KR101534647B1 - 기판 이송 장치 - Google Patents

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KR101534647B1 KR1020130155117A KR20130155117A KR101534647B1 KR 101534647 B1 KR101534647 B1 KR 101534647B1 KR 1020130155117 A KR1020130155117 A KR 1020130155117A KR 20130155117 A KR20130155117 A KR 20130155117A KR 101534647 B1 KR101534647 B1 KR 101534647B1
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Abstract

본 발명은 기판 이송 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판의 승강, 회전 및 정렬을 수행하기 위한 각각의 모듈을 챔버에 효율적으로 배치하여 기판을 이송하기 위한 공간의 활용을 극대화하기 위한 기판 이송 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 이송 장치는 기판이 출입하는 챔버; 인입된 하나 또는 다수 개의 기판을 유지하는 기판 지지 부재; 상기 챔버의 내벽에 설치되어 상기 기판 지지 부재를 승강 이동시키는 승강 모듈; 상기 챔버의 저면에 설치되어 상기 기판 지지 부재를 회전시키는 회전 모듈; 및 상기 챔버의 벽면에 설치되어 상기 기판 지지 부재에 유지된 기판을 정렬시키는 정렬 모듈을 포함한다.

Description

기판 이송 장치{Substrate transporting apparatus}
본 발명은 기판 이송 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판의 승강, 회전 및 정렬을 수행하기 위한 각각의 모듈을 챔버에 효율적으로 배치하여 기판을 이송하기 위한 공간의 활용을 극대화하기 위한 기판 이송 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 평판 디스플레이 패널 등을 제조하기 위해서는 기판상에 패턴 형성을 위한 다양한 단위 공정, 예를 들면, 식각, 세정, 건조 공정 등이 실행된다.
이와 같은 단위 공정들은 대부분 해당 공정을 수행하기 위한 다수의 처리 유닛, 예컨대 프로세스 챔버(process chamber)에서 이루어지는데, 이러한 프로세스 챔버로 기판을 이송시키고 최적화된 제조 공정을 진행하기 위하여는 기판을 승강시키고 회전 및 정렬시키기 위한 진공 물류 시스템을 필요로 한다.
도 1은 종래의 기판 이송 장치의 구성을 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 진공 물류 시스템에 사용되는 기판 이송 장치는 기판(S)이 출입하는 진공 챔버(10) 내에 기판(S)을 안착하는 기판 안치대(20)가 위치하며, 상기 기판 안치대(20)와 연결되어 진공 챔버(10)의 외부로 연장되는 메인 샤프트(30)에 의하여 진공 챔버(10)의 하부 외측에 설치되는 승강 수단(40) 및 회전 수단(50)이 연결되어, 기판을 승강 및 회전시키는 구성을 갖는다.
상기와 같은 종래의 기판 이송 장치는 기판(S)의 승강과 회전을 한 공간에서 수행하기 위하여, 진공 챔버(10)의 하부 외측에 승강 수단(40) 및 회전 수단(50)이 복합적으로 구성되어 있으며, 승강 및 회전 동작을 진공 챔버(10)의 내부로 전달하기 위하여 메인 샤프트(30)와 벨로우즈(60)까지 하나로 모듈화하여야 했다.
따라서, 종래의 기판 이송 장치의 경우 진공 챔버(10)의 아래에 복합적으로 모듈화된 승강 수단(40) 및 회전 수단(50)으로 인하여 충분한 하부 공간을 필요로 한다. 이는 기판 이송 장치의 높이를 필요 이상으로 증가시킬 뿐만 아니라, 충분한 높이가 확보되지 않는 경우 다단 버퍼(buffer) 기능의 공간적 제약을 야기한다.
또한, 종래의 기판 이송 장치는 상당한 길이를 갖는 메인 샤프트(30)를 상부로 세워 하부에서 고정하여 설치하기 때문에 메인 샤프트(30)가 기울어지는 문제점이 있다. 즉, 종래의 경우 승강되는 거리의 약 2.5배 이상의 길이를 갖는 메인 샤프트(30)를 진공 챔버(10)의 내부까지 세우고, 그 위에 기판 안치대(20)를 위치시켜 기판(S)을 안착시켜야 하기 때문에 구조상 메인 샤프트(30)가 기울어지거나 흔들리게 된다. 또한, 메인 샤프트(30)의 구조상 하부에서 조금만 기울어지는 경우에도 상기 메인 샤프트(30)의 상부에 위치한 기판 안치대(20)는 이보다 훨씬 큰 각도로 기울어지게 된다.
뿐만 아니라, 승강 수단(40) 및 회전 수단(50)을 복합적으로 모듈화하는 경우 그 구조 또한 상당히 복잡하여 이를 조립, 세팅 및 유지·보수하기가 매우 힘든 문제점이 있었다.
KR 10-1294969 B1
본 발명은 기판의 승강, 회전 및 정렬을 수행하기 위한 각각의 모듈을 챔버에 독립적으로 배치하여 기판을 이송하기 위한 공간을 효율적으로 활용하고, 조립, 세팅 및 유지·보수가 용이한 기판 이송 장치를 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 이송 장치는,
기판이 출입하는 챔버; 인입된 하나 또는 다수 개의 기판을 유지하는 기판 지지 부재; 상기 챔버의 내벽에 설치되어 상기 기판 지지 부재를 승강 이동시키는 승강 모듈; 상기 챔버의 저면에 설치되어 상기 기판 지지 부재를 회전시키는 회전 모듈; 및 상기 챔버의 벽면에 설치되어 상기 기판 지지 부재에 유지된 기판을 정렬시키는 정렬 모듈을 포함하고,
상기 승강 모듈은, 중공형의 중심부를 가지며, 상기 기판 지지 부재가 안착되는 스테이지; 상기 챔버의 내벽에 수직 방향으로 연장되어 복수 개로 설치되는 승강 이동 부재; 및 상기 복수 개의 승강 이동 부재와 연동되어 상하로 이동하며, 상기 스테이지가 안착되는 프레임을 포함할 수 있으며,
상기 승강 이동 부재는 볼 스크류 또는 LM 가이드를 포함할 수 있으며,
상기 승강 모듈은, 상기 스테이지와 상기 프레임의 사이에 설치되는 플로팅 유닛을 더 포함할 수 있으며,
상기 플로팅 유닛은, 상기 스테이지와 상기 프레임을 상호 연결하는 연결 부재를 포함하고, 상기 연결 부재의 일단은 상기 스테이지가 일 방향으로 이동 가능하도록 제 1 LM 가이드에 의하여 상기 스테이지에 결합되고, 상기 연결 부재의 타단은 상기 연결 부재가 상기 제 1 LM 가이드와 수직한 방향으로 이동 가능하도록 제 2 LM 가이드에 의하여 상기 프레임에 결합될 수 있으며,
상기 스테이지의 상면에는 상기 기판 지지 부재의 위치를 조정하기 위한 제 1 볼 캐스터가 설치되고, 상기 기판 지지 부재의 저면에는 상기 제 1 볼 캐스터에 대응하여 제 1 안착 홈이 형성될 수 있으며,
상기 회전 모듈은 상기 기판 지지 부재를 일정 각도로 단위 회전시키며, 상기 제 1 안착 홈은 상기 회전 모듈의 단위 회전 각도의 간격으로 다수 개가 배치될 수 있으며,
상기 회전 모듈은, 상기 챔버 내부의 저면에 위치하여 상기 기판 지지 부재가 안착되는 회전 플레이트; 상기 회전 플레이트에 일단이 고정 연결되어 상기 챔버의 저면을 관통하여 설치되는 회전축; 및 상기 회전축에 회전력을 가하는 회전 이동 부재를 포함할 수 있으며,
상기 회전 모듈은, 상기 회전 플레이트에 설치되어 기판 지지 부재의 안착 여부를 확인하는 센서를 더 포함할 수 있으며,
상기 회전축은 중공형의 내부를 가지며, 상기 중공형의 내부는 상기 센서에 전기적으로 연결되는 케이블을 수용할 수 있으며,
상기 회전 플레이트의 상면에는 상기 기판 지지 부재의 위치를 조정하기 위한 제 2 볼 캐스터가 설치되고, 상기 기판 지지 부재의 저면에는 상기 제 2 볼 캐스터에 대응하여 제 2 안착 홈이 형성될 수 있으며,
상기 회전 모듈은 상기 기판 지지 부재를 일정 각도로 단위 회전시키며, 상기 제 2 안착 홈은 상기 회전 모듈의 단위 회전 각도의 간격으로 다수 개가 배치될 수 있으며,
상기 정렬 모듈은, 상기 챔버의 외부에 설치되는 구동 실린더; 상기 기판의 일변을 지지하여 정렬하는 제 1 정렬 암; 상기 기판의 일변과 인접하는 타변을 지지하여 정렬하는 제 2 정렬 암; 및 상기 챔버의 벽면을 관통하여 상기 구동 실린더를 상기 제 1 정렬 암 및 제 2 정렬 암에 연결하는 동력 전달 부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 이송 장치에 의하면, 챔버의 내벽에 기판 지지 부재를 승강 이동시키는 승강 모듈을 설치하여, 챔버의 하부 외측에 이를 위한 별도의 공간을 확보할 필요가 없어 기판을 이송하기 위한 공간의 활용을 극대화 할 수 있다.
또한, 승강 모듈을 구성하는 스테이지와 프레임의 사이에 플로팅 유닛을 설치하여, 진공 상태에 의하여 챔버의 벽면에 뒤틀림이 발생하는 경우에도 스테이지 상에 안착되는 기판 유지 부재는 상기 뒤틀림에 의한 부하와 무관하게 위치를 유지할 수 있는 현저한 효과가 있다.
뿐만 아니라, 회전 모듈을 승강 모듈과 독립적으로 챔버의 저면에 설치하여 기판 지지 부재를 단위 회전 각도의 간격으로 회전시킴으로써 기판 이송 공정의 물류 진행에 따른 다양한 구성이 가능하며, 자동 물류 시스템뿐만 아니라 수동으로 기판을 인입 및 배출하는 물류 시스템에 모두 적용이 가능하다.
또한, 기판 지지 부재가 스테이지 또는 회전 플레이트 상에 볼 캐스터에 의하여 안착되어, 기판 지지 부재의 회전과 무관하게 상기 스테이지 또는 회전 플레이트 상에서 안착되는 기판 지지 부재의 위치를 용이하게 결정할 수 있는 현저한 효과가 있다.
도 1은 종래의 기판 이송 장치의 구성을 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 이송 장치의 구성을 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 승강 모듈의 구성을 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기판 지지 부재를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 회전 모듈의 구성을 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 정렬 모듈의 구성을 도시한 사시도.
본 발명에 따른 기판 이송 장치는 기판의 승강, 회전 및 정렬을 수행하기 위한 각각의 모듈을 챔버에 효율적으로 배치하여 기판을 이송하기 위한 공간의 활용을 극대화할 수 있는 기술적 특징을 제시한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 이송 장치의 구성을 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 승강 모듈의 구성을 도시한 사시도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기판 지지 부재를 도시한 사시도이다. 또한, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 회전 모듈의 구성을 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 정렬 모듈의 구성을 도시한 사시도이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기판 이송 장치는 기판(S)이 출입하는 챔버; 인입된 하나 또는 다수 개의 기판(S)을 유지하는 기판 지지 부재(200); 상기 챔버(100)의 내벽에 설치되어 상기 기판 지지 부재(200)를 승강 이동시키는 승강 모듈(300); 상기 챔버(100)의 저면에 설치되어 상기 기판 지지 부재(200)를 회전시키는 회전 모듈(400); 및 상기 챔버(100)의 벽면에 설치되어 상기 기판 지지 부재(200)에 유지된 기판(S)을 정렬시키는 정렬 모듈(500)을 포함한다.
챔버(100)는 내부 공간으로 기판(S)을 인입하여, 인입된 기판(S)을 승강, 회전 및 정렬하여 외부로 배출한다. 챔버(100)는 기판(S) 자체를 인입 및 배출하거나, 다수 개의 기판(S)을 유지하는 기판 지지 부재(200)를 내부 공간으로 인입 및 배출할 수도 있다. 도면에서는 챔버(100)의 내부 공간을 도시하기 위하여 챔버(100)의 벽면은 도시하지 않았으나, 이는 설명의 편의를 위한 것이며, 상기 챔버(100)는 전부 또는 일부의 벽면에 기판(S) 또는 기판 지지 부재(200)를 인입 및 배출하기 위한 출입구가 형성되어 있는 것으로 이해하여야 함은 물론이다.
또한, 상기 챔버(100)는 진공 상태에서 기판(S)을 이송하는 진공 챔버일 수 있으며, 도면 및 이하의 설명에서는 사각형의 횡단면을 갖는 챔버(100)를 예로 들어 설명하나, 챔버(100)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며 기판(S) 또는 기판 지지 부재(200)를 인입하여 배출하는 다양한 형상을 가질 수 있음은 물론이다.
기판 지지 부재(200)는 챔버(100)의 내부 공간으로 인입된 하나 또는 다수 개의 기판(S)을 유지한다. 기판 지지 부재(200)는 다수 개의 기판(S)을 출납하는 카세트일 수 있으며, 상기 기판 지지 부재(200)의 저면에는 스테이지(310)의 상면에 설치되는 제 1 볼 캐스터(313) 및 회전 플레이트(410)의 상면에 설치되는 제 2 볼 캐스터(414)에 대응하는 제 1 안착 홈(203) 및 제 2 안착 홈(204)이 형성될 수 있다. 기판 지지 부재(200)의 저면에 형성되는 제 1 안착 홈(203) 및 제 2 안착 홈(204)에 대하여는 이하의 승강 모듈(300) 및 정렬 모듈(500)에 관한 설명에서 각각 상세히 설명하기로 한다.
승강 모듈(300)은 챔버(100)의 내벽에 설치되어 기판 지지 부재(200)를 상·하로 승강 이동시킨다. 상기 승강 모듈(300)은, 중공형의 중심부를 가지며, 상기 기판 지지 부재(200)가 안착되는 스테이지(310); 상기 챔버(100)의 내벽에 수직 방향으로 연장되어 복수 개로 설치되는 승강 이동 부재(320); 및 상기 복수 개의 승강 이동 부재(320)와 연동되어 상하로 이동하며, 상기 스테이지(310)가 안착되는 프레임(330)을 포함할 수 있다.
스테이지(310)는 중공형의 중심부를 가지며, 기판 지지 부재(200)가 안착된다. 보다 상세하게는, 스테이지(310)의 중심부는 챔버(100) 저면에 설치되는 회전 모듈(400)에 기판 지지 부재(200)가 안착되기 위하여 중공형의 형상을 가지며, 스테이지(310)의 주변부의 상면에는 기판 지지 부재(200)가 안착된다.
도면에서는 상기 스테이지(310)의 양측에는 내부로 연장되는 가지부(312)가 형성되어 기판 지지 부재(200)를 안정적으로 안착하는 구성이 도시되었으나, 스테이지(310)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, 중공형의 중심부를 가지며 상면에 기판 지지 부재(200)가 안착되는 다양한 구성이 적용됨은 물론이다.
스테이지(310)는 상면에 기판 지지 부재(200)의 위치를 조정하기 위한 제 1 볼 캐스터(313)가 설치될 수 있으며, 기판 지지 부재(200)의 저면에는 상기 제 1 볼 캐스터(313)에 대응하여 제 1 안착 홈(203)이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제 1 볼 캐스터(313)와 이에 대응하는 제 1 안착 홈(203)에 의하여 스테이지(310) 상에서 기판 지지 부재(200)의 위치를 용이하게 결정할 수 있게 된다.
또한, 기판 지지 부재(200)의 저면에 형성되는 제 1 안착 홈(203)은 이하에서 설명되는 회전 모듈(400)의 단위 회전 각도의 간격으로 다수 개가 배치될 수 있다. 제 1 안착 홈(203)을 단위 회전 각도의 간격으로 다수 개를 배치하는 경우, 회전 모듈(400)의 의하여 단위 각도로 회전된 기판 지지 부재(200) 역시 스테이지(310)의 상면에 설치된 제 1 볼 캐스터(313)에 의하여 스테이지(310) 상에서 기판 지지 부재(200)의 위치를 결정할 수 있게 된다.
승강 이동 부재(320)는 챔버(100)의 내벽에 수직 방향으로 연장되어 복수 개로 설치된다. 또한, 승강 이동 부재(320)는 볼 스크류 또는 LM 가이드를 포함할 수 있으며, 복수 개의 승강 이동 부재(320)는 프레임(330)에 의하여 상호 연결되어, 상기 프레임(330)을 상·하로 동시에 이동시키게 된다.
도면에서는 사각형의 횡단면을 갖는 챔버(100)에 대응하여 4개의 모서리에 승강 이동 부재(320)가 설치되는 모습을 도시하였으나, 상기 승강 이동 부재(320)의 설치 위치 및 개수는 챔버(100)의 내벽에 설치되어 기판 지지 부재(200)를 승강 이동시키는 다양한 구성을 가질 수 있음은 물론이다. 볼 스크류 또는 LM 가이드의 작동 원리는 공지된 구성인바, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
프레임(330)에는 기판 지지 부재(200)가 안착되는 스테이지(310)가 장착되며, 바람직하게는 상기 스테이지(310)와 프레임(330) 사이에는 플로팅 유닛(350)이 더 설치될 수 있다. 또한, 상기 플로팅 유닛(350)은, 상기 스테이지(310)와 상기 프레임(330)을 상호 연결하는 연결 부재(352)를 포함하고, 상기 연결 부재(352)의 일단은 상기 스테이지(310)가 일 방향으로 이동 가능하도록 제 1 LM 가이드(354)에 의하여 상기 스테이지(310)에 결합되고, 상기 연결 부재(352)의 타단은 상기 연결 부재(352)가 상기 제 1 LM 가이드(354)와 수직한 방향으로 이동 가능하도록 제 2 LM 가이드(356)에 의하여 상기 프레임(330)에 결합될 수 있다.
기판(S) 이송시 진공 챔버에 의하여 챔버(100)의 내부가 진공의 조건으로 변하는 경우, 챔버(100)의 벽면은 이러한 진공 상태에 의하여 약간의 뒤틀림이 발생하게 된다. 이때, 플로팅 유닛(350)은 챔버(100)의 내벽에 설치되는 승강 모듈(300)에 전달되는 뒤틀림에 의한 부하를 해소하여, 기판 지지 부재(200)가 안착되는 스테이지(310)를 안정적으로 지지할 수 있게 한다.
연결 부재(352)는 상기 스테이지(310) 및 프레임(330)에 양단이 각각 결합된다. 이때, 연결 부재(352)의 일단은 스테이지(310)가 X 방향으로 이동 가능하도록 제 1 LM 가이드(354)에 의하여 스테이지(310)에 결합되고, 상기 연결 부재(352)의 타단은 연결 부재(352)가 Y 방향으로 이동 가능하도록 제 2 LM 가이드(356)에 의하여 프레임(330)에 결합된다.
따라서, 진공 상태에 의한 뒤틀림이 발생하는 경우 프레임(330)으로부터 연결 부재(352)가 Y 방향으로 이동이 가능하게 되고, 연결 부재(352)로부터 스테이지(310)가 X 방향으로 이동이 가능하게 되어, 스테이지(310) 상에 안착되는 기판 지지 부재(200)는 뒤틀림에 의한 부하와 무관하게 위치를 유지할 수 있게 된다.
도면 및 상기의 플로팅 유닛(350)의 구성은 본 발명의 일 실시예에 의한 것이며, 상기 도면에서는 연결 부재(352)의 일단에 스테이지(310)가 X 방향으로 이동 가능하도록 제 1 LM 가이드(354)를 설치하고, 연결 부재(352)의 타단에는 연결 부재(352)가 Y 방향으로 이동 가능하도록 제 2 LM 가이드(356)를 설치하는 구성을 도시하였으나, 상기 제 1 LM 가이드(354) 및 제 2 LM 가이드(356)의 이동 방향은 기판 지지 부재(200)가 평면상에서 자유롭게 유동할 수 있는 다양한 구성이 적용될 수 있음은 물론이다.
회전 모듈(400)은 챔버(100)의 저면에 설치되어 기판 지지 부재(200)를 회전시킨다. 또한, 상기 회전 모듈(400)은, 상기 챔버(100) 내부의 저면에 위치하여 상기 기판 지지 부재(200)가 안착되는 회전 플레이트(410); 상기 회전 플레이트(410)에 일단이 고정 연결되어 상기 챔버(100)의 저면을 관통하여 설치되는 회전축(420); 및 상기 회전축(420)에 회전력을 가하는 회전 이동 부재(430)를 포함할 수 있다.
회전 플레이트(410)는 챔버(100) 내부의 저면에 위치하고, 상기 회전 플레이트(410)의 상면에는 승강 모듈(300)에 의하여 하강된 기판 지지 부재(200)가 안착된다. 보다 상세하게는, 승강 모듈(300)에 의하여 기판 지지 부재(200)가 챔버(100) 내부의 저면으로 하강되면, 스테이지(310)의 중공형의 중심부를 통해 회전 플레이트(410)의 상면에 기판 지지 부재(200)가 안착된다. 이때, 회전 플레이트(410)에는 기판 지지 부재(200)의 안착 여부를 감지하여 확인할 수 있는 센서(415)를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 회전 플레이트(410)는 상면에 기판 지지 부재(200)의 위치를 조정하기 위한 제 2 볼 캐스터(414)가 설치될 수 있으며, 기판 지지 부재(200)의 저면에는 상기 제 2 볼 캐스터(414)에 대응하여 제 2 안착 홈(204)이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제 2 볼 캐스터(414)와 이에 대응하는 제 2 안착 홈(204)에 의하여 회전 플레이트(410) 상에서 기판 지지 부재(200)의 위치를 용이하게 결정할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 회전 모듈(400)은 기판 지지 부재(200)를 일정 각도로 단위 회전시키며, 기판 지지 부재(200)의 저면에 형성되는 제 2 안착 홈(204)은 상기 회전 모듈(400)의 단위 회전 각도의 간격으로 다수 개가 배치될 수 있다. 도면에 예시적으로 도시된 바와 같이, 사각형의 횡단면을 갖는 챔버(100)의 경우에 회전 모듈(400)은 기판 지지 부재(200)를 90°간격으로 단위 회전시킬 수 있다. 이 경우, 챔버(100)의 각 면에는 공정의 전체적인 물류 진행을 위한 출입구가 마련되며, 회전 모듈(400)은 상기 출입구에 대응하여 기판 지지 부재(200)를 90°간격으로 단위 회전시키게 된다.
따라서, 제 2 안착 홈(204)을 단위 회전 각도의 간격으로 다수 개를 배치하는 경우, 회전 모듈(400)에 의하여 단위 각도로 회전된 기판 지지 부재(200) 또한 회전 플레이트(410) 상면에 설치된 제 2 볼 캐스터(414)에 의하여 회전 플레이트(410) 상에서 기판 지지 부재(200)의 위치를 결정할 수 있게 된다.
회전축(420)은 회전 플레이트(410)에 일단이 고정 연결되어 챔버(100)의 저면을 관통하여 설치되고, 상기 회전축(420)에 회전력을 가하는 회전 이동 부재(430)는 챔버(100)의 외부에 설치된다. 회전축(420)을 챔버(100)의 저면을 관통하도록 설치하고 상기 회전축(420)을 작동시키는 회전 이동 부재(430)를 챔버(100)의 외부에 설치하여 유지 및 보수를 용이하게 할 수 있으며, 챔버(100)의 내부 공간을 더욱 효율적으로 사용할 수 있다.
바람직하게는, 회전축(420)은 중공형의 내부를 갖도록 형성하고, 상기 회전축(420)에 형성된 중공형의 내부는 회전 플레이트(410)에 설치되는 센서(415)에 전기적으로 연결되는 케이블을 수용할 수 있다. 회전축(420)에 형성되는 중공형의 내부를 통하여 센서(415)와 연결되는 케이블을 외부로 연장하는 경로를 마련할 수 있으며, 이에 의하여 챔버(100)의 진공을 기밀하게 유지함과 동시에 챔버(100) 외부로의 연결을 용이하게 할 수 있다.
정렬 모듈(500)은 챔버(100)의 벽면에 설치되어 기판 지지 부재(200)에 유지된 기판(S)을 정렬(align) 시킨다. 바람직하게는, 상기 정렬 모듈(500)은 챔버(100) 벽면의 일정 높이에 설치되고, 승강 모듈(300)에 의하여 기판 지지 부재(200)에 유지된 기판(S)을 상기 높이에 위치시키는 경우 중심을 기준으로 상호 대향하는 기판(S)의 모서리 주변에 2개의 정렬 모듈(500)을 한 쌍으로 설치할 수 있다.
또한, 상기 정렬 모듈(500)은, 상기 챔버(100)의 외부에 설치되는 구동 실린더(510); 상기 기판(S)의 일변을 지지하여 정렬하는 제 1 정렬 암(520); 상기 기판(S)의 일변과 인접하는 타변을 지지하여 정렬하는 제 2 정렬 암(530); 및 상기 챔버(100)의 벽면을 관통하여 상기 구동 실린더(510)를 상기 제 1 정렬 암(520) 및 제 2 정렬 암(530)에 연결하는 동력 전달 부재(540)를 포함할 수 있다.
제 1 정렬 암(520)은 기판(S)의 측면을 향하여 수평으로 직선 이동하여 상기 기판(S)의 일변을 지지하여 정렬하고, 제 2 정렬 암(530)은 일정 각도 회전 이동하여 상기 기판(S)의 일변과 인접하는 기판(S)의 타변을 지지하여 정렬한다. 따라서, 도시된 바와 같이 기판(S)의 모서리 주변에 2개의 정렬 모듈(500)이 설치되는 경우, 각각의 정렬 모듈(500)의 제 1 정렬 암(520) 및 제 2 정렬 암(530)에 의하여 기판(S)의 4개의 변을 지지하여 정렬할 수 있다.
또한, 구동 실린더(510)는 챔버(100)의 외부에 설치되고, 상기 구동 실린더(510)를 제 1 정렬 암(520) 및 제 2 정렬 암(530)에 연결하여 작동시키는 동력 전달 부재(540)는 상기 챔버(100)의 벽면을 관통하여 설치된다. 구동 실린더(510)를 챔버(100)의 외부에 설치하고 상기 구동 실린더(510)를 제 1 정렬 암(520) 및 제 2 정렬 암(530)에 연결하여 작동시키는 동력 전달 부재(540)를 챔버(100)의 벽면을 관통하도록 설치하여, 정렬 모듈(500)의 유지 및 보수를 용이하게 할 수 있으며, 챔버(100)의 내부 공간을 더욱 효율적으로 사용할 수 있다.
이하에서, 본 발명의 실시예에 따른 기판 이송 장치의 작동 과정에 대하여 상세히 설명한다.
하나 또는 다수 개의 기판(S)은 이송 로봇 등에 의하여 챔버(100) 내부의 기판 지지 부재(200)에 인입되어 유지된다. 상기 기판 지지 부재(200)는 다수의 기판(S)을 적층 유지하는 카세트일 수 있으며, 다수 개의 기판(S)이 유지된 카세트 전체가 챔버(100) 내부로 인입될 수도 있음은 물론이다.
챔버(100) 내부의 기판 지지 부재(200)는 승강 모듈(300)에 의하여 챔버(100)의 하부로 이동한다. 즉, 기판 지지 부재(200)는 스테이지(310) 상에 안착되고, 상기 스테이지(310)는 복수 개의 승강 이동 부재(320)와 연동되어 상·하로 이동하는 프레임(330)에 플로팅 유닛(350)으로 연결되어, 챔버(100)의 내벽에 수직 방향으로 연장되어 설치되는 승강 이동 부재(320), 예를 들어 볼 스크류 또는 LM 가이드의 구동에 의하여 챔버(100)의 하부로 이동한다.
이때, 기판 지지 부재(200)가 승강 모듈(300)에 의하여 챔버(100)의 하부로 이동하는 경우, 챔버(100) 내부의 진공 상태에 의한 뒤틀림 부하는 상기 스테이지(310)와 프레임(330)을 연결하는 플로팅 유닛(350)에 의하여 해소될 수 있음은 전술한 바와 같다.
승강 모듈(300)에 의하여 챔버(100)의 하부로 이동한 기판 지지 부재(200)는 챔버(100)의 저면에 설치된 회전 모듈(400)의 회전 플레이트(410) 상에 안착된다. 이때, 회전 플레이트(410)에 설치된 센서(415)에 의하여 기판 지지 부재(200)의 안착 여부를 용이하게 확인할 수 있으며, 회전 플레이트(410)의 상면에 설치된 제 2 볼 캐스터(414) 및 기판 지지 부재(200)의 저면에 형성된 제 2 안착 홈(204)에 의하여 기판 지지 부재(200)가 회전 플레이트(410) 상에 안정적으로 안착될 수 있음은 전술한 바와 같다.
기판 지지 부재(200)가 회전 플레이트(410) 상에 안착되면, 회전 모듈(400)은 기판 지지 부재(200)를 단위 회전 각도의 간격으로 회전시킨다. 예를 들어, 사각형의 횡단면을 갖는 챔버(100)의 경우 기판 지지 부재(200)를 90°간격으로 각각 회전시킬 수 있으며, 기판 지지 부재(200)가 90°회전하는 경우 카세트 등의 기판 지지 부재(200)를 전체적으로 취출하고, 180°회전하는 경우 기판(S)을 물류 방향으로 진행하도록 구성하는 등 기판 이송 공정의 물류 진행에 따른 다양한 구성이 가능함은 물론이다.
회전 모듈(400)에 의하여 물류 진행에 따라 기판 지지 부재(200)를 해당 각도로 단위 회전시킨 후에 상기 기판 지지 부재(200)는 승강 모듈(300)에 의하여 챔버(100)의 상부 방향으로 이동한다. 즉, 기판 지지 부재(200)는 승강 이동 부재(320)의 상부로의 구동에 의하여 스테이지(310) 상에 다시 안착되고, 상기 스테이지(310)는 승강 이동 부재(320)의 구동에 의하여 챔버(100)의 상부로 이동한다.
이때, 스테이지(310)의 상면에 설치된 제 1 볼 캐스터(313) 및 기판 지지 부재(200)의 저면에 형성된 제 1 안착 홈(203)에 의하여 기판 지지 부재(200)는 스테이지(310) 상에 안정적으로 안착될 수 있으며, 상기 제 1 안착 홈(203)은 회전 모듈(400)의 단위 회전 각도의 간격으로 다수 개가 배치되어 단위 각도로 회전된 기판 지지 부재(200)를 제 1 볼 캐스터(313)에 안착시킬 수 있음은 전술한 바와 같다.
기판 지지 부재(200)는 일정 높이의 챔버(100)의 벽면에 설치된 정렬 모듈(500)과 동일한 평면상에 기판(S)이 위치하도록 상부로 이동한다. 기판(S)이 정렬 모듈(500)과 동일 평면상에 위치하게 되면, 중심을 기준으로 상호 대향하는 기판(S)의 모서리 주변에 한 쌍으로 설치된 정렬 모듈(500)은 제 1 정렬 암(520) 및 제 2 정렬 암(530)의 수평 방향의 직선 및 회전 이동에 의하여 기판(S)의 4개의 변을 지지하여 정렬한다.
정렬 모듈(500)에 의하여 기판(S)이 기판 지지 부재(200) 내에서 정렬이 완료되면, 기판 지지 부재(200)는 챔버(100)의 각 면에 형성되는 출입구의 위치에 따라 승강 모듈(300)에 의하여 상부 또는 하부 방향으로 이동하고, 기판(S)은 물류 진행에 따른 일정한 방향의 출입구로부터 이송 로봇 등에 의하여 챔버(100) 외부로 배출하게 된다.
상기에서, 본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.
100: 챔버 200: 기판 지지 부재
203: 제 1 안착 홈 204: 제 2 안착 홈
300: 승강 모듈 310: 스테이지
312: 가지부 313: 제 1 볼 캐스터
320: 승강 이동 부재 330: 프레임
350: 플로팅 유닛 352: 연결 부재
354: 제 1 LM 가이드 356: 제 2 LM 가이드
400: 회전 모듈 410: 회전 플레이트
414: 제 2 볼 캐스터 415: 센서
420: 회전축 430: 회전 이동 부재
500: 정렬 모듈 510: 구동 실린더
520: 제 1 정렬 암 530: 제 2 정렬 암
540: 동력 전달 부재

Claims (13)

  1. 기판이 출입하는 챔버;
    인입된 하나 또는 다수 개의 기판을 유지하는 기판 지지 부재;
    상기 챔버의 내벽에 설치되어 상기 기판 지지 부재를 승강 이동시키는 승강 모듈;
    상기 챔버의 저면에 설치되어 상기 기판 지지 부재를 회전시키는 회전 모듈; 및
    상기 챔버의 벽면에 설치되어 상기 기판 지지 부재에 유지된 기판을 정렬시키는 정렬 모듈을 포함하고,
    상기 승강 모듈은,
    중공형의 중심부를 가지며, 상기 기판 지지 부재가 안착되는 스테이지;
    상기 챔버의 내부에 수직 방향으로 연장되어 복수 개로 설치되는 승강 이동 부재; 및
    상기 복수 개의 승강 이동 부재와 연동되어 상하로 이동하며, 상기 스테이지가 안착되는 프레임을 구비하는 기판 이송 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 승강 이동 부재는 볼 스크류 또는 LM 가이드를 포함하는 기판 이송 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 승강 모듈은,
    상기 스테이지와 상기 프레임의 사이에 설치되는 플로팅 유닛을 더 포함하는 기판 이송 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 플로팅 유닛은,
    상기 스테이지와 상기 프레임을 상호 연결하는 연결 부재를 포함하고,
    상기 연결 부재의 일단은 상기 스테이지가 일 방향으로 이동 가능하도록 제 1 LM 가이드에 의하여 상기 스테이지에 결합되고,
    상기 연결 부재의 타단은 상기 연결 부재가 상기 제 1 LM 가이드와 수직한 방향으로 이동 가능하도록 제 2 LM 가이드에 의하여 상기 프레임에 결합되는 기판 이송 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 스테이지의 상면에는 상기 기판 지지 부재의 위치를 조정하기 위한 제 1 볼 캐스터가 설치되고,
    상기 기판 지지 부재의 저면에는 상기 제 1 볼 캐스터에 대응하여 제 1 안착 홈이 형성되는 기판 이송 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 회전 모듈은 상기 기판 지지 부재를 일정 각도로 단위 회전시키며,
    상기 제 1 안착 홈은 상기 회전 모듈의 단위 회전 각도의 간격으로 다수 개가 배치되는 기판 이송 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전 모듈은,
    상기 챔버 내부의 저면에 위치하여 상기 기판 지지 부재가 안착되는 회전 플레이트;
    상기 회전 플레이트에 일단이 고정 연결되어 상기 챔버의 저면을 관통하여 설치되는 회전축; 및
    상기 회전축에 회전력을 가하는 회전 이동 부재를 포함하는 기판 이송 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 회전 모듈은,
    상기 회전 플레이트에 설치되어 기판 지지 부재의 안착 여부를 확인하는 센서를 더 포함하는 기판 이송 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 회전축은 중공형의 내부를 가지며,
    상기 중공형의 내부는 상기 센서에 전기적으로 연결되는 케이블을 수용하는 기판 이송 장치.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 회전 플레이트의 상면에는 상기 기판 지지 부재의 위치를 조정하기 위한 제 2 볼 캐스터가 설치되고,
    상기 기판 지지 부재의 저면에는 상기 제 2 볼 캐스터에 대응하여 제 2 안착 홈이 형성되는 기판 이송 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 회전 모듈은 상기 기판 지지 부재를 일정 각도로 단위 회전시키며,
    상기 제 2 안착 홈은 상기 회전 모듈의 단위 회전 각도의 간격으로 다수 개가 배치되는 기판 이송 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 정렬 모듈은,
    상기 챔버의 외부에 설치되는 구동 실린더;
    상기 기판의 일변을 지지하여 정렬하는 제 1 정렬 암;
    상기 기판의 일변과 인접하는 타변을 지지하여 정렬하는 제 2 정렬 암; 및
    상기 챔버의 벽면을 관통하여 상기 구동 실린더를 상기 제 1 정렬 암 및 제 2 정렬 암에 연결하는 동력 전달 부재를 포함하는 기판 이송 장치.
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