KR101666121B1 - 기판 유지 장치 - Google Patents

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타카유키 후쿠시마
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카와사키 주코교 카부시키 카이샤
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Abstract

복수의 기판 유지체(10)의 피치를 변경하는 지지 기구(12)와, 각 기판 유지체(10)에 설치되어 가동 유지 부재(24)가 기판을 압압 파지하도록 가동체(16)를 가압하는 가압 기구(18)와, 가동 유지 부재(24)에 의한 기판의 압압 파지를 해제하는 되돌림 기구(20)를 구비하며, 되돌림 기구(20)의 되돌림부(60)를 가동체(16)와 비접촉이 되는 대기 위치에 위치시킬 수 있도록 구성된다.

Description

기판 유지 장치{SUBSTRATE HOLDING DEVICE}
본 발명은, 실리콘 웨이퍼(silicon wafer) 등의 기판을 유지하는 기판 유지 장치에 관한 것이다.
종래, 반도체 등의 처리 공정에 있어서 실리콘 웨이퍼 등의 기판이 이 기판의 두께 방향으로 소정의 피치(pitch)로 늘어서도록 수납되어 있는 카세트 케이스(cassette case)에서 이 기판을 다른 카세트 케이스로 한 번에 복수장 이송할 수 있는 기판 유지 장치가 알려져 있으며, 특히 전후의 처리 공정에서의 필요성 때문에 기판을 이송할 때 피치를 변경하여 이송할 수 있는 기판 유지 장치가 알려져 있다(예를 들면 특허문헌1 참조).
이 기판 유지 장치는, 기판의 가장자리를 파지하는 3 이상의 조부(爪部)를 갖는 복수의 기판 유지부와, 기판 유지부의 피치를 변환하는 피치 변환 기구부와, 중간부가 굴절되고, 일단이 조부에 연결된 스틸 테이프와, 스틸 테이프의 타단이 연결되어 기판의 가장자리에서 중심부를 향하는 방향으로 왕복 이동하는 구동 수단을 구비한다. 그리고 피치 변환 기구부에 의해 기판 유지부의 간격이 변경되어 스틸 테이프의 양단 사이의 직선거리가 바뀌고, 그 결과, 스틸 테이프가 휘는 경우가 발생하여도 스틸 테이프의 굴곡된 부분에서 발생하는 탄성력에 의해서 스틸 테이프의 휨을 흡수하여 파지력을 일정하게 유지한다.
일본 특개 2006-313865호 공보
그런데 기판 유지부의 피치를 크게 변경하는 기판 유지 장치나, 기판 유지부의 수를 늘리거나 한 기판 유지 장치에서는, 피치의 변경에 따라 일부의 기판 유지부에 있어서 변경 전후의 스틸 테이프의 양단 간 직선거리가 크게 바뀌고, 그 결과 스틸 테이프가 크게 휘는 경우가 있다. 이러한 경우에도, 스틸 테이프의 굴곡 부분의 탄성력에 의해 스틸 테이프의 휨을 흡수하여 기판의 파지력을 일정하게 유지하는 것은 쉽지 않다.
본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 기판 유지부의 피치를 크게 변경하거나 기판 유지부의 수를 늘리거나 하였을 경우에 있어서도, 파지력을 일정하게 유지하여 기판을 확실하게 유지할 수 있는 기판 유지 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 기판 유지 장치는, 복수의 기판 유지체와, 복수의 상기 기판 유지체를 제1 방향으로 늘어서도록 지지하고 또한 복수의 상기 기판 유지체의 상기 제1 방향에서의 피치를 변경하는 지지 기구와, 각각의 상기 기판 유지체에 설치되어 상기 기판 유지체에 대해 이동 가능한 1 이상의 가동 유지 부재를 포함하며, 상기 가동 유지 부재에 의해 복수의 상기 기판 유지체에 대응하는 복수의 기판이 상기 제1 방향으로 늘어서도록 해당 기판을 파지하도록 구성된 유지부와, 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향 및 그 반대 방향인 제3 방향으로 이동 가능하며, 해당 이동에 따라 1 이상의 상기 가동 유지 부재를 이동시키도록, 각각의 상기 기판 유지체에 설치된 가동체와, 상기 제2 방향으로 상기 가동체를 가압하여 상기 가동 유지 부재가 상기 기판에 접촉하여 해당 기판을 압압 파지하도록 각각의 상기 기판 유지체에 설치된 가압 기구와, 되돌림(press-back)부를 포함하며, 해당 되돌림부가, 복수의 상기 기판 유지체에 각각 설치된 상기 가동체를, 상기 제3 방향으로 상기 가압력에 대항하여 이동시켜 상기 가동 유지 부재에 의한 상기 기판의 압압 유지를 해제하는 되돌림 기구를 구비하고, 상기 되돌림 기구는, 상기 되돌림부를 상기 가동체와 비접촉이 되는 대기 위치에 위치시킬 수 있도록 구성되어 있다.
이 구성에 따르면, 가압 기구는, 복수의 기판 유지체에 각각 설치되어 피치 변경 시에, 대응하는 기판과의 위치 관계가 바뀌지 않도록 할 수 있다. 이로써 피치 변경 시에, 파지력을 일정하게 유지할 수 있어 기판을 확실하게 유지할 수 있다.
또한, 되돌림부가 가동체와 비접촉이 되는 대기 위치에 위치할 때에 피치 변경을 할 수 있고, 이에 따라 피치 변경 시에 되돌림부와 가동체가 서로 스치지 않게 할 수 있다. 이로써 피치 변경 시의 파티클(particle)의 발생을 방지 할 수 있고, 나아가서는 기판을 이용하여 제조되는 피제조물의 수율을 향상시킬 수 있다.
상기 발명에 따른 기판 유지 장치에 있어서, 상기 대기 위치는, 상기 가동 유지 부재가 상기 기판과 접촉하여 해당 기판을 압압 파지하는 파지 위치보다 상기 제2 방향 측이어도 좋다.
이 구성에 따르면, 되돌림부를 파지 위치에서 제2 방향 측으로 이동하게 함으로써 되돌림부와 가동체를 비접촉으로 할 수 있다.
상기 발명에 따른 기판 유지 장치에 있어서, 상기 유지부는, 상기 기판 유지체에 고정된 1 이상의 고정 유지 부재를 포함하며, 해당 고정 유지 부재와 상기 가동 유지 부재에 의해 복수의 상기 기판 유지체에 대응하는 복수의 기판을 파지하도록 구성되어 있어도 좋다.
이 구성에 따르면, 1 이상의 고정 유지 부재와 1 이상의 가동 유지 부재에 의해 대응하는 기판을 파지할 수 있다.
상기 발명에 따른 기판 유지 장치에 있어서, 상기 가동 유지 부재는, 각각의 상기 기판 유지체에 2 이상 설치되어 있어도 좋다.
이 구성에 따르면, 2 이상의 가동 유지 부재에 의해 대응하는 기판을 파지 할 수 있다.
상기 발명에 따른 기판 유지 장치에 있어서, 상기 가압 기구는, 상기 파지 위치보다 상기 제2 방향 측이며, 상기 가동체에 대한 상기 제2 방향으로의 가압력이 해제되는 가압 가능 한도 위치를 포함하며, 상기 대기 위치는, 상기 가압 가능 한도 위치보다 상기 제2 방향 측에 위치하도록 구성되어 있어도 좋다.
이 구성에 따르면, 되돌림 기구를 가압 가능 한도 위치에서 제2 방향 측으로 움직이게 함으로써 유지부가 기판을 유지하고 있는지 여부에 관계없이 되돌림부와 가동체를 비접촉으로 할 수 있다.
상기 발명에 따른 기판 유지 장치에 있어서, 상기 가동체가 상기 제2 방향 측으로 이동하는 것을 규제하는 스토퍼를 구비하며, 해당 스토퍼에 의해 상기 가압 가능 한도 위치가 규정되어 있어도 좋다.
이 구성에 따르면, 되돌림 기구를 스토퍼에서 제2 방향 측으로 움직이게 함으로써 유지부가 기판을 유지하고 있는지 여부에 관계없이 되돌림부와 가동체를 비 접촉으로 할 수 있다.
상기 발명에 따른 기판 유지 장치에 있어서, 상기 지지 기구는 상기 되돌림 기구의 상기 되돌림부가 상기 대기 위치에 위치하고 있을 때에 복수의 상기 기판 유지체의 상기 제1 방향에서의 피치를 변경하도록 구성되어 있어도 좋다.
이 구성에 따르면, 되돌림부와 가동체가 서로 스치지 않게 할 수 있다.
본 발명은, 이상에서 설명한 바와 같이 구성되어 파지력을 일정하게 유지할 수 있어 기판을 확실하게 유지할 수 있다는 효과가 있다. 또한, 본 발명은, 기판을 이용하여 제조되는 피제조물의 수율을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 유지 장치를 포함한 기판 반송 시스템의 구성 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 기판 유지 장치의 구성 예를 나타내는 외관도이다.
도 3은 도 1의 기판 유지 장치의 구성 예를 나타내는 요부 확대 사시도이다.
도 4는 도 1의 기판 유지 장치의 구성 예를 나타낸 측면도이다.
도 5a는 도 1의 기판 유지 장치의 지지 기구의 구성 예를 나타내는 도면이다.
도 5b는 도 1의 기판 유지 장치의 지지 기구의 구성 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 1의 기판 유지 장치의 동작 예를 나타내는 플로우차트이다.
도 7은 도 1의 기판 유지 장치의 동작 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 1의 기판 유지 장치의 동작 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 1의 기판 유지 장치의 동작 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 기판 유지 장치의 변형예를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하에서는, 모든 도면에 걸쳐 동일하거나 상응하는 요소에는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그 중복되는 설명을 생략한다.
[전체 구성]
도 1은 기판 유지 장치(100)를 포함한 기판 반송 시스템(1)의 구성 예를 나타내는 도면이다.
기판으로서, 반도체 웨이퍼, 반도체 프로세스에 의해 처리되는 박형 디스플레이(액정 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 등)용 유리 기판을 예시할 수 있다. 반도체 웨이퍼로서, 실리콘 웨이퍼, 실리콘 카바이드 웨이퍼, 사파이어 웨이퍼 등을 예시할 수 있다.
기판 반송 시스템(1)은, 기판을 반송하는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 기판 반송 시스템(1)은, 예를 들면, 반도체 제조 라인에서 실리콘 웨이퍼 기판을 하나의 카세트에서 다른 카세트로 반송하는 시스템이다. 본 실시예에 따른 기판 반송 시스템(1)은, 제1 카세트(2)에 수납되어 있는 원형의 기판을 반출하고, 이 기판을 제2 카세트(3)에 반입한다. 제1 카세트(2) 및 제2 카세트(3)는, 각각 상자 모양으로 형성되고, 그 측면에 각 카세트에 수납되는 기판의 반입 반출을 하기 위한 개구부(2a,3a)가 형성되어 있다. 제1 카세트(2) 및 제2 카세트(3)는, 이러한 개구부(2a,3a)가 서로 대향하도록 배치되어 있다. 그리고 제1 카세트(2)에서는, 기판이 피치 P1으로 예를 들면 수직 방향으로 늘어서도록, 도시되지 않은 지지부가 기판을 지지하고 있다. 또한, 제2 카세트(3)에서는, 기판이 제1 피치(P1)보다 작은 피치(P2)로 수직 방향으로 늘어서도록, 도시되지 않은 지지부가 기판을 지지하고 있다.
기판 반송 시스템(1)은, 기판 유지 장치(100)가 그 선단에 장착되어 기판 유지 장치(100)를 이용하여 제1 카세트(2)에 수납되어 있는 기판을 제2 카세트(3)에 반송하는 로봇(4)과, 로봇(4)을 승강시키는 승강대(5)와, 기판 유지 장치(100)를 포함한 로봇(4) 및 승강대(5)를 제어하는 도시되지 않은 제어부를 구비하고 있다.
로봇(4)은, 예를 들어, 산업용 로봇이며, 암(arm)의 선단부에 기판 유지 장치(100)가 장착되어 있다. 본 실시예에 있어서, 로봇(4)은, 이른바 수평 다관절식 로봇이며, 수평면 내에서 그 암이 동작한다. 로봇(4)은, 주지의 수평 다관절식 로봇으로 구성할 수 있으므로 더 이상의 설명을 생략한다.
승강대(5)는, 로봇(4)의 베이스(base)와 연결되어 로봇(4)의 암이 동작하는 수평면과 교차하는 방향으로 승강한다. 본 실시예에 따른 승강대(5)는, 제1 카세트(2) 및 제2 카세트(3) 사이에 배치되어, 카세트들에 수납되어 있는 기판이 늘어선 수직 방향으로 승강한다. 승강대(5)의 구성은 주지이기 때문에, 더 이상의 설명을 생략한다.
[기판 유지 장치의 구성]
도 2는 기판 유지 장치(100)의 구성 예를 나타내는 외관도이다. 도 3은 기판 유지 장치(100)의 구성 예를 나타내는 요부 확대 사시도이며, 후술하는 기판 유지체(10)의 기단부 부근을 나타낸 것이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 기판 유지 장치(100)는, 복수의 기판 유지체(10)와, 복수의 기판 유지체(10)의 기단부를 지지하는 지지 기구(12)와, 기판을 파지하는 유지부(14)와, 가동체(16)와, 가압 기구(18)와, 되돌림 기구(20)를 구비하고 있다. 본 실시예에 있어서, 기판 유지체(10)는, 5개의 기판 유지체(10a~10e)로 이루어져 있다.
도 4는 기판 유지 장치(100)의 구성 예를 나타내는 측면도이다. 한편, 도 4에서는, 되돌림부(60)를 후술하는 대기 위치보다 기판 유지체(10)의 선단 방향으로 위치시킨 상태를 나타내고 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 각 기판 유지체(10a~10e)는, 본 실시예에 있어서, 기단부로부터 선단부를 향하여 연장되는 판 모양으로 형성되고, 그 중간부로부터 첨단부에 걸쳐 원형의 실리콘 웨이퍼를 유지하는 기판 유지 위치(A)가 설정되어 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 각 기판 유지체(10a~10e)의 기단부의 중간부는, 기단부로부터 선단부를 향하여 절결되어 절결부(11)를 형성하고 있다. 한편, 이하에서는, 편의상, 기판 유지체(10a~10e)의 기단부 측에서 선단 측을 향하는 방향을 전방이라고 그 반대 방향을 후방이라고 한다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 지지 기구(12)는, 각 기판 유지체(10a~10e)가 그 두께 방향으로 늘어서도록 각 기판 유지체(10a~10e)를 지지하고, 각 기판 유지체(10a~10e)가 늘어선 방향의 피치를 변경한다. 본 실시예에 있어서, 각 기판 유지체(10a~10e)는, 수직 방향(제1 방향)을 따라 늘어서도록 구성되어 있다. 한편, 이하에서는, 편의상, 기판 유지체(10a)로부터 기판 유지체(10e)를 향하는 방향을 상방이라고 하고, 그 반대 방향을 하방이라고 한다.
도 5a 및 도 5b는, 기판 유지 장치(100)의 지지 기구(12)의 구성 예를 나타내는 도면이다.
도 3, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 있어서, 지지 기구(12)는, 기판 유지체(10)와 동수, 즉 5개의 지지대(제1~제5 지지대(50a~50e))와, 한 쌍의 가이드 레일(52)과, 회동 부재(54)와, 도시되지 않은 피치 변경 구동부를 갖는다.
제1~제5 지지대(50a~50e)는, 각각 두꺼운 판 모양으로 형성되며, 표면(표면 측 주면)과, 표면의 주위로부터 하 방향으로 연장되는 전면, 후면 및 양측면을 포함한 주위면을 갖고 있다. 그리고 기판 유지체(10a~10e)의 후단이, 제1~제5 지지대(50a~50e)의 전면에, 제1~제5 지지대(50a~50e)의 표면이 연장되는 방향과 평행하게 각각 기판 유지체(10a~10e)가 연장되도록 설치되어 있다.
그리고 제1~제5 지지대(50a~50e)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 표면에 후술하는 가동체(16)의 본체부(16a)를 안내하는 가이드 홈(57)이 형성되어 있다. 가이드 홈(57)은, 각 지지대의 표면 내측으로부터 전방을 향해 기판 유지체(10)가 연장되는 방향과 평행하게 연장되며, 그 선단은 제1~제5 지지대(50a~50e)의 전면에서 개방되어 있다.
그리고 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 제2~제5 지지대(50b~50e)는, 각각 그 후면에, 표면이 연장되는 방향과 평행하게 연장되며, 후술하는 계합 핀(55b~55e)과 계합하는 장공(51b~51e)을 가지고 있다.
또한, 본 실시예에 있어서, 제1~제5 지지대(50a~50e)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 후술하는 가동체(16)의 레버부(16b)의 이동을 규제하는 스토퍼(6)를 구비하고 있다. 스토퍼(6)는, 제1~제5 지지대(50a~50e)의 전면으로부터 전방으로 돌출하도록 측면에서 볼 때 L자 모양으로 형성되어 후술하는 가압 가능 한도 위치에 위치하는 가동체(16)의 레버부(16b)와 접촉하도록 배치된다.
한 쌍의 가이드 레일(52)은, 상하 방향으로 연장되며, 그 하단이 제1 지지대(50a)의 양측면에 각각 고정되어 있다. 또한, 가이드 레일(52)은, 제2~제5 지지대(50b~50e)의 양측면과 각각 슬라이딩 가능하게 계합되어 있다. 그리고 이 한 쌍의 가이드 레일(52)은, 제2~제5 지지대(50b~50e)의 자세를 유지하면서 가이드 레일(52)이 연장되는 방향, 즉 상하 방향으로 제2~제5 지지대(50b~50e)를 안내한다.
회동 부재(54)는, 예를 들면 길쭉한 판형체이다. 회동 부재(54)는, 그 기단부에서 선단부에 걸쳐 기판 유지체(10)와 동일한 수의 계합 핀(55)이 등간격으로 설치되며, 본 실시예에 있어서는, 5개의 계합 핀(55a~55e)이 설치되어 있다. 이 중에서 계합 핀(55a)은, 제1 지지대(50a)와 회동 가능하게 계합되어 있다. 또한, 다른 계합 핀(55b~55e)은, 각각 장공(51b~51e)과 계합되어 장공(51)이 연장되는 방향으로 슬라이딩 가능하게 구성되어 있다.
피치 변경 구동부는, 계합 핀(55a)과 연결되어 계합 핀(55a) 및 이와 함께 회동 부재(54)를 회동시킨다.
상기한 바와 같이 구성된 지지 기구(12)는, 피치 변경 구동부가 회동 부재(54)를 요동시키면, 회동 부재(54)는 각 장공(51b~51e)이 연장되는 방향과 교차하여 위치하고 있기 때문에, 제2~제5 지지대(50b~50e)가 한 쌍의 가이드 레일(52)이 연장되는 상하 방향으로 안내된다. 또한, 5개의 계합 핀(55a~55e)은 등간격으로 설치되어 있기 때문에, 이에 의해 제1~제5 지지대(50a~50e)는 어느 피치에서도 등간격으로 늘어선다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 유지부(14)는, 기판 유지체(10a~10e) 각각에 설치되며, 기판 유지체(10a~10e)에 대해 각각 이동 가능한 가동 유지 부재(24)를 구비하고 있다. 그리고 본 실시예에 있어서는, 2개의 고정 유지 부재(22)를 더 구비하고 있다.
가동 유지 부재(24)는, 기판 유지체(10) 상의 기판 유지 위치(A)의 후측 가장자리에 위치하도록 설치되어 있다. 2개의 고정 유지 부재(22)는, 기판 유지체(10a~10e) 상의 기판 유지 위치(A)의 전측 가장자리에 위치하도록 설치되어 있다. 이러한 가동 유지 부재(24) 및 고정 유지 부재(22)가 기판 유지체(10)에 대응하는 기판을 파지한다. 이에 의해, 각 기판은 상하 방향으로 늘어선다.
가동체(16)는, 각 기판 유지체(10a~10e)에 설치되어 상하 방향에 교차하는 방향으로 이동 가능하며, 그 이동에 따라 가동 유지 부재(24)를 이동시킨다.
본 실시예에 있어서, 가동체(16)는, 기판 유지체(10)가 연장되는 방향과 평행하게 연장되는 막대 모양의 본체부(16a)와, 본체부(16a)가 연장되는 방향과 교차하는 방향에 레버부(16b)를 갖고 있다.
본체부(16a)는, 제1~제5 지지대(50a~50e)의 가이드 홈(57) 내에 배치되고, 이 가이드 홈(57)에 안내되어 기판 유지 위치(A)를 향하는 방향, 즉 전방(제2 방향) 및 기판 유지 위치(A)로부터 멀어지는 방향, 즉 후방(제3 방향)으로 슬라이딩한다. 그리고 본체부(16a)의 전단은 가동 유지 부재(24)의 후단에 일체로 장착되어 있다. 이로써 가동 유지 부재(24)는, 가동체(16)와 함께 전후 방향으로 이동한다.
레버부(16b)는, 후술하는 되돌림부(60)와 접촉하는 부분으로서, 기판 유지체(10)가 연장되는 방향과 평행한 면 내에서, 본체부(16a)가 연장되는 방향과 직교하는 방향으로 연장되어 있다.
가압 기구(18)는, 가동체(16)를 가압하여 가동 유지 부재(24)가 기판 유지 위치(A)에 위치하는 기판에 접촉하여 이 기판을 압압 파지하도록 한다. 가압 기구(18)로서, 각종 스프링, 모터, 공압(空壓) 작동형 액추에이터 등을 예시할 수 있다.
본 실시예에서, 가압 기구(18)는, 압축 코일 스프링이며, 후방에서 전방을 향해 가동체(16)의 본체부(16a)의 후단부를 가압하고 있다. 이로써 기판 유지 위치(A)에 기판이 위치하고 있을 경우, 가동 유지 부재(24)는, 가동체(16)를 통해 가압 기구(18)에 의해 가압되어 전방으로 이동하고 기판에 접촉하여 기판을 압압 파지한다.
한편, 기판 유지 위치(A)에 기판이 위치하지 않을 경우, 가동체(16)는 전방으로 더 이동하여 레버부(16b)가 스토퍼(6)에 접촉하여, 가동체(16)가 전방으로 이동하는 것을 규제한다. 이로써 가동 유지 부재(24)에 대한 전방으로의 가압력이 해제된다. 이 상태에서의 가동체(16)의 위치가 가압 가능 한도 위치(도 9 참조)를 구성한다. 즉, 스토퍼(6)에 의해 가압 가능 한도 위치가 규정되어 있다.
되돌림 기구(20)는, 되돌림부(60)를 가지며, 되돌림부(60)가 가동체(16)를 후방으로 가압 기구(18)의 가압력에 대항하여 이동시켜서 가동 유지 부재(24)에 의한 기판의 압압 유지를 해제한다.
본 실시예에 있어서, 되돌림 기구(20)는, 되돌림 구동부(61) 및 로드(62)를 구비하며, 로드(62)의 기단부가 되돌림 구동부(61)에 연결되어 있다. 로드(62)는, 막대형 몸체를 L자 모양으로 굴곡시켜 형성되며, 이 굴곡 부분의 선단 측의 부분이 되돌림부(60)를 구성하고 있다. 되돌림부(60)는, 상하 방향으로 연장되어 형성되며, 절결부(11)의 내측에 위치하고 있다. 또한, 되돌림부(60)는, 레버부(16b)보다 전방에 위치하고 있다. 되돌림 구동부(61)는, 제1 지지대(50a)의 바닥면에 장착되어 있다. 되돌림 구동부(61)는 액추에이터이며, 절결부(11) 내에서 되돌림부(60)를 전방의 대기 위치(도 8 참조)와 후방의 해제 위치(도 7 참조) 사이에서 가이드 홈(57)이 연장되는 방향으로 진퇴 이동시킨다. 대기 위치와 해제 위치의 사이에는, 가동 유지 부재(24)가 기판 유지 위치(A)에 접촉한 상태에서 레버부(16b)에 되돌림부(60)가 접촉하는 파지 위치가 포함되어 있다.
대기 위치는, 파지 위치보다 전방(제2 방향 측)에 설정된다. 따라서 되돌림부(60)를 파지 위치에서 대기 위치로 이동시키면, 가동 유지 부재(24) 및 가동체(16)는, 가압 기구(18)에 의해 전방으로 가압되지만, 기판에 의해 전방으로의 이동이 규제된다. 이로써 되돌림부(60)의 움직임에 따라 가동 유지 부재(24) 및 가동체(16)가 추종하지 않는다. 따라서 되돌림부(60)와 레버부(16b)는 분리되어 비접촉이 된다.
또한, 본 실시예에 있어서, 대기 위치는, 가압 가능 한도 위치에 위치하는 가동체(16)의 레버부(16b)에 되돌림부(60)가 접촉하는 위치보다 전방에 설정된다(도 9 참조). 따라서 기판 유지 위치(A)에 기판이 위치하지 않을 때이어도 가동 유지 부재(24) 및 가동체(16)는 스토퍼(6)에 의해 전방으로의 이동이 규제된다. 이로써 되돌림부(60)의 움직임에 따라 가동 유지 부재(24) 및 가동체(16)가 추종하지 않는다. 따라서 되돌림부(60)와 레버부(16b)는 분리되어 비접촉이 된다.
이와 같이, 기판 유지 위치(A)의 기판의 유무에 관계없이 되돌림부(60)는, 대기 위치에 있어서 레버부(16b)와 비접촉이 되도록 구성되어 있다.
또한, 해제 위치는, 파지 위치보다 후방(제3 방향)에 설정된다. 따라서 되돌림부(60)를 파지 위치에서 해제 위치로 이동시키면, 가동 유지 부재(24) 및 가동체(16)는, 되돌림부(60)의 움직임에 추종한다. 이로써 가동 유지 부재(24) 및 가동체(16)는, 가압 기구(18)의 가압력에 대항하여 후방으로 되돌아온다. 따라서 기판의 압압 유지가 해제된다.
[동작 예]
다음으로, 기판 유지 장치(100)를 포함한 기판 반송 시스템(1)의 동작 예를 설명한다.
도 6은 기판 유지 장치(100)의 동작 예를 나타내는 플로우차트이다. 도 7 내지 도 9는 기판 유지 장치(100)의 동작 예를 나타내는 도면이다.
먼저, 기판 반송 시스템(1)의 제어부는, 5개의 기판 유지체(10)의 피치가 제1 카세트(2)에 수납되어 있는 기판의 피치와 같은 제1 피치(P1)가 되도록 기판 유지체(10)를 위치 결정하고 도 7에 도시된 바와 같이 되돌림부(60)를 해제 위치에 위치시킨다(단계 S1).
그런 다음, 기판 반송 시스템(1)의 제어부는, 승강대(5)를 구동하여 기판 유지 장치(100)의 각 기판 유지체(10)를 제1 카세트(2)에 수납되어 있는 기판의 틈새에 삽입할 수 있는 높이 위치에 위치시킨다. 그리고 기판 반송 시스템(1)의 제어부는, 로봇(4)을 구동하여 제1 카세트(2)의 개구부(2a)를 통해 기판 유지 장치(100)의 각 기판 유지체(10)를 제1 카세트(2)에 수납되어 있는 기판의 틈새에 삽입하여 기판 유지체(10)의 각 기판 유지 위치(A)에 기판을 위치시킨다.
다음으로, 기판 반송 시스템(1)의 제어부는, 도 8에 도시된 바와 같이 되돌림부(60)를 대기 위치에 위치시킨다(단계 S2). 이 과정에서, 가동 유지 부재(24)는, 가압 기구(18)의 가압력에 가압되어 기판 유지 위치(A)에 위치하고 있는 기판에 접촉하여 기판을 압압 파지한다.
한편, 제1 카세트(2)에 기판이 수납되어 있지 않을 경우, 도 9에 도시된 바와 같이, 가동체(16)는 가압 가능 한도 위치에 위치한다.
다음으로, 기판 반송 시스템(1)의 제어부는, 승강대(5) 및 로봇(4)을 구동하여 기판 유지 장치(100)를 제1 카세트(2)의 외부로 꺼내어 기판을 제1 카세트(2)에서 반출한다. 그리고 본 실시예와 같이, 제1 카세트(2)의 제1 피치(P1)와 제2 카세트(3)의 제2 피치(P2)가 다른 경우, 기판 반송 시스템(1)의 제어부는, 피치 변경을 실시하는 것으로 판정한다(단계 S3에서 예(YES)). 그리고 기판 반송 시스템(1)의 제어부는, 피치 변경 구동부를 구동하여 5개의 기판 유지체(10)의 피치가 제2 카세트(3)의 기판의 피치와 같은 제2 피치(P2)가 되도록 기판 유지체(10)를 위치 결정하는 피치 변경을 실시한다(단계 S4).
이 피치 변경에 따라, 레버부(16b)는, 되돌림부(60)가 연장되는 방향과 평행하게 이동하지만, 되돌림부(60)는 레버부(16b)와 비접촉 상태에 있으므로 되돌림부(60)와 레버부(16b)가 서로 스치지 않는다. 따라서 파티클의 발생을 방지할 수 있다.
한편, 제1 카세트(2)의 제1 피치(P1)와 제2 카세트(3)의 제2 피치(P2)가 같을 경우는, 피치 변경을 실시하지 않는 것으로 판단하고(단계 S3에서 아니오(NO)), 피치 변경을 실시하지 않는다.
다음으로, 기판 반송 시스템(1)의 제어부는, 승강대(5)를 구동하여 기판 유지 장치(100)의 각 기판 유지체(10)를 제2 카세트(3)에 수납되어 있는 기판의 틈새에 삽입할 수 있는 높이 위치에 위치시킨다. 그리고 기판 반송 시스템(1)의 제어부는, 로봇(4)을 구동하여 제2 카세트(3)의 개구부(3a)를 통해 기판 유지 장치(100)의 각 기판 유지체(10)를 제2 카세트(3)에 삽입하여 기판을 제2 카세트(3)에 반입한다. 그리고 되돌림부(60)를 해제 위치에 위치시켜 기판의 압압 파지를 해제하고, 제2 카세트(3)의 지지부에 지지시켜 제2 카세트(3)에 대한 기판의 반입을 완료한다.
이상과 같이, 본 실시예의 기판 유지 장치(100)는, 각 기판 유지체(10)에 설치되어 있는 가압 기구(18)가 대응하는 기판 유지체(10)의 기판 유지 위치(A)에 위치하는 기판을 개별적으로 압압한다. 이로써 피치 변경을 실시하여도 기판의 파지력을 일정하게 유지할 수 있다.
또한, 되돌림부(60)를 레버부(16b)와 비접촉이 되는 대기 위치에 위치시킬 수 있으므로, 피치를 변경할 때에 되돌림부(60)와 레버부(16b)가 서로 스치는 것으로 인한 파티클의 발생을 방지할 수 있다. 이로써 해당 기판을 이용하여 제조되는 피 제조물의 수율을 향상시킬 수 있다.
또한, 기판 유지 장치(100)는, 되돌림부(60)의 위치 전환에 의해 복수의 기판의 압압 파지 및 그 해제를 일괄적으로 실시한다. 이로써 기판 유지 장치(100)의 구성을 단순화할 수 있어 제조에 유리하고, 또한 제조비용도 저렴해진다.
<변형예>
상기 실시예에 있어서는, 기판 유지 장치(100)는, 원형의 기판을 가동 유지 부재(24) 및 2개의 고정 유지 부재(22)에 의해 파지하는 구성을 나타냈지만 이에 한정되는 것은 아니다. 이 대신에, 예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 직사각형의 기판을 파지하는 구성으로 해도 좋다. 또한, 직사각형의 기판을 대향하는 가동 유지 부재(124) 및 고정 유지 부재(122)에 의해 파지하여도 좋다.
또한, 상기 실시예에 있어서는, 유지부(14)는, 가동 유지 부재(24) 및 고정 유지 부재(22)를 갖도록 구성되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 이 대신에, 예를 들어, 복수의 가동 유지 부재(24)만으로 구성해도 좋다.
또한, 상기 실시예에 있어서는, 스토퍼(6)가 가동체(16)의 가압 가능 한도 위치를 규정하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 이 대신에, 스토퍼(6)를 설치하지 않고, 가압 기구(18)의 코일 스프링이 자유 길이에 도달했을 때 가동체(16) 위치를 가압 가능 한도 위치로 하여도 좋다.
상기 설명으로부터, 당업자에게는 본 발명의 많은 개량이나 다른 실시예가 분명하다. 따라서 상기 설명은, 예시로서 만 해석되어야 하며, 본 발명을 실행하는 최선의 양태를 당업자에게 교시할 목적으로 제공된 것이다. 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 그 구조 및/또는 기능에 대해 실질적으로 변경할 수 있다.
본 발명의 기판 유지 장치는, 기판 상에 미세 회로를 형성하는 반도체, 디스플레이 패널 등의 제조 라인에 적용하는데 유용하다.
1: 기판 반송 시스템
2: 제1 카세트
2a: 개구부
3: 제2 카세트
3a: 개구부
4: 로봇
5: 승강대
6: 스토퍼
10: 기판 유지체
11: 절결부
12: 지지 기구
14: 유지부
16: 가동체
16a: 본체부
16b: 레버부
18: 가압 기구
20: 되돌림 기구
22: 고정 유지 부재
24: 가동 유지 부재
50: 지지대
51: 장공
52: 가이드 레일
54: 회동 부재
55: 계합 핀
57: 가이드 홈
60: 되돌림부
61: 되돌림 구동부
62: 로드
100: 기판 유지 장치

Claims (7)

  1. 복수의 기판 유지체와,
    복수의 상기 기판 유지체를 제1 방향으로 늘어서도록 지지하고, 또한 복수의 상기 기판 유지체의 상기 제1 방향에서의 피치를 변경하는 지지 기구와,
    각각의 상기 기판 유지체에 설치되어 상기 기판 유지체에 대해 이동 가능한 1 이상의 가동 유지 부재를 포함하며, 상기 가동 유지 부재에 의해 복수의 상기 기판 유지체에 대응하는 복수의 기판이 상기 제1 방향으로 늘어서도록 해당 기판을 파지하도록 구성된 유지부와,
    상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향과, 그 반대 방향인 제3 방향으로 이동 가능하며, 해당 이동에 따라 1 이상의 상기 가동 유지 부재를 이동시키도록 각각의 상기 기판 유지체에 설치된 가동체와,
    상기 제2 방향으로 상기 가동체를 가압하여 상기 가동 유지 부재가 상기 기판과 접촉하여 해당 기판을 압압 파지하도록 각각의 상기 기판 유지체에 설치된 스프링인 가압 기구와,
    상기 유지부와 상기 가압 기구 사이에 위치하는 되돌림부를 포함하며, 해당 되돌림부가 복수의 상기 기판 유지체에 각각 설치된 상기 가동체를, 상기 가압 기구가 상기 제2 방향으로 상기 가동체를 가압하는 힘에 대항하여 상기 제3 방향으로 이동시켜, 상기 가동 유지 부재에 의한 상기 기판의 압압 유지를 해제하는 되돌림 기구를 구비하고,
    상기 되돌림 기구는, 상기 되돌림부를 상기 가동체와 비접촉이 되는 대기 위치에 위치시킬 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 유지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 대기 위치는, 상기 가동 유지 부재가 상기 기판과 접촉하여 해당 기판을 압압 파지하는 파지 위치보다 상기 제2 방향 측인 것을 특징으로 하는 기판 유지 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유지부는, 상기 기판 유지체에 고정된 1 이상의 고정 유지 부재를 포함하며, 해당 고정 유지 부재와 상기 가동 유지 부재에 의해 복수의 상기 기판 유지체에 대응하는 복수의 기판을 파지하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 유지 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가동 유지 부재는, 각각의 상기 기판 유지체에 2 이상 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 유지 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가압 기구는, 상기 가동 유지 부재가 상기 기판과 접촉하여 해당 기판을 압압 파지하는 파지 위치보다 상기 제2 방향 측이며, 상기 가동체에 대한 상기 제2 방향으로의 가압력이 해제되는 가압 가능 한도 위치를 포함하고,
    상기 대기 위치는, 상기 가압 가능 한도 위치보다 상기 제2 방향 측에 위치하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 유지 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가동체가 상기 제2 방향 측으로 이동하는 것을 규제하는 스토퍼를 구비하며, 해당 스토퍼에 의해 상기 가압 가능 한도 위치가 규정되는 것을 특징으로 하는 기판 유지 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 지지 기구는, 상기 되돌림 기구의 상기 되돌림부가 상기 대기 위치에 위치하고 있을 때에 복수의 상기 기판 유지체의 상기 제1 방향에서의 피치를 변경하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 유지 장치.
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