JP2009302529A - 基板搬送装置及び方法そしてその装置を有する基板製造設備 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、基板製造設備に使用される基板搬送装置に関する。
【解決手段】本発明の基板搬送装置は、一群のシャフトと、前記一群のシャフトを回転させるための駆動部と、を含む。前記一群のシャフトは、第1長さを有する少なくとも一つの第1シャフトと、前記第1シャフトと同一平面上に位置し、前記第1長さより短い第2長さを有する第2シャフトと、前記第1シャフトと同一平面に位置し、前記第1長さより短い第3長さを有する第3シャフトと、を含む。前記第2シャフトは、前記第1シャフトの他端よりも一端に近く位置し、前記第3シャフトは、前記第1シャフトの一端よりも他端に近く位置する。
【選択図】図1
【解決手段】本発明の基板搬送装置は、一群のシャフトと、前記一群のシャフトを回転させるための駆動部と、を含む。前記一群のシャフトは、第1長さを有する少なくとも一つの第1シャフトと、前記第1シャフトと同一平面上に位置し、前記第1長さより短い第2長さを有する第2シャフトと、前記第1シャフトと同一平面に位置し、前記第1長さより短い第3長さを有する第3シャフトと、を含む。前記第2シャフトは、前記第1シャフトの他端よりも一端に近く位置し、前記第3シャフトは、前記第1シャフトの一端よりも他端に近く位置する。
【選択図】図1
Description
本発明は、基板処理のための装置に関し、さらに詳細には、フラットパネルディスプレイ(flat panel display)の搬送のための装置そしてその装置を有する基板製造設備に関する。
近年、情報処理機器は、いろいろな形態の機能やさらに高速の情報処理速度を持つよう急速に発展している。かかる情報処理装置は、処理された情報を表示するためにディスプレイ装置を有する。現在、ディスプレイ装置として、液晶ディスプレイ装置、有機EL表示装置、プラズマディスプレイ装置のようなフラットパネルディスプレイ装置が注目を浴びている。
このようなフラットパネルディスプレイ(FPD:Flat Panel Display)装置を製造するためには様々な工程が行われ、基本的に平板ガラスを基板として使用する。基板の表面には絶縁層、カラー層、偏光層など多くの薄膜層が形成され、基板は搬送装置にローディングされて移動されながら、薬液塗布工程、洗浄工程、乾燥工程など様々な処理工程を通じて製造される。従って、基板はフラットパネルディスプレイ装置の品質に最も大きな影響を与える部品の一つである。
このような一連の基板処理工程は、通常基板を移送する基板搬送装置と連係して行われるので、基板搬送装置においては、基板の一定の移送速度の維持や精密な位置制御が可能となるように作動することが最も大切である。
特に、フラットパネルディスプレイ装置の大型化(横/縦の幅が1870〜2200mmの7世代、2160〜2460mm以上の8、10世代)に伴って基板も大型化しつつあるので、基板の保管、特に移送において格別な注意が要求されている。
基板を支持及び移送する基板搬送装置における搬送用のシャフトの長さは、基板の大型化にともなって長くなる。シャフトの長さが長くなると、シャフトの自重、大型化した基板の荷重、そして工程進行中に基板上に供給される処理液の噴射圧力及び流量などによって、シャフトに垂れ変形が発生し、基板の破損や変形をもたらす可能性がある。さらに、シャフトの垂れ変形により直進性が低下すると、シャフト自体の回転時の振動などによって軸受などの関連部品が損傷される可能性がある。これにより、工程の精密度が著しく減少して、基板の不良率が増加する。
本発明の目的は、大型基板の搬送に適合する基板搬送装置及び方法そしてその装置を有する基板処理設備を提供することにある。
本発明の他の目的は、シャフトの垂れ変形を防止することができる基板搬送装置及び方法そしてその装置を有する基板処理設備を提供することにある。
本発明の他の目的は、一群のシャフトの直進性及び同心度の低下を防止することができる大型基板の搬送に適合する基板搬送装置及び方法を提供することにある。
本発明が解決しようとする課題はこれに限定されない。言及されなかったまた他の課題は、以下の記載から当業者であれば明確に理解できる。
本発明は、大型基板を搬送する基板搬送装置を提供する。本発明の一実施の形態によれば、基板搬送装置は、一群のシャフトと、前記一群のシャフトを回転させるための駆動部と、を含み、前記一群のシャフトは、第1長さを有する少なくとも一つの第1シャフトと、前記第1シャフトと同一平面上に位置し、前記第1長さより短い第2長さを有する第2シャフトと、前記第1シャフトと同一平面に位置し、前記第1長さより短い第3長さを有する第3シャフトと、を含み、前記第2シャフトは、前記第1シャフトの他端よりも一端に近く位置し、前記第3シャフトは、前記第1シャフトの一端よりも他端に近く位置する。
本発明の実施の形態によれば、前記駆動部は、前記第1シャフトと前記第2シャフトとの間に回転力を伝達するよう、前記第1シャフトと前記第2シャフトとを連結する第1動力伝達部と、前記第1シャフトと前記第3シャフトとの間に回転力を伝達するよう、前記第1シャフトと前記第3シャフトとを連結する第2動力伝達部と、前記第1動力伝達部に回転力を提供する動力源と、を含む。
本発明の実施の形態によれば、前記第1シャフトは、両端が基板の搬送経路から離れた位置で軸受によって支持され、前記第2シャフトと前記第3シャフトは、一端が基板の搬送経路から離れた位置で軸受によって支持され、他の一端は基板の搬送経路に相当する位置で軸受によって支持される。
本発明の実施の形態によれば、前記第2シャフトと前記第3シャフトは、同一直線上に配置される。また、前記第2シャフトと前記第3シャフトは交互に配置され、前記第2シャフトと前記第3シャフトは離隔して配置される。
本発明の実施の形態によれば、前記第1長さは基板の幅より長く、前記第2長さと前記第3長さは等しい。
本発明は、フラットパネルディスプレイ製造のための設備を提供する。基板製造設備は、基板が搬送される空間を提供するチャンバと、基板が搬送される方向と平行に前記チャンバの搬送空間両側に設けられる第1、2支持フレームと、前記第1支持フレームと前記第2支持フレームとの間に設けられる第3、4支持フレームと、前記第1支持フレームと前記第2支持フレームに回転可能に設けられる少なくとも一つの第1シャフトと、前記第1支持フレームと前記第3支持フレームに回転可能に設けられる第2シャフトと、前記第2支持フレームと前記第4支持フレームに回転可能に設けられる第3シャフトと、前記第1、2支持フレームの外側に設けられ、前記第1シャフト、前記第2シャフトそして前記第3シャフトを回転させるための一つの動力源を有する駆動部と、を含む。
本発明の実施の形態によれば、前記駆動部は、前記動力源の回転力が前記第1シャフトと前記第2シャフトに伝達されるよう、前記第1シャフトと前記第2シャフトとを連結する第1動力伝達部と、前記第1シャフトの回転力が前記第3シャフトに伝達されるよう、前記第1シャフトと前記第3シャフトとを連結する第2動力伝達部と、含む。
本発明の実施の形態によれば、前記第1シャフトと前記第2シャフトそして前記第3シャフトは、同一平面上にある。
本発明の実施の形態によれば、前記第2シャフトと前記第3シャフトは同一直線上に配置されるか、交互に配置される。
本発明の実施の形態によれば、前記第2シャフトと前記第3シャフトは離隔して配置される。
本発明の実施の形態によれば、前記第1支持フレームと前記第3支持フレームの間隔と、前記第2支持フレームと前記第4支持フレームの間隔とは等しい。
本発明は、前記の基板搬送装置を用いる基板搬送方法を提供する。基板搬送方法において、前記第1シャフトと前記第2シャフトは、前記動力源から回転力を提供されて駆動され、前記第3シャフトは前記第1シャフトによって提供される回転力を提供されて駆動されることで基板を搬送する。
本発明は大型基板の搬送に適合する。
また、本発明はシャフトの垂れ変形を最小化することができる。
また、本発明はシャフトの直進性及び同心度の低下を防止することができる。
以下、本発明の実施の形態を添付の図1乃至図7を参照してさらに詳しく説明する。本発明の実施の形態は、さまざまな形態に変形することができ、本発明の範囲が下記の実施の形態に限定されると解釈されてはならない。本実施の形態は、当業界における平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供される。従って、図面における要素の形状は、より明確な説明を強調するために一部誇張されている。
本実施の形態において、基板はフラットパネルディスプレイ(flat panel display、以下「FPD」)素子を製造するためのもので、FPDはLCD(Liquid Crystal Display)、PDP(Plasma Display)、VFD(Vacuum Fluorescent Display)、FED(Field Emission Display)、ELD(Electro Luminescence Display)でありうる。
本発明の一実施の形態による基板処理設備1は、ガラス基板のような平板状の基板10に対する処理工程、例えば、エッチング、洗浄、ストリップ、現像、リンスなどのような工程を行うために好適に使用することができる。
図1乃至図3を参照すると、基板処理設備1は、基板10に対する処理工程が行われるプロセスチャンバ100と、基板10を移送するための基板搬送装置200とを含む。
基板処理工程は、プロセスチャンバ100または処理槽内で行うことができる。プロセスチャンバ100は例示的に図示されたのであり、これと類似のプロセスチャンバを一列に配置することができる。例えば、基板10がプロセスチャンバ100を通じて移送される間に、エッチング、洗浄、ストリップ、現像などのような処理工程と、処理された基板10に対する洗浄工程、リンス工程、乾燥工程などを順次に行うことができる。プロセスチャンバ100は、四つの側壁112a−112dからなり、基板処理及び基板搬送が行われる空間を提供する。プロセスチャンバ100の側壁112a、112cには基板10が出入りする入口114aと出口114bがそれぞれ設けられる。プロセスチャンバ100は、基板10が搬送される方向と平行に搬送空間の両側に設けられる第1、2支持フレーム112、114と、第1支持フレーム112と第2支持フレーム114との間に設けられる第3、4支持フレーム116、118とを含む。前記第1、2、3、4支持フレーム112、114、116、118は、基板搬送装置200の一群のシャフトを支持する構造物である。
基板搬送装置200はプロセスチャンバ100に設けられる。基板搬送装置200は一群のシャフト、シャフトに装着される多数のローラー204、及び一群のシャフトを回転させるための駆動部220を含むことができる。
一群のシャフトは、第1シャフト212、第2シャフト214及び第3シャフト216を含む。一群のシャフトは、一方向に、例えば、基板10の移送方向に沿って平行に配列され、それぞれのシャフト212、214、216には多数のローラー204が装着される。ローラー204の装着数量は、処理または移送しようとする基板10の大きさによって変化しうる。ローラー204はシャフト212、214、216に固定され、シャフト212、214、216の回転によってローラー204も一緒に回転する。従って、ローラー204の上にある基板10はローラー204の回転によって一方向に移送される。
第1、2、3シャフト212、214、216のそれぞれは、チャンバ100内に配置される第1、2、3、4支持フレーム112、114、116、118によって水平または多少の傾斜を有するように配置される。第1、2、3、4支持フレーム112、114、116、118は、第1、2、3シャフト212、214、216の円滑な回転のためにいろいろな形態の軸受120を含むことができる。
さらに具体的に説明すると、第1シャフト212は軸受120によって第1支持フレーム112と第2支持フレーム114に回転可能に設けられる。第2シャフト214は第1シャフト212と同一平面上に位置し、第1シャフト212より短い長さを有する。第2シャフト214は、軸受120によって第1支持フレーム112と第3支持フレーム116に回転可能に設けられる。第3シャフト216は、第1シャフト212と同一平面上に位置し、第1シャフト212より短く、第2シャフト214と等しい長さを有する。第3シャフト216は、軸受120によって第4支持フレーム118と第2支持フレーム114に回転可能に設けられる。第2シャフト214は第1シャフト212の他端より一端に近く位置し、第3シャフト216は第1シャフト212の一端より他端に近く位置する。そして、第2シャフト214と第3シャフト216は同一直線上に位置する。しかし、図4に示すように、第2シャフト214と第3シャフト216は交互に配置することもできる。第2シャフト214と第3シャフト216は、ローラー204の取付け間隔の2倍程度離隔するように配置されるが、第2シャフト214と第3シャフト216との間隔は、第3支持フレーム116と第4支持フレーム118の取付け間隔によってさらに近くにまたはさらに遠くに位置させてもよい。
図3に示すように、第1シャフト212がチャンバ100の基板入口114a側に隣接して配置され、第2、3シャフト214、216がその後方に配置される。しかし、第1、2、3シャフト212、214、216の配置は様々に変更することができる。図5A及び図5Bは、第1、2、3シャフト212、214、216の様々な配置構造を示す図である。図5Aに示すように、第1シャフト212は、中央に配置された第2、3シャフト214、216の前方と後方にそれぞれ配置することができる。または、図5Bに示すように、第2、3シャフト214、216がチャンバの基板入口114aと基板の出口114b側に隣接して配置され、その間に第1シャフト212が配置されてもよい。このように、第1、2、3シャフト212、214、216の配置は様々に行うことができる。
駆動部220は、回転力を発生させる動力源222と、動力源222の回転力を第1、2、3シャフト212、214、216に伝達する第1、2動力伝達部230、240とを含む。動力源222は、回転力(動力)を発生させる部分であって、電気力によって作動するモータや、化学エネルギーを機械的運動に転換するエンジンを用いることができる。
第1、2動力伝達部230、240は、動力源222によって発生した回転力を第1、2、3シャフト212、214、216に伝達するために、多様に構成することができる。例えば、第1、2動力伝達部230、240は、ギアの組み合わせや、タイミングベルトと多数のプーリーまたはマグネットを用いる非接触方式などによって具現することができる。
第1動力伝達部230は、動力源222に連結される第1駆動シャフト232、第1駆動シャフト232に設けられる第1ギア234、及び第1ギア234とかみ合うように第1シャフト212と第2シャフト214の一端に設けられる第2ギア236を含む。
第2動力伝達部240は、第1シャフト212の他端と第3シャフト216の他端に設けられる第3ギア242と、第1シャフト212と第3シャフト216の第3ギア242とかみ合うよう第4ギア244が設置された第2駆動シャフト246とを含む。第1、2動力伝達部230、240に使用されるギアとしてはマグネチック方式のギアを使用することができる。一般的にギアというのは、鋸歯にかみ合うことによって他の軸に動力を伝達する構造を意味するが、マグネチック方式のギアを使用する場合には、ギアの鋸歯を直接接触させずに動力を伝達することができる。
上述したような構成からなる駆動部を持つ基板搬送装置における動作を説明すると、動力源222によって第1駆動シャフト232が回転し、第1駆動シャフト232に設けられた第1ギア234が回転することで、第1ギア234とかみ合った第2ギア236が一緒に回転するようになる。第2ギア236の回転は、第1シャフト212と第2シャフト214を同時に回転させる。一方、第1シャフト212の回転は、第1シャフト212の第3ギア242とかみ合った第4ギア244を介して第2駆動シャフト246を回転させ、これと同時に、第4ギア244とかみ合った第3シャフト216の第3ギア242を介して第3シャフト216が回転するようになる。
即ち、動力源222の回転力は、第1動力伝達部230を介して第1、2シャフト212、214を回転させ、第1シャフト212の回転力は、第2動力伝達部240を介して第3シャフト216を回転させるようになる。
図6は、第1、2動力伝達部がタイミングベルトとプーリー方式からなる駆動部を示す図である。
図6に示すように、第1動力伝達部230aは、第1シャフト212の一端に結合された第1プーリー233と、第2シャフト214の一端に結合された第2プーリー235と、隣接するプーリー同士を連結して回転力を伝達するベルト237とを含む。動力源222の回転軸は、第1シャフト212の一端に結合された第1プーリー233と連結され、回転力を提供する。
第2動力伝達部240aは、第1動力伝達部230aと殆ど類似の構成からなるが、第1シャフト212の他端に結合された第3プーリー243と、第3シャフト216の一端に結合された第4プーリー245と、隣接するプーリー同士を連結して回転力を伝達するベルト247とを含む
図7は、非接触方式で回転力を伝達するためのマグネチック(magnetic)方式の駆動部を説明するための図である。
図7は、非接触方式で回転力を伝達するためのマグネチック(magnetic)方式の駆動部を説明するための図である。
図7を参照すると、第1動力伝達部260は、第1シャフト212と第2シャフト214に回転力を伝達するための複数の駆動軸262を含む。駆動軸262の端部と第1シャフト212及び第2シャフト214の一端とはチャンバ100の隔壁119を間に置いて対向配置され、端部には、非接触方式で回転力を伝達するためのマグネチック(magnetic)動力伝達部材264が装着される。それぞれのマグネチック動力伝達部材264はその中心に対して放射状に配置される多数の永久磁石を内蔵しており、永久磁石はマグネチック動力伝達部材264の円周方向に極性が変化するように配置される。上記のように、回転力は動力源222からギア265の組み合わせ(またはタイミングベルトとプーリー)と駆動軸262及びマグネチック動力伝達部材264を介して第1シャフト212と第2シャフト214に伝達される。
第2動力伝達部270は、第1シャフト212を介して提供される回転力を回転軸274に伝達する第1駆動軸272と、回転軸274から第3シャフト216に回転力を伝達する第2駆動軸273と、第1シャフト212の他端と第3シャフト216の他端そして第1、2駆動軸272、273の一端に設けられるマグネチック(magnetic)動力伝達部材275とを含む。回転軸274と第1、2駆動軸272、273との間の回転力伝達はギア方式によって行われる。
上述したような基板搬送装置200は、基板10の幅より広い第1シャフト212よりも、基板10の幅より狭い第2、3シャフト214、216が中心となって基板10を搬送するので、基板10が大型化しても基板10の垂れを最小化することができ、特にシャフト212、214、216の垂れ変形による直進性、同心度の低下を防止することができる。また、本発明の基板搬送装置200は、単一駆動源で発生する回転力が第1シャフト212と第2シャフト214を回転させ、長軸の第1シャフト212を介してさらに第3シャフト216を回転させるので、二つの駆動源を使用する場合に第2、3シャフト214、216が等しい回転力で回転するように駆動源を精密に制御しなければならないという困難を解消することができる。
100 プロセスチャンバ
200 基板搬送装置
212 第1シャフト
214 第2シャフト
216 第3シャフト
220 駆動部
200 基板搬送装置
212 第1シャフト
214 第2シャフト
216 第3シャフト
220 駆動部
Claims (16)
- 基板搬送装置であって、
一群のシャフトと、
前記一群のシャフトを回転させるための駆動部と、を含み、
前記一群のシャフトは、
第1長さを有する少なくとも一つの第1シャフトと、
前記第1シャフトと同一平面上に位置し、前記第1長さより短い第2長さを有する第2シャフトと、
前記第1シャフトと同一平面に位置し、前記第1長さより短い第3長さを有する第3シャフトと、を含み、
前記第2シャフトは、前記第1シャフトの他端よりも一端に近く位置し、前記第3シャフトは、前記第1シャフトの一端よりも他端に近く位置することを特徴とする基板搬送装置。 - 前記駆動部は、
前記第1シャフトと前記第2シャフトとの間に回転力を伝達するよう、前記第1シャフトと前記第2シャフトとを連結する第1動力伝達部と、
前記第1シャフトと前記第3シャフトとの間に回転力を伝達するよう、前記第1シャフトと前記第3シャフトとを連結する第2動力伝達部と、
前記第1動力伝達部に回転力を提供する動力源と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の基板搬送装置。 - 前記第1シャフトは、
両端が基板の搬送経路から離れた位置で軸受によって支持され、
前記第2シャフトと前記第3シャフトは、
一端が基板の搬送経路から離れた位置で軸受によって支持され、他の一端は基板の搬送経路に相当する位置で軸受によって支持されることを特徴とする請求項1または2に記載の基板搬送装置。 - 前記第2シャフトと前記第3シャフトは、同一直線上に配置されることを特徴とする請求項1または2に記載の基板搬送装置。
- 前記第2シャフトと前記第3シャフトは交互に配置されることを特徴とする請求項1または2に記載の基板搬送装置。
- 前記第2シャフトと前記第3シャフトは離隔して配置されることを特徴とする請求項1または2に記載の基板搬送装置。
- 前記第1長さは基板の幅より長いことを特徴とする請求項1または2に記載の基板搬送装置。
- 前記第2長さと前記第3長さは等しいことを特徴とする請求項1または2に記載の基板搬送装置。
- フラットパネルディスプレイ製造のための設備であって、
基板が搬送される空間を提供するチャンバと、
基板が搬送される方向と平行に前記チャンバの搬送空間両側に設けられる第1、2支持フレームと、
前記第1支持フレームと前記第2支持フレームとの間に設けられる第3、4支持フレームと、
前記第1支持フレームと前記第2支持フレームに回転可能に設けられる少なくとも一つの第1シャフトと、
前記第1支持フレームと前記第3支持フレームに回転可能に設けられる第2シャフトと、
前記第2支持フレームと前記第4支持フレームに回転可能に設けられる第3シャフトと、
前記第1、2支持フレームの外側に設けられ、前記第1シャフト、前記第2シャフトそして前記第3シャフトを回転させるための一つの動力源を有する駆動部と、を含むことを特徴とするフラットパネルディスプレイ製造のための基板製造設備。 - 前記駆動部は、
前記動力源の回転力が前記第1シャフトと前記第2シャフトに伝達されるよう、前記第1シャフトと前記第2シャフトとを連結する第1動力伝達部と、
前記第1シャフトの回転力が前記第3シャフトに伝達されるよう、前記第1シャフトと前記第3シャフトとを連結する第2動力伝達部と、含むことを特徴とする請求項9に記載のフラットパネルディスプレイ製造のための基板製造設備。 - 前記第1シャフトと前記第2シャフトそして前記第3シャフトは、同一平面上にあることを特徴とする請求項9または10に記載のフラットパネルディスプレイ製造のための基板製造設備。
- 前記第2シャフトと前記第3シャフトは同一直線上に配置されることを特徴とする請求項9または10に記載のフラットパネルディスプレイ製造のための基板製造設備。
- 前記第2シャフトと前記第3シャフトは交互に配置されることを特徴とする請求項9または10に記載のフラットパネルディスプレイ製造のための基板製造設備。
- 前記第2シャフトと前記第3シャフトは離隔して配置されることを特徴とする請求項9または10に記載のフラットパネルディスプレイ製造のための基板製造設備。
- 前記第1支持フレームと前記第3支持フレームの間隔と、前記第2支持フレームと前記第4支持フレームの間隔とは等しいことを特徴とする請求項9または10に記載のフラットパネルディスプレイ製造のための基板製造設備。
- 前記請求項1の基板搬送装置における基板搬送方法であって、
前記第1シャフトと前記第2シャフトは、前記動力源から回転力を提供されて駆動され、前記第3シャフトは前記第1シャフトによって提供される回転力を提供されて駆動されることで基板を搬送することを特徴とする基板搬送方法。
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