KR102168407B1 - 기판 이송장치 - Google Patents

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KR102168407B1
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최교원
박민호
최병호
김두환
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Abstract

기판 이송장치가 개시된다. 본 발명에 따른 기판 이송장치는, 내부에 진공 분위기를 형성하는 진공 챔버에 연결되며 진공 챔버의 내부에서 기판이 적재된 캐리어에 연결되어 캐리어를 이송하는 캐리어 이송유닛과, 진공 챔버에 연결되며 캐리어와의 상호작용에 의해 캐리어 이송유닛에 인가되는 캐리어의 하중을 감소시키는 캐리어 하중 감소유닛을 포함한다.

Description

기판 이송장치{Glass transfer apparatus}
본 발명은, 기판 이송장치에 관한 것에 관한 것으로서, 진공 챔버 내에서 기판을 이송하는 이송기구를 구비하는 기판 이송장치에 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.
한편, 도 1에 도시된 유기전계발광소자를 만들기 위해, 즉 발광층(유기물) 및 전극층(무기물)을 증착하기 위해 증발 공정(evaporation process)이 요구된다.
증발 공정은, 증착물질(원료물질 혹은 증발물질이라고도 함)을 소스(evaporation source, 증발 소스라고도 함)에 채우는 피딩공정(feeding process)과, 소스(source)에 의해 증발된 증착물질을 기판 상에 증착하는 증착공정(deposition process)으로 크게 나뉠 수 있다.
한편, 종래기술에 따른 기판 이송장치는 진공 챔버의 내부에서 기판을 이송하는 이송기구를 구비한다. 이러한 이송장치는 기판이 척킹(chuking)된 캐리어에 접촉되어 캐리어를 이동시킨다.
그런데, 이러한 종래기술에 따른 기판 이송장치에서 캐리어와 이송기구의 마찰에 의해 파티클(particle)이 발생되어 비산하는 문제점이 있다. 특히, 대면적의 기판을 이송하는 경우 기판이 척킹된 캐리어의 하중이 커지게 되고, 이송기구에 접촉되어 지지되는 캐리어의 하중이 증가할수록 캐리어와 이송기구의 마찰에 의해 발생되는 파티클의 양의 많아진다.
이러한 캐리어와 이송기구의 마찰에 의해 파티클이 발생되는 것을 방지하기 위해 최근 자기부상 방식의 비접촉(non-contact) 이송기구가 사용이 제안되고 있다.
그러나, 이러한 비접촉 이송기구는 상술한 접촉방식의 이송기구에 비해 시스템 구성이 복잡하고, 제조비용이 상당히 증가하여 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2013-0088548호, (2013.08.08.)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 기판의 이송과정에서 마찰에 의해 발생되는 파티클의 양을 감소시킬 수 있는 기판 이송장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 진공 분위기를 형성하는 진공 챔버에 연결되며, 상기 진공 챔버의 내부에서 기판이 적재된 캐리어에 연결되어 상기 캐리어를 이송하는 캐리어 이송유닛; 및 상기 진공 챔버에 연결되며, 상기 캐리어와의 상호작용에 의해 상기 캐리어 이송유닛에 인가되는 상기 캐리어의 하중을 감소시키는 캐리어 하중 감소유닛을 포함하는 기판 이송장치가 제공될 수 있다.
상기 캐리어 하중 감소유닛은, 상기 캐리어와 자기력에 의한 상호작용을 하여 상기 캐리어에 인력 또는 척력을 인가하는 하중 감소유닛용 자성체를 포함할 수 있다.
상기 하중 감소유닛용 자성체는 다수개로 마련되어 상기 캐리어이송유닛을 따라 상호 이격되어 배치될 수 있다.
상기 하중 감소유닛용 자성체는 상기 캐리어 이송유닛의 상부영역에 배치되며, 상기 하중 감소유닛용 자성체는 상기 캐리어에 인력을 인가할 수 있다.
상기 하중 감소유닛용 자성체는 상기 캐리어 이송유닛의 하부영역에 배치되며, 상기 하중 감소유닛용 자성체는 상기 캐리어에 척력을 인가할 수 있다.
상기 하중 감소유닛용 자성체는 자기력의 세기가 조절 가능한 전자석으로 마련될 수 있다.
상기 하중 감소유닛용 자성체는 영구자석으로 마련되며, 상기 캐리어 하중 감소유닛은, 상기 하중 감소유닛용 자성체에 연결되며, 상기 하중 감소유닛용 자성체를 상기 캐리어에 대해 상대이동 시켜 상기 캐리어에 인가되는 자기력의 세기를 조절하는 자기력 조절모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 자기력 조절모듈은, 상기 하중 감소유닛용 자성체가 장착되는 자성체 장착부; 및 상기 자성체 장착부에 연결되며, 상기 하중 감소유닛용 자성체를 업/다운(up/down) 이동시키는 자성체용 업/다운(up/down) 이동부를 더 포함할 수 있다.
상기 자성체 장착부는, 상기 하중 감소유닛용 자성체가 결합되는 마운팅 플레이트부; 및 상기 마운팅 플레이트부에 연결되며, 상기 진공 챔버의 외벽을 관통하여 상기 자성체용 업/다운(up/down) 이동부에 연결되는 연결 샤프트부를 포함할 수 있다.
상기 자성체용 업/다운(up/down) 이동부는, 상기 자성체 장착부가 결합되며, 업/다운(up/down) 이동되는 자성체용 이동블록부; 상기 자성체용 이동블록부에 연결되며, 상기 자성체용 이동블록부의 이동을 안내하는 자성체용 이동 가이드부; 및 상기 자성체용 이동블록부에 연결되며, 상기 자성체용 이동블록부를 이동시키는 자성체용 이동 구동부를 포함할 수 있다.
상기 캐리어는, 상기 캐리어 이송유닛에 지지되는 캐리어 본체; 및 상기 캐리어 본체에 부착되며, 상기 하중 감소유닛용 자성체와 자기력에 의한 상호작용을 하는 캐리어용 자성체를 포함할 수 있다.
상기 이송유닛은, 상기 캐리어에 연결되어 회전에 의해 상기 캐리어를 이동시키며, 상호 이격되어 배치되는 다수개의 이송롤러부; 및 상기 이송롤러부에 연결되며, 상기 이송롤러부를 회전시키는 이송용 회전 구동부를 포함할 수 있다.
상기 이송유닛은, 상기 진공 챔버에 회전 가능하게 결합되고 상기 이송롤러부에 이격되어 배치되며, 상기 캐리어의 이동을 안내하는 가이드 롤러부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 기판이 척킹(chucking)된 캐리어와의 상호작용에 의해 캐리어를 이송하는 캐리어 이송유닛에 인가되는 캐리어의 하중을 감소시키는 캐리어 하중 감소유닛을 구비함으로써, 캐리어의 이송과정에서 캐리어와 캐리어 이송유닛의 마찰에 의해 발생되는 파티클의 양을 감소시킬 수 있다.
도 1은 유기전계발광소자의 구조도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 이송장치가 사용되는 기판 증착장치가 도시된 도면이다.
도 3은 도 2의 캐리어용 자성체가 캐리어에 자기력을 인가하는 상태가 도시된 도면이다.
도 4는 도 2의 캐리어의 내부가 도시된 도면이다.
도 5는 도 2의 캐리어의 이송방향에서 캐리어를 바라본 도면이다.
도 6는 도 3의 롤러용 회전축부에 연결된 밀봉부가 도시된 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 이송장치의 캐리어가 도시된 도면이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판 이송장치가 사용되는 기판 증착장치가 도시된 도면이다.
도 9는 도 8의 캐리어용 자성체가 캐리어에 자기력을 인가하는 상태가 도시된 도면이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 기판 이송장치가 사용되는 기판 증착장치가 도시된 도면이다.
도 11은 도 10의 자기력 조절모듈이 도시된 도면이다.
도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 기판 이송장치가 사용되는 기판 증착장치가 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 기판일 수 있다.
이하에서 설명할 기판 이송장치는 기판에 대한 증착 공정(deposition process) 등의 여러 공정이 수행되는 기판 증착장치와 기판을 이송시키는 이송 챔버 등에 사용될 수 있는데, 설명의 편의를 위해 본 실시예의 기판 이송장치가 기판 증착장치에 사용되는 경우로 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 이송장치가 사용되는 기판 증착장치가 도시된 도면이고, 도 3은 도 2의 캐리어용 자성체가 캐리어에 자기력을 인가하는 상태가 도시된 도면이며, 도 4는 도 2의 캐리어의 내부가 도시된 도면이고, 도 5는 도 2의 캐리어의 이송방향에서 캐리어를 바라본 도면이며, 도 6는 도 3의 롤러용 회전축부에 연결된 밀봉부가 도시된 도면이다.
본 실시예에 따른 기판 증착장치는, 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 내부에서 기판에 대한 증착공정이 수행되는 진공 챔버(CM)와, 진공 챔버(CM)의 내부에 배치되며 기판으로 증착물질을 분사하는 소스유닛(S)과, 캐리어 이송유닛(120)과 캐리어 하중 감소유닛(130)을 구비하는 기판 이송장치(120, 130)와, 기판 진공 챔버(CM)의 내부에 배치되며 캐리어(110)의 위치를 감지하는 위치 감지유닛(150)과, 소스유닛(S), 캐리어 이송유닛(120), 캐리어 하중 감소유닛(130) 및 위치 감지유닛(150)에 전기적으로 연결되어 소스유닛(S), 캐리어 이송유닛(120), 캐리어 하중 감소유닛(130) 및 위치 감지유닛(150)을 제어하는 제어유닛(미도시)을 포함한다.
진공 챔버(CM)에 대해 먼저 살펴본다. 진공 챔버(CM)는 기판(미도시)에 대한 증착공정이 진행되는 장소를 이룬다. 본 실시예의 경우, 기판이 수평으로 배치된 후에 상방으로 향하는 증착물질에 의해 기판에 대한 증착 공정이 진행되는 수평식 상향 증착 방식을 제시하고 있다.
진공 챔버(CM)의 내부는 기판에 대한 증착 공정이 신뢰성 있게 진행될 수 있도록 진공 분위기를 형성한다. 이를 위해, 진공 챔버(CM)의 하부에는 진공 챔버(CM)의 내부를 진공 분위기로 유지하기 위한 수단으로서 진공 펌프(미도시)가 연결된다. 진공 펌프(미도시)는 소위, 크라이오 펌프일 수 있다. 그리고, 진공 챔버(CM)의 측벽에는 기판이 출입되는 출입 게이트(T)가 마련될 수 있다.
또한, 이러한 진공 챔버(CM)의 상부벽 외측에는 진공 챔버(CM)의 강성을 높이는 강성 보강용 리브(R)가 돌출되어 마련된다.
또한, 이러한 진공 챔버(CM)의 내부에는 캐리어 이송유닛(120)과 위치 감지유닛(150) 등이 소스유닛(S)에서 분사된 증착물질에 오염되는 것을 방지하기 위해 캐리어 이송유닛(120)과 위치 감지유닛(150)을 소스유닛(S)에 대해 차폐하는 실드부(SD)가 마련된다. 이러한 실드부(SD)는 캐리어 이송유닛(120)의 후술할 이송롤러부(121)와 롤러용 회전축부(122) 및 위치 감지유닛(150)의 하부에 배치되어 이송롤러부(121)와 롤러용 회전축부(122) 및 위치 감지유닛(150)에 증착물질이 증착되는 것을 방지한다. 본 실시예에서 소정의 증착공정 횟수가 넘은 실드부(SD)는 새로운 실드부(SD)로 교체한다.
또한, 이러한 진공 챔버(CM)의 내부에는 소스유닛(S)에서 분사되는 증착물질의 분사량을 모니터링하는 증착물질용 모니터링 센서(미도시)가 배치된다. 본 실시예에서 증착물질용 모니터링 센서(미도시)에는 수정진동자 센서(quartz crystal sensor)가 사용된다.
소스유닛(S)은 진공 챔버(CM)의 내부에 배치된다. 이러한 소스유닛(S)은 증착물질을 분사한다. 본 실시예에서 소스유닛(S)은 해당 위치에 고정된 상태로 증착물질을 분사하며, 기판이 진공 챔버(CM) 내에서 이동되는 인라인 방식으로 증착된다. 이러한 소스유닛(S)은 증발된 증착물질을 분사하는 분사노즐(미도시)이 마련된 다수개의 소스모듈(미도시)을 포함한다.
캐리어(110)에는 기판이 척킹(chucking)된다. 이러한 캐리어(110)는, 도 2 내지 도 5에 자세히 도시된 바와 같이, 캐리어 이송유닛(120)에 지지되는 캐리어 본체(111)와, 캐리어 본체(111)에 부착되며 캐리어 하중 감소유닛(130)에 마련된 후술할 하중 감소유닛용 자성체(131)와 자기력에 의한 상호작용을 하는 캐리어용 자성체(113)를 포함한다.
캐리어 본체(111)는 진공 챔버(CM)의 내부로 로딩된 기판을 어태치(attach)하는 척킹모듈(미도시)을 구비한다. 이러한 척킹모듈(미도시)은 캐리어 본체(111)의 하단부 영역에 배치되어 기판의 상면부에 접촉된다.
본 실시예에서 척킹모듈(미도시)에는 정전척(Electrostatic Chuck, ESC)이 사용되는데, 이에 본 발명의 권리범위가 한정되지 않으며, 기판을 어태치할 수 있는 다양한 척킹기구가 본 실시예의 척킹모듈(미도시)로 사용될 수 있다.
캐리어용 자성체(113)는 캐리어 본체(111)에 장착된다. 이러한 캐리어용 자성체(113)는 하중 감소유닛용 자성체(131)와 자기력에 의한 상호작용을 한다. 본 실시예에서 캐리어용 자성체(113)는, 다수개로 마련되어 상호 이격되어 배치되며, 도 4에 도시된 바와 같이 상부면이 외부로 노출되는 구조로 캐리어 본체(111)에 매립된다. 여기서, 도 4는 캐리어의 이송방향에 수직으로 교차하는 평면 상의 단면도이다.
한편, 캐리어 이송유닛(120)은 진공 챔버(CM)에 연결된다. 이러한 캐리어 이송유닛(120)은 진공 챔버(CM)의 내부에서 기판이 척킹(chucking)된 캐리어(110)를 이송한다.
본 실시예에 따른 캐리어 이송유닛(120)은, 도 2 내지 도 5에 자세히 도시된 바와 같이, 캐리어(110)에 연결되어 회전에 의해 캐리어(110)를 이동시키며 상호 이격되어 배치되는 다수개의 이송롤러부(121)와, 이송롤러부(121) 각각에 연결되며 각각의 이송롤러부(121)를 회전시키는 롤러용 회전축부(122)와, 진공 챔버(CM)의 측벽에 지지되고 롤러용 회전축부(122)가 회전 가능하게 연결되며 외부의 공기가 진공 챔버(CM)의 내부로 유입되는 것을 방지하는 밀봉부(123)와, 롤러용 회전축부(122)에 연결되며 롤러용 회전축부(122)를 회전시키는 이송용 회전 구동부(미도시)와, 진공 챔버(CM)에 회전 가능하게 결합되고 이송롤러부(121)에 이격되어 배치되며 캐리어(110)의 이동을 안내하는 가이드 롤러부(127)를 포함한다.
이송롤러부(121)는 다수개로 마련되어 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상호 이격되어 배치된다. 이러한 이송롤러부(121)는 외주면이 캐리어(110)에 접촉되어 회전에 의해 캐리어(110)를 이동시킨다.
롤러용 회전축부(122)는 이송롤러부(121)에 연결되어 이송롤러부(121)에 회전 구동력을 전달한다.
밀봉부(123)는 진공 챔버(CM)의 측벽에 지지된다. 이러한 밀봉부(123)에는 롤러용 회전축부(122)가 회전 가능하게 연결된다. 본 실시예에서 밀봉부(123)는 외부의 공기가 진공 챔버(CM)의 내부로 유입되는 것을 방지한다.
이러한 밀봉부(123)는, 도 6에 자세히 도시된 바와 같이, 진공 챔버(CM)의 외측벽에 결합되며 롤러용 회전축부(122)가 회전가능하게 연결되는 밀봉 몸체(123a)와, 롤러용 회전축부(122)의 외주면과 밀봉 몸체(123a)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 유체로써, 이러한 자성유체(미도시)가 밀봉 몸체(123a)와 롤러용 회전축부(122) 사이에 오링과 같은 막을 형성함으로써, 롤러용 회전축부(122)의 회전에 의해 진공 챔버(CM)의 외부 공기가 진공 분위기의 진공 챔버(CM) 내부로 유입되는 것을 방지한다.
본 실시예에서는 상술한 바와 같이 자성유체 씰(Magnetic Fluid seal)을 이용한 밀봉기구가 사용되는데, 이에 본 발명의 권리범위가 한정되지 않으며, 진공도를 유지시키는 다양한 밀봉기구가 본 실시예의 밀봉부(123)로 사용될 수 있다.
이송용 회전 구동부(미도시)는 롤러용 회전축부(122)에 연결된다. 이러한 이송용 회전 구동부(미도시)는 롤러용 회전축부(122)를 통해 이송롤러부(121)에 회전 구동력 공급하여 이송롤러부(121)를 회전시킨다. 본 실시예에서 이송용 회전 구동부(미도시)는 롤러용 회전축부(122)에 연결되는 서보 모터(미도시)를 포함한다.
가이드 롤러부(127)는 진공 챔버(CM)에 마련된 가이드용 중심축(K)에 회전 가능하게 결합된다. 이러한 가이드 롤러부(127)는 다수개로 마련되어 상호 이격되어 배치된다.
본 실시예에서 가이드 롤러부(127)는 이송롤러부(121)에 이격되어 위치된다. 이러한 가이드 롤러부(127)는 캐리어(110)의 측벽에 접촉되어 캐리어(110)의 이동을 안내한다.
위치 감지유닛(150)은 기판 진공 챔버(CM)의 내부에 배치된다. 이러한 위치 감지유닛(150)은 캐리어(110)가 이동되는 이송라인의 하부 영역에 배치되어 이동되는 캐리어(110)의 위치를 감지한다. 본 실시예에 위치 감지유닛(150)에는 레이저를 이용한 근접센서가 사용되는데, 이에 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니며 다양한 위치 감지용 센서들이 본 실시예의 위치 감지유닛(150)으로 사용될 수 있다.
한편, 캐리어 하중 감소유닛(130)은 진공 챔버(CM)에 연결된다. 이러한 캐리어 하중 감소유닛(130)은 진공 챔버(CM)의 내부에 배치되어 캐리어(110)와의 상호작용에 의해 캐리어 이송유닛(120)에 인가되는 캐리어(110)의 하중을 감소시킨다.
이와 같이 본 실시예에 따른 기판 이송장치는 캐리어(110)와의 상호작용에 의해 캐리어 이송유닛(120)에 인가되는 캐리어(110)의 하중을 감소시키는 캐리어 하중 감소유닛(130)을 구비함으로써, 캐리어(110)의 이송과정에서 캐리어(110)와 캐리어 이송유닛(120)의 접촉에 의해 발생되는 파티클의 양을 감소시킬 수 있다.
본 실시예에서 캐리어 하중 감소유닛(130)은, 캐리어(110)의 캐리어용 자성체(113)와 자기력에 의한 상호작용을 하여 캐리어(110)에 인력(引力)을 인가하는 하중 감소유닛용 자성체(131)를 포함한다.
이러한 하중 감소유닛용 자성체(131)는 다수개로 마련되어 캐리어 이송유닛(120)의 이송롤러부(121)를 따라 상호 이격되어 배치된다.
본 실시예에서 하중 감소유닛용 자성체(131)는 이송롤러부(121)의 상부영역에 배치되어 이송롤러부(121)에 의해 이송되는 캐리어(110)에 장착된 캐리어용 자성체(113)에 인력을 인가한다. 이를 위해 하중 감소유닛용 자성체(131)와 캐리어용 자성체(113)는 서로 반대 극이 마주보는 자세로 배치된다.
또한, 본 실시예에서 하중 감소유닛용 자성체(131)는 자기력의 세기가 조절 가능한 전자석으로 마련된다. 따라서, 도 3에 자세히 도시된 바와 같이, 위치 감지유닛(150)에 의해 감지된 캐리어(110)의 상부영역에 배치된 하중 감소유닛용 자성체(131)들만이 제어유닛(미도시)의 제어신호에 의해 작동되어 자기력을 인가하고 다른 하중 감소유닛용 자성체(131)들은 작동하지 않는다.
캐리어(110)의 상부에 배치된 하중 감소유닛용 자성체(131)의 작동에 의해 하중 감소유닛용 자성체(131)가 캐리어(110)에 장착된 캐리어용 자성체(113)에 인력을 인가하게 되면, 캐리어(110)의 하중이 상술한 하중 감소유닛용 자성체(131)에 의해 부분적으로 상쇄되어 이송롤러부(121)에 인가되는 캐리어(110)의 하중이 작아진다.
하중 감소유닛용 자성체(131)의 인력에 의해 이송롤러부(121)에 인가되는 캐리어(110)의 하중이 작아지면 캐리어(110)와 이송롤러부(121)의 접촉면에서의 마찰력이 작아지게 되고, 그에 따라 마찰에 의한 파티클의 발생량이 줄어든다.
한편, 제어유닛(미도시)은 소스유닛(S), 캐리어 이송유닛(120), 캐리어 하중 감소유닛(130) 및 위치 감지유닛(150)에 전기적으로 연결된다. 이러한 제어유닛(미도시)은 소스유닛(S), 캐리어 이송유닛(120), 캐리어 하중 감소유닛(130) 및 위치 감지유닛(150)을 제어한다. 본 실시예에서 제어유닛(미도시)는 위치 감지유닛(150)으로부터 캐리어 본체(111)의 위치에 대한 정보를 전달받아 캐리어 본체(111)의 상부 영역에 위치한 하중 감소유닛용 자성체(131)를 작동시켜 자기력을 발생시킨다.
한편, 제어유닛(미도시)은 캐리어(110)의 이송방향으로 하중 감소유닛용 자성체(131)을 순차적으로 작동 및 비작동시켜 캐리어(110)가 이송방향으로 더욱 용이하게 이동될 수 있도록 한다.
이하에서 본 실시예에 따른 기판 이송장치의 동작을 캐리어 하중 감소유닛(130)을 위주로 도 2 내지 도 6을 참고하여 설명한다.
본 실시예에서 캐리어(110)는 이송롤러부(121)의 회전에 의해 진공 챔버(CM)의 내부에서 이송된다. 위치 감지유닛(150)은 캐리어(110)를 감지하여 캐리어(110)의 위치에 대한 정보를 제어유닛(미도시)에 전달한다.
제어유닛(미도시)은 위치 감지유닛(150)으로부터 전달받은 캐리어(110)의 위치에 대한 정보에 따라 캐리어(110)의 상부 영역에 위치된 하중 감소유닛용 자성체(131)를 작동시킨다. 상술한 바와 같이 본 실시예에 따른 하중 감소유닛용 자성체(131)는 전자석으로 마련되어 제어유닛(미도시)의 제어신호에 의해 작동되어 캐리어용 자성체(113)와 자기력에 의한 상호작용을 하여 캐리어(110)에 인력을 인가한다.
이러한 하중 감소유닛용 자성체(131)가 캐리어(110)에 인가하는 인력에 의해 이송롤러부(121)에 인가되는 캐리어(110)의 하중이 작아지게 되고, 그에 따라 캐리어(110)와 이송롤러부(121)의 접촉면에서의 마찰력도 함께 작아져 마찰에 의한 파티클의 발생량이 줄어든다.
이와 같이 본 실시예에 따른 본 발명의 실시예들은, 캐리어(110)와의 상호작용에 의해 이송롤러부(121)에 인가되는 캐리어(110)의 하중을 감소시키는 캐리어 하중 감소유닛(130)을 구비함으로써, 캐리어(110)의 이송과정 중 캐리어(110)와 이송롤러부(121)의 마찰에 의해 발생되는 파티클의 양을 감소시킬할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 이송장치의 캐리어가 도시된 도면이다.
이하에서는 본 발명의 제2 실시예를 설명한다. 본 실시예는 제1 실시예와 비교할 때에 캐리어용 자성체(213)이 캐리어 본체(211)에서 돌출되어 마련되는 점에서 차이가 있을 뿐, 다른 구성에 있어서는 도 2 내지 도 6의 제1 실시예의 구성과 동일하므로, 이하에서는 본 실시예의 캐리어용 자성체(213)의 장착위치에 대해서만 설명한다.
본 실시예에서 캐리어용 자성체(213)는, 도 7에 자세히 도시된 바와 같이, 캐리어 본체(211)의 상부면에서 돌출되어 캐리어 본체(211)에 결합된다.
이와 같이 본 실시예에 따른 기판 이송장치는, 캐리어 본체(211)의 상부면에서 돌출되어 캐리어 본체(211)에 결합되는 캐리어용 자성체(213)을 구비함으로써, 하중 감소유닛용 자성체(131)와 캐리어용 자성체(213) 사이의 이격간격을 줄여 하중 감소유닛용 자성체(131)와 캐리어용 자성체(213) 사이의 인력의 크기를 높일 수 있다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판 이송장치가 사용되는 기판 증착장치가 도시된 도면이고, 도 9는 도 8의 캐리어용 자성체가 캐리어에 자기력을 인가하는 상태가 도시된 도면이다.
이하에서는 본 발명의 제3 실시예를 설명한다. 본 실시예는 제1 실시예와 비교할 때에 하중 감소유닛용 자성체(331)의 위치와 하중 감소유닛용 자성체(331)이 캐리어(110)에 인가하는 힘의 방향에 차이가 있을 뿐, 다른 구성에 있어서는 도 2 내지 도 6의 제1 실시예의 구성과 동일하므로, 이하에서는 본 실시예의 하중 감소유닛용 자성체(331)의 위치와 하중 감소유닛용 자성체(331)이 캐리어(110)에 인가하는 힘의 방향에 대해서만 설명한다.
본 실시예에서 하중 감소유닛용 자성체(331)는, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 이송롤러부(121)의 하부영역에 배치된다. 이러한 하중 감소유닛용 자성체(331)은 캐리어(110)의 캐리어용 자성체(미도시)와 자기력에 의한 상호작용을 하여 캐리어(110)에 척력(斥力)을 인가한다. 이를 위해 하중 감소유닛용 자성체(331)과 캐리어용 자성체(미도시)는 서로 동일한 극이 마주보는 자세로 배치된다.
본 실시예에서 캐리어용 자성체(미도시)는 하부면이 외부로 노출되는 구조로 캐리어 본체(111)에 매립되는데, 제2 실시예와 같이 캐리어용 자성체(미도시)가 캐리어 본체(111)의 하부면에서 돌출되는 구조로 캐리어 본체(111)에 결합될 수도 있다.
상술한 하중 감소유닛용 자성체(331)이 캐리어(110)에 인가하는 척력에 의해 이송롤러부(121)에 인가되는 캐리어(110)의 하중이 작아지게 되면, 그에 따라 캐리어(110)와 이송롤러부(121)의 접촉면에서의 마찰력도 함께 작아져 마찰에 의한 파티클의 발생량이 줄어든다.
이와 같이 본 실시예에 따른 본 발명의 실시예들은, 캐리어(110)와의 상호작용에 의해 이송롤러부(121)에 인가되는 캐리어(110)의 하중을 감소시키는 캐리어 하중 감소유닛(130)을 구비함으로써, 캐리어(110)의 이송과정 중 캐리어(110)와 이송롤러부(121)의 마찰에 의해 발생되는 파티클의 양을 감소시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 기판 이송장치가 사용되는 기판 증착장치가 도시된 도면이고, 도 11은 도 10의 자기력 조절모듈이 도시된 도면이다.
이하에서는 본 발명의 제4 실시예를 설명한다. 본 실시예는 제1 실시예와 비교할 때에 하중 감소유닛용 자성체(431)이 영구자석으로 마련되고 캐리어 하중 감소유닛(130)이 자기력 조절모듈(432)을 더 구비하는 점에서 차이가 있을 뿐, 다른 구성에 있어서는 도 2 내지 도 6의 제1 실시예의 구성과 동일하므로, 이하에서는 본 실시예의 캐자기력 조절모듈(432)을 위주로 설명한다.
본 실시예에서 하중 감소유닛용 자성체(431)는 전자석으로 마련되는 제1 실시예와 달리 영구자석으로 마련된다. 이러한 하중 감소유닛용 자성체(431)는 이송롤러부(121)의 상부 영역에 배치된다.
본 실시예에 따른 캐리어 하중 감소유닛(430)은, 하중 감소유닛용 자성체(431)에 연결되며, 하중 감소유닛용 자성체(431)을 캐리어(110)에 대해 상대이동 시켜 캐리어(110)에 인가되는 자기력의 세기를 조절하는 자기력 조절모듈(432)을 더 포함한다.
이러한 자기력 조절모듈(432)은, 도 10 및 도 11에 자세히 도시된 바와 같이, 하중 감소유닛용 자성체(431)이 장착되는 자성체 장착부(433, 434)와, 자성체 장착부(433, 434)에 연결되며 하중 감소유닛용 자성체(431)을 업/다운(up/down) 이동시키는 자성체용 업/다운(up/down) 이동부(436)를 포함한다.
자성체 장착부(433, 434)에는 하중 감소유닛용 자성체(431)이 장착된다. 이러한 자성체 장착부(433, 434)는, 하중 감소유닛용 자성체(431)이 결합되는 마운팅 플레이트부(433)와, 마운팅 플레이트부(433)에 연결되며 진공 챔버(CM)의 외벽을 관통하여 자성체용 업/다운(up/down) 이동부(436)에 연결되는 연결 샤프트부(434)와, 진공 챔버(CM)의 외부에 배치되며 진공 챔버(CM)의 외벽과 연결 샤프트부(434)에 연결되어 연결 샤프트부(434)가 진공 챔버(CM)를 관통하는 부위를 밀봉하는 벨로우즈(V)를 포함한다.
본 실시예에 따른 마운팅 플레이트부(433)는 플레이트 형상으로 마련되며, 이러한 마운팅 플레이트부(433)에는 하중 감소유닛용 자성체(431)이 결합된다.
본 실시예에서 연결 샤프트부(434)는 진공 챔버(CM)의 외벽을 관통한다. 이러한 연결 샤프트부(434)의 일단부는 진공 챔버(CM)의 내부에 배치되어 마운팅 플레이트부(433)에 연결되고 타단부는 진공 챔버(CM)의 외부에 배치된다.
본 실시예에서 연결 샤프트부(434)는 진공 챔버(CM)의 외부에 배치된 자성체용 업/다운(up/down) 이동부(436)에 연결된다.
벨로우즈(V)는 진공 챔버(CM)의 외부에 배치되어 진공 챔버(CM)의 외벽과 연결 샤프트부(434)에 연결된다. 본 실시예에서 벨로우즈(V)의 하단부는 진공 챔버(CM)의 외벽에 결합되고 진공 챔버(CM)의 상단부는 연결 샤프트부(434)에 결합된다.
이러한 벨로우즈(V)의 내부에는 연결 샤프트부(434)가 배치되어 연결 샤프트부(434)가 진공 챔버(CM)를 관통하는 부위를 밀봉한다. 본 실시예에서 연결 샤프트부(434)가 신축 가능하게 마련됨으로써, 연결 샤프트부(434)가 진공 챔버(CM)에 대해 상대이동 시 연결 샤프트부(434)의 이동에 따라 길이가 신축되어 연결 샤프트부(434)가 진공 챔버(CM)를 관통하는 부위를 외부 공기에 대해 차폐한다.
자성체용 업/다운(up/down) 이동부(436)는 연결 샤프트부(434)에 연결되어 하중 감소유닛용 자성체(431)을 업/다운(up/down) 이동시킨다.
자성체 장착부(433, 434)가 결합되며, 업/다운(up/down) 이동되는 자성체용 이동블록부(437)와, 자성체용 이동블록부(437)에 연결되며 자성체용 이동블록부(437)의 이동을 안내하는 자성체용 이동 가이드부(미도시)와, 자성체용 이동블록부(437)에 연결되며 자성체용 이동블록부(437)를 이동시키는 자성체용 이동 구동부(438)를 포함한다.
자성체용 이동블록부(437)에는 연결 샤프트부(434)가 결합된다. 이러한 자성체용 이동블록부(437)는 상하방향으로 업/다운(up/down) 이동되어 하중 감소유닛용 자성체(431)을 케리어에 대해 접근 및 이격되는 방향으로 이동시킨다.
자성체용 이동 구동부(438)는 자성체용 이동블록부(437)에 연결되어 자성체용 이동블록부(437)를 이동시킨다. 이러한 자성체용 이동 구동부(438)는, 자성체용 이동블록부(437)에 결합되는 이동너트(미도시)와, 이동너트(미도시)에 치합되는 볼 스크류(미도시)와, 볼 스크류(미도시)에 연결되어 볼 스크류(미도시)를 회전시키는 서보모터(438a)를 포함한다.
이러한 자성체용 업/다운(up/down) 이동부(436)는 하중 감소유닛용 자성체(431)을 캐리어(110)에 대해 접근 및 이격되는 방향으로 이동시켜 하중 감소유닛용 자성체(431)이 캐리어(110)에 인가하는 인력의 크기를 조절한다.
즉, 제어유닛(미도시)의 제어신호에 의해 캐리어(110)의 상부영역에 위치한 하중 감소유닛용 자성체(431)에 연결된 자성체용 업/다운(up/down) 이동부(436)가 작동하여 하중 감소유닛용 자성체(431)을 캐리어(110)에 근접하는 방향으로 이동시키면, 하중 감소유닛용 자성체(431)가 캐리어(110)에 인가하는 인력에 의해 이송롤러부(121)에 인가되는 캐리어(110)의 하중이 작아지게 되고, 그에 따라 캐리어(110)와 이송롤러부(121)의 접촉면에서의 마찰력도 함께 작아져 마찰에 의한 파티클의 발생량이 줄어든다.
이와 같이 본 실시예에 따른 기판 이송장치는, 영구자석으로 마련되는 하중 감소유닛용 자성체(431)를 캐리어(110)에 대해 접근 및 이격되는 방향으로 업/다운(up/down)이동시키는 자성체용 업/다운(up/down) 이동부(436)를 구비함으로써, 영국자석을 사용하면서도 전자석을 사용하는 경우와 유사하게 하중 감소유닛용 자성체(431)가 캐리어(110)에 인가하는 자기력의 크기를 조절할 수 있다.
도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 기판 이송장치가 사용되는 기판 증착장치가 도시된 도면이다.
이하에서는 본 발명의 제5 실시예를 설명한다. 본 실시예는 제4 실시예와 비교할 때에 하중 감소유닛용 자성체(531)의 위치와 하중 감소유닛용 자성체(531)이 캐리어(110)에 인가하는 힘의 방향에 차이가 있을 뿐, 다른 구성에 있어서는 도 10 내지 도 11의 제4 실시예의 구성과 동일하므로, 이하에서는 본 실시예의 하중 감소유닛용 자성체(531)의 위치와 하중 감소유닛용 자성체(531)이 캐리어(110)에 인가하는 힘의 방향에 대해서만 설명한다.
본 실시예에서 하중 감소유닛용 자성체(531)은 영구자석으로 마련되어, 도 12에 도시된 바와 같이, 이송롤러부(121)의 하부영역에 배치된다. 이러한 하중 감소유닛용 자성체(531)은 캐리어(110)의 캐리어용 자성체(113)와 자기력에 의한 상호작용을 하여 캐리어(110)에 척력(斥力)을 인가한다. 이를 위해 하중 감소유닛용 자성체(531)과 캐리어용 자성체(113)는 서로 동일한 극이 마주보는 자세로 배치된다.
상술한 하중 감소유닛용 자성체(531)이 캐리어(110)에 인가하는 척력에 의해 이송롤러부(121)에 인가되는 캐리어(110)의 하중이 작아지게 되면, 그에 따라 캐리어(110)와 이송롤러부(121)의 접촉면에서의 마찰력도 함께 작아져 마찰에 의한 파티클의 발생량이 줄어든다.
상술한 바와 같이 본 실시예의 하중 감소유닛용 자성체(531)이 이송롤러부(121)의 하부 영역에 배치됨으로써, 하중 감소유닛용 자성체(531)을 업/다운(up/down) 이동시키는 자성체용 업/다운(up/down) 이동부(536)도 진공 챔버(CM)의 하부 영역에 배치된다.
따라서, 제4 실시예와 달리 진공 챔버(CM)의 상부 영역에 배치되는 구조물을 줄여 진공 챔버(CM)의 상부벽에 설치되는 챔버 보강용 리브의 설치면적을 높일 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따른 기판 이송장치는, 캐리어(110)와의 상호작용에 의해 이송롤러부(121)에 인가되는 캐리어(110)의 하중을 감소시키는 캐리어 하중 감소유닛(130)을 구비함으로써, 캐리어(110)의 이송과정 중 캐리어(110)와 이송롤러부(121)의 마찰에 의해 발생되는 파티클의 양을 감소시킬 수 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.
110: 캐리어 111, 211: 캐리어 본체
113, 213: 캐리어용 자성체 120: 캐리어 이송유닛
121: 이송롤러부 122: 롤러용 회전축부
123: 밀봉부 123a: 밀봉 몸체
127: 가이드 롤러부 130, 430: 캐리어 하중 감소유닛
131, 231, 331, 431, 531: 하중 감소유닛용 자성체
150: 위치 감지유닛 432: 자기력 조절모듈
433: 마운팅 플레이트부 434: 연결 샤프트부
436, 536: 자성체용 업/다운(up/down) 이동부
437: 자성체용 이동블록부 438: 자성체용 이동 구동부
R: 강성 보강용 리브 CM: 진공 챔버
S: 소스유닛 V: 벨로우즈

Claims (13)

  1. 내부에 진공 분위기를 형성하는 진공 챔버에 연결되며, 상기 진공 챔버의 내부에서 기판이 적재된 캐리어에 연결되어 상기 캐리어를 이송하는 캐리어 이송유닛; 및
    상기 진공 챔버에 연결되며, 상기 캐리어와의 상호작용에 의해 상기 캐리어 이송유닛에 인가되는 상기 캐리어의 하중을 감소시키는 캐리어 하중 감소유닛을 포함하고,
    상기 캐리어 하중 감소유닛은,
    상기 캐리어와 자기력에 의한 상호작용을 하여 상기 캐리어에 인력 또는 척력을 인가하는 하중 감소유닛용 자성체; 및
    상기 하중 감소유닛용 자성체에 연결되며, 상기 하중 감소유닛용 자성체를 상기 캐리어에 대해 상대이동 시켜 상기 캐리어에 인가되는 자기력의 세기를 조절하는 자기력 조절모듈을 포함하며,
    상기 하중 감소유닛용 자성체는 영구자석으로 마련되며, 상기 하중 감소유닛용 자성체는 상기 캐리어 이송유닛의 상부영역에 배치되며, 상기 하중 감소유닛용 자성체는 상기 캐리어에 인력을 인가하고,
    상기 자기력 조절모듈은,
    상기 하중 감소유닛용 자성체가 장착되는 자성체 장착부; 및
    상기 자성체 장착부에 연결되며, 상기 하중 감소유닛용 자성체를 업/다운(up/down) 이동시키는 자성체용 업/다운(up/down) 이동부를 포함하고,
    상기 자성체 장착부는,
    상기 하중 감소유닛용 자성체가 결합되는 마운팅 플레이트부; 및
    상기 마운팅 플레이트부에 연결되며, 상기 진공 챔버의 외벽을 관통하여 상기 자성체용 업/다운(up/down) 이동부에 연결되는 연결 샤프트부를 포함하며,
    상기 자성체용 업/다운(up/down) 이동부는,
    상기 자성체 장착부가 결합되며, 업/다운(up/down) 이동되는 자성체용 이동블록부;
    상기 자성체용 이동블록부에 연결되며, 상기 자성체용 이동블록부의 이동을 안내하는 자성체용 이동 가이드부; 및
    상기 자성체용 이동블록부에 연결되며, 상기 자성체용 이동블록부를 이동시키는 자성체용 이동 구동부를 포함하며,
    상기 캐리어 이송유닛은,
    상기 캐리어에 연결되어 회전에 의해 상기 캐리어를 이동시키며, 상호 이격되어 배치되는 다수개의 이송롤러부; 및
    상기 이송롤러부에 연결되며, 상기 이송롤러부를 회전시키는 이송용 회전 구동부; 및
    상기 진공 챔버에 회전 가능하게 결합되고 상기 이송롤러부에 이격되어 배치되며, 상기 캐리어의 이동을 안내하는 가이드 롤러부를 포함하는 기판 이송장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하중 감소유닛용 자성체는 다수개로 마련되어 상기 캐리어 이송유닛을 따라 상호 이격되어 배치되는 기판 이송장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 캐리어는,
    상기 캐리어 이송유닛에 지지되는 캐리어 본체; 및
    상기 캐리어 본체에 부착되며, 상기 하중 감소유닛용 자성체와 자기력에 의한 상호작용을 하는 캐리어용 자성체를 포함하는 기판 이송장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
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