KR100962423B1 - 기판처리장치 및 방법 - Google Patents

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KR100962423B1
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Abstract

본 발명의 기판처리장치는 기판(2)을 수평으로 반송하기 위한 제1 수평형 반송부(110), 상기 제1 수평형 반송부에서 반송된 기판을 위쪽으로 반송하기 위한 상향 곡선형 반송부(210), 상기 상향 곡선형 반송부에서 반송된 기판을 아래쪽으로 반송하기 위한 하향 곡선형 반송부(220), 상기 하향 곡선형 반송부에서 반송된 기판을 다시 수평으로 반송하기 위한 제2 수평형 반송부(120), 상기 제1 수평형 반송부(110) 및 제2 수평형 반송부(120)를 구동시키기 위해 상기 제1 수평형 반송부 및 제2 수평형 반송부와 평행하게 설치되는 복수 개의 제1 원형 로울러(310), 및 상기 상향 곡선형 반송부(220) 및 하향 곡선형 반송부(120)를 구동시키고, 기판(2)과 충돌 후 파손되는 현상을 방지할 수 있도록 직경, 피치 및 높이를 조절하여 상기 상향 곡선형 반송부 및 하향 곡선형 반송부와 평행하게 배열되는 복수 개의 제2 원형 로울러(320)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
Figure R1020080022363
기판처리, 곡선형, 로울러, 직경, 피치

Description

기판처리장치 및 방법{Apparatus for Treating Substrate and Method Thereof}
제1도는 종래의 수평형 반송라인(10)에서 기판(2)을 반송하는 모습을 나타낸 개략적인 사시도이다.
제2도는 본 발명에 따른 제1 수평형 반송부(110), 상향 곡선형 반송부(210), 하향 곡선형 반송부(220) 및 제2 수평형 반송부(120)를 따라 기판(2)이 반송되는 프로세스를 나타내는 개략적인 설명도이다.
제3도는 본 발명에 따른 반송라인의 개략적인 평면도이다.
제4도는 본 발명에 따른 반송라인의 개략적인 측면도이다.
제5도는 본 발명에 따른 제1 수평형 반송부(110)에서 상향 곡선형 반송부(210)로 변화하는 구간에서 기판(2)이 반송라인과 충돌하는 것을 방지하기 위해 제2 원형 로울러(320)를 타원형 로울러(330)로 치환하여 기판을 들어올리는 과정을 나타낸 개략적인 설명도이다.
제6도는 본 발명에 따른 제1 수평형 반송부(110)에서 상향 곡선형 반송부(210)로 변화하는 구간에서 기판(2)이 반송라인과 충돌하는 것을 방지하기 위해 제2 원형 로울러(320)를 리프트(340)로 치환하고, 기판(2)의 위치를 인식하기 위해 센서(510)를 설치하여 상기 센서에서 인식된 신호를 받아 리프트가 기판을 들어올리는 과정을 나타낸 개략적인 설명도이다.
제7도는 본 발명에 따른 제1 수평형 반송부(110) 및 상향 곡선형 반송부(210) 사이에 위치하고, 기판(2)을 들어올리기 위해 설치된 지주(350)를 가진 기판처리장치를 나타내는 개략적인 사시도이다.
제8도는 본 발명에 따른 제1 수평형 반송부(110) 및 상향 곡선형 반송부(210) 사이에 위치하도록 지주(350)를 설치하고, 기판(2)의 위치를 인식하기 위해 센서(510)를 설치하여 상기 센서에서 인식된 신호를 받아 지주가 기판을 들어올리는 과정을 나타낸 개략적인 설명도이다.
제9도는 본 발명에 따른 제1 수평형 반송부(110)에서 상향 곡선형 반송부(210)로 변화하는 구간에서 기판(2)이 반송라인과 충돌하는 것을 방지하기 위해 제2 원형 로울러(320)를 핀 로울러(360)로 치환하고, 기판(2)의 위치를 인식하기 위해 센서(510)를 설치하여 상기 센서에서 인식된 신호를 받아 핀 로울러가 기판을 들어올리는 과정을 나타낸 개략적인 설명도이다.
제10도는 본 발명에 따른 모터(410), 헬리컬 기어(421) 및 스퍼 기어(422)에 의해 반송라인의 동력을 전달하는 과정을 나타낸 개략적인 측면도이다.
제11도는 종래의 수평형 반송라인에서 로울러의 크기를 60mm로 하고, 피치를 110mm로 한 경우로서, (a)는 로울러 위치에 따른 어택 앵글을 나타내는 그래프이고, (b)는 로울러 위치에 따른 순간미끄럼속도를 나타내는 그래프이다.
제12도는 종래의 직선형 경사 반송라인에서 로울러의 크기를 60mm로 하고, 피치를 65mm로 한 경우로서, (a)는 로울러 위치에 따른 어택 앵글을 나타내는 그래프이고, (b)는 로울러 위치에 따른 순간미끄럼속도를 나타내는 그래프이다.
제13도는 본 발명에 따른 곡선형 반송라인에서 로울러의 크기를 110mm로 하고, 피치를 80mm로 한 경우로서, (a)는 로울러 위치에 따른 어택 앵글을 나타내는 그래프이고, (b)는 로울러 위치에 따른 순간미끄럼속도를 나타내는 그래프이다.
제14도는 본 발명에 따른 곡선형 반송라인에서 로울러의 크기를 60mm로 하고, 피치를 65mm로 한 경우로서, (a)는 로울러 위치에 따른 어택 앵글을 나타내는 그래프이고, (b)는 로울러 위치에 따른 순간미끄럼속도를 나타내는 그래프이다.
* 도면의 주요부호에 대한 간단한 설명 *
2: 기판 10: 수평형 반송라인
20: 곡선형 반송라인 110: 제1 수평형 반송부
120: 제2 수평형 반송부 210: 상향 곡선형 반송부
220: 하향 곡선형 반송부 310: 제1 원형 로울러
320: 제2 원형 로울러 330: 타원형 로울러
340: 리프트 350: 지주
360: 핀 로울러 410: 모터
421: 헬리컬 기어 422: 스퍼 기어
430: 샤프트 510: 센서
발명의 분야
본 발명은 기판처리장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 반송라인의 일부 구간을 곡선형으로 구성하여 처리액을 신속·균일하게 제거 및 분리하고, 기판 표면에 잔류하는 처리액을 기판 전체에 균일하게 보상하며, 반송라인에 구동력을 전달하는 로울러의 직경, 피치 및 높이를 최적화하여 기판이 반송라인에 충돌하는 현상을 최소화할 수 있고, 소규모 장치로 구성하기 위해 상기 로울러를 교차 배열한 구조를 제공하는 기판처리장치 및 방법에 관한 것이다.
발명의 배경
LCD(액정표시장치) 또는 반도체 디바이스(device)의 제조공정은 감광제 도포(Photo Resist Coating), 노광(Exposure), 현상(Developing), 에칭(Etching), 스트리핑(Stripping), 세정(Cleaning), 건조(Drying) 등의 일련의 공정으로 이루어진다. 상기 공정에서 제한된 시간 내에 최상의 품질을 가진 제품을 제조하기 위해서는 프로세스 타임(process time)을 최대한 확보하고, 제조공정 중 발생할 수 있는 제품의 손상을 방지하는 것이 중요하다.
기판은 기판처리장치를 통과할 때, 여러 개의 다른 공정들이 연속적으로 처리될 필요성이 있고, 또한 상기 공정들은 현상, 에칭, 스트립, 세정 등의 일련의 공정들을 포함하기 때문에 기판의 표면은 화학물질, 예를 들면 현상액, 에칭액, 스트립액, 세정액 등에 의해 수십 초 동안 노출된다. 이 때 기판의 표면에는 상기 화학물질들에 의하여 화학반응이 발생하게 되고, 적정한 반응시간이 확보되지 않는다면 원하는 제품의 품질을 얻을 수 없다는 문제점이 발생한다.
이를 해결하기 위한 방법으로 기판을 한 쪽으로 기울이거나 흔들어 기판에 도포된 처리액을 제거하는 방식이 있었으나, 장치가 복잡하고, 고장이 잦으며, 기판의 파손이 빈번한 문제점 등이 발생하기 때문에 바람직한 문제 해결 방안이라고 볼 수 없었다. 또한 장치를 단순화하고, 기판의 파손을 방지하기 위한 방안으로 반송부의 일부를 곡선형 또는 직선형 경사를 갖는 기판처리장치를 개발하였으나, 중력을 이용한 처리액의 제거는 가능하지만, 기판이 반송라인을 어택(attack)하여 기판의 모서리 부분이 파손되는 문제점이 발생하였다. 이는 최근 8세대 글라스(예를 들면, 2200×2500mm)의 대형 기판을 생산하는 비율이 높아짐에 따라 기판의 대형화에 의한 기판 자체의 휨(bending) 현상이 현저하게 발생하여 기판이 경사 반송부로 이송될 때 기판의 진행방향에서의 기판 외각면(edge)이 경사 반송부의 로울러를 어택(attack)하여 기판의 일부가 파손되거나 스크래치가 발생되기 때문이다.
본 발명자는 상기와 같은 문제점들을 해결하고자 반송라인의 일부를 곡선형 반송라인으로 구성하여 처리액의 제거를 신속ㆍ균일하게 하고, 여러 종류의 화학물질이 혼합되는 현상을 방지하였을 뿐만 아니라 기판이 곡선형 반송라인을 통과하는 경우 곡선형 반송부의 하부 로울러를 교차 배열하여 로울러의 직경을 최대화하고 그 직경, 피치 및 높이를 최적화하여 기판이 곡선형 반송부의 로울러를 어택하여 파손되는 현상을 방지할 수 있고, 기판 처짐 현상으로 인한 기판 중심부에서의 불균일하게 처리액이 잔류하는 것을 방지하였으며, 곡선형 반송라인의 구동을 위해 스퍼기어를 이용하여 곡선라인에서의 구동전달이 가능하게 하는 본 발명의 기판처리장치 및 방법을 개발하기에 이른 것이다.
본 발명의 목적은 기판처리장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 처리액의 제거를 신속하고, 균일하게 기판처리공정을 수행할 수 있으며, 여러 종류의 화학물질이 혼합되는 현상을 방지할 수 있는 곡선형 반송라인으로 구성된 기판처리장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 기판이 곡선형 반송부의 로울러를 어택하여 파손되는 현상을 방지할 수 있도록 최적화된 직경, 피치 및 높이를 가지는 로울러로 구성된 기판처리장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 직경이 큰 로울러로 구성함에 따라 발생하는 장치의 대형화 현상을 방지하기 위해 상기 로울러를 교차 배열하여 컴팩트한 구조를 가진 기판처리장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 기판이 수평형 반송부로부터 곡선형 반송부로 반송되는 과정에서 발생할 수 있는 충돌로 인한 기판 파손 현상을 방지하기 위해 수평형 반송부와 곡선형 반송부의 사이 위치의 원형 로울러를 타원형 로울러로 치환한 기판처리장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 기판이 수평형 반송부로부터 곡선형 반송부로 반송되는 과정에서 발생될 수 있는 충돌로 인한 기판 파손 현상을 방지하기 위해 기판의 위치를 인식하는 센서 및 수평형 반송부와 곡선형 반송부의 사이 위치의 원형 로울러를 리프트로 치환한 기판처리장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 기판이 수평형 반송부로부터 곡선형 반송부로 반송되는 과정에서 발생될 수 있는 충돌로 인한 기판 파손 현상을 방지하기 위해 기판의 위치를 인식하는 센서 및 수평형 반송부의 제1 원형 로울러와 곡선형 반송부의 제2 원형 로울러 사이에 기판을 들어올리기 위한 지주를 갖는 기판처리장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 기판이 수평형 반송부로부터 곡선형 반송부로 반송되는 과정에서 발생될 수 있는 충돌로 인한 기판 파손 현상을 방지하기 위해 기판의 위치를 인식하는 센서 및 수평형 반송부와 곡선형 반송부의 사이 위치의 원형 로울러를 핀 로울러로 치환한 기판처리장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 기판의 처짐 현상으로 인한 기판 중심부에서 처리액이 불균일한 상태로 잔류하는 것을 방지하는 기판처리장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 수평형 반송라인의 동력전달은 헬리컬 기어를 사용하고, 곡선형 반송라인의 동력전달은 스퍼 기어를 사용하여 반송라인에 동력을 전달하는 기판처리장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 기판의 상부 표면에 도포된 처리액을 균일하게 보 상할 수 있는 기판처리장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 모두 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
발명의 요약
본 발명의 기판처리장치는 기판(2)을 수평으로 반송하기 위한 제1 수평형 반송부(110), 상기 제1 수평형 반송부에서 반송된 기판을 위쪽으로 반송하기 위한 상향 곡선형 반송부(210), 상기 상향 곡선형 반송부에서 반송된 기판을 아래쪽으로 반송하기 위한 하향 곡선형 반송부(220), 상기 하향 곡선형 반송부에서 반송된 기판을 다시 수평으로 반송하기 위한 제2 수평형 반송부(120), 상기 제1 수평형 반송부(110) 및 제2 수평형 반송부(120)를 구동시키기 위해 상기 제1 수평형 반송부 및 제2 수평형 반송부와 평행하게 설치되는 복수 개의 제1 원형 로울러(310), 및 상기 상향 곡선형 반송부(220) 및 하향 곡선형 반송부(120)를 구동시키고, 기판(2)과 충돌 후 파손되는 현상을 방지할 수 있도록 직경, 피치 및 높이를 조절하여 상기 상향 곡선형 반송부 및 하향 곡선형 반송부와 평행하게 배열되는 복수 개의 제2 원형 로울러(320)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 하나의 구체예에서 상기 제2 원형 로울러(320)는 동일 샤프트(430)에 연결된 복수 개의 제2 원형 로울러 사이의 공간에 다른 샤프트에 연결된 하나 또는 그 이상의 제2 원형 로울러가 교차 배열되도록 구성된다.
본 발명의 다른 구체예에서 상기 기판처리장치는 제1항에 있어서, 상기 제1 수평형 반송부(110)에서 상향 곡선형 반송부(210)로 변화하는 구간에서의 로울러는 타원형 로울러(330)로 치환하여 구성된다.
본 발명의 또 다른 구체예에서는 상기 제1 수평형 반송부(110)에서 상향 곡선형 반송부(210)로 변화하는 구간에서 기판(2)이 반송라인에 충돌하는 것을 방지하기 위해 센서(510) 및 기판을 들어올리기 위한 리프트(340)를 포함하도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 구체예에서는 상기 제1 수평형 반송부(110)에서 상향 곡선형 반송부(210)로 변화하는 구간에서 기판(2)이 반송라인에 충돌하는 것을 방지하기 위해 센서(510) 및 기판을 들어올리기 위한 지주(350)를 포함하도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 구체예에서는 상기 제1 수평형 반송부(110)에서 상향 곡선형 반송부(210)로 변화하는 구간에서 기판(2)이 반송라인에 충돌하는 것을 방지하기 위해 센서(510) 및 기판을 들어올리기 위한 핀 로울러(360)를 포함하도록 구성된다.
발명의 또 다른 구체예에서 상기 기판처리장치는 동력을 발생시키는 모터(410), 상기 모터에서 발생한 동력을 전달받아 제1 수평형 반송부(110) 및 제2 수평형 반송부(120)를 구동시키는 헬리컬 기어(421), 상기 헬리컬 기어에서 발생한 동력을 전달받아 상향 곡선형 반송부(210) 및 하향 곡선형 반송부(220)를 구동시키는 스퍼 기어(422), 및 상기 헬리컬 기어(421) 및 스퍼 기어(422)에 전달된 동력을 각각 제1 원형 로울러 및 제2 원형 로울러에 전달하기 위한 샤프트(330)로 구성된다.
발명의 또 다른 구체예에서는 상기 기판처리장치를 이용하여 기판(2)을 반송하는 기판처리방법을 설명한다.
발명의 또 다른 구체예에서는 상기 기판처리장치를 이용하여 기판(2)의 상부 표면에 도포된 처리액을 제거하고, 제거된 처리액이 기판 표면에 균일하게 보상되도록 하는 기판처리방법을 설명한다.
이하 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.
발명의 구체예에 대한 상세한 설명
제1도는 종래의 수평형 반송라인(10)에서 기판(2)을 반송하는 모습을 나타낸 개략적인 사시도이다.
제1도에 도시된 바와 같이, 종래의 수평형 반송라인(10)만을 사용할 경우 기판(2)에 도포된 처리액을 충분히 제거하지 못한 상태에서 다른 처리액으로 기판을 처리하기 때문에 기판과 처리액의 적정한 화학반응을 기대할 수 없다.
따라서 종래의 수평형 반송라인에서는 처리액의 제거를 위해 기판을 한쪽으로 기울여 처리액을 제거하는 형식을 사용하였으나, 장치가 복잡해지고, 처리액을 제거하는데 있어서 정지시간을 포함한 처리액 제거시간이 오래 걸리는 등 많은 문제점이 발생하게 되었다. 이를 해결하기 위해 장치를 단순화하고, 연속적인 프로세스(process)에서 중력을 이용하여 처리액을 제거할 수 있도록 반송라인의 일부를 곡선형 반송라인으로 구성하였다.
제2도는 본 발명에 따른 제1 수평형 반송부(110), 상향 곡선형 반송부(210), 하향 곡선형 반송부(220) 및 제2 수평형 반송부(120)를 따라 기판(2)이 반송되는 프로세스를 나타내는 개략적인 설명도이다.
제2도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 기판처리장치는 제1 수평형 반송부(110), 상향 곡선형 반송부(210), 하향 곡선형 반송부(220), 제2 수평형 반송부(120), 제1 원형 로울러(310) 및 제2 원형 로울러(320)로 이루어진다. 기판(2)이 반송되는 프로세스는 다음과 같다.
처리액으로 도포된 기판(2)은 제1 수평형 반송부(110)를 따라 반송된다. 제1 수평형 반송부(110) 상의 기판의 상부 표면은 처리액(도면에 표시하지 않음)의 표면장력 때문에 처리액이 돔형으로 도포된 상태이다. 또한 기판과 처리액의 경계면에서는 화학반응이 발생하게 된다. 따라서 다른 존(zone)으로의 반송을 위해서는 전 단계의 처리액을 충분히 제거할 필요성이 있는 것이다.
상기 제1 수평형 반송부(110)를 따라 반송된 기판은 상향 곡선형 반송부(210)로 반송된다. 이 때, 기판 상부 표면에 도포된 처리액은 중력으로 인하여 기판에서 일정부분 제거된다. 그러나 상향 곡선형 반송부는 상향 반송에 해당하기 때문에 기판의 뒷부분에 처리액이 적체된 상태로 상향 곡선형 반송부에서 반송되는 상태를 유지한다. 또한, 기판으로부터 제거된 처리액은 제1 수평형 반송부(110)와 상향 곡선형 반송부 사이 지점에 위치한 집적부(도면에 표시하지 않음)에 모이게 된다. 이것은 처리액을 효과적으로 분리할 수 있는 하나의 방법이 될 수 있다.
그 후 상향 곡선형 반송부(210)를 따라 반송된 기판은 하향 곡선형 반송부(220)를 따라 반송된다. 기판이 상향 곡선형 반송부(210)를 지나면서, 기판의 표면에 도포되었던 처리액은 대부분 제거되고, 기판은 상향 곡선형 반송부(210)에서 하향 곡선형 반송부(220)로 반송되면서 기판 후단부의 처리액은 기판 전단부로 이동하며, 상기 상향 곡선형 반송부(210)에서 하향 곡선형 반송부(220)로 전이되는 구간에서 기판이 머무르는 시간만큼 처리액의 기판에 대한 보상효과가 발생하게 되는 것이다.
마지막으로 하향 곡선형 반송부(220)를 따라 반송된 기판은 제2 수평형 반송부(120)를 따라 반송하게 되어 다른 존으로 이동한다. 이전 과정에서 불균일한 기판표면에 대한 보상이 이루어졌기 때문에 제2 수평형 반송부 상의 기판의 표면은 처리액이 균일하게 도포된 상태를 유지하고, 표면의 균일성(uniformity)이 우수한 효과를 나타낸다.
본 발명의 제1 수평형 반송부(110) 및 제2 수평형 반송부(120)는 제1 원형 로울러(310)에 의해 구동되고, 상향 곡선형 반송부(210) 및 하향 곡선형 반송부(220)는 제2 원형 로울러(320)에 의해 구동된다. 제1 및 제2 원형 로울러에 동력을 전달하는 방법에 대하여는 후술한다.
제3도는 본 발명에 따른 반송라인의 개략적인 평면도이다.
제3도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 반송라인은 제1 원형 로울러(310) 및 제2 원형 로울러(320)에 의해 구동된다. 또한 상기 제1 및 제2 원형 로울러, 헬리컬 기어(421) 및 스퍼 기어(422)는 샤프트(430)에 연결된다. 후술하는 모터로부터 발생된 동력은 상기 헬리컬 기어 및 스퍼 기어, 샤프트, 제1 및 제2 원형 로울러를 통해 순차적으로 전달된다.
본 발명의 제1 원형 로울러(310)는 직경이 작고, 제1 원형 로울러 사이의 간격이 비교적 크게 설계된다. 그러나 제2 원형 로울러(320)의 직경을 크게 하고, 제2 원형 로울러 사이의 간격이 비교적 작게 설계함으로써 반송라인의 일부를 곡선형으로 구성하는 것이다. 제2 원형 로울러의 직경을 제1 원형 로울러보다 크게 하고, 제2 원형 로울러 사이의 간격을 제1 원형 로울러보다 작게 하는 이유는 기판이 반송라인에 어택하는 경우 충격량을 줄이고, 기판과 로울러의 상대 각도를 작게 하여 기판의 파손을 최소화하기 위함이다. 본 발명의 제2 원형 로울러는 70 내지 130mm의 직경을 갖고, 그 간격은 60 내지 85mm의 피치로 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 제2 원형 로울러들 사이의 높이는 기판의 파손을 방지할 수 있도록 조정하여 배열하는 것이 바람직하다.
또한 곡선형 반송라인에서 로울러 직경을 크게 하는 경우 장치의 길이가 길어져 장치가 대형화될 수 있기 때문에 본 발명에서는 장치를 소형화하기 위해 동일 샤프트에 연결된 로울러와 로울러 사이에 다른 샤프트에 연결된 하나 또는 그 이상의 로울러가 설치될 수 있도록 구성하였다.
제4도는 본 발명에 따른 반송라인의 개략적인 측면도이다.
제4도에 도시된 바와 같이, 기판의 처리액을 제거하는 구간을 곡선형으로 구성함으로써 제2구간에서 제거된 처리액이 제1구간 및 제2구간의 사이에서 모아질 수 있도록 한다. 또한 제2구간의 로울러 직경을 크게 하고, 그 간격을 좁게 함으로 써 기판의 로울러에서의 어택 앵글을 최소화하여 기판이 로울러를 어택하는 충격량을 작게 하였다. 이로써 기판을 기판처리장치에서 처리하는 과정에서 발생하는 기판 파손을 현저하게 줄일 수 있다.
제5도는 본 발명에 따른 제1 수평형 반송부(110)에서 상향 곡선형 반송부(210)로 변화하는 구간에서 기판(2)이 반송라인과 충돌하는 것을 방지하기 위해 제2 원형 로울러(320)를 타원형 로울러(330)로 치환하여 기판을 들어올리는 과정을 나타낸 개략적인 설명도이다.
제5도에 도시된 바와 같이, 제1 수평형 반송부(110)에서 상향 곡선형 반송부(210)로 변화하는 구간에서의 제1 원형 로울러(310)의 형상은 원형이 아닌 타원형으로 구성된 것을 확인할 수 있다. 또한 형상을 명확히 하기 위하여 상기 타원형 로울러(330)를 확대하여 표현하였다.
기판이 대형화함에 따라 기판 자체의 휨 현상이 더욱 현저하게 된다. 따라서 제1 수평형 반송부(110)에서 상향 곡선형 반송부(210)로 기판이 반송될 때, 상향 곡선형 반송부(210)로 반송되기 직전의 제2 원형 로울러(310)의 형상을 타원형으로 구성하면 기판의 반송라인에 대한 어택 앵글의 최대점의 수치를 작게 할 수 있기 때문에 기판의 파손을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 타원형 로울러(330)는 기판(2)이 제2원형 로울러와 충돌하는 것을 방지하기 위한 충돌방지부재의 하나의 실시예로서 당업자가 예상할 수 있는 이와 유사한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 권리범위에 속한다고 해석하여야 할 것이다.
제6도는 본 발명에 따른 제1 수평형 반송부(110)에서 상향 곡선형 반송부(210)로 변화하는 구간에서 기판(2)이 반송라인과 충돌하는 것을 방지하기 위해 제2 원형 로울러(320)를 리프트(340)로 치환하고, 기판(2)의 위치를 인식하기 위해 센서(510)를 설치하여 상기 센서에서 인식된 신호를 받아 리프트가 기판을 들어올리는 과정을 나타낸 개략적인 설명도이다.
제6도에 도시된 바와 같이, 기판(2)이 제1 수평형 반송부와 상향 곡선형 반송부 사이 구간의 제2 원형 로울러(320)가 치환된 리프트(340)를 통과할 때 센서(510)는 기판(2)을 인식하여 상기 리프트를 구동시키는 신호를 보내게 된다. 상기 신호를 받은 리프트는 기판(2)을 들어올린다. 따라서 상기 제1 수평형 반송부의 제1 원형 로울러(310)에 의해 반송된 기판은 리프트에 의해 들어올려지고, 다시 리프트에 의해 들어올려진 기판(2)은 상향 곡선형 반송부(210)의 제2 원형 로울러(320)에 의해 반송되는 것이다. 이로써 상기 리프트에 의해 기판이 로울러에 충돌하여 파손되는 현상을 방지할 수 있는 것이다.
본 발명의 리프트(340)는 제1 수평형 반송부(110)과 상향 곡선형 반송부(210) 사이에 설치하는 것이 바람직하고, 센서에 의해 인식된 신호를 이용하여 리프트를 작동시키는 구조는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 알려진 방법으로 구성될 수 있다. 또한 리프트의 크기 및 길이는 기판(2)에 대하여 본 발명의 작용과 효과를 가지는 한 당업자에 의해 얼마든지 변형될 수 있다.
제7도는 본 발명에 따른 제1 수평형 반송부(110) 및 상향 곡선형 반송 부(210) 사이에 위치하고, 기판(2)을 들어올리기 위해 설치된 지주(350)를 가진 기판처리장치를 나타내는 개략적인 사시도이다.
제7도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 지주(350)는 제1 원형 로울러 및 제2 원형 로울러 사이에 위치하는 것이 바람직하다. 상기 지주는 기판(2)이 제1 수평형 반송부(110)를 지나 상향 곡선형 반송부(210)로 반송될 때 기판을 윗방향으로 들어올려 기판이 제2 원형 로울러를 어택하는 현상을 최소화하기 위해 설치되는 것이다. 본 발명의 지주(350)는 윗부분에 기판의 지지를 용이하게 하기 위한 돔형 지지부재를 가지도록 제작하는 것이 바람직하다.
제8도는 본 발명에 따른 제1 수평형 반송부(110) 및 상향 곡선형 반송부(210) 사이에 위치하도록 지주(350)를 설치하고, 기판(2)의 위치를 인식하기 위해 센서(510)를 설치하여 상기 센서에서 인식된 신호를 받아 지주가 기판을 들어올리는 과정을 나타낸 개략적인 설명도이다.
제8도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 기판(2)이 지주(350)로 반송되면, 센서(510)가 기판의 위치를 인식하여 지주를 윗방향으로 구동시키는 신호를 보내게 된다. 상기 지주는 기판을 들어올린 후 기판이 상향 곡선형 반송부(210)로 안전하게 반송되면 원위치인 아랫방향으로 구동하게 된다. 센서에 의해 인식된 신호를 이용하여 지주를 작동시키는 구조는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 알려진 방법으로 구성될 수 있다. 또한 지주의 크기 및 길이는 기판(2)에 대하여 본 발명의 작용과 효과를 가지는 한 당업자에 의해 얼마든지 변형될 수 있다.
제9도는 본 발명에 따른 제1 수평형 반송부(110)에서 상향 곡선형 반송부(210)로 변화하는 구간에서 기판(2)이 반송라인과 충돌하는 것을 방지하기 위해 제2 원형 로울러(320)를 핀 로울러(360)로 치환하고, 기판(2)의 위치를 인식하기 위해 센서(510)를 설치하여 상기 센서에서 인식된 신호를 받아 핀 로울러가 기판을 들어올리는 과정을 나타낸 개략적인 설명도이다.
제9도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 기판(2)이 핀 로울러(360)로 반송되면, 센서(510)가 기판의 위치를 인식하여 핀 로울러를 윗방향으로 회전시키는 신호를 보내게 된다. 상기 핀 로울러는 기판을 들어올린 후 기판이 상향 곡선형 반송부(210)로 안전하게 반송되면 원위치인 아랫방향으로 회전하게 된다. 센서에 의해 인식된 신호를 이용하여 핀 로울러를 작동시키는 구조는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 알려진 방법으로 구성될 수 있다. 또한 핀 로울러의 크기 및 길이는 기판(2)에 대하여 본 발명의 작용과 효과를 가질 수 있는 한 당업자에 의해 얼마든지 변형될 수 있다.
본 발명의 핀 로울러는 로울러에 핀을 가지고 θ의 각을 가지고 상하로 회전할 수 있다. θ는 90˚의 각도를 가지는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 리프트, 지주 및 핀 로울러는 기판(2)이 제2원형 로울러와 충돌하는 것을 방지하기 위한 충돌방지부재의 하나의 실시예로서 당업자가 예상할 수 있는 이와 유사한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 권리범위에 속한다고 해석하여야 할 것이다. 또한 센서를 설치하는 위치는 본 발명의 효과를 나타낼 수 있는 범위 내에서 당업자에 의해 얼마든지 자유롭게 선택될 수 있음을 이해하여야 할 것이다.
제10도는 본 발명에 따른 모터(410), 헬리컬 기어(421) 및 스퍼 기어(422)에 의해 반송라인의 동력을 전달하는 과정을 나타낸 개략적인 측면도이다.
제10도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 모터(410)는 동력을 발생시키고, 상기 모터에서 발생한 동력은 제1 수평형 반송부(110)의 헬리컬 기어(421)로 전달된다. 상기 헬리컬 기어(421)의 동력은 옆에 위치한 헬리컬 기어(421)로 연속하여 전달되고, 다시 상기 동력은 상향 곡선형 반송부(210)의 스퍼 기어(422)에 전달된다. 상기 스퍼 기어(422)에 전달된 동력은 옆에 위치한 스퍼 기어(422)에 연속하여 전달된 후 하향 곡선형 반송부(220)의 스퍼 기어(422)에 전달되고, 다시 스퍼 기어(422)에 전달된 동력은 제2 수평형 반송부(120)의 헬리컬 기어(421)에 전달된다. 상기 헬리컬 기어 및 스퍼 기어로 연쇄적으로 전달된 동력은 각각 상부에 위치한 헬리컬 기어(421) 및 스퍼 기어(422)에 연결된 샤프트(430)에 의해 최종적으로 로울러에 전달된다.
본 발명의 헬리컬 기어는 톱니 줄기가 비스듬히 경사져 있는 기어로 큰 힘을 전달할 수 있기 때문에 모터(410)에 직접 연결된다. 그러나 수평형 반송라인에서는 동력 전달을 위해 헬리컬 기어를 사용할 수 있으나, 경사형 반송라인의 동력 전달을 위해서는 헬리컬 기어를 사용할 수 없기 때문에 경사를 따라 평행하게 설치할 수 있는 스퍼 기어를 사용할 수 있다. 본 발명의 스퍼기어는 평기어로 곡선형 반송라인에서의 동력 전달을 위해 사용한다.
제11도는 종래의 수평형 반송라인에서 로울러의 크기를 60mm로 하고, 피치를 110mm로 한 경우로서, (a)는 로울러 위치에 따른 어택 앵글을 나타내는 그래프이고, (b)는 로울러 위치에 따른 순간미끄럼속도를 나타내는 그래프이다.
제11도에 도시된 바와 같이, 로울러의 크기가 60mm이고, 그 간격이110mm의 피치인 수평형 반송라인에서 기판을 반송할 경우 최대 어택 앵글은 14.1˚이고, 최대 순간미끄럼속도는 601mm/min(반송속도 20,000mm/min 기준)임을 알 수 있다.
제12도는 종래의 직선형 경사 반송라인에서 로울러의 크기를 60mm로 하고, 피치를 65mm로 한 경우로서, (a)는 로울러 위치에 따른 어택 앵글을 나타내는 그래프이고, (b)는 로울러 위치에 따른 순간미끄럼속도를 나타내는 그래프이다.
제12도에 도시된 바와 같이, 로울러의 크기가 60mm이고, 그 간격이 65mm의 피치인 직선형 경사 반송라인에서의 최대 어택 앵글은 21.7˚를 나타내었다. 또한 수평면과 반송라인의 각도는 1.8˚로 하였다. 그러나 1.8˚의 직선형 경사 반송라인에서의 최대 어택 앵글은 21.7˚이고, 최대 순간미끄럼속도는 1,420mm/min(반송속도 20,000mm/min 기준)로 기판의 파손이 많이 발생하고 스크래치가 생기는 문제점이 발생하였다.
제13도는 본 발명에 따른 곡선형 반송라인에서 로울러의 크기를 110mm로 하고, 피치를 80mm로 한 경우로서, (a)는 로울러 위치에 따른 어택 앵글을 나타내는 그래프이고, (b)는 로울러 위치에 따른 순간미끄럼속도를 나타내는 그래프이다.
제13도에 도시된 바와 같이, 로울러의 크기가 110mm이고, 그 간격이 80mm의 피치인 직선형 경사 반송라인에서의 최대 어택 앵글은 13.5˚이고, 최대 순간미끄럼속도는 550mm/min(반송속도 20,000mm/min 기준)를 나타내었다. 상기 어택 앵글을 구성할 때 기판이 반송라인을 어택하여도 기판의 파손이 발생하지 않았다.
제14도는 본 발명에 따른 곡선형 반송라인에서 로울러의 크기를 60mm로 하고, 피치를 65mm로 한 경우로서, (a)는 위치에 따른 어택 앵글을 나타내는 그래프이고, (b)는 로울러 위치에 따른 순간미끄럼속도를 나타내는 그래프이다.
제14도에 도시된 바와 같이, 로울러의 크기가 60mm이고, 그 간격이65mm 피치인 직선형 경사 반송라인에서의 최대 어택 앵글은 16.7˚이고 최대 순간미끄럼속도는 872mm/min(반송속도 20,000mm/min 기준)를 나타내었다. 이 때 일부 기판의 파손 및 스크래치가 발생하였다.
따라서 기판의 손상 여부는 로울러의 크기, 로울러 간의 피치, 로울러들이 배열되는 높이 등에 따른 어택 앵글과 미끄럼 속도 등의 인자(factor)들에 의해서 결정된다고 할 수 있다.
본 발명은 신속, 균일하게 처리액을 제거하는 기판처리공정을 수행할 수 있고 여러 종류의 화학물질이 혼합되는 현상을 방지할 수 있는 곡선형 반송라인으로 구성되며, 기판이 곡선형 반송부를 어택하여 파손되는 현상을 방지할 수 있도록 최적화된 직경, 피치 및 높이를 가진 로울러로 구성되고, 직경이 큰 로울러로 구성함에 따라 발생하는 장치의 대형화 현상을 방지하기 위해 상기 로울러를 교차 배열하여 컴팩트한 구조를 가지며, 기판의 처짐 현상으로 인한 기판 중심부에서 처리액이 불균일하게 잔류하는 것을 방지하고, 기판의 상부 표면에 도포된 처리액을 균일하 게 보상할 수 있는 기판처리장치 및 방법을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (18)

  1. 기판(2)을 수평으로 반송하기 위한 제1 수평형 반송부(110);
    상기 제1 수평형 반송부에서 반송된 기판을 위쪽으로 반송하기 위한 상향 곡선형 반송부(210);
    상기 상향 곡선형 반송부에서 반송된 기판을 아래쪽으로 반송하기 위한 하향 곡선형 반송부(220);
    상기 하향 곡선형 반송부에서 반송된 기판을 다시 수평으로 반송하기 위한 제2 수평형 반송부(120);
    상기 제1 수평형 반송부(110) 및 제2 수평형 반송부(120)를 구동시키기 위해 상기 제1 수평형 반송부 및 제2 수평형 반송부와 평행하게 설치되는 복수 개의 제1 원형 로울러(310); 및
    상기 상향 곡선형 반송부(210) 및 하향 곡선형 반송부(220)를 구동시키고, 기판(2)과 충돌 후 파손되는 현상을 방지할 수 있도록 직경은 70 내지 130mm이고, 피치는 60 내지 85mm이 되도록 하며 상기 상향 곡선형 반송부 및 하향 곡선형 반송부와 평행하게 배열되도록 높이가 조절된 복수 개의 제2 원형 로울러(320);
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 기판처리장치는 동력을 발생시키는 모터(410);
    상기 모터에서 발생한 동력을 전달받아 제1 수평형 반송부(110) 및 제2 수평형 반송부(120)를 구동시키는 헬리컬 기어(421);
    상기 헬리컬 기어에서 발생한 동력을 전달받아 상향 곡선형 반송부(210) 및 하향 곡선형 반송부(220)를 구동시키는 스퍼 기어(422); 및
    상기 헬리컬 기어(421) 및 스퍼 기어(422)에 전달된 동력을 각각 제1 원형 로울러 및 제2 원형 로울러에 전달하기 위한 샤프트(330);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 제2 원형 로울러(320)는 동일 샤프트(430)에 연결된 복수 개의 제2 원형 로울러 사이의 공간에 다른 샤프트에 연결된 하나 또는 그 이상의 제2 원형 로울러가 교차하도록 배열하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 기판처리장치는 제1 수평형 반송부(110)에서 상향 곡선형 반송부(210)로 변화하는 구간에 기판(2)이 제2원형 로울러와 충돌하여 파손되는 것을 방지하기 위한 충돌방지부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 기판처리장치는 기판(2)이 상기 충돌방지부재 위를 통과하는 것을 인식하여 충돌방지부재를 구동시키기 위한 신호를 전달하는 센서(510)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 충돌방지부재는 제1 수평형 반송부(110)에서 상향 곡선형 반송부(210)로 변화하는 구간에서의 제2 원형 로울러(320)를 치환하는 타원형 로울러(330)인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 충돌방지부재는 제1 수평형 반송부(110)에서 상향 곡선형 반송부(210)로 변화하는 구간에서의 제2 원형 로울러(320)를 치환하는 리프트(340)인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 충돌방지부재는 제1 수평형 반송부(110)에서 상향 곡선형 반송부(210)로 변화하는 구간에서의 제1 원형 로울러(310)와 제2 원형 로울러(320) 사이에 위치하는 지주(350)인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  10. 제6항에 있어서, 상기 충돌방지부재는 제1 수평형 반송부(110)에서 상향 곡선형 반송부(210)로 변화하는 구간에서의 제2 원형 로울러(320)를 치환하는 핀 로울러(360)인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  11. 기판(2)을 복수 개의 제1 원형 로울러(310)로 구성된 제1 수평형 반송부(110)로 수평 반송하는 제1 처리단계
    상기 수평 반송된 기판(2)과 충돌 후 파손되는 현상을 방지할 수 있도록 직경, 피치 및 높이를 조절하여 상향 곡선형 반송부(210)와 평행하게 배열되는 복수 개의 제2 원형 로울러(320)로 구성되고, 상기 상향 곡선형 반송부를 따라 상향 반송하는 제2 처리단계
    상기 상향 반송된 기판(2)과 충돌 후 파손되는 현상을 방지할 수 있도록 직경, 피치 및 높이를 조절하여 하향 곡선형 반송부(210)와 평행하게 배열되는 복수 개의 제2 원형 로울러(320)로 구성되고, 상기 하향 곡선형 반송부를 따라 하향 반송하는 제3 처리단계 및
    상기 하향 반송된 기판(2)을 상기 제1 원형 로울러로 구성된 제2 수평형 반송부(110)로 수평 반송하는 제4 처리단계
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 기판처리방법은 모터(410)로 동력을 발생시키는 단계
    상기 모터에서 발생한 동력을 헬리컬 기어(421)에 전달하여 제1 수평형 반송부(110)를 구동시키는 단계
    상기 헬리컬 기어에 전달된 동력을 스퍼 기어(422)에 전달하여 상향 곡선형 반송부(210) 및 하향 곡선형 반송부(220)를 순차적으로 구동시키는 단계
    상기 스퍼 기어(422)에 전달된 동력을 헬리컬 기어(421)에 전달하여 제2 수평형 반송부(120)를 구동시키는 단계 및
    상기 헬리컬 기어(421) 및 스퍼 기어(422)에 전달된 동력을 샤프트(430)에 전달하여 각각 제1 원형 로울러 및 제2 원형 로울러를 구동시키는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 제2 처리단계 및 제3 처리단계는 동일 샤프트(430)에 연결된 복수 개의 제2 원형 로울러(320) 사이의 공간에 다른 샤프트(430)에 연결된 하나 또는 그 이상의 제2 원형 로울러(320)를 교차 배열하여 기 판을 반송하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  14. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 제2 처리단계는 제1 수평형 반송부(110)에서 상향 곡선형 반송부(210)로 변화하는 구간에서의 제2 원형 로울러(320)를 타원형 로울러(330)로 치환하여 기판(2)이 상기 타원형 로울러 위를 통과할 때 기판과 제2 원형 로울러 간의 충돌을 방지하기 위해 기판을 들어올리는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  15. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 제2 처리단계는 센서(510)로 기판(2)의 위치를 인식하는 단계 및
    제1 수평형 반송부(110)에서 상향 곡선형 반송부(210)로 변화하는 구간에서의 제2 원형 로울러(320)를 치환하는 리프트(340) 위를 기판이 통과할 때 상기 센서가 인식하는 신호에 의해 상기 리프트가 기판과 제2 원형 로울러 간의 충돌을 방지하도록 기판을 들어올리는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  16. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 제2 처리단계는 센서(510)로 기판(2)의 위치를 인식하는 단계 및
    제1 수평형 반송부(110)에서 상향 곡선형 반송부(210)로 변화하는 구간에서의 제1 원형 로울러(310)와 제2 원형 로울러(320) 사이에 설치된 지주(350) 위를 기판이 통과할 때 상기 센서가 인식하는 신호에 의해 상기 지주가 기판과 제2 원형 로울러 간의 충돌을 방지하도록 기판을 들어올리는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  17. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 제2 처리단계는 센서(510)로 기판(2)의 위치를 인식하는 단계 및
    제1 수평형 반송부(110)에서 상향 곡선형 반송부(210)로 변화하는 구간에서의 제2 원형 로울러(320)를 치환하는 핀 로울러(360) 위를 기판이 통과할 때 상기 센서가 인식하는 신호에 의해 상기 핀 로울러가 기판과 제2 원형 로울러 간의 충돌을 방지하도록 기판을 들어올리는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  18. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 제2 처리단계 및 제3 처리단계는 기판(2)의 상부 표면에 도포된 처리액을 제거하고, 상기 기판의 표면을 균일하게 처리 및 보상하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
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