KR20040019585A - 기판반송장치가 개선된 멀티챔버타입의 기판처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판반송장치가 개선된 멀티챔버타입의 기판처리장치에 관한 것으로서, 그 내부에 기판반송로봇이 마련된 다각면을 갖는 반송챔버와; 상기 반송챔버의 각 면에 연결 배치되어 소정의 처리공간을 형성하는 복수의 처리챔버를 포함하며; 상기 기판반송로봇은 상기 반송챔버의 하측벽 중앙부에 구동수단에 의해 회전가능하게 설치되는 회전축과; 상기 회전축의 회전동작에 따라 연동되어 회전하는 복수의 암과; 상기 암의 일단에 회전가능하게 설치됨과 아울러 그 타단측에는 기판을 집는 포크암으로 구성되고; 상기 포크암의 연결축 부근 및 그에 대응하는 상측에는 상기 포크암의 이상회전상태를 감지하는 포크암회전위치감지수단이 추가로 구성된 것이다.

상술한 바와 같이 구성함에 따라 포크암이 처리챔버로 인입하는 전 단계에서 상기 포크암의 틀어짐을 검사함에 따라 기판이 처리챔버의 내벽에 충돌하는 것을 사전에 방지하는 이점이 있다.

그와 같이 기판의 충돌을 방지함에 따라 기판 파손에 의해 챔버의 내부가 오염되어 공정불량이 발생하는 것을 줄임과 아울러 설비 정지율을 줄여 수율을 향상시키게 된다.

Description

기판반송장치가 개선된 멀티챔버타입의 기판처리장치{SUBSTRATE PROCESSING EQUIPMENT OF MULTI CHAMBER TYPE HAVING IMPROVED SUBSTRATE TRANSFER APPARATUS}

본 발명은 기판반송장치에 관한 것으로서, 특히, 복수의 처리챔버를 구비한 멀티챔버타입의 기판반송장치에 관한 것이다.

일반적으로 유기EL표시장치는 유기재료의 적층박막에 직류전압을 인가하면, 전기에너지가 빛에너지로 변화하여 발광하는 현상을 이용한 평판디스플레이다. 최근까지 제품화되어 있는 유기EL디스플레이는 저분자계의 분체유기발광재료가 사용되고 있고, 이 저분자 유기발광재료는 수분이나 고에너지 입자에 약하기 때문에 유기발광층이나 음극금속전극의 박막 형성은 섀도우 마스크(SHADOW MASK)를 사용한 진공증착에 의하여 패턴을 형성하고 있다.

이와 같이 유기EL표시장치를 제조하는 과정 중 유리기판에 유기발광층과 금속전극의 적층 박막을 증착하는 성형공정은 멀티챔버타입의 처리장치에 의해 널리 행하여지고 있다.

멀티챔버타입의 처리장치는 기판을 반송할 수 있는 기판반송로봇이 중앙에 위치한 다면체의 반송챔버를 이루고, 상기 반송챔버의 각면에 소정의 증착공정을 실시하는 처리챔버 및 기판을 보관하는 기판보관챔버 및 기판을 다음 고정으로 급송하는 급송챔버로 구성된다.

상기 기판반송로봇은 다관절형으로 이루어진 것으로서, 소정의 방향으로 회전하는 회전축과, 복수의 암과, 기판을 집는 포크암이 회전 가능하게 설치되어 수평면상에서 자유롭게 움직일 수 있도록 구성된다.

따라서, 상기 기판반송로봇의 회전운동에 의해 각 처리챔버 및 기판보관챔버 및 급송챔버로 기판을 반·출입시키도록 구성된다.

그러나, 종래에는 상기 기판반송로봇을 통해 기판이 각 챔버로 반입되는 단계에서 그 기판의 존재 유무만을 판별할 뿐 상기 기판반송로봇 자체의 틀어짐을 확인하기 위한 별도의 장치가 마련되어 있지 않아 상기 기판반송로봇이 틀어져 있을 경우 반송되는 기판이 각 챔버 벽면에 충돌할 소지를 제공한다는 문제점이 있다.

그와 같이 기판이 챔버 벽면에 충돌할 경우 챔버 내부를 오염시켜 공정불량을 초래할 뿐만 아니라 파손된 기판을 제거시키기 위하여 설비를 정지함에 따라 생산량 저하를 가져오게 된다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출 된 것으로서, 본 발명의 목적은 기판반송로봇의 포크암 회전상태를 감지하여 기판이 각 챔버의 벽면에 충돌하는 것을 방지하도록 하는 멀티챔버타입의 기판반송장치를 제공하는 데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 그 내부에 기판반송로봇이 마련된 다각면을 갖는 반송챔버와; 상기 반송챔버의 각 면에 연결 배치되어 소정의 처리공간을 형성하는 복수의 처리챔버를 포함하며; 상기 기판반송로봇은 상기 반송챔버의 하측벽 중앙부에 구동수단에 의해 회전가능하게 설치되는 회전축과; 상기 회전축의 회전동작에 따라 연동되어 회전하는 복수의 암과; 상기 암의 일단에 회전가능하게 설치됨과 아울러 그 타단측에는 기판을 집는 포크암으로 구성되고; 상기 포크암의 연결축 부근 및 그에 대응하는 상측에는 상기 포크암의 이상회전상태를 감지하는 포크암회전위치감지수단이 추가로 구성된다.

상기 포크암회전위치감지수단은 상기 포크암의 연결축 주위에 슬릿과; 상기 슬릿과 대응하는 위치로 상기 반송챔버의 상측벽에 마련되어 소정의 광을 상기 슬릿이 형성된 측으로 출사시켜 회귀하는 광을 수신하여 포크암의 회전상태를 감지하는 복수의 광센서와; 상기 광센서의 신호를 전달받아 그 이상상태를 판별하는 제어수단으로 구성된다.

상기 슬릿은 상기 포크암의 연결축 선상으로 연장된 위치로 하여 상기 기판이 위치하는 타단부측에 형성된 기준슬릿과; 상기 기준슬릿의 양측에 소정의 각도로 형성된 리미트슬릿으로 구성된다.

상기 포크암회전위치감지수단은 상기 포크암의 연결축 주위에 설치된 발광기와; 상기 발광기와 대응하는 위치로 상기 반송챔버의 상측벽에 설치되어 상기 발광기의 조사광을 수광하는 수광기와; 상기 수광기의 수광신호를 전달받아 이상상태 유무를 판별하는 제어수단으로 구성된다.

상기 발광기는 상기 포크암의 연결축 선상으로 연장된 위치로 하여 상기 4기판이 위치하는 타단부측에 형성된 기준발광기와; 상기 기준수광기의 양측에 소정의각도로 형성된 복수의 리미트발광기로 구성된다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 개선된 기판반송장치가 적용된 멀티챔버타입의 기판처리장치의 구성을 개략적으로 도시한 평면도,

도 2는 상기 도 1의 구성을 입체적으로 표현하고 그 일부를 절개해서 도시한 일부 절개 사시도,

도 3은 상기 도 1,2의 포크암회전위치감지수단(20)의 구성을 확대해서 도시한 도면,

도 4는 상기 도 1내지 도 3의 포크암회전위치감지수단(20)의 다른 예를 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 반송챔버1a : 하측벽

1b: 상측벽2 : 구동수단

3 : 처리챔버10 : 기판반송로봇

11 : 회전체13 : 제1암

15 : 제2암17 ; 포크암

S : 기판14a,14b : 연결축

20 : 포크암회전위치감지수단21(21a,21b,21c) : 슬릿

23 : 광센서25 : 제어수단

27(27a,27b,27c) : 발광기28 : 수광기

이하, 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조로 하여 본 발명의 일 실시 예에 의한 멀티챔버타입의 기판반송장치의 구성 및 그 작용에 대해서 좀더 자세히 설명한다.

도 1,2에 도시된 바와 같이 처리장치는 그 내부에 기판을 반송하는 기판반송로봇(10)이 마련된 다각면체의 반송챔버(1)와, 상기 반송챔버(1)의 다각면에 연결된 복수의 처리챔버(3)로 구성된다.

상기 처리챔버(3)는 기판을 보관하는 기판보관챔버(3a)와, 상기 기판보관챔버(3a)에 보관되어 있던 기판을 상기 기판반송로봇(10)으로부터 전달받아 진공증착을 수행하기 전에 전처리를 수행하는 전처리챔버(3b)와, 상기 전처리챔버(3b)를 통해 전 처리된 기판을 분배 공급받아 기판상에 여러 적층망을 진공증착공정을 통해 수행하는 공정처리챔버(3c~3g)와, 진공증착 공정이 완료된 기판을 다음 공정을 수행하도록 하는 급송챔버(3h)로 구성된다.

상기 기판반송로봇(10)는 다관절형 로봇 암에 의해 형성되는 것으로서, 그 구체적 구성은 다음과 같다.

먼저, 반송챔버(1)의 하측벽(1a) 중앙부에 배치된 구동수단(2)에 의해 소정의 방향으로 회전가능함과 아울러 상하로 승·하강가능하게 설치된 회전축(11)과, 일단부는 상기 회전축(11)의 상단에 고정적으로 연결된 제1암(13)과, 상기 제1암(13)의 타단부에 일단부가 회전가능하게 연결된 제2암(15)과, 상기 제2암(15)의 타단부에 그 일단이 회전가능하게 연결된 포크암(17)으로 구성된다.

상기 제2암(15) 및 포크암(17)을 회전 가능하게 결합시키는 것은 그 연결축(14a,14b)을 도시되지 않은 서보모터에 연결하여 회전가능하게 할 수 있다.

따라서, 회전축(11) 및 각 관절부의 서보모터(미도시)의 움직임을 조합함으로써 포크암(17)을 수평면상에서 자유롭게 움직일 수 있도록 구성한다.

다음, 상기 제2암(15)의 일단에 회전가능하게 결합된 포크암(17)의 일단측 및 그에 대응하는 상측에는 상기 포크암(17)의 회전오차를 감지하는 포크암회전위치감지수단(20)이 마련된다.

상기 포크암회전위치감지수단(20)은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 포크암(17)의 연결축(14b) 주위에 형성된 슬릿(21)과 상기 슬릿(21)과 대응하는 위치로 상기 반송챔버(1)의 상측벽(1b)에 마련되며 소정의 광을 상기 슬릿이 형성된 측으로 출사시켜 반사하는 광을 수신하여 포크암의 회전상태를 감지하는 복수의 광센서(23)와; 상기 광센서(23)의 신호를 전달받아 그 이상상태를 판별하는 제어수단(25)으로 구성된다.

상기 슬릿(21)은 상기 포크암(17)의 연결축(14a)선상(C표시선)에서 상기 기판(S)이 위치하는 타단부측에 형성된 기준슬릿(21a)과, 상기 기준슬릿(21a)의 양측에 소정의 각도로 형성된 리미트슬릿(21b,21c)으로 구성된다.

상기 리미트슬릿(21b,21c)은 포크암(17)의 틀어짐 정도를 허용하는 최대 허용범위를 나타내는 것으로서 포크암(17)의 회전 틀어짐 정도가 심할 경우 광센서(23)가 인식하는 범위는 상기 리미트슬릿(21b,21c)보다 벗어낫 위치를 감지하게 된다.

가장 바람직한 포크암(17)의 위치를 인식하는 상태를 상기 광센서(23)가 상기 기준슬릿(21a)의 위치를 감지하는 상태가 될 것이다.

상술한 내용에 있어 광센서(23)가 한 개소측에 설치된 것으로 설명하고 도시하였으나, 각 처리챔버(3a~3h)로 포크암(17)이 인출·입되는 위치마다 복수개가 설치됨이 바람직하다.

다음은 이와 같이 구성된 본 발명의 일실시 예에 의해 개선된 기판반송장치의 동작원리에 대해서 설명한다.

먼저, 기판보관챔버(3a)에 있던 기판을 상기 반송챔버(1)의 중앙에 위치한 기판반송로봇(10)에 의하여 인출하여 전처리챔버(3b)로 급송하고, 상기 전처리챔버(3b)에서는 진공증착을 수행하기 전에 전처리를 수행한 다음, 다시 반송챔버(1)의 기판반송로봇(10)에 의하여 이를 인출하여 여러 공정처리챔버(3c~3h)로 분배 급송하고, 이들 각각의 공정처리챔버(3c~3h)에서는 기판 상에 여러 적층박막을 성형을 위해 진공증착공정을 수행하고, 그 진공증착공정이 완료되면 상기 반송챔버(1)의 기판반송로봇(10)에 의하여 다음 공정을 수행하기 위하여 급송챔버(3h)로 공급하는 일련의 과정을 거치게 된다.

이와 같이 기판반송로봇(10)가 각 처리챔버(3 : 3a~3h)로부터 기판을 반·출입동작을 수행하는 동안 반송챔버(1)의 상측에 설치된 광센서(23)에서는 소정의 조사광을 출사하고 그 조사광이 상기 기판반송로봇(10)를 구성하는 포크암(17)의 위치를 감지하게 된다.

즉, 포크암(17)이 기판(S)을 집어서 각 처리챔버(3 ; 3a~3h)로 반입하는 순간 상기 광센서(23)에서는 조사광을 출사하고, 그 조사광은 상기 포크암(17)의 슬릿(21 : 21a~21c)이 형성된 부분으로 출사된 후 되 반사되어온다.

이때, 상기 포크암(17)이 정확한 위치에 있지 않고, 틀어져 있을 경우 슬릿(21 : 21a~21c)을 통과했을 때와 다른 반사광 신호가 상기 광센서(23)로 입력될 것이다.

그와 같은 광신호를 전달반은 광센서(23)는 제어수단(25)으로 그 신호를 전달하고 제어수단(25)에서는 그 이상상태를 판단하여 구동수단(2)으로 구동정지신호를 출력하여 반송동작을 멈추도록 한다.

따라서, 각 처리챔버(3 : 3a~3h)로 기판(S)이 반입되기 전 포크암(17)의 회전위치를 미리 검사하여 과도하게 포크암(17)의 위치가 변경된 상태에서 반입동작이 진행되어 기판(S)이 처리챔버(3 : 3a~3h)의 내벽에 부딪히는 문제점을 사전에 예방할 수 있게 된다.

다음 도 4는 상기 포크암회전위치감지수단(20)의 다른 예를 도시한 도면이다.

상기 도 4에서 다른 부분은 상기 도 1내지 도3에서의 슬릿(21)을 발광기(27)로 대신하고, 광센서(23)를 수광기(28)로 함이 다르다.

즉, 상기 발광기(27)로부터 조사광이 출사되면 그 조사광을 수광기(28)가 수신하도록 구성한 것으로서, 상기 수광기(28)의 수신상태는 역시 제어수단(25)으로 전달되어 그 이상상태 유무를 판별하게 되고, 상기 제어수단(25)은 이상상태 발생시 구동수단(2)으로 구동정지신호를 출력하는 구성은 도 1 내지 3의 구성과 동일하다.

또한, 상기 발광기(27) 역시 상기 포크암(17)의 연결축(14a)선상(C표시선)에서 상기 기판(S)이 위치하는 타단부측에 형성된 기준발광기(27a)와, 상기 기준발광기(27a)의 양측에 소정의 각도로 하여 리미트발광기(27b,27c)로 구성한다.

상기 도 4에 대한 동작원리 역시 도 1 내지 도 3의 동작원리와 유사하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 도 4에서 발광기(27) 및 수광기(28)의 위치를 반대로 하여 구성할 수 도 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 기판을 각 처리챔버로 반출·입시키는 포크암의 위치를 상기 처리챔버로 진행하는 전 단계에서 검사하여 포크암 틀어짐에 의해 기판이 처리챔버의 내벽에 충돌하는 것을 사전에 방지하는 이점이 있다.

그와 같이 기판의 충돌을 방지함에 따라 기판 파손에 의해 챔버의 내부가 오염되어 공정불량이 발생하는 것을 줄임과 아울러 설비 정지율을 줄여 수율을 향상시키는 이점이 있다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (5)

1. 그 내부에 기판반송로봇이 마련된 다각면을 갖는 반송챔버와;

   상기 반송챔버의 각 면에 연결 배치되어 소정의 처리공간을 형성하는 복수의 처리챔버를 포함하며;

   상기 기판반송로봇은 상기 반송챔버의 하측벽 중앙부에 구동수단에 의해 회전가능하게 설치되는 회전축과; 상기 회전축의 회전동작에 따라 연동되어 회전하는 복수의 암과; 상기 암의 일단에 회전가능하게 설치됨과 아울러 그 타단측에는 기판을 집는 포크암으로 구성되고;

   상기 포크암의 연결축 부근 및 그에 대응하는 상측에는 상기 포크암의 이상회전상태를 감지하는 포크암회전위치감지수단이 추가로 구성된 것을 특징으로 하는 기판반송장치가 개선된 멀티챔버타입의 기판처리장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 포크암회전위치감지수단은 상기 포크암의 연결축 주위에 형성된 슬릿과;

   상기 슬릿과 대응하는 위치로 상기 반송챔버의 상측벽에 마련되며 소정의 광을 상기 슬릿이 형성된 측으로 출사시켜 되반사하는 광을 수신하여 포크암의 회전상태를 감지하는 복수의 광센서와;

   상기 광센서의 신호를 전달받아 그 이상상태를 판별하는 제어수단으로 구성된 것을 특징으로 기판반송장치가 개선된 멀티챔버타입의 기판처리장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 슬릿은 상기 포크암의 연결축선상에서 상기 기판이 위치하는 타단부측에 형성된 기준슬릿과;

   상기 기준슬릿의 양측에 소정의 각도로 형성된 리미트슬릿으로 구성된 것을 특징으로 하는 기판반송장치가 개선된 멀티챔버타입의 기판처리장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 포크암회전위치감지수단은 상기 포크암의 연결축 주위에 설치된 발광기와;

   상기 발광기와 대응하는 위치로 상기 반송챔버의 상측벽에 설치되어 상기 발광기의 조사광을 수광하는 수광기와;

   상기 수광기의 수광신호를 전달받아 이상상태 유무를 판별하는 제어수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 기판반송장치가 개선된 멀티챔버타입의 기판처리장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 발광기는 상기 포크암의 연결축 선상으로 연장된 위치로 하여 상기 기판이 위치하는 타단부측에 형성된 기준발광기와;

   상기 기준수광기의 양측에 소정의 각도로 형성된 복수의 리미트발광기로 구성된 것을 특징으로 하는 기판반송장치가 개선된 멀티챔버타입의 기판처리장치.