KR101288599B1 - 기판 이송 장치 - Google Patents

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KR101288599B1
KR101288599B1 KR1020070051828A KR20070051828A KR101288599B1 KR 101288599 B1 KR101288599 B1 KR 101288599B1 KR 1020070051828 A KR1020070051828 A KR 1020070051828A KR 20070051828 A KR20070051828 A KR 20070051828A KR 101288599 B1 KR101288599 B1 KR 101288599B1
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엘지디스플레이 주식회사
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    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
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    • B65G2249/00—Aspects relating to conveying systems for the manufacture of fragile sheets
    • B65G2249/02—Controlled or contamination-free environments or clean space conditions

Abstract

액정 표시 장치(Liquid Crystal Display: LCD)뿐만 아니라 평판 표시 장치(Flat Panel Display: FPD)의 기판을 반송하는데 사용되는 기판 이송 장치를 제공한다. 기판 이송 장치는 기판이 안착되는 캐리어(carrier)와, 캐리어에 추력을 발생시켜 수평 이송하는 상부 이송 유닛, 캐리어의 하부를 비접촉 상태로 수평 유지하는 하부 이송 유닛, 캐리어의 상부를 자기 부상시키는 자기 부상 모듈, 자기 부상 모듈에 의해 부상된 캐리어의 하부 중심을 유지하고, 캐리어가 부상된 갭(Gap)을 조절하여 일정한 부상력을 갖도록 하는 하부 댐퍼(Damper) 유닛, 및 자기 부상 모듈에 의해 부상한 캐리어의 상부 중심을 유지하기 위한 상부 댐퍼 유닛을 포함한다.
기판 이송, 비접촉식, 리니어모터, 척력, 댐퍼

Description

기판 이송 장치{APPARATUS FOR TRANSFERRING SUBSTRATES}
도 1은 종래의 기판 이송 장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 이송 장치를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 기판 이송 장치의 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 기판 이송 장치의 정면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 하부 댐퍼 유닛이 장착된 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 이송 장치를 도시한 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 기판 이송 장치의 사시도이다.
도 8은 도 6에 도시된 기판 이송 장치의 정면도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판 이송 장치를 도시한 단면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 기판 이송 장치의 사시도이다.
도 11은 도 9에 도시된 기판 이송 장치의 정면도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
100, 200, 300: 공정챔버 110, 210, 310: 기판
120, 220, 320: 캐리어 122, 222, 322: 몸체
124, 224, 324: 헤드 124a, 324a: 경사부
130, 230, 330: 상부 이송 유닛 140, 240, 340: 자기 부상 모듈
142, 242, 342: 제1 영구자석 144, 244, 344: 제2 영구자석
146, 246, 346: 지지부재 246a, 346a: 홈부
150, 250, 350: 하부 이송 유닛 152, 252, 352: 제3 영구자석
154, 254, 354: 제4 영구자석 160, 360: 하부 댐퍼 유닛
270, 370: 상부 댐퍼 유닛
본 발명은 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display: LCD)뿐만 아니라 평판 표시 장치(Flat Panel Display: FPD)의 기판을 반송하는데 사용되는 기판 이송 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체나 액정 표시 장치, 플라즈마 표시 장치 등의 평판 표시 장치를 제조하기 위해서는 매우 복잡한 공정을 거치게 된다.
따라서, 각 공정을 수행하기 위하여 웨이퍼 또는 기판을 로딩 또는 언로딩하여야 하는데, 이러한 기판의 로딩 또는 언로딩을 위하여, 수직으로 이동하는 캐리어를 이용하여 각 공정챔버로 이송하는 방법이 채용되고 있다.
도 1을 참조하여 종래의 기판 이송 장치의 구성을 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 캐리어(13)는 기판을 장착하는 탑재부(13c)와 상부 이송 경로의 캐리어 가이드(11a) 내부에 위치하는 상부 캐리어바(13a), 롤러와 접촉하여 롤러의 구동에 의해 수평 이송을 위한 구동을 제공받는 하부 캐리어바(13b)로 구성된다.
이와 같이 구성된 캐리어(13)는 상부 이송부(11) 및 하부 이송부(12)로 이루어진 기판 이송 장치에 의해 공정 챔버(10) 내에서 또는 각 챔버와 챔버들 사이에서 수평 이송된다.
그런데, 종래의 기판 이송 장치는 하부 이송부(12)의 롤러에 정합하는 하부 캐리어바(13b)가 롤러로부터 이탈되는 현상이 종종 발생하게 되며, 이러한 이탈 현상이 발생하면 불량이 증가하고 생산성이 떨어지는 문제가 있다.
특히, 회전하는 롤러에 접착한 상태에서 이송되기 때문에 마찰력이 크고, 파티클(particle)에 의한 악영향이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기판을 수직 상태로 고정한 캐리어의 상, 하부를 자기 부상한 후 수평 이송할 수 있는 비접촉식 기판 이송 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 자기 부상하는 캐리어의 부상 갭(Gap)을 일정하게 유지하고, 이와 동시에 캐리어의 상, 하부 중심을 유지함으로써 안정적인 반송 시스템을 제공하는 기판 이송 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 이송 장치는, 기판이 안착되는 캐리어(carrier), 상기 캐리어에 추력을 발생시켜 수평 이송하는 상부 이송 유닛, 상기 캐리어의 하부를 비접촉 상태로 수평 유지하는 하부 이송 유닛, 상기 캐리어를 자기 부상시키는 자기 부상 모듈, 및 상기 자기 부상 모듈에 의해 부상된 캐리어의 하부 중심을 유지하고, 상기 캐리어가 부상된 갭(Gap)을 조절하여 일정한 부상력을 갖도록 하는 하부 댐퍼(Damper) 유닛을 포함한다.
상기 캐리어는, 상기 기판이 수직 상태로 고정되는 몸체 및 상기 몸체 상부에 상부 방향으로 갈수록 직경이 커지는 경사부를 갖는 헤드를 포함한다.
상기 상부 이송 유닛은 리니어 모터(linear motor)인 것을 특징으로 한다.
상기 자기 부상 모듈은, 상기 캐리어의 헤드에 경사부를 따라 구비된 제1 영구자석, 상기 제1 영구자석과 서로 대향되며, 상기 제1 영구자석과 실질적으로 동일한 극성을 갖는 제2 영구자석, 및 상기 제2 영구자석을 지지하는 지지부재를 포함한다.
상기 하부 이송 유닛은, 상기 캐리어의 하부에 구비된 제3 영구자석, 및 상 기 제3 영구자석과 서로 대향되며, 상기 제3 영구자석과 서로 다른 극성을 가져 상기 제3 영구자석간 인력이 작용하는 제4 영구자석을 포함한다.
상기 하부 댐퍼 유닛은, 상기 캐리어 하부의 양측부를 감싸고 상기 캐리어가 부상된 갭을 조절하기 위한 하부 하우징, 및 상기 하부 하우징 내부에 구비되어 상기 캐리어의 하부 중심을 유지하고, 상기 하부 하우징과 상기 캐리어의 충돌을 방지하기 위한 복수의 댐퍼들을 포함한다.
이때, 상기 하부 하우징은, 상단 및 하단에 상기 캐리어가 부상된 갭을 제한하기 위한 걸림턱이 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 댐퍼들은, 상기 캐리어의 측면과 상기 하부 하우징 사이에 구비되어 상기 캐리어가 위치된 방향과 수직되는 방향의 축을 중심으로 배열되는 제1 댐퍼, 및 상기 하부 하우징의 걸림턱과 상기 캐리어 사이에 구비되어 상기 캐리어가 부상하는 수직 방향의 축을 중심으로 배열되는 제2 댐퍼를 포함한다.
그리고, 상기 복수의 댐퍼들은 바퀴 모양의 롤러인 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 이송 장치는, 기판이 안착되는 캐리어(carrier), 상기 캐리어에 추력을 발생시켜 수평 이송하는 상부 이송 유닛, 상기 캐리어의 하부를 비접촉 상태로 수평 유지하는 하부 이송 유닛, 상기 캐리어를 자기 부상시키는 자기 부상 모듈, 및 상기 자기 부상 모듈에 의해 부상한 캐리어의 상부 중심을 유지하기 위한 상부 댐퍼 유닛을 포함한다.
상기 상부 댐퍼 유닛은, 서로 대향되는 면에 상기 캐리어와 상기 자기 부상 모듈 각각이 접촉되도록 구비된 복수의 댐퍼들을 포함한다.
상기 복수의 댐퍼들은 상기 캐리어와 평행한 회전축을 중심으로 회전하는 롤러로 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 댐퍼들은 상기 캐리어의 양측부에 각각 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 댐퍼들은 상기 캐리어를 관통하여 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 댐퍼들과 접면하는 상기 자기 부상 모듈에는 상기 복수의 댐퍼들이 끼워질 수 있는 홈부가 형성된 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 이송 장치는, 기판이 안착되는 캐리어(carrier), 상기 캐리어에 추력을 발생시켜 수평 이송하는 상부 이송 유닛, 상기 캐리어의 하부를 비접촉 상태로 수평 유지하는 하부 이송 유닛, 상기 캐리어의 상부를 자기 부상시키는 자기 부상 모듈, 상기 자기 부상 모듈에 의해 부상된 캐리어의 하부 중심을 유지하고, 상기 캐리어가 부상된 갭(Gap)을 조절하여 일정한 부상력을 갖도록 하는 하부 댐퍼(Damper) 유닛, 및 상기 자기 부상 모듈에 의해 부상한 캐리어의 상부 중심을 유지하기 위한 상부 댐퍼 유닛을 포함한다.
이때, 상기 상부 댐퍼 유닛은, 서로 대향되는 면에 상기 캐리어와 상기 자기 부상 모듈 각각이 접촉되도록 구비된 복수의 상부 댐퍼들을 포함한다.
상기 하부 댐퍼 유닛은, 상기 캐리어 하부의 양측부를 감싸고 상기 캐리어가 부상된 갭을 조절하기 위한 하부 하우징, 및 상기 하부 하우징 내부에 구비되어 상 기 캐리어의 하부 중심을 유지하고, 상기 하부 하우징과 상기 캐리어의 충돌을 방지하기 위한 복수의 하부 댐퍼들을 포함한다.
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. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 비접촉식 기판 이송 장치에 대하여 상세히 설명한다.
비접촉식 기판 이송 장치의 경우, 기판을 이송하기 위한 캐리어가 비접촉식으로 구동하기 때문에 파티클이 발생할 우려는 없지만, 자석과 자석 사이의 척력에 의해 부상력을 가지는 방식이므로 다소 불안정한 구동을 나타나게 된다. 따라서, 본 실시예에서는 캐리어의 상, 하부에 댐퍼(Damper)를 다양하게 적용함으로써 자석과 자석 사이의 부상 갭(Gap)을 조절하고 이를 통해 안정적인 부상력을 가지는 반송 시스템을 구성한다.
제1 실시예
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 이송 장치를 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 기판 이송 장치의 사시도이며, 도 4는 도 2에 도시된 기판 이송 장치의 정면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 이송 장치는 기판(110)이 안착되는 캐리어(120)와, 캐리어(120)를 수평 이송하는 상부 이송 유닛(130), 캐리어(120)의 하부를 비접촉 상태로 수평 유지하는 하부 이송 유닛(150), 캐리어(120)를 자기 부상시키는 자기 부상 모듈(140), 캐리어(120)의 하부에 구비되는 하부 댐퍼 유닛(160)을 포함한다.
캐리어(120)는 기판(110)이 수직 상태로 고정되는 몸체(122)와, 몸체(122) 상부에 상부 방향으로 갈수록 직경이 커지는 경사부(124a)를 갖는 헤드(124)로 구성된다.
몸체(122)에는 기판(110)을 안착하기 위한 안착부(122a)가 마련된다.
이러한 캐리어(120)는 도시된 바와 같이 기판(110)을 수직 상태로 고정하여 이송시킴으로써 공간적인 측면이나 기판의 처짐 등에서 있어 효율적이다.
기판(110)은 액정 표시 장치뿐만 아니라 평판 표시 장치 등을 제작하기 위한 기판이며, 반도체의 웨이퍼(wafer)도 가능하다.
상부 이송 유닛(130)은 타이밍벨트나 랙 피니언 기어, 롤러, 볼 스크류, 또는 리니어모터 등을 이용하여 캐리어(120)에 추력을 발생시킴으로써 캐리어(120)를 수평 방향으로 이송시킨다.
특히, 리니어모터를 이용하여 구성한 경우 비접촉식으로 캐리어(120)를 수평 이송할 수 있다.
리니어모터는 일 예로 고정자와 가동자를 가지며, 고정자는 가동자의 이동 방향으로 배열된 복수의 코일로 구성될 수 있다. 그리고, 가동자는 고정자의 코일을 협지하도록 배치된 자석으로 구성될 수 있다.
따라서, 고정자의 코일에 전류가 흐르면, 리니어모터는 고정자에 대하여 지면에 수직한 방향으로 가동자를 이동시키도록 로렌쯔(Lorenz)의 힘이 작용하게 된다. 이러한 힘에 의해 가동자가 고정자에 대하여 상대적으로 수평 이동하게 되고, 가동자와 결합된 캐리어(120)가 수평 이동하게 된다.
자기 부상 모듈(140)은 자석과 자석 사이의 척력에 의해 부상력을 발생시키도록 구성된다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 자기 부상 모듈(140)은 캐리어(120)의 헤드(124)에 경사부(124a)를 따라 형성된 제1 영구자석(142)과, 제1 영구자석(142)과 서로 대향되게 구비되는 제2 영구자석(144), 및 제2 영구자석(144)을 지지하는 지지부재(146)를 포함한다.
제2 영구자석(144)은 제1 영구자석(142)과 실질적으로 동일한 극성을 가짐으로써 제1 영구자석(142) 사이에서 서로 밀어내는 척력이 발생한다.
그리고, 제2 영구자석(144)은 제1 영구자석(142)의 크기 및 모양에 따라 대응되며, 제1 영구자석(142)은 캐리어(120)의 헤드(124)에 경사부(124a)를 따라 길게 형성된 하나의 자석이거나, 또는 소정 크기로 구비된 자석들이 경사부(124a)를 따라 복수 개 배열된 형태로 구비된다.
하부 이송 유닛(150)은 자석의 척력을 이용한 자기 부상 모듈(140)의 구동 방식과 달리, 자석의 인력에 의해 캐리어(120)를 지면으로부터 자기 부상시킨 상태로 수평 유지한다.
이러한 하부 이송 유닛(150)은 캐리어(120)의 하부에 구비되는 제3 영구자 석(152)과, 제3 영구자석(152)과 대향되는 위치에 구비되고 제3 영구자석(152)과 서로 다른 극성을 갖는 제4 영구자석(154)을 포함한다.
제4 영구자석(154)은 공정 챔버(100)내 바닥면에 고정되므로, 제4 영구자석(154)과 제3 영구자석(152) 사이에 작용하는 인력에 의해 캐리어(120)를 비접촉 상태로 수평 유지하게 된다.
이때, 자기 부상 모듈(140)과 하부 이송 유닛(150)은 캐리어(120)의 무게에 따라 부상력 조절이 필요하다.
최근, 기판(110) 크기가 증가함에 따라 캐리어(120)의 크기 또한 증가하고 있는데, 이에 따라 캐리어(120)를 부상하기 위한 부상력이 커져야 하고, 장비마다 캐리어(120)의 무게가 상이하기 때문에 부상 갭 조절을 통한 부상력 조절이 필요하다.
예를 들면, 캐리어(120)의 무게에 비해 자기 부상 모듈(140)을 통해 작용하는 척력이 강하고, 이와 상대적으로 하부 이송 유닛(150)을 통해 작용하는 인력이 작으면, 자기 부상한 캐리어(120)의 하부가 비접촉 상태로 수평을 유지하지 못하고 한 쪽으로 치우치게 되거나 이탈되는 현상이 발생할 수 있다.
하부 댐퍼 유닛(160)은 이와 같은 캐리어(120)의 부상 갭을 조절하기 위한 것으로, 캐리어(120) 하부의 양측부를 감싸는 하부 하우징(162)과, 하부 하우징(162) 내부에 구비되는 복수의 댐퍼들(164)을 포함할 수 있다.
여기서, 하부 하우징(162)은 캐리어(120)의 전면과 후면 각각에 구비되어 조립 등에 의해 캐리어(120)의 양측부를 감쌀 수 있으며, 또는 하나의 캡 형태로 구 비되어 캐리어(120) 하부의 양측부를 감쌀 수 있다.
또한, 하부 하우징(162)은 공정챔버(100) 내에 고정되고, 상, 하단에 걸림턱(162a)이 구비된다.
걸림턱(162a)은 자기 부상한 캐리어(120)의 부상력을 제한함으로써 자기 부상 모듈(140)과 하부 이송 유닛(150)을 통해 작용하는 자력(척력과 인력)에 의해 캐리어(120)가 한 쪽으로 치우치게 되는 것을 방지한다.
복수의 댐퍼들(164)은 하부 하우징(162)의 내부에 마련되며, 서로 대향되는 면이 각각 캐리어(120) 및 하부 하우징(162)의 내측면과 접촉하게 된다.
세부적으로 설명하면, 복수의 댐퍼들(164)은 도 3에 도시된 바와 같이 캐리어(120)의 측면과 하부 하우징(162) 사이에 구비되는 제1 댐퍼(164b)와, 하부 하우징(162)의 걸림턱(162a)과 캐리어(120) 사이에 구비되는 제2 댐퍼(164a)로 구비될 수 있다.
이때, 복수의 댐퍼들(164)이 접촉되는 캐리어(120)의 일측면에는 댐퍼들(164)의 일부가 끼워지는 소정 홈(도시하지 않음)이 형성될 수 있다.
일 예로, 복수의 댐퍼들(164)은 롤러(roller)일 수 있다.
이 경우, 복수의 댐퍼들(164)은 장착 위치에 따라 회전축이 다르게 구비된다.
즉, 도 5를 참조하면 캐리어(120)의 측면과 하부 하우징(162) 사이에 구비되는 제1 댐퍼(164b)의 경우, 캐리어(120)가 위치된 방향과 수직하는 방향의 축(A축)을 회전축으로 하여 장착된다. 그리고, 하부 하우징(162)의 걸림턱(162a)과 캐리 어(120) 사이에 구비되는 제2 댐퍼(164a)의 경우, 캐리어(120)가 부상하는 수직 방향의 축(B축)을 회전축으로 하여 장착된다.
따라서, 복수의 댐퍼들(164)은 자기 부상하는 캐리어(120)의 하부 중심을 정 위치에서 이탈되지 않도록 유지하고, 캐리어(120)와 하부 하우징(162)간의 충돌을 최소화하는 동시에, 캐리어(120)와 하부 하우징(162)의 마찰을 최소화하여 파티클 발생을 방지한다.
한편, 하부 댐퍼 유닛(160)은 외부 환경이나 캐리어(120)에 무게에 따라 캐리어(120)의 상하부에 작용하는 자력이 달라지고, 이에 따라 캐리어(120)의 부상력이 달라질 수 있는데, 이 경우 하부 하우징(162)가 복수의 댐퍼들(164)을 통해 캐리어(120)의 부상력을 조절할 수 있다.
즉, 하부 댐퍼 유닛(160)은 하부 하우징(162)과 복수의 댐퍼들(164)간 상호 작용에 의해 캐리어(120)가 부상된 부상 갭을 유지할 수 있으며, 특히 하부 하우징(162)의 걸림턱(162a)에 의해 캐리어(120)의 부상력을 제한함으로써 조절이 가능하다.
제2 실시예
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 이송 장치를 도시한 단면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 기판 이송 장치의 사시도이며, 도 8은 도 6에 도시된 기판 이송 장치의 정면도이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 이송 장치는 특정한 무게를 가지는 캐리 어(220)를 자석과 자석 사이의 척력을 이용하여 부상시킴으로써 수평 이송시킨다.
이때, 부상력을 발생시키는 척력은 항상 밀어내는 특성을 가지기 때문에 부상력과 더불어 한쪽으로 치우치게 되는 횡력(Lateral Force)이 발생하게 되고, 이러한 횡력은 부상력이 커질수록 커지게 된다.
따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 이송 장치는 캐리어(220)의 상부에 댐퍼를 이용하여 횡력에 의해 발생되는 치우침 현상을 줄임으로써 안정적인 캐리어 반송 시스템을 제공하도록 한다.
먼저 도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 이송 장치는 기판(210)이 안착되는 캐리어(220)와, 캐리어(220)에 추력을 발생시켜 수평 이송하는 상부 이송 유닛(230), 캐리어(220)의 하부를 비접촉 상태로 수평 유지하는 하부 이송 유닛(250), 캐리어(220)를 자기 부상시키는 자기 부상 모듈(240), 자기 부상 모듈(240)에 의해 부상한 캐리어(220)의 상부 중심을 유지하기 위한 상부 댐퍼 유닛(270)을 포함한다.
여기서, 제1 실시예에 따른 기판 이송 장치와 중복되는 구성요소에 대한 설명은 생략하고, 제1 실시예에서와 다른 구성요소에 대해서만 설명하기로 한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 이송 장치의 자기 부상 모듈(240)은 자석과 자석 사이의 척력에 의해 부상력을 발생시키기 위해 두 개의 영구자석(242, 244)과 지지부재(246)를 포함한다.
제1 영구자석(242)은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 캐리어(220)의 헤드(224)에 경사부(224a)를 따라 형성된다. 이때, 제1 영구자석(242)은 경사 부(224a)를 따라 길게 형성된 하나의 자석이거나, 또는 소정 크기로 구비된 자석들이 경사부(224a)를 따라 복수 개 배열된 형태로 구비될 수 있다.
제2 영구자석(244)은 제1 영구자석(242)과 서로 대향되게 구비되며, 제1 영구자석(242)과 실질적으로 동일한 극성을 가짐으로써 제1 영구자석(242)과 제2 영구자석(244) 사이에 척력이 발생한다.
지지부재(246)는 캐리어(220)의 헤드(224) 모양에 따라 구비되며, 경사부(224a)의 하부에 위치되어 제1 영구자석(242)과 대향되는 제2 영구자석(244)을 지지한다.
이러한 지지부재(246)는 경사부(224a)와 마주보는 상면이 경사부(224a)와 대응되도록 경사지고, 캐리어(220)와 마주보는 측면에는 소정의 홈부(246a)가 형성된다.
상부 댐퍼 유닛(270)은 자기 부상 모듈(240)에 의해 부상한 캐리어(220)가 횡력에 의해 양 사이드(side)로 치우치게 되는 것을 방지하기 위한 것으로, 캐리어(220)의 가로 방향으로 따라 구비되는 복수의 댐퍼들(272)을 포함한다.
세부적으로, 복수의 댐퍼들(272)은 자기 부상 모듈(240)의 지지부재(246)와 캐리어(220) 사이에 구비된다.
따라서, 복수의 댐퍼들(272)의 서로 대향되는 면이 캐리어(220)와 자기 부상 모듈(240)에 각각 접촉되어, 자기 부상 모듈(240)에 의해 부상한 캐리어(220)의 상부 중심을 횡력으로부터 유지해 준다. 이로서, 캐리어(220)가 양 사이드로 치우치지 않고 중심을 정 위치에서 유지하고 있으므로 마찰에 의한 파티클 발생을 방지한 다.
여기서, 복수의 댐퍼들(272)이 접촉되는 캐리어(220)의 일측면에는 댐퍼들(272)의 일부가 끼워질 수 있는 소정 홈(도시하지 않음)이 형성될 수 있다.
그리고, 각 댐퍼들(272)은 일 예로 롤러로 구비될 수 있으며, 도시된 바와 같이 캐리어(220)의 양측면에 각각 한 쌍으로 구비되거나 또는 각 댐퍼들(272)이 캐리어(220)를 관통하는 하나의 롤러로 구비될 수 있음은 물론이다.
이 경우, 롤러는 캐리어(220)가 부상하는 수직 방향을 축으로 회전하도록 형성됨으로써 자기 부상 모듈(240)과 캐리어(220)의 마찰을 감소시킨다.
더욱이, 복수의 댐퍼들(272)은 지지부재(246)의 홈부(246a)에 끼워진 상태에서 캐리어(220)와 접촉하게 되므로 횡력에 의해 복수의 댐퍼들(272)이 이탈될 우려를 방지할 수 있다.
제3 실시예
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판 이송 장치를 도시한 단면도이고, 도 10은 도 9에 도시된 기판 이송 장치의 사시도이며, 도 11은 도 9에 도시된 기판 이송 장치의 정면도이다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 기판 이송 장치는 제1 실시예에 따른 기판 이송 장치의 구성과 제2 실시예에 따른 기판 이송 장치의 구성을 병합한 구성으로, 캐리어(320)의 상, 하부에 하부 댐퍼 유닛(360)과 상부 댐퍼 유닛(370)을 모두 포함한다.
구체적으로 도 9를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판 이송 장치는 기판(310)이 안착되는 캐리어(320)와, 캐리어(320)에 추력을 발생시켜 수평 이송하는 상부 이송 유닛(330), 캐리어(320)의 하부를 비접촉 상태로 수평 유지하는 하부 이송 유닛(350), 캐리어(320)를 자기 부상시키는 자기 부상 모듈(340), 자기 부상 모듈(340)에 의해 부상한 캐리어(320)의 하부 중심을 유지하는 하부 댐퍼 유닛(360), 및 자기 부상 모듈(340)에 의해 부상한 캐리어(320)의 상부 중심을 유지하기 위한 상부 댐퍼 유닛(370)을 포함한다.
캐리어(320)는 기판(310)이 수직 상태로 고정되는 몸체(322)와, 몸체(322) 상부에 상부 방향으로 갈수록 직경이 커지는 경사부(324a)를 갖는 헤드(324)로 구성된다.
몸체(322)에는 기판(310)을 안착하기 위한 안착부(322a)가 마련된다.
이러한 캐리어(320)는 도시된 바와 같이 기판(310)을 수직 상태로 고정하여 이송시킴으로써 공간적인 측면이나 기판의 처짐 등에서 있어 효율적이다.
기판(310)은 액정 표시 장치뿐만 아니라 평판 표시 장치 등을 제작하기 위한 기판이며, 반도체의 웨이퍼(wafer)도 가능하다.
상부 이송 유닛(330)은 타이밍벨트나 랙 피니언 기어, 롤러, 볼 스크류, 또는 리니어모터 등을 이용하여 캐리어(320)에 추력을 발생시킴으로써 캐리어(320)를 수평 방향으로 이송시킨다.
특히, 리니어모터를 이용하여 구성한 경우 비접촉식으로 캐리어(320)를 수평 이송할 수 있다.
자기 부상 모듈(340)은 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 자석과 자석 사이의 척력에 의해 부상력을 발생시키도록 구성된다.
이를 테면, 캐리어(320)의 헤드(324)에 경사부(324a)를 따라 형성된 제1 영구자석(342)과, 제1 영구자석(342)과 서로 대향되게 구비되는 제2 영구자석(344), 및 제2 영구자석(344)을 지지하는 지지부재(346)로 구성된다.
제2 영구자석(344)은 제1 영구자석(342)과 실질적으로 동일한 극성을 가짐으로써 제1 영구자석(342) 사이에서 서로 밀어내는 척력이 발생한다.
그리고, 제2 영구자석(344)은 제1 영구자석(342)의 크기 및 모양과 대응되며, 제1 영구자석(342)은 캐리어(320)의 헤드(324)에 경사부(324a)를 따라 길게 형성된 하나의 자석이거나, 또는 소정 크기로 구비된 자석들이 경사부(324a)를 따라 복수 개 배열된 형태로 구비될 수 있다.
지지부재(346)는 헤드(324) 하부에 경사부(324a)와 이격되게 위치되며, 경사부(324a)와 마주보는 상면이 경사부(324a)와 평행하게 경사지고, 캐리어(320)와 마주보는 측면은 소정의 홈부(346a)가 형성된다.
하부 이송 유닛(350)은 자석과 자석 사이의 인력에 의해 캐리어(320)를 지면으로부터 자기 부상시킨 상태로 수평 유지한다.
이러한 하부 이송 유닛(350)은 캐리어(320)의 하부에 구비되는 제3 영구자석(352)과, 제3 영구자석(352)과 대향되는 위치에 구비되고 제3 영구자석(352)과 서로 다른 극성을 갖는 제4 영구자석(354)을 포함한다.
제4 영구자석(354)은 공정 챔버(300)내 바닥면에 고정되므로, 제4 영구자 석(354)과 제3 영구자석(352) 사이에 작용하는 인력에 의해 캐리어(320)를 비접촉 상태로 수평 유지하게 된다.
이때, 자기 부상 모듈(340)과 하부 이송 유닛(350)은 캐리어(320)의 무게에 따라 부상 갭 조절을 통해 부상력 조절이 필요하다.
예를 들면, 캐리어(120)의 무게에 비해 자기 부상 모듈(140)을 통해 작용하는 척력이 강하고, 이와 상대적으로 하부 이송 유닛(150)을 통해 작용하는 인력이 작으면, 자기 부상한 캐리어(120)의 하부가 비접촉 상태로 수평을 유지하지 못하고 한 쪽으로 치우치게 되거나 이탈되는 현상이 발생할 수 있다.
하부 댐퍼 유닛(360)은 이와 같이 캐리어(320)의 부상 갭을 조절하기 위한 것으로, 캐리어(320) 하부의 양측부를 감싸는 하부 하우징(362), 하부 하우징(362) 내부에 구비되는 복수의 하부 댐퍼들(364), 하부 하우징(362)의 상, 하단에 구비되는 걸림턱(362a)을 포함한다.
이때, 걸림턱(362a)은 자기 부상한 캐리어(120)의 부상력을 제한함으로써 자기 부상 모듈(340)과 하부 이송 유닛(350)을 통해 작용하는 자력(척력과 인력)에 의해 캐리어(320)가 한 쪽으로 치우치게 되는 것을 방지한다.
복수의 하부 댐퍼들(364)은 롤러 형태로 구비될 수 있으며, 하부 하우징(362) 내부에서 캐리어(320)와 마찰을 줄이기 위하여 하부 하우징(362)의 걸림턱(362a)과 캐리어(320) 사이에 구비되는 제1 하부 댐퍼(364a)와, 캐리어(320)의 측면과 하부 하우징(362) 사이에 구비되는 제2 하부 댐퍼(364b)를 포함할 수 있다.
복수의 하부 댐퍼들(364)의 장착 구조 및 하부 하우징(362)간 작용 관계는 앞서 설명한 제1 실시예와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
이와 같이 구성되는 하부 댐퍼 유닛(360)은 자기 부상한 캐리어(320)의 하부 중심을 유지하여 한 쪽으로 치우치거나 이탈되는 것을 방지하고, 캐리어(320)와 하부 하우징(362)의 마찰을 최소화하여 파티클 발생을 방지한다.
한편, 상부 댐퍼 유닛(370)은 자기 부상 모듈(340) 및 하부 이송 유닛(350)에 의해 부상한 캐리어(320)가 횡력에 의해 양 사이드(side)로 치우치게 되는 것을 방지하기 위한 것으로, 캐리어(320)의 가로 방향으로 따라 구비되는 복수의 상부 댐퍼들(372)을 포함한다.
캐리어(320)는 하부 이송 유닛(350) 및 하부 댐퍼 유닛(360)에 의해 부상 갭을 유지하면서 안정된 부상력을 가지지만, 부상력이 크면 클수록 캐리어(320)가 양 사이드로 치우치게 되는 횡력이 발생되기 마련이다.
따라서, 상부 댐퍼 유닛(370)의 상부 댐퍼들(372)은 자기 부상 모듈(340)의 지지부재(346)와 캐리어(320) 사이에 위치되어 서로 대향되는 면이 캐리어(320)와 자기 부상 모듈(340)에 각각 접촉되도록 구비된다.
이때, 복수의 상부 댐퍼들(372)이 접촉되는 캐리어(320)의 접촉면에는 상부 댐퍼들(372)의 일부가 끼워지는 소정 홈(도시하지 않음)이 형성될 수 있다.
이와 같은 구성으로, 상부 댐퍼 유닛(370)은 일정한 부상 갭을 유지하면서 부상한 캐리어(320)의 상부 중심을 횡력으로부터 유지하면서 캐리어(320)가 양 사이드로 충돌되지 않도록 중심으로 잡아주기 때문에, 마찰에 의한 파티클 발생을 방지할 수 있다.
따라서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판 이송 장치는 캐리어(320)를 자기 부상 모듈(340) 및 하부 이송 유닛(350)을 통한 자력을 이용하여 자기 부상시킴으로써 비접촉식으로 이송하고, 안정된 부상력 확보를 위해 캐리어(320)의 하부 댐퍼 유닛(360)을 이용하여 부상 갭을 유지한다. 게다가, 캐리어(320)의 상부 댐퍼 유닛(370)을 이용하여 부상력과 함께 발생되는 횡력으로부터 캐리어(320)의 상부 중심을 유지함으로써 캐리어(320)와 자기 부상 모듈(340)간 마찰로 인한 파티클 발생을 방지한다.
즉, 파티클 발생의 원인을 모두 제거함으로써 안정적인 반송 시스템을 제공한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 기판 이송 장치는 기판을 수직 상태로 고정한 캐리어의 상, 하부를 자석과 자석 사이의 척력을 이용하여 자기 부상시킴으로써 비접촉식으로 수평 이송할 수 있는 효과가 있다. 이로서, 기판 이송시 마찰력을 최소화하기 때문에 파티클에 의한 악영향을 해소할 수 있다.
또한, 자기 부상하는 캐리어의 상, 하부에 댐퍼를 이용하여 캐리어의 상, 하부 중심을 유지해 줌으로써 마찰에 의한 파티클 발생을 방지하고, 안정적인 반송 시스템을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 캐리어의 부상 갭을 일정하게 유지함으로써 캐리어의 무게에 따라 변형될 수 있는 부상력을 조절할 수 있는 효과가 있다.

Claims (33)

  1. 기판이 안착되는 몸체와, 상기 몸체 상부에 상부 방향으로 갈수록 직경이 커지는 경사부를 갖는 헤드를 포함하는 캐리어(carrier);
    상기 캐리어에 추력을 발생시켜 수평 이송하는 상부 이송 유닛;
    상기 캐리어의 하부를 비접촉 상태로 수평 유지하는 하부 이송 유닛;
    상기 캐리어를 자기 부상시키는 자기 부상 모듈; 및
    상기 자기 부상 모듈에 의해 부상된 캐리어의 하부 중심을 유지하고, 상기 캐리어가 부상된 갭(Gap)을 조절하여 일정한 부상력을 갖도록 하는 하부 댐퍼(Damper) 유닛
    을 포함하는 기판 이송 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서,
    상기 상부 이송 유닛은 리니어 모터(linear motor)인 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 자기 부상 모듈은,
    상기 캐리어의 헤드에 경사부를 따라 구비된 제1 영구자석;
    상기 제1 영구자석과 서로 대향되며, 상기 제1 영구자석과 실질적으로 동일한 극성을 갖는 제2 영구자석; 및
    상기 제2 영구자석을 지지하는 지지부재
    를 포함하는 기판 이송 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하부 이송 유닛은,
    상기 캐리어의 하부에 구비된 제3 영구자석; 및
    상기 제3 영구자석과 서로 대향되며, 상기 제3 영구자석과 서로 다른 극성을 가져 상기 제3 영구자석간 인력이 작용하는 제4 영구자석
    을 포함하는 기판 이송 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하부 댐퍼 유닛은,
    상기 캐리어 하부의 양측부를 감싸고 상기 캐리어가 부상된 갭을 조절하기 위한 하부 하우징; 및
    상기 하부 하우징 내부에 구비되어 상기 캐리어의 하부 중심을 유지하고, 상기 하부 하우징과 상기 캐리어와의 마찰을 감소시키는 복수의 댐퍼들
    을 포함하는 기판 이송 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하부 하우징은,
    상단 및 하단에 상기 캐리어가 부상된 갭을 제한하기 위한 걸림턱이 구비된 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 댐퍼들은,
    상기 캐리어의 측면과 상기 하부 하우징 사이에 구비되어 상기 캐리어가 위치된 방향과 수직되는 방향의 축을 중심으로 배열되는 제1 댐퍼; 및
    상기 하부 하우징의 걸림턱과 상기 캐리어 사이에 구비되어 상기 캐리어가 부상하는 수직 방향의 축을 중심으로 배열되는 제2 댐퍼
    를 포함하는 기판 이송 장치.
  9. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제6항 또는 제8항에 있어서,
    상기 복수의 댐퍼들은 바퀴 모양의 롤러인 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  10. 기판이 안착되는 몸체와, 상기 몸체 상부에 상부 방향으로 갈수록 직경이 커지는 경사부를 갖는 헤드를 포함하는 캐리어(carrier);
    상기 캐리어에 추력을 발생시켜 수평 이송하는 상부 이송 유닛;
    상기 캐리어의 하부를 비접촉 상태로 수평 유지하는 하부 이송 유닛;
    상기 캐리어를 자기 부상시키는 자기 부상 모듈; 및
    상기 자기 부상 모듈에 의해 부상한 캐리어의 상부 중심을 유지하기 위한 상부 댐퍼 유닛
    을 포함하는 기판 이송 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제10항에 있어서,
    상기 상부 댐퍼 유닛은,
    서로 대향되는 면에 상기 캐리어와 상기 자기 부상 모듈 각각이 접촉되도록 구비된 복수의 댐퍼들을 포함하는 기판 이송 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 댐퍼들은 상기 캐리어가 위치된 방향과 수직되는 방향의 축을 중심으로 회전하는 롤러로 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 댐퍼들은 상기 캐리어의 양측부에 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 댐퍼들은 상기 캐리어를 관통하여 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 자기 부상 모듈은,
    상기 캐리어의 헤드에 경사부를 따라 구비된 제1 영구자석;
    상기 제1 영구자석과 서로 대향되며 상기 제1 영구자석과 실질적으로 동일한 극성을 갖는 제2 영구자석; 및
    상기 제2 영구자석을 지지하는 지지부재를 포함하고,
    상기 복수의 댐퍼들과 접면하는 상기 지지부재에는 상기 복수의 댐퍼들이 끼워질 수 있는 홈부가 형성된 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  20. 기판이 안착되는 몸체와, 상기 몸체 상부에 상부 방향으로 갈수록 직경이 커지는 경사부를 갖는 헤드를 포함하는 캐리어(carrier);
    상기 캐리어에 추력을 발생시켜 수평 이송하는 상부 이송 유닛;
    상기 캐리어의 하부를 비접촉 상태로 수평 유지하는 하부 이송 유닛;
    상기 캐리어의 상부를 자기 부상시키는 자기 부상 모듈;
    상기 자기 부상 모듈에 의해 부상된 캐리어의 하부 중심을 유지하고, 상기 캐리어가 부상된 갭(Gap)을 조절하여 일정한 부상력을 갖도록 하는 하부 댐퍼(Damper) 유닛; 및
    상기 자기 부상 모듈에 의해 부상한 캐리어의 상부 중심을 유지하기 위한 상부 댐퍼 유닛
    을 포함하는 기판 이송 장치.
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
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