KR20090070600A - 버퍼 유닛를 포함한 기판 이재 로봇 장치를 이용한 기판이재 방법 - Google Patents

버퍼 유닛를 포함한 기판 이재 로봇 장치를 이용한 기판이재 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유리 기판의 이재 시간을 효과적으로 단축시킬 수 있는 기판 이재 방법에 대한 것으로서, 버퍼 유닛이 로봇 암과 함께 선회 또는 선회 및 이동될 수 있도록 결합한 이재 로봇 장치를 이용한 기판 이재 방법에 있어서, 다수의 유리 기판을 제 1 기판 적재 수단에서 버퍼 유닛으로 적재하는 적재 단계, 상기 버퍼 유닛을 제 2 기판 적재 수단 앞으로 선회 또는 선회 및 이동하는 이동 단계 및 상기 버퍼 유닛에서 상기 제 2 기판 적재 수단으로 다수의 유리 기판을 이재하는 이재 단계를 포함한다.
유리 기판, 이재, 로봇, 버퍼 유닛

Description

버퍼 유닛를 포함한 기판 이재 로봇 장치를 이용한 기판 이재 방법{Substrate transfer method using substrate transfer robot device including buffer unit}
본 발명은 유리 기판의 이재 방법에 대한 것으로서 특히 유리 기판의 이재 시간을 효과적으로 단축시킬 수 있는 기판 이재 방법에 대한 것이다.
유리 기판을 다루는 공정에 있어서, 모든 처리가 최종적으로 끝난 유리 기판은 카세트(Cassette) 내에 상하로 정연하게 복수의 매수가 수용된다. 이렇게 카세트에 수용된 유리 기판들은 납품을 위해 셀 박스에 옮겨져 장거리 이동을 하게 된다. 이재 로봇 장치는 카세트와 셀 박스 사이를 이동하는 한편 로봇 장치의 암(핸드)이 카세트 내에 진입하여 유리 기판을 유지 및 이재를 행하도록 구성된다.
구체적으로는 카세트 내의 유리 기판을 한 장씩 처리 면을 위로 향하도록 하고 다른 면을 한 쌍의 포크로 흡착 유지하고, 방향 전환한 후 셀 박스에 이재하는 동작을 셀 박스가 가득 찰 때까지 반복한다.
이러한 이재 방법의 가장 큰 이슈는 각 이재 단계의 간소화와 이를 통한 이재 시간의 단축이다.
본 발명의 목적은 유리 기판의 이재 시간을 효과적으로 단축시킬 수 있도록 구성된 이재 로봇 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 이재 시간을 단축시키면서도 간소화될 수 있는 이재 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 상기 목적은 버퍼 유닛이 지지 수단과 함께 선회 또는 선회 및 이동될 수 있도록 결합한 이재 로봇 장치를 이용한 기판 이재 방법에 있어서, 다수의 유리 기판을 제 1 기판 적재 수단에서 버퍼 유닛으로 적재하는 적재 단계, 상기 버퍼 유닛을 제 2 기판 적재 수단 앞으로 선회 또는 선회 및 이동하는 이동 단계 및 상기 버퍼 유닛에서 상기 제 2 기판 적재 수단으로 다수의 유리 기판을 이재하는 이재 단계를 포함하는 기판 이재 방법에 의해 달성된다.
본 발명의 다른 목적은 버퍼 유닛이 로봇 암과 함께 선회 또는 선회 및 이동될 수 있도록 결합한 이재 로봇 장치를 이용한 기판 이재 방법에 있어서, 다수의 유리 기판을 제 1 기판 적재 수단에서 버퍼 유닛으로 적재하는 적재 단계, 상기 버퍼 유닛을 얼라인먼트 수단 앞으로 선회 또는 선회 및 이동시키고 상기 유리 기판을 얼라인먼트 수단에 의해 위치 보정하는 보정 단계 및 상기 버퍼 유닛을 제 2 기판 적재 수단 앞으로 선회 또는 선회 및 이동하는 이동 단계 및 상기 버퍼 유닛에 서 상기 제 2 기판 적재 수단으로 다수의 유리 기판을 이재하는 이재 단계를 포함하는 기판 이재 방법에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 기판 이재 방법이 사용되는 기판 이재 로봇 장치에서 로봇 암은 이재 위치, 버퍼 위치, 대기 위치를 수평 이동하여 상기 유리 기판을 이재하도록 구동되는 것이 바람직하다. 버퍼 유닛은 슬릿부를 포함하고, 슬릿부는 유리 기판을 추출 또는 적재 동작시 상하 구동될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 경우에 따라 버퍼 유닛은 슬릿부의 폭 조절 유닛을 포함하고, 상기 적재 단계 이전에 상기 폭 조절 유닛에 의해 상기 유리 기판에 맞는 폭으로 상기 슬릿부의 폭을 조절하는 폭 조절 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 이재 방법은 버퍼 유닛에 유리 기판을 적재하는 적재 단계와 적재된 기판을 한번에 선회 또는 이동시키는 이동 단계를 포함하여 각 셀 박스 전체를 채우는 데 소요되는 시간을 효과적으로 단축시킬 수 있는 이점이 있으며, 아울러 이러한 버퍼 유닛을 포함하더라도 슬롯부의 승강 구동을 통해 이재 단계가 간소화될 수 있게 된다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법 으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이재 로봇 장치(100)의 개념도이다. 유리 기판(400)을 지지하기 위한 지지 수단(110)으로서 두 개의 로봇 암(110)이 개시되어 있으며, 로봇 암(110)의 표면에는 유리 기판(400)을 흡착하기 위해 부압을 가하는 흡착 수단이 사용될 수 있다. 두 로봇 암(110)은 유지부(120)에 결합되어 수평 방향의 슬라이드 방식으로 구동된다. 특히 두 로봇 암(110)은 카세트(200)에서 유리 기판(400)을 추출하거나 셀 박스(300)에 유리 기판(400)을 적재할 수 있는 이재 위치, 버퍼 유닛(130)에 상기 유리 기판(400)을 로드 또는 언로드할 수 있는 버퍼 위치, 도 1에 도시된 위치인 대기 위치 사이를 수평 이동한다.
유지부(120)는 승강 및 선회 동작이 이루어질 수 있는 승강 유닛(122)과 선회 유닛(123)을 포함하도록 구성되며, 그 하부에는 이재 로봇 장치(100)가 레일 상에서 이동할 수 있도록 하는 이동 수단(124)을 더 포함할 수 있다. 유지부(120)는 이와 같은 동작을 위해 두 로봇 암(110)의 슬라이드 구동 수단(121)인 모터와 승강 구동을 위한 모터, 선회 구동을 위한 모터가 포함된다. 유지부(120)에는 다수의 유리 기판(400)을 적재할 수 있는 버퍼 유닛(130)이 결합된다. 도 1에 도시된 바와 같이 버퍼 유닛(130)은 유지부(120)에서 지지 수단(110)이 수평 이동시 통과될 수 있는 곳에 위치하는 것이 바람직하다. 다만, 도 1의 구성은 예시적인 것에 불과하며 지지 수단(110)의 형태나 구동 방식에 따라 자유로이 설계될 수 있는 것이다.
본 실시예에 있어서 도 1에 도시된 바와 같이 버퍼 유닛(130)은 유지부(120)와 함께 선회만이 되고, 유지부(120)의 승강시에는 영향을 받지 않도록 결합되어 있다. 필요한 경우 버퍼 유닛(130)은 유지부(120)와 함께 승강되고 선회되도록 결합될 수 있다. 이러한 설계는 이재 방식 및 사용 환경에 맞추어 변형될 수 있는 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이 버퍼 유닛(130)의 내측에는 유리 기판(400)을 재치하기 위한 슬롯부(132)를 포함하여 다수의 유리 기판이 서로 접촉하지 않은 상태에서 적재될 수 있도록 한다. 아울러 다양한 규격의 유리 기판에 대응될 수 있도록 슬롯부의 폭을 조절하는 폭 조절 수단(131)이 포함되는 것이 바람직하며, 이때 폭 조절 수단(131)은 그 구동이 자동적으로 이루어지도록 하는 것이 더욱 바람직하다. 버퍼 유닛(130)은 유지부(120)와 착탈이 가능하도록 결합될 수 있으며, 이는 이재되는 대상 카세트(200)나 셀 박스(300)의 규격에 맞추어 설계된 슬롯부(132)를 가진 버퍼 유닛(130)으로의 교체를 자유로이 하도록 한다. 슬롯부(132)는 상하로 구동될 수 있도록 하는 상하 구동 수단(134)을 포함하여 상하 구동에 의해 유리 기판의 적재 차례로 적재될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
본 실시예에 따른 이재 로봇 장치에는 두 로봇 암(110)의 슬라이드 구동을 위한 모터와 승강 구동을 위한 모터, 선회 구동을 위한 모터와 흡착 수단, 이동 수단, 폭 조절 수단(131), 상하 구동 수단(134) 등을 제어하기 위한 제어 수단(미도 시)을 포함하고, 이러한 제어 수단은 유지부(120)에 내장되거나 외부에 별도로 위치할 수 있다.
도 3a 내지 도 3g는 본 실시예에 따른 이재 로봇 장치를 사용하여 유리 기판(400)을 적재 카세트(200)에서 셀 박스(300)로 이재하는 예시적 방법을 나타내는 개념도이다.
먼저 적재 단계(도 3a 내지 도 3c)는 먼저 로봇 암(110)을 대기 위치에서 이재 위치로 수평 이동(도 3a)시키고 유지부(120)를 상승시켜 카세트(200)에서 유리 기판(400)을 취출한다(도 3b). 이때 취출되는 유리 기판(400)은 카세트(200)에서 가장 하단에 위치하는 것부터 취출하는 것이 바람직하다. 로봇 암을 이재 위치에서 버퍼 위치로 수평 이동시킨 후 슬롯부를 상승시켜 취출된 유리 기판(400)을 버퍼 유닛(130)에 적재한다(도 3c). 카세트(200)의 다음 단에 위치하는 유리 기판(400)을 취출하기 위해 유지부(120)를 적절히 하강시키고 로봇 암을 버퍼 위치에서 이재 위치로 수평 이동시킨다(도 3a). 계속하여 도 3a 내지 도 3c의 취출 및 적재 동작을 반복하여 카세트(200)의 다음 단에 위치하는 유리 기판(400)을 버퍼 유닛(130)에 적재한다. 위 동작들을 반복함으로써 버퍼 유닛(130)에 다수의 유리 기판(400)을 순서대로 적재한다.
이동 단계(도 3d 및 도 3e)는 버퍼 유닛(130)의 슬롯부가 가득 차게 된 때 로봇 암을 대기 위치에 위치시키고(도 3d) 유지부(120)를 회전시켜 버퍼 유닛(130)이 셀 박스(300)의 전면에 위치하도록 한다(도 3e). 이때 필요에 따라 이동 수단에 의해 유지부(120)를 일정 거리 이동시킬 수도 있다.
이재 단계(도 3f 및 도 3g)는 로봇 암(110)을 대기 위치에서 버퍼 위치로 수평 이동시키고 슬롯부를 하강시켜 버퍼 유닛(130)에서 유리 기판(400)을 버퍼 유닛(130)에서 취출한다(도 3f). 이때 취출되는 유리 기판(400)은 슬롯부의 가장 하단에 위치하는 유리 기판(400)인 것이 바람직하다. 로봇 암(110)을 버퍼 위치에서 이재 위치로 수평 이동시킨 후 유리 기판(400)을 하강시켜 취출된 유리 기판(400)을 셀 박스(300)로 이재하며, 셀 박스(300)는 가장 상단의 슬롯에 이재되도록 셀 박스(300)의 높이가 적당히 설정된 것이 바람직하다. 로봇 암(110)을 이재 위치에서 버퍼 위치로 수평 이동시키고 유지부(120)를 셀 박스(300)의 다음 슬롯에 맞추어 하강한 후 슬롯부의 가장 하단에 남은 유리 기판(400)을 셀 박스(300)의 다음 슬롯에 이재한다. 위 동작을 계속 반복함으로써 버퍼 유닛(130)으로부터 셀 박스(300)로 다수의 유리 기판(400)을 이재한다.
셀 박스(300)에 유리 기판(400)을 모두 적재하면 로봇 암(110)은 대기 위치로 이동된다(도 3g). 적재가 완료된 셀 박스(300)가 운반되고 빈 셀 박스(300)가 준비되면 유지부(120)를 회전 또는 회전 및 이동시켜 버퍼 유닛(130)이 카세트(200)의 전면에 위치하도록 하고, 적재 단계, 이동 단계, 이재 단계를 반복한다.
이와 같은 버퍼 유닛(130)을 사용한 적재 방법은 각 유리 기판(400)을 하나씩 취출, 회전/이동, 적재하는 종래의 이재 방법과 비교하여 볼 때 버퍼 유닛(130)에 적재, 취출하는 단계가 더 부가되기는 하나, 이는 실질적으로 슬롯부의 승강 운동과 유지부(120)의 하강 운동(이재 단계시)만이 추가된 것이라고 할 수 있으므로 전체 이재 시간에 크게 영향을 미칠 정도는 아니다. 반면 본 발명에 따른 이재 방 법은 하나의 셀 박스(300) 단위의 유리 기판(400)들을 한번에 회전/이동시킬 수 있으므로 회전/이동에 따른 시간 소요를 현저히 줄여주게 된다. 즉, 종래의 이재 장치를 이용한 이재 방법과 비교하여 볼 때 한 셀 박스(300)를 이재하는 총 이재 시간을 약 40% 정도 단축시킬 수 있게 된다.
도시되지는 않았으나 필요한 경우 이재시 기판의 손상을 막기 위해 이동 단계의 중간에 보정 단계가 삽입될 수 있다. 이는 이동 단계 중 회전 또는 이동 중간에 위치하는 얼라인먼트 유닛에서 회전 또는 이동을 멈추고 버퍼 유닛(130)에 적재된 유리 기판(400)을 바람직하게는 하단에서부터 하나씩 로봇 암(110)을 이재 위치와 버퍼 위치를 왕복시킴과 동시에 이동부를 승강시켜 얼라인먼트 유닛으로 옮겨 위치 보정을 시킨 다음 버퍼 유닛(130)으로 적재하는 동작을 각 유리 기판(400)에 대해 반복하여 버퍼 유닛(130)의 모든 기판에 대해 위치 보정을 시킨 후 유지부(120)를 계속 회전 또는 이동시켜 이동 단계를 완료할 수 있다. 이 경우 얼라인먼트 유닛은 공지된 다양한 위치 보정 수단이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 공기 압력에 의한 접촉 방식으로 유리 기판(400)을 보정하는 수단이 사용될 수 있다.
보정 단계가 추가될 경우 종래의 이재 방법을 사용한 때와 비교하여 볼 때 슬롯부의 승강 운동과 유지부(120)의 상승 또는 하강 운동이 추가되나 전체적으로 한 셀 박스(300)를 이재하는 총 이재 시간은 약 30% 정도 단축시킬 수 있게 된다.
다만 위 보정 단계는 카세트(200) 자체에 일괄 얼라인먼트가 가능한 수단이 포함한 때에는 불필요한 것이다.
도 3a 내지 도 3g에 예시된 방법은 카세트(200)에서 셀 박스(300)로의 유리 기판(400) 이재 방법이나 단순히 카세트(200)를 셀 박스(300)로 교체하고, 셀 박스(300)를 카세트(200)로 교체함으로써 셀 박스(300)에서 카세트(200)로의 유리 기판(400) 이재를 설명할 수 있다. 다만 이 경우에는 별도의 얼라인먼트 유닛을 필요로 하지 않는다.
즉 본 발명에 따른 기판 이재 로봇 장치는 카세트에서 셀 박스로의 다수 기판 이재는 물론 셀 박스에서 카세트로의 다수 기판 이재에 사용될 수 있으며, 이에 한정되지 않고 다수의 기판을 한번에 이재하는 모든 사례에 응용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 이재 로봇 장치의 개념도,
도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 기판 이재 로봇 장치에 포함되는 버퍼 유닛의 평면도,
도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 기판 이재 로봇 장치에 포함되는 버퍼 유닛의 정면도,
도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 일실시예에 따른 기판 이재 로봇 장치를 사용한 이재 방법을 나타내는 개념도이다.
<도면의 부호에 대한 간단한 설명>
100: 기판 이재 로봇 장치 110: 지지 수단
120: 유지부 121: 슬라이드 구동 수단
122: 승강 수단 123: 선회 유닛
124: 이동 유닛 130: 버퍼 유닛
131: 폭 조절 수단 132: 슬롯부
200: 카세트 300: 셀 박스
400: 유리 기판

Claims (5)

  1. 버퍼 유닛이 지지 수단과 함께 선회 또는 선회 및 이동될 수 있도록 결합된 이재 로봇 장치를 이용한 기판 이재 방법에 있어서,
    다수의 유리 기판을 제 1 기판 적재 수단에서 버퍼 유닛으로 적재하는 적재 단계;
    상기 버퍼 유닛을 제 2 기판 적재 수단 앞으로 선회 또는 선회 및 이동하는 이동 단계; 및
    상기 버퍼 유닛에서 상기 제 2 기판 적재 수단으로 다수의 유리 기판을 이재하는 이재 단계
    를 포함하는 기판 이재 방법.
  2. 버퍼 유닛이 로봇 암과 함께 선회 또는 선회 및 이동될 수 있도록 결합한 이재 로봇 장치를 이용한 기판 이재 방법에 있어서,
    다수의 유리 기판을 제 1 기판 적재 수단에서 버퍼 유닛으로 적재하는 적재 단계;
    상기 버퍼 유닛을 얼라인먼트 수단 앞으로 선회 또는 선회 및 이동시키고 상기 유리 기판을 얼라인먼트 수단에 의해 위치 보정하는 보정 단계;
    상기 버퍼 유닛을 제 2 기판 적재 수단 앞으로 선회 또는 선회 및 이동하는 이동 단계; 및
    상기 버퍼 유닛에서 상기 제 2 기판 적재 수단으로 다수의 유리 기판을 이재하는 이재 단계
    를 포함하는 기판 이재 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 로봇 암은 이재 위치, 버퍼 위치, 대기 위치를 수평 이동하여 상기 유리 기판을 이재하는 기판 이재 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 버퍼 유닛은 슬릿부를 포함하고, 상기 슬릿부는 상기 유리 기판을 추출 또는 적재 동작시 상하 구동될 수 있도록 구성된 기판 이재 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 버퍼 유닛은 슬릿부의 폭 조절 유닛을 포함하고, 상기 적재 단계 이전에 상기 폭 조절 유닛에 의해 상기 유리 기판에 맞는 폭으로 상기 슬릿부의 폭을 조절하는 폭 조절 단계를 더 포함하는 기판 이재 방법.
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