KR20090088736A - 기판 이송장치 - Google Patents

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하수철
박우종
송호근
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주식회사 에이디피엔지니어링
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Abstract

본 발명은 기판 이송장치에 관한 것으로, 더 자세하게는 대면적의 기판을 보다 신속하게 이송할 수 있도록 한 기판 이송장치에 관한 것이다.
이와 같은 본 발명은 기체를 분사하여 반입된 기판을 부양시키는 이송 스테이지와; 부양된 기판을 지지하고서 이 이송 스테이지를 따라 이동하는 이송 클램프로 구성되고, 이 이송 클램프는 기판을 물어 파지하는 상부 조 및 하부 조와; 기판을 반입하거나 반출하는 때 이 상부 조와 하부 조 중 적어도 어느 하나를 기판의 파지위치에서 물러나 있도록 회전시키는 회전수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
글라스, 기판, 이송, 자기력, 클램프, 파지, 회전

Description

기판 이송장치{Apparatus for transferring substrate}
본 발명은 기판 이송장치에 관한 것으로, 더 자세하게는 대면적의 기판을 수평 방향으로 보다 신속하게 이송할 수 있도록 한 기판 이송장치에 관한 것이다.
액정 디스플레이(LCD), 유기발광 다이오드(OLED), 플라즈마 표시장치(PDP)와 같은 평판표시소자(flat panel display ; FPD)의 제조에는 대부분 대면적의 기판이 이용되는데, 이 기판은 기판 이송장치에 의하여 평판표시소자로의 제조 중 한 곳에서 다른 곳으로 이송된다.
도 1은 종래기술에 따른 기판 이송장치(등록특허 0691216 참조)가 도시된 평면도로, 이 도 1에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 기판 이송장치는 기체를 분사하여 기판(10)(이하, 도면부호의 병기는 생략한다)을 일정한 높이 부양시키는 이송 스테이지(stage)(20), 이 이송 스테이지(20)에 의하여 부양된 기판의 위치를 조정하는 기판 정렬기구(A), 이 기판 정렬기구(A)에 의하여 위치가 조정된 기판을 파 지하고 이송 스테이지(20)를 따라 이동하는 이송 클램프(clamp)(30) 등으로 이루어진다.
도 2는 이송 클램프(30)의 일부가 도시된 측면도이다. 이송 클램프(30)는 이 도 2에 도시된 바와 같이, 조 어셈블리(jaw assembly)(31)를 가진다. 이 조 어셈블리(31)는 이송 스테이지(10)의 좌우에 각각 적어도 한 개씩 배치된다. 그리고 구성요소로는 상부 조(32)와 하부 조(33)를 가지는데, 이 상/하부 조(32)(33)는 사이의 간격이 축소되거나 확장되도록 적어도 어느 하나가 승강하면서 부양된 기판의 양쪽을 파지하거나 기판의 파지를 해제한다.
이송 클램프(30)는 또, 조 어셈블리(31)를 이송 스테이지(10)에 대하여 전진시키거나 후진시키는 전후 이동수단(35)을 가진다. 이러한 전후 이동수단(35)은 이송 스테이지(10)의 좌우에 배치된 조 어셈블리(31)의 간격을 조절할 수 있게 한다. 그리고 로봇(robot)에 의하여 이송 스테이지(10)에 반입되거나 반출되는 중 상하로 움직이는 기판과 상/하부 조(32)(33) 간에 간섭이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 한다.
그러나 앞서 설명한 바와 같이, 종래기술에 따른 기판 이송장치는 기판의 반입/반출 중 이 기판과 상/하부 조(32)(33)의 간섭을 상/하부 조(32)(33)가 이송 스테이지(10) 상에서 일정한 거리 물러나 밖에 위치하도록 조 어셈블리(31)를 후진시키는 것에 의하여 방지하는 바, 이를 구현하기 위하여 조 어셈블리(31)의 이동거리 에 상당하는 공간을 확보해 놓아야 하는 등 그 작동구조가 전반적으로 복잡할 수밖에 없었고, 또 작업속도를 향상시키는 데에도 제한이 많은 편이었다.
따라서 보다 단순하고 신속하게 작동시키기 위한 구조의 개선이 요구되고 있다.
본 발명은 설명한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 목적은 회전식 구조를 적용, 상/하부 조 중 어느 하나 또는 둘 모두를 회전시키는 것으로 이송 스테이지 상의 밖에 위치되도록 함으로써, 전반적으로 작동이 단순하고 신속한 기판 이송장치를 제공하는 데 있다.
위 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 기체를 분사하여 반입된 기판을 부양시키는 이송 스테이지와; 부양된 기판을 지지하고서 이 이송 스테이지를 따라 이동하는 이송 클램프로 구성되고, 상기 이송 클램프는 기판을 물어 파지하는 상부 조 및 하부 조와; 기판을 반입하거나 반출하는 때 이 상부 조와 하부 조 중 적어도 어느 하나를 기판의 파지위치에서 물러나 있도록 회전시키는 회전수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 상부 조와 하부 조는 자기력에 의하여 둘 사이에 인력이 작용하도록 구성될 수 있다.
또는, 상기 상부 조와 하부 조 중 어느 하나는 마그넷을 가지며 다른 하나는 이 마그넷에 붙는 자성체를 가질 수 있다. 이때, 상기 마그넷은 전자석일 수 있다.
본 발명은 기판을 반입하거나 반출하는 때 회전수단에 의하여 상부 조와 하부 조 중 적어도 어느 하나가 회전되어 기판을 파지할 수 있는 위치에서 물러나 있게 되므로 반입되거나 반출되는 기판과 상/하부 조 간에 간섭이 발생되는 것을 간단하고 신속하게 방지할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 기판을 파지하는 데 자기력을 이용하므로 이송과정 중 기판이 상/하부 조로부터 이탈되거나 미끄러지게 되는 것을 방지할 수 있다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조, 본 발명에 따른 기판 이송장치의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.
참고로, 본 발명의 실시예는 기판의 표면에 스크래치(scratch)나 얼룩 등 결함이 있는지를 검사하는 검사장비에 적용된 것을 예로 들기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 기판 이송장치가 적용된 검사장비를 나타내는 평면도로, 이에 도시된 바와 같이, 검사장비는 이송 스테이지(50), 반송로봇(71)(75), 이송 클램프, 기판 검사기기(80), 기판 정렬기구(도시되지 않음)를 포함한다. 이 때, 이송 스테이지(50)와 이송 클램프 그리고 기판 정렬기구는 본 발명에 따른 기판 이송장치를 구성한다.
이송 스테이지(50)는 상측에 기판(40)(이하, 도면부호의 병기는 생략한다)이 놓이는 바, 이 놓이는 기판을 이송하고자 하는 방향을 따라 길게 형성된다. 그리고 그 좌우의 폭은 바람직하게는 이송하는 기판의 폭에 비하여 약간 작도록 형성된다.
이와 같은 이송 스테이지(50)는 그 상측에 놓이는 기판을 윗면으로부터 상측으로 일정한 높이 부양시키는 기판 부양수단을 가진다.
기판 부양수단은 이송 스테이지(50)의 윗면 전반에 걸쳐 일정한 형식으로 배열된 다수 개의 노즐(nozzle)(55)을 포함하는 바, 이 다수 개의 노즐(55)을 통하여 기체를 상측으로 일정한 세기로 분사한다.
반송로봇(71)(75)은 반입용과 반출용으로 나누어진다. 이 중에서, 반입용 로봇(71)은 이송 스테이지(50)의 입구 측에 설치되는 바, 회전 및 전후이동이 가능한 암(arm)에 의하여 검사할 기판을 스토커(stocker)로부터 꺼내어 이송 스테이지(50)에 반입한다.
참고로, 반입용 로봇(71)에 의하여 반입된 이송 클램프에 의하여 이송 스테이지(50)의 출구로 이송되고, 또 이렇게 이송 중 기판 검사기기(80)에 의하여 검사를 받는데, 이에 관한 자세한 설명은 이후 다시 하기로 한다.
반출용 로봇(75)은 이송 스테이지(50)의 출구 측에 설치되어 검사가 끝난 기판을 스토커로 반출한다.
물론, 이와 같은 반출용 로봇(75)도 반입용 로봇(71)과 마찬가지의 암을 가 진다.
이송 클램프는 이송 스테이지(50)의 좌우에 이 이송 스테이지(50)와 일정한 간격을 두고 나란히 있도록 각각 설치된 이송 가이드(guide)(61), 이 두 이송 가이드(61)에 길이를 따라 이동 가능하도록 각각 적어도 하나씩 설치된 클램프(65), 이 클램프(65)를 이동시키는 클램프 구동수단(도시되지 않음) 등으로 이루어진다.
여기에서, 이송 가이드(61)는 리니어 가이드(linear guide)로 구성될 수 있고, 클램프 구동수단은 리니어 모터(linear motor)를 포함할 수 있다.
도 4 및 도 5는 클램프(65)의 구성이 도시된 측면도 및 사시도이다.
클램프(65)는 노즐(55)로부터 분사되는 기체에 의하여 이송 스테이지(50) 상에 부양된 기판의 양쪽을 각각 파지한 상태로 클램프 구동수단에 의하여 이송 가이드(61)를 따라 이동하는 바, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 구성요소로 조 어셈블리(66)를 포함한다. 그리고 이 조 어셈블리(66)는 세워져 있는 마운팅 플레이트(mounting plate)(110), 서로 짝을 이루어 기판을 파지하는 상부 조(120)와 하부 조(130), 회전수단(140) 및 승강수단(150)으로 구성된다.
상부 조(120)와 하부 조(130) 중 상부 조(120)는 힌지(hinge)에 의하여 마운팅 플레이트(110)에 상하회전 가능하도록 설치된다. 이러한 상부 조(120)의 아래쪽 에 위치되는 하부 조(130)는 이 상부 조(120)에 대하여 승강 가능하도록 마운팅 플레이트(110)에 설치된다.
힌지는 힌지 핀(hinge pin)(121)과, 이 힌지 핀(121)의 양단 부분을 회전 가능하도록 지지하는 브래킷(bracket)(122)으로 구성되는데, 이 중 브래킷(122)은 마운팅 플레이트(110)에 장착된다.
참고로, 상부 조(120)는 그 한쪽 끝 부분이 힌지 핀(121)에 설치되어 이 힌지 핀(121)과 함께 회전한다.
회전수단(140)은 상부 조(120)를 회전시키는 역할을 하는 바, 회전력이 힌지 핀(121)에 직접 전달되도록 설치된 모터(motor)로 구성될 있다.
이와 같은 회전수단(140)은 평상시 상부 조(120)가 눕혀져서 하부 조(130)와 대응하고 있도록 힌지 핀(121)을 회전시킨다. 이 때, 상부 조(120)는 하부 조(130)와 함께 기판을 파지할 수 있는 상태가 된다.
또한, 회전수단(140)은 기판을 반입/반출하는 때에 기판의 파지가 가능한 위치에 있던 상부 조(120)가 이 작업을 간섭하지 않는 위치로 물러나 있도록 이 상부 조(120)를 상측으로 일정한 각도 회전시켜서 세운다. 즉, 반입/반출되는 과정 중에 상하로 움직이는 기판과 상부 조(120) 간에 간섭이 발생되지 않도록 하는 것이다.
승강수단(150)은 일례로 에어 실린더(air cylinder)로 구성될 수 있는데, 기 판이 반입/반출되는 동안에는 상/하부 조(120)(130)의 상하간격이 확장되도록 하부 조(130)를 하강시키고, 기판이 반입된 이후에는 상/하부 조(120)(130)가 이 기판을 파지하도록 하부 조(130)를 상승시켜 상/하부 조(120)(130)의 상하간격을 축소시킨다.
이와 같은 승강수단(150)은 도시된 바는 없으나, 상/하부 조(120)(130)의 상하간격을 정밀하게 조절하기 위한 마이크로미터(micrometer)를 포함하여 구성된다.
한편, 상부 조(120)와 하부 조(130)는 각각 마그넷(magnet)(122)과 이 마그넷(122)에 붙는 자성체(132)를 가지는데, 마그넷(122)과 자성체(132)는 상/하부 조(120)(130)가 기판을 파지하는 데 자기력(magnetic force)을 이용하도록 한다. 즉, 상/하부 조(120)(130) 사이에 서로 끌어당기는 힘이 작용하도록 하는 것이다.
이와 같은 마그넷(122)과 자성체(132)는 둘 모두 내장되도록 설치된다. 그리고 이 중에서, 마그넷(122)은 전류가 흐르면 자화(磁化)되고 전류를 끊으면 원래의 상태로 되돌아가는 전자석(electromagnet)이다. 자성체(132)의 경우에는 금속 플레이트이다.
참고로, 마그넷(122)과 자성체(132)는 서로 위치를 바꾸어서 설치될 수도 있다. 또, 자성체(132)는 금속 플레이트가 아니라 극성이 다른 마그넷일 수 있다. 또는, 자성체(132)는 하부 조(130)의 일부를 이루도록 일체형으로 마련될 수도 있다.
다른 한편, 상/하부 조(120)(130)는 기판을 파지한 때 기판과 접촉되는 부 분(124)(134)이 기판에 비하여 강도가 낮은 강화 플라스틱(reinforced plastics)으로 구성된다. 이 때, 이 강화 플라스틱은 피크(poly ether-ether-ketone ; peek)가 적용된다.
클램프(65)는 앞서 설명한 조 어셈블리(66) 이외에 전후 이동수단(67), 상하 이동수단(68) 및 베이스 플레이트(69)를 더 포함하여 구성된다.
전후 이동수단(67)은 조 어셈블리(66)를 이송 스테이지(50)에 대하여 전진시키거나 후진시키는 바, 기판의 크기에 따라 이송 스테이지(50)의 좌우에 배치된 조 어셈블리(66)의 간격을 변경하여야 하므로 이에 적절히 대응할 수 있도록 한다. 그리고 반입/반출되는 기판과 상/하부 조(120)(130) 간에 간섭이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 하는데, 이 기능은 상부 조(120)를 상하로 회전시키는 회전수단(140)과 유사한 것이기도 하며, 이 회전수단(140)과의 복합적인 작용으로 보다 적절하게 대응할 수 있다.
참고로, 이 같은 전후 이동수단(67)은 에어 실린더로 구성될 수 있고, 조 어셈블리(66)를 전후로 이동시킬 때 발생될 수 있는 충격을 흡수하는 수단을 더 포함하여 구성될 수도 있다.
상하 이동수단(68)은 조 어셈블리(66)를 상하로 이동시키는 바, 조 어셈블리(66)의 상/하부 조(120)(130)를 기판의 부양높이에 맞도록 이동시키고, 또 상/하 부 조(120)(130)가 파지한 기판을 공정에 적합한 높이에 위치시키는 역할을 한다.
이와 같은 상하 이동수단(68) 역시 전후 이동수단(67)과 마찬가지로 에어 실린더로 구성될 수 있고, 조 어셈블리(66)를 상하로 이동시킬 때 발생될 수 있는 충격을 흡수하는 수단을 더 포함하여 구성될 수 있다.
베이스 플레이트(69)는 이송 가이드(61)에 이 이송 가이드(61)를 따라 이동 가능하도록 장착된다. 위에는 조 어셈블리(66)와 전후/상하 이동수단(67)(68)이 탑재된다.
기판 검사기기(80)는 이송 스테이지(50)에 이 이송 스테이지(50)의 윗면으로부터 일정한 높이에 위치하도록 설치된다. 또, 기판 검사기기(80)는 기판의 미세한 부분까지 검사하기 위한 방편의 일환으로 회전이 가능할 수도 있다.
기판 정렬기구는 반입된 기판의 위치를 조정하는 구성요소이다. 이는 일례로 5 포인트 타입(5 point type)의 얼라이너(aligner)일 수 있는데, 이 얼라이너는 사각형인 기판의 네 측면을 이 기판이 부양된 상태에서 각각 밀어 위치를 조정한다.
도 6은 본 발명에 따른 기판 이송장치의 이송 클램프를 달리 구성할 수 있음을 나타내는 평면도로, 이 도 6에 도시된 바와 같이, 이송 클램프는 이송 스테이지(50)의 좌우 중 한쪽에 이 이송 스테이지(50)와 나란히 있도록 설치된 이송 가이 드(61), 이 이송 가이드(61)에 길이를 따라 이동 가능하도록 설치되고 이렇게 설치된 상태로 부양된 기판의 한쪽을 물어 파지하는 적어도 하나의 클램프(65), 이 클램프(65)를 이동시키는 클램프 구동수단(도시되지 않음), 이송 스테이지(50)의 좌우 중 다른 쪽에 설치되고 이 상태로 부양된 기판의 다른 쪽을 이송 가능하도록 지지하는 활주기구(65-1)로 구성될 수 있다.
여기에서, 활주기구(65-1)는 복수 개의 롤러(roller)로 구성될 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 기판 이송장치의 조 어셈블리를 달리 구성할 수 있음을 나타내는 사시도로, 여기에 도시된 바와 같이, 조 어셈블리(66A)는 세워진 마운팅 플레이트(110), 힌지에 의하여 이 마운팅 플레이트(110)에 상하회전 가능하도록 설치된 상부 조(120), 마운팅 플레이트(110)에 승강과 상하회전이 가능하도록 설치된 하부 조(130A), 상부 조(120)를 회전시키는 회전수단(140), 하부 조(130A)를 승강시키는 승강수단(150) 및 하부 조(130A)를 회전시키는 회전수단(155)으로 구성될 수 있다.
여기에서, 하부 조(130A)는 힌지에 의하여 마운팅 플레이트(110)에 설치되는데, 여기서의 힌지는 힌지 핀(131)과, 이 힌지 핀(131)의 양단 부분을 회전 가능하도록 지지하는 브래킷(132)으로 구성된다. 이 때, 브래킷(132)은 마운팅 플레이트(110)에 승강 가능하도록 장착된다.
또한, 하부 조(130A)는 그 한쪽 끝 부분이 힌지 핀(131)에 설치되어 이 힌지 핀(131)과 함께 회전한다. 승강수단(150)의 경우, 브래킷(132)을 승강시킨다. 하부 조(130A)용 회전수단(155)은 회전력을 힌지 핀(131)에 전달하는 모터로 구성될 수 있다.
또한, 도시된 바 없으나, 상/하부 조(120)(130A)는 도 4에 도시된 그것과 마찬가지로 기판을 파지하는 데 자기력을 이용하도록 마그넷과 자성체를 가질 수 있고, 기판을 파지한 때 기판과 접촉되는 부분이 기판에 비하여 강도가 낮은 강화 플라스틱으로 구성될 수 있다.
한편, 이상에서 설명한 바와 달리, 상부 조(120)만, 또는 상부 조(120)도 마운팅 플레이트(110)에 승강 가능하도록 설치할 수 있다. 또, 하부 조(130A)만이 회전되도록 구성할 수도 있다. 또, 상/하부 조(120)(130A)가 좌우로 회전되도록 구성할 수도 있겠다.
이상, 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 도면에 의하여 한정되지 않는다. 따라서 본 발명은 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 기판 이송장치가 도시된 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 이송 클램프의 일부를 나타내는 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 기판 이송장치가 적용된 검사장비를 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 클램프를 나타내는 측면도이다.
도 5는 도 4에 조 어셈블리의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 3의 이송 클램프를 달리 구성할 수 있음을 나타내는 평면도이다.
도 7은 도 4의 조 어셈블리를 달리 구성할 수 있음을 나타내는 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
40 : 기판 50 : 이송 스테이지
61 : 이송 가이드(이송 클램프) 65 : 클램프(이송 클램프)
66, 66A : 조 어셈블리 67 : 전후 이동수단
68 : 상하 이동수단 69 : 베이스 플레이트
110 : 마운팅 플레이트 120 : 상부 조
122 : 마그넷 130, 130A : 하부 조
132 : 자성체 140 : 회전수단
150 : 승강수단

Claims (4)

  1. 기체를 분사하여 반입된 기판을 부양시키는 이송 스테이지와; 부양된 기판을 지지하고서 이 이송 스테이지를 따라 이동하는 이송 클램프로 구성되고,
    상기 이송 클램프는 기판을 물어 파지하는 상부 조 및 하부 조와; 기판을 반입하거나 반출하는 때 이 상부 조와 하부 조 중 적어도 어느 하나를 기판의 파지위치에서 물러나 있도록 회전시키는 회전수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부 조와 하부 조는 자기력에 의하여 둘 사이에 인력이 작용하도록 구성된 것을 특징으로 하는 기판 이송장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부 조와 하부 조 중 어느 하나는 마그넷을 가지며 다른 하나는 이 마그넷에 붙는 자성체를 가지는 것을 특징으로 하는 기판 이송장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 마그넷은 전자석인 것을 특징으로 하는 기판 이송장치.
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