KR101425534B1 - 다중 흡착판을 구비하는 포러스 척 - Google Patents

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KR101425534B1
KR101425534B1 KR1020130027992A KR20130027992A KR101425534B1 KR 101425534 B1 KR101425534 B1 KR 101425534B1 KR 1020130027992 A KR1020130027992 A KR 1020130027992A KR 20130027992 A KR20130027992 A KR 20130027992A KR 101425534 B1 KR101425534 B1 KR 101425534B1
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정동준
채승수
이상민
박휘근
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쿠어스텍아시아 유한회사
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Abstract

본 발명은 진공 흡입력에 의해 웨이퍼를 흡착하여 고정하는 다중 흡착판을 구비하는 포러스 척에 관한 것이다. 본 발명에 따른 다중 흡착판을 구비하는 포러스 척은 진공 흡입력을 인가하기 위한 진공 공급홀이 중심에 형성되는 베이스; 및 상기 베이스에 안착되고, 내부에는 다수의 기공이 형성되며, 상기 진공 공급홀을 통해 인가되는 진공 흡입력이 상기 기공을 통해 표면으로 확산되어 표면 상에 진공 흡입력이 형성되며, 메쉬 사이즈가 서로 다른 복수의 흡착판을 포함하며, 상기 베이스 및 상기 복수의 흡착판 사이에는 상기 진공 공급홀에 인가된 진공 흡입력이 확산되는 진공 확산 통로가 형성되며, 상기 복수의 흡착판에 있어서 어느 하나의 흡착판이 다른 흡착판의 둘레를 둘러싸도록 배치되되, 반경 방향 외측에 배치되는 흡착판일수록 메쉬 사이즈가 더 큰 것을 특징으로 한다.

Description

다중 흡착판을 구비하는 포러스 척{POROUS CHUCK HAVING MULTIPLE POROUS PLATE}
본 발명은 진공 흡입력에 의해 웨이퍼를 흡착하여 고정하는 포러스 척에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반경 방향에 있어서 메쉬 사이즈가 더 큰 흡착판이 메쉬 사이즈가 더 작은 흡착판의 외측에 배치되도록 구성되는 포러스 척에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 실리콘 웨이퍼가 확산공정, 식각공정, 사진공정 및 성막공정 등 일련의 제조 공정을 거쳐 완성된다. 알려진 바와 같이, 반도체는 고도의 정밀성을 요하는 장치이므로 각 공정 단계에서 웨이퍼는 미리 설정된 위치에 정확하게 고정된 상태가 유지될 수 있도록 포러스 척에 의해 지지된다.
포러스 척은 기계식, 정전기식 및 진공식이 있다. 기계식은 클램프(clamp)를 이용하여 웨이퍼의 표면을 눌러 움직이지 않도록 고정하는 방식이고, 정전기식은 웨이퍼와 포러스 척 사이의 전압 차에 의해 웨이퍼를 고정 및 분리시키는 방식이며, 진공식은 진공 흡입력을 이용하여 웨이퍼를 흡착하여 고정하는 방식이다.
도 1은 종래 기술에 따른 진공식 포러스 척의 일 실시예의 평면도이고, 도 2는 도 1의 포러스 척의 수직 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 포러스 척(1)은 베이스(2) 및 흡착판(3)을 포함한다.
베이스(2)는 전체적으로 원반 형상이며, 베이스(2)의 가장자리에는 베이스(2)의 둘레를 따라 소정의 높이의 측벽(4)이 형성된다. 베이스(2)의 중심에는 진공 흡입력을 공급하기 위한 진공 공급홀(5)이 베이스(2)의 상면으로부터 하면까지 관통하여 형성되고, 베이스(2)의 상면에는 진공 공급홀(7)과 연통하는 진공 확산홈(6)이 형성된다. 진공 확산홈(6)은 진공 공급홀(5)을 중심으로 하는 동심원과, 이 동심원들을 가로지르도록 진공 공급홀(5)로부터 반경 방향으로 연장되는 복수의 방사선이 혼합된 형상을 이룬다.
흡착판(3)은 원형의 플레이트 형상으로서 베이스(2)의 측벽(4)의 내측 공간에 안착된다. 흡착판(3)의 상면은 웨이퍼가 안착되어 지지될 수 있도록 평탄한 표면을 가진다. 흡착판(3)은 표면 및 내부에는 다수의 기공들이 형성되며, 이 기공들은 이웃하는 기공들과 연통된다. 흡착판(3)은 일반적으로 포러스 세라믹이 이용되는데, 포러스 세라믹은 실리콘 카바이드(SiC), 실리콘 나이트라이드(Si3N4)와 같은 고밀도 세라믹(ceramic)을 고온에서 소결하여 제조된다.
흡착판(3)이 베이스(2)의 측벽(4)의 내측 공간에 안착되면 베이스(2)의 진공 확산홈(6)은 흡착판(3)의 하면에 의해 덮이며, 진공 확산홈(6)은 진공 확산 통로를 형성하게 된다. 이 상태에서 진공 공급홀(5)에 진공 흡입력이 인가되면 진공 흡입력은 베이스(2)의 진공 확산홈(6)을 따라 확산된다. 진공 흡입력이 진공 확산 통로를 따라 베이스(2)의 반경 방향으로 확산되는 과정에서 진공 흡입력이 흡착판(3)의 하면에 인가되면 진공 흡입력은 흡착판(3)의 내부에 형성된 기공들을 통해 흡착판(3)의 체적 전체에 걸쳐 확산되며, 최종적으로 흡착판(3)의 상부 표면까지 진공 흡입력이 인가된다. 흡착판(3)의 상부 표면에 진공 흡입력이 인가되면 웨이퍼(9)는 진공 흡입력에 의해 흡착판(3)의 표면에 흡착되어 고정되며, 진공 확산홈(8)이 진공 공급홀(5)을 중심으로 방사형으로 배치됨으로써 진공 공급홀(7)을 통하여 인가된 진공 흡입력은 흡착판(20)의 표면 전체에 걸쳐 분산될 수 있다.
진공식 포러스 척에 있어서 중요한 기술적 과제는 흡착판(3)의 표면 전체에 걸쳐 균일한 진공 흡입력을 형성하는 것이다. 흡착판(3)의 표면 전체에 걸쳐 균일한 크기의 진공 흡입력이 형성되지 않는 경우에는 공정 중에 웨이퍼(9)가 포러스 척으로부터 분리되거가 위치가 틀어질 수 있기 때문이다.
그러나, 진공 공급홀(5)이 포러스 척(1)의 중심에 위치하기 때문에 진공 공급홀(5)로부터 거리가 멀어질수록, 즉 포러스 척(1)의 반경 방향 외측으로 갈수록 진공 흡입력이 급격히 감소하는 문제가 있으며, 이로 인해 흡착판(3)의 표면 전체에 걸쳐 균일한 진공 흡입력이 발생될 수 없게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위한 한 가지 방법으로서, 베이스(2)의 중심에 위치하는 진공 공급홀(5) 외에 베이스(2)의 가장자리에 추가적인 진공 공급홀을 형성하는 방법이 제안되었다. 그러나, 이러한 방식은 추가적으로 형성되는 각각의 진공 공급홀에 진공 공급 라인이 개별적으로 연결되어야 하기 때문에 장치의 구성이 복잡해지고, 진공 공급 라인이 꼬이기 때문에 포러스 척(1)을 회전시킬 수 없는 결정적인 문제가 있다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 포러스 척의 중심에 형성되는 진공 공급홀 외에 추가적인 진공 공급홀을 형성하지 않고도 흡착판의 표면 전체에 걸쳐 균일한 진공 흡입력을 형성할 수 있는 포러스 척을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 진공 흡입력을 인가하기 위한 진공 공급홀이 중심에 형성되는 베이스; 및 상기 베이스에 안착되고, 내부에는 다수의 기공이 형성되며, 상기 진공 공급홀을 통해 인가되는 진공 흡입력이 상기 기공을 통해 표면으로 확산되어 표면 상에 진공 흡입력이 형성되며, 메쉬 사이즈가 서로 다른 복수의 흡착판을 포함하며, 상기 베이스 및 상기 복수의 흡착판 사이에는 상기 진공 공급홀에 인가된 진공 흡입력이 확산되는 진공 확산 통로가 형성되며, 상기 진공 확산 통로의 단면적은 반경 방향 외측으로 갈수록 증가하고, 상기 복수의 흡착판에 있어서 어느 하나의 흡착판이 다른 흡착판의 둘레를 둘러싸도록 배치되되, 반경 방향 외측에 배치되는 흡착판일수록 메쉬 사이즈가 더 큰 것을 특징으로 하는 다중 흡착판을 구비하는 포러스 척을 제공한다.
상기 흡착판은, 상기 베이스의 중심에 안착되는 제1 흡착판; 및 상기 제1 흡착판의 외측에 위치하도록 상기 베이스의 가장자리에 안착되는 제2 흡착판을 포함하며, 상기 제1 흡착판의 메쉬 사이즈는 상기 제2 흡착판의 메쉬 사이즈보다 작은 것이 바람직하다.
상기 진공 확산 통로의 단면적은 반경 방향 외측으로 갈수록 증가하도록 구성될 수 있다.
일 실시 형태로서, 상기 베이스의 상면 또는 상기 흡착판의 하면 중 어느 하나에는 진공 확산홈이 형성되고, 상기 진공 확산 통로는, 상기 베이스의 상면 또는 상기 흡착판의 하면 중 상기 진공 확산홈이 형성되지 않는 것과 상기 진공 확산홈에 의해 둘러싸인 것일 수 있다. 이때, 상기 진공 확산홈은, 깊이는 반경 방향을 따라 일정하고 폭은 반경 방향 외측으로 갈수록 증가하거나, 폭은 반경 방향을 따라 일정하고 깊이는 반경 방향 외측으로 갈수록 증가하거나, 폭 및 깊이가 반경 방향 외측으로 갈수록 증가하도록 구성될 수 있다.
다른 실시 형태로서, 상기 베이스의 상면에는 제1 진공 확산홈이 형성되고, 상기 흡착판의 하면에는 제2 진공 확산홈이 형성되며, 상기 진공 확산 통로는, 상기 제1 진공 확산홈 및 상기 제2 진공 확산홈에 의해 둘러싸인 것일 수 있다. 이때, 상기 제1 진공 확산홈 및 제2 진공 확산홈은, 깊이는 반경 방향을 따라 일정하고 폭은 반경 방향 외측으로 갈수록 증가하거나, 폭은 반경 방향을 따라 일정하고 깊이는 반경 방향 외측으로 갈수록 증가하거나, 폭 및 깊이가 반경 방향 외측으로 갈수록 증가하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 진공 확산 통로의 단면적이 포러스 척의 반경 방향 외측으로 갈수록 증가하도록 구성됨으로써 흡착판의 표면 전체에 걸쳐 균일한 진공 흡입력을 형성시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 메쉬 사이즈가 서로 다른 복수의 흡착판들에 있어서 어느 하나의 흡착판이 다른 흡착판의 둘레를 둘러싸도록 배치되되, 반경 방향 외측에 배치되는 흡착판일수록 메쉬 사이즈가 더 크도록 구성됨으로써 흡착판의 표면 전체에 걸쳐 균일한 진공 흡입력을 형성시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 진공식 포러스 척의 일 실시예의 평면도이다.
도 2는 도 1의 포러스 척의 수직 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 포러스 척의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 포러스 척의 베이스의 평면도이다.
도 5는 도 3의 포러스 척의 흡착판의 저면도이다.
도 6은 도 3의 포러스 척에 있어서 흡착판이 베이스의 측벽의 내측 공간에 안착된 상태의 수직 단면도이다.
도 7의 (a) 및 (b)는 각각 도 6의 A-A'선 및 B-B'선에 따른 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 포러스 척의 분해 사시도이다.
도 9는 도 8의 포러스 척의 베이스의 평면도이다.
도 10은 도 8의 포러스 척의 흡착판의 저면도이다.
도 11은 도 8의 포러스 척에 있어서 흡착판이 베이스의 측벽의 내측 공간에 안착된 상태의 수직 단면도이다.
도 12의 (a) 및 (b)는 각각 도 11의 C-C'선 및 D-D'선에 따른 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 포러스 척의 분해 사시도이다.
도 14는 도 13의 포러스 척의 결합된 상태의 평면도이다.
도 15는 본 발명의 제4 실시예에 따른 포러스 척의 분해 사시도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 포러스 척의 분해 사시도이고, 도 4는 도 3의 포러스 척의 베이스의 평면도이고, 도 5는 도 3의 포러스 척의 흡착판의 저면도이다. 그리고, 도 6은 도 3의 포러스 척에 있어서 흡착판이 베이스의 측벽의 내측 공간에 안착된 상태의 수직 단면도이고, 도 7의 (a) 및 (b)는 각각 도 6의 A-A'선 및 B-B'선에 따른 단면도이다. 이하의 설명에서는 포러스 척의 구조를 설명함에 있어서 웨이퍼가 안착되는 쪽을 '상측'으로 하고 그 반대쪽을 '하측'으로 하여 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 포러스 척(100)은 베이스(120) 및 흡착판(130)을 포함한다.
베이스(120) 의 가장자리에는 베이스(120)의 둘레를 따라 소정의 높이의 측벽(122)이 형성된다. 베이스(120)의 중심에는 진공 흡입력을 공급하기 위한 진공 공급홀(124)이 베이스(120)의 상면으로부터 하면까지 관통하여 형성되고, 베이스(120)의 상면에는 진공 공급홀(124)과 연통하는 제1 진공 확산홈(128)이 형성된다. 베이스(120)는 지지되는 웨이퍼의 형상에 따라 다양한 형상으로 변형 가능한데, 본 실시예에서는 포러스 척(10)이 원판형 웨이퍼를 지지하기 위하여 원형으로 이루어지는 것으로 도시하였다. 베이스(120)는 흡착판(130)을 안정적으로 지지하고 변형되는 것을 방지하기 위해 스테인리스 스틸 등으로 이루어질 수 있다.
측벽(122)은 베이스(120)의 둘레를 따라 폐곡선을 이루도록 베이스(120)로부터 소정의 높이로 돌출되어 형성되며, 측벽(122)의 내측에는 흡착판(130)이 안착되는 공간이 형성된다.
제1 진공 확산홈(128)은 베이스(120)의 상면에 소정의 깊이로 형성되며, 진공 공급홀(124)로부터 반경 방향 외측으로 연장되는 방사선 형상으로 다수가 형성된다. 복수의 제1 진공 확산홈(128)들은 진공 공급홀(124)을 중심으로 방사상으로 이격하여 형성되되, 진공 공급홀(124)을 중심으로 대칭적으로 형성되는 것이 포러스 척(100)의 균형을 유지하는데 유리하다.
흡착판(130)은 원형의 플레이트 형상으로서 베이스(120)의 측벽(122)의 내측 공간에 안착된다. 흡착판(130)의 상면은 웨이퍼가 안착되어 지지될 수 있도록 평탄한 표면을 가진다. 흡착판(130)은 스펀지와 같이 표면 및 내부에 다수의 기공들이 형성되는 다공성 구조를 이루며, 이 기공들은 이웃하는 기공들과 연통된다. 흡착판(130)은 포러스 세라믹(porous ceramic)이 이용될 수 있으며, 포러스 세라믹은 실리콘 카바이드(SiC), 실리콘 나이트라이드(Si3N4), 알루미나(Al2O3)와 같은 고밀도 세라믹(ceramic)을 고온에서 소결하여 제조될 수 있다.
흡착판(130)은 베이스(120)의 측벽(122)의 내측 공간에 안착되는데, 흡착판(130)의 하면에는 제1 진공 확산홈(128)과 대응되는 위치에 제2 진공 확산홈(132)이 형성된다. 제2 진공 확산홈(132)의 평면 형상은 제1 진공 확산홈(128)의 평면 형상과 부합되는 형상을 이룬다. 즉, 흡착판(130)이 베이스(120)에 안착 시 제1 진공 확산홈(128)과 제2 진공 확산홈(132)은 서로 겹쳐져서 대향하게 된다.
도 6을 참조하면, 흡착판(130)이 베이스(120)의 측벽(122)의 내측 공간에 안착되면 제1 진공 확산홈(128)과 제2 진공 확산홈(132)으로 둘러싸이는 진공 확산 통로(140)가 형성된다. 진공 확산 통로(140)는 진공 공급홀(124)을 통해 인가되는 진공 흡입력을 포러스 척(100)의 반경 방향 외측으로 확산시키기 위한 진공 이동 통로이다. 이 상태에서 진공 공급홀(124)에 진공 흡입력이 인가되면 진공 흡입력은 진공 확산 통로(140)를 따라 확산된다. 진공 흡입력이 진공 확산 통로(140)를 따라 포러스 척(100)의 반경 방향으로 확산되는 과정에서 진공 흡입력이 흡착판(130)의 하면에 인가되면 진공 흡입력은 흡착판(130)의 내부에 형성된 기공들을 통해 흡착판(130)의 체적 전체에 걸쳐 확산되며, 최종적으로 흡착판(130)의 상부 표면까지 진공 흡입력이 인가된다. 흡착판(130)의 상부 표면에 진공 흡입력이 인가되면 웨이퍼는 진공 흡입력에 의해 흡착판(130)에 표면에 흡착되어 고정된다.
본 발명에 따른 포러스 척에 있어서 흡착판의 표면 전체에 걸쳐 균일한 진공 흡입력을 제공하기 위한 기술적 원리는 진공 확산 통로의 단면적이 포러스 척의 반경 방향 외측으로 갈수록 증가하도록 구성되는데 있다. 여기서, 진공 확산 통로의 단면적은 진공 확산 통로에 있어서 포러스 척의 반경 방향에 수직한 면의 면적을 의미한다.
진공 확산 통로(140)의 단면적을 변화시키기 위한 방법으로서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 포러스 척(100)에서는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 진공 확산홈(128)과 제2 진공 확산홈(132)의 깊이는 일정하게 유지하되 반경 방향 외측으로 갈수록 폭이 증가되도록 구성된다. 따라서, 제1 진공 확산홈(128) 및 제2 진공 확산홈(132)은 각각 베이스(120) 및 흡착판(130)의 중심부에서의 폭이 가장 좁고 중심부에서 멀이 떨어질수록 폭이 증가하는 테이퍼진 형상을 이룬다. 도 7을 참조하면, 이와 같은 구조에 의해 진공 확산 통로(140)의 높이는 일정하되, 진공 확산 통로(140)에 있어서 진공 공급홀(124)로부터 먼 위치의 단면적(도 7의 (b) 참조)은 가까운 위치의 단면적(도 7의 (a) 참조)보다 큰 것을 알 수 있다. 이와 같이, 진공 확산 통로(140)의 단면적이 반경 방향 외측으로 갈수록 증가하도록 구성됨에 따라 진공 공급홀(124)로부터 거리가 증가하여 진공 흡입력이 감소하더라도 진공 흡입력이 흡착판(130)에 작용하는 면적이 증가함에 따라 흡착판(130)의 표면 전체에 걸쳐 균일한 진공 흡입력을 형성할 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 실시예에서는 베이스(120)의 형성된 제1 진공 확산홈(128)과 흡착판(130)에 형성된 제2 진공 확산홈(132)의 조합에 의해 진공 확산 통로(140)가 형성되도록 구성된다. 그러나, 설계자의 필요성, 가공 편의 등을 위해 진공 확산 통로(140)를 형성하기 위한 진공 확산홈은 베이스(120)와 흡착판(130) 중 어느 하나에만 형성될 수도 있다. 베이스(120)에 진공 확산홈이 형성되는 경우에는 진공 확산홈과 흡착판의 하부 표면에 의해 둘러싸인 공간이 진공 확산 통로가 되며, 흡착판에 진공 확산홈이 형성되는 경우에는 진공 확산홈과 베이스의 상부 표면에 의해 둘러싸인 공간이 진공 확산 통로가 된다.
한편, 본 발명에 따른 포러스 척은 회전하지 않고 고정된 상태에서 웨이퍼를 지지하도록 구성될 수 있으나, 본 발명에 따른 포러스 척은 회전하면서 웨이퍼를 지지하도록 구성될 수도 있다.
예컨대, 증착 공정 도중, 증착층들의 균일성(uniformity) 및 규칙성(regularity)을 개선하기 위해 포러스 척(100)은 반응기 내부에서 회전되도록 구성될 수 있다. 또한, 웨이퍼의 스핀 코팅 공정 및 세정 공정 등의 공정에서도 포러스 척(100)은 회전되도록 구성될 수 있다. 포러스 척(100)을 회전시키기 위한 한 가지 방법으로서 본 발명에 따른 포러스 척은 회전축을 중심으로 회전하도록 구성되는 스핀 척(spin chuck)일 수 있다.
포러스 척(100)을 회전시키기 위한 구성으로서, 도시되지는 않았으나, 베이스(120)의 하부에는 포러스 척(100)을 회전시키기 위한 회전축이 결합되고, 진공 공급홀(124)에는 진공을 공급하기 위한 진공 공급 라인이 연결될 수 있다. 회전축은 베이스(120)의 중심에 결합되어 베이스(120)를 회전시키기 위한 회전력을 베이스(120)로 전달한다. 진공 공급홀(124)에는 진공 펌프와 같은 진공 발생 수단에 의해 형성된 진공이 진공 공급 라인을 통해 공급된다.
포러스 척이 스핀 척 방식의 포러스 척인 경우, 회전 시 웨이퍼에 불필요한 진동이 발생되는 것을 방지하기 위해 포러스 척의 구조는 회전축에 대해 대칭인 것이 바람직하다. 또한, 포러스 척이 스핀 척 방식이 아니더라도, 진공홈의 구조가 포러스 척의 중심에 대해 대칭을 이루는 것이 포러스 척의 균형을 조정하는데 유리하다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 포러스 척의 분해 사시도이고, 도 9는 도 8의 포러스 척의 베이스의 평면도이고, 도 10은 도 8의 포러스 척의 흡착판의 저면도이다. 그리고, 도 11은 도 8의 포러스 척에 있어서 흡착판이 베이스의 측벽의 내측 공간에 안착된 상태의 수직 단면도이고, 도 12의 (a) 및 (b)는 각각 도 11의 C-C'선 및 D-D'선에 따른 단면도이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 포러스 척은 제1 진공 확산홈 및 제2 진공 확산홈의 구조만 제1 실시예와 차이가 있고 다른 구성은 제1 실시예의 포러스 척과 동일하므로, 이하에서는 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하고 차이점을 중심으로 설명한다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 포러스 척(200)은 베이스(220) 및 흡착판(230)을 포함한다. 베이스(220)는 측벽(222), 진공 공급홀(224), 제1 진공 확산홈(228)을 포함하고, 흡착판(230)은 제2 진공 확산홈(232)을 포함한다.
도 3에 도시된 제1 실시예에서는, 제1 진공 확산홈(128) 및 제2 진공 확산홈(132)은 깊이는 일정하되 진공 공급홀(124)로부터 멀어질수록 폭이 증가하는데 비해, 도 8에 도시된 제2 실시예에서는 제1 진공 확산홈(228) 및 제2 진공 확산홈(232)은 진공 공급홀(224)로부터의 거리에 관계 없이 폭은 일정하되 진공 공급홀(224)로부터 멀어질수록 깊이가 증가하도록 구성된다. 따라서, 진공 확산 통로(240)에 있어서 진공 공급홀(224)로부터 먼 위치의 단면적(도 12의 (b) 참조)은 가까운 위치의 단면적(도 12의 (a) 참조)보다 큰 것을 알 수 있다. 이와 같이, 진공 확산 통로(240)의 단면적이 반경 방향 외측으로 갈수록 증가하도록 구성됨에 따라 진공 공급홀(224)로부터 거리가 증가하여 진공 흡입력이 감소하더라도 진공압이 흡착판(230)에 인가되는 면적이 증가함에 따라 흡착판(230)의 표면 전체에 걸쳐 균일한 진공 흡입력을 형성할 수 있다.
한편, 제1 실시예에서와 동일하게, 진공 확산홈은 베이스(220)와 흡착판(230) 중 어느 하나에만 형성될 수도 있다. 베이스(220)에 진공 확산홈이 형성되는 경우에는 진공 확산홈과 흡착판의 하부 표면에 의해 둘러싸인 공간이 진공 확산 통로가 되며, 흡착판에 진공 확산홈이 형성되는 경우에는 진공 확산홈과 베이스의 상부 표면에 의해 둘러싸인 공간이 진공 확산 통로가 된다.
또한, 제1 실시예에서는 진공 확산홈의 깊이는 일정하게 유지시키고 폭을 변화시키고, 제2 실시예에서는 진공 확산홈의 폭은 일정하게 유지시키고 깊이를 변화시키는 반면, 필요에 따라는 진공 확산홈의 폭 및 깊이가 모두 변화되도록 구성될 수도 있다. 또한, 제1 실시예 및 제2 실시예에서와 같이 진공 확산홈의 폭 및 깊이의 변화율이 일정하게 유지됨으로써 진공 확산홈의 단면 또는 평면이 직선을 이룰 수 있으나, 진공 확산홈의 폭 및 깊이의 변화율이 변화함으로써 진공 확산홈의 단면 또는 평면이 곡선을 이룰 수도 있다.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 포러스 척의 분해 사시도이고, 도 14는 도 13의 포러스 척의 결합된 상태의 평면도이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 포러스 척(300)은 베이스(320) 및 흡착판(330)을 포함한다.
베이스(320)는 측벽(322), 진공 공급홀(324), 진공 확산홈(328)을 포함한다. 베이스(320)의 측벽(322) 내측에는 흡착판(330)이 안착되는 공간이 형성되며, 베이스(320)의 측벽(322) 내측 공간의 바닥에는 진공 확산홈(328)이 형성된다. 흡착판(330)이 베이스(320)의 측벽(322) 내측 공간에 안착되면 베이스(320)의 진공 확산홈(328)은 흡착판(330)의 하면에 의해 덮이며, 흡착판(330)의 하면과 진공 확산홈(328)에 의해 둘러 쌓인 공간은 진공 확산 통로가 된다. 본 실시예에서는 진공 확산홈(328)은 베이스(320)에만 형성되나, 제1 실시예 및 제2 실시예와 같이 진공 확산홈(328)은 흡착판(330)의 하면에 형성되거나 베이스(320)의 상면 및 흡착판(330)의 하면에 함께 형성될 수도 있다. 그리고, 진공 확산 통로의 단면적은 제1 실시예 및 제2 실시예와 같이 반경 방향을 따라 변화될 필요는 없으며, 반경 방향을 따라 일정하더라도 무방하다.
흡착판(330)은 복수로 이루어지되, 본 실시예에서는 제1 흡착판(332), 제2 흡착판(334), 제3 흡착판(336)을 포함한다.
제1 흡착판(332)은 원형의 판 형상으로서, 베이스(320)의 중심부에 안착된다. 제1 흡착판(332)의 표면 및 내부에는 소정의 메쉬 사이즈(mesh size)의 기공이 형성된다.
제2 흡착판(334)은 링형의 판 형상으로서, 제1 흡착판(332)이 반경 방향 내측에 위치하도록 제1 흡착판(332)의 둘레를 둘러싸도록 배치되고, 표면 및 내부에는 제1 흡착판(332)의 메쉬 사이즈보다 큰 메쉬 사이즈의 기공이 형성된다.
제3 흡착판(336) 또한, 제2 흡착판(334)과 동일하게, 링형의 판 형상으로서, 제2 흡착판(334)이 반경 방향 내측에 위치하도록 제2 흡착판(334)의 둘레를 둘러싸도록 배치되고, 표면 및 내부에는 제2 흡착판(332)의 메쉬 사이즈보다 큰 메쉬 사이즈의 기공이 형성된다.
제1 흡착판(332), 제2 흡착판(334) 및 제3 흡착판(336)이 반경 방향 외측 방향으로 순차적으로 배치되어 베이스(320)의 측벽(322) 내측 공간을 모두 채우게 된다.
제1 흡착판(332), 제2 흡착판(334) 및 제3 흡착판(336)의 구조 및 배치에서 알수 있는 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 포러스 척(300)의 가장 큰 특징은 메쉬 사이즈가 서로 다른 흡착판들(332, 334, 336)이 복수로 구비되되, 어느 하나의 흡착판이 다른 흡착판의 둘레를 둘러싸도록 배치되며, 반경 방향 내측에 위치하는 흡착판일수록 기공의 메쉬 사이즈가 더 작고, 반경 방향 외측에 위치하는 흡착판일수록 기공의 메쉬 사이즈가 더 크도록 구성된다는 점에 있다. 메쉬 사이즈는 흡착판(330)에 형성된 기공의 평균 크기로서, 메쉬 사이즈가 클수록 진공 흡입력의 확산이 잘된다. 따라서, 반경 방향 외측에 위치하는 흡착판에 작용하는 진공 흡입력의 크기가 작아지더라도 흡착판(330)의 표면 전체에 걸쳐 균일한 진공 흡입력을 형성할 수 있다.
다시 말해, 본 실시예에 있어서, 제1 흡착판(332)보다 반경 방향 외측에 위치하는 제2 흡착판(334)의 메쉬 사이즈가 제1 흡착판(332)의 메쉬 사이즈보다 크고, 제2 흡착판(334)보다 반경 방향 외측에 위치하는 제3 흡착판(336)의 메쉬 사이즈가 제2 흡착판(334)의 메쉬 사이즈보다 크도록 구성됨으로써, 제1 흡착판(332)보다는 제2 흡착판(334)에서 진공 흡입력이 더욱 원활하게 확산될 수 있고, 제2 흡착판(334)보다는 제3 흡착판(336)에서 진공 흡입력이 더욱 원활하게 확산될 수 있다. 따라서, 제1 흡착판(332)에서 제3 흡착판(336)으로 갈수록 진공 공급홀(324)로부터의 거리가 멀어짐에 따라 그에 작용하는 진공 흡입력의 크기가 작아지더라도, 반경 방향 외측에 위치하는 흡착판(330)일수록 메쉬 사이즈의 크기가 더 크기 때문에 결과적으로는 제1 흡착판(332) 내지 제3 흡착판(336)의 표면 전체에 걸쳐 균일한 진공 흡입력을 형성할 수 있다.
본 실시예에서 흡착판(330)은 세 개 구비되나, 흡착판(330)의 개수는 필요에 따라 다양하게 변경 가능하다.
도 15는 본 발명의 제4 실시예에 따른 포러스 척의 분해 사시도이다. 도 15를참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 포러스 척(400)은 흡착판(430) 및 베이스(120)를 포함한다. 본 실시예의 흡착판(430)은 개수가 두 개이고 흡착판(330)의 하면에 진공 확산홈(438)이 형성된다는 점에서만 제3 실시예와 차이가 있으며, 본 실시예의 베이스(120)는 제1 실시예의 베이스와 동일하다. 이하에서는 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하고 차이점을 중심으로 설명한다.
베이스(120)는 측벽(122), 진공 공급홀(124), 제1 진공 확산홈(128)을 포함한다. 베이스(120)의 상면에 형성되는 제1 진공 확산홈(128)은 진공 공급홀(124)로부터 반경 방향 외측으로 연장되는 방사선 형상으로 다수가 형성된다. 제1 진공 확산홈(128) 의 깊이는 일정하되 반경 방향 외측으로 갈수록 폭이 증가되도록 구성된다.
흡착판(430)은 제1 흡착판(432) 및 제2 흡착판(434)을 포함한다.
제1 흡착판(432)은 원형의 판 형상으로서, 베이스(120)의 중심부에 안착된다. 제1 흡착판(432)의 저면에는 안착되는 베이스(120)의 상면에 형성된 제1 진공 확산홈(128)의 형상에 부합되는 형상의 제2 진공 확산홈(436)이 형성되고, 표면 및 내부에는 소정의 메쉬 사이즈의 기공이 형성된다.
제2 흡착판(434)은 링형의 판 형상으로서, 제2 흡착판(434)의 내주면에 제1 흡착판(432)이 삽입되도록 베이스(120)의 가장자리에 안착된다. 제2 흡착판(434)의 저면에는 안착되는 베이스(120)의 상면에 형성된 제1 진공 확산홈(128)의 형상에 부합되는 형상의 제3 진공 확산홈(438)이 형성되고, 표면 및 내부에는 제1 흡착판(432)의 메쉬 사이즈보다 큰 메쉬 사이즈의 기공이 형성된다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 포러스 척(400) 또한, 제3 실시예와 동일하게, 흡착판(430)을 복수로 구비하되, 반경 방향 내측에 위치하는 흡착판(432)일수록 기공의 메쉬 사이즈가 작고, 반경 방향 외측에 위치하는 흡착판(434)일수록 기공의 메쉬 사이즈가 크도록 구성된다. 제1 흡착판(432)보다 반경 방향 외측에 위치하는 제2 흡착판(434)의 메쉬 사이즈가 제1 흡착판(432)의 메쉬 사이즈보다 크도록 구성됨에 따라, 제2 흡착판(434)에서는 제1 흡착판(432)에서보다 진공 흡입력이 원활하게 확산될 수 있기 때문에, 제2 흡착판(434)에 작용하는 진공 흡입력의 크기가 제1 흡착판(432)에 작용하는 진공 흡입력의 크기보다 작더라도, 제1 흡착판(432)과 제2 흡착판(434)에서는 균일한 진공 흡입력이 형성될 수 있다.
한편, 본 실시예에서는, 제1 진공 확산홈(128), 제2 진공 확산홈(436) 및 제3 진공 확산홈(438)이 깊이는 일정하며 반경 방향 외측으로 갈수록 폭이 증가되도록 구성되나, 제2 실시예와 동일한 방식으로, 폭은 일정하되 반경 방향 외측으로 갈수록 깊이가 증가되도록 구성될 수도 있으며, 폭과 깊이가 함께 증가하도록 구성될 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10, 20: 포러스 척 120, 220: 베이스
122, 222: 측벽 124, 224: 진공 공급홀
128, 228: 제1 진공 확산홈 130, 230: 흡착판
132, 232: 제2 진공 확산홈 140, 240: 진공 확산 통로

Claims (11)

  1. 진공 흡입력을 인가하기 위한 진공 공급홀이 중심에 형성되는 베이스; 및
    상기 베이스에 안착되고, 내부에는 다수의 기공이 형성되며, 상기 진공 공급홀을 통해 인가되는 진공 흡입력이 상기 기공을 통해 표면으로 확산되어 표면 상에 진공 흡입력이 형성되며, 메쉬 사이즈가 서로 다른 복수의 흡착판
    을 포함하며,
    상기 베이스 및 상기 복수의 흡착판 사이에는 상기 진공 공급홀에 인가된 진공 흡입력이 확산되는 진공 확산 통로가 형성되며, 상기 진공 확산 통로의 단면적은 반경 방향 외측으로 갈수록 증가하고,
    상기 복수의 흡착판에 있어서 어느 하나의 흡착판이 다른 흡착판의 둘레를 둘러싸도록 배치되되, 반경 방향 외측에 배치되는 흡착판일수록 메쉬 사이즈가 더 큰 것을 특징으로 하는
    다중 흡착판을 구비하는 포러스 척.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 흡착판은,
    상기 베이스의 중심에 안착되는 제1 흡착판; 및
    상기 제1 흡착판의 외측에 위치하도록 상기 베이스의 가장자리에 안착되는 제2 흡착판을 포함하며,
    상기 제1 흡착판의 메쉬 사이즈는 상기 제2 흡착판의 메쉬 사이즈보다 작은 것을 특징으로 하는
    다중 흡착판을 구비하는 포러스 척.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 베이스의 상면 또는 상기 흡착판의 하면 중 어느 하나에는 진공 확산홈이 형성되고,
    상기 진공 확산 통로는, 상기 베이스의 상면 또는 상기 흡착판의 하면 중 상기 진공 확산홈이 형성되지 않는 것과 상기 진공 확산홈에 의해 둘러싸인 것임을 특징으로 하는
    다중 흡착판을 구비하는 포러스 척.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 진공 확산홈은,
    깊이는 반경 방향을 따라 일정하고,
    폭은 반경 방향 외측으로 갈수록 증가하는 것을 특징으로 하는
    다중 흡착판을 구비하는 포러스 척.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 진공 확산홈은,
    폭은 반경 방향을 따라 일정하고,
    깊이는 반경 방향 외측으로 갈수록 증가하는 것을 특징으로 하는
    다중 흡착판을 구비하는 포러스 척.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 진공 확산홈은,
    폭 및 깊이가 반경 방향 외측으로 갈수록 증가하는 것을 특징으로 하는
    다중 흡착판을 구비하는 포러스 척.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 베이스의 상면에는 제1 진공 확산홈이 형성되고,
    상기 흡착판의 하면에는 제2 진공 확산홈이 형성되며,
    상기 진공 확산 통로는, 상기 제1 진공 확산홈 및 상기 제2 진공 확산홈에 의해 둘러싸인 것임을 특징으로 하는
    다중 흡착판을 구비하는 포러스 척.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 진공 확산홈 및 제2 진공 확산홈은,
    깊이는 반경 방향을 따라 일정하고,
    폭은 반경 방향 외측으로 갈수록 증가하는 것을 특징으로 하는
    다중 흡착판을 구비하는 포러스 척.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 진공 확산홈 및 제2 진공 확산홈은,
    폭은 반경 방향을 따라 일정하고,
    깊이는 반경 방향 외측으로 갈수록 증가하는 것을 특징으로 하는
    다중 흡착판을 구비하는 포러스 척.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제1 진공 확산홈 및 제2 진공 확산홈은,
    폭 및 깊이가 반경 방향 외측으로 갈수록 증가하는 것을 특징으로 하는
    다중 흡착판을 구비하는 포러스 척.
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