KR102160231B1 - 다중 기판 이송로봇 - Google Patents

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Abstract

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 다중기판 이송로봇에 관한 것이다. 본 발명의 다중기판 이송로봇은 몸체부에 이동가능하게 설치되는 복수 개의 이송암; 상기 복수 개의 이송암 중 일부에 설치되어 기판이 안착되는 복수 개의 에지그립 앤드이펙터를 갖는 에지그립부; 및 상기 복수 개의 이송암 중 일부에 설치되어 기판을 진공 흡착하는 복수 개의 진공그립 앤드이펙터를 갖는 진공그립부를 포함하여 상기 에지그립부 또는 상기 진공그립부 중 하나를 선택적으로 구동하여 기판을 이송한다. 본 발명의 다중 기판이송로봇에 의하면, 하나의 기판이송로봇을 이용하여 에지그립 방식 또는 진공그립 방식 중 어느 한 방식을 선택하여 기판을 이송할 수 있으므로 다양한 기판처리공정에 활용이 가능하다. 또한 여러 공정이 포함된 시스템에 적용시 각 공정별로 기판이송로봇을 구비하지 않아도 되어 설비 구축비용이 절감된다.

Description

다중 기판 이송로봇{MULTI SUBSTRATE TRANSFER ROBOT}
본 발명은 다중 기판이송로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼나 기판을 고정하여 이송하기 위한 다중 기판이송로봇에 관한 것이다.
일반적으로 평판 디스플레이나 반도체 웨이퍼, LCD, 포토 마스크용 글라스 등에 사용되는 기판들은 증착, 식각, 노광 공정, 현상 공정, 애싱 공정, 세정 공정 등과 같은 일련의 공정을 거치면서 처리된다. 웨이퍼나 글라스와 같은 기판을 반도체 가공하기 위한 공정들은 매우 다양한 여러 단계의 반도체 가공 공정을 통하여 진행된다. 반도체는 포토리소그래피공정(photolithography)을 비롯한 다양한 공정을 통해 기판 상에 회로패턴을 형성하여 제조된다.
이러한 일련의 처리 공정을 위한 해당 장치들은 일정한 처리 영역을 가지며 기판 처리시 요구되는 실내 환경을 구비한 크린 룸(Clean Room) 등에서 행해진다. 특히, 화학기상증착을 행하는 설비는 다수의 고온 진공쳄버들로 이루어지는 공정 쳄버들, 이 공정 쳄버들에 기판을 공급하는 기판 이송용 로봇 등을 포함한다.
기판을 이송하기 위한 로봇은 그 선단부에 기판이 올려지는 다수의 암(Arm)들을 구비하고 있다. 로봇은 기판을 로봇의 암 선단부에 올려놓고 회전 또는 이동하면서 공정 챔버들의 내부로 기판을 투입하여 처리하고 처리된 기판을 다시 외부로 인출하는 역할을 한다.
기판을 이송하기 위한 방법으로는 기판의 에지 부분을 잡아 이송하는 방식과 진공으로 기판의 일면을 흡착하여 이송하는 방식으로 나뉜다. 종래의 이송로봇은 진공 또는 에지 방식 중 한가지 방식을 적용하여 기판을 이송하였다. 진공 방식의 기판이송은 기판의 일면을 진공으로 흡착하여 이송하기 때문에 고속으로 안정되게 기판을 이송할 수 있다. 반면에 기판의 후면을 진공으로 흡착하여 고정하기 때문에 기판의 후면이 오염되는 단점이 있다. 에지 방식은 기판의 에지를 잡아 이송하기 때문에 기판의 후면이 오염되는 것을 방지할 수 있다. 반면에, 기판의 에지를 잡아 이송해야 하므로 매번 기판을 적재한 한 후 센터링 정렬이 이루어져야한다.
그러므로 각 방식에서의 장, 단점으로 인하여 대부분의 기판이송로봇은 하나의 방식으로 기판을 이송한다.
본 발명의 목적은 하나의 기판이송로봇을 이용하여 에지그립 방식 또는 진공그립 방식으로 기판을 이송할 수 있어 다양한 기판처리공정에 사용할 수 있는 다중 기판이송로봇을 제공하는데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 다중기판 이송로봇에 관한 것이다. 본 발명의 다중기판 이송로봇은 몸체부에 이동가능하게 설치되는 복수 개의 이송암; 상기 복수 개의 이송암 중 일부에 설치되어 기판이 안착되는 복수 개의 에지그립 앤드이펙터를 갖는 에지그립부; 및 상기 복수 개의 이송암 중 일부에 설치되어 기판을 진공 흡착하는 복수 개의 진공그립 앤드이펙터를 갖는 진공그립부를 포함하여 상기 에지그립부 또는 상기 진공그립부 중 하나를 선택적으로 구동하여 기판을 이송한다.
그리고 상기 이송암은 전후로 이동하며 기판을 이송한다.
또한 상기 기판이송로봇은 상기 몸체부가 레일을 따라 이동하며 기판을 이송한다.
그리고 상기 에지그립 앤드이펙터에는 상기 기판을 정렬하기 위한 푸셔유닛이 포함된다.
또한 상기 진공그립 앤드이펙터에는 상기 기판의 일면이 진공 흡착되도록 공기가 배출되는 관통홀을 갖는 진공패드를 포함한다.
본 발명의 다중 기판이송로봇에 의하면, 하나의 기판이송로봇을 이용하여 에지그립 방식 또는 진공그립 방식 중 어느 한 방식을 선택하여 기판을 이송할 수 있으므로 다양한 기판처리공정에 활용이 가능하다. 또한 여러 공정이 포함된 시스템에 적용시 각 공정별로 기판이송로봇을 구비하지 않아도 되어 설비 구축비용이 절감된다.
도 1은 다중기판이송로봇을 도시한 도면이다.
도 2는 다중 기판이송로봇의 측면을 도시한 도면이다.
도 3은 에지그립 앤드이펙터를 도시한 도면이다.
도 4는 진공그립 앤드이펙터를 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6은 대기압 기판이송로봇이 이동되는 상태를 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8은 대기압 기판이송로봇이 회전되는 상태를 도시한 도면이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 1은 다중 기판이송로봇을 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 다중 기판이송로봇(230)은 레일(240)을 따라 이동하는 제1, 2 몸체부(231, 232)와 제2 몸체부(232)에 설치되어 기판(106)을 이송하기 위한 복수 개의 제1, 2 이송암(252, 257)으로 구성된다.
제1, 2 몸체부(231, 232)는 다중 기판이송로봇(230)을 구동하기 위한 구동부로 구동수단(미도시)에 의해 구동되어 레일(240)에 형성된 트랙(242)을 따라 이동한다. 기판(106) 이송을 위한 경로상에 형성된 레일(240)을 따라 제1, 2 몸체부(231, 232)가 이동한다. 제2 몸체부(232)에는 제1, 2 이송암(252, 257)이 설치된다.
복수 개의 제1, 2 이송암(252, 257)은 이동가이드(254)를 통해 제2 몸체부(232)의 측면에 설치된다. 이동가이드(254)는 제2 몸체부(232)의 측면에 설치된 가이드바(233)에 설치되어 가이드바(233)를 따라 이동한다. 그러므로 복수 개의 제1, 2 이송암(252, 257)은 가이드바(233)를 따라 직선이동한다. 복수 개의 제1, 2 이송암(252, 257)은 기판(106)을 로딩/언로딩할 수 있는 방향으로 직선이동한다.
제1 이송암(252)의 단부에는 기판(106)이 안착되는 에지그립 앤드이펙터(256)가 구비된다. 에지그립 앤드이펙터(256)는 y자 형상으로 기판(106)의 에지부분을 잡아 이송할 수 있는 구조이다. 제2 이송암(257)의 단부에는 기판(106)이 안착되는 진공그립 앤드이펙터(258)가 구비된다. 진공그립 앤드이펙터(258)는 진공으로 기판(106)을 흡착하여 이송하는 구조이다. 다중 기판이송로봇(230)은 기판(106)이 정상적으로 안착되었는지 확인할 수 있는 기판도출감지센서(259)가 구비된다.
도 2는 다중 기판이송로봇의 측면을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에서는 제1, 2 이송암(252, 257)은 각각 3개씩 구비된다. 상부에 위치한 3개의 이송암은 에지그립 앤드이펙터(256)가 구비되어 기판의 에지를 잡아 이송하는 에지그립부(260)를 형성하고, 하부 에 위치한 3개의 이송암은 진공그립 앤드이펙터(258)가 구비되어 기판을 진공으로 잡아 이송하는 진공그립부(270)를 형성한다.
에지그립부(260)는 하나의 제1 이송암(252)에 두 개의 에지그립 앤드이펙터(256)가 구비되고, 또 다른 하나의 제1 이송암(252)에 하나의 에지그립 앤드이펙터(256)가 구비된다. 그러므로 1장 ~ 3 장의 기판(106)을 이송시 선택적으로 이송암을 선택하여 기판을 이송할 수 있다. 진공그립부(270) 또한 하나의 제2 이송암(257)에 두 개의 진공그립 앤드이펙터(258)가 구비되고, 또 다른 하나의 제2 이송암(257)에 하나의 진공그립 앤드이펙터(258)가 구비된다. 에지그립부(260) 또는 진공그립부(270)는 제어부(미도시)의 제어신호에 따라 필요한 공정에서 선택적으로 구동된다.
본발명에서는 다중 기판이송로봇(230)의 이송암이 선형으로 이동되는 구조를 개시하였으나, 이송암의 구조를 한정하는 것은 아니며 관절형상 등의 다양한 형상으로 이송암을 구성할 수 있다.
진공그립부(270)를 구동하여 기판(106)을 이송하면, 기판(106)을 진공방식으로 흡착하여 이송하므로 고속으로 기판을 이송할 수 있다. 특히, 습식처리 공정과 같이, 기판의 후면의 오염을 방지하기 위해서는 에지그립부(260)를 구동하여 기판(106)을 이송하여 기판(106)의 후면이 오염되는 것을 방지할 수 있다. 또한 기판(106)을 정밀하게 이송할 수 있다.
도 3은 에지그립 앤드이펙터를 도시한 도면이고, 도 4는 진공그립 앤드이펙터를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 에지그립 앤드이펙터(256)는 기판(106)이 안착되어 기판(106)의 측면이 접하는 부분에 기판 안착부(282)가 구비된다. 에지그립 앤드이펙터(256)의 중앙에는 기판(106)의 센터링 정렬을 위한 푸셔유닛(286)이 구비된다. 푸셔유닛(286)은 기판(106)에 미는 힘을 가하여 기판(106)을 정렬한다. 푸셔유닛(286)의 양측으로 포토센서(284)가 구비된다.
본 발명에 따른 다중 기판이송로봇(230)을 이용하면, 하나의 기판이송로봇을 이용하여 에지방식 또는 진공방식 중 어느 한 방식을 선택하여 기판을 이송할 수 있으므로 다양한 기판처리공정에 활용이 가능하다. 또한 여러 공정이 포함된 시스템에 적용시 각 공정별로 기판이송로봇을 구비하지 않아도 되어 설비 구축비용이 절감된다.
도 4를 참조하면, 진공그립 앤드이펙터(258)의 상면에는 기판(106)을 지지하기 위한 진공패드(290)가 구비된다. 진공패드(290)는 중심부가 오목한 형태로 중앙에 진공홀(292)이 구비된다. 진공패드(290)에 기판(106)이 안착되면 진공홀(292)을 통해 공기가 흡입되어 기판(106)이 진공패드(290)에 흡착된다. 진공패드(290)는 플라스틱 계열의 복합재료로 형성되어 내구성이 강해져 수명이 연장된다.
도 5 및 도 6은 레일을 따라 이동되는 다중 기판이송로봇의 이동 상태를 도시한 도면이다.
도 5 및 6을 참조하면, 다중 기판이송로봇(230)은 레일(240)을 따라 이동한다. 이때, 레일(240)은 기판(106)을 이송하기 위한 경로에 설치된다. 예를 들어, 기판처리시스템의 대기압 기판반송모듈에 설치되는 경우, 대기압 기판반송모듈에 연결되는 처리 모듈로 기판을 전송할 수 있도록 레일(240)이 설치된다.
제1 이송암(252) 및 제2 이송암(257)은 기판(106)을 로딩/언로딩하기 위해 제어부의 제어신호에 따라 전후로 이동이 가능하다.
도 7 및 도 8은 다중 기판이송로봇의 회전 상태를 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 다중 기판이송로봇(230)은 회전 가능한 구조를 갖는다. 다중 기판이송로봇(230)은 전, 후방에 배치된 다수의 처리 모듈 사이에서 기판을 교환하는 경우, 제1, 2 몸체부(231, 232)를 회전한 후 제1, 2 이송암(252, 257)을 구동한다. 다시 말해, 다중 기판이송로봇(230)은 제어부의 제어 신호에 따라 전달하고자하는 모듈 방향으로 제1, 2 이송암(252, 257)이 향하도록 제어되어 회전한다. 회전이 완료되면 제어부는 에지그립이 필요한 경우에는 제1 이송암(252)이 전방으로 전진하도록 제어신호를 발생하고, 진공그립이 필요한 경우에는 제2 이송암(257)이 전방으로 전진하도록 제어신호를 발생한다.
이상에서 설명된 본 발명의 다중 기판이송로봇의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다.
그럼으로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
230: 다중 기판이송로봇 231: 제1 몸체부
232: 제2 몸체부 240: 레일
242: 트랙 252: 제1 이송암
254: 이동가이드 256: 에지그립 앤드이펙터
257: 제2 이송암 258: 진공그립 앤드이펙터
259: 기판도출 감지센서

Claims (5)

  1. 몸체부에 이동가능하게 설치되는 복수 개의 이송암;
    상기 복수 개의 이송암 중 일부에 설치되어 기판이 안착되는 복수 개의 에지그립 앤드이펙터를 갖는 에지그립부; 및
    상기 복수 개의 이송암 중 일부에 설치되어 기판을 진공 흡착하는 복수 개의 진공그립 앤드이펙터를 갖는 진공그립부; 및
    상기 기판이 정상적으로 안착되었는지 확인할 수 있는 기판도출감지센서;
    를 포함하여,
    상기 에지그립부 또는 상기 진공그립부 중 하나를 선택적으로 구동하여 기판을 이송하고,
    상기 에지그립 앤드이펙터에는 상기 기판을 정렬하기 위한 푸셔유닛이 포함된 것을 특징으로 하고,
    상기 푸셔유닛의 양쪽으로 포토센서가 형성되고,
    상기 에지그립 앤드이펙터는 y자 형상으로 상기 기판의 에지부를 잡아 이송하는, 다중 기판이송로봇.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이송암은 전후로 이동하며 기판을 이송하는 것을 특징으로 하는 다중 기판이송로봇.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판이송로봇은 상기 몸체부가 레일을 따라 이동하며 기판을 이송하는 것을 특징으로 하는 다중 기판이송로봇.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 진공그립 앤드이펙터에는 상기 기판의 일면이 진공 흡착되도록 공기가 배출되는 관통홀을 갖는 진공패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 기판이송로봇.
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