KR20100136711A - 대면적 기판 처리 시스템의 기판 이송 장치 - Google Patents

대면적 기판 처리 시스템의 기판 이송 장치 Download PDF

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Abstract

평면 디스플레이용 대면적 기판 처리 시스템에서 복수개의 기판이 장착된 보트가 기판 처리 공간을 제공하는 챔버 내에서 상하로 용이하게 이송될 수 있도록 하고 구성요소의 감소에 의해 제작 원가가 절감되며 유지 보수 및 관리가 용이한 대면적 기판 처리 시스템의 기판 이송 장치가 개시되었다. 본 발명에 따른 기판 이송 장치는, 대면적 기판 처리 시스템에 적용되는 기판 이송 장치로서, 기판의 이송을 위한 동력을 발생하는 단일개의 전동부(M); 전동부(M)의 회전속도를 감속시키는 복수개의 감속부(200); 및 감속부(200)를 통하여 전달된 동력에 의해 상하로 이동하면서 기판을 이송하는 복수개의 구동부(300)를 포함하고, 전동부(M)는 감속부(200)에 직결되고, 전동부(M)에 의해 복수개의 구동부(300)가 동시에 구동되는 것을 특징으로 한다.
기판 이송 장치, 기판, 모터, 감속

Description

대면적 기판 처리 시스템의 기판 이송 장치{Apparatus For Transferring Substrate In Large Area Substrate Treating System}
본 발명은 대면적 기판 처리 시스템에 적용되는 기판 이송 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 평면 디스플레이용 대면적 기판 처리 시스템에서 복수개의 기판이 장착된 보트가 기판 처리 공간을 제공하는 챔버로 용이하게 이송될 수 있도록 하고 구성요소의 감소에 의해 제작 원가가 절감되며 유지 보수 및 관리가 용이한 대면적 기판 처리 시스템의 기판 이송 장치에 관한 것이다.
최근 평판 디스플레이에 대한 수요가 폭발적으로 증가할 뿐만 아니라 점점 대화면 디스플레이를 선호하는 경향이 두드러지기 때문에, 평판 디스플레이 제조용 대면적 기판 처리 시스템에 대한 관심이 고조되고 있다.
대면적 기판 처리 시스템의 구성 중에서 복수개의 기판을 동시에 기판 처리 챔버로 로딩하거나 기판 처리 챔버로부터 언로딩하기 위한 기판 이송 장치는 기판 처리 시스템의 특성상 복수개의 기판을 상하로 이송하는 과정에서는 무엇보다도 각 기판의 수평 유지가 매우 중요한데, 만일 기판 이송 과정에서 기판의 수평 유지에 실패하여 기판이 한쪽으로 기울어 떨어지게 되면 기판 손상뿐만 아니라 자칫하면 대면적 기판 처리 시스템이 고장을 일으키거나 대형 안전 사고로 이어질 수 있다.
따라서, 대면적 기판 처리 시스템에서 복수개의 기판을 수평으로 유지하며 안전하게 챔버에 로딩시킬 수 있는 기판 이송 장치의 개발이 필요한 실정이다.
이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 동력을 발생시키는 모터가 단일개로 사용되고, 모터는 감속부에 직결되어 모터의 동력을 직접 전달하도록 하여 구성요소의 감소에 따라 제작 원가가 절감되는 대면적 기판 처리 시스템의 기판 이송 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 동력원으로 사용하는 모터는 기판 처리 공간을 제공하는 챔버를 하부에서 지지하는 프레임의 외부측에 설치되어 모터에 대한 유지 보수 및 관리가 용이한 대면적 기판 처리 시스템의 기판 이송 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 복수개의 기판을 기판 처리 챔버에 로딩시키거나 기판 처리 챔버로부터 언로딩시킬 수 있는 대면적 기판 처리 시스템의 기판 이송 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 대면적 기판 처리 시스템의 기판 이송 장치는, 대면적 기판 처리 시스템에 적용되는 기판 이송 장치로서, 기판의 이송을 위한 동력을 발생하는 단일개의 전동부; 상기 전동부의 회전속도를 감속시키는 복수개의 감속부; 및 상기 감속부를 통하여 전달된 동력에 의해 상하로 이동하면서 상기 기판을 이송하는 복수개의 구동부를 포함하고, 상기 전동부는 상기 감속부에 직결되고, 상기 전동부에 의해 상기 복수개의 구동부가 동시에 구동되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 전동부는 기판 처리 공간을 제공하는 챔버를 지지하는 프레임의 외부측에 배치될 수 있다.
상기 감속부는 상기 전동부의 회전력을 전달받는 입력축과 상기 구동부로 회전력을 전달하는 출력축을 포함할 수 있다.
상기 감속부는 이웃하는 감속부로 회전력을 전달하는 보조 출력축을 더 포함할 수 있다.
상기 감속부는 웜기어를 포함할 수 있다.
상기 감속부는 제1 내지 제4 감속부로 구성되고, 상기 제1 내지 제4 감속부의 감속비는 동일할 수 있다.
상기 구동부는 볼 스크류(ball screw)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 모터가 기판 이송 장치의 감속부에 직접 연결되어 별도의 구성요소 없이 모터의 회전력이 기판 이송 장치로 전달되므로 동력 전달을 위한 구성요소가 감소되어 제작 원가가 절감되는 효과를 갖는다.
또한, 동력원으로 사용하는 모터는 기판 처리 공간을 제공하는 챔버를 하부에서 지지하는 프레임의 외부측에 설치되어 모터에 대한 유지 보수 및 관리가 용이해지는 효과를 갖는다.
또한, 대면적 기판 처리 시스템에서 복수개의 기판을 효율적이면서도 안전하게 챔버에 로딩시키거나 챔버로부터 언로딩시킬 수 있는 효과를 갖는다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치(100)가 프레임(10)의 내측으로 설치된 상태를 나타내는 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치(100)의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치(100)의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
프레임(10)은 복수개의 기판에 대하여 기판 처리 공간을 제공하는 챔버(미도시)를 챔버의 하부에서 지지한다. 또한, 프레임(10)의 내부 공간으로는 기판(미도시)이 탑재된 보트(미도시)를 챔버로 로딩할 수 있는 후술하는 기판 이송 장치(100)가 배치될 수 있다.
도 1을 참조하면, 프레임(10)은 금속 재질의 빔(beam), 앵글(angle) 또는 프로파일(profile) 등을 이용하여 육면체 형태로 제작된다. 이때, 프레임(10)의 상부로는 기판 처리 공간을 제공하는 챔버가 탑재되므로, 프레임(10)은 챔버가 안정적으로 탑재될 수 있는 크기와 강도로 제작되어야 한다. 그리고, 프레임(10)의 내측은 기판 이송 장치(100)가 배치될 수 있도록 충분한 폭을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.
도 2와 도 3을 참조하면, 우선, 본 발명에 따른 기판 이송 장치(100)는 전동부(M), 감속부(200) 및 구동부(300)를 기본적인 구성으로 한다.
전동부(M)는 후술하는 구동부(300)의 상하로 이동시키기 위한 동력을 발생시킨다. 구동부(M)는 외부에서 공급되는 전기로 동작하는 모터를 포함한다. 이하의 설명에서는 전동부(M)를 모터(M)로 칭하기로 한다.
본 발명에서 모터(M)는 단일개로 설치된다. 모터(M)는 챔버를 지지하는 프레임(10)의 외부측 후방에 설치된다. 본 실시예에서 모터(M)는 프레임(10)의 외부측 후방에 설치되어 있지만, 프레임(10)의 외부라면 프레임(10)의 전방 또는 측방으로도 설치될 수 있다.
모터(M)의 회전축은 후술하는 감속부(200)에 직결될 수 있다. 이때, 모터(M)의 회전축과 감속부(200)의 입력축은 커플링(110)을 이용하여 연결될 수 있다. 커플링(110)은 축과 축의 연결을 용이하게 하고, 회전 동작하는 축 사이의 진동을 방지할 수 있다. 이외에도 커플링(110)은 후술하는 보조 출력축과 입력축의 연결에도 사용될 수 있는 등, 회전력을 전달하는 축과 축사이의 연결을 위해 사용될 수 있다. 커플링(110)은 축이 회전할 때 기판의 하중과 모터(M)의 회전력에 의해 연결 상태가 해제되지 않는 결합 강도로 회전축을 연결하는 것이 바람직하다.
감속부(200)는 모터(M)의 회전속도가 후술하는 구동부(300)의 상하 이동에 알맞은 속도로 감속되도록 한다. 여기서, 감속부(200)는 웜기어와 웜휠로 구성될 수 있다. 웜휠과 웜기어는 회전수의 감속 비가 크기 때문에 감속부의 구성을 간단하게 할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 웜휠과 웜기어로 구성되는 감속부(200)는 브레이크 역할도 가능하기 때문에, 보트가 챔버 내의 원하는 기판 처리 위치에 도달한 경우 그 위치에서 보트가 더 이상 움직이는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 감속부(200)는 제1 내지 제4 감속부(210, 220, 230, 240)로 구성될 수 있다.
제1 내지 제4 감속부(210, 220, 230, 240)는 모터(M)의 회전력을 전달받는 입력축(212, 222, 232, 242)과 회전력을 후술하는 제1 내지 제4 구동부로 전달하는 출력축(214, 224, 234, 244)을 포함할 수 있다. 감속부(200)의 입력축(212, 222, 232, 242)과 출력축(214, 224, 234, 244)은 각각 소정의 길이로 형성된다. 본 실시예에서 각각의 감속부에 포함되는 입력축(212, 222, 232, 242)과 출력축(214, 224, 234, 244)은 서로 직각을 이루는 것이 바람직하다.
제1 내지 제4 감속부(210, 220, 230, 240)는 모두 동일한 감속비를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 출력축(214, 224, 234, 244)의 회전 방향은 모두 동일하게 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 의한 기판 이송 장치(100)에서 사용하는 복수개의 감속부(200) 중 하나의 감속부는 입력축이 모터(M)의 회전축과 직결될 수 있다. 본 실시예에서는 제1 감속부(210)가 모터(M)와 직결되는 것으로 상정하여 설명하기로 한다. 모터(M)의 구동력을 처음으로 전달받는 제1 감속부(210)는 모터(M)의 구동력을 이웃하는 감속부로 전달하는 보조 출력축(216)을 더 포함한다.
제1 및 제2 기어 박스(250, 260)는 제1 감속부(210)의 보조 출력축(216)을 통해 전달되는 모터(M)의 회전력을 제2 내지 제4 감속부(220, 230, 240)로 전달한다. 제1 및 제2 기어 박스(250, 260)는 각각 1개의 입력축(252, 262)과 2개의 출력축(254, 264)을 포함한다. 제1 및 제2 기어 박스(250, 260)의 입력축(252, 262)과 출력축(254, 264)은 서로 직각을 이루는 것이 바람직하다. 제1 및 제2 기어 박스(250, 260)는 입력축(252, 262)과 출력축(254, 264)의 회전수가 동일하게 구성되는 것이 바람직하다.
제1 및 제2 기어 박스(250, 260)는 연결축(270)에 의해 서로 연결된다.
제1 기어 박스(250)의 입력축(252)은 제1 감속부(210)의 보조 출력축(216)과 연결되고, 제1 기어 박스(250)의 출력축(254) 중 하나는 연결축(270)을 통해 제2 기어 박스(260)의 입력축(262)으로 연결되며, 다른 하나의 출력축(254)은 제2 감속부(220)의 입력축(222)으로 연결된다.
제2 기어 박스(260)의 2개의 출력축(264)은 제3 및 제4 감속부(230, 240)의 입력축(232, 242)으로 각각 연결된다.
제1 기어 박스(250)와 제2 기어 박스(260)를 연결하는 연결축(270)에는 연결축(270)의 처짐을 방지하기 위한 지지대(272)가 적어도 하나 이상으로 설치될 수 있다.
따라서, 모터(M)의 회전력이 제1 감속부(210)로 전달되면, 보조 출력축(212)은 제2 감속부(220)로 모터(M)의 회전력을 전달하여, 후술하는 제2 구동부(320)가 동작할 수 있도록 한다. 그리고, 제1 감속부(210)로 전달된 모터(M)의 회전력은 제1 및 제2 기어 박스(250, 260)와 연결축(270)에 의해 제3 및 제4 감속부(230, 240)로 전달될 수 있다.
본 실시예에서 제1 내지 제4 감속부(210, 220, 230, 240)는 제1 및 제2 기어 박스(250, 260)를 이용하여 모터(M)의 회전력을 전달하고 있지만, 각각의 감속부에 보조 출력축을 추가로 구성한 후, 보조 출력축을 감속부의 입력축에 직결하는 방식으로 모터(M)의 회전력을 각각의 감속부에 전달할 수도 있다.
구동부(300)는 모터에서 발생된 회전 동력을 직선 이동 동력으로 변환시키는 역할을 한다. 이를 위해서 구동부(300)는 감속부(200)를 통해 모터의 회전력을 전달받아 나선축을 중심으로 회전하면서 나선축을 따라 상하로 이동하는 너트를 포함하는 볼 스크류(ball screw)로 구성될 수 있다.
구동부(300)는 볼 스크류의 동작을 지지하기 위하여 LM 부쉬(LM bush)(302)를 포함할 수 있다.
구동부(300)는 기판의 4 모서리 측에 각각 설치되는 제1 내지 제4 구동부(310, 320, 330, 340)로 구성될 수 있다. 본 발명에서 제1 내지 제4 구동부(310, 320, 330, 340)는 동일한 구성을 갖는 것이 바람직하다.
제1 내지 제4 구동부(310, 320, 330, 340)는 제1 내지 제4 감속부(210, 220, 230, 240)의 상단으로 위치되고, 출력축(214, 224, 234, 244)에 연결되어 모터(M)의 회전력을 전달받을 수 있다.
따라서, 감속부(200)와 구동부(300)의 개수는 항상 동일한 개수로 이루어진다. 그리고, 감속부(200)와 구동부(300)의 개수는 대면적 기판 처리 시스템의 크기에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 유리 기판의 크기가 커지면 6 개의 감속부와 구동부가 사용되는 기판 이송 장치를 채택할 수 있다. 유리 기판의 크기가 확대됨에 따라 감속부와 구동부의 개수는 그 이상으로 채택될 수 있다.
제1 내지 제4 구동부(310, 320, 330, 340)의 동작에 의해 복수개의 기판이 장착되는 보트가 안착되어 있는 챔버 셔터(미도시)가 상하로 이동할 수 있다. 여기서, 제1 내지 제4 감속부(210, 220, 230, 240)의 출력축(214, 224, 234, 244)은 회전방향과 회전량이 동일하므로 제1 내지 제4 구동부(310, 320, 330, 340)의 이동 방향과 이동량은 동일하다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예의 동작을 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 기판 이송 장치(100)는 기판 처리 공간을 제공하는 챔버를 챔버 하부에서 지지하기 위한 프레임(10)의 내측에 배치될 수 있다.
모터(M)에 전원을 인가하면, 모터(M)의 동작이 시작되어, 기판 처리를 위해 복수개의 기판이 보트에 로딩된 상태로 챔버로 장입된다.
여기서 모터(M)는 복수개의 기판에 대하여 기판 처리 공간을 제공하는 챔버를 챔버 하부에서 지지하는 프레임(10)의 외부 후방 또는 외부 측방이나 외부 전방에 단일개로 설치되어 있다.
모터(M)의 회전력은 모터(M)와 직결되어 있는 제1 감속부(210)로 전달된다. 제1 감속부(210)로 전달된 모터(M)의 회전력은 출력축(214)을 통해 제1 구동부(310)로 전달되고, 보조 출력축(216)과 제1 및 제2 기어 박스(250, 260)를 통해 제2 내지 제4 감속부(220, 230, 240)로도 전달된다.
따라서, 단일개의 모터(M)의 동작에 의해 제1 내지 제4 감속부(210, 220, 230, 240)는 동시에 동작할 수 있다.
제1 내지 제4 감속부(210, 220, 230, 240)의 출력축(214, 224, 234, 244)은 제1 내지 제4 구동부(310, 320, 330, 340)가 연결되어 있으므로, 제1 내지 제4 감속부(210, 220, 230, 240)의 동작에 의해 제1 내지 제4 구동부(310, 320, 330, 340)가 동시에 상하로 이동하며 복수개의 기판이 장착되는 보트가 안착되어 있는 챔버 셔터(미도시)가 상하로 이동하며, 챔버(미도시)로 복수개의 기판을 장입할 수 있다.
제1 내지 제4 감속부(210, 220, 230, 240)는 동일한 감속비를 갖고 있어, 출력축(214, 224, 234, 244)의 회전 방향과 회전량은 동일하게 나타난다. 출력축(214, 224, 234, 244)에 연결되어 있는 제1 내지 제4 구동부(310, 320, 330, 340)의 이동 방향과 이동량은 동시에 동일하게 나타난다. 따라서, 본 발명에 의한 기판 이송 장치(100)에 의해 기판을 기판 처리 챔버로 장입할 때 기판은 수평을 유지할 수 있다.
본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치가 프레임의 내측으로 설치된 상태를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치의 구성을 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치의 구성을 나타내는 분해 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 기판 이송 장치
200: 감속부(제1, 제2, 제3 및 제4 감속부를 포함함)
212, 222, 232, 242: 입력축
214, 224, 234, 244: 출력축
216: 보조 출력축
250, 260: 기어 박스
270: 연결축
300: 구동부(제1, 제2, 제3 및 제4 구동부를 포함함)
M: 전동부(모터)

Claims (7)

  1. 대면적 기판 처리 시스템에 적용되는 기판 이송 장치로서,
    기판의 이송을 위한 동력을 발생하는 단일개의 전동부;
    상기 전동부의 회전속도를 감속시키는 복수개의 감속부; 및
    상기 감속부를 통하여 전달된 동력에 의해 상하로 이동하면서 상기 기판을 이송하는 복수개의 구동부;
    를 포함하고,
    상기 전동부는 상기 감속부에 직결되고, 상기 전동부에 의해 상기 복수개의 구동부가 동시에 구동되도록 하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전동부는 기판 처리 공간을 제공하는 챔버를 지지하는 프레임의 외부측에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 감속부는 상기 전동부의 회전력을 전달받는 입력축과
    상기 구동부로 회전력을 전달하는 출력축을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 감속부는 이웃하는 감속부로 회전력을 전달하는 보조 출력축을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 감속부는 웜기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 감속부는 제1 내지 제4 감속부로 구성되고,
    상기 제1 내지 제4 감속부의 감속비는 동일한 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는 볼 스크류(ball screw)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
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