KR101312962B1

KR101312962B1 - 반송장치

Info

Publication number: KR101312962B1
Application number: KR1020110090510A
Authority: KR
Inventors: 이츠시 이이오
Original assignee: 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
Priority date: 2011-09-07
Filing date: 2011-09-07
Publication date: 2013-10-01
Also published as: KR20130027133A

Abstract

[과제] 내열성능의 향상이 도모된 반송장치를 제공한다.
[해결수단] 기판(42)을 반송하는 반송롤러(18)를 진공용기(31) 내에 배치하고, 반송롤러(18)와 열전달 가능하게 고정된 회전축(16)을 진공용기(31) 안에서부터 진공용기(31) 밖으로 뻗어 있도록 배치한다. 또한, 진공용기(31)의 관통공(31f)에 배치된 자기씰(23)에 의하여, 회전축(16)을 회전 가능하게 지지한다. 그리고, 회전축(16) 내에, 진공용기(31) 밖에서부터 진공용기(31) 안에 걸쳐서 축선방향으로 뻗어 있는 냉각용 통로(17a)를 형성하여, 그 통로에 냉각매체를 유통시킨다.

Description

반송장치{Transfer apparatus}

본 발명은, 진공용기 내에 있어서 기판을 반송(搬送)하는 반송장치에 관한 것이다.

진공분위기 하에서 기판을 가열하면서, 기판을 반송하는 반송장치가 널리 사용되고 있다. 예컨대, 특허문헌 1에는, 진공용기 1대당 구동모터를 1대 설치하고, 진공용기 밖에 설치된 구동모터로부터의 구동력을, 진공용기 내에 설치된 분배축에 베벨기어를 통하여 전달하고, 또한, 그 분배축으로부터 베벨기어를 통하여 반송롤러가 각각 장착된 복수의 회전축에 전달하는, 이른바 챔버내 분배방식의 반송장치에 관한 기술이 개시되어 있다.

일본 실용신안공개공보 평1-129258호

그러나, 상기 특허문헌 1의 반송장치에 있어서는, 진공용기 내에 설치되는 구성부품이 많고, 그 구조가 복잡하다. 또한, 구동모터로부터 각 회전축에 구동력을 분배하는 베벨기어가 마모된다는 과제가 있다.

이러한 과제에 대하여, 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같은, 구동모터(52)로부터 각 회전축(56)을 통하여 반송롤러(57)에 구동력을 분배하는 기구를 진공용기(61)의 밖에 설치하는 반송장치(51)를 생각할 수 있다. 즉, 반송장치(51)는, 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 구동모터(52), 이붙이 풀리(53), 이붙이 벨트(54), 자기(磁氣)씰(seal) 베어링(55), 회전축(56), 반송롤러(57), 반사판(58), 수냉관(59) 및 좌우연결축(60)을 구비하고 있다.

구동모터(52)는, 진공용기(61)의 밖에 설치되어 있다. 구동모터(52)는, 진공용기 1대당 1대 설치된다. 이붙이 풀리(53)는, 진공용기(61)의 밖에 설치되어 있고, 후술하는 회전축(56) 및 구동모터(52)의 회전축(52a)에 장착되어 있다. 이붙이 벨트(54)는, 진공용기(61) 밖에 설치되어 있고, 서로 인접하는 이붙이 풀리(53)끼리에 걸쳐져 있다. 이 이붙이 벨트(54)에 의한 연속 연결에 의하여 반송방향(도 7에 나타내는 A방향)에 대하여 우측에 배치된 각 반송롤러(57)에 구동모터(52)로부터의 구동력을 분배하고 있다. 또한, 상기 서술한 요령으로 좌우연결축(60)에 구동력을 전달하여, 반송방향에 대하여 좌측에 배치된 각 반송롤러(57)에 구동모터(52)로부터의 구동력을 분배하고 있다.

자기씰 베어링(55)은, 진공용기(61)를 형성하는 벽(61a)을 관통하는 관통공(61b)에 배치되어 있다. 자기씰 베어링(55)은, 진공용기(61) 안에서부터 진공용기(61) 밖으로 뻗는 회전축(56)을 회전 가능하게 지지함과 함께, 관통공(61b)을 밀봉하여 진공용기(61) 내의 진공상태를 유지하고 있다. 회전축(56)은, 진공용기(61)의 밖에서 구동모터(52)로부터의 구동력이 공급되어, 진공용기(61) 내의 각 반송롤러(57)에 구동력을 전달하고 있다. 반송롤러(57)는, 기판(72)이 재치(載置; 올려놓음)된 트레이(71)를 연직방향으로 지지함과 함께, 회전축(56)으로부터 전달되는 구동력에 의하여 회전하여 트레이(71)를 반송시킨다.

반사판(58)은, 진공용기(61)의 내벽에 고정되어 있다. 반사판(58)은, 회전축(56) 및 반송롤러(57)를 덮도록 배치되어 있고, 회전축(56) 및 반송롤러(57)를 방열(防熱; 열을 막음)한다. 수냉관(59)은, 반사판(58)에 접촉하여 배치되어 있고, 냉각매체를 유통시킴으로써 반사판(58)을 냉각한다.

이러한 반송장치(51)에 의하면, 구동모터(52)로부터의 구동력을 각 반송롤러(57)에 분배하는 구동력분배 부분을 진공용기(61) 밖에 설치함으로써, 진공용기(61) 내의 구성을 간소화할 수 있다. 또한, 구동력분배 부분이 진공용기(61) 밖에 설치됨으로써, 진공환경 하에 있어서 사용하는 것이 어려웠던 구동력전달을 위한 벨트를 베벨기어 대신 사용하는 것이 가능하여진다. 이로써, 베벨기어의 마모라는 과제도 해소할 수 있다.

그러나, 진공용기(61) 내에 있어서 기판(72)을 가열하면서, 기판(72)이 탑재된 트레이(71)를 반송하는 반송장치(51)에서는, 회전축(56) 및 반송롤러(57)를 방열(防熱)하기 위하여, 다층의 반사판(58)과 복수의 수냉관(59)을 배치할 필요가 있다. 이로 인하여, 내열성능을 향상시키고 진공용기(61) 내의 구성을 더욱 간소화하는 것이 요구되고 있다.

본 발명은, 이러한 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 내열성능을 향상시키는 것이 가능한 반송장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 반송장치는, 진공용기 내에 있어서 가열되는 기판을 반송하는 반송장치로서, 진공용기 내에 배치되어, 기판을 반송시키는 반송롤러와, 반송롤러와 열전달 가능하게 고정되며, 진공용기 안에서부터 진공용기 밖에까지 뻗는 회전축과, 진공용기를 형성하는 벽을 관통하는 관통공에 배치되어 있고, 회전축을 회전 가능하게 지지함과 함께 관통공을 밀봉하는 자기(磁氣)씰 베어링과, 회전축 내에 축방향을 따라서 형성되고, 진공용기 밖에서부터 진공용기 안으로까지 뻗어 있는, 냉각매체를 유통시키기 위한 냉각용 통로를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.

이러한 반송장치에 있어서는, 회전축 내에 형성된 냉각용 통로에 냉각매체를 유통시킴으로써 회전축의 열이 냉각매체에 전달되어, 회전축이 냉각되게 된다. 또한, 반송롤러는, 회전축에 열전달 가능하게 고정되어 있으므로, 반송롤러의 열이 회전축에 전달되고, 회전축의 열은, 축 속을 유통하는 냉각매체에 전달된다. 그 결과, 반송롤러 및 회전축이 냉각됨으로써, 내열성능의 향상을 도모하는 것이 가능하여진다. 냉각용 통로는, 예컨대, 회전축의 내부공간에 삽입통과된 냉각매체 공급관과, 냉각매체 외주면의 외주면과 회전축의 내주면 사이에 형성된 간극에 의하여 구성되어 있다.

또한, 자기씰 베어링을 냉각하는 냉각기구를 더욱 구비하는 것이 바람직하다. 이로써, 고온환경 하에 있어서도 자기씰 베어링에 충전되어 있는 자성(磁性)유체를 양호한 상태로 유지할 수 있으므로, 양호한 회전성능을 유지하는 것이 가능하여진다.

또한, 반송롤러와 회전축 사이에 서로 접촉하여 배치되어 있고, 반송롤러와 회전축 사이의 열전달을 조정하는 온도조정부재를 더욱 구비하는 것이 바람직하다. 기판이 반송롤러에 직접 지지되어 반송되는 경우, 그 기판은 반송롤러에 접촉하면, 기판의 열이 냉각된 반송롤러에 전달되어 냉각된다. 이 반송장치에서는, 온도조정부재에 의하여 반송롤러로부터 회전축에 전달되는 열량이 조정되므로, 기판이 과도하게 냉각되는 것을 방지하여, 기판의 적절한 가열온도를 유지할 수 있다.

본 발명의 반송장치에 의하면, 내열성능을 향상시키는 것이 가능하여진다.

도 1은, 제1 실시형태에 관한 반송장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는, 도 1에 나타내는 반송장치의 II-II선을 따른 평면 단면도이다.
도 3은, 도 1에 나타내는 자기씰 베어링 근방의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4는, 도 1에 나타내는 로터리조인트의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 5는, 제2 실시형태에 관한 반송장치에 포함되는 반송롤러 근방을 확대한 단면도이다.
도 6은, 종래기술의 과제를 해결하는 반송장치의 구성의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 7은, 도 6의 반송장치의 VII-VII선을 따른 평면 단면도이다.

(제1 실시형태)

본 발명에 관한 반송장치의 적합한 제1 실시형태에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다. 다만, 설명에 있어서, 동일 요소 또는 동일 기능을 가지는 요소에는 동일 부호를 이용하는 것으로 하고, 중복되는 설명은 생략한다. 도 1은, 제1 실시형태에 관한 반송장치의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 2는, 도 1에 나타내는 반송장치의 II-II선을 따른 평면 단면도이다. 도 3은, 도 1에 나타내는 자기씰 베어링 근방의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 4는, 도 1에 나타내는 로터리조인트의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 1 및 도 2에 나타내는 반송장치(10)는, 예컨대 기판을 성막(成膜)하는 성막장치에 적용되어, 진공용기(31) 내의 기판(42)을 반송하는 것이다. 진공용기(31)는 상자 형상을 이루고, 기판(42)의 반송경로의 입구 측에 형성된 정면벽(31a)(도 2 참조), 반송경로의 출구 측에 형성된 배면벽(31b), 반송경로의 양측(도시 좌우방향의 양측)에 형성된 한 쌍의 측벽(31c, 31c), 반송경로의 상방에 형성된 천장판(31d)(도 1 참조), 및 반송경로의 하방에 설치된 저판(31e)을 구비하고 있다. 그리고, 진공용기(31)는, 가대(架臺)(32)에 의하여 하방으로부터 지지되어 있다.

또한, 정면벽(31a) 및 배면벽(31b)에는, 기판(42)이 통과하는 개폐게이트(31g, 31g)가 설치되어 있다(도 2 참조). 그리고, 진공용기(31) 속은, 개폐게이트(31g, 31g)가 닫혀져 밀봉상태가 되고, 도시하지 않은 진공펌프로 감압되어 진공상태가 된다. 또한, 서로 대향하는 측벽(31c)에는, 후술하는 자기씰 베어링유닛(21)을 삽입통과시키기 위한 관통공(31f)이 형성되어 있다.

또한, 진공용기(31)의 내부에는, 기판(42)을 가열하기 위한 가열히터(6)가 설치되고, 가열히터(6)는, 기판(42)의 반송경로를 사이에 두고 상하방향의 양측에 배치되어 있다. 기판(42)을 재치(載置)하는 트레이(41)에는, 기판(42)의 하면을 노출시키는 개구부(41a)가 형성되어 있다. 다만, 가열히터(6)는, 기판(42)이 다음 공정인 성막공정에 적합한 온도(예컨대, 550℃)가 되도록 제어되는 것이 바람직하다. 이때, 진공용기(31) 내의 온도는, 550℃~600℃에 달하고 있다.

또한, 진공용기(31)의 내부에는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 가열히터(6)에 의한 열을 반사하는 반사판(33)이 설치되어 있다(다만, 도 2에서는, 반사판(33)의 도시를 생략하고 있다). 반사판(33)은, 진공용기(31)의 내벽(예컨대, 측벽(31c), 천장판(31d))을 덮도록 형성되고, 그 내벽에 볼트 등에 의하여 고정되어 있다. 또한, 반사판(33)은, 후술하는 반송롤러(18) 및 회전축(16)을 덮도록 형성되고, 반송롤러(18)의 둘레면과 대면하는 위치에 대해서는, 트레이(41)와 접하는 측의 반송롤러(18)의 둘레면을 노출시키기 때문에, 반사판(33)이 배치된 상태가 된다. 반사판(33)은, 예컨대 스테인리스강에 의하여 형성되고, 본 실시형태에서는, 이중으로 배치되어 있다. 또한, 반사판(33)은, 그 외의 부위를 덮도록 형성되어 있어도 되고, 예컨대, 정면벽(31a), 배면벽(31b), 저판(31e)을 덮도록, 형성되어 있어도 된다.

또한, 진공용기(31)의 내부에는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 냉각수를 유통시키는 냉각수관(34)이 설치되어 있다. 냉각수관(34)은, 반사판(33)에 접촉되어 배치되고, 반사판(33)과 열전달 가능한 구성으로 되어 있다. 반사판(33)의 열은, 냉각수관(34) 속을 유통하는 냉각수에 전달되어, 반사판(33)이 냉각된다. 냉각수관(34)은, 반사판(33)의 진공용기(31)에 있어서의 내측의 면에 고정되고, 예컨대, 냉각수관(34)은, 반송롤러(18)와 측벽(31c) 사이에 설치된 반사판(33) 상에 배치되어 있다.

반송장치(10)는, 구동원인 구동모터(12)와, 반송방향의 양측에서 반송방향(A)을 따라서 배치된 복수의 반송구동기구(20)와, 구동모터(12)에서 발생된 구동력을 복수의 반송구동기구(20)에 전달하는 동력전달기구(11)를 구비하고 있다.

구동모터(12)는, 전력의 공급을 받아서 회전토크를 발생시키는 것으로서, 반송장치(10)에서는, 예컨대 하나의 진공용기(31)에 대하여, 1대의 구동모터(12)가 설치되어 있다. 구동모터(12)는, 진공용기(31) 밖에 배치되고, 예컨대, 일방(예컨대 도시 우측)의 측벽(31c)의 외측에 배치되어 있다. 또한, 구동모터(12)의 출력축(12a)에는, 복수(예컨대 2개)의 이붙이 풀리(13)가 고착되어 있다.

동력전달기구(11)는, 진공용기(31) 밖에서, 구동모터(12)로부터의 구동력을 전달하는 것으로서, 진공용기(31)의 양측에 배치된 복수의 권취전동(傳動)기구, 및, 진공용기(31)를 사이에 두고 구동모터(12)와 반대측에 배치된 일련의 권취전동기구에 구동력을 전달하는 좌우연결축(15)을 가진다. 동력전달기구(11)는, 복수의 권취전동기구로서, 이붙이 풀리(13), 및 이붙이 벨트(14)를 구비하고 있다. 이붙이 풀리(13)는, 구동모터(12)의 출력축(12a), 좌우연결축(15)의 양단부, 반송구동기구(20)의 회전축(16)에 설치되어 있다. 이붙이 벨트(14)는, 반송방향(A)으로 인접하는 이붙이 풀리(13)에 걸쳐져서, 원동(原動)차로서 기능하는 이붙이 풀리(13)의 구동력을, 종동(從動)차로서 기능하는 이붙이 풀리(13)에 전달하여, 복수의 반송구동기구(20)에 구동력을 분배한다.

반송구동기구(20)는, 상기의 이붙이 풀리(13)가 고착된 회전축(16), 회전축(16)과 함께 회전하여 트레이(41)를 반송하는 반송롤러(18), 회전축(16)을 회전 가능하게 지지하는 자기씰 베어링유닛(21), 및, 축선방향에 있어서 자기씰 베어링유닛(21)의 외측에 배치된 로터리조인트(35)를 구비하고 있다.

회전축(16)은, 예컨대 스테인리스제이고, 진공용기(31) 안에서부터 진공용기(31) 밖에까지 뻗어 있다. 다만, 진공용기(31)의 내부 측을 회전축(16)의 선단측이라 하고, 진공용기(31)의 외부 측을 회전축(16)의 후단측이라 하여 설명한다.

또한, 회전축(16)에는, 축선방향으로 뻗는 내부공간(17)이 형성되고, 그 내부공간(17)에는, 냉각수를 유통시키기 위한 냉각수공급관(45)이 삽입통과되어 있다. 즉, 회전축(16)은, 축선방향으로 뻗어 있는 냉각수공급관(45)을 구비한 이중관 구조를 이루고 있다. 다만, 냉각수 대신, 기타 냉각매체를 유통시켜도 된다.

회전축(16)은, 자기씰 베어링유닛(21)에 지지되는 회전축 본체(16A)와, 회전축 본체(16A)의 후단측에 연결된 로터(16B)를 구비하고 있다. 회전축 본체(16A)는, 진공용기(31) 안에서부터 진공용기(31) 밖으로 뻗어 있고, 회전축 본체(16A)의 후단부는, 자기씰 베어링유닛(21)보다 바깥쪽에 배치되어 있다. 이 자기씰 베어링유닛(21)보다 바깥쪽(진공용기(31)와 반대측)에 배치된 회전축 본체(16A)의 후단부에는, 상기 이붙이 풀리(13)가 끼워져 있다. 회전축 본체(16A)의 외주면 및 이붙이 풀리(13)의 중앙개구부의 내주면에는, 키 홈이 형성되고 키(13k)가 장착되어 있다. 그리고, 키(13k)에 의하여, 종동차가 되는 이붙이 풀리(13)의 구동력이 회전축(16)에 전달되어, 회전축(16)이 회전한다. 또한, 키(13k)에 의하여, 회전축(16)의 구동력이 원동차가 되는 이붙이 풀리(13)에 전달된다.

또한, 회전축 본체(16A)의 후단부는 개구되고, 축선방향으로 연속하는 내부공간(17)이, 회전축(16)의 선단부 근방까지 형성되어 있다. 또한, 로터(16B)는, 원통형을 이루고 그 양단부가 개구되어 있다. 그리고, 회전축 본체(16A) 및 로터(16B)는, 연속하는 내부공간(17)을 형성한다. 회전축(16)의 내부공간(17)의 내경은, 삽입되는 냉각수공급관(45)의 외경보다 크게 되어 있다.

냉각수공급관(45)은, 상기 서술한 바와 같이, 회전축(16)의 내부공간(17) 내에 삽입통과되어, 회전축(16) 내에 냉각수를 공급하는 통로를 형성하는 것이다. 냉각수공급관(45)은, 회전축(16)과 동축으로 배치되고, 후술하는 로터리조인트(35)에 의하여 후단부가 고정되어 회전 불가능하게 되어 있다. 또한, 냉각수공급관(45)의 외주면과 회전축(16)의 내주면 사이에 형성된 간극(17a)은, 냉각수의 배수경로로서 이용된다. 즉, 냉각수공급관(45)에 의하여 후단측에서 선단측으로 공급된 냉각수는, 냉각수공급관(45)의 외측을 통하여, 회전축(16)의 선단측에서 후단측으로 흐르게 된다.

반송롤러(18)는, 예컨대 스테인리스제이고, 회전축(16)의 선단부에 장착되어 있다. 반송롤러(18)의 중앙에는, 회전축(16)을 삽입통과시키는 개구가 형성되고, 반송롤러(18)는, 회전축(16)의 선단부에 끼워져 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 회전축(16)의 외주면 및 반송롤러(18)의 내주면에는, 키 홈이 형성되고 키(18k)가 장착되어 있다. 그리고, 반송롤러(18)는, 볼트를 이용하여 회전축(16)에 고정되어 있다. 반송롤러(18)는, 키(18k)를 통하여 회전축(16)의 토크가 전달되어 회전축(16)과 함께 회전한다. 또한, 반송롤러(18)의 개구부의 둘레면과 회전축(16)의 선단부의 둘레면은, 금속끼리가 직접 접촉하여 고정되어 있기 때문에, 반송롤러(18)의 열이 회전축(16)에 적합하게 열전달된다. 다만, 반송롤러(18)와 회전축(16)은, 직접 접촉하고 있지 않은 구성이어도 된다. 예컨대, 다른 부재를 통하여, 반송롤러(18)가 회전축(16)에 장착되어, 열전달 가능하게 되어 있어도 된다.

도 3에 나타내는 자기씰 베어링유닛(21)은, 회전축(16)을 지지하는 한 쌍의 베어링(24, 24), 한 쌍의 베어링(24, 24) 사이에 배치된 자기씰(23), 및 이러한 베어링(24, 24), 자기씰(23)을 수용하는 하우징(22)을 구비하고 있다.

하우징(22)은 원통형을 이루고, 비자성체 재료에 의하여 형성되어 있다. 하우징(22)의 외주면에는, 자기씰 베어링유닛(21)을 진공용기(31)에 고정하기 위한 플랜지(22a)가 설치되어 있다. 그리고, 자기씰 베어링유닛(21)은, 진공용기(31)의 측벽(31c)의 관통공(31f)에 끼워지고, 관통공(31f)의 내주면과, 하우징(22)의 외주면이 맞닿아 있다. 또한, 플랜지(22a)의 씰면(seal面)에는, 둥근 링형상의 홈이 형성되고 O링(27)이 장착되어 있다. 플랜지(22a)는, 볼트 등을 이용하여 측벽(31c)에 고정되고, 측벽(31c)의 외면과, 플랜지(22a)의 씰면이 맞닿고, O링(27)에 의하여, 측벽(31c)의 외면과 플랜지(22a)의 씰면 사이의 간극이 밀봉되어 있다.

자기씰(23)은, 자성유체를 이용한 축 밀봉장치로서, 회전축(16)의 둘레면과 대면하여 배치된 영구자석(25), 회전축(16)의 축선방향에 있어서, 영구자석(25)의 양측에 배치된 한 쌍의 폴 피스(26A, 26B)를 구비하고 있다.

영구자석(25)은 둥근 링형상으로 형성되어 회전축(16)을 삽입통과시키고, 축선방향의 양측으로부터 폴 피스(26A, 26B) 사이에 끼워져 지지되어 있다. 폴 피스(26A, 26B)는 둥근 링형상으로 형성되어 회전축(16)을 삽입통과시키고, 영구자석(25)으로부터 발생된 자장에 의한 자력선 회로가 형성되는 부재이다. 또한, 폴 피스(26A, 26B)는, 외주면에 O링(28, 28)이 각각 장착되어 하우징(22) 내에 끼워져 있다. 하우징(22)의 내주면과, 폴 피스(26A, 26B)가 맞닿고, O링(28, 28)에 의하여, 하우징(22)의 내주면과 폴 피스(26A, 26B)의 외주면 사이의 간극이 밀봉되어 있다.

또한, 회전축(16)의 외주면에 있어서, 폴 피스(26A, 26B)의 내주면과 대면하는 부분에는, 자성유체를 보유하는 간극을 형성하는 복수의 스테이지(16f)가 형성되어 있다. 스테이지(16f)는, 둘레방향에 있어서 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있다. 회전축(16)의 외주면에는, 축선방향으로 인접하는 복수의 홈부가 둘레방향으로 형성되고, 이 홈부 사이에 형성된 돌출부가 스테이지(16f)가 된다. 그리고, 자기씰(23)에서는, 영구자석(25)에 의하여, 폴 피스(26A), 회전축(16), 폴 피스(26B)로 흐르는 자력선 회로가 형성되고, 이 자력선 회로에 의한 자기적 흡인력에 의하여, 폴 피스(26A, 26B)와 스테이지(16f) 사이의 간극에 자성(磁性)유체가 유지된다. 즉, 자성유체에 의하여, 폴 피스(26A, 26B)의 내주면과 회전축(16)의 외주면 사이의 간극이 밀봉되어 있다.

또한, 반송구동기구(20)는, 자기씰 베어링유닛(21)을 냉각하는 냉각기구를 구비하고 있다. 하우징(22)에는, 내부에 냉각매체(냉각수)를 도입하기 위한 관통공(22b)이 형성되고, 이 관통공(22b)을 통하여 냉각매체가 공급되어, 자기씰(23)이 냉각된다. 관통공(22b)은 영구자석(25) 근방에 형성되고, 공급된 냉각매체에 의하여 영구자석(25)이 냉각된다.

로터리조인트(35)는, 회전축(16)의 후단측을 회전 가능하게 지지함과 함께, 회전축(16) 내에 삽입통과된 냉각수공급관(45)을 지지하는 것이다. 로터리조인트(35)는, 원통 형상을 가지는 케이싱(36)을 구비하고, 케이싱(36) 내에는, 회전축(16)을 회전 가능하게 지지하는 베어링(38), 및 회전축(16)을 바이어싱하는 스프링(39)이 수용되어 있다.

케이싱(36)은, 대략 원통 형상을 이루며, 구리합금 등에 의하여 형성되고, 케이싱(36)의 내부공간의 일부는, 냉각매체를 유통시키기 위한 유로로서 이용된다. 베어링(38)은, 케이싱(36)의 내주면에 고정되어, 회전축(16)의 로터(16B)를 회전 가능하게 지지하고 있다. 스프링(39)은, 회전축(16)의 축선방향으로 배치되어, 회전축(16)을 바이어싱한다.

또한, 케이싱(36)의 후단부(진공용기(31)와는 반대측)에는, 축선방향의 후방으로 돌출되는 원통형의 보스(36a)가 설치되어 있다. 보스(36a)는, 냉각매체의 유로를 형성함과 함께, 냉각수공급관(45)의 후단부를 지지한다. 보스(36a)의 선단부의 내주면에는, 나사부가 형성되어, 냉각수공급관(45)의 후단측이 나사끼움에 의하여 접합되어 있다. 그리고, 보스(36a)의 후단측에는, 냉각수를 공급하기 위한 배관(46)이 접합되고, 배관(46), 보스(36a) 및 냉각수공급관(45)은, 서로 연통되어, 냉각수를 공급하는 냉각용 통로를 형성한다.

또한, 스프링(39)은, 회전축(16)의 후단면과 보스(36a)의 선단면 사이에서, 회전축(16)의 축선방향으로 배치되어 있다. 스프링(39)을 수용하는 케이싱(36)의 내부공간은, 회전축(16)의 내주면과 냉각수공급관(45)의 외주면 사이에 형성된 간극(17a)에 연통되어, 냉각수를 배수하는 유로(37a)를 형성한다. 또한, 케이싱(36)의 둘레면에는, 냉각수를 배수하는 유로에 연통되는 개구부(37b)가 형성되고, 이 개구부(37b)에는 냉각수를 배출하기 위한 배관(47)이 접합되어 있다. 그리고, 회전축(16) 내의 간극(17a), 케이싱(36)의 유로(37a), 및 배관(47)은, 서로 연통되어, 냉각수를 배수하는 통로를 형성한다.

다음으로, 상기 서술한 바와 같은 구성의 반송장치(10)의 동작에 대하여 설명한다. 우선, 반송롤러(18)는, 트레이(41) 상에 재치한 기판(42)을 도 2에 나타내는 반송방향(A)을 향하여 반송시킨다. 가열히터(6)는, 반송 중인 트레이(41) 상에 재치된 기판(42)을 가열한다. 구체적으로는, 가열히터(6)는, 기판(42)이 성막에 적절한 온도가 되도록 제어된다. 진공용기(31) 내의 온도는, 가열히터(6)에 의한 가열에 의하여 550℃~600℃에 달한다. 그리고, 기판(42)을 재치한 트레이(41)도 가열되고, 트레이(41)의 열이 이 트레이(41)와 접촉하는 반송롤러(18)에 전달된다.

트레이(41)의 반송 중, 회전축(16) 내에는 냉각매체가 공급되고 있다. 냉각매체는, 냉각수공급관(45) 속을 후단측에서 선단측으로 흐른다. 냉각매체는, 회전축(16)의 선단부(반송롤러(18)의 장착부) 근방에서, 냉각수공급관(45)의 선단으로부터 유출된다. 냉각수공급관(45)으로부터 유출된 냉각매체는, 냉각수공급관(45)의 외주면과 회전축(16)의 내주면 사이에 형성된 간극(17a)을 통하여, 회전축(16) 속을 선단측에서 후단측으로 흐른다. 이로써, 회전축(16)의 열은 냉각매체에 전달되어, 회전축(16)이 냉각된다. 다만, 냉각매체의 유통은, 기본적으로 끊기지 않고 연속적으로 행하여지고 있다.

또한, 본 실시형태의 반송장치(10)에서는, 자기씰 베어링유닛(21)에, 냉각매체가 공급되고 있다. 냉각매체는, 하우징(22)의 관통공(22b)을 통하여 내부에 도입되어, 자기씰(23)을 냉각한다. 이 결과, 자기씰 베어링유닛(21)에 충전되어 있는 자성유체를 양호한 상태로 유지할 수 있어서, 양호한 회전성능을 유지하는 것이 가능하여진다.

또한, 본 실시형태의 반송장치(10)에서는, 냉각수관(34)에 냉각매체가 공급되어, 반사판(33)이 냉각되고 있다. 반사판(33)의 열은 냉각매체에 전달되어, 진공용기(31) 밖으로 배출된다. 그리고, 반사판(33)은, 진공용기(31)의 벽체, 반송롤러(18), 및 회전축(16)을 덮도록 배치되어 있기 때문에, 이들 부재로의 열전달이 완화된다.

이상에서 설명한 제1 실시형태의 반송장치(10)에서는, 회전축(16) 내에 형성된 냉각용 통로(17a)에 냉각매체를 유통시킴으로써, 회전축(16)의 열이 냉각매체에 전달되어, 회전축(16) 자체가 냉각된다. 또한, 반송롤러(18)는, 회전축(16)에 열전달 가능하게 고정되어 있으므로, 반송롤러(18)의 열이 냉각된 회전축(16)에 전달되어, 반송롤러(18)도 냉각된다. 이들에 의하여, 내열성능의 향상이 도모되고 있다. 그리고, 회전축(16) 내에 냉각용 통로(17a)를 구비하지 않은 반송장치와 비교하여, 냉각성능이 향상되어 있기 때문에, 예컨대, 회전축(16) 및 반송롤러(18)를 덮는 반사판(33)의 매수를 줄이거나, 반사판(33)을 냉각하는 냉각수관(34)의 수를 줄이는 것이 가능해져서, 진공용기(31) 속을 간소화하는 것이 가능하여진다.

또한, 제1 실시형태의 반송장치(10)에서는, 구동모터(12)로부터의 구동력을 각 반송롤러(18)에 분배하는 구동력분배 부분을 진공용기(31)의 밖에 설치함으로써, 진공용기(31) 내의 구성을 간소화하고 있다. 또한, 구동력분배 부분이 진공용기(31)의 밖에 설치됨으로써, 진공환경 하에 있어서 사용하는 것이 곤란하였던 벨트를 베벨기어 대신 사용할 수 있어서, 베벨기어의 마모라는 과제도 해소할 수 있다.

(제2 실시형태)

다음으로, 본 발명에 관한 반송장치의 제2 실시형태에 대하여, 도 5를 이용하여 설명한다. 도 5는, 제2 실시형태에 관한 반송장치에 포함되는 반송롤러(18) 근방을 확대한 단면도이다. 다만, 제2 실시형태의 반송장치가 상기 서술한 반송장치와 상이한 점은, 도 5에 나타내는 바와 같이, 반송롤러(18)와 회전축(16) 사이에 서로 접촉하여 배치되고, 반송롤러(18)와 회전축(16) 사이의 열전달을 조정하는 온도조정부재(19)를 구비하고 있는 점이다. 여기에서는, 상기 실시형태에 기재된 반송장치(10)와 동일 또는 동등한 구성에 대해서는 그 설명은 생략하고, 상기 제 1 실시형태의 반송장치(10)와 상이한 구성에 대하여 설명한다.

온도조정부재(19)는, 예컨대, 엔지니어링 플라스틱이나 스테인리스에 의하여 형성된 통 형상의 부재이다. 온도조정부재(19)의 외주면(19a)은, 반송롤러(18)의 내주면(18a)과 직접 접촉하고 있다. 온도조정부재(19)의 내주면(19b)은, 회전축(16)에 있어서의 장착부(16b)의 외주면(16e)과 직접 접촉하고 있다.

온도조정부재(19)의 내주면(19b)에는, 요철부(19c)가 형성되어 있다. 이로 인하여, 내주면(19b)에 요철부(19c)가 형성되어 있지 않은 경우와 비교하여, 온도조정부재(19)의 내주면(19b)과 회전축(16)에 있어서의 장착부(16b)의 외주면(16e)이 서로 접촉하는 면적이 작아진다. 이로써, 반송롤러(18)로부터 온도조정부재(19)를 통하여 회전축(16)에 전달되는 열량을 조정할 수 있다. 제2 실시형태에서는, 반송롤러(18)로부터 회전축(16)에 전달되는 열량을 저감시킴으로써, 반송롤러(18)가 과도하게 냉각되는 것을 방지하여, 기판(42)의 적절한 가열온도를 유지할 수 있다. 제2 실시형태에 관한 반송장치는, 트레이를 사용하지 않고 기판(42)을 반송롤러(18)로 직접 지지하여 반송하는 트레이리스 반송 등에 있어서 특히 유효하다.

이상, 본 발명을 제1 실시형태 및 제2 실시형태에 근거하여 상세히 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명은, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능하다.

상기 실시형태에서는, 진공용기(31) 내에 가열히터(6)가 배치되어, 기판(42)이 가열되면서 반송되는 예를 들어서 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상류공정에 있어서 가열된 기판(42)을 반송하는 반송장치에 적용하는 것도 가능하다.

또한, 상기 실시형태에서는, 기판(42)이 트레이(41)에 재치되어 반송되는 예를 들어서 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 기판(42)은, 반송롤러(18)에 직접 재치되어 반송하는 방법이어도 된다.

또한, 상기 제2 실시형태의 온도조정부재(19)는, 회전축(16)에 대하여 착탈 가능하게 장착되어도 된다. 이로써, 반송롤러(18)로부터 온도조정부재(19)를 통하여 냉각된 회전축(16)에 전달되는 열량을 유연하게 조정하는 것이 가능하여진다. 이 결과, 기판(42)의 종류나 반송방법에 따라서, 기판을 적절한 온도로 제어할 수 있다.

또한, 상기 제2 실시형태의 온도조정부재(19)는, 내주면(19b)에 반원 형상의 요철부(19c)가 형성되어 있는 예를 들어서 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니고, 예컨대, 직사각형의 요철부(19c)이어도 된다. 또한, 온도조정부재(19)의 내주면(19b)에는, 홈이 형성되어 있어도 된다.

6…가열히터, 10…반송장치, 11…동력전달기구, 12…구동모터, 12a…출력축, 13A~13G…이붙이 풀리, 14A~14F…이붙이 벨트, 15…좌우연결축, 16…회전축, 16A…회전축 본체, 16B…로터, 16f…스테이지, 17…회전축의 내부공간, 17a…배수경로(냉각용 통로), 18…반송롤러, 19…온도조정부재, 19b…내주면, 19c…요철부, 20…반송구동기구, 21…자기씰 베어링유닛, 22…하우징, 22a…플랜지, 22b…관통공(냉각기구), 23…자기씰, 24…베어링, 25…영구자석, 26A, 26B…폴 피스, 27, 28…O링, 31…진공용기, 31a…정면벽, 31b…배면벽, 31c…측벽, 31d…천장판, 31e…저판, 31f…관통공, 31g…개폐게이트, 32…가대, 33…반사판, 34…냉각수관, 35…로터리조인트, 36…케이싱, 36a…보스, 37a…배수유로, 37b…개구부, 38…베어링, 39…스프링, 41…트레이, 42…기판, 45…냉각수공급관, 46, 47…배관.

Claims

진공용기 내에 있어서 가열된 기판을 반송하는 반송장치로서,
상기 진공용기 내에 배치되어, 상기 기판을 반송시키는 반송롤러와,
상기 반송롤러와 열전달 가능하게 고정되며, 상기 진공용기 속에서부터 상기 진공용기 밖에까지 뻗는 회전축과,
상기 진공용기를 형성하는 벽을 관통하는 관통공에 배치되어 있고, 상기 회전축을 회전 가능하게 지지함과 함께 상기 관통공을 밀봉하는 자기(磁氣)씰 베어링과,
상기 회전축 내에 축방향을 따라서 형성되며, 상기 진공용기 밖에서부터 상기 진공용기 안에까지 뻗어 있는, 상기 회전축을 냉각하는 냉각매체를 유통시키기 위한 냉각용 통로
를 구비하는 것을 특징으로 하는 반송장치.
청구항 1에 있어서,
상기 자기씰 베어링을 냉각하는 냉각기구를 더욱 구비하는 것을 특징으로 하는 반송장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 반송롤러와 상기 회전축 사이에 서로 접촉하여 배치되어 있고, 상기 회전축과의 접촉면에 요철부 또는 홈이 형성되어, 상기 반송롤러와 상기 회전축 사이의 열전달을 조정하는 온도조정부재를 더욱 구비하는 것을 특징으로 하는 반송장치.