KR101473831B1 - 이송장치 - Google Patents

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박민호
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Abstract

이송장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이송장치는, 진공챔버; 진공챔버를 관통하여 진공챔버의 내부에 배치된 피이송물에 연결되되, 피이송물을 이송하는 이송유닛; 및 이송유닛에 대향되게 배치되되, 피이송물을 이송하는 경우에 진공챔버의 내외부 압력차로 인해 증가된 이송하중을 감소시키는 이송하중 감소유닛을 포함한다.

Description

이송장치{TRANSFERRING APPARATUS}
본 발명은, 이송장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 진공챔버 내부에서 피이송물을 이송하는데 있어 이송하중을 감소시킬 수 있는 이송장치에 관한 것이다.
최근 들어 반도체 산업 중 전자 디스플레이 산업이 급속도로 발전하면서 평면 디스플레이(Flat Panel Display, FPD)가 등장하기 시작하였다.
평면디스플레이(FPD)는, TV나 컴퓨터 모니터 등에 디스플레이(Display)로 종래 주로 사용된 음극선관(CRT, Cathode Ray Tube)보다 두께가 얇고 가벼운 영상표시장치이다.
이러한 평면디스플레이는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등으로 그 종류가 다양하다.
이 가운데 OLED는, 형광성 유기화합물을 전기적으로 여기시켜 발광시키는 자발광형 디스플레이 소자이다. 유기EL 패널에 전원이 공급되면, 전자가 이동하면서 전류가 흐르게 되는데 음극에서는 전자(-)가 전자수송층의 도움으로 발광층으로 이동하고, 상대적으로 양극에서는 홀(Hole, +개념, 전자가 빠져나간 상태)이 홀 수송층의 도움으로 발광층으로 이동하게 된다.
이때, 유기물질인 발광층에서 만난 전자(-)와 Hole(+)은 높은 에너지를 갖는 여기자를 생성하며, 여기자가 낮은 에너지로 떨어지면서 빛을 발생하게 된다.
이와 같은 원리로 구성되는 OLED는, 발광층을 구성하고 있는 유기물질이 어떤 것이냐에 따라 빛의 색깔이 달라지게 되며 R,G,B(Red, Green, Blue)를 내는 각각의 유기물질을 이용하여 풀 칼라(Full Color)를 구현할 수 있다.
이러한 OLED는 LCD와 비교하여 빠른 응답속도와 시인성이 우수하며, 소비전력이 낮을 뿐만 아니라 백라이트가 없어 슬림화가 가능한 장점이 있으며, 타 디스플레이에 비해서도 두께, 무게, 가격 등에서 우월한 특성을 보이는 차세대 디스플레이로 주목받고 있다.
따라서, 현재 OLED는 휴대폰, 네비게이션, 디지털 카메라와 같은 소형기기의 디스플레이에 주로 사용되고 있으며, 기술이 점차 발전함에 따라 LCD를 대체할 정도로 급성장하고 있는 추세이다.
한편, OLED를 비롯한 평면디스플레이용 기판(이하, 기판이라 함)은, 보통 글래스(Glass) 재질로 이루어져 외부로부터 가해지는 충격에 매우 취약한 특성을 가지고, 기판에 대한 수요가 증대됨에 따라 그 크기 또한 거대하기 때문에 이송에 있어 보다 각별한 주의가 요구된다.
따라서 상기 기판들은 소위 카세트(Cassette)라 하는 별도의 적재 박스에 수용된 후 다음공정으로 이송된다. 즉 기판의 제조공정에서, 임의의 공정이 완료된 기판들은 별도의 로봇에 의해 수 내지 수십 장씩 카세트에 수용된 후, 카세트 자체를 다음공정으로 이송하고, 해당공정에 도달되면 다시 로봇을 이용하여 카세트 내에 수용된 기판들을 인출하여 해당공정을 수행하게 된다.
한편, 기판들이 수용된 카세트는 이송장치에 의해 진공챔버 내부에서 해당공정으로 이송된다.
이때, 이송장치는 진공챔버와, 진공챔버의 외부에 배치되며 진공챔버를 관통하여 카세트를 이송시키는 이송유닛을 포함한다.
이러한 이송장치를 이용하여, 진공챔버의 내부에서 카세트를 이송하는 경우에 진공챔버의 내외부의 압력차로 인해 카세트를 이송하는 데 있어 카세트의 하중 이상의 동력을 필요로 하는 문제점이 있다. 그러므로, 이송유닛을 지지하는 프레임은 더 큰 강성을 필요로 하며 기판을 제조하는 비용이 증가된다.
[문헌1] 대한민국 등록특허 제10-1232597호(주식회사 테스) 2013.02.06
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 진공챔버의 내부에서 피이송물을 이송하는데 있어, 진공챔버의 내외부 압력차로 인해 증가된 이송하중을 감소시킬 수 있는 이송장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 진공챔버; 상기 진공챔버를 관통하여 상기 진공챔버의 내부에 배치된 피이송물에 연결되되, 상기 피이송물을 이송하는 이송유닛; 및 상기 이송유닛에 대향되게 배치되되, 상기 피이송물을 이송하는 경우에 상기 진공챔버의 내외부 압력차로 인해 증가된 이송하중을 감소시키는 이송하중 감소유닛을 포함하는 이송장치가 제공될 수 있다
상기 이송유닛은, 상기 진공챔버의 외부에 배치되어 구동력을 제공하는 구동부; 일단부가 상기 구동부에 연결되고 타단부가 상기 진공챔버를 관통하여 상기 피이송물에 연결되는 이송축; 및 상기 이송축에 외삽되되, 상기 진공챔버를 관통한 상기 이송축에 의해 상기 진공챔버의 진공이 해제되는 것을 방지하는 벨로우즈를 포함하며, 상기 이송하중 감소유닛은, 상기 진공챔버의 내외부 압력차로 인한 상기 벨로우즈의 길이방향 수축에 의해 상기 구동부에 가해지는 이송하중의 증가를 감소시키도록, 상기 진공챔버의 내부에 상기 구동부에 대향되게 배치될 수 있다.
상기 이송하중 감소유닛은, 상기 구동부에 대향되게 배치되되, 상기 피이송물에 연결되어 상기 피이송물을 지지하는 피이송물 지지부; 및 상기 피이송물 지지부에 연결되되, 상기 진공챔버의 내외부 압력차로 인한 상기 벨로우즈의 길이방향 수축에 대응하여 내부에 유체가 유입됨에 따라 신장되는 신장부를 포함할 수 있다.
상기 피이송물 지지부는, 상기 피이송물의 외측면을 접촉 지지하는 판형의 지지 플레이트를 포함할 수 있다.
상기 이송하중 감소유닛은, 상기 진공챔버의 내부에 마련되되, 상기 신장부를 상기 진공챔버의 내부에 고정하는 고정브라켓; 및 상기 신장부에 연통되되, 상기 유체가 상기 신장부에 유입되거나 상기 신장부로부터 유출되는 경로를 형성하는 유체유로를 더 포함할 수 있다.
상기 이송하중 감소유닛은, 상기 유체유로에 연결되되, 상기 구동부의 작동에 따라 상기 신장부에 유입되거나 상기 신장부에서 유출되는 상기 유체의 유량을 조절하는 유량 제어밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 벨로우즈는, 상기 이송축이 관통되는 상기 진공챔버의 관통공을 통해 상기 진공챔버의 진공이 해제되는 것을 방지하도록, 상기 관통공과 상기 이송축을 감싸는 주름관으로 형성될 수 있다.
상기 구동부는, 상기 진공챔버의 외부에 배치된 구동모터; 상기 구동모터에 연결되어 회전되는 제1 회전부재; 및 일측이 상기 제1 회전부재에 연결되고 타측이 상기 이송축에 연결되어 상기 이송축을 회전시키는 복수의 제2 회전부재를 포함할 수 있다.
상기 구동부는, 상기 제1 회전부재 및 상기 제2 회전부재에 각각 연결되어, 상기 제1 회전부재와 상기 제2 회전부재를 상호 연동되게 하는 제1 감속부재; 및 상기 제2 회전부재 및 상기 이송축에 각각 연결되어, 상기 제2 회전부재와 상기 이송축을 상호 연동되게 하는 제2 감속부재를 더 포함할 수 있다.
상기 이송유닛은, 일측이 상기 이송축의 외주면에 연결되고 타측이 상기 피이송물에 연결되어, 상기 이송축이 회전됨에 따라 상기 이송축을 따라 왕복운동되어 상기 피이송물을 이송하는 가이드부재를 더 포함할 수 있다.
상기 진공챔버는, 일측에 마련되되, 상기 피이송물이 인입 및 인출되는 게이트 밸브를 포함할 수 있다.
상기 게이트 밸브는, 인접하게 배치된 진공챔버들에 마련된 슬릿에 인접하게 배치되되, 상기 피이송물이 출입하는 개구부를 구비한 밸브챔버; 상기 슬릿을 개폐하는 슬릿 개폐부; 및 상기 슬릿 개폐부를 상기 밸브챔버의 내부에서 승하강되도록 지지하는 승하강 실린더를 포함할 수 있다.
상기 슬릿 개폐부는, 상기 개구부에 밀착되되, 상기 개구부를 폐쇄하는 밸브 블레이드; 및 상기 밸브 블레이드를 상기 개구부를 향하여 이동시키는 가압 실린더를 구비한 밸브블럭을 포함할 수 있다.
상기 피이송물은, 적어도 하나 이상의 기판이 수용되는 카세트를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예들은, 진공챔버의 내부에서 피이송물을 이송하는데 있어, 진공챔버의 내외부 압력차로 인해 증가된 이송하중을 감소시킬 수 있는 이송장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이송장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 A방향에서 바라본 본 발명의 일 실시 예에 따른 이송장치를 나타내는 측면도이다.
도 3은 도 1의 B방향에서 바라본 본 발명의 일 실시 예에 따른 이송장치를 나타내는 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 게이트 밸브를 개략적으로 나타내는 구조도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가이드부재와 카세트의 연결상태를 나타내는 확대도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이송하중 감소유닛을 나타내는 확대 사시도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이송장치의 동작 전후를 나타내는 상태도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
이하에서 피이송물이란, LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등을 포함하는 기판, 반도체용 웨이퍼(wafer), 기판이나 웨이퍼를 수용하여 지지하는 트레이(tray)나 카세트(cassette)가 될 수 있을 뿐만 아니라 일반적인 박스(box)를 비롯한 각종 다양한 물류품이 될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 피이송물을 기판 등이 수용되는 카세트를 예를 들어 설명하기로 한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이송장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 A방향에서 바라본 본 발명의 일 실시 예에 따른 이송장치를 나타내는 측면도이고, 도 3은 도 1의 B방향에서 바라본 본 발명의 일 실시 예에 따른 이송장치를 나타내는 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 게이트 밸브를 개략적으로 나타내는 구조도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가이드부재와 카세트의 연결상태를 나타내는 확대도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이송하중 감소유닛을 나타내는 확대 사시도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이송장치(100)는, 진공챔버(200)와, 진공챔버(200)를 관통하여 진공챔버(200)의 내부에 배치된 피이송물(10)에 연결되되 피이송물(10)을 이송하는 이송유닛(300)과, 이송유닛(300)에 대향되게 배치되되 피이송물(10)을 이송하는 경우에 진공챔버(200)의 내외부 압력차로 인해 증가된 이송하중을 감소시키는 이송하중 감소유닛(400)을 포함한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 진공챔버(200)는 피이송물(10)인 카세트를 수용하는 역할을 한다. 본 실시 예에서 진공챔버(200)는 직육면체 형상으로 형성될 수 있으며, 내부에 카세트(10)가 이송되는 공간을 형성한다.
기판의 제조공정에서 임의의 공정이 완료된 기판들은 카세트(10)에 수용된 후, 로봇 등에 의해 카세트(10)에 순차로 적재된다.
그리고, 카세트(10)에 기판 적재가 완료되면 카세트(10)를 다음공정으로 이송하고, 해당공정에 도달되면 다시 로봇 등을 이용하여 카세트(10)에 수용된 기판들을 순차로 반출하여 해당공정을 수행한다.
이와 같은 일련의 카세트(10)를 이송하는 과정은 진공챔버(200) 내부에서 이뤄진다.
즉, 하나의 진공챔버(200) 내부에서 해당공정을 수행한 후 다음공정으로 수행하기 위해 인접한 진공챔버(200)로 카세트(10)를 이송한다.
진공챔버(200)의 내부는 진공분위기로 형성된다. 진공챔버(200)의 외측에는 진공챔버(200)의 내부를 진공상태로 유지하기 위한 진공모듈(미도시)이 마련될 수 있다.
진공모듈은 도시되지는 않았으나, 진공챔버(200)와 연결되는 진공배관, 진공펌프, 압력센서, 압력 조절밸브 등을 포함할 수 있다.
그리고, 진공챔버(200)의 일측에는 피이송물(10)인 카세트(10)가 인입 및 인출되는 게이트 밸브(210)가 마련된다.
도 4를 참조하여 게이트 밸브(210)를 설명하면 다음과 같다.
게이트 밸브(210)는 인접하게 배치된 진공챔버(200)들에 마련된 슬릿(S)에 인접하게 배치되며, 기판들이 적재된 카세트(10)가 출입하는 개구부(211)를 구비한 밸브챔버(212)와, 슬릿(S)을 개폐하는 슬릿 개폐부(213)와, 슬릿 개폐부(213)를 밸브챔버(212)의 내부에서 승하강되도록 지지하는 승하강 실린더(218)를 포함한다.
밸브챔버(212)는 자체 진공공간을 형성한다.
밸브챔버(212)의 개구부(211)가 인접하는 진공챔버(200)의 슬릿(S)과 연통될 수 있는 높이로 인접하는 진공챔버(200)들의 일측벽에 결합되며, 개구부(211)가 개방되면 카세트(10)가 인접하는 진공챔버(200)의 내부로 반입 또는 반출될 수 있도록 마련된다.
슬릿 개폐부(213)는, 개구부(211)에 밀착되되 개구부(211)를 폐쇄하는 밸브 블레이드(214)와, 밸브 블레이드(214)를 개구부(211)를 향하여 이동시키는 가압 실린더(217)를 구비한 밸브블럭(216)을 포함한다.
본 실시 예에서, 인접하는 진공챔버(200)들 사이에 배치되는 게이트 밸브(210)는 인접하는 두 개의 진공챔버(200)에 각각 마련된 슬릿(S)에 대응되는 두 개의 개구부(211)를 구비하며, 이에 따라 각각의 개구부(211)를 밀착 폐쇄할 수 있도록 한 쌍의 밸브 블레이드(214)가 마련된다.
한 쌍의 밸브 블레이드(214)는 개구부(211)를 완전히 폐쇄할 수 있는 크기로 마련되며, 개구부(211)를 폐쇄하는 밸브 블레이드(214)에는 인접하는 두 개의 진공챔버(200)의 진공이 해제되지 않도록 오링(215)이 추가로 결합된다.
밸브블럭(216)에 마련되는 가압 실린더(217)는, 밸브 블레이드(214)를 수평방향으로 이동시키며, 밸브 블레이드(214)가 개구부(211)를 완전히 폐쇄할 수 있도록 가압한다. 가압 실린더(217)의 구동은 유압 또는 공압에 의해 이루어질 수 있다.
승하강 실린더(218)는 밸브블럭(216)에 연결되며, 인접하는 두 개의 진공챔버(200)의 슬릿(S)을 폐쇄할 경우 밸브 블레이드(214)가 개구부(211)의 중심축에 위치할 때까지 밸브블럭(216)을 상승시키고, 슬릿(S)을 개방할 경우 밸브블럭(216)을 하강시킨다. 승하강 실린더(218)는 유압 또는 공압에 의해 작동하는 실린더로 마련될 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 슬릿 개폐부(213)가 밸브챔버(212)의 내부에서 구동하기 때문에 반복됨에 따라 밸브 블레이드(214)와 밸브챔버(212)의 접촉에 의해 파티클이 발생될 수 있다.
이러한 파티클이 진공챔버(200)의 내부로 유입되면 해당공정에 악영향을 미쳐 공정의 완성도가 심각하게 저하될 수 있으므로 주기적으로 밸브챔버(212)의 내부를 청소해줌으로써 파티클을 제거하여야 한다.
그리고, 본 실시 예에 따른 이송유닛(300)은, 진공챔버(200)의 내부에서 카세트(10)를 이송하는 역할을 한다.
도 1 내지 도 3 및 도 5를 참조하면, 이송유닛(300)은 진공챔버(200)의 내부에서 카세트(10)를 승강시키는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않고 이송유닛(300)은 진공챔버(200)의 내부에서 카세트(10)를 수평방향으로 이송할 수도 있다.
이송유닛(300)은, 진공챔버(200)의 외부에 배치되어 구동력을 제공하는 구동부(310)와, 일단부가 구동부(310)에 연결되고 타단부가 진공챔버(200)를 관통하여 피이송물(10)에 연결되는 이송축(330)과, 이송축(330)에 외삽되되 진공챔버(200)를 관통한 이송축(330)에 의해 진공챔버(200)의 진공이 해제되는 것을 방지하는 벨로우즈(350)(bellows)와, 일측이 이송축(330)의 외주면에 연결되고 타측이 피이송물(10)에 연결되어 이송축(330)이 회전됨에 따라 이송축(330)을 따라 왕복운동되어 피이송물(10)을 이송하는 가이드부재(370)를 포함한다.
이송축(330)은, 진공챔버(200)의 상부에서 진공챔버(200)의 내부로 연장되게 설치된다.
예를 들어, 진공챔버(200)가 직육면체 형상으로 형성된 경우에, 이송축(330)은 진공챔버(200)의 상부에서 진공챔버(200)의 내부로 관통하여 진공챔버(200)의 각 모서리에 복수 개 설치될 수 있다.
이는 이송축(330)을 따라 승강되는 카세트(10)의 균형을 유지하고 이송축(330)에 걸리는 하중을 분산시키기 위함이다.
그리고, 진공챔버(200) 내부의 진공상태를 유지하기 위하여 이송축(330)은 진공챔버(200)의 상면에 설치된 후술할 벨로우즈(350)를 관통하여 진공챔버(200)의 내부로 연장된다.
벨로우즈(350)는 이송축(330)이 관통되는 진공챔버(200)의 관통공(미도시)을 통해 진공챔버(200)의 진공이 해제되는 것을 방지하도록 진공챔버(200)의 관통공과 이송축(330)을 감싸는 주름관으로 형성된다.
벨로우즈(350)는 진공챔버(200)의 외부와 내부를 차단하는 밀봉부재 역할을 한다.
한편, 이송축(330)은 봉형상으로 형성할 수 있으며, 외주면을 스크류 등 다양한 모듈로 형성할 수 있다. 이송축(330)은 후술할 구동부(310)에 의해 회전되며, 이송축(330)의 회전에 의해 이송축(330)에 연결된 가이드부재(370)가 승강된다.
가이드부재(370)는 이송축(330)의 회전에 의해 승강되면서 피이송물(10)인 카세트(10)를 승강시키는 역할을 한다.
가이드부재(370)는 일측이 이송축(330)의 외주면에 연결되며, 이송축(330)의 회전에 의해 진공챔버(200)의 높이방향으로 승강된다.
즉, 가이드부재(370)는 일측이 이송축(330)에 나사결합되고 타측이 카세트(10)에 연결된다.
이때 가이드부재(370)의 내주면에는 이송축(330)의 스크류에 대응되어 결합되는 나사부가 형성된다.
따라서, 이송축(330)의 회전방향에 따라 가이드부재(370)는 이송축(330)을 따라 상승 또는 하강하며, 가이드부재(370)에 연결된 카세트(10)도 가이드부재(370)와 함께 이송축(330)을 따라 상승 또는 하강한다.
한편, 카세트(10)는 가이드부재(370)에 결합된 결합부재(390)에 안착된 후, 진공챔버(200)의 내부에서 승강될 수 있다. 도 5에서 도시한 바와 같이, 결합부재(390)는 카세트(10)의 테두리부가 안착되는 브라켓(391)과, 일측이 브라켓(391)과 결합되고 타측이 가이드부재(370)와 결합되는 플레이트(393)를 포함한다.
그리고, 구동부(310)는, 진공챔버(200)의 상부에 설치되어 이송축(330)에 회전력을 전달하는 역할을 한다.
구동부(310)는, 진공챔버(200)의 외부에 배치된 구동모터(311)와, 구동모터(311)에 연결되어 회전되는 제1 회전부재(313)와, 일측이 제1 회전부재(313)에 연결되고 타측이 이송축(330)에 연결되어 이송축(330)을 회전시키는 복수의 제2 회전부재(315)를 포함한다.
여기서, 구동모터(311)는 정밀 제어가 가능한 서보모터를 포함할 수 있다.
그리고, 제1 회전부재(313) 및 제2 회전부재(315)는 구동모터(311)의 회전에 의해 상호 연동될 수 있도록 외주면을 스크류 등 다양한 모듈로 형성할 수 있다.
한편, 구동부(310)는, 제1 회전부재(313) 및 제2 회전부재(315)에 각각 연결되어 제1 회전부재(313)와 제2 회전부재(315)를 상호 연동되게 하는 제1 감속부재(317)와, 제2 회전부재(315) 및 이송축(330)에 각각 연결되어 제2 회전부재(315)와 이송축(330)을 상호 연동되게 하는 제2 감속부재(319)를 더 포함할 수 있다.
제1 감속부재(317)는 제1 회전부재(313)와 제2 회전부재(315)를 연결하여 상호 연동되게 하며, 제2 감속부재(319)는 제2 회전부재(315)와 이송축(330)을 연결하여 상호 연동되게 한다.
예를 들어, 이송축(330)을 회전시키기 위하여 진공챔버(200)의 상부에 구동모터(311)를 설치한 경우에, 구동모터(311)에 의해 회전하는 제1 회전부재(313)의 양단에 각각 제1 감속부재(317)를 설치하고, 각각의 제1 감속부재(317)를 이용하여 제1 회전부재(313)와 제2 회전부재(315)를 연결한다.
이때, 제2 회전부재(315)는 진공챔버(200)의 상부에서 나란히 평행되게 배치된다.
그리고, 제1 감속부재(317)는 일측에 제1 회전부재(313)의 끝단을 삽입결합하고, 제2 회전부재(315)가 관통하여 제1 회전부재(313)의 회전력을 제2 회전부재(315)에 전달하는 "T"형 감속기로 형성할 수 있다.
따라서, 제1 회전부재(313)와 제2 회전부재(315)의 결합은 전체적으로 "H"자 형태를 이룬다.
그리고, 제2 회전부재(315)의 양단에 제2 감속부재(319)를 각각 연결하여 복수의 이송축(330)과 연결한다. 이때, 제2 감속부재(319)는 일측에 제2 회전부재(315)의 일단을 삽입결합하고 타측에 이송축(330)을 삽입결합하여 제2 회전부재(315)의 회전력을 이송축(330)에 전달하는 "L"형 감속기로 형성할 수 있다.
따라서, 제2 회전부재(315)와 이송축(330)의 결합은 전체적으로 "L"자 형태를 이룬다.
전술한 바와 같이, 구동모터(311), 제1 회전부재(313), 제2 회전부재(315), 이송축(330), 제1 감속부재(317) 및 제2 감속부재(319)의 결합은, 구동모터(311)의 회전방향에 따라 이송축(330)의 회전방향이 결정되고 이로써 이송축(330) 및 가이드부재(370)에 결합된 카세트(10)를 상승 및 하강시킨다.
전술한 바와 같이, 카세트(10)는 진공챔버(200)의 내부에서 승강되어야 하고, 이송축(330)이 진공챔버(200)를 관통하여 카세트(10)에 결합되는 경우에 진공챔버(200)의 진공이 해제되는 것을 방지하기 위해 이송축(330)을 감싸는 벨로우즈(350)가 마련된다.
본 실시 예에서 벨로우즈(350)는 진공챔버(200)의 관통공과 이송축(330)을 감싸는 주름관으로 형성되므로, 이송축(330)을 상승시키는 경우에 벨로우즈(350)는 신장되고, 이송축(330)을 하강시키는 경우에 벨로우즈(350)는 수축된다.
한편, 진공챔버(200)의 내외부 압력차로 인하여 벨로우즈(350)에는 항상 길이방향으로 수축되는 힘이 작용한다.
그러므로, 진공챔버(200)의 내부에서 카세트(10)를 상승시키는 경우에, 실제로 구동부(310)는 기판이 수용된 카세트(10)의 자중 이상을 들어올릴 수 있는 동력을 필요로 한다.
본 실시 예에서는 전술한 진공챔버(200)의 내외부 압력차로 인한 증가된 구동부(310)의 이송하중을 감소시키는 이송하중 감소유닛(400)이 마련된다.
이송하중 감소유닛(400)은, 진공챔버(200)의 내부에서 카세트(10)를 상승시키는 데 필요한 이송하중을 감소시킴은 물론 이송하중 감소에 따른 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.
도 1 내지 도 3에서 도시한 바와 같이, 이송하중 감소유닛(400)은, 진공챔버(200)의 내외부 압력차로 인한 벨로우즈(350)의 길이방향 수축에 의해 구동부(310)에 가해지는 이송하중의 증가를 감소시키도록, 진공챔버(200)의 내부에 구동부(310)에 대향되게 배치된다.
즉, 카세트(10)를 진공챔버(200)의 내부에서 높이방향으로 승강시키기 위해 구동부(310)가 진공챔버(200)의 외부 상부면에 마련된 경우에, 이송하중 감소유닛(400)은 진공챔버(200)의 내부 바닥면에 위치된다.
한편, 카세트(10)를 진공챔버(200)의 내부에서 수평방향으로 이송하기 위해 구동부(310)가 진공챔버(200) 일측면의 외부에 마련된 경우에, 이송하중 감소유닛(400)은 진공챔버(200) 타측면의 내부에 위치될 수 있다.
도 6을 참조하면, 이송하중 감소유닛(400)은, 구동부(310)에 대향되게 배치되되 피이송물(10)에 연결되어 피이송물(10)을 지지하는 피이송물 지지부(410)와, 피이송물 지지부(410)에 연결되되 진공챔버(200)의 내외부 압력차로 인한 벨로우즈(350)의 길이방향 수축에 대응하여 내부에 유체가 유입됨에 따라 신장되는 신장부(430)와, 진공챔버(200)의 내부에 마련되되 신장부(430)를 진공챔버(200)의 내부에 고정하는 고정브라켓(450)과, 신장부(430)에 연통되되 유체가 신장부(430)에 유입되거나 신장부(430)로부터 유출되는 경로를 형성하는 유체유로(470)와, 유체유로(470)에 연결되되 구동부(310)의 작동에 따라 신장부(430)에 유입되거나 신장부(430)에서 유출되는 유체의 유량을 조절하는 유량 제어밸브(490)를 포함한다.
피이송물 지지부(410)는, 피이송물(10)인 카세트(10)의 외측면에 접촉되어 카세트(10)를 지지하는 역할을 한다. 본 실시 예에서 피이송물 지지부(410)는 카세트(10)의 외측면을 접촉 지지하는 판형의 플레이트로 형성된다.
도 6에서 도시한 바와 같이, 카세트(10)를 진공챔버(200)의 내부에서 높이방향으로 승강시키는 경우에 피이송물 지지부(410)가 진공챔버(200)의 내부 바닥면에서 카세트(10)의 하부면을 접촉 지지하나, 이에 한정되지 않고 카세트(10)를 진공챔버(200)의 내부에서 수평방향으로 이송하기 위해 구동부(310)가 진공챔버(200)의 일측면의 외부에 마련되는 경우 피이송물 지지부(410)는 구동부(310)에 대향되게 진공챔버(200)의 타측면 내부에 배치되어 카세트(10)를 접촉 지지할 수도 있다.
그리고, 신장부(430)는 진공챔버(200)의 내외부 압력차로 주름관인 벨로우즈(350)가 길이방향으로 수축되는 경우에 구동부(310)에 가해지는 이송하중의 증가를 상쇄시키는 역할을 한다.
본 실시 예에서 신장부(430)는 내부에 유입된 유체에 의해 진공챔버(200)의 높이방향으로 신장되며, 유입된 유체가 유출되는 경우에 수축된다.
예를 들어, 공압 또는 유압에 의해 신장 및 수축되는 실린더의 실린더 로드와 같이, 본 실시 예의 신장부(430)는 내부에 유체가 유입되는 공간이 형성되어 있어 유체의 유입 및 유출에 따라 신장 및 수축되는 것이면 어느 것이든 사용가능하다.
본 실시 예에서 신장부(430)의 내부에는 진공챔버(200)의 외부에서 유입되는 공기 또는 가스와 같이 공압이 사용되나, 이에 한정되지 않고 유압을 이용하여 신장부(430)를 신장 또는 수축하는 것도 가능하다.
그리고, 신장부(430)는 고정브라켓(450)에 의해 진공챔버(200)의 내부 바닥면에 고정된다.
그리고, 신장부(430)에는 유체유로(470)가 연결되어, 신장부(430)를 신장하고자 하는 경우에 유체를 신장부(430)의 내부로 유입시키고, 신장부(430)를 수축하고자 하는 경우에 신장부(430)로부터 유체를 유출시킨다.
이러한, 일련의 신장부(430)의 신장 및 수축은 신장부(430)에 유체를 유입하거나 신장부(430)로부터 유체를 유출하는 유량 제어밸브(490)에 의해 제어된다.
유량 제어밸브(490)는 구동부(310)의 동작, 즉 카세트(10)를 상승 또는 하강시키는 경우에 진공챔버(200)의 내외부 압력차로 인한 벨로우즈(350)의 수축에 의해 증가되는 이송하중을 고려하여 신장부(430)에 유입되거나 신장부(430)으로부터 유출되는 유체의 유량을 조절한다.
한편, 벨로우즈(350)의 수축에 의해 증가된 이송하중은 진공챔버(200)의 내외부 압력차에 의해 그 크기가 미리 결정될 수 있을 것이다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송장치(100)의 동작을 설명하면 다음과 같다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이송장치(100)의 동작 전후를 나타내는 상태도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 진공챔버(200)의 내부에 배치된 카세트(10)를 상승시키고자 하는 경우에, 진공챔버(200)의 상부에 마련된 구동모터(311)의 회전에 의해 이송축(330)이 회전되면서 카세트(10)가 상승된다.
이때, 벨로우즈(350)는 이송축(330)을 감싸도록 마련되는데, 진공챔버(200)의 내외부 압력차로 인해 수축되는 힘을 받는다.
따라서, 구동모터(311)는 카세트(10)의 자중에 벨로우즈(350)의 수축에 의해 증가된 하중이상의 동력을 요한다.
이때, 벨로우즈(350)의 수축에 의해 증가되는 하중을 상쇄시키기 위해, 진공챔버(200)의 내부에는 카세트(10)에 연결된 이송하중 감소유닛(400)이 마련된다.
도 8에서 도시한 바와 같이, 이송하중 감소유닛(400)은, 벨로우즈(350)의 수축에 의해 증가되는 하중을 상쇄시키기 위해 카세트(10)의 하부면을 지지하며, 상승되어 카세트(10)를 상승시킨다.
즉, 신장부(430)가 신장되면서 카세트(10)를 들어올리는 힘을 가하는 것이다.
이는 유량 제어밸브(490)를 조절하여 신장부(430)에 공기 등의 유체를 유입시켜 신장부(430)가 신장되도록 함으로써 달성될 수 있다.
이와 반대로, 진공챔버(200)의 내부에 배치된 카세트(10)를 하강시키고자 하는 경우에, 진공챔버(200)의 상부에 마련된 구동모터(311)의 회전에 의해 이송축(330)이 회전되면서 카세트(10)가 하강된다.
이는 카세트(10)를 상승시키는 것도 반대로, 신장부(430)에서 유체를 유출시켜 신장부(430)를 수축하면서 카세트(10)를 하강시킨다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100: 이송장치 200: 진공챔버
300:이송유닛 400: 이송하중 감소유닛
410: 피이송물 지지부 430: 신장부
450: 고정브라켓 470: 유체유로
490:유량 제어밸브

Claims (14)

  1. 진공챔버;
    상기 진공챔버를 관통하여 상기 진공챔버의 내부에 배치된 피이송물에 연결되되, 상기 피이송물을 이송하는 이송유닛; 및
    상기 이송유닛에 대향되게 배치되되, 상기 피이송물을 이송하는 경우에 상기 진공챔버의 내외부 압력차로 인해 증가된 이송하중을 감소시키는 이송하중 감소유닛을 포함하는 이송장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이송유닛은,
    상기 진공챔버의 외부에 배치되어 구동력을 제공하는 구동부;
    일단부가 상기 구동부에 연결되고 타단부가 상기 진공챔버를 관통하여 상기 피이송물에 연결되는 이송축; 및
    상기 이송축에 외삽되되, 상기 진공챔버를 관통한 상기 이송축에 의해 상기 진공챔버의 진공이 해제되는 것을 방지하는 벨로우즈를 포함하며,
    상기 이송하중 감소유닛은,
    상기 진공챔버의 내외부 압력차로 인한 상기 벨로우즈의 길이방향 수축에 의해 상기 구동부에 가해지는 이송하중의 증가를 감소시키도록, 상기 진공챔버의 내부에 상기 구동부에 대향되게 배치된 것을 특징으로 하는 이송장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이송하중 감소유닛은,
    상기 구동부에 대향되게 배치되되, 상기 피이송물에 연결되어 상기 피이송물을 지지하는 피이송물 지지부; 및
    상기 피이송물 지지부에 연결되되, 상기 진공챔버의 내외부 압력차로 인한 상기 벨로우즈의 길이방향 수축에 대응하여 내부에 유체가 유입됨에 따라 신장되는 신장부를 포함하는 이송장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 피이송물 지지부는,
    상기 피이송물의 외측면을 접촉 지지하는 판형의 지지 플레이트를 포함하는 이송장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 이송하중 감소유닛은,
    상기 진공챔버의 내부에 마련되되, 상기 신장부를 상기 진공챔버의 내부에 고정하는 고정브라켓; 및
    상기 신장부에 연통되되, 상기 유체가 상기 신장부에 유입되거나 상기 신장부로부터 유출되는 경로를 형성하는 유체유로를 더 포함하는 이송장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 이송하중 감소유닛은,
    상기 유체유로에 연결되되, 상기 구동부의 작동에 따라 상기 신장부에 유입되거나 상기 신장부에서 유출되는 상기 유체의 유량을 조절하는 유량 제어밸브를 더 포함하는 이송장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 벨로우즈는,
    상기 이송축이 관통되는 상기 진공챔버의 관통공을 통해 상기 진공챔버의 진공이 해제되는 것을 방지하도록, 상기 관통공과 상기 이송축을 감싸는 주름관으로 형성된 것을 특징으로 하는 이송장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 진공챔버의 외부에 배치된 구동모터;
    상기 구동모터에 연결되어 회전되는 제1 회전부재; 및
    일측이 상기 제1 회전부재에 연결되고 타측이 상기 이송축에 연결되어 상기 이송축을 회전시키는 복수의 제2 회전부재를 포함하는 이송장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 제1 회전부재 및 상기 제2 회전부재에 각각 연결되어, 상기 제1 회전부재와 상기 제2 회전부재를 상호 연동되게 하는 제1 감속부재; 및
    상기 제2 회전부재 및 상기 이송축에 각각 연결되어, 상기 제2 회전부재와 상기 이송축을 상호 연동되게 하는 제2 감속부재를 더 포함하는 이송장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 이송유닛은,
    일측이 상기 이송축의 외주면에 연결되고 타측이 상기 피이송물에 연결되어, 상기 이송축이 회전됨에 따라 상기 이송축을 따라 왕복운동되어 상기 피이송물을 이송하는 가이드부재를 더 포함하는 이송장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 진공챔버는,
    일측에 마련되되, 상기 피이송물이 인입 및 인출되는 게이트 밸브를 포함하는 이송장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 게이트 밸브는,
    인접하게 배치된 진공챔버들에 마련된 슬릿에 인접하게 배치되되, 상기 피이송물이 출입하는 개구부를 구비한 밸브챔버;
    상기 슬릿을 개폐하는 슬릿 개폐부; 및
    상기 슬릿 개폐부를 상기 밸브챔버의 내부에서 승하강되도록 지지하는 승하강 실린더를 포함하는 이송장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 슬릿 개폐부는,
    상기 개구부에 밀착되되, 상기 개구부를 폐쇄하는 밸브 블레이드; 및
    상기 밸브 블레이드를 상기 개구부를 향하여 이동시키는 가압 실린더를 구비한 밸브블럭을 포함하는 이송장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 피이송물은, 적어도 하나 이상의 기판이 수용되는 카세트를 포함하는 이송장치.
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