KR101277070B1 - 기판 이송장치 - Google Patents

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Abstract

기판 이송장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송장치는, 제1 챔버 내에서 피이송물을 미리 결정된 높이로 부상시키는 부상 모듈; 및 부상 모듈에 의해 부상된 피이송물을 밀거나 당겨 제1 챔버와 이웃된 제2 챔버로 피이송물을 이송시키는 이송 로봇을 포함한다.

Description

기판 이송장치{APPARATUS FOR TRANSFERRING SUBSTRATE}
본 발명은, 기판 이송장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 볼스크루나 볼너트와 같은 추가 부품을 사용하지 않아도 되기 때문에 파티클(particle) 불량 없이 기판을 효과적으로 이송시킬 수 있으며, 특히 기판을 부상시킨 다음에 이송 로봇에 의해 기판이 이송되도록 함으로써 자기부상 방식만을 적용하는 방식에 비해 기판 이송에의 속도 및 위치 제어가 용이한 기판 이송장치에 관한 것이다.
LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등을 포함하는 디스플레이 기판, 반도체용 웨이퍼(wafer) 기판, 솔라셀용 기판 등은 모두가 다양한 공정들을 거치면서 제품으로 출시된다.
이러한 기판들이 다양한 공정을 거쳐 해당 제품으로 출시되기 위해서는 기판들을 각 공정을 진행하는 챔버(진공 혹은 비진공 챔버)들로 이송시켜야 한다. 때문에, 기판 제조 설비에는 기판을 이송시키기 위한 기판 이송장치가 마련된다.
한편, 작은 사이즈의 기판을 이송시키는 경우에는 별다른 문제가 되지 않지만 기판의 사이즈가 커지는 경우에는 기판의 사이즈와 무게가 증가하게 되므로 특히, 진공 챔버 내에서의 기판 이송에 어려움이 따른다.
즉 진공 챔버 내에서 기존의 이송 로봇으로는 사이즈와 무게가 증가된 기판을 감당하기 힘들다. 그렇다고 해서, 기판의 이송을 위해 볼스크루(ballscrew)와 볼너트(ballnut)와 같은 추가 부품을 이용하여 별도의 장치를 구축하게 되면 이러한 부품들로부터 파티클(particle)이 발생될 소지가 높아 기판의 이송 중 파티클 불량이 발생될 수 있다. 이는 파티클에 민감한 OLED 제조용 진공 챔버에서 특히 문제가 될 수 있다.
따라서 기존 방식에서 벗어나 자기부상 방식을 통해 기판을 부상시키면서 이송시키기 위한 방법이 연구되고 있으나 자기부상 방식만을 이용하여 기판을 이송시키려 하는 경우에는 그 속도 및 위치 제어가 어려워지는 문제점이 야기되므로 새로운 대안이 요구된다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 볼스크루나 볼너트와 같은 추가 부품을 사용하지 않아도 되기 때문에 파티클(particle) 불량 없이 기판을 효과적으로 이송시킬 수 있으며, 특히 기판을 부상시킨 다음에 이송 로봇에 의해 기판이 이송되도록 함으로써 자기부상 방식만을 적용하는 방식에 비해 기판 이송에의 속도 및 위치 제어가 용이한 기판 이송장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 챔버 내에서 피이송물을 미리 결정된 높이로 부상시키는 부상 모듈; 및 상기 부상 모듈에 의해 부상된 상기 피이송물을 밀거나 당겨 상기 제1 챔버와 이웃된 제2 챔버로 상기 피이송물을 이송시키는 이송 로봇을 포함하는 기판 이송장치가 제공될 수 있다.
상기 부상 모듈은 자력에 의해 상기 피이송물을 부상시키는 자기부상식 부상 모듈일 수 있다.
상기 자기부상식 부상 모듈은, 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버에 걸쳐 마련되는 레일; 상기 피이송물을 지지하는 캐리어; 및 상기 레일과 상기 캐리어에 마련되며, 상기 피이송물이 지지된 캐리어를 척력에 의해 상기 레일에 대하여 미리 결정된 높이로 부상시키는 다수의 자석을 포함할 수 있다.
상기 이송 로봇은, 로봇 본체; 및 상기 로봇 본체에 대해 적어도 일방향으로 이동 가능하게 결합되는 로봇 아암을 포함할 수 있으며, 상기 로봇 아암과 상기 캐리어에는 상기 로봇 아암을 상기 캐리어에 그립핑시키는 그립핑부가 더 마련될 수 있다.
상기 그립핑부는, 상기 로봇 아암과 상기 캐리어 중 어느 하나에 마련되는 그립핑 홈부; 및 상기 로봇 아암과 상기 캐리어 중 다른 하나에 마련되어 상기 그립핑 홈부에 그립핑되는 그립퍼를 포함할 수 있다.
상기 로봇 아암은 진공압에 의해 상기 캐리어에 그립핑될 수 있다.
상기 레일과 상기 캐리어에서 상기 레일과 상기 캐리어의 대면되는 면은 상호간 나란한 경사면을 형성할 수 있으며, 상기 자석은 상기 경사면에 배치될 수 있다.
상기 레일은, 상기 제1 챔버 내에 배치되는 제1 레일 구간부; 및 상기 제1 레일 구간부와는 이격되게 배치되고 상기 제2 챔버 내에 배치되는 제2 레일 구간부를 포함할 수 있으며, 상기 제2 레일 구간부의 전단부 또는 상기 제1 및 제2 레일 구간부 사이에 마련되어 이송 중인 상기 기판 또는 상기 캐리어와의 충돌을 저지시키는 충돌 저지부가 더 마련될 수 있다.
상기 충돌 저지부는 상기 제2 레일 구간부 또는 상기 자석을 경사지게 가공한 경사가공부에 의해 형성될 수 있다.
상기 캐리어를 이송 완료된 위치에서 부상된 상태의 정위치에 고정시키는 위치정렬유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 위치정열유닛은, 상기 레일 영역과 상기 캐리어 중 어느 하나에 마련되는 리프트 핀(lift pin); 및 상기 레일 영역과 상기 캐리어 중 다른 하나에 마련되어 상기 리프트 핀의 단부가 삽입되되 상기 리프트 핀을 향할수록 넓어지는 개구홈을 갖는 핀 삽입부를 포함할 수 있다.
상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버 사이는 개폐용 도어(door)가 더 마련될 수 있으며, 상기 피이송물은 디스플레이 기판, 반도체용 웨이퍼(wafer) 기판, 솔라셀용 기판 중 어느 하나일 수 있다.
상기 제1 및 제2 챔버는 진공 챔버일 수 있다.
본 발명에 따르면, 볼스크루나 볼너트와 같은 추가 부품을 사용하지 않아도 되기 때문에 파티클(particle) 불량 없이 기판을 효과적으로 이송시킬 수 있으며, 특히 기판을 부상시킨 다음에 이송 로봇에 의해 기판이 이송되도록 함으로써 자기부상 방식만을 적용하는 방식에 비해 기판 이송에의 속도 및 위치 제어가 용이하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 이송장치의 구성도로서 기판이 제1 챔버 내에 위치된 상태의 도면이다.
도 2는 기판이 제2 챔버로 이송된 상태의 기판 이송장치의 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 기판 이송장치의 개략적인 사시도이다.
도 4는 도 3의 부분 정면도이다.
도 5는 도 4의 A 영역에 대한 확대도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 이송장치의 평면 구조도이다.
도 7은 도 6의 측면 구조도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판 이송장치의 측면 구조도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 기판 이송장치의 구성도이다.
도 10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 기판 이송장치의 요부 확대 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제6 실시예에 따른 기판 이송장치의 측면 구조도이다.
도면 대비 설명에 앞서, 이하에서 설명될 피이송물이란, LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등을 포함하는 디스플레이 기판, 반도체용 웨이퍼(wafer) 기판, 솔라셀용 기판 등을 비롯한 각종 다양한 물류품, 즉 피이송물이 될 수 있다. 하지만, 설명의 편의를 위해 이하의 실시예에서는 피이송물을 기판이라 하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 이송장치의 구성도로서 기판이 제1 챔버 내에 위치된 상태의 도면이고, 도 2는 기판이 제2 챔버로 이송된 상태의 기판 이송장치의 구성도이며, 도 3은 도 1에 도시된 기판 이송장치의 개략적인 사시도이고, 도 4는 도 3의 부분 정면도이며, 도 5는 도 4의 A 영역에 대한 확대도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 기판 이송장치는, 제1 챔버(101)에서 제2 챔버(102)로 기판을 이송시키는 것으로서 부상 모듈(110)과 이송 로봇(150)을 포함한다.
부상 모듈(110)은 제1 챔버(101) 내에서 기판을 미리 결정된 높이로 부상시키는 역할을 하고, 이송 로봇(150)은 부상 모듈(110)에 의해 부상된 기판을 밀거나 당겨 제1 챔버(101)와 이웃된 제2 챔버(102)로 이송시키는 역할을 한다.
이처럼 본 실시예의 기판 이송장치는 기판을 부상시킨 다음에 기판이 이송되도록 함으로써 자기부상 방식만을 적용하는 방식에 비해 기판 이송에의 속도 및 위치 제어가 용이해진다. 뿐만 아니라 기판의 이송을 위하여 볼스크루(ballscrew)와 볼너트(ballnut)와 같은 추가 부품을 사용하지 않아도 되기 때문에 파티클(particle) 불량 없이 기판을 효과적으로 이송시킬 수 있다.
본 실시예의 기판 이송장치에 대해 자세히 살펴보면, 우선 제1 및 제2 챔버(101,102)가 마련된다. 제1 및 제2 챔버(101,102)는 본 실시예에서 내부가 진공 분위기로 유지되는 진공 챔버이나 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않으며 대기압이 존재하는 비진공 챔버일 수도 있다.
제1 및 제2 챔버(101,102) 사이에는 개폐용 도어(108, door)가 마련된다. 개폐용 도어(108)는 기판이 제1 챔버(101)에서 제2 챔버(102)로 이송될 때, 도 1처럼 열리고 기판이 제2 챔버(102)로 이송되고 나면 도 2처럼 닫힌다.
이러한 개폐용 도어(108)는 도 1 및 도 2에 개략적으로 도시된 것처럼 슬라이딩 방식의 도어일 수도 있고, 아니면 액추에이터 등의 동작에 기초하여 회전하면서 제1 및 제2 챔버(101,102) 사이를 개폐하는 회전식 혹은 여닫이 방식의 도어일 수 있다.
제1 및 제2 챔버(101,102)의 주변에는 이송 로봇(150)이 위치되는 로봇 챔버(105)가 마련될 수 있다.
로봇 챔버(105) 역시 본 실시예에서 내부가 진공 분위기로 유지되는 진공 챔버이나 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않으며 대기압이 존재하는 비진공 챔버일 수도 있다. 따라서 비진공 챔버인 경우, 로봇 챔버(105) 없이 이송 로봇(150)이 제1 및 제2 챔버(101,102)의 주변에 배치되어 기판을 제1 챔버(101)에서 제2 챔버(102)로 이송시킬 수도 있다.
부상 모듈(110)은 제1 챔버(101) 내에서 기판을 미리 결정된 높이로 부상시키는 역할을 한다.
본 실시예의 경우, 부상 모듈(110)은 자력에 의해 기판을 부상시키는 자기부상식 부상 모듈(110)로 적용될 수 있다.
이러한 부상 모듈(110)은, 제1 챔버(101)와 제2 챔버(102)에 걸쳐 마련되는 레일(120)과, 기판을 지지하는 캐리어(130)와, 레일(120)과 캐리어(130)에 마련되며, 기판이 지지된 캐리어(130)를 척력에 의해 레일(120)에 대하여 미리 결정된 높이로 부상시키는 다수의 자석(140a,140b)을 포함한다.
레일(120)은 제1 챔버(101)와 제2 챔버(102)에 걸쳐 마련되며, 기판이 이송되는 라인(line)을 형성한다.
이러한 레일(120)은 제1 챔버(101) 내에 배치되는 제1 레일 구간부(121)와, 제1 레일 구간부(121)와는 이격되게 배치되고 제2 챔버(102) 내에 배치되는 제2 레일 구간부(122)를 포함한다. 앞서 기술한 것처럼 제1 및 제2 챔버(101,102) 사이에는 개폐용 도어(108)가 마련되기 때문에 제1 레일 구간부(121)와 제2 레일 구간부(122)는 상호간 동축을 이루되 일정 거리 이격될 수 있다.
캐리어(130)는 기판을 지지하는 장치이다. 트레이(tray)라 불리기도 한다. 이러한 캐리어(130)는 정전기력에 의해 기판을 흡착 또는 흡착 해제하는 정정 척(ES-Chuck)일 수도 있고, 접착력에 의해 기판을 흡착 또는 흡착 해제하는 접착 척일 수도 있으며, 이들과는 별개로 로킹(locking) 구조에 의해 기판을 로킹시키는 기구적인 구조의 로킹 척일 수도 있다.
이러한 종류의 척들 중에서 만약, 정전 척이 사용되는 경우라면 Bi-polar 타입의 정전 척이 적용되는 것이 바람직할 수 있다.
정전 척에 대해 부연하면, 정전 척에는 Uni-polar, Bi-polar, Tri-polar 타입 등이 있다.
Uni-polar 타입은 척에 (+) 전압만을 인가하고 플라즈마(Plasma) 발생에 의해 접지(Ground)와 연결되어 척킹을 하는데, 척킹 해제(Dechucking)를 하려면 반대의 역바이어스를 걸어주어야 한다. 만약, 반대의 역바이어스를 걸어주지 않으면 전원 공급이 중단되더라도 기판을 수 내지 수십 분 동안 흡착하는 성질이 있다.
Bi-polar 타입은 척에 ＋/－ DC 전압이 인가됨으로써 척킹을 위해 인가된 전압의 역바이어스를 걸어주면 척킹 해제가 되는 구조이다. 척 자체만으로 척킹 또는 척킹 해제가 가능하도록 한 것이며, 플라즈마가 필요 없다는 이점이 있다.
Tri-polar 타입은 Bi-polar 타입과 비슷한데, 한 가지 다른 것은 플라즈마에서 발생한 DC Self 바이어스(Bias)를 읽어(Reading) ＋/－ 전압을 Vdc 만큼 보상해 줌으로써 기판과 척 사이의 네트 차지(Net charge)를 제로(zero)화 해야 하는 것이다.
앞서 기술한 것처럼 정전 척의 캐리어(130)를 사용하는 경우에는 Bi-polar 타입이 적용될 수 있는데, 이는 기판을 척킹한 상태에서 전원 공급이 중단되더라도 기판을 수 내지 수십 분 동안 계속 흡착할 수 있는 성질이 있기 때문에 기판을 떨어뜨리지 않고 용이하게 이송시킬 수 있는 장점이 있을 것이다.
다수의 자석(140a,140b)은 기판이 지지된 캐리어(130)를 척력에 의해 레일(120)에 대하여 미리 결정된 높이로 부상시키는 역할을 한다.
한편, 다수의 자석(140a,140b)의 위치에 대해 도 3 내지 도 5를 참조하면, 레일(120)과 캐리어(130)에서 레일(120)과 캐리어(130)의 대면되는 면은 상호간 나란한 경사면(120a,130a)을 형성할 수 있다. 경사면(120a,130a)은 대칭 구조, 다시 말해 삼각형 형상의 대칭 구조를 가질 수 있는데, 이러한 구조에서 다수의 자석(140a,140b)은 척력이 발생될 수 있도록 레일(120)과 캐리어(130)의 경사면(120a,130a)에 배치될 수 있다.
이때는 레일(120)과 캐리어(130)의 경사면(120a,130a)에 영구자석을 매입시키는 방식이 적용될 수도 있고, 아니면 레일(120)과 캐리어(130)의 경사면(120a,130a)에 코일(coil)을 감은 전자석을 배치시키는 방식이 적용될 수도 있다.
영구자석인 경우, 한 번 세팅을 하게 되면 일정 기간동안은 별다른 제어 없이 사용할 수 있는 장점이 있다.
이에 반해, 전자석인 경우, 수시로 제어를 해주어야 하지만 영구자석보다는 자력의 세기 조절이 수월하기 때문에 기판의 부상 높이 조절이 수월해지는 이점이 있고, 자력이 발생되지 않을 때는 캐리어(130)가 레일(120)에 지지될 수도 있다는 점에서 여러 가지 장점이 있다.
도 5처럼 레일(120)과 캐리어(130)의 경사면(120a,130a)에 다수의 자석(140a,140b)을 배치시키되 그 극성들이 동일하여 서로 척력이 발생되도록 다수의 자석(140a,140b)을 배치하면 도 5의 화살표 방향처럼 기판을 지지한 캐리어(130)가 레일(120)에 대하여 미리 결정된 높이로 부상될 수 있다. 캐리어(130)의 부상 높이는 캐리어(130)가 이송될 때 레일(120)에 부딪히지 않을 정도의 높이면 그것으로 충분할 것이다.
이송 로봇(150)은 도 3에 자세히 도시된 바와 같이, 로봇 본체(151)와, 로봇 본체(151)에 대해 적어도 일방향으로 이동 가능하게 결합되는 로봇 아암(152)을 포함한다. 로봇 아암(152)은 다관절 아암(arm)으로서 로봇 본체(151)에 대해 적어도 일방향으로 자유롭게 회전될 수 있다.
한편, 이러한 구조에서 로봇 아암(152)과 캐리어(130)에는 로봇 아암(152)을 캐리어(130)에 그립핑시키는 그립핑부(160)가 마련된다. 즉 부상 모듈(110)에 의해 기판이 제1 챔버(101) 내에서 미리 결정된 높이로 부상되면 이송 로봇(150)이 기판을 밀거나 당겨 제2 챔버(102)로 이송시켜야 하는데, 이를 위해 로봇 아암(152)은 캐리어(130)에 그립핑되어야 한다. 이를 위해 그립핑부(160)가 마련되는 것이다.
다양한 형태의 그립핑부(160)가 예상될 수 있지만, 본 실시예의 경우, 그립핑부(160)를 그립핑 홈부(161)와 그립퍼(162)로 적용하고 있다.
즉 그립핑 홈부(161)는 도 3의 확대 도면처럼 캐리어(130)에 홈의 형태로 마련될 수 있고, 그립퍼(162)는 로봇 아암(152)에 돌기의 형태로 마련되어 그립핑 홈부(161)에 끼워지면서 그립핑될 수 있다.
물론, 도면과 달리 그립핑 홈부(161)가 로봇 아암(152)에, 그리고 그립퍼(162)가 캐리어(130)에 마련될 수도 있다. 본 실시예에서 그립핑 홈부(161)는 다수 개 마련되어 하나의 그립퍼(162)가 선택적으로 그립핑될 수 있도록 하고 있는데, 이러한 사항은 하나의 실시예에 불과하므로 본 발명의 권리범위가 이러한 사항에 제한될 수 없다.
따라서 그립핑부(160)는 도면과 같은 돌기와 홈의 형태가 아닌 집게 타입일 수도 있고, 아니면 진공압, 즉 진공흡착력에 의해 그립핑되는 구조일 수도 있을 것이다.
이러한 구성을 갖는 기판 이송장치의 작용에 대해 살펴보면 다음과 같다.
우선, 도 1 및 도 5처럼 제1 챔버(101) 내에서 부상 모듈(110)에 의해 기판이 미리 결정된 높이만큼 부상된다. 즉 다수의 자석(140a,140b)에 의해 형성되는 척력에 의해 기판을 지지한 캐리어(130)는 레일(120)에 대하여 미리 결정된 높이만큼 부상될 수 있다.
기판이 부상되면, 이송 로봇(150)이 캐리어(130)에 그립핑된다. 즉 도 3의 확대 도면처럼 이송 로봇(150)의 로봇 아암(152)에 마련된 그립퍼(162)가 캐리어(130)에 홈의 형태로 마련된 그립핑 홈부(161)에 끼워지면서 그립핑된다.
다음, 도 1처럼 개폐용 도어(108)가 열리고 이송 로봇(150)이 캐리어(130)를 밀거나 당겨 제2 챔버(102)로 이송시키게 되며, 이송이 완료되면 도 2처럼 개폐용 도어(108)가 닫히고 이송 로봇(150)은 원위치로 복귀됨으로써 기판의 이송이 완료된다.
이러한 구조와 동작을 갖는 본 실시예의 기판 이송장치에 따르면, 볼스크루나 볼너트와 같은 추가 부품을 사용하지 않아도 되기 때문에 파티클 불량 없이 기판을 효과적으로 이송시킬 수 있으며, 특히 기판을 부상시킨 다음에 이송 로봇(150)에 의해 기판이 이송되도록 함으로써 자기부상 방식만을 적용하는 방식에 비해 기판 이송에의 속도 및 위치 제어가 용이해진다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 이송장치의 평면 구조도이고, 도 7은 도 6의 측면 구조도이다.
전술한 실시예의 삼각형 구조와는 달리, 도 6 및 도 7과 같은 구조로 기판을 지지한 캐리어(230)를 레일(220)에 대해 부상시킬 수 있으며, 이후 이송 로봇(150, 도 3 참조)의 동작에 의해 제1 레일 구간부(221)에서 제2 레일 구간부(222)로 기판을 지지한 캐리어(230)를 이송시킬 수 있다.
이때, 제2 레일 구간부(222)로 기판이 이송되는 도중에, 기판 또는 기판을 지지한 캐리어(230)가 제2 레일 구간부(222)의 전단부에 부딪힐 수도 있다는 점을 감안할 때, 본 실시예의 경우, 제2 레일 구간부(222)의 전단부에 기판 또는 기판을 지지한 캐리어(230)와의 충돌을 저지시키는 충돌 저지부(270)를 더 마련하고 있다.
이때의 충돌 저지부(270)는 도 6 및 도 7처럼 제2 레일 구간부(222) 또는 자석(240)을 경사지게 가공한 경사가공부(270)에 의해 형성될 수 있으며, 이러한 충돌 저지부(270)로 인해 기판 또는 기판을 지지한 캐리어(230)가 충돌 없이 용이하게 제2 레일 구간부(222) 쪽으로 이송될 수 있게 된다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판 이송장치의 측면 구조도이다.
본 실시예의 경우, 충돌 저지부(370)를, 제1 및 제2 레일 구간부(321,322) 사이에 마련되되 캐리어(330) 쪽의 제1 자석(341)과의 개별적인 척력을 발생시키는 자석 유닛(370)으로 적용하고 있다.
도 8처럼 제1 및 제2 레일 구간부(321,322) 사이에 자석 유닛(370)을 더 마련하여 제1 자석(341)과 척력이 발생되도록 하면 제1 레일 구간부(321)를 지나 제2 레일 구간부(322)로 캐리어(330)가 이송되는 중에 캐리어(330)의 앞단부가 처지면서 제2 레일 구간부(322) 쪽의 구조물에 충돌되는 현상을 저지시킬 수 있을 것이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 기판 이송장치의 구성도이다.
본 실시예의 경우, 3개의 챔버, 즉 제1 내지 제3 챔버(101,102,103)가 마련되는 경우에, 기판을 제1 챔버(101)에서 제3 챔버(103)로 이송시키는 것에 관해 개략적으로 도시하고 있다.
이처럼 제1 챔버(101)에서 제2 챔버(102)를 경유하여 제3 챔버(103)로 기판을 이송시키려 하는 경우에도 제1 실시예와 동일한 구조가 적용될 수 있다.
다만, 이 경우, 이송 로봇(150)의 로봇 아암(152)의 길이가 일정하게 정해져 있다는 점을 고려할 때, 제1 챔버(101)에서 제2 챔버(102)로 기판을 이송시킬 경우에는 로봇 아암(152)이 기판이 이송되는 화살표 방향을 따라 기판의 전단부(①) 쪽을 그립핑한 후에 제2 챔버(102)로 끌면서 이송시킬 수 있고(②), 제2 챔버(102)에서 제3 챔버(103)로 기판을 이송시킬 경우에는 로봇 아암(152)이 기판의 후단부(③) 쪽을 그립핑하여 기판을 밀면서 제3 챔버(103)로 이송시킬 수 있을 것이다(④).
도 10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 기판 이송장치의 요부 확대 사시도이다.
본 실시예의 경우, 이송 로봇(250)의 로봇 아암(252)은 캐리어(230)의 측면을 밀거나 당기면서 기판을 이송시키는 제1 실시예의 방식에서 벗어나 캐리어(230)의 하면 쪽으로 들어가서 캐리어(230)의 하면을 떠받치는 형태로 캐리어(230)와 그립핑되어 캐리어(230)를 이송시키고 있다.
이러한 구조가 적용되기 위해, 이송 로봇(250)의 로봇 아암(252)에는 그립퍼(262)가 마련될 수 있고, 그립퍼(262)가 그립핑되는 그립핑 홈부(미도시)는 캐리어(230)의 하면에 마련될 수 있다.
이때, 그립퍼(262)는 로봇 아암(252)에 직접 마련될 수도 있고, 도 10처럼 별도의 그립핑 바아(253)를 로봇 아암(252)에 결합시킨 후, 그립핑 바아(253)에 그립퍼(262)가 마련되도록 할 수도 있을 것이다.
도 10과 같은 구조가 적용되더라도 볼스크루나 볼너트와 같은 추가 부품을 사용하지 않아도 되기 때문에 파티클(particle) 불량 없이 기판을 효과적으로 이송시킬 수 있으며, 특히 기판을 부상시킨 다음에 이송 로봇(250)에 의해 기판이 이송되도록 함으로써 자기부상 방식만을 적용하는 방식에 비해 기판 이송에의 속도 및 위치 제어가 용이해지는 이점이 있다.
도 11은 본 발명의 제6 실시예에 따른 기판 이송장치의 측면 구조도이다.
이송 로봇(150, 도 1 참조)이 캐리어(130, 도 1 참조)를 제2 챔버(102, 도 1 참조)로 이송시킨 후, 이송 로봇(150)이 퇴출되면 캐리어(330)가 이송 완료된 위치에서 부상된 상태의 정위치에 고정되어야 하는데, 이를 위해 본 실시예의 경우, 위치정렬유닛(370)이 마련된다.
위치정렬유닛(370)은, 레일(120) 영역과 캐리어(330) 중 어느 하나에 마련되는 리프트 핀(371, lift pin)과, 레일(120) 영역과 캐리어(330) 중 다른 하나에 마련되어 리프트 핀(371)의 단부가 삽입되되 리프트 핀(371)을 향할수록 넓어지는 개구홈을 갖는 핀 삽입부(372)를 포함할 수 있다.
여기서, 레일(120) 영역은 레일(120) 또는 레일(120)이 마련되는 레일 베이스(125)가 될 수 있는데, 본 실시예의 경우, 레일 베이스(125)에 리프트 핀(371)을, 그리고 캐리어(330)에 핀 삽입부(372)를 마련하고 있다. 이때, 리프트 핀(371)의 상단부는 끝으로 갈수록 첨예하게 형성되고, 핀 삽입부(372)의 끝단부 역시 리프트 핀(371)의 상단부와 동일한 형상을 갖는다.
이러한 구조가 적용되는 경우, 이송 로봇(150)이 캐리어(330)를 제2 챔버(102)로 이송시킨 후, 이송 로봇(150)이 퇴출되면 그 위치에서 리프트 핀(371)이 상승되어 캐리어(330)의 핀 삽입부(372)에 삽입됨에 따라 캐리어(330)가 이송 완료된 위치에서 부상된 상태의 정위치에 고정될 수 있다.
특히, 핀 삽입부(372)가 대략 원뿔 형태로 마련되기 때문에 설사 리프트 핀(371)과 핀 삽입부(372) 간의 상대 위치가 약간 어긋나더라도 리프트 핀(371)이 핀 삽입부(372)에 용이하게 삽입되면서 캐리어(330)의 정위치를 정렬시킬 수 있어 유리한 효과를 제공할 수 있다.
본 실시예의 경우, 리프트 핀(371)은 레일 베이스(125)에 마련되는 것이 유리하지만 간섭 현상을 피할 수만 있다면 레일(120) 영역에 마련될 수도 있을 것이다. 뿐만 아니라 레일 베이스(125)에 핀 삽입부(372)가 마련되고, 캐리어(330)에 리프트 핀(371)이 마련되는 반대 구조도 충분히 가능할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 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 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
101 : 제1 챔버 102 : 제2 챔버
103 : 제3 챔버 108 : 개폐용 도어
110 : 부상 모듈 120 : 레일
130 : 캐리어 140a,140b : 자석
150 : 이송 로봇 151 : 로봇 본체
152 : 로봇 아암 160 : 그립핑부
161 : 그립핑 홈부 162 : 그립퍼

Claims (13)

  1. 제1 챔버 내에서 피이송물을 미리 결정된 높이로 부상시키되 자력에 의해 상기 피이송물을 부상시키는 자기부상식 부상 모듈; 및
    상기 자기부상식 부상 모듈에 의해 부상된 상기 피이송물을 밀거나 당겨 상기 제1 챔버와 이웃된 제2 챔버로 상기 피이송물을 이송시키는 이송 로봇을 포함하며,
    상기 자기부상식 부상 모듈은,
    상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버에 걸쳐 마련되는 레일;
    상기 피이송물을 지지하는 캐리어;
    상기 레일과 상기 캐리어에 마련되며, 상기 피이송물이 지지된 캐리어를 척력에 의해 상기 레일에 대하여 미리 결정된 높이로 부상시키는 다수의 자석; 및
    상기 캐리어를 이송 완료된 위치에서 부상된 상태의 정위치에 고정시키는 위치정렬유닛을 포함하는 기판 이송장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이송 로봇은,
    로봇 본체; 및
    상기 로봇 본체에 대해 적어도 일방향으로 이동 가능하게 결합되는 로봇 아암을 포함하며,
    상기 로봇 아암과 상기 캐리어에는 상기 로봇 아암을 상기 캐리어에 그립핑시키는 그립핑부가 더 마련되는 기판 이송장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 그립핑부는,
    상기 로봇 아암과 상기 캐리어 중 어느 하나에 마련되는 그립핑 홈부; 및
    상기 로봇 아암과 상기 캐리어 중 다른 하나에 마련되어 상기 그립핑 홈부에 그립핑되는 그립퍼를 포함하는 기판 이송장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 로봇 아암은 진공압에 의해 상기 캐리어에 그립핑되는 기판 이송장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 레일과 상기 캐리어에서 상기 레일과 상기 캐리어의 대면되는 면은 상호간 나란한 경사면을 형성하며,
    상기 자석은 상기 경사면에 배치되는 기판 이송장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 레일은,
    상기 제1 챔버 내에 배치되는 제1 레일 구간부; 및
    상기 제1 레일 구간부와는 이격되게 배치되고 상기 제2 챔버 내에 배치되는 제2 레일 구간부를 포함하며,
    상기 제2 레일 구간부의 전단부 또는 상기 제1 및 제2 레일 구간부 사이에 마련되어 이송 중인 상기 기판 또는 상기 캐리어와의 충돌을 저지시키는 충돌 저지부가 더 마련되는 기판 이송장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 충돌 저지부는 상기 제2 레일 구간부 또는 상기 자석을 경사지게 가공한 경사가공부에 의해 형성되는 기판 이송장치.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 위치정렬유닛은,
    상기 레일 영역과 상기 캐리어 중 어느 하나에 마련되는 리프트 핀(lift pin); 및
    상기 레일 영역과 상기 캐리어 중 다른 하나에 마련되어 상기 리프트 핀의 단부가 삽입되되 상기 리프트 핀을 향할수록 넓어지는 개구홈을 갖는 핀 삽입부를 포함하는 기판 이송장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버 사이는 개폐용 도어(door)가 더 마련되며,
    상기 피이송물은 디스플레이 기판, 반도체용 웨이퍼(wafer) 기판, 솔라셀용 기판 중 어느 하나인 기판 이송장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 챔버는 진공 챔버인 기판 이송장치.
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