KR20080026539A - 스테이지 장치 - Google Patents

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Abstract

육상수송 가능하게 분할할 수 있음과 동시에 피처리기판에 대한 적정한 처리를 확보한다. 피처리기판이 설치되는 기판처리면을 사이에 두어 대향 배치된 한쌍의 가이드 프레임(13X1, 13X2)과, 이들 한쌍의 가이드 프레임(13X1, 13X2) 상면에 이동자재하게 지지되는 갠트리(13Y)를 구비한 스테이지 장치(11)에 있어서, 당해 스테이지 장치(11)를, 한쪽의 가이드 프레임(13X1)을 포함하는 제1 구성체(V1)와, 다른 쪽의 가이드 프레임(13X2)을 포함하는 제2 구성체(V2)와, 갠트리(13Y)를 포함하는 제3 구성체(V3)와의 결합체로 구성한다. 이에 따라 대형 스테이지 장치에 있어서도 각 구성체(V1∼V3)에 분리자재하므로 육상수송이 가능하게 되고, 또 갠트리(13Y)의 이동경로상에 이음매가 존재하지 않으므로, 갠트리(13Y)의 이동 송급 정밀도를 회손하지 않고 적정한 기판처리를 확보할 수 있다.
스테이지, 갠트리, 측정장치

Description

스테이지 장치{STAGE DEVICE}
본 발명은 갠트리(gantry) 이동형 스테이지 장치에 관하여, 더욱 상세하게는, 예를 들면 액정패널용 유리기판에 대한 실(seal)제나 액정 재료, 스페이서 함유 수지 등의 각종 페이스트재의 도포, 혹은 카메라를 이용한 표면 검사나 표면 단차 계측 등에 이용되는 스테이지 장치에 관한 발명이다.
종래로부터, 예를 들면 액정패널용 유리기판에 대한 실제나 액정 재료, 스페이서 함유 수지 등의 각종 페이스트재의 도포공정, 혹은 카메라를 이용한 표면 검사공정 등에 있어서는, 페이스트재를 토출하는 토출 노즐 혹은 카메라를 유리기판 면내 2방향에 따라 이동시키는 갠트리 이동형 스테이지 장치가 이용되어 있다(예컨대, 하기 특허문헌 1 참조).
도 4는 이런 종류의 종래의 스테이지 장치의 개략 구성을 나타내는 평면도이다. 도시하는 종래의 스테이지 장치(1)는 XY면내에 있어서 피처리기판을 지지하는 재치대(2)와, 이 재치대(2)를 사이에 두도록 설치되고 X축방향으로 늘려진 한쌍의 가이드 프레임(3X, 3X)과, 이들 한쌍의 가이드 프레임(3X, 3X)간에 걸쳐서 늘려진 갠트리(3Y)와, 이 갠트리(3Y)에 설치된 기판처리유닛(4)을 구비하고 있다.
갠트리(3Y)는 가이드 프레임(3X, 3X)에 대해 당해 가이드 프레임(3X, 3X) 상 면을 따라 이동자재하게 취부되어 있다. 기판처리유닛(4)은 실제나 액정 재료, 스페이서 함유 수지 등의 각종 페이스트재를 토출하는 토출 노즐 혹은 기판표면을 관찰하는 카메라 유닛 등으로 구성되어 있고, 갠트리(3Y)에 대해 당해 갠트리(3Y)의 하면을 따라 이동자재하게 취부되어 있다. 갠트리(3Y) 및 기판처리유닛(4)은 리니어 모터 등의 구동원에 의해 각각 가이드 프레임(3X, 3X) 및 갠트리(3Y)에 따라 이동된다.
이상과 같이 구성되는 종래의 스테이지 장치(1)에 있어서는, 재치대(2) 위에 지지된 피처리기판 표면에 대향하여 기판처리유닛(4)을 보내져 이동되어 피처리기판 표면에 대한 상술한 각종 페이스트재의 도포 혹은 표면성상의 촬영 등이 행해진다. 그리고 기판처리유닛(4)을 X축, Y축방향으로 각각 이동시키는 것으로, 당해 기판처리유닛(4)에 의한 피처리기판 전역에 대한 소정의 처리 동작이 간헐적 또는 연속적으로 행해진다.
또, 이런 종류의 스테이지 장치에 있어서는, 재치대(2)에 대한 피처리기판의 반입·반출, 혹은 기판처리유닛(4)의 보수·점검 등을 위해서, 가이드 프레임(3X)은 기판처리에 필요하게 되는 갠트리(3Y)의 이동 경로의 구획을 정하는 작업영역(R1)과는 별도로, 갠트리(3Y)를 재치대(2)의 바로 위쪽 위치에서 퇴피(退避)시키기 위한 비작업영역(R2)이 설치되어 있다. 즉, 가이드 프레임(3X)은 작업영역(R1)과 비작업영역(R2)을 형성할 수 있는 길이로 구성되어 있었다.
특허문헌 1: 일본국 특허 제3701882호 공보
특허문헌 2: 일본국 특개 2006-12911호 공보
근년, 피처리기판이 더욱더 대형화하는 경향에 있어, 이에 수반해, 피처리기판을 처리하는 스테이지 장치도 대형화할 필요성이 생기고 있다.
그런데 스테이지 장치의 대형화가 진행되면, 당해 스테이지 장치의 수송이 불가능하게 된다는 문제가 있다. 예를 들면, 피처리기판의 크기가 3000㎜×2800㎜의 경우, 스테이지 장치는 짧은 변 3500㎜ 이상의 크기가 필요하지만, 이와 같은 크기가 되면 현재의 도로 사정에서는 육상수송은 불가능하게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위해서, 스테이지 장치를 복수로 분할하는 방법이 있다(예컨대 상기 특허문헌 2 참조). 그렇지만 도 4에 나타낸 바와 같은, 갠트리 이동형 스테이지 장치(1)에 있어서는, 갠트리(3Y) 이동경로 상에 가이드 프레임(3X)의 이음매가 있으면, 이 이음매를 통과할 때에, 갠트리(3Y)의 진동을 유발하거나 이동 속도에 변화를 일으켜 기판처리유닛(4)에 의한 적정한 기판처리를 행할 수 없게 된다는 문제가 있다.
본 발명은 상술의 문제를 감안해서, 육상수송 가능하게 분할할 수 있음과 동시에 피처리기판에 대한 적정한 처리를 확보할 수 있는 스테이지 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
이상의 과제를 해결함에 있어서, 본 발명의 스테이지 장치는 피처리기판을 지지하는 기판 지지면과, 기판 지지면을 사이에 두어 대향 배치된 한쌍의 가이드 프레임과, 한쌍의 가이드 프레임간에 걸쳐서 늘려진 한쌍의 가이드 프레임에 대해서 이동자재하게 지지된 갠트리와, 갠트리에 설치된 기판처리유닛을 구비한 스테이지 장치에 있어서, 한쌍의 가이드 프레임중 한쪽의 가이드 프레임을 포함하는 제1 구성체와, 한쌍의 가이드 프레임중 다른 쪽의 가이드 프레임을 포함하는 제2 구성체와, 갠트리를 포함하는 제3 구성체와의 결합체로 구성되어 있다.
이상과 같이 구성되는 본 발명의 스테이지 장치에 있어서는, 갠트리와, 이 갠트리의 이동안내를 하는 한쌍의 가이드 프레임 각각이 가이드 프레임과의 분할구조로 되어 있으므로, 스테이지 장치를 육상수송이 가능한 길이까지 짧게 할 수가 있다. 또, 각 가이드 프레임은 그 자신이 분할구조로 되어 있지 않기 때문에, 갠트리의 이동 경로상의 이음매는 존재하지 않는다. 따라서, 갠트리에 진동이나 이동속도의 변화가 생기지 않고, 피처리기판에 대해서 적정한 처리를 확보할 수 있다.
또, 본 발명의 다른 스테이지 장치는 피처리기판을 설치하고, 피처리기판상에서 갠트리를 이동시켜 피처리기판의 처리 또는 검사를 하기 위한 스테이지 장치에 있어서, 갠트리의 양다리부를 이동자재하게 지지하는 한쌍의 가이드부를 구비하고, 이들 한쌍의 가이드부는 분리운반 가능하게 구성되어 있다.
상기 한쌍의 가이드부는, 예컨대 갠트리의 직진 이동안내를 하는 리니어 가이드에 상당한다. 이들 한쌍의 가이드부를 각각 분리자재하게 구성한 가이드 프레임상에 설치하는 것으로, 상술과 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 스테이지 장치의 개략구성도이고, A는 조립후 상태를 나타내는 전체 사시도, B는 조립전 상태를 나타내는 전체 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 의한 스테이지 장치의 X축방향에서 보았을 때의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 의한 스테이지 장치 가동부의 개략 구성을 나타내는 단면 사시도이다.
도 4는 종래 스테이지 장치의 구성을 나타내는 개략 평면도이다.
*부호의 설명*
11: 스테이지 장치 12: 재치대
13X1, 13X2: 가이드 프레임 13Y: 갠트리
14: 기판처리유닛 16, 16a, 16b: 받침대(架台)
17: 리니어 가이드 17a: 가이드축(제1, 제2 가이드부)
17b: 가이드 베어링 18: 마그넷
19: 전기자 코일 20: 가동부
21: 위치검출센서 22: 리니어 스케일
이하, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상에 근거해 여러 가지의 변형이 가능하다.
도 1A, B는 본 발명의 실시형태에 의한 스테이지 장치(11)의 개략 구성을 나타내는 전체 사시도이고, A는 조립 후, B는 조립전 상태를 각각 나타내고 있다. 도 2는 스테이지 장치(11)를 X축방향에서 보았을 때의 단면도이다.
본 실시형태의 스테이지 장치(11)는, 유리기판 등의 피처리기판(W)을 지지하는 재치대(12)와, 이 재치대(12)를 사이에 두도록 설치되고 X축방향으로 늘려진 한쌍의 가이드 프레임(13X1, 13X2)과, 이들 한쌍의 가이드 프레임(13X1, 13X2)간에 걸쳐서 늘려진 갠트리(13Y)와, 이 갠트리(13Y)에 설치된 기판처리유닛(14)을 구비하고 있다.
재치대(12)는 XY면내에 있어서 피처리기판(W)을 지지하는 기판 지지면을 가지고 있다. 재치대(12)는 한쌍의 가이드 프레임(13X1, 13X2)을 서로 평행하게 또 소정의 간격을 유지하여 대향 배치시키기 위해 받침대(架台; 16) 위에 설치되어 있다. 또한, 재치대(20)는 기판지지면 위에서 피처피기판(W)을 예컨대 진공흡착 등에 의해 지지하는 기능을 구비하고 있다. 덧붙여, 도 1A, B에 있어서는 재치대(12)의 도시를 생략하고 있다. 또한, 받침대(16)의 일부가 상기 기판지지면을 구성하도록 해도 좋다.
한쌍의 가이드 프레임(13X1, 13X2)은 받침대(16)를 통하여 일체적으로 고정되어 있다. 가이드 프레임(13X1, 13X2)은 기판처리에 필요하게 되는 갠트리(13Y)의 작업영역의 구획을 정하는 이동경로와, 갠트리(13Y)를 피처리기판(W)의 바로 위쪽 위치에서 퇴피시키기 위한 비작업영역의 구획을 정하는 이동경로를 구성하는 길이로 형성되어 있다.
갠트리(13Y)는 가이드 프레임(13X1, 13X2)의 늘려진 방향(X축방향)에 대해서 교차하는 방향, 특히 본 실시형태에서는 직교하는 방향(Y축방향)으로 늘려져 있다. 갠트리(13Y)의 양다리부는 가이드 프레임(13X1, 13X2)에 대해 가동부(20)를 통하여 당해 가이드 프레임(13X1, 13X2)의 윗면을 따라 이동자재하게 지지되어 있다.
기판처리유닛(14)은 재치대(12) 위에 지지된 피처리기판(W)의 표면에 실제나 액정 재료, 스페이서 함유 수지 등의 각종 페이스트재를 토출하는 토출 노즐 혹은 기판 표면을 관찰하는 카메라 유닛 등으로 구성되어 있다. 이 기판처리유닛(14)은 갠트리(13Y)에 대해서 당해 갠트리(13Y)의 아래면을 따라 이동자재하게 지지되어 있다.
갠트리(13Y) 및 기판처리유닛(14)은 리니어 모터를 구동원으로서, 각각 가이드 프레임(13X1, 13X2) 및 갠트리(13Y)에 따라 이동된다. 도 3은 가이드 프레임(13X1)과 갠트리(13Y) 사이에 설치된 가동부(20)의 일 구성예를 도시하고 있다. 또, 이하의 구성은, 가이드 프레임(13X2)과 갠트리(13Y) 사이 및 갠트리(13Y)와 기판처리유닛(14) 사이에도 동일하게 적용되어 있다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 가동부(20)는 리니어 가이드(17)와, 마그넷(18)과, 전기자 코일(19)을 구비하고 있다. 리니어 가이드(17)는 가이드 프레임(13X1) 상면에 부설된 한쌍의 가이드축(17a, 17a)과, 갠트리(13Y) 다리부 하면에 설치된 한쌍의 가이드 베어링(17b, 17b)으로 구성되어 있다. 마그넷(18)은 가이드 프레임(13X1) 상면에 있어서 한쌍의 가이드축(17a, 17a) 사이에 직선적으로 설치되어 있다. 전기자 코일(19)은 마그넷(18)과 틈(간격)을 두어 대향하도록 갠트리(13Y) 다리부 하면에 취부되어 있다. 이들 마그넷(18) 및 전기자 코일(19)에 의해 리니어 모터가 구성되어 있다.
가동부(20)에는 더욱이 가이드 프레임(13X1)에 대한 갠트리(13Y)의 상대위치 를 검출하기 위한 위치검출센서(21)가 설치되어 있다. 위치검출센서(21)는 가이드 프레임(13X1) 측면에 설치된 리니어 스케일(22)을 광학적으로 검출하는 것으로, 갠트리(13Y)의 위치검출을 실시한다.
또, 스테이지 장치(11)는 도시하지 않았지만, 상기 구성의 위치검출센서의 검출 출력을 받아 갠트리(13Y) 및 기판처리유닛(14)의 이동제어를 하는 제어부를 구비하고 있지만 그 설명은 생략한다.
가이드 프레임(13X1, 13X2)에 대한 갠트리(13Y)의 X축방향으로의 수평이동과, 갠트리(13Y)에 대한 기판처리유닛(14)의 Y축방향으로의 수평이동에 의해, 재치대(12)에 지지된 피처리기판(W)의 표면 전역에 대해서 기판처리유닛(14)을 XY면내 2방향으로 대향 배치시키는 것이 가능하게 된다. 이에 의해, 스테이지 장치(11)는 기판처리유닛(14)에 의한 피처리기판(W)에 대한 소정의 기판처리동작(본 예에서는, 실제나 액정 재료, 스페이서 함유 수지의 도포처리 혹은 표면 검사)을 연속적 또는 간헐적으로 하는 것이 가능한 XY스테이지로서 구성된다.
그런데 본 실시형태의 스테이지 장치(11)에 있어서는, 도 1B에 나타내듯이, 한쪽의 가이드 프레임(13X1)을 포함하는 제1 구성체(V1)와, 다른 쪽의 가이드 프레임(13X2)을 포함하는 제2 구성체(V2)와, 갠트리(13Y)를 포함하는 제3 구성체(V3)와의 결합체로 구성되어 있다. 따라서, 스테이지 장치(11)는 가이드 프레임(13X1)과 가이드 프레임(13X2)과 갠트리(13Y) 사이에서 분리자재하게 되어 있다.
제1 구성체(V1)는 가이드 프레임(13X1), 받침대(16)의 일부(16a)등으로 되고, 제2 구성체(V2)는 가이드 프레임(13X2)과 받침대(16)의 일부(16b)등으로 된다. 가이드 프레임(13X1, 13X2) 위에 리니어 가이드의 가이드축(17a)이나 마그넷(18) 등이 미리 부설되어 있어도 좋다. 덧붙여 가이드 프레임공(13X1) 및 가이드 프레임(13X2) 상에 각각 부설되는 가이드축(17a)은 본 발명에 있어 「한쌍의 가이드부」에 상당한다.
제3 구성체(V3)는 갠트리(13Y), 기판처리유닛(14) 등으로 되어, 갠트리(13Y) 양다리부에는 가동부(20)의 일부를 설치해 두어도 좋다. 덧붙여 재치대(12)는 받침대(16)에 대해서 착탈자재하게 구성해 두고, 가이드 프레임(13X1, 13X2) 조립 후에 받침대(16) 위에 취부된다.
이상과 같이, 본 실시형태에 의하면 가이드 프레임(13X1, 13X2)을 그 늘려진방향에 대해서 직교하는 방향에 관해서 분리자재하게 구성하는 것에 의해, 스테이지 장치(11)의 프레임 부분을 Y축방향에 관해서 2분할해 운반할 수가 있다.
예를 들면, 스테이지 장치(11)의 X축방향 길이 치수가 5500㎜이상, Y축방향 폭 치수가 4500㎜ 이상의 사이즈를 가지는 경우에 있어서도, 스테이지 장치(11)를 Y축방향에 관해서 2분할하는 것으로, 개개의 분할 구성체 단위로 짧은 변 길이 치수를 3500㎜ 이하로 억제하는 것이 가능하게 된다. 이에 의해, 도로 사정 등에 기한 제한이 해소되므로 스테이지 장치(11)의 육상수송이 가능하게 된다.
여기서, 한쪽의 가이드 프레임(13X1)측과 다른 쪽의 가이드 프레임(13X2)측 사이의 경계선{D(도 1A)}은 이들 한쌍의 가이드 프레임(13X1, 13X2)을 연결하는 받침대(16)의 Y축방향 대략 중앙부에 설정되어 있다. 분할된 받침대(16a, 16b)는 도 1B에 나타내듯이 가이드 프레임(13X1) 및 가이드 프레임(13X2)에 각각 고정되어 스 테이지 조립시에 각 받침대(16a, 16b)의 단부가 서로 이어 합쳐진다.
덧붙여 경계선(D)의 위치, 즉 받침대(16)의 분할위치는 상기의 예에 한하지 않는다. 또한, 받침대(16)의 분할면을 그 법선 방향이 Y축방향으로 되도록 구성했지만, 분할면의 법선 방향이 Y축방향과 교차하는 방향으로 구성해도 좋다. 게다가 가이드 프레임(13X1, 13X2)을 그 대각선 위치에서 분할해도 상관없다.
또, 각 가이드 프레임(13X1, 13X2)은 그 자신이 분할구조로 되어 있지 않기 때문에, 갠트리(13Y)의 이동경로상에 이음매는 존재하지 않는다. 따라서, 갠트리(13Y)에 진동이나 이동속도의 변화를 일으키게 하지 않고, 피처리기판(W)에 대해서 적정한 처리를 확보할 수 있다. 또, 갠트리(13Y)의 소망한 이동 송급 정밀도를 얻을 수 있는 설계 정밀도를 확보할 수 있어 가이드 프레임(13X1, 13X2)의 제작 및 설치 작업이 용이하게 된다.
여기서, 갠트리(13Y)의 이동 송급 정밀도에는 갠트리(13Y) 이동면의 강성, 평탄도, 갠트리(13Y)의 등속이동성 등이 포함된다. 이러한 특성을 얻기 위해서, 가이드 프레임(13X1, 13X2)에는 화강암(그라나이트)이나 대리석 등의 석재, SiC 등의 경질 세라믹과 같은 가공정밀도가 높은 재료가 이용되고 있다.
또, 가이드 프레임(13X1, 13X2)이 그 늘려진 방향에 관해서 분할되지 않는 구성이기 때문에, 가이드 프레임(13X1, 13X2)상에 리니어 가이드(가이드부)나 리니어 스케일을 부설하고 똑바로 움직이는 안내의 조정을 행한 상태로 출하하는 것이 가능하게 된다. 이에 의해, 현지에서의 설치 작업 및 조정 작업을 간략화할 수 있어 작업성의 향상을 꾀할 수 있다.
이상 말한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 갠트리의 이동 안내를 하는 한쌍의 가이드 프레임 혹은 가이드부를 서로 분리자재한 구조로 했으므로, 스테이지 장치를 육상수송이 가능한 길이에까지 짧게 할 수가 있다. 또한, 가이드 프레임의 분할 위치가 갠트리의 작업 영역상에 존재하지 않기 때문에, 갠트리에 진동이나 이동 속도의 변화가 생기지 않고, 피처리기판에 대해서 적정한 처리를 확보할 수가 있다.

Claims (2)

  1. 피처리기판을 지지하는 기판 지지면과,
    상기 기판 지지면을 사이에 두어 대향 배치된 한쌍의 가이드 프레임과,
    상기 한쌍의 가이드 프레임간에 걸쳐서 늘려져 있고 상기 한쌍의 가이드 프레임에 대해서 이동자재하게 지지된 갠트리와,
    상기 갠트리에 설치된 기판처리유닛을 구비한 스테이지 장치에 있어서,
    상기 한쌍의 가이드 프레임중 한쪽의 가이드 프레임을 포함한 제1 구성체와,
    상기 한쌍의 가이드 프레임중 다른 쪽의 가이드 프레임을 포함한 제2 구성체와,
    상기 갠트리를 포함한 제3 구성체의 결합으로 되는
    것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  2. 피처리기판을 설치하고, 상기 피처리기판상에서 갠트리를 이동시켜, 상기 피처리기판의 처리 또는 검사를 하기 위한 스테이지 장치에 있어서,
    상기 갠트리의 양다리부를 이동자재하게 지지하는 한쌍의 가이드부를 구비하고,
    상기 한쌍의 가이드부는 분리운반 가능하게 구성되어 있는
    것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
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