KR102447076B1 - 정전척 포커스링 가공용 머시닝센터 고속선회지그 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 정전척 포커스링 가공용 머시닝센터 고속선회지그는 절삭가공용 머시닝센터의 테이블에 장착되는 고속선회지그를 구비하여 반도체 생산공정에 사용되는 정전척의 포커스링을 절삭가공할 경우 공구가 장착된 스핀들의 이동만으로 가공하는 것이 아닌 가공되는 포커스링 자체를 고속회전시키고, 회전부의 상부에 가공하려는 포커스링을 흡착고정하는 흡착고정부를 구비하여 포커스링을 별도의 고정수단없이 간편하게 고정하며, 회전판 및 설치판에 다수개의 레일돌기 및 레일홈을 형성하여 회전판의 회전으로 정밀하게 유도할 수 있는 효과가 있다.

Description

정전척 포커스링 가공용 머시닝센터 고속선회지그 { High-speed turning jig for machining center for electrostatic chuck focus ring machining }

본 발명은 정전척 포커스링 가공용 머시닝센터 고속선회지그에 관한 것으로서 보다 상세하게는 반도체 생산공정에 사용되는 정전척의 포커스링을 절삭 및 연삭 가공시 머시닝센터의 공구가 장착된 스핀들의 이동만으로 가공하는 것이 아닌 포커스링 자체가 고속회전되는 절삭가공용 머시닝센터의 테이블에 장착되는 정전척 포커스링 가공용 머시닝센터 고속선회지그에 관한 것이다.

일반적으로 반도체소자는 실리콘 웨이퍼 상에 제조공정을 반복적으로 진행하여 완성되며, 반도체 제조공정은 그 소재가 되는 웨이퍼에 대하여 산화, 마스킹, 포토레지스트, 식각, 확산 및 적층공정들과 이들 공정들의 전,후에서 보조적으로 세척, 건조 및 검사 등의 여러 공정들이 수행되어야 한다.

특히, 식각공정은 실질적으로 웨이퍼 상에 패턴을 형성시키는 중요한 공정의 하나로서, 포토레지스트 공정과 함께 식각공정을 이루는 것으로서, 감광성을 갖는 포토레지스트를 웨이퍼 상에 코팅하고, 패턴을 전사한 후, 그 패턴에 따라 식각을 수행하여 상기 패턴에 따라 적절한 소자의 물리적 특성을 부여하는 것이다.

여기서, 상기 식각공정에는 반도체 기판 즉 웨이퍼를 정전기를 이용하여 흡착 고정하는 정전척이 사용되고 있는데 이러한 정전척은 척 바디와, 상기 척 바디의 상부에 본딩되는 척 플레이트와, 상기 척 플레이트의 외주에 배치되는 포커스링으로 구성된다.

또한, 상기 포커스링은 반도체 식각(Dry etching) 공정에서 실리콘 웨이퍼를 고정시키고, 균일한 플라즈마 밀도유지와 웨이퍼 측면(Edge)의 오염을 방지하는 역활을 수행하는 부품이다.

여기서, 종래의 포커스링이 구비된 정전척에 대한 기술문헌으로 국내등록특허 제10-1901551가 개시되었다.

한편, 종래의 포커스링을 정해진 형상으로 가공하기 위하여 머시닝센터와 같은 절각가공장치를 통하여 절삭가공하게 되는데 일반적인 머시닝센터로 가공할 경우에는 테이블의 상면에 상기 포커스링을 고정하는 지그를 장착한 후 절삭공구가 연결된 스핀들을 정해진 반경으로 선회시키면서 상기 포커스링을 가공하게 된다.

그러나, 종래의 머시닝센터로 포커스링을 가공할 경우에는 머시닝센터의 주축이 정해진 반경으로 회전되며 가공해야 하는 것으로 가공시간이 불필요하게 많이 소요되는 문제점이 있었다.

더불어, 종래의 머시닝센터로 포커스링을 가공할 경우에는 절삭가공을 가능하나 포커스링의 표면을 균일화하는 연삭가공이 불가능하여 가공의 수행범위가 협소하다는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 머시닝센터에서 가공되는 포커스링은 가공완료후 상기 테이블에 고정된 포커스링을 해제하여 다음 공정으로 이동시키는데 상기 고정된 포커스링을 해제하는 작업으로 다음 공정으로 이동하는 시간 및 작업이 불필요하게 소모되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명의 목적은 절삭가공용 머시닝센터의 테이블에 장착되는 고속선회지그를 구비하여 반도체 생산공정에 사용되는 정전척의 포커스링을 절삭가공할 경우 공구가 장착된 스핀들의 이동만으로 가공하는 것이 아닌 가공되는 포커스링 자체를 고속회전시키고, 회전부의 상부에 가공하려는 포커스링을 흡착고정하는 흡착고정부를 구비하여 포커스링을 별도의 고정수단없이 간편하게 고정하며, 회전판 및 설치판에 다수개의 레일돌기 및 레일홈을 형성하여 회전판의 회전으로 정밀하게 유도할 수 있는 정전척 포커스링 가공용 머시닝센터 고속선회지그를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 정전척 포커스링 가공용 머시닝센터 고속선회지그는 정전척용 포커스링의 절삭가공시 상기 포커스링이 안착되어 회전되도록 머시닝센터의 테이블에 장착되는 머시닝센터용 고속선회지그로서 상기 테이블에 안착되는 지그판과, 상기 지그판의 상부에 수직방향으로 직립된 다수개의 측벽과, 상기 측벽의 상부에 안착되며 내부 중심부에 설치공이 형성된 설치판으로 이루어진 본체부와; 상기 설치공의 내부에 삽입된 원통형상의 회전본체와, 상기 회전본체의 상부에 형성되며 그 하면이 상기 설치판의 상면에 안착된 원판형상의 회전판으로 이루어진 회전부와; 상기 측벽의 일측에 구비된 구동모터와, 상기 구동모터에 연결된 모터풀리와, 상기 회전본체의 하부에 구비된 회전풀리와, 상기 모터풀리와 회전풀리에 연결되며 상기 구동모터의 회전력을 상기 회전본체로 전달하는 밸트로 이루어진 구동부와; 상기 회전본체의 외주면에 구비되어 상기 회전부를 회전시키는 베어링부와; 상기 회전판의 상부에 구비되며 상기 포커스링을 흡착하는 링형상의 흡착고정부;로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 흡착고정부는 상기 회전판의 상면에 고정된 링형상의 흡착본체와, 상기 흡착본체의 내부에 흡착공기가 이동하는 다수개의 진공로와, 상기 흡착본체의 상면에 상기 진공로와 연통되며 상기 포커스링을 흡착하는 흡착공과, 상기 흡착공의 상부에 형성되며 상기 포커스링의 하면에 흡착력이 전달되도록 상기 흡착본체의 상면 둘레를 따라 내측으로 요입된 흡착홈과, 상기 진공로에 연결된 튜브형상의 진공라인으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 흡착본체의 상면에 형성되며 상기 포커스링이 일측방향으로 미끄러지는 것을 방지하도록 내측으로 요입된 다수개의 슬립방지홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 회전부의 중심부와 상기 지그판의 하면에는 상기 진공라인이 관통하는 라인통과공이 형성되고, 상기 라인통과공의 내부에는 상기 진공라인의 방향을 꺽어주며 연결시키는 연결어댑터가 구비되며, 상기 진공라인에는 상기 회전부의 회전시 상기 진공라인도 회전되도록 로터리조인트가 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 베어링부는 상기 회전본체의 하부에 구비되며 상기 지그판에 안착된 지지베어링과, 상기 회전본체의 중간부에 구비되며 상기 설치공의 내부에 안착된 회전베어링과, 상기 회전판의 하면에 구비되며 상기 설치공의 상부에 안착된 스러스트베어링으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 회전베어링의 하부에는 상기 회전베어링의 낙하를 차단하는 베어링고정너트가 구비되고; 상기 회전본체의 외주면에는 상기 베어링고정너트가 체결되는 너트체결나사부가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 회전판의 하면에는 상부방향으로 요입된 다수개의 레일홈이 형성되고; 상기 설치판의 상면에는 상기 레일홈에 안착되도록 상부로 돌출된 다수개의 레일돌기가 형성된 것을 특징으로 한다.

이와 같이 본 발명에 따른 정전척 포커스링 가공용 머시닝센터 고속선회지그는 아래와 같은 효과가 있다.

첫째, 절삭가공용 머시닝센터의 테이블에 장착되는 고속선회지그를 구비함으로써, 반도체 생산공정에 사용되는 정전척의 포커스링을 가공할 경우 공구가 장착된 스핀들의 이동만으로 가공하는 것이 아닌 가공되는 포커스링 자체를 고속회전시킬 수 있어 포커스링의 가공속도를 대폭 증가시키는 것과 더불어 공구의 변경으로 포커스링의 표면을 연삭 가공할 수 있어 머시닝센터의 사용범위를 대폭 확대할 수 있고,

둘째, 고속선회지그는 본체부의 내부에 선회운동하는 회전부와 이를 고속으로 회전시키는 구동부 및 회전부의 상부에 가공하려는 포커스링을 흡착고정하는 흡착고정부로 이루어짐으로써, 포커스링을 별도의 고정수단없이 간편하게 고정하는 것과 함께 고속으로 회전시킬 수 있어 포커스링을 편리하게 절삭가공할 수 있으며,

셋째, 흡착본체의 상면에 형성된 다수개의 슬립방지홈을 형성함으로써, 슬립방지홈을 통하여 마찰력을 증가시켜 포커스링의 고정력을 향상시킬 수 있고,

넷째, 진공라인을 분기하거나 회전시키는 로터리조인트를 구비함으로써, 회전부의 회전시 진공라인도 회전되도록 하여 회전으로 인한 꼬임 또는 절단을 미연에 방지할 수 있으며,

다섯째, 회전판의 하면에 다수개의 레일홈을 형성하고, 설치판의 상면에 레일홈으로 삽입되는 다수개의 레일돌기를 형성함으로써, 설치판의 상부에서 회전되는 회전판의 회전이 항상 동일한 선회반경으로 회전됨과 동시에 흔들리거나 일측방향으로 이탈되는 것을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 고속선회지그가 머시닝센터에 장착된 것을 나타내 보인 정면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 고속선회지그를 나타내 보인 사시도이며,
도 3은 본 발명에 따른 고속선회지그를 나타내 보인 분해사시도이고,
도 4는 본 발명에 따른 고속선회지그를 나타내 보인 정단면도이며,
도 5는 도 4에 도시된 A부분을 확대한 확대도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 정전척 포커스링 가공용 머시닝센터 고속선회지그는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 정전척용 포커스링(R)의 절삭가공시 상기 포커스링(R)이 안착되어 회전되도록 머시닝센터(M)의 테이블(T)에 장착되는 머시닝센터용 고속선회지그(1)로서 상기 테이블(T)에 안착되는 지그판(11)과, 상기 지그판(11)의 상부에 수직방향으로 직립된 다수개의 측벽(12)과, 상기 측벽(12)의 상부에 안착되며 내부 중심부에 설치공(13a)이 형성된 설치판(13)으로 이루어진 본체부(10)와; 상기 설치공(13a)의 내부에 삽입된 원통형상의 회전본체(21)와, 상기 회전본체(21)의 상부에 형성되며 그 하면이 상기 설치판(13)의 상면에 안착된 원판형상의 회전판(22)으로 이루어진 회전부(20)와; 상기 측벽(12)의 일측에 구비된 구동모터(31)와, 상기 구동모터(31)에 연결된 모터풀리(32)와, 상기 회전본체(21)의 하부에 구비된 회전풀리(33)와, 상기 모터풀리(32)와 회전풀리(33)에 연결되며 상기 구동모터(31)의 회전력을 상기 회전본체(21)로 전달하는 밸트(34)로 이루어진 구동부(30)와; 상기 회전본체(21)의 외주면에 구비되어 상기 회전부(20)를 회전시키는 베어링부(40)와; 상기 회전판(22)의 상부에 구비되며 상기 포커스링(R)을 흡착하는 링형상의 흡착고정부(50);로 구성된다.

한편, 상기 지그판(11)의 양측면에는 상기 머시닝센터(M)의 테이블(T)에 볼트로 고정되는 다수개의 볼트홈(미도시)이 형성되고 상기 지그판(11)과 측벽(12) 및 설치판(13)은 볼트에 의하여 결합되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 흡착고정부(50)는 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기 회전판(22)의 상면에 고정된 링형상의 흡착본체(51)와, 상기 흡착본체(51)의 내부에 흡착공기가 이동하는 다수개의 진공로(52)와, 상기 흡착본체(51)의 상면에 상기 진공로(52)와 연통되며 상기 포커스링(R)을 흡착하는 흡착공(53)과, 상기 흡착공(53)의 상부에 형성되며 상기 포커스링(R)의 하면에 흡착력이 전달되도록 상기 흡착본체(51)의 상면 둘레를 따라 내측으로 요입된 흡착홈(54)과, 상기 진공로(52)에 연결된 튜브형상의 진공라인(55)으로 이루어진다.

한편, 상기 진공라인(55)은 흡착력이 향상되도록 2개 이상의 갯수로 형성되고, 상기 진공로(51) 또한 다수개의 진공라인(55)이 연결되도록 다수개로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 흡착본체(51)의 상면에 형성되며 상기 포커스링(R)이 일측방향으로 미끄러지는 것을 방지하도록 내측으로 요입된 다수개의 슬립방지홈(56)이 형성된다.

그리고, 상기 회전부(20)의 중심부와 상기 지그판(11)의 하면에는 도 4와 같이 상기 진공라인(55)이 관통하는 라인통과공(23)이 형성되고, 상기 라인통과공(23)의 내부에는 상기 진공라인(55)의 방향을 꺽어주며 연결시키는 연결어댑터(24)가 구비되며, 상기 진공라인(55)에는 상기 회전부(20)의 회전시 상기 진공라인(55)도 회전되도록 로터리조인트(25)가 구비된다.

또한, 상기 베어링부(40)는 상기 회전본체(21)의 하부에 구비되며 상기 지그판(11)에 안착된 지지베어링(41)과, 상기 회전본체(21)의 중간부에 구비되며 상기 설치공(13a)의 내부에 안착된 회전베어링(42)과, 상기 회전판(22)의 하면에 구비되며 상기 설치공(13a)의 상부에 안착된 스러스트베어링(43)으로 이루어진다.

그리고, 상기 회전베어링(42)의 하부에는 상기 회전베어링(42)의 낙하를 차단하는 베어링고정너트(44)가 구비되고; 상기 회전본체(21)의 외주면에는 상기 베어링고정너트(44)가 체결되는 너트체결나사부(211)가 형성된다.

또한, 상기 회전판(22)의 하면에는 도 5에 도시된 바와 같이 상부방향으로 요입된 다수개의 레일홈(221)이 형성되고; 상기 설치판(13)의 상면에는 상기 레일홈(221)에 안착되도록 상부로 돌출된 다수개의 레일돌기(131)가 형성된다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 정전척 포커스링 가공용 머시닝센터 고속선회지그의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에 따른 정전척 포커스링 가공용 머시닝센터 고속선회지그는 정전척용 포커스링(R)의 절삭가공시 상기 포커스링(R)이 안착되어 회전되도록 머시닝센터(M)의 테이블(T)에 장착되는 머시닝센터용 고속선회지그(1)이다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이 절삭가공용 머시닝센터(M)의 테이블(T)에 장착되는 고속선회지그(1)를 구비함으로써, 반도체 생산공정에 사용되는 정전척의 포커스링(R)을 절삭가공할 경우 공구가 장착된 스핀들의 이동만으로 가공하는 것이 아닌 가공되는 포커스링(R) 자체를 고속회전시킬 수 있어 포커스링(R)의 가공속도를 대폭 증가시키는 것과 더불어 정밀한 가공을 수행할 수 있게 된다.

여기서, 상기 고속선회지그(1)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 상기 본체부(10)의 내부에 선회운동하는 회전부(20)와 이를 고속으로 회전시키는 구동부(30) 및 상기 회전부(20)의 상부에 가공하는 포커스링(R)을 흡착고정하는 흡착고정부(50)로 이루어짐으로써, 상기 포커스링(R)을 별도의 고정수단없이 간편하게 고정하는 것과 함께 고속으로 회전시킬 수 있어 상기 포커스링(R)을 편리하게 절삭가공할 수 있게 된다.

또한, 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기 흡착본체(51)의 상면에 형성된 다수개의 슬립방지홈(56)을 형성함으로써, 상기 슬립방지홈(56)을 통하여 마찰력을 증가시켜 흡입력을 통하여 고정된 상기 포커스링(R)이 일측방향으로 미끄러지는 것을 미연에 방지할 수 있게 된다.

그리고, 상기 진공라인(55)에는 상기 진공라인(55)을 분기하거나 회전되도록 로터리조인트(25)가 구비됨으로써, 상기 회전부(20)의 회전시 상기 진공라인(55)도 회전되도록 하여 회전으로 인한 꼬임 또는 절단을 미연에 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 회전판(22)의 하면과 상기 설치공(13a)의 상부에 스러스트베어링(43)을 안착함으로써, 상기 회전판(22)의 수직하중을 지탱하며 회전시킬 수 있어 상기 머시닝센터(M)의 가공시 흔들리는 것을 최소화시킬 수 있어 가공의 정밀성을 향상시킬 수 있게 된다.

그리고, 상기 회전판(22)의 하면에는 도 5에 도시된 바와 같이 상부방향으로 요입된 다수개의 레일홈(221)이 형성되고; 상기 설치판(13)의 상면에는 상기 레일홈(221)에 안착되도록 상부로 돌출된 다수개의 레일돌기(131)가 형성됨으로써, 상기 설치판(13)의 상부에서 회전되는 회전판(22)의 회전이 항상 동일한 선회반경으로 회전됨과 동시에 흔들리거나 측방향으로 이탈되는 것을 미연에 방지할 수 있게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
R : 포커스링 M : 머시닝센터
T : 테이블 1 : 고속선회지그
10 : 본체부 11 : 지그판
12 : 측벽 13 : 설치판
13a : 설치공 131 : 레일돌기
20 : 회전부 21 : 회전본체
211 : 너트체결나사부 22 : 회전판
221 : 레일홈 23 : 라인통과공
24 : 연결어댑터 25 : 로터리조인트
30 : 구동부 31 : 구동모터
32 : 모터풀리 33 : 회전풀리
34 : 밸트 40 : 베어링부
41 : 지지베어링 42 : 회전베어링
43 : 스러스트베어링 44 : 베어링고정너트
50 : 흡착고정부 51 : 흡착본체
52 : 진공로 53 : 흡착공
54 : 흡착홈 55 : 진공라인
56 : 슬립방지홈

Claims (7)

1. 정전척용 포커스링(R)의 절삭가공시 상기 포커스링(R)이 안착되어 회전되도록 머시닝센터(M)의 테이블(T)에 장착되는 머시닝센터용 고속선회지그(1)에 있어서,
   상기 테이블(T)에 안착되는 지그판(11)과, 상기 지그판(11)의 상부에 수직방향으로 직립된 다수개의 측벽(12)과, 상기 측벽(12)의 상부에 안착되며 내부 중심부에 설치공(13a)이 형성된 설치판(13)으로 이루어진 본체부(10)와;
   상기 설치공(13a)의 내부에 삽입된 원통형상의 회전본체(21)와, 상기 회전본체(21)의 상부에 형성되며 그 하면이 상기 설치판(13)의 상면에 안착된 원판형상의 회전판(22)으로 이루어진 회전부(20)와;
   상기 측벽(12)의 일측에 구비된 구동모터(31)와, 상기 구동모터(31)에 연결된 모터풀리(32)와, 상기 회전본체(21)의 하부에 구비된 회전풀리(33)와, 상기 모터풀리(32)와 회전풀리(33)에 연결되며 상기 구동모터(31)의 회전력을 상기 회전본체(21)로 전달하는 밸트(34)로 이루어진 구동부(30)와;
   상기 회전본체(21)의 외주면에 구비되어 상기 회전부(20)를 회전시키는 베어링부(40)와;
   상기 회전판(22)의 상부에 구비되며 상기 포커스링(R)을 흡착하는 링형상의 흡착고정부(50)로 구성되고;
   상기 흡착고정부(50)는 상기 회전판(22)의 상면에 고정된 링형상의 흡착본체(51)와, 상기 흡착본체(51)의 내부에 흡착공기가 이동하는 다수개의 진공로(52)와, 상기 흡착본체(51)의 상면에 상기 진공로(52)와 연통되며 상기 포커스링(R)을 흡착하는 흡착공(53)과, 상기 흡착공(53)의 상부에 형성되며 상기 포커스링(R)의 하면에 흡착력이 전달되도록 상기 흡착본체(51)의 상면 둘레를 따라 내측으로 요입된 흡착홈(54)과, 상기 진공로(52)에 연결된 튜브형상의 진공라인(55)으로 이루어지며;
   상기 흡착본체(51)의 상면에 형성되며 상기 포커스링(R)이 일측방향으로 미끄러지는 것을 방지하도록 내측으로 요입된 다수개의 슬립방지홈(56)이 형성되고;
   상기 회전부(20)의 중심부와 상기 지그판(11)의 하면에는 상기 진공라인(55)이 관통하는 라인통과공(23)이 형성되고, 상기 라인통과공(23)의 내부에는 상기 진공라인(55)의 방향을 꺽어주며 연결시키는 연결어댑터(24)가 구비되며, 상기 진공라인(55)에는 상기 회전부(20)의 회전시 상기 진공라인(55)도 회전되도록 로터리조인트(25)가 구비되며;
   상기 베어링부(40)는 상기 회전본체(21)의 하부에 구비되며 상기 지그판(11)에 안착된 지지베어링(41)과, 상기 회전본체(21)의 중간부에 구비되며 상기 설치공(13a)의 내부에 안착된 회전베어링(42)과, 상기 회전판(22)의 하면에 구비되며 상기 설치공(13a)의 상부에 안착된 스러스트베어링(43)으로 이루어지고;
   상기 회전베어링(42)의 하부에는 상기 회전베어링(42)의 낙하를 차단하는 베어링고정너트(44)가 구비되고; 상기 회전본체(21)의 외주면에는 상기 베어링고정너트(44)가 체결되는 너트체결나사부(211)가 형성되며;
   상기 회전판(22)의 하면에는 상부방향으로 요입된 다수개의 레일홈(221)이 형성되고; 상기 설치판(13)의 상면에는 상기 레일홈(221)에 안착되도록 상부로 돌출된 다수개의 레일돌기(131)가 형성된 것을 특징으로 하는 정전척 포커스링 가공용 머시닝센터 고속선회지그.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제

Images