WO2010147437A2 - 대면적 기판처리 시스템의 기판 이송 장치 - Google Patents

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WO2010147437A2
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reduction unit
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허관선
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주식회사 테라세미콘
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    • B65G2249/00Aspects relating to conveying systems for the manufacture of fragile sheets
    • B65G2249/02Controlled or contamination-free environments or clean space conditions

Definitions

  • the present invention relates to a substrate transfer device applied to a large area substrate processing system. More specifically, the present invention allows a boat equipped with a plurality of substrates in a large area substrate processing system for a flat panel display to be easily transported to a chamber providing a substrate processing space and by reducing the components of the substrate transfer apparatus.
  • the present invention relates to a substrate transfer device of a large-area substrate processing system that reduces manufacturing costs and facilitates motor maintenance and management.
  • Large-area substrate processing systems can be broadly divided into single-sheet systems for processing one large-area substrate at a time and batch systems for processing a plurality of large-area substrates at a time.
  • the single-leaf system has the advantage of simple configuration of the device, but the disadvantage of low productivity, the batch system is in the spotlight for the recent mass production.
  • FIG. 1 is a view showing such a conventional substrate transfer apparatus 1.
  • the conventional substrate transfer apparatus 1 includes four driving units 2, two transmission belts 3, and two power generating motors 4.
  • one transmission belt 3 operates to drive two driving units 2. It is driven by moving up and down.
  • a plurality of large-area substrates are transferred at one time, so that a relatively high load is applied to the substrate transfer apparatus. Therefore, in the batch system, it is most important to secure the transfer stability of the substrate transfer apparatus, and in particular, in the process of transferring the plurality of substrates up and down, it is important to maintain the horizontality of each substrate. . This is because if the substrate fails to be leveled during the substrate transfer and the substrate is inclined to one side, not only the substrate may be damaged but also the large-area substrate processing system may fail or lead to a large safety accident. .
  • the present invention has been made in order to solve the above problems, the power generating motor is used as a single, the motor is directly connected to the deceleration portion to directly transfer the power of the motor to reduce the manufacturing cost according to the reduction of components It is an object of the present invention to provide a substrate transfer apparatus for a large-area substrate processing system.
  • the present invention is a motor used as a power source is installed on the outer side of the frame for supporting the chamber to provide a substrate processing space from the lower side of the large area substrate processing system of the substrate processing system for easy maintenance and management of the motor It aims to provide.
  • an object of the present invention is to provide a substrate transfer apparatus that can easily maintain the horizontal of the substrate in the transfer process of the substrate by the same ratio of the reduction gears of the plurality of reduction units because the plurality of reduction units are operated by one motor. do.
  • the motor since the motor is directly connected to the deceleration portion of the substrate transfer device, since the rotational force of the motor is directly transmitted to the substrate transfer device without a separate component, the components for power transmission are reduced, thereby reducing the manufacturing cost of the substrate transfer device. Effect.
  • the motor used as the power source is provided on the outer side of the frame for supporting the chamber for providing the substrate processing space from the lower side has the effect of easy maintenance and management of the motor.
  • the reduction ratios of the plurality of reduction units are equal to each other, thereby making it possible to easily maintain the horizontality of the substrate during the transfer process of the substrate.
  • the plurality of substrates can be efficiently and safely loaded into or unloaded from the chamber.
  • FIG. 1 is a view showing a substrate transfer apparatus according to the prior art.
  • FIG. 2 is a view showing a state in which the substrate transfer apparatus according to an embodiment of the present invention is installed to the inside of the frame.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of a substrate transfer apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view showing the configuration of a substrate transfer apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • drive unit (including first, second, third and fourth drive unit)
  • a substrate transfer apparatus is a substrate transfer apparatus applied to a large area substrate processing system, comprising: a single transmission unit for generating power for transfer of a substrate; A plurality of reduction units for reducing the rotational speed of the transmission unit; And a plurality of driving units for moving the substrate while moving up and down by the power transmitted through the reduction unit, wherein the transmission unit is directly connected to the reduction unit, and the plurality of driving units are simultaneously driven by the transmission unit. It is characterized by.
  • the transmission part may be disposed on an outer side of a frame that supports a chamber that provides a substrate processing space.
  • the deceleration unit may include an input shaft that receives the rotational force of the transmission unit and an output shaft that transmits the rotational force to the drive unit.
  • the reduction unit may further include an auxiliary output shaft that transmits rotational force to a neighboring reduction unit.
  • the deceleration unit includes a first gear box including first to fourth deceleration units and connected to an auxiliary output shaft of the first deceleration unit and an input shaft of the second deceleration unit; A second gear box connected to an input shaft of the third reduction unit and an input shaft of the fourth reduction unit; It may further include a connecting shaft for connecting the first gear box and the second gear box.
  • the first to fourth reduction units may be arranged in a symmetrical shape.
  • the rotational speed of the input shaft of the reduction unit and the rotational speed of the auxiliary output shaft of the reduction unit may be the same.
  • the deceleration unit may include a worm gear.
  • the reduction unit may include first to fourth reduction units, and the reduction ratios of the first to fourth reduction units may be the same.
  • the drive unit may include a ball screw.
  • FIG. 2 to 4 are views showing the configuration of the substrate transfer apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which the substrate transfer device 100 according to an embodiment of the present invention is disposed inward of the frame 10. 3 is a perspective view showing the configuration of the substrate transfer apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. 4 is an exploded perspective view showing the configuration of the substrate transfer apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the substrate transfer apparatus 100 is disposed inside the frame 10.
  • the frame 10 is a structure for supporting a chamber (not shown) that provides a substrate processing space for a plurality of substrates at the bottom of the chamber.
  • the substrate transfer apparatus 100 may be disposed in the internal space of the frame 10.
  • the substrate transfer apparatus 100 may be disposed inside the frame 10 to transfer a boat (not shown) mounted with a substrate (not shown) up and down as described below to load and unload the boat into the chamber. .
  • the frame 10 may be manufactured in the form of a cube using a metal beam, an angle, a profile, or the like.
  • the frame 10 since the chamber providing the substrate processing space is mounted on the upper portion of the frame 10, the frame 10 is preferably manufactured in a size and strength that the chamber can be mounted stably.
  • the inside of the frame 10 preferably has a sufficient width so that the substrate transfer device 100 can be disposed.
  • the substrate transfer apparatus 100 may basically include a transmission unit M, a reduction unit 200, and a driver 300.
  • the transmission unit M, the reduction unit 200, and the driving unit 300 which are basic components of the substrate transfer device 100, will be described in detail.
  • the substrate transfer apparatus 100 may include a transmission unit M.
  • the transmission unit M may perform a function of generating power for moving the driving unit 300 up and down.
  • the electric part M may mean a power generating motor M which is generally used throughout homes and industrial sites. In this sense, in the following description, the transmission unit M will be referred to as a motor M.
  • the motor M is installed as a single piece.
  • the reason for installing a single motor (M) can be largely divided into two. First, one is to reduce the manufacturing cost of the substrate transfer apparatus 100 by minimizing the number of motor (M) is installed. Next, another one is to control the reduction ratios of the plurality of reduction units 200 connected to the motor M in the same manner to easily maintain the level of the substrate in the transfer process of the substrate. This will be described later.
  • the position where the single motor M is installed is not particularly limited. Therefore, the motor M may be disposed at the center, front, or side of the substrate transfer apparatus 100 according to the object of the present invention. However, as shown in FIG. 2, preferably, the motor M may be installed at the rear of the outer side of the frame 10 supporting the chamber. In such a case, there is an advantage in that the motor M can be easily maintained even when an abnormality occurs in the motor M.
  • FIG. 2 is an advantage in that the motor M can be easily maintained even when an abnormality occurs in the motor M.
  • the motor M is directly connected to the reduction unit 200.
  • the motor M is directly connected to the speed reduction unit 200, the motor M and the speed reduction unit 200 are not connected to each other by using a transmission means such as a belt, but using a rotating shaft configured in the form of a shaft. (M) may mean that the reduction unit 200 is connected.
  • Coupling 110 may be used.
  • the rotation shaft and the first axis of the motor M are coupled using the coupling 110.
  • the input shaft 212 of the reduction unit 210 may be connected.
  • Coupling 110 is a device that performs the function of connecting the two rotary shafts close to each other, when using the coupling 110 can easily directly connect the motor (M) with the reduction unit 200.
  • the type of coupling 100 used is not particularly limited, but a flange 110 coupling 110 may be used as shown in FIGS. 3 and 4.
  • the rotating shaft of the motor (M) rotates, the rotating shaft of the motor (M) with a coupling strength that is not released by the load of the substrate and the rotational force of the motor (M) It is preferable to connect the reduction unit 200.
  • the auxiliary output shaft of the first reduction unit 210 as well as the coupling 110 connects the rotation shaft of the motor M and the input shaft 212 of the first reduction unit 210.
  • 216 and the input shaft 252 of the first gear box 250, which will be described later, are also used.
  • the coupling 110 may be used as a whole when connecting the shaft and the shaft in the present invention. Therefore, in the following description, the coupling 110 is considered to be selectively used when connecting the shaft and the description related to the coupling 110 will be omitted.
  • the substrate transfer apparatus 100 may include a reduction unit 200.
  • the reduction unit 200 may perform a function of reducing the rotational speed of the motor M at a speed suitable for the driving unit 300 to move up and down.
  • the reduction unit 200 is located between the motor (M) and the driving unit (300). That is, the reduction unit 200 is located between the motor M and the driving unit 300 to adjust the rotational force of the motor (M) and transfer the adjusted rotational force to the driving unit 300, the substrate transfer device 100 It can perform the function of lifting the boat smoothly.
  • the reduction unit 200 may be composed of a worm gear and a worm wheel. Since the worm wheel and the worm gear have a large deceleration ratio of the rotation speed, when the reduction unit 200 is configured with the worm wheel and the worm gear, there is an advantage in that the configuration of the reduction unit 200 can be simplified.
  • the deceleration part 200 which is composed of a worm wheel and a worm gear, may also serve as a brake, when the boat reaches a desired substrate processing position in the chamber, it may also perform a function of preventing the boat from moving at that position. It becomes possible.
  • the speed reduction unit 200 of the present invention is composed of a plurality.
  • the number of the reduction units 200 is not particularly limited, but preferably four as shown in FIGS. 3 and 4. In this sense, it will be assumed and described below that the number of the reduction units 200 of the present invention is four.
  • the speed reduction unit 200 of the present invention may be configured with four, that is, the first to fourth speed reduction units 210, 220, 230, and 240.
  • the first to fourth reduction units 210, 220, 230, and 240 have the same reduction ratio. Accordingly, the substrate can be easily leveled when the substrate transfer device 100 loads and unloads the substrate into the chamber. This will be described later.
  • each of the first to fourth reduction units 210, 220, 230, and 240 may have an input shaft 212, 222, 232, 242 and an output shaft 214, 224, having a predetermined length. 234, 244).
  • the input shafts 212, 222, 232, and 242 perform a function of receiving the rotational force of the motor M
  • the output shafts 214, 224, 234, and 244 correspond to the rotational force of the motor M.
  • a function of transmitting to 320, 330, and 340 may be performed.
  • the input shafts 212, 222, 232, 242 and the output shafts 214, 224, 234, 244 of each of the first to fourth reduction units 210, 220, 230, and 240 are perpendicular to each other. It is not limited.
  • the rotation directions of the output shafts 214, 224, 234, and 244 of the first to fourth reduction units are preferably configured to be the same, but are not necessarily limited thereto.
  • the first reduction unit 210 is connected to the input shaft 212 of the first reduction unit 210.
  • the direct connection with the motor (M) it may be confirmed that the first reduction unit 210 is directly connected to the motor M by connecting the input shaft 212 of the first reduction unit 210 with the rotation shaft of the motor M.
  • one of the plurality of reduction units 200 may be directly connected to the motor M.
  • the first reduction unit 210 is directly connected to the motor M.
  • the first reduction unit 210 directly connected to the motor M may include an auxiliary output shaft 216.
  • the auxiliary output shaft 216 may perform a function of transmitting the rotational force of the motor M to the neighboring deceleration unit 200.
  • the rotational force of the motor M transmitted to the neighboring deceleration unit 200 via the auxiliary output shaft 216 may be used to drive the driving unit 300 corresponding to the neighboring deceleration unit 200.
  • all of the second to fourth reduction units 220, 230, and 240 are included as the reduction unit adjacent to the first reduction unit 210. In other words.
  • the rotational force of the motor M is transmitted to the second to fourth reduction units 220, 230, and 240 via the auxiliary output shaft 216 of the first reduction unit 210, and the rotational force of the motor M thus transmitted. It may be understood that the second to fourth driving units 320, 330, and 340 are driven.
  • the rotational force of the motor M transmitted to the first reduction unit 210 may be transmitted to the output shaft 214.
  • the rotational force of the motor M transmitted to the first deceleration unit 210 can be transmitted to two axes (the output shaft 214 and the auxiliary output shaft 216).
  • the rotational speed of the output shaft 214 and the rotational speed of the auxiliary output shaft 216 may be different. That is because the rotation speed of the output shaft 214 is decelerated by the first deceleration unit 210, but the rotation speed of the auxiliary output shaft 216 is not decelerated by the first deceleration unit 210.
  • the rotation speed of the input shaft 212 of the first reduction unit 210 may be the same as the rotation speed of the auxiliary output shaft 216 of the first reduction unit 210.
  • first and second gear boxes 250 and 260 may be used to transmit the rotational force of the motor M by the auxiliary output shaft 216 of the first reduction unit 210.
  • first and second gear boxes 250 and 260 will be described.
  • the substrate transfer apparatus 100 may include a first gear box 250.
  • the first gear box 250 transfers the rotational force of the motor M transmitted through the auxiliary output shaft 216 of the first reduction unit 210 to the second reduction unit 220 and the second gear box 260 described later. It can perform the function of delivering.
  • the rotational force of the motor M transmitted to the second gear box 260 may be transmitted to the third and fourth reduction units 230 and 240 again.
  • the first gear box 250 performs a function of transmitting the rotational force of the motor M to the second to fourth reduction units 220, 230, and 240.
  • the first gear box 250 may include one input shaft 252 and two output shafts 254.
  • the input shaft 252 of the first gear box performs a function of receiving the rotational force of the motor (M)
  • the output shaft 254 of the first gear box 250 performs a function of transmitting the rotational force of the motor (M).
  • the input shaft 252 of the first gear box 250 is connected to the auxiliary output shaft 216 of the first reduction unit 210 and the output shaft of the first gear box 250.
  • One of the 254 may be connected to the input shaft 222 of the second reduction unit 220 and the other may be connected to the connecting shaft 270 which will be described later.
  • the rotation speed of the input shaft 252 and the output shaft 254 of the first gear box 250 may be the same.
  • the auxiliary output shaft 216 of the first reduction unit 210 and the input shaft 252 of the first gear box 250 are connected, the rotation shaft of the motor M, the input shaft 212 of the first reduction unit 210, And the rotation speed of the output shaft 254 of the first gear box 250 and the rotation shaft of the motor M may be the same, considering that the rotation speeds of the auxiliary output shaft 216 may be the same.
  • the rotational force of the motor M may be transmitted to the second to fourth reduction units 220, 230, and 240 as they are.
  • the output shaft 254 connected to the connecting shaft 270 of the output shaft 254 of the first gear box 250 and the input shaft 252 of the first gear box 250 are mutually different. It is preferable to make a right angle.
  • the substrate transfer apparatus 100 may include a connection shaft 270 having a predetermined length.
  • the connecting shaft 270 may perform a function of connecting the first gear box 250 and the second gear box 260.
  • one end of the connecting shaft 270 may be connected to the output shaft 254 of the first gear box 250, and the other end thereof may be connected to the input shaft 262 of the second gear box 260.
  • the rotation speed of the output shaft 254 of the first gear box 250, the connecting shaft 270, the input shaft 262 of the second gear box 260 may be the same.
  • At least one support 272 may be installed in the connecting shaft 270 to prevent sagging of the connecting shaft 270.
  • the substrate transfer apparatus 100 may include a second gear box 260.
  • the second gear box 260 may perform a function of transmitting the rotational force of the motor M transmitted through the connecting shaft 270 to the third and fourth reduction units 230 and 240.
  • the second gear box 260 may include one input shaft 262 and two output shafts 264.
  • one input shaft 262 may be connected to the connecting shaft 270
  • two output shafts 264 may be connected to the input shafts 232 and 242 of the third and fourth reduction units 230 and 240, respectively. .
  • the rotation speeds of the input shaft 262 and the output shaft 264 of the second gear box 260 may be the same. Accordingly, the rotational force of the motor M may be transmitted to the third to fourth reduction units 230 and 240 as they are.
  • the input shaft 262 and the output shaft 264 of the second gear box 260 is preferably perpendicular to each other.
  • the flow in which the rotational force of the motor M is transmitted in the substrate transfer device 100 including the first and second gear boxes 250 and 260 is as follows.
  • the rotational force of the motor M is transmitted to the first reduction unit 210 via the output shaft of the motor M and the input shaft 212 of the first reduction unit 210.
  • the rotational force of the motor M thus transmitted is transmitted to the output shaft 214 of the first deceleration unit 210 to drive the first driving unit 310, and also to the auxiliary output shaft 216.
  • the rotational force of the motor M transmitted to the auxiliary output shaft 216 is transmitted to the connecting shaft 270 via the input shaft 252 and the output shaft 254 of the first gear box 250, and further includes a second reduction gear ( It is transmitted to the second reduction unit 220 via the input shaft 222 of the 220.
  • the rotational force of the motor M transmitted to the second deceleration unit 220 is transmitted to the output shaft 224 of the second deceleration unit 220 to drive the second driving unit 320 and transmitted to the connection shaft 270.
  • the rotational force of the motor M is transmitted to the second gear box 260 via the input shaft 262 of the second gear box 260.
  • the rotational force of the motor M transmitted to the second gear box 260 passes through the output shaft 264 of the second gear box 260 and the input shaft 232 of the third reduction unit 230.
  • 230 is transmitted to the fourth reduction unit 240 via the output shaft 264 of the second gear box 260 and the input shaft 242 of the fourth reduction unit 240.
  • the rotational force of the motor M transmitted to the third and fourth speed reduction units 230 and 240 is transmitted to the output shafts 234 and 244 of the third and fourth speed reduction units 230 and 240, respectively.
  • the driving units 330 and 340 are driven.
  • the first to fourth reduction units 210, 220, 230, and 240 transmit the rotational force of the motor M using the first and second gear boxes 250 and 260.
  • the second reduction unit 220 is provided after the auxiliary output shaft (not shown) is additionally installed in the second and third reduction units 220 and 230 in addition to the auxiliary output shaft 216 of the first reduction unit 210.
  • Motor is connected directly to the input shaft 232 of the third reduction unit 230 and the auxiliary output shaft of the third reduction unit 230 is directly connected to the input shaft 242 of the fourth reduction unit 240.
  • the rotational force of M may be transmitted to each of the reduction units 210, 220, 230, and 240.
  • the substrate transfer apparatus may include a driver 300.
  • the driver 300 may perform a function of converting rotational power generated from the motor M into linear movement power. Accordingly, the driving unit 300 can move up and down, and as a result, it is possible to load and unload the boat on which the plurality of substrates are seated into the chamber.
  • the driving unit 300 may be configured in plural. At this time, the number of the driving unit 300 is always the same as the number of the reduction unit 200. In this sense, in the following description, it is assumed that the number of the driving units 300 is four and will be described.
  • four driving units 300 may be configured, that is, the first to fourth driving units 310, 320, 330, and 340.
  • each of the driving units 310, 320, 330, 340 is preferably installed to support the edge of the substrate in consideration of the size of the substrate.
  • the substrate is assumed to have a quadrangular shape, and the first to fourth driving units 310, 320, 330, and 340 are arranged to have a quadrangular shape.
  • the first to fourth driving units 310, 320, 330, and 340 preferably have the same configuration.
  • the first to fourth driving units 310, 320, 330, and 340 are positioned to the upper ends of the first to fourth reduction units 210, 220, 230, and 240. have. Also, the first to fourth driving units 310, 320, 330, and 340 confirm that the output shafts 214, 224, 234, and 244 of the first to fourth reduction units 210, 220, 230, and 240 are connected. Can be. As described above, the first to fourth driving units 310, 320, 330, and 340 may receive the rotational force of the motor M through the output shafts 214, 224, 234, and 244.
  • the drive unit 300 receives a rotational force of the motor (M) through the reduction unit 200 includes a nut that moves up and down along the spiral axis while rotating about the spiral axis It may comprise a ball screw (ball screw).
  • the ball screw method unlike the general screw method, transmits power by rolling motion and thus exhibits a transmission efficiency of about 90% or more. Therefore, the rotational force of the motor M can be utilized more efficiently.
  • each driving unit 310, 320, 330, and 340 includes a plurality of linear motion bushes 302 for supporting the operation of the ball screw.
  • semicircular grooves may be formed on the outer circumferential surface of each LM bush 302 in the vicinity of the contact between the nuts of each LM bush 302 and the driving unit 300.
  • Steel balls may be inserted into the semi-circular grooves.
  • the rotational force generated by one motor M may be transmitted to the first to fourth reduction units 210, 220, 230, and 240 equally, and the first to fourth reduction units ( The reduction ratios of 210, 220, 230, and 240 may be equal to each other.
  • the rotation direction and the rotation amount of the output shafts 214, 224, 234, and 244 may be the same.
  • the movement direction and the movement amount of the first to fourth driving units 310, 320, 330, and 340 connected to the output shafts 214, 224, 234, and 244 may be the same.
  • the moving directions and the moving amounts of the first to fourth driving units 310, 320, 330, and 340 are the same, so that the substrate may be horizontal when the substrate transfer device 100 loads and unloads the substrate into the chamber. Become an important factor.
  • the substrate transfer apparatus 100 is disposed inside the frame 10 for supporting the chamber providing the substrate processing space in the lower part of the chamber.
  • the motor M for generating power is disposed behind the outer side of the frame 10 supporting the chamber.
  • the boat (not shown) on which the plurality of substrates are mounted is positioned above the first to fourth driving units 310, 320, 330, and 340. This may mean that the first to fourth driving units 310, 320, 330, and 340 are positioned to support the boat at the bottom of the boat.
  • FIG. 1 The rotational force generated by the motor M is transmitted to the first to fourth reduction units 210, 220, 230, and 240 through various connection shafts and the first and second gear boxes 250 and 260.
  • the rotational force of the motor M transmitted to the first to fourth reduction units 210, 220, 230, and 240 is output shafts 214, 224, 234 of the first to fourth reduction units 210, 220, 230, 240. , 244, and the first to fourth drivers 310, 320, 330, and 340 move upward.
  • the boat supported by the first to fourth drives 310, 320, 330, and 340 is charged into the chamber, and as a result, a plurality of boats are loaded into the chamber. Substrates can be loaded into the chamber.
  • the first to fourth reduction units 210, 220, 230, and 240 may operate simultaneously by one motor (M) operation.
  • M motor
  • the substrate transfer apparatus 100 can be configured using a small number of motors M, the manufacturing cost of the substrate transfer apparatus 100 may be reduced.
  • the plurality of reduction units 200 are operated by one motor M, it is advantageous to control the reduction ratios of the plurality of reduction units 200 to be equal to each other. Since it is advantageous to control the rotation direction and the rotation amount of the output shaft of the same to each other, it is possible to easily maintain the horizontal of the substrate during the transfer process of the substrate.

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Abstract

평면 디스플레이용 대면적 기판처리 시스템에서 복수개의 기판이 장착된 보트가 기판처리 공간을 제공하는 챔버 내에서 상하로 용이하게 이송될 수 있도록 하고 구성요소의 감소에 의해 제작 원가가 절감되며 유지 보수 및 관리가 용이한 대면적 기판처리 시스템의 기판 이송 장치가 개시되었다. 본 발명에 따른 기판 이송 장치는, 대면적 기판처리 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.

Description

대면적 기판처리 시스템의 기판 이송 장치
본 발명은 대면적 기판처리 시스템에 적용되는 기판 이송 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 평면 디스플레이용 대면적 기판처리 시스템에서 복수개의 기판이 장착된 보트가 기판처리 공간을 제공하는 챔버로 용이하게 이송될 수 있도록 하고 구성요소의 감소에 의해 기판 이송 장치의 제조 원가가 절감되며 모터의 유지 보수 및 관리가 용이한 대면적 기판처리 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 기판처리 시스템에 대한 관심이 고조되고 있다.
대면적 기판처리 시스템은 크게 한번에 하나의 대면적 기판을 처리하는 매엽식 시스템과 한번에 복수개의 대면적 기판을 처리하는 배치식 시스템으로 구분될 수 있다. 매엽식 시스템은 장치의 구성이 간단한 이점이 있으나 생산성이 떨어지는 단점이 있어서 최근의 대량 생산용으로는 배치식 시스템이 각광을 받고 있다.
배치식 시스템에서는, 복수개의 대면적 기판을 챔버로 로딩 및 언로딩하기 위하여, 복수개의 대면적 기판이 안착된 보트를 상하로 이송하는 방법이 이용되고 있다. 도 1은 이러한 종래의 기판 이송 장치(1)를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 기판 이송 장치(1)는 네 개의 구동부(2), 두 개의 전동 벨트(3) 및 두 개의 동력 발생용 모터(4)를 포함하여 구성된다. 이러한 종래의 기판 이송 장치(1)는, 하나의 동력 발생용 모터(4)가 하나의 전동 벨트(3)로 동력을 전달하면, 하나의 전동 벨트(3)가 동작하여 두 개의 구동부(2)를 상하로 이동시키는 방식으로 구동되고 있다.
배치식 시스템에서는 복수개의 대면적 기판이 한번에 이송됨에 따라 상대적으로 기판 이송 장치에는 높은 하중이 가해지게 된다. 따라서, 배치식 시스템에서는 기판 이송 장치의 이송 안정성을 확보하는 것이 무엇보다 중요하게 되며, 특히 기판 이송 장치가 복수개의 기판을 상하로 이송하는 과정에서는 각 기판의 수평을 유지시키는 것이 무엇보다 중요하게 된다. 만일 기판 이송 과정에서 기판의 수평 유지에 실패하여 기판이 한쪽으로 기울어 떨어지게 되면, 기판의 손상뿐만 아니라 자칫하면 대면적 기판처리 시스템이 고장을 일으키거나 대형 안전 사고로 이어지는 결과가 초래될 수 있기 때문이다.
그러나, 도 1에 도시된 종래의 기판 이송 장치(1)에 따르면, 네 개의 구동부(2)가 서로 다른 두 개의 모터(4)에서 전달되는 동력에 의하여 구동됨에 따라, 복수개의 기판을 상하로 이송하는 과정에서 각 기판의 수평을 유지하는 것이 어렵게 되는 문제점이 있었다.
또한, 도 1에 도시된 종래의 기판 이송 장치(1)에 따르면, 전동 벨트(3)의 연동에 의하여 구동부(2)가 동작함에 따라, 센서 또는 마그네틱 브라켓과 같은 추가적인 구성요소가 필수적으로 설치되어야 하기 때문에, 기판 이송 장치를 제조하는데 많은 비용과 시간이 소모되게 되는 문제점이 있었다.
또한, 도 1에 도시된 종래의 기판 이송 장치(1)에 따르면, 동력 발생용 모터(4)가 기판 이송 장치(1)의 중앙에 위치함에 따라, 동력 발생용 모터(4)의 유지 보수가 어렵게 되는 문제점이 있었다.
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 기판처리 시스템의 기판 이송 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 동력원으로 사용하는 모터는 기판처리 공간을 제공하는 챔버를 하부에서 지지하는 프레임의 외부측에 설치되어 모터에 대한 유지 보수 및 관리가 용이한 대면적 기판처리 시스템의 기판 이송 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 하나의 모터에 의하여 복수개의 감속부가 동작하기 때문에 복수개의 감속부의 감속비를 서로 동일하게 하여 기판의 이송 과정에서 기판의 수평을 용이하게 유지할 수 있는 기판 이송 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 복수개의 기판을 챔버에 로딩시키거나 챔버로부터 언로딩시킬 수 있는 대면적 기판처리 시스템의 기판 이송 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의하면, 모터가 기판 이송 장치의 감속부에 직접 연결되어 별도의 구성요소 없이 모터의 회전력이 기판 이송 장치로 직접 전달되므로 동력 전달을 위한 구성요소가 감소되어 기판 이송 장치의 제조 원가가 절감되는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명에 의하면, 동력원으로 사용하는 모터는 기판처리 공간을 제공하는 챔버를 하부에서 지지하는 프레임의 외부측에 설치되어 모터에 대한 유지 보수 및 관리가 용이해지는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명에 의하면, 하나의 모터에 의하여 복수개의 감속부가 동작하기 때문에 복수개의 감속부의 감속비를 서로 동일하게 하여 기판의 이송 과정에서 기판의 수평을 용이하게 유지할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명에 의하면, 대면적 기판처리 시스템에서 복수개의 기판을 효율적이면서도 안전하게 챔버에 로딩시키거나 챔버로부터 언로딩시킬 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 종래의 기술에 따른 기판 이송 장치를 나타내는 도면이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치가 프레임의 내측으로 설치된 상태를 나타내는 도면이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
<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)
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 기판 이송 장치는 대면적 기판처리 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 기판처리 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 제1 내지 제4 감속부로 구성되고, 상기 제1 감속부의 보조 출력축 및 상기 제2 감속부의 입력축과 연결되는 제1 기어 박스; 상기 제3 감속부의 입력축 및 상기 제4 감속부의 입력축과 연결되는 제2 기어 박스; 상기 제1 기어 박스와 상기 제2 기어 박스를 연결하는 연결축을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 제4 감속부는 좌우 대칭 형태로 배치될 수 있다.
상기 감속부의 입력축의 회전 속도와 상기 감속부의 보조 출력축의 회전 속도는 서로 동일할 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.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치(100)의 구성을 나타내는 도면이다. 보다 구체적으로, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치(100)가 프레임(10)의 내측으로 배치된 상태를 나타내는 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치(100)의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치(100)의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치(100)가 프레임(10)의 내측으로 배치되어 있는 모습을 확인할 수 있다. 여기서, 프레임(10)은 복수개의 기판에 대하여 기판처리 공간을 제공하는 챔버(미도시)를 챔버의 하부에서 지지하는 구조체이다. 프레임(10)의 내부 공간으로는 기판 이송 장치(100)가 배치될 수 있다. 기판 이송 장치(100)는 프레임(10)의 내측에 배치되어 후술하는 바와 같이 기판(미도시)이 탑재된 보트(미도시)를 상하로 이송시켜 보트를 챔버 내부로 로딩 및 언로딩할 수 있다.
도 2를 더 참조하면, 프레임(10)은 금속 재질의 빔(beam), 앵글(angle) 또는 프로파일(profile) 등을 이용하여 육면체 형태로 제작될 수 있다. 이때, 프레임(10)의 상부로는 기판처리 공간을 제공하는 챔버가 탑재되므로, 프레임(10)은 챔버가 안정적으로 탑재될 수 있는 크기와 강도로 제조되는 것이 바람직하다. 또한, 프레임(10)의 내측은 기판 이송 장치(100)가 배치될 수 있도록 충분한 폭을 가지는 것이 바람직하다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치(100)는 기본적으로 전동부(M), 감속부(200) 및 구동부(300)를 포함하여 구성될 수 있다. 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치(100)의 기본적인 구성요소인 전동부(M), 감속부(200), 구동부(300)에 대하여 상세하게 살펴보기로 한다.
먼저, 전동부(M)에 대하여 살펴보기로 한다.
도 3 및 도 4를 더 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치(100)는 전동부(M)를 포함하여 구성될 수 있다. 전동부(M)는 구동부(300)를 상하로 이동시키기 위한 동력을 발생시키는 기능을 수행할 수 있다. 여기서 전동부(M)는 가정과 산업 현장 전반에서 일반적으로 이용되고 있는 동력 발생용 모터(M)를 의미할 수 있다. 이러한 의미에서 이하의 설명에서는 전동부(M)를 모터(M)로 칭하기로 한다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 모터(M)는 단일개로 설치된다. 이처럼 모터(M)를 단일개로 설치하는 이유는 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 먼저, 한 가지는 설치되는 모터(M)의 개수를 최소화하여 기판 이송 장치(100)의 제조 비용을 저감시키기 위한 것이다. 다음으로, 다른 한 가지는 모터(M)와 연결된 복수개의 감속부(200)의 감속비를 서로 동일하게 제어하여 기판의 이송 과정에서 기판의 수평을 용이하게 유지하기 위한 것이다. 이에 대해서는 이후에 더 후술하도록 하겠다.
단일개의 모터(M)가 설치되는 위치는 특별하게 한정되지 아니한다. 따라서, 본 발명이 이용되는 목적에 따라 모터(M)는 기판 이송 장치(100)의 중앙, 전방, 또는 측방에 배치될 수 있다. 그러나, 도 2에 도시된 바와 같이, 바람직하게는 모터(M)는 챔버를 지지하는 프레임(10)의 외부측 후방에 설치될 수 있다. 이와 같은 경우, 모터(M)에 이상이 발생하는 경우에도 모터(M)를 용이하게 유지 보수할 수 있게 되는 장점이 있다.
도 3 및 도 4를 더 참조하면, 모터(M)는 감속부(200)에 직결된다. 여기서, 모터(M)가 감속부(200)에 직결된다 함은, 벨트와 같은 전동 수단을 이용하여 모터(M)와 감속부(200)가 연결되는 것이 아니라 샤프트 형태로 구성된 회전축을 이용하여 모터(M)와 감속부(200)가 연결되는 것을 의미할 수 있다.
이때에, 모터(M)를 감속부(200)와 직결시키기 위하여. 커플링(110)이 이용될 수 있다. 이를 테면, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 모터(M)를 후술하는 제1 감속부(210)와 직결시키기 위하여, 커플링(110)을 이용하여 모터(M)의 회전축과 제1 감속부(210)의 입력축(212)을 연결시킬 수 있다. 커플링(110)은 서로 가까운 두 개의 회전축을 연결시키는 기능을 수행하는 장치로서, 커플링(110)을 이용하는 경우 모터(M)를 용이하게 감속부(200)와 직결시킬 수 있다. 이때, 이용되는 커플링(100)의 종류는 특별하게 한정되지 아니하나, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 플랜지 형태의 커플링(110)이 이용될 수 있다. 또한, 커플링(110)을 이용함에 있어서, 모터(M)의 회전축이 회전하는 경우에도 기판의 하중과 모터(M)의 회전력에 의해 연결 상태가 해제되지 않는 결합 강도로 모터(M)의 회전축과 감속부(200)를 연결하는 것이 바람직하다.
도 4를 더 참조하면, 커플링(110)이 모터(M)의 회전축과 제1 감속부(210)의 입력축(212)을 연결시킬 때뿐만 아니라, 제1 감속부(210)의 보조 출력축(216)과 후술하는 제1 기어 박스(250)의 입력축(252)의 연결에도 이용되고 있는 것을 확인할 수 있다. 이처럼 커플링(110)은 본 발명에서 축과 축을 연결시킬 때 전반적으로 이용될 수 있다. 따라서, 이하의 설명에서 축과 축을 연결하는 경우 커플링(110)이 선택적으로 이용되는 것으로 간주하고 커플링(110)과 관련된 설명은 생략하도록 하겠다.
다음으로 감속부(200)에 대하여 살펴보기로 한다.
도 4를 더 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치(100)는 감속부(200)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 감속부(200)는 구동부(300)가 상하 이동하기에 적합한 속도로 모터(M)의 회전 속도를 감속시키는 기능을 수행할 수 있다. 이를 위하여, 감속부(200)는 모터(M)와 구동부(300) 사이에 위치한다. 즉, 감속부(200)는 모터(M)와 구동부(300) 사이에 위치하여 모터(M)의 회전력을 조절하고 이렇게 조절된 회전력을 구동부(300)로 전달함으로써, 기판 이송 장치(100)가 보트를 원활하게 들어올릴 수 있도록 하는 기능을 수행할 수 있다.
이러한 기능을 원활하게 수행하기 위하여 감속부(200)는 웜기어와 웜휠로 구성될 수 있다. 웜휠과 웜기어는 회전수의 감속 비가 크기 때문에, 감속부(200)를 웜휠과 웜기어로 구성하는 경우, 감속부(200)의 구성을 간단하게 할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 웜휠과 웜기어로 구성되는 감속부(200)는 브레이크 역할도 수행할 수 있기 때문에, 보트가 챔버 내의 원하는 기판처리 위치에 도달한 경우 그 위치에서 보트가 더 이상 움직이는 것을 방지하는 기능도 수행할 수 있게 된다.
한편, 도 3 및 도 4를 더 참조하면, 본 발명의 감속부(200)는 복수개로 구성된다. 본 발명에서 감속부(200)의 개수는 특별하게 한정되지 아니하나, 바람직하게는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 네 개일 수 있다. 이러한 의미에서 이하에서는 본 발명의 감속부(200)의 개수가 네 개인 것으로 상정하고 설명하도록 하겠다.
도 3 및 도 4를 더 참조하면, 본 발명의 감속부(200)는 네 개로, 즉 제1 내지 제4 감속부(210, 220, 230, 240)로 구성될 수 있다. 이때, 제1 내지 제4 감속부(210, 220, 230, 240)는 동일한 감속비를 가지는 것이 바람직하다. 이에 따라, 기판 이송 장치(100)가 기판을 챔버로 로딩 및 언로딩할 때 기판이 용이하게 수평을 유지할 수 있게 된다. 이에 대해서는 이후에 더 후술하도록 하겠다.
도 3 및 도 4를 더 참조하면, 제1 내지 제4 감속부(210, 220, 230, 240) 각각은 소정의 길이를 가지는 입력축(212, 222, 232, 242)과 출력축(214, 224, 234, 244)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서 입력축(212, 222, 232, 242)은 모터(M)의 회전력을 전달받는 기능을 수행하며, 출력축(214, 224, 234, 244)은 모터(M)의 회전력을 대응하는 구동부(310, 320, 330, 340)로 전달하는 기능을 수행할 수 있다.
제1 내지 제4 감속부(210, 220, 230, 240) 각각의 입력축(212, 222, 232, 242)과 출력축(214, 224, 234, 244)은 서로 직각을 이루는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제1 내지 제4 감속부의 출력축(214, 224, 234, 244)의 회전 방향은 서로 동일하게 구성되는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3 및 도 4를 더 참조하면, 제1 내지 제4 감속부(210, 220, 230, 240) 중에서 제1 감속부(210)가 제1 감속부(210)의 입력축(212)을 매개로 모터(M)와 직결되는 것을 확인할 수 있다. 다시 말하여, 제1 감속부(210)의 입력축(212)이 모터(M)의 회전축과 연결됨으로써 제1 감속부(210)가 모터(M)와 직결되는 것을 확인할 수 있다. 이처럼, 본 발명에서는 복수개의 감속부(200) 중 하나의 감속부(200)가 모터(M)와 직결될 수 있다. 본 실시예에서는 제1 감속부(210)가 모터(M)와 직결되는 것으로 상정하여 설명하기로 한다.
도 3 및 도 4를 더 참조하면, 모터(M)와 직결되는 제1 감속부(210)는 보조 출력축(216)을 포함하여 구성될 수 있다. 보조 출력축(216)은 모터(M)의 회전력을 이웃하는 감속부(200)로 전달하는 기능을 수행할 수 있다. 이렇게 보조 출력축(216)을 경유하여 이웃하는 감속부(200)로 전달된 모터(M)의 회전력은 이웃하는 감속부(200)에 대응되는 구동부(300)를 구동시키는데 이용될 수 있다. 본 실시예에서는 제1 감속부(210)에 이웃하는 감속부로서 제2 내지 제4 감속부(220, 230, 240)가 모두 포함되는 것으로 이해될 수 있다. 즉. 제1 감속부(210)의 보조 출력축(216)을 경유하여 모터(M)의 회전력이 제2 내지 제4 감속부(220, 230, 240)로 전달되고, 이렇게 전달된 모터(M)의 회전력이 제2 내지 제4 구동부(320, 330, 340)를 구동시키는 것으로 이해될 수 있다.
앞에서는 제1 감속부(210)로 전달된 모터(M)의 회전력은 출력축(214)으로 전달될 수 있다고 설명한 바 있다. 이를 고려하여 볼 때, 제1 감속부(210)로 전달된 모터(M)의 회전력은 두 개의 축[출력축(214) 및 보조 출력축(216)]으로 전달될 수 있다는 것을 알 수 있다. 그러나, 출력축(214)의 회전 속도와 보조 출력축(216)의 회전 속도는 서로 다를 수 있다. 그 이유인 즉, 출력축(214)의 회전 속도는 제1 감속부(210)에 의하여 감속되게 되지만 보조 출력축(216)의 회전 속도는 제1 감속부(210)에 의하여 감속되지 아니하기 때문이다. 결과적으로 제1 감속부(210)의 입력축(212)의 회전 속도는 제1 감속부(210)의 보조 출력축(216)의 회전 속도와 서로 동일할 수 있다.
한편, 제1 감속부(210)의 보조 출력축(216)이 모터(M)의 회전력을 전달함에 있어서, 제1 및 제2 기어 박스(250, 260)가 이용될 수 있다. 이하에서는 이러한 제1 및 제2 기어 박스(250, 260)에 대해서 살펴보도록 하겠다.
도 3 및 도 4를 더 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치(100)는 제1 기어 박스(250)를 포함하여 구성될 수 있다. 제1 기어 박스(250)는 제1 감속부(210)의 보조 출력축(216)을 통해 전달되는 모터(M)의 회전력을 제2 감속부(220) 및 후술하는 제2 기어 박스(260)로 전달하는 기능을 수행할 수 있다. 이렇게 제2 기어 박스(260)로 전달되는 모터(M)의 회전력은 다시 제3 및 제4 감속부(230, 240)로 전달될 수 있다. 결과적으로, 제1 기어 박스(250)는 모터(M)의 회전력을 제2 내지 제4 감속부(220, 230, 240)로 전달하는 기능을 수행한다고 볼 수 있다.
도 3을 더 참조하면, 제1 기어 박스(250)는 하나의 입력축(252)과 두 개의 출력축(254)을 포함하여 구성될 수 있다. 제1 기어 박스의 입력축(252)은 모터(M)의 회전력을 전달받는 기능을 수행하며, 제1 기어 박스(250)의 출력축(254)은 모터(M)의 회전력을 전달하는 기능을 수행할 수 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 기어 박스(250)의 입력축(252)은 제1 감속부(210)의 보조 출력축(216)과 연결되며, 제1 기어 박스(250)의 출력축(254) 중에서 하나는 제2 감속부(220)의 입력축(222)과 연결되고 나머지 하나는 후술하는 연결축(270)과 연결될 수 있다.
이때에, 제1 기어 박스(250)의 입력축(252)과 출력축(254)의 회전 속도는 서로 동일할 수 있다. 제1 감속부(210)의 보조 출력축(216)과 제1 기어 박스(250)의 입력축(252)이 연결되고, 모터(M)의 회전축, 제1 감속부(210)의 입력축(212), 및 보조 출력축(216)의 회전 속도가 서로 동일할 수 있다는 점을 고려할 때, 모터(M)의 회전축과 제1 기어 박스(250)의 출력축(254)의 회전 속도는 서로 동일하게 될 수 있다는 것을 알 수 있다. 이와 같은 경우, 모터(M)의 회전력이 그대로 제2 내지 제4 감속부(220, 230, 240)에 전달될 수 있게 된다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 기어 박스(250)의 출력축(254) 중에서 연결축(270)과 연결되는 출력축(254)과 제1 기어 박스(250)의 입력축(252)은 서로 직각을 이루는 것이 바람직하다.
도 3 및 도 4를 더 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치(100)는 소정의 길이를 가지는 연결축(270)을 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 연결축(270)은 제1 기어 박스(250)와 제2 기어 박스(260)를 연결시키는 기능을 수행할 수 있다. 이를 위하여 연결축(270)의 일단은 제1 기어 박스(250)의 출력축(254)과 연결되며 타단은 제2 기어 박스(260)의 입력축(262)과 연결될 수 있다. 이때에, 제1 기어 박스(250)의 출력축(254), 연결축(270), 제2 기어 박스(260)의 입력축(262)의 회전 속도는 서로 동일할 수 있다.
도 3 및 도 4를 더 참조하면, 연결축(270)에는 연결축(270)의 처짐을 방지하기 위한 지지대(272)가 적어도 하나 이상으로 설치될 수 있다. 지지대(272)를 연결축(270)에 여러 개 설치함에 있어서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 여러 개의 지지대(272)를 연결축(270)에 대칭 형태로 설치하는 것이 바람직하다. 도 3 및 도 4에는 연결축(270)에 지지대(272)가 두 개 설치되는 것으로 도시되어 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 이용되는 목적에 따라 다양한 개수의 지지대(272)가 연결축(270)에 설치될 수 있다.
도 3 및 도 4를 더 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치(100)는 제2 기어 박스(260)를 포함하여 구성될 수 있다. 제2 기어 박스(260)는 연결축(270)을 통해 전달되는 모터(M)의 회전력을 제3 및 제4 감속부(230, 240)로 전달하는 기능을 수행할 수 있다. 이를 위하여 제2 기어 박스(260)는 하나의 입력축(262)과 두 개의 출력축(264)을 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 하나의 입력축(262)은 연결축(270)과 연결될 수 있으며, 두 개의 출력축(264)은 각각 제3 및 제4 감속부(230, 240)의 입력축(232, 242)과 연결될 수 있다.
제1 기어 박스(250)와 유사하게, 제2 기어 박스(260)의 입력축(262)과 출력축(264)의 회전 속도는 서로 동일할 수 있다. 이에 따라, 모터(M)의 회전력이 그대로 제3 내지 제4 감속부(230, 240)에 전달될 수 있게 된다. 또한, 제2 기어 박스(260)의 입력축(262)과 출력축(264)은 서로 직각을 이루는 것이 바람직하다.
이와 같이 제1 및 제2 기어 박스(250, 260)를 포함하는 기판 이송 장치(100)에서 모터(M)의 회전력이 전달되는 흐름을 다시 한번 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 모터(M)의 회전력이 모터(M)의 출력축 및 제1 감속부(210)의 입력축(212)을 거쳐서 제1 감속부(210)로 전달된다. 이렇게 전달된 모터(M)의 회전력은, 제1 감속부(210)의 출력축(214)으로 전달되어 제1 구동부(310)를 구동시키고, 또한 보조 출력축(216)으로 전달된다. 보조 출력축(216)으로 전달된 모터(M)의 회전력은, 제1 기어 박스(250)의 입력축(252) 및 출력축(254)을 거쳐서 연결축(270)으로 전달되고, 또한 제2 감속부(220)의 입력축(222)을 거쳐서 제2 감속부(220)로 전달된다. 제2 감속부(220)로 전달된 모터(M)의 회전력은 제2 감속부(220)의 출력축(224)으로 전달되어 제2 구동부(320)를 구동시키고, 연결축(270)으로 전달된 모터(M)의 회전력은 제2 기어 박스(260)의 입력축(262)을 거쳐서 제2 기어 박스(260)로 전달된다. 제2 기어 박스(260)로 전달된 모터(M)의 회전력은, 제2 기어 박스(260)의 출력축(264) 및 제3 감속부(230)의 입력축(232)을 거쳐서 제3 감속부(230)로 전달되고, 또한 제2 기어 박스(260)의 출력축(264) 및 제4 감속부(240)의 입력축(242)을 거쳐서 제4 감속부(240)로 전달된다. 제3 및 제4 감속부(230, 240)로 전달된 모터(M)의 회전력은 각각 제3 및 제4 감속부(230, 240)의 출력축(234, 244)으로 전달되어 제3 및 제4 구동부(330, 340)를 구동시킨다.
위와 같이 모터(M)의 회전력이 전달되면서 모터(M)의 회전력이 순차적으로 전달되기 때문에, 모터(M)의 회전력을 전달하기 위하여 일정한 시간을 필요로 하는 것으로 생각될 수 있다. 그러나, 모터(M)의 회전력이 전달되는 흐름을 알기 쉽게 설명하기 위하여 모터(M)의 회전력의 전달되는 과정을 순차적으로 설명하였을 뿐, 모터(M)의 회전력이 전달되는 과정은 실질적으로 동시에 일어난다. 따라서, 제1 내지 제4 구동부(310, 320, 330, 340)는 실질적으로 동시에 구동되게 된다.
또한, 위의 실시예에서는 제1 내지 제4 감속부(210, 220, 230, 240)가 제1 및 제2 기어 박스(250, 260)를 이용하여 모터(M)의 회전력을 전달하는 것으로 설명하고 있지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 제1 감속부(210)의 보조 출력축(216) 외에도 제2 및 제3 감속부(220, 230)에 보조 출력축(미도시)을 추가로 설치한 후에, 제2 감속부(220)의 보조 출력축을 제3 감속부(230)의 입력축(232)에 직결하고, 또한 제3 감속부(230)의 보조 출력축을 제4 감속부(240)의 입력축(242)에 직결함으로써, 모터(M)의 회전력을 각각의 감속부(210, 220, 230, 240)에 전달할 수도 있다.
다음으로, 구동부(300)에 대해서 살펴보기로 한다.
도 3을 더 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치는 구동부(300)를 포함하여 구성될 수 있다. 구동부(300)는 모터(M)에서 발생된 회전 동력을 직선 이동 동력으로 변환시키는 기능을 수행할 수 있다. 이에 따라, 구동부(300)는 상하로 이동할 수 있게 되며, 결과적으로 복수개의 기판이 안착된 보트를 챔버 내로 로딩 및 언로딩할 수 있게 된다.
도 3 및 도 4를 더 참조하면, 구동부(300)는 복수개로 구성된다. 이때에, 구동부(300)의 개수는 항상 감속부(200)의 개수와 동일하다. 이러한 의미에서 이하의 설명에서는 구동부(300)의 개수가 네 개인 것으로 상정하고 설명하도록 하겠다.
도 3 및 도 4를 더 참조하면, 구동부(300)는 네 개로, 즉 제1 내지 제4 구동부(310, 320, 330, 340)로 구성될 수 있다. 이때에, 각 구동부(310, 320, 330, 340)는 기판의 크기를 고려하여 기판의 모서리 부분을 지지할 수 있도록 설치되는 것이 바람직하다. 도 3 및 도 4에서는 기판이 사각형인 것으로 상정하고, 제1 내지 제4 구동부(310, 320, 330, 340)의 배치가 사각형이 되도록 도시하였다. 한편, 제1 내지 제4 구동부(310, 320, 330, 340)는 서로 동일한 구성을 갖는 것이 바람직하다.
도 3 및 도 4를 더 참조하면, 제1 내지 제4 구동부(310, 320, 330, 340)는 제1 내지 제4 감속부(210, 220, 230, 240)의 상단으로 위치되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 제1 내지 제4 구동부(310, 320, 330, 340)가 제1 내지 제4 감속부(210, 220, 230, 240)의 출력축(214, 224, 234, 244)가 연결되는 것을 확인할 수 있다. 이러한 출력축(214, 224, 234, 244)을 통하여 제1 내지 제4 구동부(310, 320, 330, 340)는 모터(M)의 회전력을 전달받을 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.
한편, 상하 이동 동작을 원활하게 수행하기 위하여, 구동부(300)는 감속부(200)를 통해 모터(M)의 회전력을 전달받아 나선축을 중심으로 회전하면서 나선축을 따라 상하로 이동하는 너트를 포함하는 볼 스크류(ball screw)를 포함하여 구성될 수 있다. 볼 스크류 방식은 일반적인 스크류 방식과는 달리 구름 운동으로 동력을 전달하기 때문에 약 90% 이상의 전달 효율을 나타내게 된다. 따라서, 보다 효율적으로 모터(M)의 회전력을 이용할 수 있게 된다.
이처럼 구동부(300)가 볼 스크류를 포함하여 구성되는 경우, 각 구동부(310, 320, 330, 340)는 볼 스크류의 동작을 지지하기 위한 복수개의 LM 부쉬(Linear Motion Bush)(302)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 3 및 도 4에 도시되어 있지는 않지만, 각 LM 부쉬(302)와 구동부(300)의 너트가 접촉하는 부근에서 각 LM 부쉬(302)의 외주면에는 반원형의 홈(미도시)이 형성될 수 있으며, 이러한 반원형의 홈에는 강구(미도시)가 삽입될 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 하나의 모터(M)에서 발생된 회전력은 제1 내지 제4 감속부(210, 220, 230, 240)에 동일하게 전달될 수 있으며, 또한 제1 내지 제4 감속부(210, 220, 230, 240)의 감속비는 서로 동일할 수 있다. 이와 같은 경우, 출력축(214, 224, 234, 244)의 회전 방향과 회전량은 서로 동일하게 나타날 수 있게 된다. 이에 따라, 출력축(214, 224, 234, 244)에 연결되어 있는 제1 내지 제4 구동부(310, 320, 330, 340)의 이동 방향과 이동량은 서로 동일하게 나타날 수 있게 된다. 이처럼 제1 내지 제4 구동부(310, 320, 330, 340)의 이동 방향과 이동량이 서로 동일한 것은, 기판 이송 장치(100)가 기판을 챔버로 로딩 및 언로딩할 때 기판이 수평을 유지할 수 있게 되는 중요한 요인이 된다.
이하에서는, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 상기와 같이 구성된 기판 이송 장치(100)가 본 발명의 일 실시예에 따라 기판을 챔버로 로딩하는 과정에 대하여 살펴보기로 한다.
먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치(100)가 기판처리 공간을 제공하는 챔버를 챔버 하부에서 지지하기 위한 프레임(10)의 내측에 배치되어 있는 것을 확인할 수 있다. 또한, 동력을 발생하기 위한 모터(M)가 챔버를 지지하는 프레임(10)의 외부측 후방에 배치되어 있는 것을 확인할 수 있다.
다음으로, 복수개의 기판이 안착된 보트(미도시)를 제1 내지 제4 구동부(310, 320, 330, 340) 상측에 위치시킨다. 이는 제1 내지 제4 구동부(310, 320, 330, 340)가 보트의 하부에서 보트를 지지하도록 위치시키는 것을 의미할 수 있다.
이때에, 모터(M)에 전원을 인가하여 모터(M)를 구동시킨다. 모터(M)에서 발생된 회전력은 여러 가지 연결축과 제1 및 제2 기어 박스(250, 260)를 거쳐서 제1 내지 제4 감속부(210, 220, 230, 240)에 전달되게 된다. 제1 내지 제4 감속부(210, 220, 230, 240)로 전달된 모터(M)의 회전력은 제1 내지 제4 감속부(210, 220, 230, 240)의 출력축(214, 224, 234, 244)에 전달되게 되고, 이에 따라 제1 내지 제4 구동부(310, 320, 330, 340)는 상향 이동하게 된다.
제1 내지 제4 구동부(310, 320, 330, 340)가 상향 이동하면서 제1 내지 제4 구동부(310, 320, 330, 340)에 의하여 지지되던 보트는 챔버 내부로 장입되게 되고, 결과적으로 복수개의 기판이 챔버 내부에 로딩될 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에서는 하나의 모터(M) 동작에 의해 제1 내지 제4 감속부(210, 220, 230, 240)가 동시에 동작할 수 있다. 결과적으로 적은 수의 모터(M)를 이용하여 기판 이송 장치(100)를 구성할 수 있게 되므로, 기판 이송 장치(100)의 제조 원가를 절감시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에서는 상술한 바와 같이 모터(M)가 기판 이송 장치(100)의 중앙에 위치함에 따라, 모터(M)에 이상이 발생하여도 모터(M)의 유지 보수를 용이하게 수행할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에서는 하나의 모터(M)에 의하여 복수개의 감속부(200)가 동작하기 때문에, 복수개의 감속부(200)의 감속비를 서로 동일하게 제어하기 유리하게 되며, 나아가 복수개의 감속부(200)의 출력축의 회전 방향과 회전량을 서로 동일하게 제어하기 유리하게 되므로, 기판의 이송 과정에서 기판의 수평을 용이하게 유지할 수 있게 된다.
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.

Claims (10)

  1. 대면적 기판처리 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 기판처리 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. 제4항에 있어서,
    상기 감속부는 제1 내지 제4 감속부로 구성되고,
    상기 제1 감속부의 보조 출력축 및 상기 제2 감속부의 입력축과 연결되는 제1 기어 박스;
    상기 제3 감속부의 입력축 및 상기 제4 감속부의 입력축과 연결되는 제2 기어 박스; 및
    상기 제1 기어 박스와 상기 제2 기어 박스를 연결하는 연결축;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 감속부는 좌우 대칭 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 감속부의 입력축의 회전 속도와 상기 감속부의 보조 출력축의 회전 속도는 서로 동일한 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 감속부는 웜기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 감속부는 제1 내지 제4 감속부로 구성되고,
    상기 제1 내지 제4 감속부의 감속비는 동일한 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는 볼 스크류(ball screw)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
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