KR20050032327A - 기판의 반송장치 - Google Patents

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Abstract

대형기판의 반송을 용이하게 하고, 버퍼기능의 추가를 도모하는 본 발명의 기판의 반송장치는, 기판을 아래쪽에서 지지하고 보관하는 기판수납부; 다수의 처리 장치 사이에서 상기 기판수납부를 이송하는 이송부; 및 상기 이송로의 상부에 위치하고, 상기 기판수납부를 수직방향으로 이동시켜 상기 기판수납부를 이송부로부터 이격하여 보관하는 버퍼부를 포함하여 이루어진다.
본 발명에서는 기판수납부를 도입함으로써, 대형기판의 반송을 용이하게하고 버퍼기능을 가지는 기판의 반송장치를 제공할 수 있다.

Description

기판의 반송장치{Conveyor Apparatus For Conveying Substrates}
본 발명은 기판의 반송장치에 관한 것으로, 특히 기판을 기판수납부에 보관하고 로울러를 이용하여 기판수납부를 이송시키는 반송장치에 관한 것이다.
기판은 여러 가지 제품에 적용되는 바, 예를 들면, LCD(액정표시장치), PDP(플라즈마표시장치)와 같은 평판표시장치(flat panel display)가 있다. 이러한 장치의 공정은 다수의 공정으로 이루어지는 바, 이러한 각 공정을 위해서는 기판을 해당 장비쪽으로 이송하여야 하고, 여러 가지 장비업체에서 이러한 반송장치를 제시하고 있다.
일반적인 기판의 처리 시스템에 있어서는, 도포 및 현상 처리 장치나 에칭 장치 등의 다수의 처리 장치가 반송장치에 대해 병설되어 있다. 이러한 기판 처리 시스템에서의 반송장치에는, 20장 전후의 기판이 수용된 카세트(cassette)를 탑재하여 처리 장치 사이를 왕래하는 AGV(Automatic Guided Vehicle)로 지칭되는 무인반송차(無人搬送車)가 사용되고 있다. 종래의 LCD 유리 기판은 300㎟ 내지 500㎟의 것에 지나지 않아, 카세트에 다수 장의 LCD 유리 기판을 수납하여 AGV로 반송하는 것도 가능했다.
그러나, 최근 들어 LCD 유리 기판의 대형화가 진행되고 있어, 1㎡의 것이나, 그 이상의 것도 사용되게 되었다. 이러한 기판을 카세트에 수용했을 경우에는 기판이 만곡하는 문제가 발생하게 되었다. 이 때문에, 크기의 관점 또는 중량의 관점에서 기판의 AGV에 의한 카세트 반송에는 한계가 발생했다.
또한, AGV는 매우 고가이기 때문에, 하나의 처리 시스템에 배치되는 AGV의 수에는 한계가 있다. 이 때문에, 작업의 효율화를 도모할 수 없다는 문제점이 있었다.
종래 기판의 반송 장치에 있어서는, 기판을 1매 단위로 이송하는 롤러 컨베이어(Roller Conveyor)와, 공기 및 롤러를 혼용한 에어 쿠션 켠베이어(Air Cushion Conveyor)가 있다. 이 컨베이어들에 있어서, 기판을 이송할 경우 기판과 롤러가 계속 접속하게 되므로 그 접촉 및 마찰부위에 이물질이 묻거나 접촉 스트레스(Contact Stress)가 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 프로세스 처리 시간의 편차에 대응시키기 위해, 기판의 버퍼(buffer) 기능을 부가한 처리 시스템이 있다. 이러한 버퍼 기능의 부가에는 각종의 방법이 채용되고 있지만, 반송장치를 일시적으로 정지시키는 방법에서는 스루풋(throughput)의 저하로 이어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 종래의 기판의 반송 장치가 갖는 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 기판이 대형화된 경우에도 기판을 용이하게 반송하는 것이 가능한 신규하면서도 개량된 기판의 반송 장치를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명은, 스루풋에 영향을 주는 일 없이, 기판의 버퍼 기능을 부가하는 것이 가능한 신규하면서도 개량된 기판의 반송 장치를 제공하는 것이다.
상기의 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 반송장치는 기판을 아래쪽에서 지지하고 보관하는 기판수납부; 다수의 처리 장치 사이에서 상기 기판수납부를 이송하는 이송부; 및 상기 이송로의 상부에 위치하고, 상기 기판수납부를 수직방향으로 이동시켜 상기 기판수납부를 이송부로부터 이격하여 보관하는 버퍼부를 포함한다.
상기 기판수납부는 기판의 하부를 지지하는 다수의 돌기모양으로 형성된 기판지지부와, 기판의 이탈을 방지하고 적재시 상부 기판수납부를 지지하는 수납몸체부로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 버퍼부는 실린더형 상승장치를 이용하여 상기 기판수납부를 수직방향으로 이동시키는 것이 바람직하다. 이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 보다 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예를 소개하기로 한다.
첨부도면을 참조하여, 본 발명에 따른 기판의 반송 장치를 실시하기 위한 최선의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 도 1에 근거하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 반송 장치를 나타낸 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 반송장치는, 도면에서 화살표(A)로 표시한 이송 방향으로 기판(210)을 반송하는 이송부(100)와, 기판(210)을 하부에서 지지하고 보관하며 상기 기판(210)과 함께 상기 이송부(100)의 이송로를 따라 이송되는 기판수납부(200)와, 상기 이송로의 상부에 위치하고, 상기 기판수납부(200)를 수직방향으로 이동시켜 상기 기판수납부(200)를 이송부(100)로부터 이격하여 보관하는 버퍼부(300)를 구비하고 있다.
도 1을 참조하여, 피처리체인 기판(210)은 기판수납부(200)에 적재되어 반송 장치의 외부에서 반입된다. 기판(210)이 적재된 기판수납부(200)는 이송부(100)의 이송로를 따라 이동하는 중에, 도포 및 현상 처리 장치나 에칭 장치 등의 다수의 처리 장치(400)가 위치한 지점에서 로봇암(Robot Arm: 500)이 기판(210)을 기판수납부(200)에서 분리하여 기판(210)을 처리장치(400)로 전달한다. 이송부(100)의 이송로 상에는 버퍼부(300)가 형성되어 있다. 즉, 프로세스 처리 시간의 편차에 대응시키기 위해, 기판(210)을 이송부(100)로부터 일시적으로 이격하여 위치시킬 필요가있는 경우가 있다. 이 경우, 기판(210)이 적재되어 있는 기판수납부(200)를 이송부(100)로부터 수직이동시켜 소정의 공간에 잠시동안 위치시킬 수 있는 버퍼부(300)가 형성되어 있다. 이하, 이송부(100), 기판수납부(200) 및 버퍼부(300)의 구성에 대해 상세히 설명한다.
이송부(100)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 기판수납부(200)를 아래쪽에서 지지하는 다수의 반송 롤러(Conveyor Roller: 110)를 구비하고 있다. 각 반송 롤러(110)는 롤러지지부(120)에 의해 그 양단이 지지된다. 각 반송 롤러(110)는 개별적으로 구동 기구를 갖고 있어, 개별적으로 회전 구동을 하거나 개별적으로 회전 구동을 정지할 수 있다. 이송부(100)는 일련의 반송 롤러(110)가 동일한 회전 속도로 시계 방향으로 회전 구동함으로써, 기판(210)이 적재되어 있는 기판수납부(200)를 아래쪽에서 지지하여 이송 방향으로 반송한다. 또한, 반송 롤러(110)의 구동 기구에 대해서는, 본 발명의 특징적 부분이 아니라 기존의 기술을 채용할 수 있기 때문에, 상세한 설명을 생략한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판수납부(200)를 나타낸 도이다. 도 2는 기판수납부(200)의 사시도이고, 도 3은 기판수납부(300)의 단면도이다. 이하, 도 2 및 도 3에 기초하여, 기판수납부(200)를 상세히 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 기판수납부(200)는 기판(210)이 좌우로 움직이는 것을 방지하고 다수의 기판수납부(200)들을 수직방향으로 적재하는 경우 적재가 용이하도록 양쪽 끝에 받침대가 있는 수납몸체부(220)와, 다수의 돌기모양으로 구성되어 기판(210)의 하부를 지지하는 기판지지부(230)를 구비하고 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 수납몸체부(220)는 우선적으로 기판(210)을 수납하고 있으며 수납된 기판(210)이 좌우로 이동하여 이송부(100)로부터 이탈하는 것을 방지한다. 그리고, 수납몸체부(220)는 양쪽 끝에 받침대가 형성되어 있어, 다수의 기판수납부(200)들을 수직방향으로 적재하는 경우에 상부 기판수납부와 하부 기판수납부 간의 적재가 용이하게 한다. 수납몸체부(220)는 이송부(100)의 반송롤러(110)와 접촉하여 움직이므로, 외부 충격에 변형이 적어야하고, 외부 충격에 불순물입자가 발생하지 않아야하므로, 고강도 재질로 제작한다. 예를들면, 수납몸체부(220)는 고강도 알루미늄 또는 스텐리스 스틸(Stainless Steel) 등의 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.
기판 지지부(230)는 다수의 돌기모양으로 구성되어 기판(210)의 하부를 지지한다. 기판 지지부(230)가 기판(210)의 하부를 균일하게 지지하여, 대형 크기의 기판의 처짐을 최소화할 수 있다. 그리고, 기판 지지부(230)는 기판(210)과 수납몸체부(220)를 소정의 간격을 두고 이격시켜놓음으로써, 로봇암(500)의 끝부분(510)이 기판(210)을 들어올리는 것이 용이하도록 한다. 즉, 기판 지지부(230)에 의해 기판(210)과 수납몸체부(220) 사이에 형성된 소정의 간격을 통하여 로봇암(500)의 끝부분(510)이 삽입되어 기판(210)을 들어올린다. 상기 기판 지지부(230)는 기판(210)과 직접 접촉을 하므로, 광범위한 압력, 속도, 온도, 역방향 거칠기 등에 대해 탁월한 내마모성과, 내열성 그리고 고온에서도 광범위한 화학적 환경에 대해 뛰어난 저항력을 가지는 수지 계열의 재료를 사용한다. 예를 들면, 기판 지지부(230)는 폴리에텔에텔케톤수지(PEEK) 또는 폴리카본 등의 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 여기서, 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에서는, 기판 지지부(230)를 9개의 핀 형상으로 설명하고 있으나, 본 발명의 적합한 실시태양을 위해서는 기판 지지부(230)의 형상이나 개수는 변형가능하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 버퍼부(300)를 나타낸 단면도이다.
버퍼부(300)는 도 4에 도시한 바와 같이, 이송부(100) 상에 이동되고 있는 기판수납부(200)를 이송부(100)로부터 일시적으로 이격하여 위치시킨다. 즉, 프로세서 처리 시간의 편차에 대응시키기 위해, 기판(210)이 적재되어 있는 기판수납부(200)를 이송부(100)로부터 수직이동시켜 소정의 공간에 잠시동안 위치시킨다.
도 4에 도시된 바와 같이, 버퍼부(300)는 모터(310), 수직이동부(320), 보관부(330) 및 걔폐기(340)로 구성되어 있다. 버퍼부(300)는 이송부(100) 상에 위치하는 기판수납부(200)를 수직 방향으로 반송한다.
버퍼부(300)에는 수직이동부(320)와 모터(310)가 설치되어 있다. 기판수납부(200)가 이송부(100)를 통해 버퍼부(300)에 들어오면 버퍼부(300)의 내부에 위치한 반송 롤러(110)는 회전 구동을 정지한다. 따라서, 기판수납부(200)는 이동이 중지되고, 기판수납부(200)의 하부에 대응하여 위치한 수직이동부(320)가 모터(310)의 구동에 의해 상하 이동을 한다. 즉, 수직이동부(320)가 상승하면서 기판수납부(200)를 밀어올려, 기판수납부(200)가 이송부(100)로부터 수직으로 이동한다.
상기 수직이동부(320)에 의해 기판수납부(200)가 수직 이동할 때, 개폐기(340)가 열려서 기판수납부(200)를 버퍼부(300)의 상부에 위치한 보관부(330)에 위치시키고, 상기 개폐기(340)가 닫힌다. 개폐기(340)는 공기펌프 또는 가이드 스프링을 통하여 형성될 수 있다.
개폐기(340)가 닫힌 후, 수직이동부(320)는 모터(310)의 구동에 의해 이송부(100)의 반송롤러(110) 아래로 이동한다. 그리하여, 기판수납부(200)가 이송부(100)를 통하여 원활히 이동될 수 있도록 한다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에는 수직이동부(320)를 두개의 실린더형상으로 설명하고 있으나, 본 발명의 적합한 실시태양을 위해서는 수직이동부의 형상이나 개수는 변형가능하다. 즉, 수직이동부(320)의 수평단면이 원형, 타원형, 다각형 등에 한정되지 않으며, 수직이동부(320)는 하나 또는 둘 이상으로 구성될 수 있다.
기판(210)이 적재되어 있는 기판수납부(200)는 처리장치(400)에 의해 기판(210)에 수행되는 공정에 따라, 버퍼부(300)에 보관될 수도 버퍼부(300)를 통과하여 이송부(100)를 따라 이동할 수도 있다. 즉, 처리장치(400)에 의해 기판(210)에 수행되는 공정에 따라 필요한 경우, 프로세스 처리 시간의 편차에 대응시키기 위해, 기판수납부(200)을 수직이동부(320)에 의해 보관부(330)에 일시적으로 보관한다.
하나의 기판수납부(200)를 버퍼링(buffering)하는 경우에 대해서, 도 1을 참조하여 설명한다. 하나의 기판(210)이 수납된 기판수납부(200)가 버퍼부(300)에 보관되어 있는 경우, 로봇암(500)은 우선 처리장치(400)와 인접한 기판수납부(200)에서 기판(210)을 빼어내어 B 방향으로 기판(210)을 처리장치(400)에 반입한다. 처리장치(400)를 통하여 기판(210)에 소정의 공정이 수행된 후 기판(210)을 C 방향으로 다시 기판수납부(200)로 복귀시킨다. 여기서, 처리장치(400)에서 수행되는 공정에 따라서, 공정수행 기간동안 상기 기판수납부(200)가 이송부(100) 상에 정지해 있을 수도 있고, 이송부(100) 상을 이동할 수도 있다.
버퍼부(300)의 보관부(330)에 보관되어 있는 기판수납부(200)에 기판(210)이 적재되어 있는 경우, 로봇암(500)은 보관부(330)에 있는 기판(210)을 빼어내어 처리장치(400)에 반입한다. 처리장치(400)를 통하여 기판(210)에 소정의 공정이 수행된 후 기판(210)을 다시 기판수납부(200)로 복귀시킨다. 보관부(330)에 있는 기판(210)에 처리장치(400)를 통하여 소정의 공정이 수행되면, 수직이동부(320)가 모터(310)의 구동에 의해 수직상승한다. 이 때, 개폐기(340)가 적절한 시기에 열리고 수직이동부(320)가 기판수납부(200)를 하부에서 지지하면서 수직하강한다. 그 후, 기판수납부(200)는 이송부(100)의 반송롤러(110)와 접촉하여 이송부(100)를 따라 이송된다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(210)이 기판수납부(200)에 장착된 상태에서는 기판(210)과 반송 롤러(110)의 사이에 간극이 형성되어 있다. 처리 장치(400)에 설치된 로봇암(500)은 이 간극에 피크(pick)[ 또는 포크(fork): 510]를 삽입함으로써, 기판(210)을 피크(포크)(510)에 장착하여 처리 장치로 반입한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 기판의 반송 장치를 채용한 기판의 처리 장치에는 세정 장치, 도포 및 현상 장치, 노광 장치, 에칭 장치, 성막 장치, 이온 주입 장치 등이 배치된다(이하, 이들을 처리 장치라고 총칭함). 이러한 처리 장치의 구성 및 기능에 대해서는, 본 발명의 특징적 부분이 아니라 기존의 처리 장치와 동일하기 때문에, 상세한 설명을 생략한다.
도 5는 버퍼부(300)에 기판수납부(200)가 보관되는 것을 설명하기 위한 도이다. 수직이동부(320)의 상하운동과 개폐기(340)의 개폐에 의해 기판수납부(200)가 보관부(330)에 보관된다. 도 5는 기판수납부(200)가 보관부(330)에 이미 존재하는 경우에 또 다른 기판수납부(200)를 보관부(330)에 반입하는 것을 보여주고 있다. 이하 도 5에 대하여 상세히 설명한다.
버퍼부(300)는 도 5에 도시한 바와 같이, 이송부(100) 상에 이동되고 있는 기판수납부(200)를 이송부(100)로부터 일시적으로 이격하여 위치시킨다. 즉, 프로세서 처리 시간의 편차에 대응시키기 위해, 기판(210)이 적재되어 있는 기판수납부(200)를 이송부(100)로부터 수직이동시켜 소정의 공간에 잠시동안 위치시킨다.
도 5에 도시된 바와 같이, 버퍼부(300)는 모터(310), 수직이동부(320), 보관부(330) 및 걔폐기(340)로 구성되어 있다. 버퍼부(300)는 이송부(100) 상에 위치하는 기판수납부(200)를 수직 방향으로 반송한다.
버퍼부(300)에는 수직이동부(320)와 모터(310)가 설치되어 있다. 기판수납부(200)가 이송부(100)를 통해 버퍼부(300)에 들어오면 버퍼부(300)의 내부에 위치한 반송 롤러(110)는 회전 구동을 정지한다. 따라서, 기판수납부(200)는 이동이 중지되고, 기판수납부(200)의 하부에 대응하여 위치한 수직이동부(320)가 모터(310)의 구동에 의해 상하 이동을 한다. 즉, 수직이동부(320)가 상승하면서 기판수납부(200)를 밀어올려, 기판수납부(200)가 이송부(100)로부터 수직으로 이동한다.
상기 수직이동부(320)에 의해 기판수납부(200)가 수직 이동할 때, 개폐기(340)가 열려서 기판수납부(200)를 버퍼부(300)의 상부에 위치한 보관부(330)에 위치시키고, 상기 개폐기(340)가 닫힌다. 개폐기(340)는 공기펌프 또는 가이드 스프링을 통하여 형성될 수 있다.
개폐기(340)가 닫힌 후, 수직이동부(320)는 모터(310)의 구동에 의해 이송부(100)의 반송롤러(110) 아래로 이동한다. 그리하여, 기판수납부(200)가 이송부(100)를 통하여 원활히 이동될 수 있도록 한다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에는 수직이동부(320)를 두개의 실린더형상으로 설명하고 있으나, 본 발명의 적합한 실시태양을 위해서는 수직이동부의 형상이나 개수는 변형가능하다. 즉, 수직이동부(320)의 수평단면이 원형, 타원형, 다각형 등에 한정되지 않으며, 수직이동부(320)는 하나 또는 둘 이상으로 구성될 수 있다.
기판(210)이 적재되어 있는 기판수납부(200)는 처리장치(400)에 의해 기판(210)에 수행되는 공정에 따라, 버퍼부(300)에 보관될 수도 버퍼부(300)를 통과하여 이송부(100)를 따라 이동할 수도 있다. 즉, 처리장치(400)에 의해 기판(210)에 수행되는 공정에 따라 필요한 경우, 프로세스 처리 시간의 편차에 대응시키기 위해, 기판수납부(200)을 수직이동부(320)에 의해 보관부(330)에 일시적으로 보관한다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형이 가능하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 기판의 반송 장치에 의하면, 기판이 대형화된 경우에도 기판을 용이하게 반송할 수 있고, 기판의 이송로 상에 버퍼부를 형성함으로써 거대한 추가 설비투자가 없고 스루풋에 영향을 주는 일이 없이 버퍼 기능을 부가하여 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 반송 장치를 나타낸 개략도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판수납부를 나타낸 도이다. 도 2는 기판수납부의 사시도이고, 도 3은 기판수납부의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 버퍼부를 나타낸 단면도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
100: 이송부 110: 반송롤러
120: 롤러지지부 200: 기판수납부
210: 기판 220: 수납몸체부
230: 기판지지부 300: 버퍼부
310: 모터 320: 수직이동부
330: 보관부 340: 개폐기
400: 처리장치 500: 로봇암

Claims (3)

  1. 기판을 아래쪽에서 지지하고 보관하는 기판수납부;
    다수의 처리 장치 사이에서 상기 기판수납부를 이송하는 이송부; 및
    상기 이송로의 상부에 위치하고, 상기 기판수납부를 수직방향으로 이동시켜 상기 기판수납부를 이송부로부터 이격하여 보관하는 버퍼부를 포함하는 기판의 반송장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기판수납부는 기판의 하부를 지지하는 다수의 돌기모양으로 형성된 기판지지부와, 기판의 이탈을 방지하고 적재시 상부 기판수납부를 지지하는 수납몸체부로 이루어지는 것을 특징으로 기판의 반송장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 버퍼부는 실린더형 상승장치를 이용하여 상기 기판수납부를 수직방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 기판의 반송장치.
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