KR20110007560U - 대면적 기판 처리 시스템의 기판 이송 장치 - Google Patents

대면적 기판 처리 시스템의 기판 이송 장치 Download PDF

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Abstract

대면적 기판 처리 시스템에 적용되는 기판 이송 장치가 개시된다. 본 고안에 따른 대면적 기판 처리 시스템의 기판 이송 장치는 단일의 전동부가 기판 이송 장치의 감속부에 직접 연결되므로, 동력 전달을 위한 구성요소가 감소되어 제작 원가가 절감되는 효과가 있다. 또한, 동력원으로 사용하는 전동부가 기판 처리 공간을 제공하는 챔버를 하부에서 지지하는 프레임의 외부측에 설치되므로, 전동부에 대한 유지 보수 및 관리가 용이한 효과가 있다.

Description

대면적 기판 처리 시스템의 기판 이송 장치 {Apparatus For Transferring Substrate In Large Area Substrate Treating System}
본 고안은 대면적 기판 처리 시스템에 적용되는 기판 이송 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 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 중요하다. 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 시스템에서는 복수개의 기판을 수평으로 유지하여 안전하게 챔버에 로딩시킬 수 있는 기판 이송 장치의 개발이 필요한 실정이다.
본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 동력을 발생시키는 모터로 마련된 전동부가 단일개로 사용되고, 전동부의 동력이 감속부에 직접 전달하도록 하여 구성요소의 감소에 따라 제작 원가가 절감되는 대면적 기판 처리 시스템의 기판 이송 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 동력원으로 사용하는 전동부는 기판 처리 공간을 제공하는 챔버를 하부에서 지지하는 프레임의 외부측에 설치되어 전동부에 대한 유지 보수 및 관리가 용이한 대면적 기판 처리 시스템의 기판 이송 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 대면적 기판 처리 시스템의 기판 이송 장치는, 대면적 기판 처리 시스템에 적용되는 기판 이송 장치로서, 기판이 처리되는 공간인 챔버를 지지하는 프레임의 외측에 설치되며 기판의 이송을 위한 동력을 발생하는 단일개의 전동부; 상기 전동부의 회전축과 연결되는 입력축과 상기 입력축과 동일하게 회전하는 보조출력축 및 상기 입력축의 회전속도보다 감속되어 회전되는 출력축을 가지는 제 1 감속부, 상기 제 1 감속부의 보조출력축에 연결되어 상기 제 1 감속부의 보조출력축과 동일하게 회전하는 입력축과 상기 제 1 감속부의 입력축의 회전속도보다 감속되어 회전되는 출력축을 가지는 제 2 감속부, 상기 제 1 감속부의 보조출력축측에 연결되어 상기 제 1 감속부의 보조출력축과 동일하게 회전하는 입력축과 상기 제 1 감속부의 입력축의 회전속도보다 감속되어 회전되는 출력축을 가지는 제 3 감속부, 상기 제 1 감속부의 보조출력축측에 연결되어 상기 제 1 감속부의 보조출력축과 동일하게 회전하는 입력축과 상기 제 1 감속부의 입력축의 회전속도보다 감속되어 회전되는 출력축을 가지는 제 4 감속부를 가지는 감속부; 상기 제 1 내지 제 4 감속부의 출력축에 각각 연결되며 상하로 이동하면서 상기 기판을 이송하는 제 1 내지 제 4 구동부를 가지는 구동부; 상기 제 1 감속부의 보조출력축과 상기 제 2 감속부의 입력축 사이에 설치되어 상기 제 1 감속부의 보조출력축과 상기 제 2 감속부의 입력축을 연결하는 제 2 기어박스와 상기 제 3 감속부의 입력축과 상기 제 4 감속부의 입력축 사이에 설치되어 상기 제 3 감속부의 입력축과 상기 제 4 감속부의 입력축을 연결하는 제 1 기어박스; 일측은 상기 제 1 기어박스에 연결되고 타측은 상기 제 2 기어박스에 연결되어 상기 제 1 기어박스로 전달된 상기 제 1 감속부의 보조출력축의 회전력을 상기 제 2 기어박스로 전달하는 연결축을 포함한다.
상기 연결축에는 상기 연결축의 처짐을 방지하는 지지대가 설치될 수 있다.
상기 감속부는 웜(Worm)과 웜휠(Worm Wheel)을 포함할 수 있다.
상기 구동부는 볼 스크류(ball screw)를 포함할 수 있다.
본 고안에 따른 대면적 기판 처리 시스템의 기판 이송 장치는 단일의 전동부가 기판 이송 장치의 감속부에 직접 연결되므로, 동력 전달을 위한 구성요소가 감소되어 제작 원가가 절감되는 효과가 있다.
또한, 동력원으로 사용하는 전동부가 기판 처리 공간을 제공하는 챔버를 하부에서 지지하는 프레임의 외부측에 설치되므로, 전동부에 대한 유지 보수 및 관리가 용이한 효과가 있다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치가 프레임의 내측으로 설치된 상태를 보인 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 기판 이송 장치의 구성을 나타낸 사시도.
도 3은 도 2의 일부 분해 사시도.
후술하는 본 고안에 대한 상세한 설명은, 본 고안이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시하여 도시한 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 고안을 실시할 수 있도록 충분하게 상세히 설명된다. 본 고안의 다양한 실시예는 상호 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 특정 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 고안의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 고안의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미가 아니며, 본 고안의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에 도시된 실시예들의 길이, 면적, 두께 및 형태는, 편의상, 과장되어 표현될 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 구성을 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치가 프레임의 내측으로 설치된 상태를 보인 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 기판 이송 장치의 구성을 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 2의 일부 분해 사시도이다.
도시된 바와 같이, 프레임(10)은 복수개의 기판(미도시)을 처리하는 공간을 제공하는 챔버(미도시)를 하부에서 지지한다. 프레임(10)의 내부 공간에는 상기 기판이 탑재되는 보트(미도시)를 상기 챔버로 로딩할 수 있는 기판 이송 장치(100)가 배치된다.
도 1을 참조하면, 프레임(10)은 금속 재질의 빔(beam), 앵글(angle) 또는 프로파일(profile) 등을 이용하여 육면체 형태로 제작된다. 이때, 프레임(10)의 상부에는 상기 챔버가 탑재되므로, 프레임(10)은 상기 챔버가 안정적으로 탑재될 수 있는 크기와 강도로 제작되어야 한다. 그리고, 프레임(10)의 내부는 기판 이송 장치(100)가 배치될 수 있도록 충분한 폭을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.
도 2와 도 3을 참조하면, 본 고안에 따른 기판 이송 장치(100)는 전동부(M), 감속부(200) 및 구동부(300)를 포함한다.
전동부(M)는 구동부(300)를 상하로 이동시키기 위한 동력을 발생시킨다. 전동부(M)는 외부에서 공급되는 전기로 동작하는 모터를 포함한다.
본 고안에 따른 기핀 이송 장치(100)는 단일개의 전동부(M)가 설치된다. 전동부(M)는 상기 챔버를 지지하는 프레임(10)의 외부측 후방에 설치된다. 이때, 전동부(M)는 프레임(10)의 전방 또는 측방 외부측에 설치될 수 있다.
전동부(M)의 회전축은 감속부(200)에 직결된다. 이때, 전동부(M)의 회전축과 감속부(200)의 입력축(212)은 커플링(110)을 이용하여 연결될 수 있다. 커플링(110)은 축 사이의 연결을 용이하게 하고, 회전하는 축 사이의 진동을 방지한다. 커플링(110)은 후술하는 보조 출력축(216)과 제 1 기어박스(250)의 입력축(252)의 연결 및 제 1 기어박스(250)의 출력축(254)과 제 2 감속부(220)의 입력축(222)의 연결에도 사용될 수 있다. 커플링(110)은 축이 회전할 때 상기 기판의 하중과 전동부(M)의 회전력에 의해 연결 상태가 해제되지 않는 결합 강도로 회전축을 연결하는 것이 바람직하다.
감속부(200)는 전동부(M)의 회전속도가 후술하는 구동부(300)의 상하 이동에 알맞은 속도로 감속되도록 한다. 여기서, 감속부(200)는 웜(Worm)과 웜휠(Worm Wheel)로 구성될 수 있다. 상기 웜휠과 상기 웜은 회전수의 감속 비가 크기 때문에 감속부(200)의 구성을 간단하게 할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 상기 웜휠과 상기 웜으로 구성되는 감속부(200)는 브레이크 역할도 가능하기 때문에, 상기 보트가 상기 챔버 내의 원하는 위치에 도달한 경우 보트가 더 이상 움직이는 것을 방지할 수 있다.
본 고안의 실시예에서 감속부(200)는 제 1 내지 제 4 감속부(210, 220, 230, 240)로 구성될 수 있다.
제 1 내지 제 4 감속부(210, 220, 230, 240)는 전동부(M)의 회전력을 전달받는 입력축(212, 222, 232, 242)과 전동부(M)측의 회전력을 제 1 내지 제 4 구동부(310, 320, 330, 340)로 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 제 1 내지 제 4 감속부(210, 220, 230, 240)에 포함되는 입력축(212, 222, 232, 242)과 출력축(214, 224, 234, 244)은 서로 직각을 이루는 것이 바람직하다.
그리고, 제 1 내지 제 4 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 고안에 의한 기판 이송 장치(100)에서 사용하는 복수개의 감속부(200) 중 하나의 감속부(210)는 입력축(212)이 전동부(M)의 회전축과 직결될 수 있다. 본 실시예에서는 제 1 감속부(210)가 전동부(M)와 직결되는 것으로 상정하여 설명하기로 한다. 전동부(M)의 구동력을 처음으로 전달받는 제 1 감속부(210)는 전동부(M)의 구동력을 이웃하는 감속부(220)로 전달하는 보조 출력축(216)을 더 포함한다.
제 1 및 제 2 기어 박스(250, 260)는 제 1 감속부(210)의 보조 출력축(216)을 통해 전달되는 전동부(M)의 회전력을 제 2 내지 제 4 감속부(220, 230, 240)로 전달한다. 제 1 및 제 2 기어 박스(250, 260)는 각각 1개의 입력축(252, 262)과 2개의 출력축(254, 264)을 포함한다. 제 1 및 제 2 기어 박스(250, 260)의 입력축(252, 262)과 출력축(254, 264)은 서로 직각을 이루는 것이 바람직하다. 제 1 및 제 2 기어 박스(250, 260)는 입력축(252, 262)과 출력축(254, 264)의 회전수가 동일하게 구성되는 것이 바람직하다.
제 1 및 제 2 기어 박스(250, 260)는 연결축(270)에 의해 서로 연결된다.
제 1 기어 박스(250)의 입력축(252)은 제 1 감속부(210)의 보조 출력축(216)과 연결되고, 제 1 기어 박스(250)의 출력축(254) 중 하나는 연결축(270)을 통해 제 2 기어 박스(260)의 입력축(262)으로 연결되며, 다른 하나의 출력축(254)은 제 2 감속부(220)의 입력축(222)으로 연결된다.
제 2 기어 박스(260)의 2개의 출력축(264)은 제 3 및 제 4 감속부(230, 240)의 입력축(232, 242)으로 각각 연결된다.
제 1 기어 박스(250)와 제 2 기어 박스(260)를 연결하는 연결축(270)에는 연결축(270)의 처짐을 방지하기 위한 지지대(272)가 적어도 하나 이상으로 설치될 수 있다.
따라서, 전동부(M)의 회전력이 제 1 감속부(210)로 전달되면, 보조 출력축(216)은 제 2 감속부(220)로 전동부(M)의 회전력을 전달하여, 후술하는 제 2 구동부(320)가 동작할 수 있도록 한다. 그리고, 제 1 감속부(210)로 전달된 전동부(M)의 회전력은 제 1 및 제 2 기어 박스(250, 260)와 연결축(270)에 의해 제 3 및 제 4 감속부(230, 240)로 전달될 수 있다.
본 실시예에서 제 1 내지 제 4 감속부(210, 220, 230, 240)는 제 1 및 제 2 기어 박스(250, 260)를 이용하여 전동부(M)의 회전력을 전달하고 있지만, 제 1 내지 제 4 감속부(210, 220, 230, 240)에 보조 출력축을 추가로 구성한 후, 상기 보조 출력축을 감속부(210, 220, 230, 240)의 입력축에 직결하는 방식으로 전동부(M)의 회전력을 제 1 내지 제 4 감속부(210, 220, 230, 240)에 전달할 수도 있다.
구동부(300)는 전동부(M)에서 발생된 회전 동력을 직선 이동 동력으로 변환시키는 역할을 한다. 이를 위해서 구동부(300)는 감속부(200)를 통해 전동부(M)의 회전력을 전달받아 나선축을 중심으로 회전하면서 나선축을 따라 상하로 이동하는 너트(미도시)를 포함하는 볼 스크류(ball screw)(미도시)로 구성될 수 있다.
구동부(300)는 상기 볼 스크류의 동작을 지지하기 위하여 LM 부쉬(LM bush)(302)를 포함할 수 있다.
구동부(300)는 기판의 4 모서리 측에 각각 설치되는 제 1 내지 제 4 구동부(310, 320, 330, 340)로 구성될 수 있다. 본 고안에서 제 1 내지 제 4 구동부(310, 320, 330, 340)는 동일한 구성을 갖는 것이 바람직하다.
제 1 내지 제 4 구동부(310, 320, 330, 340)는 제 1 내지 제 4 감속부(210, 220, 230, 240)의 상단으로 위치되고, 출력축(214, 224, 234, 244)에 연결되어 전동부(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.
제 1 내지 제 4 구동부(310, 320, 330, 340)의 동작에 의해 복수개의 기판이 장착되는 보트가 안착되어 있는 챔버 셔터(미도시)가 상하로 이동할 수 있다. 여기서, 제 1 내지 제 4 감속부(210, 220, 230, 240)의 출력축(214, 224, 234, 244)은 회전방향과 회전량이 동일하므로 제 1 내지 제 4 구동부(310, 320, 330, 340)의 이동 방향과 이동량은 동일하다.
상기와 같이 구성된 본 고안의 일 실시예의 동작을 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참조하면, 본 고안의 일실시예에 따른 기판 이송 장치(100)는 상기 기판의 처리 공간을 제공하는 상기 챔버를 지지하기 위한 프레임(10)의 내측에 배치될 수 있다.
전동부(M)에 전원을 인가하면, 전동부(M)의 동작이 시작되어, 상기 기판의 처리를 위해 복수개의 상기 기판이 상기 보트에 로딩된 상태로 상기 챔버로 장입된다. 여기서 전동부(M)는 프레임(10)의 외부 후방 또는 외부 측방이나 외부 전방에 단일개로 설치된다.
전동부(M)의 회전력은 전동부(M)와 직결되어 있는 제 1 감속부(210)로 전달된다. 제 1 감속부(210)로 전달된 전동부(M)의 회전력은 출력축(214)을 통해 제 1 구동부(310)로 전달되고, 보조 출력축(216)과 제 1 및 제 2 기어 박스(250, 260)를 통해 제 2 내지 제 4 감속부(220, 230, 240)로도 전달된다.
따라서, 단일개의 전동부(M)의 동작에 의해 제 1 내지 제 4 감속부(210, 220, 230, 240)는 동시에 동작할 수 있다.
제 1 내지 제 4 감속부(210, 220, 230, 240)의 출력축(214, 224, 234, 244)은 제 1 내지 제 4 구동부(310, 320, 330, 340)가 연결되어 있으므로, 제 1 내지 제 4 감속부(210, 220, 230, 240)의 동작에 의해 제 1 내지 제 4 구동부(310, 320, 330, 340)가 동시에 상하로 이동하며 복수개의 상기 기판이 장착되는 상기 보트가 안착되어 있는 상기 챔버 셔터(미도시)가 상하로 이동하며, 상기 챔버로 복수개의 상기 기판을 장입할 수 있다.
제 1 내지 제 4 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 제 1 내지 제 4 구동부(310, 320, 330, 340)의 이동 방향과 이동량은 동시에 동일하게 나타난다. 따라서, 본 고안에 의한 기판 이송 장치(100)에 의해 상기 기판을 상기 챔버로 장입할 때 기판은 수평을 유지할 수 있다.
상기와 같이 기술된 본 고안의 실시예들에 대한 도면은 자세한 윤곽 라인을 생략하여, 본 고안의 기술사상에 속하는 부분을 쉽게 알 수 있도록 개략적으로 도시한 것이다. 또한, 상기 실시예들은 본 고안의 기술사상을 한정하는 기준이 될 수 없으며, 본 고안의 청구범위에 포함된 기술사항을 이해하기 위한 참조적인 사항에 불과하다.
100: 기판 이송 장치
21, 220, 230, 240: 제 1,2,3,4 감속부
212, 222, 232, 242: 입력축
214, 224, 234, 244: 출력축
216: 보조 출력축
250, 260: 기어 박스
270: 연결축
310, 320, 330, 340: 제 1,2,3,4 구동부
M: 전동부

Claims (4)

  1. 대면적 기판 처리 시스템에 적용되는 기판 이송 장치로서,
    기판이 처리되는 공간인 챔버를 지지하는 프레임의 외측에 설치되며 기판의 이송을 위한 동력을 발생하는 단일개의 전동부;
    상기 전동부의 회전축과 연결되는 입력축과 상기 입력축과 동일하게 회전하는 보조출력축 및 상기 입력축의 회전속도보다 감속되어 회전되는 출력축을 가지는 제 1 감속부, 상기 제 1 감속부의 보조출력축에 연결되어 상기 제 1 감속부의 보조출력축과 동일하게 회전하는 입력축과 상기 제 1 감속부의 입력축의 회전속도보다 감속되어 회전되는 출력축을 가지는 제 2 감속부, 상기 제 1 감속부의 보조출력축측에 연결되어 상기 제 1 감속부의 보조출력축과 동일하게 회전하는 입력축과 상기 제 1 감속부의 입력축의 회전속도보다 감속되어 회전되는 출력축을 가지는 제 3 감속부, 상기 제 1 감속부의 보조출력축측에 연결되어 상기 제 1 감속부의 보조출력축과 동일하게 회전하는 입력축과 상기 제 1 감속부의 입력축의 회전속도보다 감속되어 회전되는 출력축을 가지는 제 4 감속부를 가지는 감속부;
    상기 제 1 내지 제 4 감속부의 출력축에 각각 연결되며 상하로 이동하면서 상기 기판을 이송하는 제 1 내지 제 4 구동부를 가지는 구동부;
    상기 제 1 감속부의 보조출력축과 상기 제 2 감속부의 입력축 사이에 설치되어 상기 제 1 감속부의 보조출력축과 상기 제 2 감속부의 입력축을 연결하는 제 2 기어박스와 상기 제 3 감속부의 입력축과 상기 제 4 감속부의 입력축 사이에 설치되어 상기 제 3 감속부의 입력축과 상기 제 4 감속부의 입력축을 연결하는 제 1 기어박스;
    일측은 상기 제 1 기어박스에 연결되고 타측은 상기 제 2 기어박스에 연결되어 상기 제 1 기어박스로 전달된 상기 제 1 감속부의 보조출력축의 회전력을 상기 제 2 기어박스로 전달하는 연결축을 포함하는 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연결축에는 상기 연결축의 처짐을 방지하는 지지대가 설치된 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 감속부는 웜(Worm)과 웜휠(Worm Wheel)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는 볼 스크류(ball screw)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
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