KR101383977B1 - 기판 로딩 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판을 공정 장비로 로딩하기 위한 기판 로딩 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 목적은, 카세트가 놓여진 포트를 승하강 시켜 카세트의 높이가 로봇의 높이에 맞게 조절될 수 있도록 한 기판 로딩 장치를 제공하는 것이다. 이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 기판 로딩 장치는, 카세트의 높이가 조절될 수 있도록 승하강되는 포트; 상기 카세트로부터 기판을 로딩 또는 언로딩하기 위한 로봇; 상기 로봇의 동작을 구동하는 한편 상기 카세트의 높이가 상기 로봇의 높이에 맞도록 상기 포트를 승하강 시키기 위한 제어부를 포함한다.

Description

기판 로딩 장치{APPARATUS FOR LOADING A SUBSTRATE}

도 1은 클린룸 내의 액정표시장치 공정 라인에서 무인 반송차가 이용되는 일예를 나타낸 예시도.

도 2는 일반적인 공정장비의 평면도를 나타낸 예시도.

도 3 내지 도 6은 종래의 기판 로딩 장치를 이용하여 기판을 로딩 또는 언로딩하는 상태를 나타낸 예시도.

도 7은 본 발명에 따른 기판 로딩 장치의 일실시예 구성도.

도 8은 본 발명에 따른 기판 로딩 장치가 카세트로부터 기판을 언로딩하는 상태를 나타낸 상태를 나타낸 예시도.

도 9는 본 발명에 따른 기판 로딩 장치가 공정 수행 장비로 기판을 로딩하는 상태를 나타낸 예시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

30 : 카세트 22, 50 : 포트

21 : 로봇 70 : 제어부

23 : 공정 수행 라인 1 : 기판

본 발명은 기판을 로딩하는 장치에 관한 것으로서, 특히, 기판을 공정 장비로 로딩하기 위한 기판 로딩 장치에 관한 것이다.

액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 영상신호에 대응하도록 광빔의 투과량을 조절함에 의해 화상을 표시하는 대표적인 평판 표시장치이다. 특히, LCD는 경량화, 박형화, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있으며, 이러한 추세에 따라 LCD는 사무자동화(Office Automation) 장치 및 노트북 컴퓨터의 표시장치로 이용되고 있다.

액정표시장치는 액정패널과 상기 액정패널에 광을 조사하는 백라이트 유닛으로 구분된다. 이러한 액정패널 및 백라이트 유닛은 일체화된 형태로 체결되어야 함과 아울러 외부의 충격에 의하여 손상되지 않도록 케이스로 보호되어 있다.

액정패널은 구동신호를 입력받는 박막트랜지스터 기판(TFT 기판)(이하, 간단히 'TFT 기판'이라 함), 칼라필터층을 포함한 칼라필터기판(C/F 기판)(이하, 간단히 'C/F 기판'이라 함) 및 TFT 기판과 C/F 기판 사이에 개재된 액정층으로 구성된다.

상기와 같은 구조를 갖는 액정표시장치의 제조공정은 크게 기판 제조공정, 액정패널 제조공정 및 모듈 공정의 세 가지 공정으로 나뉘어지며, 상기 공정들은 수많은 세부 단위 공정들로 이루어진다.

상기한 바와 같이 수많은 단위 공정들로 이루어진 액정표시장치의 제조공정은 일반적으로 클린룸에서 이루어지고 있으며, 어느 하나의 공정장비에서의 공정이 완료된 다수의 기판은 일단 카세트(Casset)에 적재된 후 무인 반송차(Automatic Guided Vehicle: AGV) 등의 이송장치에 의해 클린룸 내의 또 다른 공정장비로 이송된다.

도 1은 클린룸 내의 액정표시장치 공정 라인에서 무인 반송차가 이용되는 일예를 나타낸 예시도이다.

종래의 액정표시장치의 공정라인(클린룸)은 도 1에 도시된 바와 같이, 각 공정에 필요한 각종 공정장비(20)들, 각 공정장비들로 기판이 담겨진 카세트를 이동시키기 위한 수단인 무인 반송차(9), 무인 반송차의 이동을 가이드하기 위한 레일(40) 및 다수의 카세트를 관리하기 위한 다수의 스토커(Stocker)(10)를 포함하여 구성된다.

도 2는 일반적인 공정장비의 평면도를 나타낸 예시도로서, 도 1에 도시된 공정장비(20)를 보다 세부적으로 나타낸 것이다.

일반적인 공정장비(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 공정을 거치게될 기판 또는 공정을 거친 기판이 적재되는 카세트(30)가 놓여지는 포트(22), 기판에 대해 실질적으로 각종 공정을 수행하는 공정 수행 라인(EQ)(23), 카세트에 놓여진 기판을 공정 수행 라인으로 옮기거나 공정 수행 라인을 거친 기판을 카세트로 옮기기 위해 레일위를 주행하는 로봇(21)을 포함하여 구성되어 있다. 상기 포트(22)는 공 정을 거치게될 기판을 적재하고 있는 카세트가 놓여지는 로더 및 공정을 거친 기판을 적재하기 위한 카세트가 놓여지는 언로더로 세분화될 수 있으며, 상기 로봇(21) 역시 상기 로더와 언로더에 각각 구비될 수도 있다. 그러나, 이하에서는, 하나의 포트(22)와 하나의 로봇이 구비된 공정장비를 일예로 하여 설명된다.

도 3 내지 도 6은 종래의 기판 로딩 장치를 이용하여 기판을 로딩 또는 언로딩하는 상태를 나타낸 예시도이다.

종래의 기판 로딩 장치는 기판이 적재될 수 있는 카세트(30)가 놓여지는 포트(22) 및 상기 카세트에 실장되어 있는 기판을 공정 수행 라인(23)으로 이송하거나 공정 수행 라인으로부터 상기 카세트로 기판을 이송하기 위한 로봇(21)을 포함하고 있으며, 도면에 도시되어 있지는 않지만 상기 포트(22)의 클램프 및 상기 로봇(21)을 구동하기 위한 제어부를 더 포함하고 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 종래의 기판 로딩 장치가 카세트로(30)로부터 공정 수행 라인(23)으로 기판(1)을 이송하는 공정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 3 및 도 4를 참조하면, 카세트(30)가 무인 반송차(9) 등에 의해 이송되어 포트(22)의 상단에 놓여지면, 상기 제어부에 의해 클램프가 구동되며, 상기 클램프에 의해 상기 카세트(30)가 정위치로 정렬된다. 상기 제어부는 로봇(21)을 구동하게 되며, 로봇(21)은 카세트(30)에 놓여져 있는 기판(1)을 언로딩하기 위해 상기 기판(1)의 높이로 상승 또는 하강하게 된다. 도 4에는 카세트(30)의 제일 상단에 놓여진 기판을 언로딩하기 위해 로봇(21)의 로봇 아암의 높이가 'A'만큼 상승된 상태를 나타내고 있다.

다음으로, 도 5는 기판(1)을 적재한 로봇(21)이 카세트(30)로부터 공정 수행 라인(23)으로 기판을 반송하는 상태를 나타내고 있다. 즉, 로봇(21)이 기판을 언로딩하면, 상기 제어부는 상기 로봇(21)을 회전 및 이동시켜 상기 기판(1)을 공정 수행 라인(23)으로 반송한다. 카세트(30)가 놓여진 포트(22)의 위치와 공정 수행 라인(23)의 위치는 도 5에 도시된 바와 같이 일반적으로 180° 또는 90°를 이루고 있으므로, 로봇(21)은 기판(1)을 적재 한채 180° 또는 90°회전하게 된다. 이때, 포트(22)와 공정 수행 라인(23)이 이격되어 있는 경우에는 도 5에 도시된 바와 같이 레일을 따라 상기 로봇(21)이 이동하게 되며, 상기 회전 동작은 이동이 완료된 시점 또는 이동과 함께 진행된다.

마지막으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 기판(1)을 적재한 로봇 아암이 공정 수행 라인(23) 방향으로 회전된 상태에서, 상기 제어부는 로봇(21)을 구동하여 로봇 아암의 높이(B)가 공정 수행 라인(23)의 높이에 맞도록 조정한다. 로봇 아암의 높이가 공정 수행 라인(23)의 높이에 맞추어진 상태에서 상기 제어부는 상기 로봇(21)을 구동하여 기판을 공정 수행 라인(23)으로 로딩하게 된다.

상기한 바와 같이 종래의 기판 로딩 장치는, 카세트(30) 내부의 각 위치에 적재된 기판을 언로딩 할 때마다, 로봇(21)이 상기 기판(1)의 높이에 맞게 승하강 동작을 수행해야 하며, 기판(1)을 공정 수행 라인(23)에 로딩하고자 할 때에는 다시 상기 공정 수행 라인(23)의 높이에 맞게 상기 로봇(21)의 높이를 수정하기 위해 로봇(21)을 승하강 시켜야 한다.

상기와 같은 동작은 공정 수행 라인(23)으로부터 카세트(30)로 기판(1)을 반 송하는 경우에도 동일하게 수행된다.

따라서, 종래의 기판 로딩 장치는 기판(1)을 카세트(30)로부터 언로딩(또는 언로딩)하는 경우와 기판(1)을 공정 수행 라인(23)으로 로딩(또는 언로딩)하는 두 번의 경우 모두에 로봇(21)을 승하강 시켜야 하므로, 기판의 반송 시간이 증가된다는 문제점이 있다.

또한, 종래의 기판 로딩 장치는, 카세트(30) 내부의 각 기판(1)에 대한 로봇(21)의 티칭 포인트 정보와 공정 수행 라인(23)의 높이에 대한 정보를 제어부에 저장하고 있어야 하므로, 카세트(30)의 종류가 변경되거나 공정 수행 라인(23)의 높이가 변경된 경우에는 티칭 포인트들에 대한 정보를 새롭게 셋팅해야 된다는 문제점이 있다. 이로인해, 로봇(21)의 가격이 상승되며, 액정표시장치의 제조 단가가 상승되는 문제점이 발생된다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 카세트가 놓여진 포트를 승하강 시켜 카세트의 높이가 로봇의 높이에 맞게 조절될 수 있도록 한 기판 로딩 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 기판 로딩 장치는, 카세트의 높이가 조절될 수 있도록 승하강되는 포트; 상기 카세트로부터 기판을 로 딩 또는 언로딩하기 위한 로봇; 상기 로봇의 동작을 구동하는 한편 상기 카세트의 높이가 상기 로봇의 높이에 맞도록 상기 포트를 승하강 시키기 위한 제어부를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예가 상세히 설명된다. 이하의 설명 중, 도 1 내지 도 6에서 설명된 내용과 동일한 구성에 대하여는 동일한 부호가 사용되며, 그에 대한 상세한 설명은 생략된다.

도 7은 본 발명에 따른 기판 로딩 장치의 일실시예 구성도이며, 도 8은 본 발명에 따른 기판 로딩 장치가 카세트로부터 기판을 언로딩하는 상태를 나타낸 상태를 나타낸 예시도이다. 도 9는 본 발명에 따른 기판 로딩 장치가 공정 수행 장비로 기판을 로딩하는 상태를 나타낸 예시도로서, 도 8에 의해 카세트로부터 이송된 기판을 로봇이 공정 수행 라인으로 로딩하는 상태를 나타내고 있다.

본 발명에 따른 기판 로딩 장치는 도 7에 도시된 바와 같이, 카세트(30)의 높이가 조절될 수 있도록 승하강되는 포트(50), 상기 카세트로부터 기판을 로딩 또는 언로딩하기 위해 로봇 아암(21-2)을 갖는 로봇(21), 상기 로봇의 동작을 구동하는 한편 상기 포트의 높이를 상기 로봇의 높이에 맞게 승하강 시키기 위한 제어부(70)를 포함하여 구성되어 있다.

상기 로봇(21)은 상기 카세트(30)로부터 기판을 언로딩(또는 로딩)하여 공정 수행 라인으로 기판을 로딩하기 위한 것으로서, 기판이 놓여지는 로봇 아암(21-2) 및 상기 로봇 아암을 지지하기 위한 본체(21-1)를 포함하여 구성되어 있다. 상기 로봇은 레일을 따라 이동될 수 있다.

상기 제어부(70)는 상기 로봇(21)이 언로딩(또는 로딩)하고자 하는 기판의 높이가 상기 로봇(21)의 높이에 일치되도록 상기 기판이 적재된 카세트의 높이를 조정하기 위한 것으로서, 로봇의 제어 정보와 상기 카세트에서 언로딩(또는 로딩)될 기판의 순서에 대한 정보와 각 기판이 놓여진 위치가 상기 로봇의 로봇 아암과 일치되도록 하기 위한 상기 포트의 승하강 정보 등을 포함하는 정렬정보를 사용자로부터 입력받기 위한 입력기(73), 입력기를 통해 입력된 정렬정보를 저장하기 위한 저장기(74), 상기 포트와 로봇과 통신을 수행하여 각종 정보를 송수신 하기 위한 인터페이스(71), 상기 정렬정보에 따라 상기 포트의 높이를 제어하며 상기 로봇(21)을 구동하여 상기 포트에 놓여진 카세트로부터 기판을 언로딩(또는 로딩)하여 공정 수행 라인으로 기판을 로딩(또는 언로딩)하기 위한 제어기(72) 및 상기 제어기에 의해 출력되는 각종 정보들을 사용자가 모니터링할 수 있도록 출력하기 위한 출력기(75)를 포함한다.

상기 포트(50)는 카세트(30)가 안착되는 곳으로서, 상기 포트(50)는 카세트가 안착되는 안착부(53), 상기 안착부를 승하강 시키기 위한 승강부(52) 및 상기 승강부를 지지하는 한편, 상기 제어기(70)의 제어에 따라 구동력을 발생하여 상기 승강부를 승하강 시키기 위한 구동부(51)를 포함하여 구성되어 있다. 상기 구동부(51)는 상기 승강부를 승하강 시키기 위한 것으로서, 압축공기를 이용하여 구동력을 발생시키는 콤푸레셔 또는 전력을 회전력으로 변환시키는 모터 등 다양한 형태로 구성될 수 있다. 이러한, 콤푸레셔 또는 모터 등을 이용하여 승강부를 승하강 시키는 구성 및 원리는 이미 널리 공지된 것이므로 그에 대한 상세한 설명은 생략 된다.

이하에서는, 본 발명에 따른 기판 로딩 장치를 이용하여 카세트로부터 공정 수행 라인으로 기판을 로딩하는 과정이 설명된다. 이하에서 설명되는 과정은 공정 수행 라인으로부터 카세트로 기판을 언로딩하는 과정에도 동일하게 적용될 수 있다.

기판을 공정 수행 라인으로 로딩하기에 앞서, 상기 제어부(70)의 저장기(74)에는 기판이 놓여질 공정 수행 라인(23)의 높이에 따른 로봇(21)의 높이 정보, 상기 로봇(21)이 기판을 로딩할 수 있도록 하기 위한 로봇 구동 정보, 상기 안착부(53)에 놓여진 카세트(30)로부터 반송되는 기판의 반송순서정보, 상기 반송순서정보에 따라 조정되어야할 상기 안착부의 높이정보 등을 포함하는 정렬정보가 저장된다. 이러한 정렬정보는 상기한 바와 같이 사용자에 의해 입력기(73)로부터 입력된다.

상기와 같은 정렬정보가 셋팅된 상태에서 상기 제어부(70)가 상기 로봇(21)을 구동하면, 상기 로봇(21)은 기 설정되어 있는 높이를 유지한채 상기 카세트(30) 방향으로 회전되며, 도 8에 도시된 바와 같이 로봇 아암을 상기 카세트(30)로 삽입하여 제1 기판(1)을 상기 로봇 아암에 적재시킨다. 상기 설명 중 기 설정되어 있는 높이(C)란 기판이 놓여질 상기 공정 수행 라인(23)의 높이를 말하는 것으로서, 상기 로봇(21)의 높이(실질적으로는 상기 로봇 아암의 높이를 말함)는 상기 공정 수행 라인(23)의 높이에 맞게 설정되어 있다.

로봇 아암에 제1 기판(1)이 적재되면, 상기 제어부(70)는 상기 로봇(21)을 회전시켜 도 9에 도시된 바와 같이, 로봇 아암이 공정 수행 라인(23)을 향하도록 한다. 즉, 일반적으로 상기 안착부(53)를 포함한 포트(50)와 공정 수행 라인(23)은 180° 또는 90°를 이루고 있으므로, 상기 각도에 따라, 상기 제어부(70)는 상기 로봇(21)을 회전시키게 된다. 이때, 상기 포트(50)와 공정 수행 라인(23)이 이격되어 있는 경우에는, 상기 로봇(21)은 상기 제어부(70)의 제어에 따라 레일을 이동하게 된다.

상기 로봇이 공정 수행 라인(23) 방향으로 회전된 경우, 상기 공정 수행 라인(23)의 높이와 상기 로봇(21)의 높이는 동일하게 설정되어 있으므로, 상기 로봇(21)에 대한 별도의 상승 또는 하강 제어는 요구되지 않으며, 따라서, 상기 제어부(70)는 상기 로봇(21)을 구동하여 상기 제1 기판(1)을 공정 수행 라인(23)으로 바로 로딩하게 된다. 이때, 상기 공정 수행 라인(23)에는 기판 가이드 핀 등이 구비되어 있어서, 상기 제1 기판을 로봇(21)으로부터 이송받아 기판을 안착시키게 된다.

상기와 같은 제1 기판에 대한 로딩동작이 수행되는 동안 상기 제어부(70)는, 상기 제1 기판의 로딩 이후에 로딩될 제2 기판에 대한 정보를 추출하여 상기 구동부(51)를 구동시킴으로써, 상기 카세트의 높이를 조절하게 된다.

즉, 상기 제어부(70)는 상기 저장기(74)로부터 제2 기판에 대한 정보와 상기 제2 기판의 카세트 상에서의 적재 위치에 대한 정보를 추출한다.

상기 제어부(70)는 상기 정보에 따라 제2 기판의 높이를 분석한 후, 상기 제2 기판의 높이가 상기 로봇(21)의 높이(C)와 일치되도록 상기 구동부(51)를 구동하 여 상기 안착부(53)의 높이를 조정한다. 즉, 상기 제어부(70)에 의해 상기 구동부(51)가 구동되며, 상기 구동부(51)는 상기 승강부(52)를 상승 또는 하강 시켜 상기 안착부(53)의 높이를 조정하게 된다.

상기와 같은 동작은 상기 로봇(21)이 제1 기판을 카세트로부터 반송하여 공정 수행 라인(23)에 로딩한 후 다시 상기 카세트(30) 방향으로 회전하는 기간 중에 수행된다.

상술된 바와 같은 본 발명은 로봇을 상승 또는 하강시킬 필요가 없도록, 로봇이 기판을 반송하는 동안 기판의 높이를 로봇의 높이에 맞춤으로써, 로봇이 기판을 로딩 또는 언로딩하는 시간을 단축시킬 수 있다는 우수한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 로봇의 동작 시간을 단축시킴으로써, 전체 공정시간을 단축시킬 수 있다는 우수한 효과가 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (6)

1. 다수의 기판이 적재된 카세트;

   상기 카세트가 놓여지고 상기 카세트의 높이를 조절할 수 있도록 승하강되는 포트;

   상기 다수의 기판 각 각을 차례로 로딩하기 위한 로봇;

   상기 로봇의 동작을 구동하고, 상기 포트를 승 하강시키기 위한 제어부를 포함하고,

   상기 다수의 기판은 제1 기판과 상기 제1 기판이 로딩된 이후 다음 차례로 로딩될 제2 기판을 포함하고,

   상기 제어부는 상기 카세트에 적재된 제1 및 제2 기판의 높이가 상기 로봇의 높이에 대응되도록 상기 포트를 승 하강시키고,

   상기 제어부는,

   상기 로봇의 제어 정보, 상기 카세트에서 언로딩 또는 로딩될 기판의 순서에 대한 정보, 상기 기판이 놓여진 위치가 상기 로봇의 로봇 아암과 일치되도록 하기 위한 상기 포트의 승하강 정보, 상기 기판이 놓여질 위치가 상기 로봇의 로봇 아암과 일치되도록 하기 위한 상기 포트의 승하강 정보 중 적어도 어느 하나를 입력받기 위한 입력기;

   상기 입력기를 통해 입력된 상기 정보들을 저장하기 위한 저장기;

   상기 포트 및 로봇과 통신을 수행하여 정보를 송수신하기 위한 인터페이스;

   상기 정보에 따라 상기 포트의 높이를 제어하며 상기 로봇을 구동하여 상기 포트에 놓여진 카세트로부터 기판을 언로딩 또는 로딩하기 위한 제어기; 및

   상기 제어기에 의해 출력되는 각종 정보들을 사용자가 모니터링할 수 있도록 출력하기 위한 출력기를 포함하는 기판 로딩 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 포트는,

   상기 카세트가 안착되는 안착부;

   상기 안착부를 승하강 시키기 위한 승강부; 및

   상기 승강부를 지지하는 한편, 상기 제어부의 제어에 따라 구동력을 발생하여 상기 승강부를 승하강 시키기 위한 구동부를 포함하는 기판 로딩 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 구동부는,

   압축공기를 이용하여 구동력을 발생시키는 콤푸레셔 또는 전력을 회전력으로 변환시키는 모터로 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 로딩 장치.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어부는,

   상기 로봇이 제1 기판을 이송하는 동안, 제2 기판의 높이가 상기 로봇의 높이와 일치되도록 상기 포트의 높이를 조절하는 것을 특징으로 하는 기판 로딩 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 로봇의 높이는,

   상기 기판이 로딩되거나 또는 상기 기판이 언로딩될 공정 수행 라인의 높이인 것을 특징으로 하는 기판 로딩 장치.

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