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KR102774528B1 - 기판 이송 장치 및 방법 - Google Patents

기판 이송 장치 및 방법 Download PDF

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KR102774528B1
KR102774528B1 KR1020210135268A KR20210135268A KR102774528B1 KR 102774528 B1 KR102774528 B1 KR 102774528B1 KR 1020210135268 A KR1020210135268 A KR 1020210135268A KR 20210135268 A KR20210135268 A KR 20210135268A KR 102774528 B1 KR102774528 B1 KR 102774528B1
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inclined surface
distance
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substrate transfer
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김상오
변희재
이나현
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세메스 주식회사
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Abstract

비접촉식 구동부를 포함하는 기판 이송 장치를 제공된다. 상기 기판 처리 장치는 구동 표면과 전자기 생성모듈을 포함하는 고정자 어셈블리; 상기 전자기 생성모듈과 대향하는 제1 자석모듈을 포함하여 상기 구동 표면 상에서 부상하여 이동하고, 제1 경사면을 포함하는 제1 이동자; 상기 전자기 생성모듈과 대향하는 제2 자석모듈을 포함하여 상기 구동 표면 상에서 부상하여 이동하고, 제2 경사면을 포함하는 제2 이동자; 및 상기 제1 이동자와 상기 제2 이동자 사이에 배치되고, 상기 제1 이동자와 상기 제2 이동자 사이의 거리에 따라 상기 제1 경사면 및 상기 제2 경사면을 따라 이동하는 이송부재를 포함한다.

Description

기판 이송 장치 및 방법{Apparatus and method for transferring the substrate}
본 발명은 기판 이송 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 장치 또는 디스플레이 장치를 제조할 때에는, 사진, 식각, 애싱, 이온주입, 박막증착, 세정 등 다양한 공정이 실시된다. 여기서, 사진공정은 도포, 노광, 그리고 현상 공정을 포함한다. 기판 상에 감광액을 도포하고(즉, 도포 공정), 감광막이 형성된 기판 상에 회로 패턴을 노광하며(즉, 노광 공정), 기판의 노광처리된 영역을 선택적으로 현상한다(즉, 현상 공정).
한편, 기판이 전술한 다양한 공정을 거치려면, 기판은 각 공정을 수행하는 장비로 이동되어야 한다. 이송 로봇은 기판을 하나의 장비(예를 들어, 도포 장비)에서 다른 장비(예를 들어, 노광 장비)로 이송한다. 그런데, 이송 로봇은 접촉식 구동부를 포함하고 있어, 파티클 발생에 있어 자유로울 수 없다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 비접촉식 구동부를 포함하는 기판 이송 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 비접촉식 구동부를 포함하는 기판 이송 장치를 이용한 기판 이송 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 이송 장치의 일 면(aspect)은, 구동 표면과 전자기 생성모듈을 포함하는 고정자 어셈블리; 상기 전자기 생성모듈과 대향하는 제1 자석모듈을 포함하여 상기 구동 표면 상에서 부상하여 이동하고, 제1 경사면을 포함하는 제1 이동자; 상기 전자기 생성모듈과 대향하는 제2 자석모듈을 포함하여 상기 구동 표면 상에서 부상하여 이동하고, 제2 경사면을 포함하는 제2 이동자; 및 상기 제1 이동자와 상기 제2 이동자 사이에 배치되고, 상기 제1 이동자와 상기 제2 이동자 사이의 거리에 따라 상기 제1 경사면 및 상기 제2 경사면을 따라 이동하는 이송부재를 포함한다.
상기 제1 경사면과 상기 제2 경사면은 서로 마주보고, 상기 제1 경사면은, 상기 제1 이동자의 제1 바닥면과 예각을 이루고, 상기 제2 경사면은, 상기 제2 이동자의 제2 바닥면과 예각을 이룬다. 상기 제1 이동자와 상기 제2 이동자 사이의 거리가 제1 거리이고, 상기 이송부재의 높이는 제1 높이이고, 상기 제1 이동자와 상기 제2 이동자 사이의 거리가 상기 제1 거리보다 먼 제2 거리이고, 상기 이송부재의 높이는 상기 제1 높이보다 낮은 제2 높이일 수 있다.
상기 이송부재는 상기 제1 경사면과 대향하는 제1 지지면과, 상기 제2 경사면과 대향하는 제2 지지면을 포함하고, 상기 제1 이동자는, 상기 제1 경사면 내에 설치된 제1 자석부재를 포함하고, 상기 이송부재는, 상기 제1 지지면 내에 설치된 제2 자석부재를 포함한다. 상기 제2 이동자는, 상기 제2 경사면 내에 설치된 제3 자석부재를 포함하고, 상기 이송부재는, 상기 제2 지지면 내에 설치된 제4 자석부재를 포함할 수 있다. 상기 제1 자석부재 및 제3 자석부재 중 적어도 하나는 전자석일 수 있다. 상기 제1 이동자 내부에는, 상기 제1 자석부재에 전원을 공급하기 위한 배터리가 설치되고, 상기 고정자 어셈블리의 일측에는 상기 배터리를 충전하기 위한 충전포트가 설치될 수 있다.
또는, 상기 제1 경사면 또는 상기 제1 지지면 중 어느 하나에는, 가이드홀이 설치되고, 상기 제1 경사면 또는 상기 제1 지지면 중 다른 하나에는, 상기 가이드홀에 삽입되는 가이드바가 설치될 수 있다.
상기 제1 이동자는, 상기 제1 경사면의 최상단에 설치되고 상기 제1 경사면보다 돌출된 제1 정지부재를 포함할 수 있다.
상기 고정자 어셈블리는 매트릭스 형태로 배치된 다수의 고정자 섹터를 포함하고, 상기 전자기 생성모듈은 다수의 전자기 생성 유닛을 포함하고, 각 고정자 섹터는 플레이트 형태이고, 적어도 하나의 전자기 생성 유닛을 포함할 수 있다. 상기 각 고정자 섹터는 적층된 제1 고정자 레이어와 제2 고정자 레이어를 포함하고, 상기 제1 고정자 레이어는 제1 방향을 따라 연장된 다수의 제1 전자기 생성 유닛을 포함하고, 상기 제2 고정자 레이어는 상기 제1 방향과 다른 제2 방향을 따라 연장된 다수의 제2 전자기 생성 유닛을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 자석모듈은 상기 제1 이동자의 제1 바닥면에 설치되고, 제1 로터 방향으로 연장된 다수의 제1 자석과, 상기 제1 이동자의 제1 바닥면에 설치되고, 상기 제1 로터 방향과 다른 제2 로터 방향으로 연장된 다수의 제2 자석을 포함할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 이송 장치의 다른 면은, 구동 표면과 전자기 생성모듈을 포함하는 고정자 어셈블리; 상기 전자기 생성모듈과 대향하는 제1 자석모듈을 포함하여 상기 구동 표면 상에서 부상하여 이동하고, 서로 예각을 이루는 제1 바닥면과 제1 경사면을 포함하는 제1 이동자; 상기 전자기 생성모듈과 대향하는 제2 자석모듈을 포함하여 상기 구동 표면 상에서 부상하여 이동하고, 서로 예각을 이루는 제2 바닥면과 제2 경사면을 포함하고, 상기 제2 경사면은 상기 제1 경사면은 서로 마주보는 제2 이동자; 및 상기 제1 이동자와 상기 제2 이동자 사이에 배치되고, 상기 제1 이동자와 상기 제2 이동자 사이의 거리에 따라 상기 제1 경사면 및 상기 제2 경사면을 따라 이동하는 이송부재를 포함하고, 상기 이송부재는 상기 제1 경사면과 대향하는 제1 지지면과, 상기 제2 경사면과 대향하는 제2 지지면을 포함하고, 상기 제1 이동자는 상기 제1 경사면 내에 설치된 제1 자석부재를 포함하고, 상기 이송부재는 상기 제1 지지면 내에 설치된 제2 자석부재를 포함하고, 상기 제2 이동자는 상기 제2 경사면 내에 설치된 제3 자석부재를 포함하고, 상기 이송부재는 상기 제2 지지면 내에 설치된 제4 자석부재를 포함한다.
상기 제1 이동자와 상기 제2 이동자 사이의 거리가 제1 거리이고, 상기 이송부재의 높이는 제1 높이이고, 상기 제1 이동자와 상기 제2 이동자 사이의 거리가 상기 제1 거리보다 먼 제2 거리이고, 상기 이송부재의 높이는 상기 제1 높이보다 낮은 제2 높이일 수 있다.
상기 제1 자석부재 및 제3 자석부재는 전자석일 수 있다.
상기 고정자 어셈블리는 매트릭스 형태로 배치된 다수의 고정자 섹터를 포함하고, 상기 전자기 생성모듈은 다수의 전자기 생성 유닛을 포함하고, 각 고정자 섹터는 플레이트 형태이고, 적어도 하나의 전자기 생성 유닛을 포함할 수 있다.
상기 각 고정자 섹터는 적층된 제1 고정자 레이어와 제2 고정자 레이어를 포함하고, 상기 제1 고정자 레이어는 제1 방향을 따라 연장된 다수의 제1 전자기 생성 유닛을 포함하고, 상기 제2 고정자 레이어는 상기 제1 방향과 다른 제2 방향을 따라 연장된 다수의 제2 전자기 생성 유닛을 포함할 수 있다.
상기 제1 자석모듈은 상기 제1 이동자의 제1 바닥면에 설치되고, 제1 로터 방향으로 연장된 다수의 제1 자석과, 상기 제1 이동자의 제1 바닥면에 설치되고, 상기 제1 로터 방향과 다른 제2 로터 방향으로 연장된 다수의 제2 자석을 포함할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 이송 방법의 일 면은, 구동 표면 상에서 부상하여 이동하고 제1 경사면을 포함하는 제1 이동자와, 상기 구동 표면 상에서 부상하여 이동하고 제2 경사면을 포함하는 제2 이동자와, 상기 제1 이동자와 상기 제2 이동자 사이에 배치되고 상기 제1 경사면 및 상기 제2 경사면을 따라 이동하는 이송부재를 포함하는 기판 이송 장치가 제공되고, 상기 제1 이동자와 상기 제2 이동자 사이의 거리가 제1 거리일 때, 상기 이송부재의 높이는 제1 높이이고, 상기 제1 이동자 및 상기 제2 이동자가 서로 멀어지도록 이동하여 상기 제1 이동자와 상기 제2 이동자 사이의 거리는 제2 거리가 되고, 상기 제1 이동자 및 상기 제2 이동자가 이동하면서 상기 이송부재는 상기 제1 경사면 및 상기 제2 경사면을 따라 낮아져서 상기 이송부재의 높이는 제2 높이가 되는 것을 포함한다.
상기 제1 경사면과 상기 제2 경사면은 서로 마주보고, 상기 제1 경사면은, 상기 제1 이동자의 제1 바닥면과 예각을 이루고, 상기 제2 경사면은, 상기 제2 이동자의 제2 바닥면과 예각을 이룰 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 도 1의 기판 이송 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 도 1의 III - III 을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 고정자 어셈블리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 고정자 어셈블리와 제1 이동자 사이의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치의 제1 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치의 제2 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치의 제3 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치의 제4 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치의 제5 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 이송 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 이송 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 이송 장치를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치를 설명하기 위한 사시도이다. 도 2는 도 1의 기판 이송 장치를 설명하기 위한 블록도이다. 도 3은 도 1의 III - III 을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치는, 고정자 어셈블리(100) 및 이송 어셈블리(20)를 포함한다.
고정자 어셈블리(100)는 구동 표면(100a)를 포함하고, 구동 표면(100a)는 제1 방향(예를 들어, x방향)(12) 및 제2 방향(예를 들어, y방향)(14)으로 연장되어 있다. 예를 들어, 고정자 어셈블리(100)는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 고정자 섹터(100S)를 포함할 수 있다. 각 고정자 섹터(100S)는 플레이트 형태일 수 있고, 적어도 하나의 전자기 생성 유닛을 포함할 수 있다. 이러한 고정자 섹터(100S)의 예시적인 구성에 대해서는 도 4를 이용하여 후술한다.
이송 어셈블리(20)는 구동 표면(100a) 상에서 이동하면서 기판(W)을 이송한다. 이러한 이송 어셈블리(20)는 제1 이동자(200), 제2 이동자(300), 이송부재(400)를 포함한다. 제1 이동자(200)는 구동 표면(100a) 상에서 부상하여 이동하고, 제1 경사면(210)을 포함한다. 제1 경사면(210)은 제1 바닥면(211)과 예각을 이룬다. 제2 이동자(300)는 구동 표면(100a) 상에서 부상하여 이동하고, 제2 경사면(310)을 포함한다. 제2 경사면(310)은 제2 바닥면(311)과 예각을 이룬다. 도시된 것과 같이, 제1 경사면(210)과 제2 경사면(310)은 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
이송부재(400)는 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300) 사이에 배치되고, 제1 경사면(210) 및 제2 경사면(310)을 따라 이동할 수 있다. 이송부재(400)는 예를 들어, 바디(410)와, 바디(410)에서 제1 이동자(200)를 향해 돌출된 제1 지지부(420)와, 바디(410)에서 제2 이동자(300)를 향해 돌출된 제2 지지부(430)를 포함할 수 있다. 제1 지지부(420)는 제1 이동자(200)의 제1 경사면(210)과 대향하는 제1 지지면(421)을 포함한다. 제2 지지부(430)는 제2 이동자(300)의 제2 경사면(310)과 대향하는 제2 지지면(431)을 포함한다.
한편, 컨트롤러(600)는 고정자 어셈블리(100), 제1 이동자(200) 및 제2 이동자(300)의 동작을 제어한다. 컨트롤러(600)는 고정자 어셈블리(100), 제1 이동자(200) 및 제2 이동자(300)의 동작 제어와 관련된 데이터 및 인스트럭션들을 저장하는 메모리(610)를 포함할 수 있다. 메모리(610)는 컨트롤러(600) 내에 위치할 수도 있고, 컨트롤러(600)의 외부에 배치될 수도 있다. 컨트롤러(600)의 제어에 의해서, 제1 이동자(200) 및 제2 이동자(300)는 제1 방향(12) 및 제2 방향(14)을 따라(예를 들어, xy평면 상에서) 이동할 수 있고, 제1 이동자(200) 및 제2 이동자(300) 사이의 간격도 조절될 수 있다. 메모리(610)는 예를 들어, 도 6 내지 도 13에 도시된 다수의 동작을 지시하는 인스트럭션들(instructions)을 포함한다.
제1 이동자(200)와 제2 이동자(300)는 서로 물리적으로 분리되어 있으므로, 컨트롤러(600)에 의해서 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300)는 개별적으로 이동될 수 있다(도 2의 299, 399 참고).
이송부재(400)는 제1 이동자(200)의 제1 경사면(210) 및 제2 이동자(300)의 제2 경사면(310)을 따라 제3 방향(예를 들어, z방향)(15)으로 이동할 수 있다(도 2의 451, 452 참고). 구체적으로, 이송부재(400)는 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300) 사이의 거리에 따라 이송부재(400)의 높이가 바뀔 수 있다. 예를 들어, 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300) 사이의 거리가 제1 거리인 경우, 이송부재(400)의 높이는 제1 높이일 수 있다. 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300) 사이의 거리가 제1 거리보다 먼 제2 거리가 되면, 이송부재(400)의 높이는 제1 높이보다 낮은 제2 높이가 될 수 있다.
한편, 고정자 어셈블리(100) 내에는 전자기 생성모듈(110)이 설치된다. 제1 이동자(200) 내에는 전자기 생성모듈(110)에 대향하는 제1 자석모듈(201)이 설치된다. 예를 들어, 제1 자석모듈(201)은 제1 이동자(200)의 제1 바닥면(211)에 설치될 수 있다. 제2 이동자(300) 내에는 전자기 생성모듈(110)에 대향하는 제2 자석모듈(301)이 설치된다. 예를 들어, 제2 자석모듈(301)은 제2 이동자(300)의 제2 바닥면(311)에 설치될 수 있다. 전자기 생성모듈(110), 제1 자석모듈(201), 제2 자석모듈(301)의 전자기력에 따라, 제1 이동자(200) 및 제2 이동자(300)는 고정자 어셈블리(100)의 구동 표면(100a) 상에서 부상 및 이동할 수 있다. 이에 대해서는 도 4 및 도 5를 이용하여 구체적으로 후술한다.
또한, 전술한 것과 같이, 제1 이동자(200)의 제1 경사면(210)과, 이송부재(400)의 제1 지지면(421)은 서로 대향한다. 제1 경사면(210) 내에는 제1 자석부재(220)가 설치되고, 제1 지지면(421) 내에는 제2 자석부재(401)가 설치된다. 예를 들어, 제1 자석부재(220)는 전자석이고, 제2 자석부재(401)는 영구자석일 수 있다. 제1 자석부재(220)에 공급되는 전류량을 조절함으로써, 전자석의 자력을 조절할 수 있고, 이에 따라 제1 경사면(210)과 제1 지지면(421) 사이의 간격을 조절할 수 있다.
마찬가지로, 제2 이동자(300)의 제2 경사면(310)과, 이송부재(400)의 제2 지지면(431)은 서로 대향한다. 제2 경사면(310) 내에는 제3 자석부재(320)가 설치되고, 제2 지지면(431) 내에는 제4 자석부재(402)가 설치된다. 예를 들어, 제3 자석부재(320)는 전자석이고, 제4 자석부재(402)는 영구자석일 수 있다. 제3 자석부재(320)에 공급되는 전류량을 조절함으로써, 전자석의 자력을 조절할 수 있고, 이에 따라 제2 경사면(310)과 제2 지지면(431) 사이의 간격을 조절할 수 있다.
설계에 따라서는, 제1 자석부재(220) 및 제2 자석부재(401)는 모두 전자석일 수도 있고, 모두 영구자석일 수도 있다. 제3 자석부재(320) 및 제4 자석부재(402)는 모두 전자석일 수도 있고, 모두 영구자석일 수도 있다.
고정자 어셈블리(100)의 전자기 생성모듈(110), 제1 이동자(200)의 제1 자석모듈(201), 제2 이동자(300)의 제2 자석모듈(301)에서 생성되는 자기력에 의해서 상대적인 위치를 제어할 수 있다. 또한, 제1 이동자(200)의 제1 자석부재(220), 제2 이동자(300)의 제3 자석부재(320), 이송부재(400)의 제2 자석부재(401) 및 제4 자석부재(402)에서 생성되는 자기력에 의해서 상대적인 위치를 제어할 수 있다.
정리하면, 고정자 어셈블리(100), 제1 이동자(200), 제2 이동자(300) 및 이송부재(400)는 서로 물리적으로 분리되어 있다. 고정자 어셈블리(100), 제1 이동자(200), 제2 이동자(300) 및 이송부재(400)의 이동/위치제어는 전자석/영구자석 등의 비접촉 방식의 구동력을 이용하여 이루어진다. 따라서, 제1 이동자(200), 제2 이동자(300) 및 이송부재(400)의 이동에 의해 발생할 수 있는 파티클의 생성을 최소화할 수 있다. 파티클에 의해 발생될 수 있는 공정불량을 최소화할 수 잇다.
컨트롤러(600)에 의해서 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300)는 개별적으로 이동될 수 있으나, 컨트롤러(600)는 이송부재(400)가 제1 이동자(200) 및 제2 이동자(300)에서 떨어지지 않도록, 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300) 사이의 거리를 기설정된 범위 내로 제한할 수 있다. 이러한 컨트롤러의 제어방식에 대해서는 도 6 내지 도 12를 이용하여 구체적으로 후술하도록 한다.
도 4는 도 1에 도시된 고정자 어셈블리를 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 도 1에 도시된 고정자 어셈블리와 제1 이동자 사이의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 5에서는 고정자 어셈블리와 제1 이동자 사이의 관계에 대해서 설명하였으나, 고정자 어셈블리와 제2 이동자 사이의 관계에도 동일하게 적용된다.
도 4를 참고하면, 고정자 어셈블리(100)는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 고정자 섹터(111, 112, 113, 114)를 포함한다. 도 4에서는 예시적으로 2×2로 배열된 4개의 고정자 섹터(111, 112, 113, 114)를 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다.
고정자 섹터(111, 112, 113, 114) 각각의 전자기 생성 모듈(110)은 다수의 고정자 레이어(104, 105, 106, 107)를 포함할 수 있다. 위에서 아래 방향으로 순차적으로, 제1 고정자 레이어(104), 제2 고정자 레이어(105), 제3 고정자 레이어(106), 제4 고정자 레이어(107)이 순차적으로 배열될 수 있다.
제1 고정자 레이어(104) 및 제3 고정자 레이어(106)에는, 제1 방향(12)을 따라 연장된 다수의 제1 전자기 생성 유닛(125)을 포함한다. 예를 들어, 다수의 제1 전자기 생성 유닛(125)은 서로 동일한 치수를 갖는다.
제2 고정자 레이어(105) 및 제4 고정자 레이어(107)에는, 제1 방향(12)과 다른 제2 방향(14)을 따라 연장된 다수의 제2 전자기 생성 유닛(126)을 포함한다. 예를 들어, 다수의 제2 전자기 생성 유닛(126)은 서로 동일한 치수를 갖는다.
또한, 다수의 고정자 레이어(104, 105, 106, 107) 중 어느 고정자 레이어(예를 들어, 105)는 바로 인접한 다른 고정자 레이어(예를 들어, 104, 106)는 서로 전기적으로 절연될 수 있다. 예를 들어, 다수의 고정자 레이어(104, 105, 106, 107)는 다층 인쇄 회로 보드의 서로 절연된 도전 경로층(conductor path layers)로 구현될 수 있다.
다수의 고정자 섹터(111, 112, 113, 114)는 서로 독립적으로 전원을 공급받도록 구현될 수 있다. 특히, 각 고정자 섹터(111, 112, 113, 114) 내에서, 제1 전자기 생성 유닛(125)과 제2 전자기 생성 유닛(126)은 서로 절연되도록 구현될 수 있다. 반면, 각 고정자 섹터(111, 112, 113, 114) 내에서, 제1 고정자 레이어(104)의 제1 전자기 생성 유닛(125)과 제3 고정자 레이어(106)의 제1 전자기 생성 유닛(125)는 전자기적으로 연결될 수 있다. 유사하게 각 고정자 섹터(111, 112, 113, 114) 내에서, 제2 고정자 레이어(105)의 제2 전자기 생성 유닛(126)과 제4 고정자 레이어(107)의 제2 전자기 생성 유닛(126)는 전자기적으로 연결될 수 있다.
도 5를 참고하면, 제1 이동자(200)의 제1 자석모듈(201)은 다수의 자석(201a, 201b, 201c, 201d)를 포함한다. 제1 자석모듈(201)은, 제1 로터 방향(206)으로 연장된 다수의 제1 자석(201a), 제2 로터 방향(208)으로 연장된 다수의 제2 자석(201b), 제1 로터 방향(206)으로 연장된 다수의 제3 자석(201c), 제2 로터 방향(208)으로 연장된 다수의 제4 자석(201d)을 포함한다. 제1 자석(201a) 및 제3 자석(201c)과, 제2 자석(201b) 및 제4 자석(201d)는 서로 수직인 방향으로 자화된다.
제1 로터 방향(206)이 제2 방향(14)을 따라 지향되고(oriented) 제2 로터 방향(208)이 제1 방향(12)을 따라 지향되도록, 제1 이동자(200)는 고정자 어셈블리(100)와 얼라인될 수 있다. 동작시, 제1 자석(201a)과 제3 자석(201c)은 제2 전자기 생성 유닛(126)에 의해 생성된 자기장과 상호작용하여, 제1 이동자(200)가 제1 방향(12)으로 이동하도록 하는 역할을 한다. 유사하게, 제2 자석(201b)과 제4 자석(201d)은 제1 전자기 생성 유닛(125)에 의해 생성된 자기장과 상호작용하여, 제1 이동자(200)가 제2 방향(14)으로 이동하도록 하는 역할을 한다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치의 제1 동작을 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 제1 동작은 이송부재(400)의 업다운 동작이다.
도 6을 참고하면, 이동 전의 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300) 사이의 거리는 제1 거리(L1)이다. 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300) 사이의 거리가 제1 거리(L1)일 때, 이송부재(400)의 높이는 제1 높이(H1)이다.
도 7을 참고하면, 이동 후의 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300) 사이의 거리는 제2 거리(L2)이다. 제2 거리(L2)는 제1 거리(L1)보다 멀다. 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300) 사이의 거리가 멀어지면, 이송부재(400)는 제1 경사면(210) 및 제2 경사면(310)을 따라 아래로 내려간다. 따라서, 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300) 사이의 거리가 제2 거리(L2)일 때, 이송부재(400)의 높이는 제1 높이(H1)보다 낮은 제2 높이(H2)가 된다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치의 제2 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참고하면, 이동 전의 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300) 사이의 거리는 제1 거리(L1)이다. 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300)은 전진하면서, 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300) 사이의 거리가 멀어진다(도면부호 D13, D23 참고). 그 결과, 이동 후의 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300) 사이의 거리는 제2 거리(L2)이다.
제1 이동자(200)와 제2 이동자(300)가 전진하면서 둘 사이의 간격이 멀어졌기 때문에, 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300)는 전진하면서 이송부재(400)의 높이는 낮아진다.
별도로 도시하지 않았으나, 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300)가 전진하면서 둘 사이의 간격이 가까워지면, 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300)는 전진하면서 이송부재(400)의 높이는 높아질 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치의 제3 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참고하면, 이동 전의 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300) 사이의 거리는 제1 거리(L1)이다. 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300)은 전진하면서, 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300) 사이의 거리를 유지한다(도면부호 D11, D21 참고). 그 결과, 이동 후의 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300) 사이의 거리는 제1 거리(L1)이다.
이러한 경우, 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300)의 이동 동안, 이송부재(400)의 높이도 일정하게 유지된다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치의 제4 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참고하면, 이동 전의 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300) 사이의 거리는 제1 거리(L1)이다. 제1 이동자(200)는 시계 반대방향으로, 상대적으로 작은 반경을 따라 이동한다(도면부호 D12 참고). 제2 이동자(200)는 시계 반대방향으로, 상대적으로 큰 반경을 따라 이동한다(도면부호 D22 참고). 이동 후의 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300) 사이의 거리는, 여전히 제1 거리(L1)이다.
이러한 경우, 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300)가 반경을 따라 이동하는 동안, 이송부재(400)의 높이도 일정하게 유지된다.
별도로 도시하지 않았으나, 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300)가 반경을 따라 이동하면서 둘 사이의 간격이 가까워지면, 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300)는 이동하면서 이송부재(400)의 높이는 높아질 수 있다.
별도로 도시하지 않았으나, 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300)가 반경을 따라 이동하면서 둘 사이의 간격이 멀어지면, 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300)는 이동하면서 이송부재(400)의 높이는 낮아질 수 있다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치의 제5 동작을 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 제5 동작은 이송부재(400)의 픽 앤 플레이스(pick & place) 동작이다.
도 11을 참고하면, 이송부재(400)가 기판(W)을 지지하는 상태로, 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300)는 기판 지지부재(500)를 향해 이동한다.
도 12를 참고하면, 이송부재(400) 또는 기판(W)가 기판 지지부재(500)와 충돌하지 않도록, 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300)는 전진하면서 간격이 좁아진다. 그 결과, 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300)가 기판 지지부재(500) 앞에서 정지했을 때, 이송부재(400)의 높이는 다소 높아진다.
기판(W)이 기판 지지부재(500) 상에 위치함이 확인되면, 제1 이동자(200)와 제2 이동자(300) 사이의 간격이 멀어지면서 이송부재(400)의 높이는 낮아지고, 기판(W)은 기판 지지부재(500)의 지지핀(510) 상에 놓여진다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 이송 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 13을 참고하면, 전술한 것과 같이, 제1 이동자(200)에는 제1 자석모듈(201) 및 제1 자석부재(220)가 설치된다. 예를 들어, 제1 자석모듈(201) 또는 제1 자석부재(220)로서 전자석을 사용할 수 있고, 제1 이동자(200) 내에는 전자석에 전원을 공급하기 위한 제1 배터리(미도시)가 설치될 수 있다.
마찬가지로, 제2 이동자(300)에는 제2 자석모듈(301) 및 제3 자석부재(320)가 설치된다. 예를 들어, 제2 자석모듈(301) 또는 제3 자석부재(320)로서 전자석을 사용할 수 있고, 제2 이동자(300) 내에는 전자석에 전원을 공급하기 위한 제2 배터리(미도시)가 설치될 수 있다.
고정자 어셈블리(100)의 일측에는 제1/제2 배터리를 충전하기 위한 충전포트(600)가 설치될 수 있다. 충전포트(600)는 예를 들어, 무선충전방식일 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다.
충전량이 충분하지 않거나, 기설정된 레시피에 따라서, 제1 이동자(200) 및 제2 이동자(300)는 충전포트(600) 내로 이동하여(도면부호 D14, D24 참고) 제1 및 제2 배터리를 충전한다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 이송 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 14를 참고하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 이송 장치에서, 이송부재(400)는 제1 이동자(200)의 제1 경사면(210) 및 제2 이동자(300)의 제2 경사면(310)을 따라 상방향으로 이동할 수 있다(도 14의 451a, 452a 참고).
이송부재(400)가 기설정된 높이 이상으로 움직이지 않도록, 제1 경사면(210)의 최상단에는 제1 경사면(210)보다 돌출된 제1 정지부재(210a)가 설치된다. 제2 경사면(310)의 최상단에는 제2 경사면(310)보다 돌출된 제2 정지부재(310a)가 설치된다.
도면에서는 제1 경사면(210) 및 제2 경사면(310) 모두에, 제1 정지부재(210a) 및 제2 정지부재(310a)가 설치된 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 경사면(210)에만 제1 정지부재(210a)가 설치되고, 제2 경사면(310)는 제2 정지부재가 설치되지 않을 수도 있다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 이송 장치를 설명하기 위한 도면이다. 설명의 편의상 도 1 내지 도 3을 이용하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다.
도 15를 참고하면, 제1 경사면(210)에는, 제1 경사면(210)의 연장방향을 따라 길게 제1 가이드홀(200b)이 형성된다. 제1 경사면(210)에 대응되는 제1 지지면(421)에는(즉, 제1 지지부(420)에는) 제1 가이드홀(200b)에 삽입되는 제1 가이드바(420b)가 설치될 수 있다. 이와는 달리, 제1 경사면(210)에 제1 가이드바가 설치되고, 제1 지지면(421)에 제1 가이드홀이 설치될 수 있다.
유사하게, 제2 경사면(310)에도 제2 가이드홀이 형성되고, 제2 경사면(310)에 대응되는 제2 지지면(431)에는 제2 가이드홀에 삽입되는 제2 가이드바가 설치될 수 있다. 이와는 달리, 제2 경사면(310)에 제2 가이드바가 설치되고, 제2 지지면(431)에 제2 가이드홀이 설치될 수 있다.
이와 같이 가이드홀/가이드바를 구비함으로써, 이송부재(400)가 제1 경사면(210) 및 제2 경사면(310)을 따라 이동할 때, 이송부재(400)가 경로를 이탈하지 않도록 할 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 고정자 어셈블리 100a: 구동 표면
110: 전자기 생성모듈 200: 제1 이동자
201: 제1 자석모듈 210: 제1 경사면
211: 제1 바닥면 220: 제1 자석부재
300: 제2 이동자 301: 제2 자석모듈
310: 제2 경사면 311: 제2 바닥면
320: 제3 자석부재 400: 이송부재
401: 제2 자석부재 402: 제4 자석부재
410: 바디 420: 제1 지지부
421: 제1 지지면 430: 제2 지지부
431: 제2 지지면

Claims (20)

  1. 구동 표면과 전자기 생성모듈을 포함하는 고정자 어셈블리;
    상기 전자기 생성모듈과 대향하는 제1 자석모듈을 포함하여 상기 구동 표면 상에서 부상하여 이동하고, 제1 경사면을 포함하는 제1 이동자;
    상기 전자기 생성모듈과 대향하는 제2 자석모듈을 포함하여 상기 구동 표면 상에서 부상하여 이동하고, 제2 경사면을 포함하는 제2 이동자; 및
    상기 제1 이동자와 상기 제2 이동자 사이에 배치되고, 상기 제1 이동자와 상기 제2 이동자 사이의 거리에 따라 상기 제1 경사면 및 상기 제2 경사면을 따라 이동하는 이송부재를 포함하는, 기판 이송 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 경사면과 상기 제2 경사면은 서로 마주보고,
    상기 제1 경사면은, 상기 제1 이동자의 제1 바닥면과 예각을 이루고,
    상기 제2 경사면은, 상기 제2 이동자의 제2 바닥면과 예각을 이루는, 기판 이송 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 이동자와 상기 제2 이동자 사이의 거리가 제1 거리이고, 상기 이송부재의 높이는 제1 높이이고,
    상기 제1 이동자와 상기 제2 이동자 사이의 거리가 상기 제1 거리보다 먼 제2 거리이고, 상기 이송부재의 높이는 상기 제1 높이보다 낮은 제2 높이인, 기판 이송 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 이송부재는 상기 제1 경사면과 대향하는 제1 지지면과, 상기 제2 경사면과 대향하는 제2 지지면을 포함하고,
    상기 제1 이동자는, 상기 제1 경사면 내에 설치된 제1 자석부재를 포함하고,
    상기 이송부재는, 상기 제1 지지면 내에 설치된 제2 자석부재를 포함하는, 기판 이송 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제2 이동자는, 상기 제2 경사면 내에 설치된 제3 자석부재를 포함하고,
    상기 이송부재는, 상기 제2 지지면 내에 설치된 제4 자석부재를 포함하는, 기판 이송 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 자석부재 및 제3 자석부재 중 적어도 하나는 전자석인, 기판 이송 장치.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 이동자 내부에는, 상기 제1 자석부재에 전원을 공급하기 위한 배터리가 설치되고,
    상기 고정자 어셈블리의 일측에는 상기 배터리를 충전하기 위한 충전포트가 설치되는, 기판 이송 장치.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 경사면 또는 상기 제1 지지면 중 어느 하나에는, 가이드홀이 설치되고,
    상기 제1 경사면 또는 상기 제1 지지면 중 다른 하나에는, 상기 가이드홀에 삽입되는 가이드바가 설치되는, 기판 이송 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 이동자는, 상기 제1 경사면의 최상단에 설치되고 상기 제1 경사면보다 돌출된 제1 정지부재를 포함하는, 기판 이송 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 고정자 어셈블리는 매트릭스 형태로 배치된 다수의 고정자 섹터를 포함하고,
    상기 전자기 생성모듈은 다수의 전자기 생성 유닛을 포함하고,
    각 고정자 섹터는 플레이트 형태이고, 적어도 하나의 전자기 생성 유닛을 포함하는, 기판 이송 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 각 고정자 섹터는 적층된 제1 고정자 레이어와 제2 고정자 레이어를 포함하고,
    상기 제1 고정자 레이어는 제1 방향을 따라 연장된 다수의 제1 전자기 생성 유닛을 포함하고,
    상기 제2 고정자 레이어는 상기 제1 방향과 다른 제2 방향을 따라 연장된 다수의 제2 전자기 생성 유닛을 포함하는, 기판 이송 장치.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 제1 자석모듈은
    상기 제1 이동자의 제1 바닥면에 설치되고, 제1 로터 방향으로 연장된 다수의 제1 자석과,
    상기 제1 이동자의 제1 바닥면에 설치되고, 상기 제1 로터 방향과 다른 제2 로터 방향으로 연장된 다수의 제2 자석을 포함하는, 기판 이송 장치.
  13. 구동 표면과 전자기 생성모듈을 포함하는 고정자 어셈블리;
    상기 전자기 생성모듈과 대향하는 제1 자석모듈을 포함하여 상기 구동 표면 상에서 부상하여 이동하고, 서로 예각을 이루는 제1 바닥면과 제1 경사면을 포함하는 제1 이동자;
    상기 전자기 생성모듈과 대향하는 제2 자석모듈을 포함하여 상기 구동 표면 상에서 부상하여 이동하고, 서로 예각을 이루는 제2 바닥면과 제2 경사면을 포함하고, 상기 제2 경사면은 상기 제1 경사면은 서로 마주보는 제2 이동자; 및
    상기 제1 이동자와 상기 제2 이동자 사이에 배치되고, 상기 제1 이동자와 상기 제2 이동자 사이의 거리에 따라 상기 제1 경사면 및 상기 제2 경사면을 따라 이동하는 이송부재를 포함하고,
    상기 이송부재는 상기 제1 경사면과 대향하는 제1 지지면과, 상기 제2 경사면과 대향하는 제2 지지면을 포함하고,
    상기 제1 이동자는 상기 제1 경사면 내에 설치된 제1 자석부재를 포함하고, 상기 이송부재는 상기 제1 지지면 내에 설치된 제2 자석부재를 포함하고,
    상기 제2 이동자는 상기 제2 경사면 내에 설치된 제3 자석부재를 포함하고, 상기 이송부재는 상기 제2 지지면 내에 설치된 제4 자석부재를 포함하는, 기판 이송 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제1 이동자와 상기 제2 이동자 사이의 거리가 제1 거리이고, 상기 이송부재의 높이는 제1 높이이고,
    상기 제1 이동자와 상기 제2 이동자 사이의 거리가 상기 제1 거리보다 먼 제2 거리이고, 상기 이송부재의 높이는 상기 제1 높이보다 낮은 제2 높이인, 기판 이송 장치.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 제1 자석부재 및 제3 자석부재는 전자석인, 기판 이송 장치.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 고정자 어셈블리는 매트릭스 형태로 배치된 다수의 고정자 섹터를 포함하고,
    상기 전자기 생성모듈은 다수의 전자기 생성 유닛을 포함하고,
    각 고정자 섹터는 플레이트 형태이고, 적어도 하나의 전자기 생성 유닛을 포함하는, 기판 이송 장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 각 고정자 섹터는 적층된 제1 고정자 레이어와 제2 고정자 레이어를 포함하고,
    상기 제1 고정자 레이어는 제1 방향을 따라 연장된 다수의 제1 전자기 생성 유닛을 포함하고,
    상기 제2 고정자 레이어는 상기 제1 방향과 다른 제2 방향을 따라 연장된 다수의 제2 전자기 생성 유닛을 포함하는, 기판 이송 장치.
  18. 제 13항에 있어서, 상기 제1 자석모듈은
    상기 제1 이동자의 제1 바닥면에 설치되고, 제1 로터 방향으로 연장된 다수의 제1 자석과,
    상기 제1 이동자의 제1 바닥면에 설치되고, 상기 제1 로터 방향과 다른 제2 로터 방향으로 연장된 다수의 제2 자석을 포함하는, 기판 이송 장치.
  19. 구동 표면 상에서 부상하여 이동하고 제1 경사면을 포함하는 제1 이동자와, 상기 구동 표면 상에서 부상하여 이동하고 제2 경사면을 포함하는 제2 이동자와, 상기 제1 이동자와 상기 제2 이동자 사이에 배치되고 상기 제1 경사면 및 상기 제2 경사면을 따라 이동하는 이송부재를 포함하는 기판 이송 장치가 제공되고,
    상기 제1 이동자와 상기 제2 이동자 사이의 거리가 제1 거리일 때, 상기 이송부재의 높이는 제1 높이이고,
    상기 제1 이동자 및 상기 제2 이동자가 서로 멀어지도록 이동하여 상기 제1 이동자와 상기 제2 이동자 사이의 거리는 제2 거리가 되고, 상기 제1 이동자 및 상기 제2 이동자가 이동하면서 상기 이송부재는 상기 제1 경사면 및 상기 제2 경사면을 따라 낮아져서 상기 이송부재의 높이는 제2 높이가 되는 것을 포함하는, 기판 이송 방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 제1 경사면과 상기 제2 경사면은 서로 마주보고,
    상기 제1 경사면은, 상기 제1 이동자의 제1 바닥면과 예각을 이루고,
    상기 제2 경사면은, 상기 제2 이동자의 제2 바닥면과 예각을 이루는, 기판 이송 방법.
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