KR101897981B1 - 기판 이송시스템 - Google Patents

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Abstract

기판 이송시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 기판 이송시스템은, 증착 공정이 수행되는 공정 챔버(process chamber)를 구비하는 챔버 셀(cell)들에 연결되며 내부를 진공 상태로 형성하는 이송 챔버와, 이송 챔버에 연결되며 기판을 지지하고 기판을 이송 챔버의 내부에서 이동시키는 기판 이송유닛과, 이송 챔버에 연결되며 기판 이송유닛으로부터 기판을 전달받아 기판을 지지하며 전달받은 기판을 회전시키는 기판 회전유닛과, 이송 챔버에 연결되며기 기판 회전유닛에 지지된 기판을 검사하는 기판 검사유닛을 포함한다.

Description

기판 이송시스템{A GLASS TRANSFERRING SYSTEM}
본 발명은, 기판 이송시스템에 관한 것에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증착공정을 위해 기판을 이송하는 기판 이송시스템에 관한 것이다.
정보 통신 기술의 비약적인 발전과 시장의 팽창에 따라 디스플레이 소자로 평판표시소자(Flat Panel Display)가 각광 받고 있다.
이러한 평판표시소자에는 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이장치(Plasma Display Panel), 유기발광다이오드 디스플레이(Organic Light Emitting Diode Display ) 등이 있다.
이 중에서 유기발광다이오드 디스플레이(OLED display)는, 빠른 응답속도, 기존의 액정표시장치(LCD)보다 낮은 소비 전력, 경량성, 별도의 백라이트(back light) 장치가 필요 없어서 초박형으로 만들 수 있는 점, 고휘도 등의 매우 좋은 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이 소자로 각광받고 있다.
유기발광다이오드 디스플레이(OLED display)는 구동방식에 따라 수동형인 PMOLED와 능동형인 AMOLED로 나눌 수 있다. 특히 AMOLED는 자발광형 디스플레이로서 기존의 디스플레이보다 응답속도가 빠르며, 색감도 자연스럽고 전력 소모가 적다는 장점이 있다. 또한 AMOLED는 기판이 아닌 필름(Film) 등에 적용하면 플렉시블 디스플레이(Flexible Display)의 기술을 구현할 수 있게 된다.
이러한 유기발광다이오드 디스플레이(OLED display)는 패턴(Pattern) 형성 공정, 유기박막 증착 공정, 에칭 공정, 봉지 공정, 그리고 유기박막이 증착된 기판과 봉지 공정을 거친 기판을 붙이는 합착 공정 등을 통해 제품으로 생산될 수 있다.
이러한 유기발광다이오드 디스플레이(OLED display)에 사용되는 유기전계발광소자는 기판 위에 양극 막, 유기 박막, 음극 막을 순서대로 입히고, 양극과 음극 사이에 전압을 걸어줌으로써 적당한 에너지의 차이가 유기 박막에 형성되어 스스로 발광하는 원리이다.
다시 말해, 주입되는 전자와 정공(hole)이 재결합하며, 남는 여기 에너지가 빛으로 발생되는 것이다. 이때 유기 물질의 도펀트의 양에 따라 발생하는 빛의 파장을 조절할 수 있으므로 풀 칼라(full color)의 구현이 가능하다.
도 1은 유기전계발광소자의 구조도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 유기전계발광소자는 기판 상에 애노드(anode), 정공 주입층(hole injection layer), 정공 운송층(hole transfer layer), 발광층(emitting layer), 정공 방지층(hole blocking layer), 전자 운송층(electron transfer layer), 전자 주입층(electron injection layer), 캐소드(cathode) 등의 막이 순서대로 적층되어 형성된다.
이러한 구조에서 애노드로는 면 저항이 작고 투과성이 좋은 ITO(Indium Tin Oxide)가 주로 사용된다. 그리고 유기 박막은 발광 효율을 높이기 위하여 정공 주입층, 정공 운송층, 발광층, 정공 방지층, 전자 운송층, 전자 주입층의 다층으로 구성된다. 발광층으로 사용되는 유기물질은 Alq3, TPD, PBD, m-MTDATA, TCTA 등이 있다.
캐소드로는 LiF-Al 금속막이 사용된다. 그리고 유기 박막이 공기 중의 수분과 산소에 매우 약하므로 소자의 수명(life time)을 증가시키기 위해 봉합하는 봉지막이 최상부에 형성된다.
도 1에 도시된 유기전계발광소자를 다시 간략하게 정리하면, 유기전계발광소자는 애노드, 캐소드, 그리고 애노드와 캐소드 사이에 개재된 발광층을 포함하며, 구동 시 정공은 애노드로부터 발광층 내로 주입되고, 전자는 캐소드로부터 발광층 내로 주입된다. 발광층 내로 주입된 정공과 전자는 발광층에서 결합하여 엑시톤(exciton)을 생성하고, 이러한 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 전이하면서 빛을 방출하게 된다.
이러한 유기전계발광소자는 구현하는 색상에 따라 단색 또는 풀 칼라(full color) 유기전계발광소자로 구분될 수 있는데, 풀 칼라 유기전계발광소자는 빛의 삼원색인 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 별로 패터닝된 발광층을 구비함으로써 풀 칼라를 구현한다.
이러한 유기전계발광소자를 제작하기 위해서는 여러 종류의 증착물질이 기판에 증착되는데, 이를 위해 기판은 공정 챔버(process chamber)가 구비된 증착 셀(cell)들 사이에서 이송된다.
종래에 이러한 증착 셀들 사이에서 기판을 이송을 위해 별도의 이송대차 또는 이송 로봇 등을 사용하였는데, 이러한 방식의 기판 이송의 경우 이송시간이 길어지는 문제점이 있었다.
또한, 여러 증착 공정을 수행하는 과정에서 기판에 대한 파손여부에 대한 검사가 수행되는데, 종래에는 기판들을 일정한 검사장소에 집합시킨 후 기판의 파손 여부를 검사하였는데, 이러한 종래방식의 경우 실시간으로 기판의 파손여부를 확인하기 어렵고 검사장소로 기판들을 집합시키는 별도의 시간이 필요해 기판 검사에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2013-0048466호, (2013.05.10.)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 공정 챔버가 구비된 증착 셀들 사이에서 기판을 이송하며 기판을 이송하는 과정에서 기판에 대한 검사를 수행할 수 있는 기판 이송시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 증착 공정이 수행되는 공정 챔버(process chamber)를 구비하는 챔버 셀(cell)들에 연결되며, 내부를 진공 상태로 형성하는 이송 챔버; 상기 이송 챔버에 연결되며, 기판을 지지하고 상기 기판을 상기 이송 챔버의 내부에서 이동시키는 기판 이송유닛; 상기 이송 챔버에 연결되며, 상기 기판 이송유닛으로부터 상기 기판을 전달받아 상기 기판을 지지하며, 전달받은 상기 기판을 회전시키는 기판 회전유닛; 및 상기 이송 챔버에 연결되며, 상기 기판 회전유닛에 지지된 상기 기판을 검사하는 기판 검사유닛을 포함하는 기판 이송시스템이 제공될 수 있다.
상기 기판 이송유닛은, 상기 기판을 지지하며, 상기 이송 챔버의 내부에서 이동되는 기판 이송모듈; 상기 기판 이송모듈에 연결되며, 상기 기판 이송모듈의 이동을 가이드하는 이송용 가이드모듈; 및 상기 기판 이송모듈에 연결되며, 상기 기판 이송모듈을 이동시키는 이송용 구동모듈을 포함할 수 있다.
상기 기판 이송모듈은, 상기 이송용 가이드모듈과 상기 이송용 구동모듈에 연결되는 셔틀 본체부; 및 상기 셔틀 본체부에 연결되며, 상호 이격되어 배치되어 상기 기판을 지지하는 셔틀 핑거부를 포함할 수 있다.
상기 이송용 가이드모듈은, 상기 이송 챔버의 내벽에 지지되는 베이스부; 상기 베이스부에 결합되며, 상기 기판 이송모듈이 슬라이딩 이동가능하게 연결되는 레일부; 및 상기 베이스부와 상기 이송 챔버의 내벽 사이에 배치되어 상기 베이스부와 상기 이송 챔버를 연결하며, 상기 기판 이송모듈의 이동과정에서 발생되는 진동을 흡수하는 방진부를 포함할 수 있다.
상기 방진부는, 상기 베이스부에 연결되는 상부 플레이트; 상기 이송 챔버의 내벽에 연결되는 하부 플레이트; 및 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트 사이에 배치되는 방진부재를 포함할 수 있다.
상기 이송용 구동모듈은,상기 기판 이송모듈에 결합되는 이송용 이동너트부; 상기 이송용 이동너트부에 치합되는 이송용 볼 스크류부; 및 상기 이송용 볼 스크류부에 연결되며 상기 이송용 볼 스크류부를 회전시키는 이송용 회전 구동부를 포함할 수 있다.
상기 이송용 회전 구동부는, 상기 이송 챔버의 외부에 배치되며, 상기 이송용 볼 스크류부에 회전동력을 공급하는 이송용 서보모터; 및 상기 이송 챔버의 외벽에 결합되며, 상기 이송 챔버의 외벽을 관통하고 상기 이송용 서보모터의 상기 회전동력을 상기 이송용 볼 스크류부에 전달하는 이송동력 전달용 회전축이 회전 가능하게 연결되고, 외부의 공기가 상기 이송 챔버의 내부로 유입되는 것을 방지는 이송용 피드스루부를 포함할 수 있다.
상기 기판 회전유닛은, 상기 기판을 지지하며, 상기 이송 챔버의 내부에서 회전되는 회전모듈; 상기 회전모듈에 연결되며, 상기 회전모듈을 업/다운(up/down) 이동시키는 승강 구동모듈; 및 상기 회전모듈에 연결되며 상기 회전모듈을 회전시키는 회전 구동모듈을 포함할 수 있다.
상기 회전모듈은, 상기 회전 구동모듈과 상기 승강 구동모듈에 연결되는 회전모듈 본체부; 및 상기 회전모듈 본체부에 연결되며, 상호 이격되어 배치되어 상기 기판을 지지하는 회전모듈 핑거부를 포함할 수 있다.
상기 승강 구동모듈은, 상기 이송 챔버의 외벽을 관통하여 상기 회전모듈에 결합되고 상기 이송 챔버의 외벽에 업/다운(up/down) 이동 가능하게 연결되는 승강관을 구비하는 승강부; 상기 승강부에 연결되며, 상기 승강부의 이동을 가이드하는 승강 가이드부; 및 상기 승강부에 연결되며, 상기 승강부를 이동시키는 승강 구동부를 포함할 수 있다.
상기 승강 가이드부는, 상기 이송 챔버에 연결되는 가이드 프레임부; 상기 가이드 프레임부에 지지되는 가이드 샤프트; 및 상기 가이드 샤프트에 슬라이딩 이동 가능하게 연결되며, 상기 승강부가 결합되는 볼 부쉬를 포함할 수 있다.
상기 회전 구동모듈은, 상기 승강관의 내부를 관통하여 상기 회전모듈에 결합되는 회전축; 및 상기 승강부에 지지되며, 상기 회전축을 회전시키는 회전모듈용 회전 구동부를 포함할 수 있다.
상기 기판 검사유닛은, 상기 이송 챔버의 외부에 배치되며, 상기 이송 챔버의 외벽에 마련된 챔버 윈도우를 통해 상기 이송 챔버 내부에 배치된 상기 기판을 검사하는 비전모듈; 및 상기 이송 챔버에 지지되며, 상기 비전모듈을 이동시키는 검사용 이동모듈을 포함할 수 있다.
상기 검사용 이동모듈은, 상기 비전모듈이 결합된 이동 브라켓부; 상기 이동 브라켓부가 결합된 엘엠 블록; 상기 엘엠 블록의 이동을 안내하는 엘엠 가이드; 및 상기 엘엠 블록을 이동시키는 엘엠 구동부를 포함할 수 있다.
상기 챔버 윈도우는 한 쌍으로 마련되며 상호 이격되어 배치되며, 상기 이송 챔버의 외벽에 결합되고 상기 한 쌍의 챔버 윈도우 사이에 배치되며, 상기 이송 챔버 외벽의 강성을 보강하는 강성 보강부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 기판을 이송 챔버의 내부에서 이동시키는 기판 이송유닛과 기판이송유닛으로부터 기판을 전달받은 기판을 회전시키는 기판 회전유닛과 기판 회전유닛에 지지된 기판을 검사하는 기판 검사유닛을 구비함으로써, 기판을 챔버 셀(cell)들 사이에서 기판을 이송하는 과정에서 기판에 대한 검사를 수행할 수 있고, 그에 따라 기판의 이송과 기판의 검사를 동시에 수행할 수 있어 생산 택타임을 줄여 생산성을 높일 수 있는 이점이 있다.
도 1은 유기전계발광소자의 구조도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송시스템이 도시된 도면이다.
도 3은 도 2의 도 1의 이송 챔버의 내부가 도시된 도면이다.
도 4는 도 3의 기판 이송유닛이 도시된 도면이다.
도 5는 도 4의 방진부가 도시된 도면이다.
도 6은 도 5의 A-A선에 따른 단면이 도시된 도면이다.
도 7은 도 2의 기판 회전유닛이 도시된 도면이다.
도 8은 도 2의 기판 검사유닛이 도시된 도면이다.
도 9는 도 2의 강성 보강부가 도시된 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
한편, 이하에서 기술되는 기판은 유기발광다이오드 디스플레이(OLED display)용 유리기판일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송시스템이 도시된 도면이고, 도 3은 도 2의 도 1의 이송 챔버의 내부가 도시된 도면이며, 도 4는 도 3의 기판 이송유닛이 도시된 도면이고, 도 5는 도 4의 방진부가 도시된 도면이며, 도 6은 도 5의 A-A선에 따른 단면이 도시된 도면이고, 도 7은 도 2의 기판 회전유닛이 도시된 도면이며, 도 8은 도 2의 기판 검사유닛이 도시된 도면이고, 도 9는 도 2의 강성 보강부가 도시된 도면이다.
도 2 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 기판 이송시스템은, 증착 공정이 수행되는 공정 챔버(process chamber, 미도시)를 구비하는 챔버 셀(cell, 미도시)들에 연결되며 내부를 진공 상태로 형성하는 이송 챔버(100)와, 기판을 지지하고 기판을 이송 챔버(100)의 내부에서 이동시키는 기판 이송유닛(200)과, 기판 이송유닛(200)으로부터 기판을 전달받은 기판을 회전시키는 기판 회전유닛(300)과, 기판 회전유닛(300)에 지지된 기판을 검사하는 기판 검사유닛(400)을 포함한다.
이러한 기판을 이송 챔버(100)의 내부에서 이동시키는 기판 이송유닛(200)과 기판 이송유닛(200)으로부터 기판을 전달받은 기판을 회전시키는 기판 회전유닛(300)과 기판 회전유닛(300)에 지지된 기판을 검사하는 기판 검사유닛(400)을 구비함으로써, 기판을 챔버 셀(미도시)들 사이에서 기판을 이송하는 과정에서 기판에 대한 검사를 수행할 수 있고, 그에 따라 기판의 이송과 기판의 검사를 동시에 수행할 수 있어 생산 택타임을 줄여 생산성을 높일 수 있는 이점이 있다.
이송 챔버(100)는 증착 공정이 수행되는 공정 챔버(미도시)를 구비하는 챔버 셀(미도시)들 사이에 배치되어 챔버 셀(미도시)들을 연결한다. 기판은 이송 챔버(100)를 통해 어느 챔버 셀(미도시)에서 다른 챔버 셀(미도시)로 이동된다.
이송 챔버(100)는, 도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이, 박스(box)형 구조물로 형성된다. 이러한 이송 챔버(100)의 내부는 미리 결정된 진공압력으로 유지된다. 따라서 이송 챔버(100)에는 내부를 진공 분위기로 변화시키기 위한 수단들이 마련된다. 설명의 편의를 위해 이송 챔버(100)의 내부를 진공 상태로 유지하는데 사용되는 진공 기구들에 대한 자세한 설명은 생략한다.
본 실시예의 이송 챔버(100)의 상측벽에는, 도 8에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 챔버 윈도우(110)가 마련된다. 이러한 챔버 윈도우(110)는 기판 검사유닛(400)이 기판의 상태를 검사할 수 있는 견시창 역할을 한다.
이렇게 챔버 윈도우(110)가 배치되는 이송 챔버(100)의 상측벽은 강성이 약화되고, 내부를 진공으로 유지해야 하는 이송 챔버(100)의 구조 상 강성이 약한 이송 챔버(100)에 상측벽에 파손이 발생될 수 있다.
이러한 이송 챔버(100)의 상측벽의 강성을 보강하기 위해, 본 실시예에 따른 기판 이송시스템의 이송 챔버(100)에는, 이송 챔버(100)의 외벽에 결합되고 한 쌍의 챔버 윈도우(110) 사이에 배치되어 이송 챔버(100) 외벽의 굽힘강성을 보강하는 강성 보강부(500)가 마련된다.
이러한 강성 보강부(500)는, 도 2, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 이송 챔버(100)의 길이 방향으로 길게 연장되며 상호 이격되어 배치되는 복수의 제1 리브(510)와, 제1 리브(510)에 연결되며 이송 챔버(100)의 폭 방향으로 길게 연장되며 상호 이격되어 배치되는 복수의 제2 리브(520)를 포함하다.
또한, 본 실시예의 이송 챔버(100)에는 기판이 출입되는 게이트부(120)가 마련된다.
한편, 기판 이송유닛(200)은 이송 챔버(100)에 연결된다. 이러한 기판 이송유닛(200)은, 기판을 지지하고 기판을 이송 챔버(100)의 내부에서 이동시킨다.
본 실시예의 기판 이송유닛(200)은, 도 3 및 도 4에 자세히 도시된 바와 같이, 기판을 지지하며 이송 챔버(100)의 내부에서 이동되는 기판 이송모듈(210)과, 기판 이송모듈(210)에 연결되며 기판 이송모듈(210)의 이동을 가이드하는 이송용 가이드모듈(220)과, 기판 이송모듈(210)에 연결되며 기판 이송모듈(210)을 이동시키는 이송용 구동모듈(230)을 포함한다.
기판 이송모듈(210)은 기판을 지지한다. 이러한 기판 이송모듈(210)은 이송 챔버(100)의 내부에서 이동된다. 본 실시예에 따른 기판 이송모듈(210)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 이송용 가이드모듈(220)과 이송용 구동모듈(230)에 연결되는 셔틀 본체부(211)와, 셔틀 본체부(211)에 연결되며 상호 이격되어 배치되어 기판을 지지하는 셔틀 핑거부(212)를 포함한다.
이송용 가이드모듈(220)은 기판 이송모듈(210)에 연결된다. 이러한 이송용 가이드모듈(220)은 기판 이송모듈(210)의 이동을 가이드한다. 본 실시예에 따른 이송용 가이드모듈(220)은, 이송 챔버(100)의 내벽에 지지되는 베이스부(221)와, 베이스부(221)에 결합되며 기판 이송모듈(210)이 슬라이딩 이동가능하게 연결되는 레일부(222)와, 베이스부(221)와 이송 챔버(100)의 내벽 사이에 배치되어 베이스부(221)와 이송 챔버(100)를 연결하며, 기판 이송모듈(210)의 이동과정에서 발생되는 진동을 흡수하는 방진부(223)를 포함한다.
베이스부(221)는 이송 챔버(100)의 내벽에 마련되는 고정용 지지대(130)에 지지된다.
본 실시예에서 레일부(222)는 한 쌍으로 마련된다. 이러한 한 쌍의 레일부(222)는 상호 이격되어 배치된다. 이러한 레일부(222)는 베이스부(221)에 결합되며 셔틀 본체부(211)에 슬라이딩 이동가능하게 연결된다.
방진부(223)는 베이스부(221)와 고정용 지지대(130) 사이에 배치되어 베이스부(221)와 이송 챔버(100)를 연결한다. 이러한 방진부(223)는 기판 이송모듈(210)의 이동과정에서 발생되는 진동을 흡수한다.
본 실시예의 방진부(223)는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 베이스부(221)에 연결되는 상부 플레이트(225)와, 이송 챔버(100)의 내벽에 연결되는 하부 플레이트(226)와, 상부 플레이트(225)와 하부 플레이트(226) 사이에 배치되는 방진부재(227)를 포함한다.
이와 같이 본 실시예에 따른 기판 이송시스템은, 기판 이송모듈(210)의 이동과정에서 발생되는 진동을 흡수하는 방진부(223)를 구비함으로써, 기판 이송모듈(210)의 이동과정에서 발생되는 진동이 기판 검사유닛(400) 등에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있고, 그에 따라 기판 검사의 정확도를 높일 수 있다.
한편, 이송용 구동모듈(230)은 기판 이송모듈(210)에 연결된다. 이러한 이송용 구동모듈(230)은 기판 이송모듈(210)을 이동시킨다. 본 실시예에서 이송용 구동모듈(230)은, 셔틀 본체부(211)에 결합되는 이송용 이동너트부(미도시)와, 이송용 이동너트부(미도시)에 치합되는 이송용 볼 스크류부(232)와, 이송용 볼 스크류부(232)에 연결되며 이송용 볼 스크류부(232)를 회전시키는 이송용 회전 구동부(233)를 포함한다.
이송용 회전 구동부(233)는 이송용 볼 스크류부(232)에 연결된다. 이러한 이송용 회전 구동부(233)는 이송용 볼 스크류부(232)를 회전시킨다. 본 실시예에 따른 이송용 회전 구동부(233)는, 이송 챔버(100)의 외부에 배치되며 이송용 볼 스크류부(232)에 회전동력을 공급하는 이송용 서보모터(234)와, 이송 챔버(100)의 외벽에 결합되며, 이송 챔버(100)의 외벽을 관통하고 이송용 서보모터(234)의 회전동력을 이송용 볼 스크류부(232)에 전달하는 이송동력 전달용 회전축(235)이 회전 가능하게 연결되고, 외부의 공기가 이송 챔버(100)의 내부로 유입되는 것을 방지는 이송용 피드스루부(236)를 포함한다.
이송용 서보모터(234)는 이송 챔버(100)의 외부에 배치된다. 이러한 이송용 서보모터(234)는 이송용 볼 스크류부(232)에 회전동력을 공급한다.
이송용 피드스루부(236)는 이송 챔버(100)의 측벽에 지지된다. 이러한 이송용 피드스루부(236)에는 이송동력 전달용 회전축(235)이 회전 가능하게 연결된다. 본 실시예의 이송용 피드스루부(236)는 이송동력 전달용 회전축(235)이 관통한 이송 챔버(100)의 측벽 부위에 배치되어 외부 공기가 이송 챔버(100) 내부로 유입되는 것을 방지한다.
이송용 피드스루부(236)는, 이송 챔버(100)의 측벽에 결합되며 이송동력 전달용 회전축(235)이 회전가능하게 연결되는 이송용 밀봉몸체(236a)와, 이송동력 전달용 회전축(235)의 외주면과 이송용 밀봉몸체(236a)의 내주면 사이에 배치되는 자성유체(Magnetic Fluid, 미도시)를 포함한다.
여기서 자성유체(미도시)는 액체 속에 자성분말을 콜로이드 모양으로 안정 분산시킨 다음 침전이나 응집이 생기지 않도록 계면활성제를 첨가한 유체로서, 이러한 자성유체(미도시)가 이송용 밀봉몸체(236a)와 이송동력 전달용 회전축(235) 사이에 오링과 같은 막을 형성함으로써, 이송동력 전달용 회전축(235)의 회전에 의해 외부 공기가 진공 분위기의 이송 챔버(100) 내부로 유입되는 것을 방지한다.
본 실시예에서 이송용 피드스루부(236)에는 자성유체 씰(Magnetic Fluid seal)이 사용되는데, 이에 본 발명의 권리범위가 한정되지 않으며, 진공도를 유지시키는 다양한 밀봉부재가 본 실시예의 이송용 피드스루부(236)로 사용될 수 있다.
한편, 기판 회전유닛(300) 이송 챔버(100)에 연결된다. 이러한 기판 회전유닛(300)은 기판 이송유닛(200)으로부터 기판을 전달받아 기판을 지지하며 전달받은 기판을 회전시킨다.
본 실시예에 따른 기판 회전유닛(300)은, 도 7에 자세히 도시된 바와 같이, 기판을 지지하며 이송 챔버(100)의 내부에서 회전되는 회전모듈(310)과, 회전모듈(310)에 연결되며 회전모듈(310)을 업/다운(up/down) 이동시키는 승강 구동모듈(320)과, 회전모듈(310)에 연결되며 회전모듈(310)을 회전시키는 회전 구동모듈(330)을 포함한다.
회전모듈(310)은 기판을 지지한다. 이러한 회전모듈(310)은 이송 챔버(100)의 내부에서 회전된다. 본 실시예에서 회전모듈(310)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 회전 구동모듈(330)과 승강 구동모듈(320)에 연결되는 회전모듈 본체부(311)와, 회전모듈 본체부(311)에 연결되며 상호 이격되어 배치되어 기판을 지지하는 회전모듈 핑거부(312)를 포함한다.
회전모듈 본체부(311)는, 셔틀 본체부(211)와의 기판 전달과정에서 간섭을 회피되도록 셔틀 본체부(211)가 회전모듈 본체부(311)의 중앙영역에 배치될 수 있는 크기로 마련된다. 즉, 회전모듈 본체부(311)는 셔틀 본체부(211)가 회전모듈 본체부(311)의 중앙영역에 배치된 상태에서 승강 구동모듈(320)에 의해 상승되어 셔틀 본체부(211)로부터 기판을 전달받는다.
물론, 회전모듈 본체부(311)가 기판을 전달받기 위해 회전모듈 본체부(311)는 셔틀 본체부(211)보다 약간 낮은 높이에 배치되어 전달을 준비한다. 셔틀 핑거부(212)들과 회전모듈 핑거부(312)들은 기판의 전달과정에서 서로의 이격공간에 배치되어 간섭되지 않는다.
한편, 승강 구동모듈(320)은 회전모듈(310)에 연결된다. 승강 구동모듈(320)은 회전모듈(310)을 업/다운(up/down) 이동시킨다. 본 실시예에 따른 승강 구동모듈(320)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 이송 챔버(100)의 외벽을 관통하여 회전모듈 본체부(311)에 결합되고 이송 챔버(100)의 외벽에 업/다운(up/down) 이동 가능하게 연결되는 승강관(322)을 구비하는 승강부(321)와, 승강부(321)에 연결되며 승강부(321)의 이동을 가이드하는 승강 가이드부(324)와, 승강부(321)에 연결되며 승강부(321)를 이동시키는 승강 구동부(326)를 포함한다.
승강부(321)는 상하 방향으로 업/다운(up/down) 이동 가능하다. 이러한 승강부(321)에는 이송 챔버(100)의 외벽을 관통하여 회전모듈 본체부(311)에 결합되고 이송 챔버(100)의 외벽에 업/다운(up/down) 이동 가능하게 연결되는 승강관(322)이 마련된다.
승강 가이드부(324)는 승강부(321)에 연결된다. 이러한 승강 가이드부(324)는 승강부(321)의 이동을 가이드한다. 본 실시예에서 승강 가이드부(324)는, 이송 챔버(100)에 연결되는 가이드 프레임부(324a)와, 가이드 프레임부(324a)에 지지되는 가이드 샤프트(324b)와, 가이드 샤프트(324b)에 슬라이딩 이동 가능하게 연결되며 승강부(321)가 결합되는 볼 부쉬(324c)를 포함한다.
가이드 프레임부(324a)는 이송 챔버(100)에 연결되어 이송 챔버(100)에 지지된다. 이러한 가이드 프레임부(324a)는 가이드 샤프트(324b)의 상단부 영역과 하단부 영역에 연결된다.
가이드 샤프트(324b)는 가이드 프레임부(324a)에 결합되어 지지된다. 본 실시예에서 가이드 샤프트(324b)는, 도 7에 도시된 바와 같이 한 쌍으로 마련되어 후술할 승강용 볼 스크류부(326b)를 사이에 두고 상호 이격되어 배치된다.
볼 부쉬(324c)는 가이드 샤프트(324b)에 슬라이딩 이동 가능하게 연결된다. 이러한 볼 부쉬(324c)에는 승강모듈 프레임부가 결합된다. 본 실시예의 볼 부쉬(324c)에는 가이드 샤프트(324b)가 관통되는 관통구(미도시)가 형성되며, 관통구의 내벽에는 복수의 볼(ball) 회전체(미도시)가 회전가능하게 결합된다.
승강 구동부(326)는 승강부(321)에 연결된다. 이러한 승강 구동부(326)는 승강부(321)를 업/다운(up/down) 이동시킨다. 본 실시예에 따른 승강 구동부(326)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 승강부(321)에 결합되는 승강용 이동너트부(326a)와, 승강용 이동너트부(326a)에 치합되는 승강용 볼 스크류부(326b)와, 승강용 볼 스크류부(326b)에 연결되는 승강용 벨트부(326c)와, 승강용 벨트부(326c)에 연결되며 승강용 볼 스크류부(326b)를 회전시키는 승강용 서보모터부(326d)를 포함한다.
한편, 회전 구동모듈(330)은 회전모듈 본체부(311)에 연결된다. 이러한 회전 구동모듈(330)은 회전모듈(310)을 회전시킨다. 본 실시예에서 회전 구동모듈(330)은, 승강관(322)의 내부를 관통하여 회전모듈(310)에 결합되는 회전모듈용 회전축(미도시)과, 승강부(321)에 지지되며 회전모듈용 회전축(미도시)을 회전시키는 회전모듈용 회전 구동부(332)와, 승강관(322)에 연결되며 회전모듈용 회전축(미도시)이 회전 가능하게 연결되고, 외부의 공기가 승강관(322)의 내부로 유입되는 것을 방지하는 회전 구동용 피드스루부(미도시)를 포함한다.
회전모듈용 회전 구동부(332)는, 회전 구동용 서보모터(333)와 회전 구동용 서보모터(333)와 회전모듈용 회전축(미도시)을 연결하는 회전용 벨트부(334)를 포함한다. 본 실시예의 회전 구동용 서보모터(333)는 승강부(321)에 지지된다.
회전 구동용 피드스루부(미도시)는 승강부(321)에 지지되어 승강관(322)에 연결된다. 이러한 회전 구동용 피드스루부(미도시)에는 회전모듈용 회전축(미도시)이 회전 가능하게 연결된다. 본 실시예의 회전 구동용 피드스루부(미도시)는 승강관(322)에 연결되어 외부 공기가 승강관(322)을 통해 이송 챔버(100)의 내부로 유입되는 것을 방지한다.
회전 구동용 피드스루부(미도시)는, 승강부(321)에 결합되고 회전모듈용 회전축(미도시)이 회전가능하게 연결되는 회전용 밀봉몸체(미도시)와, 회전모듈용 회전축(미도시)의 외주면과 회전용 밀봉몸체(미도시)의 내주면 사이에 배치되는 자성유체(Magnetic Fluid, 미도시)를 포함한다.
여기서 자성유체(미도시)는 액체 속에 자성분말을 콜로이드 모양으로 안정 분산시킨 다음 침전이나 응집이 생기지 않도록 계면활성제를 첨가한 유체로서, 이러한 자성유체(미도시)가 회전용 밀봉몸체(미도시)와 회전모듈용 회전축(미도시) 사이에 오링과 같은 막을 형성함으로써, 회전모듈용 회전축(미도시)의 회전에 의해 외부 공기가 승강관(322) 내부로 유입되는 것을 방지한다.
본 실시예에서 회전 구동용 피드스루부(미도시)에는 자성유체 씰(Magnetic Fluid seal)이 사용되는데, 이에 본 발명의 권리범위가 한정되지 않으며, 진공도를 유지시키는 다양한 밀봉부재가 본 실시예의 회전 구동용 피드스루부(미도시)로 사용될 수 있다.
한편, 본 실시예에서 기판 회전유닛(300)에는, 승강부(321)와 이송 챔버(100)에 연결되며 승강관(322)과 이송 챔버(100)가 연결되는 부위를 밀봉하는 벨로우즈(V)가 마련된다.
이러한 벨로우즈(V)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 일단부가 이송 챔버(100)에 결합되고 타단부가 승강부(321)의 외벽에 결합된다. 이러한 벨로우즈(V)의 내부에는 승간관이 배치됨으로써, 승강관(322)과 이송 챔버(100)가 연결되는 부위가 외부공기에 차폐된다.
한편, 기판 검사유닛(400)은 이송 챔버(100)에 연결된다. 이러한 기판 검사유닛(400) 기판 회전유닛(300)에 지지된 기판의 파손 여부를 검사한다.
본 실시예에 따른 기판 검사유닛(400)은, 이송 챔버(100)의 외부에 배치되며 챔버 윈도우(110)를 통해 이송 챔버(100) 내부에 배치된 기판을 검사하는 비전모듈(410)과, 이송 챔버(100)에 지지되며 비전모듈(410)을 이동시키는 검사용 이동모듈(420)을 포함한다.
비전모듈(410)은 이송 챔버(100)의 외부에 배치된다. 이러한 비전모듈(410)은 이송 챔버(100)의 외벽에 마련된 챔버 윈도우(110)를 통해 이송 챔버(100) 내부에 배치된 기판을 검사한다. 본 실시예에서 비전모듈(410)은 제어유닛(미도시)에 무선 또는 유선으로 연결된 CCD 카메라(미도시)를 포함한다.
검사용 이동모듈(420)은 이송 챔버(100)에 지지된다. 이러한 검사용 이동모듈(420)은 비전모듈(410)을 이동시킨다. 본 실시예에 따른 검사용 이동모듈(420)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 비전모듈(410)이 결합된 이동 브라켓부(421)와, 이동 브라켓부(421)가 결합된 엘엠 블록(422)과, 엘엠 블록(422)의 이동을 안내하는 엘엠 가이드(423)와, 엘엠 블록(422)을 이동시키는 엘엠 구동부(424)를 포함한다.
엘엠 구동부(424)는, 엘엠 블록(422)에 결합되는 검사유닛용 이동너트(미도시)와, 검사유닛용 이동너트에 치합되는 검사유닛용 볼 스크류(미도시)와, 검사유닛용 볼 스크류(미도시)를 회전시키는 검사유닛용 서보모터(424a)를 포함한다.
이하에서 본 실시예에 따른 기판 이송시스템의 동작을 도 2 내지 도 9을 참고하여 설명한다.
먼저, 챔버 셀(미도시)의 트랜스퍼 로봇(미도시) 등을 통해 챔버 셀(미도시)에서 기판이 기판 이송모듈(210)로 전달된다.
기판 이송모듈(210)에 전달된 기판은 기판 이송모듈(210)의 이동을 따라 이송 챔버(100) 내부에서 이동된다. 이렇게 기판 이송모듈(210)에 의해 이송된 기판은 회전모듈(310)에 전달된다.
이후, 비전모듈(410)이 검사용 이동모듈(420)에 의해 이동되며 기판의 가장자리 영역을 검사한다. 여기서 본 실시예의 기판은 사각 형상으로 마련되므로 한 쌍이 비전모듈(410)의 이동에 따라 사각 형상 기판의 4개의 가장자리 영역 중 2개의 가장자리 영역이 검사된다.
다음, 검사되지 않은 나머지 2개의 가장자리 영역을 검사하기 위해, 회전모듈(310)이 90도 회전된다.
이후, 다시 비전모듈(410)이 검사용 이동모듈(420)에 의해 이동되며 기판의 가장자리 영역을 검사한다.
이와 같이 본 실시예에 따른 기판 이송시스템은, 기판을 이송 챔버(100)의 내부에서 이동시키는 기판 이송유닛(200)과 기판 이송유닛(200)으로부터 기판을 전달받은 기판을 회전시키는 기판 회전유닛(300)과 기판 회전유닛(300)에 지지된 기판을 검사하는 기판 검사유닛(400)을 구비함으로써, 기판을 챔버 셀(미도시)들 사이에서 기판을 이송하는 과정에서 기판에 대한 검사를 수행할 수 있고, 그에 따라 기판의 이송과 기판의 검사를 동시에 수행할 수 있어 생산 택타임을 줄여 생산성을 높일 수 있는 이점이 있다.
이상 도면을 참조하여 본 실시예에 대해 상세히 설명하였지만 본 실시예의 권리범위가 전술한 도면 및 설명에 국한되지는 않는다.
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 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100: 이송 챔버 110: 챔버 윈도우
120: 게이트부 130: 고정용 지지대
200: 기판 이송유닛 210: 기판 이송모듈
211: 셔틀 본체부 212: 셔틀 핑거부
220: 이송용 가이드모듈 221: 베이스부
222: 레일부 223: 방진부
225: 상부 플레이트 226: 하부 플레이트
227: 방진부재 230: 이송용 구동모듈
232: 이송용 볼 스크류부 233: 이송용 회전 구동부
234: 이송용 서보모터 235: 이송동력 전달용 회전축
236: 이송용 피드스루부 236a: 이송용 밀봉몸체
300: 기판 회전유닛 310: 회전모듈
311: 회전모듈 본체부 312: 회전모듈 핑거부
320: 승강 구동모듈 321: 승강부
322: 승강관 324: 승강 가이드부
324a: 가이드 프레임부 324b: 가이드 샤프트
324c: 볼 부쉬 326: 승강 구동부
326a: 승강용 이동너트부 326b: 승강용 볼 스크류부
326c: 승강용 벨트부 326d: 승강용 서보모터부
330: 회전 구동모듈 332: 회전모듈용 회전 구동부
333: 회전 구동용 서보모터 334: 회전용 벨트부
400: 기판 검사유닛 410: 비전모듈
420: 검사용 이동모듈 421: 이동 브라켓부
422: 엘엠 블록 423: 엘엠 가이드
424: 엘엠 구동부 424a: 검사유닛용 서보모터
500: 강성 보강부 510: 제1 리브
520: 제2 리브 V: 벨로우즈

Claims (15)

  1. 증착 공정이 수행되는 공정 챔버(process chamber)를 구비하는 챔버 셀(cell)들에 연결되며, 내부를 진공 상태로 형성하는 이송 챔버;
    상기 이송 챔버에 연결되며, 기판을 지지하고 상기 기판을 상기 이송 챔버의 내부에서 이동시키는 기판 이송유닛;
    상기 이송 챔버에 연결되며, 상기 기판 이송유닛으로부터 상기 기판을 전달받아 상기 기판을 지지하며, 전달받은 상기 기판을 회전시키는 기판 회전유닛; 및
    상기 이송 챔버에 연결되며, 상기 기판 회전유닛에 지지된 상기 기판을 검사하는 기판 검사유닛을 포함하고,
    상기 기판 검사유닛은,
    상기 이송 챔버의 외부에 배치되며, 상기 이송 챔버의 외벽에 마련된 챔버 윈도우를 통해 상기 이송 챔버 내부에 배치된 상기 기판을 검사하는 비전모듈; 및
    상기 이송 챔버에 지지되며, 상기 비전모듈을 이동시키는 검사용 이동모듈을 포함하며,
    상기 챔버 윈도우는 한 쌍으로 마련되며 상호 이격되어 배치되며,
    상기 이송 챔버의 외벽에 결합되고 상기 한 쌍의 챔버 윈도우 사이에 배치되며, 상기 이송 챔버 외벽의 강성을 보강하는 강성 보강부를 더 포함하는 기판 이송시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판 이송유닛은,
    상기 기판을 지지하며, 상기 이송 챔버의 내부에서 이동되는 기판 이송모듈;
    상기 기판 이송모듈에 연결되며, 상기 기판 이송모듈의 이동을 가이드하는 이송용 가이드모듈; 및
    상기 기판 이송모듈에 연결되며, 상기 기판 이송모듈을 이동시키는 이송용 구동모듈을 포함하는 기판 이송시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기판 이송모듈은,
    상기 이송용 가이드모듈과 상기 이송용 구동모듈에 연결되는 셔틀 본체부; 및
    상기 셔틀 본체부에 연결되며, 상호 이격되어 배치되어 상기 기판을 지지하는 셔틀 핑거부를 포함하는 기판 이송시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 이송용 가이드모듈은,
    상기 이송 챔버의 내벽에 지지되는 베이스부;
    상기 베이스부에 결합되며, 상기 기판 이송모듈이 슬라이딩 이동가능하게 연결되는 레일부; 및
    상기 베이스부와 상기 이송 챔버의 내벽 사이에 배치되어 상기 베이스부와 상기 이송 챔버를 연결하며, 상기 기판 이송모듈의 이동과정에서 발생되는 진동을 흡수하는 방진부를 포함하는 기판 이송시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 방진부는,
    상기 베이스부에 연결되는 상부 플레이트;
    상기 이송 챔버의 내벽에 연결되는 하부 플레이트; 및
    상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트 사이에 배치되는 방진부재를 포함하는 기판 이송시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 이송용 구동모듈은,
    상기 기판 이송모듈에 결합되는 이송용 이동너트부;
    상기 이송용 이동너트부에 치합되는 이송용 볼 스크류부; 및
    상기 이송용 볼 스크류부에 연결되며 상기 이송용 볼 스크류부를 회전시키는 이송용 회전 구동부를 포함하는 기판 이송시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 이송용 회전 구동부는,
    상기 이송 챔버의 외부에 배치되며, 상기 이송용 볼 스크류부에 회전동력을 공급하는 이송용 서보모터; 및
    상기 이송 챔버의 외벽에 결합되며, 상기 이송 챔버의 외벽을 관통하고 상기 이송용 서보모터의 상기 회전동력을 상기 이송용 볼 스크류부에 전달하는 이송동력 전달용 회전축이 회전 가능하게 연결되고, 외부의 공기가 상기 이송 챔버의 내부로 유입되는 것을 방지는 이송용 피드스루부를 포함하는 기판 이송시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기판 회전유닛은,
    상기 기판을 지지하며, 상기 이송 챔버의 내부에서 회전되는 회전모듈;
    상기 회전모듈에 연결되며, 상기 회전모듈을 업/다운(up/down) 이동시키는 승강 구동모듈; 및
    상기 회전모듈에 연결되며 상기 회전모듈을 회전시키는 회전 구동모듈을 포함하는 기판 이송시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 회전모듈은,
    상기 회전 구동모듈과 상기 승강 구동모듈에 연결되는 회전모듈 본체부; 및
    상기 회전모듈 본체부에 연결되며, 상호 이격되어 배치되어 상기 기판을 지지하는 회전모듈 핑거부를 포함하는 기판 이송시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 승강 구동모듈은,
    상기 이송 챔버의 외벽을 관통하여 상기 회전모듈에 결합되고 상기 이송 챔버의 외벽에 업/다운(up/down) 이동 가능하게 연결되는 승강관을 구비하는 승강부;
    상기 승강부에 연결되며, 상기 승강부의 이동을 가이드하는 승강 가이드부; 및
    상기 승강부에 연결되며, 상기 승강부를 이동시키는 승강 구동부를 포함하는 기판 이송시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 승강 가이드부는,
    상기 이송 챔버에 연결되는 가이드 프레임부;
    상기 가이드 프레임부에 지지되는 가이드 샤프트; 및
    상기 가이드 샤프트에 슬라이딩 이동 가능하게 연결되며, 상기 승강부가 결합되는 볼 부쉬를 포함하는 기판 이송시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 회전 구동모듈은,
    상기 승강관의 내부를 관통하여 상기 회전모듈에 결합되는 회전축; 및
    상기 승강부에 지지되며, 상기 회전축을 회전시키는 회전모듈용 회전 구동부를 포함하는 기판 이송시스템.
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서,
    상기 검사용 이동모듈은,
    상기 비전모듈이 결합된 이동 브라켓부;
    상기 이동 브라켓부가 결합된 엘엠 블록;
    상기 엘엠 블록의 이동을 안내하는 엘엠 가이드; 및
    상기 엘엠 블록을 이동시키는 엘엠 구동부를 포함하는 기판 이송시스템.
  15. 삭제
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