KR100687008B1 - 파티클을 효과적으로 흡입 배출할 수 있는 기판 반송 장치 - Google Patents

파티클을 효과적으로 흡입 배출할 수 있는 기판 반송 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 파티클을 효과적으로 흡입 배출할 수 있는 기판 반송 장치를 개시한다. 개시된 본 발명은 내부에 배기팬이 설치된 제1 수직 프레임 및 제2 수직 프레임과, 상기 제1 및 제2 수직 프레임의 일단들과 조합된 내부가 비어 있는 수평 프레임과, 상기 제1 및 제2 수직 프레임과는 이동 가능하게 조합된, 기판을 지지하는 아암과, 상기 제1 및 제2 수직 프레임의 수평 방향 이동을 안내하는 가이드를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하면, 작은 점유 공간을 가지며 강제로 파티클을 배출할 수 있어서 기판으로의 파티클 부착 현상없이 기판을 반송할 수 있다. 따라서, 기판 반송 장치를 포함한 기판 처리 시스템의 점유 면적 내지는 공간을 줄일 수 있는 효과가 있다. 아울러, 파티클을 강제로 배출할 수 있어서 파티클에 따른 공정 불량을 줄일 수 있어 생산성 내지는 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
반도체, 웨이퍼, 반송, 아암

Description

파티클을 효과적으로 흡입 배출할 수 있는 기판 반송 장치{APPARATUS FOR TRANSPORTING SUBSTRATES CAPABLE OF SUCKING AND EXHAUSTING PARTICLES EFFECTIVELY}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 반송 장치를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 반송 장치의 일부를 도시한 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100; 몸체 프레임 110a; 하부 수평 가이드
110b; 상부 수평 가이드 112, 114, 116; 보조 프레임
118; 이송 밸트 119; 랙
120; 수직 가이드 121; 레일
122; 흡입구 124; 보조 가이드
125; 배기팬 126; 배기구
127, 134; 개구 130; 아암
132; 커버
본 발명은 기판 반송 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 파티클을 효과적으로 흡입하여 배출할 수 있는 기판 반송 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스나 액정 표시 장치(LCD)의 제조 공정에서는, 기판 반송 장치를 이용하여 각 처리부에 기판을 차례로 반송하고, 각 처리부에 있어서 하나의 기판 또는 다수의 기판을 소정의 공정 처리한다. 예를 들어, 반도체 디바이스의 포토리소그래피 공정에서는, 웨이퍼를 도포 장치에 반송하여 웨이퍼의 표면에 포토레지스트막을 형성하고, 웨이퍼를 노광 장치에 반송하여 포토레지스트막을 노광하고, 웨이퍼를 현상 장치에 반송하여 노광된 포토레지스트막을 현상한다
이러한 기판 반송 장치의 일례로 일본국 공개특허공보 평 6-85042호에는 웨이퍼를 진공 흡착하여 반송하는 장치가 개시되어 있다. 이 종래 장치의 진공척은 웨이퍼 이면의 중앙 부분을 진공 흡착하는 것이지만, 진공척으로부터 웨이퍼 이면의 중앙 부분에 파티클이 부착할 우려가 있다. 특히, 반도체 칩의 디자인 룰(design rule)이 매우 작아지는 추세여서 파티클 관리가 매우 엄격해지고, 이에 따라 미세한 파티클까지도 효율적으로 배출할 수 있는 기판 반송 장치의 요구가 절실하다.
한편, 기판 처리 시스템에 있어서 피처리 기판에 대한 작업 효율의 향상을 꾀하기 위해 기판에 대한 특정의 처리를 하는 각종의 처리 유니트를 집약하고 있는 것이 현재의 추세이다. 따라서, 기판 처리 시스템의 일부를 이루고 있는 기판 반송 장치에 있어서도 이 장치가 점유하고 있는 면적이나 공간을 줄여야 하는 설계상의 요구가 필요하다.
본 발명은 종래 기술에서의 요구와 필요성에 부응하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 점유 면적이나 공간이 줄어들고 파티클을 효율적으로 배출할 수 있는 기판 반송 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성할 수 있는 본 발명에 따른 기판 반송 장치는 피처리 기판 반송 아암과, 구동 부재와, 수평 방향 부재와, 수직 방향 부재를 하나의 프레임에 장착하고, 파티클을 강제로 배출시키는 것을 특징으로 한다.
상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 실시예에 따른 기판 반송 장치는, 내부에 배기팬이 설치된 제1 수직 프레임 및 제2 수직 프레임과, 상기 제1 및 제2 수직 프레임의 일단들과 조합된 내부가 비어 있는 수평 프레임과, 상기 제1 및 제2 수직 프레임과는 이동 가능하게 조합된, 기판을 지지하는 아암과, 상기 제1 및 제2 수직 프레임의 수평 방향 이동을 안내하는 가이드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 가이드는 상부 수평 가이드와 하부 수평 가이드를 포함하고, 상기 제1 및 제2 수직 프레임은 상기 상부 및 하부 수평 가이드에 조합되어 수평 방향으로 이동 가능하다. 상기 제1 및 제2 수직 프레임 각각에는 개구가 형성된다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 개구는 상기 제1 및 제2 수직 프레임의 측면에 각각 배치된 복수개의 흡입구와, 상기 제1 및 제2 수직 프레임의 하면에 각각 배치된 배기구를 포함한다. 상기 제1 수직 프레임 측면에 배치된 복수개의 흡입구 와 상기 제2 수직 프레임 측면에 배치된 복수개의 흡입구는 서로 대면한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 수직 프레임 내부에 설치된 배기팬은 상기 제2 수직 프레임 내부에 설치된 배기팬과는 독립적으로 작동한다. 상기 제1 및 제2 수직 프레임 각각에 설치된 배기팬은 수직 방향으로 배열된 복수개의 팬을 포함한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 수평 프레임의 내부는 상기 제1 및 제2 수직 프레임의 내부와 연결된다. 상기 수평 프레임은 그 하면에 개구를 더 포함한다.
상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 변형 실시예에 따른 기판 반송 장치는, 기판을 지지하고, 진퇴 동작과 회전 동작이 가능하며, 지지된 기판의 위를 덮으며 에어를 분출하는 커버를 포함하는 아암과, 상기 아암을 수평 방향으로 안내하는 서로 평행한 하부 수평 가이드와 상부 수평 가이드로 구성된 수평 가이드와, 상기 아암을 수직 방향으로 안내하는, 그리고 흡입구와 배기구와 배기팬을 각각 포함하는 두 개의 평행한 수직 프레임으로 구성된 수직 가이드와, 상기 두 개의 수직 프레임 각각의 내부와 연결되도록 상기 두 개의 수직 프레임 각각의 일단과 조합되고, 상기 수직 가이드를 수평 방향으로 이동시키도록 상기 상부 수평 가이드에 의해 안내되는 수평 프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 변형 실시예에 있어서, 상기 두 개의 수직 프레임 각각에 포함된 배기판들은 각각 독립적으로 작동한다. 상기 배기팬은 상기 수직 프레임의 내부에 수직 방향으로 복수개 배열된 팬으로 구성된다.
본 발명의 변형 실시예에 있어서, 상기 흡입구는 상기 수직 프레임의 측면에 수직 방향으로 복수개 배열된 개구로 구성된다.
본 발명의 변형 실시예에 있어서, 상기 하부 수평 가이드는 상기 아암을 수평 이동시키는, 그리고 랙과 결합된 제한된 길이를 갖는 이송 벨트를 포함한다.
본 발명의 변형 실시예에 있어서, 상기 아암은 기판 위를 덮으며 에어가 분출되는 개구를 갖는 커버를 포함한다.
본 발명에 의하면, 작은 점유 공간을 가지며 강제로 파티클을 배출할 수 있어서 기판으로의 파티클 부착 현상없이 기판을 반송할 수 있다. 따라서, 기판 반송 장치를 포함한 기판 처리 시스템의 점유 면적 내지는 공간을 줄일 수 있다. 아울러, 파티클을 강제로 배출할 수 있어서 파티클에 따른 공정 불량을 줄일 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 기판 반송 장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
종래 기술과 비교한 본 발명의 이점은 첨부된 도면을 참조한 상세한 설명과 특허청구범위를 통하여 명백하게 될 것이다. 특히, 본 발명은 특허청구범위에서 잘 지적되고 명백하게 청구된다. 그러나, 본 발명은 첨부된 도면과 관련해서 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있다. 도면에 있어서 동일한 참조부호는 다양한 도면을 통해서 동일한 구성요소를 나타낸다.
(실시예)
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 반송 장치를 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 기판 반송 장치는 기판을 지지하여 진퇴(X 방향) 동작과 회전 동작(θ방향)이 가능한 아암(130)과, 아암(130)을 안내하여 Y 방향으로 이동시킬 수 있도록 상하로 평행하여 연장된 수평 가이드(110a,110b)와, 아암(130)을 안내하여 Z 방향으로 이동시킬 수 있는 수직 가이드(120)가 하나의 몸체 프레임(100)에 장착되어 있다.
아암(130)은 몸체 프레임(100) 내부에 배치되어 기판을 장착하여 그 기판을 소정의 처리 유니트간에 반송시키는 것으로, 내장된 회전 구동부에 의해 구동축을 중심으로 θ방향으로 회전될 수 있다. 그리고, 아암(130)은 X 방향으로 신축 가능하다. 또한, 후술하는 바와 같이, 아암(130)은 수평 가이드(110a,110b)에 의해 안내되어 Y 방향으로 이동 가능하고, 이와 더불어 수직 가이드(120)에 의해 안내되어 Z 방향으로 이동 가능하다. 따라서, 본 발명의 아암(130)은 그 이동 궤적이 임의대로 설정될 수 있어서 기판 수수의 용이성이 확보된다. 그리고, 아암(130)은 복수개 설치되어 복수개의 기판을 동시에 처리할 수 있다.
아암(130)에는 기판 위를 덮는 커버(132)를 더 포함하여 구성될 수 있어서, 아암(130)이 Z 방향으로의 승강 동작시 발생하는 상대적인 기류로부터 기판을 보호할 수 있다. 따라서, 아암(130)의 승강 동작시 기류에 의해 기판이 떠오르거나 기류에 실려오는 파티를이 기판 표면에 부착되는 것을 막을 수 있다. 또한, 커버(132)에 에어가 분출되는 수 개의 개구(134)가 형성되어 커버(132) 아래로 에어 커튼이 형성될 수 있다. 에어 커튼이 형성되면 특히 아암(130)이 사선 방향(예; Z 방향과 X 방향의 합)으로 이동하는 경우 측면 기류로부터 기판을 보호할 수 있다.
몸체 프레임(100)은 수개의 프레임이 서로 결합된 것으로, 아암(130)을 Y 방향으로 안내하는 상부 수평 가이드(110b)와 하부 수평 가이드(110a), 상하부 수평 가이드(110a,110b) 사이에 수직 방향으로 세워진 수직 보조 프레임(116), 하부 수평 가이드(110a)와는 평행하게 연장되어 몸체 프레임(100) 형태를 만드는 수평 보조 프레임(112), 상하부 수평 가이드(110a,110b)와 수평 보조 프레임(112)의 끝단을 서로 결합되도록 하여 몸체 프레임(100)의 측부 형태를 만드는 결합 보조 프레임(114)으로 구성된다. 이와 같이, 몸체 프레임(100)은 다수개의 보조 프레임(116,112,114)에 의해 결합되어 있으므로 그 강성이 강화되고, 이에 따라 장시간 사용시에도 그 형태를 온전히 유지할 수 있는 등 내구성이 강화된다.
수평 가이드(110a,110b)는 상술한 바와 같이 아암(130)을 Y 방향으로 이동시키기 위한 주행 가이드로서, 수직 가이드(120)의 양 선단부와 결합된다. 수평 가이드(110a,110b) 중에서 특히 하부 수평 가이드(110a)의 내면에는 이송 벨트(118)를 포함하는 수평 방향 구동부가 내장된다. 따라서, 이송 벨트(118)의 구동에 의해 아암(130)은 수평 가이드(110a,110b)를 따라 수평 이동된다. 이송 벨트(118)는 랙(119)과 결합된 제한된 길이를 갖는 개방형 벨트일 수 있다. 랙(119)과 결합된 개방형 이송 벨트(118)인 경우 장시간 사용시 벨트의 신장이 최소화되어 아암(130)의 이동 정밀도가 향상된다.
수직 가이드(120)는 아암(130)을 Z 방향으로 이동시키기 위한 일종의 주행 가이드로서, 상하부 수평 가이드(110b,110a)와 결합된다. 따라서, 아암(130)은 수평 가이드(110b,110a)에 의해 안내되어 Y 방향으로 이동되는 동시에 수직 가이드(120)에 의해 안내되어 Z 방향으로도 이동될 수 있다. 즉, 아암(130)은 Y 방향과 Z 방향의 합에 상당하는 사선 방향으로 이동될 수 있는 것이다. 한편, 수직 가이드(120)는 서로 이격된 복수개, 예를 들어, 두 개의 수직한 프레임으로 구성되는 바, 두 개의 프레임 사이의 이격된 공간으로 아암(130)은 자유로이 드나들 수 있다.
한편, 각 수직 가이드(120)의 내측면들에는 파티클을 흡입할 수 있는 다수개의 개구(122)가 수직 방향으로 바람직하게는 균등 간격으로 배열되어 있다. 그리고, 수직 가이드(120)는 상부 수평 가이드(110b)를 따라 Y 방향으로 함께 이동될 수 있도록 보조 가이드(124)에 의해 서로 연결된다. 특히, 수직 가이드(120)와 보조 가이드(124)는 그 내부가 서로 공간적으로 연결되고, 또한 후술하는 도 2에 도시된 바와 같이 아암(130)의 동작시 발생하는 파티클을 흡입하여 외부로 배출할 수 있는 구조를 가진다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 반송 장치에 있어서 수직 가이드와 보조 가이드를 확대한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 수직 가이드(120)에는 수직한 방향으로 연장된 레일(121)이 있어 암(130)의 수직 방향을 안내함과 동시에 그 내부 자체가 배기 통로로 이용된다. 따라서, 소정의 공정 처리 동안 몸체 프레임(100) 내부에서 발생된 원치않는 파티클이 흡입 개구(122)를 통해 수직 가이드(120) 내부로 빨려들어가고, 빨려들어간 파티클이 아래로 이동되어 수직 가이드(120)의 최하단면에 형성된 개구(126)를 통해 외부로 배출된다. 특히, 각 수직 가이드(120) 내부에는 바람직하게는 다수개의 팬(125)이 수직한 방향으로 등간격으로 설치되어 있다. 배기팬(125)이 회전함으로써 수직 가이드(120) 내부에서 공기가 아래쪽으로 강제로 흐르게 되고 공기에 의 해 파티클이 아래를 향해 이동되어 배기구(126)를 통해 배출된다. 즉, 수직 가이드(120)에 흡입된 파티클은 배기판(124)의 회전으로 인해 강제로 아래로 향하게 됨으로써 배기구(126)를 통해 외부로 배기되는 것이다.
보조 가이드(124)는 각 수직 가이드(120)의 최상단과 내부 공간이 연결되도록 구조적으로 조합된다. 보조 가이드(124) 역시 수직 가이드(120)와 마찬가지로 그 내부는 파티클의 배기 통로로 이용된다. 선택적으로, 보조 가이드(124)의 하면에 가스나 파티클을 흡입할 수 있는 개구(127)가 수직 방향으로 바람직하게는 등간격으로 배열되어 있을 수 있다.
한편, 좌측의 수직 가이드(120) 내부에 설치된 배기팬(125)은 우측의 수직 가이드(120) 내부에 설치된 배기팬(125)과는 독립적으로 작동하도록 설계하는 것이 바람직하다. 좌측의 수직 가이드(120) 내부에 설치된 배기팬(125)이 고장 등의 원인으로 작동하지 않더라도 우측의 수직 가이드(120) 내부에 설치된 배기팬(125)이 작동하여 좌측의 수직 가이드(120) 내에 있던 파티클들이 보조 가이드(124)를 경유하여 우측의 수직 가이드(120)를 통해 배출되게 하는 것이 파티클 발생 방지에 효과적이기 때문이다.
상기와 같이 구성된 기판 반송 장치를 이용하게 되면 가령 공정 챔버 내부의 압력이 기판 반송 공간내의 압력보다 높은 경우 특히 유용하다. 가령 포토 설비 중에서 스핀코터(Spin Coater)부의 압력은 기판 반송 공간에 비해 압력이 높다. 따라서, 스핀코터의 셔터가 열림에 따라 퓸(fume)이 섞인 에어가 기판 반송공간에 유입된다. 이때, 본 기판 반송 장치를 이용하게 되면 퓸이 섞인 에어가 스핀코터에서 기판 반송공간으로 유입될 때 이를 흡입하여 배출함으로써 기판 반송 공간은 물론 다른 처리부의 분위기를 청정하게 만들 수 있는 잇점이 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 그리고, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 기판 반송 장치에 의하면, 작은 점유 공간을 가지며 강제로 파티클을 배출할 수 있어서 기판으로의 파티클 부착 현상없이 기판을 반송할 수 있다. 따라서, 기판 반송 장치를 포함한 기판 처리 시스템의 점유 면적 내지는 공간을 줄일 수 있는 효과가 있다. 아울러, 파티클을 강제로 배출할 수 있어서 파티클에 따른 공정 불량을 줄일 수 있어 생산성 내지는 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (15)

  1. 내부에 배기팬이 설치된 제1 수직 프레임 및 제2 수직 프레임과;
    상기 제1 및 제2 수직 프레임 각각의 내부와 연결되도록 상기 제1 및 제2 수직 프레임과 조합된, 내부가 비어 있는 수평 프레임과;
    상기 제1 및 제2 수직 프레임과는 이동 가능하게 조합되며, 기판을 지지하는 아암과;
    상기 제1 및 제2 수직 프레임의 수평 방향 이동을 안내하는 가이드;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가이드는 상부 수평 가이드와 하부 수평 가이드를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 수직 프레임은 상기 상부 및 하부 수평 가이드에 조합되어 수평 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 수직 프레임 각각에는 개구가 형성된 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 개구는,
    상기 제1 및 제2 수직 프레임의 측면에 각각 배치된 복수개의 흡입구와;
    상기 제1 및 제2 수직 프레임의 하면에 각각 배치된 배기구;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 수직 프레임 측면에 배치된 복수개의 흡입구와 상기 제2 수직 프레임 측면에 배치된 복수개의 흡입구는 서로 대면하는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수직 프레임 내부에 설치된 배기팬은 상기 제2 수직 프레임 내부에 설치된 배기팬과는 독립적으로 작동하는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 수직 프레임 각각에 설치된 배기팬은 수직 방향으로 배열된 복수개의 팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 수평 프레임은 상기 수평 프레임의 내부가 상기 제1 및 제2 수직 프레임의 내부와 통하도록 상기 제1 및 제2 수직 프레임 각각의 상단과 연결되는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 수평 프레임은 그 하면에 개구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  10. 기판을 지지하고, 진퇴 동작과 회전 동작이 가능하며, 지지된 기판의 위를 덮으며 에어를 분출하는 커버를 포함하는 아암;
    상기 아암을 수평 방향으로 안내하는 서로 평행한 하부 수평 가이드와 상부 수평 가이드로 구성된 수평 가이드;
    상기 아암을 수직 방향으로 안내하는, 그리고 흡입구와 배기구와 배기팬을 각각 포함하는 두 개의 평행한 수직 프레임으로 구성된 수직 가이드; 및
    상기 두 개의 수직 프레임 각각의 내부와 연결되도록 상기 두 개의 수직 프레임 각각의 일단과 조합되고, 상기 수직 가이드를 수평 방향으로 이동시키도록 상기 상부 수평 가이드에 의해 안내되는 수평 프레임;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 두 개의 수직 프레임 각각에 포함된 배기판들은 각각 독립적으로 작동하는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 배기팬은 상기 수직 프레임의 내부에 수직 방향으로 복수개 배열된 팬으로 구성된 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 흡입구는 상기 수직 프레임의 측면에 수직 방향으로 복수개 배열된 개구로 구성된 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 하부 수평 가이드는 상기 아암을 수평 이동시키는, 그리고 랙과 결합된 제한된 길이를 갖는 이송 벨트를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 아암은 기판 위를 덮으며 에어가 분출되는 개구를 갖는 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
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