KR101557617B1 - 얼라인 기능이 구비된 기판 이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 이송 장치에 기판을 정확한 위치로 이동시킬 수 있는 얼라인부를 구비하여 기판 이송 과정에서 별도의 얼라인 스테이지 없이 기판을 정확한 위치로 이동시켜 공정 시간을 단축할 수 있는 기판 이송장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 기판 이송장치는, 기판을 수평 이동시키는 기판 수평 이동부; 상기 기판 수평 이동부의 양 측부에 각각 구비되며, 상기 기판 수평 이동부 상에 장착되어 있는 기판을 승강시키는 기판 승강부; 및 상기 기판 수평 이동부에 의하여 상승된 기판의 네 측면을 밀어서 특정 위치로 이동시키는 얼라인부;를 포함한다.

Description

얼라인 기능이 구비된 기판 이송장치{THE APPARATUS FOR TRANSFERRING THE SUBSTRATES HAVING THE FUNCTION FOR ALIGNING}

본 발명은 기판 이송장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판 이송 장치에 기판을 정확한 위치로 이동시킬 수 있는 얼라인부를 구비하여 기판 이송 과정에서 별도의 얼라인 스테이지 없이 기판을 정확한 위치로 이동시켜 공정 시간을 단축할 수 있는 기판 이송장치에 관한 것이다.

일반적으로 평판 디스플레이 패널을 제조하기 위해서는 증착, 노광, 식각, 세정 등의 매우 복잡하고 다양한 공정을 거치게 된다. 이러한 복잡 다양한 공정이 수행되기 위해서는 필수적으로 공정이 수행되는 각 공정 위치마다 유리 기판을 옮기는 이송공정이 이루어진다.

특히, 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD)나 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode) 장치의 제조를 위해서는 0.7mm 이하의 매우 얇으면서도 대면적의 유리 기판을 여러 공정 위치로 이동하면서 공정이 진행된다. 이러한 유리 기판의 이송은 매우 정밀한 높이 및 수평 위치를 준수하면서 공정이 이루어져야 하며, 이것이 이루어지지 않는 경우에는 공정 중에 기판이 파손되는 등의 치명적인 문제가 발생할 수 있다.

따라서 모든 공정의 진행 중에는 기판을 정확한 위치로 이동시키는 얼라인(align) 과정이 반드시 수행되고, 정확한 위치에 이동되었는지를 확인한 다음 후속 공정이 진행된다. 이러한 기판의 얼라인 공정은 일반적으로 기판 이송장치와 별도로 구비되는 얼라인 스테이지에서 이루어지며, 대략적인 얼라인 방법은 다음과 같다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(S)을 얼라인 스테이지(도면에 미도시)에 장착한 상태에서 기판의 네 모서리를 각각 양 측면에서 에어 실린더(1) 등을 이용하여 밀어서 정확한 위치로 이동시키는 방법이 있다. 한편 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(S)을 얼라인 스테이지에 장착한 상태에서 기판의 네 모서리 중 마주보는 두 모서리 중 일측 모서리를 고정수단(2)에 대하여 위치를 고정한 후, 타측 모서리의 양 측부를 이동수단(3)을 이용하여 각각 밀어서 정확한 위치로 이동시키는 방법이 있다.

그런데 이러한 종래의 기판 얼라인 방법은 기판의 일측 모서리를 에어 실린더로 밀어서 이동시키는 방법이므로 그 정확도에서 정밀성이 떨어지고, 기판의 이송과정에서 별도의 얼라인 스테이지로 이동시켜서 얼라인 과정을 수행하여야 하므로 공정 시간이 길어지고, 장비가 전체적으로 차지하는 면적이 커지는 문제점도 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 기판 이송 장치에 기판을 정확한 위치로 이동시킬 수 있는 얼라인부를 구비하여 기판 이송 과정에서 별도의 얼라인 스테이지 없이 기판을 정확한 위치로 이동시켜 공정 시간을 단축할 수 있는 기판 이송장치를 제공하는 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 이송장치는, 기판을 수평 이동시키는 기판 수평 이동부; 상기 기판 수평 이동부의 양 측부에 각각 구비되며, 상기 기판 수평 이동부 상에 장착되어 있는 기판을 승강시키는 기판 승강부; 및 상기 기판 승강부에 의하여 상승된 기판의 네 측면을 밀어서 특정 위치로 이동시키는 얼라인부;를 포함한다.

그리고 본 발명에서 상기 얼라인부는, 상기 기판의 인접한 2면 방향에 각각 구비되며, 상기 기판의 양 측면을 밀어서 고정시키는 기판 위치 고정부; 상기 기판 위치 고정부의 대양되는 2면 방향에 각각 구비되며, 각각 독립적으로 수평 구동하여 상기 기판의 수평 위치를 특정 위치로 이동시키는 기판 위치 이동부;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 기판 위치 고정부와 상기 기판 위치 이동부는, 상기 기판의 장변 방향에 대하여 각각 2개가 나란하게 구비되는 것이 바람직하다.

또한 상기 기판 위치 고정부는, 일정한 탄성력을 구비하여, 상기 기판에 탄성력 크기 이상의 힘이 가해지면 후퇴하여 상기 기판의 파손을 방지하는 탄성 수단이 구비되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 기판 위치 이동부는, 서보 모터를 구비하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 기판 위치 고정부는, 에어 실린더로 구성되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 얼라인부와 기판 승강부는 상기 기판 수평 이동부와 함께 수평 이동하는 구조로 구성될 수도 있다.

본 발명에 따르면 기판 이송장치에 얼라인부가 구비되어 별도로 얼라인 스테이지로 이동시켜 얼라인 과정을 진행하지 않고, 이송 과정에서 직접 기판에 대한 얼라인 과정이 수행되므로, 공정시간을 줄일 수 있으며 전체 장비가 차지하는 풋프린트도 대폭 줄일 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명에 따른 얼라인부는 서보 모터로 구성되어 정확하고 미세한 제어가 가능하여 기판을 정확한 위치로 이동시킬 수 있는 장점도 있다.

도 1, 2는 종래의 얼라인 방법을 도시하는 도면들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송장치의 구조를 도시하는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 수평 이동부의 구조를 도시하는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송장치의 구조를 도시하는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송장치의 구조를 도시하는 정면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 얼라인 방법을 도시하는 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.

본 실시예에 따른 기판 이송장치(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 기판 수평 이동부(110), 기판 승강부(120) 및 얼라인부(130)를 포함하여 구성된다.

먼저 상기 기판 수평 이동부(110)는, 기판을 수평 이동시키는 구성요소로서, 다양한 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 기판 수평 이동부(110)를, 로봇 핸드 결합부(114), 로봇 핸드(116), 기판 미끄러짐 방지부(118)를 포함하는 구조로 구성할 수 있다.

상기 로봇 핸드 결합부(114)는 종래 이송 로봇의 리스트 플레이트(wrist plate)에 해당되는 구성요소로서, 수평 이동 가이드(112)에 결합되어 수평 이동되는 구성요소이다. 이 로봇 핸드 결합부(114)는 상기 수평 이동 가이드(112)의 말단에 설치되는 플레이트 형상을 가지는 것이 바람직하다.

다음으로 상기 로봇 핸드(116)는 종래 이송 로봇의 앤드 이펙터(end effecter)에 해당되는 구성요소로서, 상기 로봇 핸드 결합부(116)에 일정 간격 이격되어 설치되며, 기판(S)과 직접 접촉하여 상기 기판을 지지하는 구성요소이다.

본 실시예에서 상기 로봇 핸드(116)는 2개 또는 3개 정도의 최소한의 개수로 설치되는 것이 바람직하다. 이 로봇 핸드(116)를 개수를 늘리는 것은 상기 기판 수평 이송장치(100) 전체의 무게를 증가시키기 때문이다. 또한 상기 로봇 핸드(116)의 폭도 최소한의 폭을 가지도록 하며, 로봇 핸드 자체가 하측으로 처지지 않도록 하는 것이 중요하다. 상기 로봇 핸드에는 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(S)과 직접 접촉하는 패드(117)가 다수개 일정 간격 이격되어 설치된다.

다음으로 상기 기판 미끄러짐 방지부(118)는 상기 로봇 핸드(116)의 양 측부 또는 일 측부에 상기 로봇 핸드(116)의 길이 방향과 수직되는 방향으로 설치되며, 기판(S)을 지지하여 기판의 처짐 또는 미끄러짐을 방지하는 구성요소이다.

다음으로 상기 기판 승강부(120)는, 도 3, 6에 도시된 바와 같이, 상기 기판 수평 이동부(110)의 양 측부에 각각 구비되며, 상기 기판 수평 이동부(110) 상에 장착되어 있는 기판(S)을 승강시키는 구성요소이다.

이를 위하여 본 실시예에서 상기 기판 승강부(120)는 기판 지지팔(122), 지지팔 승강수단(124)을 포함하여 구성될 수 있다. 먼저 상기 기판 지지팔(122)은 도 3에 도시된 바와 같이, 중앙 방향으로 돌출되어 구비되며, 다수개가 일정 간격 이격되어 상기 기판(S)의 하면을 폭넓게 지지할 수 있도록 설치된다. 그리고 상기 기판 지지팔(122) 중 기판(S) 하면과 직접 접촉하는 부분에는 기판과의 접촉 과정에서 기판에 손상을 주지 않기 위하여 PEEK 등의 엔지니어링 플라스틱으로 이루어지면 기판 접촉부(126)가 구비되며, 본 실시예에서는 상기 기판 접촉부(126)에 기판이 지지된 상태에서 후술하는 얼라인부(130)에 의하여 기판(S)이 미세하게나마 슬라이딩하는 동작을 하게 되므로, 상기 기판 접촉부(126)가 기판에 아무런 손상을 주지 않는 재질로 이루어지는 것이 매우 중요하다.

다음으로 지지팔 승강수단(124)은 상기 다수개의 기판 지지팔(122)들이 결합되는 구성요소이며, 다수개의 기판 지지팔(122)들을 동시에 승하강시키는 구성요소이다. 한편 본 실시예에서 상기 기판 승강부(120)는 도 3, 6에 도시된 바와 같이, 상기 기판 수평 이동부(110)의 양 측에 서로 마주보도록 한 쌍이 대칭으로 구비되어 상기 기판(S)의 양측을 각각 지지하고 승강하게 된다.

다음으로 상기 얼라인부(130)는 상기 기판 수평 이동부(110)에 의하여 상승된 기판(S)의 네 측면을 밀어서 특정 위치로 이동시키는 구성요소이다. 이를 위하여 본 실시예에서는 상기 얼라인부(130)를 기판 위치 고정부(150)와 기판 위치 이동부(140)로 구성할 수 있다. 또한 본 실시예에서 상기 얼라인부(130)는 상기 기판 수평 이동부(110)와 함께 이동하는 구조를 가질 수도 있으며, 특정한 위치에 고정되어 설치되는 구조를 가질 수도 있다.

먼저 상기 기판 위치 고정부(150)는, 기판의 얼라인 과정에서 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 기판(S)의 인접한 2면 방향에 각각 구비되며, 상기 기판(S)의 양 측면이 밀리지 않도록 고정시키는 구성요소이다. 즉, 상기 기판 위치 고정부(150)는 기판이 이동될 정확한 위치로 미리 이동하여 대기한 상태에서 후술하는 상기 기판 위치 이동부(140)에 의하여 이동되는 기판(S)의 위치를 정확하게 한정하는 것이다.

따라서 기판의 얼라인 과정에서 기판 위치 이동부(140)에 의하여 밀려서 이동하는 기판(S)의 측면을 고정하다가 기판을 손상시키는 상황을 방지하기 위하여 탄성수단이 더 구비되는 것이 바람직하다. 상기 탄성 수단은, 일정한 탄성력을 구비하여, 상기 기판에 탄성력 크기 이상의 힘이 가해지면 후퇴하여 상기 기판의 파손을 방지하는 것이며, 예를 들어 에어 실린더(air cylinder)로 구성될 수 있다.

다음으로 상기 기판 위치 이동부(140)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 기판 위치 고정부(150)의 대향되는 2면 방향에 각각 구비되며, 각각 독립적으로 수평 구동하여 상기 기판(S)의 수평 위치를 특정 위치로 이동시키는 구성요소이다. 즉, 상기 기판 위치 이동부(140)는 상기 기판 위치 고정부(150)와 달리, 능동적으로 수평 이동하면서 상기 기판(S)의 양측을 밀어서 정확한 위치로 이동시키는 것이다. 이를 위하여 상기 기판 위치 이동부(140)는 기판을 미세하고 정밀하게 이동시킬 수 있어야 하므로, 서보 모터(servo moter) 등 정밀제어가 가능한 구동수단을 구비하는 것이 바람직하다.

한편 본 실시예에서 상기 기판 위치 고정부(150)와 상기 기판 위치 이동부(140)는, 도 3, 7에 도시된 바와 같이, 상기 기판(S)의 장변 방향에 대하여 각각 2개의 장변 지지부(142, 152)가 나란하게 구비되고, 단변 방향에 대해서는 1개의 단변 지지부(144, 154)가 구비되는 것이 바람직하다. 이렇게 장변 방향에 대하여 2개의 장변 지지부(142, 152)가 구비되는 것은, 기판을 보다 안정적으로 이동시키기 위한 것이며, 한 방향에 구비되는 장변 지지부(142, 152)는, 서로 멀리 이격되어 기판(S)을 안정적으로 이동시키거나 지지할 수 있는 것이 바람직하다.

이하에서는 본 실시예에 따른 기판 이송장치에 의하여 기판 이송과 얼라인이 이루어지는 과정을 설명한다.

먼저 기판 수평 이동부(110)에 의하여 외부에서 기판(S)이 수평 이동되어 기판 승강부(120)와 얼라인부(130)가 구비된 위치로 이동된다. 이 상태에서 상기 기판 승강부(120)는 최대한 하측으로 하강한 상태에서 기판(S) 보다 낮은 위치에서 대기한다.

그리고 상기 기판 수평 이동부(110)에 의하여 수평 이동된 기판(S)의 하면을, 상기 기판 승강부(120)가 상승하면서 넘겨받아서 상기 얼라인부(130) 높이로 상승시킨다.

기판(S)이 얼라인부(130) 높이로 상승하면, 상기 기판 위치 고정부(150)가 먼저 이동하여 기판(S)을 고정시킬 위치에서 대기하고, 상기 기판 위치 이동부(140)가 수평 이동하면서 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 기판(S)의 이웃한 양 측면을 밀어서 기판을 정확한 위치로 이동시킨다. 이때 상기 기판 위치 이동부(150)는 서보 모터를 구비하고 있으므로, 제어부(도면에 미도시)에서 제어되는 신호에 의하여 정밀하게 상기 기판을 이동시키게 된다.

1 : 에어 실린더 2 : 고정수단
3 : 이동수단 S : 기판
100 : 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송장치
110 : 기판 수평 이동부 120 : 기판 승강부
130 : 얼라인부

Claims (7)

1. 기판을 수평 이동시키는 기판 수평 이동부;
   상기 기판 수평 이동부의 양 측부에 각각 구비되며, 상기 기판 수평 이동부 상에 장착되어 있는 기판을 승강시키는 기판 승강부;
   상기 기판 승강부에 의하여 상승된 기판의 네 측면을 밀어서 특정 위치로 이동시키는 얼라인부;를 포함하며,
   상기 얼라인부와 기판 승강부는 상기 기판 수평 이동부와 함께 수평 이동하는 것을 특징으로 하는 기판 이송장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 얼라인부는,
   상기 기판의 인접한 2면 방향에 각각 구비되며, 상기 기판의 양 측면을 밀어서 고정시키는 기판 위치 고정부;
   상기 기판 위치 고정부의 대향되는 2면 방향에 각각 구비되며, 각각 독립적으로 수평 구동하여 상기 기판의 수평 위치를 특정 위치로 이동시키는 기판 위치 이동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 기판 위치 고정부와 상기 기판 위치 이동부는,
   상기 기판의 장변 방향에 대하여 각각 2개가 나란하게 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 이송장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 기판 위치 고정부는,
   일정한 탄성력을 구비하여, 상기 기판에 탄성력 크기 이상의 힘이 가해지면 후퇴하여 상기 기판의 파손을 방지하는 탄성 수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 이송장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 기판 위치 이동부는,
   서보 모터를 구비하는 것을 특징으로 기판 이송장치.
6. 제2항에 있어서, 상기 기판 위치 고정부는,
   에어 실린더로 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 이송장치.
7. 삭제

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