KR20110081494A - 기판 이송 장치 - Google Patents

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KR20110081494A
KR20110081494A KR1020100001686A KR20100001686A KR20110081494A KR 20110081494 A KR20110081494 A KR 20110081494A KR 1020100001686 A KR1020100001686 A KR 1020100001686A KR 20100001686 A KR20100001686 A KR 20100001686A KR 20110081494 A KR20110081494 A KR 20110081494A
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Abstract

기판 이송 장치는 기판을 부양시키기 위하여 기판의 하부면 상으로 에어를 공급하는 다수의 제1 에어홀을 포함하는 에어 스테이지와, 부양된 기판의 수직위치 고정을 위하여 기판의 양측 에지 부위들로 에어를 공급하는 제2 에어홀 및 상기 제2 에어홀과 인접하여 진공압을 형성하는 진공홀을 포함하고 부양된 기판의 수평위치 고정을 위하여 기판의 모서리부들을 가이드 하는 다수의 스토퍼핀들을 포함하는 다수의 그리퍼들과, 부양된 기판을 수평 방향으로 이송하기 위하여 그리퍼들을 수평 방향으로 이동시키는 구동부를 포함한다. 따라서, 기판을 직접 파지하지 않고 부양된 상태에서 직접적인 파지 없이 이송하므로 기판의 손상 없이 안전하게 이송할 수 있다.

Description

기판 이송 장치{Apparatus for transferring a substrate}
본 발명은 기판 이송 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판을 부양된 상태에서 직접 흡착하지 않고 고정하여 이송할 수 있는 기판 이송 장치에 관한 것이다.
평판 디스플레이 장치의 제조에서 실리콘 또는 유리로 이루어진 기판 상에는 전기적인 회로 패턴들이 형성될 수 있다. 상기 회로 패턴들은 증착 공정, 포토리소그래피 공정, 식각 공정 및 세정 공정 등과 같은 일련의 단위 공정들을 수행함으로써 형성될 수 있다.
특히, 상기 포토리소그래피 공정은 기판 상에 포토레지스트막을 형성하는 코팅 공정, 상기 포토레지스트막을 경화시키기 위한 소프트 베이크 공정, 상기 포토레지스트막 상에 목적하는 패턴들을 전사하기 위한 노광 공정, 상기 포토레지스트막을 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 현상 공정, 상기 포토레지스트 패턴을 경화시키기 위한 하드 베이크 공정을 포함할 수 있다.
상기 공정들 중 포토레지스트막을 형성하는 코팅 공정의 경우에는 기판을 수평 반향으로 이송하면 코팅 공정이 진행된다. 따라서 기판을 이송하기 위한 기판 이송 장치를 포함하여 구성된다. 이때, 코팅 공정에서는 기판을 부양된 상태로 이송시키는 기판 이송 장치가 사용되고 있다. 부양방식의 기판 이송 장치의 경우 기판 이송을 위해서는 에지 부위를 흡착하여 그립한 다음 이송하는 방식이 일반적으로 사용되고 있다.
이처럼 에지 부위를 흡착하여 이송하는 경우에는 기판에 데미지가 가해질 수 있으며, 심한 경우 기판이 파손될 수 있어 개선이 요구되고 있다.
본 발명을 통해 해결하려는 과제는 기판을 부양하여 이송할 때 직접적인 흡착 없이 기판을 부양된 상태에서 고정하여 이송할 수 있는 기판 이송 장치를 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위해 본 발명에 따른 기판 이송 장치는 에어 스테이지, 다수의 그리퍼들 및 구동부를 포함한다. 상기 에어 스테이지는 기판을 부양시키기 위하여 상기 기판의 하부면 상으로 에어를 공급하는 다수의 제1 에어홀을 포함한다. 상기 다수의 그리퍼들은 상기 부양된 기판의 수직위치 고정을 위하여 상기 기판의 양측 에지 부위들로 에어를 공급하는 제2 에어홀 및 상기 제2 에어홀과 인접하여 진공압을 형성하는 진공홀을 포함하고, 상기 부양된 기판의 수평위치 고정을 위하여 상기 기판의 모서리부들을 가이드 하는 다수의 스토퍼핀들을 포함한다. 상기 구동부는 상기 부양된 기판을 수평 방향으로 이송하기 위하여 상기 그리퍼들을 상기 수평 방향으로 이동시킨다.
이때, 일 실시예에 따른 기판 이송 장치에서 상기 스토퍼핀들 각각은 에어를 이용하여 업/다운(Up/Down) 동작하도록 구성될 수 있다.
다른 실시예에 따른 기판 이송 장치에서 상기 구동부는 상기 부양된 기판의 양측 에지 부위를 따라서 형성되어 상기 다수의 그리퍼들이 설치되며 상기 그리퍼들을 이동시키는 구동 플레이트를 포함할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 기판 이송 장치는 그리퍼들이 부양된 기판을 직접 흡착하지 않고 소정의 부양 높이로 기판을 홀딩하여 이송함으로써, 기판에 데미지를 가하지 않고 안정적으로 이송할 수 있다.
또한, 스토퍼핀들이 기판의 모서리부들을 안정적으로 지지하므로 기판의 뒤틀림이나 각도 변경 없이 안정적으로 이송하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명이 일 실시예에 따른 기판 이송 장치를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 에어 스테이지의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 그리퍼의 동작 상태를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기판 이송 장치에 대하여 설명한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 발명의 명확성을 기하기 위해 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 설명하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명이 일 실시예에 따른 기판 이송 장치를 개략적으로 나타내는 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 에어 스테이지의 구성을 나타내는 도면이고, 도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 그리퍼의 동작 상태를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치(100)는 에어 스테이지(110), 다수의 그리퍼(120)들 및 구동부(130)를 포함할 수 있다.
상기 기판 이송 장치(100)는 기판(10)이 부양된 상태에서 비흡착 방식으로 이송하기 위하여 바람직하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 기판 이송 장치(100)는 기판(10)을 수평 방향으로 이송하면서 기판(10) 상으로 포토레지스트 조성물을 공급하여 기판(10) 상에 포토레지스트막을 형성하는 기판 코팅 공정에서 바람직하게 사용될 수 있다. 이와 달리, 소프트 베이크 공정, 노광 공정 등 기타 다른 공정들에서도 바람직하게 사용될 수 있다.
여기서, 기판(10)은 액정 디스플레이 장치와 같은 평판 디스플레이 장치를 제조하기 위한 유리 기판 또는 반도체 장치를 제조하기 위한 실리콘웨이퍼 등일 수 있다.
상기 에어 스테이지(110)는 기판(10)을 부양시킨다. 상기 에어 스테이지(110)는 기판(10)의 하부면 상으로 에어를 공급함으로써 기판(10)을 공중에 부양시켜 이송 준비 상태를 형성한다.
예를 들면, 상기 에어 스테이지(110)는 몸체 내부에 에어가 채워질 수 있는 버퍼 공간(113)을 갖는다. 상기 버퍼 공간(113)은 외부의 에어 공급부(112)와 연결되어 상기 에어 공급부(112)로부터 에어를 공급 받는다. 에어 스테이지(110)는 기판(10)의 하부면 상으로 에어를 공급하기 위한 다수의 제1 에어홀(111)들을 가지며, 제1 에어홀(111)들은 버퍼 공간(113)과 연결될 수 있다. 따라서, 버퍼 공간(113)의 에어는 제1 에어홀(111)들을 통해서 기판(10)의 하부면 상으로 공급될 수 있다. 또한, 도시하진 않았지만 버퍼 공간(113)이 에어 공급부(112) 사이에는 버퍼 공간(113)으로 공급되는 에어를 조절하기 위한 밸브가 구비되며, 버퍼 공간(113)으로 공급되는 유량을 조절하여 부양 강도를 조절한다.
상기 에어 스테이지(110)는 알루미늄과 같은 금속으로 이루어질 수 있으며, 상기 제1 에어홀(111)들은 약 0.1 내지 2.3㎜ 정도의 직경을 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 에어홀(111)들 사이의 간격은 약 10 내지 150㎜ 정도일 수 있다. 한편, 상기 제1 에어홀(111)들의 직경이 2,3㎜ 보다 큰 경우 상기 제1 에어홀(111)과 인접하는 기판 부위들의 온도 변화를 초래하여 막 두께가 불균해 질 수 있어 바람직하지 못하다.
상기 다수의 그리퍼(120)들은 부양된 기판(10)의 에지 부위를 따라서 기판(10)의 하방에 배열된다. 상기 그리퍼(120)는 부양된 기판(10)을 홀딩하는 역할, 다시 말해서 부양된 기판(10)의 수직위치 및 수평위치를 고정하는 역할을 한다. 구체적으로, 상기 그리퍼(120)는 부양된 기판(10)의 수직위치 고정을 위하여 제2 에어홀(121)과, 제2 에어홀(121)에 인접하는 진공홀(122)을 갖는다. 제2 에어홀(121)은 기판(10)의 양측 에지 부위들로 에어를 공급하며, 진공홀(122)은 기판(10)의 양측 에지 부위 하부에 진공압을 형성한다. 따라서, 기판(10)은 제2 에어홀(121)로부터 공급되는 에어와, 상기 진공홀(122)에 의해 형성되는 진공에 의해 소정 높이에서 고정된다.
상세히 도시되지는 않았지만 제2 에어홀(121)에는 에어를 공급하기 위한 에어 공급부가 연결되고, 상기 진공홀(122)에는 진공 펌프와 같이 진공을 형성하기 위한 부재가 연결된다. 상기 제2 에어홀(121)과 진공홀(122)의 복합 작용으로 인해서 기판(10)은 그리퍼(120)의 상방에서 일정한 높이에 고정된다. 각 그리퍼(120)에는 제2 에어홀(121) 및 진공홀(122)이 각각 하나 이상 구비되며, 일반적으로 다수개가 구비되는 것이 바람직하다.
상기 그리퍼(120)들 중에서 기판(10)의 모서리에 위치하는 그리퍼(120)들에는 상기 제2 에어홀(121) 및 진공홀(122)에 더하여 스토퍼핀(123)들이 구비된다. 상기 스토퍼핀(123)들은 부양된 기판(10)의 모서리부를 가이드 하는 역할을 하며, 기판(10)의 모서리부 가이드를 통해 기판(10)의 수평 위치를 고정한다. 즉, 그리퍼(120)는 부양된 기판(10)의 네 모서리 부위에서 네 변을 각각 가이드 함으로써, 각도 변화 없이 안정적으로 홀딩될 수 있게 도와준다. 여기서, 상기 스토퍼핀(123)들은 상기 기판(10)의 대각선 방향에 위치하는 두 모서리부에만 설치될 수도 있다.
또한, 상기 그리퍼(120)에 구비되는 스토퍼핀(123)들은 고정적이지 않고 업/다운(Up/Down) 동작 가능하도록 구성된다.
본 실시예에서 상기 스토퍼핀(123)은 에어를 이용하여 업/다운 동작하다. 즉, 미세한 에어를 스토퍼핀(123)의 하부로 공급하면 스토퍼핀(123)이 업 동작하며, 에어 공급을 중단하면 자체의 무게로 이해 스토퍼핀(123)은 다운 동작한다. 이처럼 에어를 공급하거나 차단하는 동작을 통해서 스토퍼핀(123)의 업/다운 동작을 제어함으로써, 기판(10)을 이송할 경우에는 스토퍼핀(123)을 업 상태로 동작시켜 기판(10)을 가이드하며, 기판(10)을 로딩/언로딩 할 경우에는 스토퍼핀(123)을 다운시켜 기판(10)이 수평 이동할 수 있는 경로를 확보한다.
또한, 스토퍼핀(123)이 업/다운 동작하므로 에어 스테이지(110)에 의해 부양된 기판(10)의 부양 높이에 대응하여 업/다운 동작함으로써 부양 높이의 조절이 가능해진다. 예를 들어, 부양 상태에서 이송중인 기판(10)상으로 포토레지스트 조성물을 도포하는 경우에는 기판(10)의 부양 높이에 변동일 발생할 수 있다. 이 경우 스토퍼핀(123)을 보다 높게 업 시켜 부양 높이의 변동으로 인해 기판(10)이 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
상기 구동부(130)는 에어 스테이지(110)에 의해 부양된 기판(10)을 수평 방향으로 이송하기 위하여 그리퍼(120)들을 이동시키는 역할을 한다. 즉, 기판(10)의 위치를 고정하고 있는 그리퍼(120)들을 이동시켜 그리퍼(120)들에 의해 고정된 기판(10)을 이동시킨다. 이때, 기판(10)의 에지 부위에 위치하는 다수의 그리퍼(120)들이 일괄적으로 움직이는 것이 바람직하다. 이를 위해, 구동부(130)는 그리퍼(120)들이 일괄 동작할 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 구동부(130)는 부양된 기판(10)의 양측 에지 부위를 따라서 형성되고, 그 상면에 상기 그리퍼(120)들이 설치되는 구동 플레이트를 포함한다. 구동 플레이트는 바 형상으로 그 상면에 그리퍼(120)들이 구비된다.
이와 같이, 상기 기판 이송 장치(100)는 기판(10)을 부양시키는 에어 스테이지(110)와 부양된 기판(10)을 비접촉 방식으로 홀딩하기 위한 다수의 그리퍼(120)들을 함께 구성함으로써, 기판(10)에 대한 직접적인 접촉 없이 기판(10)을 홀딩하여 안정적으로 이송할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 이송 장치는 에어 스테이지에 의해 기판이 부양되고 부양된 기판의 에지 부위들을 다수의 그리퍼들이 홀딩하되, 다수의 그리퍼들은 에에홀 및 진공홀을 이용하여 기판을 홀딩함으로써, 비접촉 방식으로 기판을 안정적으로 이송할 수 있다.
또한, 다수의 그리퍼들 중에서 기판의 모서리에 대응하는 그리퍼들에는 기판의 모서리부를 가이드 함으로써 기판의 수평 위치를 고정시키는 스토퍼핀들을 구비함으로써, 기판의 틀어짐 없이 안정적으로 이송한다.
따라서, 본 발명의 기판 이송 장치는 기판의 데미지 없이 안정적으로 기판을 이송하기 위한 이송 설비에서 바람직하게 사용할 수 있고, 안정적인 기판 이송 중에 기판에 대하여 처리 공정을 수행하기 위한 기판 처리 장치에서 바람직하게 사용될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 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: 에어 스테이지
111: 제1 에어홀 112: 에어 공급부
113: 버퍼 공간 120: 그리퍼
121: 제2 에어홀 122: 진공홀
123: 스토퍼핀 130: 구동부
10: 기판

Claims (3)

  1. 기판을 부양시키기 위하여 상기 기판의 하부면 상으로 에어를 공급하는 다수의 제1 에어홀을 포함하는 에어 스테이지;
    상기 부양된 기판의 수직 위치 고정을 위하여 상기 기판의 양측 에지 부위들로 에어를 공급하는 제2 에어홀 및 상기 제2 에어홀과 인접하여 진공압을 형성하는 진공홀을 포함하며, 상기 부양된 기판의 수평위치 고정을 위하여 상기 기판의 모서리부들을 가이드 하는 다수의 스토퍼핀들을 포함하는 다수의 그리퍼들; 및
    상기 부양된 기판을 수평 방향으로 이송하기 위하여 상기 그리퍼들을 상기 수평 방향으로 이동시키는 구동부를 포함하는 기판 이송 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스토퍼핀들 각각은 에어를 이용하여 업/다운(Up/Down) 동작하도록 구성된 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 구동부는 상기 부양된 기판의 양측 에지 부위를 따라 형성되어 상기 다수의 그리퍼들이 설치되며 상기 그리퍼들을 이동시키기 위한 구동 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140029829A (ko) * 2012-08-30 2014-03-11 세메스 주식회사 집적회로 소자 제조 장치
CN104443840A (zh) * 2014-10-15 2015-03-25 苏州速腾电子科技有限公司 一种芯片储运治具用定位件夹具
KR20180021466A (ko) * 2016-08-22 2018-03-05 세메스 주식회사 기판 이송 장치 및 기판 이송 방법
CN111223809A (zh) * 2018-11-23 2020-06-02 东泰高科装备科技有限公司 一种承载半导体衬底的基座、衬底移动装置及其使用方法

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