KR20050022507A - Apparatus for wafer transfer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판 이송 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 실린더 구동 방식의 이동 핑거를 갖는 기판 이송 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate transfer apparatus, and more particularly to a substrate transfer apparatus having a cylinder-driven moving finger.
기판은 세정, 침적, 증착, 에칭 등의 공정 단계를 거치는 과정에서 각 공정의 실행위치로 이송되어야 하며, 이를 위해 다양한 기판 이송 장치가 사용되고 있다.The substrate must be transferred to the execution position of each process in the process of cleaning, depositing, depositing, etching, etc., and various substrate transfer apparatuses are used for this purpose.
일반적으로, 대기압 상태에서 사용되는 기판 이송 장치에서는 진공을 이용하여 기판을 고정하고 있다. 그리고 고진공 시스템에서 사용되는 기판 이송 장치에서는 진공을 이용할 수 없기 때문에 기판이 놓여지는 블레이드의 전후단에 슈(shoe)라는 것이 형성되어 있다.In general, in a substrate transfer apparatus used at atmospheric pressure, a substrate is fixed by using a vacuum. Since a vacuum cannot be used in the substrate transfer apparatus used in the high vacuum system, a shoe is formed at the front and rear ends of the blade on which the substrate is placed.
따라서, 고진공 시스템에 사용되는 기판 이송 장치는 고속으로 기판을 이송할 경우 블레이드로부터 기판이 이탈되는 경우가 발생된다. 따라서, 기판 이송 시간을 단축하는데에는 한계가 있다. 또한, 상기 블레이드 상에 기판이 틀어진 상태로 놓여지더라도 기판의 위치를 보정하기 위한 방법이 전혀 구현되어 있지 않았다.Accordingly, the substrate transfer apparatus used in the high vacuum system may cause the substrate to be separated from the blade when the substrate is transferred at a high speed. Therefore, there is a limit in shortening the substrate transfer time. In addition, even if the substrate is placed on the blade in a state in which the method for correcting the position of the substrate is not implemented at all.
근래에 들어, 기판의 고정상태를 보다 안정적으로 구현하기 위하여 블레이드에 놓여진 기판을 클램핑 하는 수단이 추가로 개발되고 있으나, 그 클램핑 수단은 그 구성이 복잡하고 조정이 어려운 구조로 되어 있을 뿐만 아니라, 클램핑 수단에 의한 기판의 파손도 우려되는 많은 문제점들을 내포하고 있다.In recent years, a means for clamping a substrate placed on a blade has been further developed in order to more stably realize a fixed state of the substrate. However, the clamping means has a complicated structure and a difficult structure to adjust. The breakage of the substrate by means also involves many problems.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 고진공 챔버 내에서의 기판의 빠른 반송을 실현할 수 있는 그리고, 틀어진 기판 위치의 교정할 수 있는 기판 이송 장치를 제공하는 데 있다. 본 발명의 또 다른 기술적 과제는 기판 파지시 기판의 파손 위험을 최소화시킬 수 있는 새로운 형태의 기판 이송 장치를 제공하는데 있다. 또 다른 기술적 과제는 구성을 단순화할 수 있는 새로운 형태의 기판 이송 장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a substrate transfer apparatus capable of realizing rapid transfer of a substrate in a high vacuum chamber and correcting a misaligned substrate position. Another technical problem of the present invention is to provide a substrate transfer apparatus of a new type that can minimize the risk of damage to the substrate when holding the substrate. Another technical problem is to provide a new type of substrate transfer device that can simplify the configuration.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 블레이드에 놓여진 기판의 이상 유무를 확인할 수 있는 새로운 형태의 기판 이송 장치를 제공하는데 있다.Another technical problem of the present invention is to provide a substrate transfer apparatus of a new type that can confirm the abnormality of the substrate placed on the blade.
상기 기술적 과제들을 이루기 위하여 본 발명의 기판 이송 장치는 구동수단에 의해 동작이 제어되는 로봇 아암부 및; 상기 로봇 아암부의 선단에 설치되며 기판이 놓여지는 블레이드; 상기 블레이드에 설치되는 그리고 상기 블레이드에 놓여진 기판을 정위치로 위치시킴과 동시에 기판을 고정하는 클램핑부재를 포함한다.In order to achieve the above technical problem, the substrate transfer apparatus of the present invention includes a robot arm part whose operation is controlled by a driving means; A blade installed at the tip of the robot arm and having a substrate placed thereon; And a clamping member installed on the blade and for holding the substrate at the same time as the substrate placed on the blade.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 블레이드는 고정핑거를 포함하고; 상기 클램핑부재는In an embodiment of the present invention, the blade includes a fixing finger; The clamping member is
상기 블레이드에 놓여진 기판을 상기 고정핑거쪽으로 밀어붙이기 위한 이동푸셔와; 상기 이동푸셔를 슬라이드 이동시키기 위한 구동부; 및 상기 구동부가 설치되는 케이스를 포함한다.A moving pusher for pushing the substrate placed on the blade toward the fixing finger; A driving unit for slidingly moving the pusher; And a case in which the driving unit is installed.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 구동부는 공압 실린더로 이루어진다.In an embodiment of the invention, the drive part is made of a pneumatic cylinder.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 장치는 상기 공압 실린더의 실린더 위치를 감지하여, 기판이 정상적으로 파지되었지는 또는 이탈되었는지를 판별하는 감지부를 더 포함한다.In an embodiment of the present invention, the apparatus further includes a sensing unit for sensing a cylinder position of the pneumatic cylinder to determine whether the substrate is normally held or released.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 공압 실린더의 실린더 위치는 대기, 파지 그리고 이탈영역으로 구분되며, 상기 감지부는 상기 실린더가 대기영역에 있음을 감지하는 제1센서, 상기 실린더가 파지영역으로부터 벗어나 이탈 영역에 있음을 감지하는 제2센서, 상기 블레이드에 기판이 위치하였는지를 감지하는 제3센서를 포함한다.In an embodiment of the present invention, the cylinder position of the pneumatic cylinder is divided into the atmosphere, the gripping and the release area, the detection unit is a first sensor for detecting that the cylinder is in the standby area, the cylinder is separated from the gripping area A second sensor for detecting the presence of the area, and a third sensor for detecting whether the substrate is located on the blade.
본 발명의 실시예에 있어서,상기 이동푸셔는 상기 구동부의 이동축과 연결되는 연결대; 상기 연결대로부터 양측으로 연장되어 형성되는 한 쌍의 지지대; 상기 한 쌍의 지지대에 설치되는 그리고 기판의 가장자리와 접촉하여 기판을 지지하는 이동핑거; 상기 이동푸셔의 이동 거리를 규제하는 적어도 하나의 스톱퍼를 포함한다.In an embodiment of the present invention, the movable pusher is connected to the moving shaft of the drive unit; A pair of supports extending from both sides of the connecting table; A moving finger installed on the pair of supports and supporting the substrate in contact with an edge of the substrate; At least one stopper for restricting the moving distance of the moving pusher.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 스톱퍼는 상기 케이스에 나사식으로 설치되어, 상기 스톱퍼의 위치를 조정할 수 있다.In the embodiment of the present invention, the stopper is screwed to the case, it is possible to adjust the position of the stopper.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 클램핑부재는 상기 이동푸셔와 상기 기판과의 접촉시 발생되는 충격을 완화하기 위하여 상기 이동푸셔의 이동 속도를 조절할 수 있는 충격방지용 스프링을 더 포함할 수 있다.In the embodiment of the present invention, the clamping member may further include an impact preventing spring that can adjust the movement speed of the movable pusher to mitigate the impact generated when the movable pusher and the substrate in contact.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided to ensure that the disclosed subject matter is thorough and complete, and that the spirit of the present invention to those skilled in the art will fully convey. Portions denoted by like reference numerals denote like elements throughout the specification.
도 1는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 이송 장치의 평면 구성도이다. 도 2 내지 도 4는 도 1에 도시된 블레이드의 구성을 설명하기 위한 도면들이다.1 is a plan view of a substrate transfer apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. 2 to 4 are views for explaining the configuration of the blade shown in FIG.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 기판 이송 장치(100)는 스테핑 모터 등의 구동수단(미도시됨)에 의해 동작이 제어되는 로봇 아암부(110)와, 기판(200)가 놓여지는 블레이드(120)를 갖는다.Referring to FIG. 1, the substrate transfer apparatus 100 according to the present invention includes a robot arm unit 110 whose operation is controlled by a driving means (not shown) such as a stepping motor, and a blade on which the substrate 200 is placed. Have 120.
상기 블레이드(120)는 상기 로봇 아암부(110)의 선단에 고정 결합된다.The blade 120 is fixedly coupled to the tip of the robot arm portion 110.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 블레이드(120)는 도면에서 도시된 바와 같이 전체적인 형상이 Y자 형태로 된 것으로, 상기 로봇 아암부(110)의 선단에 결합되는 결합부(122)와, 이 결합부(122)로부터 연장된 한 쌍의 안착날개(124)를 구비한다. 여기서 안착날개(124)는 그 끝단에서 결합부(122) 측으로 갈수록 그 폭이 점차 넓어지도록 되어 있다. 그리고 안착날개의 끝단에는 고정핑거(128)가 설치되어 있으며, 안착날개(124)에는 기판의 밑면을 지지하는 4개의 받침돌기(126)들이 설치되어 있다.1 to 4, the blade 120 has a Y-shape as a whole shape as shown in the figure, the coupling portion 122 is coupled to the front end of the robot arm portion 110, A pair of seating wings 124 extending from the engaging portion 122 is provided. Here, the seating wing 124 is gradually wider from the end toward the coupling portion 122 side. A fixing finger 128 is installed at the end of the seating wing, and four support protrusions 126 are installed at the seating wing 124 to support the bottom surface of the substrate.
한편, 상기 결합부(122)에는 상기 안착날개(124)상에 기판을 보다 안정적으로 클램핑 하기 위한 클램핑부재(130)와 상기 기판의 이상유무 판단을 위한 감지부(150)를 갖는다.On the other hand, the coupling portion 122 has a clamping member 130 for clamping the substrate more stably on the seating wing 124 and the sensing unit 150 for determining the abnormality of the substrate.
상기 클램핑부재(130)는 상기 기판(w)을 정위치 시킴과 동시에 기판을 고정하기 위한 것으로, 상기 클램핑부재(130)는 이동푸셔(134)와 구동부인 공압실린더(132) 그리고 케이스(131)를 포함한다.The clamping member 130 is used to fix the substrate at the same time as the substrate (w) in place, the clamping member 130 is a pneumatic cylinder 132 and the case 131 which is a moving pusher 134 and a driving part It includes.
상기 이동푸셔(134)는 상기 블레이드(120)상에 놓여진 기판(w)을 고정핑거(128)쪽으로 밀어붙이기 위한 것으로, 이동푸셔(134)는 공압실린더(132)의 이동축(133a)과 연결되는 연결대(136), 이 연결대로부터 양측으로 연장되어 형성되는 한 쌍의 지지대(138)를 갖는다. 상기 지지대(138)의 끝단에는 기판의 가장자리와 접촉되는 이동핑거(140)가 설치되어 있다.The movable pusher 134 is for pushing the substrate w placed on the blade 120 toward the fixing finger 128, and the movable pusher 134 is connected to the moving shaft 133a of the pneumatic cylinder 132. And a pair of supports 138 extending from both ends of the connecting rod 136. At the end of the support 138 is provided a moving finger 140 in contact with the edge of the substrate.
상기 이동푸셔(134)는 상기 공압실린더(132)에 의해 충분히 후퇴된다. 그렇지 않으면, 오정렬된 기판이 블레이드(120)에 놓일 때 이동푸셔(134)와 충돌할 수 있다. 그리고 상기 이동푸셔(134)는 상기 공압실린더(132)에 의해 전진된다, 상기 이동푸셔(134)의 전진 위치에서 이동핑거(140)와 고정핑거(128)는 기판의 가장자리에 접촉되어 기판을 지지하게 된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 기판(w)이 블레이드(120)에 잘못 놓여지더라도(중심이 조금 틀어진 경우) 이동푸셔(134)의 이동핑거(140)들이 전진 이동하면서 기판의 센터링을 조정하게 된다.The moving pusher 134 is sufficiently retracted by the pneumatic cylinder 132. Otherwise, the misaligned substrate may collide with the mover pusher 134 when placed on the blade 120. In addition, the moving pusher 134 is advanced by the pneumatic cylinder 132, the moving finger 140 and the fixing finger 128 in contact with the edge of the substrate in the forward position of the moving pusher 134 to support the substrate Done. As shown in FIG. 5, even when the substrate w is incorrectly placed on the blade 120 (when the center is slightly misaligned), the moving fingers 140 of the moving pusher 134 move forward to adjust the centering of the substrate. do.
상기 클램핑부재(130)는 상기 이동푸셔(134)의 이동거리(전진 거리;L)를 규제하는 스톱퍼(142)를 갖는다. 상기 스톱퍼(142)는 상기 케이스(131) 내부에 설치되어 상기 이동푸셔(134)의 전진 위치를 규제할 수 있다. 특히, 상기 스톱퍼(142)는 상기 케이스(131)에 나사식으로 설치되어 있어, 이동푸셔(134)의 전진위치를 필요에 따라 조정할 수 있다. 이렇게 스톱퍼(142)의 위치를 조정할 필요가 있는 것은, 기판의 수축 또는 팽창 정도에 따라 기판의 클램핑 위치가 달라질 수 있기 때문이다. 도 6에서 스톱퍼를 조절하여 이동푸셔의 전진 이동 거리(L)를 조정한 예를 보여주고 있다.The clamping member 130 has a stopper 142 that regulates a moving distance (advancing distance; L) of the moving pusher 134. The stopper 142 may be installed inside the case 131 to regulate a forward position of the moving pusher 134. In particular, the stopper 142 is screwed to the case 131, it is possible to adjust the advance position of the moving pusher 134 as needed. Thus, it is necessary to adjust the position of the stopper 142 because the clamping position of the substrate may vary depending on the degree of contraction or expansion of the substrate. 6 shows an example in which the forward movement distance L of the moving pusher is adjusted by adjusting the stopper.
상기 클램핑부재(130)는 충격방지용 스프링(144)을 갖는다. 이 충격방지용 스프링(144)은 이동푸셔(134)의 연결대(136)에 설치된다. 이 충격방지용 스프링(144)은 상기 이동푸셔(134)가 전진하면서 기판과 접촉할 때 기판으로 전달되는 충격을 완화시키기 위한 것이다.The clamping member 130 has a shock preventing spring 144. The shock preventing spring 144 is installed on the connecting table 136 of the movable pusher 134. The shock-proof spring 144 is intended to mitigate the shock transmitted to the substrate when the moving pusher 134 is in contact with the substrate while moving forward.
예컨대, 본 발명의 기판 이송 장치는 기판을 파지하는 과정에서 발생될 수 있는 기판 손상을 다음과 같은 단계를 통해 최대한 예방할 수 있는 것이다. 즉, 1차로 공압 실린더를 이용함으로써 이동푸셔(134)의 속도를 조정할 수 있고, 2차로 스프링(144)을 이용하여 이동푸셔(134)의 속도를 감속시키며, 마지막으로 스톱퍼(142)를 이용하여 이동푸셔(134)의 전진위치를 규제하는 것이다.For example, the substrate transfer apparatus of the present invention can prevent the substrate damage that may occur in the process of holding the substrate through the following steps as much as possible. That is, the speed of the movable pusher 134 can be adjusted by using the pneumatic cylinder as the first, and the speed of the movable pusher 134 is reduced by using the spring 144 as the secondary, and finally by using the stopper 142. The forward position of the pusher 134 is regulated.
도 3 및 도 7을 참조하면, 상기 감지부(150)는 3개의 감지센서를 갖는다. 이 감지부(150)는 상기 공압실린더의 실린더 위치를 감지할 수 있는 제1 및 제2센서(152,154)를 갖는다. 그리고 기판(w)이 블레이드(120)에 놓여졌는지를 검출하는 제3센서(156)를 갖는다. 본 발명의 기판 이송 장치(100)는 이들 3개의 센서를 이용하여 기판의 이상 유무를 확인할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 공압 실린더(132)의 실린더 위치는 대기, 파지 그리고 이탈영역(a,b,c)으로 나누어진다. 상기 제1센서(152)는 대기 영역(a)에 위치되는 실린더를 감지하고, 제2센서(154)는 이탈 영역(c)에 위치되는 실린더를 감지하게 된다. 도 8에서와 같이, 감지부는 3개의 센서들을 이용하여 기판의 이상 유무(대기 정상, 대기 비정상, 파지정상, 파지 파손, 파지 이탈)를 판별하게 된다.3 and 7, the sensing unit 150 has three sensing sensors. The detector 150 has first and second sensors 152 and 154 for detecting a cylinder position of the pneumatic cylinder. And a third sensor 156 that detects whether the substrate w is placed on the blade 120. The board | substrate conveyance apparatus 100 of this invention can confirm the abnormality of a board | substrate using these three sensors. As shown in FIG. 7, the cylinder position of the pneumatic cylinder 132 is divided into the atmosphere, the grip and the release zones a, b, and c. The first sensor 152 detects a cylinder located in the standby area a, and the second sensor 154 detects a cylinder located in the departure area c. As shown in FIG. 8, the sensing unit determines whether the substrate is abnormal (standby normal, atmospheric abnormality, gripping normal, gripping breakage, gripping off) using three sensors.
여기서, 상기 기판은 포토레티클(reticlo: 회로 원판)용 기판, 액정 디스플레이 패널용 기판이나 플라즈마 디스플레이 패널용 기판 등의 표시 패널 기판, 하드 디스크용 기판, 반도체 장치 등의 전자 디바이스용 웨이퍼 등을 뜻한다.Herein, the substrate refers to a substrate for a photo reticle, a display panel substrate such as a substrate for a liquid crystal display panel or a substrate for a plasma display panel, a substrate for a hard disk, a wafer for an electronic device such as a semiconductor device, and the like. .
한편, 본 발명은 상기의 구성으로 이루어진 기판 이송 장치는 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다. 하지만, 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.On the other hand, the present invention is a substrate transfer device made of the above configuration can be variously modified and can take various forms. It is to be understood, however, that the present invention is not limited to the specific forms referred to in the above description, but rather includes all modifications, equivalents and substitutions within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It should be understood to do.
이상에서, 본 발명에 따른 기판 이송 장치의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.In the above, the configuration and operation of the substrate transfer apparatus according to the present invention is shown in accordance with the above description and drawings, but this is merely described, for example, and various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Of course.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 부정확하게 얹혀진 기판의 위치를 바로 잡음(정상적인 포지션으로 조정)음으로 다음 위치로의 정확한 이동이 가능하다. 그 뿐만 아니라, 기판을 적어도 4포인트에서 물리적으로 지지(잡음)함으로 빠른 반송이 가능하며 기판이 떨어지지 않게 된다. 그리고, 다수의 센서를 이용하여 기판의 파손, 이탈 등을 감지할 수 있다.As described above, according to the present invention, the position of the incorrectly mounted substrate can be accurately moved to the next position by noise (adjusted to the normal position). In addition, by physically supporting (noising) the substrate at at least four points, fast conveyance is possible and the substrate does not fall off. In addition, breakage and departure of the substrate may be detected using a plurality of sensors.
도 1는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 이송 장치의 평면 구성도;1 is a plan view of a substrate transfer apparatus according to a preferred embodiment of the present invention;
도 2는 도 1에 도시된 블레이드의 사시도;2 is a perspective view of the blade shown in FIG. 1;
도 3은 도 1에 도시된 블레이드의 평면도;3 is a plan view of the blade shown in FIG. 1;
도 4는 도1에 도시된 블레이드의 측면도;4 is a side view of the blade shown in FIG. 1;
도 5는 5 is
도 5는 이동푸셔의 이동핑거들이 전진 이동하면서 기판의 센터링을 조정하는 과정을 보여주는 도면;5 is a view illustrating a process of adjusting centering of a substrate while moving fingers of the moving pusher move forward;
도 6은 스톱퍼를 조절하여 이동푸셔의 전진 이동 거리(L)를 조정한 예를 보여주는 도면;6 is a view showing an example in which the forward movement distance L of the moving pusher is adjusted by adjusting the stopper;
도 7은 감지부의 센서들을 이용한 기판의 이상 유무 판별 방법을 보여주는 표이다.7 is a table illustrating a method for determining an abnormality of a substrate using sensors of a sensing unit.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
110 : 로봇 아암부110: robot arm part
120 : 블레이드120: blade
130 : 클램핑부재130: clamping member
132 : 공압실린더132: pneumatic cylinder
134 : 이동푸셔134: pusher
136 : 연결대136: connecting rod
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