KR20120004134A - 이종영역에서의 마그네트를 이용한 비접촉 이송시스템 - Google Patents

이종영역에서의 마그네트를 이용한 비접촉 이송시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마그네트를 이용한 이송시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공영역과 에어영역 사이에서 진공챔버 내의 이송 스테이지를 마그네트의 자력에 의해 외부에서 제어할 수 있는 이종영역에서의 마그네트를 이용한 비접촉 이송시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 이종영역에서의 마그네트를 이용한 비접촉 이송시스템은, 진공상태의 챔버 내에서 레일을 통해 왕복 이동되는 이송 스테이지와; 상기 챔버의 일측면을 이루며, 단면이 '
Figure pat00006
' 형상을 이루는 측면프레임과; 상기 측면프레임의 단면 중 'ㄷ'자 부분을 감싸는 형태로 상하에 설치되는 LM 가이드와; 상기 이송 스테이지의 편측 상하면에 접착된 상태로 형성되는 제1 및 제2 피동 마그네트와; 상기 LM 가이드 상하 내측에 접착된 상태로 형성되며, 상기 측면프레임을 매개로 하여 상기 제1 및 제2 피동 마그네트와 각각 대응되는 위치에 형성되는 제1 및 제2 구동 마그네트;를 포함하여 이루어진다.

Description

이종영역에서의 마그네트를 이용한 비접촉 이송시스템{NON-CONTACT TRANSFER SYSTEM USING MAGNET IN DIFFERENT REGION}
본 발명은 마그네트를 이용한 이송시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공영역과 에어영역 사이에서 진공챔버 내의 이송 스테이지를 마그네트의 자력에 의해 외부에서 제어할 수 있는 이종영역에서의 마그네트를 이용한 비접촉 이송시스템에 관한 것이다.
최근 정보통신 기술의 비약적인 발전과 시장의 팽창에 따라 디스플레이 소자로 평판표시소자의 개발이 활성화되어 가고, 또한 반도체 웨이퍼 개발 및 반도체 기판의 개발이 더욱 발전하고 있다.
이러한 소자나 웨이퍼 등의 제조는 최적의 환경이 조성된 챔버 내부에서 진행되는데, 이러한 챔버는 공정순으로 배치될 수 있고, 다수의 챔버가 이송챔버를 중심으로 결합되는 클러스터 형태로 배치될 수 있다.
또한, 이러한 챔버들은 소자나 반도체의 특성상 진공상태의 챔버내에서 공정이 이루어지는 경우가 많다.
진공처리장치의 경우 진공챔버내에 이송 스테이지를 레일에 의해 이송하도록 하며, 이송 매개체로서 기어, LM 가이드 및 볼스크류와 같은 부품들을 주로 이용하게 된다.
하지만, 진공상태에 놓인 진공챔버 내에서 이송 매개체로서 다수개의 부품들을 사용하는 것은 그 부품들의 사용에 따라 미세입자, 파티클 등이 발생할 수 있고, 이러한 파티클에 의해 진공처리시 원제품의 불량을 초래하는 경우가 많아지게 된다.
상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 진공챔버 내에서 공정 및 이송이 이루어지는 시스템에서 진공과 대기의 밀폐된 공간에서의 이송력을 전달하도록 마그네트를 이용하여 비접촉으로 이송되는 이송시스템을 제공하고자 한다.
또한, 이송에 따른 이송 부품들을 진공영역이 아닌 대기영역에 형성하여 이송 부품들로부터 발생되는 파티클에 의한 제품 불량 요소를 완전히 제거할 수 있도록 하기 위함이다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 이종영역에서의 마그네트를 이용한 비접촉 이송시스템은, 진공상태의 챔버 내에서 레일을 통해 왕복 이동되는 이송 스테이지와; 상기 챔버의 일측면을 이루며, 단면이 '
Figure pat00001
' 형상을 이루는 측면프레임과; 상기 측면프레임의 단면 중 'ㄷ'자 부분을 감싸는 형태로 상하에 설치되는 LM 가이드와; 상기 이송 스테이지의 편측 상하면에 접착된 상태로 형성되는 제1 및 제2 피동 마그네트와; 상기 LM 가이드 상하 내측에 접착된 상태로 형성되며, 상기 측면프레임을 매개로 하여 상기 제1 및 제2 피동 마그네트와 각각 대응되는 위치에 형성되는 제1 및 제2 구동 마그네트;를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 제1 피동 마그네트와 제1 구동 마그네트는 서로 흡입력이 생기는 방향으로 자력을 갖으며, 상기 제2 피동 마그네트와 제2 구동 마그네트는 서로 흡입력이 생기는 방향으로 자력을 갖도록 구현되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 LM 가이드는 상기 측면프레임의 상하 수직면에 레일을 매개로 하여 단면이 'ㄷ'자 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제1 및 제2 피동 마그네트의 위치는 동일한 중심선상에 놓이며, 상기 제1 구동 마그네트의 중심 위치는 상기 제1 피동 마그네트의 중심선에서 좌측으로 편측되어 형성되고, 상기 제2 구동 마그네트의 중심 위치는 상기 제2 피동 마그네트의 중심선에서 우측으로 편측되어 형성되어 이송 스테이지의 백래쉬 현상을 최소화하도록 구성하는 것이 바람직하다.
상술한 본 발명의 구성에 따르면, 진공챔버 내에서 공정 및 이송이 이루어지는 시스템에서 진공과 대기의 밀폐된 공간에서의 이송력을 전달하도록 마그네트를 이용하여 비접촉으로 이송되는 이송시스템을 제공하는 것이 가능하게 된다.
또한, 이러한 이송시스템에 따른 이송 부품들을 진공영역이 아닌 대기영역에 형성하여 이송 부품들로부터 발생되는 파티클에 의한 제품 불량 요소를 완전히 제거할 수 있게 된다.
또한, 구동 마그네트와 피동 마그네트의 대응 위치를 비대칭으로 형성시켜 구동시 마그네트 간에 발생될 수 있는 백래쉬(Backlash) 현상을 줄일 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 이종영역에서의 마그네트를 이용한 비접촉 이송시스템의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 A-A 단면도로서 마그네트의 배열 위치의 일실시예를 도시한 것이다.
도 3은 도 1의 A-A 단면도로서 마그네트의 배열 위치의 다른 실시예를 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 이종영역에서의 마그네트를 이용한 비접촉 이송시스템의 구조, 동작 및 작용효과를 살펴본다.
도 1은 본 발명에 따른 이종영역에서의 마그네트를 이용한 비접촉 이송시스템의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
본 발명에 따른 비접촉 이송시스템은 진공상태의 진공챔버 영역과 진공챔버 외부의 대기상태의 영역인 이종 영역을 갖는 조건에서 그 구성이 이루어진다.
진공챔버(110) 내에는 진공상태로 존재하며, 그 내부에는 반도체나 기판 등의 제품이 수평 이동되도록 z방향으로 이송되는 이송 스테이지(111)가 마련된다.
이송 스테이지(111)는 양측 하단부에 가이드 슬롯(112a)이 형성되어 가이드 슬롯(112a)이 레일(113a)을 타고 이동되도록 구성되며, 레일(113a) 하단부에는 이를 지지하는 지지체(114)가 형성된다.
진공챔버(110)는 한쪽 측면의 단면이 '
Figure pat00002
' 형상을 갖으며, 이송 스테이지(111) 편측이 '
Figure pat00003
' 내부로 삽입되도록 구성된다.
이송 스테이지(111)의 편측에는 상하부에 제1 및 제2 피동 마그네트(117, 118)이 접착된 상태로 형성된다.
'
Figure pat00004
' 형상의 진공챔버(110) 상하부에는 LM 가이드(115)가 'ㄷ'자 형태의 진공챔버(110) 플랜지를 감싸는 형태로 설치되고, LM가이드 슬롯(112b)과 LM가이드 레일(113b)을 매개로 장착되어 볼스크류(116)에 의해 z축 방향으로 수평이동된다.
LM 가이드(115)의 상하부 내측으로는 제1 피동 마그네트(117)와 마주보도록 대응되는 위치에 제1 구동 마그네트(119)가 설치되고, 제2 피동 마그네트(118)와 마주보도록 대응되는 위치에 제2 구동 마그네트(120)가 설치된다.
제1 피동 마그네트(117)는 제1 구동 마그네트(119)의 구동에 따라 제1 피동 마그네트(117)와 제1 구동 마그네트(119) 간의 자력에 의해 발생되는 흡입력에 의해 연동하여 이송되며, 제2 피동 마그네트(118)는 제2 구동 마그네트(120)의 구동에 따라 제2 피동 마그네트(118)와 제2 구동 마그네트(120) 간의 자력에 의해 발생되는 흡입력에 의해 연동하여 이송된다.
제1 및 제2 피동 마그네트(117, 118)과 제1 및 제2 구동 마그네트(119, 120)간의 자력이 발생될 수 있도록 진공챔버(110)의 재질은 비자성체로 제작되는 것이 바람직하다.
또한, 이송 스테이지(111)를 기준으로 상측이나 하측 어느 한쪽에만 피동 및 구동 마그네트를 구성하여 이송시스템을 구축할 경우 상방향이나 하방향으로 편심이 발생하여 이송 스테이지(111)의 기계적 하중 및 이송 결함 등의 문제가 발생하므로 제1 및 제2 피동 마그네트(117, 118)와 제1 및 제2 구동 마그네트(119, 120)의 상하 각각 한 쌍으로 구성하여 이송시스템을 구축하는 것이 바람직하다.
도 2는 도 1의 A-A 단면도로서 마그네트의 배열 위치의 일실시예를 도시한 것이다.
도 1의 경우는 정면 단면도이고 도 2는 측면 단면도로서, 이송 스테이지(111)의 상하면에 제1 및 제2 피동 마그네트(117, 118)가 장착되고, 진공챔버(110)의 플랜지 면을 사이에 두고 제1 및 제2 구동 마그네트(119, 120)가 LM 가이드(115) 상하부 내측에 각각 형성된다.
제1 및 제2 구동 마그네트(119, 120)는 제1 및 제2 피동 마그네트(117, 118)가 대응되는 위치에 형성되고, 제1 및 제2 구동 마그네트(119, 120)와 제1 및 제2 피동 마그네트(117, 118)의 극성을 서로 다른 이극을 갖도록 구성하여 제1 구동 마그네트(119)와 제1 피동 마그네트(117)간의 흡입력이 발생하고, 제2 구동 마그네트(120)와 제2 피동 마그네트(118)간의 흡입력이 발생하여 LM 가이드(115)의 이송시 제1 및 제2 구동 마그네트(119, 120)가 연동되어 이송되고 또한 마그네트간에 발생되는 흡입 자력에 의해 제1 및 제2 피동 마그네트(117, 118)도 연동되어 이송된다. 제1 및 제2 피동 마그네트(117, 118)의 수평이동에 따라 이송 스테이지(111)가 이송되도록 구성된다.
이러한 구성은 진공챔버(110) 내부에 이송시스템 구축을 위한 각종 이송 부품들을 구성시킬 경우, 이송 부품들로부터 발생되는 파티클 등이 진공 상태에서의 제품 불량을 초래할 수 있기 때문에 가능한한 진공챔버(110) 외부에서 이송시스템을 구축시키되 마그네트를 이용하여 비접촉 이송이 가능한 시스템을 제안한다.
도 3은 도 1의 A-A 단면도로서 마그네트의 배열 위치의 다른 실시예를 도시한 것이다.
도 3은 도 2와 마찬가지로 도 1의 A-A 단면도로서, 제1 및 제2 구동 마그네트(119, 120)의 위치를 좌측 또는 우측으로 편심시켜 설치한 구조를 보인 것이다.
이러한 이유는 이송 스테이지(111)가 정지된 상태에서 수평 전후로 이동될 때 구동 마그네트와 피동 마그네트간에 발생되는 백래쉬(Backlash) 현상을 최소화시키기 위한 것으로서, 제1 구동 마그네트(119)를 도면상의 좌측 방향으로 편심되도록 위치시키거나 제2 구동 마그네트(120)를 도면상의 우측 방향으로 편심되도록 위치시킴으로써 이송 스테이지(111)의 백래쉬 량을 조정할 수 있으며 주행방향으로의 밀림 현상을 최소화시키는 것이 가능하게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110 : 진공챔버 111 : 이송 스테이지
112a : 가이드 슬롯 112b : LM가이드 슬롯
113a : 레일 113b : LM가이드 레일
114 : 지지체 115 : LM 가이드
116 : 볼 스크류 117 : 제1 피동 마그네트
118 : 제2 피동 마그네트 119 : 제1 구동 마그네트
120 : 제2 구동 마그네트

Claims (4)

  1. 진공상태의 챔버 내에서 레일을 통해 왕복 이동되는 이송 스테이지와;
    상기 챔버의 일측면을 이루며, 단면이 '
    Figure pat00005
    ' 형상을 이루는 측면프레임과;
    상기 측면프레임의 단면 중 'ㄷ'자 부분을 감싸는 형태로 상하에 설치되는 LM 가이드와;
    상기 이송 스테이지의 편측 상하면에 접착된 상태로 형성되는 제1 및 제2 피동 마그네트와;
    상기 LM 가이드 상하 내측에 접착된 상태로 형성되며, 상기 측면프레임을 매개로 하여 상기 제1 및 제2 피동 마그네트와 각각 대응되는 위치에 형성되는 제1 및 제2 구동 마그네트;를 포함하여 이루어지는, 이종영역에서의 마그네트를 이용한 비접촉 이송시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 피동 마그네트와 제1 구동 마그네트는 서로 흡입력이 생기는 방향으로 자력을 갖으며,
    상기 제2 피동 마그네트와 제2 구동 마그네트는 서로 흡입력이 생기는 방향으로 자력을 갖는, 이종영역에서의 마그네트를 이용한 비접촉 이송시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 LM 가이드는 상기 측면프레임의 상하 수직면에 레일을 매개로 하여 단면이 'ㄷ'자 형태로 형성되는, 이종영역에서의 마그네트를 이용한 비접촉 이송시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 피동 마그네트의 위치는 동일한 중심선상에 놓이며,
    상기 제1 구동 마그네트의 중심 위치는 상기 제1 피동 마그네트의 중심선에서 좌측으로 편측되어 형성되고, 상기 제2 구동 마그네트의 중심 위치는 상기 제2 피동 마그네트의 중심선에서 우측으로 편측되어 형성되는, 이종영역에서의 마그네트를 이용한 비접촉 이송시스템.
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