트를 전체로 둘러싸는 제2 샤프트; 및
    상기 제1 샤프트의 내부에 가스를 공급하여 상기 공급된 가스가 상기 복수의 홀을 통하여 상기 제2 샤프트의 내부에 공급되어 상기 제2 샤프트의 처짐을 방지하는 가스 공급부를 포함하는, 가스압을 이용하는 반송 샤프트 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 가스는
    공기 또는 비활성 가스인, 가스압을 이용하는 반송 샤프트 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 샤프트를 회전시키는 구동부를 더 포함하며,
    상기 제2 샤프트의 회전하는 중에 상기 제1 샤프트는 회전하지 않는, 가스압을 이용하는 반송 샤프트 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 샤프트에 복수 개로 끼워지며, 상기 제2 샤프트를 지지하는 복수의 베어링을 더 포함하는, 가스압을 이용하는 반송 샤프트 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 샤프트는 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌(PE), 폴리플로필렌(PP) 중의 하나의 재질인, 가스압을 이용하는 반송 샤프트 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 샤프트에 섭씨 영하 40도 내지 0 도의 상기 가스가 공급되는, 가스압을 이용하는 반송 샤프트 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6362913A (ja) 1986-08-29 1988-03-19 Tokuden Kk 誘導発熱ロ−ラ装置

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JPS6362913A (ja) 1986-08-29 1988-03-19 Tokuden Kk 誘導発熱ロ−ラ装置

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