KR20050040222A - 기판 운반시스템 및 운반방법 - Google Patents

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Abstract

기판 처리를 위한 작업장 등에서 기판의 운반시스템으로 사용될 수 있으며, 기판처리를 위한 작업장 면적을 대폭 줄일 수 있고, 설비 및 공정의 효율성을 증대시킬 수 있는 기판 운반시스템에 관한 것이다.
이러한 기판 운반시스템은, 기판처리시 기판의 운반 및 공급 또는 수거가 가능한 기판 운반시스템으로서,
다수개의 기판이 수납되는 기판카세트와, 이 기판카세트를 운반하는 운반대차를 포함하며,
상기 운반대차는, 이동 가능한 본체와, 이 본체에 기판카세트를 적재 또는 이재하는 이재장치와, 상기 본체에 설치되고 기판 처리영역에 기판을 공급하거나 기판 처리영역으로부터 기판을 수거하는 기판이송수단과, 상기 본체에서 상기 기판카세트를 위치 변화가 가능하게 지지하는 리프트수단을 포함한다.

Description

기판 운반시스템 및 운반방법{SYSTEM FOR CARRYING FLAT PANEL DISPLAY AND THE CARRYING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 기판 운반시스템 및 운반방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판 처리를 위한 작업장 등에서 기판의 운반시스템으로 사용될 수 있으며, 기판처리를 위한 작업장 면적을 대폭 줄일 수 있고, 설비 및 공정의 효율성을 증대시킬 수 있는 기판 운반시스템 및 운반방법에 관한 것이다.
일반적으로 평판 디스플레이나 반도체 웨이퍼, LCD, 포토 마스크용 글라스 등에 사용되는 기판들은 증착, 에칭, 스트립, 세정, 린스 등과 같은 일련의 공정을 거치면서 처리되는데, 이러한 일련의 처리공정을 위한 해당 장치들은 일정한 처리영역을 가지며 기판 처리시 요구되는 실내 환경이 유지되는 예를들면, 크린룸(Clean Room) 등에서 행해지고 있다.
도 16은 기판처리시 기판 공급을 위한 운반시스템의 일예를 나타내는 도면으로서, 상기 크린룸(R)에는 상기한 기판처리를 위한 장치(100)들이 공정의 효율성을 향상시킬 수 있도록 도면에서와 같이 소정의 배열로 배치된다.
상기 기판처리장치(100)들에는 도면에서와 같이 기판공급영역(120)에 대응하여 상기 처리장치(100) 내부의 기판처리영역으로 기판이 원활하게 공급될 수 있도록 예를들면, 기판의 수직 또는 수평 이동을 위한 버퍼 유닛이나 콘베이어 유닛 등과 같은 기판 이송을 위한 이송유닛(110)들이 셋팅된다.
그리고, 상기 기판공급영역(120)에 공급되는 기판들은 도면에서와 같이 상기 크린룸(R) 내에서 상기 기판공급영역(120)과 이격되어 위치하는 기판보관영역(130)에서 기판카세트(140)에 수납되어 기판 운반시스템을 통해 상기 기판공급영역(120)으로 운반된다.
상기 기판 운반시스템은 상기 기판보관영역(130)과 상기 기판공급영역(120) 사이의 구간을 이동하는 예를들면, AGV(Auto Guarded Vehicle)와 같은 운반대차(V)들에 상기 기판카세트(140)가 적재되어 상기 기판처리장치(100)에 대응하는 기판공급영역(120)으로 운반된다.
상기 운반대차(V)는 동력원으로 주로 전기가 사용되고 상기 크린룸 (R) 내에서 예를들면, 레일 등과 같은 궤도를 따라 정해진 구간을 따라 이동하는 이미 잘 알려진 구조로 이루어진다.
그리고, 상기 기판보관영역(130)과 기판 공급영역(120)에는 상기 기판카세트(140)가 놓여지는 테이블 형태의 공급 및 보관 스테이지들이 각각 설치되고, 상기 공급영역(120)에는 상기 공급스테이지에 놓여진 기판카세트(140)에서 기판을 1개씩 인출하여 상기 기판 이송을 위한 유닛(110)들에 공급하기 위한 예를들면, 로봇 아암과 같은 이미 잘 알려진 이재장치(150)가 도면에서와 같이 설치되어야 한다.
도 17을 참조하여 상기한 종래의 기판 운반시스템에 의해 기판이 기판처리장치에 대응하는 영역으로 운반되는 공정을 일예로 간략하게 설명하면, 기판보관영역에 위치하고 다수개의 기판이 수납된 기판카세트를 운반대차에 적재하는 단계와(201), 기판카세트를 기판처리를 위한 영역으로 운반하는 단계(202)와, 기판카세트를 기판처리를 위한 영역에 이재하는 단계(203)와, 기판카세트에 수납된 기판을 기판처리장치에 공급하는 단계(204)를 포함하여 이루어진다.
그러나, 이와 같은 종래의 기판 운반시스템에 의한 운반방법은 예를들면, 기판보관영역에서 기판카세트에 수납된 기판을 기판처리장치로 운반할 때에 상기한 공정들과 같은 여러 단계의 공정을 거쳐야 하므로 공정이 복잡할 뿐만 아니라 과다한 시간이 소요되므로 만족할 만한 기판 운반효율을 기대하기 어렵다.
또한, 기판처리장치에서 처리가 완료된 기판을 수거하려면 기판 수거를 위한 영역에 상기와 같은 운반시스템을 크린룸 내부에 추가로 셋팅하여야 하므로 공정이 더욱 복잡해지고 이로 인하여 기판 처리공정의 효율성을 더욱 저하시키는 한 요인이 된다.
그리고, 상기 종래의 기판 운반시스템은 기판 보관영역 및 공급영역, 수거영역 등에 스테이지는 물론이거니와 기판의 이송 및 공급, 수거 등을 위한 이송유닛, 이재장치 등을 별도로 설치하여야 하므로 크린룸 내에서 과다한 면적을 점유하여 기판 처리를 위한 크린룸의 제작에 과다한 비용이 소요되는 문제가 있다.
게다가, 상기 종래의 기판 운반시스템은 그 구조상 기판의 크기가 대면적일 때에는 기판의 크기에 비례하여 기판의 보관영역 및 공급영역, 수거영역 그리고 운반영역을 더욱 넓게 확보하여야 하므로 크린룸 내에서 만족할 만한 공간활용성 및 호환성을 기대하기 어렵다.
또한, 상기 종래의 기판 운반시스템에 사용되는 운반대차는 정해진 구간 즉, 기판의 보관영역과 공급영역, 수거영역 등으로 이동하면서 기판이 수납된 기판카세트를 적재하여 운반하는 기능에만 한정되므로 예를들면, 기판의 운반은 물론이거니와 기판의 공급 및 수거를 위한 부가기능의 구현에는 그 구조상 한계가 있으므로 상기한 운반시스템의 문제점들을 더욱 부각시키는 한 요인이 된다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기판의 운반 및 공급, 수거를 위한 공정과 시간을 대폭 단축시킬 수 있고, 기판 처리를 위한 작업장 내에서 운반을 위한 설비들의 점유 공간을 최소화하여 공간활용성을 대폭 향상시킬 수 있는 기판 운반시스템 및 운반방법을 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 실현하기 위하여, 기판처리시 기판의 운반 및 공급 또는 수거가 가능한 기판 운반시스템으로서,
다수개의 기판이 수납되는 기판카세트와, 이 기판카세트를 운반하는 운반대차를 포함하며,
상기 운반대차는, 이동 가능한 본체와, 이 본체에 기판카세트를 적재 또는 이재하는 이재장치와, 상기 본체에 설치되고 기판 처리영역에 기판을 공급하거나 기판 처리영역으로부터 기판을 수거하는 기판이송수단과, 상기 본체에서 상기 기판카세트를 위치 변화가 가능하게 지지하는 리프트수단을 포함하는 기판운반시스템을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여, 기판보관영역에서 기판이 수납된 기판카세트를 운반대차에 적재하는 단계와, 기판카세트를 기판처리를 위한 영역으로 운반하는 단계와, 기판카세트에 수납된 기판을 운반대차에서 기판처리장치로 공급하는 단계를 포함하는 기판 운반방법을 제공한다.
그리고, 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위하여, 기판처리영역에서 기판 처리가 완료된 기판을 운반대차의 기판카세트에 수거하는 단계와, 기판이 수거된 기판카세트를 기판 보관을 위한 영역으로 운반하는 단계와, 운반대차에 적재된 기판카세트를 기판 보관영역에 이재하는 단계를 포함하는 기판 운반방법을 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하고, 본 실시예에서는 기판처리시 기판의 운반 및 공급을 위한 운반시스템을 일예로 설명한다.
도 1 내지 도 2, 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 기판 운반시스템은, 다수개의 기판(P)이 수납되는 기판카세트(2)와, 이 기판카세트(2)를 기판처리를 위한 영역으로 운반 및 공급하는 운반대차(4)를 포함한다.
본 실시예에서는 도 3에서와 같이 크린룸(R) 내에서 기판처리를 위한 장치(D)에 대응하는 기판공급영역(A1)과 기판(P)이 보관되는 기판보관영역(A2)이 도면에서와 같이 이격되어 예를들면, "ㄱ"자 모양의 운반 구간으로 이루어지고 이 구간을 따라 상기 운반대차(4)가 이동하는 것을 일예로 나타내고 있다.
그리고, 상기 기판처리장치(D)들에는 후술하는 운반대차(4)로부터 기판(P)이 로딩되어 상기 처리장치(D) 내부로 공급될 수 있도록 예를들면, 로울러 컨베이어 구조의 이송부(F)가 도면에서와 같은 자세로 셋팅된 것을 일예로 나타내고 있다.
상기 기판카세트(2)는 다수개의 기판(P)을 용이하게 수납 및 운반할 수 있도록 한 일종의 트레이 역할을 행하는 것으로서, 본 실시예에서는 도 4 내지 도 5에서와 같이 박스형태로 이루어지고 기판(P)이 수납되기 위한 수납영역 즉, 수납홈(6)이 도면에서와 같은 모양으로 다수개 형성되어 예를들면, 기판(P)을 상하 적층 형태로 수납하는 구조를 일예로 나타내고 있다.
상기 수납홈(6)들에는 후술하는 운반대차(4) 즉, 기판 공급수단(16)에 의해 용이하게 외부로 인출될 수 있도록 도 4에서와 같은 모양으로 가이드홈(G1)이 형성된다. 이 가이드홈(8)의 크기는 상기 기판카세트(2)에서 상하방향으로 이격 형성되는 수납홈(6)들에 대응하여 상기 기판이송수단(16)이 상기 가이드홈(8)을 통해 기판(P)의 인출이 가능하게 위치할 수 있는 크기 범위내로 형성된다.
상기 기판카세트(2)의 재질은 물리적인 하중이나 충격 등에 의해 쉽게 파손되거나 형태가 변화되는 것을 방지할 수 있음은 물론이거니와 수납되는 기판(P)에 스크래치나 정전기 등을 유발하지 않는 합성수지재가 사용될 수 있으며, 이미 잘 알려진 몰드 성형과 같은 방법으로 도면에서와 같은 모양으로 제작될 수 있다.
상기와 같이 다수개의 기판(P)이 수납되는 기판카세트(2)는 운반대차(4)에 의해 크린룸(R)의 보관영역(A2)에서 기판처리장치(D)에 대응하여 기판(P)의 공급이 가능한 공급영역(A1)으로 운반되는데, 이와 같은 운반대차(4)의 구조를 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
상기 운반대차(4)는, 이동 가능한 본체(10)와, 이 본체(10)에 기판카세트(2)를 적재 또는 이재하는 이재장치(12)와, 상기 기판카세트(2)에 수납된 기판(P)을 기판처리장치(D)로 공급하는 기판이송수단(14)과, 상기 기판카세트(2)에 수납된 기판(P)이 상기 기판이송수단(14)에 의해 1개씩 인출될 수 있도록 상기 기판카세트(2)의 위치를 변화시키는 리프트수단(16)을 포함한다. 본 실시예에서는 도 2에서와 같이 상기 리프트수단(16)에 상기 기판카세트(2)를 분리 가능하게 지지하는 로딩플레이트(18)가 도면에서와 같은 자세로 설치되어 상기 기판카세트(2)를 분리 가능하게 지지하는 것을 일예로 나타내고 있다.
상기 본체(10)는 내부에 상기 로딩플레이트(18)와 기판이송수단(14) 그리고 리프트수단(16) 등이 설치되는 공간이 제공될 수 있도록 도 2에서와 같은 박스형태로 제작된다.
상기 본체(10)는 크린룸(R)에서 정해진 구간을 이동할 수 있도록 이루어지는데, 본 실시예에서는 도 1 및 도 2에서와 같이 크린룸(R)의 바닥면에 상기 본체(10)의 이동구간에 대응하여 가이드바(B)가 설치되고, 상기 본체(10)에는 예를들면, 빛이나 자력에 의해 상기 가이드바(B)의 위치를 감지하는 센서(S1)가 설치되어 이 센서(S1)의 센싱에 의해 크림룸(R) 내부에서 상기 본체(10)가 정해진 구간을 이동하는 것을 일예로 나타내고 있다.
그리고, 상기 본체(10)가 크린룸(R)에서 정해진 이송구간을 따라 용이하게 이동할 수 있도록 도 1에서와 같은 자세로 휠(W)들이 설치된 것을 일예로 도면에 나타내고 있으며, 상기 휠(W)들의 구동은 도면에는 나타내지 않았지만 전기를 동력원으로 하는 전동모터 등에 의해 구동될 수 있다.
상기한 본체(10)의 이동 구조는 상기 휠(W) 이외에도 본 발명의 분야에 사용되는 이미 잘 알려진 구조가 적용될 수 있다.
상기 본체(10)의 재질은 내구성이 우수한 금속이나 합성수지재가 사용될 수 있으며, 용접 또는 이미 잘 알려진 몰드 성형과 같은 방법으로 제작될 수 있다.
그리고, 상기 로딩플레이트(18)는 상기 기판카세트(2)가 상기 본체(10)에서 소정의 자세로 분리 가능하게 지지될 수 있도록 한 것으로서, 본 실시예에서는 도 2에서와 같이 상기 기판카세트(2)의 바닥면에 대응하는 지지홈(20)이 형성되고, 상기 본체(10)의 상측면에 형성된 개구부(22)에 대응하여 도면에서와 같은 자세로 위치하는 것을 일예로 나타내고 있다.
상기 로딩플레이트(18)의 테두리에는 상기 본체(10)의 개구부(22)에서 후술하는 리프트수단(16)에 의해 도 7에서와 같은 수평한 자세로 상하방향 이동을 가이드할 수 있도록 도면에서와 같은 예를들면, 사각 모양의 돌기(8a)와 홈(8b)이 형성된다.
상기 로딩플레이트(18)에는 후술하는 기판이송수단(14)이 통과할 수 있도록 상기 기판카세트(2)의 가이드홈(G1)과 동일한 모양의 가이드홈(G2)이 도 2에서와 같은 모양으로 형성된다.
상기 로딩플레이트(18)의 지지홈(20) 표면에는 예를들면, 도 2에서와 같이 상기 기판카세트(2)의 설치 유무를 센싱하기 위한 센서(S2)가 1개 이상 설치될 수 있다. 이 센서(S2)는 빛에 의해 센싱을 행하는 광센서 또는 물리적인 접촉으로 센싱을 행하는 리미트스위치와 같은 이미 잘 알려진 센서들이 사용될 수 있다.
상기 이재장치(12)는, 도 6에서와 같이 기판보관영역(A2)에서 상기 본체(10)에 상기 기판카세트(2)를 용이하게 적재 또는 이재할 수 있도록 한 것으로서, 본 실시예에서는 도 1에서와 같이 상기 본체(10)를 사이에 두고 기판카세트(2)의 적재 및 이재를 위한 동작이 가능한 2개의 아암이 서로 연결된 구조로 이루어지고, 이들 연결부에는 상기 기판카세트(2)를 예를들면, 진공으로 흡착할 수 있는 통상의 흡착기(12a)가 설치된 것을 일예로 나타내고 있다.
상기와 같은 이재장치(12) 구조는 본 발명의 분야에서 널리 사용되는 로봇 아암 등과 같은 이미 잘 알려진 구조로 이루어지는 것이므로 더욱 상세한 설명은 생략한다.
상기 기판이송수단(14)은 상기 기판카세트(2)에서 상하방향으로 수납된 기판(P)을 기판처리장치(D)에 공급하기 위한 것으로서, 본 실시예에서는 도 2에서와 같이 타이밍벨트(24)와 풀리(26)로 구성되고 2개가 1조로 이루어져서 상기 본체(10) 내부에서 도면에서와 같은 자세로 설치되는 것을 일예로 나타나고 있다.
도 2에서와 같이 상기 기판이송수단(14) 즉, 풀리(26)들을 회전 가능하게 고정하는 지지구(28)는 예를들면, 베어링블럭 등이 사용될 수 있다. 이때, 상기 지지구(28)에는 도면에서와 같이 모터와 같은 구동원(M1)이 설치되어 도면에는 나타내지 않았지만 상기 지지구(28) 내부에서 소정의 동력 전달 구조 예를들면, 체인과 스프라켓 또는 기어들의 치합에 의해 상기 풀리(26)에 회전동력이 전달되도록 이루어진다.
상기 기판이송수단(14)의 일측 선단부는 상기 본체(2)에서 도 8에서와 같이 기판 배출측에 대응하여 수평한 자세로 일정 구간이 돌출되도록 셋팅된다. 이와 같이 기판이송수단(14)의 일부영역이 상기 본체(10)의 기판 배출측에 돌출되게 셋팅되면 기판처리장치(D)의 이송부(F)에 기판(P)을 더욱 용이하게 공급할 수 있다.
그리고, 상기 이격되어 위치하는 풀리(26)들에 의해 일정한 길이로 형성되는 벨트(24)의 리프팅 구간은 기판(P)을 원활하게 지지함과 아울러 이동시킬 수 있는 길이 범위내로 이루어진다.
또한, 상기 벨트(24)는 도면에는 나타내지 않았지만 기판(P)과 접촉하는 접촉면적을 줄임과 아울러 접촉에 의해 기판(P)에 스크래치 등이 유발되는 것을 방지할 수 있도록 예를들면, 요철(凹凸) 형태로 표면 가공되거나 코팅 처리될 수 있다.
상기에서는 기판이송수단(14)이 벨트(24)와 풀리(26)로 구성되어 상기 벨트(24)가 무한궤도 형태로 이동하면서 기판(P)을 공급하는 것을 일예로 나타내고 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
예를들면, 도면에는 나타내지 않았지만 상기 기판카세트(2)에 수납된 기판(P)에 대응하여 기판(P)의 하부를 지지함과 아울러 회전에 의해 이동시킬 수 있는 로울러 또는 이와 유사한 형태의 이송 구조로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 로딩플레이트(18)는 상기 본체(10)에서 리프트수단(16)에 의해 상하방향으로 위치가 변화되는데, 본 실시예에서는 도 2에서와 같이 나사산이 형성된 2개의 회전축(30)이 도면에서와 같은 자세로 상기 로딩플레이트(18)와 연결되고 상기 회전축(30)은 모터와 같은 구동원(M2)의 구동에 의해 예를들면, 회전동력이 직선운동으로 전환되면서 상기 로딩플레이트(18)의 위치가 변화되는 구조를 일예로 나타내고 있다.
상기 회전축(30)은 도 2에서와 같이 상기 본체(10)의 바닥면에 고정된 구동원(M2) 즉, 모터 축과 예를들면 커플링 등으로 동력 전달이 가능하게 연결되어 도 8에서와 같이 상기 로딩플레이트(18)의 상하방향 이동을 가이드할 수 있는 자세로 설치된다.
상기 로딩플레이트(18)에는 상기 회전축(30)이 나사 결합으로 관통될 수 있는 나사홈이 형성된 가이드블럭(32)이 설치되며, 이들의 나사 결합부는 상기 회전축(30)의 회전시 마모를 줄이면서 더욱 향상된 이동 정밀도 및 내구성을 얻을 수 있는 예를들면, 볼나사(Ball Screw) 또는 삼각나사, 사각나사 구조 등으로 이루어질 수 있다.
상기한 구조로 이루어지는 리프트수단(16)은 기판이송수단(14)에 의해 기판 처리장치(D)의 이송부(F)에 기판(P)을 공급할 때에 기판카세트(2)에 수납된 다수개의 기판(P)들이 하부 기판(P)들부터 순차적으로 상기 기판이송수단(14)에 의해 1개씩 공급될 수 있도록 상기 로딩플레이트(18)의 위치를 다음과 같이 변화시킨다.
도 9에서와 같이 상기 로딩플레이트(18)에 기판카세트(2)가 적재된 상태에서 상기 리프트수단(16) 즉, 회전축(30)이 일방향으로 회전하면 상기 로딩플레이트(18)가 도 10 및 도 11에서와 같이 상기 본체(10) 내부에서 하측으로 이동하여 상기 기판카세트(2)의 최하측 수납홈(6)에 수납된 기판(P)이 도면에서와 같이 상기 기판이송수단(14) 즉, 벨트(24)의 표면에 안착되도록 위치가 변화된다.
이때, 상기 리프트수단(16)은 상기 기판카세트(2)의 최하측 수납홈(6)에 수납된 기판(P)이 상기 수납홈(6)의 바닥면에서 이격되어 상기 수납홈(6) 내부에서 상기 벨트(24)의 표면에만 접촉 및 지지될 수 있도록 상기 로딩프레이트(18)를 위치시킨다.
상기와 같이 벨트(24)의 표면에 안착된 기판(P)은 상기 기판이송수단(14)의 구동원(M1) 즉 모터가 구동하여 상기 벨트(24)가 풀리(26)에 가이드 되면서 예를들면, 무한궤도 형태로 이동하여 도 10에서와 같이 상기 본체(10)의 기판 배출측으로 이동하면서 기판처리장치(D)의 이송부(F)에 공급된다.
그리고, 상기와 같이 기판카세트(2)의 최하측 수납홈(6)에 수납된 기판(P)이 이송부(F)에 공급되면 상기 리프트수단(16)이 상기와 동일하게 리프팅 동작되면서 상기 기판카세트(2)의 수납홈(6)들에 수납된 기판(P)들을 예를들면, 하측 기판(P)부터 상측 기판(P)까지 순차적으로 이송부(F)에 공급하는 것이다.(도 12참조)
상기와 같이 리프트수단(16)에 의해 상기 로딩플레이트(18)가 기판카세트(2)의 수납홈(6)들에 각각 대응하여 위치하도록 제어하는 방법은 도면에는 나타내지 않았지만 상기 로딩플레이트(18)의 위치를 감지할 수 있는 예를들면, 광센서나 리미트 스위치와 같은 센서 등을 상기 본체(10) 내부에 설치하여 이 센서들의 센싱에 의해 상기 리프트수단(16)의 작동을 제어하는 것에 의해 이루어질 수 있다. 이러한 제어방법은 해당분야에서 통상의 지식을 가진자라면 용이하게 실시할 수 있는 것이므로 더욱 상세한 설명은 생략한다.
상기에서는 리프트수단(16)이 나사산이 형성된 회전축(30)이 상기 로딩플레이트(18)와 나사 결합으로 가이드 가능하도록 연결되어 상기 로딩플레이트(18)가 상하방향으로 이동하는 것을 일예로 설명 및 도면에 나타내고 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
예를들면, 도면에는 나타내지 않았지만 상기 본체(10) 내부에 실린더를 설치하여 이 실린더의 피스톤로드의 직선 운동에 의해 상기 로딩플레이트(18)가 상기와 같이 상하방향으로 위치가 변화되도록 이루어질 수도 있으며, 이외에도 본 발명의 목적을 만족하는 리프팅 구조는 다양하게 실시될 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 기판 운반시스템을 이용한 기판 공급을 위한 운반방법의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 13은 본 발명에 따른 기판 운반방법의 바람직한 전체공정도로서, 기판 보관영역에서 기판이 담겨진 기판카세트를 운반대차에 적재하는 단계(S1)와, 기판카세트를 기판처리를 위한 영역으로 운반하는 단계(S2)와, 기판카세트에 수납된 기판을 운반대차에서 기판처리장치로 공급하는 단계(S3)를 포함한다.
상기 기판카세트를 적재하는 단계(S1)는, 도 6에서와 같이 기판보관영역(A2)에 위치하는 기판카세트(2)를 상기 운반대차(4)의 로딩플레이트(18)에 적재하는 것으로서, 상기 운반대차(4) 즉, 본체(10)의 이재장치(12)가 소정의 링크절 운동되면서 상기 기판보관영역(A2)에 놓여진 기판카세트(2)의 상부를 흡착하여 도 1에서와 같이 상기 로딩플레이트(18)에 적재하는 것이다.
이때, 상기 기판카세트(2)의 수납홈(6)은 개구측이 도 9에서와 같이 상기 본체(10)의 기판 배출측에 대응하도록 위치하고, 상기 기판카세트(2)의 수납홈(6)들에는 도면에서와 같은 자세로 기판(P)들이 각각 수납된 상태에서 적재되는 것이다.
상기한 과정에 의해 운반대차(4)에 기판카세트(2)의 적재가 완료되면, 기판카세트(2)가 기판처리장치(D)에 대응하여 기판(P)의 공급이 가능한 공급영역(A1)에 위치되도록 기판카세트(2)를 운반하는 공정을 행한다.
상기 기판카세트를 운반하는 단계(S2)는 예를들면, 크린룸(R)의 바닥면에 도 1에서와 같이 상기 운반대차(4)의 이동을 가이드하기 위한 가이드바(B)가 설치되어 상기 운반대차(4) 즉, 본체(10)에 설치된 센서(S1)가 상기 가이드바(B)를 감지함과 아울러 휠(W)의 구동에 의해 정해진 구간을 따라 이동하면서 기판카세트(2)를 상기 기판공급영역(A1)으로 운반하는 것이다.
상기와 같이 운반대차(4)에 기판카세트(2)가 적재되어 기판처리장치(D)에 대응하는 기판공급영역(A1)에 위치하면, 기판(P)을 상기 기판처리장치(D)의 이송부(F)에 공급하는 공정을 행한다.
상기 기판을 공급하는 단계(S3)는, 운반대차(4) 즉, 로딩플레이트(18)와 기판이송수단(14), 리프트수단(16)이 다음과 같이 작동하면서 상기 운반대차(4)에서 직접 기판(P)을 공급한다.
먼저, 도 9에서와 같이 상기 운반대차(4)에 적재된 기판카세트(2)의 최하측 수납홈(6)에 수납된 기판(P)이 상기 기판이송수단(14) 즉, 벨트(24)에 접촉되어 이동될 수 있도록 상기 리프트수단(14)이 작동하여 도 10에서와 같이 상기 로딩플레이트(18)의 위치를 하측으로 이동시킨다.
상기와 같은 상태에서 기판이송수단(14)이 작동하면서 벨트(24)를 따라 기판(P)이 상기 운반대차(4) 즉, 본체(10)의 기판 배출측으로 도 10에서와 같이 이동되면서 기판처리장치(D)의 이송부(F)에 수평한 자세로 공급되는 것이다. 이와 같이 이송부(F)에 로딩된 기판(P)은 기판 처리장치(D)로 공급되어 일련의 공정에 의해 처리된다.
그리고, 상기와 같이 기판카세트(2)의 최하측 수납홈(6)에 수납된 기판(P)이 상기 이송부(F)로 공급되면 상기 리프트수단(16)에 의해 상기 로딩플레이트(18)의 위치가 상기와 같이 수납홈(6)에 대응하여 점차 하측으로 이동되면서 상기 기판이송수단(14)에 의해 상기 기판카세트(2)에 수납된 기판(P)들을 하부측에서 1개씩 인출하여 도 12에서와 같이 상기 카세트(2)의 상측 기판(P)까지 상기 이송부(F)에 원활하게 공급하는 것이다.
따라서, 상기한 본 발명에 따른 운반대차(4)를 이용하면 기판(P)의 운반은 물론이거니와 기판카세트(2)에 수납된 기판(P)들을 상기한 공급과정을 통해서 기판 처리를 위한 공급영역(A1)에서 기판처리장치(D)에 용이하게 공급할 수 있다.
상기에서는 운반대차(4)를 이용하여 기판카세트(2)에 수납된 기판(P)이 기판처리를 위해 기판처리장치(D)로 공급되는 것을 일예로 설명 및 도면에 나타내고 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
예를들면, 본 발명에 따른 기판 운반시스템을 이용하여 기판처리가 완료된 기판(P1)을 용이하게 수거하여 보관영역으로 운반할 수도 있다.
도 14는 기판 수거를 위한 기판 운반방법의 바람직한 운반 실시예를 나타내는 공정도로서, 기판처리영역에서 처리가 완료된 기판을 운반대차의 기판카세트에 수거하는 단계(S4)와, 기판이 수거된 기판카세트를 기판 보관을 위한 영역으로 운반하는 단계(S5)와, 운반대차에 적재된 기판카세트를 기판 보관영역에 이재하는 단계(S6)를 포함한다.
먼저, 기판을 기판카세트에 수거하는 단계(S4)는, 도 15에서와 같이 상기 기판처리장치(D)에서 소정의 기판처리가 완료된 기판(P1)이 도면에서와 같이 상기 기판처리장치(D)의 언로딩측 이송부(F1)에 위치하면, 상기 운반대차(4)가 이에 대응하는 수거영역에 위치하도록 소정의 수거구간을 형성하여 상기한 기판 공급과정의 역순 즉, 상기 기판이송수단(14)이 도면에서와 같은 방향으로 작동되면서 기판처리장치(D)의 언로딩측에 위치한 기판(P1)을 공급받음과 아울러 기판카세트(2)의 수납영역 측으로 이동시켜서 상기 기판카세트(2)의 수납홈(6)에 수납하면서 기판(P1)을 수거하는 것이다.
이때, 상기 기판카세트(2)에는 상기한 기판 공급과정과 반대로 예를들면, 상측 수납홈(6)부터 기판(P1)이 순차적으로 수납될 수 있도록 상기 리프트수단(16)이 상기 기판카세트(2)를 점차 상측으로 이동시키면서 이에 대응하는 수납홈(6)들에 기판(P1)이 수납될 수 있도록 셋팅된다.
상기한 과정에 의해 기판(P1)의 수거를 위한 공정이 완료되면 도면에는 나타내지 않았지만 상기 운반대차(4)가 수거구간을 따라 이동하는 운반단계(S5)에 의해 처리가 완료된 기판(P1)을 별도의 보관영역으로 운반한다. 이와 같이 처리가 완료된 기판(P1)을 보관하기 위한 영역에 대응하여 기판카세트(2)가 위치하면 이재장치(12)가 작동되어 본체(10)에 적재된 기판카세트(2)를 기판 보관을 위한 영역에 이재하는 단계(S6)를 행함으로서 기판처리가 완료된 기판(P1)의 수거 공정이 완료되는 것이다.
따라서, 상기와 같이 기판처리가 완료된 기판(P1)을 본 발명에 따른 운반시스템을 이용하여 용이하게 수거할 수 있으며, 상기에서는 기판처리가 완료된 기판(P1)이 기판 보관을 위한 영역으로 운반되어 이재되는 것을 일예로 설명하고 있지만 이외에도 상기와 같이 기판카세트(2)에 기판(P1)들이 수거된 후 다른 처리 공정을 위한 영역 즉, 처리장치들에 공급되도록 셋팅될 수도 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 기판 운반시스템 및 운반방법의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 기판 운반시스템은, 기판처리시 운반대차에 의해 기판의 운반은 물론이거니와 리프트수단, 기판이송수단 등을 이용하여 기판의 공급 또는 수거를 용이하게 할 수 있으므로 기판의 운반 능률을 대폭 향상시킬 수 있다.
게다가, 상기한 운반대차는 기판이송수단, 리프트수단 등에 의해 기판처리영역 또는 보관영역 등에 대응하여 기판을 직접 공급 또는 수거할 수 있으므로 기판 운반 및 공급 또는 수거를 위한 예를들면, 버퍼유닛, 이송유닛, 스테이지, 로봇 아암과 같은 주변 장치들을 설치하지 않아도 되므로 기판 처리가 행해지는 크린룸과 같은 작업장 내부에서 기판의 운반 및 공급 또는 수거를 위한 설비들의 점유 공간을 대폭 줄일 수 있으므로 공간 활용성을 더욱 향상시킴과 아울러 크린룸 제작에 소요되는 비용을 대폭 절감할 수 있다.
또한, 상기 기판이송수단 및 리프트수단의 기판 공급 또는 수거를 위한 동력 전달구조는 예를들면, 벨트와 풀리로 구성되는 무한궤도 형태의 이송구조 및 나사부가 형성된 회전축의 회전동력이 직선운동으로 전환되는 리프팅 구조이므로 구조가 간단하여 제작이 용이할 뿐만 아니라 제작에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 기판 운반방법은 기판 처리를 위한 운반 및 공급 또는 수거 공정이 간단할 뿐만 아니라, 운반대차에서 기판의 운반 및 공급 또는 수거를 직접 행하게 되므로 작업능률은 물론이거니와 공정의 효율성을 대폭 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 운반시스템의 전체사시도.
도 2는 본 발명에 따른 기판 운반시스템의 내부 구조를 설명하기 위한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 기판 운반시스템이 기판처리를 위한 크린룸에 설치된 상태를 나타내는 평면도.
도 4는 도 1의 기판카세트 구조를 설명하기 위한 사시도.
도 5는 도 4의 내부 구조를 설명하기 위한 단면도.
도 6은 도 3에서 운반대차가 기판 보관영역에 위치한 상태를 나타내는 사시도.
도 7은 도 2의 로딩플레이트가 리프트수단에 의해 위치가 변화되는 구조를 설명하기 위한 사시도.
도 8은 도 7의 단면도.
도 9는 도 3에서 운반대차가 기판 공급영역에서 기판의 공급이 가능한 자세로 위치한 상태를 나타내는 단면도.
도 10은 도 9의 상태에서 리프트수단에 의해 카세트의 위치가 변화되면서 기판이 기판이송수단에 의해 공급되는 상태를 나타내는 단면도.
도 11은 도 10의 사시도.
도 12는 도 10과 같은 리프트수단 및 기판이송수단의 작동에 의해 카세트의 상측 수납홈에 수납된 기판이 공급되는 상태를 나타내는 단면도.
도 13은 본 발명에 따른 기판 운반방법의 기판 공급을 위한 바람직한 전체 운반공정도.
도 14는 본 발명에 따른 기판 운반방법의 기판 수거를 위한 바람직한 전체 운반공정도.
도 15는 도 14의 기판 수거 공정에 의해 기판이 수거되는 과정을 설명하기 위한 단면도.
도 16은 종래기술에 의한 기판 운반시스템의 설치실시예를 나타내는 평면도.
도 17는 도 16의 기판 운반시스템에 의해 기판을 운반하는 일반적인 운반공정도이다.

Claims (11)

  1. 기판처리시 기판의 운반 및 공급 또는 수거가 가능한 기판 운반시스템으로서,
    다수개의 기판이 수납되는 기판카세트와, 이 기판카세트를 운반하는 운반대차를 포함하며,
    상기 운반대차는, 이동 가능한 본체와, 이 본체에 기판카세트를 적재 또는 이재하는 이재장치와, 상기 본체에 설치되고 기판 처리영역에 기판을 공급하거나 기판 처리영역으로부터 기판을 수거하는 기판이송수단과, 상기 본체에서 상기 기판카세트를 위치 변화가 가능하게 지지하는 리프트수단을 포함하는 기판 운반시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 기판이송수단은 한쌍의 벨트와 풀리 또는 로울러로 이루어지고, 상기 기판카세트의 수납영역 내부에 위치하면서 회전동력에 의해 기판을 수평한 자세로 이동시키면서 공급 또는 수거하는 기판 운반시스템.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 리프트수단은 회전동력 또는 직선동력에 의해 상기 기판카세트의 수납영역에서 기판들의 적층 방향으로 상기 기판카세트의 위치를 변화시키는 기판 운반시스템.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 리프트수단은 기판이 상기 기판카세트의 수납영역 하부측부터 1개씩 인출되어 공급되도록 상기 기판카세트의 위치를 변화시키는 기판 운반시스템.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 리프트수단은 기판이 상기 기판카세트의 수납영역 상부측부터 1개씩 수납되면서 수거되도록 상기 기판카세트의 위치를 변화시키는 기판 운반시스템.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 기판카세트는 다수개의 기판이 이격되어 적층 수납됨과 아울러 인출 가능한 수납영역이 형성되는 기판 운반시스템.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 수납영역에는 이 영역에 수납된 기판들에 대응하여 상기 기판이송수단이 기판 이송이 가능한 자세로 위치할 수 있도록 홈 영역이 형성되는 기판 운반시스템.
  8. 기판 보관영역에서 기판이 수납된 기판카세트를 운반대차에 적재하는 단계와, 기판카세트를 기판처리를 위한 영역으로 운반하는 단계와, 기판카세트에 수납된 기판을 운반대차에서 기판처리장치로 공급하는 단계를 포함하는 기판 운반방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 기판을 공급하는 단계는, 기판카세트에 적층 수납된 다수개의 기판들이 하측부터 1개씩 공급되는 기판 운반방법.
  10. 기판처리영역에서 기판 처리가 완료된 기판을 운반대차의 기판카세트에 수거하는 단계와, 기판이 수거된 기판카세트를 기판 보관을 위한 영역으로 운반하는 단계와, 운반대차에 적재된 기판카세트를 기판 보관을 위한 영역에 이재하는 단계를 포함하는 기판 운반방법.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 기판을 수거하는 단계는, 기판 처리가 완료된 기판을 기판카세트의 수납영역 상측부터 1개씩 적층 수납하는 기판 운반방법.
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