KR20090082092A - 기판 파지 장치 및 그것을 구비한 기판 반송 로봇, 반도체 제조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 핸드 전체의 두께를 얇게 하고, 소형·경량화한 기판 파지 장치를 제공하는 것으로, 기단측으로부터 선단측으로 두 갈래로 나누어지는 베이스 플레이트(11)와, 베이스 플레이트(11)의 상면에 설치되는 파지 플레이트(12)와, 베이스 플레이트(11)와 파지 플레이트(12)의 사이에 설치되는 파지 구동부(7)와, 상기 두 갈래의 기단의 선단과 파지 플레이트(12)의 선단으로 이루어지는 파지부(10)와, 상기 두 갈래의 각 선단으로 기판의 일부를 안내하는 가이드부(20)를 구비하고, 파지 구동부(7)가 파지 플레이트(12)의 기단측에서 기단측을 항상 상측으로 부세하는 부세 수단(15)과, 부세 수단(15)의 근방에서 통전에 의해 파지 플레이트(12)를 베이스 플레이트(11)측에 흡착시키는 전자석부(14)와, 선단측에 있어서 파지 플레이트(12)를 베이스 플레이트(11)에 대해서 상하로 요동시키는 베어링부(13)로 구성하고, 가이드부(20)가 기판의 일부의 주위의 표면과 이면과 측면에 맞닿는 것이 가능한 안내 홈(23)을 선단에 구비하였다.

기판 반송 로봇, 파지 플레이트, 베어링부, 부세 수단

Description

기판 파지 장치 및 그것을 구비한 기판 반송 로봇, 반도체 제조 장치{SUBSTRATE CLAMP APPARATUS AND SUBSTRATE TRANSFER ROBOT HAVING THE SAME, SEMICONDUCTOR FABRICATION APPARATUS}

본 발명은 반도체의 제조 장치나 검사 장치에 있어서의 기판 반송 로봇에 주로 사용되고 당해 기판을 파지하는 기판 파지 장치, 그것을 구비한 기판 반송 로봇 및 반도체 제조 장치에 관한 것이다.

반도체의 제조 장치나 검사 장치(이하, 정리하여 반도체 제조 장치로 기재한다)에 있어서, 기판(반도체 웨이퍼(semiconductor wafer))을 소망의 위치로 반송하기 위해 종래부터 기판 반송 로봇(robot)이 사용되고 있다. 이 기판 반송 로봇에는 신축이 자유로운 암(arm)이 구비되고, 그 선단에 핸드(hand), 포크(fork), 또한 엔드 이펙터(end effector)로 불리는 기판을 탑재하는 부분이 설치되어 있다. 그리고, 기판이 이 핸드에 탑재되어 소망의 위치까지 반송된다.

한편, 반도체 제조에 있어서의 제품 수율 향상을 위해, 제조 과정에서 미세한 분진(파티클(particle))을 기판에 부착시키는 일이 없도록 요구되고 있다.

그래서, 요즈음의 기판 반송 로봇의 핸드는 기판의 주위만을 파지하는 타 입(type)의 핸드가 사용되고 있다(예를 들면 특허 문헌 1). 이 핸드는 에지 그립 핸드(edge grip hand) 등으로 불리고 있다. 기판의 주위에만 핸드가 물리적으로 접촉하지 않기 때문에, 기판에 대한 핸드의 분진이 부착하기 어렵게 되어 있다. 특허 문헌 1에 의한 에지 그립 핸드는 플레이트형(plate shape)의 핸드의 기단측(기판 반송 로봇의 암의 선단에 장착되는 측)에 기판의 주위와 접촉하는 제1의 부분이 있고, 또한 기단측으로부터 두 갈래로 뻗은 부분의 각각의 선단에 기판과 접촉하는 제2, 제3의 부분이 존재하는 구성으로 되어 있다. 그리고, 핸드의 기단측에 더 설치된 파지 구동 수단의 동작에 의해 제2, 제3의 접촉 부분(파지조(把持爪))을 구동하고, 제1∼제3의 기판과의 접촉 부분에 의해 기판을 파지하는 것이다.

특허 문헌 1 : 일본국 특허공개공보 2002－170862호

그런데, 특허 문헌 1과 같은 핸드는 이하와 같은 문제가 있다.

우선, 핸드 자체의 평면 치수 및 중량이 크다고 하는 문제가 있다. 즉, 특허 문헌 1과 같은 핸드는 핸드의 기단측에 기판의 주위와 접촉하는 제1의 부분이 있고, 또한 기단측으로부터 두 갈래로 뻗은 플레이트 부분의 각각의 선단에 기판과 접촉하는 제2, 제3의 부분이 존재하므로, 핸드의 기단측으로부터 두 갈래의 선단까지의 길이는 적어도 기판의 크기 이상이 필요하게 되어 있다. 이 때문에 핸드의 평면적 치수가 커지고, 이에 수반하여 핸드의 중량도 커지고 있다. 또 치수 및 중량이 크기 때문에 기판 반송 로봇의 암에 대한 부하 및 모멘트(moment)가 크고, 암의 위치 결정 정밀도가 저하한다고 하는 문제도 있다.

다음으로, 핸드 자체의 두께 치수가 커진다고 하는 문제가 있다. 즉, 특허 문헌 1과 같은 핸드는 핸드의 기단측에 기판측면의 파지 동작을 실현하는 파지 구동 수단이 설치되는 한편, 당해 구동 수단에 의해 움직여서 파지 동작을 행하는 부품이 다수 설치되어 있다. 이 때문에 핸드의 두께 치수가 커지고, 반송할 때 기판을 통과시키는 동안 입구 치수도 핸드의 두께에 따라 넓힐 필요가 있다.

다음으로, 핸드를 반전 또한 기립시키기 어렵다고 하는 문제가 있다. 반도체 제조 장치에서는, 예를 들면 기판을 세정하거나 연마하거나 하기 위해 기판 반송 로봇이 기판을 이면으로 반전시키는 경우가 있다. 또는 장치의 풋프린트(footprint)를 작게 하기 위해 기판 반송 로봇이 기판을 파지한 핸드를 기립(연 직 방향으로 세우는 것)시켜 반송하는 경우가 있다. 이 때문에 기판 반송 로봇의 암 선단부에는 핸드를 반전시키는 반전 기구나 핸드를 기립시키는 기립 기구를 구비하는 것이 있지만, 특허 문헌 1과 같은 핸드는 상기와 같이 치수 및 중량이 크기 때문에 이들의 기구가 커져 버린다. 또 평면적 치수가 큰 핸드를 반전시키게 되므로, 반전 또는 기립시에 필요한 삼차원적 치수가 커져 버린다고 하는 문제가 있다.

또한, 기판이 반송되는 측의 형태가 제한된다고 하는 문제가 있다. 즉, 특허 문헌 1과 같은 핸드는 기단측으로부터 두 갈래로 뻗은 형상으로 되어 있기 때문에, 기판이 반송되는 측(기판을 수취하는 측)의 형태는 당연히 핸드의 두 갈래의 형상을 피하도록 제작되어야 한다고 하는 제한이 발생한다.

본 발명은, 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 주로 핸드 전체의 두께를 얇게 하고, 소형·경량화한 기판 파지 장치 및 그것을 구비한 기판 반송 로봇, 반도체 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 다음과 같이 구성한 것이다.

청구항 1의 기재의 기판 파지 장치의 발명은, 기판의 주위의 일부를 이면으로부터 파지하는 기판 파지 장치로서, 평면에서 보아 기단측으로부터 선단측으로 두 갈래로 나누어지는 얇은 판 형상(thin plate shape)의 베이스 플레이트(base plate)와, 상기 베이스 플레이트의 상면에 간격을 두고 설치되는 파지 플레이트와, 상기 베이스 플레이트와 상기 파지 플레이트의 사이의 그 간격으로 설치되는 파지 구동부와, 상기 베이스 플레이트의 상기 두 갈래의 기단의 선단과 상기 파지 플레 이트의 선단으로 이루어지는 파지부와, 상기 얇은 판 형상의 베이스 플레이트의 상기 두 갈래의 각 선단에 설치되어 상기 기판의 일부를 안내하는 가이드부를 구비한 기판 파지 장치에 있어서, 상기 파지 구동부가 상기 파지 플레이트의 기단측에서 상기 기단측을 항상 상측으로 부세(付勢)하는 부세 수단과, 상기 부세 수단의 근방에 있어서 통전에 의해 상기 파지 플레이트를 상기 베이스 플레이트측에 흡착시키는 전자석부와, 상기 전자석부 및 상기 부세 수단에 의해 선단측에 있어서 상기 파지 플레이트가 상기 베이스 플레이트에 대해서 상하로 요동하도록 규제하는 베어링부로 구성되고, 또한 상기 가이드부가 상기 기판의 일부의 주위의 표면과 이면과 측면에 맞닿는 것이 가능한 안내 홈을 선단에 구비한 가이드부를 설치한 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 2의 기재의 발명은, 청구항 1의 기재의 기판 파지 장치에 있어서, 상기 가이드부의 안내 홈을, 상부 가이드판 및 하부 가이드판의 한쪽 또한 양쪽의 선단에 단차부를 형성하고 상기 단차부를 내측으로 되도록 상기 상부 가이드판 및 하부 가이드판을 겹침으로써 형성한 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 3의 기재의 발명은, 청구항 1의 기재의 기판 파지 장치에 있어서, 상기 가이드부를 상기 얇은 판 형상의 베이스 플레이트의 길이 방향의 중심선에 대해서 대칭하게 배치한 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 4의 기재의 발명은, 청구항 1의 기재의 기판 파지 장치에 있어서, 상기 전자석부가, 상기 베이스 플레이트 상에 고정된 요크와, 상기 요크에 몰드(mold)된 코일과, 상기 파지 플레이트에 고정된 흡착 코어(core)로 구성된 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 5의 기재의 발명은, 청구항 4의 기재의 기판 파지 장치에 있어서, 상기 흡착 코어의 상기 코일에 대향하는 면이, 상기 부세 수단측으로부터 상기 베어링부를 향해 서서히 접근하도록 경사져서 고정되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 6의 기재의 발명은, 청구항 4의 기재의 기판 파지 장치에 있어서, 상기 코일이 상기 요크에 평면적으로 적어도 2개 늘어놓아 몰드된 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 7의 기재의 발명은, 청구항 4의 기재의 기판 파지 장치에 있어서, 상기 코일로의 통전은, 상기 코일과 상기 흡착 코어가 흡착한 후, 보다 낮은 전압으로 전환되는 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 8의 기재의 발명은, 청구항 1의 기재의 기판 파지 장치에 있어서, 상기 가이드부가, 상기 기판의 중심보다 상기 베이스 플레이트의 기단측에 위치하도록 상기 베이스 플레이트가 형성된 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 9의 기재의 발명은, 청구항 1의 기재의 기판 파지 장치에 있어서, 상기 가이드부가, 불소 수지로 형성된 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 10의 기재의 발명은, 청구항 1의 기재의 기판 파지 장치에 있어서, 상기 부세 수단이, 압축 스프링 또는 판 스프링인 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 11의 기재의 발명은, 청구항 1의 기재의 기판 파지 장치에 있어서, 상기 파지부가, PEEK(PolyetherEtherKetone : 폴리에테르에테르케톤)재로 형성된 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 12의 기재의 발명은, 청구항 1의 기재의 기판 파지 장치에 있어서, 상기 파지 구동부가 상기 파지 플레이트의 선단측을 항상 하측으로 부세하는 부세 수단과, 상기 부세 수단의 기단측에 있어서 상기 파지 플레이트가 상기 베이스 플레이트에 대해서 상하로 요동하도록 규제하는 베어링부와, 상기 베어링부의 기단측에 설치된 전자석부로 구성된 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 13의 기재의 발명은, 청구항 11의 기재의 기판 파지 장치에 있어서, 상기 부세 수단이 인장 스프링인 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 14의 기재의 기판 반송 로봇의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 13의 어느 한 항에 기재의 기판 파지 장치를 암의 선단에 구비한 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 15의 기재의 발명은, 청구항 14의 기재의 기판 반송 로봇에 있어서, 상기 파지 플레이트가 하측으로 되도록 상기 기판 파지 장치를 상기 암의 선단에 고정시킨 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 16의 기재의 발명은, 청구항 14 또는 청구항 15의 기재의 기판 반송 로봇에 있어서, 상기 전자석부를 구동하는 전원과 로봇 본체의 서보(servo)계 전원을 공유한 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 17 기재의 반도체 제조 장치의 발명은, 청구항 14 내지 청구항 16의 어느 한 항에 기재의 기판 반송 로봇을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.

청구항 1의 기재의 발명에 의하면, 얇은 판 형상의 플레이트와 상하로 대치하도록 파지 플레이트가 설치되고, 파지 플레이트는 베어링부의 규제에 의해 플레이트에 대해서 미량 회전가능하게 지지되어 있는 한편, 전자석부와 부세 수단의 작용에 의해 파지 플레이트가 상하로 요동하여 미량 회전하고, 플레이트와 아울러 기판을 파지하도록 구성되어 있으므로, 기판 파지 장치 전체의 두께를 얇게 구성할 수가 있다.

특히, 파지의 구동원은 전자석이고, 플레이트의 기단측으로부터 부세 수단, 전자석부, 베어링부, 접촉 플레이트(파지부)의 차례로 배치되고, 항상 파지 플레이트의 기단측이 상방으로 부세되어 있으므로, 기판을 파지하기 직전에만 전자석의 코일로 통전하여 파지부의 간극을 넓히면 되기 때문에, 코일의 필요한 전자력을 필요 최소한으로 할 수 있고, 이에 의해 코일을 박형(thin shape)으로 하여 플레이트 상에 배치할 수 있기 때문에, 기판 파지 장치 전체의 두께를 얇게 형성할 수 있다.

또, 플레이트의 상면에 기단측으로부터 부세 수단, 전자석부, 베어링부, 접촉 플레이트(파지부)의 차례로 배치되어 있으므로, 전자석부가 통전되지 않는 한, 항상 파지 플레이트의 기단측이 상방으로 부세되고, 파지부는 닫혀져 있다. 이에 의해 전자석부로의 전류가 어떤 이유로 차단되어도, 파지부에 파지되어 있던 기판을 낙하시키는 일이 없다.

또, 가이드부가 기판의 측면에 맞닿아 그 중심 위치를 맞추므로, 기판이 파지부에 대해서 재현성 좋게 위치하도록 되고, 파지부가 확실하게 기판을 파지할 수가 있다. 또한 가이드부의 안내 작용에 의해, 기판의 중심 맞춤이 가능하므로, 반 도체 제조 장치에서 기판의 중심 맞춤에 사용되는, 이른바 얼라이너(aligner) 장치의 구성을 간소화할 수 있다.

또, 파지의 구동원이 전자석이므로, 압축 공기 등의 유체가 필요 없어지게 된다. 즉, 종래의 핸드의 구동원으로서 공기 실린더(air cylinder)가 빈번하게 사용되고 있고, 이에는 압축 공기가 필요하지만, 청구항 1에 의한 발명에서는 압축 공기가 불필요하게 된다.

또, 반도체 제조 장치에 있어서는, 챔버(chamber)에 의해 감압 환경(진공 환경)이 형성되고, 그 중에서 기판 파지 장치가 사용되는 일이 있지만, 본 발명의 기판 파지 장치는 압축 공기에 의한 구동원은 아니기 때문에, 이 감압 환경하에서도 사용할 수가 있다.

청구항 2의 기재의 발명에 의하면, 상부 가이드판 또는 하부 가이드판의 선단에 단차부를 형성하고 단차부를 내측으로 하여 겹침으로써 가이드부의 안내 홈을 간단하게 형성할 수가 있다.

청구항 3의 기재의 발명에 의하면, 가이드부를 상기 얇은 판 형상의 베이스 플레이트의 길이 방향의 중심선에 대해서 대칭하게 배치하였으므로, 가이드부에 기판이 접근하였을 때, 기판의 중심이 약간 어긋나 있어다고 하여도, 가이드부의 2개의 홈에 의해, 홈이 형성하는 가상 중심과 기판의 중심이 합치하도록 기판이 안내된다.

청구항 4의 기재의 발명에 의하면, 박형으로 형성된 코일이라도 백요크(backyoke)를 구비하고 있으므로 전자력을 강화할 수 있어 확실하게 기판을 파지 될 수 있다.

청구항 5의 기재의 발명에 의하면, 파지 동작 때, 파지 플레이트가 미량 회전하여도 코일의 면과 흡착 코어의 면이 밀착하므로, 이들의 밀착을 저전력으로 유지할 수가 있다.

청구항 6의 기재의 발명에 의하면, 복수의 코일을 평면적으로 늘어놓은 구성에 의해, 하나의 코일로 전자석부를 형성하는 것보다 전자력을 보유하면서 코일을 박형으로 할 수 있고, 이에 의해 기판 파지 장치의 두께를 얇게 할 수 있다.

　 청구항 7의 기재의 발명에 의하면, 코일의 통전을 예를 들면 24V로 행하고, 코일과 흡착 코어가 흡착하여 접근한 후, 이를 5V로 전환하면, 절전함과 아울러 코일에 흐르는 전류를 억제하고 코일로부터의 발열을 억제할 수가 있다.

청구항 8의 기재의 발명에 의하면, 파지부는 기판의 주위의 일부를 이면으로부터 파지할 뿐이고, 한편 파지부의 좌우로부터 뻗어있는 가이드부는 기판의 중심 맞춤 안내를 행할 수가 있는 필요 최소한의 치수가 있으면 되기 때문에, 가이드부는 기판의 중심보다 기단측의 위치로 하여도 그 효과를 얻을 수 있고, 이들의 위치에 가이드부를 형성함으로써 기판 파지 장치 전체의 평면적인 치수도 작게 할 수가 있다. 즉, 종래의 핸드와 같이 기단부측으로부터 두 갈래로 나누어진 부분이 파지부가 파지하는 기판의 주위의 일부의 반대측의 주위의 부분까지 뻗어있을 필요가 없고, 평면적 치수가 작게된다.

또, 두 갈래로 나누어진 부분이 종래와 같이 크게 뻗어 있지 않기 때문에, 기판이 반송되는 측(기판을 수취하는 측)의 형태는, 이와 간섭하는 것을 고려할 필 요가 없기 때문에, 기판이 반송되는 측의 형태의 제한이 거의 없어지게 된다.

청구항 9의 기재의 발명에 의하면, 기판을 안내하는 가이드부가 접동성(摺動性)이 좋고 내마모성이 있는 소재이므로 기판을 미끄러지도록 또한 분진을 억제하면서 안내할 수 있다.

청구항 10의 기재의 발명에 의하면, 파지 플레이트의 기단을 상방으로 부세하는 수단이 압축 스프링 혹은 판 스프링에 의해 간소하게 구성될 수 있다.

청구항 11의 기재의 발명에 의하면, 기판의 이면에 접촉하는 파지부에 마찰 계수가 비교적 큰 재질이 사용되므로, 기판이 파지부에 대해서 미끄러지기 어려워지고, 확실하게 파지될 수 있다.

청구항 12의 기재의 발명에 의하면, 부세 수단으로서 파지 플레이트의 선단측을 항상 하측으로 부세하는 수단을 이용하는 경우라도, 청구항 1에 기재한 구성과 같은 효과를 얻을 수 있다. 청구항 13의 기재의 발명에 의하면, 파지 플레이트의 선단측을 항상 하측으로 부세하는 수단이 인장 스프링에 의해 간소하게 구성될 수 있다.

청구항 14의 기재의 발명에 의하면, 기판 반송 로봇의 핸드 선단에 장착하는 기판 파지 장치를 두께가 얇고 평면적인 치수도 작게 형성할 수 있으므로, 기판 파지 장치 전체의 경량화도 도모할 수 있다. 이에 의해, 기판 반송 로봇이 기판을 이면으로 반전시킬 필요가 있거나, 또는 기판 반송 로봇이 기판을 파지한 핸드를 기립시켜 반송할 필요가 있어도, 반전 또는 기립시에 필요한 삼차원적 치수가 작아지고, 이에 의해 로봇이 필요한 풋프린트(footprint)를 삭감할 수 있다. 또한 경량화 와 평면적 치수의 삭감에 의해 제어성이 좋아지고, 암의 위치 결정 정밀도가 향상한다.

또, 기판 반송 로봇의 암 등의 각 부의 구동원은 통상 서보 모터이고, 이에 사용되는 위치 검출기에 공급되는 전압과 동등의 전원에 의해 전자석부는 구동될 수 있으므로, 전원을 공유할 수 있고 기판 반송 로봇 전체의 전원 구성의 간소화를 도모할 수 있다.

청구항 15의 기재의 발명에 의하면, 플레이트의 하측에 파지 플레이트가 위치하도록 이루어지므로, 기판에 파지 구동부로부터의 분진이 부착하기 더 어려워진다.

청구항 16의 기재의 발명에 의하면, 전원이 로봇측과 공통화할 수 있으므로 회로를 간략화할 수 있고, 소형화, 비용 저감을 도모할 수 있다.

청구항 17 기재의 발명에 의하면, 기판의 반송시에 기판에 분진이 부착하기 어려워져 반도체 제조의 제품 수율이 향상함과 아울러, 기판 반송 로봇에 의한 풋프린트가 작아지므로, 반도체 제조 장치 전체의 소형화가 도모되고, 각종의 로봇에 적용 가능하게 된다.

이하, 본 발명의 실시의 형태의 일례에 대해서 도를 참조하여 설명한다.

<실시예 1>

도 1은 본 발명의 실시예 1에 관련되는 기판 파지 장치를 나타내는 사시도이다.

도 2는 도 1에 나타내는 기판 파지 장치가 기판 반송 로봇의 암의 선단에 장착되어 있는 상태를 나타낸 사시도이다.

도 1에 있어서, 기판 파지 장치(1)는 일반적으로, 얇은 판 형상의 베이스 플레이트(11)의 중앙 선단에 설치된 파지부(10)와, 파지부(10)의 양단으로 뻗어있는 2개의 가이드부(20)와, 파지부(10)를 구동하는 파지 구동부(7)로 구성되어 있다.

베이스 플레이트(11)는 스테인리스(stainless), 알루미늄, 탄소섬유 강화 합성수지(CFRP ; Carbon Fiber Reinforced Plastic)라고 하는 재료로 제작되어 있다. 베이스 플레이트(11)의 기단측(도에서 우측)은 도 2와 같이 기판 반송 로봇(2)의 암(3)의 선단에 장착되도록 나사 고정홀(11a) 등이 설치되어 있다. 베이스 플레이트(11)의 타단측(도에서 좌측)은 기판(W)(도 2)의 외주를 따르도록 두 갈래(11R, 11L)로 나누어져 뻗어있고, 그 두 갈래(11R, 11L)의 선단 각각에 가이드부(20, 20)가 설치되어 있다. 이들 2개의 가이드부(20, 20)의 사이로서, 베이스 플레이트(11)의 두 갈래의 기단 부분의 선단 부분(11C)에는 파지부(10)가 설치되어 있다. 베이스 플레이트(11)의 기단 부분의 상부에는 이를 덮도록 파지 플레이트(12)가 설치되어 있다. 파지 플레이트(12)는 파지 구동부(7)(후술)를 덮고 있고(도 5(b) 참조), 파지 플레이트(12)의 선단(12C)과 베이스 플레이트(11)의 두 갈래의 기단 부분의 선단(11C)으로 파지부(10)가 구성되고, 여기서 도 3과 같이 기판(W)을 이면으로 파지한다.

도 3은 도 1에 나타내는 기판 파지 장치가 기판을 파지한 상태를 나타내는 사시도이다. 도 3에 있어서, 파지 플레이트(12)는 파지 구동부(7)에 의해 구동되 고, 베이스 플레이트(11)에 대해서 상하로 요동 동작을 행함으로써 파지부(10)로 기판(W)을 파지한다.

파지부(10)는 기판(W)의 주위의 일부분의 이면을 사이에 둔다. 또 가이드부(20)는 기판(W)이 파지부(10)로 파지될 수 있도록 기판(W)을 어긋나지 않도록 안내하는 부분이다.

또, 파지 구동부(7)는 파지부(10)의 구동 기구이고, 파지부(10)의 기단측에 존재한다.

그리고, 기판 반송 로봇(2)의 암(3)에 의해 기판 파지 장치(1)가 기판(W)에 접근하였을 때, 2개의 가이드부(20)에 의해 기판(W)이 파지부(10)로 안전하게 파지될 수 있도록 안내되면서, 파지 구동부(7)에 의해 구동된 파지부(10)로 기판(W)의 주위의 일부의 이면이 파지되고, 그 후 기판 반송 로봇(2)에 의해 목적의 위치까지 반송된다.

이하, 기판 파지 장치(1)의 각 부를 상세하게 설명한다.

우선, 가이드부(20)에 대해서 도 4를 이용하여 설명한다.

도 4(a)는 기판 파지 장치(1)의 외관 평면도, 도 4(b)는 도 4(a)에 있어서의 X－X단면의 확대도를 나타내고 있다.

2개의 가이드부(20)는 동일한 구성이고, 기판 파지 장치(1)의 중심선 C에 대해서 대칭일 뿐이므로 한쪽의 가이드부에 대해서만 설명한다. 가이드부(20)는 하부 가이드판(21)과 상부 가이드판(22)에 의해 구성되어 있다. 하부 가이드판(21)은 베이스 플레이트(11)의 두 갈래의 선단 부분에 재치되도록 고정되어 있다. 상부 가이 드판(22)은 하부 가이드판(21)에 재치되도록 고정되어 있다. 하부 가이드판(21)과 상부 가이드판(22)의 선단측의 사이에는 기판(W)의 외주를 따르는 홈(23)이 형성되어 있다. 홈(23)은 기판(W)의 일부의 주위의 이면의 면과, 그 부분의 측면에 맞닿고, 기판(W)의 중심 위치가 파지부(10)에 대해서 어긋나지 않도록 규제한다. 또 2개의 가이드부(20)는 중심선 C에서 대칭이므로, 이 홈(23)에 기판(W)이 기판 파지 장치(1)의 선단측으로부터 접근하였을 때, 예를 들면 중심선 C에 대해서 기판(W)의 중심이 약간 어긋나 있었다고 하여도, 2개의 홈(23)에 의해 홈(23)이 형성하는 가상 중심과 기판(W)의 중심이 합치하도록 기판(W)이 안내된다. 홈(23)이 형성하는 가상 중심은 파지부(10)가 기판(W)을 확실하게 파지될 수 있는 위치에 설정된다.

또, 예를 들면 도 4와 같이 기판(W)이 직경 300mm 웨이퍼(wafer)인 경우, 하부 가이드판(21)과 상부 가이드판(22)이 이루는 기판 파지 장치(1)의 폭은 200mm 정도이고, 각 가이드판의 기단측에서의 돌출 위치는 파지부(10)의 선단부로부터 35mm 정도로 형성되어 있다. 이들의 치수는 기판(W)을 파지부(10)로 확실하게 파지할 수 있도록 기판(W)을 안내할 수 있는 필요 충분한 길이이고, 또한 기판 파지 장치(1)의 기단측으로부터 가이드부(20)가 돌출이 지나치지 않도록 제한된 치수이다. 즉, 가이드부(20)는 기판 파지 장치(1)가 기판(W)을 파지시켜도, 기판(W)의 중심보다 기단측이 되는 위치로 되도록 제한되어 있다. 이와 같이, 본 발명의 기판 파지 장치(1)는 종래의 핸드와 같이 핸드의 기단측으로부터 보아 기판의 반대측의 주위에까지 두 갈래의 부분이 도달하는 형상으로 되어 있지 않다.

또, 하부 가이드판(21)과 상부 가이드판(22)은 기판(W)을 미끄러지도록 안내 하는 부재이기 때문에, PTFE(PolyTetraFluoroEthylene : 폴리테트라플루오르에틸렌) 등의 불소 수지라고 하는 접동성이 좋고 내마모성이 있는 소재가 사용되고 있다.

다음으로, 파지부(10) 및 파지 구동부(7)에 대해서 도 5를 이용하여 설명한다.

도 5는 기판 파지 장치(1)를 설명하는 도로, 도 5(a)는 기판 파지 장치(1)의 평면도이고, 파지 플레이트(12)와 흡착 코어를 투시한 도이고, 도 5(b)는 도 5(a)에 있어서의 Y－Y의 단면도를 나타내고 있다. 다만, 도 5(b)는 파지 플레이트(12)와 흡착 코어를 투시하고 있지 않은 단면이다.

파지 구동부(7)는 베어링부(13)와 전자석부(14)와 부세 수단(15)으로 구성되어 있다.

파지부(10)는 베이스 플레이트(11)의 두 갈래의 기단부의 선단과 파지 플레이트(12) 선단의 상하 2매의 접촉 플레이트(16)(하측 접촉 플레이트(16a)와 상측 접촉 플레이트(16b))로 구성되어 있다.

파지 플레이트(12)는 도 1 및 도 4가 나타내듯이 대략 직사각형의 얇은 판 형상의 부재이다. 파지 플레이트(12)는 베이스 플레이트(11)의 상측에 있어서 베어링부(13)나 전자석부(14)라고 하는 파지 구동부(7)를 베이스 플레이트(11)와 협지(狹持)하도록 설치되어 있다. 파지 플레이트(12)는 베어링부(13)(도 5)의 파지 플레이트측 샤프트 받이(13c)(도 5(a))와 연결되고 이에 의해 지지되어 있다.

도 5에 있어서, 베이스 플레이트(11) 및 파지 플레이트(12)의 기단측(도 5에 서 우측)에 부세 수단(15)이 설치되어 있다. 부세 수단(15)은 각각에 복수의 심재(15a)(도 5(a))와 각 심재(15a)를 각각에 배치하여 구비하는 같은 수의 압축 스프링(15b)(도 5(b))으로 구성되어 있다. 즉, 도 5(b)로부터 알 수 있듯이, 심재(15a)는 베이스 플레이트(11)로부터 수직으로 기립하여 설치되고, 그 외주에 압축 스프링(15b)을 보유하고 있다. 이 압축 스프링(15b)에 의해 파지 플레이트(12)의 기단측이 도 5(b)에 있어서 항상 상방으로 부세되어 있다.

또한, 부세 수단(15)은 파지 플레이트(12)의 기단측을 항상 상방으로 부세하는 것이면, 압축 스프링에 대신하여, 예를 들면 판 스프링 등으로 구성하여도 상관없다.

부세 수단(15)의 선단측(도 5에서 좌측)에는 전자석부(14)가 설치되어 있다. 전자석부(14)는 요크(14a)와 코일(14b)과 흡착 코어(14c)로 구성되어 있다. 요크(14a)는 도 5(a)와 같이 베이스 플레이트(11)의 폭과 거의 동일한 폭을 가지고 있는 얇은 판 형상의 부재이다. 요크(14a)는 3% 규소 강판으로 제작되어 있고, 코일(14b)의 전자력을 높이는 역할을 담당한다. 코일(14b)은 도 5(a)와 같이 본 실시예에서는 2개의 박형의 코일이 요크(14a)에 대해서 평면적으로 늘어놓아 배치되어 있는 코일이다. 그리고 이들 2개의 코일(14b)이 요크(14a)에 대해서 일체적으로 고정되도록 수지제의 경화제로 몰드(mold)되어 있다. 코일(14b)은 도시하지 않는 리드선(lead line)을 통해 이에 전류가 공급된다. 한편, 몰드된 코일(14b)에 대해서 미소한 공극을 통하도록 파지 플레이트(12)에 흡착 코어(14c)가 고정되어 있다. 흡착 코어(14c)는 직사각형의 얇은 판 형상의 부재이고, 도 5(a)에 있어서의 요 크(14a)와 거의 동일한 면적을 가지고 있다. 흡착 코어(14c)도 3% 규소 강판으로 제작되어 있다. 따라서, 코일(14b)에 소정의 전류가 공급되면 코일(14b)과 흡착 코어(14c)가 흡착하도록 작용한다.

또한, 이들이 흡착하였을 때에, 코일(14b)의 상면과 흡착 코어(14c)의 하면이 밀착하도록, 흡착 코어(14c)의 코일(14b)에 대향하는 면은 코일(14b)의 상면에 대해서, 부세 수단(15)측으로부터 베어링부(13)로 향해 서서히 접근하도록 경사져서 파지 플레이트에 고정되어 있다. 흡착 코어(14c) 자신은 상하의 면이 평행한 얇은 판이므로 부세 수단(15)측이 파지 플레이트(12)에 매설하도록 경사져서 장착되어 있다. 이것은 베어링부(13)를 지점으로서 파지 플레이트(12)와 아울러 흡착 코어(14c)가 미량 회전하기 때문에, 회전하였을 때에 이들의 면의 사이에 간극이 발생하지 않고 밀착할 수 있도록 하기 위한 것이다.

도 5에 있어서 전자석부(14)의 선단측(도에서 좌측)에는 베어링부(13)가 더 설치되어 있다. 베어링부(13)는, 샤프트(13a)와 플레이트측 샤프트 받이(13b)와, 파지 플레이트측 샤프트 받이(13c)로 구성되어 있다. 샤프트(13a)는 봉형(棒形)의 부재이다. 플레이트측 샤프트 받이(13b) 및 파지 플레이트측 샤프트 받이(13c)는 블록 형상의 부재이고, 각각에 2개씩, 합계 4개 설치되어 있다. 샤프트 베이스 플레이트(11)의 상면에 2개의 플레이트측 샤프트 받이(13b)가 고정되어 있다. 그리고, 파지 플레이트(12)측에 2개의 파지 플레이트측 샤프트 받이(13c)가 고정되어 있다. 2개의 플레이트측 샤프트 받이(13b)는 서로 도 4(a)에 있어서의 중심축 C를 사이에 두고 대치하도록 설치되어 있다. 2개의 파지 플레이트측 샤프트 받이(13c) 도 마찬가지로 설치되어 있다. 이들의 4개의 샤프트 받이에는 각각에 관통홀이 형성되어 있고, 이 관통홀에 샤프트(13a)를 삽입 통과시켜 접동시키면서 회전가능하게 샤프트(13a)를 보유하고 있다. 이에 의해, 샤프트(13a)는 중심축 C와 수직이 되도록 배치되어 있다.

이들의 베어링부(13)에 의해, 파지 플레이트(12)는 파지 플레이트측 샤프트 받이(13c)에 지지되어 있으므로, 파지 플레이트(12)는 압축 스프링(15b)에 의해 기단측을 항상 상방으로 부세시키면서 샤프트(13a)를 중심으로 상하로 미량 요동 가능하다.

또한, 샤프트 받이의 관통홀에 베어링을 보유시키고, 이를 통해 샤프트(13a)를 회전가능하게 보유해도 좋다.

베어링부(13)의 선단측에는 파지부(10)를 구성하는 접촉 플레이트(16)가 더 설치되어 있다. 접촉 플레이트(16)는, 샤프트 베이스 플레이트(11)의 두 갈래로 나누어지는 기단부의 선단에 고정된 하측 접촉 플레이트(16a)와 파지 플레이트(12)의 선단에 고정된 상측 접촉 플레이트(16b)로 구성되어 있다. 또 상하의 접촉 플레이트(16) 각각의 선단측에는 기판(W)의 외주를 따라 그 외주보다 약간 큰 형상을 가지는 단차가 대향하도록 설치되어 있다. 이들 2개의 단차는 상하로 대치하고 있고, 여기에 기판(W)이 삽입되는 간극(4)이 형성된다. 간극(4)을 형성하는 하측 접촉 플레이트(16a)와 상측 접촉 플레이트(16b)의 각각의 단부에는 경사(4a)가 형성되어 있고, 기판(W)이 간극(4)에 침입하기 쉽게 되어 있다. 하측 접촉 플레이트(16a)와 상측 접촉 플레이트(16b)에는, 예를 들면 PEEK(PolyetherEtherKetone : 폴리에테르 에테르케톤)재와 같이 마찰 계수가 비교적 큰 재질을 이용하고 있다.

다음으로, 이상으로 구성된 기판 파지 장치(1)의 동작을 도 6을 이용하여 설명한다.

도 6은 기판 파지 장치(1)가 기판(W)을 파지시킬 때의 동작을 설명하는 모식적인 측면도이다.

(1) 우선, 기판 반송 로봇(2)(도 2)의 암(3)(도 2)의 선단에 장착된 기판 파지 장치(1)가 암(3)의 동작에 의해 도 6(a)와 같이 기판(W)에 근접한다. 이때, 전자석부(14)의 코일(14b)에 전류가 공급되어 전자석부(14)의 코일(14b)과 흡착 코어(14c)가 부세 수단(15)의 압축 스프링(15b)의 작용을 극복하고 흡착한다. 이에 의해, 파지 플레이트(12)는 베어링부(13)의 샤프트(13a)를 중심으로 하여 파지 플레이트(12)의 기단(도에서 오른쪽)측이 베이스 플레이트(11)에 대해서 내려가고, 선단(도에서 왼쪽)측이 베이스 플레이트(11)에 대해서 올라간다. 따라서, 접촉 플레이트(16)의 간극(4)이 기판(W)의 두께보다 약간 크게 넓어진다.

코일(14b)로의 통전은, 코일(14b)과 흡착 코어(14c)가 흡착한 후는, 이미 흡인을 위한 큰 전류는 불필요하게 되므로, 흡인 유지에 필요한 낮은 전압으로 전환하는 것이 절전의 점으로부터 바람직하다.

(2) 또한, 기판 파지 장치(1)가 기판(W)에 근접하면, 기판(W)의 측면이 가이드부(20)의 홈(23)(도 4(b))에 맞닿고, 홈(23)이 형성하는 가상 중심과 기판(W)의 중심이 일치하도록 기판이 미량 안내된다. 이때, 기판(W)은 간극(4)의 사이에 위치한다. 물론, 암(3)의 동작이 정확하고 기판(W)이 목적의 위치로부터 어긋나는 일 없이 존재하고 있으면, 가이드부(20)에 의한 이 미량의 안내는 없다.

(3) 다음으로, 도 6(b)과 같이, 전자석부(14)의 코일(14b)의 전류 공급을 차단하면, 코일(14b)과 흡착 코어(14c)의 흡착력이 없어지고, 부세 수단(15)의 압축 스프링(15b)의 작용에 의해, 다시 파지 플레이트(12)는 베어링부(13)의 샤프트(13a)를 중심으로 하여 파지 플레이트(12)의 기단측이 베이스 플레이트(11)에 대해서 올라가고, 선단측이 베이스 플레이트(11)에 대해서 내려간다. 따라서, 접촉 플레이트(16)의 파지부(10)의 간극(4)이 좁아지고, 상하의 접촉 플레이트(16)에 의해 기판(W)이 상하로 파지된다. 이 후, 기판 파지 장치(1)에 의해 파지된 기판(W)은 암(3)의 동작에 의해 목적의 위치까지 반송된다.

(4) 다음으로, 목적의 위치까지 반송된 후, 도 6(c)와 같이 다시 전자석부(14)의 코일(14b)에 전류가 공급되어 파지부(10)의 간극(4)을 넓혀 기판(W)의 파지를 개방한다.

(5) 또, 도 6(d)와 같이 기판 파지 장치(1)가 기판(W)을 파지시킬 필요가 없는 경우는 코일(14b)에는 전류가 차단된 상태로 있고, 간극(4)은 닫은 상태로 있다.

이상 설명한 본 발명의 기판 파지 장치에 의하면, 얇은 판 형상의 베이스 플레이트(11)와 상하로 대치하도록 파지 플레이트(12)가 설치되고, 파지 플레이트(12)는 베어링부(13)의 샤프트(13a)를 중심으로 하여 베이스 플레이트(11)에 대해서 미량 회전가능하게 지지되어 있는 한편, 전자석부(14)의 작용에 의해 파지 플레이트(12)가 회전하여 기판을 파지하도록 구성되어 있으므로, 기판 파지 장치(1) 전체의 두께를 얇게 구성할 수가 있다.

특히, 파지의 구동원은 전자석부(14)이고, 베이스 플레이트(11)의 기단측으로부터 부세 수단(15), 전자석부(14), 베어링부(13), 접촉 플레이트(16)가 차례로 배치되고, 항상 파지 플레이트(12)의 기단측이 상방으로 부세되어 있으므로, 기판(W)을 파지하기 직전에만 코일(14b)로 통전하여 접촉 플레이트(16)의 간극(4)을 넓히면 되기 때문에, 코일(14b)의 필요한 전자력을 필요 최소한으로 할 수 있고, 이에 의해 코일(14b)을 박형으로 하여 베이스 플레이트(11) 상에 배치할 수 있기 때문에, 기판 파지 장치 전체의 두께를 얇게 형성할 수 있다.

또, 파지의 구동원이 전자석부(14)이므로, 코일(14b)의 통전을 예를 들면 24V로 행하고, 코일(14b)과 흡착 코어(14c)가 흡착하여 접근한 후, 이를 5V로 전환하여 절전함과 아울러 코일(14b)에 흐르는 전류를 억제하고 코일로부터의 발열을 억제할 수가 있다. 즉, 간극(4)을 넓힐 때에 코일(14b)의 통전을 행하지만, 코일(14b)과 흡착 코어(14c)가 흡착하여 접근한 후는, 이들의 흡착 상태를 보유하기 위한 필요 전류가 내려가기 때문에, 24V 등 구동시의 전압으로부터 5V 등 낮게 상시의 저전압으로 전환하여도 전자력을 보유할 수가 있다.

또, 파지부(10)는 기판(W)의 주위의 일부를 이면으로부터 파지할 뿐이고, 한편 파지부(10)의 좌우로부터 뻗어있는 가이드부는 기판(W)의 중심 맞춤 안내를 행할 수가 있는 필요 최소한의 치수가 있으면 되기 때문에, 기판 파지 장치(1) 전체의 평면적인 치수도 작게 할 수가 있다. 즉, 종래의 핸드와 같이 기단부측으로부터 두 갈래로 나누어진 부분이 파지부(10)가 파지하는 기판(W)의 주위의 일부의 반대 측의 주위의 부분까지 뻗어있을 필요가 없고, 평면적 치수가 작게 된다.

또, 상기와 같이 두 갈래로 나누어진 부분이 크게 뻗어 있지 않기 때문에 기판이 반송되는 측(기판을 수취하는 측)의 형태는, 이와 간섭하는 것을 고려할 필요가 없기 때문에 기판이 반송되는 측의 형태의 제한이 거의 없어지게 된다.

또, 이상과 같이 두께가 얇고 평면적인 치수도 작게 형성할 수 있으므로 기판 파지 장치 전체의 경량화도 도모할 수 있다. 이에 의해, 기판 반송 로봇이 기판을 이면으로 반전시킬 필요가 있거나, 또한 기판 반송 로봇이 기판을 파지한 핸드를 기립시켜 반송할 필요가 있어도, 반전 또는 기립시에 필요한 삼차원적 치수가 작아지고, 이에 의해 반도체 제조 장치의 풋프린트를 삭감할 수 있다.

또, 베이스 플레이트(11)의 상면에 기단측으로부터 부세 수단(15), 전자석부(14), 베어링부(13), 접촉 플레이트(16)가 차례로 배치되어 있으므로, 전자석부(14)의 코일(14b)이 통전되지 않는 한, 항상 파지 플레이트(12)의 기단측이 상방으로 부세되고, 접촉 플레이트(16)의 간극(4)은 닫혀져 있다. 이에 의해 코일(14b)의 전류가 어떤 이유로 차단되어도 간극(4)에 파지되어 있던 기판(W)을 낙하시키는 일이 없도록 작용한다.

또, 가이드부(20)가 기판(W)의 측면에 맞닿아 그 중심 위치를 맞추므로, 기판(W)이 파지부(10)에 대해서 재현성 좋게 위치하도록 되고, 파지부(10)가 확실하게 기판(W)을 파지할 수가 있다. 또 가이드부(20)의 안내 작용에 의해 기판(W)의 중심 맞춤이 가능하므로, 반도체 제조 장치에서 기판의 중심 맞춤에 사용되는 이른바 얼라이너 장치의 구성을 간소화할 수 있다.

또, 파지의 구동원이 전자석부(14)이므로 압축 공기 등의 유체가 필요 없어지게 된다. 즉, 종래의 핸드의 구동원으로서 공기 실린더가 빈번하게 사용되고 있고, 이에는 압축 공기가 필요하지만, 본 발명에서는 압축 공기가 불필요하게 된다.

또, 반도체 제조 장치에 있어서는, 챔버에 의해 감압 환경(진공 환경)이 형성되고, 그 중에서 기판 반송 로봇이 사용되는 일이 있지만, 본 발명의 기판 파지 장치는 압축 공기에 의한 구동원은 아니기 때문에, 이 감압 환경하에서도 사용할 수가 있다.

또, 기판 반송 로봇(2)의 암(3) 등의 각 부의 구동원은 통상 서보 모터(servo motor)이고, 이에 사용되는 위치 검출기에 공급되는 전압과 동등의 전원에 의해 전자석부(14)는 구동될 수 있으므로 전원을 공유시키는 것이 좋다.

또한 이상으로 설명한 기판 파지 장치(1)는 베이스 플레이트(11)의 상면에 기단측으로부터 부세 수단(15), 전자석부(14), 베어링부(13), 접촉 플레이트(16)가 차례로 배치되어 있는 구성을 설명하였다. 그러나, 부세 수단(15)의 압축 스프링(15b)을 인장 스프링으로 바꾸고, 베이스 플레이트(11)의 상면에 기단측으로부터 전자석부(14), 베어링부(13), 부세 수단(15), 접촉 플레이트(16)가 차례로 배치되는 구성이라도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또, 본 발명의 기판 파지 장치(1)를 기판 반송 로봇(2)의 암(3) 선단에 대해서 이면 반대로 하여 장착하는 형태로 하여도 상관없다. 즉, 이상으로 설명한 기판 파지 장치(1)는 베이스 플레이트(11)의 기단측이 암(3)의 선단에 장착되고, 베이스 플레이트(11)의 상측으로 파지 플레이트(12)가 가동하는 구성이지만, 파지 플레이 트(12)가 베이스 플레이트(11)의 하측으로 되도록 장착하고, 파지 플레이트(12)가 베이스 플레이트(11)의 하측으로 가동하는 구성이라고 하여도 좋다.

또, 도 2에 나타낸 기판 반송 로봇(2)은 통 모양의 보디(body)(5)가 베이스(6)에 대해서 승강하고, 보디(5)의 상부에 탑재된 1조의 암(3)이 보디(5)에 대해서 신축, 선회를 행하는 것이지만, 기판 반송 로봇의 형태는 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 베이스(6)의 하부에 주행 장치가 부가되어 도 2에 나타내는 기판 반송 로봇(2) 전체가 주행하는 것이거나, 암(3)을 2조 가지는 쌍완 타입(type)의 것이거나, 보디(5)의 형상이 상자형의 것이거나 하여도, 본 발명의 기판 파지 장치를 적용할 수 있는 기판 반송 로봇이다. 또한 본 발명의 기판 파지 장치(1)를 암(3)의 선단에 상하 다단으로 복수 구비하는 것이거나, 암(3)이 도 2와 같이 복수의 관절체로 이루어지는 것은 아니고, 슬라이드(slide)하는 직동 타입(direct type)의 것인 로봇도, 본 발명의 기판 파지 장치를 적용할 수 있는 기판 반송 로봇이다.

또, 도 2에 나타낸 기판 반송 로봇(2)은 로봇의 본체만을 도시하고 있지만, 기판 반송 로봇은 말할 필요도 없이 로봇의 동작을 제어하는 도시하지 않는 콘트롤러(controller)를 포함하고 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 관련되는 기판 파지 장치를 나타내는 사시도이다.

도 2는 도 1에 나타내는 기판 파지 장치가 기판 반송 로봇의 암 선단에 장착되어 있는 상태를 나타내는 사시도이다.

도 3은 도 1에 나타내는 기판 파지 장치가 기판을 파지한 상태를 나타내는 사시도이다.

도 4는 도 1에 나타내는 기판 파지 장치의 외관 평면도(a) 및 측면도(b)이다.

도 5는 도 1에 나타내는 기판 파지 장치의 파지 플레이트와 흡착 코어를 투시한 평면도(a) 및 측면도(b)이다.

도 6은 도 1에 나타내는 기판 파지 장치가 기판을 파지시킬 때의 동작을 설명하는 모식적인 측면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

W　기판

1　기판 파지 장치 2　기판 반송 로봇

3　암(arm) 4　간극

5　보디(body) 6　베이스(base)

7　파지 구동부

10　파지부 11　플레이트(plate)

11a　나사 고정홀 11C　두 갈래 기단 부분의 선단 부분

11R, 11L　두 갈래

12　파지 플레이트

13　베어링부 13a　샤프트(shaft)

13b　플레이트측 샤프트 받이 13c　파지 플레이트측 샤프트 받이

14　전자석부 14a　요크(yoke) 14b　코일 14c　흡착 코어

15　부세 수단

15a　심재(芯材) 15b　압축 스프링

16　접촉 플레이트

16a　하측 접촉 플레이트 16b　상측 접촉 플레이트

20　가이드부

21　하부 가이드판 22　상부 가이드판

23　홈(groove)

Claims (17)

1. 기판의 주위의 일부를 이면으로부터 파지하는 기판 파지 장치로서,

   평면에서 보아 기단측으로부터 선단측으로 두 갈래로 나누어지는 얇은 판 형상의 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트의 상면에 간격을 두고 설치되는 파지 플레이트와, 상기 베이스 플레이트와 상기 파지 플레이트의 사이의 그 간격으로 설치되는 파지 구동부와, 상기 베이스 플레이트의 상기 두 갈래의 기단의 선단과 상기 파지 플레이트의 선단으로 이루어지는 파지부와, 상기 얇은 판 형상의 베이스 플레이트의 상기 두 갈래의 각 선단에 설치되어 상기 기판의 일부를 안내하는 가이드부를 구비한 기판 파지 장치에 있어서,

   상기 파지 구동부가, 상기 파지 플레이트의 기단측에서 상기 기단측을 항상 상측으로 부세하는 부세 수단과,

   상기 부세 수단의 근방에 있어서 통전에 의해 상기 파지 플레이트를 상기 베이스 플레이트측에 흡착시키는 전자석부와,

   상기 전자석부 및 상기 부세 수단에 의해 선단측에 있어서 상기 파지 플레이트가 상기 베이스 플레이트에 대해서 상하로 요동하도록 규제하는 베어링부로 구성되고,

   상기 가이드부가 상기 기판의 일부의 주위의 표면과 이면과 측면에 맞닿는 것이 가능한 안내 홈을 선단에 구비한 가이드부를 설치한 것을 특징으로 하는 기판 파지 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 가이드부의 안내 홈을 상부 가이드판 및 하부 가이드판의 한쪽 또한 양쪽의 선단에 단차부를 형성하고 상기 단차부를 내측으로 되도록 상기 상부 가이드판 및 하부 가이드판을 겹침으로써 형성한 것을 특징으로 하는 기판 파지 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 가이드부를 상기 얇은 판 형상의 베이스 플레이트의 길이 방향의 중심선에 대해서 대칭하게 배치한 것을 특징으로 하는 기판 파지 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 전자석부가 상기 베이스 플레이트 상에 고정된 요크와, 상기 요크에 몰드된 코일과, 상기 파지 플레이트에 고정된 흡착 코어로 구성된 것을 특징으로 하는 기판 파지 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 흡착 코어의 상기 코일에 대향하는 면이 상기 부세 수단측으로부터 상기 베어링부를 향해 서서히 접근하도록 경사져서 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 파지 장치.
6. 제4항에 있어서,

   상기 코일이 상기 요크에 평면적으로 적어도 2개 늘어놓아 몰드된 것을 특징으로 하는 기판 파지 장치.
7. 제4항에 있어서,

   상기 코일로의 통전은, 상기 코일과 상기 흡착 코어가 흡착한 후, 보다 낮은 전압으로 전환되는 것을 특징으로 하는 기판 파지 장치.
8. 제1항에 있어서,

   상기 가이드부가, 상기 기판의 중심보다 상기 베이스 플레이트의 기단측에 위치하도록 상기 베이스 플레이트가 형성된 것을 특징으로 하는 기판 파지 장치.
9. 제1항에 있어서,

   상기 가이드부가, 불소 수지로 형성된 것을 특징으로 하는 기판 파지 장치.
10. 제1항에 있어서,

    상기 부세 수단이, 압축 스프링 또는 판 스프링인 것을 특징으로 하는 기판 파지 장치.
11. 제1항에 있어서,

    상기 파지부가, PEEK재로 형성된 것을 특징으로 하는 기판 파지 장치.
12. 제1항에 있어서,

    상기 파지 구동부가,

    상기 파지 플레이트의 선단측을 항상 하측으로 부세하는 부세 수단과,

    상기 부세 수단의 기단측에 있어서 상기 파지 플레이트가 상기 베이스 플레이트에 대해서 상하로 요동하도록 규제하는 베어링부와, 상기 베어링부의 기단측에 설치된 전자석부로 구성된 것을 특징으로 하는 기판 파지 장치.
13. 제11항에 있어서,

    상기 부세 수단이 인장 스프링인 것을 특징으로 하는 기판 파지 장치.
14. 제1항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 기재의 기판 파지 장치를 로봇 암의 선단에 구비한 것을 특징으로 하는 기판 반송 로봇.
15. 제14항에 있어서,

    상기 파지 플레이트가 하측으로 되도록 상기 기판 파지 장치를 상기 암의 선단에 고정시킨 것을 특징으로 하는 기판 반송 로봇.
16. 제14항 또는 제15항에 있어서,

    상기 전자석부를 구동하는 전원과 로봇 본체의 서보계 전원을 공유한 것을 특징으로 하는 기판 반송 로봇.
17. 　 제14항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 기재의 기판 반송 로봇을 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.

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