KR101241043B1 - 트레이 교체 장치 및 이를 이용한 개별 트레이 기판 물류 방법 - Google Patents
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Abstract
트레이 교체 장치 및 이를 이용한 개별 트레이 기판 물류 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이 교체 장치는, 그립장치 본체; 및 그립장치 본체의 전면에 기판을 향하여 전진 및 후진이 가능하도록 마련되며 기판이 장착된 트레이로부터 기판을 그립핑(gripping) 또는 그립핑 해제하는 그립핑 유닛(gripping unit)을 포함한다.
Description
본 발명은, 트레이 교체 장치 및 이를 이용한 개별 트레이 기판 물류 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 트레이에 장착된 기판을 척킹 해제하여 다른 트레이에 장착시킬 수 있는 트레이 교체 장치 및 이를 이용한 개별 트레이 기판 물류 방법에 관한 것이다.
일반적으로 기판이라 함은, 플라즈마 디스플레이(PDP, Plasma Display Panel), 액정디스플레이(LCD, Liquid Crystal Display) 및 유기전계발광소자(OLED, Organic Light Emitting Diodes)와 같은 평판표시소자(FPD, Flat Panel Display)와 반도체용 웨이퍼(wafer), 포토 마스크용 글라스(glass) 등을 가리킨다.
평판표시소자(FPD)로서의 기판과, 반도체용 웨이퍼로서의 기판은 상호간 재질적인 면이나, 용도 등에서 차이가 있지만, 기판들에 대한 일련의 처리 공정, 예를 들어 노광, 현상, 에칭, 스트립, 린스, 세정 등의 공정은 실질적으로 매우 흡사하며, 이 공정들이 순차적으로 진행됨으로써 기판이 제조된다.
평판표시소자(FPD) 중에서 요즘에 각광받고 있는 OLED는 유기물의 자체 발광에 의해 컬러 화상을 구현하는 초경박형 표시장치로서, 그 구조가 간단하면서 광효율이 높다는 점에서 차세대의 유망 디스플레이 장치로서 주목받고 있다.
이러한 OLED의 제조 공정은 크게 패턴(Pattern) 형성 공정, 유기박막 증착 공정, 봉지 공정, 그리고 유기박막이 증착된 기판과 봉지 공정을 거친 기판을 붙이는 합착 공정이 있다.
한편, 대형의 기판을 이송하기 위하여 트레이(Tray)에 기판을 장착하고 기판이 장착된 트레이를 수직으로 세워서 이송하는 수직이송이 고려되고 있다. 수직으로 이송되는 트레이에 기판이 장착되면 공정이 끝날 때까지 기판은 트레이와 함께 이송된다. 따라서, 트레이는 공정이 완료될 때까지 리턴 물류가 불가능하며, 진공 챔버 내에서 재사용하기 위해서는 트레이 리턴 물류를 별도로 구성하여야 한다.
이러한 트레이 리턴 물류의 별도 구성은 풋프린트(footprint)와 설치비용을 증가시키고 이와 더불어 공정의 택트 타임(Tact Time)을 증가시키는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예들은, 기판이 장착된 트레이로부터 기판을 그립핑(gripping) 또는 그립핑 해제함으로써 기판을 다른 트레이에 장착할 수 있는 트레이 교체 장치를 제공하고자 한다.
또한, 공정 사이에 트레이 교체 장치를 배치하여 공정 물류를 전후로 나누고 각각의 공정에서 개별 트레이를 사용함으로써, 풋프린트(footprint)와 설치비용을 감소시키고 공정의 택트 타임(Tact Time)을 감소시킬 수 있는 개별 트레이 기판 물류 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 그립장치 본체; 및 상기 그립장치 본체의 전면에 기판을 향하여 전진 및 후진이 가능하도록 마련되며 상기 기판이 장착된 트레이로부터 상기 기판을 그립핑(gripping) 또는 그립핑 해제하는 그립핑 유닛(gripping unit)을 포함하는 트레이 교체 장치가 제공될 수 있다.
상기 그립핑 유닛은, 유닛 프레임; 상기 유닛 프레임의 중앙판넬에 마련되어 적어도 하나의 아암(arm)을 가지며 회전 운동하는 로테이션 아암(rotation arm); 및 상기 로테이션 아암의 회전 운동에 연동하여 상기 기판을 그립핑(gripping) 및 그립핑 해제하는 그립핑 모듈을 포함할 수 있다.
상기 그립핑 모듈은, 상기 로테이션 아암과 연결 링크(link)로 연결되는 하나 이상의 LM 가이드부; 및 상기 LM 가이드부와 연결되어 상기 기판을 그립핑하는 하나 이상의 그립퍼부를 포함할 수 있다.
상기 LM 가이드부는, 상기 연결 링크가 연결되는 LM 블록(LM block); 및 상기 유닛 프레임 상에 마련되어 상기 LM 블록이 이동 가능하게 결합되는 LM 레일(LM rail)을 포함할 수 있다.
상기 LM 가이드부는, 같은 방향으로 이동되는 복수개의 상기 LM 블록을 연결하며 중앙부에 상기 연결 링크가 연결되어 복수개의 상기 LM 블록을 일체로 이동시키는 LM 블록 연결판넬을 더 포함할 수 있다.
상기 연결 링크는 양 단부가 상기 로테이션 암 및 상기 LM 가이드부에 각각 회전 가능하도록 힌지 결합될 수 있다.
상기 그립퍼부는, 상기 LM 블록과 결합되는 그립지지대; 절곡된 형상으로 마련되어 일단부가 상기 그립지지대의 양 단부에 결합되는 한 쌍의 그립브라켓; 및 상기 그립브라켓의 타단부에 결합되어 상기 기판을 그립핑하는 그립퍼를 포함할 수 있다.
상기 트레이 교체 장치는, 상기 그립핑 유닛과 인접하게 마련되어 상기 트레이에 상기 기판을 척킹(chucking)시키거나 척킹 해제시키는 척킹/척킹해제 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 척킹/척킹해제 유닛은, 상기 트레이의 일측에서 상기 트레이의 클램프유닛을 가압하는 가압푸셔; 및 상기 가압푸셔에 동력을 제공하는 가압푸셔동력부를 포함할 수 있다.
상기 트레이는, 상기 기판이 장착되는 영역을 형성하며, 상기 그립핑 유닛이 상기 기판을 그립핑할 수 있도록 상기 그립핑 유닛이 진입되는 그립퍼 진입공이 형성되는 트레이본체; 및 상기 트레이본체에 마련되어 상기 기판을 척킹(chucking)하는 클램프유닛을 포함할 수 있다.
상기 클램프유닛은, 중심부가 절곡된 형상을 가지며 중심부가 상기 트레이본체의 내측에 회전 가능하게 결합되는 클램프회전부; 상기 클램프회전부의 일단부와 나란하게 결합되어 상기 기판을 척킹하는 클램프부; 상기 클램프회전부의 타단부와 교차되는 방향으로 결합되는 가압부; 및 상기 클램프회전부의 중심부 회전축에 연결되어 탄성복원력을 제공하는 탄성부재를 포함할 수 있다.
상기 트레이 교체 장치는, 상기 그립핑 유닛의 후면부에서 상기 그립핑 유닛과 연결되도록 마련되어 상기 그립핑 유닛을 상기 기판을 향하여 이동시키는 전후진 동력부를 더 포함할 수 있다.
상기 트레이 교체 장치는, 상기 그립핑 유닛의 상기 로테이션 아암의 회전축과 연결되어 상기 로테이션 아암을 회전 동작시키는 회전 동력부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 제1 공정챔버로부터 기판이 장착된 제1 트레이가 트레이 교체 장치가 마련된 버퍼챔버로 진입하는 단계; 상기 트레이 교체 장치에 의하여 상기 기판이 그립핑되는 단계; 상기 기판이 그립핑된 상태에서 상기 제1 트레이로부터 상기 기판이 척킹 해제되는 단계; 및 상기 제1 트레이가 상기 제1 공정챔버로 배출되는 단계를 포함하는 개별 트레이 기판 물류 방법이 제공될 수 있다.
상기 개별 트레이 기판 물류 방법은, 제2 공정챔버로부터 제2 트레이가 상기 버퍼챔버로 진입하는 단계; 상기 트레이 교체 장치로부터 상기 기판이 상기 제2 트레이에 척킹되는 단계; 및 상기 기판이 장착된 상기 제2 트레이가 상기 제2 공정챔버로 이송되는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 기판이 그립핑되는 단계는, 상기 트레이 교체 장치의 그립핑 유닛이 상기 기판을 향하여 이동하여 상기 그립핑 유닛의 그립퍼가 상기 기판을 그립핑할 수 있는 위치로 이동하는 단계; 및 상기 트레이 교체 장치의 로테이션 아암의 회전 동작에 의하여 상기 그립퍼가 상기 기판을 그립핑하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기판이 척킹 해제되는 단계는, 상기 트레이 교체 장치의 척킹/척킹해제 유닛에 의하여 상기 제1 트레이의 클램프유닛이 가압되는 단계; 상기 기판을 그립핑하는 그립핑 유닛이 상기 기판을 그립핑한 상태에서 상기 제1 트레이로부터 후퇴하는 단계; 및 상기 클램프유닛이 가압 해제되어 원위치로 복귀하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 기판이 장착된 트레이로부터 기판을 그립핑(gripping) 또는 그립핑 해제함으로써 기판을 다른 트레이에 장착할 수 있는 트레이 교체 장치를 제공할 수 있다.
또한, 공정 사이에 트레이 교체 장치를 배치하여 공정 물류를 전후로 나누고 각각의 공정에서 개별 트레이를 사용함으로써, 풋프린트(footprint)와 설치비용을 감소시키고 공정의 택트 타임(Tact Time)을 감소시킬 수 있는 개별 트레이 기판 물류 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이 교체 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 트레이 교체 장치에 트레이가 배치된 경우의 사시도이다.
도 3은 도 2의 다른 방향에서 바라본 사시도이다.
도 4는 도 3의 척킹/척킹해제 유닛과 클램프유닛의 확대 사시도이다.
도 5는 도 3의 클램프유닛의 작동을 설명하는 단면도이다.
도 6은 도 3의 그립핑 모듈의 확대 사시도이다.
도 7은 도 6의 그립핑 모듈의 다른 방향에서 바라본 확대 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 개별 트레이 기판 물류 방법이 사용되는 개략적인 공정 시스템을 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8의 개별 트레이 기판 물류 방법의 순서도이다.
도 2는 도 1의 트레이 교체 장치에 트레이가 배치된 경우의 사시도이다.
도 3은 도 2의 다른 방향에서 바라본 사시도이다.
도 4는 도 3의 척킹/척킹해제 유닛과 클램프유닛의 확대 사시도이다.
도 5는 도 3의 클램프유닛의 작동을 설명하는 단면도이다.
도 6은 도 3의 그립핑 모듈의 확대 사시도이다.
도 7은 도 6의 그립핑 모듈의 다른 방향에서 바라본 확대 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 개별 트레이 기판 물류 방법이 사용되는 개략적인 공정 시스템을 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8의 개별 트레이 기판 물류 방법의 순서도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이 교체 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 트레이 교체 장치에 트레이가 배치된 경우의 사시도이며, 도 3은 도 2의 다른 방향에서 바라본 사시도이고, 도 4는 도 3의 척킹/척킹해제 유닛과 클램프유닛의 확대 사시도이며, 도 5는 도 3의 클램프유닛의 작동을 설명하는 단면도이고, 도 6은 도 3의 그립핑 모듈의 확대 사시도이며, 도 7은 도 6의 그립핑 모듈의 다른 방향에서 바라본 확대 사시도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이 교체 장치(1)는, 그립장치 본체(100)와, 그립장치 본체(100)의 전면에 기판(10)을 향하여 전진 및 후진이 가능하도록 마련되며 기판(10)이 장착된 트레이(20)로부터 기판(10)을 그립핑(gripping) 또는 그립핑 해제하는 그립핑 유닛(200, gripping unit)을 포함한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 그립장치 본체(100)는, 그립핑 유닛(200)과 그립핑 유닛(200)에 동력을 제공하는 그립핑 동력 유닛(300)을 안정적으로 지지하여 그립핑 유닛(200)이 정밀하게 작동할 수 있도록 한다. 그립장치 본체(100)는 후술할 버퍼 챔버(40, 도 7 참조)의 내부에 고정되도록 마련되어 그립핑 유닛(200)을 지지한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 그립핑 유닛(200)은, 유닛 프레임(210)과, 유닛 프레임(210)의 중앙판넬(211)에 마련되어 적어도 하나의 아암(221, arm)을 가지며 회전 운동하는 로테이션 아암(220, rotation arm)과, 로테이션 아암(220)의 회전 운동에 연동하여 기판(10)을 그립핑(gripping) 및 그립핑 해제하는 그립핑 모듈(230, gripping module)을 포함한다.
유닛 프레임(210)은, 로테이션 아암(220)이 장착되어 지지되는 중앙판넬(211)과, 중앙판넬(211)의 가장자리에 상하좌우 방향으로 연장되도록 마련되어 그립핑 모듈(230)을 지지하는 교차프레임(212)을 포함한다.
로테이션 아암(220)은, 상하좌우 방향에 각각 대응되도록 4개의 아암(221)을 가지며 중앙판넬(211)의 전면부에 회전 가능하게 마련된다. 4개의 아암(221)의 단부에는 연결링크가 회전 가능하게 힌지 결합되고, 연결링크의 타단부는 그립핑 모듈(230)에 회전 가능하게 힌지 결합되어 로테이션 아암(220)의 회전에 따라 그립핑 모듈(230)이 이와 연동하여 기판(10)을 그립핑(gripping) 하게 된다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 그립핑 모듈(230)은, 로테이션 아암(220)과 연결 링크(233, link)로 연결되는 하나 이상의 LM 가이드부(231)와, LM 가이드부(231)와 연결되어 기판(10)을 그립핑하는 하나 이상의 그립퍼부(232)를 포함한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, LM 가이드부(231)는, 연결 링크(233)가 연결되는 LM 블록(231a, LM block)과, 유닛 프레임(210) 상에 마련되어 LM 블록(231a)이 이동 가능하게 결합되는 LM 레일(231b, LM rail)을 포함한다.
LM 블록(231a)은, LM 블록(231a)의 일단부 상면에는 연결 링크(233)가 연결되고 LM 블록(231a)의 하부는 LM 레일(231b)과 슬라이딩 결합되어 LM 레일(231b)을 따라 직선 운동한다.
LM 레일(231b)은 유닛 프레임(210)의 교차프레임(212) 상에 마련되어 LM 블록(231a)을 가이드한다.
도 1 및 도 3을 참조하면, LM 가이드부(231)는, 같은 방향으로 이동되는 복수개의 LM 블록(231a)을 연결하며 중앙부에 연결 링크(233)가 연결되어 복수개의 LM 블록(231a)을 일체로 이동시키는 LM 블록 연결판넬(231c)을 더 포함한다.
LM 블록 연결판넬(231c)은, 같은 방향으로 동작되는 그립퍼부(232)가 복수개 마련되는 경우 2개 이상의 그립퍼부(232)를 연결하여 일체로 동작하게 한다. 도 1에서, 기판(10)을 상하 방향에서 그립핑하는 그립퍼부(232)는 각각 2개씩 마련되어 LM 블록 연결판넬(231c)에 의하여 상호 연결되고, LM 블록 연결판넬(231c)의 중앙부에 연결 링크(233)가 결합됨으로써 하나의 연결 링크(233)에 의하여 LM 블록 연결판넬(231c)과 결합된 2개의 그립퍼부(232)가 일체로 직선 운동하게 된다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 그립퍼부(232)는, LM 블록(231a)과 결합되는 그립지지대(232a)와, 절곡된 형상으로 마련되어 일단부가 그립지지대(232a)의 양 단부에 결합되는 한 쌍의 그립브라켓(232b)과, 그립브라켓(232b)의 타단부에 결합되어 기판(10)을 그립핑하는 그립퍼(232c, gripper)를 포함한다.
그립지지대(232a)는, 좁은 폭을 가지는 사각 판넬 형상으로 마련되어 그립브라켓(232b)과 그립퍼(232c)를 지지한다. 그립브라켓(232b)은, "ㄱ"자 형상으로 마련되어 일단부가 그립지지대(232a)의 양 단부에 결합되고 타단부에는 그립퍼(232c)가 결합된다. 그립퍼(232c)는, 기판(10)을 그립핑할 때 기판(10)에 직접 접촉되는 부분으로 기판(10)을 안정적으로 그립핑할 수 있도록 기판(10)이 그립핑되는 부위에 기판(10)이 파지되는 홈이 형성된다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 이러한 그립핑 유닛(200)을 작동시키는 그립핑 동력 유닛(300)은, 그립핑 유닛(200)의 유닛 프레임(210) 중앙판넬(211)에 연결되어 유닛 프레임(210)을 기판(10)을 향하여 이동시키는 전후진 동력부(310)와, 그립핑 유닛(200)의 로테이션 아암(220)의 회전축과 연결되어 로테이션 아암(220)을 회전 동작시키는 회전 동력부(320)를 포함한다.
전후진 동력부(310)는, 4개의 공압 실린더로 마련되며 유닛 프레임(210)의 중앙판넬(211)과 연결되어 중앙판넬(211)을 지지하면서 전후로 이동시킨다. 회전 동력부(320)는 서보 모터로 마련되며 로테이션 아암(220)의 회전축과 연결되어 로테이션 아암(220)을 회전 동작시킨다.
한편, 본 실시예의 트레이 교체 장치(1)는 그립핑 유닛(200)과 인접하게 마련되어 트레이(20)에 기판(10)을 척킹(chucking)시키거나 척킹 해제시키는 척킹/척킹해제 유닛(400)을 더 포함한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 척킹/척킹해제 유닛(400)은, 트레이(20)에 마련되는 클램프유닛(22)을 가압하여 트레이(20)에 장착된 기판(10)을 척킹 해제시킨다. 척킹/척킹해제 유닛(400)은, 트레이(20)의 일측에서 트레이(20)의 클램프유닛(22)을 가압하는 가압푸셔(410)와, 가압푸셔(410)에 동력을 제공하는 가압푸셔동력부(420)를 포함한다.
가압푸셔(410)는 클램프유닛(22)을 가압하는 단부에 회전가능한 롤러를 장착하여 클램프유닛(22)을 가압할 때 클램프유닛(22)에 클램프유닛(22)이 회전축에 의하여 회전되는 방향의 힘만이 작용할 수 있게 한다. 이에 의해서, 클램프유닛(22)의 원활한 작동과 장치의 내구성을 향상시킬 수 있다.
가압푸셔동력부(420)는 가압푸셔(410)를 전진 또는 후진시킬 수 있도록 가압푸셔(410)와 연결되어 마련되는 공압 실린더를 사용한다.
본 실시예의 트레이 교체 장치(1)는, 척킹/척킹해제 유닛(400)이 트레이(20)의 클램프유닛(22)을 가압할 때 척킹/척킹해제 유닛(400)의 반대편에는 이와 대응되도록 트레이(20)를 가압하여 지지하는 지지푸셔 유닛(500)이 마련된다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 지지푸셔 유닛(500)은 가압푸셔(410)가 트레이(20)의 클램프유닛(22)을 가압할 때 반대편에서 트레이(20)를 지지함으로써 트레이(20)가 정위치에서 이탈되는 것을 방지한다. 지지푸셔 유닛(500)은 척킹/척킹해제 유닛(400)과 동일한 구성으로 마련되어 트레이(20)를 향하여 전후진하면서 트레이(20)를 지지한다.
또한, 본 실시예의 트레이 교체 장치(1)는, 트레이(20)의 양 측부에 마련되어 트레이(20)를 정지시키는 스토퍼 유닛(600)을 더 포함한다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 스토퍼 유닛(600)은, 트레이(20)가 그립장치 본체(100)의 전방에 정위치하였을 때 트레이(20)의 양 측부를 지지하여 트레이(20)가 정위치에서 이탈되는 것을 방지한다. 스토퍼 유닛(600)은, 트레이(20)의 측면에서 트레이(20)를 지지하는 지지롤러부(610)와, 지지롤러부(610)가 트레이(20)를 향하는 방향으로 전후진 되도록 이동시키는 스토퍼이동부(620)를 포함한다.
한편, 본 실시예에서의 트레이(20)는, 도 2 내지 도 6을 참조하여 살펴보면, 기판(10)이 장착되는 영역을 형성하며, 그립핑 유닛(200)이 기판(10)을 그립핑할 수 있도록 그립핑 유닛(200)이 진입되는 그립퍼(232c) 진입공(21a)이 형성되는 트레이본체(21)와, 트레이본체(21)에 마련되어 기판(10)을 척킹(chucking)하는 클램프유닛(22)을 포함한다.
트레이본체(21)는, 기판(10)이 장착되는 빈 공간을 형성하도록 기판(10) 장착 영역의 가장자리에 마련되는 사각 프레임이며, 기판(10) 장착 영역의 가장자리에는 기판(10)이 지지될 수 있는 단차부가 마련된다. 기판(10)이 기판(10) 장착 영역에 장착되어 단차부에 의하여 지지되면 클램프유닛(22)에 의하여 기판(10)이 척킹된다. 기판(10)이 척킹된 상태에서 트레이본체(21)의 그립퍼(232c) 진입공(21a)을 통하여 그립핑 유닛(200)의 그립퍼(232c)가 기판(10)을 그립핑할 수 있다.
클램프유닛(22)은 총 8개가 트레이본체(21)의 외주면을 따라서 골고루 분포한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 클램프유닛(22)은, 중심부가 절곡된 형상을 가지며 중심부가 트레이본체(21)의 내측에 회전 가능하게 결합되는 클램프회전부(22a)와, 클램프회전부(22a)의 일단부와 나란하게 결합되어 기판(10)을 척킹하는 클램프부(22b)와, 클램프회전부(22a)의 타단부와 교차되는 방향으로 결합되는 가압부(22c)와, 클램프회전부(22a)의 중심부 회전축에 연결되어 탄성복원력을 제공하는 탄성부재(22d)를 포함한다.
클램프회전부(22a)는 회전축에는 탄성부재(22d)가 연결되며 트레이본체(21)의 내측에 회전가능하게 결합된다. 클램프회전부(22a)의 일단부에 일단부와 나란하게 결합되는 사각형 형상의 클램프부(22b)는 기판(10)이 트레이(20)에 장착된 후 트레이(20)로부터 이탈되지 않도록 기판(10)을 가압한다. 클램프회전부(22a)의 회전축에 연결된 탄성부재(22d)는 클램프부(22b)가 기판(10)을 척킹하도록 탄성력을 제공한다.
가압부(22c)는 클램프회전부(22a)의 타단부에 타단부와 교차되는 방향으로 결합되어, 가압부(22c)를 가압하는 경우에는 클램프회전부(22a)가 회전축을 중심으로 회전운동하게 되고 따라서 기판(10)이 트레이(20)로부터 척킹 해제된다. 가압부(22c)에 가압력이 제거되면 다시 탄성부재(22d)의 탄성복원력에 의하여 클램프회전부(22a)가 원위치되면서 기판(10)이 트레이(20)에 척킹될 수 있다.
탄성복원력을 제공하는 탄성부재(22d)는 본 실시예에서는 토션 스프링이 사용되었으나 텐션 스프링 등의 탄성부재(22d)에 의해서도 탄성복원력을 제공할 수 있다.
이러한 구성을 갖는 트레이 교체 장치(1)의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 기판(10)이 장착된 트레이(20)가 그립장치 본체(100)의 전방에 진입하면 스토퍼 유닛(600)의 지지롤러부(610)가 스토퍼이동부(620)에 의하여 트레이(20)의 양 측면으로 전진하여 트레이(20)를 지지함으로써 트레이(20)는 정위치에서 이탈이 방지된다. 트레이(20)가 정위치에 정지되면 그립핑 유닛(200)은 그립핑 동력 유닛(300)의 전후진 동력부(310)에 의하여 그립장치 본체(100)로부터 트레이(20)를 향하여 전진한다. 이때, 그립퍼부(232)의 그립퍼(232c)가 트레이본체(21)에 마련되는 그립퍼(232c) 진입공(21a)으로 진입하게 되며, 기판(10)을 파지할 수 있는 위치에 정지된다.
이 상태에서 로테이션 아암(220)이 회전 동력부(320)에 의하여 회전하면 각각의 아암(221)에 연결된 연결 링크(233)에 의하여 LM 블록(231a)이 LM 가이드를 따라서 직선 운동하게 된다. LM 블록(231a)이 LM 가이드를 따라서 이동됨에 따라, 이와 결합되어 있는 그립퍼부(232)도 직선 운동을 하게 되고 그립퍼부(232)의 그립퍼(232c)가 기판(10)을 그립핑하게 된다. 즉, 로테이션 아암(220)의 회전 동작에 의하여 기판(10)의 각 모서리에 진입된 그립퍼(232c)가 기판(10)을 그립핑하게 된다.
도 1을 기준으로 살펴보면, 로테이션 아암(220)이 시계 방향으로 회전하는 경우 그립퍼(232c)는 기판(10)을 그립핑하게 되고, 반시계 방향으로 회전하는 경우에는 그립퍼(232c)는 기판(10)을 그립핑 해제하게 된다.
이러한 동작에 의하여 기판(10)이 그립핑 유닛(200)에 의하여 그립핑된 후, 척킹/척킹해제 유닛(400)의 가압푸셔(410)가 기판(10)을 트레이(20)에 척킹하고 있는 클램프유닛(22)의 가압부(22c)를 가압한다. 가압푸셔(410)가 가압부(22c)를 가압함에 따라 클램프유닛(22)의 클램프회전부(22a)는 회전축을 따라 회전하게 되고, 클램프회전부(22a)가 회전함에 따라 기판(10)을 척킹하는 클램프부(22b)가 기판(10)을 척킹 해제하게 된다.
기판(10)이 트레이(20)로부터 척킹 해제되면 기판(10)을 그립핑하고 있는 그립핑 유닛(200)이 트레이(20)로부터 후퇴하여 기판(10)을 트레이(20)로부터 분리시킨다. 기판(10)이 트레이(20)로부터 분리된 후, 트레이(20)를 양 측면에서 지지하던 지지롤러부(610)가 후퇴하고 트레이(20)는 트레이(20)가 진입된 방향으로 회송된다.
트레이(20)가 회송된 후, 트레이(20)가 회송된 방향과 다른 방향에서 다른 트레이(20)가 진입된다. 다른 트레이(20)는 기판(10)이 장착되지 않은 상태로 진입하여 트레이(20)에서 기판(10)을 그립핑하여 척킹 해제하는 과정의 역과정을 거쳐서 기판(10)이 장착되어 다음 공정으로 이송된다. 즉, 다른 트레이(20)가 그립장치 본체(100)의 전방에 정위치되면 스토퍼 유닛(600)에 의하여 위치 이탈이 방지되고, 그립핑 유닛(200)에 의해서 기판(10)이 트레이(20)의 기판(10) 장착 영역에 진입된 후 척킹/척킹해제 유닛(400)에 의하여 기판(10)이 트레이(20)에 척킹되고 기판(10)을 그립핑하던 그립핑 유닛(200)이 기판(10)을 그립핑 해제한다. 기판(10)이 장착된 다른 트레이(20)는 진입된 방향으로 다시 이송되어 다음 공정을 진행하게 된다.
이와 같이, 본 발명의 트레이 교체 장치(1)에 의하면, 기판(10)이 장착된 트레이(20)로부터 기판(10)을 그립핑(gripping) 또는 그립핑 해제함으로써 기판(10)을 다른 트레이(20)에 장착할 수 있어, 공정 물류를 전후로 나누고 각각의 공정에서 개별 트레이(20)를 사용함으로써 풋프린트(footprint)와 설치비용을 감소시키고 공정의 택트 타임(Tact Time)을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
한편, 이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 개별 트레이 기판 물류 방법을 설명하면 다음과 같다. 단, 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이 교체 장치(1)에서 설명한 바와 동일한 것에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 개별 트레이 기판 물류 방법이 사용되는 개략적인 공정 시스템을 나타낸 도면이고, 도 9는 도 8의 개별 트레이 기판 물류 방법의 순서도이다.
도 9를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 개별 트레이 기판 물류 방법은, 제1 공정챔버로부터 기판(10, 도 3 참조)이 장착된 제1 트레이(20, 도 3 참조)가 트레이 교체 장치(1)가 마련된 버퍼 챔버(40)로 진입하는 단계(S100)와, 트레이 교체 장치(1)에 의하여 기판(10)이 그립핑되는 단계(S200)와, 기판(10)이 그립핑된 상태에서 제1 트레이(20)로부터 기판(10)이 척킹 해제되는 단계(S300)와, 제1 트레이(20)가 제1 공정챔버로 배출되는 단계(S400)와, 제2 공정챔버로부터 제2 트레이(20)가 버퍼 챔버(40)로 진입하는 단계(S500)와, 트레이 교체 장치(1)로부터 기판(10)이 제2 트레이(20)에 척킹되는 단계(S600)와, 기판(10)이 장착된 제2 트레이(20)가 제2 공정챔버로 이송되는 단계(S700)를 포함한다.
도 8을 참조하면, 본 실시예의 개별 트레이 기판 물류 방법이 사용되는 공정 시스템(2)은, 제1 공정을 마친 기판(10)이 장착된 제1 트레이(20)가 이송되는 제1 턴 챔버(30)와, 제2 공정에서 사용되는 제2 트레이(20)가 이송되는 제2 턴 챔버(50)와, 제1 턴 챔버(30)와 제2 턴 챔버(50) 사이에 마련되고 내부에 트레이 교체 장치(1)가 마련되어 기판(10)을 제1 트레이(20)로부터 분리하여 제2 트레이(20)로 장착하는 버퍼 챔버(40)를 포함한다.
본 실시예의 개별 트레이 기판 물류 방법은, 각 공정에서 사용하는 트레이(20)를 각각 마련하여 사용한다.
먼저, 제1 공정을 마친 기판(10, 도 3 참조)과 제1 트레이(20, 도 3 참조)가 제1 턴 챔버(30)에서 버퍼 챔버(40)로 인입되면, 트레이 교체 장치(1)의 스토퍼 유닛(600)에 의하여 정위치에 정렬되고 기판(10)이 그립핑 유닛(200)에 의하여 그립핑된다.
기판(10)이 그립핑되는 단계(S200)는, 트레이 교체 장치(1)의 그립핑 유닛(200)이 기판(10)을 향하여 이동하여 그립핑 유닛(200)의 그립퍼(232c)가 기판(10)을 그립핑할 수 있는 위치로 이동하는 단계와, 트레이 교체 장치(1)의 로테이션 아암(220)의 회전 동작에 의하여 그립퍼(232c)가 기판(10)을 그립핑하는 단계를 포함한다.
기판(10)이 척킹 해제되는 단계(S300)는, 트레이 교체 장치(1)의 척킹/척킹해제 유닛(400)에 의하여 제1 트레이(20)의 클램프유닛(22)이 가압되는 단계와, 기판(10)을 그립핑하는 그립핑 유닛(200)이 기판(10)을 그립핑한 상태에서 제1 트레이(20)로부터 후퇴하는 단계와, 클램프유닛(22)이 가압 해제되어 원위치로 복귀하는 단계를 포함한다.
기판(10)이 그립핑 유닛(200)에 의하여 그립핑되고 척킹/척킹해제 유닛(400)에 의하여 제1 트레이(20)로부터 척킹 해제되면 제1 트레이(20)는 기판(10)이 없는 상태로 제1 턴 챔버(30)로 회송된다.
제1 트레이(20)가 회송된 후 제2 턴 챔버(50)로부터 기판(10)이 장착되지 않은 제2 트레이(20)가 버퍼 챔버(40)로 인입되고, 트레이 교체 장치(1)에 의하여 제2 트레이(20)에 기판(10)이 장착되어 고정되면 제2 트레이(20)는 다시 제2 턴 챔버(50)로 이송되어 다음 공정을 진행하게 된다.
그립핑 유닛(200)에 의하여 그립핑된 상태에서 기판(10)이 제2 트레이(20)에 장착되는 과정은 기판(10)이 그립핑되는 단계(S200)와 기판(10)이 척킹 해제되는 단계(S300)의 역순으로 진행되므로 상세한 설명은 생략한다.
이와 같이, 본 실시예의 개별 트레이 기판 물류 방법은 버퍼 챔버(40)를 기준으로 공정을 전후로 나누고, 즉 버퍼 챔버(40) 이전의 챔버들은 제1 공정챔버이고 버퍼 챔버(40) 이후의 챔버들은 제2 공정챔버로 나누어, 각각의 공정에서 개별 트레이(20)를 사용하도록 함으로써 나누어진 물류로 인해 택트 타임을 감소시키고, 리턴 물류 별도 구성에 따른 풋프린트(footprint)와 설치비용을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
1 : 트레이 교체 장치 2 : 공정 시스템
10 : 기판 20 : 트레이
21 : 트레이본체 21a : 그립퍼 진입공
22 : 클램프유닛 22a : 클램프회전부
22b : 클램프부 22c : 가압부
22d : 탄성부재 100 : 그립장치 본체
200 : 그립핑 유닛 210 : 유닛 프레임
211 : 중앙판넬 212 : 교차프레임
220 : 로테이션 아암 221 : 아암
230 : 그립핑 모듈 231 : LM 가이드부
231a : LM 블록 231b : LM 레일
231c : LM 블록 연결판넬 232 : 그립퍼부
232a : 그립지지대 232b : 그립브라켓
232c : 그립퍼 233 : 연결 링크
300 : 그립핑 동력 유닛 310 : 전후진 동력부
320 : 회전 동력부 400 : 척킹/척킹해제 유닛
410 : 가압푸셔 420 : 가압푸셔동력부
500 : 지지푸셔 유닛 600 : 스토퍼 유닛
610 : 지지롤러부 620 : 스토퍼이동부
10 : 기판 20 : 트레이
21 : 트레이본체 21a : 그립퍼 진입공
22 : 클램프유닛 22a : 클램프회전부
22b : 클램프부 22c : 가압부
22d : 탄성부재 100 : 그립장치 본체
200 : 그립핑 유닛 210 : 유닛 프레임
211 : 중앙판넬 212 : 교차프레임
220 : 로테이션 아암 221 : 아암
230 : 그립핑 모듈 231 : LM 가이드부
231a : LM 블록 231b : LM 레일
231c : LM 블록 연결판넬 232 : 그립퍼부
232a : 그립지지대 232b : 그립브라켓
232c : 그립퍼 233 : 연결 링크
300 : 그립핑 동력 유닛 310 : 전후진 동력부
320 : 회전 동력부 400 : 척킹/척킹해제 유닛
410 : 가압푸셔 420 : 가압푸셔동력부
500 : 지지푸셔 유닛 600 : 스토퍼 유닛
610 : 지지롤러부 620 : 스토퍼이동부
Claims (17)
- 그립장치 본체; 및
상기 그립장치 본체의 전면에 기판을 향하여 전진 및 후진이 가능하도록 마련되며 상기 기판이 장착된 트레이로부터 상기 기판을 그립핑(gripping) 또는 그립핑 해제하는 그립핑 유닛(gripping unit)을 포함하는 트레이 교체 장치. - 제1항에 있어서,
상기 그립핑 유닛은,
유닛 프레임;
상기 유닛 프레임의 중앙판넬에 마련되어 적어도 하나의 아암(arm)을 가지며 회전 운동하는 로테이션 아암(rotation arm); 및
상기 로테이션 아암의 회전 운동에 연동하여 상기 기판을 그립핑(gripping) 및 그립핑 해제하는 그립핑 모듈을 포함하는 트레이 교체 장치. - 제2항에 있어서,
상기 그립핑 모듈은,
상기 로테이션 아암과 연결 링크(link)로 연결되는 하나 이상의 LM 가이드부; 및
상기 LM 가이드부와 연결되어 상기 기판을 그립핑하는 하나 이상의 그립퍼부를 포함하는 트레이 교체 장치. - 제3항에 있어서,
상기 LM 가이드부는,
상기 연결 링크가 연결되는 LM 블록(LM block); 및
상기 유닛 프레임 상에 마련되어 상기 LM 블록이 이동 가능하게 결합되는 LM 레일(LM rail)을 포함하는 트레이 교체 장치. - 제4항에 있어서,
상기 LM 가이드부는,
같은 방향으로 이동되는 복수개의 상기 LM 블록을 연결하며 중앙부에 상기 연결 링크가 연결되어 복수개의 상기 LM 블록을 일체로 이동시키는 LM 블록 연결판넬을 더 포함하는 트레이 교체 장치. - 제3항에 있어서,
상기 연결 링크는 양 단부가 상기 로테이션 암 및 상기 LM 가이드부에 각각 회전 가능하도록 힌지 결합되는 것을 특징으로 하는 트레이 교체 장치. - 제4항에 있어서,
상기 그립퍼부는,
상기 LM 블록과 결합되는 그립지지대;
절곡된 형상으로 마련되어 일단부가 상기 그립지지대의 양 단부에 결합되는 한 쌍의 그립브라켓; 및
상기 그립브라켓의 타단부에 결합되어 상기 기판을 그립핑하는 그립퍼를 포함하는 트레이 교체 장치. - 제1항에 있어서,
상기 그립핑 유닛과 인접하게 마련되어 상기 트레이에 상기 기판을 척킹(chucking)시키거나 척킹 해제시키는 척킹/척킹해제 유닛을 더 포함하는 트레이 교체 장치. - 제8항에 있어서,
상기 척킹/척킹해제 유닛은,
상기 트레이의 일측에서 상기 트레이의 클램프유닛을 가압하는 가압푸셔; 및
상기 가압푸셔에 동력을 제공하는 가압푸셔동력부를 포함하는 트레이 교체 장치. - 제1항에 있어서,
상기 트레이는,
상기 기판이 장착되는 영역을 형성하며, 상기 그립핑 유닛이 상기 기판을 그립핑할 수 있도록 상기 그립핑 유닛이 진입되는 그립퍼 진입공이 형성되는 트레이본체; 및
상기 트레이본체에 마련되어 상기 기판을 척킹(chucking)하는 클램프유닛을 포함하는 트레이 교체 장치. - 제10항에 있어서,
상기 클램프유닛은,
중심부가 절곡된 형상을 가지며 중심부가 상기 트레이본체의 내측에 회전 가능하게 결합되는 클램프회전부;
상기 클램프회전부의 일단부와 나란하게 결합되어 상기 기판을 척킹하는 클램프부;
상기 클램프회전부의 타단부와 교차되는 방향으로 결합되는 가압부; 및
상기 클램프회전부의 중심부 회전축에 연결되어 탄성복원력을 제공하는 탄성부재를 포함하는 트레이 교체 장치. - 제1항에 있어서,
상기 그립핑 유닛의 후면부에서 상기 그립핑 유닛과 연결되도록 마련되어 상기 그립핑 유닛을 상기 기판을 향하여 이동시키는 전후진 동력부를 더 포함하는 트레이 교체 장치. - 제2항에 있어서,
상기 그립핑 유닛의 상기 로테이션 아암의 회전축과 연결되어 상기 로테이션 아암을 회전 동작시키는 회전 동력부를 더 포함하는 트레이 교체 장치. - 제1 공정챔버로부터 기판이 장착된 제1 트레이가 트레이 교체 장치가 마련된 버퍼챔버로 진입하는 단계;
상기 트레이 교체 장치에 의하여 상기 기판이 그립핑되는 단계;
상기 기판이 그립핑된 상태에서 상기 제1 트레이로부터 상기 기판이 척킹 해제되는 단계; 및
상기 제1 트레이가 상기 제1 공정챔버로 배출되는 단계를 포함하는 개별 트레이 기판 물류 방법. - 제14항에 있어서,
제2 공정챔버로부터 제2 트레이가 상기 버퍼챔버로 진입하는 단계;
상기 트레이 교체 장치로부터 상기 기판이 상기 제2 트레이에 척킹되는 단계; 및
상기 기판이 장착된 상기 제2 트레이가 상기 제2 공정챔버로 이송되는 단계를 더 포함하는 개별 트레이 기판 물류 방법. - 제14항에 있어서,
상기 기판이 그립핑되는 단계는,
상기 트레이 교체 장치의 그립핑 유닛이 상기 기판을 향하여 이동하여 상기 그립핑 유닛의 그립퍼가 상기 기판을 그립핑할 수 있는 위치로 이동하는 단계; 및
상기 트레이 교체 장치의 로테이션 아암의 회전 동작에 의하여 상기 그립퍼가 상기 기판을 그립핑하는 단계를 포함하는 개별 트레이 기판 물류 방법. - 제14항에 있어서,
상기 기판이 척킹 해제되는 단계는,
상기 트레이 교체 장치의 척킹/척킹해제 유닛에 의하여 상기 제1 트레이의 클램프유닛이 가압되는 단계;
상기 기판을 그립핑하는 그립핑 유닛이 상기 기판을 그립핑한 상태에서 상기 제1 트레이로부터 후퇴하는 단계; 및
상기 클램프유닛이 가압 해제되어 원위치로 복귀하는 단계를 포함하는 개별 트레이 기판 물류 방법.
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| JP2003338532A (ja) | 2002-05-21 | 2003-11-28 | Hirata Corp | 基板ハンドリング装置 |
| JP2006157007A (ja) | 2004-11-26 | 2006-06-15 | Kaijo Corp | 基板用グリッピング装置 |
| KR20100084264A (ko) * | 2009-01-16 | 2010-07-26 | 주식회사 에스에프에이 | 기판 이송장치 |
| KR20110137205A (ko) * | 2010-06-16 | 2011-12-22 | 주식회사 에스에프에이 | 기판 그립 장치 |
-
2011
- 2011-06-09 KR KR1020110055734A patent/KR101241043B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2003338532A (ja) | 2002-05-21 | 2003-11-28 | Hirata Corp | 基板ハンドリング装置 |
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