JP5886259B2 - 非接触基板移送反転機 - Google Patents

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Description

本発明は、非接触基板移送反転機に関し、より詳細には、基板の移送と反転を非接触状態で行えるようにした非接触基板移送反転機に関する。
通常、基板や半導体の製造工程において主に用いられる露光機は、微細な回路パターンの具現またはソルダレジストの硬化などに使用される。
露光機を利用した工程過程では、最近基板の回路線幅が狭くなり多層基板に対する要求が高まるにつれて、製造工程過程で異物による光特性撹乱により回路不良が頻繁に発生する。
このような問題点は、基板が移送テーブルのような装置と直接接触した状態で移動および反転することによるものである。
すなわち、異物による不良は、基板の移送時に製品と移送コンベヤーまたは移送ローラーなどとの摩擦によって基板の表面に異物が吸着されることである。
特に、基板の積層数が増加した多層基板は、複数回の工程を繰り返して行うため異物による汚染がより深刻であり、このような汚染は、結局、製品の質的改善に致命的な問題を発生させる。
日本特許公開公報第２００８-１４７２９１号
本発明は、前記のような問題点を鑑みて導き出されたものであり、基板の移送と反転が移送テーブルと非接触状態で行われるようにすることで、異物による光特性撹乱を最小化できるようにした非接触基板移送反転機を提供することを目的とする。
また、基板の移送と反転を迅速に行えるようにすることで生産性の増大を期待できる非接触基板移送反転機を提供することを目的とする。
このような目的を効果的に達成するために本発明は、ガイドレールに沿って移動する移送部材と、前記移送部材に設けられて抗力と揚力により基板を非接触で支持する基板支持部材と、前記基板支持部材に動力を提供して前記基板支持部材を回転させる動力伝達部材と、を含むことができる。
前記ガイドレールには移送部材の移動距離を制限するリミットスイッチが設けられていることができる。
前記基板支持部材は、フレームと、前記フレームに設けられて基板に吸着した異物を吸い込む空気吸入部と、前記フレームに設けられて空気排出により基板を非接触状態で支持する空気排出部と、からなることができる。
前記空気吸入部と空気排出部はそれぞれ交互に設けられていることができ、前記空気排出部は、所定角度傾斜して形成された空気吐出口を含むことができる。
前記基板支持部材は、移送部材の上側に一対で設けられてそれぞれ時計方向および反時計方向に任意の回転角を有するように構成されることができる。
また前記一対の基板支持部材は、基板を非接触で移送する反転供給部と、前記反転供給部を介して供給される基板を受け取る反転受取部と、からなることができる。
また、前記動力伝達部材は、基板支持部材が回転方向に沿って昇下降するように動力を提供するモータと、前記モータの回転数を減速する減速機と、前記基板支持部材を任意の回転角で回転させる回転ロータリモータと、を含むことができる。
前記移送部材は、リニアモータ、スクリュー、ベルト、チェーンのうちいずれか一つを適用してなることができる。
本発明による非接触基板移送反転機は、基板の移送と反転が移送テーブルと非接触状態で行われるようにすることで、異物による光特性撹乱を最小化することができ、これにより製品性の向上を期待できるという効果がある。
また、本発明の非接触基板移送反転機は、基板の移送と反転が迅速に行われることができ、これにより生産性の増大を期待できるという効果がある。
本発明の実施形態による非接触基板移送反転機を示す斜視図である。 本発明の実施形態による非接触基板移送反転機の平面図である。 本発明の実施形態による非接触基板移送反転機の側面図である。 本発明の実施形態による非接触基板移送反転機の側面図である。 本発明の実施形態による非接触基板移送反転機の構成要素のうち非接触移送モジュールのみを示す斜視図である。 本発明の実施形態による基板移送反転機の基板移送部材を示す分解斜視図である。 本発明の実施形態による基板移送反転機の基板移送部材の断面例示図である。 本発明の実施形態による基板移送反転機を介して基板が反転される過程を示す側面図である。 本発明の実施形態による基板移送反転機を介して基板が反転される状態を示す斜視図である。
以下、本発明の好ましい実施形態について添付の図面を参照して詳細に説明すると次のとおりである。
図１は本発明の実施形態による非接触基板移送反転機を示す斜視図であり、図２は本発明の実施形態による非接触基板移送反転機の平面図であり、図３は本発明の実施形態による非接触基板移送反転機の側面図であり、図４は本発明の実施形態による非接触基板移送反転機の側面図であり、図５は本発明の実施形態による非接触基板移送反転機の構成要素のうち非接触移送モジュールのみを示す斜視図であり、図６は本発明の実施形態による基板移送反転機の基板移送部材を示す分解斜視図であり、図７は本発明の実施形態による基板移送反転機の基板移送部材の断面例示図であり、図８は本発明の実施形態による基板移送反転機を介して基板が反転される過程を示す側面図であり、図９は本発明の実施形態による基板移送反転機を介して基板が反転される状態を示す斜視図である。
図１から図５に示したように、本発明の実施形態による非接触基板移送反転機１００は、基板を非接触状態で移動および反転させて異物による汚染を最小化し、基板が迅速に供給されるように構成されたものである。
本発明の非接触基板移送反転機１００は、基板の移送のためにリニアモータ１０を配置し、リニアモータ１０の内部に設けられたガイドレール（図示せず）に沿って移送部材２０が移動しながら基板を次の工程に供給する。
ガイドレールは、反転機１００の設計事項に応じて一つまたはそれ以上が配置されてもよい。この際、ガイドレールには、移送部材２０の移動距離を制限するためのリミットスイッチ（図示せず）が設けられてもよく、このようなリミットスイッチは、ガイドレールではなく移送部材２０に設けられてもよい。
移送部材２０は、ガイドレールに沿って移動する際にリニアモータ、スクリュー、ベルト、チェーンなどのうちいずれか一つを介して動力の伝達を受ける。
この中でもリニアモータ１０は、ガイドレールに沿って移動する装置のうち最も広く使用されるものであり、本発明でもリニアモータ１０が使用されることを図示している。
移送部材２０の上側には、基板を非接触状態で移送および反転させるための基板支持部材３０が設けられる。
基板支持部材３０は、移送部材の上部に回転可能な状態で一対で構成されることができる。基板支持部材３０は、基板を移送する過程で非接触状態を維持するように反転供給部３１と反転供給部３１を介して供給される基板を受け取る反転受取部３５を含む。
すなわち、基板支持部材３０は、反転供給部３１と反転受取部３５とからなるが、移送部材２０に設けられた位置に応じてこれらは同一の構造を有することもある。
基板支持部材３０は、基板の移送および反転時に空気を利用した抗力と揚力を用いて基板が非接触状態を維持するように構成される。
このような基板支持部材３０は、図６および図７に示したように、フレーム３２と、フレーム３２に設けられ、基板Ｐに吸着した異物を空気吸入ファン３３ａを介して吸い込む空気吸入部３３と、フレーム３２に設けられ、空気排出により基板Ｐを非接触状態で支持する空気排出部３８と、これらを内部に収容するケース３９と、を含む。
空気吸入ファン３３ａと空気排出部３８は、それぞれ交互にフレーム３２に設けられることができる。
また、空気排出部３８は、基板Ｐに向かって空気を傾斜して排出して揚力と抗力を提供することにより基板Ｐを非接触状態とし、空気吸入ファン３３ａは、基板Ｐから空気を吸い込んで基板Ｐの表面の異物を除去することができる。
この際、空気排出部３８は、基板Ｐの表面に向かって揚力を発生させるように空気吐出口３８ａが垂直方向でなく、所定角度傾斜した形状を有する。
空気排出部３８は、空気吐出口３８ａが所定角度傾斜して構成され、空気吐出口３８ａを通過する空気の流速を増加させると、基板Ｐと空気排出部３８との間に抗力と揚力が同時に発生する。
このように発生した抗力と揚力は、空気吸入ファン３３ａを介して基板Ｐを吸い込む吸入力とのバランスにより非接触状態で基板Ｐを支持することができる。
このように基板Ｐを非接触状態で支持できる原理は、ベルヌーイの定理を基板支持部材に適用することで可能となる。
すなわち、エアが高速で噴射されると、エアによって基板Ｐの上部空間の空気圧が低くなり、基板の下部空間の空気圧が相対的に高くなって、基板Ｐを基準として上部と下部との圧力差が発生することになり、発生した圧力差だけ上向きの揚力が発生する。
このように発生した揚力は、基板Ｐがフレーム３２と密着しないように基板Ｐを浮上させる。
また、空気排出部から吐出されるエアは、基板Ｐと略対角線方向に形成された空気吐出口３８ａを介して排出されるが、この過程で基板Ｐの表面に沿って流れるエアの摩擦力と揚力との和によって抗力が発生する。
したがって、空気排出部３８を介して発生した揚力と抗力および空気吸入ファン３３ａを介して発生した吸入力とのバランスにより、基板Ｐがフレーム３２と非接触状態を維持することができる。
また、基板支持部材３０は、移送部材２０の上側に設けられた後、それぞれ時計方向および反時計方向に１８０゜の回転角を有することができるが、本発明では、９０゜の回転角を実施形態として示した。
例えば、反転供給部３１は時計方向に９０゜回転し、反対に反転受取部３５は反時計方向に９０゜回転することができる。
基板支持部材３０の回転角は、動力伝達部材４０から提供された動力により形成される。動力伝達部材４０は、基板支持部材３０が回転方向に沿って昇下降するように動力を提供するために、回転力を発生するモータ４２と、モータ４２の回転数を減速する減速機２５と、基板支持部材３０を任意の回転角の範囲内で回転させる回転ロータリモータ２２と、を含むことができる。
すなわち、モータ４２を介して回転力が発生すると、減速機２５でモータ４２の回転数を調節することになり、調節した回転力を回転ロータリモータ２２に提供することで基板支持部材３０の角度を任意の回転角の範囲内で調節することができる。
ここで、動力伝達部材４０の場合、モータ、減速機および回転ロータリモータ２２を実施形態として説明したが、基板支持部材３０の位置を９０゜範囲または設定された任意の角度内で回転させるいかなる形態の構成も設計事項に応じて動力伝達部材４０に適用して使用できることは言うまでもない。
以下、本発明の実施形態による非接触基板移送反転機の作用過程について説明すると次のとおりである。
図８および図９を参照すると、基板Ｐの表面に微細な回路パターンやソルダレジストの硬化が行われるために反転供給部３１の上側に基板Ｐが移動すると、反転供給部３１に設けられた空気吸入ファン３３ａと空気排出部３８は、基板Ｐがフレーム３２に直接密着しないように空気を吸入および噴射して抗力と揚力を同時に発生させる。
空気吸入ファン３３ａと空気排出部３８を介して基板Ｐがフレーム３２の上側で支持されると、移送部材２０がガイドレールに沿って移動する。
移送部材２０の移動が完了すると、反転供給部３１は、回転ロータリモータ２２と減速機２５の作動により９０゜回転して垂直状態となる。
これと同時に反転受取部３５もまた対応するロータリモータ２２と減速機２５の作動により９０゜回転して垂直状態となる。
したがって、反転供給部３１と反転受取部３５が対向した垂直状態で基板Ｐを同時に支持することで、基板Ｐが垂直落下することなく停止した状態を維持する。
この際、反転供給部３１と反転受取部３５は同時に空気を供給する状態を維持するが、反転供給部３１の空気を遮断すると、基板Ｐは反転受取部３５に非接触状態で伝達される。
次に、反転供給部３１は、ロータリモータ２２と減速機２５の作動により元の位置に復帰する。
反転供給部３１が元の位置に復帰すると、反転受取部３５もまた元の位置に復帰することになり、復帰した位置で基板Ｐを非接触状態で支持し続ける。
この際、図面には示していないが、反転受取部３５を介して非接触状態で支持されている基板Ｐは、次の工程に移行するためのロボットが基板を継続して非接触状態で受け取った後に移送する。
したがって、本発明の実施形態による非接触基板移送反転機１００は、基板Ｐの移送が非接触状態で維持され、反転供給部３１と反転受取部３５を介して基板Ｐの位置を反転できることは言うまでもなく、反転過程で基板Ｐを非接触状態で維持することができ、異物による汚染を最小化することができる。
以上、本発明の実施形態による非接触基板移送反転機について説明したが、本発明はこれに限定されず、当業者であればその応用と変形が可能であることは言うまでもない。
１０ リニアモータ
２０ 移送部材
２２ ロータリモータ
２５ 減速機
３０ 基板支持部材
３１ 反転供給部
３２ フレーム
３３ 空気吸入部
３３ａ 空気吸入ファン
３５ 反転受取部
３８ 空気排出部
３８ａ 空気吐出口
４０ 動力伝達部材
１００ 反転機
Ｐ 基板

Claims (7)

  1. ガイドレールに沿って移動する移送部材と、
    前記移送部材に設けられて抗力と揚力により基板を非接触で支持する基板支持部材と、
    前記基板支持部材に動力を提供して前記基板支持部材を回転させる動力伝達部材と、を含み、
    前記基板支持部材は、フレームと、前記フレームに設けられて基板に吸着した異物を吸い込む空気吸入部と、所定角度傾斜して形成された空気吐出口を有し、前記フレームに設けられて空気排出による前記抗力と揚力により基板を非接触状態で支持する空気排出部と、を備える、非接触基板移送反転機。
  2. 前記ガイドレールには移送部材の移動距離を制限するリミットスイッチが設けられている、請求項１に記載の非接触基板移送反転機。
  3. 前記空気吸入部と空気排出部はそれぞれ交互に設けられている、請求項１に記載の非接触基板移送反転機。
  4. 前記基板支持部材は、移送部材の上側に一対で設けられてそれぞれ時計方向および反時計方向に回転する、請求項１に記載の非接触基板移送反転機。
  5. 前記一対の基板支持部材は、基板を非接触で移送する反転供給部と、前記反転供給部を介して供給される基板を受け取る反転受取部と、からなる、請求項４に記載の非接触基板移送反転機。
  6. 前記動力伝達部材は、前記基板支持部材が回転方向に沿って昇下降するように動力を提供するための機構を含み、前記機構は、回転力を発生するモータと、前記モータの回転数を減速する減速機と、当該減速した回転力が提供され、前記基板支持部材を回転させる回転ロータリモータと、を含む、請求項１または４に記載の非接触基板移送反転機。
  7. 前記移送部材は、リニアモータ、スクリュー、ベルト、チェーンのうちいずれか一つを適用してなる、請求項１に記載の非接触基板移送反転機。
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