KR20210006609A - 기판 정렬 장치 - Google Patents

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KR20210006609A
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Abstract

본 발명은 다양한 크기의 기판을 정렬하는 기판 정렬 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 기판 정렬 장치는, 기판이 안착되는 스테이지와, 상기 스테이지 내에 구비되며, 기판의 크기를 인식하기 위한 복수의 기판감지센서와, 상기 스테이지 내에 구비되고, 상기 기판을 정렬하기 위한 복수의 정렬 유닛 및 상기 복수의 기판감지센서의 감지여부에 기반하여 상기 기판의 크기를 판단하고, 상기 판단된 기판의 크기에 기반하여 상기 복수의 정렬 유닛을 선택적으로 구동하는 제어부를 포함한다.

Description

기판 정렬 장치{ALIGNMENT DEVICE FOR SUBSTRATE}
본 발명은 기판을 정렬하는 기판 정렬 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다양한 크기의 기판을 정렬할 수 있는 기판 정렬 장치에 관한 것이다.
기판(substrate)은 표면에 전기 회로 배선 등의 박막이 형성될 수 있도록 구성된 판(plate)으로서, 최근 전자산업의 발달에 따라 다양한 형상, 크기 및 소재의 기판들이 연구, 개발되어 왔다.
기판은 화상을 표시하는 표시 장치로서 액정 표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 전계 방출 표시장치(FED:Field Emission Display), 플라즈마 표시장치(PDP: Plasma Display Panel) 및 유기 발광 표시장치(Organic Light Emitting Display) 등의 표시부, 터치 패널 등의 각종 베이스(base)로 사용되며, 다양한 크기의 기판이 존재한다.
도 1은 종래의 기판 정렬 장치의 기판정렬 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 기판 정렬 장치의 기판정렬 과정은 스테이지 안착 단계(S11), 기판정렬단계(S12), 정렬여부검사단게(S13)을 포함한다.
종래의 기판 정렬 장치는 하나의 크기를 갖는 기판에 대해서만 정렬할 수 있을 뿐, 다른 크기를 갖는 기판에 대해서는 정렬할 수 없다는 문제가 존재한다.
대한민국 특허출원 번호 10-2015-0078012
본 발명은, 다양한 크기의 기판을 정렬할 수 있는 기판 정렬 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 기판 정렬 장치는 기판이 안착되는 스테이지; 상기 스테이지 내에 구비되며, 기판의 크기를 인식하기 위한 복수의 기판감지센서; 상기 스테이지 내에 구비되고, 상기 기판을 정렬하기 위한 복수의 정렬 유닛; 및 상기 복수의 기판감지센서의 감지여부에 기반하여 상기 기판의 크기를 판단하고, 상기 판단된 기판의 크기에 기반하여 상기 복수의 정렬 유닛을 선택적으로 구동하는 제어부를 포함한다.
또한 실시예에 있어서, 상기 복수의 기판감지센서는, 상기 스테이지의 횡방향을 따라 구비되며, 상기 기판의 횡방향 크기를 인식하는 복수의 횡방향 기판감지센서; 및 상기 스테이지의 종방향을 따라 구비되며, 상기 기판의 종방향 크기를 인식하는 복수의 종방향 기판감지센서를 포함한다.
또한 실시예에 있어서, 상기 복수의 횡방향 감지센서는 횡방향의 하나의 라인을 따라 구비되며, 상기 복수의 종방향 감지센서는 종방향의 하나의 라인을 따라 구비된다.
또한 실시예에 있어서, 상기 정렬 유닛은, 상기 제어부에 제어 하에 상기 스테이지 내에서 상기 스테이지상으로 돌출된 후 횡방향으로 이동하여 상기 기판의 횡방향 위치를 정렬하는 복수의 횡방향 정렬 유닛 및; 상기 제어부에 제어 하에 상기 스테이지 내에서 스테이지로 상으로 돌출된 후 종방향으로 이동하어 상기 기판의 종방향 위치를 정렬하는 복수의 종방향 정렬 유닛을 포함한다.
또한 실시예에 있어서, 상기 스테이지는, 상기 복수의 종방향 정렬 유닛 및 상기 복수의 횡방향 정렬 유닛의 이동경로 각각을 따라 상기 스테이지에 형성되는 개구부를 포함한다.
또한 실시예에 있어서, 상기 정렬된 기판의 틀어짐을 영상으로 확인하기 위한 마크얼라인 유닛을 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 기판감지센서를 이용하여 기판의 크기를 감지할 수 있으며, 기판의 크기 감지결과에 기반하여 정렬 유닛을 이용하여 기판을 정렬할 수 있다.
따라서 다양한 크기의 기판을 하나의 기판 정렬 장치에서 정렬되므로, 다양한 크기의 기판마다 별도의 기판 정렬 장치를 구비할 필요가 없다.
도 1은 종래의 기판 정렬 장치의 기판정렬 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 정렬 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 기판 정렬 장치의 기판정렬 과정을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 기판 정렬 장치를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 동일한 명칭의 구성 요소에 대하여 도면에 따라 다른 참조부호를 부여할 수도 있으며, 서로 다른 도면임에도 불구하고 동일한 참조부호를 부여할 수도 있다. 그러나, 이와 같은 경우라 하더라도 해당 구성 요소가 실시예에 따라 서로 다른 기능을 갖는다는 것을 의미하거나, 서로 다른 실시예에서 동일한 기능을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 각각의 구성 요소의 기능은 해당 실시예에서의 각각의 구성 요소에 대한 설명에 기초하여 판단하여야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 정렬 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
본 발명의 기판 정렬 장치(10)는 포토/잉크젯 공정과 같은 기판의 공정처리를 위한 기판처리장치 내에 구비될 수 있다.
기판 정렬 장치(10)는 컨베이어, 이송로봇 등과 같은 이송수단에 의해 안착되는 기판을 스테이지 상에서 정렬한다.
도 2를 참조하면, 기판 정렬 장치(10)는 몸체(100), 기판이 안착되고 기판을 정렬하기 위한 수단이 구비된 스테이지(200)와, 스테이지(200)를 제어하는 제어부(300)를 포함한다.
몸체(100)는 스테이지(200)를 지지하며, 스테이지(200)를 구동하기 위한 구동유닛 등을 포함할 수 있다. 스테이지(200)는 기판을 안착하고, 기판 크기를 감지하고, 기판을 정렬한다.
스테이지(200)는, 다양한 크기의 기판을 정렬할 수 있도록, 다양한 크기의 기판에 대응되는 영역 각각에 지지핀(210), 기판감지센서(220), 정렬 유닛(230), 마크얼라인 유닛(240)을 포함한다.
다양한 크기의 기판은 규격화되어 있기 때문에, 규격화된 크기의 기판들이 놓이는 스테이지상의 영역 즉, A영역, B영역, C영역, D영역, E영역, F영역 등으로 점선으로 나타낼 수 있다. 점선은 실제 스테이지 상에 표시될 수도 있고, 표시되지 않을 수도 있다. 영역의 개수는 더 적을 수도 있고, 더 많을 수도 있다.
A영역에 대응되는 크기를 갖는 기판은 이송수단에 의해 A영역에 로딩된다. 마찬가지로 B영역, C영역, D영역, F영역에 각각 대응되는 크기를 갖는 기판은 B영역, C영역, D영역, F영역에 로딩된다. 이처럼 각 영역에 로딩된 기판은 정렬이 되지 않은 상태이므로 이후 공정을 진행하기 위해서는 반드시 기판의 스테이지에 대한 정렬이 필요하다.
지지핀(210)은 스테이지(200)에 기판이 로딩되어 기판의 크기를 감지하는 동안 기판을 스테이지(200)로부터 이격시켜 지지하는 기능을 수행한다.
지지핀(210)은 스테이지(200) 내부에 승강구동이 가능하도록 구비된다. 지지핀(210)은 기판이 로딩될 때 상승되며, 기판의 크기 감지가 완료되는 때까지 상승된 상태로 유지된다. 그리고 지지핀(210)은 기판의 크기 감지가 완료되면 스테이지(200) 내부로 하강 된다.
지지핀(210)은 A영역, B영역, C영역, D영역, E영역, F영역마다 각각 복수개로 구비될 수 있다. F영역은 E영역을 포함하고, E영역은 D영역을 포함하고, D영역은 C영역을 포함하고, C영역은 B영역을 포함하고, 그리고 B영역은 A영역을 포함한다. 지지핀(210)은 각 영역의 모서리 부분 또는 모서리 근처 부분마다 구비될 수 있다.
복수의 지지핀(210)은 기판이 로딩될 때 모두 상승되며, 기판의 크기 감지가 완료되는 때에 모두 하강된다. 지지핀(210)은 제어부(300)에 의해 제어된다.
기판감지센서(210)는 로딩된 기판의 크기를 감지하기 위한 센서이며, 복수개로 구성된다.
기판감지센서(210)는 스테이지(200) 내에 종방향을 따라 배열되는 종방향 감지센서(221)와, 스테이지(200) 내에 횡방향을 따라 배영되는 횡방향 감지센서(222)를 포함한다.
종방향 감지센서(221)는 기판의 종방향 크기를 인식하기 위한 센서이고, 횡방향 감지센서(222)는 기판의 횡방향 크기를 인식하기 우한 센서이다.
종방향 감지센서(221)는 종방향의 하나의 라인을 따라 복수개로 구비될 수 있고, 횡방향 감지센서(222)는 횡방향의 하나의 라인을 따라 복수개로 구비될 수 있다.
특히 종방향 감지센서(221)는 종방향의 하나의 라인을 따라 A영역, B영역 중 A영역과 중첩되지 영역, C영역 중 B영역과 중첩되지 않은 영역, D영역 중 C영역과 중첩되지 않은 영역, E영역 중 D영역과 중첩되지 않은 영역, F영역 중 E영역과 중첩되지 않은 영역에 각각 구비될 수 있다.
그리고 횡방향 감지센서(222)는 횡방향의 하나의 라인을 따라 A영역, B영역 중 A영역과 중첩되지 영역, C영역 중 B영역과 중첩되지 않은 영역, D영역 중 C영역과 중첩되지 않은 영역, E영역 중 D영역과 중첩되지 않은 영역, F영역 중 E영역과 중첩되지 않은 영역에 각각 구비될 수 있다.
상기와 같은 방식으로 종방향 감지센서(221) 및 횡방향 감지센서(222)가 배열되는 경우, 기판의 크기를 인식하기 위한 기판감지센서(220)의 수를 최소한으로 줄일 수 있다.
기판감지센서(220)는 지지핀(210)이 상승된 상태에서 기판의 크기를 감지한다. 기판감지센서(220)에 의해 생성되는 센서감지정보는 제어부(300)로 전송된다.
제어부(300)는 센서감지정보에 기반하여 기판의 크기를 판단한다. 예를 들어, A영역을 포함하는 B영역 내의 기판감지센서(220)가 기판을 감지한 경우, 제어부(300)는 스테이지(200)에 로딩된 기판의 크기를 B영역에 대응되는 크기를 갖는 기판으로 판단할 수 있다. 제어부(300)는 지지핀(210)을 하강시시킨 후, 판단된 기판의 크기에 기반하여 정렬 유닛(200)을 제어한다.
정렬 유닛(230)은 제어부(300)의 제어에 따라 기판을 스테이지 상에서 정렬한다. 정렬 유닛(230)은 스테이지 내에 복수개로 구비된다.
기판의 크기가 판단되면 , 복수개의 정렬 유닛(230) 중 해당 크기의 기판을 정렬하기 위한 일부의 정렬 유닛(230)이 스테이지로부터 돌출되고, 횡방향 또는 일방향으로 이동하여 기판을 정렬한다.
정렬 유닛(230)은 기판을 정렬하기 위한 종방향 정렬 유닛(231)과 횡방향 정렬 유닛(232)를 포함한다.
종방향 정렬 유닛(231)은 스테이지 상에서 돌출된 후 종방향으로 이동하여 기판의 종방향 위치를 정렬하고, 횡방향 정렬 유닛(232)는 스테이지 상에서 돌출된 후 횡방향으로 이동하여 기판의 횡방향 위치를 정렬한다.
각각의 정렬유닛(230)은 실린더 또는 모터 등의 구동수단에 의해 승강되고, 종방향 또는 횡방향으로 이동 가능한 정렬핀 또는 정렬판 등의 정렬수단을 포함할 수 있다.
스테이지(200)에는 종방향 정렬 유닛(231)이 스테이지(200) 상으로 돌출된 상태에서 종방향으로 이동할 수 있도록 종방향 개구부(233)가 형성된다. 또한 스테이지(200)에는 횡방향 정렬 유닛(232)이 스테이지(200) 상으로 돌출된 상태에서 횡방향으로 이동할 수 있도록 스테이지 상에 횡방향 개구부(234)가 형성된다.
정렬 유닛(230)은 A영역, B영역, C영역, D영역, E영역, F영역 중 서로 인접하는 영역 각각에 구비된다.
제어부(300)는 센서감지정보에 기반하여 판단된 기판의 크기를 기반으로, 해당 크기에 대응되는 정렬 유닛(200)을 각각 제어한다.
예를 들어 제어부(300)가 스테이지(200)에 로딩된 기판의 크기를 B영역에 대응되는 크기를 갖는 기판으로 판단한 경우, B영역과 C영역이 인접한 영역에 구비되는 정렬유닛(230)을 구동한다.
마크얼라인 유닛(240)은 기판의 모서리에 형성되는 마크를 이용하여 기판의 틀어짐을 판단하고, 기판이 스테이지에 상세 정렬될 수 있게 한다.
판단결과에 기반하여 2차 얼라인 작업이 수행된다. 2차 얼라인 작업은 작업자가 스테이지를 조정함으로써 수행되거나 또는, 기판 정렬 장치가 자체적으로 조절할 수도 있다.
스테이지(200)에는 각 영역의 모서리에 구비되는 조명유닛이 기판의 마크를 비추고, 조명유닛에 의해 비춰지는 마크를 카메라 등의 촬상장치를 이용하여 영상을 촬영하고, 영상에 기반하여 기판의 상세정렬 여부가 판단될 수 있다.
제어부(300)는 스테이지(200) 내의 모든 구성을 제어한다. 기판 정렬 장치에 기판이 로딩되면, 제어부는 지지핀(210)을 승강구동한다. 그리고 기판의 크기 판단이 완료되면, 제어부는 지지핀(210)을 하강구동한다.
특히 제어부(300)는 복수의 감지센서에 의해 생성되는 센서감지정보를 복수의 감지센서로부터 수신하고, 이를 기반으로 기판의 크기를 판단한다.
제어부(300)는 판단된 기판의 크기를 기반으로, 정렬 유닛을 선택적으로 구동한다. 예를 들어 A영역에 대응되는 크기를 갖는 기판이 A영역에 로딩된 경우, A영역의 기판을 정렬할 수 있는 정렬 유닛만을 선택적으로 구동한다.
본 발명에 따르면, 다양한 크기의 기판을 하나의 기판 정렬 장치에서 정렬되므로, 다양한 크기의 기판마다 별도의 기판 정렬 장치를 구비할 필요가 없다.
본 발명에 따르면, 기판감지센서를 이용하여 기판의 크기를 감지할 수 있으며, 기판의 크기 감지결과에 기반하여 정렬 유닛을 이용하여 기판을 정렬할 수 있다.
도 3은 본 발명의 기판 정렬 장치의 기판정렬 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 기판 정렬 장치의 기판정렬과정은 기판 로딩 단계(S100), 기판의 크기 감지 단계(S200), 기판의 초기 정렬 단계(S300), 기판의 상세 정렬 단계(S400)을 포함한다.
기판 로딩 단계(S100)에서는, 기판이 이송되어 기판 정렬 장치에 로딩된다. 이때 지지핀은 승강된 상태를 유지한다.
기판의 크기 감지 단계(S200)에서는 복수의 기판감지센서를 이용하여 기판의 크기를 판단한다.
기판의 초기 정렬 단계(S300)에서는, 기판의 크기를 기반으로, 정렬 유닛을 구동하여 기판을 정렬한다. 기판의 초기 정렬 단계(S300)는 지지핀이 하강된 상태에서 이루어진다.
기판의 상세 정렬 단계(S400)에서는, 초기 정렬 단계를 거친 기판을 마크얼라인 유닛을 이용하여 기판을 상세 정렬한다.
이상에서 설명한 실시예들은 그 일 예로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 기판 정렬 장치 100: 몸체
200: 스테이지 210: 지지핀
220: 기판감지센서 230: 정렬 유닛
240: 마크얼라인 유닛 300: 제어부

Claims (6)

  1. 기판이 안착되는 스테이지;
    상기 스테이지 내에 구비되며, 기판의 크기를 인식하기 위한 복수의 기판감지센서;
    상기 스테이지 내에 구비되고, 상기 기판을 정렬하기 위한 복수의 정렬 유닛; 및
    상기 복수의 기판감지센서의 센서감지정보에 기반하여 상기 기판의 크기를 판단하고, 상기 판단된 기판의 크기에 기반하여 상기 복수의 정렬 유닛을 선택적으로 구동하는 제어부를 포함하는 기판 정렬 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 기판감지센서는,
    상기 스테이지의 횡방향을 따라 구비되며, 상기 기판의 횡방향 크기를 인식하는 복수의 횡방향 기판감지센서; 및
    상기 스테이지의 종방향을 따라 구비되며, 상기 기판의 종방향 크기를 인식하는 복수의 종방향 기판감지센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 횡방향 감지센서는 횡방향의 하나의 라인을 따라 구비되며,
    상기 복수의 종방향 감지센서는 종방향의 하나의 라인을 따라 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 정렬 유닛은,
    상기 제어부에 제어 하에 상기 스테이지 내에서 상기 스테이지상으로 돌출된 후 횡방향으로 이동하여 상기 기판의 횡방향 위치를 정렬하는 복수의 횡방향 정렬 유닛 및;
    상기 제어부에 제어 하에 상기 스테이지 내에서 스테이지로 상으로 돌출된 후 종방향으로 이동하어 상기 기판의 종방향 위치를 정렬하는 복수의 종방향 정렬 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스테이지는, 상기 복수의 종방향 정렬 유닛 및 상기 복수의 횡방향 정렬 유닛의 이동경로 각각을 따라 상기 스테이지에 형성되는 개구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 정렬된 기판의 틀어짐을 영상으로 확인하기 위한 마크얼라인 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 장치.
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