KR102260560B1 - 카세트 스토커 및 이를 이용한 카세트 로딩/언로딩 방법 - Google Patents

카세트 스토커 및 이를 이용한 카세트 로딩/언로딩 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 다수의 카세트가 적층되는 카세트 스토커는 카세트를 지지하는 지지대; 상기 지지대의 양 측면에 설치되는 프레임 본체; 상기 지지대를 상하로 이동시킴으로써 상기 카세트를 승강시키는 승강 기구; 및 상기 승강 기구를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 승강 기구는 구동 모터와 볼 스크류 및 리니어 가이드를 포함하고, 상기 카세트는 다수의 기판이 수납되는 다수의 안착대를 구비하며, 상기 프레임 본체의 전면에는 상부 도어와 하부 도어가 설치되고, 상기 상부 도어와 상기 하부 도어는 각기 독립적으로 개폐가능하며, 상기 하부 도어의 전면에는 도어용 카세트 이동 아이들러가 구비된다.

Description

카세트 스토커 및 이를 이용한 카세트 로딩/언로딩 방법{Cassette stoker and casette loading/unloading method using thereof}
본 발명은 카세트 스토커에 관한 것으로서, 더 상세하게는 평판 디스플레이 제조 공정에서 사용되는 마스크 또는 기판을 수납하는 카세트 스토커에 관한 것이다.
평판디스플레이(FPD, Flat Panel Display) 분야의 최근 경향은 LCD(liquid crystal display), PDP(Plasma Display Panel)를 거쳐 유기전계발광표시장치(OLED, Organic Light Emitting Display)가 각광받고 있다.
LED는 유기물의 자체 발광에 의해 컬러 화상을 구현하는 초경박형 표시장치로서, 구조가 간단하면서 응답속도가 빠르고, 초박형 고휘도이며, 소비 전력은 낮아 디스플레이로서 많은 장점을 가지고 있다.
유기발광소자에서 풀 칼라(full color)를 구현하기 위해서는 발광층을 패터닝해야 하는데, 이 경우, FMM(Fine Metal Mask, 이하 마스크라 함)을 이용한 직접 패터닝 방식과, LITI(Laser Induced Thermal Imaging) 공법을 적용한 방식, 컬러필터(color filter)를 이용하는 방식 등이 적용될 수 있다.
마스크를 이용하여 대형 OLED를 제작할 때에는 챔버 내에 마스크와 유리 기판을 배치한 다음 증착하는 공정을 수행한다. 이러한 증착 공정을 수행하기 위해서는 유리 기판들과 다수의 마스크를 이송하여 공정 챔버 내로 투입하고 사용된 마스크와 공정이 수행된 기판을 챔버로부터 로딩/언로딩하는 교환이 이루어져야 하는데, 다수의 기판 또는 마스크는 카세트에 적재된 상태로 공급되고, 이 카세트를 수납하는 카세트 스토커가 제공된다.
임의의 공정이 완료된 유리 기판과 마스크들은 별도의 로봇에 의해 카세트 스토커에 수납된 카세트에 적재되고, 적재가 완료되면 카세트 자체를 다음 공정으로 이송하고, 해당 공정에 도달되면 다시 로봇을 이용하여 카세트 내에 적재된 유리 기판과 마스크들을 인출하여 해당 공정을 수행하게 된다.
최근에는 디스플레이의 박형화 및 대형화 추세에 따라, 유리 기판과 마스크도 박형 대면적화 되고 있어 유리 기판과 마스크의 제조 및 처리에 사용되는 복수의 공정 챔버 사이를 이동하여 카세트로부터 로딩/언로딩 될 때에 각별한 주의가 요구된다.
또한, 카세트의 면적도 대형화되어 공간 효율 및 자동화 효율이 떨어지고, 공정과 공정 사이에서 카세트 이동에 걸리는 시간이 늘어나는 문제가 있다.
본 발명은 다수의 기판수납용 카세트를 수용할 수 있으면서도 구성이 간단하고 공간 효율성이 우수한 카세트 스토커를 제공하고자 한다.
본 발명은 카세트 로딩 및 언로딩을 여러 방향으로 동시에 할 수 있도록 하여 물류 자동화가 우수한 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 대면적 박형의 마스크와 유리 기판이 변형이나 파손 없이 신속하게 적재되고 변형 없이 수납될 수 있는 카세트 스토커를 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명에 의한 카세트가 적재되는 카세트 스토커는 카세트를 지지하는 지지대; 상기 지지대의 양 측면에 설치되는 프레임 본체; 상기 지지대를 상하로 이동시킴으로써 상기 카세트를 승강시키는 승강 기구; 및 상기 승강 기구를 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 승강 기구는 구동 모터와 볼 스크류 및 리니어 가이드를 포함하고, 상기 카세트는 다수의 기판이 수납되는 다수의 안착대를 구비한다.
상기 프레임 본체는 상기 지지대의 양 측면에 각기 배치되는 좌측 프레임과 우측 프레임을 포함하고, 상기 좌측 프레임은 하부 세로 프레임, 하부 세로 프레임의 전방 및 후방 상단에 각기 결합되는 2개의 수직 프레임, 수직 프레임의 상단을 연결하는 상부 세로 프레임을 포함한다. 상기 우측 프레임은 하부 세로 프레임, 하부 세로 프레임의 전방 및 후방 상단에 각기 결합되는 2개의 수직 프레임, 수직 프레임의 상단을 연결하는 상부 세로 프레임을 포함하고, 상기 좌측 프레임의 하부 세로 프레임과 상기 우측 프레임의 하부 세로 프레임을 연결하는 가로 프레임은 상기 지지대의 하부에 설치되는 것이 바람직하다.
상기 프레임 본체의 상단에는 슬라이딩 방식으로 개폐되는 상단 도어가 설치되고, 상기 지지대 상에는 상기 카세트가 다수 개 순차로 적층되고, 상기 상단 도어가 열리면 상기 카세트 스토커의 상단 개방부를 통해 최상부에 적층된 카세트가 로딩 또는 언로딩 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 카세트 스토커는 상기 프레임 본체의 외측 좌우에 배치되고, 상기 제어부의 제어에 따라 수평 이동되어 상기 카세트를 지지하는 한 쌍의 카세트 로딩 모듈을 더 포함한다. 상기 카세트 로딩 모듈은 공압 실린더와, 상기 공압 실린더에 연결되어 수평 이동하여 상기 프레임 본체의 내외측으로 왕복 가능한 선형 이동부와, 상기 선형 이동부의 내측 단부에 설치되는 카세트 이동 아이들러를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 카세트의 하부 양 측면에는 돌출턱이 형성되고, 상기 프레임 본체 내측으로 상기 한 쌍의 상기 선형 이동부가 이동하여 상기 돌출턱이 상기 아이들러에 안착되게 된다. 상기 아이들러에 의해 상기 카세트의 수평 이동이 안내될 수 있다.
상기 프레임 본체의 전면에는 상부 도어와 하부 도어가 설치되고, 상기 상부 도어와 상기 하부 도어는 각기 독립적으로 개폐가능하며, 상기 하부 도어의 전면에는 도어용 카세트 이동 아이들러가 구비되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 의한 카세트 스토커는 상기 프레임 본체의 외측에 좌우로 배치되고, 상기 제어부의 제어에 따라 수평 이동되어 상기 기판의 양측단을 지지하는 한 쌍의 기판 로딩 모듈을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 기판 로딩 모듈은 공압 실린더와, 상기 공압 실린더에 연결되어 수평 이동하여 상기 프레임 본체의 내외측으로 왕복 가능한 선형 이동부와, 상기 선형 이동부의 내측 단부에 형성되는 안착부를 포함한다.
상기 프레임 본체 내측으로 좌우 한 쌍의 상기 선형 이동부가 이동하여 상기 기판의 단부가 상기 안착부에 안착된다.
상기 안착대는 상기 카세트의 전면과 후면에 가로로 길게 형성되어 상기 기판의 전단과 후단을 지지하고, 상기 기판 로딩 모듈의 안착부는 상기 카세트의 측면에서 진입하여 상기 기판의 측단부를 지지한다.
본 발명의 카세트에 수납되는 기판은 마스크, 마스크 프레임 또는 유리 기판일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카세트 스토커를 이용하여 카세트를 언로딩하는 방법은 카세트 로딩 모듈이 진입하여 상단의 카세트를 카세트 로딩 모듈의 아이들러에 의해 지지하는 단계, 상부 도어를 오픈하는 단계, 하부 도어를 오픈하고 하부 도어의 전단에 구비된 아이들러가 카세트 로딩 모듈의 아이들러와 동일 평면 상에 위치하도록 수평 조정하는 단계, 카세트를 상기 아이들러의 안내에 따라 프레임 본체 전면으로 진출시키는 단계, 및 OHS(over head shuttle)에 의해 카세트를 운반하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카세트 스토커에서 카세트를 로딩 및 언로딩하는 방법은 상기 카세트 스토커에는 사용된 마스크가 수납된 카세트 위에 빈 카세트가 적층되어 있는 상태로부터 시작한다. 위 방법은 카세트 로딩 모듈이 진입하여 상단의 상기 빈 카세트를 아이들러에 의해 지지하는 단계, 상부 도어를 오픈하는 단계, 하부 도어를 오픈하고 하부 도어의 전단에 형성된 아이들러가 카세트 로딩 모듈의 아이들러와 동일 평면 상에 위치하도록 수평 조정하는 단계, 상기 빈 카세트를 상기 두 아이들러들의 안내에 따라 프레임 본체 전면으로 진출시켜 상기 하부 도어의 아이들러에 의해 지지하는 단계, 상단 도어를 오픈하는 단계, 하단의 상기 사용된 마스크가 수납된 카세트를 승강 기구에 의해 위로 이동시키는 단계, OHS(over head shuttle)에 의해 상기 사용된 마스크가 수납된 카세트를 카세트 스토커의 상단부를 통해 외부로 운반하는 단계, 상기 빈 카세트를 다시 카세트 스토커 내부로 수평 이동시키는 단계, 상기 빈 카세트를 승강 기구에 의해 아래로 이동시키는 단계, 상기 하부 도어를 닫는 단계, 사용되지 않은 새 마스크들이 수납된 신규 카세트를 OHS에 의해 카세트 스토커의 상단부로부터 진입시키는 단계, 및 상기 상단 도어를 닫는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의한 카세트가 적재되는 카세트 스토커는 다수의 적층된 카세트를 지지하는 지지대; 상기 지지대의 양 측면에 설치되는 프레임 본체; 상기 프레임 본체에 결합되고, 상기 지지대를 상하로 이동시킴으로써 상기 카세트를 승강시키는 승강 기구; 제어부; 상기 프레임 본체의 외측 좌우에 배치되고, 상기 제어부의 제어에 따라 프레임 본체 내로 진입하여 상기 카세트를 지지하는 한 쌍의 카세트 로딩 모듈; 상기 프레임 본체의 상단에 설치되는 상단 도어; 및 상기 프레임 본체의 전면에 설치되는 상부 도어와 하부 도어;를 포함한다.
상기 카세트는 다수의 마스크 프레임이 안착되는 다수의 안착대를 구비하고, 상기 안착대는 가로로 긴 막대 형상이고, 상기 한 쌍의 카세트 로딩 모듈은 각기 공압 실린더와, 상기 공압 실린더에 연결되어 수평 이동하여 상기 프레임 본체의 내외측으로 왕복 가능한 선형 이동부와, 상기 선형 이동부의 내측 단부에 설치되는 카세트 이동 아이들러를 포함하고, 상기 카세트의 하부 양 측면에는 돌출턱이 형성되고, 상기 프레임 본체 내측으로 선형 이동부가 이동하여 상기 돌출턱이 상기 아이들러에 안착된다.
상기와 같은 본 발명의 카세트 스토커는 다수의 카세트를 적층 방식에 의해 수용할 수 있어 간단한 구성에 의해 많은 수의 마스크나 유리 기판을 수용할 수 있으므로 공간 효율이 우수하다.
본 발명의 카세트 스토커는 대면적의 박형인 마스크를 변형 없이 수납하면서도 마스크 로딩 및 언로딩이 용이한 효과가 있다.
본 발명의 카세트 스토커 및 이를 이용한 카세트 로딩 및 언로딩 방법은 상부 및 전면을 통해 카세트를 로딩하고 언로딩 할 수 있어 물류 자동화의 속도 및 공간 효율이 우수하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카세트 스토커의 정면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카세트 스토커의 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카세트 스토커의 프레임 본체와 지지부 및 승강기구의 조립 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카세트 스토커의 카세트 로딩 모듈의 사시도.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 카세트 스토커의 마스크 로딩 모듈의 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 카세트 로딩 방법의 개념도.
도 7 내지 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카세트 로딩/언로딩 방법의 개념도.
이하, 도 1 내지 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 카세트 스토커를 설명한다. 임의의 공정이 완료된 유리 기판과 마스크들은 별도의 로봇에 의해 카세트에 적재되고, 적재가 완료되면 카세트 자체를 세정 등의 다음 공정으로 이송한다. 본 발명의 일 실시예에 의한 카세트 스토커는 카세트(10)를 지지하는 지지대(20), 상기 지지대의 양 측면에 설치되고 상기 카세트를 수용하는 프레임 본체(30), 상기 지지대를 상하로 이동시킴으로써 상기 카세트를 승강시키는 승강 기구(40) 및 상기 승강 기구를 제어하는 제어부(미도시)를 포함한다.
상기 카세트 스토커의 양측면에는 취부 브라켓(21)이 결합되어 있고, 상기 취부 브라켓은 외부의 장치나 프레임(미도시) 또는 지지부(미도시)에 탈착가능하게 결합되어 카세트 스토커를 지지한다.
이 실시예에서는 지지대(20) 상에 2개의 카세트(10)가 적층 수납되어 있으나, 카세트의 개수는 이에 한정되지 않으며, 1개 또는 2개 이상의 카세트가 지지대 상에 적층되어 카세트 스토커에 수납될 수 있다. 카세트(10)는 서로 적층이 가능하도록 상면과 바닥면이 평평한 형상이고, 카세트 마다 다수의 기판(50), 예를 들어 마스크 또는 유리 기판이 수납될 수 있도록 다수의 안착대(11)가 구비된다. 다수의 안착대(11)는 각기 상기 카세트의 전면과 후면에 가로로 길게 형성되어 상기 기판의 전단과 후단을 지지하고, 수직 방향으로 서로 이격되게 정렬되어 있어, 안착대에 안착된 다수의 기판은 수직 방향으로 서로 이격되게 정렬되어 카세트에 수납된다.
도 3을 참조하여 프레임 본체의 구성을 상세히 설명하면, 프레임 본체(30)는 지지대(20)의 양 측면에 각기 배치되는 좌측 프레임과 우측 프레임을 포함한다. 지지대의 좌측에 배치되는 좌측 프레임은 하부 세로 프레임(33), 하부 세로 프레임의 전방 및 후방 상단에 각기 결합되는 2개의 수직 프레임(34), 수직 프레임의 상단을 연결하는 상부 세로 프레임(35)을 포함한다. 지지대의 우측에 배치되는 우측 프레임도 하부 세로 프레임, 하부 세로 프레임의 전방 및 후방 상단에 각기 결합되는 2개의 수직 프레임, 수직 프레임의 상단을 연결하는 상부 세로 프레임을 포함하는 동일한 구성이다. 좌측 프레임과 우측 프레임은 좌우 대칭 구조로 지지대(20)의 양 측에 설치된다. 프레임 본체는 위와 같은 구조로 반드시 한정되는 것은 아니고, 카세트를 내부에 수용할 수 있으되 좌우 및 전방의 적어도 일부가 개방된 구조의 지지구조라면 설계 변경에 의해 구체적인 형상이 변경될 수 있다.
상기 좌측 프레임의 하부 세로 프레임과 상기 우측 프레임의 하부 세로 프레임을 연결하는 가로 프레임이 상기 지지대의 아래에 설치될 수 있다.
한편, 상기 승강 기구(40)는 선형 이동 장치로서, 구동 모터(41)와, 상기 구동모터에 의해 회전하는 볼스크류(43)와, 리니어 가이드(44, 45)를 포함한다. 보다 상세히 설명하면, 리니어 가이드(44, 45)는 리니어 가이드 레일(44)과 가이드 블록(45)으로 구성되고, 리니어 가이드 레일은 수직 프레임(34)을 따라 수직 방향으로 길게 설치되며, 상기 볼 스크류는 수직 프레임의 내측에 리니어 가이드와 평행하게 설치된다. 리니어 모션 가이드 블록(45) 및 볼 스크류 너트(46)에 결합된 체결부(47)는 상기 지지대에 연결되어 구동모터의 구동에 따라 상기 지지대를 상하로 선형 이동시킨다. 구동 모터, 리니어 모션 가이드, 볼 스크류 및 체결부를 포함하는 승강 기구는 지지대를 안정적으로 상하 이동시키기 위해 4개의 세트로서 각기 사각 평판 형상의 지지대의 4 모서리에 설치되어 제어부에 의해 동기 제어된다.
이러한 승강 기구는 선형 운동을 위한 일반적인 것으로, 이와 다른 형태의 다양한 선형 운동 기구, 예를 들어 랙과 피니언에 의한 방식이 채용될 수도 있다. 승강 기구에 의해 지지대가 상하 이동하면, 지지대 상에 적층된 카세트가 상하로 이동하게 되고, 구동 모터의 동작에 의해 카세트의 상하 방향의 미세한 위치 조정이 가능하다.
한편, 프레임 본체 상단에는 상단 도어(60)가 설치되고, 상단 도어는 슬라이딩 방식으로 개폐되는 것이나, 다른 방식의 도어라도 무관하다. 지지대 상에 순차로 적층된 2 개의 카세트는 상기 상단 도어가 열리면 카세트 스토커의 상단 개방부를 통해 카세트가 별도의 로봇(미도시)에 의해 로딩 또는 언로딩 될 수 있다. 카세트 스토커 상단부를 통한 카세트 로딩/언로딩이 가능하므로, 물류 자동화 및 공간의 효율화에 유리하다. 상단 도어 측으로부터 카세트를 로딩하는 한 가지 방법에 대해 설명하면, 먼저 상단 도어를 슬라이딩 방식으로 열고, 승강 기구(40)에 의해 지지대(20)를 상승시키고, 프레임 본체 상부로부터 로봇 등에 의해 카세트를 진입시켜 지지대 상에 안착시킨 후 상단 도어를 닫는다.
또한, 프레임 본체의 전면은 개방된 구조이나, 상부 도어(61)와 하부 도어(62)가 설치될 수도 있다. 상부 도어와 상기 하부 도어는 각기 독립적으로 개폐가능하며, 상부 도어는 슬라이딩 방식인 것이 바람직하다. 하부 도어는 상단의 링크(63)에 의해 상기 프레임 본체 전면에 결합되며, 하부 도어 전면에는 카세트 이동용 아이들러(64)가 설치되어 있다. 하부 도어(62)가 링크를 중심으로 회전하여 오픈되면, 하부 도어의 아이들러(64)는 후술하는 카세트 로딩 모듈의 카세트 이동 아이들러(74)와 동일한 수평면 상에 놓이게 된다. 하부 도어를 오픈된 상태로 고정 지지하기 위해 지지 부재(65)가 구비된다. 상기 지지 부재는 하부 도어와 별물로 구비되어 하부 도어 오픈 시 하부 도어의 링크(63) 반대쪽 단부를 지지하고 이에 의해 하부 도어는 수평 상태로 유지된다. 지지 부재는 하부 도어와 별개로 구비되지 않고 힌지 방식 등에 의해 결합되는 것도 가능하며 이 경우 하부 도어가 닫힌 경우에는 접힌 상태로 하부 도어의 후면에 수납될 수 있다.
도 1과 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 카세트 로딩 모듈(70)의 구성을 설명하면, 좌우 대칭인 한 쌍의 카세트 로딩 모듈이 프레임 본체의 외측에 배치된다. 카세트 로딩 모듈은 상기 프레임 본체에 장착되거나 별도의 외부 프레임에 장착되는 것이 바람직하다. 카세트 로딩 모듈(70)은 공압 실린더(71)와, 상기 공압 실린더에 연결되어 수평 이동하여 상기 프레임 본체의 내외측으로 왕복 가능한 선형 이동부(73)와, 상기 선형 이동부의 내측 단부에 설치되는 카세트 이동 아이들러(74)를 포함한다. 보다 상세히 설명하면, 제어부에 의해 공압 실린더(71)의 피스톤 로드가 프레임 본체의 내측 또는 외측으로 이동하게 되면, 피스톤 로드와 연결된 스프링(72)이 신축하게 되고 이에 따라 선형 이동부가 수평방향으로 이동하게 되면 그 단부의 카세트 이동 아이들러가 카세트의 측면으로 접근하거나 멀어지게 된다.
카세트를 카세트 스토커에 로딩하거나 언로딩할 때, 상기 카세트 로딩 모듈은 수평 이동하여 상기 프레임 본체의 내측으로 진입하여 카세트에 접근하게 된다. 카세트의 하부 양측면에는 돌출턱(12)이 형성되어 있어 프레임 본체 내측으로 좌우 한 쌍의 선형 이동부가 이동하면 돌출턱이 아이들러에 안착된다. 이때 승강 기구(40)에 의해 지지대의 높이, 즉 카세트의 높이를 조정함으로써 상기 돌출턱과 아이들러(74)의 높이를 적절히 맞출 수 있다.
프레임 본체의 전면을 통해 카세트를 로딩/언로딩 할 경우에는 카세트 이동 아이들러(74)에 의해 카세트의 수평 이동이 안내될 수 있다. 상부 도어 및 하부 도어를 구비하는 경우에는 상부 도어와 하부도어가 열린 상태로 하부 도어의 아이들러(64)와 카세트 이동 모듈의 아이들러(74)가 동일 평면상에 놓이게 되어 카세트가 두 아이들러(64, 74)에 의해 수평 이동이 안내될 수 있다.
지지대 상에 카세트가 놓인 상태에서 추가의 카세트를 로딩하는 방법의 일 실시예를 설명하면, 카세트 로딩 모듈이 프레임 본체 내부로 진입한 상태에서 로봇 또는 로딩 롤러에 의해 추가의 카세트가 프레임 본체 내부로 진입하여 상기 카세트 로딩 모듈의 카세트 이동 아이들러 상에 안착 지지된다. 이후 로봇이 프레임 본체 외부로 인축되면, 승강 기구에 의해 지지대가 상승하게 되어 추가의 카세트 저면이 지지대에 놓인 카세트의 상면에 안착되는 방식으로 카세트들이 적층되고, 카세트 로딩 모듈은 외측으로 이동한다.
다음에는 도 1과 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 로딩 모듈(80)의 구성을 설명하면, 좌우 대칭인 한 쌍의 기판 로딩 모듈이 프레임 본체의 외측에 배치된다. 한 쌍의 기판 로딩 모듈은 프레임 본체에 장착되거나 별도의 외부 프레임에 장착되는 것이 바람직하고, 프레임 본체의 외측에 좌우로 배치되고, 제어부의 제어에 따라 수평 이동되어 기판의 양측단을 지지할 수 있다. 기판 로딩 모듈의 기본적인 구성은 카세트 로딩 모듈과 유사하다.
기판 로딩 모듈은 공압 실린더(81)와, 상기 공압 실린더에 연결되어 수평 이동하여 상기 프레임 본체의 내외측으로 왕복 가능한 선형 이동부(84)와, 상기 선형 이동부의 내측 단부에 형성되는 안착부(85)를 포함한다. 상기 선형 이동부와 공압 실린더 사이에는 스프링(82)이 구비되고, 선형이동부의 수평 이동은 가이드 레일(83)에 의해 안내된다.
기판을 로딩/언로딩 하기 위해 제어부는 기판 로딩 모듈을 작동시켜 선형 이동부(84)는 프레임 본체 내부로 수평 이동하고, 안착부(85)가 기판의 하부에 접근하게 된다.
한편, 카세트의 안착대(11)는 상기 카세트의 전면과 후면에 가로로 길게 형성되어 상기 기판의 전단과 후단을 지지하게 되므로, 마스크의 변형을 최소화하면서 마스크(또는 마스크 프레임)을 지지할 수 있다. 기판 로딩 모듈의 안착부는 카세트의 측면에서 진입하여 기판의 측단부를 지지하게 되므로, 안착대와 간섭 없이 마스크를 신속하게 로딩할 수 있다.
기판, 예를 들어 마스크 또는 마스크 프레임을 로딩하는 방법에 대해 구체적으로 설명하면, 먼저 외부 로봇(미도시)에 의해 지지되는 마스크가 카세트의 전면으로부터 카세트 내부로 진입하고, 기판 로딩 모듈이 좌우 측면으로부터 카세트 내부로 진입한다. 로봇에 의해 마스크가 기판 로딩 모듈의 안착부(85)에 안착되면 로봇은 프레임 본체 외부로 이동하고, 마스크는 기판 로딩 모듈의 안착부에 의해 좌우 단부가 지지된다. 이후, 승강 기구(40)에 의해 카세트가 상승하고 이에 따라 마스크가 안착될 해당 안착대(11)가 마스크의 저면에 접촉하게 되면 기판 로딩 모듈은 프레임 본체 외측으로 진출하게 된다.
위 실시예에서는 기판 로딩 모듈을 각기 좌우 한 쌍으로 이루어지는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 구성은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 좌측 또는 우측에 단일의 기판 로딩 모듈이 배치되는 것도 가능하며, 이 경우 안착부의 구성이 필요에 따라 기판을 지지하기에 적합한 형상으로 변형될 수 있을 것이다.
이하에서는 도 6, 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 카세트 스토커를 이용한 카세트 로딩/언로딩 방법을 설명한다.
도 6의 카세트 언로딩 방법에 의하면, 카세트 로딩 모듈이 진입하여 상단의 카세트를 아이들러(74)에 의해 지지하는 단계, 상부 도어(61)를 오픈하는 단계, 하부 도어(62)를 오픈하고 하부 도어(62)의 전단에 형성된 아이들러(64)가 카세트 로딩 모듈의 아이들러(74)와 동일 평면 상에 위치하도록 수평 조정하는 단계, 카세트를 상기 아이들러(64, 74)의 안내에 따라 프레임 본체 전면으로 진출시키는 단계 및 OHS(over head shuttle)에 의해 카세트를 외부로 운반하는 단계를 포함합니다. 카세트 로딩 모듈이 진입하여 상단의 카세트를 아이들러에 의해 지지하는 단계 후에, 승강 기구를 이용하여 지지대를 아래로 이동시킴으로써 적층된 카세트 중 하단의 카세트와 상단의 카세트를 이격시키는 것이 바람직하다.
이와 같은 언로딩 방법에 의해 카세트 스토커의 전면에 구비된 하부 도어를 이용하여 지지대 상부에 적층된 카세트를 안정적으로 카세트 스토커 외부로 배출할 수 있고, 지지 부재에 의해 지지되는 하부 도어의 높이로 카세트를 유지할 수 있으므로, 수동 이송 대차(Manual guided vehicle, 이하 MGV 라 함)를 연결하여 공정 챔버로 카세트를 이송할 경우 높이 유지 문제를 해결하고 장비 사용 공간을 축소할 수 있으며, 물류 자동화가 용이해 진다.
도 7 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 적층된 카세트 로딩/언로딩 방법를 설명한다.
카세트 스토커에는 2 개의 카세트가 적층되어 있는데, 그 중 하부의 카세트에는 공정에서 사용된 마스크들이 수납되어 있고, 상부의 카세트에는 원래 새 마스크가 보관되어 있었으나 공정 챔버 내로 모든 마스크가 공급되어 현재는 마스크가 수납되지 않은 빈 카세트이다. 하부 카세트의 사용된 마스크들은 세정을 위해 반출되어야 하고 새 마스크가 수납된 카세트가 카세트 스토커 내로 들어와야 한다.
이를 위해, 본 발명의 또 다른 실시예의 의한 카세트 로딩/언로딩 방법은 카세트 로딩 모듈이 진입하여 상단의 빈 카세트를 아이들러(74)에 의해 지지하는 단계, 상부 도어(61)를 오픈하는 단계, 하부 도어(62)를 오픈하고 하부 도어(62)의 전단에 형성된 아이들러(64)가 카세트 로딩 모듈의 아이들러(74)와 동일 평면 상에 위치하도록 수평 조정하는 단계, 상기 상단의 빈 카세트를 상기 아이들러(64, 74)의 안내에 따라 프레임 본체 전면으로 진출시켜 상기 하부 도어의 아이들러(64)에 의해 지지하는 단계, 상단 도어(60)를 오픈하는 단계, 상기 하단의 사용된 마스크가 수납된 카세트를 승강 기구에 의해 위로 이동시키는 단계, OHS(over head shuttle)에 의해 상기 사용된 카세트를 카세트 스토커의 상단부를 통해 외부로 운반하는 단계, 상기 빈 카세트를 다시 카세트 스토커 내부로 이동시키는 단계, 상기 빈 카세트를 승강 기구에 의해 아래로 이동시키는 단계, 상기 하부 도어를 닫는 단계, 사용되지 않은 새 마스크들이 수납된 카세트, 즉 신규 카세트를 OHV에 의해 카세트 스토커의 상단부로부터 진입시키는 단계 및 상기 상단 도어를 닫는 단계를 포함한다.
상기 단계들에서 필요에 따라 카세트 로딩 모듈은 카세트 스토커 내부로 수평 이동하여 카세트를 지지하고 카세트 스토커 외부로 진출하기도 할 수 있을 것이다. 예를 들어, 상기 신규 카세트가 스토커 상단부로부터 진입되면 상기 카세트 로딩 모듈이 스토커 내부로 진입하여 상기 신규 카세트를 아이들러(74)에 의해 지지한 다음, 승강 기구에 의해 지지대가 상승하여 빈 카세트의 상면이 신규 카세트의 저면에 닿는 위치에 도달하면 승강 기구는 정지하고, 상기 빈 카세트 위에 신규 카세트가 적층된다. 이후, 카세트 로딩 모듈은 카세트 스토커의 외측으로 이동한다.
위와 같은 방법에 의하면, 공정 챔버에 공급하기 위한 새 마스크가 수납된 카세트와 공정에서 사용된 마스크를 동시에 수납할 수 있고, 공정 챔버로 마스크의 공급하면서 동시에 하부의 빈 카세트에 사용된 마스크를 수납할 수 있어 시간이 단축된다. 또한, 공간을 효율적으로 사용하여 빈 카세트를 좁은 공간 내에서 임시로 보유하면서 추가의 새 마스크가 수납된 신규 카세트를 용이하게 도입할 수 있어, 물류 자동화에 우수한 효과가 있다.
한편, 상기 실시예에서는 2개의 카세트가 적층되고 카세트 스토커의 전면에 상부 및 하부 도어가 설치되는 구성이 개시되어 있으나, 적층되는 카세트가 3 개 또는 그 이상이고 스토커의 전면에 3 또는 그 이상의 도어가 설치되고 다수의 도어를 상기 하부 도어와 동일한 구성으로 할 수도 있다. 이 경우, 필요에 따라 다수 개의 도어를 오픈한 후 지지하여 임시로 카세트를 안착시켜 외부로 이송하거나 대기하는 것도 가능하다.
10: 카세트 20: 지지대
30: 프레임 본체 40: 승강 기구
41: 구동 모터 43: 볼스크류
44, 45: 리니어 가이드

Claims (12)

  1. 카세트가 적재되는 카세트 스토커에 있어서,
    카세트를 지지하는 지지대;
    상기 지지대의 양 측면에 설치되는 프레임 본체;
    상기 지지대를 상하로 이동시킴으로써 상기 카세트를 승강시키는 승강 기구; 및
    상기 승강 기구를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 승강 기구는 구동 모터와 볼 스크류 및 리니어 가이드를 포함하고,
    상기 카세트는 다수의 기판이 수납되는 다수의 안착대를 구비하며,
    상기 프레임 본체의 외측 좌우에 배치되고, 상기 제어부의 제어에 따라 수평 이동되어 상기 카세트를 지지하는 한 쌍의 카세트 로딩 모듈을 더 포함하고,
    상기 카세트 로딩 모듈은 공압 실린더와, 상기 공압 실린더에 연결되어 수평 이동하여 상기 프레임 본체의 내외측으로 왕복 가능한 선형 이동부와, 상기 선형 이동부의 내측 단부에 설치되는 카세트 이동 아이들러를 포함하고,
    상기 카세트의 하부 양 측면에는 돌출턱이 형성되고, 상기 프레임 본체 내측으로 상기 한 쌍의 상기 선형 이동부가 이동하여 상기 돌출턱이 상기 아이들러에 안착되는 카세트 스토커.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 프레임 본체는 상기 지지대의 양 측면에 각기 배치되는 좌측 프레임과 우측 프레임을 포함하고,
    상기 좌측 프레임은 하부 세로 프레임, 하부 세로 프레임의 전방 및 후방 상단에 각기 결합되는 2개의 수직 프레임, 수직 프레임의 상단을 연결하는 상부 세로 프레임을 포함하고,
    상기 우측 프레임은 하부 세로 프레임, 하부 세로 프레임의 전방 및 후방 상단에 각기 결합되는 2개의 수직 프레임, 수직 프레임의 상단을 연결하는 상부 세로 프레임을 포함하고,
    상기 좌측 프레임의 하부 세로 프레임과 상기 우측 프레임의 하부 세로 프레임을 연결하는 가로 프레임은 상기 지지대의 하부에 설치되는 카세트 스토커.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 프레임 본체의 상단에는 슬라이딩 방식으로 개폐되는 상단 도어가 설치되고, 상기 지지대 상에는 상기 카세트가 다수 개 순차로 적층되고, 상기 상단 도어가 열리면 상기 카세트 스토커의 상단 개방부를 통해 최상부에 적층된 카세트가 로딩 또는 언로딩 될 수 있는 카세트 스토커.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 아이들러에 의해 상기 카세트의 수평 이동이 안내되는 카세트 스토커.
  6. 청구항 1 또는 5에 있어서,
    상기 프레임 본체의 전면에는 상부 도어와 하부 도어가 설치되고, 상기 상부 도어와 상기 하부 도어는 각기 독립적으로 개폐가능하며, 상기 하부 도어의 전면에는 도어용 카세트 이동 아이들러가 구비되는 카세트 스토커.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 프레임 본체의 외측에 좌우로 배치되고, 상기 제어부의 제어에 따라 수평 이동되어 상기 기판의 양측단을 지지하는 한 쌍의 기판 로딩 모듈을 더 포함하고,
    상기 기판 로딩 모듈은 공압 실린더와, 상기 공압 실린더에 연결되어 수평 이동하여 상기 프레임 본체의 내외측으로 왕복 가능한 선형 이동부와, 상기 선형 이동부의 내측 단부에 형성되는 안착부를 포함하고,
    상기 프레임 본체 내측으로 좌우 한 쌍의 상기 선형 이동부가 이동하여 상기 기판의 단부가 상기 안착부에 안착되는 카세트 스토커.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 안착대는 상기 카세트의 전면과 후면에 가로로 길게 형성되어 상기 기판의 전단과 후단을 지지하고,
    상기 기판 로딩 모듈의 안착부는 상기 카세트의 측면에서 진입하여 상기 기판의 측단부를 지지하는 카세트 스토커.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판은 마스크 프레임, 마스크 또는 유리 기판인 카세트 스토커.
  10. 청구항 6의 카세트 스토커를 이용하여 카세트를 언로딩하는 방법에 있어서,
    카세트 로딩 모듈이 진입하여 상단의 카세트를 카세트 로딩 모듈의 아이들러에 의해 지지하는 단계;
    상부 도어를 오픈하는 단계;
    하부 도어를 오픈하고 하부 도어의 전단에 구비된 아이들러가 카세트 로딩 모듈의 아이들러와 동일 평면 상에 위치하도록 수평 조정하는 단계;
    카세트를 상기 아이들러의 안내에 따라 프레임 본체 전면으로 진출시키는 단계; 및
    OHS(over head shuttle)에 의해 카세트를 운반하는 단계;
    를 포함하는 카세트를 언로딩 하는 방법.
  11. 청구항 6에 기재된 카세트 스토커에서 카세트를 로딩 및 언로딩하는 방법에 있어서,
    상기 카세트 스토커에는 사용된 마스크가 수납된 카세트 위에 빈 카세트가 적층되어 있고,
    카세트 로딩 모듈이 진입하여 상단의 상기 빈 카세트를 아이들러에 의해 지지하는 단계;
    상부 도어를 오픈하는 단계;
    하부 도어를 오픈하고 하부 도어의 전단에 형성된 아이들러가 카세트 로딩 모듈의 아이들러와 동일 평면 상에 위치하도록 수평 조정하는 단계;
    상기 빈 카세트를 상기 두 아이들러들의 안내에 따라 프레임 본체 전면으로 진출시켜 상기 하부 도어의 아이들러에 의해 지지하는 단계;
    상단 도어를 오픈하는 단계;
    하단의 상기 사용된 마스크가 수납된 카세트를 승강 기구에 의해 위로 이동시키는 단계;
    상기 사용된 마스크가 수납된 카세트를 카세트 스토커의 상단부를 통해 외부로 운반하는 단계;
    상기 빈 카세트를 다시 카세트 스토커 내부로 수평 이동시키는 단계;
    상기 빈 카세트를 승강 기구에 의해 아래로 이동시키는 단계;
    상기 하부 도어를 닫는 단계;
    사용되지 않은 새 마스크들이 수납된 신규 카세트를 OHV에 의해 카세트 스토커의 상단부로부터 진입시키는 단계; 및
    상기 상단 도어를 닫는 단계;
    를 포함하는 카세트 로딩 및 언로딩 방법.
  12. 카세트가 적재되는 카세트 스토커에 있어서,
    다수의 적층된 카세트를 지지하는 지지대;
    상기 지지대의 양 측면에 설치되는 프레임 본체;
    상기 프레임 본체에 결합되고, 상기 지지대를 상하로 이동시킴으로써 상기 카세트를 승강시키는 승강 기구;
    제어부;
    상기 프레임 본체의 외측 좌우에 배치되고, 상기 제어부의 제어에 따라 프레임 본체 내로 진입하여 상기 카세트를 지지하는 한 쌍의 카세트 로딩 모듈;
    상기 프레임 본체의 상단에 설치되는 상단 도어; 및
    상기 프레임 본체의 전면에 설치되는 상부 도어와 하부 도어;
    를 포함하고,
    상기 카세트는 다수의 마스크 프레임이 안착되는 다수의 안착대를 구비하고, 상기 안착대는 가로로 긴 막대 형상이고,
    상기 한 쌍의 카세트 로딩 모듈은 각기 공압 실린더와, 상기 공압 실린더에 연결되어 수평 이동하여 상기 프레임 본체의 내외측으로 왕복 가능한 선형 이동부와, 상기 선형 이동부의 내측 단부에 설치되는 카세트 이동 아이들러를 포함하고,
    상기 카세트의 하부 양 측면에는 돌출턱이 형성되고, 상기 프레임 본체 내측으로 선형 이동부가 이동하여 상기 돌출턱이 상기 아이들러에 안착되는 카세트 스토커.

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