KR101189611B1

KR101189611B1 - 웨이퍼 고정용 척

Info

Publication number: KR101189611B1
Application number: KR1020100134315A
Authority: KR
Inventors: 이인오; 홍성옥
Original assignee: 주식회사 티더블유티
Priority date: 2010-12-24
Filing date: 2010-12-24
Publication date: 2012-10-10
Also published as: KR20120072530A

Abstract

본 발명은 웨이퍼를 고정 또는 회전시켜 웨이퍼의 표면으로부터 파티클을 제거하는데 사용되는 웨이퍼 고정용 척에 관한 것으로서, 원판 형상이며, 상부면의 둘레에는 복수 개의 설치공이 형성된 몸체와; 몸체의 설치공 상부와 하부로 돌출되며 회동가능하게 설치되는 회전축과; 회전축에 길이방향으로 편심된 위치에 회동가능하게 설치되며, 상부에는 웨이퍼의 측면 하부를 지탱하는 평탄면이 형성되고 평탄면의 상부에는 웨이퍼의 단부가 삽입되는 삽입홈이 형성된 척핀과; 회전축을 몸체로부터 양 방향으로 회전시키는 회전축 구동부 및; 척핀을 상기 회전축으로부터 회전시키는 척핀 구동부;를 포함하는 것으로 실현 가능하며, 신속하면서도 정확하게 웨이퍼를 정해진 위치에 고정시킬 수 있는 효과와 웨이퍼가 고정된 상태에서 웨이퍼의 상부면과 하부면을 동시에 세정할 수 있어 웨이퍼를 종래보다 신속하게 세정할 수 있어 웨이퍼의 세정시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

웨이퍼 고정용 척{Chuck for fixing wafer}

본 발명은 웨이퍼를 세정하는데 사용되는 웨이퍼 고정용 척에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 세정하고자 하는 웨이퍼를 고정 또는 회전시켜 웨이퍼의 표면으로부터 파티클을 제거하는데 사용되는 웨이퍼 고정용 척에 관한 것이다.

반도체 소자가 고직접화 되면서 웨이퍼 상에 구현해야 하는 회로의 패턴은 점차 작아지고 있으며, 이로 인해 웨이퍼 상의 패턴은 미세한 파티클(Particle)에도 큰 영향을 받아 반도체 소자의 불량으로 이어지게 된다. 따라서 웨이퍼를 세정하는 공정의 중요성이 점차 증가하고 있다.

웨이퍼로부터 파티클을 제거하기 위한 세정공정에 사용되는 장치는 물리적인 방법을 사용하는 스핀 스크러버를 들 수 있으며, 스핀 스크러버는 반도체 소자의 제조공정에서 마스크 및 웨이퍼의 표면 또는 뒷면으로부터 파티클을 세정하는데 사용되는 장치이다.

이러한 스핀 스크러버는 초순수를 이용하여 세정하는 방법, 초순수와 브러쉬를 함께 이용하여 세정하는 방법, 초음파를 이용하여 세정하는 방법 등을 통해 웨이퍼를 세정한다.

도 1과 도 2를 참조하면, 종래 기술에 의한 스핀 스크러버는 웨이퍼(W)가 장착되고 회전되는 웨이퍼 고정용 척(10)과 웨이퍼 고정용 척(10)의 상측으로 웨이퍼(W) 표면에 초순수를 공급하는 초순수 분사노즐(20)과 초순수 분사노즐(20)로부터 초순수가 분사된 웨이퍼(W)의 표면에서 웨이퍼(W) 중심과 웨이퍼(W) 가장자리로 수평운동하는 브러쉬(30)가 포함된다.

즉, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 고정용 척(10)에 장착된 뒤 회전되고, 회전되는 웨이퍼(W)의 표면에는 초순수 분사노즐(20)에서 초순수가 분사되며, 웨이퍼(W)의 표면을 브러쉬(30)가 수평이동하면서 웨이퍼(W)의 표면으로부터 파티클을 제거시키게 된다.

웨이퍼 고정용 척(10)은 원판 형상의 회전플레이트(11)에 회전구동수단(미 도시됨)과 연결된 회전축(12)이 형성되고, 회전플레이트(11)의 상측변의 가장자리를 따라 일전한 간격으로 지지핀(13)들이 구비된다.

지지핀(13)은 웨이퍼 고정용 척(10)에 장착되어 회전되는 웨이퍼(W) 하부면의 가장자리를 지지하는 원통 형상의 지지부재(13a)와 이 지지부재(13a)의 상측으로 돌출되어 웨이퍼(W)의 측면을 지지하는 지지돌기(13b)로 이루어진다.

따라서, 웨이퍼(W)가 지지핀(13)에 의해 웨이퍼(W)의 하부면 가장자리와 측면이 지지된 상태에서 회전플레이트(11)와 함께 회전된다.

이러한 구조로 이루어진 종래의 웨이퍼 고정용 척(10)은 웨이퍼(W)를 세정하기 위해 항시 회전되어야만 한다. 그러나 웨이퍼 고정용 척(10)을 회전시키는 경우 웨이퍼(W)의 상부면을 세정할 수는 있으나 하부면은 지지부재(13a)로 인해 세정할 수 없었다.

이로 인해 웨이퍼(W)를 세정하는 과정에서 웨이퍼(W)의 상부를 세정하는데 사용된 초순수가 파티클을 포함한 상태로 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 외부로 배출되는 과정에서 주변의 불특정한 물체들과 충돌하여 다시금 웨이퍼(W)의 하부면에 묻게 되는 경우가 발생할 수 있는 문제가 있었다.

이와 같이 세정에 사용된 초순수가 외부로 원활히 배출되지 못하고 웨이퍼의 하부면에 묻게되면 웨이퍼(W)를 분리시키지 않은 상태에서는 이를 제거할 수 있는 방법이 없었으며, 웨이퍼(W)를 웨이퍼 고정용 척(10)으로부터 분리시킨 뒤 하부면이 상부에 놓이게 한 다음 세정작업을 반복해야만 했으므로 웨이퍼를 세정하는데 따른 시간이 지연되어 생산성이 저하되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점은 감안하여 안출된 것으로서, 스핀 스크러버의 웨이퍼 고정용 척에 웨이퍼가 신속하면서도 정확한 위치에 고정될 수 있도록 하는 한편, 웨이퍼의 상부면을 초순수 및 브러쉬로 세정하는 것과, 웨이퍼 고정용 척으로부터 웨이퍼를 분리하지 않은 상태에서 웨이퍼의 하부면을 세정할 수 있도록 구성된 웨이퍼 고정용 척을 제공하여 웨이퍼를 신속하게 세정할 수 있도록 하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 웨이퍼 고정용 척은 원판 형상이며, 상부면의 둘레에는 복수 개의 설치공이 형성된 몸체와; 상기 몸체의 설치공 상부와 하부로 돌출되며 회동가능하게 설치되는 회전축과; 상기 회전축에 길이방향으로 편심된 위치에 회동가능하게 설치되며, 상부에는 웨이퍼의 측면 하부를 지탱하는 평탄면이 형성되고 평탄면의 상부에는 웨이퍼의 단부가 삽입되는 삽입홈이 형성된 척핀과; 상기 회전축을 몸체로부터 양 방향으로 회전시키는 회전축 구동부 및; 상기 척핀을 상기 회전축으로부터 회전시키는 척핀 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전축 구동부는, 상기 회전축과 일체로 형성되며 몸체의 하부에서 몸체의 중심부를 향해 치형이 구비되는 반달기어 및 상기 몸체의 하부면 중앙에 회전가능하게 설치되는 링 형상이며, 외주면에는 상기 회전축의 반달기어와 치합되는 외측기어가 구비되고, 내주면에는 구동모터의 피니언기어와 치합되는 내측기어가 구비되는 작동기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 척핀 구동부는, 상기 회전축의 하단부 하부로 돌출되는 척핀에 설치되는 프로펠러 및 상기 몸체의 중앙으로 공급되는 압축공기가 프로펠러로 분사되게 안내하는 에어라인를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 몸체의 하부면에는 상기 회전축의 하부와 척핀의 하부를 보호하는 하우징 블록이 설치되며, 상기 에어라인은 상기 몸체에서 상기 하우징 블록의 내부로 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하우징 블록에는 상기 에어라인과 평행하게 척핀의 프로펠러 방향으로 장공이 형성되며, 상기 장공에는 몸체가 회전될 때 몸체의 외주면 방향으로 발생되는 원심력에 의해 프로펠러 방향으로 돌출되는 고정핀이 구비되고, 상기 장공의 내부에는 몸체가 회전되지 않을 때 고정핀을 장공의 내부로 방향으로 밀어주어 고정핀이 하우징 블록의 외부로 노출되지 않게 하는 리턴 스프링으로 구성된 척핀 고정부가 포함되며, 상기 고정핀은 상기 몸체가 회전되면 원심력에 의해 리턴 스프링을 압박하며 돌출되어 상기 척핀의 프로펠러 사이에 삽입되어 프로펠러가 회전되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 웨이퍼 고정용 척은 신속하면서도 정확하게 웨이퍼를 정해진 위치에 고정시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 웨이퍼가 고정된 상태에서 웨이퍼의 상부면과 하부면을 동시에 세정할 수 있어 웨이퍼를 종래보다 신속하게 세정할 수 있어 웨이퍼의 세정시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 스핀 스크러버를 개략적으로 도시한 측면도,
도 2는 종래기술에 따른 스핀 스크러버의 웨이퍼 고정용 척을 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 고정용 척을 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 고정용 척의 저면을 나타낸 저면도,
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선 단면을 상세히 도시한 단면도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 고정용 척의 회전축과 척핀을 상세히 도시한 도면,
도 7은 도 4의 Ⅶ-Ⅶ선 단면을 상세히 도시한 단면도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 고정용 척의 회전축 구동부를 상세히 도시한 저면도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 고정용 척의 척핀 구동부를 상세히 도시한 저면도,
도 10은 도 9에 도시된 척핀 구동부에 의해 척핀이 회전되는 것을 도시한 사용상태도,
도 11은 도 9에 도시된 척핀 고정부에 의해 척핀이 고정된 것을 도시한 사용상태도,
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 고정용 척을 도시한 측면도,
도 13은 도 12의 웨이퍼 고정용 척의 저면를 도시한 저면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하도록 한다.

일 실시예

도 3 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 고정용 척(1a: 이하, 고정용 척이라 함)은 크게 몸체(100), 회전축(200), 척핀(300), 회전축 구동부(400), 척핀 구동부(500)로 구성된다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 몸체(100)는 구동축(50)에 의해 회전되는 원판 형상이며, 상부면의 둘레에는 복수 개의 설치공(110)이 형성된다. 상기에서 설치공(110)은 몸체(100)의 하부면에서 상부면을 향해 수직으로 관통되게 형성된다.

상기 회전축(200)은 몸체(100)의 설치공(110)에 각각 삽입 설치되는 것이며, 설치공(110)의 상부와 하부를 향해 일정 높이 이격되게 돌출된다. 또한, 회전축(200)은 설치공(110)에 삽입된 뒤 설치공(110)을 기준으로 시계방향과 반시계방향으로 회전될 수 있게 고정된다.

도 6을 참조하면, 회전축(200)의 내부에는 수직방향인 회전축(200)의 길이방향으로 척핀 삽입공(210)이 형성된다. 이때, 척핀 삽입공(210)은 회전축(200)의 중앙에 형성되는 것이 아니라 중심에서 벗어나 편심되게 형성된다.

회전축(200)의 척핀 삽입공(210)에는 척핀(300)이 회동가능하게 설치되며, 척핀(300)의 원활한 회전을 위해 척핀 삽입공(210)의 상부와 하부에는 척핀(300)이 회전될 때 마찰을 줄여주기 위한 베어링(220)이 설치된다.

척핀(300)은 상기 회전축(200)의 척핀 삽입공(210)에 설치되는 것이며, 상부와 하부는 회전축(200)의 외부로 돌출되게 구성된다. 먼저, 척핀(300)의 상부에는 세정할 웨이퍼(W)의 측면 하부를 지탱하는 평탄면(310)이 구비되고 상기 평탄면(310)의 상부에는 웨이퍼(W)의 단부가 십입되는 삽입홈(320)이 형성된다.

즉, 회전축(200)은 몸체(100)의 상부면에 몸체(100)의 중심으로부터 동일한 거리의 둘레에 균일한 간격으로 이격되게 설치되고, 척핀(300)은 상기 회전축(200)에 편심되게 설치되는 것이다. 따라서 회전축(200)이 회전됨에 따라 척핀(300)은 상부에 놓여지는 웨이퍼(W)에 접하게 되거나 웨이펴(W)와 접촉된 상태에서 이격된다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 회전축 구동부(400)는 상기 회전축(200)을 회전시키는 것으로서, 회전축(200)을 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시킬 수 있는 장치이면 어떠한 것이라도 무방하다. 이러한 장치에는 전기로 작동되는 스테핑모터와 공압모터 등이 사용되는 것이 바람직하며, 본 발명에서는 어떠한 방식의 구동모터(401)가 사용되어도 무방하다.

상기 구동모터(401)와 함께 사용되는 회전축 구동부(400)는 회전축(200)과 일체로 형성되는 반달기어(410)와 작동기어(420)로 구성되며, 반달기어(410)는 회전축(200)의 하부에 구비되며 몸체(100)의 내측 방향으로 반달모양으로 볼록하게 치형이 형성된 기어이다.

작동기어(420)는 몸체(100)의 하부면 중앙에 회전가능하게 설치되는 링 형상이며, 외주면에는 상기 반달기어(410)와 치합되는 외측기어(421)가 다수 개 형성되고, 내측에는 상기 구동모터(401)의 피니언기어(431)와 치합되는 내측기어(422)가 구비된다.

따라서 피니언기어(431)는 구동모터(401)의 작동에 의해 시계방향 또는 반시계방향으로 회전되고, 작동기어(420)는 피니언기어(431)와 치합된 내측기어(422)가 피니언기어(431)의 회전에 따라 반시계방향 또는 시계방향으로 회전되므로 인해 몸체(100)의 저면에서 회전되게 된다.

이와 같이 작동기어(420)가 회전되면 외측기어(421)와 반달기어(410)의 치합으로 작동기어(420)와 연동되는 회전축(200)은 작동기어(420)의 회전되는 방향과 반대되는 방향으로 회전된다.

그러므로 척핀(300)의 상부에 웨이퍼(W)를 고정하고자 할 때에는 척핀(300)이 웨이퍼(W)에 접촉되는 방향으로 회전축(200)을 회전시키면 되고, 척핀(300)에 고정된 웨이퍼(W)를 분리시키고자 할 때에는 척핀(300)이 웨이퍼(W)의 측면으로부터 멀어지는 방향으로 회전축(200)을 회전시키면 되고, 이는 회전축(200)과 척핀(300)이 편심되게 결합되어 있기 때문에 가능한 것이다.

도 6, 도 9 및 도 10을 참조하면, 척핀 구동부(500)는 척핀(300)의 하부에 구비되는 프로펠러(510)와 에어라인(520)으로 구성되며, 프로펠러(510)는 척핀(300)의 하단부 즉, 회전축(200)의 외부로 노출되는 지점에 구비된다. 상기 에어라인(520)은 몸체(100)를 회전시키는 구동축의 에어 공급관(51)과 연결된 것으로서, 외부에서 에어 공급관(51)으로 공급된 압축공기가 상기 프로펠러(510)로 공급되게 한다.

이와 같이 구성된 척핀 구동부(500)는 회전축(200)에 설치된 척핀(300)들을 동시에 동일한 방향으로 회전시키기 위한 것으로서, 척핀(300)들이 회전되면 척핀(300)들의 사이에 고정되어 있던 웨이퍼(W)도 척핀(300)과 함께 회전된다.

도 3 내지 도 10을 참조하여 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 고정용 척(1a)이 작동되는 것을 살펴보면, 세정하고자 하는 웨이퍼(W)를 몸체(100)의 상부면에 올려놓고 회전축 구동부(400)를 회전시켜 회전축(200)이 척핀(300)의 사이에 웨이퍼(W)가 고정되는 방향으로 회전시킨다.

상기의 과정을 통해 척핀(300)의 사이에 웨이퍼(W)가 고정된다. 이때, 척핀(300)의 사이에 고정된 웨이퍼(W)는 정확하게는 척핀(300)의 평탄면(310)에 놓여진 뒤 삽입홈(320)의 사이에 끼워진 상태를 유지하게 된다.

이와 같이 고정용 척(1a)의 상부에 웨이퍼(W)가 설치되면, 구동축(50)을 회전시켜 몸체(100)를 회전시킨다. 이러한 상태에서 초순수를 웨이퍼(W)의 상부면 위로 분사시키면서 브러쉬(21)로 웨이퍼(W)의 상부면의 이물질인 파티클 등을 제거한다.

웨이퍼(W)의 상부면으로부터 파티클이 모두 제거되었다고 판단되면 구동축의 회전을 중지시켜 몸체(100)가 멈추게 한다. 이 과정에서 웨이퍼(W) 상부면에 묻어있던 파티클은 모두 초순수와 브러쉬(21)에 의해 제거된다.

그러나 파티클이 포함된 초순수는 원심력에 의한 운동에너기가 발생되고 직진방향으로 강하게 배출되면서 주변장치와 충돌되어 웨이퍼의 하부면으로 반사되는 경우가 발생할 수도 있으며, 이와 같이 세정되어 배출되어야 하는 파티클이 다시금 웨이퍼의 하부면에 묻게 되는 경우에는 척핀 구동부(500)를 작동시켜 제거하면 된다.

이를 위해 구동축(50)의 에어 공급관(51)을 통해 척핀 구동부(500)의 에어라인(520)에 압축공기를 공급하고, 에어라인(520)을 통해 공급된 압축공기가 척핀(300)의 하단부에 구비된 프로펠러(510)로 분출되게 하여 배출되는 압축공기에 의해 프로펠러(510)가 회전되게 한다.

프로펠러(510)가 회전되면 척핀(300)이 회전되고, 척핀(300)에 의해 고정된 웨이퍼(W) 역시 척핀(300)의 회전과 동시에 회전하게 된다. 몸체(100)가 정지된 상태에서 웨이퍼(W)가 회전되면 고정용 척(1a)의 외부에서 웨이퍼(W)의 상부면과 하부면에 동시에 브러쉬(21,22)를 삽입시킨다.

이와 같이 몸체(100)를 고정한 상태에서 웨이퍼(W)만 회전시키고, 웨이퍼(W)의 상부면과 하부면에 브러쉬(21,22)를 접촉시키면 웨이퍼(W)의 상부면과 하부면을 동시에 청소하게 된다. 즉, 웨이퍼(W)를 고정용 척(1a)으로부터 분리시키지 않은 생태에서 상부면을 청소하면서 반사되어 하부면으로 이동된 파티클이 존재한다 하여도 별도의 작업 없이도 용이하게 청소할 수 있는 것이다.

상기와 같이 구성되고 작동되는 고정용 척(1a)은 몸체(100)가 회전될 때 몸체(100)에 설치된 척핀(300)은 척핀 구동부(500)의 에어라인(520)에 압축공기가 공급되는 것이 차단되므로 정지된 상태를 유지하게 된다. 그러나 몸체(100)가 회전되면서 발생되는 진동에 의해 척핀(300)이 회전될 수도 있다.

이러한 척핀(300)의 회동은 진동에 의해 발생되는 것으로서 웨이퍼(W)를 세척하는데 큰 영향을 주는 것은 아니다. 그러나 이러한 진동에 의해 척핀(300)이 진동하는 것이 지속된다면 경우에 따라서는 웨이퍼(W)에 손상이 발생될 수도 있다.

따라서 이러한 현상을 방지하기 위해 몸체(100)가 회전될 때에는 척핀(300)을 단단히 고정하는 척핀 고정부(600)가 더 포함될 수도 있다.

도 9 내지 도 11을 참조하면, 몸체(100)의 하부면에는 회전축(200)의 하부와 척핀(300)의 하부를 보호하는 하우징 블록(700)이 설치되며, 몸체(100)에서 척핀(300)의 프로펠러(510)로 향하는 에어라인(520)은 상기 하우징 블록(700)의 내부로 연결되게 구성된다.

하우징 블록(700)은 회전축(200)과 척핀(300)의 외부를 감싸도록 몸체(100)의 내부 방향에서 외부 방향으로 개방된 오목한 절개홈(701)이 형성되어 있으며, 이 절개홈(701)의 내부에는 평행하게 에어라인(520)과 장공(710)이 구비된다.

척핀 고정부(600)는 상기 하우징 블록(700)의 장공(710)과 장공(710)에 삽입되는 고정핀(720) 및 상기 고정핀(720)을 상기 장공(710)의 내부로 삽입되도록 하는 리턴 스프링(730)으로 구성되는 것으로서, 몸체(100)가 회전되면 장공(710)으로부터 몸체(100)의 외부방향으로 원심력에 의해 고정핀(720)이 돌출되어 프로펠러(510)의 사이로 삽입되어 프로펠러(510)가 회전되는 것이 완전히 차단되고, 프로펠러(510)가 회전되지 못하므로 척핀(300)도 회전되는 것이 차단된다.

반대로 몸체(100)가 회전이 중지되면 몸체(100)에 발생되던 원심력이 사라지고, 장공(710)으로부터 돌출되었던 고정핀(720)도 다시금 리턴 스프링(730)의 압력에 의해 장공(710)의 내부로 삽입되게 된다. 즉, 척핀(300)의 프로펠러(510)는 고정핀(720)이 분리되므로 에어라인(520)에서 압축공기가 밸출된다면 압축공기의 압력에 의해 회전할 수 있게 된다.

다른 실시예

도 12와 도 13을 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 고정용 척(1b: 이하, 고정용 척이라 함)은 앞서 설명된 일 실시예의 고정용 척(1a)과 동일하게 몸체(100), 회전축(200), 척핀(300), 회전축 구동부(400) 및 척핀 구동부(800)으로 구성된다.

상기에서 다른 실시예의 고정용 척(1b)과 일 실시예의 고정용 척(1a)은 몸체(100), 회전축(200), 척핀(300) 및 회전축 구동부(400)의 구성이 모두 동일 하므로 본 다른 실시예에서는 상기 몸체(100), 회전축(200), 척핀(300) 및 회전축 구동부(400)에 대한 설명을 일 실시예의 것으로 대신 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 척핀 구동부(800)는 전동모터(840)에 의해 척핀(300)들이 동일한 방향으로 구동되는 것으로서, 상기 각각의 전동모터(840)는 구동축(841)이 척핀(300)과 동일 회전중심 상에 위치하게 회전축 구동부(400)에 구비된다.

이러한 전동모터(840)는 외부에서 공급되는 전원에 의해 회전되는 것으로서, 전동모터(840)에 전력을 공급하는 수단은 접지용 링(810), 접지용 핀(820) 및 에어 실린더(830)로 구성된다.

상기 접지용 링(810)은 회전축 구동부(400)의 저면에 링 형상으로 구비되는 것이며, 음극(-)과 양극(+)을 전달할 수 있도록 일정간격 이격되게 2개가 구비되고, 전동모터(840)와 전력이 교환되게 전력선(811)으로 연결된다.

접지용 핀(820)은 외부의 전력을 상기 접지용 링(810)에 전달하는 것으로서, 평상시에는 상기 접지용 링(810)과 분리되어 있으며, 척핀(300)을 회전시켜야 하는 경우에만 접지용 링(810)으로 이동되어 접지용 링(810)과 접촉된다.

이러한 접지용 핀(820)을 접지용 링(810) 방향으로 이동시키는 수단은 에어 실린더(830)를 사용하며, 상기 에어 실린더(830)는 외부에서 공급되는 압축공기의 제어를 통해 작동이 가능하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시예에 따른 고정용 척(1b)의 작동은 몸체(100)에 웨이퍼(W)를 고정하고 몸체(100)를 회전시켜 웨이퍼(W)를 회전시키는 것은 일 실시예와 동일하다.

그러나 척핀(300)을 회전시켜 웨이퍼(W)가 몸체(100)의 상부에서 회전되는 것에서 일 실시예와는 다른 방식을 취하게 된다. 즉, 다른 실시예에서는 몸체(100)가 정지한 상태에서 몸체(100)가 회전되는 동안에는 회전축 구동부(400)으로부터 분리되어 있던 접지용 핀(820)을 에어 실린더(830)을 구동시켜 회전축 구동부(400) 방향으로 이동시켜 접지용 링(810)에 접촉되게 한다.

이와 같이 접지용 핀(820)과 접지용 링(810)이 접촉되면 외부의 전원이 접지용 핀(820)과 접지용 링(810)을 통해 전동모터(840)로 전달되고, 이와 같이 전달된 전력에 의해 전동모터(840)의 구동축(841)이 회전된다.

전동모터(840)의 구동축(841)이 회전되면 구동축(841)과 연결된 척핀(300)도 함께 회전되고, 척핀(300)에 고정되어 있던 웨이퍼(W)도 척핀(300)이 회전되는 방향으로 회전된다.

이와 같이 척핀(300)이 회전되면 웨이퍼(W)의 상부면과 하부면에 브러쉬(21,22)를 삽입시켜 웨이퍼(W)의 상부면과 하부면에 존재하는 파티클을 제거한다.

상기와 같이 구성된 척핀 구동부(800)는 몸체(100)가 정지된 상태에서 웨이퍼(W)를 회전시키기 위한 것으로서, 몸체(100)를 회전시킬 때에는 에어 실린더(830)을 작동시켜 접지용 핀(820)이 접지용 링(810)으로부터 이격되게 하면 된다.

상기와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하였다. 그러나 본 발명이 상기의 실시예에만 특정하여 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통사의 지식을 가진 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 벗어남 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하고, 그러한 모든 변경 및 수정에 의한 균등물들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

1: 웨이퍼 고정용 척 100: 몸체
110: 설치공 200: 회전축
210: 척핀 삽입공 300: 척핀
310: 평탄면 320: 삽입홈
400: 회전축 구동부 410: 반달기어
420: 작동기어 421: 외측기어
422: 내측기어 431: 피니언기어
500: 척핀 구동부 510: 프로펠러
520: 에어라인 600: 척핀 고정부
700: 하우징 블록 710: 장공
720: 고정핀 720: 리턴 스프링
800: 척핀 구동부 810: 접지용 링
820: 접지용 핀 830: 에어 실린더
840: 전동모터 841: 구동축

Claims

원판 형상이며, 상부면의 둘레에는 복수 개의 설치공(110)이 형성된 몸체(100)와;
상기 몸체(100)의 설치공(110) 상부와 하부로 돌출되며 회동가능하게 설치되는 회전축(200)과;
상기 회전축(200)에 길이방향으로 편심된 위치에 회동가능하게 설치되며, 상부에는 웨이퍼(W)의 측면 하부를 지탱하는 평탄면(310)이 형성되고 평탄면(310)의 상부에는 웨이퍼의 단부가 삽입되는 삽입홈(320)이 형성된 척핀(300)과;
상기 회전축(200)을 몸체(100)로부터 양 방향으로 회전시키는 회전축 구동부(400) 및;
상기 척핀(300)을 상기 회전축(200)으로부터 회전시키는 척핀 구동부(500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 고정용 척.
제 1항에 있어서, 상기 회전축 구동부(400)는,
상기 회전축(200)과 일체로 형성되며 몸체(100)의 하부에서 몸체(100)의 중심부를 향해 치형이 구비되는 반달기어(410) 및
상기 몸체(100)의 하부면 중앙에 회전가능하게 설치되는 링 형상이며, 외주면에는 상기 회전축(200)의 반달기어(410)와 치합되는 외측기어(421)가 구비되고, 내주면에는 구동모터의 피니언기어(431)와 치합되는 내측기어(422)가 구비되는 작동기어(420)를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 고정용 척.
제 1항에 있어서, 상기 척핀 구동부(500)는,
상기 회전축(200)의 하단부 하부로 돌출되는 척핀(300)에 설치되는 프로펠러(510) 및
상기 몸체(100)의 중앙으로 공급되는 압축공기가 프로펠러(510)로 분사되게 안내하는 에어라인(520)를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 고정용 척.
제 3항에 있어서,
상기 몸체(100)의 하부면에는 상기 회전축(200)의 하부와 척핀(300)의 하부를 보호하는 하우징 블록(700)이 설치되며, 상기 에어라인(520)은 상기 몸체(100)에서 상기 하우징 블록(700)의 내부로 연결되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 고정용 척.
제 4항에 있어서,
상기 하우징 블록(700)에는 상기 에어라인(520)과 평행하게 척핀(300)의 프로펠러(510) 방향으로 장공(710)이 형성되며, 상기 장공(710)에는 몸체(100)가 회전될 때 몸체(100)의 외주면 방향으로 발생되는 원심력에 의해 프로펠러(510) 방향으로 돌출되는 고정핀(720)이 구비되고, 상기 장공(710)의 내부에는 몸체(100)가 회전되지 않을 때 고정핀(720)을 장공(710)의 내부로 방향으로 밀어주어 고정핀(720)이 하우징 블록(700)의 외부로 노출되지 않게 하는 리턴 스프링(730)으로 구성된 척핀 고정부(600)가 포함되며,
상기 고정핀(720)은 상기 몸체(100)가 회전되면 원심력에 의해 리턴 스프링(730)을 압박하며 돌출되어 상기 척핀(300)의 프로펠러(510) 사이에 삽입되어 프로펠러(510)가 회전되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 고정용 척.
제 1항에 있어서, 상기 척핀 구동부(800)는,
구동부(400)의 저면에 링 형상으로 구비되는 접지용 링(810)과
상기 접지용 링에 전원을 공급하는 접지용 핀(820)과
상기 접지용 핀(820)을 이동시켜 접지용 핀(820)이 상기 접지용 링(810)에 접촉 또는 이격되게 하는 에어 실린더(830)와
상기 접지용 링(810)으로부터 전력을 공급받아 회전되는 전동모터(840)를 포함하며,
상기 전동모터(840)의 구동축(841)은 척핀(300)과 연결되어 전동모터(840)의 회전에 의해 척핀(300)이 회전되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 고정용 척.