KR100469906B1 - 기판 부상 및 이송 장치 - Google Patents

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KR100469906B1
KR100469906B1 KR10-2002-0043673A KR20020043673A KR100469906B1 KR 100469906 B1 KR100469906 B1 KR 100469906B1 KR 20020043673 A KR20020043673 A KR 20020043673A KR 100469906 B1 KR100469906 B1 KR 100469906B1
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Abstract

본 발명은, 원반상의 기판의 이면에 기체를 세공군을 통해 내뿜어 기판을 기대 상에 부상시키는 기판의 부상 이송기용 기판 부상 및 이송 장치에 관한 것으로서, 상기 기대는, 상기 기판을 부상시키기 위해 기대에 수직 관통 형성된 부상용 세공군과, 상기 기판을 장치 중앙에서 고정함과 동시에 기판의 일방향 치우침을 규제하기 위해 센터링 및 편향규제용 세공군이 형성되고, 상기 기대에는, 상기 기판에 대응하는 크기로 기판 수용부가 그 중앙부에 오목 형성되고, 상기 세공군들에 의해 정지상태로 부상된 상태에서 상기 기판으로 직선적으로 상기 기판의 이송 방향을 전환하기 위한 방향전환용 세공군이 형성되도록 구성함으로써, 기판을 정지 상태로 부상시킨 후, 제어유닛에서 이송방향으로 절환제어함으로써, 이송 시의 비접촉 및 용이한 방향전환 구성으로 인해 오염원으로의 접촉이 근본적으로 차단됨으로써, 처리될 기판을 용이하고도 신속하게 이송 및 방향전환을 이룰 수 있도록 하여 외부환경에 관계없이 전체적인 수율을 증대할 수 있도록 하였다.

Description

기판 부상 및 이송 장치{Device for floating and transferring substrate}
본 발명은, 기판 부상 시, 면 치우침을 규제함과 아울러 기판을 회전정지 상태로 유지할 수 있는 기판 부상 및 이송 장치를 제공한다.
본 발명은 반도체 집적회로, 액정패널, 태양 전지패널 등에 이용되는 박판형상의 기판에 여러 공정을 실시할 때의 이송에 관한 것으로, 특히 이 박판형상의 기판 표면의 높은 청정도를 유지하여 각 공정에서의 처리 수율을 증대하도록 한 것이다.
반도체 집적회로, 반도체 레이저 등의 반도체 소자, 액티브 매트릭스형 액정패널, 태양전지 패널 등은 표면이 고도로 청정화된 실리콘기판, 갈륨비소기판, 유리기판 등의 상부에 각종 소정막 등을 순차 적층처리함으로써 제조된다.
도 1은, 종래의 기판 부상 장치를 나타내는 모식적인 단면도로서, 도 1에서, 부호 (1000)은 기판의 부상 장치, 1001은 부상 유닛, 1002는 기판, 1003은 가열 실, 1004는 가열 수단, 1005는 광, 1006은 열전대, 1007은 온조기, 1008은 방사 온도계, 1009는 디스플레이, 1010은 기체 공급구, 1011은 유량계, 1012는 밸브, 1013은 콤프레서, 1014는 배기구이다.
이와 같은 구성의 종래의 기판 부상장치는, 상술한 기판의 부상 장치(1000) 상에 가열실(1003)을 배치한 것이다. 가열실(1003)의 저부에는, 부상 유닛(1001)으로부터 토출되는 기체를 이면에 받고 부상 및 회전 상태에 있는 기판(1002)이 배치되어 있다. 또, 적외 램프로 된 가열 수단(1004)가 기판(1002)의 표면에 대향하여 배치되고 있고, 가열 수단(1004)가 발하는 광(1005)을 기판(1002)에 조사하는 것으로, 기판(1002)를 가열 처리한다. 따라서, 제막시의 기판(1002)는 기체 이외의 무엇과도 비접촉되도록, 기판 (1002) 이면을 균일하게 기체 부상하는 것이 가능하다.
그러나, 이들 각부품을 제조하는 데에는 매우 높은 정밀도가 요구되고, 처리가 이루어지는 기판, 즉 박판형상의 기판의 표면에 조금이라도 불순물이 부착 및 흡착되면 높은 품질의 제품을 제조하기 어렵다.
본 발명에 따른 기판 부상 및 이송 장치는, 기판을 부상시킬 때, 기판의 회전축이나 면 치우침을 규제하여 보다 안정된 부상 상태를 얻을 수 있는 기판의 부상 장치와, 이 기판 부상장치에 의해 기판의 안정적인 부상을 유지한 상태에서 보다 안정적으로 다른 처리 구역 일예로, 플라즈마 처리장치 등으로 이송하기 위한 기판 부상 및 이송 장치를 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 원반상의 기판의 이면에 기체를 세공군을 통해 내뿜어 기판을 기대 상에 부상시키는 기판의 부상 이송기용 기판 부상 및 이송 장치에 있어서,
상기 기대는,
상기 기판을 부상시키기 위해 기대에 수직 관통 형성된 부상용 세공군과,
상기 기판을 장치 중앙에서 고정함과 동시에 기판의 일방향 치우침을 규제하기 위해 센터링 및 편향규제용 세공군과,
상기 기대에는,
상기 기판에 대응하는 크기로 기판 수용부가 그 중앙부에 오목 형성되고,
상기 세공군들에 의해 정지상태로 부상된 상태에서 상기 기판으로 직선적으로 상기 기판의 이송 방향을 전환하기 위한 방향전환용 세공군이 형성된 것을 특징으로 한다.
도 1은, 종래의 기판 부상 장치를 나타내는 모식적인 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 원판형상의 기판을 이송하기 위한 이송 유닛과 처리될 기판의 이송방향을 변경하기 위한 절환 유닛을 구비한 기판 부상 및 방향절환 장치를 도시한 평면도.
도 3은 도 2에서 기판을 부상시킨 상태로 정지시킴과 동시에 방향절환을 위한 제어유닛의 사시도.
도 4는 도 3의 제어유닛에 대한 분해 사시도.
도 5는 도 4의 기판의 부상 제어유닛의 제어판에 형성된 세공군을 나타낸 평면도.
도 6은 도 5의 세공군 중에서, 부상용 세공군만을 도시한 평면도.
도 7은 선 A-A에 따른 세공의 단면도.
도 8은 도 5의 세공군 중에서, 센터링 및 편향 규제용 세공군 만을 도시한 평면도.
도 9a 및 도 9b는 도 8의 선 B-B 및 선 C-C에 따른 세공의 단면도.
도 10은 도 5의 세공군 중에서 방향전환용 세공군 만을 도시한 평면도.
도 11a 및 도 11b는 도 10의 선 D-D 및 선 E-E에 따른 세공의 단면도.
도 12는 도 5에서 기판을 수용하기 위해 오목 형성된 기판 수용부와 이 수용부의 4분선에 대응하는 상기 수용부의 외곽선의 주변에 상기 4분선을 따라 반경방향으로 오목형성된 가늘고 긴 그루브를 나타낸 평면도.
도 13은 도 12의 선 F-F에 따른 기판 수용부의 형태를 나타낸 단면도.
도 14는 도 12의 선 G-G에 따른 그루브를 나타낸 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 이송유닛 101 : 부상용 가스 공급구
105 : 센터링 및 편향규제용 가스 공급구
107 : 방향전환용 가스 공급구
110 : 기대 112 : 제어판
113 : 세공 113a : 부상용 세공군
113b : 센터링 세공군 113c : 편향규제용 세공군
113d : 방향전환용 세공군 120 : 커버부재
200 : 제어유닛 1002 : 기판
1010a : 흡인구
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 설명에서 종래와 동일 또는 동등한 부분은 동일한 도면부호를 부여하여 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 원판형상의 기판을 이송하기 위한 이송 유닛과 처리될 기판의 이송방향을 변경하기 위한 절환 유닛을 구비한 기판 부상 및 방향절환 장치를 도시한 평면도이고, 도 3은 도 2에서 기판을 부상시킨 상태로 정지시킴과 동시에 방향절환을 위한 제어유닛의 사시도이며, 도 4는 도 3의 제어유닛에 대한 분해 사시도이고, 도 5는 도 4의 기판의 부상 제어유닛의 제어판에 형성된 세공군을 나타낸 평면도이고, 도 6은 도 5의 세공군 중에서, 부상용 세공군만을 도시한 평면도이며, 도 7은 선 A-A에 따른 세공의 단면도이고, 도 8은 도 5의 세공군 중에서, 센터링 및 편향 규제용 세공군 만을 도시한 평면도이며, 도 9a 및 도 9b는 도 8의 선 B-B 및 선 C-C에 따른 세공의 단면도이고, 도 10은 도 5의 세공군 중에서 방향전환용 세공군 만을 도시한 평면도이며, 도 11a 및 도 11b는 도 10의 선 D-D 및 선 E-E에 따른 세공의 단면도이고, 도 12는 도 5에서 기판을 수용하기 위해 오목 형성된 기판 수용부와 이 수용부의 4분선에 대응하는 상기 수용부의 외곽선의 주변에 상기 4분선을 따라 반경방향으로 오목형성된 가늘고 긴 그루브를 나타낸 평면도이며, 도 13은 도 12의 선 F-F에 따른 기판 수용부의 형태를 나타낸 단면도이고, 도 14는 도 12의 선 G-G에 따른 그루브를 나타낸 단면도이다.
도 2는 판 모양의 기판을 부상시켜 이송하기 위한 시스템으로서, 예를 들면, 반도체 제조용 웨이퍼를 이송하기 위한 시스템도이다. 본원의 기판 이송 시스템은 기체의 토출압을 이용해 기판을 부상시켜 처리될 구역으로 기판을 이송하기 위한 이송 유닛(100)과, 상기 처리될 구역으로 기판을 이송시키기 위해 기판의 이송 방향을 절환하기 위한 제어유닛(200)의 조합으로 구성된다. 상기 이송 유닛(100)은, 기판(1002)를 부상시켜 이동 방향(310)으로 이동시키면 기판(1002)은 제어 유닛(200) 상에서 유지된다. 이때, 제어 유닛(200)은 기판(1002)를 부상시킨 상태에서 정지시킴과 함께，전환 방향(311)로 방향 전환시킨다. 또한, 본 시스템은, 도면에는 생략하고 있으나, 웨이퍼와 같은 기판(1002)에 대하여 각종의 처리를 위한 처리 유닛을 갖추고 있다.
또, 이송 유닛(100)은, 기판(1002)를 직선적으로 이동시키기 위해, 통상 제어유닛(200)과 연결되어 사용된다. 이 이송 유닛(100)은 기존의 이송 유닛(100)을 채용하여 사용해도 된다.
또한, 제어 유닛(200)은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 기대(110)과 이 기대 상에 탑재되는 커버부재(120)를 구비한다. 이 커버부재(120)는 처리될 구역의 장치, 일 예로 플라즈마 처리장치와 밀봉 연통 가능하게 그 외측면의 일부가 개방된 다수의 개방구를 구비한다. 상기 기대(110)에는, 기판(1002)를 부상시키기 위한 기체，예를 들면, 기판(1002)에 영향을 주지 않는 질소 가스, 아르곤 가스, 또는 그 밖의 가스를 공급하기 위한 콤푸레서(1013)에 배관연결 되어있다. 상기 커버부재(120)에는 기판의 출입을 위한 출입구가 형성되어 있다. 또, 기대(110)의제어판(112)은 기판(1002)의 이송 및 부상을 위한 반송면으로서, 이 제어판(112)에는, 다수의 세공(113)이 형성되어 있다.
또, 상기 기대(110)는 상기 제어판(112)의 단이진부(112a)와 함께 그의 상부에서 탈착 가능하도록 상측 개구부의 외주면에 단이진부(112a)가 형성되어 있으며, 상기 콤푸레서(1013)의 공압을 축적하기 위한 챔버를 상기 제어판(112)의 장착으로 구획형성한다.
또한, 상기 기대(110)의 하면에는, 부상용 가스 공급구(101), 센터링 및 편향규제용 가스 공급구(105), 방향전환용 가스 공급구(107), 흡인구(1010a)이 구비되고, 상기 제어판(112)에 마련한 복수개의 세공(113)을 통해 기판(1002)의 이면을 향해 각각 유량계를 비롯한 제어수단에 의해 토출제어된다.
특히, 상기 제어판(120)에 마련된 다수개의 세공(113)은, 도 5에 나타낸 바와 같은 배열 구조로 되어 있다. 즉, 각세공은, 그의 가스 배출구(114)가 제어판(112)의 표면에 대하고 일정한 각도로 기울어지고 있는 점이 특징이다．도 5의 일부 세공 특히 부상용 세공군 만을 도시한 도 6은, 세공이 제어판(112) 표면에 대해 22도 각도로 기울어진 경우이고, 도면에 나타낸 (X) 표시가 세공의 경사 방향을 나타낸다(도 5 및 도 6 참조). 이러한 경사를 임의의 방향에 설정하고 가스를 배출한 것에 의해, 기판에 대하여 부상력을 도모함과 아울러, 일정한 방향으로의 힘을 부여하는 것이 가능해진다.
도 5 내지 도 11에 나타낸 다수의 세공(113)은, 세공(113)의 내경이 가스 공급구 측에 비해 그 토출구측으로 갈수록 가늘어지는 노즐(114) 형태를 취하고 있지만, 각각의 세공의 형상은 일자형 관통공으로 구성해도 좋으며, 각 세공의 내경도 0.5mm로 설정했으나, 이를 임의로 설정할 수 있다.
또, 도 5에 도시된 바와 같이, 제어판(112)에 제각기 설정된 방향으로 경사 형성된 복수개의 세공(113)은, 도 도 5 내지 도 11에 나타낸 바와 같이 3개의 세공군으로 구성되어 있다. 다시 말해서, 도 6 및 도 7은 부상용 세공군(113a), 도 8 및 도 9a, 9b는 센터링(113b) 및 편향규제(113c)용 세공군, 그리고 도 10 및 도 11은 방향전환용 세공군(113d)을 전용으로 나타낸 도면이다.
여기에서, 도 6 및 도 7에 나타낸 부상용 세공군(113a)은, 제어판의 표면에 배치되고, 세공(113a)이, 기판(1002)의 회전축과 교차한 점을 원점으로 하여, 제어판(112)의 표면을 90도로 ４개의 구역(이하, 4분면이라 함)으로 분할할 때, １개의 구역 안에 배치된 각 세공의 경사 방향을, 도 6에 도시된 대각선을 따라, 제어판(112)의 중심을 향하도록 경사 형성된다.
또한, 도 8 및 도 9에 나타낸 센터링 및 편향규제용 세공군(113b, 113c)은, 제어판(112)의 표면에 배치되고, 이 중에서 센터링용 세공(113b)은, 상기 기판(1002)의 외주와 동일한 위치에 기판(1002)의 중심과 동심적으로 상기 4분면 내에 각각 4개씩 4 쌍으로 회전 대칭 배열되고, 이 중에서 예를 들어 1사분면 내의 한 쌍의 세공(113b, 113b, 113b, 113b)는 해당 사분면 내에서의 중앙측 2개의 세공(113b, 113b)은 기판(1002)의 외주에 대응하는 위치에 정배열되고, 나머지 이웃하는 2개의 세공(113b, 113b)은 기판(1002)의 외주보다 설정거리 근소하게 이격된 위치에 배열된 구조로 되어 잇다.
여기에서, 상기 편향규제용 세공군(113c)는, 제어판(112)의 표면에 배치된 세공(113c)은, 상기 기판(1002)의 외주로부터 그 중심 방향으로 설정 길이만큼 들어온 내측 위치에 기판(1002)의 중심과 동심원을 그리며 상기 4분면 내에 각각 2개씩 4 쌍으로 회전 대칭 배열되고, 이 중에서 예를 들어 1사분면 내의 한 쌍의 세공(113c, 113c)는 상기 동심원에 접선을 긋고, 세공의 경사방향은 접선 방향으로 하면서도, 서로 반대 방향을 향하도록 토출구측이 경사형성되어 있다.
상기한 각 세공(113)에서의 공기 토출력은, 세공(113)으로부터 분출시키는 가스 유량이나 가스 압력을 조절하기 위한 유량계(1011), 밸브(1012) 등에 의해 설정된다.
또한, 상기 기대(110)에는, 상기 기판(1002)에 대응하는 크기로 기판 수용부(112b)가 그 중앙부에 오목 형성되고, 상기 수용부(112b)의 4분선에 대응하는 상기 수용부(112b)의 외곽선의 주변에 상기 4분선을 따라 반경방향으로 가늘고 긴 그루브(112c)가 오목 형성되어 있다(도 12 참조).
또, 도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 상기한 기판 수용부(112b)는 대략 0.1 - 0.5 mm 높이 바람직하기로는 0.15 mm 높이로 오목 형성된 평탄면을 구비하되, 이 평탄면의 크기가 기판(1002)에 상응하는 크기로 형성되고, 또 이 수용부(112b)의 외곽부에는 4방향으로 방사형성된 그루브(112c)가 배치되어 있어, 상기한 기판(1002)의 회전을 규제할 수 있게 된다.
한편, 도 10 및 도 11에 나타낸 방향전환용 세공군(113d)은, 제어판(112)의 면에 관통형성되는 바, 상기 그루브(112c)와 기판 수용부(112b)의 중심을 긋는 직선 상과 이 직선을 사이에 두고 직선 주위의 2개의 평행선에 각각 열을 지어 배열되어 있다.
또한, 상기 방향전환용 세공군(113d)은, 상기 직선 상의 세공(113d)와 상기 평행선 상의 세공(113d)이 서로 반대방향으로 경사 형성되어, 이송을 도모할 경우, 하나의 4분선 상의 세공군(113d)을 통해 기체가 토출되어 기판(1002)을 이송시킬 수 있도록 구성되어 있다.
따라서, 상기 세공군(113a, 113b, 113c, 113d)들, 수용부(112b) 및, 그루브(112c)에 의해 정지상태로 부상된 상태에서 상기 기판으로 직선적으로 상기 기판의 이송 방향을 전환하기 위한 기류가 기판(1002) 이면에 조성됨으로써, 기판의 부상 및 이송방향을 용이하게 도모 및 전환할 수 있게 되는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 기판을 정지 상태로 부상시킨 후, 제어유닛에서 처리될 구역으로 이송방향을 절환 제어함으로써, 이송 시의 비접촉 및 용이한 방향전환 구성으로 인해 오염원으로의 접촉이 근본적으로 차단됨으로써, 처리될 기판을 용이하고도 신속하게 이송 및 방향전환을 이룰 수 있도록 하여 외부환경에 관계없이 전체적인 수율을 증대시킬 수 있다는 매우 뛰어난 효과가 있는 것이다.
여기에서, 본 발명의 일 실시예와 관련하여 본 발명을 도시하고 설명하였지만, 본 기술 분야에 숙련된 자들에 의해 특허청구범위의 정신 및 영역을 벗어남이 없이 다양한 수정이 이뤄질 수 있다.

Claims (7)

  1. 원반상의 기판의 이면에 기체를 세공군을 통해 내뿜어 기판을 기대 상에 부상시키는 기판의 부상 이송기용 기판 부상 및 이송 장치에 있어서,
    상기 기대는,
    상기 기판을 부상시키기 위해 기대에 수직 관통 형성된 부상용 세공군과,
    상기 기판을 장치 중앙에서 고정함과 동시에 기판의 일방향 치우침을 규제하기 위해 센터링 세공군 및 편향규제용 세공군이 형성되고,
    상기 기대에는,
    상기 기판에 대응하는 크기로 기판 수용부가 그 중앙부에 오목 형성되고,
    상기 세공군들에 의해 정지상태로 부상된 상태에서 상기 기판으로 직선적으로 상기 기판의 이송 방향을 전환하기 위한 방향전환용 세공군이 형성되며,
    상기 센터링 및 편향규제용 세공군은, 제어판의 면에 배열되고, 이 중에서 센터링용 세공은, 상기 기판의 외주와 동일한 위치에 기판의 중심과 동심적으로 상기 4분면 내에 각각 4개씩 4 쌍으로 회전 대칭 배열되고, 이 중에서 적어도 1개의 사분면 내의 한 쌍의 세공은 해당 사분면 내에서의 중앙측 2개의 세공은 기판의 외주에 대응하는 위치에 정배열되고, 나머지 이웃하는 2개의 세공은 기판의 외주보다 설정거리 근소하게 이격된 위치에 배열된 것을 특징으로 하는 기판 부상 및 이송 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 세공은, 세공의 내경이 가스 공급구 측에 비해 그 토출구측으로 갈수록 가늘어지는 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 부상 및 이송 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 부상용 세공군은, 제어판의 표면에 배치되고, 세공, 기판의 중심과 교차한 점을 원점으로 하여, 제어판의 표면을 90도로 ４개의 구역 즉, 4분면으로 분할할 때, １개의 구역 안에 배치된 각 세공의 경사 방향을, 제어판의 중심을 향하도록 경사 형성된 것을 특징으로 하는 기판 부상 및 이송 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 편향규제용 세공군은, 제어판의 면에 배열된 세공으로, 상기 기판의 외주로부터 그 중심 방향으로 설정 길이만큼 들어온 내측 위치에 기판의 중심과 동심원을 그리며 상기 4분면 내에 각각 2개씩 4 쌍으로 회전 대칭 배열되고, 이 중에서 적어도 1개의 사분면 내의 한 쌍의 세공은 상기 동심원에 접선을 긋고, 세공의 경사 방향은 접선 방향으로 하면서도, 서로 반대 방향을 향하도록 토출구측이 경사형성된 것을 특징으로 하는 기판 부상 및 이송 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기대에는, 상기 기판에 대응하는 크기로 기판 수용부가 그 중앙부에 오목 형성되고, 상기 수용부의 4분선에 대응하는 상기 수용부의 외곽선의 주변에 상기 4분선을 따라 반경방향으로 가늘고 긴 그루브가 오목 형성된 것을 특징으로 하는 기판 부상 및 이송 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 방향전환용 세공군은, 제어판의 면에 관통형성되는 바, 상기 그루브와 기판 수용부의 중심을 긋는 직선 상과 이 직선을 사이에 두고 직선 주위의 2개의 평행선에 각각 열을 지어 배열되고, 또 상기 직선 상의 세공과 상기 평행선 상의 세공이 서로 반대방향으로 경사 형성된 것을 특징으로 하는 기판 부상 및 이송 장치.
  7. 삭제
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