KR20150072261A - 기판 회전 장치 - Google Patents

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Abstract

기판 회전 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 회전 장치는, 기판의 회전이 진행되도록 마련되는 공정챔버; 공정챔버 내부에 배치되며 기판이 안착되는 경우 기판을 회전시키는 기판플립유닛; 및 기판플립유닛에 유동(遊動)가능하게 결합되며, 기판이 기판플립유닛에 안착되도록 기판을 가압하는 클램프유닛을 포함한다.

Description

기판 회전 장치{APPARATUS FOR ROTATING SUBSTRATE}
본 발명은, 기판 회전 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 기판을 회전시키는 기판플립유닛에 클램프유닛이 유동가능하게 결합되어 기판을 기판플립유닛에 용이하게 안착시킬 수 있는 기판 회전 장치에 관한 것이다.
일반적으로 기판이라 함은, 플라즈마 디스플레이(PDP, Plasma Display Panel), 액정디스플레이(LCD, Liquid Crystal Display) 및 유기EL(OLED, Organic Light Emitting Diodes)과 같은 평판표시소자(FPD, Flat Panel Display), 반도체용 웨이퍼(wafer), 포토 마스크용 글라스(glass) 등을 가리킨다.
여기서, 평판표시소자(FPD)로서의 기판과, 반도체용 웨이퍼로서의 기판은 상호간 재질적인 면이나, 용도 등에서 차이가 있지만, 기판들에 대한 일련의 처리 공정, 예를 들어 노광, 현상, 에칭, 스트립, 린스, 세정 등의 공정은 실질적으로 매우 흡사하며, 이 공정들이 순차적으로 진행됨으로써 기판이 제조된다.
그리고, 평판표시소자(FPD) 중에서 요즘에 각광받고 있는 유기전계발광표시장치(OLED, Organic Light Emitting Display)는 유기물의 자체 발광에 의해 컬러 화상을 구현하는 초경박형 표시장치로서, 낮은 전압에서 구동이 가능하고 얇은 박형으로 만들 수 있으며, 넓은 시야각과 빠른 응답 속도를 갖고 있고, 그 구조가 간단하면서 광효율이 높다는 점에서 차세대의 유망 디스플레이 장치로서 주목받고 있다.
이러한 OLED는 애노드와 캐소드 그리고, 애노드와 캐소드 사이에 개재된 유기막들을 포함하고 있는데, 여기서, 유기막들은 최소한 발광층을 포함하며, 발광층 이외에도 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자주입층을 더 포함할 수 있다.
그리고, OLED는 유기막 특히, 발광층을 이루는 물질에 따라서 고분자 유기발광소자와 저분자 유기발광소자로 나누어질 수 있다.
또한, OLED에서 풀 칼라(full color)를 구현하기 위해서는 발광층을 패터닝해야 하는데, 대형 OLED를 제작하는 방식으로는 FMM(Fine Metal Mask, 이하 마스크라 함)을 이용한 직접 패터닝 방식과 LITI(Laser Induced Thermal Imaging) 공법을 적용한 방식, 컬러 필터(color filter)를 이용하는 방식 등이 있다.
그리고, OLED의 제조공정은 크게 패턴(Pattern) 형성 공정, 증착공정, 봉지 공정, 그리고 증착된 기판과 봉지 공정을 거친 기판을 붙이는 합착 공정이 있다. 여기서, 증착공정은 증착원에 구비된 증착물질을 기판에 부착시키는 공정이다.
한편, 증착공정이 진행되기 전, 다양한 경우의 필요에 따라 기판의 상판과 하판의 위치가 서로 변경되도록 기판을 회전시키는 경우가 있다.
예를 들어, 증착공정의 이전단계의 공정에서 기판의 상판과 하판이 뒤집혀진 상태, 즉, 상판이 아랫부분에 위치하고 하판이 윗부분에 위치하는 경우, 기판의 증착면 변경을 위해 기판의 상판이 윗부분에 위치하고 하판이 아랫부분에 위치하도록 기판 전체를 회전시키게 된다.
이를 위해, 증착공정의 진행 전 기판의 상판과 하판의 위치가 상호 변경되도록 회전하는 기판의 플립공정이 실시될 수 있다.
여기서, 종래의 경우, 기판의 회전시 기판을 고정하는 클램프가 플립장치와 별개로 배치되어 기판 고정시 플립장치로 이동하게 되는데, 클램프를 이동하는 데 필요한 시간이 증대되어 택트타임(Tact Time)이 증가하는 문제점이 있었다.
또한, 클램프를 이동시키는 클램프구동유닛이 공정챔버 내부에 배치되면 회전반경이 커지게 되어 공정챔버 사이즈가 증가하고, 이로 인해, 전체 공정에 필요한 비용이 증가하는 문제점이 있었다.
대한민국등록특허 등록번호:제10-1314540호(공고일자:2013년10월04일)
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 기판을 회전시키는 기판플립유닛에 클램프유닛이 유동가능하게 결합되어 기판을 기판플립유닛에 용이하게 안착시킬 수 있으며, 이로 인해, 클램프 이동시간이 단축되어 택트타임이 감소되고, 회전반경이 줄어 공정챔버의 사이즈 감소에 따라 비용이 감소될 수 있는 기판 회전 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기판의 회전이 진행되도록 마련되는 공정챔버; 상기 공정챔버 내부에 배치되며 상기 기판이 안착되는 경우 상기 기판을 회전시키는 기판플립유닛; 및 상기 기판플립유닛에 유동(遊動)가능하게 결합되며, 상기 기판이 상기 기판플립유닛에 안착되도록 상기 기판을 가압하는 클램프유닛을 포함하는 기판 회전 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 클램프유닛에 접촉 또는 접촉해제되어 상기 클램프유닛을 구동시키는 클램프구동유닛을 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 클램프유닛에 결합되며, 상기 클램프유닛에 탄성력을 제공하는 탄성유닛을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 클램프유닛은, 상기 기판에 접촉되어 상기 기판을 가압하도록 마련되는 기판가압유닛; 상기 기판가압유닛에 접촉되어 상기 기판가압유닛에 구동력을 전달하는 구동력전달유닛을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 구동력전달유닛은, 상기 기판가압유닛에 접촉되는 기판가압유닛구동부재; 상기 기판가압유닛구동부재에 결합되며, 회동축을 중심으로 회동가능하게 마련되는 회동부재; 및 상기 회동부재에 결합되며, 상기 클램프구동유닛이 접촉되도록 마련되는 구동력전달부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 탄성유닛은 코일스프링으로 마련되며, 상기 코일스프링의 일측이 상기 기판플립유닛에 결합되고, 상기 코일스프링의 타측이 상기 기판가압유닛에 결합될 수 있다.
그리고, 상기 기판가압유닛에 결합되어 상기 기판가압유닛의 상하방향 이동을 가이드하는 상하이동가이드를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 상하이동가이드는 LM가이드(Linear Motion Guide)로 마련될 수 있다.
그리고, 상기 기판가압유닛구동부재는, 상기 회동부재에 결합되는 회동부재결합부; 상기 회동부재결합부로부터 이격되어 배치되며, 상기 기판가압유닛을 가압하는 기판가압유닛가압부; 및 상기 회동부재결합부와 상기 기판가압유닛가압부를 연결하는 중간연결부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판가압유닛은 상기 기판의 하측에서 상측방향으로 상기 기판을 가압하도록 마련될 수 있다.
그리고, 상기 기판플립유닛은, 하측에 배치되는 바닥플레이트; 상기 바닥플레이트의 측면에 결합되는 측면플레이트; 및 상기 측면플레이트에 결합되며 상기 기판이 안착되는 기판안착플레이트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판은 상기 기판안착플레이트의 하측에 안착될 수 있다.
그리고, 상기 기판 안착시의 충격을 완화하기 위해 상기 기판안착플레이트의 하측에 결합되는 충격완화유닛을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 충격완화유닛은 폴리에텔에텔 케톤(Polyetherether Ketone,PEEK)으로 마련될 수 있다.
그리고, 상기 기판을 상기 공정챔버 내부로 인입시키도록 마련되는 기판인입유닛을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판인입유닛은, 상기 기판을 지지하는 기판지지플레이트; 및 상기 기판지지플레이트에 결합되며 상기 기판이 올려지는 기판로딩부재를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 클램프유닛은 복수로 마련되며, 상기 기판로딩부재는, 제1클램프유닛과, 상기 제1클램프유닛으로부터 이웃하게 배치되는 제2클램프유닛의 사이로 이동가능하게 마련될 수 있다.
또한, 상기 클램프구동유닛은, 상기 공정챔버의 외부에 배치되는 실린더유닛; 및 상기 실린더유닛에 결합되고, 상기 공정챔버 내부의 상기 클램프유닛에 접촉되어 상기 클램프유닛을 가압하는 푸시유닛을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 푸시유닛은, 상기 실린더유닛에 결합되는 연결패킷; 및 상기 연결패킷에 결합되며, 상기 클램프유닛을 가압하도록 마련되는 돌출부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 돌출부는 한 쌍으로 마련되어 상기 연결패킷의 상측과 하측에 각각 결합될 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 기판을 회전시키는 기판플립유닛에 클램프유닛이 유동가능하게 결합되어 기판을 기판플립유닛에 용이하게 안착시킬 수 있으며, 이로 인해, 클램프 이동시간이 단축되어 택트타임이 감소되고, 회전반경이 줄어 공정챔버의 사이즈 감소에 따라 비용이 감소될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 회전 장치의 평면도이다.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 회전 장치의 작동과정에 대한 정면도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 명세서에서 사용되는 '일측'과 '타측'의 용어는 특정된 측면을 의미할 수도 있고, 또는, 특정된 측면을 의미하는 것이 아니라 복수의 측면 중 임의의 측면을 일측이라 지칭하면, 이에 대응되는 다른 측면을 타측이라 지칭하는 것으로 이해되어질 수 있음을 밝혀 둔다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 '연결'이라는 용어는, 하나의 부재와 다른 부재를 직접 연결하는 경우뿐만 아니라 하나의 부재가 이음부재를 통해 다른 부재에 간접적으로 연결되는 경우도 포함됨을 밝혀 둔다.
그리고, 본 명세서에서 사용되는 '플립공정'은 증착공정의 진행 전 기판의 상판과 하판의 위치가 상호 변경되도록 회전하는 공정을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 기판은 평면디스플레이용 기판을 의미하는데, 평면디스플레이란 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 중 어떠한 것이 적용되어도 좋다.
다만, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해, OLED(Organic Light Emitting Diodes)용 유리기판을 단순히 기판으로 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 회전 장치의 평면도이고, 도 2 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 회전 장치의 작동과정에 대한 정면도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 회전 장치(100)는, 기판(700)의 회전이 진행되도록 마련되는 공정챔버(200)와, 공정챔버(200) 내부에 배치되며 기판(700)이 안착되는 경우 기판(700)을 회전시키는 기판플립유닛(300)과, 기판플립유닛(300)에 유동(遊動)가능하게 결합되며, 기판(700)이 기판플립유닛(300)에 안착되도록 기판(700)을 가압하는 클램프유닛(400)을 포함한다.
도 1을 참조하면, 공정챔버(200)는 기판(700)의 회전이 진행되도록 마련되며, 전술한 바와 같이, 필요에 따라, 공정챔버(200) 내부에서 기판(700)의 상판과 하판이 뒤집어지도록 회전될 수 있다.
이는, 증착공정에 선행하는 다른 공정에서 기판(700)의 상판과 하판이 뒤집어진 경우 이를 바로잡기 위해 플립공정을 통해 기판(700)을 회전할 수도 있고, 또는, 현재 배열되어 있는 기판(700)의 대향되는 방향의 증착면을 증착하기 위해 기판(700)을 회전할 수도 있다.
즉, 증착공정의 진행 전, 플립공정을 위해 마련되는 공정챔버(200) 내부에 기판(700)이 인입된 후, 기판(700)의 상판과 하판의 위치가 상호 변경되도록 기판(700)이 회전되며, 회전된 기판(700)이 증착공증을 위한 증착공정챔버로 이동되어져 증착공정이 진행된다.
여기서, 공정챔버(200) 내부는 기판(700)에 대한 플립공정이 신뢰성 있게 진행될 수 있도록 진공 분위기가 형성될 수 있다.
이를 위해, 공정챔버(200)의 일측에는 공정챔버(200)의 내부를 진공 분위기로 유지하기 위한 수단으로서 진공 펌프(미도시)가 연결될 수 있다. 여기서, 진공 펌프(미도시)는 소위, 터보 펌프일 수 있다.
도 2 내지 도 7을 참조하면, 기판플립유닛(300)은 공정챔버(200) 내부에 배치되며 기판(700)이 기판플립유닛(300)에 안착되는 경우 기판(700)을 회전시키도록 마련된다.
여기서, 기판플립유닛(300)은 하측에 배치되는 바닥플레이트(310)와, 바닥플레이트(310)의 측면에 결합되는 측면플레이트(320)와, 측면플레이트(320)에 결합되며 기판(700)이 안착되는 기판안착플레이트(330)를 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 기판(700)이 기판안착플레이트(330)의 하측으로부터 상측으로 가압되면서 기판안착플레이트(330)의 하측에 안착되면, 기판플립유닛(300)이 180°회전하게 되며, 이에 의해, 기판안착플레이트(330)에 안착되어 있는 기판(700)이 뒤집어져 기판(700)의 상판과 기판(700)의 하판의 위치가 상호 변경될 수 있다.
그리고, 기판플립유닛(300)에는 개폐부재(350)가 결합될 수 있는데, 여기서, 개폐부재(350)는 기판플립유닛(300) 내부로 기판(700)을 인입시킬 수 있도록 기판플립유닛(300)을 개방하고, 기판(700)이 기판플립유닛(300) 내부로 인입되면 기판(700)을 회전시키기 위해 기판플립유닛(300)을 폐쇄하도록 마련된다(도 6 및 도 7 참조).
즉, 개폐부재(350)가 기판플립유닛(300)을 개방하면, 기판(700)은 후술하는 기판인입유닛(900)에 올려진 채 도 2 내지 도 5의 개방공간(S)을 통해 기판플립유닛(300) 내부로 인입될 수 있다.
그리고, 도 4를 참조하면, 기판플립유닛(300) 내부로 인입된 기판(700)이 기판안착플레이트(330)의 하측에 안착되도록 마련될 수 있다.
즉, 기판(700)이 기판인입유닛(900)에 의해 기판플립유닛(300) 내부로 인입되면(도 3 참조), 기판인입유닛(900)이 상측으로 이동하여 기판안착플레이트(330)의 하측에 안착되는데, 여기서, 후술하는 바와 같이, 클램프유닛(400)의 기판가압유닛(410)이 기판(700)의 하측에서 상측방향으로 기판(700)을 가압하게 된다.
그리고, 기판(700)은 기판안착플레이트(330)와 기판가압유닛(410)의 사이에 위치하여 기판안착플레이트(330)에 안착되며, 이후, 기판플립유닛(300)에 결합된 회전구동유닛(340, 도 1 참조)에 의해 기판플립유닛(300)이 회전하게 되면, 기판안착플레이트(330)에 안착되어 있는 기판(700)도 회전하게 된다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 충격완화유닛(331)은 기판(700)이 기판안착플레이트(330)에 안착되는 경우 발생되는 충격을 완화하기 위해 기판안착플레이트(330)의 하측에 결합될 수 있다.
즉, 전술한 바와 같이, 기판(700)은 기판인입유닛(900)을 통해 기판안착플레이트(330)의 하측으로 상승하면서 기판안착플레이트(330)의 하측에서 기판안착플레이트(330)에 안착되는데, 이 경우, 기판(700)에는 기판안착플레이트(330)에 안착될 때의 충격으로 인해 손상이 발생될 수 있다.
이를 방지하기 위해, 기판안착플레이트(330)의 하측에는 충격완화유닛(331)이 결합되어 있는데, 기판(700)이 기판안착플레이트(330)에 안착되기 위해 상승하는 경우 기판(700)은 충격완화유닛(331)에 접촉되어 충격이 완화되므로, 이에 의해, 기판(700) 손상 발생이 방지될 수 있는 효과가 있다.
여기서, 충격완화유닛(331)은 충격을 흡수할 수 있는 각종의 합성고무로 마련될 수도 있고, 또는, 다양한 종류의 복합수지로 마련될 수도 있다. 또한, 충격완화유닛(331)은 예를 들어, 내충격성이 뛰어난 폴리에텔에텔 케톤(Polyetherether Ketone,PEEK)으로 마련될 수도 있다.
여기서, 폴리에텔에텔 케톤은 내마모성이 우수하므로 교체비용이 감소되는 효과도 있다.
도 2 내지 도 7을 참조하면, 클램프유닛(400)은 기판플립유닛(300)에 유동(遊動)가능하게 결합되며, 기판(700)이 기판안착플레이트(330)에 안착되도록 기판(700)을 가압한다.
즉, 전술한 바와 같이, 기판(700)이 기판안착플레이트(330)의 하측에 접촉하게 되면, 클램프유닛(400)이 기판(700)의 하측에서 상측방향으로 기판(700)을 가압하여 기판(700)이 기판안착플레이트(330)에 안착된다.
여기서, 클램프유닛(400)은 기판가압유닛(410)과, 구동력전달유닛(420)을 포함하여 구성될 수 있다.
기판가압유닛(410)은 기판(700)에 접촉되어 기판(700)을 가압하도록 마련된다.
도 2를 참조하면, 기판가압유닛(410)은 후술하는 기판가압유닛구동부재(421)의 하측에 접촉되어 상하방향으로 이동가능하게 마련되는데, 기판가압유닛구동부재(421)가 클램프구동유닛(500)으로부터 구동력을 전달받아 시계방향으로 회동하게 되면, 기판가압유닛구동부재(421)의 하측에 접촉되어 있는 기판가압유닛(410)은 기판가압유닛구동부재(421)로부터 가압되어 하측방향으로 이동하게 된다.
여기서, 기판가압유닛(410)에는 탄성유닛(600)이 결합되어 있으므로, 기판가압유닛(410)이 하측방향으로 이동하면, 탄성유닛(600)이 하측방향으로 팽창된다(도 3 참조).
그리고, 클램프구동유닛(500)이 구동력전달부재(429)로부터 접촉해제되면 탄성유닛(600)의 탄성회복력에 의해 탄성유닛(600)은 상측방향으로 수축하게 되고, 탄성유닛(600)에 연결된 기판가압유닛(410) 역시 상측방향으로 이동하게 된다(도 4 참조).
그리고, 도 1을 참조하면, 기판가압유닛(410)은 상하방향으로 직선경로를 따라 이동가능하게 마련될 수 있는데, 이러한 기판가압유닛(410)의 상하방향 이동을 가이드하기 위해 상하이동가이드(800)가 기판가압유닛(410)에 결합될 수 있다.
다만, 도 2 내지 도 7에서는 설명의 편의를 위해, 상하이동가이드(800)이 도시되어 있지 않지만, 도 1에서와 같이, 도 2 내지 도 7에서도 기판가압유닛(410)에 상하이동가이드(800)가 결합될 수 있다.
여기서, 상하이동가이드(800)는 기판가압유닛(410)이 직선형태로 이동가능하도록 LM가이드(Linear Motion Guide)로 마련될 수 있다.
한편, 탄성유닛(600)은 코일스프링으로 마련될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 탄성을 가지고 탄성회복력을 제공할 수 있는 다양한 종류의 스프링이 포함될 수 있다.
여기서, 코일스프링은 일측이 기판플립유닛(300)에 결합되고, 타측이 기판가압유닛(410)에 결합되어 기판가압유닛(410)에 탄성회복력을 제공하도록 마련될 수 있다.
구동력전달유닛(420)은 기판가압유닛(410)에 접촉되어 기판가압유닛(410)에 구동력을 전달하도록 마련된다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 구동력전달유닛(420)은 기판가압유닛구동부재(421)과, 회동부재(427)와, 구동력전달부재(429)를 포함하여 구성될 수 있다.
기판가압유닛구동부재(421)는 기판가압유닛(410)에 접촉되어 기판가압유닛(410)의 하측방향 이동을 위한 구동력을 제공한다. 즉, 전술한 바와 같이, 기판가압유닛구동부재(421)가 기판가압유닛(410)에 접촉되어 시계방향으로 회동하게 되면, 도 3을 기준으로 기판가입유닛(410)이 하측으로 이동하게 된다.
그리고, 회동부재(427)는 기판가압유닛구동부재(421)에 결합되며, 회동축을 중심으로 회동가능하게 마련된다. 즉, 회동부재(427)가 회동축을 중심으로 회동하게 되면, 회동부재(427)에 결합되어 있는 기판가압유닛구동부재(421)가 이에 연동되어 회동하면서 기판가압유닛(410)에 구동력을 제공한다.
또한, 구동력전달부재(429)는 회동부재(427)에 결합되어 회동부재(427)에 구동력을 전달하도록 마련된다.
즉, 클램프구동유닛(500)이 구동력전달부재(429)에 접촉되어 구동력을 전달하면, 구동력전달부재(429)가 회동부재(427)에 구동력을 전달하게 되며, 구동력을 전달받은 회동부재(427)가 회동하게 된다.
이를 설명하면, 클램프구동유닛(500)이 구동력전달부재(429)에 접촉되어 가압하면 구동력전달부재(429)에 결합된 회동부재(427)가 도 3을 기준으로 시계방향으로 회동하게 되며, 회동부재(427)에 결합된 기판가압유닛구동부재(421)가 회동부재(427)의 회동에 연동되어 시계방향으로 회동하게 된다.
그리고, 코일스프링 등으로 마련되는 탄성유닛(600)이 기판가압유닛(410)에 결합되어 기판가압유닛(410)에 탄성력을 제공할 수 있는데, 여기서, 클램프구동유닛(500)에 의해 회동부재(427)가 도 3을 기준으로 시계방향으로 회동 후, 기판(700)이 기판안착플레이트(330)에 안착되면, 도 4에서처럼 클램프구동유닛(500)이 구동력전달부재(429)로부터 접촉을 해제하게 된다.
이 경우, 코일스프링 등의 탄성유닛(600)이 기판가압유닛(410)에 탄성회복력을 제공하게 되는데, 여기서, 회동부재(427)는 도 4를 기준으로 반시계방향으로 회동하게 되고, 기판가압유닛(410)은 상측으로 이동하면서 기판(700)에 접촉되어 기판(700)을 가압하게 된다.
여기서, 도 3을 참조하면, 기판가압유닛구동부재(421)는 회동부재결합부(422)와, 기판가압유닛가압부(423)와, 중간연결부(424)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 2 및 도 3의 확대도를 참조하면, 회동부재결합부(422)는 길이방향부재로 형성될 수 있으며, 볼트 등의 체결부재에 의해 회동부재(427)에 결합된다.
그리고, 중간연결부(424)는 일측이 회동부재결합부(422)와 소정 범위의 각도가 형성되도록 회동부재결합부(422)에 결합되고, 타측이 기판가압유닛가압부(423)에 결합되는 길이방향부재로 형성될 수 있다.
또한, 기판가압유닛가압부(423)는 중간연결부(424)에 결합되고 회동부재결합부(422)로부터 이격되도록 배치되는 길이방향부재로 마련되며, 기판가압유닛(410)의 상측에서 기판가압유닛(410)을 가압하도록 마련될 수 있다.
한편, 기판가압유닛가압부(423)는 기판(700)을 가압하도록 마련될 수도 있다. 즉, 기판가압유닛가압부(423)가 도 3을 기준으로 반시계방향으로 회동하여 기판(700)에 접촉되도록 마련될 수 있다.
이 경우, 기판가압유닛가압부(423)와 기판가압유닛(410)이 함께 기판(700)을 가압하도록 마련될 수 있고, 또는, 기판가압유닛가압부(423)와 기판가압유닛(410) 중 하나가 기판(700)을 가압하도록 마련될 수도 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 클램프구동유닛(500)은 실린더유닛(510)과, 푸시유닛(520)을 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 실린더유닛(510)은 공정챔버(200)의 외부, 즉, 대기압으로 마련되는 영역에 배치되어 푸시유닛(520)에 구동력을 제공한다.
그리고, 푸시유닛(520)은 실린더유닛(510)에 결합되어 실린더유닛(510)으로부터 구동력을 제공받아 구동하며, 공정챔버(200) 내부의 구동력전달부재(429)에 접촉되어 구동력전달부재(429)를 가압한다(도 3 참조).
여기서, 도 2를 참조하면, 푸시유닛(520)은 실린더유닛(510)에 결합되는 연결패킷(521)과, 연결패킷(521)에 결합되는 돌출부(522)를 포함하여 구성될 수 있으며, 도 3을 참조하면, 돌출부(522)가 구동력전달부재(429)를 가압하도록 마련된다.
그리고, 돌출부(522)는 하나로 마련되어 구동력전달부재(429)를 가압할 수도 있고, 또는, 도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 한 쌍으로 마련되어 연결패킷(521)의 상측과 하측에 각각 결합될 수 있다.
여기서, 도 3을 참조하면, 상측돌출부(522a)는 구동력전달부재(429)를 가압하지만 하측돌출부(522b)는 구동력전달부재(429)에 접촉되지 않는다.
다만, 돌출부(522)가 상측돌출부(522a)와 하측돌출부(522b)의 한 쌍으로 마련되는 경우, 상측돌출부(522a)가 구동력전달부재(429)를 가압하는 동안 하측돌출부(522b)는 회동부재(427)의 하측에 위치하게 되는데, 상측돌출부(522a)와 하측돌출부(522b)에 의해 회동부재(427)가 감싸지게 되므로, 돌출부(522)의 구동력전달부재(429) 가압시 구조적으로 안정적인 효과가 있다.
한편, 도 1 및 도 3을 참조하면, 기판인입유닛(900)은 기판(700)을 공정챔버(200) 내부로 인입시키도록 마련된다.
즉, 기판(700)이 기판인입유닛(900)의 상부에 올려지면 기판인입유닛(900)이 공정챔버(200) 내부로 이동 후 기판안착플레이트(330)측으로 상승하여 기판(700)이 기판안착플레이트(330)에 안착되고, 기판(700)이 클램프유닛(400)에 의해 가압되면, 기판인입유닛(900)이 기판안착플레이트(330)의 하측으로 하강 후 공정챔버(200) 외부로 이동하게 된다.
여기서, 기판인입유닛(900)은 구동로봇(미도시)에 결합될 수 있도록 구동로봇결합부재(930)가 마련되어 있다. 즉, 구동로봇(미도시)이 기판인입유닛(900)의 구동로봇결합부재(930)에 결합되어 전후좌우상하 방향으로 이동하는 것을 통해 기판인입유닛(900)의 이동이 제어될 수 있다.
그리고, 도 1을 참조하면, 기판인입유닛(900)은 기판(700)을 지지하는 기판지지부재(910)와, 기판지지부재(910)에 결합되며 기판(700)이 올려지는 기판로딩부재(920)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 기판지지부재(910)는, 기판(700)이 올려지는 기판로딩부재(920)의 일측에서 기판로딩부재(920)에 결합되어 기판로딩부재(920)와 기판(700)을 지지하도록 마련된다.
그리고, 도 1을 참조하면, 전술한 클램프유닛(400)은 복수로 마련될 수 있는데, 이 경우, 기판로딩부재(920)는 제1클램프유닛(400a)과, 제1클램프유닛(400a)으로부터 이웃하게 배치되는 제2클램프유닛(400b)의 사이로 이동가능하게 마련될 수 있다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판로딩부재(920)가 복수의 클램프유닛(400a,400b) 사이를 통해 이동가능하도록 마련되는데, 이에 의해, 기판가압유닛(410)이 유동하는 경우나, 기판로딩부재(920)가 상승 또는 하강하는 경우, 기판로딩부재(920)와 기판가압유닛(410)이 상호 부딪혀 간섭되는 것을 방지하게 된다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 회전 장치(100)에서 기판(700)을 회전시키는 기판플립유닛(300)에 클램프유닛(400)이 유동가능하게 결합되어 기판(700)이 기판플립유닛(300)에 안착된 후 회전하는 것을 통해 플립공정이 진행되는 플립공정의 작용 및 효과에 대해 설명한다
도 2를 참조하면, 기판(700)이 기판플립유닛(300) 내부로 인입되기 전, 클램프구동유닛(500)은 구동력전달부재(429)에 접촉 해제되어 있고, 기판가압유닛(410)은 기판안착플레이트(330)의 하부에 위치될 수 있다. 여기서, 개폐부재(도 2 내지 도 5에는 미도시)는 기판플립유닛(300)을 개방하도록 마련된다.
그리고, 도 3을 참조하면, 클램프구동유닛(500)이 구동력전달부재(429)에 접촉되어 구동력전달부재(429)를 가압하게 되고, 구동력전달부재(429)에 결합된 회동부재(427)가 도 3을 기준으로 시계방향으로 회동하며, 회동부재(427)에 결합되는 기판가압유닛구동부재(421)도 이에 연동되어 시계방향으로 회동하게 된다.
여기서, 기판가압유닛구동부재(421)의 하측에는 기판가압유닛(410)이 접촉되어 있으므로, 기판가압유닛구동부재(421)가 시계방향으로 회동하면서 기판가압유닛(421)을 가압하게 된다.
그리고, 기판가압유닛(421)은 상하이동가이드(800)를 따라 하측으로 이동하게 된다.
여기서, 기판(700)이 로딩되어 있는 기판인입유닛(900)에 결합되는 구동로봇(미도시)이 작동하여, 기판인입유닛(900)이 도 3의 개방공간(S)을 통해 기판플립유닛(300)의 내부로 이동하게 되고, 기판안착플레이트(330)가 배치되어 있는 상측방향으로 이동하게 된다.
이때, 기판인입유닛(900)의 기판로딩부재(920)는 복수의 클램프유닛(400a,400b) 사이를 통해 상측방향으로 이동하므로(도 1 참조), 기판로딩부재(920)와 기판가압유닛(410)은 상호 간섭되지 않게 된다.
그리고, 도 4를 참조하면, 기판안착플레이트(330)의 하측에 결합되어 있는 충격완화유닛(331)에 의해, 기판(700)은 파손없이 기판안착플레이트(330)에 안착될 수 있게 되고, 이후, 클램프구동유닛(500)이 구동력전달부재(429)로부터 접촉 해제된다.
이 경우, 코일스프링이 기판가압유닛(410)에 탄성회복력을 제공하면 기판가압유닛(410)이 상하이동가이드(800)를 따라 상측으로 이동하면서 기판가압유닛(410)에 접촉되는 기판(700)을 상측으로 가압하게 된다.
즉, 기판가압유닛(410)은 코일스프링의 작용에 의해 도 4를 기준으로 상측으로 이동하게 되고, 기판안착플레이트(330)에 안착되어 있는 기판(700)의 하측에 접촉되어 기판(700)을 상측방향으로 가압하게 된다.
그리고, 도 5를 참조하면, 기판인입유닛(900)이 하강하게 되고 기판인입유닛(900)에 로딩된 기판(700)이 기판인입유닛(900)으로부터 떨어지게 된다.
이에 의해, 기판(700)은 기판안착플레이트(330)와 기판가압유닛(410) 사이에서 지지되어 고정될 수 있게 된다.
그리고, 도 6을 참조하면, 기판인입유닛(900)이 구동로봇(미도시)의 작동에 의해 기판플립유닛(300)의 외부로 이동하게 되고, 이후, 개폐부재(350)가 기판플립유닛(300)을 폐쇄하게 된다.
다음, 도 7을 참조하면, 공정챔버(200) 내부에서 기판플립유닛(300)이 회전구동유닛(340, 도 1 참조)에 의해 180°회전하는 플립공정이 수행되며, 이에 의해, 기판(700)의 상판과 하판의 상호 위치가 변경되어질 수 있게 된다.
그리고, 플립공정이 완료된 후 기판(700)은 증착공정이 진행되는 증착공정챔버로 이동되어지며, 이후, 증착공정이 진행된다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100 : 기판 회전 장치 200 : 공정챔버
300 : 기판플립유닛 310 : 바닥플레이트
320 : 측면플레이트 330 : 기판안착플레이트
331 : 충격완화유닛 340 : 회전구동유닛
350 : 개폐부재 400 : 클램프유닛
410 : 기판가압유닛 420 : 구동력전달유닛
421 : 기판가압유닛구동부재 422 : 회동부재결합부
423 : 기판가압유닛가압부 424 : 중간연결부
427 : 회동부재 429 : 구동력전달부재
500 : 클램프구동유닛 510 : 실린더유닛
520 : 푸시유닛 521 : 연결패킷
522 : 돌출부 600 : 탄성유닛
700 : 기판 800 : 상하이동가이드
900 : 기판인입유닛 910 : 기판지지부재
920 : 기판로딩부재 930 : 구동로봇결합부재

Claims (20)

  1. 기판의 회전이 진행되도록 마련되는 공정챔버;
    상기 공정챔버 내부에 배치되며 상기 기판이 안착되는 경우 상기 기판을 회전시키는 기판플립유닛; 및
    상기 기판플립유닛에 유동(遊動)가능하게 결합되며, 상기 기판이 상기 기판플립유닛에 안착되도록 상기 기판을 가압하는 클램프유닛을 포함하는 기판 회전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 클램프유닛에 접촉 또는 접촉해제되어 상기 클램프유닛을 구동시키는 클램프구동유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 클램프유닛에 결합되며, 상기 클램프유닛에 탄성력을 제공하는 탄성유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 클램프유닛은,
    상기 기판에 접촉되어 상기 기판을 가압하도록 마련되는 기판가압유닛;
    상기 기판가압유닛에 접촉되어 상기 기판가압유닛에 구동력을 전달하는 구동력전달유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 구동력전달유닛은,
    상기 기판가압유닛에 접촉되는 기판가압유닛구동부재;
    상기 기판가압유닛구동부재에 결합되며, 회동축을 중심으로 회동가능하게 마련되는 회동부재; 및
    상기 회동부재에 결합되며, 상기 클램프구동유닛이 접촉되도록 마련되는 구동력전달부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 탄성유닛은 코일스프링으로 마련되며,
    상기 코일스프링의 일측이 상기 기판플립유닛에 결합되고, 상기 코일스프링의 타측이 상기 기판가압유닛에 결합되는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기판가압유닛에 결합되어 상기 기판가압유닛의 상하방향 이동을 가이드하는 상하이동가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 상하이동가이드는 LM가이드(Linear Motion Guide)로 마련되는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판가압유닛구동부재는,
    상기 회동부재에 결합되는 회동부재결합부;
    상기 회동부재결합부로부터 이격되어 배치되며, 상기 기판가압유닛을 가압하는 기판가압유닛가압부; 및
    상기 회동부재결합부와 상기 기판가압유닛가압부를 연결하는 중간연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기판가압유닛은 상기 기판의 하측에서 상측방향으로 상기 기판을 가압하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 기판플립유닛은,
    하측에 배치되는 바닥플레이트;
    상기 바닥플레이트의 측면에 결합되는 측면플레이트; 및
    상기 측면플레이트에 결합되며 상기 기판이 안착되는 기판안착플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기판은 상기 기판안착플레이트의 하측에 안착되는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 기판 안착시의 충격을 완화하기 위해 상기 기판안착플레이트의 하측에 결합되는 충격완화유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 충격완화유닛은 폴리에텔에텔 케톤(Polyetherether Ketone,PEEK)으로 마련되는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 기판을 상기 공정챔버 내부로 인입시키도록 마련되는 기판인입유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 기판인입유닛은,
    상기 기판을 지지하는 기판지지플레이트; 및
    상기 기판지지플레이트에 결합되며 상기 기판이 올려지는 기판로딩부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 클램프유닛은 복수로 마련되며,
    상기 기판로딩부재는,
    제1클램프유닛과, 상기 제1클램프유닛으로부터 이웃하게 배치되는 제2클램프유닛의 사이로 이동가능하게 마련되는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  18. 제2항에 있어서,
    상기 클램프구동유닛은,
    상기 공정챔버의 외부에 배치되는 실린더유닛; 및
    상기 실린더유닛에 결합되고, 상기 공정챔버 내부의 상기 클램프유닛에 접촉되어 상기 클램프유닛을 가압하는 푸시유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 푸시유닛은,
    상기 실린더유닛에 결합되는 연결패킷; 및
    상기 연결패킷에 결합되며, 상기 클램프유닛을 가압하도록 마련되는 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 돌출부는 한 쌍으로 마련되어 상기 연결패킷의 상측과 하측에 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 기판 회전 장치.
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