KR100560545B1 - 기판 정렬 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판들의 노치를 정렬시키기 위한 기판 정렬 장치에 관한 것으로, 본 발명의 기판 정렬 장치는 상기 기판들을 지지하는 지지프레임; 상기 지지프레임에 설치되는 그리고 하나의 동력전달부로부터 동력을 전달받아 회전되는 제1,2구동롤러; 상기 기판들의 노치가 삽입되는 삽입홈들이 형성된 그리고, 상기 기판들의 노치를 정렬시킬 때, 상기 제2구동롤러와 상기 기판들의 테두리면에 접촉되어 상기 제2구동롤러와 함께 회전하면서 상기 기판들을 회전시키는 정렬롤러; 상기 정렬롤러에 의해 정렬된 기판들을 소정각도 회전시킬 때, 상기 제2구동롤러와 상기 기판들의 테두리면에 접촉되어 상기 제2구동롤러와 함께 회전하면서 상기 기판들을 회전시키는 아이들롤러; 상기 지지프레임에 회동가능하게 힌지 결합되는 그리고 상기 정렬롤러와 상기 아이들롤러가 설치되는 브라켓; 및 상기 브라켓의 하단에 연결되며, 상기 정렬롤러와 상기 아이들롤러 중 어느 하나가 상기 제2구동롤러와 상기 기판들에 접촉되도록 상기 브라켓을 상기 힌지를 중심으로 기울어지게 하는 이동부재를 포함한다.

Description

기판 정렬 장치{APPARATUS FOR ALIGNING WAFERS}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 정렬 장치를 보여주는 사시도;

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 정렬 장치를 보여주는 정면도;

도 3 내지 도 4b는 기판의 정렬 과정을 단계별로 설명하기 위한 도면들이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

110 : 동력전달부

120 : 제1구동롤러

122 : 제2구동롤러

130 : 정렬롤러

134 : 아이들롤러

140 : 브라켓

본 발명은 기판 정렬 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 복수의 기판 들의 노치를 정렬시키기 위한 기판 정렬 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 기판 제조 공정에 있어서, 기판들은 웨트 스테이션(wet station)등 각 공정을 위한 장비에 투입되기 전, 공정처리의 균일성 또는 장비내에서의 위치 인식이 가능하도록 일관성이 있게 정렬되어야 한다. 기판은 외측 둘레면에 형성된 노치(notch)를 가지며, 통상적으로 그 노치가 지정된 방향을 향하게 함으로써 기판을 정렬하는 것이다.

일반적인 기판 정렬장치는 구동롤러의 회전력을 전달받은 정렬롤러가 회전되면, 정렬롤러에 형성된 삽입홈에 삽입되어 있는 기판들이 함께 회전하게 된다. 그리고 기판이 회전하여 이에 형성된 노치가 정렬 롤러에 접촉되면 더 이상 회전하지 못하게 되면서 기판의 정렬이 이루어진다. 한편, 이렇게 정렬된 기판들은 공정처리 조건에 따라 노치의 위치를 0도-360도 필요한 위치로 정렬하는 2차 정렬이 진행된다.

이러한 기판 정렬장치는 하나의 구동롤러(동력발생부로부터 동력을 전달받아 구동되는 롤러)를 가지고 기판을 회전하였기 때문에, 기판의 회전력이 원활하지 못하여 기판 회전이 정확하게 이루어지지 못하였다. 물론, 기판 회전력을 향상시키기 위해서는 구동롤러를 2개 설치하여 사용할 수도 있으나, 이 경우 2개의 동력발생부를 구비해야 하는 또 다른 문제들을 갖게 된다.

또한, 상기 정렬 롤러는 기판들을 회전시킬 때 기판의 하중에 의해 쳐짐이 발생하여 기판 정렬이 원활하지 못한 문제점이 있었다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기판들의 회전력을 증가시켜 기판들을 정렬하는데 시간을 감축시킬 수 있고, 노치를 필요한 방향으로 정렬시키는 작업도 수월하게 할 수 있는 새로운 형태의 기판 정렬 장치를 제공하는데 그 목적인 있다.

상기 기술적 과제들을 이루기 위한 본 발명의 기판 정렬 장치는 기판들을 지지하는 지지프레임; 상기 지지프레임에 설치되는 그리고 하나의 동력전달부로부터 동력을 전달받아 회전되는 제1,2구동롤러; 상기 기판들의 노치가 삽입되는 삽입홈들이 형성된 그리고, 상기 기판들의 노치를 정렬시킬 때, 상기 제2구동롤러와 상기 기판들의 테두리면에 접촉되어 상기 제2구동롤러와 함께 회전하면서 상기 기판들을 회전시키는 정렬롤러; 상기 정렬롤러에 의해 정렬된 기판들을 소정각도 회전시킬 때, 상기 제2구동롤러와 상기 기판들의 테두리면에 접촉되어 상기 제2구동롤러와 함께 회전하면서 상기 기판들을 회전시키는 아이들롤러; 상기 지지프레임에 회동가능하게 힌지 결합되는 그리고 상기 정렬롤러와 상기 아이들롤러가 설치되는 브라켓; 및 상기 브라켓의 하단에 연결되며, 상기 정렬롤러와 상기 아이들롤러 중 어느 하나가 상기 제2구동롤러와 상기 기판들에 접촉되도록 상기 브라켓을 상기 힌지를 중심으로 기울어지게 하는 이동부재를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 동력전달부는 상기 제1,2구동롤러를 서로 반대방향으로 회전시킨다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 동력전달부는 모터; 상기 모터의 회전력을 전달받는 제1기어; 상기 제1기어에 맞물려 반대 방향으로 회전되는 제2기어; 상기 제1기어의 회전력을 상기 제1구동롤러로 전달하는 제1벨트; 및 상기 제2기어의 회전력을 상기 제2구동롤러로 전달하는 제2벨트를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 정렬롤러가 기판들을 회전시킬 때 상기 정렬롤러의 쳐짐 방지를 위해 상기 정렬롤러와 접촉된 상태로 상기 정렬롤러를 지지하는 보조롤러를 더 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 보조롤러는 상기 브라켓에 회전가능하게 설치된다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 정렬 장치를 보여주는 사시도이다. 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 정렬 장치를 보여주는 정면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 기판 정렬 장치(100)는 복수의 기판(10)들의 노치(12)를 일렬로 정렬하기 위한 것이다. 기판은, 가장자리에 일정 반경의 노치를 갖는다.

상기 기판 정렬 장치(100)는 실린더(미도시됨)에 의해 업다운 되는 지지축(102)에 지지프레임(104)이 설치되며, 이 지지프레임(104)에는 동력전달부(110), 제1,2구동롤러(120,122), 정렬롤러(130), 아이들롤러(134), 보조롤러(132), 브라켓(140) 그리고 이동부재인 실린더(150)가 설치된다.

상기 지지프레임(104)은 복수의 기판들을 지지하는 3개의 지지대(106)를 갖는다. 이 지지대 상부에는 기판들이 위치되는 홈(108)들이 일정간격으로 형성되어 있다.

상기 지지프레임(104) 내부에는 제1,2구동롤러(120,122), 정렬롤러, 아이들롤러, 보조롤러, 브라켓, 실린더 그리고 하나의 모터를 갖는 동력전달부가 설치된다.

상기 제1,2구동롤러(120,122)는 상기 지지프레임(104)의 전면(105a)과 후면(105b)에 회전가능하게 설치된다. 상기 제1,2구동롤러(120,122)의 표면은 기판의 오염을 고려하여, 우레탄, 실리콘, 테프론계 등이 코팅될 수 있다. 상기 제1구동롤러(120)의 회전은 상기 동력전달부(110)의 제1기어(114)와 제1벨트(115)를 통해 이루어지고, 상기 제2구동롤러(122)의 회전은 상기 동력전달부의 제2기어(116)와 제2벨트(117)를 통해 이루어진다. 이러한 상기 동력전달부(110)의 동력전달구조에 의해 상기 제1구동롤러(120)와 제2구동롤러(122)는 서로 반대방향으로 회전된다.

이와 같이, 상기 동력전달부(110)는 하나의 모터(112)를 가지고 두 개의 구동롤러(120,122)를 구동시키되, 제1,2구동롤러(120,122)가 서로 반대방향으로 회전되도록 하는 동력전달구조를 갖는데 그 특징이 있다. 예컨대, 모터의 회전축에 직 접 두 개의 벨트를 걸어서 제1,2구동롤러를 회전시킬 경우, 제1,2구동롤러 모두 동일방향으로 회전되게 되고, 결국 상기 제2구동롤러를 통해 회전되는 정렬롤러(또는 아이들롤러)는 상기 제1구동롤러와 반대 방향으로 회전됨으로, 기판 회전이 불가능해지게 된다.

이러한 문제를 해소하기 위해, 본 발명의 동력전달부(110)는 모터(112)로부터 회전력을 전달받는 제1기어(114)와, 이 제1기어(114)에 맞물려 회전되는 제2기어(116)를 설치하고, 제1기어(114)에는 제1구동롤러(120)를 회전시키기 위한 제1벨트(115)를 걸고, 제2기어(116)에는 제2구동롤러(122)를 회전시키기 위한 제2벨트(117)를 걸어서 상기 제1구동롤러와 제2구동롤러를 서로 반대방향으로 회전되도록 한 것이다.

이와 같이, 본 발명은 하나의 모터에 의해 두 개의 구동롤러가 서로 반대방향으로 회전되도록 하는 동력전달부를 갖는데 그 구조적인 특징이 있다. 이러한 구조적인 특징에 의해 본 발명은 하나의 모터를 가지고 두 개의 구동롤러를 구동시켜 기판 회전력을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

상기 정렬롤러(130)와 상기 보조롤러(132)는 상기 제2구동롤러(122)의 좌측에 배치되고, 상기 아이들롤러(134)는 상기 제2구동롤러(122)의 우측에 배치된다. 이들은 상기 브라켓(140)의 양단에 각각 회전가능하게 설치된다. 상기 브라켓(140)은 상기 지지프레임(104)의 전면(105a)과 후면(105b)에 힌지(144) 결합되며, 상기 브라켓(140)의 하단부(142)는 상기 실린더(150)의 로드(152)와 연결된다. 상기 실린더의 로드(152)가 전진 또는 후진하는 것에 따라 상기 브라켓(140)은 상기 힌지를 중심으로 좌측으로 기울거나 또는 우측으로 기울어지게 된다.

상기 브라켓(140)이 좌측으로 기울어지면, 상기 아이들롤러(134)는 상기 제2구동롤러(122)와 기판들의 둘레면(14)에 접촉하게 되고, 상기 브라켓(140)이 우측으로 기울어지면 상기 정렬롤러(130)는 상기 제2구동롤러(122)와 기판들의 둘레면에 접촉하게 된다.

상기 정렬롤러(130)는 상기 제2구동롤러(122)와 면접하는 외주면(131a)과, 기판의 테두리면과 면접하는 그리고 상기 기판의 노치가 삽입되는 삽입홈(131b)들을 갖는다. 상기 정렬롤러(130)에 의한 기판의 노치 정렬 과정을 간략하게 설명하면, 상기 기판이 상기 정렬롤러(130)에 의해 회전되다가, 기판의 노치(12)가 상기 삽입홈(131b)에 끼워지면 한쪽으로 기울어지면서 기판의 회전이 정지되면서 정렬이 된다. 본 실시예에서는 정렬롤러에 삽입홈들이 형성된 일체형으로 설명하였으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 정렬롤러는 제2구동롤러와 면접하는 외주면과, 기판의 테두리면과 접하는 홈이 형성된 아이들 풀리들이 샤프트에 배치된 설치된 타입으로도 제작될 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 기판 정렬 장치에서의 기판 정렬 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3에 도시된 바와 같이, 기판들이 보관된 수납부재(미도시됨)가 상기 지지프레임(104)의 직상방으로 이동된 상태에서, 상기 지지프레임(104)은 상기 지지축(102)의 승강 이동에 의해 이동된다. 기판(10)들은 상기 제1구동롤러(120)와 상기 정렬롤러(130)에 의해 지지된다. 상기 정렬롤러(130)는 상기 실린더 로드(152)의 후진에 의해 상기 브라켓(140)이 우측으로 기울어지면서, 상기 정렬롤러(130)가 상승하여 상기 제2구동롤러(122)와 긴밀하게 접촉됨과 동시에 기판들의 테두리면(14)에 접촉되게 된다.

이렇게, 상기 기판(10)들이 상기 제1구동롤러(120)와 상기 정렬롤러(130)에 의해 지지된 상태에서 상기 동력전달부(110)가 작동되면, 제1구동롤러(120)와 상기 제2구동롤러(122)는 서로 반대방향으로 회전된다. 여기서, 상기 제2구동롤러(122)의 회전력은 상기 정렬롤러(130)로 전달되고, 상기 정렬롤러(130)가 반대방향(제1구동롤러와는 동일한 방향)으로 회전되면, 상기 기판(10)은 상기 제1구동롤러(120)와 상기 정렬롤러(130)의 회전에 의해 회전된다. 이때, 상기 정렬롤러는 보조롤러(132)에 의해 지지됨으로써 쳐짐이 발생되지 않는다. 상기 기판(10)들이 회전하여 노치(12)가 사이 정렬롤러의 삽입홈(131b)에 끼워지면, 오른쪽으로 기울어지면서 상기 제1구동롤러(120)로부터 이격되어지고, 결국 기판 회전이 정지된다. 상기 기판들은 이러한 과정을 통해 정렬된다.

이렇게, 노치 정렬이 완료된 기판들은 세정 및 코팅을 위해 처리조(처리장치)로 공급될 때 처리조 내의 지지대에 노치가 일치하지 않도록 상기 노치의 위치를 조정하는 2차 정렬 과정을 거치게 된다.

도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 실린더 로드(152)의 전진에 의해 상기 브라켓(140)은 좌측으로 기울어진다. 이에 따라 상기 정렬롤러(130)는 아래로 내려가고, 그 반대측의 아이들롤러(134)가 상승하여 상기 제2구동롤러(122)와 긴밀하게 접촉됨과 동시에 기판들의 테두리면(14)에 접촉되게 된다.

이렇게, 상기 기판(10)들이 상기 제1구동롤러(120)와 상기 아이들롤러(134)에 의해 지지된 상태에서 상기 동력전달부(110)가 작동되면, 제1구동롤러(120)와 상기 제2구동롤러(122)가 서로 반대방향으로 회전된다. 여기서, 상기 제2구동롤러(122)의 회전력은 상기 아이들롤러(134)로 전달되고, 상기 아이들롤러(134)가 반대방향(제1구동롤러와는 동일한 방향)으로 회전되면서, 상기 기판(10)들은 상기 제1구동롤러(120)와 상기 아이들롤러(134)의 회전에 의해 일정한 각도만큼 회전되게 된다(도 4b 참조).

한편, 본 발명은 상기의 구성으로 이루어진 기판 정렬 장치는 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다. 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이상에서, 본 발명에 따른 기판 정렬 장치는 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 2개의 구동롤러를 사용함으로써 기판들의 회전력이 증가되고, 그로 인해 기판들을 정렬하는 시간을 감축시킬 수 있고, 기판 정렬 불량을 최소화할 수 있다.

Claims (5)

1. 노치를 갖는 기판들을 정렬하기 위한 장치에 있어서:

   상기 기판들을 지지하는 지지프레임;

   상기 지지프레임에 설치되는 그리고 하나의 동력전달부로부터 동력을 전달받아 회전되는 제1,2구동롤러;

   상기 기판들의 노치가 삽입되는 삽입홈들이 형성된 그리고, 상기 기판들의 노치를 정렬시킬 때, 상기 제2구동롤러와 상기 기판들의 테두리면에 접촉되어 상기 제2구동롤러와 함께 회전하면서 상기 기판들을 회전시키는 정렬롤러;

   상기 정렬롤러에 의해 정렬된 기판들을 소정각도 회전시킬 때, 상기 제2구동롤러와 상기 기판들의 테두리면에 접촉되어 상기 제2구동롤러와 함께 회전하면서 상기 기판들을 회전시키는 아이들롤러;

   상기 지지프레임에 회동가능하게 힌지 결합되는 그리고 상기 정렬롤러와 상기 아이들롤러가 설치되는 브라켓; 및

   상기 브라켓의 하단에 연결되며, 상기 정렬롤러와 상기 아이들롤러 중 어느 하나가 상기 제2구동롤러와 상기 기판들에 접촉되도록 상기 브라켓을 상기 힌지를 중심으로 기울어지게 하는 이동부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 동력전달부는 상기 제1,2구동롤러를 서로 반대방향으로 회전되도록 하는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 동력전달부는

   모터;

   상기 모터의 회전력을 전달받는 제1기어;

   상기 제1기어에 맞물려 반대 방향으로 회전되는 제2기어;

   상기 제1기어의 회전력을 상기 제1구동롤러로 전달하는 제1벨트; 및

   상기 제2기어의 회전력을 상기 제2구동롤러로 전달하는 제2벨트를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 정렬롤러가 기판들을 회전시킬 때 상기 정렬롤러의 쳐짐 방지를 위해 상기 정렬롤러와 접촉된 상태로 상기 정렬롤러를 지지하는 보조롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 보조롤러는 상기 브라켓에 회전가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 장치.

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