KR101373071B1 - 기판 정렬 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수의 기판이 단일 라인의 후속공정에 병렬적으로 이송되기 전에 이들을 각각 정렬시킴으로써, 각각의 복수의 기판이 병렬적으로 가공되거나 처리될 수 있도록 기판을 정렬해주는 기판 정렬장치에 관한 것이다.

Description

기판 정렬 장치{Aligning device for plural work pieces}

본 발명은 복수의 기판을 정렬시킬 수 있는 기판정렬 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 복수의 기판이 단일 라인의 후속공정에 이송되기 전에 이들을 각각 정렬시킴으로써, 각각의 기판이 가공되거나 처리될 수 있도록 기판을 정렬해주는 기판 정렬장치에 관한 것이다.

일반적으로 피처리될 기판 또는 작업물(workpiece)을 가공하거나 에칭, 도포, 성형, 적층 등의 후속 처리 공정을 위해 하나의 유닛에서 다른 유닛으로 이송하기 위해서는 상기 기판 또는 작업물을 후속공정으로 이송하기 전에 작업물의 정렬과정이 필요하다.

예컨대, 휴대폰, 모니터 등의 평판표시장치에 사용되는 LCD의 경우 판형 글라스를 기판으로서 사용할 수 있다. 이 경우에 상기 LCD 제조를 위한 글라스는 다수 장의 글라스를 적층할 수 있는 카세트에 보관되며, 그 글라스들이 적층된 카세트는 제조 라인에 배치된다. 상기 카세트에 적층된 글라스들은 이송 로봇에 의해 한 장씩 이송되어 제조 장비의 작업대에 공급되며, 이와 같은 작업은 반복적으로 진행된다. 이때, 이송 로봇에 의해 이송된 글라스는 제조 장비 작업대위의 설정된 위치에 정확하게 놓여져야 하며, 만일 글라스가 제조 장비의 작업대 위에 정확하게 위치하지 못하게 될 경우 그 제조 장비에서 진행되는 글라스의 미세 위치 보정이 어렵게 된다.

상기 이송 로봇이 카세트에서 글라스를 이송하여 제조 장비 작업대위의 설정된 위치에 정확하게 놓기 위하여 종래에서는 별도의 장비에 의해 글라스를 설정된 범위의 오차내에 위치하도록 정렬시킨 후 그 정렬된 글라스를 제조 장비의 작업대 위에 올려놓게 된다.

도 1에서는 상기 글라스를 정렬시키는 정렬 장비를 도시한 평면도를 도시하였다. 상기 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 정렬 장비는 소정 면적을 갖는 베이스 플레이트(1)와, 그 베이스 플레이트(1)위에 일정 간격을 두고 결합되어 사각 형태의 글라스(G)를 지지하는 복수 개의 서포터(2)들과, 그 베이스 플레이트(1)의 위에 구비되어 글라스(G)의 각 변위치를 정렬시키는 네 개의 글라스 정렬 장치(3)를 포함하여 구성된다.

상기 글라스 정렬 장치(3)는 상기 베이스 플레이트(1)에 고정 결합되는 실린더(미도시) 등을 구비함으로써 상기 글라스(G)의 정렬을 가능하게 한다.

예컨대, 상기 도 1에서의 상기 서포터(2)들 위에 놓여진 글라스(G)는 네 개의 글라스 정렬 장치(3)에 의해 설정된 위치로 정렬되며, 이 경우에 글라스(G)가 베이스 플레이트(1)상에 이송되면 상기 네 개의 글라스 정렬 장치중 서로 수직하여 위치하는 두 개의 정렬장치(예를 들면, 도 1의 하단과 좌측의 글라스 정렬장치)를 기준으로 하여 나머지 두 개의 정렬장치(도 1의 상단과 우측의 글라스 정렬장치)를 상기 기준이 된 정렬장치쪽의 방향으로 실린더 등을 이용하여 이동시킴으로써 정렬이 이루어질 수 있다.

이 경우에 상기 글라스(G)의 정렬된 위치는 상기 정렬 장비 또는 후속공정에 사용되는 장치에 구비된 카메라(미도시) 등에 의해 확인될 수 있다.

상기와 같이 글라스(G)의 위치 정렬이 끝나고 나면 정렬된 글라스(G)는 이송 로봇에 의해 이송되어 제조 장비의 작업대위에 놓이고 후속공정이 가능하도록 준비될 수 있다.

상기와 같은 기판의 정렬장치에 관한 기술로서, 공개특허공보 제10-2007-0024288호(2007.03.02)에서는 장시간을 사용하여도 글라스의 정렬이 정확하게 이루어질 뿐만 아니라 글라스 정렬시 글라스에 작용하는 충격을 최소화할 수 있는 글라스 정렬 장치에 관해 기재되어 있고, 또한 등록특허공보 10-0802942호(2008.02.13)에서는 기계적인 센터링 기술을 이용하여 환경에 관계없이 정밀한 평판 표시 패널의 글라스 센터링이 가능한 평판 표시 패널의 글라스 센터링 장치에 관해 기재되어 있다.

그러나 상기와 같은 선행문헌을 포함하는 종래기술들에서는 각각의 기판을 정렬하여 후속공정으로 이송함에 있어, 기판정렬시 단일의 정렬장치가 하나의 기판만을 정렬하여 후속공정으로 이송함으로써, 하나의 라인에서 하나의 기판이 순차적으로 이송되게 되어 작업효율에 있어 한계를 가지고 있다. 따라서 작업량을 늘리기 위해서는 라인을 두 배로 증설하여야 하며, 이 경우 전체 설비비용의 증가와 함께 작업공간도 2배가 필요하여 공간의 효율적 이용이 제한되는 문제점을 가지고 있다.

이를 해결하기 위해 하나의 라인에 종래기술에 따른 단일의 기판 정렬장치를 병렬적으로 복수개 구비하여 이를 사용하는 경우에는 병렬적으로 위치하는 각각의 기판의 상대적 위치를 조정하기 위해서 각각의 단일의 기판 정렬장치를 제어하거나 또는 이송로봇에서 각각의 기판의 상대적 위치를 제어해야 하는 단점이 있다.

즉, 상기와 같이 종래기술에 따른 기판 정렬장치를 병렬적으로 복수개 구비하여 사용하는 경우에는, 다품종 소량생산에 기반하여 일정 기간동안의 기판 처리 공정이 마무리된 후에 기판의 종류가 변경되거나 작업내용이 변경되어 공정별로 기판의 크기, 형상 또는 방향이 다른 종류의 복수의 기판을 사용하게 될 경우에, 새로이 병렬적으로 정렬될 각각의 기판들의 상대적 위치변화에 따라 각각의 기판 정렬장치를 그때그때마다 각각 새로이 정렬 또는 재배치하여야 하며, 작업공정의 변화에 따라 각각의 기판 정렬장치의 위치를 각각 재조정해야 하며, 또한 새로운 기판들을 공정상의 문제가 없이 안정적으로 정렬시키기까지는 필연적으로 과도한 작업시간을 요구하게 되어, 신속히 기판정렬과정을 안정화시킬 수 없고 전체적인 작업 시간의 지연이 발생하는 문제점이 있다.

한편, 크기, 형상 및 방향이 고정된 복수의 기판을 지속적으로 하나의 라인내 각각의 위치에 병렬적으로 정렬하여 이송하는 경우에도, 지속적인 이송작업에 따른 반복오차가 누적되거나 또는 정렬된 기판의 기준위치가 외부환경변화에 따라 변경되는 경우가 잦은 문제점이 있어 이러한 경우에 보다 빠른 시간내에 상기 오차를 보정할 수 있는 개선방법이 요구되고 있다.

또한 상기와 같은 종래기술에서의 정렬장치를 각각 병렬적으로 복수로 구비하여 복수의 기판을 병렬적으로 정렬하여 이송함에 있어, 후속공정에서 병렬적으로 처리되거나 성형될 기판의 개수가 정렬장치의 개수보다 훨씬 많은 경우에는 각각의 기판의 상대적 위치에서 오차가 발생할 가능성이 높아진다. 예컨대, 상기 종래 기술에서의 정렬장치가 2개 구비되고, 상기 각각의 정렬장치로부터 기판을 넘겨받는 후속공정에서 상기 2개의 정렬장치가 공간적으로 이동하여, 기판을 2개씩 4회에 걸쳐 서로 상이한 위치로 넘겨받음으로써 8개의 기판을 후속공정에 병렬적으로 넘겨주어 기판을 병렬적으로 처리할 수 있다. 이 경우에 넘겨받은 8개의 기판의 각각의 상대적 위치는 각각의 개별적인 정렬장치 또는 개별적인 이송로봇으로부터 기인하거나 발생될 수 있는 오차에 따라 다양하게 달라질 가능성이 발생할 수 있는 문제점을 안고 있다.

따라서, 복수의 기판을 병렬적으로 정렬하고 이를 병렬적으로 이송하는 경우에, 작업공간을 효율적으로 이용하면서도 하나의 라인내에서 병렬적으로 정렬된 각각의 기판들이 오차없이 이송될 수 있음으로써 추가적인 라인 증설이 필요없이 복수의 기판을 병렬적으로 이송할 수 있는 기판정렬장치의 개발 필요성이 요구되고 있다.

1. 공개특허공보 제10-2007-0024288호(2007.03.02) 2. 등록특허공보 10-0802942호(2008.02.13)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 종래 기술에서의 기판 정렬장치의 기능을 갖는 기판 정렬 유닛을 병렬적으로 복수개 구비하되, 각각의 병렬화된 기판 정렬 유닛간의 상대적 정렬을 가능하게 함으로써, 하나의 라인에 복수의 기판을 병렬적으로 정렬하고 이를 이송하여 후속 공정에서 복수의 기판이 가공되거나 처리될 수 있는 기판 정렬장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 상기와 같이 하나의 라인에 복수의 기판을 병렬적으로 정렬가능함으로써, 협소한 작업공간내에서 보다 효율적으로 기판의 정렬 및 이송이 가능한 기판 정렬장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한 본 발명은 각각의 기판의 크기나 방향이 상이한 복수의 기판을 정렬 및 이송함에 있어, 준비과정 및 정렬과정에 필요한 시간을 현저하게 감소시켜 줄 수 있는 기판 정렬장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 복수의 기판을 병렬적으로 정렬하여 이송가능한 기판정렬장치에 있어, 기판의 정렬 및 이동시 발생될 수 있는 오차를 최소화하며 또한 오차 발생시 이를 보다 간편하게 보정할 수 있는 기판 정렬장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 이루기 위한 본 발명은 독립적으로 구비된 복수의 정렬유닛을 구비하는 기판 정렬장치로서, 상기 각각의 정렬유닛은, 하기 복수의 고정부가 기판을 정렬할 수 있도록 외부로부터 이송되는 기판을 받아주는, 직교좌표상의 z축 방향으로 상하이동이 가능한 복수의 기판 서포터; 상기 서포터의 상단에 놓여진 기판을 기판 모서리의 외부로부터 이동하여 고정시키기 위해 상기 기판 서포터의 외측에 구비되며, 직교좌표상의 수평방향인 x축 및 y축방향으로 각각 이동이 가능한 복수의 고정부; 상기 복수의 고정부를 기판쪽으로 이동시킴으로써 기판을 고정시켜 정렬하고, 기판의 회전각을 정렬하는 기판 센터 정렬부; 및 상기 기판 센터 정렬부에 의해 정렬된 기판을 직교좌표상의 수평방향인 x축 및 y축방향으로 각각 이동이 가능하게 하는 기판 상대 위치 정렬부;를 포함하는 기판 정렬 장치를 제공한다.

일 실시예로서, 상기 기판 센터 정렬부는 상기 복수의 고정부 하부에 위치하며, 상기 복수의 고정부 중 직교좌표상의 x축 방향의 위치를 정렬하기 위한 고정부들을 이동시키는 제1 정렬 모터; 상기 복수의 고정부 중 직교좌표상의 y축 방향의 위치를 정렬하기 위한 고정부들을 이동시키기 위한 제2 정렬 모터; 및 상기 기판의 회전각 조절을 위해 상기 기판을 직교좌표상의 z축을 기준으로 회전시키는 회전 모터;를 포함할 수 있다.

일 실시예로서, 상기 고정부들은 각각 기판모서리의 외측방향으로부터 기판 중앙부쪽으로 이동함으로써, 기판을 고정시켜 정렬할 수 있다.

일 실시예로서, 상기 기판 상대 위치 정렬부는 상기 기판 센터 정렬부 하부에 위치하며, 직교좌표상의 x축 방향으로 상기 기판의 위치를 이동시키는 제3 정렬 모터; 및 상기 기판의 위치를 직교좌표상의 y축 방향으로 이동시키는 제4 정렬모터;를 포함할 수 있다.

일 실시예로서, 상기 회전모터는 상기 제1 정렬 모터 및 제2 정렬 모터 중 적어도 하나보다 하부에 위치함으로써, 회전모터가 구동되는 경우에 상기 기판은 상기 회전모터 상부에 위치한 제1 정렬 모터 및 제2 정렬 모터 중 적어도 하나와 함께 회전하는 것을 특징으로 할 수 있다.

일 실시예로서, 상기 기판 정렬 장치는 2개 내지 10개중 어느 하나의 개별 정렬유닛을 포함하며, 각각 독립적으로 제어가 가능할 수 있다.

일 실시예로서, 상기 기판은 사각형의 모양을 가지며, 각각의 꼭지점 부분이 직각으로 이루어지거나 또는 둥글게 마무리된 형태를 가지는 기판을 사용되거나, 또는 원형의 형태를 가지는 기판이 사용될 수 있다.

일 실시예로서, 상기 고정부는 사각형 모양의 기판인 경우 각 모서리별로 고정부가 각각 2개 구비되며, 원형의 기판인 경우 8개의 고정부를 가지되, 서로 마주보는 2쌍은 직교좌표상의 x축방향으로 이동하는 고정부이며, 나머지 2쌍의 마주보는 고정부들은 y축방향으로 이동하는 고정부로 구성될 수 있다.

일 실시예로서, 상기 기판 정렬 장치는 2개의 정렬유닛이 한 쌍으로 이루어져 하나의 모듈을 구성하되, 상기 한 쌍의 정렬유닛은 서로 마주보는 면을 기준으로 대칭적으로 구비되고, 각각 독립적으로 제어가 가능하며, 상기 기판 정렬장치는 1 내지 5개의 모듈을 포함할 수 있다.

일 실시예로서, 상기 기판 정렬장치내 복수의 정렬 유닛은 정렬될 기판하부에 위치하는 베이스 플레이트를 추가적으로 구비하며, 상기 베이스 플레이트는 상하이동이 가능한 상기 기판 서포터가 통과할 수 있도록 복수의 관통홀을 구비하며, 또한 상기 복수의 고정부들의 수평이동이 가능하도록 수평 방향으로 홈이 형성된 복수의 가이드 홈을 포함하거나 또는 상기 베이스 플레이트의 외주면을 따라 고정부가 이동하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예로서, 상기 기판정렬 장치는 기판 센터 정렬부에 의해 정렬된 기판 중심의 위치를 상기 기판 상대 위치 정렬부에 의해 재조정될 수 있다.

일 실시예로서, 상기 기판은 LCD 기판, 웨이퍼, 모바일 기기용 글라스 기판, 인쇄회로 기판(PCB), 방열 기판 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 기판 정렬 장치는 종래 기술에서의 기판 정렬장치의 기능을 갖는 기판 정렬 유닛을 병렬적으로 복수 개 구비하되, 각각의 병렬화된 기판 정렬 유닛간의 상대적 정렬을 가능하게 함으로써, 하나의 라인에 복수의 기판을 병렬적으로 정렬하고 이를 이송하여 후속 공정에서 복수의 기판이 가공되거나 처리될 수 있는 기판 정렬장치를 제공할 수 있다.

또한 본 발명은 기판 센터 정렬부에 의해 각각의 기판 중심을 정한 후에, 기판의 회전각을 조절하는 과정을 통해 각각의 단일 기판을 정렬하고, 정렬된 각각의 단일 기판의 중심에 오차가 발생하게 되면 이를 기판 상대위치 정렬부에 의해 재정렬함에 의해 기판의 정렬과정과 이송과정 중 발생할 수 있는 기판의 회전각 변화 또는 기판의 위치변화량을 최소화할 수 있고, 후속공정의 원하는 위치에 이송함에 있어 반복 정밀도를 향상시킬 수 있으며, 또한 오차 발생시 이를 보다 간편하게 보정할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명의 기판 정렬 장치를 사용하게 되는 경우 제조공정상의 기판크기의 변화 또는 기판 방향의 미세한 조정 등을 위한 준비과정 및 정렬과정에 필요한 시간을 현저하게 감소시켜 줄 수 있다.

또한, 본 발명의 기판정렬장치를 통해, 하나의 라인에 복수의 기판을 병렬적으로 정렬하여 이송할 수 있음으로써 협소한 작업공간내에서 작업효율을 최대화 할 수 있다.

도 1은 종래기술에서 사용되는 기판 정렬장치의 일례를 도시한 그림이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판정렬 장치의 사시도를 나타낸 그림이다.
도 3은 상기 도 2에 따른 기판정렬 장치를 또 다른 각도에서의 사시도를 나타낸 그림이다.
도 4a는 상기 도 2에 따른 기판정렬 장치의 정면도를 나타낸 그림이고, 도 4b는 도 2에 따른 기판정렬 장치의 측면도를 나타낸 그림이다.
도 5는 상기 도 2에 따른 기판정렬 장치의 평면도를 나타낸 그림이다.
도 6a는 상기 도 2에 따른 기판정렬 장치내 기판센터 정렬부내 제1정렬모터 및 베이스 플레이트 부분의 상세도를 나타낸 그림이고, 도 6b는 상기 도 2에 따른 기판정렬 장치내 기판센터 정렬부의 상세도를 나타낸 그림이며, 도 6c는 상기 도 2에 따른 기판정렬 장치내 기판센터 정렬부의 회전모터와 제3 정렬모터 부근의 상세도를 나타낸 그림이다.
도 7은 본 발명에서의 일 실시예에 따른 복수의 기판을 하나의 라인내에서 정렬하는 방법을 도시한 그림이다.
도 8은 본 발명에서의 일 실시예에 따른 기판센터 정렬부에 의한 기판의 클램핑 및 회전각 정렬을 도시한 그림이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 사이즈나 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나 축소하여 도시한 것이고, 특징적 구성이 드러나도록 공지의 구성들은 생략하여 도시하였으므로 도면으로 한정하지는 아니한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명에 의한 기판 정렬장치를 도 2 내지 도 6을 통해 보다 상세히 살펴보기로 한다.

도 2는 상기 기판 정렬장치의 사시도이고, 도 3은 상기 도 2에 따른 기판 정렬장치의 또 다른 각도에서의 사시도이며, 도 4a는 상기 도 2에 따른 기판정렬 장치의 정면도이고, 도 4b는 도 2에 따른 기판정렬 장치의 측면도이며, 도 5는 상기 도 2에 따른 기판정렬 장치의 평면도이다.

상기 도 2 내지 도 5에서 보여지는 바와 같이, 본 발명에 의한 기판 정렬 장치(200)는 독립적으로 구비된 복수의 정렬유닛(100)을 구비하여 이루어진다. 도 2내지 도 6에서는 상기 정렬 유닛(100)이 두 개인 기판 정렬장치를 도시하였으나, 상기 정렬유닛의 갯수는 이에 제한되지 않는다.

여기서 상기 각각의 정렬 유닛(100)은 복수의 기판 서포터(10), 복수의 고정부(20), 기판 센터 정렬부(30), 기판 상대 위치 정렬부(40)를 포함할 수 있다.

또한 상기 기판정렬 장치는 각각의 복수의 기판 서포터(10), 복수의 고정부(20), 기판 센터 정렬부(30), 기판 상대 위치 정렬부(40)를 제어할 수 있는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제어부는 본 발명의 정렬유닛(100)내에 각각 구비되어 각 정렬유닛내 제어될 대상을 각각 제어하도록 기판 정렬장치내에서 복수로 구비될 수도 있고, 상기 정렬 장치내에서 단일의 제어부로 구비됨으로써, 통합적으로 복수의 정렬 유닛내 각각의 기판 서포터(10), 고정부(20), 기판 센터 정렬부(30) 및 기판 상대 위치 정렬부(40)를 각각 제어하도록 구비될 수도 있다.

보다 구체적으로, 본 발명에서의 각각의 정렬 유닛(100)은 하기 복수의 고정부가 기판을 정렬할 수 있도록 외부로부터 이송되는 기판을 받아주는, 직교좌표상의 z축 방향으로 상하이동이 가능한 복수의 기판 서포터(10); 상기 서포터의 상단에 놓여진 기판을 기판 모서리의 외부로부터 이동하여 고정시키기 위해 상기 기판 서포터의 외측에 구비되며, 직교좌표상의 수평방향인 x축 및 y축방향으로 이동이 가능한 복수의 고정부(20); 상기 복수의 고정부를 기판쪽으로 이동시킴으로써 기판을 고정시켜 정렬하고, 기판의 회전각을 정렬하는 기판 센터 정렬부(30); 및 상기 기판 센터 정렬부에 의해 정렬된 기판 및 고정부를 포함하는 베이스 플레이트를 직교좌표상의 수평방향인 x축 및 y축방향으로 이동이 가능하게 하는 기판 상대 위치 정렬부(40);를 포함한다.

상기 복수의 기판 서포터(10)는 외부로부터 이송되는 기판을 받아서 상기 복수의 고정부(20)가 기판을 정렬할 수 있도록 기판을 지지하며, 외부로부터 이송되는 기판을 받기 위해 직교좌표상의 z축 방향(높이방향)으로 상하이동이 가능하도록 업/다운 실린더(미도시)와 연결될 수 있다. 예컨대 상기 기판 서포터는 3 내지 10개, 바람직하게는 4 내지 8개로 이루어져 기판을 지지할 수 있고, 각각의 기판 서포터는 상부면이 평평한 기둥 형태를 가지되, 기판의 이동시 마찰을 방지하도록 하며, 기판 표면을 보호하기 위해 기판과 접촉되는 상부면을 기판보다 경도가 낮은 소재로 코팅하여 기판표면에 스크레치 등을 방지할 수 있도록 할 수 있다.

또한 상기 기판 서포터(10)는 상기 제어부에 의해 외부로부터 이송되는 기판과 연동되어, 상기 기판 서포터 하부와 연결된 업/다운 실린더에 의해 높이방향으로 상하이동이 가능함으로써, 이송로봇(미도시)에 의해 기판이 적재된 카세트(미도시)로부터 기판이 픽업되어 상기 기판 서포터(10)쪽으로 이송되면 이에 맞추어 기판 서포터는 높이방향으로 상승하여 상기 기판을 받아들이며, 상기 로봇으로부터 기판을 완전히 넘겨받은 이후에 기판 서포터는 수직방향(높이방향)으로 하강하여 기판을 정렬하기에 최적화된 높이로 기판의 높이를 고정시킬 수 있다.

한편, 본 발명에서 상기 고정부(20)는 상기 서포터의 상단에 놓여진 기판을 클램핑(기판이 고정되도록 고정부를 기판 모서리에 밀착하는 것)하고, 기판 중심위치와 회전각을 정렬시키는 기능을 한다.

이를 위해 상기 고정부(20)는 기판 서포터의 외측에 복수의 기둥 형태로 구비되며, 직교좌표상의 수평방향인 x축 및 y축 방향으로 이동이 가능하도록 기판 모서리의 외측방향으로부터 각각 이동함으로써, 기판을 고정시켜 정렬할 수 있다.

상기 고정부는 기판을 클램핑하여 정렬이 가능한 정도이면 개수에 제한되지 않고 사용될 수 있으며, 예시적으로 기판의 모서리별로 각각 2개 이상 구비될 수 있다. 예시적으로 기판이 사각형 형태를 가지는 경우 각각의 기판 모서리별로 각각 2개가 구비되어 하나의 정렬 유닛내에 총 8개의 고정부를 포함할 수 있다.

또한 원형의 기판인 경우 하나의 기판을 8개의 고정부로 정렬시키되, 서로 마주보는 2쌍은 직교좌표상의 x축방향으로 이동하는 고정부이며, 나머지 2쌍의 마주보는 고정부들은 y축방향으로 이동하는 고정부로 구비할 수 있다.

한편, 상기 고정부의 상단에는 고분자 재질로된 캡을 구비할 수 있다. 이 경우에 기판과 고정부의 접촉시 접촉충격을 흡수할 뿐만 아니라, 기판을 보다 효율적으로 클램핑 할 수 있다.

한편, 본 발명의 기판 정렬장치내 복수의 정렬 유닛은 정렬될 기판의 하부에 위치하며, 기판 서포트와 고정부가 기판을 지지하며 클램핑할 수 있도록 복수의 관통홀(51) 또는 복수의 가이드 홈을 구비하는 베이스 플레이트(55)를 추가적으로 구비할 수 있다.

상기 베이스 플레이트내 관통홀(51)은 상하이동이 가능한 상기 기판 서포터가 통과할 수 있도록 기판서포터의 형성되는 구멍(홀)로서 복수로 구비될 수 있고, 상기 가이드 홈(미도시)은 복수의 고정부들의 수평이동이 가능하도록 수평 방향으로 형성된 직선 형태의 홈으로서 고정부의 이동을 가이드 하는 기능을 가진다.

보다 구체적으로, 상기 고정부(20)의 이동라인을 따라 베이스 플레이트내에 고정부(20)이 이동할 수 있도록 길이방향 또는 폭 방향으로의 일정한 폭을 가진 구멍(홈)이 형성된 라인인 가이드 홈(미도시)이 형성될 수 있다. 즉, 상기 베이스 플레이트내에 x축 방향으로 이동하는 고정부의 최대 이동범위를 따라 길이방향으로의 가이드 홈을 형성하고, y축 방향으로 이동하는 고정부의 최대 이동범위를 따라 넓이 방향으로의 가이드 홈을 형성함으로써, 상기 각각의 가이드 홈을 따라 고정부가 이동할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명에서는 상기 가이드 홈을 형성하는 대신에, 상기 베이스 플레이트의 형태를 "

" 형태로 제작하여 상기 베이스 플레이트의 외주면을 따라 고정부가 이동하도록 할 수 있다.

상기와 같은 형태로 베이스 플레이트를 형성하면 상기 베이스 플레이트의 외주면이 고정부의 이동라인과 맞닿게 되어 상기 고정부가 베이스 플레이트의 외주면을 따라서 이동가능하여 보다 안정적으로 고정부의 이동이 가능하여 정렬오차를 줄일 수 있다.

한편, 상기 도 2 내지 도 5에서 나타나는 바와 같이 본 발명의 상기 기판 센터 정렬부는 복수의 고정부 각각을 기판쪽으로 이동시킴으로써, 기판을 클램핑하고 고정시킴으로써 정렬시키며, 기판의 회전각을 정렬하는 기능을 위해 제1 정렬모터, 제2 정렬 모터 및 회전모터를 포함할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 기판 센터 정렬부는 상기 복수의 고정부 하부에 위치하며, 상기 복수의 고정부 중 직교좌표상의 x축 방향의 위치를 정렬하기 위한 고정부들을 이동시키는 제1 정렬 모터(31), 상기 복수의 고정부 중 직교좌표상의 y축 방향의 위치를 정렬하기 위한 고정부들을 이동시키기 위한 제2 정렬 모터(34), 및 상기 기판의 회전각 조절을 위해 상기 기판을 직교좌표상의 z축을 기준으로 회전시키는 회전 모터(37)를 포함할 수 있다.

또한 도 4a 및 도 4b에서 보는 바와 같이, 본 발명은 상기 베이스플레이트, 제1 정렬모터, 제2 정렬모터 및 회전모터를 상기 정렬유닛에 고정시키기 위한 각각의 지지판(32, 35, 38)들을 구비할 수 있고, 상기 각각의 지지판과 상기 베이스플레이트, 제1 정렬모터, 제2 정렬모터 및 회전모터와는 볼트와 너트 등의 통상의 체결구에 의해 고정될 수 있다.

상기 제1 정렬 모터와 제2 정렬 모터는 동일한 평면상에 구비될 수도 있고, 높이가 상이하게 구비될 수 있다. 바람직하게는 상기 정렬유닛의 효율적 배치를 위해 서로 상이한 위치에 구비되어 둘 중 어느 하나가 나머지 보다 높은 위치에 구비될 수 있다.

또한, 상기 제1 정렬 모터와 제2 정렬 모터는 각각 상기 베이스 플레이트 하부에 구비되며, 통상의 서보 모터가 사용가능하며, 모터로서 AC/DC서보모터, 스태핑모터가 사용될 수 있다.

또한, 상기 서보모터에서의 회전을 위해서 포토센서를 구비할 수 있고, 영점위치로부터 펄스 신호에 따라 각도의 회전 범위를 제어할 수 있다. 이후 기판 정렬 등의 공정이 완료되면 영점값으로 환원되도록 한다.

상기 제1 정렬 모터와 제2 정렬 모터 각각의 하부에는 앞서 기재된 바와 같이, 이들을 각각 지지할 수 있는 지지판(32, 35)이 구비될 수 있다.

한편, 제1 정렬 모터와 제2 정렬 모터 각각의 지지판 중에 상부에 위치하는 지지판은 상기 상부에 구비된 정렬 모터와 뿐만 아니라, 베이스 플레이트 및 기판을 함께 지지하게 된다. 예컨대, 상기 제1 정렬모터가 제2 정렬모터보다 상부에 위치한 경우에 상기 제1 정렬모터의 지지판(32)은 상기 제1 정렬모터를 지지하며, 또한 상기 베이스플레이트 및 기판 서포터를 함께 지지하도록 구성된다.

이 경우에 상기 제2 정렬 모터는 상기 제1 정렬 모터 지지판(32)의 하부에 위치하게 되며, 제2 정렬 모터 지지판(35)에 고정되어 지지된다.

또한 상기 제1 정렬 모터와 제2 정렬 모터들은 지면과 수평방향으로 모터축이 구비되고 각각의 모터축은 조인트에 의해 볼 스크류(33, 36)와 연결되어 상기 고정부를 이동시킬 수 있게 된다.

이를 위해서, 상기 볼 스크류는 볼 스크류 내 회전나사산을 통하여 모터축의 연장선상에 구비된 복수의 고정부 이동체(21)와 연결되며, 상기 고정부 이동체(21)의 이동에 의해 고정부의 위치를 이동시킬 수 있다.

본 발명에서의 기판 센터 정렬부의 구조 및 동작을 보다 상세히 살펴보기 위해 도 6을 살펴본다.

도 6a는 상기 도 2에 따른 기판정렬 장치내 기판센터 정렬부내 제1정렬모터 및 베이스 플레이트 부분의 상세도를 나타낸 그림이고, 도 6b는 상기 도 2에 따른 기판정렬 장치내 기판센터 정렬부의 상세도를 나타낸 그림이며, 도 6c는 상기 도 2에 따른 기판정렬 장치내 기판센터 정렬부의 회전모터와 제3 정렬모터 부근의 상세도를 나타낸 그림이다.

상기 도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 제1 정렬모터의 구동에 의한 고정부의 이동원리를 예시적으로 살펴보면 아래와 같다.

본 발명의 일 실시예로서, 상기 제1 정렬 모터는 상기 모터의 축이 조인트에 의해 볼 스크류(33:제1 정렬모터에 대응, 36: 제2 정렬모터에 대응)와 연결될 수 있다. 상기 각각의 볼 스크류(33, 36)는 볼 스크류 중단부위에 나사산(미도시)이 구비될 수 있다.

이렇게 모터의 축과 연결된 샤프트 양쪽 중단 부위에 나사산이 구비되되, 상기 나사산이 한쪽은 정방향으로 회전가능한 나사산이 구비되고, 다른 한 쪽은 역방향으로 회전가능한 나사산이 각각 구비되도록 하며, 또한 상기 나사산이 형성된 길이만큼 볼 스크류내에 일정 거리를 이동가능하도록, 내부가 관통되며 상기 내부의 관통된 표면에 상기 볼 스크류에 형성된 나사산에 대응하도록 너트 형태로 나사산이 형성된 복수의 고정부 이동체(21)를 구비하여, 상기 볼 스크류에 결합되도록 한다.

상기와 같이 볼 스크류에 각각의 나사산 방향이 서로 반대가 되도록 나사산이 형성되어, 상기 제1 정렬모터 또는 제2 정렬모터의 회전에 따라 상기 고정부가 이동할 수 있도록 상기 볼 스크류에 고정부 이동체(21)가 결합되게 되면, 상기 모터 축의 회전에 따라 볼 스크류(33, 36)가 회전하는 경우에, 이에 따라 상기 정방향 회전 나사산에 결합된 고정부 이동체가 우측으로 이동하게 되면, 상기 역방향 회전나사산에 결합된 고정부 이동체는 좌측으로 이동하게 되어, 서로 반대방향으로 이동하게 됨으로써, 각각의 고정부는 서로 반대편쪽에 위치한 고정부와 함께 기판 방향 또는 기판으로부터 멀어지는 방향으로 각각 이동가능할 수 있게 된다.

상기 제2 정렬모터도 상기 제1 정렬 모터에서와 마찬가지로 볼 스크류(36)에 나사산이 구비되며, 마찬가지로 복수의 고정부 이동체(21)을 구비할 수 있고, 각각의 고정부는 서로 반대편쪽에 위치한 고정부와 함께 기판 방향 또는 기판으로부터 멀어지는 방향으로 각각 이동가능하게 된다.

또한 상기 회전모터는 통상의 서보모터가 가능하며, 지면과 수평방향인 회전축을 지면과 수직방향으로 회전축으로 변환하기 위한 감속기가 회전모터의 회전축에 연결될 수 있다. 상기 감속기의 종류로서, L-형태의 감속기가 사용가능하다. 상기 회전모터 또는 감속기의 회전 제어를 위해서 포토센서를 구비할 수 있다. 또한 상기 서보모터에서의 영점위치로부터 펄스 신호에 따라 각도의 회전 범위를 정할 수 있다. 이후 기판 정렬 등의 공정이 완료되면 영점값으로 환원된다.

상기 회전모터는 서보 모터를 사용할 수 있으며, 스태핑 모터와 같이 회전각을 정밀하게 제어할 수 있는 종류의 모터로 구성되며, 상기 회전모터는 상기 제1 정렬 모터 및 제2 정렬 모터 중 적어도 하나보다 하부에 위치함으로써, 회전모터가 구동되는 경우에 상기 기판은 베이스플레이트(55)와 함께 회전할 수 있으며, 또한 상기 회전모터 상부에 위치한 제1 정렬 모터 및 제2 정렬 모터 중 적어도 하나와 함께 회전할 수 있고, 또한 상기 회전모터는 상기 제3 정렬모터보다 하부의 위치에 구비될 수 있다.

보다 바람직하게는 상기 회전모터는 제1 정렬 모터 및 제2 정렬 모터보다 하부에 위치함으로써, 제1 정렬모터, 제2 정렬 모터, 베이스 플레이트 및 기판을 모두 회전시킴으로써 후속 공정으로의 기판 방향을 조절할 수 있고, 상기 정렬유닛의 진동을 방지하여 기판을 안정적으로 정렬시키며, 또한 회전모터가 차지하는 공간의 부피를 감안하여 보다 효율적인 공간적 배치를 도모할 수 있다.

예시적으로 본 발명의 도 6의 (b)에서는 회전모터의 구성을 도시하고 있다.

상기 도 6b에서는 제1 정렬 모터(31) 및 이를 지지하는 제1 정렬 모터 지지판(32)의 하부에 제2 정렬모터(34) 및 이를 지지하는 제2 정렬 모터 지지판(35)를 포함하는 기판 센터 정렬부를 도시되어 있으며, 상기 제2 정렬 모터 지지판(35)의 하부에 회전모터 지지판(38)이 구비되고, 상기 회전모터 지지판(38)에 회전모터가 결합되어 있는 것을 도시하였다.

여기서 상기 회전모터는 L-형 감속기와 연결되며, 상기 감속기의 축은 제2 정렬 모터 지지판(35) 및 이의 상부에 포함된 모든 구성요소를 회전시킬 수 있도록 회동가능하게 설치된다.

즉, 상기 회전모터는 상기 회전모터를 지지하기 위해 내부에 동공을 포함하며, 상기 동공에 회전모터와 연결된 감속기 부분이 고정되는 회전모터 지지판(38)에 고정될 수 있다. 이 경우에 상기 회전모터 지지판(38) 상에 위치한 제2 정렬 모터 지지판(35)이 회전모터(37)에 의해 회전하여 기판의 회전각을 제어하게 된다.

한편, 본 발명에서의 상기 기판 상대 위치 정렬부는 상기 기판 센터 정렬부 하부에 위치하며, 직교좌표상의 x축 방향으로 상기 기판 및 베이스 플레이트의 위치를 이동시키는 제3 정렬 모터; 및 상기 기판 및 베이스 플레이트의 위치를 직교좌표상의 y축 방향으로 이동시키는 제4 정렬모터;를 포함하여 이루어진다.

상기 제3 정렬 모터 및 제4 정렬모터는 각각 복수의 정렬 유닛내의 기판센터 정렬부에서 정렬된 복수의 기판간의 상대적 위치를 제어하기 위한 것이 주된 기능이며, 부가적으로 기판 센터 정렬부에서 정렬된 기판의 중심위치가 미리 정해놓은 값과 차이를 보이는 경우에 이를 보정할 수 있는 기능을 할 수 있다.

상기 복수의 기판간의 상대적 위치를 제어할 필요가 있는 경우를 예를 들면, 기판 처리 또는 가공공정에 있어, 공정의 변경에 따라 기판의 크기가 변경되는 경우에 병렬적으로 이송되는 각 기판간의 거리 또는 각각의 정렬유닛간의 거리가 또한 변경되어야 한다. 그렇지 않으면 상기 회전 모터에 의해 회전되는 각각의 기판 또는 상기 기판과 함께 회전하는 각각의 구성요소(제1 정렬모터 또는 제2 정렬모터 및 베이스 플레이트 등)간의 간섭이 일어날 수 있고, 최악의 경우에 각 구성요소간의 충돌 또는 상기 구성요소와 연결된 배선 등의 간섭이 일어나 공정사고를 유발할 수 있는 가능성이 있어, 각 기판간의 상대적 위치 제어가 필요하게 된다.

본 발명에서의 상기 기판 상대 위치 정렬부는 병렬처리되는 각 기판간의 상대적 위치 제어를 위해 제3 정렬 모터 및 제4 정렬모터를 포함함으로써, 각각의 기판의 위치를 이동할 수 있다.

상기 제3 정렬 모터 및 제4 정렬모터는 앞서 기재된 제1 정렬 모터 및 제2 정렬모터와 동일한 종류의 모터를 사용할 수 있으며, 이들도 본 발명에서의 상기 정렬유닛에 고정시키기 위한 각각의 지지판(42, 45)들을 구비하여, 볼트와 너트 등의 통상의 체결구에 의해 고정될 수 있다.

또한 상기 제3 정렬 모터 및 제4 정렬모터는 제1 정렬 모터 및 제2 정렬모터의 높이보다 낮은 위치에 구비되는 것이 바람직하며, 또한 이들은 각각 동일한 평면상에 구비될 수도 있고, 높이가 상이하게 구비될 수 있다. 바람직하게는 상기 정렬유닛의 효율적 배치를 위해 서로 상이한 위치에 구비되어 둘 중 어느 하나가 나머지 보다 높은 위치에 구비될 수 있다.

본 발명에서 상기 제3 정렬모터 및 제4 정렬모터도 상기 제1 정렬모터 및 제2 정렬모터에서와 마찬가지로, 각각의 정렬모터의 축이 조인트에 의해 볼 스크류와 연결될 수 있다.

또한, 이 경우에 상기 볼 스크류에 형성된 나사산 및 상기 나사산이 형성된 길이만큼 볼 스크류내에 일정 거리를 이동가능하도록, 내부가 관통되며 상기 내부의 관통된 내부 표면에 상기 볼 스크류에 형성된 나사산에 대응하도록, 너트 형태로 나사산이 형성된 상대위치 이동체(22)를 구비하여, 상기 제3 정렬모터 또는 제4 정렬모터의 회전에 의해 상대위치 이동체(22)가 이동되도록 한다.

그러나, 상기 제1 정렬모터 및 제2 정렬모터에서와는 달리, 제3 정렬모터 및 제4 정렬모터에서는 모터의 회전에 따라 상기 회전모터 지지판 또는 제3 정렬모터 지지판을 하나의 축방향으로만 이동시키기만 하면 되기 때문에 하나의 정렬모터에 볼 스크류에 따라 이동되는 하나의 상대위치 이동체만이 구비될 수 있다.

또한 상기 상대위치 이동체(22)는 상기 회전모터 지지판(38) 또는 제3 정렬 모터 지지판(42)과 연결될 수 있다.

예시적으로, 상기 제3 정렬모터의 회전축과 볼 스크류가 결합된 경우에, 상기 상대위치 이동체(22)는 상기 회전모터 지지판(38)에 연결될 수 있다. 이 경우에 상기 제3 정렬모터의 회전에 의해 상기 회전 모터 지지판(38) 및 이를 포함하는 상부 구성요소 모두가 수평 이동(예컨대, x 방향)이 가능하게 된다.

또한, 상기 제4 정렬모터의 회전축과 볼 스크류가 결합된 경우에, 상대위치 이동체(22)는 상기 제3 정렬 모터 지지판(42)과 연결될 수 있다. 이 경우에 상기 제4 정렬 모터의 회전에 의해 상기 제3 정렬 모터 지지판 및 이를 포함하는 상부 구성요소 모두가 또 다른 수평이동(예컨대, x 방향)이 가능하도록 구성된다.

또한, 상기 회전모터 지지판(38) 및 제3 정렬 모터 지지판(42)의 하부에는 레일이 구비되며, 상기 레일을 따라 상기 상대위치 이동체(22)가 이동함으로써, 원하는 위치로 상대 위치 이동체를 이동시킬 수 있다. 즉, 상기 제3 정렬모터 또는 제4 정렬모터가 회전함에 따라, 상대 위치 이동체(22)가 상기 레일을 따라 이동하게 되고 이에 따라 상기 회전모터 지지판(38) 및 제3 정렬 모터 지지판(42)이 직선운동이 가능하게 될 수 있다.

한편, 본 발명에서의 기판은 피처리 공정시 일정한 위치정보 또는 방향에 관한 정보를 필요로 하는 작업물(Work-piece)이면 그 종류에 제한받지 않고 사용될 수 있으며, 바람직하게는 LCD 기판, 웨이퍼, 모바일 기기용 글라스 기판, 인쇄회로기판(PCB), 방열 기판 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있고, 또한 상기 기판의 재료로서 글라스, 실리콘, 세라믹, 고분자 수지 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.

또한 상기 기판의 형태도 직사각형, 정사각형, 원형 등 그 형태에 제한 받지 않으며, 바람직하게는 원형의 형태이거나, 또는 사각형의 형태를 가지며, 각각의 꼭지점 부분은 직각으로 이루어지거나 또는 둥글게 마무리된 형태를 가질 수 있다.

본 발명에서의 기판 정렬장치는 상기 정렬유닛을 바람직하게는 2개 내지 10개중 어느 하나로 이루어지도록 포함할 수 있다.

보다 바람직하게는, 본 발명에서의 기판 정렬 장치는 2개의 정렬유닛이 한 쌍으로 이루어져 하나의 모듈을 구성하되, 상기 한 쌍의 정렬유닛으로 이루어진 모듈내 각각의 정렬유닛은 서로 마주보는 면을 기준으로 대칭적으로 구비되고, 각각 독립적으로 제어가 가능하며, 상기 기판 정렬장치는 1 내지 5개의 모듈을 포함하도록 구성될 수 있다.

한편, 본 발명에서의 상기 각각의 정렬유닛들 사이의 거리는 가급적 가까운 것이 다수의 기판을 하나의 라인에서 작업하는 경우에 있어서 전체라인의 폭을 줄일 수 있어 유리하다.

이를 도 7을 통해 살펴보도록 한다. 상기 도 7은 본 발명에서의 일 실시예에 따른 복수의 기판을 하나의 라인내에서 정렬하는 방법을 도시한 그림이다.

일 실시예로서, 상기 도 7에서 도시하는 바와 같이 본 발명에서의 정렬장치는 2개의 정렬유닛을 포함하고 있으며, 상기 2개의 정렬유닛을 이용하여 2개의 기판을 병렬적으로 정렬후 이송하고, 상기 기판 정렬장치의 위치를 하나의 라인내의 다른 위치로 2개의 기판을 병렬적으로 정렬하여 이송하기 위해 수평방향으로 이동한 이후에, 다음 차수의 2개의 기판을 2개의 정렬유닛을 이용하여 병렬적으로 정렬 후 이송함으로써, 하나의 라인에서의 각각 서로 다른 4개의 위치에 각각의 기판을 정렬하여 이동할 수 있다.

이 경우에 상기 정렬유닛간의 거리가 멀게 되면 기판을 이송하는 라인의 폭이 커질 수 있게 된다. 그러나, 상기 정렬유닛간의 거리가 너무 가깝게 위치하게 되면 기판의 회전각을 정렬시에 정렬유닛내 플레이트의 회전반경이 서로 겹치게 되거나, 또는 상기 회전각을 조절하는 모터(제1 정렬모터 및 제2 정렬모터)들이 서로 맞닿게 될 가능성이 있어서, 상기 정렬유닛간의 상대적 위치의 조절은 반드시 필요하게 되며, 이는 본 발명에서의 상기 정렬 유닛내 기판 상대 위치 정렬부를 통해 구현이 가능할 수 있다.

이하에서는 상기 기판 센터 정렬부에 의해 본 발명에서의 기판을 클램핑하여 정렬하고 회전각을 제어하는 방식을 도 8을 통해 보다 구체적으로 설명하고자 한다.

도 8은 본 발명에서 기판 센터 정렬부에 의해 기판을 클램핑하여 정렬하고 또한 회전각을 정렬하는 것을 도시한 그림이다.

이를 위해 사용되는 기판은 상기 도 8의 상부에 도시된 바와 같은 사각형 형태를 가지되, 꼭지점 부근이 둥글게 마무리된 형태의 사각형 기판 또는 둥근 원형 형태의 기판이 사용되는 것을 도시하였다.

상기 기판을 이송하기 위해 우선적으로, 이송로봇(미도시)에 의해 각각의 기판이 이송되면 업/다운 실린더에 의해 복수의 기판 서포터가 상승하여 기판과 접촉하게 되고 상기 이송로봇이 기판과 분리된 후에 상기 업/다운 실린더에 의해 복수의 기판 서포터가 일정 높이를 갖도록 하강하여 높이방향(z방향)으로 기판이 고정된다.

상기 도8에서 볼 수 있듯이, 각각의 정렬 유닛내 복수의 기판 서포터상에 기판이 높이방향으로 고정하게 되면 센서에 의해 기판의 안착신호를 상기 제어부로 출력하게 된다. 이에 따라 기판서포터 상에 위치한 기판을 수평방향(x, y방향)으로 정렬하기 위해 상기 제어부는 기판 센터 정렬부내의 상기 제1 정렬 모터를 구동시킴으로써 직교좌표상의 x축 방향의 위치를 정렬하기 위한 고정부들이 이동하게 되며, 또한 상기 제어부는 제1정렬모터보다 상부위치에 구비된 상기 제2 정렬 모터를 구동시킴으로써 직교좌표상의 y축 방향의 위치를 정렬하기 위한 고정부들이 이동하게 된다.

상기 각각의 고정부들의 이동 순서는 x축 방향의 위치를 정렬하기 위한 고정부들 또는 y축 방향의 위치를 정렬하기 위한 고정부들 중 어느 하나가 이동한 후 나머지 방향의 고정부들이 이동하는 것이 바람직하다.

상기 수평방향으로의 정렬을 위해 상기 고정부에 기판이 접촉되는 경우에 센서 또는 모터의 저항 변화에 의해 접촉 감지 신호가 발생되어 제어부로 출력되며, 제어부는 상기 접촉 감지 신호를 수신하여 고정부의 구동을 중지시킨다.

상기 고정부의 이동은 단계적으로 구동될 수 있다. 예컨대, 1단계의 고정부 이동은 기판의 모서리 부근까지 신속하게 이동하도록 하되, 기판과 근접하게 가까워진 경우( <1 mm), 또는 기판에 맞닿은 것으로 센서 또는 모터저항변화가 감지되는 경우에는 2단계의 이동으로서 상기 고정부를 일정거리까지 후퇴시킨 후 점진적으로 상기 고정부를 이동함으로써, 기판에 무리한 압력을 가하지 않고 적절한 압력을 전달하여 클램핑을 할 수 있도록 한다.

상기 고정부를 통한 기판의 클램핑 이후에, 상기 회전모터에 의해 기판의 회전각을 정렬하게 된다.

상기 회전모터는 기판의 공정 진행방향에 따라 기판의 회전각이 다르게 설정될 수 있고, 이를 설정 또는 변경하기 위해 필요하다. 또한, 기판의 정렬과정에 있어 기판 자체가 회전하는 경우에 이를 보정하기 위해서도 상기 회전모터가 필요할 수 있다. 이때 상기 회전모터는 본 발명에서의 제1 정렬모터 및/또는 제2 정렬 모터보다 하부에 구비된 회전모터를 통해 정렬될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 회전모터는 서보모터로서 제1 정렬모터 및 제2 정렬 모터의 하부에 구비되며, 도 6(b) 및 도 6(c)에 도시된 바와 같이, 상기 회전모터는 L-형 감속기와 연결되며, 상기 감속기의 축은 제2 정렬 모터 지지판(35) 및 이의 상부에 포함된 모든 구성요소를 회전시킬 수 있도록 회동가능하게 구성된다.

또한, 상기 회전모터는 회전모터 지지판(38)에 고정될 수 있으며, 상기 회전모터 지지판은 내부에 동공을 포함하며, 상기 동공에 회전모터와 연결된 감속기가 고정될 수 있다. 상기 구성을 통해 상기 회전모터 지지판(38) 상에 위치한 제2 정렬 모터 지지판(35)이 회전모터(37)에 의해 회전에 따른 감속기 축을 중심으로 회전하여 기판의 회전각을 제어하게 된다.

이를 구체적으로 살펴보면, 상기 제어부로부터의 신호를 수신하여 회전모터의 회전에 의해 회전축이 이동하면, 감속기에 의해 회전속도가 변함과 동시에, 회전 방향이 지면과 수직인 방향으로 회전하게 되며, 상기 감속기 축에 연결된 제2 정렬 모터 지지판(35)의 회전에 의해, 이에 부착된 베이스 플레이트 및 기판이 회전되는 것이다.

또한 본 발명에서 상기 회전각 정렬은 초기에 셋팅(setting)되면 필요에 따라 생략될 수 있다.

또한 상기 제어부는 각각의 고정부의 이동거리를 감지하여 기판내 중심위치 정보를 산출하고 이를 기판의 규격정보에 따라 미리 예정하여 셋팅(Setting)된 기판의 중심위치 정보와 비교하여, 일정 오차 범위를 벗어나게 되는 경우에는 상기 제어부가 기판 상대 위치 정렬부내 제3 정렬 모터 및/또는 제4 정렬모터를 구동할 수 있도록 한다.

상기 정렬된 각각의 기판들은 다시 이송로봇에 의해 후속공정을 진행하기 위해 다음 라인으로 이송된다.

또한 상기 제어부는 상기 고정부의 이동 거리 및 기판의 중심위치 정보, 미리 셋팅된 기판의 중심위치 정보와 회전각 등의 정보를 디스플레이 장치와 같은 표시수단을 통해 시각화함으로써 사용자가 각각의 정보를 쉽게 판별할 수 있도록 할 수 있다.

도 8에서는 제1 정렬 모터에 의해 x축 방향의 위치를 정렬하기 위한 고정부들이 먼저 이동하여 기판을 클램핑하고(도8내 좌측 그림 참조) 이후에 제2 정렬 모터에 의해 y축 방향의 위치를 정렬하기 위한 고정부들이 이동하여(도8내 가운데 그림 참조) 기판을 완전히 클램핑하고, 마지막으로 기판의 회전각을 정렬(도8내 우측 그림 참조)하는 것을 도시하였다.

상기 도 8에 도시된 바와 같이 기판을 클램핑하여 정렬하는 경우에 각각의 고정부들은 기판에 따라 기판 정렬과 이송을 위해 초기에 미리 정해진 값에 따라서 각각의 최종위치로 이동하게 된다. 따라서 고정부에 의해 기판이 정렬된 이후에 기판의 회전각을 정렬하게 되더라도 기판의 중심위치(A')는 회전각의 정렬에 의해 영향을 받지 않게 된다.

한편, 일반적으로, 상기 클램핑된 기판의 중심위치(A')는 초기에 기판의 종류에 따라 미리 예정하였던 기판의 중심위치(A)와 동일한 위치값을 가지게 되나, 기판의 정렬과 이송을 복수회 반복하는 과정에 있어 상기 클램핑된 기판의 중심위치(A')는 기판이 정렬시 미리 예정하였던 기판의 중심위치(A)와 차이를 나타낼 수 있게 된다. 이 경우에 본 발명에서는 상기 클램핑된 기판의 중심(A')값과 미리 예정하였던 기판의 중심값(A)의 위치의 차이를 하기 기판 상대위치 정렬부에 의해 조정함으로써 기판을 보다 효율적으로 정렬될 수 있다.

즉, 본 발명의 기판정렬 장치는 기판 센터 정렬부에 의해 정렬된 기판 중심의 위치를 상기 기판 상대 위치 정렬부에 의해 재조정할 수 있는 것을 또 다른 특징으로 할 수 있다.

이후공정으로서 상기 정렬된 기판을 포함하는 복수의 정렬 유닛은 기판 상대위치 정렬부내의 제3 정렬모터 및/또는 제4 정렬모터에 의해 기판의 상대위치가 이동될 수 있고, 최종적으로 정렬된 복수의 기판은 이송로봇(미도시)에 의해 다음 공정의 지그 등으로 이송될 수 있다.

또한 본 발명은 종래의 방법에서 도시(도 1 참조)된 바와 같이, 기판의 특정면쪽의 고정부를 기준면으로 고정시키고 이에 대응하는 면의 고정부를 이동시켜 클램핑하는 방식을 탈피하여, 정렬유닛내 모든 고정부들을 기판방향으로 이동시켜 클램핑함으로써, 기판의 위치정보가 특정한 면이 기준이 되지 않고 기판의 중심을 기준으로 할 수 있는 특징을 가진다.

상기와 같이 기판의 위치정보를 기판의 중심을 기준으로 하게 되면, 기판 정렬 및 이송시 반복작업에 따른 기판위치의 오차범위가 기판의 위치정보를 특정한 면을 기준으로 하는 경우보다 오차범위가 작아질 수 있는 장점이 있다.

또한 상기와 같이 기판의 위치정보를 기판의 중심을 기준으로 하게 되면, 작업공정이 변경됨에 따라서 기판의 종류를 변경하여 정렬하는 경우에 있어, 보다 신속하게 기판을 높은 정밀도로 정렬할 수 있어, 기판의 위치정보를 특정한 면을 기준으로 하는 경우보다 작업공정의 안정화 시간을 단축시킬 수 있다.

이를 보다 상세히 살펴보면, 일반적으로 기판정렬을 포함하는 기판의 처리 또는 가공과정에서 정렬되던 기판의 크기가 바뀌게 되면 새로운 기판의 정렬과정을 위해 상기 고정부의 이동값을 새로이 셋팅(setting)해야 한다. 이 경우에 상기 고정부의 변경되는 값이 커지면 커질수록 새로이 정렬될 기판의 정렬오차도 커질 수가 있게 된다.

예컨대, 이전 공정에서 정렬되던 기판보다 2배의 크기로 커진 기판을 이후 공정에서 정렬하게 되는 경우에, 종래 기술에서와 같이 기판의 위치정보를 특정한 면을 기준으로 하는 경우에는 2배의 크기변경에 따라 기준이 되는 고정부쪽으로 이동할 고정부는 기판의 크기만큼 이동되도록 고정부의 이동 범위를 셋팅(setting)하여야 하나, 본 발명에서와 같이 기판의 위치정보를 기판의 중심을 기준으로 하게 되면, 각각의 고정부의 이동범위는 기판의 변경된 크기의 절반만큼만을 가질 수 있어, 고정부의 변경값이 종래 기술보다 절반에 머무르게 되고, 이에 따라서 새로이 정렬될 기판의 정렬오차도 더 작게 되는 장점을 가지는 것이다.

또한, 본 발명에서의 기판 정렬장치는 상기 기판 상대위치 정렬부를 구비함으로써, 기판 센터 정렬부에서 정렬된 기판의 중심위치(A')가 미리 정해놓은 값(A)과 차이가 나는 경우에 상기 기판의 위치를 재조정할 수 있어, 작업공정의 안정화 시간을 더욱 단축시킬 수 있는 장점이 있다.

본 발명에서는 상기 기판센터 정렬부 및 기판 상대위치 정렬부로서 제1 정렬모터 내지 제4 정렬모터 및 회전모터를 특정한 위치 및 종류로서 사용하여 복수의 기판을 정렬하는 방식을 도시하고 설명하였으나 이는 하나의 실시예로 이에 의해 청구범위가 제한되는 것은 아니다.

1 : 베이스 플레이트 2 : 기판 서포터
3 : 글라스 정렬 장치
10: 기판 서포터 20: 고정부
21: 고정부 이동체 22: 상대위치 이동체
30: 기판센터 정렬부
31: 제1 정렬 모터 32: 제1 정렬 모터 지지판
33: 제1 정렬 모터 볼 스크류 34: 제2 정렬모터
35: 제2 정렬 모터 지지판 36: 제2 정렬 모터 볼 스크류
37: 회전모터 38: 회전모터 지지판
40: 기판 상대위치 정렬부
41: 제3 정렬 모터 42: 제3 정렬 모터 지지판
44: 제4 정렬모터 45: 제4 정렬 모터 지지판
51: 관통홀 55: 베이스 플레이트
100: 정렬 유닛
200: 기판 정렬 장치

Claims (12)

1. 독립적으로 구비된 복수의 정렬유닛을 구비하는 기판 정렬장치로서,
   상기 각각의 정렬유닛은,
   하기 복수의 고정부가 기판을 정렬할 수 있도록 외부로부터 이송되는 기판을 받아주는, 직교좌표상의 z축 방향으로 상하이동이 가능한 복수의 기판 서포터;
   상기 서포터의 상단에 놓여진 기판을 기판 모서리의 외부로부터 이동하여 고정시키기 위해 상기 기판 서포터의 외측에 구비되며, 직교좌표상의 수평방향인 x축 및 y축방향으로 각각 이동이 가능한 복수의 고정부;
   상기 복수의 고정부를 기판쪽으로 이동시킴으로써 기판을 고정시켜 정렬하고, 기판의 회전각을 정렬하는 기판 센터 정렬부; 및
   상기 기판 센터 정렬부에 의해 정렬된 기판을 직교좌표상의 수평방향인 x축 및 y축방향으로 각각 이동이 가능하게 하는 기판 상대 위치 정렬부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 장치
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 기판 센터 정렬부는 상기 복수의 고정부 하부에 위치하며, 상기 복수의 고정부 중 직교좌표상의 x축 방향의 위치를 정렬하기 위한 고정부들을 이동시키는 제1 정렬 모터;
   상기 복수의 고정부 중 직교좌표상의 y축 방향의 위치를 정렬하기 위한 고정부들을 이동시키기 위한 제2 정렬 모터; 및
   상기 기판의 회전각 조절을 위해 상기 기판을 직교좌표상의 z축을 기준으로 회전시키는 회전 모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 장치
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 고정부들은 각각 기판모서리의 외측방향으로부터 기판 중앙부쪽으로 이동함으로써, 기판을 고정시켜 정렬하는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 장치
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 기판 상대 위치 정렬부는 상기 기판 센터 정렬부 하부에 위치하며, 직교좌표상의 x축 방향으로 상기 기판의 위치를 이동시키는 제3 정렬 모터; 및
   상기 기판의 위치를 직교좌표상의 y축 방향으로 이동시키는 제4 정렬모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 장치
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 회전모터는 상기 제1 정렬 모터 및 제2 정렬 모터 중 적어도 하나보다 하부에 위치하며, 회전모터가 구동되는 경우에 상기 기판은 상기 회전모터 상부에 위치한 제1 정렬 모터 및 제2 정렬 모터 중 적어도 하나와 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 장치
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 기판 정렬 장치는 2개 내지 10개 중 어느 하나의 개별 정렬유닛을 포함하며, 각각 독립적으로 제어가 가능한 것을 특징으로 하는 기판 정렬 장치
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 기판은 사각형의 모양을 가지며, 각각의 꼭지점 부분이 직각으로 이루어지거나 또는 둥글게 마무리된 형태를 가지는 기판을 사용되거나, 또는 원형의 형태를 가지는 기판이 사용되는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 장치
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 고정부는 사각형 모양의 기판인 경우 각 모서리별로 고정부가 각각 2개 구비되며,
   원형의 기판인 경우 8개의 고정부를 가지되, 서로 마주보는 2쌍은 직교좌표상의 x축방향으로 이동하는 고정부이며, 나머지 2쌍의 마주보는 고정부들은 y축방향으로 이동하는 고정부인 것을 특징으로 하는 기판 정렬 장치
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 기판 정렬 장치는 2개의 정렬유닛이 한 쌍으로 이루어져 하나의 모듈을 구성하되, 상기 한 쌍의 정렬유닛은 서로 마주보는 면을 기준으로 대칭적으로 구비되고, 각각 독립적으로 제어가 가능하며,
   상기 기판 정렬장치는 1 내지 5개의 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 장치
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 정렬장치내 복수의 정렬 유닛은 정렬될 기판하부에 위치하는 베이스 플레이트를 추가적으로 구비하며, 상기 베이스 플레이트는 상하이동이 가능한 상기 기판 서포터가 통과할 수 있도록 복수의 관통홀을 구비하며, 또한 상기 복수의 고정부들의 수평이동이 가능하도록 수평 방향으로 홈이 형성된 복수의 가이드 홈을 포함하거나, 또는 상기 베이스 플레이트의 외주면을 따라 고정부가 이동하는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 장치
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판정렬 장치는 기판 센터 정렬부에 의해 정렬된 기판 중심의 위치를 상기 기판 상대 위치 정렬부에 의해 재조정하는 것을 특징으로 하는 기판정렬 장치
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 LCD 기판, 웨이퍼, 모바일 기기용 글라스 기판, 인쇄회로 기판(PCB), 방열 기판 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기판 정렬 장치

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