KR20150013534A - 반송 장치 - Google Patents

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KR20150013534A
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transfer
coil
units
coils
hole
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츠토무 히로키
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

복수의 하우징 형상의 반송 유닛(11)을 연결하여 구성되는 트랜스퍼 모듈(12)은, 복수의 반송 유닛(11)의 배열 방향을 따라서 배치된 복수의 코일(18)로 이루어지는 한 쌍의 코일 열(15)과, 한 쌍의 코일 열(15)의 사이에 배치되어 웨이퍼(W)를 반송하는 슬라이드 박스(17)와, 각 코일(18) 및 각 반송 유닛(11)의 내벽면의 사이에 개재하는 복수의 어댑터(23)를 구비하고, 슬라이드 박스(17)는, 코일 열(15)과 대향하는 복수의 영구 자석(19)을 갖고, 각 반송 유닛(11)에는, 각 코일(18)에 대응하여 각 반송 유닛(11)에 복수의 관통 구멍(24)이 형성되고, 어댑터(23)의 각각은 관통 구멍(24)에 삽입되는 막대 형상의 샤프트(23c)를 갖고, 각 관통 구멍(24)의 내면 및 각 샤프트(23c)의 측면의 사이에 O링(23e)이 개재한다.

Description

반송 장치{CONVEYOR}
본 발명은, 복수의 반송 유닛을 조합하여 구성됨과 함께, 리니어 모터 기구에 의해 이동하는 반송 베이스를 구비하는 반송 장치에 관한 것이다.
기판, 예를 들어 반도체 디바이스용 웨이퍼(이하, 간단히 「웨이퍼」라고 함)에 처리를 실시하는 기판 처리 시스템은, 낱장으로 웨이퍼에 처리를 실시하는 기판 처리 장치인 프로세스 모듈을 복수 구비하여, 웨이퍼의 처리 효율을 향상시킨다.
기판 처리 시스템은, 당해 기판 처리 시스템에 대한 웨이퍼의 반출입을 행하는 반출입 장치인 로드로크 모듈과, 해당 로드로크 모듈에 접속된 반송 장치인 트랜스퍼 모듈을 더 구비하고, 복수의 프로세스 모듈은 트랜스퍼 모듈에 접속된다. 트랜스퍼 모듈은 웨이퍼를 반송하는 반송 베이스를 갖고, 해당 반송 베이스는 트랜스퍼 모듈 내를 이동함으로써 웨이퍼를 로드로크 모듈 및 각 프로세스 모듈의 사이에서 반송한다.
통상, 복수의 프로세스 모듈을 효율적으로 배치하기 위하여 트랜스퍼 모듈은 일 방향으로 연신된 챔버로 이루어지고, 반송 베이스는 트랜스퍼 모듈 내를 연신 방향으로 이동한다.
종래, 반송 베이스의 이동 기구로서 볼 나사 기구가 다용되고 있었다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 볼 나사 기구는, 예를 들어 도 10에 도시한 바와 같이, 트랜스퍼 모듈(100) 내에서 당해 트랜스퍼 모듈(100)의 연신 방향을 따라서 배치된 이송 나사(101)와, 반송 베이스(102)에 설치되고, 또한 이송 나사(101)와 나사 결합하는 이송 나사 구멍(103)을 갖는다. 이송 나사(101)가 축 주위로 회전할 때, 이송 나사 구멍(103)은, 이송 나사(101)의 회전력을 반송 베이스(102)의 이동력으로 변환하여, 반송 베이스(102)를 이송 나사(101)를 따라 이동시킨다. 또한, 도면 중의 Y 방향, X 방향, Z 방향은 각각 반송 베이스(102)의 이동 방향, 웨이퍼의 반송면에서의 반송 베이스(102)의 이동 방향과 수직인 방향, 트랜스퍼 모듈(100)의 높이 방향이다.
한편, 최근 들어, 웨이퍼의 대구경화가 진행되고, 이에 수반하여 프로세스 모듈의 대형화, 나아가 트랜스퍼 모듈의 대형화가 진행되고 있다. 트랜스퍼 모듈이 대형화되면, 반송 베이스의 이동량을 크게 할 필요가 있기 때문에, 이송 나사(101)를 길게 할 필요가 있다.
그런데, 이송 나사(101)는, 둥근 막대 형상체로 이루어지기 때문에 휘어지기 쉬워, 이송 나사(101)를 길게 하면, 이송 나사(101)가 반송 베이스의 자중으로 바로 휘어지기 때문에, 반송 베이스(102)의 정확한 이동이 곤란해진다는 문제가 있었다.
따라서, 반송 베이스의 이동에 자기 구동 기구를 이용하는 것이 제창되어 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조). 자기 구동 기구는, 예를 들어 도 11에 도시한 바와 같이, 트랜스퍼 모듈(110) 내에 당해 트랜스퍼 모듈(110)의 연신 방향을 따라서 배치된 레일(111)과, 해당 레일(111)을 따라 이동 가능한 아암(112)과, 트랜스퍼 모듈(110)의 외부에서 레일(111)을 따라 이동 가능한 드라이버(도시 생략)를 구비한다. 이 트랜스퍼 모듈(110)에서는, 아암(112)의 자기 헤드(도시 생략)가 드라이버와 자기적으로 연결되기 때문에, 드라이버의 이동에 수반하여 자기 헤드, 나아가 아암(112)이 이동한다. 레일(111)은, 아암(112)을 가이드하기만 하면 되기 때문에, 형상에 제약이 없고, 예를 들어 레일(111)을 길게 한 경우에도, 당해 레일(111)의 높이를 크게 하여 단면 2차 모멘트를 크게 함으로써 휨을 억제하여, 아암(112)의 정확한 이동을 행하는 것이 가능하다. 또한, 도면 중의 Y 방향, X 방향은 각각 아암(112)의 이동 방향, 웨이퍼의 반송면에서의 아암(112)의 이동 방향과 수직인 방향이다.
그러나, 도 11의 트랜스퍼 모듈(110)에서는, 레일(111)과 아암(112)의 접촉에 의해 금속분 등이 발생하여, 웨이퍼를 오염시킨다는 문제가 있다. 또한, 반도체 디바이스는 수요의 변동이 크기 때문에, 웨이퍼의 처리수를 유연하게 조정할 필요가 있는데, 도 11의 트랜스퍼 모듈(110)에서는, 레일(111)을 1개의 막대 형상체에 의해 구성하기 때문에, 레일(111)의 연장이 곤란하여, 프로세스 모듈을 증가시켜서 웨이퍼의 처리수를 유연하게 조정할 수 없다는 문제가 있다.
이 문제에 대응하여, 최근 들어, 반송 베이스의 이동에 리니어 모터 기구를 이용하는 것이 검토되고 있다.
도 12는, 리니어 모터 기구를 이용하는 종래의 기판 처리 시스템의 구성을 개략적으로 도시하는 평면도이다. 또한, 도 12에서는 설명을 위해서, 후술하는 각 반송 유닛(121)의 덮개가 제거된 상태를 나타낸다. 또한, 도면 중의 Y 방향, X 방향은 각각 후술하는 반송 베이스(126)의 이동 방향, 웨이퍼의 반송면에서의 반송 베이스(126)의 이동 방향과 수직인 방향이다.
도 12에서, 기판 처리 시스템(120)은, 복수의 하우징 형상의 챔버로 이루어지는 반송 유닛(121)이 직렬로 연결되어 구성되는 트랜스퍼 모듈(122)과, 각 반송 유닛(121)에 접속되는 복수의 프로세스 모듈(123)과, 트랜스퍼 모듈(122)의 일단에 접속된 2개의 로드로크 모듈(124)을 구비한다.
또한, 기판 처리 시스템(120)은, 트랜스퍼 모듈(122) 내에서 당해 트랜스퍼 모듈(112)의 연신 방향을 따라 배치된 2개의 코일 열(125)과, 해당 2개의 코일 열(125) 사이에 끼워지도록 배치되는 직육면체 형상의 반송 베이스(126)를 더 구비한다.
반송 베이스(126)의 양측면에는 각 코일 열(125)과 대향하도록 자석(127)이 배치되고, 각 코일 열(125)의 코일(128)의 각각에 통전했을 때에 발생하는 전자력에 의해, 반송 베이스(126)를 각 코일 열(125)을 따라 이동시킨다. 반송 베이스(126)는, 전자력에 의해 당해 반송 베이스(126)를 사이에 둔 코일 열(125)의 각각으로 끌어 당겨지기 때문에, 반송 베이스(126)는, 양쪽 코일 열(125)의 중앙에 위치하여, 어느 쪽의 코일 열(125)에도 접촉하지 않는다.
또한, 반송 유닛(121)을 증설함으로써 트랜스퍼 모듈(112)을 연신할 수 있지만, 이 경우, 증설된 반송(121) 내에 복수의 코일(128)을 배치함으로써 각 코일 열(125)을 용이하게 연장할 수 있다.
일본 특허 공개 제2010-147207호 일본 특허 공개 제2009-71180호
그러나, 도 12에서의 각 반송 유닛(121)에서는, 각 코일(128)에 전력 공급용의 배선(132)을 외부로부터 접속할 필요가 있기 때문에, 도 13에 도시한 바와 같이, 각 반송 유닛(121)의 벽면을 관통하는 관통 구멍(129)을 가공하여 뚫을 필요가 있지만, 반송 유닛(121) 내는 프로세스 모듈(123) 내와 연통하기 때문에, 감압되어 있다. 따라서, 관통 구멍(129)을 코일(128)로 막고, 또한 코일(128)과 반송 유닛(121)의 내벽면의 사이를 밀봉할 필요가 있다. 그 때문에, 반송 유닛(121)의 내벽면에 시일재, 예를 들어 O링을 배치하기 위한 시일 홈(130)을 형성할 필요가 있지만, 반송 유닛(121)의 단부(121a) 근방에 배치되는 코일(128)에 대해서는, 반송 유닛(121)의 천장부(121b)와 가공용 툴(131)이 간섭하여 가공용 툴(131)이 원하는 가공 위치에 닿지 않아, 시일 홈(130)을 형성할 수 없다. 또한, 마찬가지의 이유에 의해 코일 설치용의 나사 구멍(133)도 형성할 수 없다. 그 결과, 반송 유닛(121)의 단부(121a) 근방에 코일(128)을 배치할 수 없어, 각 코일 열(125)에서 복수의 코일(128)을 균등하게 배치할 수 없기 때문에, 반송 베이스(126)에 작용시키는 전자력을 일정하게 할 수 없어, 반송 베이스(126)를 원활하게 이동시킬 수 없다는 문제가 있다. 또한, 도면 중의 Y 방향, Z 방향은 각각 복수의 코일(128)의 배치 방향, 반송 유닛(121)의 높이 방향이다.
본 발명의 목적은, 코일의 배치 자유도를 확보하여 반송 베이스의 원활한 이동을 실현할 수 있는 반송 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따르면, 복수의 하우징 형상의 반송 유닛을 일렬로 서로 연결하여 구성되는 반송 장치로서, 각 상기 반송 유닛 내에서, 상기 복수의 반송 유닛의 배열 방향을 따라서 배치된 복수의 코일로 이루어지는 한 쌍의 코일 열과, 상기 한 쌍의 코일 열의 사이에 배치되고, 또한 각 상기 반송 유닛 내를 상기 배열 방향을 따라서 이동하여 기판을 반송하는 반송 베이스와, 각 상기 코일에 대응하여 설치되고, 각 상기 코일 및 각 상기 반송 유닛의 내벽면의 사이에 개재하여, 각 상기 코일이 설치되는 복수의 설치구를 구비하고, 각 상기 반송 유닛 내는 대기압보다 감압되고, 상기 반송 베이스는 상기 한 쌍의 코일 열의 각각과 대향하는 복수의 자석을 갖고, 각 상기 반송 유닛에는, 각 상기 코일에 대응하여 각 상기 반송 유닛의 외부로부터 내부로 관통하는 복수의 관통 구멍이 형성되고, 상기 설치구의 각각은 상기 관통 구멍에 삽입되는 막대 형상의 돌기부를 갖고, 각 관통 구멍 및 각 돌기부의 사이에 밀봉재가 개재하는 것을 특징으로 하는 반송 장치가 제공된다.
본 발명에서, 상기 설치구는, 내부에 형성된 냉매 유로와, 상기 돌기부를 축방향으로 관통하여 상기 냉매 유로에 냉매를 공급하는 냉매 공급로를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 설치구는, 상기 돌기부를 축방향으로 관통하여 상기 설치구에 설치된 상기 코일에 이르는 전력 공급선을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 돌기부에는 수나사가 형성되고, 상기 관통 구멍으로부터 돌출된 부분에 너트가 나사 결합됨으로써 상기 설치구는 상기 반송 유닛에 고정되는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 반송 베이스는, 상기 기판을 적재하는 적어도 선회 또는 신축 가능한 반송 아암을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 반송 유닛의 각 관통 구멍 및 각 설치구의 돌기부의 사이에 밀봉재가 개재하므로, 반송 유닛의 내벽면 및 각 설치구의 사이를 밀봉할 필요가 없고, 따라서, 반송 유닛의 내벽면에 시일 홈을 형성할 필요가 없다. 또한, 돌기부가 삽입되는 관통 구멍을 형성하는 것만으로 설치구를 반송 유닛에 설치할 수 있기 때문에, 1개의 설치구를 설치하기 위해 복수의 나사 구멍을 반송 유닛의 내벽면에 형성할 필요가 없다. 그 결과, 반송 유닛의 천장부와 가공용 툴의 간섭을 고려할 필요가 없어, 각 관통 구멍의 형성 위치의 자유도, 나아가 각 관통 구멍에 의해 위치 결정되는 각 설치구에 부착되는 코일의 배치 자유도를 확보할 수 있고, 따라서, 각 반송 유닛에서 복수의 코일을 균등하게 배치할 수 있다. 이에 의해, 한 쌍의 코일 열의 사이에 배치되는 반송 베이스의 원활한 이동을 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 반송 장치를 구비하는 기판 처리 시스템의 구성을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 2는 도 1에서의 반송 유닛의 내부의 코일 열, 급전선 및 슬라이드 박스의 위치 관계를 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 도 1에서의 반송 유닛의 내부의 코일 열, 급전선 및 슬라이드 박스의 위치 관계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 코일을 설치하기 위한 어댑터의 구성을 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 5는 어댑터의 반송 유닛에의 설치 형태를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 반송 유닛에서의 각 관통 구멍의 가공 모습을 도시하는 단면도이다.
도 7은 코일 열에서의 각 코일의 회전 방향의 어긋남의 해소 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 4의 어댑터의 제1 변형예의 구성을 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 9는 도 4의 어댑터의 제2 변형예의 구성을 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 10은 볼 나사 기구를 이용하는 종래의 트랜스퍼 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 투시 사시도이다.
도 11은 자기 구동 기구를 이용하는 종래의 트랜스퍼 모듈의 구성을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 12는 리니어 모터 기구를 이용하는 종래의 기판 처리 시스템의 구성을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 13은 도 12에서의 반송 유닛의 내벽면에 대한 시일 홈이나 코일 설치용의 나사 구멍의 가공 모습을 도시하는 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 반송 장치를 구비하는 기판 처리 시스템의 구성을 개략적으로 도시하는 평면도이다. 또한, 도 1에서는 설명을 위해서, 후술하는 각 반송 유닛(11)의 덮개가 제거된 상태를 나타낸다. 또한, 이하의 도 1 내지 도 9에 관하여, 도면 중의 Y 방향, X 방향, Z 방향은 각각 후술하는 슬라이드 박스(17)의 이동 방향, 웨이퍼의 반송면에서의 슬라이드 박스(17)의 이동 방향과 수직인 방향, 후술하는 트랜스퍼 모듈(12)의 높이 방향이다.
도 1에서, 기판 처리 시스템(10)은, 복수의 하우징 형상의 챔버로 이루어지는 반송 유닛(11)이 직렬로 연결되어 구성되는 트랜스퍼 모듈(12)(반송 장치)과, 각 반송 유닛(11)에 접속되는 복수의 프로세스 모듈(13)과, 트랜스퍼 모듈(12)의 일단에 접속된 2개의 로드로크 모듈(14)을 구비한다.
반송 유닛(11)의 각각에서는, 2개의 프로세스 모듈(13)이 당해 반송 유닛(11)을 사이에 두고 서로 대향하도록 배치된다. 각 프로세스 모듈(13)은 내부가 감압되고, 상기 내부에 수용된 웨이퍼(W)에 플라즈마 처리, 예를 들어 건식 에칭 처리나 성막 처리를 실시한다.
트랜스퍼 모듈(12)에서는, 연결된 각 반송 유닛(11)의 내부가 서로 연통되어서 반송 공간(S)이 형성되고, 해당 반송 공간(S)은, 트랜스퍼 모듈(12)이 구비하는 배기 장치나 압력 밸브(모두 도시하지 않음)에 의해 내부가 대기압보다 감압된다. 구체적으로는, 반송 공간(S)의 압력은 각 프로세스 모듈(13)의 내부 압력과 거의 동일하게 설정된다.
트랜스퍼 모듈(12)은, 각 반송 유닛(11)의 배열 방향을 따라서 배치된 한 쌍의 코일 열(15)과, 해당 코일 열(15)과 평행하게 배치된 2개의 급전선(16)과, 반송 공간(S)에 배치된 직방체 형상의 슬라이드 박스(17)(반송 베이스)를 갖는다.
각 코일 열(15)은, 각 반송 유닛(11)의 저부 내측에서 2열이면서 또한 평행하게 배치된 복수의 사각 형상의 코일(18)에 의해 구성된다. 각 코일(18)에는 트랜스퍼 모듈(12)의 외부로부터 전력이 공급되고, 각 코일(18)은 전력의 공급에 따라서 자극을 절환하면서 전자력을 발생한다. 각 급전선(16)은, 각 반송 유닛(11)의 저부 내측에 배치된 관 형상으로 이루어지고, 각 급전선(16)에는 트랜스퍼 모듈(12)의 외부로부터 전력이 공급된다.
도 2는, 도 1에서의 반송 유닛의 내부의 코일 열, 급전선 및 슬라이드 박스의 위치 관계를 설명하기 위한 사시도이며, 도 3은, 도 1에서의 반송 유닛의 내부의 코일 열, 급전선 및 슬라이드 박스의 위치 관계를 설명하기 위한 단면도이다. 또한, 도 2에서, 설명을 간단하게 하기 위해서, 후술하는 반송 아암(21)이나 반송 유닛(11)의 측벽이 생략되고, 슬라이드 박스(17)를 반송 유닛(11)의 저부로부터 이격시켜서 나타내고 있다.
도 2 및 도 3에서, 슬라이드 박스(17)는, 한 쌍의 코일 열(15) 사이에 끼워지도록 배치되고, 슬라이드 박스(17)의 양측면에는 각 코일 열(15)과 대향하도록 복수의 영구 자석(19)이 배치된다. 각 코일 열(15) 및 각 영구 자석(19)은, 리니어 모터 기구를 구성하여, 각 코일(18)이 발생하는 전자력에 의해, 슬라이드 박스(17)를 전자 구동하여 각 코일 열(15)을 따라 이동시킨다. 슬라이드 박스(17)는, 한 쌍의 코일 열(15)에 끼워지기 때문에, 코일 열(15)의 각각으로 끌어 당겨져서, 양쪽 코일 열(15)의 중앙에 위치하여 어느 쪽의 코일 열(15)에도 접촉하지 않는다. 이에 의해, 접촉 등에 기인하는 금속분 등의 파티클의 발생을 억제할 수 있어, 슬라이드 박스(17)에 의해 반송되는 웨이퍼(W)가 파티클에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 슬라이드 박스(17)는, 가이드(도시 생략)에 담지되거나, 각 반송 유닛(11)의 측벽 내측 등에 배치된 자석 열(도시 생략)에 의해 부상 지지된다.
슬라이드 박스(17)는, 상부에 선회, 신축 가능한 반송 아암(21)을 갖고, 내부에 반송 아암(21)을 구동하고, 또한 기판 처리 시스템(10)이 갖는 제어부(도시 생략)와의 통신을 행하는 일렉트릭 유닛(22)을 가지며, 저부에 수전 트랜스(20)를 갖는다. 각 급전선(16)은, 수전 트랜스(20)를 통해 비접촉으로 일렉트릭 유닛(22)에 전력을 공급하고, 일렉트릭 유닛(22)은, 제어부로부터 수신한 제어 신호에 기초하여 반송 아암(21)의 구동을 제어한다.
트랜스퍼 모듈(12)에서는, 슬라이드 박스(17)의 이동 및 반송 아암(21)의 선회, 신축을 조합함으로써, 각 프로세스 모듈(13)에 대한 웨이퍼(W)의 반출입을 실현한다.
도 1을 다시 참조하면, 각 로드로크 모듈(14)은, 트랜스퍼 모듈(12) 및 기판 처리 시스템(10)의 외부와의 웨이퍼(W)의 반출입을 행한다. 각 로드로크 모듈(14)의 내부는 감압 가능하게 구성되고, 기판 처리 시스템(10)의 외부로부터 웨이퍼(W)를 트랜스퍼 모듈(12)에 반입할 때, 로드로크 모듈(14)은, 웨이퍼(W)의 용기, 예를 들어 후프(FOUP)로부터 웨이퍼(W)를 내부에 수용한 후, 당해 내부를 반송 공간(S)과 동일한 압력까지 감압하여 슬라이드 박스(17)의 반송 아암(21)에 웨이퍼(W)를 전달한다. 또한, 트랜스퍼 모듈(12)로부터 기판 처리 시스템(10)의 외부로 웨이퍼(W)를 반출할 때, 로드로크 모듈(14)은, 반송 아암(21)으로부터 웨이퍼(W)를 내부에 수취한 후, 당해 내부를 대기압까지 승압하여 후프에 전달한다.
기판 처리 시스템(10)에서는, 반송 유닛(11)을 증설함으로써 트랜스퍼 모듈(12)을 연신할 수 있다. 구체적으로는, 트랜스퍼 모듈(12)의 로드로크 모듈(14)이 접속되어 있는 단부와는 반대측의 단부에, 새로운 반송 유닛(11)을 연결하고, 또한 새로운 반송 유닛(11)의 내부를 반송 공간(S)과 연통시킴으로써 트랜스퍼 모듈(12)을 연신한다. 새로운 반송 유닛(11)에도, 다른 반송 유닛(11)과 마찬가지로, 저부 내측에서, 복수의 사각 형상의 코일(18)이 2열이면서 또한 평행하게 배치됨과 함께, 2개의 급전선(16)이 배치되므로, 새로운 반송 유닛(11)이 트랜스퍼 모듈(12)에 연결되었을 때, 당해 새로운 반송 유닛(11)의 복수의 코일(18)은, 트랜스퍼 모듈(12)의 한 쌍의 코일 열(15)을 연신하고, 당해 새로운 반송 유닛(11)의 각 급전선(16)은 트랜스퍼 모듈(12)의 각 급전선(16)을 연신한다.
따라서, 기판 처리 시스템(10)에서는, 간편하게 트랜스퍼 모듈(12)을 연신할 수 있고, 이에 수반하여 반송 유닛(11)에 접속되는 프로세스 모듈(13)을 증설할 수 있다. 또한, 트랜스퍼 모듈(12)로부터 반송 유닛(11)을 제거함으로써, 간편하게 트랜스퍼 모듈(12)을 단축할 수 있고, 이에 수반하여 프로세스 모듈(13)을 삭감할 수 있다. 즉, 기판 처리 시스템(10)에서는 용이하게 웨이퍼(W)의 처리수를 증감할 수 있다.
종래의 리니어 모터 기구를 이용하는 트랜스퍼 모듈에서는, 코일을 반송 유닛의 저부 내측에 배치하는 경우, 코일과 반송 유닛의 내벽면의 사이를 밀봉할 필요가 있고, 당해 내벽면에 시일재를 배치하기 위한 시일 홈을 형성할 필요가 있다.
본 실시 형태에 따른 반송 장치로서의 트랜스퍼 모듈(12)에서는, 반송 유닛(11)의 내벽면에 시일 홈을 형성할 필요를 없애기 위해서, 코일(18) 및 반송 유닛(11)의 내벽면의 사이에 개재하는 어댑터(23)(설치구)를 설치한다. 어댑터(23)는, 코일(18)의 하나하나에 대응하여 설치되고, 코일(18)은 대응하는 어댑터(23)에 설치된다.
도 4는, 코일을 설치하기 위한 어댑터 구성을 개략적으로 도시하는 사시도이며, 도 5는, 어댑터의 반송 유닛에의 설치 형태를 설명하기 위한 단면도이다. 또한, 설명을 간단하게 하기 위해서, 도 4에서는, 코일(18)을 어댑터(23)로부터 이격시켜서 나타내고 있다.
도 4 및 도 5에서, 어댑터(23)는, 사각형 평판 형상의 기초부(23a)와, 기초부(23a)로부터 도면 중 상방으로 돌출된 벽 형상의 스토퍼(23b)와, 기초부(23a)의 대략 중앙으로부터 도면 중 아랫쪽으로 돌출된 봉 형상의 샤프트(23c)(돌기부)를 갖는다.
기초부(23a)의 상면은, 어댑터(23)에 코일(18)이 설치되었을 때, 당해 코일(18)과 맞닿는 당접면을 구성하고, 당해 당접면에는 코일(18)과 당접면의 사이를 밀봉하는 시일재, 예를 들어 O링(도시 생략)을 배치하기 위한 시일 홈(23d)이 형성되고, 또한 코일(18)에 전력을 공급하기 위한 돌기용의 전기 접점(23f)이 형성된다. 스토퍼(23b)는, 어댑터(23)에 코일(18)이 설치되었을 때, 당해 코일(18)의 측면에 맞닿아, 어댑터(23)에 대한 코일(18)의 위치 어긋남을 방지한다. 샤프트(23c)의 측면에는 수나사가 형성되고, 길이 방향의 대략 중앙에는 당해 샤프트(23c)를 둘러싸도록 O링(23e)(밀봉재)이 배치된다. 구체적으로는, 샤프트(23c)의 원주 방향을 따라 형성된 O링 홈에 O링(23e)을 끼워넣음으로써 샤프트(23c)에 O링(23e)을 배치한다.
반송 유닛(11)에는, 배치되는 코일(18)의 하나하나에 대응하여 설치용의 관통 구멍(24)이 저부에 형성된다. 각 코일(18)을 반송 유닛(11)의 저부 내측에 배치할 때, 먼저, 코일(18)을 대응하는 어댑터(23)에 설치하고, 그 후, 어댑터(23)의 샤프트(23c)를 반송 유닛(11)의 저부 내측으로부터 대응하는 관통 구멍(24)에 삽입하여, 관통 구멍(24)으로부터 반송 유닛(11)의 외부로 돌출된 샤프트(23c)의 일부에 너트(25)를 나사 결합시켜서 어댑터(23)를 반송 유닛(11)에 밀착 고정시킨다. 이때, 샤프트(23c)의 O링(23e)은, 관통 구멍(24)의 내면 및 샤프트(23c)의 측면의 사이에 개재함과 함께, 관통 구멍(24)의 내면에 압접하여 관통 구멍(24)을 경유하는 반송 유닛(11)의 외부 및 내부의 연통을 저지한다. 즉, O링(23e)은, 반송 유닛(11)의 내부를 외부로부터 밀봉한다. 또한, O링(23e)은, 샤프트(23c)에 형성된 O링 홈에 끼워 넣어지지만, 관통 구멍(24)의 내표면에도 O링 홈을 형성하여, 관통 구멍(24)에 샤프트(23c)가 삽입되었을 때에 샤프트(23c)의 O링(23e)을 관통 구멍(24)의 내표면의 O링 홈에 끼워 맞추어도 된다. 또한, 샤프트(23c)에 O링 홈을 형성하지 않고, 관통 구멍(24)의 내표면에만 O링 홈을 형성하여 O링(23e)을 관통 구멍(24)의 내표면의 O링 홈에만 끼워 맞추어도 된다.
또한, O링(23e)은, 샤프트(23c)를 둘러싸기 때문에, O링(23e)이 관통 구멍(24)의 내면으로부터 받는 반력은 전체 방향으로부터 샤프트(23c)에 작용하고, 샤프트(23c)는 관통 구멍(24)의 중심에 위치하도록 위치 결정되어 관통 구멍(24)의 중심과 샤프트(23c)의 중심이 일치한다. 즉, 샤프트(23c)를 관통 구멍(24)에 삽입하고, 또한 샤프트(23c)에 너트(25)를 나사 결합시키는 것만으로, 어댑터(23)의 위치가 결정된다.
본 실시 형태에 따른 반송 장치로서의 트랜스퍼 모듈(12)에 의하면, 반송 유닛(11)의 각 관통 구멍(24)의 내면 및 각 샤프트(23c)의 측면의 사이에 O링(23e)이 개재하므로, 반송 유닛(11)의 내벽면 및 각 어댑터(23)의 기초부(23a) 사이를 밀봉할 필요가 없고, 따라서, 반송 유닛(11)의 내벽면에 시일 홈을 형성할 필요가 없다. 또한, 샤프트(23c)가 삽입되는 관통 구멍(24)을 형성하는 것만으로 어댑터(23)를 반송 유닛(11)에 설치할 수 있기 때문에, 1개의 어댑터(23)를 설치하기 위하여 복수의 나사 구멍을 반송 유닛(11)의 내벽면에 형성할 필요가 없다. 그 결과, 도 6에 도시한 바와 같이, 반송 유닛(11)의 천장부(11a)와 가공용 툴(28)의 간섭을 고려할 필요를 없앨 수 있어, 각 관통 구멍(24)의 형성 위치의 자유도, 나아가 각 관통 구멍(24)에 의해 위치 결정되는 각 어댑터(23)에 부착되는 코일(18)의 배치 자유도를 확보할 수 있고, 따라서, 각 반송 유닛(11)에서 복수의 코일(18)을 균등하게 배치할 수 있다. 이에 의해, 한 쌍의 코일 열(15)의 사이에 배치되는 슬라이드 박스(17)의 원활한 이동을 실현할 수 있다.
상술한 트랜스퍼 모듈(12)에서는, 샤프트(23c)를 둘러싸는 O링(23e)이 반송 유닛(11)의 내부를 외부로부터 밀봉하기 때문에, 반송 유닛(11)의 내벽면에 시일 홈을 형성하여 해당 시일 홈에 O링을 배치하는 경우에 비해, O링의 둘레 길이를 짧게 할 수 있다. 그 결과, O링의 끊김이나 압축 불량이 발생할 가능성을 저감할 수 있고, 따라서, 반송 유닛(11)의 내부의 외부로부터의 밀봉 능력을 향상시킬 수 있다.
또한, 상술한 트랜스퍼 모듈(12)에서는, 샤프트(23c)에는 수나사가 형성되어, 관통 구멍(24)으로부터 돌출된 샤프트(23c)의 일부에 너트(25)가 나사 결합됨으로써 어댑터(23)는 반송 유닛(11)에 밀착 고정되므로, 어댑터(23)를 고정하기 위한 나사 구멍 등을 반송 유닛(11)에 별도로 형성할 필요가 없어, 반송 유닛(11)의 천장부(11a)와 가공용 툴(28)의 간섭을 고려할 필요를 확실하게 없앨 수 있다.
종래의 리니어 모터 기구를 이용하는 트랜스퍼 모듈에서는, 코일이 감압 환경인 반송 공간에 배치되기 때문에, 전자력 발생 시에 발생하는 열을 공기의 대류 등에 의해 제거할 수 없다. 따라서, 코일의 발열량을 억제하기 위하여 코일에서는 정격 출력의 수 10％의 출력으로밖에는 전자력을 발생시키고 있지 않아, 슬라이드 박스(17)의 전자 구동의 효율이 낮다는 문제가 있다.
상술한 트랜스퍼 모듈(12)에서는, 코일(18)을 냉각하기 위해 어댑터(23)에 냉각 기구를 설치한다. 구체적으로는, 어댑터(23)의 기초부(23a)의 내부에 냉매 유로(23g)를 형성하고, 샤프트(23c)를 축방향으로 관통하는 중공부(23h)를 형성하고, 해당 중공부(23h)를 관통하여 냉매 유로(23g)에 이르는 관 형상의 냉매 공급로(26)를 배치한다. 냉매 공급로(26)는, 냉매 유로(23g)에 냉매, 예를 들어 냉수나 냉기를 순환 공급하여 어댑터(23)를 냉각하고, 나아가 코일(18)을 냉각한다.
이에 의해, 코일(18)의 전자력 발생 시에 있어서의 발열을 고려할 필요가 없어져서, 코일(18)에 있어서 거의 정격 출력으로 전자력을 발생시킬 수 있어, 슬라이드 박스(17)의 전자 구동의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 어댑터(23)는, 중공부(23h) 및 기초부(23a)를 관통하여 반송 유닛(11)의 외부로부터 전기 접점(23f)에 이르는 전력 공급선(27)을 갖는다. 이에 의해, 전력 공급선(27)을 위한 관통 구멍을 반송 유닛(11)에 별도로 형성할 필요가 없어, 반송 유닛(11)의 천장부(11a)와 가공용 툴(28)의 간섭을 고려할 필요를 보다 확실하게 없앨 수 있다.
또한, 종래의 리니어 모터 기구를 이용하는 트랜스퍼 모듈에서는, 각 코일이 반송 유닛과 별도 부품이기 때문에, 각 코일(18)을 반송 유닛에 설치할 때에 어긋남이 발생하기 쉽다. 예를 들어, 도 7의 (A)에 도시한 바와 같이, 코일의 각각이 각 반송 유닛의 배열 방향에 대하여 회전 방향으로 각도 θ만큼 어긋난 경우(파선으로 나타내는 경우), 1개의 코일에 있어서, 당해 코일과 반송 베이스의 영구 자석과의 거리가 부위에 따라 바뀌기 때문에, 영구 자석, 나아가 반송 베이스에 작용하는 전자 구동력이 안정되지 않는다. 또한, 1개의 코일에서의 어긋남량 L×θ(L은 코일의 배열 방향의 길이)는, 코일 열에서의 코일의 개수 분만큼 적산되어 반송 베이스의 이동에 영향을 주기 때문에, 반송 베이스가 원하는 방향으로 이동할 수 없는 우려가 있다.
그러나, 상술한 트랜스퍼 모듈(12)에서는, 각 어댑터(23)가 1개의 샤프트(23c)에 의해서만 반송 유닛(11)에 대하여 위치 결정되기 때문에, 어댑터(23)는, 샤프트(23c)를 중심으로 하여 회전 가능하며, 어댑터(23), 나아가 코일(18)을 각 반송 유닛(11)의 배열 방향에 대하여 용이하게 회전시켜서 회전 방향의 어긋남을 해소할 수 있다. 예를 들어, 각 어댑터(23)를 반송 유닛(11)에 설치한 후, 도 7의 (B)에 도시한 바와 같이, 스트레이트한 측면을 갖는 지그(29)의 당해 측면을 각 어댑터(23)에 맞닿게 함으로써, 각 어댑터(23)를 회전시켜서 회전 방향의 어긋남을 해소할 수 있다. 그 결과, 슬라이드 박스(17)에 작용하는 전자 구동력을 안정시킬 수 있음과 함께, 슬라이드 박스(17)를 원하는 방향으로 확실하게 이동시킬 수 있다.
이상, 본 발명에 대해서, 실시 형태를 사용하여 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 8에 도시한 바와 같이, 어댑터(23)에는 반드시 스토퍼(23b)를 설치할 필요가 있는 것은 아니다. 이 경우, 어댑터(23)에 대한 코일(18)의 위치 결정의 자유도가 증가하기 때문에, 예를 들어 코일(18)이 반송 유닛(11)의 배열 방향에 대하여 회전 방향으로 어긋나 있는 경우, 어댑터(23)를 회전시키지 않고, 코일(18)을 회전시켜서 회전 방향의 어긋남을 해소해도 된다. 또한, 어댑터(23)를 회전시키고, 또한 코일(18)을 어댑터(23)에 대하여 회전시켜서 회전 방향의 어긋남을 해소해도 된다.
또한, 도 9에 도시한 바와 같이, 어댑터(23)가 샤프트(23c)뿐만 아니라 다른 샤프트(23i)를 구비하고 있어도 된다. 단, 이 경우, 어댑터(23)의 반송 유닛(11)의 배열 방향에 대한 회전 방향의 자유도를 확보하기 위해서, 다른 샤프트(23i)는 어댑터(23)의 위치 결정에 기여하지 않는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시 형태에서의 트랜스퍼 모듈(12)의 어댑터(23)에 의한 코일(18)의 설치 구조는, 트랜스퍼 모듈(12)이 복수의 반송 유닛(11)에 의해 구성되는 경우뿐만 아니라, 1개의 반송 유닛(11)에 의해 구성되는 경우, 즉, 트랜스퍼 모듈이 연신 불가능한 경우에도 적용할 수 있다. 또한, 트랜스퍼 모듈(12)이 직방체가 아니라, 다른 형태로 나타나고, 복수의 프로세스 모듈(13)이 트랜스퍼 모듈(12)에 방사 형상으로 연결되는 경우에도 적용할 수 있다.
본 출원은, 2012년 5월 22일에 출원된 일본 출원 제2012-116851호에 기초하는 우선권을 주장하는 것이며, 당해 일본 출원에 기재된 전체 내용을 본 출원에 원용한다.
S : 반송 공간 W : 웨이퍼
10 : 기판 처리 시스템 11 : 반송 유닛
12 : 트랜스퍼 모듈 15 : 코일 열
17 : 슬라이드 박스 18 : 코일
19 : 영구 자석 21 : 반송 아암
23 : 어댑터 23c : 샤프트
23e : O링 24 : 관통 구멍
25 : 너트 26 : 냉매 공급로
27 : 전력 공급선

Claims (5)

  1. 복수의 하우징 형상의 반송 유닛을 일렬이면서 또한 서로 연결하여 구성되는 반송 장치로서,
    각 상기 반송 유닛 내에서, 상기 복수의 반송 유닛의 배열 방향을 따라서 배치된 복수의 코일로 이루어지는 한 쌍의 코일 열과,
    상기 한 쌍의 코일 열의 사이에 배치되고, 또한 각 상기 반송 유닛 내를 상기 배열 방향을 따라서 이동하여 기판을 반송하는 반송 베이스와,
    각 상기 코일에 대응하여 설치되고, 각 상기 코일 및 각 상기 반송 유닛의 내벽면의 사이에 개재하여, 각 상기 코일이 설치되는 복수의 설치구를 구비하고,
    각 상기 반송 유닛 내는 대기압보다 감압되고,
    상기 반송 베이스는 상기 한 쌍의 코일 열의 각각과 대향하는 복수의 자석을 갖고,
    각 상기 반송 유닛에는, 각 상기 코일에 대응하여 각 상기 반송 유닛의 외부로부터 내부에 관통하는 복수의 관통 구멍이 형성되고,
    상기 설치구의 각각은 상기 관통 구멍에 삽입되는 막대 형상의 돌기부를 갖고,
    각 관통 구멍 및 각 돌기부의 사이에 밀봉재가 개재하는 것을 특징으로 하는, 반송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 설치구는, 내부에 형성된 냉매 유로와, 상기 돌기부를 축방향으로 관통하여 상기 냉매 유로에 냉매를 공급하는 냉매 공급로를 갖는 것을 특징으로 하는, 반송 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 설치구는, 상기 돌기부를 축방향으로 관통하여 상기 설치구에 설치된 상기 코일에 이르는 전력 공급선을 갖는 것을 특징으로 하는, 반송 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 돌기부에는 수나사가 형성되고, 상기 관통 구멍으로부터 돌출된 부분에 너트가 나사 결합됨으로써 상기 설치구는 상기 반송 유닛에 고정되는 것을 특징으로 하는, 반송 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 반송 베이스는, 상기 기판을 적재하는 적어도 선회 또는 신축 가능한 반송 아암을 갖는 것을 특징으로 하는, 반송 장치.
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