KR20010111713A

KR20010111713A - 웨이퍼 이송장치

Info

Publication number: KR20010111713A
Application number: KR1020000032351A
Authority: KR
Inventors: 구태완; 우수민; 박두진
Original assignee: 서정길; 주식회사 나래기술
Priority date: 2000-06-13
Filing date: 2000-06-13
Publication date: 2001-12-20

Abstract

본 발명은 웨이퍼 이송장치에 관한 것으로서, 베이스 상에 설치되어 회전되는 메인 프레임과, 웨이퍼를 잡는 핑거를 가진 핑거부가 상기 메인 프레임에 대해 전후/상하로 이동되면서 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 이송장치에 있어서, 상기 메인 프레임에 수직으로 설치된 가이드 포스트(30)(32)와, 상기 가이드 포스트의 측면을 따라 상하로 설치된 랙(34)과, 상기 랙에 물리어 상기 핑거부를 상하로 이동시키는 피니언(76)을 구비하되, 상기 랙은 길이방향을 따라 파형곡선을 그리는 치형면(88)을 가지며, 상기 피니언은 상기 치형면에 물리는 다수의 핀이 원주방향을 따라 치형면의 피치간격으로 설치된 회전부재로 되어 있고, 상기 웨이퍼가 접하는 핑거의 가장자리면에는 진공으로 웨이퍼를 밀착시키는 다수의 진공 흡입구가 형성되고, 상기 진공 흡입구는 진공라인을 따라 진공발생수단에 연통되며, 상기 진공라인에는 진공압의 변화를 감지하는 압력감지센서가 설치되고, 상기 압력감지센서는 이 압력감지신호를 입력받아 웨이퍼의 유무를 판단하는 제어수단에 연결되어 있으므로, 웨이퍼의 동력전달효율을 높이고 구동소음을 방지하고, 핑거에서 웨이퍼가 이탈할 염려가 없고 구조를 간단히 하며 별도의 감지센서가 없이 핑거에 파지된 웨이퍼의 유무를 간단히 감지할 수 있다.

Description

웨이퍼 이송장치{apparatus for feeding wafer}

본 발명은 웨이퍼 이송장치에 관한 것이다.

웨이퍼는 실리콘 단결정을 얇게 절단한 것으로서, 반도체 소자 제작에 있어서 기판으로 사용된다. 반도체 소자를 제작할 시에 증착, 산화, 확산 등의 공정을 거치게 된다. 이러한 각 공정의 사이에는 웨이퍼를 하나의 유니트에서 다른 유니트로 이송하게 된다.

종래 상기 웨이퍼 이송작업에 사용되는 이송장치는 고정된 아암에 설치된 핑거가 상하, 전후, 좌우방향으로 이동하면서 웨이퍼를 원하는 위치로 이송하게 된다. 이때, 핑거를 상하로 구동하는 방식으로는 벨트 방식 또는 볼 스크류 방식을 사용하고 있다. 그리고 핑거는 웨이퍼의 센터를 잡은 후 감지센서가 이를 감지케 하여 작동하게 된다.

그런데, 이와 같이 구성된 종래 웨이퍼 이송장치에서, 핑거를 상하로 구동하는 벨트 방식은 순간적으로 과다한 하중 및 마모가 발생할 시에 파손의 우려가 있고 동력전달효율이 낮다는 문제점이 있었다.

또한, 핑거를 상하로 구동하는 볼 스크류 방식은 상, 하 구동시 자체에서 발생하는 소음이 크다는 문제점이 있었다.

또한, 종래 핑거가 웨이퍼를 잡는 구조에서는 핑거부의 운동속도가 클 경우 웨이퍼가 떨어질 염려가 있으며 웨이퍼를 감지하는 센서가 웨이퍼 진행방향의 선단에 위치됨으로 인해 구조가 복잡하다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 웨이퍼의 동력전달효율을 높이고 구동소음을 방지하는 웨이퍼 이송장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 핑거에서 웨이퍼가 이탈할 염려가 없고 구조를 간단히 하며 별도의 감지센서가 없이 핑거에 파지된 웨이퍼의 유무를 간단히 감지하는 웨이퍼 이송장치를 제공하는 데 있다.

도1은 본 발명에 의한 웨이퍼 이송장치를 나타내는 사시도,

도2는 도1의 핑거부에서 하측으로 바라본 단면도,

도3은 도2의 핑거부의 사시도,

도4는 도3에서 핑거가 고정되는 부위를 단면으로 나타낸 입면도,

도5는 진공 홀이 형성된 상태를 나타내는 핑거의 상세 평면도.

도6은 도1의 핑거부의 상하이송수단을 나타내는 사시도,

도7은 도6에서 랙 및 피니언의 결합상태도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 베이스 12 : 메인 프레임

14 : 핑거부 16 : 제1모터

30, 32 : 가이드 포스트 34 : 랙

36, 38 : 핑거 40, 42 : 고정브라켓

50, 52 : 제2모터 76 ; 피니언

78 : 제3모터 88 : 치형면

90 : 핀

본 발명에 의한 웨이퍼 이송장치는 베이스 상에 설치되어 회전되는 메인 프레임과, 웨이퍼를 잡는 핑거를 가진 핑거부가 상기 메인 프레임에 대해 전후/상하로 이동되면서 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 이송장치에 있어서, 상기 메인 프레임에 수직으로 설치된 가이드 포스트와, 상기 가이드 포스트의 측면을 따라 상하로 설치된 랙과, 상기 랙에 물리어 상기 핑거부를 상하로 이동시키는 피니언을 구비하되, 상기 랙은 길이방향을 따라 파형곡선을 그리는 치형면을 가지며, 상기 피니언은 상기 치형면에 물리는 다수의 핀이 원주방향을 따라 치형면의 피치간격으로 설치된 회전부재로 되어 있는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 웨이퍼가 접하는 핑거의 가장자리면에는 진공으로 웨이퍼를 밀착시키는 다수의 진공 흡입구가 형성되고, 상기 진공 흡입구는 진공라인을 따라 진공발생수단에 연통되며, 상기 진공라인에는 진공압의 변화를 감지하는 압력감지센서가 설치되고, 상기 압력감지센서는 이 압력감지신호를 입력받아 웨이퍼의 유무를판단하는 제어수단에 연결되어 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 웨이퍼 이송장치는, 베이스(10) 상에 메인 프레임(12)이 수직으로 세워져 회전가능케 설치되고, 상기 메인 프레임(12) 내에는 이 메인 프레임에 대해 전후/상하로 이동하며 웨이퍼를 잡는 핑거부(14)가 결합되어 있다.

상기 베이스(10)는 내부에 공간부가 형성된 사각형상의 케이스로 되어 있고, 상기 공간부에는 상기 메인 프레임(12)을 회전시키도록 제1모터(16)가 결합되어 있다.

상기 메인 프레임(12)은 상기 제1모터(16)의 로터가 결합된 회전판(20)과, 상기 회전판(20) 상에서 서로 대향되게 수직으로 세워진 2개의 중공기둥(22)(24)과, 상기 중공기둥(22)(24)의 상측에서 대향하는 2개의 중공기둥(22)(24)을 연결하는 연결판(26), 및 상기 중공기둥(22)(24)의 하측에서 대향하는 2개의 중공기둥(22)(24)을 연결하는 연결대(28)를 구비하고 있다. 상기 중공기둥(22)(24)은 다수의 플레이트가 서로 고정되어 케이스형상을 이루고 있고, 상기 연결판(26)은 소정넓이로 I 빔 단면형상을 이루고 있다. 상기 각 중공기둥(22)(24)의 내부에는 메인프레임의 길이방향으로 세워진 가이드 포스트(30)(32)(도2에 도시)가 설치되어 있고, 상기 가이드 포스트 중의 하나(30)에는 그 측면을 따라 상하로 랙(34)이 설치되어 있다.

상기 핑거부(14)는, 웨이퍼를 잡는 두개의 핑거(36)(38)가 높이방향으로 소정간격을 두고 설치되며, 상기 각 핑거(36)(38)가 고정브라켓(40)(42)을 매개로 이송벨트(44 : 도2에 도시)(46)에 연결되며, 상기 이송벨트(44)(46)가 후술하는 제2모터에 연결된 구조로 되어 있다.

상기 핑거부(14)는 도3 및 도4에 상세히 도시되어 있다. 도4에서는 설명의 편의를 위해 바라보는 방향에 관계없이 핑거부의 길이방향 양단부도 도시하였다.

도시한 바와 같이, 베이스 플레이트(48)의 하측에는 상기 핑거(36)(38)를 전후로 이동시키는 정역가능한 제2모터(50)(52)가 설치되어 있고, 상기 베이스 플레이트(48)의 상측면에는 수평 가이드 레일(54)이 전후방향으로 설치되어 있고, 상기 수평 가이드 레일(54)의 양측면에는 상기 수평 가이드 레일(54)의 슬라이딩부에 끼워져 슬라이딩되며 일측이 상기 이송벨트(44)(46)에 고정되고 타측이 상기 고정브라켓(42)(44)에 고정되는 슬라이딩 블록(56)(58)이 결합되어 있다.

상기 이송벨트(44)(46)는 상기 수평 가이드 레일(54)을 경계로 양측에 각각 설치되어 있는데, 각 이송벨트(44)(46)은 베이스 플레이트(48)의 길이방향 양측에 결합된 한쌍의 이송풀리(60, 60')(62, 62')사이에 걸려 있다.

상기 이송풀리(60)(62)의 타측에는 상기 제2모터(50)(52)의 축에 결합된 구동풀리(64)(66)와 구동벨트(68)(70)로 연결되는 종동풀리(72)(74)가 결합되어 있다. 상기 풀리(60)(62)와 종동풀리(72)(74)는 동일한 축에 끼워져 있다.

상기 베이스 플레이트(48)의 하측에는 상기 랙(34)을 타고 회전하는 피니언(76 : 도6에 도시)이 고정된 모터축(77 : 도6에 도시)을 가진 제3모터(78)가 고정되어 있다.

상기 가이드 포스트(30)(32)의 측면에는 수직 가이드 레일(80)(82)이 길이방향을 따라 설치되어 있고, 상기 수직 가이드 레일(80)(82)에는 이 수직 가이드 레일을 타고 상하로 이동하는 슬라이딩 블록(84)(86)이 결합되어 있고, 상기 슬라이딩 블록(84)(86)은 상기 베이스 플레이트(48)에 고정되어 있다.

상기 랙(34)은 도6 및 도7에 도시한 바와 같이, 길이방향을 따라 파형곡선을 그리는 치형면(88)을 가지며, 상기 치형면(88)에 상기 피니언(76)이 물리어 접촉하게 되는데, 상기 피니언(76)은 상기 치형면(88)에 물리는 다수의 핀(90)이 원주방향을 따라 치형면(88)의 피치간격으로 설치된 회전부재로 되어 있다. 상기 회전부재는 두개의 원형의 플랜지(92)(94)가 상기 랙(34)의 폭에 상당하는 소정의 간격을 두고 상기 핀(90)에 의해 연결되어 있으므로, 상기 플랜지(92)(94)는 상기 랙(34)의 측면을 타고 이동하면서 안내의 역활을 한다.

상기 핑거(36)(38)는 도5에 도시한 바와 같이, 자루부(96)에서 갈라져서 연장된 가지부(98)(98')를 가진 판형상으로 되어 있고, 상기 가지부(98)(98')는 가장자리를 잇는 선이 원을 이루고 있다. 이 가지부(98)(98')의 가장자리면에는 웨이퍼(W)가 접하여 진공으로 웨이퍼를 밀착시키는 다수의 진공 흡입구(100)가 형성되어 있고, 상기 진공 흡입구(100)는 핑거의 내부에 형성된 진공라인(102)을 따라 출구(104)에 이어져 도시하지 않은 진공발생수단에 연결되어 있다.

상기 진공라인(102) 또는 진공발생수단에 이르는 라인에는 진공압의 변화를 감지하는 도시하지 않은 압력감지센서가 설치되고, 상기 압력감지센서는 이 압력감지신호를 입력받아 웨이퍼(W)의 유무를 판단하는 도시하지 않은 제어수단에 연결되어 있다. 상기 진공발생수단은 공지의 압축기로 되어 있으며, 진공라인에는 다수의 제어밸브가 결합되어 있어 상기 제어수단에 의해 제어된다.

상기 진공라인(102)은 가공이 용이하도록 다수의 핑거(36)(38)의 측면으로 관통되는 다수의 구멍이 교차되게 가공되어 있고, 도5에서 A로 표시된 부분은 시일재로 시일하게 된다.

상기 고정브라켓(40)(42)은 도4에 도시한 바와 같이 단면이 디귿자형으로 되어 있고, 그 하측플랜지(40a)(42a)의 저면은 상기 슬라이딩블록(56)(58)에 밀착하여 고정되어 있고, 그 상측플랜지(40b)(42b)의 저면은 상기 핑거(36)(38)의 자루부(96)에 밀착하여 고정되어 있다.

상기 베이스 플레이트(48)의 후측은 상기 구동벨트(68)(70)가 통과하도록 소정폭으로 트여 있다.

상기 수평 가이드 레일(54) 및 슬라이딩 블록(56)(58)은 조립을 용이하게 하도록 도4의 점선을 따라 다수개로 나누어져 볼트로 조립되는 구조로 할 수도 있다.

상기 슬라이딩 블록(56)(58)의 양측 플랜지부(56a)(58a)는 상기 이송벨트(44)(46)의 소정지점에 고정되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 웨이퍼 이송장치에서, 핑거의 가지부(98)(98')에 웨이퍼(W)를 안착시켜 제어수단의 제어에 의해 진공발생수단을 작동하여 웨이퍼를 고정시키고, 진공압의 변화를 압력감지센서로 감지하여 웨이퍼의 유무를 감지한다.

그리고, 상기 웨이퍼(W)는 제1모터(16)의 작동에 의해 메인프레임(12)을 회전시킴에 의해 회전이송하고, 제2모터(50)(52)의 작동에 의해 핑거(36)(38)을 전후방향으로 이동시킴에 의해 전후이송하고, 제3모터(78)의 작동에 의해 랙(34)을 타고 피니언(76)을 상하방향으로 이동시킴에 의해 상하이송한다. 상기 제1, 제2, 제3모터(16)(50)(52)(78)은 도시하지 않은 감지센서 및 제어수단에 의해 제어되어 웨이퍼의 위치를 결정하게 된다.

상기 제2모터(50)(52)의 정역방향 회전력은 구동벨트(68)(70)을 통해 구동풀리(64)(66)에서 종동풀리(72)(74)로 전달된 후, 이송벨트(44)(46)를 통해 슬라이딩 블록(56)(58)에 전달된다. 상기 슬라이딩 블록(56)(58)은 수평가이드 레일(54)를 타고 전후방향으로 이동하게 되어, 상기 슬라이딩 블록(56)(58)에 고정된 고정 브라켓(40)(42) 및 이 고정브라켓(40)(42)에 고정된 핑거(36)(38)가 이동한다. 따라서 핑거(36)(38)에 잡혀진 웨이퍼(W)가 전후방향으로 이송된다. 이때, 핑거(36)(38)는 각각 독립적으로 제어수단에 의해 제어된다.

그리고, 제3모터(78)의 정역방향 회전력은 피니언(76)을 회전시키게 되는데, 이 피니언(76)이 회전하면서 그 핀(90)이 랙(34)의 치형면을 따라 접촉하여 피니언 전체가 구르게 된다. 따라서, 제3모터(78)가 고정된 베이스 플레이트(48)가 상하로 이동하게 되어, 웨이퍼를 상하방향으로 이송하게 된다. 상기 베이스 플레이트(48)는 상기 수직 가이드 레일(80)(82)를 타고 슬라이딩되는 슬라이딩 블록(84)(86)에 의해 안내된다.

본 발명은 특수한 랙(34) 및 피니언(76) 구동에 의해 베이스 플레이트(48)를 상하로 이송하므로, 순간적으로 과다한 하중 및 마모가 발생할 시에 파손의 우려가없고 동력전달효율이 높으며, 상, 하 구동시 자체에서 발생하는 소음이 적다.

그리고, 핑거부(14)의 운동속도가 클 경우도 진공에 의해 웨이퍼를 견고히 잡고 있으므로 웨이퍼(W)가 떨어질 염려가 없으며, 별도의 감지센서가 없이도 진공압을 감지하여 웨이퍼의 유무를 간단히 감지할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

본 발명에 의한 웨이퍼 이송장치에 의하면, 핑거에서 웨이퍼가 이탈할 염려가 없고 구조를 간단하며 별도의 감지센서가 없이 핑거에 파지된 웨이퍼의 유무를 간단히 감지할 수 있다.

Claims

베이스 상에 설치되어 회전되는 메인 프레임과, 웨이퍼를 잡는 핑거를 가진 핑거부가 상기 메인 프레임에 대해 전후/상하로 이동되면서 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 이송장치에 있어서,

상기 메인 프레임에 수직으로 설치된 가이드 포스트와, 상기 가이드 포스트의 측면을 따라 상하로 설치된 랙과, 상기 랙에 물리어 상기 핑거부를 상하로 이동시키는 피니언을 구비하되,

상기 랙은 길이방향을 따라 파형곡선을 그리는 치형면을 가지며,

상기 피니언은 상기 치형면에 물리는 다수의 핀이 원주방향을 따라 치형면의 피치간격으로 설치된 회전부재로 되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송장치.
제1항에 있어서,

상기 웨이퍼가 접하는 핑거의 가장자리면에는 진공으로 웨이퍼를 밀착시키는 다수의 진공 흡입구가 형성되고,

상기 진공 흡입구는 진공라인을 따라 진공발생수단에 연통되며,

상기 진공라인에는 진공압의 변화를 감지하는 압력감지센서가 설치되고,

상기 압력감지센서는 이 압력감지신호를 입력받아 웨이퍼의 유무를 판단하는 제어수단에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송장치.