KR20140014424A - 무선충전 방식의 정전척을 구비한 기판이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선충전 방식의 정전척을 구비한 기판이송장치에 관한 것으로, 본 발명의 기판이송장치는 공정이 진행되는 진공챔버와, 상기 진공챔버 내에서 기판을 지지하면서 이송하기 위한 기판 이송수단과, 전원이 인가되면 발생된 정전력에 의해 상기 기판을 흡착하여 고정하는 정전척과, 상기 정전척에 전원을 공급하기 위한 배터리와, 상기 기판의 이동경로를 따라 하나 이상이 장착되어 상기 배터리를 무선으로 충전하기 위한 무선충전 패드와, 상기 무선충전 패드에서의 전력을 전달받아 상기 배터리를 충전하는 전력수신부를 포함함으로써, 진공챔버 내에서 기판을 고정하는 정전척에 전원을 공급하는 방식을 무선충전 방식으로 함으로써, 챔버의 진공 환경에 케이블을 생략할 수 있으므로 파티클의 발생 등 문제점을 해결할 수 있고, 배터리 충전을 위한 시간이 불필요하여 대형 기판의 양산 공정에 용이하게 적용되어 제조 수율을 향상시킬 수 있다.

Description

무선충전 방식의 정전척을 구비한 기판이송장치{A Substrate Transfer Apparatus with Wireless Charging ESC}

본 발명은 무선충전 방식의 정전척을 구비한 기판이송장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진공챔버 내에서 기판을 고정하는 정전척에 전원을 공급하는 방식을 무선충전 방식으로 함으로써, 챔버의 진공 환경에 케이블을 생략할 수 있으므로 파티클의 발생 등 문제점을 해결할 수 있고, 배터리 충전을 위한 시간이 불필요하여 대형 기판의 양산 공정에 용이하게 적용되어 제조 수율을 향상시킬 수 있는 무선충전 방식의 정전척을 구비한 기판이송장치에 관한 것이다.

일반적으로, 디스플레이 장치들 중, 유기발광 표시장치는 시야각이 넓고 컨트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점이 있어 차세대 디스플레이 장치로서 주목을 받고 있다.

최근에는 기판이 대형화되면서, 대면적의 기판을 진공챔버 내에서 이송시킬 때 기판이 휘어지지 않게 하는 고정수단으로 정전척(Electro Static Chuck; ESC)이 필요하게 되었는데, 이와 관련된 선행문헌으로 한국공개특허 제2011-0112123호에는 기판을 정전척으로 고정시키는 로딩부와, 상기 정전척에 고정된 기판에 박막을 증착하는 증착부를 포함하는 박막증착장치가 개시되어 있다.

이와 같은 선행문헌에는 상기 정전척에 기판을 얹은 후, 기판이 부착된 정전척을 증착부 내에서 이동시키면서 증착공정을 수행한다. 여기서, 상기 정전척은 세라믹으로 구비된 본체의 내부에 전원이 인가되는 전극이 매립된 것으로, 이 전극에 고전압이 인가됨으로써 본체의 표면에 기판을 부착시키는 것이다.

종래의 기술에서는 상기 정전척에 전원을 공급하는 수단으로, 챔버 내에 케이블을 설치하여 유선으로 전원을 인가하거나, 상기 정전척에 접점 충전 방식의 배터리를 설치하여 전원을 공급하였다.

그러나, 케이블을 통해 유선으로 전원을 인가하는 방식은 챔버 내에서 케이블이 꼬일 염려가 있었고, 챔버 내부에 충분한 공간이 없어 케이블끼리 또는 장비끼리의 간섭이 일어날 가능성이 있었다. 또한, 챔버 내에 케이블이 존재함으로 인해 챔버 내에서 파티클이 발생할 가능성이 있었다.

한편, 상기 정전척에 전원을 공급하는 방식으로 배터리를 사용한 경우, 배터리를 재충전하기 위해서 별도의 시간이 소요되므로, 양산화 장비에서 공정이 중단되는 문제점이 있어서, 이에 대한 개선이 요구되는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 대면적 기판의 증착공정 등이 진행되는 진공챔버 내에서의 케이블을 생략하여 간섭의 우려가 없고, 파티클의 발생을 원천적으로 방지할 수 있는 무선충전 방식의 정전척을 구비한 기판이송장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 무접점 방식의 무선충전용 배터리를 사용하여 정전척에 전원을 공급함으로써, 양산화 장비의 공정 중단없이 풀(Full)가동이 가능하고, 챔버의 구동이 안정될 수 있는 무선충전 방식의 정전척을 구비한 기판이송장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 공정이 진행되는 진공챔버와, 상기 진공챔버 내에서 기판을 지지하면서 이송하기 위한 기판 이송수단과, 전원이 인가되면 발생된 정전력에 의해 상기 기판을 흡착하여 고정하는 정전척과, 상기 정전척에 전원을 공급하기 위한 배터리와, 상기 기판의 이동경로를 따라 하나 이상이 장착되어 상기 배터리를 무선으로 충전하기 위한 무선충전 패드와, 상기 무선충전 패드에서의 전력을 전달받아 상기 배터리를 충전하는 전력수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판이송장치가 제공된다.

본 발명에 있어서, 상기 무선충전 패드와 상기 전력수신부는 동일한 주파수로 공명시킨 상태에서 전력을 전달하는 자기공명형 무선충전방식을 이용할 수 있다.

이 경우, 상기 무선충전 패드는 외부에서 공급되는 전기 에너지를 코일을 이용한 자기공명방식을 통해 진동주파수로 변환하여 무선 출력하는 자기공명 송출부가 포함되고, 상기 전력수신부는 상기 자기공명 송출부에서 무선 출력으로 제공하는 진동주파수를 수신하고 수신된 진동주파수를 코일을 이용한 자기공명방식을 통해 전기 에너지로 변환하는 자기공명 수신부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 무선충전 패드는 외부전력을 이용해서 고주파를 생성 및 출력하고, 상기 전력수신부는 상기 무선충전 패드와의 쇄교에 의한 유도전류로 상기 배터리를 충전하는 구성도 가능하다.

여기서, 상기 무선충전 패드는 상기 외부전력으로 상기 고주파를 발생시키는 발진기와, 상기 고주파가 인가되는 제1 코일을 포함할 수 있다.

또한, 상기 전력수신부는 상기 정전척에 구비되어 상기 기판의 이송 중 상기 무선충전 패드와 일정간격을 두고 대면되며, 상기 무선충전 패드의 제1 코일과 쇄교하여 유도기전력에 의한 유도전류를 발생시키는 제2 코일과, 상기 유도전류를 정류하여 상기 배터리를 충전하는 정류부를 포함할 수 있다.

한편, 상기 무선충전 패드는 상기 진공챔버의 외벽 또는 내벽에 설치될 수 있다.

본 발명의 기판이송장치는 상기 진공챔버의 내부에 배치되고 상기 정전척에 고정된 기판에 박막을 증착하는 박막증착 어셈블리를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 기판 이송수단은 일정간격으로 배열되어 구동수단에서 제공되는 구동력에 의해 회전하면서 상기 기판을 이송시키는 다수의 롤러를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 대면적 기판의 증착공정 등이 진행되는 진공챔버 내에서의 케이블을 생략하여 간섭의 우려가 없고, 파티클의 발생을 원천적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 무접점 방식의 무선충전용 배터리를 사용하여 정전척에 전원을 공급함으로써, 양산화 장비의 공정 중단없이 풀(Full)가동이 가능하고, 챔버의 구동이 안정될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 무선충전 방식의 정전척을 구비한 기판이송장치의 일실시예를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 무선충전 방식의 일실시예를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 무선충전 방식의 다른 실시예를 나타낸 블록도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 무선충전 방식의 정전척을 구비한 기판이송장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 무선충전 방식의 정전척을 구비한 기판이송장치의 일실시예를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 무선충전 방식의 일실시예를 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 발명의 무선충전 방식의 다른 실시예를 나타낸 블록도이다.

본 발명의 무선충전 방식의 정전척을 구비한 기판이송장치는 공정이 진행되는 진공챔버(10)와, 상기 진공챔버(10) 내에서의 피공정물인 기판(S)과, 상기 기판(S)이 휘어지지 않게 하는 고정수단으로 상기 기판(S)을 흡착하여 고정하는 정전척(30)과, 상기 정전척(30)에 전원을 공급하기 위한 배터리(40)와, 상기 기판(S)의 이동경로를 따라 하나 이상이 장착되어 상기 배터리(40)를 무선으로 충전하기 위한 무선충전 패드(50)와, 상기 무선충전 패드(50)에서의 전력을 전달받아 상기 배터리(40)를 충전하는 전력수신부(도시안함)를 포함한다.

상기 진공챔버(10)는 기판(S)에 박막증착 공정을 수행하기 위한 챔버일 수 있으며, 이 경우, 상기 진공챔버(10)의 내부에는 상기 정전척(30)에 고정된 기판에 박막을 증착하는 박막증착 어셈블리(도시안함)를 더 포함할 수 있다. 박막증착을 위한 구성은 공지의 기술이 적용될 수 있으므로 여기에서는 상세한 설명은 생략하도록 한다.

한편, 상기 진공챔버(10)에서는 공정이 수행되는 기판(S)을 지지하면서 이송하기 위한 기판 이송수단이 더 포함될 수 있는데, 상기 기판 이송수단으로 본 발명의 일실시예에서는 일정간격으로 배열되어 구동수단(도시안함)에서 제공되는 구동력에 의해 회전하면서 상기 기판(S)을 이송시키는 다수의 롤러(20)를 포함한다.

상기 기판(S)은 상기 롤러(20)에 안착된 상태에서 상기 롤러(20)의 회전에 의해 전방향 또는 역방향으로 이동되는 것이다.

또한, 상기 정전척(30)은 전원이 인가되면 발생된 정전력에 의해 상기 기판(S)을 흡착하여 고정하는 것으로, 상기 정전척(30)에 전원을 공급하기 위한 배터리(40)는 상기 무선충전 패드(50)를 통해 무선으로 전력을 공급받을 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 무선충전 패드(50)와 상기 전력수신부는 동일한 주파수로 공명시킨 상태에서 전력을 전달하는 자기공명형 무선충전방식을 이용할 수 있다.

도 2는 본 발명의 무선충전 방식의 일실시예를 나타낸 블록도로서, 자기공명형 무선충전 방식을 나타내는 도면이다.

도 2에서 보면, 상기 무선충전 패드(50)는 외부에서 공급되는 전기 에너지를 코일(54)을 이용한 자기공명방식을 통해 진동주파수로 변환하여 무선 출력하는 자기공명 송출부(52)가 포함된다.

또한, 상기 전력수신부는 상기 자기공명 송출부(52)에서 무선 출력으로 제공하는 진동주파수를 수신하고, 수신된 진동주파수를 코일(46)을 이용한 자기공명방식을 통해 전기 에너지로 변환하는 자기공명 수신부(42)를 포함할 수 있다.

이와 같은 자기공명형 무선충전방식은 송수신을 하는 자기공명 송출부(52)와 자기공명 수신부(42)를 같은 주파수로 공명시킨 상태에서 전력을 전달하여 원거리에서 작동이 가능하다.

자기공명형 무선충전방식은 상기 자기공명 송출부(52)의 코일(54)에서 공진주파수(전자회로의 고유진동수)로 진동하는 자기장을 생성하여 동일한 공진주파수로 설계된 자기공명 수신부(42)의 코일(46)에 에너지가 집중적으로 전달되도록 할 수 있다. 또한, 수율이 높고 송신부와 수신부 사이에 벽 등의 장애물이 있어도 전송할 수 있으므로, 상기 무선충전 패드(50)는 상기 진공챔버(10)의 외벽 또는 내벽에 설치될 수 있다.

또한, 자기공명형 무선충전방식은 일정 거리에서도 충분히 충전할 수 있는데, 1m의 거리에서는 90%, 2m에서도 40% 이상의 수율을 갖으므로 기판을 이송하는 진공챔버(10) 내에서 정전척(30)의 충전을 원활히 할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 대면적 기판의 증착공정 등이 진행되는 진공챔버(10) 내에서의 케이블을 생략할 수 있어서, 케이블로 인한 간섭의 우려가 없고, 파티클의 발생을 원천적으로 방지할 수 있다.

또한, 무접점 방식의 무선충전으로 상기 정전척(30)에 전원을 공급함으로써, 양산화 장비의 공정 중단없이 풀(Full)가동이 가능하고, 진공챔버(10)의 구동이 안정적으로 이루어질 수 있다.

한편, 본 발명에서의 무선충전 방식으로, 도 3에 도시한 바와 같이, 전자기유도방식을 적용할 수 있다. 전자기 유도방식은 무선충전 패드(150)와 전력수신부(142) 사이에 전자기 유도작용이 나타나고, 이에 의한 유도전류로 배터리(140)가 충전되는 원리이다.

상기 무선충전 패드(150)는 외부전력을 이용해서 고주파를 생성 및 출력하고, 상기 전력수신부(142)는 상기 무선충전 패드(150)와의 쇄교에 의한 유도전류로 상기 배터리(140)를 충전한다.

여기서, 상기 무선충전 패드(150)는 상기 외부전력으로 상기 고주파를 발생시키는 발진기(152)와, 상기 고주파가 인가되는 제1 코일(154)을 포함하며, 상기 전력수신부(142)는 상기 정전척(30)에 구비되어 상기 기판의 이송 중 상기 무선충전 패드(150)와 일정간격을 두고 대면되며, 상기 무선충전 패드(150)의 제1 코일(152)과 쇄교하여 유도기전력에 의한 유도전류를 발생시키는 제2 코일(146)과, 상기 유도전류를 정류하여 상기 배터리(140)를 충전하는 정류부(144)를 포함한다.

이와 같은 본 발명에 따른 기판(S)은 기판 이동수단에 의해 이동하는 과정 중에 무선충전 패드(150)를 지나치게 되는데, 상기 정전척(30) 내에는 무선충전 패드(150)의 고주파를 이용해서 유도기전력에 의한 유도전류를 발생시키는 전력수신부(142)가 구비되어 있으므로 이들 간의 전자기유도작용을 통해 얻어지는 유도전류로 배터리(140)를 충전한다.

이때 무선충전 패드(150)와 전력수신부(142) 사이에서 이루어지는 전자기유도작용의 손실을 최소화하기 위해서 제1 코일(154)과 제2 코일(146)의 거리를 가급적이면 가까운 것이 바람직한바, 무선충전 패드(150)의 제1 코일(154)은 무선충전 패드(150) 외면에 근접해서 배열될 수 있고, 전력수신부(142)의 제2 코일(146)은 정전척(30)의 일측면에 배치될 수 있다.

이와 같은 본 발명의 기판이송장치는 대면적의 기판(S)을 진공챔버(10) 내에서 이송시킬 때 기판(S)을 고정시키는 정전척(30)을 무선방식으로 충전하므로, 배터리를 재충전하기 위한 별도의 시간이 소요될 필요가 없고, 양산화 장비에서 공정의 중단없이 풀(Full)가동이 가능하고, 챔버의 구동이 안정될 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

10 : 진공챔버 20 : 롤러
30 : 정전척 40 : 배터리
42 : 자기공명 수신부 46 : 코일
50 : 무선충전 패드 52 : 자기공명 송출부
S : 기판

Claims (9)

1. 공정이 진행되는 진공챔버;
   상기 진공챔버 내에서 기판을 지지하면서 이송하기 위한 기판 이송수단;
   전원이 인가되면 발생된 정전력에 의해 상기 기판을 흡착하여 고정하는 정전척;
   상기 정전척에 전원을 공급하기 위한 배터리;
   상기 기판의 이동경로를 따라 하나 이상이 장착되어 상기 배터리를 무선으로 충전하기 위한 무선충전 패드; 및
   상기 무선충전 패드에서의 전력을 전달받아 상기 배터리를 충전하는 전력수신부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 무선충전 패드와 상기 전력수신부는 동일한 주파수로 공명시킨 상태에서 전력을 전달하는 자기공명형 무선충전방식을 이용하는 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 무선충전 패드는 외부에서 공급되는 전기 에너지를 코일을 이용한 자기공명방식을 통해 진동주파수로 변환하여 무선 출력하는 자기공명 송출부가 포함되고,
   상기 전력수신부는 상기 자기공명 송출부에서 무선 출력으로 제공하는 진동주파수를 수신하고 수신된 진동주파수를 코일을 이용한 자기공명방식을 통해 전기 에너지로 변환하는 자기공명 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 무선충전 패드는 외부전력을 이용해서 고주파를 생성 및 출력하고,
   상기 전력수신부는 상기 무선충전 패드와의 쇄교에 의한 유도전류로 상기 배터리를 충전하는 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 무선충전 패드는 상기 외부전력으로 상기 고주파를 발생시키는 발진기와, 상기 고주파가 인가되는 제1 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 전력수신부는 상기 정전척에 구비되어 상기 기판의 이송 중 상기 무선충전 패드와 일정간격을 두고 대면되며, 상기 무선충전 패드의 제1 코일과 쇄교하여 유도기전력에 의한 유도전류를 발생시키는 제2 코일과, 상기 유도전류를 정류하여 상기 배터리를 충전하는 정류부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 무선충전 패드는 상기 진공챔버의 외벽 또는 내벽에 설치되는 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 진공챔버의 내부에 배치되고 상기 정전척에 고정된 기판에 박막을 증착하는 박막증착 어셈블리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 기판 이송수단은 일정간격으로 배열되어 구동수단에서 제공되는 구동력에 의해 회전하면서 상기 기판을 이송시키는 다수의 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판이송장치.

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