KR102079740B1 - 반도체용 쿼츠제품 제작을 위한 진공흡착지그 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체용 쿼츠제품 제작을 위한 진공흡착지그에 관한 것으로서, 특히 선반의 척에 파지되고, 진공압이 제공되는 진공홈이 형성된 금속 재질의 하부지그와; 상기 하부지그 상면에 설치되고, 상기 진공홈에 연통되는 흡착홀이 형성되어 상면에 반도체용 쿼츠제품의 모재가 밀착되는 쿼츠(Quartz) 재질의 상부지그;로 구성되어, 반도체용 쿼츠제품 표면에 스크래치나 흠집이 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

반도체용 쿼츠제품 제작을 위한 진공흡착지그{Vacuum adsorption jig for manufacturing quartz products for semiconductors}
본 발명은 진공흡착지그에 관한 것으로서, 특히 반도체 웨이퍼를 지지하는 쿼츠링이나 쿼츠디스크와 같은 반도체용 쿼츠제품을 제작하기 위하여 그 원자재인 쿼츠재질의 모재를 진공으로 흡착하여 고정할 수 있는 반도체용 쿼츠제품 제작을 위한 진공흡착지그에 관한 것이다.
반도체 제조 공정에 사용되는 기계, 장치 부품 등의 자재는 고온의 환경에서도 견딜 수 있어야 하고, 어떠한 조건하에서도 반도체와 반응하거나 반도체를 조금이라도 오염시킬 수 있는 물질을 방출하지 않아야 한다.
이와 같은 요구를 만족시키기 위해 반도체 웨이퍼 가공 공정들인 웨이퍼 확산, 웨이퍼 세정, 웨이퍼 식각 및 CVD공정 등에서 필수적으로 사용되는 재료가 쿼츠(Quartz)이다.
쿼츠는 초고순도의 실현이 가능하고, 고온에서 안정성이 유지됨과 아울러 낮은 열팽창계수 및 극히 우수한 내산성이 있으며, 거의 모든 화학약품에 대한 안정성과 우수한 재질적 특성으로 인해 반도체 산업, 특히 웨이퍼와 직접 접촉하는 장비 내 부품으로서는 필수불가결한 재료로 사용되고 있다.
그중에서 웨이퍼가 안착되어 웨이퍼를 지지하는 역할을 하는 쿼츠링 또는 쿼츠디스크와 반도체용 쿼츠제품은 쿼츠재질의 모재로부터 절단, 절삭 및 연마 등의 과정을 거친다.
이러한 절단이나 절삭, 연마 등의 가공을 하기 위해서는 반도체용 쿼츠제품의 모재를 지그로 움직이지 않게 견고하게 파지한 후 공구툴로 가공을 해야만 한다.
쿼츠 재질의 모재를 파지하던 종래의 지그는 알루미늄 재질의 지그에 진공압을 발생시켜 쿼츠제품의 모재를 흡착하는 구조였는데, 지그의 재질이 알루미늄이다 보니 완성된 반도체용 쿼츠제품의 표면에 흠집이나 스크래치 등의 발생이 빈번하였고, 지그에 쿼츠제품 모재가 잘 부착되지 않아서 추가로 지그와 모재 사이에 접착제를 도포하다 보니 완성된 반도체용 쿼츠제품의 표면에 이물질이 묻는 문제점이 있었다.
등록특허 10-0778425
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 반도체 웨이퍼를 지지하는 쿼츠링이나 쿼츠디스크와 같은 반도체용 쿼츠제품을 제작하기 위하여 쿼츠재질의 모재를 같은 재질의 지그로 진공 흡착함으로써 반도체용 쿼츠제품의 표면에 스크래치나 흠집이 발생되는 것을 방지할 수 있고, 표면에 이물질이 묻는 것을 방지할 수 있는 반도체용 쿼츠제품 제작을 위한 진공흡착지그를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 반도체용 쿼츠제품 제작을 위한 진공흡착지그는 선반의 척에 파지되고, 진공압이 제공되는 진공홈이 형성된 금속 재질의 하부지그와; 상기 하부지그 상면에 설치되고, 상기 진공홈에 연통되는 흡착홀이 형성되어 상면에 반도체용 쿼츠제품의 모재가 밀착되는 쿼츠(Quartz) 재질의 상부지그;로 구성된다.
여기서, 상기 하부지그에는 직경을 달리하는 다수의 진공홈이 형성되고, 상기 다수의 진공홈 각각에는 선택적으로 진공압이 제공된다.
그리고, 상기 상부지그의 상면에는 상기 흡착홀을 둘러싸도록 실리콘링이 설치된다.
또한, 상기 하부지그와 상부지그는 파라핀과 송진으로 구성된 접착제로 본딩된다.
또한, 상기 반도체용 쿼츠제품을 가공하는 가공툴의 보수를 위한 보수툴의 설치홈이 상기 하부지그의 중앙에 형성된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 반도체용 쿼츠제품 제작을 위한 진공흡착지그는 반도체용 쿼츠제품의 모재가 밀착되는 상부지그의 재질이 쿼츠링이나 쿼츠디스크와 같은 쿼츠제품과 같은 재질인 쿼츠(Quartz)로 이루어져 있어서 상부지그에 반도체용 쿼츠제품 모재가 더 잘 밀착될 뿐만 아니라 반도체용 쿼츠제품 표면에 스크래치나 흠집이 발생되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 진공압만으로도 상부지그에 쿼츠제품의 모재가 잘 밀착되므로 접착제를 사용할 필요가 없어서 반도체용 쿼츠제품 표면에 접착제와 같은 이물질이 묻는 것을 방지할 수 있고, 따라서 양질의 반도체용 쿼츠제품을 생산할 수 있는 이점이 있다.
또한, 직경이 다른 다수의 진공홈이 형성되므로 다양한 사이즈의 반도체용 쿼츠제품을 만들 때 활용도를 높일 수 있는 이점이 있다.
또한, 실리콘링이 흡착홀 둘레를 안쪽과 바깥쪽에서 둘러싸기 때문에 반도체용 쿼츠제품의 모재에 제공되는 진공압의 누설이 방지되는 이점이 있다.
또한, 보수툴이 설치되는 설치홈이 하부지그에 형성되기 때문에 보수툴을 이용하여 기능이 저하된 가공툴을 드레싱(Dressing)함으로써 가공툴의 기능을 원상태로 복원시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 반도체용 쿼츠제품 제작을 위한 진공흡착지그가 선반의 척에 설치된 모습을 보인 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 반도체용 쿼츠제품 제작을 위한 진공흡착지그의 분해사시도.
도 3은 본 발명에 의한 반도체용 쿼츠제품 제작을 위한 진공흡착지그의 하부지그를 보인 도.
도 4는 본 발명에 의한 반도체용 쿼츠제품 제작을 위한 진공흡착지그의 상부지그를 보인 도.
도 5는 본 발명에 의한 반도체용 쿼츠제품 제작을 위한 진공흡착지그의 단면모습을 보인 도.
이하, 본 발명에 의한 반도체용 쿼츠제품 제작을 위한 진공흡착지그의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 반도체용 쿼츠제품 제작을 위한 진공흡착지그가 선반의 척에 설치된 모습을 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 반도체용 쿼츠제품 제작을 위한 진공흡착지그의 분해사시도이다.
그리고, 도 3은 본 발명에 의한 반도체용 쿼츠제품 제작을 위한 진공흡착지그의 하부지그를 보인 도이며, 도 4는 본 발명에 의한 반도체용 쿼츠제품 제작을 위한 진공흡착지그의 상부지그를 보인 도이고, 도 5는 본 발명에 의한 반도체용 쿼츠제품 제작을 위한 진공흡착지그의 단면모습을 보인 도이다.
본 발명의 자세한 설명을 함에 있어 방향을 나타내는 상부, 하부 등은 본 발명 구성요소의 용이한 구분을 위하여 사용한 것으로, 절대적 방향으로서의 상부와 하부를 나타내는 개념이 아님을 미리 밝힌다.
본 발명에 의한 반도체용 쿼츠제품 제작을 위한 진공흡착지그는 반도체 웨이퍼를 지지하는 쿼츠링 또는 쿼츠디스크와 같은 반도체용 쿼츠제품의 모재(원자재)를 흡착 고정하여 정밀한 반도체용 쿼츠제품(Q)으로 가공하기 위한 것으로서, 하부지그(10)와, 상기 하부지그(10)의 상면에 설치되는 상부지그(20)로 구성된다.
상기 하부지그(10)는 외주면 가장자리 부분이 선반의 척(C)에 파지되는 부분으로서, 그 재질이 금속으로 이루어지고 진공압이 제공되는 진공홈(11)이 일정깊이로 형성된다.
부연하면, 하부지그(10)는 일정한 두께를 갖는 원판과 유사한 형상으로 구성되고, 그 재질은 금속 중에서 알루미늄(Al)으로 이루어지며, 상면에 원호 형태의 진공홈(11)이 다수개가 형성된다.
상기 진공홈(11)은 하부지그(10)에 하나만 형성될 수도 있지만, 다양한 사이즈의 반도체용 쿼츠제품을 생산할 때 그 활용도를 높이기 위하여 하부지그(10)에 직경을 달리하는 다수의 진공홈(11)을 형성시킬 수도 있다.
즉 하부지그(10)의 가운데 중앙을 중심점으로 하는 다양한 직경의 원호 형상 진공홈(11)이 일정깊이로 형성되는 것이다. 이러한 다수의 진공홈(11) 각각에는 선택적으로 진공압이 제공된다. 따라서 가장 바깥쪽의 진공홈(11)을 사용하고자 할 때는 가장 바깥쪽의 진공홈(11)에만 진공압을 제공하고, 가장 안쪽의 진공홈(11)을 사용하고자 할 때는 가장 안쪽의 진공홈(11)에만 진공압을 제공할 수 있다.
부연하면, 하부지그(10)에 형성되는 다수의 진공홈(11)은 흡입장치와 호스라인을 통해 각각 연결됨으로써, 사용하려는 진공홈(11)이 있으면 그쪽 부분만 강하게 흡입을 하여 진공압을 제공한다.
그리고, 하부지그(10)의 중앙에는 설치홈(12)이 형성되는데, 이 설치홈(12)에는 반도체용 쿼츠제품의 모재를 가공하는 가공툴(T1)의 보수를 위한 보수툴(T2)이 설치된다.
본 발명의 진공흡착지그에 쿼츠링이나 쿼츠디스크와 같은 반도체용 쿼츠제품의 모재를 고정시킨 후 가공툴(T1)로 내외경 가공이나 모따기 가공, 곡면 가공, 평면 가공 등을 수행하고 나면 가공툴(T1)의 드레싱(Dressing)이 필요한 경우가 있는데, 이런 때를 위하여 하부지그(10)의 중앙에 가공툴(T1)을 드레싱하는 보수툴(T2)을 설치함으로써 작업의 편의성을 향상시킨다.
상기 상부지그(20)는 쿼츠(Quartz) 재질로 제작되는 것으로서, 하부지그(10)의 진공홈(11)에 연통되는 흡착홀(21)이 가장자리 부분을 따라 다수개가 일정간격으로 형성된다.
따라서, 흡입장치의 흡입력에 의해 진공홈(11)에 진공압이 제공되면, 흡착홀(21)에도 진공압이 제공되어 상부지그(20)의 상면에 쿼츠링이나 쿼츠디스크와 같은 반도체용 쿼츠제품의 모재가 밀착된다.
좀 더 자세히 설명하면, 상부지그(20)에는 한쪽으로 긴 흡착홀(21) 다수개가 서로 이격되게 형성되고, 이 흡착홀(21)과 진공홈(11)을 연통시키는 연결홈(22)이 흡착홀(21)의 바깥쪽 가장자리 부분에 흡착홀(21)보다 낮은 높이와 작은 길이 및 작은 폭으로 형성된다. 따라서 진공압은 진공홈(11)과 연결홈(22)을 거쳐 흡착홀(21)에 제공된다.
그리고, 상부지그(20)의 상면에는 실리콘링(24)이 설치된다. 부연하면, 상부지그(20)의 상면에 일정깊이의 끼움홈(23)이 형성되는데, 이 끼움홈(23)은 상부지그(20)의 가장자리 부분에 형성된 다수의 흡착홀(21)을 안쪽과 바깥쪽에서 둘러싸도록 형성된다. 이 끼움홈(23)에 실리콘링(24)이 설치되어 흡착홀(21)을 통해 반도체용 쿼츠제품의 모재에 가해지는 진공압의 누설을 방지한다.
또한, 하부지그(10)에는 직경을 달리하는 다수의 진공홈(11)이 형성된다고 하였는데, 직경이 다른 각 진공홈(11)에 대응할 수 있도록 상부지그(20)의 사이즈를 다양하게 구성할 수 있다.
즉, 다른 직경을 갖는 3개의 진공홈(11)을 하부지그(10)에 형성시키면, 각각의 진공홈(11)에 대응하는 다른 직경의 상부지그(20) 3개를 제작하여 특정직경의 진공홈(11)을 사용할 때 이에 맞는 상부지그(20)를 하부지그(10)에 설치하는 것이다.
한편, 하부지그(10)와 상부지그(20)는 접착제(30)로 본딩이 되어 일체화된다.
상기 접착제(30)는 파라핀과 송진으로 구성된 것으로서, 여름에는 파라핀과 송진의 비율을 50:50으로 한 접착제(30)를 사용하고, 겨울에는 파라핀과 송진의 비율을 70:30으로 한 접착제(30)를 사용한다.
10: 하부지그 11: 진공홈
12: 설치홈 20: 상부지그
21: 흡착홀 22: 연결홈
23: 끼움홈 24: 실리콘링
30: 접착제
C: 척 Q: 반도체용 쿼츠제품
T1: 가공툴 T2: 보수툴

Claims (5)

  1. 선반의 척(C)에 파지되고, 진공압이 제공되는 진공홈(11)이 형성되며, 반도체용 쿼츠제품 모재를 가공하는 가공툴(T1)의 보수를 위한 보수툴(T2)의 설치홈(12)이 중앙에 형성된 금속 재질의 하부지그(10)와;
    상기 하부지그(10) 상면에 설치되고, 상기 진공홈(11)에 연통되는 흡착홀(21)이 형성되어 상면에 상기 반도체용 쿼츠제품 모재가 밀착되는 쿼츠(Quartz) 재질의 상부지그(20);로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체용 쿼츠제품 제작을 위한 진공흡착지그.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 하부지그(10)에는 직경을 달리하는 다수의 진공홈(11)이 형성되고, 상기 다수의 진공홈(11) 각각에는 선택적으로 진공압이 제공되는 것을 특징으로 하는 반도체용 쿼츠제품 제작을 위한 진공흡착지그.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부지그(20)의 상면에는 상기 흡착홀(21)을 둘러싸도록 실리콘링(24)이 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체용 쿼츠제품 제작을 위한 진공흡착지그.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 하부지그(10)와 상부지그(20)는 파라핀과 송진으로 구성된 접착제(30)로 본딩되는 것을 특징으로 하는 반도체용 쿼츠제품 제작을 위한 진공흡착지그.
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