KR101742020B1 - 기립형 기판 이송시스템 - Google Patents

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KR101742020B1
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김용오
김진형
김현철
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주식회사 에스에프에이
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Abstract

기립형 기판 이송시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기립형 기판 이송시스템은, 기판을 세워진 상태로 그립핑(gripping)하여 원하는 장소로 이송시키는 기립형 기판 이송장치; 및 기립형 기판 이송장치에서 세워진 기판을 받아 하부의 설비로 언로딩(unloading)시키거나 하부의 설비에서 공급되는 기판을 세워진 상태로 기립형 기판 이송장치로 로딩(loading)시키는 기립형 기판 로딩/언로딩장치를 포함한다.

Description

기립형 기판 이송시스템{Vertical type glass transferring system}
본 발명은, 기립형 기판 이송시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 기판을 세워서 이송시킬 수 있기 때문에 기판의 처짐 문제, 대형 기판의 이송을 위한 장치 적용의 한계 문제, 장치의 풋 프린트(foot print) 증가 문제 등 기존의 수평형 기판 이송시스템을 적용함에 따라 발생 가능한 다양한 문제를 효과적으로 해소할 수 있으며, 무엇보다도 효율적인 구조를 통해 기판을 안정적으로 이송시킬 수 있음은 물론 물동량 처리효율에 전혀 지장을 초래하지 않아 실질적인 설비 적용이 가능해질 수 있는 기립형 기판 이송시스템에 관한 것이다.
기판(glass)은 LCD(Liquid Crystal Display) 기판, OLED(Organic Light Emitting Diodes) 기판 등의 평판표시소자(FPD, Flat Panel Display)를 가리킨다.
이러한 평판표시소자로서의 기판은 그 종류에 약간의 차이가 있기는 하지만 일련의 처리 공정, 예를 들어 노광, 현상, 에칭, 스트립, 린스, 세정 등의 처리 공정을 거쳐 제품으로 출시될 수 있다.
평판표시소자 중에서 LCD 기판을 예로 들면 LCD 기판은 크게 TFT 공정, Cell 공정 및 Module 공정을 통해 제품으로 출시될 수 있다.
TFT 공정은 반도체 제조 공정과 매우 유사한데, 증착(Deposition), 사진식각(Photo lithography), 식각(Etching)을 반복하여 유리기판 위에 박막 트랜지스터를 배열하는 공정이다.
Cell 공정은 TFT 공정에 의해 제조된 TFT 하판과, 칼라 필터(Color Filter)인 상판에 액정이 잘 정렬될 수 있도록 배향막을 형성하고 실(Seal) 인쇄를 하여 상하판을 합착하는 공정이다.
그리고 Module 공정은 완성된 LCD 패널에 편광판을 부착하고 집적 회로(Drive-IC)를 실장한 후, PCB(Printed Circuit Board)와 조립한 다음, 그 배면으로 백라이트 유닛(Back-light Unit)과 기구물을 조립하는 일련의 단계를 가리킨다.
이러한 공정들 또는 이들 공정 내의 각 공정들이 연속적으로 진행될 수 있도록 각 공정들을 연결하는 라인(line) 간에는 전 공정으로부터 기판을 전달 받아 후 공정으로 기판을 이송하기 위한 기판 이송시스템이 마련될 수 있다.
한편, 기존에 널리 알려진 기판 이송시스템의 대부분은 기판을 수평상태로 눕혀 기판을 이송시키는 수평형 기판 이송시스템이며, 실제 이러한 수평형 기판 이송시스템이 설비에 적용된 경우가 대부분이다.
그러나 이처럼 기판을 수평상태로 눕혀서 이송시키는 경우에는 기판이 대형화됨에 따른 기판의 처짐 문제, 대형 기판의 이송을 위한 장치 적용의 한계 문제, 장치의 풋 프린트(foot print) 증가 문제 등 다양한 문제 및 한계사항에 부딪힐 수밖에 없다.
특히, 최근에는 가로/세로의 길이가 대략 3 미터(m) 내외의 대형 기판을 제조하는 다양한 설비가 현장에 적용되거나 적용 예정에 있는 점을 감안할 때, 이러한 대형 기판을 해당 설비로 이송하기 위한 수평형 기판 이송시스템을 제작해야 하는 경우에는 앞서 기술한 것처럼 기판의 처짐 문제, 대형 기판의 이송을 위한 장치 적용의 한계 문제, 장치의 풋 프린트 증가 문제 등 다양한 문제 발생이 예상된다.
따라서 이와 같은 수평형 기판 이송시스템이 갖는 문제를 해소하기 위한 방안으로서 기판을 지면에 대해 세워서(90도 또는 90도보다 작은 각도) 이송시키는 기립형 기판 이송시스템에 대한 적용을 고려해볼 수 있다.
이러한 기립형 기판 이송시스템이 적용될 경우, 설사 기판이 대형화되더라도 기판이 처지지 않고 이송될 수 있음은 물론 장치 적용이 수평식보다는 용이해질 수 있으며, 또한 장치의 풋 프린트를 감소시킬 수 있어 주변 장치와 연계된 시스템의 구축이 가능해질 수 있을 것이라 예상된다.
다만, 기판을 세워서 이송시키려는 경우, 기판을 안정적으로 이송해야 함은 물론 구조가 단순화되어야 장치의 구현이 가능해질 수 있으며, 나아가 수평 이송식과 최소한 동일하거나 혹은 그보다 높은 물동량 처리효율이 나타나야만 실질적인 설비 적용이 가능해질 수 있다는 고려해볼 때, 이러한 사항들이 실현될 수 있는 기립형 기판 이송시스템에 대한 기술개발이 필요한 실정이다.
대한민국특허청 출원번호 제10-2011-0001372호
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 기판을 세워서 이송시킬 수 있기 때문에 기판의 처짐 문제, 대형 기판의 이송을 위한 장치 적용의 한계 문제, 장치의 풋 프린트(foot print) 증가 문제 등 기존의 수평형 기판 이송시스템을 적용함에 따라 발생 가능한 다양한 문제를 효과적으로 해소할 수 있으며, 무엇보다도 효율적인 구조를 통해 기판을 안정적으로 이송시킬 수 있음은 물론 물동량 처리효율에 전혀 지장을 초래하지 않아 실질적인 설비 적용이 가능해질 수 있는 기립형 기판 이송시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기판을 세워진 상태로 그립핑(gripping)하여 원하는 장소로 이송시키는 기립형 기판 이송장치; 및 상기 기립형 기판 이송장치에서 세워진 기판을 받아 하부의 설비로 언로딩(unloading)시키거나 상기 하부의 설비에서 공급되는 기판을 세워진 상태로 상기 기립형 기판 이송장치로 로딩(loading)시키는 기립형 기판 로딩/언로딩장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 기립형 기판 이송시스템이 제공될 수 있다.
상기 기립형 기판 이송장치는, 궤도를 따라 주행되는 주행 유닛; 상기 주행 유닛과 연결되며, 상기 주행 유닛과 함께 주행되는 이송 본체; 및 상기 이송 본체에 마련되며, 이송대상의 기판을 세워진 상태로 그립핑하는 기립형 기판 그립핑부를 포함할 수 있다.
상기 기립형 기판 그립핑부는, 상기 이송 본체의 상부 영역에 결합되는 그립핑 바디; 및 상기 그립핑 바디에 결합되며, 상기 기판이 세워질 수 있도록 상기 기판의 상단부를 그립핑하는 다수의 기판 상단부 그립핑 유닛을 포함할 수 있으며, 상기 기판 상단부 그립핑 유닛은, 상호간 접근 또는 이격 가능하며, 상호간 접근되면서 상기 기판의 상단부를 그립핑하는 한 쌍의 그립퍼; 상기 한 쌍의 그립퍼와 연결되며, 상기 한 쌍의 그립퍼를 상호간 접근 또는 이격 가능하게 구동시키는 그립퍼 구동부; 및 상기 한 쌍의 그립퍼와 상기 그립퍼 구동부에 연결되며, 상기 한 쌍의 그립퍼의 동작을 가이드하는 그립퍼 가이드를 포함할 수 있다.
상기 기립형 기판 이송장치는, 상기 이송 본체의 일측에 연결되며, 상기 기판의 이송 중에 상기 기판의 과도한 흔들림을 저지시키는 다수의 기판 가드(glass guard); 상기 이송 본체의 일측에 결합되며, 상기 기판이 이송될 때 상기 기판이 받는 공기저항을 감소시키는 공기저항 감소용 커버; 및 상기 이송 본체의 일측에 마련되며, 상기 기판의 파단 여부 또는 상기 기판의 기울어짐 여부를 감지하는 기판 감지센서를 더 포함할 수 있다.
상기 기립형 기판 이송장치는 상공의 설비로서 다수 개가 배치될 수 있으며, 상기 기립형 기판 로딩/언로딩장치는, 어느 한 기립형 기판 이송장치에서 세워진 기판을 받아 상기 하부의 설비로 언로딩(unloading)시키는 기립형 기판 언로딩장치; 및 상기 하부의 설비에서 공급되는 기판을 세워진 상태로 다른 한 기립형 기판 이송장치로 로딩(loading)시키는 기립형 기판 로딩장치를 포함할 수 있으며, 상기 기립형 기판 언로딩장치와 상기 기립형 기판 로딩장치는 동일할 수 있다.
상기 기립형 기판 로딩/언로딩장치는, 로딩/언로딩 본체; 및 상기 로딩/언로딩 본체에 업/다운(up/down) 이동 가능하게 마련되며, 상기 기립형 기판 이송장치에서 세워진 기판을 받아 하부의 설비로 언로딩시키거나 상기 하부의 설비에서 공급되는 기판을 세워진 상태로 상기 상공의 설비로 로딩시키는 업/다운식 기판 핸들링 유닛을 포함할 수 있다.
상기 기립형 기판 로딩/언로딩장치는, 상기 로딩/언로딩 본체에 결합되되 수평 방향을 따라 상기 업/다운식 기판 핸들링 유닛에 접근 또는 이격 가능하며, 상기 업/다운식 기판 핸들링 유닛으로부터 기판을 전달받거나 상기 업/다운식 기판 핸들링 유닛으로 기판을 전달하는 수평구동식 기판 핸들링 유닛; 및 상기 로딩/언로딩 본체의 일측 단부에 결합되며, 상기 수평구동식 기판 핸들링 유닛에 그립핑된 기판을 바깥쪽에서부터 하나씩 인출하기 위해 그립핑하는 기판 인출용 그립핑 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 업/다운식 기판 핸들링 유닛과 상기 수평구동식 기판 핸들링 유닛 모두는 세워진 기판의 양측 사이드(side)에 배치되어 상기 기판의 사이드를 그립핑(gripping)하는 다수의 사이드 그립핑 유닛을 포함할 수 있으며, 상기 업/다운식 기판 핸들링 유닛의 제1 사이드 그립핑 유닛과 상기 수평구동식 기판 핸들링 유닛의 제2 사이드 그립핑 유닛은 서로 동일한 구조를 가지며 서로 엇갈리게 배치될 수 있다.
상기 제1 사이드 그립핑 유닛과 상기 제2 사이드 그립핑 유닛은, 상호간 접근 또는 이격 가능하며, 상호간 접근되면서 상기 기판의 사이드를 그립핑하는 한 쌍의 사이드 그립퍼; 상기 한 쌍의 사이드 그립퍼와 연결되며, 상기 한 쌍의 사이드 그립퍼를 상호간 접근 또는 이격 가능하게 구동시키는 사이드 그립퍼 구동부; 및 상기 기판을 기준으로 상기 한 쌍의 사이드 그립퍼를 전진 또는 후진시키는 그립퍼 전후진 구동부를 포함할 수 있다.
상기 그립퍼 전후진 구동부는, 고정 브래킷에 위치 고정되는 실린더; 상기 한 쌍의 사이드 그립퍼와 연결되며, 상기 실린더의 동작에 의해 전진 또는 후진되는 슬라이딩 블록; 상기 고정 브래킷에 마련되며, 상기 슬라이딩 블록의 슬라이딩 동작을 가이드하는 슬라이딩 레일; 및 상기 기판의 피로 파괴를 방지하는 피로 파괴 방지부를 포함할 수 있다.
상기 기립형 기판 로딩/언로딩장치 중 어느 하나와 상호작용하되 비접촉식으로 기판을 지지하여 틸팅(tilting)시키는 비접촉식 기판 틸팅장치를 더 포함할 수 있다.
상기 기립형 기판 로딩/언로딩장치 중 다른 하나와 상호작용하되 비접촉식으로 기판을 부상시켜 이송시키는 비접촉식 기판 이송장치를 더 포함할 수 있다.
상기 비접촉식 기판 이송장치는, 이송장치 본체; 상기 이송장치 본체에 마련되며, 비접촉식으로 기판을 부상시키는 비접촉식 기판 부상용 확장후드; 및 상기 비접촉식 기판 부상용 확장후드에 이웃되게 상기 이송장치 본체에 마련되며, 상기 비접촉식 기판 부상용 확장후드 상에서 부상된 기판을 이송시키는 기판 이송모듈을 포함할 수 있다.
상기 비접촉식 기판 부상용 확장후드는 상기 기판을 부상시키기 위한 공기를 분사하는 공기분사모듈의 상부에 결합되되 상기 이송장치 본체 상에서 다수 개가 상호간 이격간격을 두고 배치될 수 있으며, 상기 비접촉식 기판 부상용 확장후드는, 동일한 단면적을 갖는 메인 덕트(main duct); 상기 메인 덕트의 상단부에 연결되되 상부로 갈수록 단면적이 점진적으로 커지게 확장되며, 판면에 다수의 공기분사공이 형성되는 확장 덕트; 및 상기 확장 덕트의 중앙 영역에 함몰되게 형성되되 상기 기판을 핸들링하는 포크 장치의 포크(fork)가 도피되는 도피용 그루브를 포함할 수 있다.
상기 비접촉식 기판 틸팅장치와 상기 비접촉식 기판 이송장치는 모두 비접촉식으로 기판을 지지하여 틸팅시키는 비접촉식 기판 틸팅용 회전유닛을 포함할 수 있다.
상기 비접촉식 기판 틸팅용 회전유닛은, 회전식 유닛 프레임; 상기 이송장치 본체와 상기 회전식 유닛 프레임에 결합되며, 상기 이송장치 본체에 대해 상기 회전식 유닛 프레임을 회전 구동시키는 프레임 회전 구동부; 상기 회전식 유닛 프레임 상에 착탈 가능하게 다수 개 결합되며, 비접촉식으로 상기 기판을 지지하는 다수의 비접촉식 모듈; 및 상기 회전식 유닛 프레임의 일측에 마련되며, 상기 회전식 유닛 프레임이 세워질 때 상기 기판의 하단부를 지지하는 기판 지지대를 포함할 수 있다.
상기 비접촉식 모듈은, 상기 회전식 유닛 프레임 상에 결합되되 내부에 에어(air)가 공급되는 제1 및 제2 에어 라인(air line)이 배치되는 모듈 바디; 및 상기 모듈 바디의 일측에 마련되며, 상기 제1 에어 라인을 통해 공급되는 에어를 상기 기판을 향해 분사하여 상기 기판을 부상시키는 기판 부상용 에어 분사구를 구비하는 기판 부상용 헤드를 포함할 수 있으며, 상기 기판 부상용 헤드는, 원반 형상을 가지며, 원주 방향을 따라 형성되되 상기 제2 에어 라인을 통해 공급되는 에어가 분사되어 상기 기판의 충돌을 저지시키는 다수의 서브 에어 분사구를 구비하는 헤드 바디; 및 상기 기판 부상용 에어 분사구가 형성되도록 상기 헤드 바디의 내측 중앙 영역에 돌출되게 형성되는 헤드 돌출부를 포함할 수 있다.
레일을 따라 이동되면서 상기 비접촉식 기판 틸팅장치 및 상기 비접촉식 기판 이송장치와 상호작용하여 기판을 전달하는 포크 로더를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기립형 기판 이송장치가 세워진 상태로 기판을 그립핑(gripping)하여 원하는 장소로 이송시키는 기판 이송단계; 기립형 기판 언로딩장치가 상기 기립형 기판 이송장치에서 세워진 상태의 기판을 전달받아 하부의 설비로 언로딩(unloading)시키는 기판 언로딩단계; 및 상기 하부의 설비에서 공급되는 기판을 세워진 상태로 상기 기립형 기판 이송장치로 로딩(loading)시키는 기판 로딩단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기립형 기판 이송방법이 제공될 수 있다.
상기 기판 언로딩단계가 수행된 이후나 상기 기판 로딩단계가 수행되기 전에 비접촉식으로 기판을 지지하여 틸팅(tilting)시키는 비접촉식 기판 틸팅단계를 더 포함할 수 있다.
상기 비접촉식 기판 틸팅단계의 수행 후, 비접촉식으로 기판을 부상시켜 이송시키는 비접촉식 기판 이송단계를 더 포함할 수 있다.
상기 비접촉식 기판 틸팅단계가 진행되는 위치로 상기 기판을 포킹(forking)하여 전달하는 기판 포킹 전달단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기판을 세워서 이송시킬 수 있기 때문에 기판의 처짐 문제, 대형 기판의 이송을 위한 장치 적용의 한계 문제, 장치의 풋 프린트(foot print) 증가 문제 등 기존의 수평형 기판 이송시스템을 적용함에 따라 발생 가능한 다양한 문제를 효과적으로 해소할 수 있으며, 무엇보다도 효율적인 구조를 통해 기판을 안정적으로 이송시킬 수 있음은 물론 물동량 처리효율에 전혀 지장을 초래하지 않아 실질적인 설비 적용이 가능해질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기립형 기판 이송시스템의 평면 구조도이다.
도 2는 도 1을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 기립형 기판 이송장치의 사시도이다.
도 4는 공기저항 감소용 커버와 주행 유닛을 제거한 상태의 기립형 기판 이송장치의 사시도이다.
도 5는 도 4에서 기판을 제거한 상태의 사시도이다.
도 6은 기립형 기판 그립핑부의 사시도이다.
도 7은 도 6의 요부 확대 사시도이다.
도 8은 기판 가드 영역의 사시도이다.
도 9는 기립형 기판 로딩/언로딩장치의 사시도이다.
도 10은 도 9의 평면도이다.
도 11은 도 9의 정면도이다.
도 12는 도 9의 측면도이다.
도 13은 제1 및 제2 사이드 그립핑 유닛의 사시도이다.
도 14는 도 13의 단면도이다.
도 15는 비접촉식 기판 틸팅장치의 사시도이다.
도 16은 도 15의 측면도로서 비접촉식 기판 틸팅용 회전유닛의 동작을 도시한 도면이다.
도 17은 도 15의 A 영역의 확대도이다.
도 18은 도 15의 B 영역의 확대도이다.
도 19는 도 15의 C 영역의 확대도이다.
도 20은 비접촉식 모듈의 사시도이다.
도 21은 도 20의 측면도이다.
도 22는 비접촉식 모듈의 기판 부상용 헤드 영역의 개략적인 단면도이다.
도 23은 비접촉식 기판 이송장치의 사시도이다.
도 24는 도 23의 측면도이다.
도 25는 도 23의 요부 확대도이다.
도 26는 비접촉식 기판 부상용 확장후드의 부분 단면 구조도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기립형 기판 이송시스템의 평면 구조도이고, 도 2는 도 1을 개략적으로 도시한 사시도이다.
본 실시예에 따른 기립형 기판 이송시스템은 기판을 세워서 이송시킬 수 있기 때문에 기판의 처짐 문제, 대형 기판의 이송을 위한 장치 적용의 한계 문제, 장치의 풋 프린트(foot print) 증가 문제 등 기존의 수평형 기판 이송시스템을 적용함에 따라 발생 가능한 다양한 문제를 효과적으로 해소할 수 있으며, 무엇보다도 효율적인 구조를 통해 기판을 안정적으로 이송시킬 수 있음은 물론 물동량 처리효율에 전혀 지장을 초래하지 않아 실질적인 설비 적용이 가능해질 수 있도록 한 것으로서, 도 1 및 도 2와 같은 형태의 시스템으로 구현될 수 있다.
참고로, 도 1 및 도 2에 도시된 기립형 기판 이송시스템은 설비 적용의 한 예일 뿐이다. 즉 기립형 기판 이송시스템은 도 1 및 도 2와는 다른 변형된 형태로 얼마든지 설계될 수 있다. 따라서 도면의 형상에 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다.
다만, 도 1 및 도 2와 같은 형태로 기립형 기판 이송시스템을 구축한 경우, 기판에 대한 실질적인 공정을 진행하는 A 또는 B 챔버(chamber)와 함께 효율적인 이송시스템을 구축할 수 있다는 점에서 상대적으로 유리한 효과를 제공할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 기판 이송시스템은, 제1 및 제2 기립형 기판 이송장치(100a,100b)와, 제1 및 제2 기립형 기판 이송장치(100a,100b)와 각각 연계하여 동작되는 기립형 기판 언로딩장치(200a) 및 기립형 기판 로딩장치(200b)와, 기립형 기판 로딩장치(200b)에 이웃하게 배치되어 기립형 기판 로딩장치(200b)와 인터페이스(interface)되는 비접촉식 기판 틸팅장치(300)와, 기립형 기판 언로딩장치(200a)에 이웃하게 배치되어 기립형 기판 언로딩장치(200a)와 인터페이스되는 비접촉식 기판 이송장치(400)와, 비접촉식 기판 이송장치(400)와 연결되는 기판 이송 컨베이어(500)와, 레일(610)을 따라 이동되면서 비접촉식 기판 틸팅장치(300) 및 비접촉식 기판 이송장치(400)와 상호작용하는 포크 로더(600)를 포함할 수 있다.
참고로, 도 1 및 도 2에서는 설명의 편의를 위해 제1 및 제2 기립형 기판 이송장치(100a,100b)의 참조부호를 달리 부여하면서 각각을 제1 및 제2로 구분하였으나 이들은 동일한 구조를 갖는 하나의 장치로서 각기 그 역할만이 상이할 뿐이다. 따라서 아래의 도 3 내지 도 8을 이용한 설명에서는 제1 및 제2 기립형 기판 이송장치(100a,100b)를 구분하지 않고 기립형 기판 이송장치(100)라 하여 설명한다.
기립형 기판 언로딩장치(200a) 및 기립형 기판 로딩장치(200b) 역시, 도 1 및 도 2에서 설명의 편의를 위해 그 명칭과 참조부호를 달리 부여하면서 구분하고 있지만 이들 역시 동일한 장치가 그 역할별로 2개 사용된 것이다. 즉 기립형 기판 언로딩장치(200a)는 기판은 내리는 것이고, 기립형 기판 로딩장치(200b)는 기판을 올리는 것일 뿐 그 구조는 동일하다. 따라서 아래의 도 9 내지 도 14를 이용한 설명에서는 기립형 기판 언로딩장치 및 로딩장치(200a,200b)를 구분하지 않고 기립형 기판 로딩/언로딩장치(200)라 하여 설명한다.
이들 구조에 대해 간략하게 먼저 설명하면 제1 및 제2 기립형 기판 이송장치(100a,100b)는 예컨대, 클린 룸(cleam room)의 상공에 배치되는 상공의 설비이다. 제1 및 제2 기립형 기판 이송장치(100a,100b)는 기판을 세워진 상태로 그립핑(gripping)하여 원하는 장소, 예컨대 기립형 기판 언로딩장치 및 로딩장치(200a,200b)의 위치로 이송시키는 역할을 한다. 제1 및 제2 기립형 기판 이송장치(100a,100b)는 기립형 기판 언로딩장치 및 로딩장치(200a,200b)의 개수보다 많을 수 있다.
기립형 기판 언로딩장치 및 로딩장치(200a,200b)는 상공의 설비인 제1 및 제2 기립형 기판 이송장치(100a,100b)와 달리 클린 룸의 바닥 영역에 위치 고정되는 하부의 설비 중 하나를 이룬다.
이러한 기립형 기판 언로딩장치 및 로딩장치(200a,200b)는 제1 및 제2 기립형 기판 이송장치(100a,100b)와 상호작용하면서 제1 및 제2 기립형 기판 이송장치(100a,100b)에서 세워진 기판을 받아 하부의 설비로 언로딩(unloading)시키거나 하부의 설비에서 공급되는 기판을 세워진 상태로 제1 및 제2 기립형 기판 이송장치(100a,100b)로 로딩(loading)시키는 역할을 한다.
그 역할을 좀 더 나누어 설명하면, 도 1 및 도 2에서 기립형 기판 언로딩장치(200a)는 제1 기립형 기판 이송장치(100a)에서 세워진 기판을 받아 비접촉식 기판 이송장치(400)로 언로딩(unloading)시킨다.
이에 반해, 기립형 기판 로딩장치(200b)는 비접촉식 기판 틸팅장치(300)에서 공급되는 기판을 세워진 상태로 받아 세워진 상태 그대로 제2 기립형 기판 이송장치(100b)로 로딩(loading)시킨다. 앞서도 언급한 것처럼 기립형 기판 언로딩장치(200a)와 기립형 기판 로딩장치(200b)는 편의를 위해 명칭과 참조부호를 달리 구분한 것일 뿐 본 실시예에서 그 구조는 모두 동일하다.
한편, 도면과 달리 기립형 기판 이송시스템에 기립형 기판 로딩/언로딩장치(200)가 한 개 적용된 경우라면 기립형 기판 로딩/언로딩장치(200)는 상부의 설비에서 기판을 받는 언로딩 과정과, 상부의 설비로 기판을 전달하는 로딩 과정을 한 장비에서 순차적으로 진행할 수 있다.
하지만, 이처럼 로딩 및 언로딩 과정을 한 장비에서 진행할 경우, 택트 타임(tact time)이 증가할 수 있다. 때문에 본 실시예에서는 물류 이송의 속도를 높이기 위해 다수 개의 제1 및 제2 기립형 기판 이송장치(100a,100b)와 기립형 기판 언로딩장치 및 로딩장치(200a,200b)를 배치하여 사용하고 있는 것이다.
참고로, 본 시스템에서 기립형 기판 언로딩장치 및 로딩장치(200a,200b)는 2개일 수 있지만 상공의 설비인 제1 및 제2 기립형 기판 이송장치(100a,100b)은 2대보다 많은 여러 대일 수 있다.
비접촉식 기판 틸팅장치(300)는 기립형 기판 로딩장치(200b)에 이웃하게 배치되어 기립형 기판 로딩장치(200b)와 인터페이스된다. 즉 A 또는 B 챔버를 통해 공정이 완료된 기판, 즉 수평상태의 기판을 포크 로더(600)로부터 받아서 기판을 틸팅시켜 세운 후, 기립형 기판 로딩장치(200b)로 전달한다. 여기서, 수평상태라 함은 지면에 대한 가로 방향으로 반드시 지면과 수평이 되어야 하는 것은 아니라 할 것이다.
비접촉식 기판 이송장치(400)는 기립형 기판 언로딩장치(200a)에 이웃하게 배치되어 기립형 기판 언로딩장치(200a)와 인터페이스된다. 즉 기립형 기판 언로딩장치(200a) 상의 세워진 기판을 전달받아 수평상태로 눕힌 후, 기판 이송 컨베이어(500)로 전달하는 역할을 한다. 도면과 달리, 비접촉식 기판 이송장치(400) 대신에 비접촉식 기판 틸팅장치(300)가 배치될 수도 있다.
기판 이송 컨베이어(500)는 통상의 기판 이송용 컨베이어이다. 롤러식일 수도 있고, 벨트식일 수도 있으며, 경우에 따라서는 공기 부상식일 수도 있으며, 소정의 공정챔버로 기판을 이송시킬 수 있다.
포크 로더(600)는 레일(610)을 따라 이동되면서 비접촉식 기판 틸팅장치(300) 및 비접촉식 기판 이송장치(400)와 상호작용한다. 예컨대, 포크 로더(600)는 비접촉식 기판 이송장치(400) 상의 기판을 받아 A 또는 B 챔버로 공급하여 공정이 진행되도록 하는 한편 A 또는 B 챔버에서 공정이 완료된 기판을 비접촉식 기판 틸팅장치(300)로 전달할 수 있다.
이하, 도 1 및 도 2의 시스템에 대한 동작을 연속적으로 설명하면 다음과 같다.
우선, 상공의 설비인 제1 기립형 기판 이송장치(100a)가 이송되어 ①번 위치에 도달되면 ②번 위치의 기립형 기판 언로딩장치(200a)가 동작되어 제1 기립형 기판 이송장치(100a)에 의해 이송된 세워진 기판을 세워진 상태 그대로 전달받는다(unloading).
이어, ③번 위치의 비접촉식 기판 이송장치(400)가 기립형 기판 언로딩장치(200a)와 상호작용하여 세워진 기판을 수평상태로 눕힌다(tilting). 비접촉식 기판 이송장치(400)에 의해 수평상태로 배치된 기판은 ④번 위치의 기판 이송 컨베이어(500)를 따라 다른 공정으로 이송될 수도 있고, 혹은 ⑤번 위치에 있는 포크 로더(600)를 통해 포킹되어 예컨대, A 또는 B 챔버로 이송되어 공정을 수행할 수도 있다.
한편, A 또는 B 챔버에서 해당 공정이 완료된 기판은 포크 로더(600)를 통해 포킹된 후, 포크 로더(600)에 의해 ⑥번 위치의 비접촉식 기판 틸팅장치(300)로 전달된다. 이때의 기판은 수평 배치상태이다.
이어, 비접촉식 기판 틸팅장치(300)는 ⑦번 위치의 기립형 기판 로딩장치(200b)와 상호작용하여 수평상태의 기판을 틸팅(tilting)시켜 세운 후 기립형 기판 로딩장치(200b)로 전달한다. 기립형 기판 로딩장치(200b)는 세워진 기판을 ⑧번 위치의 제2 기립형 기판 이송장치(100b)로 전달, 즉 로딩(loading)시킨다.
한편, 도 1 및 도 2와 같은 기립형 기판 이송시스템의 구축을 위해서는 앞서 기술한 것처럼 제1 및 제2 기립형 기판 이송장치(100a,100b), 기립형 기판 언로딩장치 및 로딩장치(200a,200b), 비접촉식 기판 틸팅장치(300), 비접촉식 기판 이송장치(400), 기판 이송 컨베이어(500), 그리고 포크 로더(600)가 필요하다. 앞서 언급한 것처럼 제1 및 제2 기립형 기판 이송장치(100a,100b)와, 기립형 기판 언로딩장치 및 로딩장치(200a,200b)는 그 역할에 따라 구별한 것일 뿐 실질적으로는 동일한 장치이므로 아래의 설명에서는 이들을 구별하지 않고 기립형 기판 이송장치(100)와, 기립형 기판 로딩/언로딩장치(200)라 하여 설명한다.
이에, 이하에서는 도 3 내지 도 8을 참조하여 기립형 기판 이송장치(100)에 대해 설명하고, 도 9 내지 도 14를 참조하여 기립형 기판 로딩/언로딩장치(200)에 대해 설명하며, 도 15 내지 도 22를 참조하여 비접촉식 기판 틸팅장치(300)에 대해 설명하고, 도 23 내지 도 26을 참조하여 비접촉식 기판 이송장치(400)에 대해 순차적으로 설명한다. 기판 이송 컨베이어(500)와 포크 로더(600)는 전술한 간략 설명으로 대체한다.
도 3은 기립형 기판 이송장치의 사시도이고, 도 4는 공기저항 감소용 커버와 주행 유닛을 제거한 상태의 기립형 기판 이송장치의 사시도이며, 도 5는 도 4에서 기판을 제거한 상태의 사시도이고, 도 6은 기립형 기판 그립핑부의 사시도이며, 도 7은 도 6의 요부 확대 사시도이고, 도 8은 기판 가드 영역의 사시도이다.
도 3 내지 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 기립형 기판 이송시스템에 적용되는 기립형 기판 이송장치(100)는 주행 유닛(110)과, 주행 유닛(110)과 함께 주행되는 이송 본체(120)와, 이송 본체(120)에 마련되며, 이송대상의 기판을 세워진 상태로 그립핑(gripping)하는 기립형 기판 그립핑부(130)를 포함할 수 있다.
주행 유닛(110)은 궤도(111)를 따라 주행된다. 도면에는 궤도(111)의 일부만 도시되었으나 궤도(111)는 상공의 설비로서, 직선 궤도 혹은 곡선 궤도, 분기 궤도를 모두 포함할 수 있다. 따라서 주행 유닛(110)은 이와 같은 직선 궤도 혹은 곡선 궤도, 분기 궤도를 따라 원하는 위치로 주행될 수 있다.
주행 유닛(110)은 이송 본체(120)와 연결되며, 이송 본체(120)를 궤도(111)를 따라 주행시키는 역할을 한다.
이송 본체(120)는 결합부(117)에 의해 주행 유닛(110)과 연결되며, 주행 유닛(110)과 함께 주행된다. 이송 본체(120)는 기립형 기판 그립핑부(130)를 비롯하여 가드 지지부(160) 및 공기저항 감소용 커버(170) 등의 구조물을 지지한다. 따라서 이송 본체(120)는 강성이 우수한 금속 재질로 제작될 수 있다.
한편, 기립형 기판 그립핑부(130)는 이송 본체(120)에 마련되며, 이송대상의 기판을 세워진 상태로 그립핑(gripping)하는 역할을 한다. 기립형 기판 그립핑부(130)가 기판을 세워진 상태로 그립핑하기 때문에 기존의 수평 그립 방식에 비해 많은 장점을 제공할 수 있다. 본 실시예의 경우, 5장의 기판이 기립형 기판 그립핑부(130)에 의해 세워진 상태로 그립핑되고 있으나 이의 수치에 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다.
기립형 기판 그립핑부(130)에 의해 기판에 세워진 각도는 예컨대, 90도 또는 90도보다 작은 각도일 수 있는데, 본 실시예처럼 기립형 기판 그립핑부(130)가 기판을 세워서 그립핑할 경우, 기판의 처짐 문제를 해소할 수 있다.
뿐만 아니라 이송 본체(120)의 상부 영역에 기립형 기판 그립핑부(130)를 설치하는 간단한 정도의 구성만으로도 장치의 구현이 가능하기 때문에 장치 적용에 무리가 없으며, 또한 부피가 작기 때문에 장치의 풋 프린트를 감소시킬 수 있다. 실제, 기립형 기판 그립핑부(130)은 상공의 설비이기 때문에 공장 바닥의 설치공간을 전혀 차지하지 않는다.
이러한 다양한 역할을 수행할 수 있는 기립형 기판 그립핑부(130)는 그립핑 바디(131)와, 그립핑 바디(131)에 결합되며, 기판이 세워질 수 있도록 기판의 상단부를 그립핑하는 다수의 기판 상단부 그립핑 유닛(140)을 포함할 수 있다.
그립핑 바디(131)는 이송 본체(120)의 상부 영역에 결합되는 구조물로서, 다수의 기판 상단부 그립핑 유닛(140)을 지지한다. 본 실시예처럼 다수의 기판 상단부 그립핑 유닛(140)이 하나의 그립핑 바디(131)에 부속될 경우, 설치 및 유지보수가 용이하다.
기판 상단부 그립핑 유닛(140)은 그립핑 바디(131)에 연결되며, 해당 위치에서 동작되면서 기판의 상단부를 그립핑한다. 이때의 기판 상단부는 기판의 유효면이 아닌 추후 더미(dummy)로 제거되는 부분이다. 본 실시예의 경우, 기판을 세워서 그립핑하기 때문에 기판 상단부 그립핑 유닛(140)들이 해당 위치에서 기판의 상단부를 그립핑하면 그것으로 충분히 기판을 그립핑할 수 있다.
기판 상단부 그립핑 유닛(140)은 다수 개가 다수의 열과 행으로 배치될 수 있는데, 이때 일렬로 줄지어 배치되는 기판 상단부 그립핑 유닛(140)들끼리 동기 제어되면서 기판을 그립핑할 수 있다. 따라서 제어가 용이해질 수 있다.
기판 상단부 그립핑 유닛(140)은 상호간 접근되면서 기판의 상단부를 그립핑하는 한 쌍의 그립퍼(141), 그립퍼 구동부(143), 그리고 그립퍼 가이드(145)를 포함할 수 있다.
한 쌍의 그립퍼(141)는 마치 집게와 같이 접근 또는 이격되는데, 접근되면서 기판의 상단부를 그립핑한다. 이때, 한 쌍의 그립퍼(141)가 직접 기판에 접촉되면 기판에 손상이 발생될 수 있으므로 한 쌍의 그립퍼(141) 사이에는 탄성패드(147)가 마련된다. 본 실시예에서 그립퍼(141)의 벽면에는 홈부(141a)가 형성되는데, 이러한 그립퍼(141)의 홈부(141a)에는 기판의 그립핑 시 기판에 스크래치가 발생되는 것을 저지키는 탄성패드(147)가 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
그립퍼 구동부(143)는 한 쌍의 그립퍼(141)와 연결되며, 한 쌍의 그립퍼(141)를 상호간 접근 또는 이격 가능하게 구동시키는 역할을 한다.
그립퍼 가이드(145)는 한 쌍의 그립퍼(141)와 그립퍼 구동부(143)에 연결되며, 한 쌍의 그립퍼(141)의 동작을 가이드한다. 그립퍼 가이드(145)는 예컨대, LM 가이드일 수 있다.
한편, 앞서도 기술한 것처럼 본 실시예의 경우에는 기판 상단부 그립핑 유닛(140)들이 해당 위치에서 기판의 상단부를 그립핑하기 때문에 간단한 구성으로 기판을 세워서 그립핑할 수 있다. 다만, 기판의 상단부만을 그립핑할 경우, 그립핑된 기판이 이송 중에 흔들리면서 주변의 기판과 부딪힐 위험이 존재한다. 즉 가로/세로 3미터(m) 내외의 기판을 그 상단부만 그립핑한 상태로 이송시킬 경우, 기판이 흔들리면서 주변 구조물이나 혹은 주변 기판과 부딪힐 수 있다.
따라서 이와 같은 현상을 예방하기 위해 본 실시예에 따른 기립형 기판 이송장치(100)에는 다수의 기판 가드(150, glass guard)가 마련된다. 기판 가드(150)는 이송 본체(120)의 일측에 연결되며, 기판의 이송 중에 기판의 과도한 흔들림을 저지시켜 기판끼리 충돌되는 것을 저지시키는 역할을 한다. 이러한 기판 가드(150)에는 기판의 측부가 부분적으로 삽입되는 삽입 그루브(151)가 형성된다. 경우에 따라, 삽입 그루브(151)에는 기판에 손상을 주지 않는 패드 등이 더 갖춰질 수도 있다.
다수의 기판 가드(150)가 적용될 수 있도록 본 실시예에 따른 기립형 기판 이송장치(100)에는 가드 지지부(160)가 마련된다. 가드 지지부(160)는 다수의 기판 가드(150)와 연결되어 다수의 기판 가드(150)를 지지하되 이송 본체(120)에 연결되는 구조물이다.
가드 지지부(160)는 기판 가드(150)와 연결되는 가드 연결모듈(161)과, 상하 방향을 따라 배치되며, 가드 연결모듈(161)을 지지하는 모듈 컬럼(163)과, 모듈 컬럼(163)의 상단부에 마련되며, 이송 본체(120)에 결합되는 본체측 결합부(165)를 포함할 수 있다.
가드 연결모듈(161)은 기판 가드(150)와 직접 연결되는 가드 연결부(161a)와, 그립핑되는 기판의 개수만큼 가드 연결부(161a)와 결합되어 가드 연결부(161a)를 지지하는 지지대(161b)를 포함할 수 있다.
모듈 컬럼(163)는 본 실시예에서 가드 연결모듈(161)을 안정적으로 지지하기 위해 다수 개로 적용된다. 본체측 결합부(165)은 이송 본체(120)에 안정적으로 결합되는 다수의 결합 바아(166)를 포함할 수 있다.
한편, 기판의 상단부를 그립핑한 상태에서 주행을 하게 되면 공기저항을 받을 수 있다. 이럴 경우, 주행 동력이 더 발생될 수 있고 또한 기판의 심한 흔들림을 유발시킬 수 있다. 이러한 현상을 해결하기 위해 본 실시예에 따른 기립형 기판 이송장치(100)에는 공기저항 감소용 커버(170)가 마련된다. 공기저항 감소용 커버(170)는 이송 본체(120)의 일측에 결합되며, 기판이 이송될 때 기판이 받는 공기저항을 감소시키는 역할을 한다. 본 실시예에서 공기저항 감소용 커버(170)는 주행 유닛(110)이 주행되는 방향을 따라 이송 본체(120)의 전면과 후면 모두에 장착될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 기립형 기판 이송장치(100)에는 기판 감지센서(181)가 더 마련된다. 기판 감지센서(181)는 이송 본체(120)의 일측에 마련되며, 기판의 파단 여부 또는 상기 기판의 기울어짐 여부를 감지하는 역할을 한다. 감지된 정보는 도시 않은 알람을 통해 출력될 수 있다.
도 9는 기립형 기판 로딩/언로딩장치의 사시도이고, 도 10은 도 9의 평면도이며, 도 11은 도 9의 정면도이고, 도 12는 도 9의 측면도이며, 도 13은 제1 및 제2 사이드 그립핑 유닛의 사시도이고, 도 14는 도 13의 단면도이다.
도 9 내지 도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 기립형 기판 이송시스템에 적용되는 기립형 기판 로딩/언로딩장치(200)는 상공의 설비인 제1 및 제2 기립형 기판 이송장치(100a,100b, 도 2 참조)에서 세워진 기판을 받아 하부의 설비(300,400, 도 2 참조)로 언로딩(unloading)시키거나 하부의 설비(300,400, 도 2 참조)에서 공급되는 기판을 세워진 상태로 제1 및 제2 기립형 기판 이송장치(100a,100b, 도 2 참조)로 로딩(loading)시킬 수 있도록 한 것으로서, 로딩/언로딩 본체(210)와, 로딩/언로딩 본체(210)에 위치별로 마련되는 업/다운식 기판 핸들링 유닛(220), 수평구동식 기판 핸들링 유닛(230) 및 기판 인출용 그립핑 유닛(260)을 포함할 수 있다.
로딩/언로딩 본체(210)는 본 실시예에 따른 기립형 기판 로딩/언로딩장치(200)의 외관을 이룬다.
업/다운식 기판 핸들링 유닛(220)은 로딩/언로딩 본체(210)에 업/다운(up/down) 이동 가능하게 마련된다. 업/다운식 기판 핸들링 유닛(220)은 상공의 설비(100a,100b, 도 2 참조)에서 세워진 기판을 받아 하부의 설비로 언로딩(unloading)시키거나 하부의 설비(300,400, 도 2 참조)에서 공급되는 기판을 세워진 상태로 상공의 설비(100a,100b, 도 2 참조)로 로딩(loading)시킨다. 다시 말해, 업/다운식 기판 핸들링 유닛(220)은 예컨대, 도 1 및 도 2의 제1 기립형 기판 이송장치(100a)에서 세워진 기판을 받거나 제2 기립형 기판 이송장치(100b)로 세워진 기판을 전달하는 역할을 한다.
업/다운식 기판 핸들링 유닛(220)은 세워진 기판의 양측 사이드(side, 측단부)에 배치되어 기판의 사이드를 그립핑(gripping)하는 다수의 제1 사이드 그립핑 유닛(221)과, 다수의 제1 사이드 그립핑 유닛(221)을 지지하는 제1 사이드 그립핑 유닛 지지부(223)와, 제1 사이드 그립핑 유닛 지지부(223)와 연결되며 제1 사이드 그립핑 유닛 지지부(223)를 업/다운(up/down) 구동시키는 유닛 업/다운 구동부(225)를 포함할 수 있다.
제1 사이드 그립핑 유닛(221)은 기판의 사이드 영역에 다수 개 배치되어 기판의 사이드를 그립핑하는 역할을 한다. 제1 사이드 그립핑 유닛(221)은 후술할 제2 사이드 그립핑 유닛(231)과 마찬가지로 집게 방식으로 기판의 사이드를 그립핑한다. 제1 사이드 그립핑 유닛(221)에 대한 구체적인 구조는 제2 사이드 그립핑 유닛(231)의 설명 시 함께 하도록 한다.
제1 사이드 그립핑 유닛 지지부(223)은 다수의 제1 사이드 그립핑 유닛(221)을 일체로 지지한다. 따라서 제1 사이드 그립핑 유닛(221)들은 함께 움직일 수 있다.
유닛 업/다운 구동부(225)는 제1 사이드 그립핑 유닛 지지부(223)를 업/다운 구동시키는 역할을 한다. 본 실시예에서 유닛 업/다운 구동부(225)는 이중 리니어 가이드(linear guide)로 적용된다. 따라서 설치공간은 줄어들지만 업/다운 거리는 더욱 늘어날 수 있다.
수평구동식 기판 핸들링 유닛(230)은 로딩/언로딩 본체(210)에 결합되되 수평 방향을 따라 업/다운식 기판 핸들링 유닛(220)에 접근 또는 이격 가능한 이동식 구조물이다. 즉 수평구동식 기판 핸들링 유닛(230)은 업/다운식 기판 핸들링 유닛(220)에 접근 또는 이격되면서 업/다운식 기판 핸들링 유닛(220)으로부터 기판을 전달받거나 전달한다. 수평방향이라 함은 지면에 대한 가로 방향으로 반드시 지면과 수평이 되어야 하는 것은 아니라 할 것이다.
예컨대, 상공의 설비(100a,100b, 도 2 참조)에서 기판이 업/다운식 기판 핸들링 유닛(220)으로 전달된 경우에는 수평구동식 기판 핸들링 유닛(230)이 업/다운식 기판 핸들링 유닛(220)으로부터 기판을 전달받지만 하부의 설비(300,400, 도 2 참조)에서 기판이 수평구동식 기판 핸들링 유닛(230)으로 전달된 경우에는 수평구동식 기판 핸들링 유닛(230)이 업/다운식 기판 핸들링 유닛(220)으로 기판을 전달한다.
이처럼 수평구동식 기판 핸들링 유닛(230)은 업/다운식 기판 핸들링 유닛(220)으로부터 기판을 전달받거나 업/다운식 기판 핸들링 유닛(220)을 기판을 전달하는 역할을 하는데, 이때 역시 기판은 세워진 상태로 전달될 수 있다.
이러한 수평구동식 기판 핸들링 유닛(230)은 세워진 기판의 양측 사이드에 배치되어 기판의 사이드를 그립핑하는 다수의 제2 사이드 그립핑 유닛(231)과, 다수의 제2 사이드 그립핑 유닛(231)을 지지하는 제2 사이드 그립핑 유닛 지지부(233)와, 제2 사이드 그립핑 유닛 지지부(233)와 연결되며, 제2 사이드 그립핑 유닛 지지부(233)를 수평 구동시키는 유닛 수평 구동부(235)를 포함한다.
다시 말해, 업/다운식 기판 핸들링 유닛(220)은 기판의 사이드를 그립핑한 제1 사이드 그립핑 유닛(221)을 수직방향으로 업/다운 구동시키는 반면, 수평구동식 기판 핸들링 유닛(230)은 기판의 사이드를 그립핑한 제2 사이드 그립핑 유닛(231)을 수평방향으로 구동시키기 때문에 그 방향만 상이할 뿐 양자의 구조는 동일하다.
따라서 업/다운식 기판 핸들링 유닛(220)과 수평구동식 기판 핸들링 유닛(230)에 적용되는 제1 사이드 그립핑 유닛(221)과 제2 사이드 그립핑 유닛(231)의 구조는 모두 동일하다. 그리고 제1 사이드 그립핑 유닛(221)들과 제2 사이드 그립핑 유닛(231)들은 서로 엇갈리게 배치된다. 따라서 제2 사이드 그립핑 유닛(231)들이 수평방향으로 이동될 때, 제1 사이드 그립핑 유닛(221)들에 충돌하지 않는다.
본 실시예에서 제1 사이드 그립핑 유닛(221)과 제2 사이드 그립핑 유닛(231)은 기판의 사이드를 그립핑하는 한 쌍의 사이드 그립퍼(241)와, 한 쌍의 사이드 그립퍼(241)를 구동시키는 사이드 그립퍼 구동부(242)를 포함한다.
한 쌍의 사이드 그립퍼(241)는 상호간 접근 또는 이격 가능하며, 상호간 접근되면서 기판의 사이드를 그립핑하는 역할을 한다.
제1 사이드 그립핑 유닛(221)과 제2 사이드 그립핑 유닛(231)에 적용되는 한 쌍의 사이드 그립퍼(241)는 위치별로 그 길이가 다를 뿐 구조와 기능은 모두 동일하다.
사이드 그립퍼 구동부(242)는 한 쌍의 사이드 그립퍼(241)와 연결되며, 한 쌍의 사이드 그립퍼(241)를 상호간 접근 또는 이격 가능하게 구동시키는 역할을 한다. 이러한 사이드 그립퍼 구동부(242)는 모터나 실린더 구조로 적용될 수 있다.
한편, 본 실시예에서 제1 사이드 그립핑 유닛(221)과 제2 사이드 그립핑 유닛(231)에는 그립퍼 전후진 구동부(243)가 더 갖춰진다. 그립퍼 전후진 구동부(243)는 기판을 기준으로 한 쌍의 사이드 그립퍼(241)를 전진 또는 후진시키는 역할을 한다.
대형 기판의 경우에는 그 사이즈가 크기 때문에 한 쌍의 사이드 그립퍼(241)로 기판의 사이드를 그립핑한 경우, 기판이 평평하게 펴지지 않고 굴곡질 수 있다. 이처럼 기판이 평평하게 펴지지 않고 굴곡지면 하부의 설비(300,400, 도 2 참조)로 기판을 이송시키기 어렵기 때문에 이를 보정하기 위해 그립퍼 전후진 구동부(243)가 마련된다.
그립퍼 전후진 구동부(243)는 한 쌍의 사이드 그립퍼(241)가 기판의 양 사이드를 그립핑한 경우, 사이드 그립퍼(241)들을 서로 반대 방향으로 당겨줌으로써 기판이 평평하게 펴질 수 있게끔 한다.
이러한 그립퍼 전후진 구동부(243)는 고정 브래킷(B)에 위치 고정되는 실린더(243a)와, 한 쌍의 사이드 그립퍼(241)와 연결되며, 실린더(243a)의 동작에 의해 전진 또는 후진되는 슬라이딩 블록(243b)과, 고정 브래킷(B)에 마련되며, 슬라이딩 블록(243b)의 슬라이딩 동작을 가이드하는 슬라이딩 레일(243c)을 포함할 수 있다. 한 쌍의 사이드 그립퍼(241)가 실린더(243a)에 연결되기 때문에 실린더(243a)를 구동시키면 사이드 그립퍼(241)들이 서로 반대 방향으로 이동될 수 있고, 이로 인해 기판이 평평하게 펴질 수 있다.
다만, 기판의 양 사이드를 단순히 당기면 당기는 힘에 의해 기판에 피로 파괴가 발생될 소지가 있다. 따라서 피로 파괴가 일어나지 전까지만 기판을 당겨 평평한 상태가 되도록 하는 것이 무엇보다도 중용하다.
이를 위해, 그립퍼 전후진 구동부(243)에는 기판의 피로 파괴를 방지하는 피로 파괴 방지부(243d)가 마련된다. 본 실시예에서 피로 파괴 방지부(243d)는 상기 슬라이딩 블록(243b) 내에 마련되는 비틀림 코일 압축스프링(243d)으로 적용된다.
이때, 비틀림 코일 압축스프링(243d)의 일단부는 슬라이딩 블록(243b) 내의 일측 벽면에 배치되고, 타단부는 실린더(243a)의 로드에 결합되는 스프링 지지용 캡(243e)에 배치될 수 있다. 이에, 실린더(243a)가 일정 거리 구동된 이후에는 비틀림 코일 압축스프링(243d)의 스프링력이 작용하게 됨으로써 기판은 평평하게 펴지는 반면 기판에 피로 파괴는 일어나지 않게 된다.
마지막으로, 기판 인출용 그립핑 유닛(260)은 로딩/언로딩 본체(210)의 일측 단부에 결합되며, 수평구동식 기판 핸들링 유닛(230)에 그립핑된 다수의 기판을 바깥쪽에서부터 하나씩 인출하기 위해 그립핑하는 역할을 한다. 즉 기판 인출용 그립핑 유닛(260)은 수평구동식 기판 핸들링 유닛(230)에 그립핑된 기판을 바깥쪽에서부터 하나씩 인출하기 위해 그립핑한다. 다시 말해, 기판 인출용 그립핑 유닛(260)은 하부의 설비(300,400, 도 2 참조)와 상호작용하여 수평구동식 기판 핸들링 유닛(230)으로부터의 기판이 하부의 설비(300,400)로 전달되도록 하는 중간 매개체의 역할을 한다.
이러한 기판 인출용 그립핑 유닛(260)은 기판의 상단부를 그립핑하는 다수의 기판 상단부 그립퍼(261)와, 다수의 기판 상단부 그립퍼(261)와 연결되어 기판 상단부 그립퍼(261)를 구동시키는 기판 상단부 그립퍼 구동부(262)를 포함한다.
수평구동식 기판 핸들링 유닛(230)의 제2 사이드 그립핑 유닛(231)은 기판의 사이드를 그립핑한 상태이기 때문에 기판을 보다 원활하게 하부의 설비(300,400)로 전달하기 위해서는 기판의 상단부를 그립핑하는 편이 바람직하다. 이를 위해, 기판 인출용 그립핑 유닛(260)의 기판 상단부 그립퍼(261)가 적용되는 것이다.
기판 상단부 그립퍼(261)가 기판의 상단부를 그립핑하면 기판이 평평하게 펴질 수 있기 때문에 하부의 설비(300,400, 도 2 참조)가 기판을 전달받기에 유리하다. 앞서 기술한 것처럼 하부의 설비(300,400, 도 2 참조)는 틸팅(tilting)되면서 기판 상단부 그립퍼(261)에 그립핑된 기판을 전달받는다.
도 15는 비접촉식 기판 틸팅장치의 사시도이고, 도 16은 도 15의 측면도로서 비접촉식 기판 틸팅용 회전유닛의 동작을 도시한 도면이며, 도 17은 도 15의 A 영역의 확대도이고, 도 18은 도 15의 B 영역의 확대도이며, 도 19는 도 15의 C 영역의 확대도이고, 도 20은 비접촉식 모듈의 사시도이며, 도 21은 도 20의 측면도이고, 도 22는 비접촉식 모듈의 기판 부상용 헤드 영역의 개략적인 단면도이다.
도 15 내지 도 22를 참조하면, 본 실시예에 따른 기립형 기판 이송시스템에 적용되는 비접촉식 기판 틸팅장치(300)는 틸팅 본체(310)와, 비접촉식으로 기판을 지지하여 틸팅(tilting)시키는 비접촉식 기판 틸팅용 회전유닛(320)을 포함할 수 있다.
틸팅 본체(310)는 본 실시예에 따른 비접촉식 기판 틸팅장치(300)의 외관 골조를 이룬다. 가로/세로 3미터(m) 내외의 대형 기판을 비롯해서 비접촉식 기판 틸팅용 회전유닛(320)을 회전 가능하게 지지해야 하기 때문에 틸팅 본체(310)는 강성이 우수한 금속 프레임 구조를 가질 수 있다.
본 실시예에 따른 비접촉식 기판 틸팅장치(300)은 앞서도 기술한 것처럼 기립형 기판 이송시스템을 이루는 여러 장치들과 인터페이스 가능하다. 예컨대, 실시예인 도 1 및 도 2에서는 기립형 기판 로딩장치(200b)와 인터페이스되고 있으나 경우에 따라 비접촉식 기판 이송장치(400) 대신에 사용되어 기립형 기판 언로딩장치(200a)와 인터페이스될 수도 있다.
이처럼 본 실시예에 따른 비접촉식 기판 틸팅장치(300)는 기립형 기판 이송시스템을 이루는 여러 장치들과 인터페이스될 수 있어야 하기 때문에 위치 이동이 가능해야 한다. 따라서 틸팅 본체(310)의 하부에는 구름 회전되는 다수의 휠(312, wheel)이 마련된다. 휠(312)의 주변에는 틸팅 본체(310)를 지면에 지지시키는 수단으로서 다수의 푸트(311)가 마련된다.
한편, 비접촉식 기판 틸팅용 회전유닛(320)은 틸팅 본체(310)에 회전 가능하게 결합되며, 비접촉식으로 기판을 틸팅(tilting)시키는 역할을 한다.
즉 도 16의 점선에서 실선처럼 회전되면서 수평상태의 기판을 도 1 및 도 2의 기립형 기판 언로딩장치(200b)로 세워서 전달할 수 있다. 물론, 반대의 동작도 가능하다.
이처럼 기판, 즉 대형 기판을 틸팅시켜 전달하되 특히 기판을 손상 없이 비접촉식으로 틸팅시킬 수 있도록 하기 위해 비접촉식 기판 틸팅용 회전유닛(320)이 적용된다. 이러한 비접촉식 기판 틸팅용 회전유닛(320)은 회전식 유닛 프레임(330)과, 프레임 회전 구동부(340)를 포함할 수 있다.
회전식 유닛 프레임(330)은 상호간 이격되고 나란하게 배치되는 다수의 프레임 바아(331)와, 다수의 프레임 바아(331)와 프레임 회전 구동부(340)를 연결시키는 바아 연결부(332)를 포함할 수 있다. 다수의 비접촉식 모듈(350)은 다수의 프레임 바아(331)에 일정한 간격을 가지고 탑재될 수 있다.
프레임 회전 구동부(340)는 틸팅 본체(310)와 회전식 유닛 프레임(330)에 결합되며, 틸팅 본체(310)에 대해 회전식 유닛 프레임(330)을 회전 구동시키는 역할을 한다.
이러한 프레임 회전 구동부(340)는 회전 구동용 서보모터(341)와, 회전 구동용 서보모터(341)에 연결되며, 회전식 유닛 프레임(330)에 결합되는 회전 샤프트(342)를 포함할 수 있다. 다수의 바아 연결부(332)는 회전 샤프트(342)에 결합될 수 있다. 따라서 회전 샤프트(342)가 회전되면 바아 연결부(332) 역시 동회전될 수 있다.
이에, 회전 구동용 서보모터(341)가 구동되어 회전 샤프트(342)가 일 방향으로 회전되면 회전 샤프트(342)에 결합된 바아 연결부(332)가 회전 샤프트(342)가 함께 회전됨으로써 다수의 비접촉식 모듈(350)이 탑재된 프레임 바아(331)가 도 4의 실선에서 점선, 혹은 점선에서 실선으로 회전될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 비접촉식 기판 틸팅용 회전유닛(320)은 비접촉식으로 기판을 지지하는 다수의 비접촉식 모듈(350)과, 기판의 하단부를 지지하는 기판 지지대(380)를 포함한다. 특히, 다수의 비접촉식 모듈(350)이 적용되기 때문에 기판을 손상 없이 틸팅시킬 수 있다.
이러한 비접촉식 모듈(350)은 회전식 유닛 프레임(330)의 프레임 바아(331)들에 탑재될 수 있다. 프레임 바아(331)들에 탑재되는 비접촉식 모듈(350)의 개수는 틸팅 대상의 기판 사이즈에 대응될 수 있다. 즉 기판의 사이즈가 크면 클수록 비접촉식 모듈(350)의 개수가 많아질 수 있다.
이러한 비접촉식 모듈(350)은 모듈 바디(360)와, 모듈 바디(360)의 일측에 마련되는 기판 부상용 헤드(370)를 포함할 수 있다.
모듈 바디(360)는 프레임 바아(331)들에 탑재되는 부분이며, 그 상부에 배치되는 기판 부상용 헤드(370)를 지지한다. 이러한 모듈 바디(360)는 내부가 빈 박스(box) 타입의 구조물로 적용될 수 있는데, 모듈 바디(360) 내에는 에어(air)가 공급되는 제1 및 제2 에어 라인(361,362, air line)이 배치된다. 제1 및 제2 에어 라인(361,362)은 모듈 바디(360)의 외측에서 컴프레서 등에 연결될 수 있다.
기판 부상용 헤드(370)는 모듈 바디(360)의 일측에 마련되며, 제1 에어 라인(361)을 통해 공급되는 에어를 기판을 향해 분사하여 기판을 비접촉식으로 부상시키는 역할을 한다.
즉 기판 부상용 헤드(370)는 원반 형상의 헤드 바디(371)와, 제1 에어 라인(361)을 통해 공급되는 에어를 기판을 향해 분사하여 기판을 비접촉식으로 부상시키는 기판 부상용 에어 분사구(375)와, 기판 부상용 에어 분사구(375)가 형성되도록 헤드 바디(371)의 내측 중앙 영역에 돌출되게 형성되는 헤드 돌출부(372)를 포함할 수 있다.
이와 같은 기판 부상용 헤드(370)의 구조, 즉 도 22의 단면과 같은 기판 부상용 헤드(370)의 구조로 인해 기판 부상용 에어 분사구(375)를 통해 에어가 넓게 퍼지면서 즉 유연하게 확산되면서 기류를 형성하여 기판 쪽으로 공급될 수 있게 되고, 이러한 에어압에 의해 기판이 비접촉식 모듈(350)로부터 약간 부상된 상태에서 배치될 수 있다.
한편, 기판 부상용 에어 분사구(375)의 바로 위에 배치되는 기판 영역은 에어압에 의해 부상되기에 충분하지만 기판 부상용 에어 분사구(375)와 약간 이격된 위치, 예컨대 헤드 바디(371)의 원주면 영역에는 에어압이 상대적으로 약할 수 있다. 에어압이 상대적으로 약한 헤드 바디(371)의 원주면 영역으로 기판이 처지면서 충돌될 우려가 있다. 이에, 이러한 형상을 방지하기 위해 헤드 바디(371)에는 그 원주 방향을 따라 다수의 서브 에어 분사구(373)가 더 형성된다.
다수의 서브 에어 분사구(373)는 제2 에어 라인(362)을 통해 공급되는 에어가 보조적으로 분사되도록 함으로써 헤드 바디(371)의 상면으로 기판이 충돌되는 것을 저지시킨다.
기판 지지대(380)는 회전식 유닛 프레임(330)의 일측에 마련되며, 회전식 유닛 프레임(330)이 세워질 때 기판의 하단부를 지지하는 역할을 한다. 즉 기판은 비접촉식 모듈(350)들에 의해 부상된 상태를 취하면서 틸팅동작되는데, 기판이 틸팅되는 과정에서 기판의 하단부를 지지하는 수단이 없으면 기판이 하방으로 추락할 수 있다.
따라서 이러한 현상을 예방하기 위해 기판 지지대(380)가 마련된다. 기판 지지대(380)는 지지대 구동부(382)에 의해 해당 위치에서 전후진 구동될 수 있다. 즉 비접촉식 기판 틸팅용 회전유닛(320)이 세워질 때는 기판 지지대(380)가 전진되어 기판의 하단부를 지지하도록 하고, 비접촉식 기판 틸팅용 회전유닛(320)이 수평상태로 누울 때는 기판 지지대(380)가 후진되도록 할 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2를 통해 전술한 것처럼 본 실시예에 따른 비접촉식 기판 틸팅장치(300)가 기판을 틸팅시켜 기립형 기판 로딩장치(200b)로 전달하려 하는 경우, 기판에 대한 센터링(centering)이 잘 되어 있어야만 기립형 기판 로딩장치(200b)가 기판을 정확한 위치로 그립핑할 수 있다.
이를 위해, 본 실시예에 따른 비접촉식 기판 틸팅장치(300)에는 다수의 기판 센터링 모듈(390)이 마련된다. 기판 센터링 모듈(390)은 틸팅 본체(310)의 둘레 방향을 따라 결합되며, 회전식 유닛 프레임(330) 상에 비접촉식으로 로딩되는 기판을 센터링하는 역할을 한다.
기판 센터링 모듈(390)은 틸팅 본체(310)에 결합되는 모듈 프레임(391)과, 기판의 측면에 접촉되는 접촉롤러(392)를 구비하는 다수의 롤러 지지대(393)와, 다수의 롤러 지지대(393)를 연결하는 지지대 연결부(394)와, 모듈 프레임(391)에 결합되며, 지지대 연결부(394)를 전후진 구동시키는 전후진 구동부(395)를 포함할 수 있다. 이에, 기판이 도 16의 실선에서 점선처럼 수평상태로 배치된 경우, 전후진 구동부(395)가 전진되어 접촉롤러(392)들이 기판의 측면을 가압하도록 함으로써, 기판의 센터링을 맞출 수 있으며, 이 상태에서 기판의 이송이 이루어질 수 있다.
도 23은 비접촉식 기판 이송장치의 사시도이고, 도 24는 도 23의 측면도이며, 도 25는 도 23의 요부 확대도이고, 도 26는 비접촉식 기판 부상용 확장후드의 부분 단면 구조도이다.
도 23 내지 도 28을 참조하면, 본 실시예에 따른 기립형 기판 이송시스템에 적용되는 비접촉식 기판 이송장치(400)는 이송장치 본체(410)와, 이송장치 본체(410) 상에 마련되어 비접촉식으로 기판을 부상시키는 비접촉식 기판 부상용 확장후드(490)와, 기판을 이송시키는 기판 이송모듈(416)을 포함할 수 있다.
뿐만 아니라 본 실시예에 따른 비접촉식 기판 이송장치(400)는 비접촉식 기판 틸팅용 회전유닛(420)을 더 포함하고 있기 때문에 기립형 기판 언로딩장치(200a)와 상호작용하여 세워진 기판을 수평상태로 틸팅시키는 동작을 수행할 수 있다. 특히, 기판을 틸팅시킬 때에도 비접촉식 방식이 적용되기 때문에 기판에 전혀 손상을 주지 않고 작업할 수 있다.
이송장치 본체(410)는 본 실시예에 따른 접촉식 기판 이송장치(400)의 외관 골조를 이룬다. 이송장치 본체(410)는 메인 본체(410a)와, 기판 이송모듈(416)이 지지되며, 메인 본체(410a) 상에 배치되는 서브 본체(410b)를 포함할 수 있다. 이송장치 본체(410)의 하부, 즉 메인 본체(410a)에는 구름 회전되는 다수의 휠(412, wheel)이 마련된다. 휠(412)의 주변에는 이송장치 본체(410)를 지면에 지지시키는 수단으로서 다수의 푸트(411)가 마련된다.
비접촉식 기판 부상용 확장후드(490)는 이송장치 본체(410)에 마련되며, 비접촉식으로 기판을 부상시키는 역할을 한다. 이러한 비접촉식 기판 부상용 확장후드(490)는 기판을 부상시키기 위한 공기를 분사하는 공기분사모듈(498)의 상부에 결합되며, 공기분사모듈(498)로부터의 공기(기판 부사용 공기)를 제공받아 이를 확산시킴으로써 상부의 기판이 부상될 수 있도록 한다.
본 실시예에서 다수의 비접촉식 기판 부상용 확장후드(490)는 이송장치 본체(410) 상에서 다수 개가 상호간 이격간격(S)을 두고 배치된다. 본 실시예처럼 비접촉식 기판 부상용 확장후드(490)들이 이격간격(S)을 두고 다수 개 배치될 경우, 비접촉식 기판 틸팅용 회전유닛(420)이 실선에서 점선처럼 회전될 때, 회전식 유닛 프레임(430)을 이루는 프레임 바아(431)가 비접촉식 기판 부상용 확장후드(490)들 사이의 이격간격(S) 내로 배치될 수 있다. 따라서 비접촉식 기판 틸팅용 회전유닛(420)와의 간섭을 배제시킬 수 있다.
참고로, 다수의 비접촉식 기판 부상용 확장후드(490)들 중에서 기판 이송모듈(416)에 이웃된 비접촉식 기판 부상용 확장후드(490)의 형상이 다른 것들과 약간 상이하지만 이는 제한된 공간에 비접촉식 기판 부상용 확장후드(490)를 배치하기 위해 불가피하게 부피를 줄인 것일 뿐 그 구조와 기능은 동일하다. 따라서 도면에 도시된 모든 비접촉식 기판 부상용 확장후드(490)들에 동일한 참조부호를 부여한다.
본 실시예에 적용되는 비접촉식 기판 부상용 확장후드(490)는 동일한 단면적을 갖는 메인 덕트(491, main duct)와, 메인 덕트(491)의 상단부에 연결되되 판면에 다수의 공기분사공(492a)이 형성되는 확장 덕트(492)를 포함한다.
메인 덕트(491)가 사각단면의 덕트인 반면, 확장 덕트(492)는 메인 덕트(491)의 상단부에 연결되되 상부로 갈수록 단면적이 점진적으로 커지게 확장된다. 따라서 공기분사모듈(498)에서 발생되는 공기가 메인 덕트(491) 및 확장 덕트(492)를 거쳐 공기분사공(492a)들을 통해 외부로 분사되는 과정에서 공기의 확산 현상이 발생될 수 있기 때문에 간단한 구조이지만 기판을 부상시키는 데에 탁월한 효과를 제공할 수 있다.
한편, 비접촉식 기판 부상용 확장후드(490)에는 도피용 그루브(493)가 마련된다. 도피용 그루브(493)는 확장 덕트(492)의 중앙 영역에 함몰되게 형성되는데, 이러한 도피용 그루브(493)를 통해 기판을 핸들링하는 포크 장치(미도시)의 포크(fork)가 출입되거나 도피될 수 있다. 도피용 그루브(493)에도 공기분사공(492a)들이 형성된다.
비접촉식 기판 부상용 확장후드(490)의 주변에는 기판의 유무를 감지하는 기판 감지센서(413)가 마련된다. 기판 감지센서(413)는 기판의 유무를 감지해서 비접촉식 기판 부상용 확장후드(490)를 통해 공기가 분사되거나 혹은 공기의 분사가 정지되도록 컨트롤하는 신호를 컨트롤러(미도시)로 전송할 수 있다.
기판 이송모듈(416)은 비접촉식 기판 부상용 확장후드(490)에 이웃되게 이송장치 본체(410)에 마련되며, 비접촉식 기판 부상용 확장후드(490) 상에서 부상된 기판을 이송시키는 역할을 한다. 특히, 기판 이송모듈(416)은 추후에 제거될 수 있는 자투리 부분인 기판의 양 사이드(side)에만 국부적으로 접촉되어 기판을 이송시킨다. 물론, 기판이 전체적으로 부상된 상태이기 때문에 기판 이송모듈(416)이 기판의 양 사이드만을 강제로 이송시키더라도 이송의 효율은 우수해질 수 있다.
이러한 기판 이송모듈(416)은 기판의 측면에 회전 가능하게 접촉되어 기판을 회전 이송시키는 다수의 회전 롤러(416a)와, 다수의 회전 롤러(416a)와 연결되고 다수의 회전 롤러(416a)를 회전 구동시키는 롤러 회전 구동부(416b)를 포함한다.
전술한 것처럼 회전 롤러(416a)들은 추후에 제거될 수 있는 자투리 부분인 기판의 양 사이드에만 국부적으로 접촉되어 기판을 이송시킬 수 있다. 롤러 회전 구동부(416b)는 모터를 포함할 수 있는데, 회전 롤러(416a)들 모두를 한 번에 함께 구동시킬 수도 있고, 아니면 개별 구동시킬 수도 있다. 롤러 회전 구동부(416b)는 보호 케이스(416d)에 의해 보호될 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2의 시스템에서 비접촉식 기판 이송장치(400)에 의해 수평상태로 배치된 기판이 기판 이송 컨베이어(500)를 따라 다른 공정으로 이송될 때는 기판이 비뚤어지지 않게 잘 센터링이 된 상태로 이송되어야 한다. 이를 위해, 회전 롤러(416a)들 사이에는 기판의 이송 방향을 가이드하는 다수의 가이드 롤러(416c)가 마련된다. 가이드 롤러(416c)는 회전 롤러(416a)와 달리 기판의 양 사이드 단부면에 회전 가능하게 지지될 수 있다.
마지막으로, 비접촉식 기판 틸팅용 회전유닛(420)은 이송장치 본체(410)에 회전 가능하게 결합되며, 비접촉식으로 기판을 지지하여 틸팅(tilting)시키는 역할을 한다.
즉 도 24의 실선에서 점선처럼 회전되면서 기립상태의 기판을 틸팅시켜 수평상태로 배치할 수 배치시킬 수 있다. 물론, 반대의 동작도 가능하다.
이처럼 기판, 즉 대형 기판을 틸팅시켜 전달하되 특히 기판을 손상 없이 비접촉식으로 틸팅시킬 수 있도록 하기 위해 비접촉식 기판 틸팅용 회전유닛(420)이 적용된다. 이러한 비접촉식 기판 틸팅용 회전유닛(420)에 대한 구조와 설명은 전술한 비접촉식 기판 틸팅장치(300, 도 15 내지 도 22 참조)의 설명으로 대체한다.
이상 설명한 바와 같은 구조와 작용을 갖는 본 실시예에 따르면, 기판을 세워서 이송시킬 수 있기 때문에 기판의 처짐 문제, 대형 기판의 이송을 위한 장치 적용의 한계 문제, 장치의 풋 프린트(foot print) 증가 문제 등 기존의 수평형 기판 이송시스템을 적용함에 따라 발생 가능한 다양한 문제를 효과적으로 해소할 수 있으며, 무엇보다도 효율적인 구조를 통해 기판을 안정적으로 이송시킬 수 있음은 물론 물동량 처리효율에 전혀 지장을 초래하지 않아 실질적인 설비 적용이 가능해질 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 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 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100 : 기립형 기판 이송장치 200 : 기립형 기판 로딩/언로딩장치
300 : 비접촉식 기판 틸팅장치 400 : 비접촉식 기판 이송장치
500 : 기판 이송 컨베이어 600 : 포크 로더

Claims (22)

  1. 기판을 세워진 상태로 그립핑(gripping)하여 원하는 장소로 이송시키는 기립형 기판 이송장치; 및
    상기 기립형 기판 이송장치에서 세워진 기판을 받아 하부의 설비로 언로딩(unloading)시키거나 상기 하부의 설비에서 공급되는 기판을 세워진 상태로 상기 기립형 기판 이송장치로 로딩(loading)시키는 기립형 기판 로딩/언로딩장치를 포함하며,
    상기 기립형 기판 이송장치는,
    궤도를 따라 주행되는 주행 유닛;
    상기 주행 유닛과 연결되며, 상기 주행 유닛과 함께 주행되는 이송 본체; 및
    상기 이송 본체에 마련되며, 이송대상의 기판을 세워진 상태로 그립핑하는 기립형 기판 그립핑부;
    상기 이송 본체의 일측에 연결되며, 상기 기판의 이송 중에 상기 기판의 과도한 흔들림을 저지시키는 다수의 기판 가드(glass guard);
    상기 이송 본체의 일측에 결합되며, 상기 기판이 이송될 때 상기 기판이 받는 공기저항을 감소시키는 공기저항 감소용 커버; 및
    상기 이송 본체의 일측에 마련되며, 상기 기판의 파단 여부 또는 상기 기판의 기울어짐 여부를 감지하는 기판 감지센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 기립형 기판 이송시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기립형 기판 그립핑부는,
    상기 이송 본체의 상부 영역에 결합되는 그립핑 바디; 및
    상기 그립핑 바디에 결합되며, 상기 기판이 세워질 수 있도록 상기 기판의 상단부를 그립핑하는 다수의 기판 상단부 그립핑 유닛을 포함하며,
    상기 기판 상단부 그립핑 유닛은,
    상호간 접근 또는 이격 가능하며, 상호간 접근되면서 상기 기판의 상단부를 그립핑하는 한 쌍의 그립퍼;
    상기 한 쌍의 그립퍼와 연결되며, 상기 한 쌍의 그립퍼를 상호간 접근 또는 이격 가능하게 구동시키는 그립퍼 구동부; 및
    상기 한 쌍의 그립퍼와 상기 그립퍼 구동부에 연결되며, 상기 한 쌍의 그립퍼의 동작을 가이드하는 그립퍼 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 기립형 기판 이송시스템.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기립형 기판 이송장치는 상공의 설비로서 다수 개가 배치되며,
    상기 기립형 기판 로딩/언로딩장치는,
    어느 한 기립형 기판 이송장치에서 세워진 기판을 받아 상기 하부의 설비로 언로딩(unloading)시키는 기립형 기판 언로딩장치; 및
    상기 하부의 설비에서 공급되는 기판을 세워진 상태로 다른 한 기립형 기판 이송장치로 로딩(loading)시키는 기립형 기판 로딩장치를 포함하며,
    상기 기립형 기판 언로딩장치와 상기 기립형 기판 로딩장치는 동일한 것을 특징으로 하는 기립형 기판 이송시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기립형 기판 로딩/언로딩장치는,
    로딩/언로딩 본체; 및
    상기 로딩/언로딩 본체에 업/다운(up/down) 이동 가능하게 마련되며, 상기 기립형 기판 이송장치에서 세워진 기판을 받아 하부의 설비로 언로딩시키거나 상기 하부의 설비에서 공급되는 기판을 세워진 상태로 상기 상공의 설비로 로딩시키는 업/다운식 기판 핸들링 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 기립형 기판 이송시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기립형 기판 로딩/언로딩장치는,
    상기 로딩/언로딩 본체에 결합되되 수평 방향을 따라 상기 업/다운식 기판 핸들링 유닛에 접근 또는 이격 가능하며, 상기 업/다운식 기판 핸들링 유닛으로부터 기판을 전달받거나 상기 업/다운식 기판 핸들링 유닛으로 기판을 전달하는 수평구동식 기판 핸들링 유닛; 및
    상기 로딩/언로딩 본체의 일측 단부에 결합되며, 상기 수평구동식 기판 핸들링 유닛에 그립핑된 기판을 바깥쪽에서부터 하나씩 인출하기 위해 그립핑하는 기판 인출용 그립핑 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기립형 기판 이송시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 업/다운식 기판 핸들링 유닛과 상기 수평구동식 기판 핸들링 유닛 모두는 세워진 기판의 양측 사이드(side)에 배치되어 상기 기판의 사이드를 그립핑(gripping)하는 다수의 사이드 그립핑 유닛을 포함하며,
    상기 업/다운식 기판 핸들링 유닛의 제1 사이드 그립핑 유닛과, 상기 수평구동식 기판 핸들링 유닛의 제2 사이드 그립핑 유닛은 서로 동일한 구조를 가지며 서로 엇갈리게 배치되는 것을 특징으로 하는 기립형 기판 이송시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 사이드 그립핑 유닛과 상기 제2 사이드 그립핑 유닛은,
    상호간 접근 또는 이격 가능하며, 상호간 접근되면서 상기 기판의 사이드를 그립핑하는 한 쌍의 사이드 그립퍼;
    상기 한 쌍의 사이드 그립퍼와 연결되며, 상기 한 쌍의 사이드 그립퍼를 상호간 접근 또는 이격 가능하게 구동시키는 사이드 그립퍼 구동부; 및
    상기 기판을 기준으로 상기 한 쌍의 사이드 그립퍼를 전진 또는 후진시키는 그립퍼 전후진 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기립형 기판 이송시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 그립퍼 전후진 구동부는,
    고정 브래킷에 위치 고정되는 실린더;
    상기 한 쌍의 사이드 그립퍼와 연결되며, 상기 실린더의 동작에 의해 전진 또는 후진되는 슬라이딩 블록;
    상기 고정 브래킷에 마련되며, 상기 슬라이딩 블록의 슬라이딩 동작을 가이드하는 슬라이딩 레일; 및
    상기 기판의 피로 파괴를 방지하는 피로 파괴 방지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기립형 기판 이송시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 기립형 기판 로딩/언로딩장치 중 어느 하나와 상호작용하되 비접촉식으로 기판을 지지하여 틸팅(tilting)시키는 비접촉식 기판 틸팅장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기립형 기판 이송시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기립형 기판 로딩/언로딩장치 중 다른 하나와 상호작용하되 비접촉식으로 기판을 부상시켜 이송시키는 비접촉식 기판 이송장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기립형 기판 이송시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 비접촉식 기판 이송장치는,
    이송장치 본체;
    상기 이송장치 본체에 마련되며, 비접촉식으로 기판을 부상시키는 비접촉식 기판 부상용 확장후드; 및
    상기 비접촉식 기판 부상용 확장후드에 이웃되게 상기 이송장치 본체에 마련되며, 상기 비접촉식 기판 부상용 확장후드 상에서 부상된 기판을 이송시키는 기판 이송모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 기립형 기판 이송시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 비접촉식 기판 부상용 확장후드는 상기 기판을 부상시키기 위한 공기를 분사하는 공기분사모듈의 상부에 결합되되 상기 이송장치 본체 상에서 다수 개가 상호간 이격간격을 두고 배치되며,
    상기 비접촉식 기판 부상용 확장후드는,
    동일한 단면적을 갖는 메인 덕트(main duct);
    상기 메인 덕트의 상단부에 연결되되 상부로 갈수록 단면적이 점진적으로 커지게 확장되며, 판면에 다수의 공기분사공이 형성되는 확장 덕트; 및
    상기 확장 덕트의 중앙 영역에 함몰되게 형성되되 상기 기판을 핸들링하는 포크 장치의 포크(fork)가 도피되는 도피용 그루브를 포함하는 것을 특징으로 하는 기립형 기판 이송시스템.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 비접촉식 기판 틸팅장치와 상기 비접촉식 기판 이송장치는 모두 비접촉식으로 기판을 지지하여 틸팅시키는 비접촉식 기판 틸팅용 회전유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 기립형 기판 이송시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 비접촉식 기판 틸팅용 회전유닛은,
    회전식 유닛 프레임;
    상기 이송장치 본체와 상기 회전식 유닛 프레임에 결합되며, 상기 이송장치 본체에 대해 상기 회전식 유닛 프레임을 회전 구동시키는 프레임 회전 구동부;
    상기 회전식 유닛 프레임 상에 착탈 가능하게 다수 개 결합되며, 비접촉식으로 상기 기판을 지지하는 다수의 비접촉식 모듈; 및
    상기 회전식 유닛 프레임의 일측에 마련되며, 상기 회전식 유닛 프레임이 세워질 때 상기 기판의 하단부를 지지하는 기판 지지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 기립형 기판 이송시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 비접촉식 모듈은,
    상기 회전식 유닛 프레임 상에 결합되되 내부에 에어(air)가 공급되는 제1 및 제2 에어 라인(air line)이 배치되는 모듈 바디; 및
    상기 모듈 바디의 일측에 마련되며, 상기 제1 에어 라인을 통해 공급되는 에어를 상기 기판을 향해 분사하여 상기 기판을 부상시키는 기판 부상용 에어 분사구를 구비하는 기판 부상용 헤드를 포함하며,
    상기 기판 부상용 헤드는,
    원반 형상을 가지며, 원주 방향을 따라 형성되되 상기 제2 에어 라인을 통해 공급되는 에어가 분사되어 상기 기판의 충돌을 저지시키는 다수의 서브 에어 분사구를 구비하는 헤드 바디; 및
    상기 기판 부상용 에어 분사구가 형성되도록 상기 헤드 바디의 내측 중앙 영역에 돌출되게 형성되는 헤드 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기립형 기판 이송시스템.
  18. 제12항에 있어서,
    레일을 따라 이동되면서 상기 비접촉식 기판 틸팅장치 및 상기 비접촉식 기판 이송장치와 상호작용하여 기판을 전달하는 포크 로더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기립형 기판 이송시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003051528A (ja) * 2001-05-31 2003-02-21 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 基板用搬送装置
JP2005317826A (ja) * 2004-04-30 2005-11-10 Dainippon Printing Co Ltd 縦収納型カセット及びそれを備えた基板収納システム

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