KR200397740Y1 - 공기 베어링이 장착된 마스크 얼라이너 - Google Patents

Abstract

본 고안은 공기 베어링이 장착된 마스크 얼라이너에 관한 것으로서,

모터와, 모터축의 회전에 의해 승강하는 승강변환축과, 상기 승강변환축에 연결되어 함께 승강하는 수직의 이동 지지축과, 상기 이동 지지축을 지지하는 베어링으로 구성된 마스크 얼라이너에 있어서, 상기 베어링(500)은 상기 이동 지지축(400)을 감싸는 공기 베어링으로 이루어져 있고, 상기 승강변환축(300)에는 가이드 이동부(310)가 부착되어 있으며, 상기 모터(100)의 브라켓(200)에는 상기 가이드 이동부(310)의 이동을 안내하기 위한 승강 가이드부(250)이 설치되어 있고, 상기 이동 지지축(400)과 가이드 이동부(310) 사이에는 고정 플레이트(600)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하므로, 웨이퍼를 마스크에 정렬시, 승강(수직)이동시 수평방향 및 회전 방향으로의 변이를 없애고, 마모되는 부분이 없어 승강이동이 항상 원활하게 이루어지며, 분사되는 공기를 조절하여 조립시의 오차 등을 자유롭게 보정할 수 있고, 가이드 이동부와 승강 가이드부 사이의 안내이동에 의해 승강변환축의 기울어짐이 확실히 방지될 수 있으며, 이동 지지축과 가이드 이동부 사이에 설치된 고정 플레이트에 의해 이동 지지축이 기울어지는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

Description

공기 베어링이 장착된 마스크 얼라이너{MASK ALIGNER MOUNTED WITH AIR BEARING}

본 고안은 공기 베어링이 장착된 마스크 얼라이너에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자체 기울어짐과 회전을 방지하기 위한 공기 베어링이 장착된 마스크 얼라이너에 관한 것이다.

유기 EL과 같은 디스플레이 관련 산업이나 정보매체 관련 산업에서는 반도체 웨이퍼에 패턴을 전사시켜서 필요한 모양으로 형성하는 작업이 이루어지며, 이를 위해 마스크 얼라이너(mask aligner)가 많이 사용되고 있으며, 그 전체적인 구조가 도 1에 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 반도체웨이퍼 패턴형성장치는, 노광부와 스테이지부로 구성되어 있고, 상기 스테이지부에 반도체웨이퍼를 조작하는 웨이퍼척이 배치되어 있다. 그리고, 상기 웨이퍼척의 아래쪽에 마스크 얼라이너가 배치되어 있다.

그런데, 종래의 마스크 얼라이너는 이동 지지축을 기계적인 마찰이 있는 크로스 롤러 베어링(cross roller bearing)에 의해 지지하는 구성으로 되어 있었다.

이에 따라, 종래에는 얼라인 공정시의 시프트 오차(shift error)가 존재하였다.

또한, 종래에는, 일단 장치조립이 완료되면 그 과정에서 발생되는 기구적 오차가 동작시에 그대로 반영되기 때문에, 중도에 이를 수정하기가 매우 곤란한 문제가 있었다.

더욱이, 종래의 이동 지지축과 크로스 롤러 베어링 사이에는 기계적 마찰이 있기 때문에, 마모에 의한 수명의 한계가 있을 수밖에 없고, 마모가 어느 정도 진행되었을 경우 승강이동이 원활하게 이루어지지 않아 제품의 불량으로 이어지는 경우가 있었다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 고안의 목적은 얼라인시의 시프트 오차를 줄이고, 구조 자체에 의한 오차를 용이하게 보정할 수 있으며, 승강이동시 발생되는 기울어짐이나 회전을 견고하게 방지할 수 있는 공기 베어링이 장착된 마스크 얼라이너를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 고안에 따른 공기 베어링이 장착된 마스크 얼라이너는,

웨이퍼척의 아래쪽에 배치되는 것으로, 모터와, 모터축의 회전에 의해 승강하는 승강변환축과, 상기 승강변환축에 연결되어 함께 승강하는 수직의 이동 지지축과, 상기 이동 지지축을 지지하는 베어링으로 구성된 마스크 얼라이너에 있어서, 상기 베어링은 상기 이동 지지축을 감싸는 공기 베어링으로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 승강변환축에는 가이드 이동부가 부착되어 있고,

상기 모터에는 상기 가이드 이동부의 이동을 안내하기 위한 승강 가이드부가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이동 지지축과 가이드 이동부 사이에는 고정 플레이트가 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 이동 지지축과 승강변환축 사이에는 볼이 개재되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 웨이퍼척과 이동 지지축의 상단 사이에는 수평보정용 액츄에이터가 복수개 배치되어 있는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 공기 베어링이 장착된 마스크 얼라이너는, 모터(100)와, 모터축(120)의 회전에 의해 승강하는 승강변환축(300)과, 상기 승강변환축(300)에 연결되어 함께 승강하는 직립의 이동 지지축(400)과, 상기 이동 지지축(400)을 지지하는 베어링(500)과, 상기 베어링(500)이 장착되는 하우징(900)으로 구성되어 있다. 상기 모터(100)는 정역전이 자유로운 스테핑 모터(stepping motor)로 이루어진 것이 좋다.

이 때, 상기 베어링(500)은 이동 지지축(400)을 감싸는 공기 베어링(air bearing)으로 이루어져 있다. 이에 따라, 상기 이동 지지축(400)이 주변 구조에 접촉하는 경우가 없고, 공급되는 공기의 양과 속도를 조절함으로써 조립시 발생된 오차까지 보정할 수 있으며, 얼라인시의 시프트 오차를 미크론 단위 이하로 줄일 수 있다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 승강변환축(300)과 모터축(120) 사이에는 이송나사에 의해 연결되어 있어, 모터축(120)의 회전에 따라 승강변환축(300)이 자유롭게 승강하는 구조로 되어 있다.

또한, 상기 승강변환축(300)에는 가이드 이동부(310)가 부착되어 있고, 상기 모터(100)의 브라켓(200)에는 상기 가이드 이동부(310)의 이동을 안내하기 위한 승강 가이드부(250)가 설치되어 있다. 상기 가이드 이동부(310)와 승강 가이드부(250) 사이에는 가이드 홈과 가이드 돌기의 상호 결합에 의해 서로 안내가 용이하게 이루어질 수 있다.

이에 따라, 상기 승강변환축(300) 및 가이드 이동부(310)가 승강 가이드부(250)를 따라 안내되면서 이동하므로 승강변환축(300)의 기울어짐을 최대한 방지할 수 있다.

더욱이, 상기 이동 지지축(400)과 가이드 이동부(310) 사이에는 비교적 얇은 고정 플레이트(600)가 설치되어 있다. 상기 고정 플레이트(600)는 수평 배치되는 것이 좋으며, 볼트 등에 의해 상기 가이드 이동부(310)에 고정되는 것이 좋다. 이에 따라, 승강이동시 이동 지지축(400)이 회전하거나 기울어지는 것을 방지할 수 있다. 즉, 시프트 오차를 최소화할 수 있다.

또한, 상기 이동 지지축(400)과 하단의 지지편(460) 사이에 고정 플레이트(600)를 설치하고 볼트 등에 의해 체결함으로써 고정 플레이트(600)의 견고한 결합이 이루어질 수 있다.

또한, 상기 이동 지지축(400)과 승강변환축(300) 사이에는 볼(700)이 개재되어 있다. 이에 따라, 이동 지지축(400)과 승강변환축(300) 사이에 점접촉이 이루어져 이동 지지축(400)의 기울어짐량 보정이 용이하게 이루어지는 것이 가능하다.

도면에서, 도면부호 810은 반도체웨이퍼를 착탈하기 위한 웨이퍼척이고, 820은 상기 웨이퍼척 아래쪽에 배치되어 웨이퍼척과 함께 착탈이 가능한 웨이퍼척 트레이이며, 830은 마스크홀더이고, 840은 마스크이다.

이동 지지축(400)이 상승하기 전에는, 웨이퍼척(810)이 웨이퍼척 트레이(820)에 올려져 있는 상태에서 웨이퍼를 교체하기 위해 슬라이딩 이동하게 되어 있다.

또한, 액츄에이터(850)가 상기 웨이퍼척 트레이(820)와 이동 지지축(400)의 상단 사이에 배치되어 있어, 반도체웨이퍼의 수평오차를 보정하게 되어 있다. 구체적으로, 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 상기 실린더형 액츄에이터(850)가 상승하여 웨이퍼척(810)이 상부의 마스크(840)에 밀착되는 경우, 수평이 맞지 않으면 액츄에이터(850)가 개별적으로 이동하여 수평을 맞추게 되며, 수평이 맞춰지면 액츄에이터(850)가 그 자리에 고정되게 된다.

이하, 본 실시예에 따른 작용에 관하여 설명한다.

반도체 웨이퍼(미도시)가 이동 하여 이동 지지축(400) 위에 배치되면, 스텝핑 모터(100)가 회전하게 된다.

이에 따라, 승강변환축(300)이 상승하게 되고, 연속적으로 이동 지지축(400)이 상승한다. 이 때, 상기 이동 지지축(400)은 공기 베어링(500)에 의해 견고하게 마찰없이 지지된다.

이 상태에서, 반도체 웨이퍼에 전사 작업 등의 적절한 작업이 이루어지는데, 이동 지지축(400)이 가이드 이동부(310)에 부착되어 있어 이동 지지축(400)이 회전하거나 기울어지는 것이 방지된다.

다음, 이러한 작업이 완료되면, 스테핑 모터(100)가 반대방향으로 회전하여 승강변환축(300)과 이동 지지축(400)이 그대로 하강하게 된다.

이 경우, 공기 베어링(500)에 의해 이동 지지축(400)의 자세가 다소 변화되어도 이동 지지축(400)과 승강변환축(300) 사이에 배치된 볼(700)에 의해 원활한 보정이 이루어지게 된다.

전술한 바와 같은 구성의 본 고안에 따르면, 이동 지지축을 공기 베어링이 지지하므로 얼라인시의 시프트 오차를 크게 떨어지게 할 수 있다.

또한, 공기 베어링에 의한 지지로 마모되는 부분이 없어 승강이동이 항상 원활하게 이루어진다.

또한, 이동 지지축의 접촉부분이 없으므로 분사되는 공기를 조절하여 조립시의 오차 등이 자유롭게 보정될 수 있다.

또한, 가이드 이동부와 승강 가이드부 사이의 안내이동에 의해 승강변환축의 기울어짐이 확실히 방지될 수 있다.

또한, 이동 지지축과 가이드 이동부 사이에 설치된 고정 플레이트에 의해 이동 지지축이 기울어지는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 가이드 이동부와 승강 가이드부 사이에 배치된 볼에 의해 자세의 보정이 용이하게 이루어질 수 있는 여유가 있다.

도 1은, 통상적인 웨이퍼 패턴형성장치의 개략적인 구성을 나타내는 사시도이다.

도 2는, 본 고안에 따른 공기 베어링이 장착된 마스크 얼라이너를 나타내는 측면도로서, (a)는 하강시 (b)는 상승시의 자세를 나타낸다.

도 3은, 본 고안에 따른 공기 베어링이 장착된 마스크 얼라이너의 요부 상세 사시도이다.

도 4는, 본 고안에 따른 공기 베어링이 장착된 마스크 얼라이너의 저면 사시도이다(이동 지지축 하강상태).

도 5는, 도 2에서 "A"부분의 상세 사시도이다.

※ 주요 도면부호의 설명

100... 모터

200... 브라켓

300... 승강변환축

400... 이동 지지축

500... 공기 베어링

600... 고정 플레이트

700... 볼

900... 하우징

1000... 공기 베어링이 장착된 마스크 얼라이너

Claims (5)

1. 웨이퍼척의 아래쪽에 배치되는 것으로, 모터와, 모터축의 회전에 의해 승강하는 승강변환축과, 상기 승강변환축에 연결되어 함께 승강하는 수직의 이동 지지축과, 상기 이동 지지축을 지지하는 베어링으로 구성된 마스크 얼라이너에 있어서,

   상기 베어링(500)은 상기 이동 지지축(400)을 감싸는 공기 베어링으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 공기 베어링이 장착된 마스크 얼라이너.
2. 제1항에 있어서,

   상기 승강변환축(300)에는 가이드 이동부(310)가 부착되어 있고,

   상기 모터(100)에는 상기 가이드 이동부(310)의 이동을 안내하기 위한 승강 가이드부(250)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 베어링이 장착된 마스크 얼라이너.
3. 제2항에 있어서,

   상기 이동 지지축(400)과 가이드 이동부(310) 사이에는 고정 플레이트(600)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 베어링이 장착된 마스크 얼라이너.
4. 제3항에 있어서,

   상기 이동 지지축(400)과 승강변환축(300) 사이에는 볼(700)이 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 베어링이 장착된 마스크 얼라이너.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 웨이퍼척과 이동 지지축(400)의 상단 사이에는 수평보정용 액츄에이터(850)가 복수개 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 베어링이 장착된 마스크 얼라이너.