KR20090014743A - 이송 장치 - Google Patents

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KR20090014743A
KR20090014743A KR1020070078926A KR20070078926A KR20090014743A KR 20090014743 A KR20090014743 A KR 20090014743A KR 1020070078926 A KR1020070078926 A KR 1020070078926A KR 20070078926 A KR20070078926 A KR 20070078926A KR 20090014743 A KR20090014743 A KR 20090014743A
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최경호
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Abstract

이송 장치에서, 회전축은 기판이 이송되는 제1 방향에 대하여 교차하는 제2 방향으로 연장된다. 제1 롤러들은 회전축의 제2 방향 양측 가장자리들에 결합되어 기판의 하면에 접촉하며, 제1 반지름을 갖는다. 제2 롤러는 회전축의 제2 방향 중심에 결합되어 기판의 하면에 접촉하며, 제1 반지름보다 큰 제2 반지름을 갖는다. 제2 롤러는 회전축의 제2 방향 중심의 처짐량을 보상하여 기판을 수평으로 이송시킨다. 따라서 축의 처짐으로 인한 기판의 불량을 예방할 수 있다.

Description

이송 장치{TRANSFER APPARATUS}
본 발명은 이송 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 대형 기판을 공정들 간에 또는 공정 중에 이송하는 이송 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 기판 또는 액정표시장치의 표시패널에 채용되는 기판의 제조공정은 유리 기판에 박막을 입히는 박막 공정, 상기 박막을 원하는 패턴으로 형성하기 위한 포토리소그래피 공정 및 상기 패턴에 따라 상기 박막을 식각하기 위한 식각공정 등으로 세분화될 수 있다. 상기 공정들이 반복적으로 수행됨으로써 반도체 기판 또는 표시패널에 채용되는 박막트랜지스터 기판 및 컬러필터 기판이 제조될 수 있다.
상기와 같은 기판의 제조 공정에서 기판은 롤러에 의해 공정 장비들 간에 이송될 수 있다. 정지된 기판에 대해 공정이 수행될 수 있으며, 이송되는 기판에 대해서도 현상 공정 또는 세정 공정 등의 공정이 수행될 수 있다.
최근에는 액정표시장치와 같은 평판표시장치가 대형화됨에 따라 박막트랜지스터 기판 및 칼라필터 기판의 모기판의 사이즈도 커지는 추세이며, 기판의 두께는 점점 얇아지는 추세이다. 이로 인해, 기판을 이송하는 롤러축의 길이도 길어지는 추세이다. 따라서 공정 수행 중 또는 기판의 이송 중 기판을 균일하게 지지하여 일부 영역에서 기판이 변형되는 것을 방지하는 것이 이슈가 되고 있다.
특히, 상기한 바와 같이 롤러 축의 길이가 길어지고 기판이 대형화됨에 따라 축의 처짐량을 무시할 수 없게 되었다. 롤러 축의 처짐으로 인해 기판의 수평이 유지되지 않아 기판에 적용된 공정액이 기판의 영역별로 불균일하게 분포되어 후속 공정의 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있었다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하는 것으로, 본 발명은 공정 장비들 간 또는 공정 중에 기판을 수평으로 이송시키는 이송 장치를 제공한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 이송 장치는 회전축, 제1 롤러들 및 제2 롤러를 포함한다. 회전축은 기판이 이송되는 제1 방향에 대하여 교차하는 제2 방향으로 연장된다. 제1 롤러들은 회전축의 제2 방향 양측 가장자리들에 결합되어 기판의 하면에 접촉하며, 제1 반지름을 갖는다. 제2 롤러는 회전축의 제2 방향 중심에 결합되어 기판의 하면에 접촉하며, 제1 반지름보다 큰 제2 반지름을 갖는다. 제2 롤러는 회전축의 제2 방향 중심의 처짐량을 보상하여 기판을 수평으로 이송시킨다.
제1 롤러에서 회전축의 중심과 기판의 하면 간의 제1 거리와 제2 롤러에서 회전축의 중심과 기판의 하면 간의 제2 거리의 차이는 회전축의 제2 방향 중심의 처짐량과 실질적으로 동일하다. 일 실시예에서, 제1 반지름과 제2 반지름의 차이는 회전축의 제2 방향 중심의 처짐량과 실질적으로 동일할 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 반지름과 제2 반지름의 차이는 기판에 의한 제1 롤러의 압축량과 제2 롤러의 압축량의 차이와 실질적으로 동일할 수 있다.
이송 장치는 제3 롤러들을 더 포함할 수 있다. 각 제3 롤러는 제1 롤러와 제2 롤러 사이의 회전축에 결합되어 기판의 하면에 접촉된다. 제3 롤러는 제1 반지름보다는 크고 제2 반지름보다는 작은 제3 반지름을 갖는다. 일 실시예에서, 제1 반지름과 제3 반지름의 차이는 제3 롤러가 배치된 회전축의 처짐량과 실질적으로 동일할 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 반지름과 제3 반지름의 차이는 기판에 의한 제1 롤러의 압축량과 제3 롤러의 압축량의 차이와 실질적으로 동일할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이송 장치에 의하면, 대형 기판을 공정들 간에 또는 공정 중에 수평을 유지하며 이송할 수 있어 공정액을 기판 상에 균일하게 적용할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 하기의 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구현될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 보다 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상과 특징이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공된다. 도면들에 있어서, 각 장치 및 부재들의 사이즈는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 과장되거나 과소하게 도시되었으며, 또한 각 장치는 본 명세서에서 설명되지 아니한 다양한 부가 부재들을 더 구비할 수 있다.
이송 장치
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이송 장치의 측면도이다.
도 1을 참조하면 이송 장치(100)는 반도체 웨이퍼, 박막트랜지스터 기판 및 칼라필터 기판 등의 모기판(5)(이하, 기판으로 칭함)에 대하여 현상 공정 및 세정공정 등의 공정을 수행하는 공정 장비들 간에 기판을 이송 할 수 있다. 또는 이송 장치(100)는 상기 공정들 중에 기판(5)을 이송할 수 있다. 노즐 유닛(7)은 이송 장치(100)에 의해 이송되는 기판(5)의 상면에 공정액을 분사할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이송 장치의 평면도이다.
도 2를 참조하면, 이송 장치(100)는 회전축(10), 제1 롤러(30)들 및 제2 롤러(50)를 포함한다.
회전축(10)은 내부가 중공된 원통 형상을 가질 수 있다. 회전축(10)은 충분한 강성을 확보하기 위하여 강철과 같은 금속으로 이루어질 수 있다. 회전축(10)은 기판(5)이 이송되는 제1 방향(x)과 실질적으로 직교하는 제2 방향(y)으로 연장된다. 회전축(10)은 복수개가 제1 방향(x)으로 서로 나란하게 배열될 수 있다.
이송 장치(100)는 구동 유닛(70) 및 동력 전달 장치를 더 포함할 수 있다.
구동 유닛(70)은 모터를 포함할 수 있다. 모터는 외부 전원에 의해 구동되며, 동력 전달 장치는 구동 유닛(70)으로부터 발생된 회전력을 회전축(10)에 전달 할 수 있다. 동력 전달 장치는 기어 또는, 도 2에 도시된 바와 같이, 구동 벨트(80)를 포함할 수 있다. 구동 벨트(80)는 회전축(10)의 단부에 형성된 풀리에 결합하여 모터로부터 발생된 회전력을 회전축(10)에 전달할 수 있다.
제1 롤러(30)들은 회전축(10)의 제2 방향(y) 양측 가장자리들에 결합되어 기판(5)의 하면에 접촉된다. 제1 롤러(30)는 회전축(10)에 고정되며, 회전축(10)의 회전에 따라 함께 회전되며 기판(5)을 제1 방향(x)으로 이송시킨다.
이와 다른 실시예에서, 회전축(10)은 구동 유닛(70)과 연결되지 않을 수 있고, 제1 롤러(30)는 회전축(10)에 결합된 채로 회전축(10)에 대하여 자유롭게 회전될 수도 있다.
도 3은 도 2에 도시된 이송 장치를 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 롤러(30)는 제1 롤러 몸체(31) 및 제1 롤러 패드(35)를 포함할 수 있다.
제1 롤러 몸체(31)에는 회전축(10)이 삽입되는 결합홀이 형성된다. 제1 롤러 몸체(31)는 회전축(10)과 같이 금속재질로 이루어질 수 있다.
제1 롤러 패드(35)는 제1 롤러 몸체(31)의 둘레를 감싸며 제1 반지름(R1)을 갖고, 기판(5)의 하면에 접촉된다. 제1 롤러 패드(35)는 기판(5)과의 접촉성이 우수하여 마찰력을 증가시킬 수 있는 고무와 같은 탄성체를 포함할 수 있다.
제2 롤러(50)는 회전축(10)의 제2 방향(y) 중심에 결합되어 기판(5)의 하면에 접촉된다. 제2 롤러(50)는 제2 롤러 몸체(51) 및 제2 롤러 패드(55)를 포함할 수 있다.
제2 롤러 몸체(51)에는 회전축(10)이 삽입되는 결합홀이 형성된다. 제2 롤러 패드(55)는 제2 롤러 몸체(51)의 둘레를 감싸며 제1 반지름(R1)보다 큰 제2 반지름(R2)을 갖고, 기판(5)의 하면에 접촉된다.
도 4는 기판에 의해 가해지는 하중의 분포를 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 기판(5)의 가장자리(2, 3)로부터 기판(5)의 중심(4)으로 이동할수록 기판(5)의 하면에서 측정되는 하중은 대략, 도 4에 도시된 바와 같이, 증가한다. 즉, 기판(5)에 의해 제2 롤러(50)에 가해지는 하중은 제1 롤러(30)에 가해지는 하중보다 크다.
따라서 회전축(10)의 제2 방향(y) 중심은 아래로 미세하게 처진다. 또한, 회전축(10)이 길어지는 추세에 따라 회전축(10) 자체의 하중으로 인해 회전축(10)의 제2 방향(y) 중심이 처진다.
기판(5)은 대략 수 밀리미터, 예를 들어, 2 내지 4 (mm)의 두께를 가질 수 있다. 따라서 기판(5)은 휘기 쉽다.
따라서 종래와 같이 제1 롤러(30) 및 제2 롤러(50)의 반지름이 동일하다면, 회전축(10)이 미세하게 아래로 처진 것에 대응하여 기판(5) 또한 대응하는 부분이 처질 수 있다. 이로 인해 기판(5)에 뿌려진 공정액이 기판(5)의 처진 부분으로 몰려 공정액의 균일한 적용이 어렵게 될 수 있다.
종래와 다르게 본 실시예에 따른 이송 장치(100)에서는 제2 롤러(50)는 제1 롤러(30)보다 큰 반지름을 갖는다. 따라서 회전축(10)의 제2 방향(y) 중심이 아래로 처지더라도 기판(5)은 수평하게 유지될 수 있다.
구체적으로 회전축(10)의 제2 방향(y) 중심이 아래로 처지더라도 제2 롤러(50)의 제2 반지름(R2)이 제1 롤러(30)의 제1 반지름(R1)보다 크기 때문에 기판(5)에 접촉되는 제1 롤러 패드(31) 및 제2 롤러 패드(51)의 상단은 기준면으로부터 동일한 높이에 배치될 수 있다. 따라서 제1 롤러 패드(31) 및 제2 롤러 패드(51)에 의해 지지되는 기판(5)은 수평을 유지하며 이송 될 수 있다.
기판(5)에 접촉된 제1 롤러 패드(31) 및 제2 롤러 패드(51)의 압축을 무시할 수 있다면, 기판(5)의 하면과 제1 롤러(30)의 중심까지의 제1 거리(37)는 상기 제1 반지름(R1)과 실질적으로 동일하다. 기판(5)의 하면과 제2 롤러(50)의 중심까지의 제2 거리(57)는 제2 반지름(R2)과 실질적으로 동일할 수 있다.
따라서 제2 반지름(R2)과 제1 반지름(R1)의 차이와 회전축(10)의 제2 방향(y) 중심의 처짐량(V2)은 실질적으로 동일하다. 제1 거리(37)를 L1으로, 제2 거리(57)를 L2로 각각 표시하면, L2 -L1 = R2 - R1 = V2의 관계식이 성립한다.
회전축(10)의 제2 방향(y) 중심의 처짐량(V2)은 실제 측정에 의해 또는 처짐량 계산 프로그램의 시뮬레이션에 의해 계산될 수 있다. 따라서 제1 반지름(R1)이 상수라고 할 때 제2 반지름(R2)을 결정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이송 장치의 평면도이다. 도 6은 도 5에 도시된 이송 장치를 II-II' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 이송 장치(300)는 회전축(310), 제1 롤러(330), 제2 롤러(350), 제3 롤러(360)들, 구동 유닛(370) 및 구동벨트(380)를 포함한다. 이송 장치(300)는 제3 롤러(360)들을 더 포함하는 것을 제외하고는 도 1 내지 도 4에서 설 명된 이송 장치(100)와 실질적으로 동일 할 수 있다.
각 제3 롤러(360)는 제1 롤러(330)와 제2 롤러(350)의 사이의 회전축(310)에 결합되어 기판(305)의 하면에 접촉된다. 제3 롤러(360)는 회전축(310)에 결합되는 제3 롤러 몸체(361) 및 제3 롤러 패드(365)를 포함한다.
제3 롤러 패드(365)는 제3 롤러 몸체(361)의 둘레를 감싸며 기판(305)의 하면에 접촉된다. 제3 롤러 패드(365)는 제1 반지름(R1)보다는 크고 제2 반지름(R2)보다는 작은 제3 반지름(R3)을 갖는다.
도 7은 회전축 처짐 및 롤러의 압축을 나타내는 단면도이다.
도 7을 참조하면, 기판(305)에 접촉된 제1 롤러 패드(335), 제2 롤러 패드(355) 및 제3 롤러 패드(365)의 기판(305)에 의한 압축량을 고려하면, 제2 거리(357)는 제2 반지름(R2)에서 제2 롤러 패드(355)의 제2 압축량(359)을 빼고 회전축(310)의 제2 방향(y) 중심의 처짐량(V2)을 더한 것과 같다. 제2 압축량(359)을 C2로 표시하면, L2 = R2 - C2 + V2의 관계식이 성립한다.
제1 롤러(330)의 위치에서 회전축(310)의 처짐량은 영(zero)으로 취급할 수 있다. 따라서 제1 거리(337)는 제1 반지름(R1)에서 제1 롤러 패드(335)의 제1 압축량(C1)을 뺀 것과 같다. 즉 L1 = R1 - C1의 관계식이 성립한다.
제3 롤러(360)의 위치에서 제3 롤러 패드(365)의 압축량을 C3로, 회전축(310)의 처짐량을 V3로, 제3 롤러(360)의 위치에서 회전축(310)의 중심과 기판(305)의 하면 간의 제3 거리(367)를 L3로 표시하면, L3 = R3 - C3 + V3의 관계식이 성립한다.
또한, 제2 거리(357)와 제1 거리(337)의 차이는 회전축(310)의 제2 방향(y) 중심의 처짐량(V2)과 실질적으로 동일하다. 즉 L2 - L1 = (R2 - C2 + V2) - (R1 - C1) = V2의 관계식이 성립하며, 이를 정리하면, R2 - R1 = C2 - C1의 관계식이 성립한다.
마찬가지로, L3 - L1 = (R3 - C3 + V3) - (R1 - C1) = V3의 관계식이 성립하며, 이를 정리하면, R3 - R1 = C3 - C1의 관계식이 성립한다.
즉 롤러 패드들 간의 반지름의 차이는 롤러 패드들의 압축량의 차이에 따라 달라질 수 있다. 상기 압축량의 차이는 기판(305)에 의해 가해지는 하중의 차이, 롤러 패드들 간의 재질의 차이 등에 의해 결정된다.
따라서 실험적으로 (C2 - C1) 및 (C3 - C1)의 값을 구할 수 있고, 이를 이용하여 제1 반지름(R1)이 상수라고 할 때 제2 반지름(R2) 및 제3 반지름(R3)을 결정할 수 있다.
이송 장치(300)를 사용하는 시간이 경과함에 따라 (C2 - C1) 및 (C3 - C1)의 값이 변화될 수 있다. 이 경우 롤러 패드들을 교체하여 (C2 - C1) 및 (C3 - C1)의 값을 초기 값으로 회복시킬 수 있다.
이와 다르게 (C2 - C1) 및 (C3 - C1)의 값이 거의 변화가 없도록 롤러 패드들의 재질을 선택할 수 있다. 제1 롤러 패드(335), 제2 롤러 패드(355) 및 제3 롤러 패드(365)의 재질은 서로 동일하거나 서로 다르게 선택될 수 있다.
전술된 바의 결과로, 기판(305)은 제1 롤러(330), 제2 롤러(350) 및 제3 롤러(360)에 의해 지지되며 수평이 유지되면서 이송될 수 있다.
본 발명은 반도체 웨이퍼, 액정표시패널의 박막트랜지스터 기판, 칼라필터 기판 등의 기판의 제조 공정에서 모기판을 공정 장비들 간에 이송하거나 공정 중에 이송하는 이송 장치에 적용될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 이송 장치를 상기와 같이 적용하면 공정들 간 또는 공정 중에 기판을 수평으로 유지하며 이송할 수 있어 공정액을 기판에 균일하게 적용할 수 있고 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이송 장치의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이송 장치의 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 이송 장치를 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 기판에 의해 가해지는 하중의 분포를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이송 장치의 평면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 이송 장치를 II-II' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 7은 회전축 처짐 및 롤러의 압축을 나타내는 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
5 : 기판 10 : 회전축
17 : 처짐량 30 : 제1 롤러
37 : 제1 거리 50 : 제2 롤러
57 : 제2 거리 100 : 이송 장치

Claims (7)

  1. 기판이 이송되는 제1 방향에 대하여 교차하는 제2 방향으로 연장된 회전축;
    상기 회전축의 양측 가장자리들에 결합되어 상기 기판의 하면에 접촉하며, 제1 반지름을 갖는 제1 롤러들; 및
    상기 회전축의 상기 제2 방향 중심에 결합되어 상기 기판의 하면에 접촉하며, 상기 제1 반지름보다 큰 제2 반지름을 가져 상기 회전축의 상기 제2 방향 중심의 처짐량을 보상하여 상기 기판을 수평으로 이송시키는 제2 롤러를 포함하는 이송 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 롤러에서 상기 회전축의 중심과 상기 기판의 하면 간의 제1 거리와 상기 제2 롤러에서 상기 회전축의 중심과 상기 기판의 하면 사이의 제2 거리의 차이는 상기 회전축의 상기 제2 방향 중심의 처짐량과 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 이송 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 반지름과 제2 반지름의 차이는 상기 회전축의 상기 제2 방향 중심의 처짐량과 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 이송 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1 반지름과 제2 반지름의 차이는 상기 기판에 의한 상기 제1 롤러의 압축량과 상기 제2 롤러의 압축량의 차이와 실질저기으로 동일한 것을 특징으로 하는 이송 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 제1 롤러들과 상기 제2 롤러 사이의 상기 회전축에 결합되어 상기 기판의 하면에 접촉하며, 상기 제1 반지름보다는 크고 상기 제2 반지름보다는 작은 제3 반지름을 갖는 제3 롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이송 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 반지름과 상기 제3 반지름의 차이는 상기 제3 롤러가 배치된 회전축의 처짐량과 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 이송 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제1 반지름과 상기 제3 반지름의 차이는 기판에 의한 제1 롤러의 압축량과 제3 롤러의 압축량의 차이와 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 이송 장치.
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