KR101105416B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다층 구조를 이루는 기판 처리 장치에 관한 것으로, 구조를 단순화시키고 설계 자유도를 증대시키고 부품의 수를 줄여 생산성을 증대시킬 수 있는 기판 처리 장치를 개시한다.
본 발명의 기판 처리 장치는, 프레임, 프레임에 설치되어 외부에 배치된 로딩 장치에 의하여 기판을 전달받아 이동시키는 반송 장치, 반송 장치로부터 기판을 전달받아 승, 하강 방향으로 이동시키는 제1 승, 하강 장치, 반송 장치와 다른 층에 설치되며 제1 승, 하강 장치로부터 기판을 전달받아 이동시키는 제1 이송 장치, 제1 이송 장치로부터 기판을 공급받아 처리하는 기판 처리 유닛, 기판 처리 유닛에서 처리된 기판을 전달받아 이송시키는 제2 이송 장치, 제2 이송 장치로부터 전달받은 기판을 승, 하강시켜 반송 장치에 전달하는 제2 승, 하강 장치를 포함하며, 반송 장치는 이동 방향을 기준으로 일측에 반송장치를 이동시키는 이동 수단이 제공된다.
기판, 다층, 처리, 반송, 이송, 밸런스웨이트, 리니어

Description

기판 처리 장치{Apparatus for processing substrate}
본 발명은 다층 구조를 이루는 기판 처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 장치의 구조를 단순화시켜 설계 자유도를 증대시키고 부품의 수를 줄여 생산성을 증대시킬 수 있는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 평판 디스플레이(Flat panel display), 반도체 웨이퍼, LCD, 포토 마스크용 글라스 등에 사용되는 기판(Substrate)은 에칭, 스트립, 린스 등의 과정이 처리 라인을 거치면서 처리된 후 세정이 이루어진다.
이러한 처리 라인은 일렬로 배열되어 기판을 이송시키는 장치에 의하여 순차적으로 기판을 이동시키면서 기판을 처리할 수 있는 구성을 가진다. 이러한 인라인타입의 기판 처리 장치는 클린 룸(Clean room) 내에서 공간을 많이 차지한다는 단점으로 인하여 복수의 층으로 배치되는 기판 처리 장치가 개발되었다.
이러한 복수의 층을 가지는 기판 처리 장치는 본 출원인이 출원하여 등록된 한국 특허번호 제10-0500169호 및 한국 특허번호 제10-0555619호가 있다. 상기 공보에 개시된 기술은 기판의 처리 장치와 기판을 이송시키는 반송 장치가 서로 다른 층에 배치되어 공간의 제약을 극복하면서 매우 효율적으로 기판을 처리할 수 있다.
이러한 기판 처리 장치는, 로더(Loader)에 의하여 기판을 전달받는 반송 장치, 반송 장치에 의하여 이송된 기판을 상, 하 방향으로 이송하는 승, 하강 장치, 그리고 반송 장치와 다른 층에 배치되는 기판 처리 장치들을 포함한다.
특히, 상술한 기판 처리 장치 중에서 반송 장치는 수평으로 이동하면서 승, 하강 장치로 기판을 전달하는 역할을 한다. 이러한 반송 장치는 기판을 안정적으로 이송시키기 위하여 이동 방향을 기준으로 양측이 안내부재들에 의하여 안내되어 이동되는 구조를 가지고 있다.
이와 같이 양측 방향이 안내부재들에 결합되어 반송되는 구조를 가지는 종래의 반송장치는, 그 구조가 복잡하여 인접하여 배치되는 승, 하강 장치 등의 주변 부품을 배치하는데 설계상 제약이 따르며 부품의 수가 증가하게 되어 제작비용이 증대되는 문제점이 있다.
또한, 종래의 반송장치는 복잡한 구조를 가지는 안내부재들에 의하여 파티클이 증가될 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로써, 본 발명의 목적은 다층 구조를 가지면서도 구조를 단순화시켜 설계 자유도를 증대시키고 부품의 수를 줄여 생산성을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 이송 구조를 간단하게 하여 파티클의 발생을 최소화시킬 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 프레임, 일단이 상기 프레임에 결합된 이송수단에 연결되고 타단이 자유단으로 제공되어 외부에 배치된 로딩 장치에 의하여 기판을 전달받아 이동시키는 반송 장치, 상기 반송 장치로부터 상기 기판을 전달받아 승, 하강 방향으로 이동시키는 제1 승, 하강 장치, 상기 반송 장치와 다른 층에 설치되며 상기 제1 승, 하강 장치로부터 상기 기판을 전달받아 이동시키는 제1 이송 장치, 상기 제1 이송 장치로부터 상기 기판을 공급받아 처리하는 기판 처리 유닛, 상기 기판 처리 유닛에서 처리된 상기 기판을 전달받아 이송시키는 제2 이송 장치, 그리고 상기 제2 이송 장치로부터 전달받은 상기 기판을 승, 하강시켜 상기 반송 장치에 전달하는 제2 승, 하강 장치를 포함하는 기판 처리 장치를 제공한다.
상기 이동 수단은 리니어 모듈로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 반송 장치는 상기 이동 수단에는 이동부재가 제공되고, 상기 이동부재에 결합되는 연결부재, 상기 연결부재에 결합되며 상기 기판이 올려지는 암들을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 연결부재에는 상기 암들의 반대측에 배치되는 밸런스웨이트가 제공되는 것이 바람직하다.
상기 암들은 상기 기판들이 자세를 유지할 수 있도록 스토퍼가 제공되는 것이 바람직하다.
상기 반송장치는 상기 암들을 회전시키는 회전수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 회전수단은 상기 이동부재에 결합되는 지지부재, 상기 지지부재에 결합되며 상기 기판이 올려지는 암들, 상기 지지부재에 설치되어 상기 암들을 회전시키는 구동 수단을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 구동수단은 상기 지지부재에 설치되는 모터, 상기 지지부재에 배치되며 상기 모터에 의하여 상기 암들을 회전시키는 기어 어셈블리를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 암들은 상기 기판을 일정한 높이로 올려진 상태로 지지하는 지지핀들이 제공되는 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명은 외부에 제공된 로더로부터 전달받은 기판을 반송하는 반송 장치가 이동 방향을 기준으로 일측에만 이동 수단이 결합되는 구조를 제공하 여 주변 장치를 배치할 때 간섭을 줄여 설계 자유도를 높일 수 있고 이와 동시에 부품의 수를 줄여 생산성을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 이동수단이 기존에 비하여 일측에만 배치되어 간단한 구성으로 이루어짐으로써 파티클 발생을 줄일 수 있는 효과를 가진다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예를 설명하기 위한 구성도로, 다층 구조를 가지는 기판 처리 장치를 도시하고 있다. 본 발명의 실시 예의 기판 처리 장치는, 외관을 이루는 프레임(1), 반송 장치(3), 제1 승, 하강 장치(5), 제1 이송 장치(7), 기판 처리 유닛(9), 제2 이송 장치(11), 제2 승, 하강 장치(13)를 포함한다.
프레임(1)은 내부에 상술한 시설물들이 설치될 수 있는 공간이 제공될 수 있으며, 특히, 반송 장치(3)와 기판 처리 장치(9)가 서로 다른 층에 배열될 수 있는 연결 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.
반송 장치(3)는 프레임(3)에 설치되어 수평으로 이동될 수 있다. 반송 장치(3)는 외부에 배치된 로더(도시생략)에 의하여 기판(G)을 전달받을 수 있으며, 제1 승, 하강 장치(5)로 기판(G)을 이송시킬 수 있다. 또한, 반송 장치(3)는 제2 승, 하강 장치(13)로부터 처리된 기판(G)을 전달받아 프레임(1)의 외측에 제공되는 언로더(도시생략)가 기판(G)을 회수할 수 있도록 하는 역할을 한다.
제1 승, 하강 장치(5)는 반송 장치(3)에서 전달되는 기판(G)을 전달받아 하 강하여 제1 이송 장치(7)에 전달할 수 있다. 그리고 제1 이송 장치(7)는 제1 승, 하강 장치(5)로부터 전달받은 기판(G)을 기판 처리 유닛(9)에 전달할 수 있다.
제1 이송 장치(7)는 수평으로 기판(G)을 이송시킬 수 있는 구조로 이루어진다. 그리고 제1 이송 장치(7)와 기판 처리 유닛(9)은 상술한 반송 장치(3)와 다른 층에 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 반송 장치(3)가 상층부(A)에 설치되면 제1 이송장치(7)와 기판 처리 유닛(9)은 그 하층부(B)에 설치되는 것이 바람직하다.
기판 처리 유닛(9)은 기판(G)을 세정하는 등의 통상적인 처리 장치들이 설치될 수 있다.
제2 이송 장치(11)는 기판 처리 유닛(9)으로부터 나오는 처리된 기판(G)을 수평으로 이송시킬 수 있으며 기판 처리 유닛(9)의 출구 측에 설치될 수 있다. 물론, 이러한 제2 이송 장치(11)도 상술한 기판 처리 유닛(9)과 같은 하층부(B)에 연속적으로 설치될 수 있다.
제2 승, 하강 장치(13)는 제2 이송 장치(11)로부터 전달받은 기판(G)을 상승시켜 반송 장치(3)로 전달한다.
본 발명의 실시 예서 설명하는 제1 승, 하강 장치(5), 제1 이송장치(7), 기판 처리 유닛(9), 제2 이송장치(11), 그리고 제2 승, 하강 장치(13)들은, 본 출원인이 출원하여 등록된 한국 특허번호 제10-0500169호 및 한국 특허번호 제10-0555619호에 개시된 구조가 사용될 수 있으므로 더욱 상세한 설명은 상기 공보에 개시된 설명으로 대치하기로 한다.
물론, 이러한 제1 승, 하강 장치(5), 제1 이송장치(7), 기판 처리 유닛(9), 제2 이송 장치(11), 그리고 제2 승, 하강 장치(13)들은 상술한 공보에 개시된 내용에 한정되는 것은 아니며 설계에 따라 다양하게 실시 할 수 있음은 당연하다.
한편, 상술한 본 발명의 실시 예의 반송 장치(3)는, 일측에 이동 수단(15)에 의하여 지지되면서 제1 승, 하강 장치(5)와 제2 승, 하강 장치(13)로 이동될 수 있다. 즉, 상기 공보에 개시된 예에서는 이동 방향을 기준으로 양측에 안내부재들이 제공되어 있으나, 본 발명의 실시 예의 반송 장치(3)는, 도 1, 도 2, 및 도 4에 도시하고 있는 바와 같이, 이동 방향을 기준으로 일측에만 이동 수단(15)이 제공되는 것이다.
이러한 이동 수단(15)은 리니어 모듈이 사용될 수 있다. 물론, 본 발명의 실시 예에서 이동 수단(15)이 리니어 모듈로 사용되는 것에 한정되는 것은 아니며, 단순히 가이드가 프레임의 이동 방향을 따라 결합되고 가이드를 따라 이동하는 이동부재(mover)가 제공되는 구조로 이루어지는 것도 가능하다.
본 발명의 실시 예의 이동 수단으로 사용되는 리니어 모듈은 고정자(17)와 이 고정자(17)를 따라 이동하는 이동부재(19)로 이루어질 수 있다.
고정자(17)는 반송 장치(3)가 이동되는 방향이 길이 방향으로 배치되도록 프레임(1)에 결합된다. 그리고 이동부재(19)는 이 고정자(17)를 따라 이동할 수 있도록 배치된다.
이동부재(19)에는 연결부재(21)가 볼트 등의 체결부재에 의하여 체결된다. 그리고 이 연결부재(21)에는 일정한 길이를 가지는 암(23, 25, 27, Arm, 도 1 내지 도 4에 도시함)들이 또 다른 볼트 등의 체결부재들에 의하여 결합된다. 즉, 암(23, 25, 27)들은 일측은 연결부재(21)에 결합되며 다른 일측은 어디에도 고정되지 않은 자유단을 이룬다. 암(23, 25, 27)들에는 다수의 지지핀(29)들이 결합된다. 지지핀(29)들은 위쪽 방향으로 돌출되어 배치되며 그 위에 기판(G)이 올려질 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에서는 편의상 암(23, 25, 27)들의 수를 3개로 도시하여 설명하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니면 설계에 따라 크기와 개수가 다양하게 정해질 수 있다.
그리고 본 발명의 실시 예의 암(23, 25, 27)들 중에서 사이드 측에 배치되는 암(23, 27)들에는 스토퍼(23a, 27a, 도 2 및 도 3에 도시하고 있음)들이 제공된다. 이러한 스토퍼(23a, 27a)들은 일부가 돌출되어 이루어지는 것이 바람직하다. 그리고 스토퍼(23a, 27a)들은 그 높이가 상술한 지지핀(29)이 이루는 높이 보다 더 높게 이루어지는 것이 바람직하다.
이와 같이 스토퍼(23a, 27a)가 지지핀(29) 보다 높게(즉, 더 크게) 이루어지는 것은 기판(G)이 지지핀(29)에 올려진 상태로 이동 후에 정지할 때 관성력에 의하여 기판(G)이 반송 장치(3)에서 이탈되는 것을 방지하기 위한 것이다.
이러한 스토퍼(23a, 27a)들은 별도의 부재가 결합되어 이루어지는 것도 가능하다.
한편, 상술한 연결부재(21)에는 암(23, 25, 27)이 설치되는 반대편 측에 밸런스웨이트(31)가 또 다른 볼트 부재 등의 체결부재에 의하여 체결되는 것이 바람직하다. 밸런스웨이트(31)는 암(23, 25, 27)들에 기판(G)이 올려진 상태로 이동될 때 무게가 편중되지 않고 균형을 유지할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 실시 예에서는 연결부재(21)가 이동부재(19)에 결합되고 연결부재(21)에 암(23, 25, 27)들이 결합된 예를 도시하여 설명하였으나, 경우에 따라서는 연결부재(21)가 생략되고 암(23, 25, 27)들이 직접 이동부재(19)에 암(23, 25, 27)들이 직접 결합되는 것도 가능하다. 물론 밸런스웨이트(31)도 이동부재(19)에 직접 결합될 수 있다.
이와 같이 이루어지는 본 발명의 기판 처리 장치에 기판이 이동되는 과정을 설명하면 다음과 같다.
기판(G)은 로더(도시생략)에 의하여 반송 장치(3)의 지지핀(29)에 올려진다. 그러면 반송 장치(3)는 수평으로 이동하여 제1 승, 하강 장치(5)에 전달하게 된다. 이때 반송 장치(3)를 이송하는 이동수단(15)은 반송 장치(3)의 일측에만 배치된다. 따라서 반송 장치(3)를 설계함에 있어 설계 자유도를 증대시킬 수 있고 양측에 설치하는 것에 비하여 부품의 수를 현저하게 줄일 수 있다. 따라서 부품의 수를 줄임으로써 생산성을 증대시킬 수 있는 것이다.
반송 장치(3)가 이동할 때 밸런스웨이트(31)는 균형을 유지하여 안정적으로 반송 장치(3)가 이동될 수 있다. 그리고 암(23, 27)에 제공되는 스토퍼(23a, 27a)는 반송 장치(3)가 이동 후 급격하게 정지되어도 기판(G)이 반송 장치(3)에서 이탈되는 일을 방지할 수 있다. 제1 승, 하강 장치(5)는 기판(G)과 암(23, 25, 27) 사이로 삽입되면서 기판(G)을 전달받을 수 있다. 물론, 기판(G)이 전달되는 방법은 본 발명의 실시 예에 한정되는 것은 아니며 설계에 따라 다양한 구조를 채용할 수 있으므로 다양하게 이루어질 수 있다.
제1 승, 하강 장치(5)로 전달된 기판(G)은 제1 이송 장치(7)로 이송되어 기판 처리 유닛(9)으로 공급된다. 기판 처리 유닛(9)으로 공급된 기판은 소정의 처리가 이루어지고 제2 이송 장치(11)측으로 배출된다. 그리고 제2 이송 장치(11)로 이송된 기판은 제2 승, 하강 장치(13)로 전달되어 상승되어 반송 장치(3)로 전달된다.
그리고 프레임(1)의 외측에 배치되는 언로더(도시는 생략하였으며 경우에 따라서는 로더가 언로더의 역할을 겸하여 할 수 있음)가 기판(G)을 반송장치(3)로 부터 인출하여 후 공정을 진행할 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제2 실시 예를 설명하기 위하여 기판 처리 장치의 주요부를 도시한 도면이다.
본 발명의 제2 실시 예는 제1 실시 예와 비교하여 다른 점만을 설명하고 동일한 부분은 상술한 제1 실시 예의 설명으로 대치하기로 한다.
본 발명의 제2 실시 예는 연결부재(21)에 지지부재(33)가 또 다른 볼트 등의 체결부재에 의하여 결합된다. 그리고 지지부재(33)의 상부에는 기어 어셈블리(35)가 배치된다. 그리고 기어 어셈블리(35)는 모터(M) 등의 구동원에 의하여 회전하는 웜 기어(37), 웜 기어(37)에 의하여 회전하는 웜 휠(39)로 이루어질 수 있다.
웜 휠(39)에는 반송 장치(3)가 결합될 수 있다. 따라서 반송 장치(3)는 수평을 유지한 상태로 회전이 가능한 구조로 이루어지는 것이다. 물론, 반송 장치(3)는 위쪽 부분에 다수의 암(23, 25, 27)들이 배치되고 이 암(23, 25, 27)들에는 지지핀(29)이 배치될 수 있다.
본 발명의 실시 예에서 기어 어셈블리(35)가 웜 기어(37)와 웜 휠(39)로 이루어지는 예를 도시하여 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니며 단지 반송장치(3)를 회전시킬 수 있는 구조면 어느 것이든 적용될 수 있다.
이러한 본 발명의 제2 실시 예는 수평을 유지한 채로 반송 장치(3)에 올려진 기판(G)을 회전할 필요가 있는 경우에 유용한 구조이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예를 설명하기 위한 전체적인 구성도이다.
도 2는 도 1의 주요부를 상세하게 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ부를 잘라서 본 단면도이다.
도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ부를 잘라서 본 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5의 측면도이다.

Claims (9)

  1. 프레임, 일단이 상기 프레임에 결합된 이동수단에 연결되고 타단이 자유단으로 제공되어 외부에 배치된 로딩 장치에 의하여 기판을 전달받아 이동시키는 반송 장치, 상기 반송 장치로부터 상기 기판을 전달받아 승, 하강 방향으로 이동시키는 제1 승, 하강 장치, 상기 반송 장치와 다른 층에 설치되며 상기 제1 승, 하강 장치로부터 상기 기판을 전달받아 이동시키는 제1 이송 장치, 상기 제1 이송 장치로부터 상기 기판을 공급받아 처리하는 기판 처리 유닛, 상기 기판 처리 유닛에서 처리된 상기 기판을 전달받아 이송시키는 제2 이송 장치, 그리고 상기 제2 이송 장치로부터 전달받은 상기 기판을 승, 하강시켜 상기 반송 장치에 전달하는 제2 승, 하강 장치를 포함하며,
    상기 반송 장치는
    상기 이동수단에 이동부재가 제공되고,
    상기 이동부재에 결합되는 연결부재,
    상기 연결부재에 결합되는 지지부재,
    상기 지지부재에 결합되며 상기 기판이 올려지는 암들,
    상기 지지부재에 설치되어 상기 암들을 회전시키는 구동수단을 포함하고,
    상기 구동수단은
    상기 연결부재에 설치되는 모터,
    상기 지지부재에 배치되며 상기 모터에 의하여 상기 암들을 회전시키는 기어 어셈블리를 포함하며,
    상기 연결부재에는 상기 암들의 반대측에 배치되는 밸런스 웨이트가 제공되며,
    상기 암들의 사이드 측에 상기 기판들이 자세를 유지할 수 있도록 스토퍼가 제공되고, 상기 암들의 상부에 상기 기판을 일정한 높이로 올려진 상태로 지지하는 지지핀들이 제공되는 기판 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 이동 수단은 리니어 모듈로 이루어지는 기판 처리 장치.
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