KR20130096072A - 기판 반송 장치 - Google Patents

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KR20130096072A
KR20130096072A KR1020120017602A KR20120017602A KR20130096072A KR 20130096072 A KR20130096072 A KR 20130096072A KR 1020120017602 A KR1020120017602 A KR 1020120017602A KR 20120017602 A KR20120017602 A KR 20120017602A KR 20130096072 A KR20130096072 A KR 20130096072A
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곽명남
황재철
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삼성전자주식회사
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Abstract

반도체 기판의 반송 효율을 최대화하면서 간단한 구조를 가진 기판 반송 장치를 개시한다. 기판 반송 장치는 제1회전축을 중심으로 회전하도록 구성되는 제1암과, 제1암을 회전하게 하는 제1구동유닛과, 제1암에 배치된 제2회전축을 중심으로 회전하도록 구성되는 제2암과, 제2암을 회전하게 하는 제2구동유닛과, 제2암에 배치된 제3회전축을 중심으로 회전하도록 구성되는 제3암과, 제3암을 회전하게 하는 제3구동유닛 및 제3암의 회전에 연동되어 회전하며 제3암에 배치된 제4회전축을 중심으로 회전하도록 구성되는 제4암을 포함하여 구성될 수 있다.

Description

기판 반송 장치{SUBSTRATE TRANSFER APPARATUS}
본 발명은 반도체 제조공정에서 반도체 기판을 운송하는 기판 반송 장치에 관한 것이다.
반도체 소자는 반도체 기판, 예를 들어 실리콘 기판 상에 소정의 회로 패턴을 형성하는 작업을 반복하여 형성한다. 보다 구체적으로 보면, 반도체 소자를 형성하기 위해서는 박막을 형성하는 증착 공정, 이온 주입 공정, 열 산화 또는 열처리 공정, 패턴 형성을 위한 포토 공정 및 식각 공정들이 반복적으로 진행된다. 따라서, 이러한 공정들을 진행하기 위해서 반도체 생산라인에는 다양한 제조설비들이 구비된다.
여기에서 반도체 제조설비들이 반도체 기판을 처리함에 있어서는, 반도체 기판을 낱장 단위로 처리하는 매엽식(single type) 또는 반도체 기판의 25장 내외의 단위로 수 묶음씩 동시에 처리하는 배치식(batch type)이 있다.
매엽식으로 반도체 기판을 처리하는 반도체 제조설비에는 예를 들어 스퍼터링(sputtering) 장치, 급속 열처리 장치, 식각(etching) 장치, 애싱(ashing) 장치, 코팅(coating) 장치 및 노광(exposure) 장치 등이 있다.
하지만, 반도체 기판은 반도체 기판이 반도체 생산라인에서 25장 내외의 배치를 이루어 카세트에 담겨서 카세트 단위로 이동하는 것이 일반적이다. 따라서, 매엽식으로 반도체 기판을 처리하는 반도체 제조설비에서 반도체 기판 상에 공정을 진행할 때는, 25장 내외의 반도체 기판들이 담긴 카세트에서 설비 내의 챔버로 반도체 기판을 한 장씩 이송하는 작업이 필요하다.
제조설비에 따라서는 배치식 반도체 제조설비에서도 챔버 내의 카세트로 외부 카세트에서 반도체 기판을 이송하는 작업이 필요한 경우도 있다.
이에 따라, 반도체 제조설비에는 카세트에 적재된 반도체 기판을 챔버 내부로 반입시키거나, 반대로 챔버 내부의 반도체 기판을 외부 카세트로 이송하는 기판 반송 장치가 필요하다.
최근에는 간단한 구조를 가지는 동시에 복수의 챔버 내지 카세트로 자유롭게 반도체 기판을 이송할 수 있는 기판 반송 장치에 대한 연구가 활발히 행해지고 있다.
본 발명의 일 측면은 반도체 기판의 반송 효율을 최대화하면서 간단한 구조를 가진 기판 반송 장치를 개시한다.
본 발명의 다른 측면은 자유로운 움직임이 가능한 기판 반송 장치를 개시한다.
본 발명의 사상에 따른 기판 반송 장치는 제1회전축을 중심으로 회전하도록 구성되는 제1암;과, 상기 제1암을 회전하게 하는 제1구동유닛;과, 상기 제1암에 배치된 제2회전축을 중심으로 회전하도록 구성되는 제2암;과, 상기 제2암을 회전하게 하는 제2구동유닛;과, 상기 제2암에 배치된 제3회전축을 중심으로 회전하도록 구성되는 제3암;과, 상기 제3암을 회전하게 하는 제3구동유닛; 및 상기 제3암의 회전에 연동되어 회전하며, 상기 제3암에 배치된 제4회전축을 중심으로 회전하도록 구성되는 제4암;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제4암은 상기 제3구동유닛의 구동력을 전달받아 회전하는 것을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제4암에 상기 제3구동유닛의 구동력을 전달하도록 구성된 동력전달유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 동력전달유닛은 벨트를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 동력전달유닛은 상기 제3구동유닛의 구동력에 의해 회전하도록 구성된 제1벨트풀리와, 상기 제4암을 회전하게 하는 제2벨트풀리를 포함하고, 상기 벨트는 상기 제1벨트풀리와 상기 제2벨트풀리에 장착되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제4암에서 일측으로 돌출되도록 장착되며, 기판이 안착될 수 있도록 구성된 핸드;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1회전축을 중심으로 회전하는 회전 동작;과, 상기 핸드를 전진 또는 후진하게 하는 전후진 동작;과, 수평면 상에서 상기 핸드를 상기 전후진 동작과 수직한 방향으로 이동하게 하는 주행 동작;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 주행 동작은 상기 제1암, 상기 제2암, 상기 제3암 및 상기 제4암이 회전하여 형성되는 것을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 주행 동작에 있어서 상기 제1암과 상기 제3암은 제1방향으로 회전하고, 상기 제2암과 상기 제4암은 제2방향으로 회전하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 전후진 동작은 상기 제2암, 상기 제3암 및 상기 제4암이 회전하여 형성되는 것을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제2회전축에서 상기 제3회전축까지의 길이는 상기 제3회전축에서 상기 제4회전축까지 길이와 동일한 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제3암의 회전각은 상기 제4암의 회전각의 2배인 것을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따른 기판 반송 장치는 제1회전축을 중심으로 회전하도록 구성되는 제1암;과, 상기 제1암에 배치된 제2회전축을 중심으로 회전하도록 구성되는 제2암;과, 상기 제2암에 배치된 제3회전축을 중심으로 회전하도록 구성되는 제3암;과, 상기 제3암의 회전에 연동되어 회전하며, 상기 제3암에 배치된 제4회전축을 중심으로 회전하도록 구성되는 제4암;을 포함하고, 상기 제1회전축을 중심으로 회전하는 회전 동작;과, 상기 제4암을 제1방향을 따라 이동하게 하는 전후진 동작;과, 상기 제4암을 상기 제1방향에 수직한 제2방향을 따라 이동하게 하는 주행 동작;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.상기 주행 동작에 있어서 상기 제4암이 향하는 방향을 유지할 수 있도록 상기 제1암, 상기 제2암, 상기 제3암 및 상기 제4암이 회전하면서 상기 제4암이 상기 제2방향을 따라 이동하게 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 전후진 동작에 있어서 상기 제1암은 고정되고, 상기 제2암, 상기 제3암 및 제4암이 회전하면서 상기 제4암이 제1방향을 따라 이동하게 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
간단한 구조로 기판 반송 장치가 3 자유도를 가지고 동작할 수 있다.
여러 방향에 위치하는 반도체 기판을 자유롭게 이송할 수 있다.
카세트 내지 챔버와 기판 반송 장치의 상대적인 위치가 변경되더라도 암의 움직임을 통해 반도체 기판의 이송이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 반송 장치를 도시한 도면.
도 2는 도 1의 기판 반송 장치의 단면도.
도 3은 도 1의 기판 반송 장치를 위에서 본 도면.
도 4는 도 1의 기판 반송 장치를 정면에서 본 도면.
도 5 및 도 6은 도 1의 기판 반송 장치의 전후진 동작을 도시한 도면.
도 7은 도 1의 기판 반송 장치의 회전 동작을 도시한 도면.
도 8 및 도 9는 도 1의 기판 반송 장치의 주행 동작을 도시한 도면.
도 10 내지 도 13은 도 1의 기판 반송 장치의 동작을 예시적으로 도시한 도면.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 반송 장치를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기판 반송 장치(1)는 제1암(10), 제2암(20), 제3암(30) 및 제4암(40)을 포함할 수 있다. 제1암(10)의 일측 단부의 하면에는 제1암(10)을 승하강하게 하는 승하강축(50)이 결합될 수 있다. 승하강축(50)은 몸체(60)에 결합될 수 있다.
본 실시예에서 제1암(10)과 승하강축(50)은 별개로 형성된 것으로 도시되어 있으나, 제1암(10)과 승하강축(50)이 일체로 형성될 수도 있다. 제1암(10)과 승하강축(50)이 일체로 형성되는 경우, 제1암(10)과 승하강축(50)은 동시에 회전하게 된다.
제1암(10)에 있어서 승하강축(50)이 결합된 일측 단부의 반대측 단부에는 제2암(20)이 결합될 수 있다. 제2암(20)에는 후술할 제2구동유닛(210, 도 2 참조)과 제3구동유닛(310, 도 2 참조)을 수용할 수 있도록 제1수용부(25)와 제2수용부(26)가 형성될 수 있다.
제2암(20)의 단부에는 제3암(30)이 결합될 수 있다.제3암(30)의 단부에는 제4암(40)이 결합될 수 있다.
제4암(40)에는 반도체 기판을 들어 지지할 수 있는 핸드(45)가 장착될 수 있다. 핸드(45)의 단부에는 반도체 기판이 안착될 수 있는 핑거부(46)가 형성될 수 있다. 핑거부(46)에는 반도체 기판이 안정적으로 안착될 수 있도록 반도체 기판의 형상에 대응되는 형상으로 단차가 형성될 수 있다. 본 실시예에 있어서 반도체 기판은 원형이므로 핑거부(46)에는 원형의 일부에 대응되는 형상으로 단차가 형성될 수 있다.
핑거부(46)에는 반도체 기판을 탑재하여 고정할 수 있도록 진공 흡입구 등이 형성될 수도 있다.
도 2는 도 1의 기판 반송 장치의 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 승하강축(50)의 내부에는 제1암(10)을 회전하게 하는 제1구동유닛(110)이 설치될 수 있다. 제1구동유닛(110)에는 제1암(10)의 회전중심이 되는 제1회전축(160)이 결합된다. 제1구동유닛(110)이 제1회전축(160)을 회전하게 하면, 제1회전축(160)에 결합된 제1암(10)이 회전한다.
제1구동유닛(110)은 모터를 포함할 수 있다. 이하 제2구동유닛(210) 및 제3구동유닛(310) 역시 모터를 포함할 수 있다. 다만, 구동유닛(110, 210, 310)은 모터만이 아니라 암(10, 20, 30)을 회전하게 할 수 있는 다른 수단을 모두 포함될 수 있을 것이다.
승하강축(50)이 제1암(10)과 일체로 형성되는 경우에는 제1구동유닛(110)은 몸체(60, 도 1 참조)에 설치될 수 있다.
제2암(20)의 제1수용부(25)에는 제2암(20)을 회전하게 하는 제2구동유닛(210)이 배치될 수 있다. 제2구동유닛(210)에는 제2구동유닛(210)의 구동력을 전달받아 회전하는 제1벨트풀리(220)가 결합된다.
제2암(20)의 회전중심이 되는 제2회전축(260)에는 제2벨트풀리(240)가 결합된다. 제1벨트풀리(220)와 제2벨트풀리(240)를 제1벨트(230)가 감싸면서 결합된다. 제2구동유닛(210)의 구동력은 제1벨트풀리(220), 제1벨트(230), 제2벨트풀리(240)를 통해 제2회전축(260)에 전달된다.
제2회전축(260)은 제1감속기(250)에 결합된다. 제1감속기(250)는 제1구동유닛(110)의 회전속도를 적절한 속도로 변화하여 제2암(20)을 회전하게 한다.
본 실시예에서 제2암(20)과 제2구동유닛(210)은 제1벨트(230)를 통해 연결되어 있으나, 제2구동유닛(210)이 직접 제2암(20)에 연결되는 것도 본 발명의 실시예에 포함될 수 있다.
제2암(20)의 제2수용부(26)에는 제3암(30)을 회전하게 하는 구동력을 발생하는 제3구동유닛(310)이 배치될 수 있다. 제3구동유닛(310)에는 제3구동유닛(310)의 구동력을 전달받아 회전하는 제3벨트풀리(320)가 결합된다.
제3암(30)의 회전중심이 되는 제3회전축(360)에는 제4벨트풀리(340)가 결합된다. 제3벨트풀리(320)와 제4벨트풀리(340)를 제2벨트(330)가 감싸면서 결합된다. 따라서, 제4벨트풀리(340)는 제3벨트풀리(320)와 함께 회전한다.
제3회전축(360)은 제2감속기(350)에 결합된다. 제2감속기(350)는 제2구동유닛(210)의 회전속도를 적절한 속도로 변화하여 제3암(30)을 회전하게 한다.
제2감속기(350)에는 제5벨트풀리(420)가 결합된다. 제4암(40)의 회전중심이 되는 제4회전축(460)에는 제6벨트풀리(440)가 결합된다. 제5벨트풀리(420)와 제6벨트풀리(440)를 제3벨트(430)가 감싸면서 결합된다. 따라서, 제6벨트풀리(440)는 제5벨트풀리(420)와 함께 회전한다.
제5벨트풀리(420)에는 제3감속기(450)가 결합되어 제5벨트풀리(420)에서 전달된 회전속도를 적절한 속도로 변화하여 제4암(40)을 회전하게 한다.
즉, 제3구동유닛(310)의 구동력은 제3벨트풀리(320), 제2벨트(330) 및 제4벨트풀리(340)를 통해 제3암(30)에 1차적으로 전달된다. 이렇게 전달된 구동력은 제5벨트풀리(420), 제3벨트(430) 및 제6벨트풀리(440)를 통해 제4암(40)에 2차적으로 전달된다.
이렇게 제4암(40)은 독립적으로 회전하지 않고, 제3암(30)과 연동되어 회전하도록 구성될 수 있다.
제3구동유닛(310) 역시 제3구동유닛(310)이 제3암(30)에 직접 연결되는 것도 본 발명의 실시예에 포함될 수 있다.
도 3은 도 1의 기판 반송 장치를 위에서 본 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 기판 반송 장치(1)는 3 방향으로 움직일 수 있다. 제4암(40)에서 돌출된 핸드(45)를 기준으로 핸드가 향하는 방향, 즉 X축을 따라서 움직이는 X 방향과, X축과 수직한 Y축을 따라서 이동하는 Y방향과, 암(10, 20, 30, 40) 전체가 회전하는 R방향으로 움직일 수 있다.
X축을 따라서 움직이는 것은 전후진 동작, Y축을 따라서 움직이는 것은 주행 동작, R방향으로 회전하는 것은 회전 동작으로 정의한다.
이하 본 실시예에 의한 기판 반송 장치(1)에 있어서 제1암(10)과 제3암(30)은 반시계방향으로 회전하는 각도를 기준으로 하고, 제2암(20)과 제4암(40)은 시계방향으로 회전하는 것을 기준으로 각도를 정의한다. 이는 각도를 정의하는 것 일뿐이고, 각 암(10, 20, 30, 40)이 위 방향으로만 회전한다는 것을 의미하는 것은 아니다.
위 회전방향으로 기준으로 제1암(10)의 회전각도는 θ₁, 제2암(20)의 회전각도는 θ₂, 제3암(30)의 회전각도는 θ₃, 제4암(40)의 회전각도는 θ₄로 정의한다. 기본 자세에서 제2암(20)이 Y축과 이루는 각도는 θr로 정의한다.
도 4는 도 1의 기판 반송 장치를 정면에서 본 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 암(10, 20, 30, 40) 전체가 상하로 움직일 수 있다. 이렇게 Z축을 따라서 움직이는 것은 Z방향으로 움직이는 것으로 정의한다. 이러한 동작은 암(10, 20, 30, 40)의 동작과 관계없이 승하강축(50)의 승하강에 의해서만 동작할 수 있다.
Z방향으로 움직이는 것은 몸체(60)의 내부에 마련된 승하강축(50)의 구동부(미도시)에 의해 움직일 수 있다.
Z방향의 움직임은 암(10, 20, 30, 40)의 움직임과 별개로 또는 병행하여 행해질 수 있다.
이렇게 Z축을 따라 이동하는 것을 승하강동작으로 정의한다.
도 5 및 도 6은 도 1의 기판 반송 장치의 전후진 동작을 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 전후진 동작은 제4암(40)에서 장착된 핸드(45)가 돌출된 방향, 즉 X축을 따라 핸드(45)가 자세를 유지한 상태로 이동하는 동작을 말한다.
도면에 핸드(45)는 그 방향을 유지한 채로 전진하는 것이 도시되어 있다. 핸드(45)가 전후진하면서 카세트 내에 반도체 기판을 뽑아내거나, 챔버 내부로 반도체 기판을 장입하는 동작을 수행하게 된다.
전후진 동작을 수행하는 때에는 제1암(10)은 회전하지 않고 고정될 수 있다. 제1암(10) 이 외에 제2암(20), 제3암(30) 및 제4암(40)이 회전하면서 전후진 동작을 수행하게 된다.
핸드(45)가 그 위치를 유지하면서 이동하기 위하여 제2암 내지 제4암(20, 30, 40)은 적절한 회전각도를 가지고 회전할 수 있다.
각 암(10, 20, 30, 40)의 회전각도를 및 반도체 기판 반송 경로를 최적화하기 위하여 제2암(20) 및 제3암(30)의 길이를 조절할 수도 있다.
특히, 제2암(20)에 있어서 제2회전축(260)에서 제3회전축(360)까지의 길이를 L2로 정의하고, 제3암(30)에 있어서 제3회전축(360)에서 제4회전축(460)까지의 길이를 L3로 정의한다면, L2와 L3이 길이가 같을 수 있다.
이렇게 L2와 L3의 길이를 동일하게 조절한다면, 각 암의 회전각도 θ₂:θ₃:θ₄는 그 비가 1:2:1일 수 있다. θ₂와 θ₄는 제2암(20)과 제4암(40)이 시계 반대방향으로 회전하는 각도로 하고, θ₃은 제3암(30)이 시계방향으로 회전하는 각도로 하는 것은 앞의 도 3에서 정의하였다.
도 7은 도 1의 기판 반송 장치의 회전 동작을 도시한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 암(10, 20, 30, 40) 전체가 동시에 회전할 수 있다. 이러한 동작을 회전 동작으로 정의한다. 회전 동작에 의해서 핸드(45)가 향하는 방향을 원하는 방향으로 바꿀 수 있다.
회전 동작 시에는 다른 암은 모두 고정되고, 제1암(10)만이 회전한다.
회전 동작은 다른 방향에 있는 카세트 또는 챔버로 핸드(45)를 향하게 하기 위한 동작이다. 즉, 전후진 동작을 행하기 전에 핸드(45)를 원하는 방향을 향하게 하기 위한 동작이다. 이러한 회전 동작 후에 전후진 동작 또는 주행 동작이 행해지게 된다.
앞서 살펴본 바와 같이, 회전 동작 시에 승하강동작이 병행하여 이루어질 수 있다.
회전 동작은 제1암(10)의 회전정도에 따라 그 회전각도가 결정될 수 있다.
도 8 및 도 9는 도 1의 기판 반송 장치의 주행 동작을 도시한 도면이다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 주행 동작은 제4암(40)에 장착된 핸드(45)가 그 자세를 유지하면서 Y축을 따라 이동하는 동작을 말한다.
도면에 도시된 바에 따르면 핸드(45)의 핑거부(46)가 X방향을 향하는 상태로 핸드(45)가 Y방향을 따라 이동하는 것이 도시되어 있다.
주행 동작은 나란하게 배치된 챔버 내지 카세트에 핸드(45)가 전후진하기 전에 위치를 결정하기 위한 동작이다.
도면에 도시된 바와 같이 Y축을 따라 이동하기 위해서 제1암(10)과 제3암(30)은 반시계 방향으로 회전하고, 제2암(20)과 제4암(40)은 시계 방향으로 회전할 수 있다.
도면에 도시된 바와 반대 방향으로 움직이기 위해서는 제1암(10)과 제3암(30)은 시계 방향으로 회전하고, 제2암(20)과 제4암(40)은 반시계 방향으로 회전할 수 있다.
앞에서 살펴본 바와 같이, 각 암(10, 20, 30, 40)의 회전각도를 및 반도체 기판 반송 경로를 최적화하기 위하여 제2암(20) 및 제3암(30)의 길이를 조절할 수도 있고, L2(도 6 참조)와 L3(도 6 참조)이 같을 수 있다.
이렇게 L2와 L3를 동일하게 조절하는 경우 아래와 같은 공식에 따라 각 회전각을 결정할 수 있다.
이동하고자 하는 거리가 T이고, 제1암 내지 제3암(10, 20, 30)의 길이가 L1, L2, L3이고, 제1암 내지 제4암(10, 20, 30, 40,)의 회전각도가 θ₁, θ₂, θ₃, θ₄이고, 초기에 제2암(20)의 각도를 θr이라고 한다면 아래와 같은 수식으로 회전각도를 결정할 수 있다.
θ₁= arcsin(T/L2)
θ₂= θ₁+[θr-arcsin{2ㅇL2ㅇsinθr-L1(1-cosθ₁)}]
θ₃=2*[θr-arcsin{2ㅇL2ㅇsinθr-L1(1-cosθ₁)}]
θ₄=θr-arcsin{2ㅇL2ㅇsinθr-L1(1-cosθ₁)}
위 식을 검토하면 제3암(30)의 회전각도 θ₃는 제4암(40)의 회전각도 θ₄의 2배일 수 있다.
즉, 제4암(40)의 회전각도가 제3암(30)의 회전각도의 1/2이 되도록 제3감속기(450, 도 2 참조)를 조절할 수 있다.
위의 회전각도는 하나의 예이고, 핸드(45)가 그 자세를 유지하면서 Y축을 따라 이동할 수 있다면 각 암(10, 20, 30, 40)의 회전각도는 위와 다르게 형성될 수도 있다.
도 10 내지 도 13은 도 1의 기판 반송 장치의 동작을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 10은 기판 반송 장치의 기본 자세를 도시한 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 기판 반송 장치(1)의 주위에 카세트(700)와 챔버(800, 900)가 배치될 수 있다.
본 도면은 기판 반송 장치(1), 카세트(700) 및 챔버(800, 900)의 배치의 일 예를 도시한 것이고, 각 장치의 배치는 이와 다르게 자유롭게 배치될 수 있다.
제1챔버(800)와 제2챔버(900)는 기판 반송 장치(1)를 기준으로 동일한 방향에 서로 나란하게 배치될 수 있다. 또는, 하나의 챔버에 반도체 기판이 안착될 수 있는 부분이 두 개가 형성된 것일 수도 있다.
기판 반송 장치(1)는 도 10에 도시된 자세를 기본 자세로 하여 이 자세를 시작점으로 하여 움직인다. 도 11 내지 도 13에 도시된 여러 가지 동작을 수행하는 과정에서 이러한 기본 자세를 기준으로 움직이게 된다.
기본 자세 역시 본 도면에 도시된 것은 하나의 예이고, 이와 다른 자세를 기본 자세로 하는 것도 무방하다.
도 11은 반도체 기판이 적재된 카세트에서 반도체 기판을 꺼내는 동작을 도시한 도면이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 기본 자세에서 핸드(45)가 향하는 방향과 다른 방향에 카세트(700)가 위치한다.
따라서, 먼저 핸드(45)가 카세트(700)를 향하도록 하는 동작을 수행하고, 핸드(45)가 카세트(700)를 향해 이동하는 동작을 수행하게 된다.
1단계(S11)는 회전 동작을 수행하게 된다.
회전 동작은 앞서 살펴본 바와 같이 제1암(10)만이 제1회전축(160)을 중심으로 회전하는 동작이다. 제1암(10)이 적절한 각도로 회전하여 핸드(45)가 카세트(700)를 향할 수 있도록 한다.
2단계(S12)는 전후진 동작을 수행하게 된다. 회전 동작을 통해 핸드(45)가 카세트(700)를 향하게 되면 핸드(45)를 카세트(700)를 향해 이동하는 동작이다.
전후진 동작은 앞서 살펴본 바와 같이 제1암(10)은 고정되고, 제2암(20), 제3암(30) 및 제4암(40)이 회전하는 동작이다.
앞에서 살펴본 바와 같이, 각 암(10, 20, 30, 40)의 회전각도를 및 반도체 기판 반송 경로를 최적화하기 위하여 제2암(20) 및 제3암(30)의 길이를 조절할 수도 있고, L2(도 6 참조)와 L3(도 6 참조)이 같을 수 있다.
이렇게 제2암(20) 및 제3암(30)의 길이를 조절한다면, 각 암의 회전각도 θ₂:θ₃:θ₄는 그 비가 1:2:1일 수 있음은 앞에서 설명하였다.
이렇게 카세트(700)에 핸드(45)가 인접하게 되면 핸드(45)의 핑거부(46)에 반도체 기판(2)이 안착된다.
반도체 기판(2)이 핑거부(46)에 안착되면 기판 반송 장치(1)는 앞에 설명한 단계를 반대로 수행하여 기본 자세로 돌아올 수 있다. 즉, 2단계(S22)인 전후진 동작을 수행하고, 1단계(S11)인 회전 동작을 수행하여 기본 자세로 돌아올 수 있다.
이렇게 반도체 기판(2)이 안착된 상태에서 기본 자세로 돌아온 후 챔버(800, 900)에 반도체 기판을 이송하는 동작을 수행할 수 있다.
도 12는 반도체 기판을 제1챔버에 이송하는 동작을 도시한 도면이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 기본 자세에서 제1챔버(800)는 핸드(45)의 X방향에 배치되어 있으나, 그 위치가 핸드(45)의 위치와 동일한 Y축 선상에 위치하지 않는다. 따라서, 먼저 핸드(45)를 제1챔버(800)와 동일한 선상에 위치하도록 하는 동작을 수행하고, 핸드(45)가 제1챔버(800)를 향해 이동하는 동작을 수행하게 된다.
1단계(S21)는 주행 동작을 수행하게 된다.
주행 동작은 앞서 살펴본 바와 같이 제1암 내지 제4암(10, 20, 30, 40)이 모두 회전하는 동작이다. 주행 동작을 통해 핸드(45)가 Y축을 따라 이동하게 되고, 이로써 핸드(45)가 제1챔버(800)와 동일한 선상에 위치할 수 있다.
앞서 살펴본 바에 의하면 제2암(20) 및 제3암(30)의 길이를 조절하여 L2(도 6 참조)와 L3(도 6 참조)을 동일하게 한다면, 제3암(30)의 회전각도 θ₃는 제4암(40)의 회전각도 θ₄의 2배일 수 있다.
앞서 도 8에서 도시된 주행 동작과 반대 방향으로 핸드(45)가 움직여야 하므로, 제1암(10)과 제3암(30)은 시계 방향으로 회전하고, 제2암(20)과 제4암(40)은 반시계 방향으로 회전할 수 있다.
2단계(S22)는 전후진 동작을 수행하게 된다. 핸드(45)가 제1챔버(800)를 향해 이동하는 동작이다.
전후진 동작은 제1암(10)은 고정되고, 제2암(20), 제3암(30) 및 제4암(40)이 회전하는 동작이다.
이렇게 핸드(45)가 제1챔버(800)에 인접하게 되면 핸드(45)의 핑거부(46)에 안착된 반도체 기판(2)을 제1챔버(800)에 장착할 수 있다.
반도체 기판(2)을 제1챔버(800)에 장착한 후에 기판 반송 장치(1)는 다시 기본 자세로 돌아 올 수 있다. 이는 앞의 동작을 반대로 수행하면 된다. 즉, 2단계(S22)인 전후진 동작을 수행하고, 1단계(S21)인 주행 동작을 수행한다.
도 13은 반도체 기판을 제2챔버에 이송하는 동작을 도시한 도면이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 기본 자세에서 제1챔버(800)는 핸드(45)의 X방향에 배치되어 있으나, 그 위치가 핸드(45)의 위치와 동일한 Y축 선상에 위치하지 않는다. 따라서, 먼저 핸드(45)를 제1챔버(800)와 동일한 선상에 위치하도록 하는 동작을 수행하고, 핸드(45)가 제1챔버(800)를 향해 이동하는 동작을 수행하게 된다.
1단계(S31)는 주행 동작을 수행하게 된다.
도 12와 다른 점은 이번 주행 동작은 도 8에 도시된 주행 동작과 동일한 방향으로 움직인다. 따라서, 제1암(10)과 제3암(30)은 반시계 방향으로 회전하고, 제2암(20)과 제4암(40)은 시계 방향으로 회전할 수 있다.
주행 동작이 완료되면 2단계(S32)인 전후진 동작을 수행하게 된다. 전후진 동작에 의해 핸드(45)는 제2챔버(900)를 향해 이동하고, 핸드(45)가 제1챔버(800)에 인접하게 되면 핸드(45)의 핑거부(46)에 안착된 반도체 기판(2)을 제2챔버(900)에 장착한다.
반도체 기판(2)을 제2챔버(900)에 장착한 후에 기판 반송 장치(1)는 다시 기본 자세로 돌아 올 수 있다.
도 13에 도시된 동작을 수행하기 전에 핸드(45)에 반도체 기판(2)이 없는 경우라면 도 11에 도시된 동작을 수행하여 카세트(700)에서 반도체 기판(2)을 꺼내 오는 동작을 먼저 수행할 수도 있다.
도 11 내지 도 13에 도시된 카세트(700), 챔버(800, 900) 및 기판 반송 장치(1)의 배치는 하나의 예이고 이와 다르게 각 장치가 배치되는 것도 본 발명의 사상에 포함될 수 있다.
1 : 기판 반송 장치 10 : 제1암
20 : 제2암 30 : 제3암
40 : 제4암 45 : 핸드
2 : 반도체 기판 700 : 카세트
800 : 제1챔버 900 : 제2챔버

Claims (10)

  1. 제1회전축을 중심으로 회전하도록 구성되는 제1암;
    상기 제1암을 회전하게 하는 제1구동유닛;
    상기 제1암에 배치된 제2회전축을 중심으로 회전하도록 구성되는 제2암;
    상기 제2암을 회전하게 하는 제2구동유닛;
    상기 제2암에 배치된 제3회전축을 중심으로 회전하도록 구성되는 제3암;
    상기 제3암을 회전하게 하는 제3구동유닛; 및
    상기 제3암의 회전에 연동되어 회전하며, 상기 제3암에 배치된 제4회전축을 중심으로 회전하도록 구성되는 제4암;을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제4암은 상기 제3구동유닛의 구동력을 전달받아 회전하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제4암에 상기 제3구동유닛의 구동력을 전달하도록 구성된 동력전달유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 동력전달유닛은 벨트를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 동력전달유닛은 상기 제3구동유닛의 구동력에 의해 회전하도록 구성된 제1벨트풀리와, 상기 제4암을 회전하게 하는 제2벨트풀리를 포함하고,
    상기 벨트는 상기 제1벨트풀리와 상기 제2벨트풀리에 장착되는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제4암에서 일측으로 돌출되도록 장착되며, 기판이 안착될 수 있도록 구성된 핸드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1회전축을 중심으로 회전하는 회전 동작;
    상기 핸드를 전진 또는 후진하게 하는 전후진 동작;
    수평면 상에서 상기 핸드를 상기 전후진 동작과 수직한 방향으로 이동하게 하는 주행 동작;을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 주행 동작에 있어서 상기 제1암과 상기 제3암은 제1방향으로 회전하고, 상기 제2암과 상기 제4암은 제2방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2회전축에서 상기 제3회전축까지의 길이는 상기 제3회전축에서 상기 제4회전축까지 길이와 동일한 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제3암의 회전각은 상기 제4암의 회전각의 2배인 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
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