KR20220141111A - 기판이송장치 및 이를 포함하는 기판 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판이송장치 및 이를 포함하는 기판 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔드 이펙터(end-effector)의 처짐을 감지하는 기판이송장치 및 이를 포함하는 기판 처리장치에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 기판이송장치는 제1 방향으로 연장되며, 기판이 지지되는 엔드 이펙터; 상기 엔드 이펙터의 상기 제1 방향 일측이 연결되는 엔드이펙터 핸드; 상기 엔드이펙터 핸드에 연결되며, 상기 엔드 이펙터를 상기 제1 방향으로 이동시키는 수평 이동부; 및 상기 엔드 이펙터의 이동경로 양측에 각각 배치되는 발광부와 수광부를 포함하며, 상기 엔드 이펙터의 처짐을 감지하는 처짐 감지부;를 포함할 수 있다.

Description

기판이송장치 및 이를 포함하는 기판 처리장치{Substrate transfer device and substrate processing apparatus having the same}
본 발명은 기판이송장치 및 이를 포함하는 기판 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔드 이펙터(end-effector)의 처짐을 감지하는 기판이송장치 및 이를 포함하는 기판 처리장치에 관한 것이다.
반도체 제조공정에서 단위공정을 진행하기 위해서는 각각의 공정 특성에 맞는 복수의 장치들을 구비하게 되며, 이들 각기 다른 장치에는 웨이퍼(wafer) 등 기판의 이송을 위한 기판이송장치들을 구비한다.
일반적으로, 반도체 설비의 기판이송장치는 로드락 챔버(load-lock chamber)에서 기판수납부재(예를 들어, FOUP, 캐리어 등) 또는 기판수납부재에서 로드락 챔버로 기판을 이송시키는 역할을 한다.
배치식(batch type) 기판처리장치에서는 로드락 챔버에서 기판보트(substrate boat)에 복수의 기판을 다단으로 적재한 후에 복수의 기판에 대해 기판 처리공정을 수행하게 되며, 기판의 이송시간(예를 들어, 적재시간)을 단축하기 위해 기판이송장치는 둘 이상의 엔드 이펙터(end-effector)를 갖게 되고, 기판수납부재로부터 둘 이상의 기판을 꺼내 한꺼번에 기판보트에 적재시킬 수 있다.
이러한 기판이송장치는 사용하면서 엔드 이펙터 각각의 처짐이 발생할 수 있으며, 엔드 이펙터의 처짐에 따라 복수의 엔드 이펙터의 간격이 변화하는 경우에는 기판이 기판보트 또는 기판수납부재에 진입하면서 스크래치(scratch) 등의 손상이 발생하거나, 기판보트를 밀어 넘어뜨리는 등의 대형 사고가 발생할 수 있다.
따라서, 이러한 문제를 해결하기 위해 엔드 이펙터의 처짐을 감지하여 복수의 엔드 이펙터 간의 간격 이상을 판단하는 기술이 요구되고 있다.
공개특허 제10-2020-0130058호
본 발명은 엔드 이펙터(end-effector)의 처짐을 감지하여 기판의 이송 불량을 방지하는 기판이송장치 및 이를 포함하는 기판 처리장치를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 기판이송장치는 제1 방향으로 연장되며, 기판이 지지되는 엔드 이펙터; 상기 엔드 이펙터의 상기 제1 방향 일측이 연결되는 엔드이펙터 핸드; 상기 엔드이펙터 핸드에 연결되며, 상기 엔드 이펙터를 상기 제1 방향으로 이동시키는 수평 이동부; 및 상기 엔드 이펙터의 이동경로 양측에 각각 배치되는 발광부와 수광부를 포함하며, 상기 엔드 이펙터의 처짐을 감지하는 처짐 감지부;를 포함할 수 있다.
상기 엔드 이펙터는 복수개로 구성되어 다단으로 배치되고, 상기 발광부는 복수개의 상기 엔드 이펙터에 대응되는 복수의 광원을 포함할 수 있다.
상기 엔드이펙터 핸드와 연결되며, 상기 복수개의 상기 엔드 이펙터의 간격을 조절하는 간격 조절부;를 더 포함할 수 있다.
상기 처짐 감지부는, 상기 수광부에 수광되는 광량을 측정하는 광량측정부; 및 측정된 광량으로 상기 복수개의 상기 엔드 이펙터 간의 간격 이상을 판단하는 이상판단부를 더 포함할 수 있다.
상기 수평 이동부는 상기 제1 방향으로 연장되어 상기 엔드이펙터 핸드의 주행에 의한 상기 엔드 이펙터의 이동경로를 제공하는 지지 플레이트를 포함하고, 상기 발광부와 상기 수광부는 상기 지지 플레이트의 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향 양측에 각각 지지될 수 있다.
상기 지지 플레이트와 연결되어, 회전축을 중심으로 상기 지지 플레이트를 회전시키는 회전 구동부;를 더 포함할 수 있다.
상기 지지 플레이트의 상기 제1 방향 일측에 제공되는 승강축을 포함하며, 상기 승강축을 따라 상기 회전 구동부를 승강시키는 승강부;를 더 포함하고, 상기 회전축은 상기 승강축으로부터 상기 제1 방향 타측으로 이격될 수 있다.
상기 발광부와 상기 수광부는 상기 지지 플레이트의 중앙부 내지 상기 제1 방향 일측과 대향하는 타측에 배치될 수 있다.
상기 처짐 감지부는 상기 발광부와 상기 수광부 중 적어도 어느 하나의 위치를 조정하는 위치조정부를 더 포함할 수 있다.
상기 처짐 감지부는 상기 발광부의 조사 각도를 조정하는 조사각조정부를 더 포함할 수 있다.
상기 발광부는 수평상태의 상기 엔드 이펙터의 하부면으로부터의 최단거리가 상기 엔드 이펙터 두께의 20 % 이상인 직진광을 조사할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리장치는 본 발명의 일실시예에 따른 기판이송장치; 상기 엔드 이펙터에 지지된 상기 기판이 전달되어 다단으로 적재되는 기판보트; 및 상기 기판보트가 수용되는 내부공간을 갖는 공정튜브;를 포함할 수 있다.
상기 기판이송장치는 복수의 상기 기판이 수용된 기판수납부재와 상기 기판보트의 사이에서 상기 기판수납부재와 상기 기판보트 간에 상기 기판을 운반할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 기판이송장치는 처짐 감지부를 통해 엔드 이펙터(end-effector)의 처짐을 감지함으로써, 기판의 이송을 수행하기 전에 엔드 이펙터의 이상을 파악할 수 있고, 엔드 이펙터의 이송 불량으로 인한 기판의 손상 및/또는 기판보트의 넘어짐을 사전에 방지할 수 있다. 이때, 처짐 감지부는 엔드 이펙터의 이동경로 양측에 각각 배치되는 발광부와 수광부를 포함하여 엔드 이펙터의 이동에 간섭되지 않으면서도 엔드 이펙터의 처짐을 효과적으로 감지할 수 있다.
또한, 복수개의 엔드 이펙터가 다단으로 구성되는 경우에는 엔드 이펙터의 처짐을 감지하여 복수개의 엔드 이펙터 간의 간격 이상을 판단할 수 있으며, 이에 따라 복수개의 엔드 이펙터 간의 간격 불량으로 인한 기판의 손상 및/또는 기판보트의 넘어짐을 방지할 수 있으면서도 기판 적재간격이 정해진 기판보트에 둘 이상의 기판을 한꺼번에 안정적으로 적재할 수 있다. 여기서, 발광부가 복수개의 엔드 이펙터에 대응되어 복수의 광원을 포함함으로써, 복수개의 엔드 이펙터 각각에 대해 효과적으로 처짐을 감지할 수 있다.
그리고 간격 조절부를 통해 복수개의 엔드 이펙터의 간격을 조절함으로써, 기판 적재간격이 서로 다른 다양한 기판보트에 대응이 가능할 수 있고, 처짐 감지부가 수광부에 수광되는 광량을 측정하여 복수개의 엔드 이펙터 간의 간격 이상을 판단함으로써 기판보트의 기판 적재간격 및/또는 기판수납부재의 기판 수납간격에 따라 기판의 이송 가능 여부를 정확하게 판단할 수 있다.
또한, 발광부가 수광부를 향해 조사하는 직진광을 수평상태의 엔드 이펙터의 하부면으로부터 최소한 엔드 이펙터 두께의 20 % 이상 이격되도록 함으로써, 기판의 하중에 의한 엔드 이펙터의 미미한 처짐을 엔드 이펙터의 이상으로 파악하게 되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 수평 이동부의 지지 플레이트의 양측에 발광부와 수광부가 각각 연결됨으로써, 엔드 이펙터의 이동에 영향을 주는 것을 방지할 수 있으며, 지지 플레이트, 회전 구동부 및 승강부의 결합구조에 따라 지지 플레이트 및/또는 엔드 이펙터의 움직임에 발광부와 수광부가 간섭되지 않도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판이송장치를 나타내는 그림.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 엔드 이펙터의 처짐 감지를 설명하기 위한 개념도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 간격 조절부를 설명하기 위한 개략단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 광량측정부를 나타내는 개략단면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 회전 구동부를 설명하기 위한 개략사시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 발광부에서 조사된 직진광의 이격을 설명하기 위한 개념도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리장치를 나타내는 개략단면도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 설명 중, 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하고, 도면은 본 발명의 실시예를 정확히 설명하기 위하여 크기가 부분적으로 과장될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판이송장치를 나타내는 그림이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 기판이송장치(100)는 제1 방향으로 연장되며, 기판(10)이 지지되는 엔드 이펙터(110); 상기 엔드 이펙터(110)의 상기 제1 방향 일측이 연결되는 엔드이펙터 핸드(120); 상기 엔드이펙터 핸드(120)에 연결되며, 상기 엔드 이펙터(110)를 상기 제1 방향으로 이동시키는 수평 이동부(130); 및 상기 엔드 이펙터(110)의 이동경로 양측에 각각 배치되는 발광부(141)와 수광부(142)를 포함하며, 상기 엔드 이펙터(110)의 처짐을 감지하는 처짐 감지부(140);를 포함할 수 있다.
엔드 이펙터(end-effector, 110)는 제1 방향으로 연장될 수 있고, 기판(10)이 지지될 수 있다. 예를 들어, 엔드 이펙터(110)는 포크(fork) 형상을 가질 수 있으며, 기판(10)의 하면에 접하여 기판(10)을 지지할 수 있다. 또한, 엔드 이펙터(110)는 석영(quartz), 산화 알루미늄(Al2O3), 질화 알루미늄(AlN), 탄화 규소(SiC), 이산화 타이타늄(TiO2), 이산화 규소(SiO2) 등의 세라믹(ceramic) 소재로 이루어질 수 있다. 여기서, 기판(10)은 웨이퍼(wafer)일 수 있으며, 이에 특별히 한정되지 않고, 유리기판 등일 수도 있다.
엔드이펙터 핸드(120)는 엔드 이펙터(110)의 상기 제1 방향 일측이 연결될 수 있으며, 엔드 이펙터(110)를 수평상태로 고정(또는 유지)할 수 있다. 예를 들어, 엔드이펙터 핸드(120)는 엔드 이펙터(110)와 상이한 소재로 이루어질 수 있으며, 알루미늄(Aluminum; Al) 등의 금속(metal)으로 이루어질 수 있으나, 이에 특별히 한정되지 않는다. 엔드 이펙터(110)와 엔드이펙터 핸드(120)가 서로 다른 소재로 이루어져 있으므로, 엔드 이펙터(110)의 깨짐(crack)이나 엔드 이펙터(110)와 엔드이펙터 핸드(120)를 결합하는 볼트(bolt) 등의 풀림이 발생하여 엔드 이펙터(110)의 처짐 이상(또는 이상 처짐)이 발생할 수 있다.
수평 이동부(130)는 엔드이펙터 핸드(120)에 연결될 수 있고, 엔드 이펙터(110)를 상기 제1 방향으로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 수평 이동부(130)는 엔드이펙터 핸드(120)의 길이를 조절하여 엔드 이펙터(110)를 상기 제1 방향으로 이동시킬 수도 있고, 엔드이펙터 핸드(120)와 함께 엔드 이펙터(110)를 상기 제1 방향으로 이동시킬 수도 있다.
처짐 감지부(140)는 엔드 이펙터(110)의 처짐을 감지할 수 있으며, 이송 불량 등의 엔드 이펙터(110)의 이상을 확인(또는 파악)할 수 있다. 엔드 이펙터(110)가 처짐에 의해 기울어지게 되면, 기판(10)이 미끄러지거나, 기판(10)을 기판보트(210) 등에 적재 시에도 기판보트(210) 내면에 돌출되어 있는 턱(예를 들어, 구획 플레이트, 기판 지지팁 등)에 기판(10)이 충돌하게 되어 스크래치(scratch)가 생기는 등 기판(10)이 손상될 수 있다. 또한, 최악의 경우에는 엔드 이펙터(110)가 기판보트(210)를 밀어 넘어뜨리므로, 대형 사고가 발생할 수도 있다. 하지만, 본 발명에서는 처짐 감지부(140)를 통해 기판(10)의 이송을 수행하기 전에 엔드 이펙터(110)의 처짐을 감지할 수 있으며, 이에 따라 엔드 이펙터(110)의 이상을 파악하여 기판(10)의 손상 및/또는 기판보트(210)의 넘어짐을 사전에 방지할 수 있다.
여기서, 처짐 감지부(140)는 엔드 이펙터(110)의 (상기 제1 방향) 이동경로 양측에 각각 배치되는 발광부(141)와 수광부(142)를 포함할 수 있다. 발광부(141)와 수광부(142)는 상기 제1 방향으로 이동되는 엔드 이펙터(110)의 이동경로 양측에 각각 배치될 수 있으며, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 서로 대향하여 배치될 수 있다.
예를 들어, 발광부(141)가 수광부(142)를 향해 직진광(20)을 조사하면, 수광부(142)에서의 직진광(20)의 수광상태(또는 수광여부)에 따라 엔드 이펙터(110)의 처짐 이상을 판단할 수 있다. 일반적으로 발광부(141)와 수광부(142)는 동일 높이에 위치하여 수평한 직진광(20)을 주고 받을 수 있다. 여기서, 직진광(20)은 레이저 빔(laser beam), 적외선(Infrared Ray; IR) 등의 스루빔(thru-beam)일 수 있다.
즉, 처짐 감지부(140)는 발광부(141)와 수광부(142)를 통해 광감지(optical sensing) 방식으로 엔드 이펙터(110)의 처짐을 감지할 수 있으며, 정상 상태에서는 직진광(20)이 수광부(142)에 수광되다가 처짐이 발생한 엔드 이펙터(110)에 의해 직진광(20)이 가려져 수광부(142)에서 수광이 안되는 엔드 이펙터(110)에 대한 상시 미감지 방식으로 엔드 이펙터(110)의 처짐을 감지할 수도 있고, 정상 상태에서는 직진광(20)에 의해 감지되고 있는 엔드 이펙터(110)에 의해 직진광(20)이 가려져 수광부(142)에 수광되지 않다가 엔드 이펙터(110)에 처짐이 발생하여 수광부(142)에 직진광(20)이 수광되게 되는 엔드 이펙터(110)에 대한 상시 감지 방식으로 엔드 이펙터(110)의 처짐을 감지할 수도 있다.
따라서, 본 발명에서는 발광부(141)와 수광부(142)가 엔드 이펙터(110)의 이동경로 양측에 각각 배치됨으로써, 엔드 이펙터(110)의 이동에 간섭되지 않으면서도 광감지 방식으로 엔드 이펙터(110)의 처짐을 효과적으로 감지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 엔드 이펙터의 처짐 감지를 설명하기 위한 개념도로, 도 2(a)는 상시 미감지 방식의 정상 상태를 나타내며, 도 2(b)는 상시 미감지 방식의 처짐 상태를 나타내고, 도 2(c)는 상시 감지 방식의 정상 상태를 나타내며, 도 2(d)는 상시 감지 방식의 처짐 상태를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 엔드 이펙터(110)는 복수개로 구성되어 다단으로 배치될 수 있고, 발광부(141)는 복수개의 엔드 이펙터(110)에 대응되는 복수의 광원(141a)을 포함할 수 있다.
엔드 이펙터(110)는 복수개로 구성될 수 있으며, 복수개의 엔드 이펙터(110)가 상하방향으로 적층되어 다단으로 배치될 수 있다. 이를 통해 엔드 이펙터(110)의 개수에 대응되는 둘 이상의 기판(10)을 한꺼번에 이송할 수 있다.
이때, 발광부(141)는 직진광(20)을 발광(또는 조사)하는 복수의 광원(141a)을 포함할 수 있으며, 복수의 광원(141a)은 복수개의 엔드 이펙터(110)에 대응되어 제공될 수 있고, 각 엔드 이펙터(110)마다 하나씩 엔드 이펙터(110)의 수와 동일한 개수일 수 있다. 예를 들어, 복수의 광원(141a)은 광섬유(optical fiber), 레이저(laser) 등일 수 있다. 여기서, 수광부(142)는 복수의 광원(141a)과 대응되는 수(또는 동일한 수)의 수광면(142a)을 가질 수도 있고, 하나의 수광면(142a)에 복수의 광원(141a)에서 조사되는 직진광(20)들을 수광할 수도 있다. 각각의 엔드 이펙터(110)의 처짐을 효과적으로 감지하기 위해서는 수광부(142)가 복수의 광원(141a)과 대응되는 수광면(142a)을 갖는 것이 바람직할 수 있으나, 이에 특별히 한정되지 않는다.
예를 들어, 처짐 감지부(140)는 도 2(a) 및 (b)와 같이 복수의 광원(141a)을 이용하여 상기 상시 미감지 방식으로 엔드 이펙터(110)의 처짐을 감지함으로써 복수개의 엔드 이펙터(110) 간의 간격(pitch, p) 이상을 판단할 수도 있고, 도 2(c) 및 (d)와 같이 복수의 광원(141a)을 이용하여 상기 상시 감지 방식으로 엔드 이펙터(110)의 처짐을 감지함으로써 복수개의 엔드 이펙터(110) 간의 간격 이상을 판단할 수도 있다.
따라서, 복수개의 엔드 이펙터(110)가 다단으로 구성되는 경우에는 엔드 이펙터(110)의 처짐을 감지하여 복수개의 엔드 이펙터(110) 간의 간격 이상을 판단할 수 있으며, 이에 따라 복수개의 엔드 이펙터(110) 간의 간격 불량으로 인한 기판(10)의 손상 및/또는 기판보트(210)의 넘어짐을 방지할 수 있으면서도 기판(10) 적재간격이 정해진 기판보트(210)에 둘 이상의 기판(10)을 한꺼번에 안정적으로 적재할 수 있다. 여기서, 발광부(141)가 복수개의 엔드 이펙터(110)에 대응되어 복수의 광원(141a)을 포함함으로써, 각각의 엔드 이펙터(110)의 처짐을 효과적으로 감지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 간격 조절부를 설명하기 위한 개략단면도로, 도 3(a)는 엔드 이펙터 간의 좁은 간격을 나타내며, 도 3(b)는 엔드 이펙터 간의 중간 간격을 나타내고, 도 3(c)는 엔드 이펙터 간의 넓은 간격을 나타낸다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 기판이송장치(100)는 엔드이펙터 핸드(120)와 연결되며, 복수개의 엔드 이펙터(110)의 간격을 조절하는 간격 조절부(150);를 더 포함할 수 있다.
간격 조절부(150)는 엔드이펙터 핸드(120)와 연결될 수 있으며, 복수개의 엔드 이펙터(110)의 간격을 조절할 수 있다. 기판 처리장치(200)에서 수행되는 공정 및/또는 기판보트(210)의 구성(또는 구조)에 따라 기판보트(210)의 기판(10) 적재간격이 달라질 수 있으며, 간격 조절부(150)를 통해 서로 다른 기판(10) 적재간격을 갖는 다양한 기판보트(210)에 대응하여 둘 이상의 기판(10)을 한꺼번에 안정적으로 적재할 수 있다.
또한, 기판수납부재(50)의 기판(10) 수납간격과 기판보트(210)의 기판(10) 적재간격이 상이할 수 있으며, 간격 조절부(150)를 통해 기판수납부재(50)의 기판(10) 수납간격에 맞게 복수개의 엔드 이펙터(110)의 간격을 조절하여 기판수납부재(50)로부터 둘 이상의 기판(10)을 한꺼번에 꺼낼 수 있고, 그 다음 기판보트(210)의 기판(10) 적재간격에 맞게 복수개의 엔드 이펙터(110)의 간격을 조절하여 기판수납부재(50)로부터 꺼낸 둘 이상의 기판(10)을 한꺼번에 기판보트(210)에 적재할 수 있다. 반대로, 간격 조절부(150)를 통해 기판보트(210)의 기판(10) 적재간격에 맞게 복수개의 엔드 이펙터(110)의 간격을 조절하여 처리된 기판(10)을 기판보트(210)로부터 둘 이상씩 제거할 수 있고, 그 다음 기판수납부재(50)의 기판(10) 수납간격에 맞게 복수개의 엔드 이펙터(110)의 간격을 조절하여 상기 처리된 기판(10)을 기판수납부재(50)에 수납할 수 있다.
따라서, 간격 조절부(150)를 통해 복수개의 엔드 이펙터(110)의 간격을 조절함으로써, 기판(10) 적재간격이 서로 다른 다양한 기판보트(210)에 대응이 가능할 수 있고, 기판수납부재(50)의 기판(10) 수납간격과 기판보트(210)의 기판(10) 적재간격이 상이하여도 대응이 가능할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 광량측정부를 나타내는 개략단면도이다.
도 4를 참조하면, 처짐 감지부(140)는 수광부(142)에 수광되는 광량을 측정하는 광량측정부(143); 및 측정된 광량으로 복수개의 엔드 이펙터(110) 간의 간격 이상을 판단하는 이상판단부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 광량측정부(143)는 수광부(142)에 수광되는 광량을 측정할 수 있으며, 수광부(142)에 직진광(20)이 수광되는 여부를 판단하는 온/오프(on/off)뿐만 아니라 엔드 이펙터(110)의 처짐에 의해 엔드 이펙터(110)가 직진광(20)을 얼마나(또는 얼마만큼) 가리고 있는지를 확인할 수도 있다. 또한, 복수의 광원(141a)에서 광이 조사될 때에 수광부(142)에 수광되는 총 광량으로 몇 개의 엔드 이펙터(110)에 이상이 발생하였는지도 파악할 수 있다.
이상판단부(미도시)는 광량측정부(143)에서 측정된 광량으로 복수개의 엔드 이펙터(110) 간의 간격 이상을 판단할 수 있으며, 광량측정부(143)에서 측정된 광량이 평상시(또는 정상 상태)보다 소정량 이상 차이가 발생하였을 경우에 복수개의 엔드 이펙터(110) 간의 간격 이상으로 판단할 수 있다.
예를 들어, 광량측정부(143)에서 측정된 광량이 평상시보다 100 % 차이가 발생하였을 때(즉, 상기 직진광이 온/오프되었을 때)에 복수개의 엔드 이펙터(110) 간의 간격 이상으로 판단할 수도 있고, 광량측정부(143)에서 측정된 광량이 평상시보다 50 % 차이가 발생하였을 때에 복수개의 엔드 이펙터(110) 간의 간격 이상으로 판단할 수도 있으며, 상기 소정량은 복수개의 엔드 이펙터(110) 간의 간격 이상을 정확하게 판단할 수 있는 알맞은 양으로 정해질 수 있다.
일반적으로 복수개의 엔드 이펙터(110) 간의 간격 이상이 발생하게 되면, 엔드 이펙터(110)가 직진광(20)을 완전히 가리게 되며, 상황에 따른 약간의 오차에 의해 엔드 이펙터(110)가 직진광(20)의 위치보다 약간 더 처지거나, 약간 덜 처질 수도 있다. 엔드 이펙터(110)가 직진광(20)의 위치보다 약간 더 처지거나, 약간 덜 처지는 경우에는 직진광(20)의 전체 광량 중 일부광량이 수광부(142)에 수광될 수 있으며, 직진광(20)의 온/오프만으로 복수개의 엔드 이펙터(110) 간의 간격 이상을 판단하게 되면, 상황에 따라 약간의 오차가 발생하는 경우에 이를 복수개의 엔드 이펙터(110) 간의 간격 이상으로 판단하지 못하게 된다.
반대로, 광량측정부(143)에서 측정된 광량이 조금만 변화하여도 복수개의 엔드 이펙터(110) 간의 간격 이상으로 판단하게 되면, 기판(10)의 하중에 의해 엔드 이펙터(110)에 약간의 처짐이 발생하거나, 엔드 이펙터(110)의 이동에 의한 약간의 흔들림으로도 약간의 광량 변화가 발생할 수 있으므로, 복수개의 엔드 이펙터(110) 간의 간격 이상이 아닌 것까지 복수개의 엔드 이펙터(110) 간의 간격 이상으로 판단하게 된다. 이로 인해 광량측정부(143)에서 측정된 광량이 50 %(즉, 상기 직진광의 50 % 광량) 이상 변화한 경우에 복수개의 엔드 이펙터(110) 간의 간격 이상으로 판단하는 것이 바람직할 수 있으나, 이에 특별히 한정되지 않는다.
또한, 엔드 이펙터(110)에 처짐이 조금 발생하여도 기판보트(210)의 기판(10) 적재간격 및/또는 기판수납부재(50)의 기판(10) 수납간격에 따라 기판(10)의 이송이 가능한 경우가 있으며, 기판보트(210)의 기판(10) 적재간격 및/또는 기판수납부재(50)의 기판(10) 수납간격이 넓은 경우에는 엔드 이펙터(110)에 처짐이 조금 발생하여도 기판(10)을 적재하거나 수납하는 데에 아무 어려움이 없으므로, 기판(10)을 적재하거나 수납할 수 있다. 하지만, 기판보트(210)의 기판(10) 적재간격 및/또는 기판수납부재(50)의 기판(10) 수납간격이 좁은 경우에는 엔드 이펙터(110)에 처짐이 조금만 발생하여도 스크래치 등의 기판(10)의 손상이 쉽게 발생할 수 있으므로, 엔드 이펙터(110)의 작은 처짐도 복수개의 엔드 이펙터(110) 간의 간격 이상으로 판단할 필요가 있다.
이에, 상기 소정량은 기판보트(210)의 기판(10) 적재간격 및/또는 기판수납부재(50)의 기판(10) 수납간격에 따라 정해질 수도 있으며, 기판보트(210)의 기판(10) 적재간격 및/또는 기판수납부재(50)의 기판(10) 수납간격에 비례하여 기판보트(210)의 기판(10) 적재간격 및/또는 기판수납부재(50)의 기판(10) 수납간격이 좁으면 좁을수록 작아질 수 있고, 기판보트(210)의 기판(10) 적재간격 및/또는 기판수납부재(50)의 기판(10) 수납간격이 넓으면 넓을수록 커질 수 있다.
따라서, 처짐 감지부(140)가 광량측정부(143)를 통해 수광부(142)에 수광되는 광량을 측정하여 복수개의 엔드 이펙터(110) 간의 간격 이상을 판단함으로써, 기판보트(210)의 기판(10) 적재간격 및/또는 기판수납부재(50)의 기판(10) 수납간격에 따라 기판(10)의 이송 가능 여부를 정확하게 판단할 수 있다.
한편, 광량측정부(143)에서 측정된 광량에 따라 엔드 이펙터(110)의 유지보수(maintenance)를 결정할 수도 있다. 엔드 이펙터(110)의 처짐은 세라믹 소재로 이루어진 엔드 이펙터(110)의 깨짐이나 엔드 이펙터(110)와 엔드이펙터 핸드(120)를 결합하는 볼트 등의 풀림에 의해 발생할 수 있으며, 처짐의 발생 원인에 따라 처짐의 기울기(또는 각도)가 달라질 수 있고, 이에 따라 처짐의 기울기 차이에 의한 수광부(142)에 수광되는 광량 차이로 처짐의 발생 원인을 알 수도 있다. 엔드 이펙터(110)에 깨짐이 발생한 경우에는 엔드 이펙터(110)를 교체해야 하지만, 볼트만이 풀린 경우에는 볼트만을 조이면 되므로, 기판(10)의 이송을 잠시 멈추고 엔드 이펙터(110)의 유지보수를 수행할 수 있다. 또한, 볼트의 풀림에 의해 처짐이 발생하는 경우에는 볼트의 풀림 정도에 따라 점차적으로 처지게 되므로, 처짐의 기울기가 소정 기울기(또는 소정 각도) 이상 처진 후에 엔드 이펙터(110)의 유지보수를 결정할 수 있고, 상기 처짐의 기울기는 광량측정부(143)에서 측정된 광량을 이용한 산출 등을 통해 얻어질 수 있다.
그리고 본 발명의 기판이송장치(100)가 엔드 이펙터(110)의 처짐을 보정하는 처짐 보정부(미도시)를 더 포함하여 상기 소정 기울기까지는 엔드 이펙터(110)의 처짐이 발생하여도 처짐 보정부(미도시)를 통해 엔드 이펙터(110)의 처짐을 보정하면서 사용하다가 엔드 이펙터(110)의 처짐이 상기 소정 기울기를 넘어가게 될 때에 엔드 이펙터(110)의 유지보수를 수행할 수도 있다.
수평 이동부(130)는 상기 제1 방향으로 연장되어 엔드이펙터 핸드(120)의 주행에 의한 엔드 이펙터(110)의 이동경로를 제공하는 지지 플레이트(131)를 포함할 수 있다. 지지 플레이트(131)는 상기 제1 방향으로 연장될 수 있고, 엔드이펙터 핸드(120)의 주행경로를 제공할 수 있으며, 엔드이펙터 핸드(120)가 지지 플레이트(131) 상을 주행하여 엔드 이펙터(110)를 상기 제1 방향으로 이동시킬 수 있다. 즉, 지지 플레이트(131)는 엔드이펙터 핸드(120)의 주행에 의한 엔드 이펙터(110)의 이동경로를 제공할 수 있으며, 발광부(141)와 수광부(142)가 연결되어 지지될 수 있고, 상기 엔드 이펙터(110)의 이동경로 양측에 발광부(141)와 수광부(142)가 배치(또는 제공)될 수 있다. 여기서, 엔드이펙터 핸드(120)는 지지 플레이트(131) 상의 상기 주행경로를 따라 주행하여 엔드 이펙터(110)를 상기 제1 방향으로 이동시킬 수 있으며, 엔드이펙터 핸드(120)가 직접 상기 제1 방향으로 지지 플레이트(131) 상을 주행할 수도 있고, 엔드이펙터 핸드(120)에 연결된 간격 조절부(150)의 주행에 의해 지지 플레이트(131) 상에서 상기 제1 방향으로 주행될 수도 있다.
예를 들어, 수평 이동부(130)는 레일(rail) 등에 의해 엔드이펙터 핸드(120) 및/또는 간격 조절부(150)를 상기 제1 방향으로 주행시킬 수 있으며, 이에 특별히 한정되지 않고, 지지 플레이트(131)가 상기 엔드이펙터 핸드(120)의 주행경로를 제공할 수 있으면 족하다.
그리고 발광부(141)와 수광부(142)는 지지 플레이트(131)의 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향 양측에 각각 연결될 수 있으며, 지지 플레이트(131)에 연결되어 지지될 수 있다. 발광부(141)와 수광부(142)가 지지 플레이트(131)의 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향 양측에 각각 연결되어 지지됨으로써, 상기 엔드 이펙터(110)의 이동경로(또는 상기 엔드이펙터 핸드의 주행경로)가 확보될 수 있으며, 발광부(141)와 수광부(142)에 간섭되지 않고 엔드 이펙터(110)가 상기 제1 방향으로 이동할 수 있다. 발광부(141)와 수광부(142)는 발광부(141)와 수광부(142)의 사이에 위치하거나, 발광부(141)와 수광부(142)의 사이를 통과하는 엔드 이펙터(110)의 처짐을 감지할 수 있으며, 이를 통해 처짐에 의한 엔드 이펙터(110)의 이상을 파악할 수 있고, 기판(10)의 손상 및/또는 기판보트(210)의 넘어짐을 사전에 방지할 수 있다. 또한, 발광부(141)와 수광부(142)가 지지 플레이트(131)의 상기 제2 방향 양측에 연결되어 고정됨으로써, 안정적으로 지지될 수 있으며, 엔드 이펙터(110)의 이동에 간섭되지 않으면서도 엔드 이펙터(110)의 처짐을 더욱 효과적으로 감지할 수 있다.
한편, 엔드 이펙터(110)를 상기 제1 방향으로 이동시켜 발광부(141)와 수광부(142)의 사이를 통과시키면서 엔드 이펙터(110)의 처짐을 감지하게 되면, 엔드이펙터 핸드(120)와 연결된 엔드 이펙터(110)의 일측과 대향하는 엔드 이펙터(110)의 타측(부)이 많이 기울어져(또는 처져) 직진광(20)을 통과해버리는 경우에도 엔드 이펙터(110)의 중앙부 내지 상기 제1 방향 일측(부)은 직진광(20)을 가릴 수 있으므로, 효과적으로 엔드 이펙터(110)의 처짐이 감지될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 회전 구동부를 설명하기 위한 개략사시도로, 도 5(a)는 지지 플레이트의 우측 회전을 나타내고, 도 5(b)는 지지 플레이트의 좌측 회전을 나타낸다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 기판이송장치(100)는 지지 플레이트(131)와 연결되어, 회전축(r)을 중심으로 지지 플레이트(131)를 회전시키는 회전 구동부(160);를 더 포함할 수 있다.
회전 구동부(160)는 지지 플레이트(131)와 연결될 수 있고, 회전축(r)을 중심으로 지지 플레이트(131)를 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 회전 구동부(160)는 도 5(a)와 같이 회전축(r)을 중심으로 지지 플레이트(131)를 시계방향(또는 우측)으로 회전시켜 엔드 이펙터(110)가 기판수납부재(50)를 향하도록 할 수 있고, 엔드 이펙터(110)를 상기 제1 방향으로 이동시켜 기판수납부재(50)로부터 기판(10)을 꺼낼 수 있으며, 도 5(b)와 같이 회전축(r)을 중심으로 지지 플레이트(131)를 반시계방향(또는 좌측)으로 회전시켜 엔드 이펙터(110)가 기판보트(210)를 향하도록 할 수 있고, 엔드 이펙터(110)를 상기 제1 방향으로 이동시켜 기판수납부재(50)로부터 꺼내 지지하고 있는 기판(10)을 기판보트(210)에 적재할 수 있다.
또한, 엔드 이펙터(110)의 좌우 45 °방향에 각각 기판보트(210)를 배치하여 지지 플레이트(131)를 좌우 45 °로 회전시키면서 2개의 기판보트(210)에 대해 적재를 수행할 수도 있다.
본 발명에 따른 기판이송장치(100)는 지지 플레이트(131)의 상기 제1 방향 일측에 제공되는 승강축(171)을 포함하며, 승강축(171)을 따라 회전 구동부(160)를 승강시키는 승강부(170);를 더 포함할 수 있다.
승강부(170)는 지지 플레이트(131)의 상기 제1 방향 일측에 제공되는 승강축(171)을 포함할 수 있고, 승강축(171)을 따라 회전 구동부(160)를 승강시킬 수 있다. 기판보트(210)는 수직길이(또는 높이)가 길 수 있으며, 복수개의 엔드 이펙터(110)에 의해 이송되는 기판(10)보다 많은 다수의 기판(10)을 다단으로 적재할 수 있으므로, 수직길이가 긴 기판보트(210)에 다단으로 다수의 기판(10)을 적재하기 위해 지지 플레이트(131)에 의해 엔드 이펙터(110)가 연결된 회전 구동부(160)를 승강시켜 회전 구동부(160)와 함께 엔드 이펙터(110)를 승강시킬 수 있다. 이때, 회전 구동부(160)는 승강축(171)을 따라 승강될 수 있다.
여기서, 승강축(171)은 비회전 상태(또는 회전되지 않은 상태)에서 지지 플레이트(131)의 상기 제1 방향 일측에 제공될 수 있으며, 수직으로 세워질 수 있고, 승강 가능하도록 회전 구동부(160)와 연결될 수 있다.
이때, 회전축(r)은 승강축(171)으로부터 이격될 수 있다. 예를 들어, 회전축(r)은 상기 제1 방향 타측으로 이격될 수 있다. 지지 플레이트(131)의 상기 제2 방향 양측에는 발광부(141)와 수광부(142)가 각각 연결되므로, 지지 플레이트(131)가 회전되면서 발광부(141) 또는 수광부(142)가 승강축(171)에 간섭될 수 있으므로, 승강축(171)으로부터 이격될 수 있고, 상기 제1 방향 타측으로 충분히 이격될 수 있다. 이를 통해 발광부(141) 및/또는 수광부(142)가 지지 플레이트(131)의 회전에 의해 승강축(171)에 간섭되는 것을 방지할 수 있으며, 지지 플레이트(131)의 회전 상태에서도 엔드 이펙터(110)의 처짐을 감지할 수 있고, 기판수납부재(50)와 기판보트(210) 간에 기판(10)을 이송하면서 순간순간에 실시간으로 엔드 이펙터(110)의 처짐을 감지할 수 있다.
그리고 발광부(141)와 수광부(142)는 지지 플레이트(131)의 중앙부 내지 상기 제1 방향 일측과 대향하는 타측에 배치될 수 있다. 지지 플레이트(131)의 상기 제1 방향 일측에는 엔드이펙터 핸드(120)와 연결된 엔드 이펙터(110)의 일측이 위치하게 되며, 엔드 이펙터(110)의 일측은 엔드이펙터 핸드(120)와 연결되는 부분이므로, 엔드 이펙터(110)의 처짐(또는 기울어짐)이 그리 크게 발생하지 않는다. 이로 인해 지지 플레이트(131)의 상기 제1 방향 일측에 발광부(141)와 수광부(142)를 배치하게 되면, 엔드 이펙터(110)의 처짐 이상을 효과적으로 감지할 수 없게 된다. 또한, 지지 플레이트(131)의 상기 제1 방향 일측에 발광부(141)와 수광부(142)를 배치하게 되는 경우에는 발광부(141)와 수광부(142)가 승강축(171)에 가까워지게 되어 지지 플레이트(131)가 회전되면서 발광부(141) 또는 수광부(142)가 승강축(171)에 간섭될 수 있다.
따라서, 지지 플레이트(131)의 상기 제1 방향 일측보다는 지지 플레이트(131)의 중앙부 내지 상기 제1 방향 일측과 대향하는 타측(부)에 발광부(141)와 수광부(142)를 배치할 수 있다.
이와 같이, 본 발며에서는 수평 이동부(130)의 지지 플레이트(131)의 양측에 발광부(141)와 수광부(142)가 각각 연결됨으로써, 엔드 이펙터(110)의 이동에 영향을 주는 것을 방지할 수 있으며, 지지 플레이트(131), 회전 구동부(160) 및 승강부(170)의 결합구조에 따라 지지 플레이트(131) 및/또는 엔드 이펙터(110)의 움직임에 발광부(141)와 수광부(142)가 간섭되지 않도록 할 수 있다.
처짐 감지부(140)는 발광부(141)와 수광부(142) 중 적어도 어느 하나의 위치를 조정하는 위치조정부(144)를 더 포함할 수 있다. 위치조정부(144)는 발광부(141)와 수광부(142) 중 적어도 어느 하나의 위치(즉, 상기 발광부의 광원과 상기 수광부의 수광면 중 적어도 어느 하나의 위치)를 조정할 수 있으며, 이를 통해 직진광(20)의 위치를 조정할 수도 있고, 직진광(20)의 기울기(또는 각도)를 조정할 수도 있다.
예를 들어, 간격 조절부(150)를 통해 복수개의 엔드 이펙터(110)의 간격을 조절할 수 있으므로, 이에 맞춰 위치조정부(144)는 발광부(141)와 수광부(142) 중 적어도 어느 하나의 위치를 조정하여 직진광(20)의 위치를 조정할 수 있다. 또한, 엔드 이펙터(110)의 처짐에 대한 감지 성능을 향상시키기 위해 위치조정부(144)는 발광부(141)와 수광부(142) 중 적어도 어느 하나의 위치를 조정하여 직진광(20)의 기울기를 조정할 수 있다.
일반적으로, 발광부(141)와 수광부(142)의 높이(즉, 상기 발광부의 광원과 상기 수광부의 수광면의 높이)를 동일하게 하여 발광부(141)에서 수평하게 빛을 조사함으로써, 수평한 직진광(20)을 형성할 수 있다. 이를 유지하기 위해 발광부(141)와 수광부(142)의 위치를 동시에 함께 조정하는 것이 바람직할 수 있으나, 이에 특별히 한정되지 않는다.
한편, 처짐 감지부(140)는 발광부(141)의 조사 각도를 조정하는 조사각조정부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 조사각조정부(미도시)는 발광부(141)의 조사 각도를 조정할 수 있으며, 상기 제1 방향과 수평하게 직교하는 방향에 대해 비스듬하게 발광부(141)의 조사 각도를 조정할 수 있다. 이때, 수광부(142)의 수광면(142a) 위치를 조정하거나, 넓은 수광면(142a)에서 직진광(20)이 입사되는 위치만 달라질 수도 있다. 즉, 발광부(141)에서 수광부(142)를 향해 조사되는 직진광(20)은 상기 제1 방향과 수평하게 직교하는 방향에 대해 비스듬할 수 있다.
직진광(20)은 크기(size) 또는 폭(width)이 작아 처짐에 의해 엔드 이펙터(110)가 직진광(20)을 지나쳐 엔드 이펙터(110)의 처짐이 감지되지 않을 수 있으므로, 직진광(20)을 상기 제1 방향과 수평하게 직교하는 방향에 대해 비스듬함으로써, 엔드 이펙터(110)의 처짐을 감지할 수 있는 범위를 늘릴(또는 증가시킬) 수 있고, 엔드 이펙터(110)의 처짐에 대한 감지 성능이 향상될 수 있다.
여기서, 직진광(20)은 수직방향으로 기울어질 수 있고, 발광부(141)와 수광부(142)의 높이차(또는 상기 직진광의 시점과 종점의 수직방향 높이차)는 엔드 이펙터(110)의 두께 이하일 수 있다. 직진광(20)의 기울기가 커지는 경우에는 엔드 이펙터(110)의 처짐을 감지할 수 있는 범위가 늘어날 수는 있지만, 직진광(20)의 기울기와 동일한 기울기로 엔드 이펙터(110)의 처짐이 발생하게 되면, 엔드 이펙터(110)의 처짐이 감지되지 않으므로, 직진광(20)의 기울기가 제한될 수 있다.
이에, 발광부(141)와 수광부(142)의 높이차(또는 상기 발광부의 광원과 상기 수광부의 수광면의 높이차)를 엔드 이펙터(110)의 두께 이하로 할 수 있다. 이러한 경우, 엔드 이펙터(110)의 처짐을 감지할 수 있는 범위를 엔드 이펙터(110)의 두께만큼까지는 늘릴 수 있을 뿐만 아니라 엔드 이펙터(110)의 두께 내에서는 직진광(20)의 기울기와 동일한 기울기로 엔드 이펙터(110)의 처짐이 감지되지 않는 경우가 발생되지 않을 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 발광부에서 조사된 직진광의 이격을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6을 참조하면, 발광부(141)는 수평상태의 엔드 이펙터(110)의 하부면(110a)으로부터의 최단거리가 엔드 이펙터(110) 두께의 20 % 이상인 직진광(20)을 조사할 수 있다. 즉, 발광부(141)는 엔드 이펙터(110)의 하부면(110a)으로부터 엔드 이펙터(110) 두께의 20 % 이상 이격되는 직진광(20)을 조사할 수 있고, 직진광(20)은 엔드 이펙터(110)의 하부면(110a)으로부터 수직방향으로 최소 이격거리(gap, g)가 엔드 이펙터(110) 두께의 20 % 이상일 수 있다. 여기서, 직진광(20)의 이격거리(g) 상한은 복수개의 엔드 이펙터(110)의 간격(p)보다 클 수 없으며, 하나의 엔드 이펙터(110)만 있는 경우에는 엔드 이펙터(110)의 상기 제1 방향 길이 및/또는 엔드 이펙터(110)의 하부면(110a)부터 지지 플레이트(131)의 상부면까지의 거리보다 클 수 없다.
직진광(20)을 엔드 이펙터(110)의 하부면(110a)으로부터 수직방향으로 엔드 이펙터(110) 두께의 20 % 이상 이격시키지 않게 되면, 기판(10)의 하중에 의해 엔드 이펙터(110)에 약간의 처짐 또는 엔드 이펙터(110)의 이동에 의한 약간의 흔들림에 의해서도 처짐 감지부(140)가 엔드 이펙터(110)의 처짐 이상으로 판단할 수 있다. 하지만, 본 발명에서와 같이, 발광부(141)가 수평상태의 엔드 이펙터(110)의 하부면(110a)으로부터의 최단거리가 엔드 이펙터(110) 두께의 20 % 이상인 직진광(20)을 조사하는 경우에는 이를 방지할 수 있고, 엔드 이펙터(110)의 처짐 이상을 더욱 효과적으로 감지(또는 판단)할 수 있다.
예를 들어, 엔드 이펙터(110)는 기판(10)의 하중에 의해 0.5 ㎜ 미만의 미미한 처짐이 발생할 수 있으며, 엔드 이펙터(110)의 하부면(110a)으로부터 수직방향으로 직진광(20)의 최소 이격거리(g)를 0.5 ㎜ 이상으로 할 수 있다. 이때, 기판(10)의 두께는 약 0.8 ㎜일 수 있고, 엔드 이펙터(110)의 두께는 약 1.8 ㎜일 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 발광부(141)가 수광부(142)를 향해 조사하는 직진광(20)을 수평상태의 엔드 이펙터(110)의 하부면(110a)으로부터 최소한 엔드 이펙터(110) 두께의 20 % 이상 이격되도록 함으로써, 기판(10)의 하중에 의한 엔드 이펙터(110)의 미미한 처짐을 엔드 이펙터(110)의 이상으로 파악하게 되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 기판이송장치(100)는 서로 쌍을 이루는 송신기(181)와 수신기(182)를 포함하며, 엔드 이펙터(110)에 지지된 기판(10)을 감지하는 기판 감지부(180);를 더 포함할 수 있다.
기판 감지부(180)는 엔드 이펙터(110)에 지지된 기판(10)을 감지할 수 있으며, 서로 쌍을 이루는 송신기(181)와 수신기(182)를 포함할 수 있다. 송신기(181)와 수신기(182)는 서로 쌍을 이룰 수 있으며, 광 또는 초음파 등을 주고 받을 수 있다. 예를 들어, 송신기(181)에서 빛을 조사하고 수신기(182)에서 빛을 수광함으로써, 기판(10)을 감지할 수 있으며, 수신기(182)에 빛이 수광되지 않는 경우에 기판(10)이 엔드 이펙터(110)에 지지된 것으로 판단할 수 있고, 수신기(182)에 빛이 수광되는 경우에 기판(10)이 엔드 이펙터(110)에 지지되지 않은 것으로 판단할 수 있다.
여기서, 송신기(181)와 수신기(182)는 상하로 이격되어 배치될 수 있고, 지지 플레이트(131)의 제2 방향(12) 양측에 한 쌍씩 제공될 수 있다. 예를 들어, 송신기(181)와 수신기(182)는 한 쌍씩 발광부(141)와 수광부(142)에 각각 연결되어 지지(또는 고정)될 수 있다. 송신기(181)와 수신기(182)가 지지 플레이트(131)의 제2 방향(12) 양측에 한 쌍씩 제공됨으로써, 엔드 이펙터(110) 상의 기판(10)의 지지여부를 감지할 수 있을 뿐만 아니라 기판(10)이 정위치에 잘 지지되었는지도 파악할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리장치를 나타내는 개략단면도이다.
도 7을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리장치를 보다 상세히 살펴보는데, 본 발명의 일실시예에 따른 기판이송장치와 관련하여 앞서 설명된 부분과 중복되는 사항들은 생략하도록 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리장치(200)는 본 발명의 일실시예에 따른 기판이송장치(100); 상기 엔드 이펙터(110)에 지지된 상기 기판(10)이 전달되어 다단으로 적재되는 기판보트(210); 및 상기 기판보트(210)가 수용되는 내부공간을 갖는 공정튜브(220);를 포함할 수 있다.
기판이송장치(100)는 본 발명의 일실시예에 따른 기판이송장치(100)일 수 있으며, 기판수납부재(50)와 기판보트(210)의 사이에서 기판(10)을 운반할 수 있다. 기판이송장치(100)에 대한 자세한 내용은 앞서 설명하였으므로, 생략하도록 한다.
기판보트(210)는 배치 타입(Batch type)으로 공정을 수행하기 위해 복수의 기판(10)이 다단으로(또는 상하방향으로) 적재될 수 있으며, 적재 또는 처리 공정을 위해 승강할 수 있다. 예를 들어, 기판보트(210)는 22매의 기판(10)을 다단으로 적재할 수 있으며, 기판보트(210)가 공정튜브(220) 하부의 적재 공간(또는 적재 위치) 내에 위치하는 동안, 기판(10)은 기판보트(210) 내에 적재될 수 있다. 보다 자세히 살펴보면, 기판이송장치(100)에 의해 기판보트(210)에 하나 이상의 기판(10)이 적재되면, 기판보트(210) 또는 엔드 이펙터(110)가 상승하여 기판(10)이 적재된 부분의 하부 또는 상부에 기판(10)이 적재될 수 있다. 기판보트(210) 내에 복수의 기판(10)이 모두 적재되면, 기판보트(210)는 공정튜브(220)의 수용 공간(또는 공정 위치)으로 이동하여 공정튜브(220)의 수용 공간에서 기판(10)에 대한 처리공정이 진행될 수 있다. 여기서, 기판보트(210)는 탄화 규소(SiC) 등의 세라믹(ceramic), 석영(quartz), 합성 석영 등으로 이루어질 수 있다.
공정튜브(220)는 내부에 기판보트(210)가 수용될 수 있는 수용 공간이 형성될 수 있고, 기판보트(210)에 적재된 기판(10)의 처리 공정이 수행될 수 있다. 공정튜브(220)는 원통 형태로 형성될 수 있고, 상부는 폐쇄된 상태에서 하부가 개방될 수 있으며, 기판보트(210)가 공정튜브(220)의 수용 공간에 위치하기 위해 상하로 승강하는 경우에 공정튜브(220) 하부의 개구부를 통해 기판보트(210)가 공정튜브(220)의 수용 공간에 인입되거나 인출될 수 있다. 이때, 공정튜브(220)는 단일 튜브로 이루어질 수도 있고, 외부 튜브와 내부 튜브로 구성된 복수의 튜브로 이루어질 수도 있다.
그리고 기판이송장치(100)는 복수의 기판(10)이 수용된 기판수납부재(50)와 기판보트(210)의 사이에서 기판수납부재(50)와 기판보트(210) 간에 기판(10)을 운반할 수 있으며, 전방 개방형 인터페이스 메카니컬 스탠다드(Front-opening Interface Mechanical Standard; FIMS) 등의 로드 포트(load port)와 기판보트(210)의 사이에 배치될 수 있고, 상기 로드 포트에 배치되어 오픈(open)된 기판수납부재(50)와 기판보트(210) 간에 기판(10)을 운반할 수 있다. 예를 들어, 기판이송장치(100)는 상기 로드 포트에 배치된 기판수납부재(50)와 기판보트(210)의 사이에 배치(또는 위치)될 수 있으며, 기판이송장치(100)의 좌측에 기판수납부재(50)가 위치하고, 기판이송장치(100)의 우측에 기판보트(210)가 위치할 수 있다. 이때, 지지 플레이트(131)를 반시계방향(또는 좌측)으로 회전시켜 엔드 이펙터(110)가 기판수납부재(50)를 향하도록 할 수 있고, 엔드 이펙터(110)를 상기 제1 방향으로 이동시켜 기판수납부재(50)로부터 기판(10)을 꺼낼 수 있으며, 지지 플레이트(131)를 시계방향(또는 우측)으로 회전시켜 엔드 이펙터(110)가 기판보트(210)를 향하도록 할 수 있고, 엔드 이펙터(110)를 상기 제1 방향으로 이동시켜 기판수납부재(50)로부터 꺼내 지지하고 있는 기판(10)을 기판보트(210)에 적재할 수 있다. 반대로, 지지 플레이트(131)를 시계방향으로 회전시켜 엔드 이펙터(110)가 기판보트(210)를 향하도록 할 수 있고, 엔드 이펙터(110)를 상기 제1 방향으로 이동시켜 처리 완료된 기판(10)을 기판보트(210)로부터 제거할 수 있으며, 지지 플레이트(131)를 반시계방향으로 회전시켜 엔드 이펙터(110)가 기판수납부재(50)를 향하도록 할 수 있고, 엔드 이펙터(110)를 상기 제1 방향으로 이동시켜 처리 완료되어 엔드 이펙터(110)에 지지된 기판(10)을 기판수납부재(50)에 수납할 수 있다.
여기서, 기판보트(210)의 기판(10) 적재간격은 기판수납부재(50)의 기판(10) 수납간격과 상이할 수 있다. 이러한 경우, 간격 조절부(150)를 통해 기판수납부재(50)의 기판(10) 수납간격에 맞게 복수개의 엔드 이펙터(110)의 간격을 조절하여 기판수납부재(50)로부터 둘 이상의 기판(10)을 한꺼번에 꺼낼 수 있고, 그 다음 기판보트(210)의 기판(10) 적재간격에 맞게 복수개의 엔드 이펙터(110)의 간격을 조절하여 기판수납부재(50)로부터 꺼낸 둘 이상의 기판(10)을 한꺼번에 기판보트(210)에 적재할 수 있다. 반대로, 간격 조절부(150)를 통해 기판보트(210)의 기판(10) 적재간격에 맞게 복수개의 엔드 이펙터(110)의 간격을 조절하여 처리된 기판(10)을 기판보트(210)로부터 둘 이상씩 제거할 수 있고, 그 다음 기판수납부재(50)의 기판(10) 수납간격에 맞게 복수개의 엔드 이펙터(110)의 간격을 조절하여 상기 처리된 기판(10)을 기판수납부재(50)에 수납할 수 있다.
이처럼, 본 발명에서는 처짐 감지부를 통해 엔드 이펙터의 처짐을 감지함으로써, 기판의 이송을 수행하기 전에 엔드 이펙터의 이상을 파악할 수 있고, 엔드 이펙터의 이송 불량으로 인한 기판의 손상 및/또는 기판보트의 넘어짐을 사전에 방지할 수 있다. 이때, 처짐 감지부는 엔드 이펙터의 이동경로 양측에 각각 배치되는 발광부와 수광부를 포함하여 엔드 이펙터의 이동에 간섭되지 않으면서도 엔드 이펙터의 처짐을 효과적으로 감지할 수 있다. 또한, 복수개의 엔드 이펙터가 다단으로 구성되는 경우에는 엔드 이펙터의 처짐을 감지하여 복수개의 엔드 이펙터 간의 간격 이상을 판단할 수 있으며, 이에 따라 복수개의 엔드 이펙터 간의 간격 불량으로 인한 기판의 손상 및/또는 기판보트의 넘어짐을 방지할 수 있으면서도 기판 적재간격이 정해진 기판보트에 둘 이상의 기판을 한꺼번에 안정적으로 적재할 수 있다. 여기서, 발광부가 복수개의 엔드 이펙터에 대응되어 복수의 광원을 포함함으로써, 복수개의 엔드 이펙터 각각에 대해 효과적으로 처짐을 감지할 수 있다. 그리고 간격 조절부를 통해 복수개의 엔드 이펙터의 간격을 조절함으로써, 기판 적재간격이 서로 다른 다양한 기판보트에 대응이 가능할 수 있고, 처짐 감지부가 수광부에 수광되는 광량을 측정하여 복수개의 엔드 이펙터 간의 간격 이상을 판단함으로써 기판보트의 기판 적재간격 및/또는 기판수납부재의 기판 수납간격에 따라 기판의 이송 가능 여부를 정확하게 판단할 수 있다. 또한, 발광부가 수광부를 향해 조사하는 직진광을 수평상태의 엔드 이펙터의 하부면으로부터 최소한 엔드 이펙터 두께의 20% 이상 이격되도록 함으로써, 기판의 하중에 의한 엔드 이펙터의 미미한 처짐을 엔드 이펙터의 이상으로 파악하게 되는 것을 방지할 수 있다. 한편, 수평 이동부의 지지 플레이트의 양측에 발광부와 수광부가 각각 연결됨으로써, 엔드 이펙터의 이동에 영향을 주는 것을 방지할 수 있으며, 지지 플레이트, 회전 구동부 및 승강부의 결합구조에 따라 지지 플레이트 및/또는 엔드 이펙터의 움직임에 발광부와 수광부가 간섭되지 않도록 할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 기판 20 : 직진광
50 : 기판수납부재 100 : 기판이송장치
110 : 엔드 이펙터 110a: 엔드 이펙터의 하부면
120 : 엔드이펙터 핸드 130 : 수평 이동부
131 : 지지 플레이트 140 : 처짐 감지부
141 : 발광부 141a: 광원
142 : 수광부 142a: 수광면
143 : 광량측정부 144 : 위치조정부
150 : 간격 조절부 160 : 회전 구동부
170 : 승강부 171 : 승강축
180 : 기판 감지부 181 : 송신기
182 : 수신기 200 : 기판 처리장치
210 : 기판보트 220 : 공정튜브
r : 회전축 p : 엔드 이펙터 간의 간격
g : 직진광의 이격거리

Claims (13)

  1. 제1 방향으로 연장되며, 기판이 지지되는 엔드 이펙터;
    상기 엔드 이펙터의 상기 제1 방향 일측이 연결되는 엔드이펙터 핸드;
    상기 엔드이펙터 핸드에 연결되며, 상기 엔드 이펙터를 상기 제1 방향으로 이동시키는 수평 이동부; 및
    상기 엔드 이펙터의 이동경로 양측에 각각 배치되는 발광부와 수광부를 포함하며, 상기 엔드 이펙터의 처짐을 감지하는 처짐 감지부;를 포함하는 기판이송장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 엔드 이펙터는 복수개로 구성되어 다단으로 배치되고,
    상기 발광부는 복수개의 상기 엔드 이펙터에 대응되는 복수의 광원을 포함하는 기판이송장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 엔드이펙터 핸드와 연결되며, 상기 복수개의 상기 엔드 이펙터의 간격을 조절하는 간격 조절부;를 더 포함하는 기판이송장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 처짐 감지부는,
    상기 수광부에 수광되는 광량을 측정하는 광량측정부; 및
    측정된 광량으로 상기 복수개의 상기 엔드 이펙터 간의 간격 이상을 판단하는 이상판단부를 더 포함하는 기판이송장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 수평 이동부는 상기 제1 방향으로 연장되어 상기 엔드이펙터 핸드의 주행에 의한 상기 엔드 이펙터의 이동경로를 제공하는 지지 플레이트를 포함하고,
    상기 발광부와 상기 수광부는 상기 지지 플레이트의 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향 양측에 각각 지지되는 기판이송장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 지지 플레이트와 연결되어, 회전축을 중심으로 상기 지지 플레이트를 회전시키는 회전 구동부;를 더 포함하는 기판이송장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 지지 플레이트의 상기 제1 방향 일측에 제공되는 승강축을 포함하며, 상기 승강축을 따라 상기 회전 구동부를 승강시키는 승강부;를 더 포함하고,
    상기 회전축은 상기 승강축으로부터 상기 제1 방향 타측으로 이격되는 기판이송장치.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 발광부와 상기 수광부는 상기 지지 플레이트의 중앙부 내지 상기 제1 방향 일측과 대향하는 타측에 배치되는 기판이송장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 처짐 감지부는 상기 발광부와 상기 수광부 중 적어도 어느 하나의 위치를 조정하는 위치조정부를 더 포함하는 기판이송장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 처짐 감지부는 상기 발광부의 조사 각도를 조정하는 조사각조정부를 더 포함하는 기판이송장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광부는 수평상태의 상기 엔드 이펙터의 하부면으로부터의 최단거리가 상기 엔드 이펙터 두께의 20 % 이상인 직진광을 조사하는 기판이송장치.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항의 기판이송장치;
    상기 엔드 이펙터에 지지된 상기 기판이 전달되어 다단으로 적재되는 기판보트; 및
    상기 기판보트가 수용되는 내부공간을 갖는 공정튜브;를 포함하는 기판 처리장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 기판이송장치는 복수의 상기 기판이 수용된 기판수납부재와 상기 기판보트의 사이에서 상기 기판수납부재와 상기 기판보트 간에 상기 기판을 운반하는 기판 처리장치.
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