KR102620043B1 - 기판 이송 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 이송 장치에 관한 것으로, 기판을 거치시킨 상태로 이송하는 기판 이송 장치는, 기판의 이동 경로를 따라 이동하는 이동 몸체와, 기판의 자중에 의해 이동 몸체에 대해 이동 가능하게 구비되며 기판이 거치되는 거치대와, 이동 몸체에 대한 거치대의 이동을 감지하여 거치대에 거치되는 기판을 감지하는 감지부를 포함하는 것에 의하여, 주변 환경 조건(수분 및 이물질)에 의한 센싱 오류 없이, 기판의 안착 여부를 정확하게 감지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

Description

기판 이송 장치{SUBSTRATE TRANSFERRING APPARATUS}
본 발명은 기판 이송 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 기판의 거치 여부를 정확하게 감지할 수 있는 기판 이송 장치에 관한 것이다.
화학기계적 연마(CMP) 장치는 반도체소자 제조과정 중 마스킹, 에칭 및 배선공정 등을 반복 수행하면서 생성되는 기판 표면의 요철로 인한 셀 지역과 주변 회로지역간 높이 차를 제거하는 광역 평탄화와, 회로 형성용 콘택/배선막 분리 및 고집적 소자화에 따른 기판 표면 거칠기 향상 등을 도모하기 위하여, 기판의 표면을 정밀 연마 가공하는데 사용되는 장치이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 화학 기계적 연마 장치(X1)는 공급 아암(H)으로 원형 기판(W)을 캐리어 헤드(CH)에 공급하면, 캐리어 헤드(CH)에 탑재된 기판가 연마 정반(P) 상에서 가압되면서 마찰에 의한 기계적 연마 공정이 행해지고, 이와 동시에 연마 정반(P)에 공급되는 슬러리에 의하여 화학적 연마 공정이 행해진다.
화학 기계적 연마 공정은 기판(W)의 연마면에 많은 이물질이 부착된 상태로 종료되므로, 기판(W)의 연마면을 깨끗하게 세정하는 세정 공정이 다단계에 걸쳐 이루어진다. 이를 위하여, CMP 공정이 종료된 기판(W)는 표면에 묻은 이물질을 제거하기 위하여, 도 2에 도시된 바와 같이 핸들러(H)에 의하여 기판 이송 장치(1)의 이동 몸체(20)에 안치된 상태가 되고, 이동 몸체(20)가 정해진 경로(Rx)를 따라 이동(99d)하면서, 기판 세정 장치(1)의 각 세정 모듈(C1, C2, C3)에서의 세정 공정이 이루어진다.
여기서, 각각의 세정 모듈(C1, C2, C3)의 세정 기구는 각 케이싱 내에 수용 설치되어, 기판(W)이 세정 모듈의 세정 공간에 유입되면, 이동 몸체(20)로부터 기판(W)을 넘겨받아 세정 공간에 설치된 세정 장치에 의해 세정 공정이 행해진다.
그런데, 기판(W)이 이동 몸체(20)의 정해진 위치에 정확하게 거치되어 있지 않으면, 세정 공간에 설치된 세정 장치가 이동 몸체(20)로부터 기판(W)을 넘겨받는 데 오류가 발생되면서, 도 3에 도시된 바와 같이 기판(W)이 이동 몸체(20)로부터 분리되어 낙하하거나, 기판 처리 공정이 중단될 우려가 있기 때문에, 기판(W)이 이동 몸체(20)에 정확하게 거치되어 있는지 여부를 감지할 수 있어야 한다.
또한, 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 기판 처리 장치에서는 일반적으로 복수개의 기판에 대한 기판 처리 공정이 직렬로 연속하여 이루어지는데, 복수개의 기판 중 어느 하나의 기판에 의해서 기판 처리 공정이 중단되면, 정상적으로 처리되고 있는 다른 기판의 처리 공정까지 중단되어야 하는 문제점이 있다.
더욱이, 기판 처리 공정이 완료되기 전에 중단될 경우에는, 공정이 중단된 기판 뿐만 아니라 정상적으로 공정 중에 있던 다른 기판까지 폐기되어야 하는 문제점이 있으며, 이에 따라 비용이 상승되고 수율이 저하되는 문제점이 있다.
이를 위해, 최근에는 기판 이송 장치에 대한 기판의 거치 여부를 정확히 감지하고, 기판 처리 공정의 효율 및 수율을 향상시키기 위한 다양한 검토가 이루어지고 있으나, 아직 미흡하여 이에 대한 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 기판의 거치 여부를 정확하게 감지하여 이송할 수 있는 기판 이송 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명은 수분 및 이물질 등에 의한 신호 간섭 및 왜곡에 의한 센싱 오류 없이, 기판에 의해 가해지는 하중을 이용하여 기판의 거치 여부를 정확하게 감지하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기판을 정확하게 감지하여 오류없이 이송되게 함으로써, 안정성 및 신뢰성을 향상시키고, 기판의 이송후 다음 공정을 정확하게 제어하도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 비용을 절감할 수 있으며, 공정 효율성 및 수율을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 기판을 거치시킨 상태로 이송하는 기판 이송 장치는, 기판의 이동 경로를 따라 이동하는 이동 몸체와, 기판의 자중에 의해 이동 몸체에 대해 이동 가능하게 구비되며 기판이 거치되는 거치대와, 이동 몸체에 대한 거치대의 이동을 감지하여 거치대에 거치되는 기판을 감지하는 감지부를 포함한다.
이는, 거치대에 거치되는 기판의 거치 여부를 정확하게 감지하여 오류없이 이송시키기 위함이다.
특히, 본 발명은 기판에 의해 가해지는 하중에 의해 이동 몸체에 대해 이동하는 거치대의 이동을 감지하여 기판의 거치 여부를 감지하도록 하는 것에 의하여, 기판의 표면에 존재하는 수분 및 이물질 등에 의한 센싱 오류없이 거치대에 기판에 거치된 여부를 정확하게 감지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
즉, 거치대에 거치되는 기판의 거치 여부는 광센서를 이용하여 감지할 수 있으나, 연마 공정에 의해 기판의 표면에 잔류하는 수분 및 이물질 등에 의해 광센서의 센싱 신호에 간섭 및 왜곡이 발생하면, 센싱 오류에 의해 기판의 거치 여부를 정확하게 감지하기 어려운 문제점이 있다. 하지만, 본 발명에서는 기판의 표면에 수분 및 이물질이 잔류된 여부에 관계없이, 기판의 자중에 의한 거치대의 이동을 감지하여 기판의 거치 여부를 감지하기 때문에, 센싱 오류없이 기판을 정확하게 감지하여 오류없이 이송하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
구체적으로, 거치대는, 기판을 거치 받기 전에 대기하는 대기 위치와, 기판이 거치되는 거치 위치 중 어느 하나로 이동 몸체에 대해 이동 가능하게 구비되며, 감지부는 거치대가 거치 위치에 위치하면 거치대에 기판이 거치된 것으로 감지한다. 보다 구체적으로, 기판이 거치대에 거치되면, 기판의 자중에 의해 거치대가 대기 위치에서 거치 위치로 이동한다.
일 예로, 거치대는 이동 몸체에 대해 회전 이동하며 대기 위치와 거치 위치 중 어느 하나로 이동하도록 구성된다. 이와 같이, 거치대가 이동 몸체에 대해 회전 이동하며 대기 위치와 거치 위치 중 어느 하나로 이동하도록 구성하도록 구성하는 것에 의하여, 기판의 매우 작정 자중만으로도 거치대를 이동 몸체에 대해 충분하게 이동시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 기판의 자중은 매우 작기 때문에, 기판의 자중만으로 거치대를 이동 몸체에 대해 이동시키기 위해서는, 거치대가 이동 몸체에 대해 회전 이동하도록 구성하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게, 지렛대 방식으로 거치대가 회전하도록 거치대의 회전 구조(예를 들어, 회전축 위치, 무게 중심)를 조절하는 것에 의하여, 기판의 자중이 보다 효과적으로 거치대에 전달되게 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
이때, 거치대는, 기판의 가장자리 일측을 지지하는 제1거치부와, 기판의 가장자리 다른 일측을 지지하는 제2거치부를 포함하고, 감지부는 제1거치부와 제2거치부 중 적어도 어느 하나의 이동을 감지한다. 경우에 따라서는 거치대가 단 하나의 거치부 만으로 구성되는 것도 가능하고, 다르게는 기판이 진입 및 진출 가능한 경로가 확보될 수 있다면 3개 이상의 거치부를 포함하여 거치대를 구성하는 것도 가능하다.
다른 일 예로, 거치대는 이동 몸체에 대해 직선 이동하며 대기 위치와 거치 위치 중 어느 하나로 이동한다. 이와 같이, 이동 몸체에 대해 거치대가 직선 이동하도록 하는 것에 의하여, 거치대의 이동 구조를 간소화하고 거치대의 이동 안정성을 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
거치대는 기판을 거치 가능한 다양한 구조로 형성될 수 있다. 일 예로, 거치대는, 기판의 저면을 지지하는 저면지지부와, 저면지지부의 상부에 연장되며 기판의 측면에 배치되는 측면부를 포함한다.
이와 같이, 저면지지부가 기판의 저면을 지지하고, 측면부가 기판의 측면에 인접하게 배치되록 하는 것에 의하여, 기판의 저면이 저면지지부에 거치된 상태에서, 거치대에 의도하지 않은 외부 충격 등이 가해지더라고 기판의 측면이 측면부에 의해 지지될 수 있기 때문에, 거치대로부터 기판이 이탈되거나 낙하하는 것을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 경우에 따라서는 거치대가 측면부를 배제하고 저면지지부만으로 구성되거나, 연속적으로 연결된 복수개의 측면부를 포함하여 구성되는 것도 가능하다.
이때, 이동 몸체에 대한 거치대의 회전은 저면지지부 또는 측면부가 이동 몸체에 회전 가능하게 장착됨으로써 이루어진다.
거치대가 대기 위치에 배치된 상태는 거치대의 자중에 의해 유지되거나, 거치대의 자중이 아닌 타력(他力)에 의해 유지된다.
일 예로, 거치대의 회전 중심을 기판의 반경 방향을 따라 거치대의 무게 중심보다 기판의 중심에 인접하게 형성하는 것에 의하여, 기판이 거치대에 거치되기 전에, 거치대는 자중에 의해 대기 위치에 배치된 상태를 유지한다.
다른 일 예로, 기판이 거치대에 거치되기 전에, 거치대가 대기 위치에 배치된 상태를 유지시키기 위한 탄성력을 제공하는 탄성부재를 포함하는 것에 의하여, 대기 위치에 배치된 거치대의 배치 상태가 거치대의 자중이 아닌 탄성부재에 의한 탄성력에 의해 유지된다.
또한, 거치대가 대기 위치와 거치 위치의 사이를 벗어난 위치로 이동하는 것을 구속하는 스토퍼를 포함한다. 스토퍼는 이동 몸체에 대한 거치대의 과도한 이동(회전)을 구속하고, 이동 몸체에 대한 거치대의 회전 이동이 대기 위치와 거치 위치의 사이에서 이루어지게 한다.
일 예로, 스토퍼는, 이동 몸체에 형성되며 거치 위치에 배치된 거치대의 이동을 구속하는 제1스토퍼부재와, 제1스토퍼부재로부터 이격되게 이동 몸체에 형성되며 대기 위치에 배치된 거치대의 이동이 구속하는 제2스토퍼부재를 포함한다.
다른 일 예로, 스토퍼는, 거치대와 이동 몸체 중 어느 하나에 형성되는 스토퍼홈과, 거치대와 이동 몸체 중 다른 하나에 형성되며 스토퍼홈을 따라 이동하는 스토퍼돌기를 포함하고, 스토퍼돌기가 스토퍼홈의 제1구속위치에 배치되면 거치 위치에 배치된 거치대의 이동이 구속되고, 스토퍼돌기가 스토퍼홈의 제2구속위치에 배치되면 대기 위치에 배치된 거치대의 이동이 구속된다.
이와 같이, 이동 몸체에 대한 거치대의 이동 위치(대기 위치 및 거치 위치)가 스토퍼에 의해 유지되도록 하는 것에 의하여, 거치대의 대기 안정성(기판이 거치되기 전에 대기된 상태를 안정적으로 유지) 및 거치 안정성(기판이 거치된 상태를 안정적으로 유지)을 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
감지부는 거치대와 이동 몸체 중 어느 하나에 구비되는 피감지부와, 거치대와 이동 몸체 중 다른 하나에 구비되며 피감지부를 센싱하여 이동 몸체에 대한 거치대의 이동을 감지하는 센서부를 포함한다.
센서부는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 피감지부를 센싱하도록 구성될 수 있다. 일 예로, 센서부는 피감지부를 비접촉식으로 감지하도록 구성된다. 여기서 센서부가 비접촉식으로 피감지부를 감지한다 함은, 센서부가 물리적인 접촉없이 피감지부를 센싱하는 것으로 정의된다. 다른 일 예로, 센서부는 피감지부를 접촉식으로 감지하도록 구성된다. 여기서, 센서부가 접촉식으로 피감지부를 감지한다 함은, 센서부와 피감지부 간의 물리적인 접촉에 의해 센싱이 이루어지는 것으로 정의된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 거치대에 거치되는 기판의 거치 여부를 정확하게 감지하여 오류없이 이송시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
특히, 본 발명에 따르면, 기판에 의해 가해지는 하중에 의해 이동 몸체에 대해 이동하는 거치대의 이동을 감지하여 기판의 거치 여부를 감지하도록 하는 것에 의하여, 기판의 표면에 존재하는 수분 및 이물질 등에 의한 센싱 오류없이 거치대에 기판에 거치된 여부를 정확하게 감지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
즉, 거치대에 거치되는 기판의 거치 여부는 광센서를 이용하여 감지할 수 있으나, 연마 공정에 의해 기판의 표면에 잔류하는 수분 및 이물질 등에 의해 광센서의 센싱 신호에 간섭 및 왜곡이 발생하면, 센싱 오류에 의해 기판의 거치 여부를 정확하게 감지하기 어려운 문제점이 있다. 하지만, 본 발명에서는 기판의 표면에 수분 및 이물질이 잔류된 여부에 관계없이, 기판의 자중에 의한 거치대의 이동을 감지하여 기판의 거치 여부를 감지하기 때문에, 센싱 오류없이 기판을 정확하게 감지하여 오류없이 이송하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 이동 몸체에 대한 거치대의 이동 위치(대기 위치 및 거치 위치)가 스토퍼에 의해 유지되도록 하는 것에 의하여, 거치대의 대기 안정성(기판이 거치되기 전에 대기된 상태를 안정적으로 유지) 및 거치 안정성(기판이 거치된 상태를 안정적으로 유지)을 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 기판을 정확하게 감지하여 오류없이 이송되게 함으로써, 안정성 및 신뢰성을 향상시키고, 기판이 제대로 거치되지 않아 그 다음 공정(예를 들어, 세정 공정)에서 기판을 전달받는 데 발생되는 오류를 예방할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 비용을 절감할 수 있으며, 공정 효율성 및 수율을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 화학 기계적 연마 장치와 인접한 종래의 기판 세정 장치의 챔버 배열 구조를 도시한 평면도,
도 2는 도 1의 기판 이송 장치의 횡단면도,
도 3은 도 1의 기판 이송 장치의 오류를 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 기판 이송 장치를 설명하기 위한 도면,
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 기판 이송 장치의 구조 및 작동 구조를 설명하기 위한 도면,
도 7 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 이송 장치를 설명하기 위한 도면,
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 이송 장치를 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 기판 이송 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 기판 이송 장치의 구조 및 작동 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 기판(10)을 거치시킨 상태로 이송하는 기판 이송 장치(100)는, 기판(10)의 이동 경로를 따라 이동하는 이동 몸체(110)와, 기판(10)의 자중에 의해 이동 몸체(110)에 대해 이동 가능하게 구비되며 기판(10)이 거치되는 거치대(120)와, 이동 몸체(110)에 대한 거치대(120)의 이동을 감지하여 거치대(120)에 거치되는 기판(10)을 감지하는 감지부(130)를 포함한다.
참고로, 본 발명에 따른 기판 이송 장치(100)는, 화학 기계적 연마 장비에서 화학 기계적 연마 공정이 행해진 이후에 다수의 세정 모듈에서 다단계의 세정 공정을 행하기 위하여 기판(10)을 이송시키기 위해 사용될 수 있다. 즉, 기판 이송 장치(100)는 화학 기계적 연마 장비의 핸들러로부터 기판(10)을 전달받아, 각각의 세정 모듈의 세정 장치로 이송하여 세정 장치에 기판(10)을 전달하여 세정 공정이 이루어지도록 한다. 경우에 따라서는 기판 이송 장치가 세정 장치가 아닌 다른 위치로 기판을 이송하도록 사용되는 것도 가능하다.
이동 몸체(110)는 기판(10)의 이송 경로를 따라 배치된 이송 레일(110a)을 따라 이동 가능하게 마련된다. 참고로, 이동 몸체(110)는 이송 레일(110a)을 따라 이동하는 이송 블록에 연결되어 이송 블록에 따라 함께 이동할 수 있다. 경우에 따라서는 여타 다른 이송 구조가 적용되는 것이 가능하면 이동 몸체의 이동 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
일 예로, 이동 몸체(110)는 화학 기계적 연마 장비의 핸들러로부터 기판(10)을 전달받는 위치로 이동하며, 전달받은 기판(10)을 전달받는 위치(예를 들어, 도 4의 가장 왼쪽 이동 몸체(110)가 가장 왼쪽 끝단부)로 이동하며, 전달받은 기판(10)을 제1세정모듈로 공급하기 위하여 이송 블록의 이동과 함께 이동된다.
그리고, 가장 왼쪽에 위치한 이동 몸체(110)로부터 기판(10)이 제1세정모듈로 전달되면, 가장 왼쪽에 위치한 이동 몸체(110)는 다시 핸들러로부터 화학 기계적 연마 공정이 완료된 기판(10)을 전달받기 위하여 가장 왼쪽 끝단부로 이동한다. 그리고, 제1세정모듈에서 세정이 완료된 기판(10)은 다른 이동 몸체(110)에 의하여 그 다음 제2세정모듈로 이송된다. 이런 방식으로 다수의 이동 몸체(110)에 의하여, 핸들러로부터 전달받은 기판(10)이 순차적으로 다수의 세정 모듈을 거치면서 다단계의 세정 공정이 행해지도록 한다.
여기서, 이송 블록은 하나로 형성되어 다수의 이동 몸체(110)가 이송 블록의 왕복 이동에 연동되어 다함께 이동하도록 구성될 수도 있고, 이송 블록이 다수로 형성되어 독립적으로 왕복 이동함에 따라 다수의 이동 몸체(110)가 각각의 이송 블록(115)의 왕복 이동에 연동하여 독립적으로 이동할 수도 있다.
거치대(120)는 기판(10)의 자중에 의해 이동 몸체(110)에 대해 이동 가능하게 구비되며, 기판(10)이 거치된다.
여기서, 거치대(120)가 기판(10)의 자중에 의해 이동 몸체(110)에 대해 이동한다 함은, 기판(10)이 거치대(120)에 거치됨에 따라 거치대(120)에 작용하는 기판(10)의 자중(하중)에 의해 거치대(120)가 이동 몸체(110)에 대해 이동하는 것으로 정의된다.
또한, 거치대(120)가 이동 몸체(110)에 대해 이동한다 함은, 거치대(120)가 이동 몸체(110)에 대해 회전 이동하거나 직선 이동하는 것을 모두 포함하는 개념으로 정의된다.
아울러, 거치대(120)에 거치되는 기판(10)으로서는 원반 형태의 기판(10)이 사용될 수 있다. 경우에 따라서는 사각형 형태의 기판을 거치대에 거치하는 것도 가능하다.
구체적으로, 거치대(120)는 기판(10)을 거치 받기 전에 대기하는 대기 위치(도 5, 도 7, 도 9 참조)와, 기판(10)이 거치되는 거치 위치 중 어느 하나로 이동 몸체(110)에 대해 이동 가능하게 구비되며, 감지부(130)는 거치대(120)가 거치 위치(도6, 도 8, 도 10 참조)에 위치하면 거치대(120)에 기판(10)이 거치된 것으로 감지한다. 보다 구체적으로, 기판(10)이 거치대(120)에 거치되면, 기판(10)의 자중에 의해 거치대(120)가 대기 위치에서 거치 위치로 이동한다.
이하에서는 거치대(120)가 이동 몸체(110)에 대해 회전 이동하며 대기 위치와 거치 위치 중 어느 하나로 이동하도록 구성된 예를 들어 설명하기로 한다.
이와 같이, 거치대(120)가 이동 몸체(110)에 대해 회전 이동하며 대기 위치와 거치 위치 중 어느 하나로 이동하도록 구성하도록 구성하는 것에 의하여, 기판(10)의 매우 작정 자중만으로도 거치대(120)를 이동 몸체(110)에 대해 충분하게 이동시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 기판(10)의 자중은 매우 작기 때문에, 기판(10)의 자중만으로 거치대(120)를 이동 몸체(110)에 대해 이동시키기 위해서는, 거치대(120)가 이동 몸체(110)에 대해 회전 이동하도록 구성하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게, 지렛대 방식으로 거치대(120)가 회전하도록 거치대(120)의 회전 구조(예를 들어, 회전축 위치, 무게 중심)를 조절하는 것에 의하여, 기판(10)의 자중이 보다 효과적으로 거치대(120)에 전달되게 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
거치대(120)는, 기판(10)의 가장자리 일측을 지지하는 제1거치부(122)와, 기판(10)의 가장자리 다른 일측을 지지하는 제2거치부(124)를 포함하고, 감지부(130)는 제1거치부(122)와 제2거치부(124) 중 적어도 어느 하나의 이동을 감지한다.
참고로, 본 발명의 실시예에서는 제1거치부(122)와 제2거치부(124)가 서로 마주하도록 180도 간격을 두고 배치된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 거치대가 단 하나의 거치부 만으로 구성되는 것도 가능하고, 다르게는 기판이 진입 및 진출 가능한 경로가 확보될 수 있다면 3개 이상의 거치부를 포함하여 거치대를 구성하는 것도 가능하다.
거치대(120)(제1거치부와 제2거치부)는 기판(10)을 거치 가능한 다양한 구조로 형성될 수 있다. 일 예로, 거치대(120)는, 기판(10)의 저면을 지지하는 저면지지부와, 저면지지부의 상부에 연장되며 기판(10)의 측면에 배치되는 측면부를 포함하여 대략 "L"자 형태를 이루도록 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1거치부(122)는 제1저면지지부(122a)와 제1측면부(122b)를 포함하여 "L"자 형태를 이루도록 형성되고, 제2거치부(124)는 제2저면지지부(124a)와 제2측면부(124b)를 포함하여 "L"자 형태를 이루도록 형성된다.
제1저면지지부(122a)(또는 제2저면지지부)의 상면에는 기판(10)의 저면이 지지되고, 제1측면부(122b)(또는 제2측면부)는 기판(10)의 측면에 인접하게 배치된다. 이때, 제1측면부(122b)(제2측면부)가 기판(10)의 측면에 인접한다 함은, 기판(10)이 거치대(120)에 거치된 상태에서, 기판(10)의 측면이 제1측면부(122b)(제2측면부)에 접촉되게 배치되거나, 기판(10)의 측면이 소정 간격을 두고 제1측면부(122b)(제2측면부)로부터 이격되게 배치되는 상태를 모두 포함하는 개념으로 정의된다.
이와 같이, 제1저면지지부(122a)(제2저면지지부)가 기판(10)의 저면을 지지하고, 제1측면부(122b)(제2측면부)가 기판(10)의 측면에 인접하게 배치되록 하는 것에 의하여, 기판(10)의 저면이 제1저면지지부(122a)(제2저면지지부)에 거치된 상태에서, 거치대(120)에 의도하지 않은 외부 충격 등이 가해지더라고 기판(10)의 측면이 제1측면부(122b)(제2측면부)에 의해 지지될 수 있기 때문에, 거치대(120)로부터 기판(10)이 이탈되거나 낙하하는 것을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 경우에 따라서는 거치대가 측면부를 배제하고 저면지지부만으로 구성되거나, 연속적으로 연결된 복수개의 측면부를 포함하여 구성되는 것도 가능하다.
이동 몸체(110)에 대한 거치대(120)의 회전은, 제1저면지지부(122a)(제2저면지지부) 또는 제1측면부(122b)(제2측면부)를 이동 몸체(110)에 회전 가능하게 장착함으로써 이루어진다. 일 예로, 제1저면지지부(122a)(제2저면지지부)는 회전핀 및 회전축과 같은 통상의 축 수단을 매개로 이동 몸체(110)에 회전 가능하게 결합된다.
거치대(120)가 이동 몸체(110)에 대해 회전 이동하는 구조에서, 도 5와 같이 대기 위치에서는 제1거치부(122)(제2거치부)의 제1저면지지부(122a)(제2저면지지부)가 지면에 대해 상향 경사진 상태(도 5를 기준으로, 제1저면지지부(122a)의 우측 단부가 제1저면지지부(122a)의 좌측 단부보다 상부에 배치된 상태)로 배치되고, 도 6과 같이 거치 위치에서는 제1거치부(122)(제2거치부)의 제1저면지지부(122a)(제2저면지지부)가 지면에 대해 대략 평행하게 배치된다.
이때, 거치대(120)가 대기 위치에 배치된 상태(경사지게 배치된 상태)는 거치대(120)의 자중에 의해 이루어지거나, 거치대(120)의 자중이 아닌 타력(他力)에 의해 이루어질 수 있다.
일 예로, 제1거치부(122)(제2거치부)의 회전 중심(122c)을 기판(10)의 반경 방향을 따라 거치대(120)의 무게 중심(122d)보다 기판(10)의 중심에 인접하게 형성하는 것에 의하여, 기판(10)이 제1거치부(122)(제2거치부)에 거치되기 전에, 제1거치부(122)(제2거치부)는 자중에 의해 대기 위치에 배치된 상태를 유지한다.
다시 말해서, 기판(10)의 중심에서 제1거치부(122)(제2거치부)의 회전 중심(122c)까지의 제1거리(L1)를, 기판(10)의 중심에서 제1거치부(122)(제2거치부)의 무게 중심(122d)까지의 제2거리(L2)보다 가깝게(L2 〉 L1) 형성하는 것에 의하여, 기판(10)이 거치대(120)에 거치되지 않으며, 제1거치부(122)(제2거치부)가 자중에 의해 회전 중심(122c)으로 회전하며 경사지게 배치된 상태(대기 위치)로 배치된다.(도 6 참조)
또한, 기판 이송 장치(100)는, 거치대(120)가 대기 위치와 거치 위치의 사이를 벗어난 위치로 이동하는 것을 구속하는 스토퍼(140)를 포함한다.
스토퍼(140)는 이동 몸체(110)에 대한 거치대(120)의 과도한 이동(회전)을 구속하고, 이동 몸체(110)에 대한 거치대(120)의 회전 이동이 대기 위치와 거치 위치의 사이에서 이루어지게 한다.
일 예로, 스토퍼(140)는, 이동 몸체(110)에 형성되며 거치 위치에 배치된 거치대(120)의 이동을 구속하는 제1스토퍼부재(142)와, 제1스토퍼부재(142)로부터 이격되게 이동 몸체(110)에 형성되며 대기 위치에 배치된 거치대(120)의 이동이 구속하는 제2스토퍼부재(144)를 포함한다. 경우에 따라서는 제1스토퍼부재(제2스토퍼부재)를 거치대에 형성하고, 이동 몸체에는 거치대에 형성된 제1스토퍼부재(제2스토퍼부재)가 구속될 수 있는 구조물(예를 들어, 돌기)를 형성하는 것도 가능하다.
이와 같이, 제1거치부(122)(제2거치부)에 기판(10)이 거치되지 않은 상태에서, 제1거치부(122)(제2거치부)는 자중에 의해 회전 중심(122c)을 기준으로 회전(예를 들어, 제1거치부(122)가 반시계 방향으로 회전)함으로써 대기 위치에 배치되고, 제1거치부(122)(제2거치부)가 대기 위치에 배치된 상태는 제2스토퍼부재(144)에 의해 구속(더이상 회전하지 않도록 지지)된다. 반대로, 기판(10)이 제1거치부(122)(제2거치부)에 거치되면, 기판(10)의 자중에 의해 제1거치부(122)(제2거치부)가 회전 중심(122c)을 기준으로 반대 방향으로 회전(예를 들어, 제1거치부(122)가 시계 방향으로 회전)함으로써 거치 위치에 배치되고, 제1거치부(122)(제2거치부)가 거치 위치에 배치된 상태는 제1스토퍼부재(142)에 의해 구속(더이상 회전하지 않도록 지지)된다.
한편, 감지부(130)는 이동 몸체(110)에 대한 거치대(120)의 이동을 감지하여 거치대(120)에 거치되는 기판(10)을 감지하도록 마련된다.
일 예로, 감지부(130)는 거치대(120)와 이동 몸체(110) 중 어느 하나에 구비되는 피감지체(132)와, 거치대(120)와 이동 몸체(110) 중 다른 하나에 구비되며 피감지체(132)를 센싱하여 이동 몸체(110)에 대한 거치대(120)의 이동을 감지하는 센서부(134)를 포함한다. 이하에서는 거치대(120)에 피감지체(132)가 장착되고, 이동 몸체(110)에 센서부(134)가 장착된 예를 들어 설명하기로 한다.
구체적으로, 피감지체(132)와 센서부(134)는 거치대(120)의 회전 중심(122c)을 기준으로 동일 원주 상에 배치되며, 거치대(120)가 대기 위치에 배치되면 피감지체(132)와 센서부(134)가 서로 이격되게 배치되고, 거치대(120)가 거치 위치에 배치되면 피감지체(132)와 센서부(134)가 서로 중첩되게 배치된다.
이때, 센서부(134)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 피감지체(132)를 센싱하도록 구성될 수 있다.
일 예로, 센서부(134)는 피감지체(132)를 비접촉식으로 감지하도록 구성될 수 있다. 여기서 센서부(134)가 비접촉식으로 피감지체(132)를 감지한다 함은, 센서부(134)가 물리적인 접촉없이 피감지체(132)를 센싱하는 것으로 정의된다. 예를 들어, 센서부(134)는 피감지체(132)의 전자기장을 감지하도록 구성될 수 있으며, 피감지체(132)를 감지하는 센서부(134)로서는 통상의 근접센서 등이 사용될 수 있다. 경우에 따라서는 센서부가 피감지체의 외형, 구조 및 크기 중 적어도 어느 하나를 비접촉식으로 감지하는 것도 가능하며, 센서부로서 레이저빔을 이용한 비접촉 센서가 사용되는 것도 가능하다.
다른 일 예로, 센서부(134)는 피감지체(132)를 접촉식으로 감지하는 것도 가능하다. 여기서, 센서부(134)가 접촉식으로 피감지체(132)를 감지한다 함은, 센서부(134)와 피감지체(132) 간의 물리적인 접촉에 의해 센싱이 이루어지는 것으로 정의된다. 예를 들어, 센서부(134)로서는 프로브나 스위치와 같은 접촉식 센서가 사용될 수 있다.
한편, 도 7 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 이송 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 이송 장치를 설명하기 위한 도면이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 이송 장치(100)는, 기판(10)의 이동 경로를 따라 이동하는 이동 몸체(110)와, 기판(10)의 자중에 의해 이동 몸체(110)에 대해 이동 가능하게 구비되며 기판(10)이 거치되는 거치대(120)와; 이동 몸체(110)에 대한 거치대(120)의 이동을 감지하여 거치대(120)에 거치되는 기판(10)을 감지하는 감지부(130)와; 거치대(120)가 기판(10)을 거치 받기 전에 대기하는 대기 위치와, 거치대(120)에 기판(10)이 거치되는 거치 위치 사이를 벗어난 위치로 이동하는 것을 구속하는 스토퍼(140);를 포함하되, 스토퍼(140)는, 거치대(120)와 상기 이동 몸체(110) 중 어느 하나에 형성되는 스토퍼홈(142')과, 거치대(120)와 이동 몸체(110) 중 다른 하나에 형성되며 스토퍼홈(142')을 따라 이동하는 스토퍼돌기(144')를 포함한다.
일 예로, 제1거치부(122)(제2거치부)에는 스토퍼돌기(144')가 형성되고, 이동 몸체(110)에는 스토퍼돌기(144')가 이동 가능하게 수용되는 스토퍼홈(142')이 형성된다.
스토퍼홈(142')은 대략 원호 형상을 이루도록 형성되며, 제1거치부(122)(제2거치부)가 회전 중심(122c)을 기준으로 회전함에 따라, 제1거치부(122)(제2거치부)와 함께 스토퍼돌기(144')가 스토퍼홈(142')을 따라 이동하게 된다. 이때, 스토퍼돌기(144')가 스토퍼홈(142')의 제1구속위치(스토퍼홈(142')의 일단)에 배치되면 거치 위치에 배치된 거치대(120)의 이동이 구속되고, 스토퍼돌기(144')가 스토퍼홈(142')의 제2구속위치(스토퍼홈(142')의 타단)에 배치되면 대기 위치에 배치된 거치대(120)의 이동이 구속된다.
이와 같이, 스토퍼돌기(144')와 스토퍼홈(142')이 거치대(120)의 과도한 이동(대기 위치와 거치 위치의 사이를 벗어난 위치로의 이동)을 구속하는 스토퍼의 역할을 수행함과 동시에, 이동 몸체(110)에 대한 거치대(120)의 회전 이동을 가이드 역할을 수행하도록 하는 것에 의하여, 이동 몸체(110)에 대한 거치대(120)의 회전 이동이 흔들림없이 보다 안정적으로 이루어지게 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 이송 장치(100)는, 기판(10)의 이동 경로를 따라 이동하는 이동 몸체(110)와, 기판(10)의 자중에 의해 이동 몸체(110)에 대해 이동 가능하게 구비되며 기판(10)이 거치되는 거치대(120)와; 이동 몸체(110)에 대한 거치대(120)의 이동을 감지하여 거치대(120)에 거치되는 기판(10)을 감지하는 감지부(130)를 포함하고, 거치대(120)는 기판(10)을 거치 받기 전에 대기하는 대기 위치와, 기판(10)이 거치되는 거치 위치 중 어느 하나로 이동 몸체(110)에 대해 이동하되, 기판(10)이 거치대(120)에 거치되기 전에, 거치대(120)가 대기 위치에 배치된 상태를 유지시키기 위한 탄성력을 제공하는 탄성부재(150)를 포함한다.
이는, 대기 위치에 배치된 거치대(120)의 배치 상태(경사지게 배치된 상태)가, 거치대(120)의 자중이 아닌 탄성부재(150)에 의한 탄성력에 의해 이루어지도록 하기 위함이다.
일 예로, 탄성부재(150)로서는 일단은 이동 몸체(110)에 연결되고, 타단은 거치대(120)에 연결되는 통상의 스프링이 사용된다. 경우에 따라서는 신축 가능한 여타 다른 탄성체를 탄성부재로 사용하는 것이 가능하며, 탄성부재의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
이와 같이, 탄성부재(150)의 탄성력에 의해 거치대(120)가 대기 위치에 배치되는 구조에서는, 제1거치부(122)(제2거치부)의 회전 중심(122c)을 제1거치부(122)(제2거치부)의 무게 중심(122d)과 무관하게 형성하는 것이 가능한 이점이 있다. 다시 말해서, 거치대(120)의 자중을 이용하지 않기 때문에, 거치대(120)의 회전 중심(122c)과 무게 중심(122d)에 대한 제약없이 거치대(120)를 회전 구조를 자유롭게 형성할 수 있는 이점이 있다.
아울러, 기판(10)이 거치대(120)에 거치되면, 탄성부재(150)가 신장되며 거치대(120)가 대기 위치에서 거치 위치로 이동하게 된다. 바람직하게, 탄성부재(150)는 기판(10)의 자중에 의해 충분하게 늘어(신장)날 수 있는 특성(하중 특성, 스프링 정수)을 갖도록 형성된다.
또한, 탄성부재(150)에 의하여 거치대(120)가 대기 위치에 배치된 상태를 유지하는 구조에서는, 스토퍼가 함께 장착될 수 있으나, 경우에 따라서는 별도의 스토퍼를 장착하지 않고 탄성부재의 신장 길이에 의해 거치대의 거치 위치가 유지되도록 구성하는 것도 가능하다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 이송 장치(100)는, 기판(10)의 이동 경로를 따라 이동하는 이동 몸체(110)와, 기판(10)의 자중에 의해 이동 몸체(110)에 대해 이동 가능하게 구비되며 기판(10)이 거치되는 거치대(120)와; 이동 몸체(110)에 대한 거치대(120)의 이동을 감지하여 거치대(120)에 거치되는 기판(10)을 감지하는 감지부(130)를 포함하고, 거치대(120)는 기판(10)을 거치 받기 전에 대기하는 대기 위치와, 기판(10)이 거치되는 거치 위치 중 어느 하나로 이동 몸체(110)에 대해 이동하되, 거치대(120)는 이동 몸체(110)에 대해 직선 이동하며 대기 위치와 거치 위치 중 어느 하나로 이동한다.
아울러, 거치대(120)가 이동 몸체(110)에 대해 직선 이동한다 함은, 거치대(120)가 지면에 수직한 방향을 따라 이동 몸체(110)에 대해 직선 이동하거나, 지면에 수직한 방향에 소정 각도로 경사진 방향을 따라 이동 몸체(110)에 대해 직선 이동하는 것으로 정의된다.
이와 같이, 이동 몸체(110)에 대한 거치대(120)가 직선 이동을 감지하는 것에 의하여, 거치대(120)에 기판(10)에 거치된 여부를 정확하게 감지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 기판 이송 장치 110 : 이동 몸체
120 : 거치대 122 : 제1거치부
122a : 제1저면지지부 122b : 제1측면부
122c : 회전 중심 122d : 무게 중심
124 : 제2거치부 124a : 제2저면지지부
124b : 제2측면부 130 : 감지부
132 : 피감지체 134 : 센서부
140 : 스토퍼 142 : 제1스토퍼부재
144 : 제2스토퍼부재 142' : 스토퍼홈
144' : 스토퍼돌기 150 : 탄성부재

Claims (16)

  1. 기판을 거치시킨 상태로 이송하는 기판 이송 장치로서,
    상기 기판의 이동 경로를 따라 이동하는 이동 몸체와;
    상기 기판을 거치받기 이전에 대기하는 대기 위치에 있다가, 상기 기판이 거치되는 거치 위치에서 거치되면, 상기 기판의 자중에 의해 상기 이동 몸체에 대해 이동하는 거치대와;
    상기 거치대와 상기 이동 몸체 중 어느 하나에 형성되는 스토퍼홈과, 상기 거치대와 상기 이동 몸체 중 다른 하나에 형성되며 상기 스토퍼홈을 따라 이동하는 스토퍼돌기를 구비하여, 상기 거치대가 상기 대기 위치와 상기 거치 위치의 사이를 벗어난 위치로 이동하는 것을 구속하는 스토퍼를;
    포함하여 구성되어, 상기 스토퍼돌기가 상기 스토퍼홈의 제1구속위치에 배치되면 상기 거치 위치에 배치된 상기 거치대의 이동이 구속되고, 상기 스토퍼돌기가 상기 스토퍼홈의 제2구속위치에 배치되면 상기 대기 위치에 배치된 상기 거치대의 이동이 구속되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
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  11. 제1항에 있어서,
    상기 기판이 상기 거치대에 거치되기 전에, 상기 거치대가 상기 대기 위치에 배치된 상태를 유지시키기 위한 탄성력을 제공하는 탄성부재를 포함하며,
    상기 기판이 상기 거치대에 거치되면, 상기 탄성부재가 신장되며 상기 거치대가 상기 대기 위치에서 상기 거치 위치로 이동하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  12. 제1항 또는 제11항에 있어서,
    상기 이동 몸체에 대한 상기 거치대의 이동을 감지하여 상기 거치대에 거치되는 상기 기판을 감지하는 감지부를;
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
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