KR20140003992U - 기판 유지 부재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 유지 아암에 부착되는 기판 유지 부재의 교환에 요하는 시간의 단축, 작업자간 차이의 시정 및 교환에 요하는 비용을 억제할 수 있는 기판 유지 부재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
기판 유지 아암(11)의 일부를 구성하는 프레임부(100)에 부착되는 기판 유지 부재(12)는, 프레임부에 부착되는 토대부(20)와, 토대부(20) 상에 부착되는 가이드부(30)를 구비하고, 토대부(20)와 가이드부(30)는 서로 감합하는 토대부와 가이드부에 형성된 위치 결정 오목부(22)와 위치 결정 볼록부(32)를 통해 착탈 가능하게 연결된다.

Description

기판 유지 부재{SUBSTRATE SUPPORTING MEMBER}

본 고안은, 예컨대 반도체 웨이퍼나 액정 디스플레이용의 유리 기판(FPD 기판) 등의 기판을 반송하기 위한 기판 반송 장치가 갖는 기판 유지 아암의 기판의 유지 부재에 관한 것이다.

반도체 디바이스나 FPD 기판의 제조 프로세스의 하나인 기판 상에 레지스트 패턴을 형성하는 공정은, 기판, 예컨대 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 함)에 레지스트막을 형성하고, 포토마스크를 이용하여 이 레지스트막을 노광한 후, 현상 처리를 행하는 것에 의해 원하는 패턴을 얻는 일련의 공정에 의해 행해지고, 이들 일련의 공정은 종래부터 도포, 현상 장치에 의해 행해지고 있다.

예컨대, 이 도포, 현상 장치에서 레지스트막을 기판에 도포하기 전후에 냉각 처리나 가열 처리가 행해진다. 예컨대, 레지스트 처리 이전에는 일단 기판의 냉각 처리가 행해지고 다음에 레지스트 도포 처리가 행해진다. 또한, 현상 처리에서도 현상 처리의 전후에는 냉각 처리나 가열 처리가 행해지는 것이다.

이들 각 처리 유닛 사이에서의 웨이퍼의 반송은, 도 1에 도시되는 기판 유지 아암(11)에 기판이 배치되어 행해진다. 기판 유지 아암(11)은, 기판, 예컨대 웨이퍼(W)의 외주를 그 절반 이상에 걸쳐 둘러싸는 형태의, 예컨대 알루미늄의 프레임부(100)를 가지며, 이 프레임부(100)의 내측 가장자리에는 예컨대 4개의 기판 유지 부재(12)가 설치되어 있다(특허문헌 1 참조).

특허문헌 1: 일본 특허 출원 공개 제2010-258170호 공보

그런데, 장치 기동시에 있어서, 프레임부(100)에 기판 유지 부재(12)를 부착할 때는, 작업자가 전용 지그를 이용하여 적정한 부착 위치를 인덱싱하여 행해진다. 또한, 기판 유지 아암(11)에 의해 웨이퍼(W)의 반송을 빈번히 실행함에 따라, 웨이퍼(W)와의 접촉에 의해 기판 유지 부재(12)가 마모되었을 때는, 프레임부(100)와 기판 유지 부재(12)를 결합하고 있는 도시하지 않는 고정 나사를 제거하여 신품의 기판 유지 부재(12)와 교환한다. 이때, 장치 기동시와 마찬가지로, 새로이 작업자가 전용 지그를 이용하여 기판 유지 부재(12)를 부착한다.

그러나, 전용 지그를 이용하여 기판 유지 부재(12)를 부착하는 작업은 부착 위치를 정확히 인덱싱하기 위해 많은 시간을 필요로 하고, 또한 메인터넌스시에 이 기판 유지 부재(12)의 교환을 행할 때마다 부착 위치를 인덱싱하는 작업을 요하기 때문에, 장치 다운타임이 증가한다. 또한, 작업자별로 부착 정밀도에 편차가 발생한다. 또한, 종래의 기판 유지 부재(12)는 일체 성형에 의해 형성되기 때문에, 일부에 마모나 파손이 발생하면, 기판 유지 부재(12) 전체를 교환해야 하여 유지비가 증가된다.

본 고안은 이러한 사정 하에 이루어진 것으로, 그 목적은 웨이퍼 블록의 교환에 요하는 시간을 삭감하고, 또한 기판 유지 부재(12)의 교환에 있어서 작업자간 차이를 시정하며, 유지비의 증가를 억제하는 기판 유지 부재를 제공하는 것에 있다.

이 때문에 본 고안은, 기판의 외주를 그 절반 이상에 걸쳐 둘러싸는 형태를 갖는 프레임부를 구비하는 기판 유지 아암에 부착되고, 기판의 둘레 가장자리가 배치되어 이 기판이 유지되는 기판 유지 부재로서, 상기 프레임부 상에 부착되는 토대부와, 상기 토대부 상에 부착되고 기판의 둘레 가장자리부를 활강시켜 소정 위치로 안내하는 가이드부를 구비하며, 상기 토대부와 상기 가이드부는 서로 감합하는 위치 결정 오목부와 위치 결정 볼록부를 통해 착탈 가능하게 연결되는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성하는 것에 의해, 기판 유지 아암의 프레임부에 부착된 토대부에 대하여 가이드부를 착탈 가능하게 연결함으로써, 메인터넌스시에 웨이퍼 블록을 교환할 때마다 장치 다운타임의 증가를 최소한으로 할 수 있다. 또한, 작업자별로 부착 정밀도에 편차가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 유지 방식이 상이한 가이드부를 용이하게 교환할 수 있다.

본 고안에 있어서 상기 가이드부는, 포크의 내주 방향을 향해 연장되는 지지 받침부를 구비하고, 상기 지지 받침부의 선단에는 기판 이면과 접촉하여, 기판을 지지하는 접촉부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성하는 것에 의해, 마모가 발생하기 쉬운 가이드부를 교환 대상 부재로 집약할 수 있어, 부분적인 부재 교환을 행할 수 있다.

또한 본 고안에 있어서 상기 가이드부는, 상기 포크의 내주 방향을 향해 연장되는 지지 받침부를 구비하고, 상기 지지 받침부는 기판의 내주 방향을 향해 하향 구배로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성하는 것에 의해, 마모가 발생하기 쉬운 가이드부를 교환 대상 부재로 집약할 수 있어, 부분적인 부재 교환을 행할 수 있다.

또한 본 고안에 있어서 상기 가이드부와 상기 토대부는, 나사를 상기 가이드부에 형성된 관통 구멍을 관통하여 상기 토대부에 형성된 삽입 관통 구멍에 나사 결합하는 것에 의해 연결되고, 상기 토대부와 상기 프레임부는, 상기 가이드부에 형성된 대직경 관통 구멍보다 소직경의 머리부를 갖는 나사를 상기 대직경 관통 구멍 및 상기 토대부에 형성된 관통 구멍을 관통하여 상기 프레임부에 나사 결합하는 것에 의해 연결되는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성하는 것에 의해, 토대부를 위치 결정된 위치에 고정한 채 가이드부만을 교환할 수 있다.

또한 본 고안의 상기 가이드부, 상기 토대부 및 상기 프레임부 중 적어도 상기 가이드부와 상기 토대부는 마그넷에 의해 연결되는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성하는 것에 의해, 작업자별로 부착 정밀도에 편차가 발생하는 것을 억제할 수 있다.

또한 본 고안의 상기 가이드부 및 상기 토대부는 폴리벤조이미다졸, 알루미늄, 폴리카보네이트 및 폴리에테르에테르케톤 중 어느 하나의 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성하는 것에 의해, 웨이퍼 블록의 내마모성을 향상시킬 수 있다.

또한 본 고안의 상기 가이드부는 폴리벤조이미다졸의 재질로 형성되고, 상기 토대부는 알루미늄의 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성하는 것에 의해, 마모 가능성이 높은 지점(가이드부)에 대해서는 내마모성이 높은 부재를 적용하고, 마모 가능성이 낮은 지점(토대부)에 대해서는 저렴한 부재를 적용할 수 있어, 유지비의 증가를 억제할 수 있다.

이상과 같이 구성되는 본 고안의 기판 유지 부재를 이용하는 것에 의해, 웨이퍼 블록의 교환에 요하는 시간을 삭감하며, 또한 웨이퍼 블록 교환에서의 작업자간의 차이를 없애고 유지비의 증가를 억제할 수 있다.

도 1은 종래의 기판 유지 부재를 장착한 기판 유지 아암을 도시하는 개략 사시도.
도 2는 본 고안에 따른 기판 유지 부재를 구비하는 기판 반송 장치를 도시하는 개략 사시도.
도 3은 본 고안에 따른 기판 유지 부재를 장착한 기판 유지 아암을 도시하는 개략 사시도.
도 4는 본 고안에서의 토대부를 도시하는 사시도.
도 5a는 본 고안에서의 가이드부의 사시도(a), 이면 사시도(b) 및 측면도(c).
도 5b는 본 고안에서의 가이드부의 다른 형태를 도시하는 사시도(a) 및 측면도(b).
도 6a는 본 고안에서의 토대부와 가이드부를 연결하기 전의 상태의 일부를 단면으로 도시하는 분해 사시도.
도 6b는 본 고안에서의 토대부와 가이드부를 연결한 상태를 도시하는 사시도(a) 및 본 고안에서의 위치 결정 오목부와 위치 결정 볼록부의 감합 상태를 도시하는 요부(腰部) 확대 단면도(b).
도 6c는 본 고안에 따른 기판 유지 부재를 프레임부에 부착한 상태를 도시하는 사시도(a) 및 가이드부를 제거한 상태를 도시하는 사시도(b).
도 7은 본 고안에서의 토대부의 다른 형태를 도시하는 사시도(a) 및 본 고안에서의 가이드부의 다른 형태를 도시하는 이면 사시도(b).

이하에, 본 고안의 실시형태에 대해서, 첨부 도면에 기초하여 상세히 설명한다. 도 2는, 본 고안에 따른 반도체 웨이퍼를 복수의 기판 처리 유닛에 반송하기 위한 기판 반송 장치(10)의 개관(槪觀)이다. 이 기판 반송 장치(10)는, 복수의 구동축을 가지며 가로 이동 가능(Y축), 회전 방향 가능(θ축), 승강 가능(Z축), 수평 방향 진퇴 가능(X축)한 움직임에 따라 웨이퍼(W)를 전달하도록 제어된다. 여기서는, 반도체 처리 장치 전체에 대한 세부 사항은 생략한다.

다음에 도 3에 대해서 설명한다. 도 3은, 본 고안에서의 기판 유지 부재(12)를 장착한 기판 유지 아암(11)의 개관이다. 기판 유지 아암(11)은, 예컨대 도 3에 도시하는 바와 같이, 직경 300 ㎜의 원호의 외주 절반 이상에 걸쳐 둘러싸는 형태를 갖는 프레임부(100)를 가지며, 그 내측 가장자리의 예컨대 4지점의 위치에는 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리를 유지하기 위한 4개의 기판 유지 부재(12)가 설치되어 있다. 도 3에 도시하는 예에서는, 기판 유지 아암(11)의 내측 가장자리의 원호의 중심 위치와 웨이퍼(W)의 중심 위치가 일치된 상태로, 웨이퍼(W)가 기판 유지 아암(11) 상에 유지되는 위치에 4개의 기판 유지 부재(12)가 부착되어 있다. 상세한 구성에 대해서는 후술한다.

또한, 본 실시형태에서는, 기판 유지 아암(11)의 4지점의 위치에 4개의 기판 유지 부재(12)가 부착되어 있는 예를 도시하지만, 기판 유지 부재(12)는 웨이퍼(W)를 유지할 수 있는 범위에서 부착되어만 있으면 된다.

또한, 기판 유지 부재(12)가 기판 유지 아암(11)의 내측 가장자리의 어느 지점에 부착되는 경우라도, 유지되는 웨이퍼(W)의 중심이 부착되는 모든 기판 유지 부재(12)를 연결하여 형성되는 다각형의 내측에 있는 것이 바람직하다.

다음에 도 4 및 도 5a에 대해서 설명한다. 도 4는 본 고안에서의 기판 유지 부재(12)를 구성하는 토대부(20)에 대해서 도시하고, 또한 도 5a는 본 고안에서의 기판 유지 부재(12)를 구성하는 가이드부(30)에 대해서 도시한다.

토대부(20)는, 단면이 편평한 직사각형이며 원호형으로 형성되어 있고, 프레임부(100)의 위쪽에 토대부(20)를 대직경 나사로 결합하기 위한 대직경 삽입 관통 구멍(21), 후술하는 가이드부(30)를 토대부(20) 위쪽에 결합할 때에 위치 결정을 행하기 위한 2개의 위치 결정 오목부(22), 및 가이드부(30)와 토대부(20)를 소직경 나사(42)로 결합하기 위한 소직경 삽입 관통 구멍(23)을 구비한다. 또한, 2개의 위치 결정 오목부(22)는 한쪽은 대략 원과 같은 형상을 가지며, 다른쪽을 타원형상으로 하여도 좋다. 이에 의해 후술하는 위치 결정 볼록부(32)의 공차나 변형에 의한 감합 불비(不備)를 방지할 수 있다.

도 5a의 (a), (b) 및 (c)에 도시하는 바와 같이, 가이드부(30)는, 단면이 편평한 직사각형인 원호형의 베이스부(30a)의 내주측의 변부에 토대부(20)의 내주변부에 결합하는 단차부(30b)를 갖고, 베이스부(30a)는 토대부(20)에 형성된 대직경 삽입 관통 구멍(21), 위치 결정 오목부(22), 소직경 삽입 관통 구멍(23)과 대응하는 위치에, 대직경 나사가 관통 가능한 직경을 갖는 대직경 관통 구멍(31), 위치 결정 오목부(32), 가이드부(30)와 토대부(20)를 결합하기 위한 소직경 관통 구멍(33)을 각각 갖고 있다. 이 경우, 대직경 관통 구멍(31)은 대직경 삽입 관통 구멍(21) 및 대직경 삽입 관통 구멍(21)에 나사 결합하는 부착 나사(43)의 머리부보다 대직경으로 형성되어 있다. 또한, 가이드부(30)는, 기판 비접촉 부위(34)를 가지며 웨이퍼(W)의 단부면의 접촉 면적을 억제하도록 구성되고, 또한 웨이퍼(W)가 어긋나 있던 경우에는 기판 비접촉 부위(34)의 양단에 마련되는 경사부(35)에 의해 받아내어 웨이퍼(W)를 아래쪽으로 떨어뜨리도록 구성되어 있다. 이에 의해, 웨이퍼(W)는 프레임부(100)의 4지점에 장착된 기판 유지 부재(12)의 규제면(36)에 의해 규제되어 유지된다. 또한, 접촉부(37)는 기판 비접촉 부위(34)로부터 연장되는 지지 받침부(38)의 선단에 마련되어 있다.

참고로, 상기 실시형태에서, 지지 받침부(38)는, 도 5b에 도시하는 바와 같이 접촉부(37)를 마련하지 않고 선단을 향함에 따라 하강하도록 각도를 부여하여도 좋다. 즉, 지지 받침부(38)는 유지한 웨이퍼(W)의 내주 방향을 향해 하향 구배로 형성되어 있어도 좋다. 또한, 토대부(20) 및 가이드부(30)는, 예컨대 폴리벤조이미다졸, 알루미늄, 폴리카보네이트 및 폴리에테르에테르케톤 중 어느 하나의 재질로 형성되어도 좋다. 또한 토대부(20)는 알루미늄의 재질로 형성되고, 가이드부(30)는 폴리벤조이미다졸의 재질로 형성되어도 좋다.

다음에 도 6a∼도 6c를 참조해 보면, 본 고안에서의 기판 유지 부재(12)를 프레임부(100)에 부착하는 절차 및 가이드부(30)를 교환하는 절차에 대해서 도시하고 있다. 우선, 도 6a에 도시하는 상태로부터 도 6b의 (b)에 도시하는 바와 같이, 위치 결정 오목부(22)에 위치 결정 볼록부(32)를 끼워 넣는다. 다음에, 도 6a, 도 6b에 도시하는 바와 같이, 소직경 나사(42)를 소직경 관통 구멍(33)에 관통시키고, 소직경 삽입 관통 구멍(23)에 나사 결합한다. 그리고, 도 6c의 (a)에 도시하는 바와 같이, 부착 나사(43)를 대직경 관통 구멍(31)을 통해 대직경 삽입 관통 구멍(21)에 관통시키고, 프레임부(100)에 형성된, 대직경 삽입 관통 구멍(21)에 대응하는 위치에 형성된 도시하지 않는 삽입 관통 구멍에 나사 결합한다. 이것에 의해, 작업자별로 부착 정밀도에 편차가 발생하는 것을 억제할 수 있다.

또한, 가이드부(30)를 교환하는 경우는, 도 6c의 (a)의 상태로부터 소직경 나사(42)만을 제거한 후, 도 6c의 (b)에 도시하는 바와 같이, 토대부(20)는 프레임부(100)에 고정된 채 가이드부(30)만을 교환할 수 있다. 이것에 의해, 마모한 가이드부(30)만을 교환할 수 있다. 또한, 가이드부(30)의 이면측에 E링을 부착하여, 소직경 나사(42)를 제거할 때에 소직경 나사(42)가 낙하하는 것을 방지하도록 하여도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서, 프레임부(100), 토대부(20) 및 가이드부(30)는 각각 나사를 이용하여 결합했지만, 적어도 토대부(20)와 가이드부(30)는 마그넷을 이용하여 연결하여도 좋다.

예컨대 도 7에 도시하는 바와 같이, 토대부(20)의 상면측의 일부에 자성부(51)를 마련하고, 자성부(51)와 대응하는 위치에 자성부(51)에 흡착 가능한 마그넷(50)을 가이드부에 마련하여, 프레임부(100)에 고정된 토대부(20)에 대하여 가이드부(30)를 착탈 가능하게 연결하도록 하여도 좋다. 또한, 마그넷(50)을 토대부(20)에 마련하고, 자성부(51)를 가이드부(30)에 마련하여도 좋다. 또한, 토대부(20)와 프레임부(100)를 동일하게 마그넷을 이용하여 연결하도록 하여도 좋다.

도 7에서, 그 외의 부분은 상기 실시형태와 동일하기 때문에, 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고 설명은 생략한다.

이상, 본 고안의 바람직한 실시형태에 대해서 기술했지만, 본 고안은 이러한 특정한 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 실용신안 등록 청구의 범위에 기재된 본 고안의 요지의 범위 내에서, 여러 가지의 변형·변경이 가능하다.

또한, 본 고안은 도포 현상 장치뿐만 아니라, 기판 세정 장치, 성막 장치, 에칭 장치, 접착·박리 장치 그 외의 각종 장치에 적용하는 것이 가능하다. 또한, 본 고안은, 반도체 기판 유리 기판 그 외의 각종 기판을 반송하는 장치에 적용하는 것이 가능하다.

W: 웨이퍼(기판) 11: 기판 유지 아암
12: 기판 유지 부재 20: 토대부
21: 대직경 삽입 관통 구멍 23: 소직경 삽입 관통 구멍
30: 가이드부 31: 대직경 관통 구멍
33: 소직경 관통 구멍 38: 지지 받침부
41: 대직경 나사 42: 소직경 나사
43: 부착 나사 100: 프레임부

Claims (7)

1. 기판의 외주를 그 절반 이상에 걸쳐 둘러싸는 형태를 갖는 프레임부를 구비하는 기판 유지 아암에 부착되며, 기판의 둘레 가장자리가 배치되어 상기 기판이 유지되는 기판 유지 부재로서,
   상기 프레임부 상에 부착되는 토대부와,
   상기 토대부 상에 부착되며 기판의 둘레 가장자리부를 활강시켜 정해진 위치로 안내하는 가이드부
   를 구비하고, 상기 토대부와 상기 가이드부는 서로 감합하는 위치 결정 오목부와 위치 결정 볼록부를 통해 착탈 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 기판 유지 부재.
2. 제1항에 있어서, 상기 가이드부는, 상기 프레임부의 내주 방향을 향해 연장되는 지지 받침부를 구비하고,
   상기 지지 받침부의 선단에는 기판 이면과 접촉하여, 기판을 지지하는 접촉부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 유지 부재.
3. 제1항에 있어서, 상기 가이드부는, 상기 프레임부의 내주 방향을 향해 연장되는 지지 받침부를 구비하고,
   상기 지지 받침부는 기판의 내주 방향을 향해 하향 구배로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 유지 부재.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가이드부와 상기 토대부는, 나사를 상기 가이드부에 형성된 관통 구멍을 관통하여 상기 토대부에 형성된 삽입 관통 구멍에 나사 결합하는 것에 의해 연결되고, 상기 토대부와 상기 프레임부는, 상기 가이드부에 형성된 대직경 관통 구멍보다 소직경의 머리부를 갖는 나사를 상기 대직경 관통 구멍 및 상기 토대부에 형성된 관통 구멍을 관통하여 상기 프레임부에 나사 결합하는 것에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 기판 유지 부재.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가이드부, 상기 토대부 및 상기 프레임부 중 적어도 상기 가이드부와 상기 토대부는 마그넷에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 기판 유지 부재.
6. 제1항에 있어서, 상기 가이드부 및 상기 토대부는 폴리벤조이미다졸, 알루미늄, 폴리카보네이트 및 폴리에테르에테르케톤 중 어느 하나의 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 유지 부재.
7. 제6항에 있어서, 상기 가이드부는 폴리벤조이미다졸의 재질로 형성되고, 상기 토대부는 알루미늄의 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 유지 부재.

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