KR20090063522A - 기판 이송 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

기판 이송 장치는 기판이 안착되는 지지 플레이트 및 지지 플레이트 상에서 기판의 위치를 조절하는 위치 조절부를 구비한다. 지지 플레이트 상에는 기판과 지지 플레이트을 정렬하기 위한 얼라인 핀이 구비되고, 위치 조절부는 기판을 진공 흡착하여 얼라인 핀과의 접점 위치까지 이동시킨다. 이에 따라, 기판 이송 장치는 기판을 안정적으로 이송할 수 있으므로, 제품의 수율을 향상시킬 수 있다.

Description

기판 이송 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD OF TRANSFERRING THE SUBSTRATE}
본 발명은 반도체 기판을 이송하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 소자의 제조 공정 과정에서 기판을 이송하는 기판 이송 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자는 반도체 기판, 즉, 웨이퍼를 각 공정 단계에 따라 해당 공정 장치로 이동시키면서 웨이퍼 상에 제조된다.
이러한 반도체 소자의 제조 과정에는 수납용기에 수납된 웨이퍼를 공정 장치로 이송하거나 공정 장치 간의 웨이퍼를 이송하기 위해 이송 로봇이 사용된다. 이송 로봇은 수납용기 또는 특정 공정 장치에 위치하는 웨이퍼를 픽업하여 다른 공정 장치 또는 수납용기로 이송한다.
구체적으로, 이송 로봇은 웨이퍼를 진공 흡착하여 픽업하는 로봇 아암을 구비한다. 로봇 아암은 막대 형상으로 이루어지고, 웨이퍼의 중앙부를 흡착한다. 로봇 아암의 폭과 웨이퍼를 지지하는 부분의 길이는 웨이퍼의 지름보다 작게 형성되기 때문에, 로봇 아암은 웨이퍼의 극히 일부분을 지지한다. 따라서, 웨이퍼와 로봇 아암의 정렬이 정확하게 이루어지지 않을 경우, 웨이퍼가 로봇 아암으로부터 낙하되어 웨이퍼가 훼손된다.
이를 방지하기 위해, 로봇 아암에 안착된 웨이퍼를 이동시키는 얼라인 장치를 이용하여 웨이퍼와 로봇 아암을 정렬한다. 그러나, 얼라인 장치는 로봇 아암에 웨이퍼가 진공 흡착된 상태에서 웨이퍼의 위치를 변경시키므로, 로봇 아암에 의한 웨이퍼의 스크래치가 유발된다.
한편, 진공압을 이용하지 않고 로봇 아암의 일 단부에 스토퍼(stopper)를 설치하고, 타 단에 웨이퍼를 스토퍼 측으로 밀어내는 푸셔(pusher)를 설치하여 웨이퍼를 정렬 및 고정시키는 방법도 있다. 그러나, 이러한 방법은 스토퍼로 인해 로봇 아암의 두께가 증가한다. 특히, 웨이퍼들은 수납용기 안에서 미세한 간격으로 이격되어 수납되고, 웨이퍼 이송 시 로봇 아암의 스토퍼 수납용기 안으로 인입된다. 이로 인해, 로봇 아암이 수납용기에 인입되는 과정에서 로봇 아암에 의해 웨이퍼의 스크래치가 유발된다.
본 발명의 목적은 기판을 신속하고 안정적으로 이송할 수 있는 기판 이송 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 상기한 기판 이송 장치를 이용하여 기판을 이송하는 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 기판 이송장치는, 픽업 유닛 및 이동 아암으로 이루어진다.
픽업 유닛은 기판을 픽업한다. 이동 아암은 픽업 유닛과 결합하여 픽업 유닛에 고정된 기판을 이송한다. 구체적으로, 픽업 유닛은 지지 플레이트, 적어도 하나의 얼라인 핀, 및 위치 조절부를 포함한다. 지지 플레이트는 상기 이동 아암과 결합하고, 기판이 안착되며, 진공 흡착을 이용하여 상기 기판을 고정시킨다. 얼라인 핀은 상기 지지 플레이트의 상면으로부터 돌출되고, 상기 기판의 측부를 지지하여 상기 지지 플레이트와 상기 기판 간을 정렬시킨다. 위치 조절부는 상기 지지 플레이트에 설치되고, 상기 기판의 단부를 진공 흡착하며, 상기 기판의 위치를 조절하여 상기 지지 플레이트 상에 안착된 상기 기판을 상기 얼라인 핀 측으로 유도한다.
한편, 상기 지지 플레이트는 메인 플레이트와 제1 및 제2 서브 플레이트를 포함한다. 메인 플레이트는 제1 단부가 상기 이동 아암에 결합되고, 상기 제1 단부와 대향하는 제2 단부에 상기 기판의 중앙부를 진공 흡착하는 메인홀이 형성된다. 제1 서브 플레이트는 상기 메인 플레이트로부터 분기되어 상기 기판의 단부를 지지한다. 제2 서브 플레이트는 상기 메인 플레이트로부터 분기되어 상기 제1 서브 플레이트와 대향하고, 상기 기판의 단부를 지지한다.
여기서, 상기 얼라인 핀은 상기 제1 및 제2 서브 플레이트 각각에 구비된다.
한편, 상기 위치 조절부는 그립암 및 실린더를 포함한다. 그립암은 상기 메인 플레이트에 설치되고, 상기 기판의 단부를 진공 흡착하는 서브홀이 형성된다. 실린더는 상기 메인 플레이트에 설치되고, 상기 그립암과 연결되며, 상기 그립암의 위치를 조절한다.
또한, 상기 위치 조절부는 지그부를 더 포함할 수 있다. 지그부는 상기 실린더 및 상기 그립암과 결합하고, 상기 기판의 위치를 조절하는 과정에서 상기 기판에 가해지는 충격을 흡수한다. 즉, 상기 기판 정렬시 상기 지그부는 상기 기판과 상기 그립암의 마찰로 인해 상기 기판에 스크래치가 발생하는 것을 방지하고, 상기 기판의 정렬 정밀도를 향상시킨다.
구체적으로, 상기 지그부는 케이스와 연결바 및 스프링을 포함한다. 케이스는 상기 실린더와 상기 그립암과의 사이에 위치하고, 상기 실린더에 결합되어 상기 실린더의 구동에 의해 위치가 조절된다. 연결바는 일부분이 상기 케이스 안에 삽입되고, 상기 케이스의 외부로 노출된 단부가 상기 그립암에 결합되며, 상기 실린더의 구동에 의해 위치가 조절된다. 스프링은 상기 케이스 안에 내장되고, 상기 연결바를 둘러싸며, 상기 연결바의 단부와 이에 대응하는 상기 케이스의 측부에 의해 이완 및 수축하여 상기 기판과 그립암의 마찰 충격을 흡수하고, 상기 기판과 지지 플레이트의 정렬 정밀도를 향상시킨다.
또한, 상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 기판 이송 방법은 다음과 같다. 먼저, 지지 플레이트가 기판을 진공 흡착한다. 상기 지지 플레이트에 설치된 위치 조절부가 상기 지지 플레이트에 안착된 상기 기판을 진공 흡착한 후 상기 지지 플레이트 상의 얼라인 핀 측으로 이동시켜 상기 기판과 상기 지지 플레이트를 정렬한다.
상기 기판을 정렬하는 과정을 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 상기 위치 조절부의 그립암이 상기 기판을 진공 흡착하고, 상기 지지 플레이트의 진공이 해재된다. 상기 그립암을 이동시켜 상기 기판을 상기 얼라인 핀과의 접점 위치까지 이동시킨다. 상기 그립암의 진공을 해제시키고, 다시 상기 지지 플레이트가 상기 기판을 진공 흡착한다.
상술한 본 발명에 따르면, 위치 조절부에 의해 지지 플레이트 상에서의 기판의 위치를 조절하고, 얼라인 핀을 이용하여 기판과 지지 플레이트를 정렬한다. 이에 따라, 기판 이송 장치는 별도의 얼라인 장치나 지지 플레이트의 두께 증가 없이 기판을 안정적으로 이송하고, 지지 플레이트에 의한 기판의 스크래치를 방지하며, 제품의 수율을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 한편, 이하에서는 웨이퍼를 기판의 일례로 설명하나, 본 발명의 기술 적 사상과 범위는 이에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치를 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 기판 이송 장치(400)는 로봇 몸체(100)와 이동 아암(200) 및 픽업 유닛(301)을 포함한다.
구체적으로, 상기 로봇 몸체(100)는 소정의 구동 모터를 구비하고, 상기 이동 아암(200)의 동작을 제어한다. 상기 이동 아암(200)은 상기 로봇 몸체(100)에 결합되어 상기 로봇 몸체(100)로부터 동력을 전달받고, 웨이퍼를 특정 위치로 이송하기 위해 상기 픽업 유닛(301)의 위치를 변경시킨다. 즉, 상기 이동 아암(200)은 상기 픽업 유닛(301)과 결합하고, 상승과 하강 및 회전 동작을 통해 상기 픽업 유닛(301)의 위치를 조절한다.
상기 픽업 유닛(301)은 상기 이동 아암(200)에 의해 수평 및 수직 위치가 변경되고, 상기 웨이퍼를 픽업한다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 상기 픽업 유닛(301)의 구성에 대해 구체적으로 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 픽업 유닛을 나타낸 평면도이고, 도 3은 도 2의 절단선 I-I'에 따른 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 픽업 유닛(301)은 상기 이동 아암(200)(도 1 참조)에 결합된 지지 플레이트(310), 상기 지지 플레이트(310) 상면에 구비된 제1 및 제2 얼라인 핀(321, 323), 및 상기 지지 플레이트(310)에 설치된 위치 조절 부(330)를 포함한다.
상기 지지 플레이트(310)는 상기 이동 아암(200)에 의해 수직 및 수평 위치가 변경되고, 상기 웨이퍼의 하면을 진공 흡착하여 상기 웨이퍼를 픽업한다. 구체적으로, 상기 지지 플레이트(310)는 메인 플레이트(311)와 제1 및 제2 서브 플레이트(313, 315)를 포함한다. 상기 메인 플레이트(311)는 일 방향으로 연장되어 막대 형상을 갖는다. 상기 메인 플레이트(311)의 제1 단부(E1)는 상기 로봇 아암(200)에 결합되고, 상기 제1 단부(E1)와 대향하는 제2 단부(E2)에는 상기 웨이퍼를 진공 흡착하는 메인홀(311a)이 형성된다. 상기 메인홀(311a)은 상기 메인 플레이트(311)의 내부에 형성된 제1 진공 유로(VF1)와 연결되고, 상기 제1 진공 유로(VF1)를 통해 제공되는 진공압에 의해 상기 웨이퍼의 중앙부가 상기 메인홀(311a)에 흡착된다.
상기 제1 및 제2 서브 플레이트(313, 315)는 상기 메인 플레이트(311)로부터 분기되고, 상기 메인 플레이트(311)를 사이에 두고 서로 대향하여 위치한다. 이에 따라, 상기 지지 플레이트(310)는 십자 형상을 갖는다.
상기 제1 및 제2 서브 플레이트(313, 315)에는 상기 제1 및 제2 얼라인 핀(321, 323)가 형성된다. 이 실시예에 있어서, 상기 픽업 유닛(301)은 두 개의 얼라인 핀(321, 323)를 구비하나, 얼라인 핀의 개수는 상기 웨이퍼의 크기에 따라 증가하거나 감소할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 얼라인 핀(321)은 상기 제1 서브 플레이트(313) 상면으로부터 돌출되어 형성되고, 상기 제1 서브 플레이트(313)의 단부에 위치한다. 상기 제2 얼라인 핀(323)은 상기 제2 서브 플레이트(315) 상면으로부터 돌출되어 형 성되고, 상기 제2 서브 플레이트(315)의 단부에 위치한다. 상기 제1 및 제2 얼라인 핀(321, 323)을 직선 연결하는 임의의 선은 상기 메인 플레이트(311)의 제1 및 제2 단부(E1, E2) 사이에 위치한다.
상기 제1 및 제2 얼라인 핀(321, 323)은 상기 웨이퍼의 측부를 지지하여 상기 지지 플레이트(310)와 상기 웨이퍼를 정렬한다. 즉, 상기 제1 및 제2 얼라인 핀(321, 323)은 상기 웨이퍼가 상기 지지 플레이트(310) 상의 기 설정된 적정 위치에 위치하도록, 상기 웨이퍼가 상기 적정 위치에 위치할 때 상기 웨이퍼의 측부와 접할 수 있는 위치에 구비된다. 따라서, 상기 웨이퍼의 측부가 상기 제1 및 제2 얼라인 핀(321, 323)과 접할 때, 상기 웨이퍼와 상기 지지 플레이트(310) 간의 정렬이 정상적으로 이루어진다.
한편, 상기 메인 플레이트(311)의 상면에는 상기 위치 조절부(330)가 구비된다. 상기 위치 조절부(330)는 상기 메인 플레이트(311)의 제1 단부(E1)와 인접하게 위치하고, 상기 지지 플레이트(310)에 안착된 웨이퍼의 위치를 조절하여 상기 웨이퍼를 상기 제1 및 제2 얼라인 핀(321, 323) 측으로 이동시킨다.
구체적으로, 상기 위치 조절부(330)는 상기 웨이퍼를 진공 흡착하는 그립암(331) 및 상기 그립암(331)의 위치를 조절하는 실린더(333)를 포함한다. 상기 그립암(331)은 상기 제1 및 제2 서브 플레이트(313, 315)와 인접하게 위치하고, 제1 단부가 상기 실린더(333)와 결합한다.
상기 그립암(331)의 제2 단부는 상기 그립암(331)의 제1 단부와 대향하고, 상기 웨이퍼를 진공 흡착하는 서브홀(331a)이 형성된다. 상기 서브홀(331a)은 상기 그립암(331a)의 상면에 형성되고, 상기 그립암(331a)의 내부에 형성된 제2 진공 유로(VF2)와 연결된다. 상기 서브홀(331a)은 상기 제2 진공 유로(VF2)를 통해 제공되는 진공압을 통해 상기 웨이퍼의 단부를 흡착하며, 그 크기가 상기 메인홀(311a)보다 작다. 이와 같이, 상기 서브홀(331a)은 상기 메인홀(311a)과 서로 다른 진공 유로(VF2)를 통해 진공압이 제공되므로, 상기 서브홀(331a)의 진공 흡착과 상기 메인홀(311a)의 진공 흡착이 각각 개별적으로 조절된다.
본 발명의 일례로, 상기 그립암(331)은 상기 메인 플레이트(311)와 동일한 방향으로 연장되고, 막대 형상을 갖는다.
한편, 상기 그립암(331)과 결합된 상기 실린더(333)는 상기 메인 플레이트(311)의 제1 단부(E1)와 인접하게 위치하고, 상기 그립암(331)의 위치를 변경시킨다. 즉, 상기 실린더(333)가 구동되면, 상기 실린더(333)의 이동축(333a)은 상기 메인 플레이트(311)의 제2 단부(E2) 측으로 전진하거나 상기 메인 플레이트(311)의 제1 단부(E1) 측으로 후진한다. 상기 이동축(333a)에 결합된 상기 그립암(331)은 상기 이동축(333a)의 후진 동작에 의해 상기 메인 플레이트(311)의 제1 단부(E1) 측으로 이동하고, 상기 이동축(333a)의 전진 동착에 의해 상기 메인 플레이트(311)의 제2 단부(E2) 측으로 이동한다. 이에 따라, 상기 그립암(331)에 흡착된 상기 웨이퍼가 상기 그립암(331)과 동일하게 이동하므로, 상기 지지 플레이트(311) 상에서의 웨이퍼의 위치가 변경된다. 이때, 상기 웨이퍼의 이동 방향과 이동 거리는 상기 그림암(331)의 이동 방향 및 이동 거리와 동일하다.
상기 그립암(331)에 의한 상기 웨이퍼 이동시, 상기 웨이퍼가 상기 지지 플 레이트(310) 상에서의 적정 위치로 이동되면, 상기 제1 및 제2 얼라인 핀(321, 323)은 더 이상 상기 웨이퍼가 이동하지 않도록 웨이퍼의 측부를 지지한다.
이와 같이, 상기 픽업 유닛(301)은 별도의 얼라인 장치를 이용할 필요없이 상기 지지 플레이트(310)에 안착된 웨이퍼의 위치를 변경시켜 상기 지지 플레이트(310)의 적정 위치에 상기 웨이퍼를 배치한다. 이에 따라, 상기 픽업 유닛(301)은 상기 지지 플레이트(310)와 상기 웨이퍼 간의 정렬 오류를 방지하고, 상기 정렬 오류로 인한 상기 웨이퍼의 낙하를 방지하며, 제품의 수율을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 메인 플레이트(311)에는 상기 위치 조절부(330)가 삽입되는 삽입홈(311b)이 형성된다. 상기 그립암(331)은 상기 삽입홈(311b) 내에서 이동하고, 측면에서 볼 때, 상면이 상기 메인 플레이트(311)의 상면과 동일선 상에 위치한다.
이에 따라, 상기 픽업 유닛(301)은 상기 그립암(331)에 의해 두께가 증가하는 것을 방지하므로, 미세 간격으로 배치된 웨이퍼들의 픽업이 용이하고, 상기 픽업 유닛(301)에 의한 상기 웨이퍼의 스크래치 발생을 방지한다.
이하, 도 4a 내지 도 4d를 참조하여 상기 위치 조절부(330)가 상기 지지 플레이트(310)와 상기 웨이퍼를 정렬하는 과정을 구체적으로 설명한다.
도 4a는 도 2에 도시된 픽업 유닛이 웨이퍼를 픽업한 상태를 나타낸 도면이고, 도 4b는 도 4a의 절단선 Ⅱ-Ⅱ'에 따른 단면도이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 먼저, 다수의 웨이퍼가 수납된 수납용기(미도시) 안에 상기 지지 플레이트(310)를 인입시켜 상기 웨이퍼(10)의 하부에 상기 메 인 플레이트(311)를 배치한다. 이때, 상기 제1 및 제2 얼라인 핀(321, 323)은 상기 웨이퍼(10)의 하부로 인입되지 않는다.
상기 메인 플레이트(311)의 제1 진공 유로(VF1)에 진공압을 제공하여 상기 메인 플레이트(311)의 메인홀(311a)에 상기 웨이퍼(10)가 흡착되고, 이에 따라, 상기 웨이퍼(10)가 상기 지지 플레이트(310)에 고정된다. 이때, 상기 메인홀(311a)은 대체로 상기 웨이퍼(10) 중앙부 측을 흡착하고, 상기 그립암(331)은 상기 웨이퍼(10)의 단부에 위치한다.
이어, 상기 그립암(331)의 제2 진공 유로(VF2)에 상기 진공압을 제공하여 상기 서브홀(331a)에 상기 웨이퍼(10)가 흡착되고, 상기 메인홀(311a)의 진공압을 해제한다.
이어, 상기 실린더(333)를 구동하여 상기 이동축(333a)이 상기 메인 플레이트(311)의 제1 단부(E1) 측으로 이동하고, 이에 따라, 상기 이동축(333a)에 결합된 상기 그립암(331)과 상기 그립암(331)에 흡착된 상기 웨이퍼(10)가 상기 제1 단부(E1) 측으로 이동한다.
도 4c는 도 2에 도시된 지지 플레이트와 웨이퍼가 정상적으로 정렬된 상태를 나타낸 도면이고, 도 4d는 도 4c의 절단선 Ⅲ-Ⅲ'에 따른 단면도이다.
도 4c 및 도 4d를 참조하면, 상기 실린더(333)의 구동에 의해 상기 웨이퍼(10)가 상기 제1 및 제2 얼라인 핀(321, 323)과의 접점 위치까지 이동하면, 상기 제1 및 제2 얼라인 핀(321, 323)은 상기 웨이퍼(10)의 측부를 지지하여 상기 웨이퍼(10)가 더 이상 상기 제1 단부(E1) 측으로 이동하지 않도록 한다. 이로써, 상기 웨이퍼(10)와 상기 지지 플레이트(310) 간의 정렬이 완료된다.
상기 웨이퍼(10)와 상기 지지 플레이트(310)의 정렬이 완료되면, 상기 서브홀(331a)의 진공압을 해제시킨다. 이어, 다시 메인홀(311a)에 진공압을 제공하고, 이에 따라, 상기 웨이퍼(10)가 상기 지지 플레이트(310)에 흡착되고, 상기 로봇 아암(200)(도 1 참조)은 상기 웨이퍼(10)가 흡착된 상기 지지 플레이트(310)를 기 설정된 위치로 이동시킨다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 픽업 유닛을 나타낸 평면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 위치 조절부를 나타낸 평면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 픽업 유닛(302)은 웨이퍼를 진공 흡착하여 픽업하는 지지 플레이트(310), 상기 웨이퍼와 상기 지지 플레이트(310)를 정렬하는 제1 및 제2 얼라인 핀(321, 323), 및 상기 웨이퍼의 위치를 조절하는 위치 조절부(350)를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 지지 플레이트(310)와 상기 제1 및 제2 얼라인 핀(321, 323)는 도 2에 도시된 지지 플레이트(310)와 제1 및 제2 얼라인 핀(321, 323)과 동일한 구성을 가지므로, 참조 번호를 병기하고, 그 중복된 설명은 생략한다.
상기 위치 조절부(350)는 상기 지지 플레이트(310) 상에 설치되어 상기 지지 플레이트(310)에 안착된 웨이퍼의 위치를 조절한다. 구체적으로, 상기 위치 조절부(350)는 상기 웨이퍼를 진공 흡착하는 그립암(331), 상기 그립암(331)의 위치를 조절하는 실린더(333), 및 상기 웨이퍼의 충격을 흡수하는 지그부(340)를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 그립암(331)과 상기 실린더(333)는 도 2에 도시된 그립암(331) 및 실린더(333)와 동일한 구성을 가지므로, 참조 번호를 병기하고, 그 중복된 설명은 생략한다.
상기 그립암(331)은 상기 웨이퍼의 단부를 진공 흡착하고, 상기 실린더(333)는 상기 그립암(331)을 이동시켜 상기 웨이퍼의 위치를 변경한다. 상기 지그부(340)는 상기 실린더(333)와 상기 그립암(331)과의 사이에 위치하고, 상기 실린더(333)의 구동에 의한 상기 웨이퍼의 위치 변경 시 상기 웨이퍼의 충격을 흡수한다.
구체적으로, 상기 지그부(340)는 케이스(341), 연결바(343), 스프링(345) 및 와셔(washer)(347)를 포함한다. 상기 케이스(341)는 일 측이 상기 실린더(333)의 이동축(333a)과 결합하여 상기 실린더(333)에 의해 이동하고, 상기 그립암(331)과 인접한 타측이 개구된다.
상기 케이스(341) 내부에는 수납공간(SP)이 형성되고, 상기 수납공간(SP)에는 상기 연결바(343)와 상기 스프링(345) 및 상기 와셔(347)가 설치된다. 상기 연결바(343)는 상기 케이스(341)의 개구부(341a)를 통해 일부분이 상기 수납공간(SP)에 삽입되고, 상기 케이스(341)의 외측으로 노출된 부분이 상기 그립암(331a)과 결합한다.
상기 스프링(345)은 상기 연결바(343)를 둘러싸고, 상기 개구부(341a)와 인 접하게 위치한다. 상기 스프링(345)은 상기 지지 플레이트(310) 상의 웨이퍼를 정렬하는 과정에서 상기 웨이퍼의 흔들림 등에 의한 충격을 흡수한다.
즉, 상기 웨이퍼와 상기 제1 및 제2 얼라인 키(321, 323)가 접촉된 이후에도 상기 그립암(331)이 상기 메인 플레이트(311)의 제1 단부(E1)측으로 이동할 경우, 상기 그립암(331)과 상기 웨이퍼 간의 마찰력이 증가하여 상기 웨이퍼에 스크래치가 발생할 수 있다. 상기 스프링(345)은 상기 실린더(333)로부터 상기 그립암(331)에 전달되는 힘을 흡수하여 상기 웨이퍼와 상기 그립암(331) 간의 마찰력을 감소시키고, 상기 마찰에 의한 상기 웨이퍼의 스크래치를 방지한다. 또한, 상기 스프링(345)은 흔들림에 의한 충격을 흡수하여 상기 웨이퍼의 정렬 정밀도를 향상시킨다.
여기서, 상기 개구부(341a)의 폭은 상기 스프링(345)의 폭보다 작게 형성되어 상기 스프링(345)이 상기 케이스(341)로부터 이탈되는 것을 방지한다. 또한, 상기 연결바(343)는 상기 수납 공간(SP)에 위치하는 단부의 두께가 상기 스프링(345) 내부에 위치하는 부분의 두께보다 두껍게 형성되어 상기 스프링(345)과 분리되는 것을 방지한다. 본 발명의 일례로, 상기 연결바(343)는 상기 수납 공간(SP)에 위치하는 단부가 구 형상을 갖는다.
상기 와셔(347)는 상기 연결바(343)를 둘러싸고, 상기 구 형상으로 이루어진 상기 연결바(343)의 단부와 상기 스프링(345)과의 사이에 구비되어 상기 스프링(345)이 상기 연결바(343)로부터 이탈되는 것을 방지한다.
이하, 도 7a 내지 도 7e를 참조하여 상기 위치 조절부(350)가 상기 웨이퍼의 위치를 조절하는 과정을 구체적으로 설명한다.
도 7a는 도 5에 도시된 상기 픽업 유닛이 상기 웨이퍼를 픽업한 상태를 나타낸 도면이고, 도 7b는 도 5에 도시된 위치 조절부가 상기 웨이퍼를 이동시키는 과정을 나타낸 도면이며, 도 7c는 도 7b에 도시된 위치 조절부를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 7a를 참조하면, 먼저, 상기 지지 플레이트(310)를 웨이퍼(10)의 하부에 배치하고, 상기 지지 플레이트(310)의 메인홀(311a)에 진공압을 제공하여 상기 웨이퍼(10)가 상기 지지 플레이트(310)에 흡착된다. 이때, 상기 메인홀(311a)은 대체로 상기 웨이퍼(10)의 중앙부 측에 배치되고, 상기 웨이퍼(10)의 단부에 상기 그립부(331)의 서브홀(331a)이 위치한다.
이어, 상기 메인홀(311a)의 진공 흡착을 해제하고, 상기 서브홀(331a)에 진공압을 제공한다. 이에 따라, 상기 웨이퍼(10)의 단부가 상기 그립암(331)의 단부에 흡착되어 상기 그립암(331)에 고정된다.
이어, 상기 실린더(333)를 구동시켜 상기 실린더(333)의 이동축(333a)을 상기 메인 플레이트(311)의 제1 단부(E1) 측으로 이동시킨다.
도 7b 및 도 7c를 참조하면, 상기 이동축(333a)의 이동에 의해 상기 이동축(333a)에 결합된 상기 케이스(341)가 상기 메인 플레이트(311)의 제1 단부(E1)측으로 이동한다. 이에 따라, 상기 케이스(341)에 결합된 연결바(343) 및 상기 연결바(343)에 결합된 상기 그립암(331)이 상기 케이스(341)와 동일한 방향으로 이동하 고, 상기 그립암(331)에 고정된 상기 웨이퍼(10)가 상기 메인 플레이트(310)의 제1 단부(E1) 측으로 이동한다.
상기 실린더(333)의 구동에 의해 상기 웨이퍼(10)가 상기 제1 및 제2 얼라인 핀(321, 323)과의 접점 위치까지 이동하면, 상기 제1 및 제2 얼라인 핀(321, 323)은 상기 웨이퍼(10)의 측부를 지지하여 더 이상 상기 웨이퍼(10)가 상기 제1 단부(E1) 측으로 이동하지 못하도록 한다. 이로써, 상기 웨이퍼(10)와 상기 지지 플레이트(310) 간의 정렬이 완료된다.
여기서, 상기 웨이퍼(10)는 상기 지지 플레이트(310)에 안착시, 상기 제1 및 제2 서브 플레이트(313, 315) 중 어느 한쪽 편으로 치우쳐 위치할 수 있다. 이러한 경우, 상기 웨이퍼(10)는 상기 지지 플레이트(310)와의 정렬 과정에서 상기 제1 및 제2 얼라인 키(321, 323) 중 어느 하나와 먼저 맞닿을 수 있으며, 이로 인해, 상기 웨이퍼(10)에 흔들림이 발생할 수 있다. 상기 위치 조절부(340)의 스프링(345)은 이러한 흔들림을 흡수하여 상기 웨이퍼(10)가 손상되는 것을 방지한다.
도 7d는 도 5에 도시된 위치 조절부가 웨이퍼의 충격을 흡수하는 과정을 나타낸 도면이고, 도 7e는 도 7d에 도시된 위치 조절부를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 7d 및 도 7e를 참조하면, 상기 웨이퍼(10)의 정렬이 완료된 이후에도 상기 이동축(333a)이 상기 제1 단부(E1) 측으로 이동하는 경우, 상기 케이스(341)만 상기 실린더(333)의 이동축(333a)과 함께 이동하고, 상기 연결바(341)는 더 이상 이동하지 않는다.
이에 따라, 상기 케이스(341) 안의 스프링(345)이 상기 케이스(341)와 상기 연결바(341)에 의해 압축되고, 더 이상 상기 실린더의 운동력이 상기 그립암(331)에 전달되지는다. 이와 같이, 상기 위치 조절부(350)는 상기 웨이퍼(10)와 상기 지지 플레이트(310) 간의 정렬이 완료된 이후에 상기 이동축(333a)의 운동력이 상기 그립암(331)에 전달되는 것을 방지한다. 이에 따라, 상기 픽업 유닛(302)은 상기 웨이퍼(10)와 상기 그립암(331) 간의 마찰에 의한 상기 웨이퍼(10)의 훼손을 방지하고, 제품의 수율을 향상시킬 수 있다.
이어, 상기 서브홀(331a)의 진공을 해제하고, 상기 메인홀(311a)에 진공압을 제공하여 상기 웨이퍼(10)가 상기 지지 플레이트(310)에 흡착된다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 픽업 유닛을 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 2의 절단선 I-I'에 따른 단면도이다.
도 4a 내지 도 4d는 도 2에 도시된 픽업 유닛이 웨이퍼를 픽업하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 픽업 유닛을 나타낸 평면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 위치 조절부를 나타낸 평면도이다.
도 7a 내지 도 7e는 도 5에 도시된 픽업 유닛이 웨이퍼를 픽업하는 과정을 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
100 : 로봇 몸체 200 : 로봇 아암
301, 302 : 픽업 유닛 400 : 기판 이송 장치

Claims (15)

  1. 상기 기판을 픽업하는 픽업 유닛; 및
    상기 픽업 유닛과 결합하고, 상기 픽업 유닛을 이동시켜 상기 기판을 이송하는 이동 아암을 포함하고,
    상기 픽업 유닛은,
    상기 이동 아암과 결합하고, 기판이 안착되며, 진공 흡착을 이용하여 상기 기판을 고정시키는 지지 플레이트;
    상기 지지 플레이트의 상면으로부터 돌출되고, 상기 기판의 측부를 지지하여 상기 지지 플레이트와 상기 기판 간을 정렬시키는 적어도 하나의 얼라인 핀; 및
    상기 지지 플레이트에 설치되고, 상기 기판의 단부를 진공 흡착하며, 상기 기판의 위치를 조절하여 상기 지지 플레이트 상에 안착된 상기 기판을 상기 얼라인 핀 측으로 유도하는 위치 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 지지 플레이트는,
    제1 단부가 상기 이동 아암에 결합되고, 상기 제1 단부와 대향하는 제2 단부에 상기 기판의 중앙부를 진공 흡착하는 메인홀이 형성된 메인 플레이트;
    상기 메인 플레이트로부터 분기되어 상기 기판의 단부를 지지하는 제1 서브 플레이트; 및
    상기 메인 플레이트로부터 분기되어 상기 제1 서브 플레이트와 대향하고, 상기 기판의 단부를 지지하는 제2 서브 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 얼라인 핀은 상기 제1 및 제2 서브 플레이트 각각에 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 위치 조절부는,
    상기 메인 플레이트에 설치되고, 상기 기판의 단부를 진공 흡착하는 서브홀이 형성된 그립암; 및
    상기 메인 플레이트에 설치되고, 상기 그립암과 연결되며, 상기 그립암의 위치를 조절하는 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 실린더는 상기 메인 플레이트의 제1 단부와 인접하게 위치하고,
    상기 그립암은 상기 실린더와 상기 메인홀 사이에 위치하며 상기 실린더의 구동에 의해 상기 메인 플레이트의 제1 단부측으로 이동하거나 상기 메인 플레이트의 제2 단부측으로 이동하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  6. 제4항에 있어서, 측면에서 볼 때 상기 메인 플레이트의 상면과 상기 그립암의 상면은 서로 동일선 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 위치 조절부는,
    상기 실린더 및 상기 그립암과 결합하고, 상기 기판의 위치를 조절하는 과정에서 상기 기판에 가해지는 충격을 흡수하는 지그부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 지그부는,
    상기 실린더와 상기 그립암과의 사이에 위치하고, 상기 실린더에 결합되어 상기 실린더의 구동에 의해 위치가 조절되는 케이스;
    일부분이 상기 케이스 안에 삽입되고, 상기 케이스의 외부로 노출된 단부가 상기 그립암에 결합되며, 상기 실린더의 구동에 의해 위치가 조절되는 연결바; 및
    상기 케이스 안에 내장되고, 상기 연결바를 둘러싸며, 상기 연결바의 단부와 이에 대응하는 상기 케이스의 측부에 의해 이완 및 수축하여 상기 기판에 가해지는 충격을 흡수하는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 지그부는,
    상기 케이스 안에 내장되며, 상기 연결바를 둘러싸고, 상기 연결바의 단부와 상기 스프링과의 사이에 위치하여 상기 스프링이 상기 연결바로부터 이탈되는 것을 방지하는 와셔를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 위치 조절부에 제공되는 진공압의 경로와 상기 지지 플레이트에 제공되는 진공압의 경로가 서로 다른 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  11. 지지 플레이트가 기판을 진공 흡착하는 단계; 및
    상기 지지 플레이트에 설치된 위치 조절부가 상기 지지 플레이트에 안착된 상기 기판을 진공 흡착한 후 상기 지지 플레이트 상의 얼라인 핀 측으로 이동시켜 상기 기판과 상기 지지 플레이트를 정렬하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한 기판 이송 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 기판을 정렬하는 단계는,
    상기 위치 조절부의 그립암이 상기 기판을 진공 흡착하고, 상기 지지 플레이트의 진공이 해재되는 단계;
    상기 그립암을 이동시켜 상기 기판을 상기 얼라인 핀과의 접점 위치까지 이동시키는 단계; 및
    상기 그립암의 진공을 해제시키고, 다시 상기 지지 플레이트가 상기 기판을 진공 흡착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 기판을 이동시키는 단계는,
    상기 그립암에 연결된 실린더를 구동하여 상기 그립암을 이동시키는 단계; 및
    상기 그립암의 이동에 의해 상기 기판이 상기 얼라인 핀과 접할 때까지 이동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 기판을 이동시키는 단계는,
    실린더를 구동시켜 지그부를 이동시키는 단계;
    상기 지그부에 결합된 상기 그립암이 상기 지그부를 따라 이동하여 상기 기판을 상기 얼라인 핀측으로 이동시키는 단계; 및
    상기 기판이 상기 얼라인 핀과의 접점 위치까지 이동한 이후에 상기 실린더가 계속해서 구동되면, 상기 그립부가 정지된 상태에서 상기 지그부의 케이스만 상기 실린더에 의해 이동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 지그부의 케이스만 이동하는 단계는,
    상기 기판의 측부와 상기 얼라인 핀이 맞닿으면, 상기 그립부에 연결된 상기 지그부의 연결바가 정지되는 단계;
    상기 연결바가 정지된 이후에 상기 실린더가 계속해서 구동되면, 상기 연결바가 정지된 상태에서 상기 케이스가 상기 실린더의 구동에 의해 이동하는 단계; 및
    상기 케이스 내부에서 상기 연결바를 둘러싼 스프링이 정지된 상기 연결바와 이동하는 상기 케이스에 의해 수축되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 방법.
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