KR100790557B1 - 선입선출을 하는 버퍼 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선입선출을 하는 버퍼 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수개의 기판을 임시로 저장하는 버퍼 시스템에서 선입선출을 할 수 있는 버퍼 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선입선출을 하는 버퍼 시스템은 샤프트와 샤프트에 삽입되어 고정되는 롤러로 이루어져 기판을 임시로 저장 또는 이송하는 하나 이상의 버퍼층, 버퍼층을 상하로 이동시켜 이송하려는 기판이 있는 버퍼층을 구동부에 연결시키는 상하이동부 및 이송하려는 기판이 있는 버퍼층의 샤프트를 회전시켜 기판을 이송시키는 구동부를 포함한다.
버퍼, 버퍼 시스템, 선입선출

Description

선입선출을 하는 버퍼 시스템{Buffer system adjusting fist-in first-out}
도 1은 종래기술에 따른 버퍼 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선입선출을 하는 버퍼 시스템의 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 선입선출을 하는 버퍼 시스템에서 구동부를 보여주는 개략도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 선입선출을 하는 버퍼 시스템에서 마그네틱 헬리컬 기어의 원리도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 선입선출을 하는 버퍼 시스템에서 마그네틱 디스크 구동부를 보여주는 개략도이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 선입선출을 하는 버퍼 시스템에서 마그네틱 디스크 기어의 원리도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 설명*
110: 롤러 120: 샤프트
210: 버퍼 몸체 220: 구동부
230: 상하이동부 320: 구동부 기어
330: 피동부 기어
본 발명은 선입선출을 하는 버퍼 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수개의 기판을 임시로 저장하는 버퍼 시스템에서 선입선출을 할 수 있는 버퍼 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 버퍼 장치는 반도체 공정 또는 평판 디스플레이 성형 공정에서 일련의 공정을 진행하는 가운데 임시로 기판을 저장하는 장치를 말한다. 버퍼 장치는 일련의 공정에 있어서 각각 공정을 수행하는 시간이 다르거나 어는 한 공정이 임시로 멈추는 경우에 타 공정에서 수행된 기판이 임시로 머물 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 작업 속도를 가진 세정공정과 박막증착공정 사이 또는 세정공정과 검사공정 사이에서 전체 생산공정의 작업시간을 조율하는 버퍼 장치가 사용될 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 버퍼 장치를 보여주는 개략도이다.
종래의 버퍼 장치는 버퍼 장치에 운송된 기판을 저장하기 위하여 버퍼 장치에 상하로 이동시킬 수 있는 이송수단을 구비하여 기판을 상부로 이동시켰다. 따라서 먼저 이송된 기판은 버퍼 장치에서 상부에 위치하였다. 따라서 버퍼에 저장된 기판을 다시 후공정에 있는 공정 장치로 이송하기 위하여는 가장 아래에 있는 기판을 먼저 이송시킨다. 이는 기판을 이송시키는 장치가 가장 아래의 축(shaft)에 장착되어 있는 롤러의 회전에 의하여 이루어지기 때문이다.
이와 같이 선입된 기판이 후출되므로 선입된 기판이 버퍼에 머무르는 시간이 상대적으로 길어질 수 있다. 버퍼에 머무르는 시간이 길어짐에 의하여 기판에 먼지 또는 이물질이 흡착될 수 있고 이와 함께 전공정에 의해 일정시간 후에 후공정을 수행하여야 하는데 일정시간이 훨씬 초과하여 후공정을 수행하여 수율이 저하될 수 있다.
또한 선입선출을 위하여 로봇에 의하여 기판을 개별적으로 운송하는 시스템은 고가의 로봇이 필요로 하여 비용이 증가하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 안출된 것으로서, 버퍼 시스템에 상하이송 수단을 구비하여 선입된 기판을 선출할 수 있는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 선입선출을 하는 버퍼 시스템은 샤프트와 샤프트에 삽입되어 고정되는 롤러로 이루어져 기판을 임시로 저장 또는 이송하는 하나 이상의 버퍼층; 상기 버퍼층을 상하로 이동시켜 이송하려는 기판이 있는 버퍼층을 구동부에 연결시키는 상하이동부; 및 상기 이송하려는 기판이 있는 버퍼층의 샤프트를 회전시켜 기판을 이송시키는 구동부를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선입선출을 하는 버퍼 시스템의 사시도이며, 도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 선입선출을 하는 버퍼 시스템에서 구동부를 보여주는 개략도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선입선출을 하는 버퍼 시스템은 샤프트와 샤프트에 삽입되어 고정되는 롤러로 이루어져 기판을 임시로 저장 또는 이송하는 하나 이상의 버퍼층, 버퍼층 중에서 하나의 버퍼층의 샤프트를 회전시켜 기판을 이송시키는 구동부 및 상기 버퍼층을 상하로 이동시키는 상하이동부를 포함한다. 이와 함께, 상기 샤프트를 지지하는 홀을 구비하는 버퍼 몸체를 더 포함할 수 있다.
도 2에서 도시하는 바와 같이 버퍼 몸체(210)는 하나 이상의 버퍼층(215)을 지지하는 역할을 한다. 버퍼 몸체(210)는 버퍼 시스템이 임시로 저장할 수 있는 기 판의 양만큼의 버퍼층(215)을 가지는 공간을 제공할 수 있다. 다시 말해, 다수의 버퍼층(215)을 가지는 버퍼 시스템은 상대적으로 높이가 높은 공간을 가질 수 있다. 버퍼 몸체(210)는 버퍼층(215)이 일정한 간격으로 배열될 수 있도록 한다.
버퍼층(215)은 임시로 기판을 저장하는 역할을 한다. 이와 함께 버퍼층(215)은 기판을 이송하여야 할 때에는 기판을 이송할 수 있도록 이송수단을 구비할 수 있다. 버퍼층(215)은 기판이 임시로 저장할 수 있어야 되기에 다수개로 이루어 질 수 있다. 버퍼층(215)은 이전의 공정에서 이송된 기판을 버퍼 시스템에 의해서 버퍼층(215)으로 이송될 수 있다. 이와 함께 버퍼층(215)은 버퍼 시스템에서 임시로 저장되어 있다가 후속 공정으로 기판을 이송할 수 있다.
이러한 기판을 이송하기 위한 수단으로는 회전 축이 되는 샤프트(Shaft, 120)와 샤프트의 회전으로 기판을 이송시킬 수 있는 롤러(110)를 포함할 수 있다. 롤러(110)는 샤프트(120)에 고정되어 샤프트(120)의 회전에 의해 롤러(110)도 함께 회전할 수 있다. 그리하여 롤러 위에 있는 기판도 롤러의 회전에 의해 일방향으로 이송될 수 있다. 이러한 이송수단은 기판을 임시로 저장할 수 있도록 기판을 지지하는 역할도 하며, 이송이 요구되는 때에는 이송수단으로 역할을 할 수 있다.
도 1에서 도시하는 종래의 버퍼 장치에서는 하단에 이송수단을 구비하고, 상단에는 임시로 저장된 기판의 테두리 부분을 지지하여 상하로 이동할 수 있도록 하였다. 그리하여 상단으로 이동한 기판을 후속 공정으로 이송하기 위하여는 하단의 기판이 먼저 이송된 후에야 비로소 상단에 저장된 기판을 하단으로 이동시킬 수 있었다.
다시 도 2와 도 3a에서 도시하는 바와 같이, 구동부(220)는 버퍼층(215)의 샤프트(120)를 회전시키는 역할을 한다. 일반적으로 구동부(220)는 동력을 발생시키는 동력부(310)와 동력부에 의해 기계적 또는 전기적 힘을 전달하는 동력전달부(320, 330)를 포함할 수 있다. 동력부(310)는 동력을 발생시키는 부분으로서 전기력에 의해 작동하는 모터 또는 화학에너지를 기계적 운동으로 전환시키는 엔진을 포함할 수 있다.
동력부에 의해 발생한 동력을 전달하기 위해서 다양하게 동력전달부(320, 330)를 구성할 수 있다. 예를 들면, 도 4에서 도시하는 바와 같이 마그네틱 헬리컬 기어(320, 330)를 사용할 수 있다. 다만 명칭은 헬리컬 기어라고 하지만, 실질적으로는 구동부 기어(320)의 회전에 의해 이에 수직으로 놓여 있는 피동부 기어(330)를 회전시키는 윔 기어의 역할을 할 수 있다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 선입선출을 하는 버퍼 시스템에서 마그네틱 헬리컬 기어의 원리도이다.
일반적인 기어라 함은 톱니에 맞물림에 의해 다른 축으로 동력을 전달하는 구조를 의미할 수 있으나, 마그네틱을 사용하는 경우에는 기어의 톱니를 직접 맞닿게 하지 않고도 동력을 전달할 수 있다. 도 3b에서 도시하는 바와 같이 구동부 기어(320)와 피동부 기어(330)의 각 축을 90도인 상태로 놓여져 있고, 기어의 테두리 부분에 기울어진 방향으로 N극과 S극의 자석이 부착되어 있다. 따라서 구동부 기어(320)의 회전을 하게 되면, 구동부 기어의 N극에 대응하는 S극이, 구동부 기어의 S극에 대응하는 N극이 서로 인력이 작용하게 되어 피동부 기어(330)가 회전할 수 있다. 따라서 샤프트축이 90도로 엇갈려 있고, 기어의 톱니가 맞닿아 있지 아니하여도 피동부 기어(330)를 회전시켜 기판을 이송시킬 수 있다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 선입선출을 하는 버퍼 시스템에서 마그네틱 디스크 구동부를 보여주는 개략도이며, 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 선입선출을 하는 버퍼 시스템에서 마그네틱 디스크 기어의 원리도이다.
마그네틱 헬리컬 기어와 흡사하게 자력을 이용하여 동력을 전달하는 방식에는 예를 들면, 마그네틱 디스크 기어를 사용할 수 있다.
도 4a에서 도시하는 바와 같이 동력부에 의해 구동부 기어(420)을 회전시키면 이와 평행하게 놓여져 있는 피동부 기어(430)를 회전시킬 수 있다. 이는 도 4b에서 도시하는 바와 같이 마주 보는 구동부 기어(420)와 피동부 기어(430)에 각각 자석을 대응되게 부착함으로써 인력이 작용하게 하여 구동부 기어가 회전시에 피동부 기어가 함께 회전하게 할 수 있다.
이러한 마그네틱 기어(320, 420, 330, 430)는 기어를 직접 닿지 않고 일정 거리가 있는 상태에서 구동시킬 수 있다. 따라서 버퍼층을 상하로 이동시킬 수 있어서 이송하려는 기판이 있는 버퍼층에 피동부 기어를 구동부에 의해 회전시킬 수 있다. 구동부는 슬라이더(224) 또는 레일을 포함할 수 있고, 구동부(220)는 슬라이더(224) 또는 레일 위에서 좌우로 이동할 수 있다. 따라서 버퍼층(215)이 상하이동을 하는 경우에는 구동부를 뒤로 이동시켜 버퍼층(215)의 이동을 용이하게 할 수 있다.
상하이동부(230)는 하나 이상의 버퍼층(215)을 상하로 이동시키는 역할을 한 다. 버퍼층(215)을 상하로 이동시키기 위해서는 복수개의 버퍼층이 하나의 버퍼 몸체(210)에 부착될 수 있다. 따라서 상하이동부(230)는 버퍼 몸체(210)를 위아래로 움직이게 함으로써 상하로 이동시킬 수 있다.
상하로 이동시키기 위해 몸체 하부에 피스톤을 장착할 수 있다. 이러한 피스톤은 후속 공정으로 기판을 이송하기 위하여 구동부에 의해 이송될 기판이 있는 버퍼층(215)의 높이를 구동부(220)와 맞추어야 한다. 구동부의 높이를 이동시킬 수도 있지만, 이를 위해서는 후속 공정에서 기판을 이송하기에 불편할 수 있다.
상하로 이동시키는 수단으로는 피스톤뿐만 아니라 나사 기어를 사용할 수도 있고, 피스톤이나 나사 기어의 위치가 버퍼 몸체의 하부에 장착될 수도 있지만 버퍼 몸체의 상부에 장착될 수도 있다.
일반적인 경우에는 선입된 기판은 위로 저장되어 맨 상부에 있게 된다. 따라서 상하이동부(230)는 맨 위에 버퍼층을 구동부의 높이에 맞게 낮추어 맨 위의 버퍼층(215)의 기판을 후속 공정으로 이송할 수 있다. 이와 같이 맨 위의 버퍼층부터 순차적으로 아래의 버퍼층에 있는 기판을 후속 공정으로 이송하여 선입된 기판을 선출할 수 있는 버퍼 시스템을 구현할 수 있다.
이와 유사하게, 예를 들어 맨 위의 버퍼층의 기판을 이송하여 다음 기판을 후속 공정으로 이송시키려 한다고 가정하자. 하지만 이미 이전 공정에서 버퍼 시스템으로 이송할 기판이 있어 이를 맨 위의 버퍼층에 안착시킨 경우에는 맨 위의 버퍼층에 기판이 있다고 하더라도 선입되었다고 할 수 없다. 따라서 이러한 경우에는 상하이동부에서 각각의 버퍼층에서 기판이 임시로 머무르는 시간을 감지하여 가장 긴 시간 동안 머무르고 있는 기판부터 순차적으로 후속 공정으로 기판을 이송시킬 수 있다. 이를 위해서는 기판이 버퍼층에 머무르는 시간을 감지하는 타임센서를 더 포함할 수 있다. 다시 말해, 각 버퍼층에 기판이 머무르는 시간을 감지하여 후속공정으로 기판 이송시에 선입된 기판을 선출할 수 있도록 하는 것이다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 선입선출을 하는 버퍼 시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저 이전 공정에서 기판이 후속 공정으로 바로 진행할 수 없어 버퍼 시스템에 임시로 저장될 수 있다. 이미 버퍼 시스템의 하나의 버퍼층(215)을 차지하는 기판을 상부로 올리고 아래 버퍼층에 새로인 도달한 기판을 안착시킨다. 이러한 방식에 의해 기판을 저장함으로써 선입된 기판은 상단의 버퍼층에 저장될 수 있다. 따라서 선입된 기판을 선출하기 위해서는 상단의 버퍼층에 있는 기판을 먼저 후속 공정으로 이송할 수 있다. 그리하여 상하이동부(230)에 의해 버퍼 몸체를 아래로 이동시킴으로 인해 버퍼층(215)을 아래로 이동시킬 수 있다. 버퍼층의 이동위치는 버퍼층(215)에 있는 롤러(110)가 구동부(220)와 맞닿아 구동될 수 있는 높이로 될 수 있다.
이송될 기판이 있는 버퍼층(215)이 구동부가 작동할 수 있는 높이에 도달하면 구동부(220)는 구동모터(310)를 회전시켜 동력전달부로 동력을 전달할 수 있다. 예를 들면, 마그네틱 헬리컬 기어(320, 330)를 사용하여 구동부 기어(320)를 회전시키고, 구동부 기어는 그와 90도로 부착된 버퍼층(215)의 피동부 기어(330)를 회 전시킴으로 샤프트(120)와 샤프트에 부착된 롤러(110)를 회전시킴으로 기판을 후속 공정으로 이송시킬 수 있다. 이와 함께, 마그네틱 디스크 기어(420, 430)을 사용하여도 구동부 기어(420)을 회전시킴으로 이와 평행하게 놓여져 있는 피동부 기어(430)을 회전시킴으로 버퍼층에 있는 기판을 후속 공정으로 이송시킬 수 있다.
상기와 같은 방식으로, 다음의 기판을 이송시키기 위해서는 상하이동부(230)에 의해 이송할 기판이 놓여 있는 버퍼층(215)을 구동부의 높이에 도달하게 하고, 버퍼층(215)이 구동부(220) 높이에 도달하면 구동부는 버퍼층에 놓여 있는 기판을 후속 공정으로 이송시킬 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명에 따를 경우, 선입된 기판을 선출함으로써 버퍼 시스템 내에서 대기시간을 균일하게 하여 공정 밸런스(Balance)를 유지할 수 있다.
이와 함께, 버퍼 시스템에서의 대기시간을 상대적으로 줄임에 의해 기판에 이물질이 안착하는 것을 줄일 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

Claims (6)

  1. 샤프트와 샤프트에 삽입되어 고정되는 롤러로 이루어져 기판을 임시로 저장 또는 이송하는 하나 이상의 버퍼층;
    고정된 위치에서 상기 이송하려는 기판이 있는 버퍼층의 샤프트와 연결되어 상기 샤프트를 회전시켜 기판을 이송시키는 구동부; 및
    상기 버퍼층을 상하로 이동시켜 상기 이송하려는 기판이 있는 버퍼층을 상기 구동부에 연결시키는 상하이동부를 포함하는 선입선출을 하는 버퍼 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 샤프트를 지지하는 홀을 구비하는 버퍼 몸체를 더 포함하는 선입선출을 하는 버퍼 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 구동부는
    마그네틱 헬리컬 기어를 이용하여 상기 버퍼층의 샤프트를 회전시키는, 선입선출을 하는 버퍼 시스템.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 구동부는
    마그네틱 디스크 기어를 이용하여 상기 버퍼층의 샤프트를 회전시키는, 선입선출을 하는 버퍼 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 상하이동부는 선입된 기판의 버퍼층 순서를 저장하여 선입된 순서대로 선출시키도록 버퍼층을 상하로 이동시키는, 선입선출을 하는 버퍼 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 상하이동부는 피스톤 또는 나사기어에 의하여 버퍼층을 상하로 이동시키는, 선입선출을 하는 버퍼 시스템.
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