KR101381645B1 - 전자 제어방식의 롤러를 구비한 기판이송장치 - Google Patents

전자 제어방식의 롤러를 구비한 기판이송장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 전자 제어방식의 롤러를 구비한 기판이송장치는, 인라인 구조의 기판이송장치에 있어서, 거리측정 센서를 통해 인접한 캐리어의 간격 측정값과 기준값의 비교를 통해 전자 제어방식의 롤러를 제어하여, 캐리어 간의 간격을 각 공정에 최적화함으로써 생산효율을 높일 수 있도록 한다.
이를 위해 본 발명은, 복수의 캐리어가 서로 대면하는 방향에 각각 구비되는 거리측정 센서, 한 쌍의 롤러와 구동축으로 각각 연결되고, 모터 동력으로 롤러를 회전 및 정지 시키는 롤러 구동부, 거리측정 센서의 측정값을 참조하여 캐리어 사이의 간격에 대한 기준값과 비교하며, 비교 결과 측정값이 기준값과 오차가 있을 경우, 측정값과 기준값을 동일하게 하기 위해, 롤러 구동부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

전자 제어방식의 롤러를 구비한 기판이송장치{Substrate Transfer Device Equipped with Electronically Controlled Roller}
본 발명은 전자 제어방식의 롤러를 구비한 기판이송장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인라인(In-Line) 구조의 기판이송장치에 있어서, 거리측정 센서(Sensor)를 통해 인접한 캐리어(Carrier)의 간격 측정값과 기준값의 비교를 통해 전자 제어방식의 롤러를 제어하여, 캐리어 간의 간격을 각 공정에 최적화함으로써 생산효율을 높일 수 있는 전자 제어방식의 롤러를 구비한 기판이송장치에 관한 것이다.
반도체 기판 및 디스플레이 패널은 식각, 증착 및 세정 등과 같은 다양한 공정을 통해 원자재를 가공하여 만들어진다. 각각의 공정으로 원자재를 이송하는 방식은, 기판을 일면에 안착하는 캐리어가 원형의 트렌스퍼 챔버((Transfer Chamber) 둘레를 등간격으로 연결하여, 트렌스퍼 챔버 중심부에 있는 로봇 암(Robot Arm)에 의해 각각의 공정으로 기판을 이송하는 Cluster Type, 또는, 기판을 각 공정에 적합한 간격으로 이격 배치하여 켄베이어(Conveyer) 방법으로 이송하는 선형방식(Inline Type)이 대표적이다. 여기서, 선형방식은 공정의 대상이 되는 기판을 일방향으로 연속적으로 이송하는데, 기판에 대한 공정처리 속도 및 적용되는 공정이 상이하기 때문에, 공정에 맞추어 기판과 기판 사이에 간격을 다르게 하여 이송할 필요가 있다. 하지만, 선형방식의 기판이송장치는 기판 간의 간격에는 차이가 있지만 기판의 이송의 동시적으로 이루어지기 때문에, 기판의 이송 중 외부적인 요소(외부 충격, 파티클(Particle) 등)에 의해 기판 간의 간격이 변화거나, 기판이 이송장치에 정확히 안착하지 않는 문제점들이 발생할 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도 1에서 도시하는 종래기술, 한국등록특허 제 10-0730742호 "기판 이송용 롤러"는 기판의 배면과 접촉하는 롤러에 미끄럼 방지용 접촉부재를 삽입하여 기판의 이송시 미끄럼을 방지하는 장치에 관한 것으로, 접촉부재를 통해 기판의 안정적인 안착효과를 얻을 수는 있지만, 롤러 전체가 일괄적으로 동시에 회전하여 기판을 이송함에 따라, 외부충격이나 파티클 발생 시 인접한 캐리어와 일정한 간격을 지속적으로 유지하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 거리측정 센스와 전자모터를 통해 전자적으로 제어되는 롤러를 통해 인접한 캐리어와의 간격을 지속적으로 유지할 수 있고, 개별적으로 캐리어를 작동함으로써, 각 공정에 적합한 독립적인 기판이송이 가능한 전자 제어방식의 롤러를 구비한 기판이송장치를 제공하는 데 있다.
또한, 캐리어 내부에 무선충전 배터리(Battery)를 구비하여, 캐리어가 충전용 챔버 내부로 이동 시, 무선방식에 의해 배터리가 자동으로 충전되는 전자 제어방식의 롤러를 구비한 기판이송장치를 제공하는 데 있다.
또한, 캐리어의 전체적인 동작을 제어하는 제어부에 위치 정보 모듈(Module)을 포함함으로써, 캐리어의 현재 위치를 정확하게 판단할 수 있는 전자 제어방식의 롤러를 구비한 기판이송장치를 제공하는 데 있다.
또한, 캐리어에 구비되는 정전척(Electrostatic Chuck)의 정전력을 발생하여 기판을 고정하는 정전척 발생부를 포함함으로써, 기판을 안정적으로 이송할 수 있는 전자 제어방식의 롤러를 구비한 기판이송장치를 제공하는 데 있다.
상기한 목적은 본 발명에 따라, 진공증착 공정을 따라 설치되는 다중 가이드 레일과, 적어도 한 쌍의 롤러를 이용하여 상기 다중 가이드 레일을 따라 이동하는 복수의 캐리어를 구비하는 기판이송장치에 있어서, 상기 복수의 캐리어가 서로 대면하는 방향에 각각 구비되는 거리측정 센서, 상기 한 쌍의 롤러와 구동축으로 각각 연결되고, 모터 동력으로 상기 롤러를 회전 및 정지 시키는 롤러 구동부, 상기 거리측정 센서의 측정값을 참조하여 상기 캐리어 사이의 간격에 대한 기준값과 비교하며, 비교 결과 상기 측정값이 상기 기준값과 오차가 있을 경우, 상기 측정값과 상기 기준값을 동일하게 하기 위해, 상기 롤러 구동부를 제어하는 제어부에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면, 개별적으로 동작 되는 전자제어의 롤러를 통해 기판을 이송하고, 거리측정 센서를 통해 인접한 캐리어와의 간격을 최적화하고, 정전척을 이용해 기판을 안정적으로 이송함으로써 생산 효율성을 높일 수 있도록 한다.
도 1은 종래기술의 평면도를 도시한다.
도 2(a) 내지 도 2(b)는 본 발명의 전체 구성을 보여주는 분해 사시도 및 평면도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 흐름도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 거리측정 센서 및 롤러 구동부의 동작에 대한 참조도면을 도시한다.
도 5(a) 내지 도 5(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척 발생부의 동작에 대한 참조도면을 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러 구동부 및 롤러의 연결관계에 대한 참조도면을 도시한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 롤러 구동부 및 롤러에 연결관계에 대한 참조도면을 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선충전 배터리 및 충전용 챔버에 대한 참조도면을 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러와 가이드 레일의 결합도를 도시한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 롤러와 가이드 레일의 결합도를 도시한다.
본 발명에서 언급하는 기판 제조공정은, 반도체 기판 및 디스플레이 패널을 제조하는 공정으로써, 식각, 증착 및 세정 등의 공정을 포함한다. 식각공정은, 용액을 이용해 식각하고 싶은 물질만 식각하는 습식식각(Wet etching)과, 플라즈마된 기체를 이용해 원하는 방향으로 일직선의 식각이 이루어지는 건식식각(Dry etching)이 있다. 증착공정은, PVD, CVD방식이 있으며, PVD방식은 진공 중에 금속을 산화시켜 방해물 없이 피도금물에 도금을 하는 방식이며 증발금속 및 막의 성질에 따라 진공 증착, 스퍼터링 및 이온 플레이팅 방법으로 분류된다. CVD방식은 원료가스를 외부 에너지로 분해하여 기상반응으로 박막을 형성하는 방법이다. 세정공정은, 암모니아(NH4OH)수용액과 과산화수소(H2O2), 물(H2O)의 혼합액 또는, 염산(HCI)과 과산화수소(H2O2), 물(H2O)의 혼합액을 사용해, 파티클 및 금속이온의 제거를 함으로써 기판의 효율을 높인다.
본 발명에서 언급하는 기판이송장치는, 반도체 기판 및 디스플레이 패널의 원료가 되는 기판을 안착하여 각각의 기판 제조공정으로 이송하고, 공정 챔버 내외부로 로드 및 언로드하며, 공정이 완료된 기판을 적재함 또는 외부로 배출하는 이송장치를 지칭할 수 있다.
본 발명에서 언급하는 충전용 챔버는, 식각공정, 증착공정 및 세정공정 등의 기판 제조공정 사이에 위치하는 챔버로써, 캐리어가 기판을 안착하여 이동하는 경로 상에 위치하며, 캐리어가 충전용 챔버 내부로 이동 시, 자기공진방식(Magnetic Resonance) 또는 마이크로파방식(M/W)으로 무선충전 배터리를 충전할 수 있는 챔버를 지칭할 수 있다.
본 발명에서 언급하는 감압센서는, 대상물의 무게, 압력 및 촉각 등을 감지하여 이를 전기적인 신호로 전환해 주는 센서로써, 무게센서(Load Cell), 압각센서(Pressure Sensor) 및 차압센서(Differential Pressure Sensor) 등의 센서로 이루어질 수 있고, 센서 내부에는 스트레인 게이지(Strain Guage) 방식 또는 정전용량(Electrostatic Capacity) 방식의 측정기가 포함될 수 있다.
본 발명에서 언급하는 중앙관제서버는, 기판 제조공정을 전체를 케이블 통신 또는 무선통신 방식으로 제어할 수 있고, 특히 캐리어 제어부와 무선통신 방식으로 데이터를 송신하여, 캐리어의 상태변화를 모니터링하고 캐리어 내부 장치들에 대한 제어값에 대한 설정 및 재설정이 가능한 서버를 지칭할 수 있다.
도 2(a) 내지 도 2(b)는 본 발명의 전체 구성을 보여주는 분해 사시도 및 평면도를 도시한다.
도 2(a) 내지 도2(b)를 참조하면, 캐리어(100)는 A방향 및 B방향의 테두리에 복수 개의 롤러(150)를 구비한다. 롤러(150)의 위치는 서로 대칭이며, 동일한 개 수로 이루어진다. 복수 개의 롤러(150) 중, C방향에서 마주보는 첫 번째 한 쌍의 롤러(150)는, 캐리어(100) 내부에 설치되는 롤러 구동부(140)와 구동축(140)을 통해 각각 연결된다. 캐리어(100) C방향 및 D방향 테두리와 접하는 내부에는 2개의 거리측정 센서(120, 130)가 서로 대면하는 위치에 각각 구비되고, 캐리어(100) 내부에는 충전용 챔버(300)에서 충전 가능한 무선충전 배터리(170)와 기판 수용부(110)에 구비되는 정전척(111)과 연결되는 정전척 발생부(181)가 각각 구비된다. 이렇게 캐리어(100) 내부에 구비되는 장치들은 도시하지 않은 중앙관제서버와 무선통신으로 데이터를 송수신하는 제어부(160)와 연결되며, 제어부(160), 거리측정 센서(120, 130), 정전척 발생부(181) 및 롤러 구동부(140)는 무선충전 배터리(170)를 통해 전력을 공급받는다.
여기서, 롤러(150)의 개 수는 4쌍, 총 8개로 이루어져 있지만, 본 발명이 이에 한정된 것은 아니며, 공정 조건, 캐리어(100) 크기 및 기판(400) 크기 등에 의해 바람직한 개 수의 롤러(150)로 이루어질 수 있다.
롤러(150)는, C방향 및 D방향으로 2개의 레일이 이격되어 설치되는 다중 가이드 레일(200)과 각각 결합한다. 다중 가이드 레일(200)은 기판 제조공정을 따라 설치되어 있으며, 각 레일은 롤러(150)를 수용할 수 있는 레일 홈(210)이 형성되어 있어, 레일 홈(210)을 통해 캐리어(100)의 A방향 및 B방향에 구비된 롤러(150)를 각각 수용한다. 레일 홈(210)은 일정 깊이로 형성되어 롤러(150)의 일부를 수용함으로써, 레일 홈(210)을 벗어나는 롤러(150)의 움직임을 방지할 수 있다.
여기서, 본 발명의 다중 가이드 레일(200)은 롤러(150)를 각각 수용할 수 있는 2개의 레일로 이루어져 있지만, 본 발명이 이에 한정된 것은 아니며, 롤러(150)가 구비되는 구조에 따라 복수 개로 설치될 수 있다.
다중 가이드 레일(200)에 삽입되는 롤러(150) 중, C방향의 대면하는 첫 번째 한 쌍의 롤러(150)는, 구동축(141)을 통해 롤러 구동부(140)와 각각 연결된다. 롤러 구동부(140)의 동력을 구동축으로 전달받음으로써, 한 쌍의 롤러(150)는 회전 및 정지하며, 롤러 구동부(140)와 연결되지 않은 나머지 롤러(150)들은 롤러 구동부(150)와 연결되어 작동하는 한 쌍의 롤러의 움직임에 따라 회전 및 정지한다. 이와 같은 롤러(150)의 동작에 따라, 캐리어(100)가 이동 및 정지할 수 있다.
여기서 롤러 구동부(140)는, 교류전원을 이용해 형성되는 자기장이, 회전자에서 회전하며 유도전류를 발생하여 회전력을 만드는 유도 전동기, 동기 전동기 및 교류 정류자 등의 AC모터, 전기자에 직류를 공급하며 자극 N과 S사이에 코일을 두고, 이 코일에 전류를 흘림으로써 생기는 토크에 의해 회전하는 분권 전동기, 직권 전동기, 타려 전동기, 복권 전동기, 스테핑 모터 등의 DC모터, AC모터와 DC모터의 결합으로 이루어진 범용모터 및 고정자석에 해당하는 부분과 회전자석에 해당하는 부분이 직선상으로 구비되어 직선운동하는 선형모터(linear Mortor)로 이루어질 수 있지만, 회로를 단순화할 수 있고, 유지보수가 쉬운 스테핑 모터로 이루어지는 것이 바람직하다.
여기서 롤러 구동부(140)는, 모터에 한정되는 것은 아니며, 공기압을 이용해 동력을 제공하는 방식의 공압 구동기를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 롤러(150)를 회전 구동할 수 있는 동력장치들로 이루어질 수 있다.
거리측정 센서(120, 130)는, 캐리어(100)의 C방향 및 D방향 테두리 내측에 구비되어, 인접한 캐리어(100)의 간격을 측정할 수 있다. 거리측정방식은, 초음파 펄스를 방출해 대상물에서 반사되는 반사파를 측정하는 초음파방식, 적외선을 방출하고 목표물에서 반사되는 적외선의 각도를 통해 거리를 측정하는 적외선방식 및 마주보는 센서들이 자기장을 방출해서 서로의 거리를 측정하는 자기장방식 등으로 이루어질 수 있다. 거리측정 센서(120, 130)를 통해 측정된 인접한 캐리어(150)의 거리 측정값은 제어부(160)에 전달한다.
정전척 발생부(180)는, 기판 수용부(110)에 일면에 구비되는 정전척(111)과 연결된다. 연결되는 지점은 단일 또는 복수 개로 이루어질 수 있으며, 기판(400)이 기판 수용부(110)의 일면에 안착했을 때, 정전척(111)에 (+) 또는 (-)전위를 인가하면, 기판(400)은 정전척(111)과 반대 전위인 (-) 또는 (+)로 인가됨으로써, 서로 끌어당기는 힘이 작용해 기판(400)이 기판 수용부(110)에 고정된다.
여기서, 정전척(111)의 크기는 기판(400) 및 기판 수용부(110)의 크기에 따라 적용될 수 있다.
무선충전 배터리(170)는, 캐리어(100) 내부에 구비되어 타 장치들과 연결되어 전력을 공급하며, 도시하지 않았지만 캐리어(100)가 이동하는 기판 제조공정 사이에 설치되는 충전용 챔버(300)로 이동 시, 무선 충전방식으로 자동 충전된다. 무선 충전방식은, 두 매체가 같은 주파수로 공진 할 경우 전자파가 근거리 자기장을 통해 한 매체에서 다른 매체로 이동하는 감쇄파 결합현상을 이용하는 자기공진방식 또는 안테나를 통해 마이크로파 신호를 공기 중에 방사하여 전력을 전달하는 마이크로파방식으로 이루어질 수 있다.
제어부(160)는, 캐리어(100) 내부에 구비되어 거리측정 센서(120, 130), 롤러 구동부(140) 및 정전척 발생부(180)와 연결되어, 데이터신호의 송수신을 통해 각각의 장치를 제어하며 무선충전 배터리(170)로부터 전력을 제공받는다. 그리고, 제어부(160)는 현재 위치를 중앙관제서버에서 식별할 수 있는 위치 식별 모듈을 포함한다.
또한, 제어부(160)는 도시하지 않았지만 기판 수용부(110)에 구비된 감압센서를 통해 기판 수용부(110)의 기판 안착 여부를 판단하고, 기판 수용부(110)에 기판(400)이 안착 되었다고 판단되면 정전척 발생부(180)가 정전척에 정전력을 발생하도록 제어한다. 정전척(111)의 정전력으로, 기판(400)이 기판 수용부(110)에 고정되면, 거리측정 센서(120, 130)를 통해 인접한 캐리어(100)와의 간격 측정값을 전송받는다. 전송받은 측정값이, 관리자에 의해 미리 설정되어 있는 캐리어(100) 간의 정상적인 간격값이라고 판단되면, 롤러 구동부(140)를 구동하여 롤러(150)를 회전시킨다. 롤러(150)의 회전으로 캐리어(100)가 이동하는 동안, 거리측정 센서(120, 130)의 측정값을 실시간으로 전송받고, 측정값이 기준값과 오차가 발생할 경우, 롤러 구동부(140)의 동력 제어를 통해 측정값과 기준값의 오차를 조정한다.
또한, 제어부(160)은 거리측정 센서(120, 130)의 측정값과 기준값을 통하여 캐리어의 롤러 구동부(140)를 자동제어 하는 것뿐만 아니라, 중앙관제센터의 제어를 받아 롤러 구동부(140)의 동력을 제어하는 방식으로 공정 구간별 캐리어의 이동속도를 설정하거나, 실시간으로 속도를 제어할 수 있다. 이를 통해, 공정 간에 발생하는 문제상황에 신속하게 대처하거나, 공정 작업 속도를 최적으로 적용할 수 있다.
또한, 제어부(160)는 현재 위치를 판단할 수 있는 위치 식별 모듈을 포함하고 있고, 캐리어(100)의 현재 위치, 캐리어(100) 장치에 대한 동작 상태, 이상 유무 및 설정 등에 대한 데이터를, 전체 캐리어(100) 동작을 제어 및 모니터링할 수 있는 중앙관제서버와 무선통신 방식으로 송수신할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 흐름도를 도시한다.
도 3을 참조하면, 캐리어(100)의 기판 수용부(110)에 기판(400)이 안착 여부를 기판 수용부(110)에 구비되는 감압센서를 통해 판단하고(S101), 기판(400)의 안착이 판단되면 기판 수용부(110)의 정전척(111)과 연결되어 있는 정전척 발생부(180)를 통해 정전력을 발생한다.(S102). 정전척(111_에 정전력이 발생되어 기판(400)과 기판 수용부(110) 사이에 인력이 작용함으로써 기판(100)은 고정된다.
기판(400)이 기판 수용부(110)에 고정되면, 캐리어(100)가 롤러(150)를 통해 다중 가이드 레일(200)을 따라 이동하게 되는데, 이때, 거리측정 센서(120, 130)를 통해 인접한 캐리어(100)와의 간격을 측정한 측정값과, 관리자에 의해 미리 설정된 기준값과 비교를 한다(S103). 측정값과 기준값의 비교 결과 오차가 발생하면(S104), 제어부(160)를 통해 오차만큼 롤러 구동부(140)의 제어를 통해 측정값을 변화시켜 기준값과의 오차를 제거를 하고(S105), 오차가 발생하지 않으면 롤러 구동부(140)를 동력을 유지한다(S106).
롤러 구동부(140)를 통한 캐리어(100)의 이동 중, 충전용 챔버(300)로 인입하게 되면(S107), 캐리어(100) 각 장치에 전력을 공급하는 무선충전 배터리(170)가 충전용 챔버(300)의 충전기(111)를 통해 자동으로 무선충전 된다(S108).
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 거리측정 센서 및 롤러 구동부의 동작에 대한 참조도면을 도시한다.
도 4를 참조하면, 다중 가이드 레일(200)을 따라 롤러(150) 및 롤러 구동부(140)를 통해 D방향으로 이동하는 복수 개의 캐리어(a1, a2, a3)가 있다. 각각의 캐리어(a1, a2, a3)는 동일한 구조로 되어 있으며, 기판 수용부(110)에 안착되는 기판(400)이 서로 다른 공정에서 작업이 진행될 수 있고, 각 공정의 작업 시간이 동일하지 않기 때문에, 캐리어(100)는 관리자가 미리 설정한 기준값의 간격만큼 서로 이격되어 이동한다.
기준값을 유지하며 지속적인 이동이 가능하기 위해서 각각의 캐리어(a1, a2, a3) C방향 및 D방향의 테두리에는 거리측정 센서(120, 130)가 각각 구비되어 있다. 거리측정 센서(120, 130)는, 인접한 캐리어와의 간격을 실시간으로 제어부(160)에 전송하고 관리자에 의해 설정된 기준값과 비교하여 오차가 발생했을 경우, 제어부(160)가 오차만큼 롤러 구동부(140)의 회전력을 제어한다.
예를 들어, 관리자가 설정한 a2 캐리어와 a3 캐리어의 간격 기준값이 d0이고, a1 캐리어와 a2 캐리어의 간격 기준값이 d1일 경우,
(d0 < d1, d1 = d3) 상황이면,
a2 캐리어의 제어부(160)는 d2와 d0 거리의 오차를 없애기 위해, a2 캐리어 롤러 구동부(140)를 D방향으로 회전력을 높인다. 따라서, D방향으로 이동하는 a2 캐리어의 이동속도는 높아지게 되며, a3 캐리어와의 간격 d2는 좁아지게 된다. a2 캐리어의 이동 중에도 거리측정 센서(120, 130)는 a3 캐리어와의 간격 측정값을 제어부(160)에 실시간으로 전송하고, 기준값 d0 거리와 d2 거리가 일치하게 되면, a2 캐리어 제어부(160)는 롤러 구동부(140)의 회전력을 감소 또는 정지하여 기준값을 유지한다. 이렇게 a2 캐리어가 a3 캐리어와의 간격을 좁히기 위해 이동속력을 높이면, a1 캐리어와의 간격 d3가 넓어짐에 따라 a1 캐리어도 기준값 d1(d3) 거리를 유지하기 위해 롤러 구동부(140)의 회전력을 높인다.
이와 반대로 캐리어(a1, a2, a3) 간의 간격이 좁을 경우, 제어부(160)는 롤러 구동부(140)의 회전력을 감소 또는 정지하여 기준값과의 거리 오차를 줄인다.
도 5(a) 내지 도 5(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선충전 배터리 및 충전용 챔버에 대한 참조도면을 도시한다.
도 5(a), 도 5(b)를 참조하면, 기판 제조공정을 위한 기판(400)이, 기판 수용부(110)에 안착한다. 기판 수용부(110)에 구비되는 정전척(111)은, 캐리어(100) 내부의 정전척 발생부(180)와 연결된다. 기판 수용부(110)에 안착되어 있는 기판(400)은, 캐리어(100)의 이동 중에 발생하는 외부충격에 의해 위치가 변경되거나, 바닥으로 추락하는 것을 방지하기 위해 정전척(111)을 통해 기판 수용부(110)에 고정된다. 정전척(111)을 통해 기판(400)이 고정되는 방법은, 정전척 발생부(180)가 정전척(111)에 (+) 전위 또는 (-) 전위를 인가하면, 정전척(111)과 접촉하는 기판(400)은 정전척(111)과 반대되는 전위로 대전되어 반대전위의 성질에 따라 서로 끌어당기는 힘, 즉 인력이 작용하게 되어 기판(400)이 정전척(111), 즉 기판수용부(110)에 고정되게 된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러 구동부 및 롤러의 연결관계에 대한 참조도면을 도시한다.
도 6을 참조하면, 4쌍의 롤러(150)를 구비한 캐리어(100)에 있어서, 캐리어(100)의 C방향에 인접한 2쌍의 롤러(100)가 단일 롤러 구동부(140)와 구동축(141)으로 각각 연결된다. 캐리어(100) D방향에 인접한 2쌍의 롤러(100)는 롤러 구동부(140)와 연결되지 않으며, 롤러 구동부(140)에 이동하는 캐리어(100)에 따라 회전 또는 정지한다.
상기와 같은 롤러(150) 및 롤러 구동부(140)로 이루지는 캐리어(100)는, 1 쌍의 롤러(100)와 단일 롤러 구동부(140)가 연결되는 구조에 비해, 롤러 구동부(140)의 회전력 또는 정지력을 직접적으로 전달받는 롤러(150)가 두 배로 늘어남에 따라, 롤러 구동부(140)의 회전력을 캐리어(100)에 전달하기 용이하고, 롤러(150)의 정지 시 필요한 마찰력도 증가한다.
여기서, 본 발명의 롤러(150) 및 롤러 구동부(140)의 연결 개 수는 공정 또는 실험 조건에 따라 바람직한 개 수로 적용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 롤러 구동부 및 롤러에 연결관계에 대한 참조도면을 도시한다.
도 7을 참조하면, 4쌍의 롤러(150)를 구비한 캐리어에 있어서, 캐리어(100)의 C방향 및 D방향에 있는 각각 1쌍의 롤러(150)가 캐리어(100) 내부에 구비되는 2개의 롤러 구동부(140)와 구동축(141)으로 각각 연결된다. 따라서, 각각 1쌍의 롤러(150)를 통해 캐리어(100) 양방향에서 동일한 회전 및 정지가 이루어질 수 있음으로써, 단일 롤러 구동부(140) 또는 단방향에서 롤러(150)와 롤러 구동부(140)가 연결되는 구조에 비해 롤러 구동부(140)의 회전력을 캐리어(100)에 전달하기 용이하고, 롤러(150)의 정지 시 필요한 마찰력도 증가한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선충전 배터리 및 충전용 챔버에 대한 참조도면을 도시한다.
도 8을 참조하면, 무선충전 배터리(170)를 내장한 캐리어(100)가 다중 가이드 레일(200)을 따라 D방향으로 이동 시, 기판 제조공정 경로 상에 구비되는 충전용 챔버(300)에 인입된다. 충전용 챔버(300)는 터널구조로 이루어져 있어, 다중 가이드 레일(200)이 충전용 챔버(300)를 관통하여 설치되며, 다중 가이드 레일(200)을 따라 이동하는 캐리어(100)가 충전용 챔버(300)로 인입될 수 있다. 충전용 챔버(300) 내부에는 충전기(310)가 일측에 구비되어 있어, 인입하는 캐리어(100)의 무선충전 배터리(170)를 충전할 수 있다. 무선충전 배터리(170)의 충전방식은 자기공진방식 또는 마이크로방식으로 적용될 수 있으며, 특히 마이크로방식으로 적용될 경우, 충전기(310)는 도시하지 않은 안테나를 더 포함할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러와 가이드 레일의 결합도를 도시한다.
도 9를 참조하면, 다중 가이드 레일(200)의 A영역에, 단면부가 직사각형인 롤러(150)가 수용될 수 있는 레일 홈(210)이 형성된다. 레일 홈(210)은 다중 가이드 레일(200) 전체에 걸쳐 동일한 구조로 형성되며, 캐리어(100)에 구비되어 있는 롤러(150)가 레일 홈(210)을 따라 이동할 수 있는 깊이를 가진다. 레일 홈(210)을 기준으로 다중 가이드 레일(200)의 E방향 및 F방향에는, 레일 홈(210)이 형성되고 남아 있는 다중 가이드 레일(200)의 나머지 부분인 레일 벽(220)이 동일하게 각각 형성된다. 롤러(150)가 레일 홈(210)에 삽입 시, 롤러(150)의 E방향 및 F방향 측면부를 고정해줌으로써 롤러(150)가 다중 가이드 레일(200)을 벗어나는 움직임을 방지할 수 있다.
여기서, 롤러(150)의 단면부 및 레일 홈(210)의 형상이 직사각형으로 표현되었으나, 본 발명은 이에 한정된 것은 아니며, 원형, 마름모 및 원통형 중 적어도 하나의 형상으로 구현될 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 롤러와 가이드 레일의 결합도를 도시한다.
도 10을 참조하면, 도 9와 상반되는 구조로 롤러(150)의 B영역에, 단면부가 직사각형인 다중 가이드 레일(200)과 결합할 수 있는 롤러 홈(151)이 형성된다. 롤러 홈(151)은 각각의 롤러(150) 전체에 동일하게 형성되며, 다중 가이드 레일(200)이 삽입될 수 있는 깊이를 가진다. 롤러 홈(151)을 형성하는 롤러(150)의 단면부는 'H' 형상으로 이루어지며, 롤러 홈(151)을 기준으로 E방향 및 F방향에는, 롤러 홈(151)이 형성되고 남아 있는 롤러(150)의 나머지 부분인 롤러 돌출부(152)가 형성된다. 다중 가이드 레일(200)이 롤러 홈(151)에 삽입 시, 다중 가이드 레일(200)의 E방향 및 F방향 측면부가 롤러 돌출부(152)를 통해 고정됨으로써, 롤러(150)가 다중 가이드 레일(200)을 벗어나는 움직임을 방지할 수 있다.
100: 캐리어 180: 정전척 발생부
110: 기판 수용부 181: 정전척 연결부
111: 정전척 200: 다중 가이드 레일
120, 130: 거리측정 센서 210: 레일 벽
140: 롤러 구동부 300: 충전용 챔버
141: 구동축 310: 충전기
150: 롤러 400: 기판
151: 롤러 홈
152: 롤러 돌출부
160: 제어부
170: 무선충전 배터리

Claims (14)

  1. 기판 제조공정을 따라 설치되는 다중 가이드 레일과, 적어도 한 쌍의 롤러를 이용하여 상기 다중 가이드 레일을 따라 이동하는 복수의 캐리어를 구비하는 기판이송장치에 있어서,
    상기 복수의 캐리어가 서로 대면하는 방향에 각각 구비되는 거리측정 센서;
    상기 한 쌍의 롤러와 구동축으로 각각 연결되고, 모터 동력으로 상기 롤러를 회전 및 정지 시키는 롤러 구동부; 및
    상기 거리측정 센서의 측정값을 참조하여 상기 캐리어 사이의 간격에 대한 기준값과 비교하며, 비교 결과 상기 측정값이 상기 기준값과 오차가 있을 경우, 상기 측정값과 상기 기준값을 동일하게 하기 위해, 상기 롤러 구동부를 제어하는 제어부;
    를 포함하며,
    상기 캐리어는,
    정전력을 발생하는 정전척과, 무선으로 충전되는 무선충전 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 제어방식의 롤러를 구비한 기판이송장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 다중 가이드 레일은,
    상기 기판 제조공정을 따라 복수 개의 레일이 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하는 전자 제어방식의 롤러를 구비한 기판이송장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 다중 가이드 레일은,
    상기 롤러를 수용할 수 있는 레일 홈이 각각의 상기 레일에 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 제어방식의 롤러를 구비한 기판이송장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 롤러 구동부는,
    AC모터, DC모터, 범용모터 및 선형모터 중 어느 하나의 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 제어방식의 롤러를 구비한 기판이송장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 롤러 구동부는,
    압축된 공기에너지를 회전운동으로 변환하는 공압 구동기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 제어방식의 롤러를 구비한 기판이송장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 거리측정 센서는,
    초음파방식, 적외선방식 및 자기장방식 중 어느 하나의 방식으로 작동하는 센서인 것을 특징으로 하는 전자 제어방식의 롤러를 구비한 기판이송장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 측정값은,
    상기 거리측정 센서를 이용하여 인접한 상기 캐리어와의 간격을 측정한 값인 것을 특징으로 하는 전자 제어방식의 롤러를 구비한 기판이송장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 기준값은,
    미리 설정된 상기 캐리어 사이의 간격값인 것을 특징으로 하는 전자 제어방식의 롤러를 구비한 기판이송장치.
  9. 삭제
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 롤러 구동부, 상기 거리측정 센서, 상기 무선충전 배터리 및 정천척 발생부와 케이블방식 또는 무선통신방식으로 데이터를 송수신하여 제어하는 것을 특징으로 하는 전자 제어방식의 롤러를 구비한 기판이송장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 정전척은,
    상기 캐리어의 일면에 구비되어 상기 기판을 안착하는, 기판 수용부에 설치되는 것을 특징으로 하는 전자 제어방식의 롤러를 구비한 기판이송장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 무선충전 배터리는,
    상기 다중 가이드 레일 상에 설치되는 충전용 챔버의 충전기에 의해, 자기공진방식 또는 마이크로방식 중 어느 하나의 방식으로 무선충전되는 것을 특징으로 하는 전자 제어방식의 롤러를 구비한 기판이송장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 캐리어의 현재 위치를 판단할 수 있는 위치 식별 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 제어방식의 롤러를 구비한 기판이송장치.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 구동축은,
    상기 롤러와 상기 롤러 구동부를 각각 연결하며, 상기 롤러 구동부의 회전력을 상기 롤러에 전달하는 것을 특징으로 하는 전자 제어방식의 롤러를 구비한 기판이송장치.
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