KR200465252Y1 - 기판 정렬 장치 - Google Patents

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Abstract

처리 대상물인 기판을 스테이지 상에 정렬함과 동시에 홀딩시키는 기판 정렬 장치를 제공한다. 상기 기판 정렬 장치는 기판 정렬 장치는 처리 대상물인 기판에 형성되는 금속 마킹과, 상기 기판이 안착되는 스테이지와, 스테이지 상으로 상기 기판의 안착을 견인하는 복수의 리프트 핀과, 상기 복수의 리프트 핀 상에 놓여지는 상기 기판의 금속 마킹과 대응하는 위치의 리프트 핀 선단에 설치되는 전자석으로 이루어져, 스테이지 상에 기판 안착 시 상기 금속 마킹과 전자석 사이의 인력(引力)에 의하여 기판에 대한 정렬과 홀딩이 동시에 수행될 수 있다.
기판, 정렬, 홀딩, 전자석, 리프트 핀

Description

기판 정렬 장치{Apparatus for align substrate}
본 고안은 기판 정렬 장치 및 방법에 관한 것으로, 상세하게는 피처리 기판에 대한 소정의 처리를 실시하는 기판 처리장치에서 스테이지 상에 안착되는 기판을 정위치에 정렬과 동시에 홀딩시키기 위한 기판 정렬 장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치 및 반도체 분야의 제조공정 중에는 기판의 박막을 원하는 형상으로 패터닝하기 위해 기판상에 감광막(photoresist film)을 형성하고 이를 경화시키는 공정이 이루어지며, 이러한 감광액의 도포공정에서는 기판을 이송 및 안착시킨 상태로 기판의 처리가 이루어지도록 하는 기판 처리 장치가 사용되고 있다.
예로서, 대한민국 특허공개 제2006-50987호는 기판 처리 장치 및 기판 위치 결정 장치라는 제목으로 처리 대상물인 기판을 스테이지 상의 정위치에 안착시키기 위한 구성요소를 갖는 기판 처리 장치를 개시하고 있다. 상기 대한민국 특허공개 제2006-50987호에 나타난 기판 처리 장치 및 위치 결정 장치에 대해 첨부 도면을 참조하여 간단히 설명한다.
도 1은 상기 종래기술에 따른 기판 처리장치에서 기판의 안착 및 정렬이 이루어지는 스테이지(12)와, 상기 스테이지(12)에의 기판(G)의 안착 및 정렬을 보조하는 리프트 핀(32)을 도시한 사시도로, 상기 스테이지(12)에 놓인 기판(G)을 진공흡착력으로 스테이지(12)상에 고정하기 위한 고정부의 진공 흡착구(30)와, 기판(G)을 수평자세로 오르내림하기 위한 승강지지부의 리프트 핀(32)이 각각 일정한 간격 또는 밀도로 다수 설치되어 있다.
상기 리프트 핀(32)은 도 2, 3에 도시된 바와 같이 상기 스테이지(12)에 형성된 관통구멍(38)에 승강이동 가능하게 삽입되어, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 리프트 핀(32)의 선단이 상기 스테이지(12) 상측으로 돌출되거나, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 관통구멍(38)안으로 퇴피되도록 이동조정된다.
상기 리프트 핀(32)의 하단부는 승강대(40)에 고정되며, 상기 승강대(40)는 에어실린더 또는 전기모터 등을 구동원으로 하는 승강 구동부(44)에 의해 이동조정되면서, 다수의 리프트 핀(32)을 동시 또는 일체로 승강시켜 임의의 높이 위치에서 정지 또는 고정할 수 있게 되어 있다.
상기 리프트 핀(32) 외에도 상기 스테이지(12)의 구석 각부에는 기판 위치 결정부를 구성하는 다수의 얼라인먼트 핀(48, 50)이 상기 스테이지(12)에 형성된 관통구멍(149, 151)에 승강이동 가능하게 삽입되어, 상기 리프트 핀(32)과 함께 이동이 이루어지게 된다.
이처럼, 종래 기술에 따른 기판 처리 및 정렬 장치는 복수의 리프트 핀(얼라 인먼트 핀 포함)을 포함하는 기판 승강 및 정렬수단과, 그 정렬된 상태 유지를 위해 스테이지(12) 표면에 일정 패턴의 진공 흡착구(30)를 포함하는 홀딩수단으로 이루어져, 스테이지 상에 로딩된 기판을 지정위치에 정렬시키고 그 정렬된 상태를 상기 홀딩수단을 통해 유지시킨다.
그러나 상기 종래의 기술은, 스테이지 상에 로딩되는 기판을 정렬하기 위한 장치와 홀딩을 위한 수단이 서로 독립되어 있는 관계로, 스테이지 상에 로딩된 기판에 대한 정렬작업과 홀딩작업이 연이어 독립적으로 수행될 수 밖에 없었다. 이 경우에, 기판을 스테이지 상에 로딩시킴에 있어 정렬과 홀딩작업 사이에 대기시간이 소요되므로 전반적으로 택 타임(Tack-time)이 길어질 수 밖에 없으며, 기판 정렬과는 별도의 홀딩장치가 요구됨에 따라 장치 구성이 복잡해지는 단점 또한 있었다.
본 고안이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 처리 대상물인 기판을 스테이지 상의 지정위치에 정렬시키고 홀딩시킴에 있어, 기판에 대한 정렬기능과 홀딩기능을 겸비한 기판 정렬 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 고안은, 처리 대상물인 기판 저면 적소에는 금속 마킹이 형성되어 있으며; 상기 기판이 안착되는 스테이지; 상기 스테이지를 상하로 관통하여 수직으로 승강이동하며, 스테이지 상으로 상기 기판의 안착을 견인하는 복수의 리프트 핀; 및 상기 복수의 리프트 핀 상에 놓여지는 상기 기판의 금속 마킹과 대응하는 위치의 리프트 핀 선단에 설치되는 전자석;을 포함하는 기판 정렬 장치를 제공한다.
상기 금속 마킹 및 전자석은 각각, 기판 저면의 사측 모서리 부근 및 기판이 리프트 핀 상에 놓였을 경우 상기 금속 마킹과 직하방에 대응되는 위치의 리프트 핀 선단에 설치되는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 전자석이 설치된 리프트 핀은 속이빈 중공관 형태로 이루어져 외부 기기 예컨대, 펌프에 의해 기판에 대한 진공흡착 기능을 가질 수도 있다.
상기한 구성에 의한 본 고안은, 스테이지 상의 지정위치에 기판을 로딩시킴에 있어, 기판 저면에 형성된 금속 마킹과 상기 기판이 리프트 핀 상에 놓일 경우 상기 금속 마킹에 대응하는 위치의 리프트 핀 선단에 설치된 전자석 사이의 끌어당기는 힘 즉, 인력(引力)에 의하여 스테이지 상의 지정위치에 기판을 정렬시키는 작업과 홀딩시키는 작업이 동시에 수행될 수 있다. 따라서, 기판 처리에 소요되는 전반적인 택 타임(Tack-time)을 효과적으로 줄일 수 있으며, 종래와 달리 기판 정렬 및 홀딩을 위한 독립된 복수의 장치가 요구되지 않으므로, 전반적으로 장비의 구성이 간단해지는 이점이 있다.
이하, 첨부도면에 의거하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 4는 본 고안의 실시예에 따른 기판 정렬 장치의 전반적인 구성을 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 4에 따른 기판 정렬 장치의 정단면도이며, 도 6은 도 4에 따른 기판 정렬 장치의 평면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 고안에 따른 기판 정렬 장치는 처리 대상물인 기판(40)에 형성되는 금속 마킹(45)과, 상기 기판(40)이 안착되는 스테이지(10)와, 스테이지(10) 상으로 상기 기판(40)의 안착을 견인하는 복수의 리프트 핀(20)과, 상기 복수의 리프트 핀(20) 상에 놓여지는 상기 기판(40)의 금속 마킹(45)과 대응하는 위치의 리프트 핀(20') 선단에 설치되는 전자석(30)으로 이루어져, 스테 이지(10) 상에 기판(40) 안착 시 상기 금속 마킹(45)과 전자석(30) 사이의 인력(引力)에 의하여 기판(40)에 대한 정렬과 홀딩이 동시에 수행될 수 있는 구조이다.
금속 마킹(45)은 상기 복수의 리프트 핀 중 전자석(30)을 가진 리프트 핀(20)과의 인력(引力) 발생을 위한 구성요소로서, 기판의 저면 적소 바람직하게는, 차후 약액 도포 후 커팅공정을 통해 제거되는 여백 영역(미도시)에 해당하는 기판 저면의 사측 모서리 부근에 하나씩 구비될 수 있다.
상기 금속 마킹(45)을 기판(40) 상에 부착함에 있어서는, 접착면을 일면에 가지면서 금속성분을 포함하는 적당한 크기의 테이프 형태로서 구성하여 기판(40) 저면의 해당위치에 간단히 부착되도록 할 수도 있고, 적당한 크기와 두께를 가지는 판상형 금속재 형태로서 구성하여 이 금속재에 상응하는 크기와 깊이로 기판 적소에 가공된 홈면에 접착제를 매개로 고정 부착시킬 수도 있다.
스테이지(10)는 피처리 기판에 대한 소정의 처리 예컨대, 감광액 내지는 컬러잉크와 같은 약액 도포 시 기판(40)이 안착되어 보다 안정적인 처리가 실시될 수 있는 공간을 제공한다. 이러한 스테이지(10)는 적어도 기판의 크기에 상응하는 크기를 가지며, 그 내측에는 상기 복수의 리프트 핀(20)들이 이를 관통하여 상하 수직방향으로 승강될 수 있는 수직 관통홀(15)들이 일정 이격간격을 가지며 일정한 패턴으로 천공되어 있다.
리프트 핀(20)은 상기 스테이지(10) 상으로 기판의 안착을 견인하기 위한 구성요소이다. 이러한 리프트 핀(20)은 상하방으로 연장되는 길이를 가지며, 상하방향으로 승강 이동변위를 가지는 승강대(25)에 하단부가 결합되고, 상기 스테이 지(10)에 형성된 다수의 관통홀(15) 상에 각각 끼워져 상기 승강대(25)의 이동과 연동하여 스테이지 상측으로 돌출되거나 관통홀(15) 안쪽으로 삽입된다.
상기 승강대(25)의 작동으로 리프트 핀(20)이 스테이지 상으로 돌출된 상태에서의 상기 리프트 핀(20) 상측 선단은 로딩/언로딩 로봇에 의해 스테이지(10) 측으로 제공된 기판(40) 저면과 접촉하여 그 기판(40)을 떠 받치며, 이 상태에서 승강대(25)의 하강으로 상기 리프트 핀(20)이 하측으로 하향이동되면 리프트 핀(20) 상에 놓여진 기판(40)은 스테이지(10) 상면에 올려지게 된다.
전자석(30)은 상기와 같은 복수의 리프트 핀(20) 중, 상기 기판(40)이 리프트 핀(20) 상에 놓였을 경우에 상기 금속 마킹(45)과 직하방에 대응되는 위치의 리프트 핀(20') 선단에만 선택적으로 설치된다. 따라서 전술한 바와 같이 스테이지(10) 상으로 돌출된 리프트 핀(20) 상에 피처리 기판(40)이 놓여지고 상기 금속 마킹(45)과 접촉 내지는 근접하는 상기 전자석(30)에 전력이 인가되면, 기판(40) 저면의 금속 마킹(45)과 이 금속 마킹(45)과 근접한 곳에 배치된 전자석(30) 사이에 인력(引力)이 작용하여 기판(40)은 인력이 작용하는 방향(도 6의 화살표 방향 참조)으로 소폭 이동하면서 그에 대한 정렬이 수행되며, 기판(40)이 정위치까지 이동된 후에는 별도의 종래 진공흡착구와 같은 홀딩수단 없이도 상기 인력에 의해 그 정렬상태가 유지된다.
위와 같은 구성으로 이루어진 본 고안의 기판 정렬 장치를 통해 수행되는 기판에 대한 정렬과정을 본 고안의 동작과 연계하여 설명한다.
도 7은 본 고안인 기판 정렬 장치에 의해 수행되는 기판 정렬과정을 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 금속 마킹(45)을 구비한 피처리 기판(40)은 미도시된 로딩/언로딩 로봇을 통해 스테이지(10)측으로 제공되며, 리프트 핀(20)은 도 7의 (a)에서와 같이 스테이지(10) 측으로 제공되는 상기 기판(40)을 제공받기에 유리하게 스테이지 상측으로 돌출되어 있다. 따라서 처리 대상물인 기판(40)은 상기 로딩/언로딩 로봇에 의해 도 7의 (b)와 같이 스테이지 상측으로 돌출된 상기 리프트 핀(20) 선단에 놓여진다.
상기와 같이 기판(40)이 리프트 핀(20) 선단에 놓이도록 제공되면, 이후 기판 상의 설정된 도포영역 내에 정밀한 약액 코팅 작업이 수행될 수 있도록 기판(40)에 대한 정렬 및 홀딩 작업이 이루어지는 데, 본 고안에서는 리프트 핀(20) 상에 기판이 놓였을 때 상기 기판(40) 저면에 형성된 금속 마킹(45)과 이 금속 마킹(45)과 대응하는 위치에 있는 리프트 핀(20') 선단의 전자석(30) 간의 인력(引力)에 의해 스테이지(10) 상에서 기판(40)에 대한 정렬과 홀딩작업이 동시에 진행된다.
구체적으로, 기판(40)이 도 7의 (b)와 같이 리프트 핀(20) 선단에 놓인 상태에서 기판(40) 저면의 상기 금속 마킹(45)과 근접 내지는 접촉되는 위치의 리프트 핀(20') 선단의 전자석(30)에 전력을 공급하면, 상기 금속 마킹(45)과 이 금속 마킹(45)과 근접 내지는 접촉된 위치에 배치된 전자석(30) 사이에 끌어당기는 힘 즉, 인력(引力)이 작용한다. 기판(40)은 복수의 리프트 핀(20) 선단에 단순 안착되어 있으므로 전후좌우 어느 방향으로든 유동이 가능한 상태이다. 이에 따라, 상기와 같은 인력이 작용하면, 기판(40)은 인력이 작용하는 방향으로 소폭 이동하면서 그에 대한 정렬이 수행되며, 기판이 정위치까지 이동된 후에는 상기 인력에 의해 그 정렬된 상태가 유지된다.
스테이지(10) 상의 기판(40)에 대한 정렬과 동시에 홀딩이 마무리되면, 상기 기판(40)을 홀딩한 리프트 핀(20)은 승강대(25)의 작동으로 하강하여 도 7의 (c)와 같이 스테이지(10) 상면에 상기 기판(40)을 안착시키는 데, 이때에도 상기 전자석(30)은 기판(40)을 강한 인력으로 홀딩하고 있다.
스테이지(10) 상면에 기판(40)이 안착되면, 그 안착된 기판(40)에 대한 소정의 처리 예컨데, 노즐을 통한 기판 표면에 대한 약액 도포 작업이 실시된다. 기판(40)에 대한 소정의 처리로서 이처럼 약액이 도포되는 경우에, 상기 약액에는 자기력에 반응성을 가진 고형분이 포함되어 있는 관계로, 자기력에 의한 약액의 유동성을 최소화하여 보다 양호한 도포층을 얻기 위해서는 기판(40) 상에 약액을 도포하기 바로 전단계에서 상기 전자석(30)에 대한 전자기력의 세기를 줄이거나 제거하는 것이 바람직하다.
자기장 영향에 의한 약액의 유동성을 최소화하기 위한 바람직한 실시형태로는, 정렬 및 홀딩을 위해 전자석에 제공되는 초기 전력 값보다 낮은 전력 값으로 기판을 홀딩시켜 전자기력에 영향에 따른 약액의 유동성을 최소화하는 방안도 있으나, 도면에는 도시하지 않았지만 전자석(30)을 가진 리프트 핀(20')을 속이빈 중공관 형태로 구성하여 외부기기 예컨데, 진공펌프를 통해 기판에 대한 진공흡착 기능을 가지도록 함으로써, 전자석(30)을 통해 기판에 대한 정밀한 정렬이 수행된 직 후, 상기 전자석(30)에 공급되는 전력을 차단하고 동시에 진공흡착을 통해 기판을 홀딩시킬 수 있도록 하는 것이 보다 바람직하다.
상기한 본 고안의 실시예에 따르면, 스테이지(10) 상의 지정위치에 기판(40)을 로딩시킴에 있어, 기판(40) 저면에 형성된 금속 마킹(45)과 상기 기판(40)이 리프트 핀(20) 상에 놓일 경우 상기 금속 마킹(45)에 대응하는 위치의 리프트 핀(20') 선단의 전자석(30) 사이의 끌어당기는 힘 즉, 인력(引力)에 의하여 스테이지(10) 상의 지정위치에 기판(40)을 정렬시키는 작업과 홀딩시키는 작업이 동시에 수행될 수 있다.
따라서, 기판(40) 처리에 소요되는 전반적인 택 타임(Tack-time)을 보다 효과적으로 줄이는 것이 가능해지며, 종래와 달리 기판 정렬 및 홀딩을 위한 독립된 복수의 장치가 요구되지 않으므로 전반적으로 장비를 간단하게 구현할 수 있다.
본 실시예에서는 기판 처리를 위한 실시예로서 기판에 대한 약액 도포를 수행하는 기판 처리 장치에 한정하여 주요하게 설명하고 있으나 이러한 처리 장치에만 한정되는 것은 아니며, 기판 방향 전환을 위한 턴 테이블(turn table) 내지는 기판을 홀딩한 상태에서 다른 공정으로 기판을 이송시켜주는 컨베이어 등 기판에 대한 정렬 및 홀딩이 요구되는 다른 기판 처리 장치에도 적용이 가능하므로 이 또한 본 고안의 기술범주에 포함될 수 있음을 밝혀둔다.
이상에서 설명한 것은 본 고안을 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 고안은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상 의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 고안의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 기판 처리 장치의 실시예를 도시한 요부사시도.
도 2는 도 1의 리프트 핀이 하향 이동된 상태를 도시한 종단면도.
도 3은 도 1의 리프트 핀이 상향 이동된 상태를 도시한 종단면도.
도 4는 본 고안의 실시예에 따른 기판 정렬 장치의 전반적인 구성을 나타낸 사시도.
도 5는 도 4에 따른 기판 정렬 장치의 정단면도.
도 6은 도 4에 따른 기판 정렬 장치의 평면도.
도 7은 본 고안에 따른 기판 정렬 장치에 의해 수행되는 기판 정렬과정을 나타낸 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
10...스테이지 15...관통홀
20...리프트 핀 25...승강대
30...전자석 40...기판
45...금속 마킹

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 처리 대상물인 기판 저면 적소에는 금속 마킹이 형성되어 있으며;
    상기 기판이 안착되는 스테이지;
    상기 스테이지를 상하로 관통하여 승강 이동하며, 스테이지 상으로 상기 기판의 안착을 견인하는 복수의 리프트 핀; 및
    상기 복수의 리프트 핀 상에 놓여지는 상기 기판의 금속 마킹과 대응하는 위치의 리프트 핀 선단에 설치되는 전자석;
    을 포함하고, 상기 금속 마킹 및 전자석은 각각, 기판 저면의 사측 모서리 부근 및 기판이 리프트 핀 상에 놓였을 경우 상기 금속 마킹과 직하방에 대응되는 위치의 리프트 핀 선단에 설치됨을 특징으로 하는 기판 정렬 장치.
  3. 처리 대상물인 기판 저면 적소에는 금속 마킹이 형성되어 있으며;
    상기 기판이 안착되는 스테이지;
    상기 스테이지를 상하로 관통하여 승강 이동하며, 스테이지 상으로 상기 기판의 안착을 견인하는 복수의 리프트 핀; 및
    상기 복수의 리프트 핀 상에 놓여지는 상기 기판의 금속 마킹과 대응하는 위치의 리프트 핀 선단에 설치되는 전자석;
    을 포함하고, 상기 전자석이 설치된 리프트 핀은,
    속이빈 중공관 형태로 이루어져 기판에 대한 진공흡착 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 장치.
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JP2006339191A (ja) 2005-05-31 2006-12-14 Nikon Corp ウェハホルダ、ウェハ積層方法及び積層型半導体装置製造方法
KR20080002161U (ko) * 2006-12-21 2008-06-25 한국 고덴시 주식회사 반도체패키지용 레이져마킹장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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