KR101432701B1 - 기판 로딩 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 기판 처리를 위해 상기 기판을 로딩 및 언 로딩 하는 기판 로딩 장치로서, 복수의 기판이 상하로 적재되는 본체; 상기 본체 상에 설치되어 상기 기판을 승강시키는 승강부; 상기 본체의 내측으로 배치되고 상기 기판의 일측으로 접촉하여 상기 기판을 로딩 또는 언 로딩하는 이송부; 상기 기판을 감지하고 그 감지 결과에 따른 제어 신호를 출력하는 제어부; 를 포함하는 기판 로딩 장치를 제공한다.
본 발명은, 기판 로딩 시 기판을 이송하는 구성 요소가 기판의 양측으로 배치되어 전체 설치 공간이 감소되고, 기판의 측면으로 접촉하는 롤러에 의해 기판 처리용 챔버로의 기판 로딩과 언로딩이 이루어질 수 있으며, 기판을 이송하는 롤러의 간격을 조절할 수 있도록 하여 다양한 기판의 크기에 대응할 수 있다.

Description

기판 로딩 장치{Apparatus for substrate loading}
본 발명은 기판 로딩 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판의 양측에 각각 접촉하는 롤러에 의해 기판의 이동이 이루어지는 기판 로딩 장치에 관한 것이다.
기판 로딩 장치는 기판에 대한 열처리 등과 같은 기판 처리 작업을 수행하는 기판 처리용 챔버로의 기판의 로딩(loading)과 언로딩(unloading)을 수행한다.
기판 로딩 장치는 챔버로의 기판 이송 시, 기판의 이동을 위해 로딩 장치의 일측으로 기판 이송용 실린더가 배치되는 구성으로 이루어진다.
실린더는 실린더가 포함하는 피스톤과 피스톤 로드를 위해 소정의 공간을 필요로 하므로, 기판 로딩 장치의 설치를 위해서는 장치의 크기보다 더 큰 공간을 필요로 하는 문제점이 있다.
본 발명에 대한 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 1998-61384호를 예시할 수 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기판 로딩 시 기판을 이송하는 구성 요소가 기판의 양측으로 배치되어 전체 설치 공간이 감소되도록 하는 기판 로딩 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 기판의 측면으로 접촉하는 롤러에 의해 기판 처리용 챔버로의 기판 로딩과 언로딩이 이루어지도록 하는 기판 로딩 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 기판을 이송하는 롤러의 간격을 조절할 수 있도록 하여 다양한 크기의 기판에 대응할 수 있는 기판 로딩 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 기판 처리를 위해 상기 기판을 로딩 및 언 로딩 하는 기판 로딩 장치로서, 복수의 기판이 상하로 적재되는 본체; 상기 본체 상에 설치되어 상기 기판을 승강시키는 승강부; 상기 본체의 내측으로 배치되고 상기 기판의 일측으로 접촉하여 상기 기판을 로딩 또는 언 로딩하는 이송부; 상기 기판을 감지하고 그 감지 결과에 따른 제어 신호를 출력하는 제어부; 를 포함하는 기판 로딩 장치를 제공한다.
상기 승강부는, 상기 기판의 양측에 각각 배치되고 자신의 중심축을 기준으로 회전하는 나사봉 형태의 승강로드와, 상기 기판의 양측 하부에서 상기 기판을 지지하고 상기 승강로드에 연결되어 상기 승강로드의 동작에 의해 승강하는 직사각형 형태의 승강 플레이트와, 외부에서 입력되는 제어 신호에 따라 상기 승강로드를 회전시키는 제1 모터를 포함할 수 있다.
상기 승강부는, 상기 승강 플레이트의 외측 모서리 측에 배치되는 지지 로드를 더 포함할 수 있다.
상기 이송부는, 상기 본체의 전면으로 배치되는 이송 레일과, 상기 이송 레일 상에서 이동 가능하게 배치되는 제1 이동 브라켓과, 상기 제1 이동 브라켓 상에 배치되고 상기 기판의 일측단에 접촉하는 이송 롤러와, 상기 제1 이동 브라켓 상에 배치되고 상기 이송 롤러의 동작에 필요한 구동력을 발생시키는 제2 모터와, 상기 이송 레일 상에서 이동 가능하게 배치되는 제2 이동 브라켓과, 상기 제1 이동 브라켓 상에 배치되고, 상기 이송 롤러와 대향하며, 상기 기판의 타측단에 접촉하는 자세 유지 롤러를 포함할 수 있다.
상기 이송 롤러와 상기 자세 유지 롤러는 우레탄을 포함할 수 있다.
상기 이송 롤러와 상기 자세 유지 롤러는 원통형일 수 있다.
상기 이송부는, 상기 제1 이동 브라켓과 상기 이송 롤러 사이에 게재되어 상기 이송 롤러를 일정 길이만큼 돌출시키는 제1 이동 실린더와, 상기 제2 이동 브라켓과 상기 자세 유지 롤러 사이에 게재되어 상기 자세 유지 롤러를 일정 길이만큼 돌출시키는 제2 이동 실린더를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 기판을 감지하고 감지 결과에 해당하는 신호를 출력하는 기판 감지 센서와, 상기 기판 감지 센서의 신호에 의해 기판이 감지되지 않으면, 상기 승강부와 상기 이송부의 동작을 제어하는 모터 제어부와, 상기 기판 감지 센서의 신호에 의해 기판이 감지되면, 상기 제1 및 제2 이동 실린더가 동작하도록 제어하는 실린더 제어부를 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명은, 기판 로딩 시 기판을 이송하는 구성 요소가 기판의 양측으로 배치되어 전체 설치 공간이 감소된다.
또한, 기판의 측면으로 접촉하는 롤러에 의해 기판 처리용 챔버로의 기판 로딩과 언로딩이 이루어질 수 있다
또한, 기판을 이송하는 롤러의 간격을 조절할 수 있도록 하여 다양한 기판의 크기에 대응할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 로딩 장치의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 본체에 포함되는 승강부의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 본체에 포함되는 이송부의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명에서 사용하는 제어부의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 로딩 장치의 동작 상태를 나타내는 사시도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 로딩 장치의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 로딩 장치(100)는 본체(110), 승강부(120), 이송부(130) 및 제어부(150)를 포함한다.
본체(110)의 일측으로는 장치 전반의 조정을 수행할 수 있는 콘트롤러(112)가 배치될 수 있다. 콘트롤러(112) 상에는 전원 공급부, 조정 판넬 및 후술하는 제어부가 배치될 수 있다.
본체(110)의 양측으로는 후술하는 승강부(120)와 이송부(130)의 동작에 필요한 구성 요소(예를 들어 전원 조정부 등)들이 배치될 수 있다.
여기서, 본체(110) 상에 적재되는 기판(1)은 소정의 캐리어(carrier)에 수납된 상태로서 별도의 매거진(magazine)에 적재될 수 있다. 기판을 수납하는 매거진의 구성은 이 분야에서는 널리 알려진 공지의 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본체(110)는 금속 앵글 또는 프로파일(profile) 등을 이용하여 육면체 형태로 제작되지만, 후술하는 구성 요소들이 배치될 수 있다면 그 형태는 특정되지 않는다.
또한, 본체(110)의 하부에는 본체(110)를 소정 장소로 이동시킬 수 있는 바퀴와 이동 후 고정되도록 하는 스토퍼가 연결되는 것이 바람직하다.
도 2는 도 1에 도시된 본체에 포함되는 승강부의 구성을 나타내는 사시도이다. 도면에서 승강부(120)의 구성을 용이하게 설명하기 위해, 도 1에 도시된 기판의 구성은 제외하였다.
승강부(120)는 로딩 대상인 기판을 로딩 위치로 승강시킨다.
도 2를 참조하면, 승강부(120)는 승강로드(122)와 승강 플레이트(124)를 포함한다. 또한, 승강부(120)는 지지 로드(126)를 더 포함한다.
승강로드(122)는 기판 적재 위치의 양측에 배치된다. 이때, 승강로드(122)는 기판(1)과는 소정의 이격 간격을 갖는다. 본 실시예에서, 승강로드(122)는 기판(1)의 양측에 각각 단일개가 배치되지만, 기판의 크기에 대응하여 복수개로 배치될 수도 있다.
승강로드(122)는 표면에 나사산이 돌출되는 나사봉 형태로서, 외부에서 인가되는 구동력에 의해 회전할 수 있도록 구성된다. 승강로드(122)의 동작은 승강로드(122)와 연결되는 제1 모터(M1)에 의해 이루어진다. 여기서, 기판(1) 양측의 승강로드(122)는 서로 연동할 수 있도록 구성된다. 이를 위해, 승강로드(122)는 구동 벨트로 연결될 수 있다.
승강로드(122) 상에는 승강 플레이트(124)가 연결된다.
승강 플레이트(124)는 승강로드(122)의 동작에 의해 기판(1)을 필요한 위치로 승강시킨다.
승강 플레이트(124)는 소정의 크기를 갖는 직사각형 형태로서, 승강로드(122)가 관통 연결된다. 여기서, 승강 플레이트(124)의 크기는 기판(1)을 지지할 수 있는 정도로 형성되는 것이 바람직하다. 승강 플레이트(124)는 승강로드(122)와의 연결 부위에 승강로드(122)의 나사산과 맞물리는 너트 연결 구조가 배치된다.
따라서, 승강 플레이트(124)는 기판(1)의 승강 시 매거진에 수납된 기판(1)을 하부에서 지지할 수 있다.
여기서, 승강 플레이트(124)는 기판(1) 양측으로 배치되는 승강로드(122)에 각각 별도로 연결될 수 있다. 또한, 승강 플레이트(124)는 기판(1) 하부를 전체적으로 커버할 수 있도록 단일개로 배치될 수도 있다.
여기서, 승강 플레이트(124)에 의한 기판(1)의 승하강 시, 승강로드(122)와 기판(1)에 대한 지지를 위해 지지 로드(126)가 배치된다.
지지 로드(126)는 기판의 모서리 측 각각에 수직으로 배치된다.
이송부(130)는 본체(110) 내에 적재되어 있는 기판(1)을 외부의 기기(예를 들어 기판 처리용 챔버)로 로딩하거나, 외부의 기기에서 기판을 언 로딩하여 적재할 수 있다.
또한, 도 3은 도 1에 도시된 본체에 포함되는 이송부의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 3을 참조하면, 이송부(130)는 이송 레일(132), 이송 롤러(134), 제2 모터(M2) 및 자세 유지 롤러(144)를 포함한다.
이송 레일(132)은 본체(110)의 전면에 소정의 높이로서 수평으로 배치된다.
본 실시예에서, 이송 레일(132)은 소정의 길이와 직경을 갖는 한 쌍의 원형 로드가 수평으로 배치되어 이루어진다. 이때, 이송 레일(132)의 배치를 용이하게 하기 위해, 본체(110) 전면에는 'ㄷ'형태의 브라켓(131)을 게재하는 것이 바람직하다.
이송 롤러(134)는 소정의 직경과 높이를 갖는 원통형상일 수 있다. 이송 롤러(134)의 중심축 상에는 제2 모터(M2)의 구동축이 연결된다.
이송 롤러(134)는 이송 레일(132) 상에서 위치 이동이 가능하고, 필요에 따라 소정의 위치에 고정될 수 있다. 이를 위해, 이송 롤러(134)는 이송 레일(132) 상에서 이동하는 제1 이동 브라켓(136) 상에 고정되는 것이 바람직하다. 제1 이동 브라켓(136)의 고정은 제1 고정 핸들(135)의 조정에 의해 이루어진다.
제1 이동 브라켓(136)의 일단부로는 이송 롤러(134)와 제2 모터(M2)가 배치된다. 이때, 이송 롤러(134)와 제2 모터(M2)는 제1 이동 실린더(138)를 중간에 게재하여 제1 이동 브라켓(136)에 연결될 수 있다.
여기서, 이송 롤러(134)는 필요에 따라 돌출될 수 있다. 즉, 기판(1)의 로딩 시, 제1 이동 실린더(138)의 단부에 연결된 이송 롤러(134)는 제1 이동 실린더(138)의 피스톤 로드가 돌출하는 동작에 의해 기판(1)의 일측단에 접촉할 수 있다.
자세 유지 롤러(144)는 이송 롤러(134)에 의해 기판(1)의 로딩 시, 이송 롤러(134)와 대향하는 위치에서 기판(1)의 일측단에 접촉하여 기판(1)의 로딩 시, 기판(1)의 로딩을 용이하게 한다.
자세 유지 롤러(144)는 소정의 직경과 높이를 갖는 원통형상일 수 있다. 자세 유지 롤러(144)는 이송 레일(132) 상에서 위치 이동이 가능하고, 필요에 따라 소정의 위치에 고정될 수 있다. 이를 위해, 자세 유지 롤러(144)는 이송 레일(132) 상에서 이동하는 제2 이동 브라켓(146) 상에 고정되는 것이 바람직하다. 제2 이동 브라켓(146)의 고정은 제2 고정 핸들(145)의 조정에 의해 이루어진다.
여기서, 자세 유지 롤러(144)는 필요에 따라 돌출될 수 있다. 즉, 기판(1)의 로딩 시, 자세 유지 롤러(144)가 기판(1)의 일측단에 접촉할 수 있도록 제2 이동 실린더(148)는 기판(1)을 향하여 제2 이동 브라켓(146)에서 소정의 길이만큼 돌출된다. 이를 위해, 자세 유지 롤러(144)는 제2 이동 실린더(148)의 단부에 연결되는 것이 바람직하다.
여기서, 제1 및 제2 이동 실린더(138, 148)는 외부에서 공급되는 공압 또는 유압에 의해 동작할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 이동 실린더(138, 148)는 전동 모터에 의해 구동될 수 있다.
이송 롤러(134)와 자세 유지 롤러(144)는 기판 이송 레일(132) 보다 낮게 위치되도록 하여, 기판의 이송 시, 기판(1)이 이송부(130)와 부딪히지 않도록 하는 것이 바람직하다.
이송 롤러(134)와 자세 유지 롤러(144)의 재질은 우레탄을 포함하는 것이 바람직하다.
제어부(150)는 본체(110) 상에서 기판(1)을 감지하고, 감지 결과에 따른 모터 제어 신호를 출력한다.
도 4는 본 발명에서 사용하는 제어부의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4를 참조하면, 이를 위해 제어부(150)는 기판 감지 센서(152), 모터 제어부(154)를 포함한다. 또한, 제어부(150)는 실린더 제어부(150)를 포함한다.
기판 감지 센서(152)는 로딩 위치에 기판(1)이 있는 지 감지하고, 해당하는 신호를 출력한다. 기판 감지 센서(152)에서 출력되는 신호는 모터 제어부(154)와 실린더 제어부(150)로 입력된다.
이때, 기판 감지 센서(152)의 출력 신호에 의해, 기판이 없는 것으로 감지되면, 모터 제어부(154)는 승강로드(122)를 동작시키는 모터가 동작하도록 하여 기판(1)이 로딩 위치로 상승되도록 한다.
기판(1)이 상승되면, 기판 감지 센서(152)의 출력 신호는 기판이 있는 것을 나타내고, 이 신호를 입력받은 실린더 제어부(150)는 제1 및 제2 이동 실린더(138, 148)가 동작되도록 하여, 이송 롤러(134)와 자세 유지 롤러(144)가 제1 및 제2 이동 브라켓(146)에서 소정 거리 만큼 돌출될 수 있도록 한다. 제1 및 제2 이동 실린더(138, 148)의 동작에 의해, 이송 롤러(134)와 자세 유지 롤러(144)는 기판(1)의 양측단에 각각 접촉한다.
이후, 모터 제어부(150)는 제2 모터(M2)가 동작하도록 제어한다. 제2 모터(M2)는 이송 롤러(134)를 회전시켜 기판(1)을 외부로 로딩한다.
기판(1)의 로딩 후, 상기한 과정이 반복하여 수행된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보기로 한다.
기판 로딩 장치(100)의 본체(110) 내측으로는 복수개의 기판(1)이 캐리어에 수납된 상태에서 상하로 복수개가 적재된다. 기판의 적재 상태는 도 1에 도시된 바와 같다. 기판(1)은 캐리어에 수납된 상태이므로, 이후의 설명에서 기판(1)의 로딩은 캐리어에 수납된 상태에서 로딩됨을 나타낸다.
사용자는 기판(1)의 폭에 대응하여 기판 이송 레일(132) 상에서 이송 롤러(134)와 자세 유지 롤러(144)의 이격 간격을 조절하고, 이송 롤러(134)와 자세 유지 롤러(144)를 고정한다.
이때, 이송 롤러(134)와 자세 유지 롤러(144)는 제1 및 제2 이동 실린더(138, 148)에 의해 소정 거리만큼 이동할 수 있으므로, 이송 롤러(134)와 자세 유지 롤러(144)의 이격 거리는 이를 감안하여 설정하는 것이 바람직하다.
사용자는 동작 스위치(미도시)를 조작하여 기판(1)이 소정의 기기(예를 들어 기판 처리용 챔버)로 로딩되도록 한다.
장치의 동작이 개시되면, 기판 감지 센서(152)가 기판을 감지하여 소정의 신호를 출력한다. 로딩 위치에서 기판이 감지되지 않으면, 모터 제어부(154)는 제1 모터(M1)를 동작시켜 승강로드(122)가 회전하도록 한다. 승강로드(122)가 회전하면 승강 플레이트(124)가 상승하며 기판(1)이 소정의 높이로 상승되도록 한다.
승강 플레이트(124)에 의해 적재되어 있는 기판이 상승하여 최 상부의 기판이 로딩 위치에 도착하면, 승강로드(122)의 동작이 정지한다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 로딩 장치의 동작 상태를 나타내는 사시도이다.
도 5를 참조하면, 기판 이송 레일(132) 상에서 기판(1)의 양측단으로는 이송 롤러(134)와 자세 유지 롤러(144)가 기판(1)과 소정의 이격 간격을 두고 각각 위치됨을 알 수 있다.
기판(1)이 감지되면 실린더 제어부(156)는 제1 및 제2 이동 브라켓(136, 146) 상에서 제1 및 제2 이동 실린더(138, 148)이 각각 돌출되도록 한다. 이에 따라, 이송 롤러(134)와 자세 유지 롤러(144)는 도 6에 도시된 바와 같이, 기판(1)의 양측단에 각각 접촉한다.
이후, 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 제2 모터(M2)의 회전에 의해 이송 롤러(134)가 반 시계 방향으로 회전하며 기판(1)이 소정의 기기로 로딩되도록 한다.
본 발명은, 기판 로딩 시 기판을 이송하는 구성 요소가 기판의 양측으로 배치되어 전체 설치 공간이 감소되고, 기판의 측면으로 접촉하는 롤러에 의해 기판 처리용 챔버로의 기판 로딩과 언로딩이 이루어질 수 있으며, 기판을 이송하는 롤러의 간격을 조절할 수 있도록 하여 다양한 기판의 크기에 대응할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 기판 로딩 장치
110: 본체
120: 승강부
130: 이송부
150: 제어부

Claims (8)

  1. 기판 처리를 위해 상기 기판을 로딩 및 언 로딩 하는 기판 로딩 장치로서,
    복수의 기판이 상하로 적재되는 본체;
    상기 본체 상에 설치되어 상기 기판을 승강시키는 승강부;
    상기 본체의 내측으로 배치되고 상기 기판의 일측으로 접촉하여 상기 기판을 로딩 또는 언 로딩하는 이송부;
    상기 기판을 감지하고 그 감지 결과에 따른 제어 신호를 출력하는 제어부;
    를 포함하고,
    상기 이송부는,
    상기 본체의 전면으로 배치되는 이송 레일과,
    상기 이송 레일 상에서 이동 가능하게 배치되는 제1 이동 브라켓과,
    상기 제1 이동 브라켓 상에 배치되고 상기 기판의 일측단에 접촉하는 이송 롤러와,
    상기 제1 이동 브라켓 상에 배치되고 상기 이송 롤러의 동작에 필요한 구동력을 발생시키는 제2 모터와,
    상기 이송 레일 상에서 이동 가능하게 배치되는 제2 이동 브라켓과,
    상기 제1 이동 브라켓 상에 배치되고, 상기 이송 롤러와 대향하며, 상기 기판의 타측단에 접촉하는 자세 유지 롤러와,
    상기 제1 이동 브라켓과 상기 이송 롤러 사이에 게재되어 상기 이송 롤러를 일정 길이만큼 돌출시키는 제1 이동 실린더와,
    상기 제2 이동 브라켓과 상기 자세 유지 롤러 사이에 게재되어 상기 자세 유지 롤러를 일정 길이만큼 돌출시키는 제2 이동 실린더를 포함하는 기판 로딩 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 승강부는,
    상기 기판의 양측에 각각 배치되고 자신의 중심축을 기준으로 회전하는 나사봉 형태의 승강로드와,
    상기 기판의 양측 하부에서 상기 기판을 지지하고 상기 승강로드에 연결되어 상기 승강로드의 동작에 의해 승강하는 직사각형 형태의 승강 플레이트와,
    외부에서 입력되는 제어 신호에 따라 상기 승강로드를 회전시키는 제1 모터를 포함하는 기판 로딩 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 승강부는,
    상기 승강 플레이트의 외측 모서리 측에 배치되는 지지 로드를 더 포함하는 기판 로딩 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이송 롤러와 상기 자세 유지 롤러는 우레탄을 포함하는 기판 로딩 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 이송 롤러와 상기 자세 유지 롤러는 원통형인 기판 로딩 장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 기판을 감지하고 감지 결과에 해당하는 신호를 출력하는 기판 감지 센서와,
    상기 기판 감지 센서의 신호에 의해 기판이 감지되지 않으면, 상기 승강부와 상기 이송부의 동작을 제어하는 모터 제어부와,
    상기 기판 감지 센서의 신호에 의해 기판이 감지되면, 상기 제1 및 제2 이동 실린더가 동작하도록 제어하는 실린더 제어부를 포함하는 기판 로딩 장치.
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