KR20030026451A - Wafer reverse unit for semicondutor device fabrication equipment - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 제조 공정의 피처리체 반전 유닛에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 반도체 세정 공정에서 웨이퍼 이면 세정을 위하여 웨이퍼를 반전시키기 위해 사용되는 반도체 제조 공정의 피처리체 반전 유닛에 관한 것이다.The present invention relates to a workpiece inverting unit of a semiconductor manufacturing process, and more particularly to a workpiece inverting unit of a semiconductor manufacturing process used for inverting a wafer for wafer backside cleaning in a semiconductor cleaning process.
반도체 디바이스 제조에 있어서는, 기판(반도체 웨이퍼, LCD 기판등)의 전면이 세정된 상태에 있는 것을 전제로 하여 미세가공이 이루어진다. 따라서, 각 가공처리에 앞서서, 또는 각 가공처리 사이에 기판 표면에 존재하는 이물질을 제거하는 세정 공정이 필수적으로 수반된다.In the manufacture of semiconductor devices, micromachining is performed on the premise that the entire surface of the substrate (semiconductor wafer, LCD substrate, etc.) is in a cleaned state. Therefore, a cleaning process that essentially removes foreign matter present on the surface of the substrate before or between each processing is necessarily accompanied.
예를 들면, 포토리소그라피 공정에서는, 레지스트 도포에 앞서서 기판의 전면을 스핀 스크러버(scrubber)에서 브러시 세정을 수행한다.For example, in a photolithography process, a brush scrubber is performed on the entire surface of the substrate prior to applying the resist.
잘 알려진 세정 방법은 로봇(이송로봇)이 웨이퍼를 클램핑 한 후, 웨이퍼를 세정장치 내로 인입하고, 세정이 완료되면 웨이퍼를 세정 장치로부터 인출하는 것이다. 그리고, 최근에는 기판의 전면(소자 형성면 또는 윗면이라고도 칭함)뿐만 아니라 이면(backside)도 세정하는 것이 통례로 되어 있으며, 웨이퍼의 전면의 반대면인 이면을 세정하기 위해서는 별도의 웨이퍼 반전 수단으로 웨이퍼를 뒤집은 후, 상기 방법으로 웨이퍼를 세정해야 한다.A well-known cleaning method is that after the robot (transfer robot) clamps the wafer, the wafer is introduced into the cleaning apparatus, and when the cleaning is completed, the wafer is taken out of the cleaning apparatus. In recent years, it has become common practice to clean not only the front surface (also referred to as an element formation surface or top surface) but also the backside of the substrate, and in order to clean the back surface opposite to the front surface of the wafer, a separate wafer inversion means After flipping over, the wafer should be cleaned by this method.
이와 같이, 종래 세정 설비에서는 스핀 스크러버 유닛에서 기판의 전면과 이면을 선택적 또는 번 갈아서 세정할 수 있도록 웨이퍼 반전 유닛을 구비하고 있다.As described above, the conventional cleaning equipment includes a wafer inversion unit so that the front and rear surfaces of the substrate can be selectively or alternately cleaned in the spin scrubber unit.
종래 웨이퍼 반전 유닛은 웨이퍼를 척킹하는 아암을 구동하기 위한 모터가 구비된 제 1 구동부, 이 아암을 반전시키기 위한 모터가 구비된 제 2구동부, 그리고 웨이퍼가 놓여지는 다수의 핀들을 갖는 로딩 플레이트 그리고 이 로딩 플레이트를 상하 이동시키기 위한 실린더를 구비한 제 3 구동부로 이루어진다.Conventional wafer inversion unit has a first drive unit with a motor for driving an arm for chucking a wafer, a second drive unit with a motor for inverting the arm, and a loading plate having a plurality of pins on which the wafer is placed and It consists of a 3rd drive part provided with the cylinder for moving a loading plate up and down.
이와 같은 구성으로 이루어진 반전 유닛에서의 웨이퍼 반전은 다음과 같다. 웨이퍼는 반송장치(이송아암)에 의해 로딩 플레이트의 핀위에 로딩된다. 웨이퍼가 상기 모터로 구동되는 척킹 아암에 의해 척킹 되면, 상기 로딩 플레이트는 웨이퍼 회전 반경에서 벗어나도록 실린더에 의해 다운된다. 로딩 플레이트가 웨이퍼 반전과 간섭이 없는 위치까지 다운된 것이 확인되면, 모터 구동에 의해 웨이퍼 반전이 이루어진다. 반전 동작이 완료된 후에는 다시 로딩 플레이트가 상승하여 웨이퍼를 받쳐주게 되고, 이때, 척킹 아암은 언척킹된다. 이렇게 반전된 웨이퍼는 반송장치에 의해 언로딩되어 세정 유닛이나 후속 공정으로 이송되어 진다.The wafer inversion in the inversion unit having such a configuration is as follows. The wafer is loaded onto the pins of the loading plate by a transfer device (transfer arm). When the wafer is chucked by the chucking arm driven by the motor, the loading plate is down by the cylinder to deviate from the wafer rotation radius. When it is confirmed that the loading plate is down to a position where there is no interference with the wafer inversion, the wafer inversion is made by the motor driving. After the inversion operation is completed, the loading plate is raised again to support the wafer, at which time the chucking arm is unchucked. The wafer thus inverted is unloaded by the conveying apparatus and transferred to a cleaning unit or a subsequent process.
이처럼, 종래 반전 유닛은 매우 복잡한 구동 메카니즘으로 이루어져 있기 때문에, 설치 및 유지보수 그리고 동작 제어에 많은 어려움이 따르며, 점유 면적 또한 넓다는 단점이 있다. 그리고, 반전 동작시 웨이퍼 로딩, 아암 척킹, 로딩 플레이트 다운, 웨이퍼 반전, 로딩 플레이트 업, 아암 언척킹 등의 과정을 거치기 때문에 웨이퍼 반전에 많은 시간이 소요되는 단점이 있다.As such, since the conventional inverting unit is composed of a very complicated driving mechanism, it is difficult to install, maintain, and control the operation, and has a disadvantage in that the occupied area is also large. In addition, there is a disadvantage in that the wafer reversal takes much time because the wafer loading, arm chucking, loading plate down, wafer reversal, loading plate up, and arm unchucking are performed during the reversing operation.
따라서, 본 발명의 목적은 보다 신속하고 정확한 피처리체의 반전이 이루어지는 반도체 제조 설비에서의 피처리체 반전 유닛을 제공하는데 있다. 또한, 간단한 구동 메카니즘을 갖는 그리고 점유 면적을 최소화 할 수 있는 반도체 제조 설비에서의 피처리체 반전 유닛을 제공하는데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a workpiece inversion unit in a semiconductor manufacturing facility in which the workpiece is quickly and accurately inverted. It is also to provide a workpiece reversal unit in a semiconductor manufacturing facility having a simple driving mechanism and minimizing the occupied area.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 반전 유닛의 사시도;1 is a perspective view of a wafer reversal unit in accordance with a preferred embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 반전 유닛의 정면도;2 is a front view of a wafer reversal unit in accordance with a preferred embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 반전 유닛의 평면도;3 is a plan view of a wafer reversal unit in accordance with a preferred embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 반전 유닛의 배면도;4 is a rear view of a wafer reversal unit in accordance with a preferred embodiment of the present invention;
도 5a는 반전부의 분해 사시도;5A is an exploded perspective view of an inversion part;
도 5b는 상기 반전부의 헤드 구성을 상세히 설명하기 위한 도면;5B is a view for explaining the head configuration of the inversion unit in detail;
도 6a 내지 도 6e는 반전 수단에 의한 헤드의 반전 과정을 순차적으로 설명하기 위한 도면들;6A to 6E are views for sequentially explaining the inversion process of the head by the inversion means;
도 7a 내지 도 7c는 반전부에서의 웨이퍼 척킹 과정을 순차적으로 설명하기 위한 도면들이다.7A to 7C are diagrams for sequentially describing a wafer chucking process in the inversion unit.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for the main parts of the drawings *
110 : 프레임110: frame
120 : 반전부120: inverting part
122 : 안착링122: seating ring
124 : 척킹 아암124: Chucking Arm
126 : 헤드126: head
127 : 플레이트127: plate
128a,128b : 좌/우 이동블록128a, 128b: Left / Right moving block
129 : 수직 이동블록129: vertical moving block
130 : 쐐기 블록130: wedge block
132 : 제 1 스프링132: first spring
134 : 프레스 핀134: press pin
136 : 제 2 스프링136: second spring
137 : 제 1 스톱퍼137: first stopper
138 : 제 2 스톱퍼138: second stopper
140 : 승강 수단140: lifting means
142 : 슬라이더142: slider
144 : 가이드 레일144 guide rail
146 : 실린더146: cylinder
152 : 캠홈152: Cam Home
154 : 캠레버154: cam lever
154a : 센터축154a: center axis
154b : 캠핀154b: Campin
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 피처리체의 반전 장치는 프레임과; 피처리체가 홀딩되는 반전부와; 상기 반전부를 상기 프레임상에서 승강시키기 위한 수단 및; 상기 프레임상에서 승강되는 상기 반전부의 직선 운동과 이를 중간에서 회전운동으로 바꾸어 상기 반전부를 반전시키기 위한 수단을 포함한다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, the inversion apparatus of the object to be processed comprises: a frame; An inverting part on which the object is held; Means for elevating the inversion on the frame; And a means for inverting the inverting portion by changing the linear movement of the inverting portion lifted on the frame and the rotational movement in the middle thereof.
이와 같은 본 발명에서 상기 승강 수단은 상기 프레임에 수직으로 설치되는 가이드 레일과; 상기 가이드 레일에 미끄럼 이동 가능하게 장착되는 그리고 상기 반전부가 회전 가능하게 장착되는 슬라이더와; 상기 슬라이더를 상기 가이드 레일을 따라 승강 이동시키기 위한 실린더를 포함한다.In the present invention, the lifting means includes a guide rail which is installed perpendicular to the frame; A slider that is slidably mounted to the guide rail and that the inverting portion is rotatably mounted; And a cylinder for lifting and lowering the slider along the guide rail.
이와 같은 본 발명에서 상기 반전 수단은 상기 프레임에 상기 반전부의 이동방향과 동일하게 형성된 그리고 반전 구간을 갖는 캠홈과; 상기 반전부에 고정되는 센터축과, 상기 캠홈에 끼워지는 캠핀으로 이루어지는 캠레버를 포함한다. 그리고 상기 반전 수단은 상기 캠레버가 상기 센터축을 축으로 90도 회동되었을 때, 상기 캠핀이 상기 센터축보다 늦게 이동되도록 하는 지연 수단을 포함할 수 있다.In the present invention, the inverting means comprises: a cam groove formed in the frame in the same direction as the moving direction of the inverting portion and having an inversion section; And a cam lever comprising a center shaft fixed to the inverting portion and a cam pin fitted to the cam groove. The reversing means may include a delay means for causing the cam pin to move later than the center axis when the cam lever is rotated 90 degrees about the center axis.
이와 같은 본 발명에서 상기 지연 수단은 상기 캠핀으로부터 연장된 캠레버의 끝단에 장착되는 걸림핀과; 상기 캠레버가 90도 회동되었을 때 상기 걸림핀이 끼워질 수 있도록 상기 캠홈의 반전 구간에 대응되는 상기 프레임에 설치되는 삽입부로 이루어진다.In the present invention as described above, the delay means includes a locking pin mounted to the end of the cam lever extending from the cam pin; When the cam lever is rotated 90 degrees consists of an insertion portion which is installed in the frame corresponding to the inversion section of the cam groove so that the engaging pin can be fitted.
이와 같은 본 발명에서 상기 반전부는 상기 슬라이더에 회전 가능하게 장착되는 헤드와; 상기 헤드에 장착되는 그리고 반전시키기 위한 웨이퍼 또는 반전된 웨이퍼가 놓여지는 로딩부와; 상기 로딩부의 상부에 위치되도록 상기 헤드에 장착되고, 상기 반전부의 반전시 상기 로딩부에 놓여진 웨이퍼를 홀딩하기 위한 홀딩부를 포함한다. 상기 홀딩부는 양측면에서 웨이퍼를 척킹하는 한 쌍의 척킹 아암으로 이루어고, 상기 헤드는 상기 슬라이더에 회전 가능하게 장착되는 플레이트와; 상기 한 쌍의 척킹 아암이 각각 고정 결합되는 그리고 상기 플레이트상에서 수평 이동가능하게 장착되는 좌/우 이동블록과; 상기 로딩부가 고정 결합되는 그리고 상기 플레이트상에서 상하 이동가능하게 장착되는 수직 이동블록를 구비한다.In the present invention as described above, the inverting portion and the head rotatably mounted to the slider; A loading portion mounted to the head and on which a wafer or inverted wafer is placed for inversion; And a holding part mounted on the head to be positioned above the loading part, and holding a wafer placed on the loading part when the inverting part is inverted. The holding portion comprises a pair of chucking arms for chucking the wafer on both sides, the head being rotatably mounted to the slider; Left and right moving blocks each fixedly coupled to the pair of chucking arms and mounted horizontally movable on the plate; The loading unit has a vertical movable block fixedly coupled and mounted to be movable up and down on the plate.
이와 같은 본 발명에서 상기 홀딩부는 양측면에서 웨이퍼를 척킹하는 한 쌍의 척킹 아암으로 이루어지며, 상기 로딩부는 웨이퍼가 유동되지 않게 웨이퍼의 가장자리가 얹혀지는 다수의 안착돌기들을 구비한 안착링으로 이루어질 수 있다.In the present invention, the holding portion is composed of a pair of chucking arms for chucking the wafer on both sides, and the loading portion may be formed of a seating ring having a plurality of seating protrusions on which the edge of the wafer is placed so that the wafer does not flow. .
이와 같은 본 발명에서 상기 반전부는 상기 한 쌍의 척킹 아암이 웨이퍼를 척킹/언척킹할 수 있도록 상기 한 쌍의 아암을 오픈/클로즈 시켜주는 제 1 무빙 부재와, 상기 로딩부에 놓여진 웨이퍼가 상기 홀딩부의 홀딩 위치까지 이동되도록 상기 로딩부를 수직 이동시켜주는 제 2 무빙 부재를 더 포함할 수 있다.In the present invention, the inverting unit includes a first moving member for opening / closing the pair of arms so that the pair of chucking arms can chuck / unchuck the wafer, and the wafer placed on the loading unit is held by the holding unit. The apparatus may further include a second moving member configured to vertically move the loading unit to move to the negative holding position.
이와 같은 본 발명에서 상기 제 1 무빙 부재는 상기 프레임에 설치되어 상기 헤드가 대기위치에 있을 때 , 상기 한 쌍의 척킹 아암 사이의 간격을 강제로 벌려주는 쐐기 블록( 가이드블록)과, 상기 쐐기 블록이 상기 척킹 아암 사이에서 빠졌을 때, 상기 척킹 아암 사이를 원래 간격으로 복귀시키기 위한 탄성력을 제공하는 탄성체를 구비할 수 있다.In the present invention, the first moving member is provided in the frame and the wedge block (guide block) forcibly opening the gap between the pair of chucking arms when the head is in the standby position, and the wedge block When it is pulled out between the chucking arms, it may be provided with an elastic body that provides an elastic force for returning the chucking arms to their original intervals.
이와 같은 본 발명에서 상기 제 2 무빙 부재는 상기 로딩부가 상기 홀딩부의 웨이퍼 척킹 위치로 수직 이동되도록 상기 수직탄성력을 제공하는 탄성체와; 상기 프레임에 설치되어 상기 헤드가 대기위치에 있을 때 , 상기 로딩부가 상기 홀딩부의 웨이퍼 척킹 위치로부터 벗어나도록 상기 로딩부를 눌러주는 쐐기 블록을 포함할 수 있다.In the present invention as described above, the second moving member includes: an elastic body which provides the vertical elastic force so that the loading part is vertically moved to the wafer chucking position of the holding part; And a wedge block installed in the frame and pressing the loading part so that the loading part deviates from the wafer chucking position of the holding part when the head is in the standby position.
이와 같은 본 발명에서 상기 헤드는 상기 좌/우 수평이동블록의 수평 이동거리를 제한하는 제 1 스톱퍼와; 상기 수직이동블록의 수직 이동거리를 제한하는 제 2 스톱퍼 그리고 상기 좌/우 수평이동블록의 수평이동시 한쪽으로 치우침이 발생되지 않도록 상기 좌/우 수평이동블록에 설치되는 3절링크를 구비할 수 있다.In the present invention as described above, the head includes: a first stopper for limiting a horizontal moving distance of the left / right horizontal moving block; The second stopper for limiting the vertical movement distance of the vertical movement block and the left and right horizontal movement block may be provided with a three-section link installed on the left and right horizontal movement block so that the bias does not occur to one side. .
예컨대, 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.For example, embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape of the elements in the drawings and the like are exaggerated to emphasize a clearer description.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 7c를 참조하면서 보다 상세히 설명한다. 상기 도면들에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호가 병기되어 있다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 1 to 7C. In the drawings, the same reference numerals are given to components that perform the same function.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 반전 유닛을 여러 각도에서 바라본 도면들이다. 도 5a는 반전부를 구체적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 5b는 커버가 제거된 헤드부의 정면도이다.1 to 4 are views of the wafer inversion unit according to the embodiment of the present invention viewed from various angles. 5A is a view for explaining the inversion unit in detail, and FIG. 5B is a front view of the head unit from which the cover is removed.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 웨이퍼 반전 유닛(100)은 프레임(110), 반전부(120), 승강 수단(140) 그리고, 상기 프레임(110)상에서 승강되는 상기 반전부(120)의 수직 운동을 회전 운동으로 바꾸어 상기 반전부(120)를 반전시키기 위한 반전 수단으로 크게 이루어진다.1 to 4, the wafer inversion unit 100 of the present invention includes a frame 110, an inversion unit 120, elevating means 140, and the inversion unit 120 that is elevated on the frame 110. And a reversal means for reversing the inverting part 120 by converting the vertical motion of the back into a rotational motion.
도 5a를 참고하면, 상기 반전부(120)는 헤드와, 로딩부 그리고 홀딩부로 크게 나누어진다. 상기 헤드(122)는 상기 승강 수단의 슬라이더(142)에 회전 가능하게 장착되고, 상기 로딩부는 상기 헤드(126)에 장착된다. 그리고 상기 홀딩부는 상기 로딩부의 상부에 위치되도록 상기 헤드에 장착된다.Referring to FIG. 5A, the inversion unit 120 is divided into a head, a loading unit, and a holding unit. The head 122 is rotatably mounted to the slider 142 of the lifting means, and the loading part is mounted to the head 126. The holding part is mounted to the head so as to be positioned above the loading part.
상기 로딩부는 반전시키기 위한 웨이퍼(w) 또는 반전된 웨이퍼가 놓여지는 부분으로, 웨이퍼가 유동되지 않게 웨이퍼의 가장자리가 얹혀지는 다수의 안착돌기(122a)들을 구비한 안착링(122)으로 이루어진다. 상기 홀딩부는 상기 반전부(120)의 반전시 상기 안착링(122)의 안착돌기(122a)들에 놓여진 웨이퍼(w)를 홀딩하기 위한 부분으로, 양측면에서 웨이퍼를 척킹하는 한 쌍의 척킹 아암(124)으로 이루어진다. 예컨대, 상기 홀딩부는 웨이퍼(w)를 진공으로 흡착하는 진공흡착 타입을 적용할 수도 있음은 물론이다.The loading portion is a wafer w for inversion or a portion on which the inverted wafer is placed, and includes a seating ring 122 having a plurality of seating protrusions 122a on which an edge of the wafer is placed so that the wafer does not flow. The holding portion is a portion for holding the wafer w placed on the mounting protrusions 122a of the seating ring 122 when the inverting portion 120 is inverted. A pair of chucking arms for chucking the wafer from both sides ( 124). For example, the holding unit may of course apply a vacuum adsorption type to suck the wafer w in a vacuum.
도 5b에는 상기 헤드의 내부 구성이 상세히 도시되어 있다. 도 5a를 참고하면, 상기 헤드(126)는 상기 슬라이더(142)에 회전 가능하게 장착되는 플레이트(127)와, 상기 한 쌍의 척킹 아암(124)이 각각 고정 결합되는 그리고 상기 플레이트(127)상에서 수평 이동 가능하게 장착되는 좌/우 이동블록(128a,128b)과, 상기 안착링(122)이 고정 결합되는 그리고 상기 플레이트(127)상에서 상하 이동 가능하게 장착되는 수직 이동블록(129)으로 이루어진다.5B shows the internal configuration of the head in detail. Referring to FIG. 5A, the head 126 includes a plate 127 rotatably mounted to the slider 142 and a pair of chucking arms 124 fixedly coupled to and on the plate 127. Left and right moving blocks (128a, 128b) mounted to be movable horizontally, and the seating ring 122 is fixedly coupled and vertical movement block 129 is mounted to be movable up and down on the plate (127).
한편, 본 발명의 반전 유닛(100)은 상기 한 쌍의 척킹 아암(124)이 웨이퍼(w)를 척킹/언척킹할 수 있도록 상기 좌/우 이동블록(128a,128b)을 오픈/클로즈 시켜주는 제 1 무빙 부재와, 상기 안착링(122)에 놓여진 웨이퍼가 상기 척킹 아암(124)의 홀딩 위치까지 이동되도록 상기 수직 이동블록(129)를 수직 이동시켜주는 제 2 무빙 부재를 갖으며, 이들에 의한 헤드부의 무빙 동작은 도 7a 내지 도 7c에서 순차적으로 상세히 도시되어 있다.Meanwhile, the inversion unit 100 of the present invention opens / closes the left / right moving blocks 128a and 128b so that the pair of chucking arms 124 can chuck / unchuck the wafer w. And a first moving member and a second moving member for vertically moving the vertical moving block 129 to move the wafer placed on the seating ring 122 to the holding position of the chucking arm 124. The moving operation of the head part is sequentially shown in detail in FIGS. 7A to 7C.
상기 제 1 무빙 부재는 상기 프레임(110)의 상단에 설치되어 상기 헤드(126)가 대기위치에 있을 때(도 7a를 참고), 상기 척킹 아암(124)이 언척킹 상태가 되도록, 상기 좌/우 이동블록(128a,128b) 사이의 간격을 강제로 벌려주는 쐐기(wedge) 블록(130)과, 상기 쐐기 블록(130)이 상기 좌/우 이동블록(128a,128b) 사이에서 빠졌을 때(도 7d), 좌/우 이동블록 사이를 원래 간격으로 복귀시키기 위한 탄성력을 제공하는 제 1 스프링(134;도 5b에서 도시됨, 추후 도면상에서는 생략됨)으로 이루어진다.The first moving member is installed on the top of the frame 110 so that when the head 126 is in the standby position (see FIG. 7A), the chucking arm 124 is in an unchucking state. When the wedge block 130 forcibly opening the gap between the right moving block (128a, 128b) and the wedge block 130 is missing between the left and right moving block (128a, 128b) (Fig. 7d), a first spring 134 (shown in FIG. 5B, omitted later in the figure) that provides an elastic force for returning between the left and right moving blocks to their original spacing.
그리고, 상기 제 2 무빙 부재는 상기 안착링(122)이 상기 척킹 아암(124)의 웨이퍼 척킹 위치로 수직 이동되도록 상기 수직 탄성력을 제공하는 제 2 스프링(136;도 5b에 도시됨, 추후 도면에서는 생략됨)과(도 7b참고), 상기 프레임에 설치되어 상기 헤드(126)가 대기위치에 있을 때(도 7a 참고) , 상기 안착링(122)이 상기 척킹 아암(124)의 웨이퍼 척킹 위치로부터 벗어나도록 상기 안착링(122)을 눌러주는 프레스 핀(134)으로 이루어진다. 상기 프레스 핀(134)은 상기 쐐기 블록(130)의 끝단에 장착된다. 상기 쐐기 블록(130)은 상기 프레임(110)의 하단에도 설치되어 있다. 한편, 상기 헤드(126)에는 상기 좌/우 이동블록(128a,128b)의 수평 이동거리를 제한하는 제 1 스톱퍼(137)하고, 상기 수직 이동블록(129)의 수직 이동거리를 제한하는 제 2 스톱퍼(138)가 장착되어 있다.And, the second moving member has a second spring 136 (shown in FIG. 5B) to provide the vertical elastic force so that the seating ring 122 is vertically moved to the wafer chucking position of the chucking arm 124. Omitted) (see FIG. 7B), and when the head 126 is in the standby position (see FIG. 7A) installed in the frame, the seating ring 122 is moved from the wafer chucking position of the chucking arm 124. It consists of a press pin 134 for pressing the seat ring 122 to escape. The press pin 134 is mounted at the end of the wedge block 130. The wedge block 130 is also installed at the lower end of the frame 110. On the other hand, the head 126 has a first stopper 137 for limiting the horizontal movement distance of the left and right moving blocks (128a, 128b), and a second limiting the vertical movement distance of the vertical movement block 129 A stopper 138 is mounted.
예컨대, 외부의 이송 아암(미도시됨)으로/부터 웨이퍼(w)가 반전 유닛으로 반입 또는 반출되기 위해서는, 반듯이 상기 안착링(122)이 웨이퍼 척킹 위치보다 아래에 위치되어야만, 웨이퍼 반입/반출 과정시에 이송 아암과 척킹 아암의 충돌을 피할 수 있는 것이다. 여기서, 대기 위치란, 웨이퍼가 반전되기 전 또는 반전된 후 대기하는 위치를 뜻한다.For example, in order for the wafer w to be loaded or unloaded into / from an external transfer arm (not shown), the seating ring 122 must be positioned below the wafer chucking position. The collision between the transfer arm and the chucking arm can be avoided. Here, the standby position means a position to wait before or after the wafer is inverted.
그리고, 상기 헤드(126)에는 3절 링크(139)가 설치된다. 이 3절 링크(139)는 제 1 스프링(132)에 의한 상기 좌/우 이동블록(128a,128b)의 수평이동시 한쪽으로 치우치는 현상을 방지하기 위한 구성이다.The head 126 is provided with a three-section link 139. The three-section link 139 is configured to prevent the phenomenon that the left and right moving block (128a, 128b) by the first spring 132 to the side shifting to one side.
상기 승강 수단(140)은 상기 반전부(120)를 상기 프레임(110)상에서 수직방향으로 승강시키기 위한 것으로, 상기 프레임(110)에 수직으로 설치되는 가이드 레일(144)과, 상기 가이드 레일(144)에 미끄럼 이동 가능하게 장착되는 그리고 상기 반전부(120)가 회전 가능하게 장착되는 슬라이더(142) 그리고 상기 슬라이더(142)를 상기 가이드 레일(144)을 따라 승강 이동시키기 위한 실린더(146)로 이루어진다. 상기 실린더(146)는 상기 프레임(110)의 뒷면에 장착된다.The elevating means 140 is for elevating the inverting portion 120 in the vertical direction on the frame 110, a guide rail 144 installed perpendicular to the frame 110, and the guide rail 144. A slider 142 that is slidably mounted on the slide and the rotatable portion 120 is rotatably mounted, and a cylinder 146 for lifting and lowering the slider 142 along the guide rail 144. . The cylinder 146 is mounted on the rear side of the frame 110.
본 발명의 가장 핵심적인 반전 수단은 도 6a 내지 도 6e에 도시된 바와 같이, 상기 프레임(110)에 형성되는 캠홈(152)과, 상기 캠홈(152)을 따라 회전하는캠레버(154)로 이루어진다. 상기 캠홈(152)은 상기 프레임(110)에 상기 반전부(110)의 이동방향과 동일하게 형성되며, 상기 캠홈(152)은 대기선상(a), 척킹 구간(b), 중앙의 반전 구간(c)으로 나눌 수 있다. 상기 캠레버(154)는 상기 헤드(126) 중심에 고정되는 센터축(154a)과, 상기 캠홈(152)에 끼워지는 캠핀(154b) 그리고 상기 캠레버(154)가 상기 센터축(154a)을 축으로 90도 회동되었을 때(도 6c 참고), 상기 캠핀(154b)이 센터축(154a)보다 늦게 이동되도록 지연하는 역할을 갖는 걸림핀(154c)으로 이루어진다. 상기 걸림핀(154c)은 상기 캠핀(154b)으로부터 연장된 끝단에 장착되며, 상기 캠레버(154)가 90도 회동되었을 때(도 6c 참고) 상기 프레임(110)에 설치된 삽입부(156)에 끼워진다. 상기 캠핀(154b)에는 원활한 이동을 위해 롤러가 장착되는 것이 바람직하다.6A to 6E, the main reversal means of the present invention includes a cam groove 152 formed in the frame 110 and a cam lever 154 rotating along the cam groove 152. . The cam groove 152 is formed in the frame 110 in the same direction as the moving direction of the inversion unit 110, and the cam groove 152 is in the standby line (a), chucking section (b), the inversion section of the center ( c). The cam lever 154 has a center shaft 154a fixed to the center of the head 126, a cam pin 154b fitted to the cam groove 152, and the cam lever 154 to the center shaft 154a. When rotated 90 degrees to the axis (see Fig. 6c), the cam pin 154b is composed of a locking pin (154c) having a role of delaying to move later than the center shaft (154a). The locking pin 154c is mounted at an end extending from the cam pin 154b, and when the cam lever 154 is rotated 90 degrees (refer to FIG. 6C), the insertion pin 156 installed in the frame 110 is provided. Is fitted. The cam pin 154b is preferably equipped with a roller for smooth movement.
그리고 본 발명의 가장 구조적인 특징인 상기 반전 수단은 상기 프레임(110)상에서 승강되는 반전부(120)의 직선 운동을 회전 운동으로 바꾸어 상기 웨이퍼(w)를 반전시킨다. 이처럼, 본 발명의 반전 유닛(100)은 별도의 회전 모터를 사용하여 웨이퍼를 반전시키는 것이 아니라, 반전부(120)의 수직 이동을 회전 운동으로 바꿀 수 있는 캠을 갖는데 그 특징이 있다.In addition, the inverting means, which is the most structural feature of the present invention, inverts the wafer w by changing the linear motion of the inverting unit 120 that is lifted on the frame 110 into a rotational motion. As described above, the inversion unit 100 of the present invention does not invert the wafer using a separate rotation motor, but has a cam that can change the vertical movement of the inversion unit 120 into a rotational motion.
이와 같은 구성으로 이루어진 웨이퍼 반전 유닛에서의 웨이퍼 반전 과정은 다음과 같이 이루어진다.The wafer inversion process in the wafer inversion unit having such a configuration is performed as follows.
도 7a 내지 도 7c에서와 같이, 반전 동작에 들어가기 앞서 웨이퍼의 척킹 동작이 우선 이루어진다. 이송 로봇에 의해 반입된 웨이퍼(w)는 대기 위치(a)에 있는 상기 반전부(120)의 안착링(122)에 놓여진다. 웨이퍼가 안착링(122)에 놓여진후에는 상기 실린더(146)가 작동된다. 상기 반전부(120)는 상기 실린더(146)의 구동에 의해 일정한 속도로 수직 하강된다. 상기 반전부(120)의 하강이 시작됨과 동시에, 상기 안착링(122)은 상기 척킹 아암(124)의 척킹 위치로 이동되고,(도 7b에 도시됨) 상기 척킹 아암(124)은 척킹 위치로 이동된 상기 안착링(122)에 놓인 웨이퍼(w)를 척킹하게 된다.(도 7c에 도시됨) 이러한 동작은 연속동작으로 이루어진다. 상기 안착링(122)과 상기 척킹 아암(124)의 움직임은 앞서 설명한 제 1 무빙 부재와 제 2 무빙 부재에 의해 자연스럽게 이루어진다.As shown in Figs. 7A to 7C, the chucking operation of the wafer is performed prior to entering the inversion operation. The wafer w carried in by the transfer robot is placed on the seating ring 122 of the inverting portion 120 in the standby position a. After the wafer is placed in the seat ring 122, the cylinder 146 is operated. The inverting unit 120 is vertically lowered at a constant speed by the driving of the cylinder 146. As the lowering of the inverting portion 120 begins, the seating ring 122 is moved to the chucking position of the chucking arm 124 (shown in FIG. 7B), and the chucking arm 124 is moved to the chucking position. The wafer w placed on the seating ring 122 moved is chucked (shown in FIG. 7C). Movement of the seating ring 122 and the chucking arm 124 is naturally performed by the first moving member and the second moving member described above.
이처럼, 상기 반전부(120)는 웨이퍼가 척킹 아암(124)에 의해 척킹된 상태에서 반전 구간(c)으로 이동된다.As such, the inversion unit 120 is moved to the inversion section c while the wafer is chucked by the chucking arm 124.
도 6a 내지 도 6e에서는 반전 수단에 의한 헤드의 반전 과정이 순차적으로 도시되어 있다.6a to 6e sequentially show the reversal of the head by the reversing means.
상기 반전부(120)가 척킹 구간에서 반전 구간으로 들어서게 되면, 상기 캠레버(154)가 회전을 시작하게 된다. 좀더 구체적으로 설명하면, 상기 캠레버(154)의 센터축(154a)은 수직으로 직선이동을 하게 되고, 캠핀(154b)은 상기 캠홈(152)을 따라 이동하기 때문에, 캠레버(154)가 센터축(154a)을 중심으로 회전을 하게 되는 것이다. 그리고 도 6c에서와 같이, 캠레버(154)가 90도 회동되었을 때 캠레버(154)의 걸림핀(154c)은 상기 프레임(110)에 설치된 삽입부(156)에 삽입되면서, 캠레버(154)가 반전 방향과 반대되는 방향으로 역회전되려는 것을 차단하게 된다. 즉, 상기 캠핀(154b)이 센터축(154a)보다 늦게 이동되도록 지연이 되면서 캠레버(154)는 반전 방향으로 계속 회전될 수 있게 된다. 상기 캠레버(154)는캠홈(152)의 반전 구간(c)을 통과하면서 180도 회전이 되는 것이다.(도 6e 참고) 따라서, 상기 캠레버(154)의 180도 회전은 결국 상기 캠레버(154)의 센터축(154a)이 고정 결합된 헤드(126)를 180도 회전시키게 되는 것이다.When the inversion unit 120 enters the inversion section from the chucking section, the cam lever 154 starts to rotate. In more detail, since the center axis 154a of the cam lever 154 is linearly moved vertically, and the cam pin 154b moves along the cam groove 152, the cam lever 154 is centered. It is to be rotated about the axis (154a). 6C, when the cam lever 154 is rotated 90 degrees, the locking pin 154c of the cam lever 154 is inserted into the insertion portion 156 installed on the frame 110, and the cam lever 154. ) Will block reverse rotation in a direction opposite to the reverse direction. That is, as the cam pin 154b is delayed to move later than the center shaft 154a, the cam lever 154 can be continuously rotated in the reverse direction. The cam lever 154 is rotated 180 degrees while passing through the inversion section c of the cam groove 152. (See FIG. 6E.) Therefore, the cam lever 154 rotates 180 degrees. The center shaft 154a of the 154 rotates the head 126 fixedly coupled by 180 degrees.
본 발명의 웨이퍼 반전 유닛(100)은 하나의 구동원(실린더)과 캠을 이용한 간단한 구조로 웨이퍼를 용이하게 반전시킬 수 있는 구조적인 특징을 갖는 것이다. 또한, 본 발명의 웨이퍼 반전 유닛은 모터를 사용하지 않음으로써, 그에 따른 복잡한 제어가 필요 없고 간단한 I/O만으로 제어가 가능하기 때문에, 제품의 생산 단가를 줄일 수 있으며, 작동시 오류 발생율이 적은 이점이 있다. 또한, 설치 공간이 작기 때문에 세정 유닛 안에 탑재가 가능하다. 그리고, 본 발명의 웨이퍼 반전 유닛은 단일 구동(실린더에 의한 승강 동작)으로 동작하기 때문에 각각의 동작에 대한 체크가 필요 없기 때문에 웨이퍼를 반전시키는 시간을 단축시킬 수 있다.The wafer inversion unit 100 of the present invention has a structural feature that can easily invert a wafer with a simple structure using one drive source (cylinder) and a cam. In addition, since the wafer inversion unit of the present invention does not use a motor, it does not require complicated control and can be controlled by simple I / O, thereby reducing the production cost of the product and having a low error occurrence rate during operation. There is this. Moreover, since the installation space is small, it can be mounted in the washing unit. In addition, since the wafer inversion unit of the present invention operates by a single drive (lifting operation by cylinder), it is possible to shorten the time for inverting the wafer since no check for each operation is necessary.
상기한 실시예에 따른 웨이퍼 반전 유닛(100)은 웨이퍼의 이면 세정이 필요한 반도체 세정 유닛내에 매우 유용하게 적용 가능한 것이다. 또한, 본 발명의 반전 유닛은 웨이퍼 연마 공정과 같은 웨이퍼 반전이 필요한 다른 처리 시스템에도 적용가능하며, 피처리물인 웨이퍼도, 반도체 웨이퍼에 한정하지 않고, LCD 기판, 글라스기판, CD 기판, 포토마스크, 프린트기판, 세라믹 기판 등에 적용할 수가 있다.The wafer reversal unit 100 according to the embodiment described above can be very usefully applied to a semiconductor cleaning unit that requires back cleaning of the wafer. In addition, the inversion unit of the present invention can be applied to other processing systems that require wafer inversion, such as a wafer polishing process, and the wafer to be processed is not limited to a semiconductor wafer, but an LCD substrate, a glass substrate, a CD substrate, a photomask, It can be applied to a printed board, a ceramic board and the like.
이상에서, 본 발명에 따른 웨이퍼 반전 유닛의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.In the above, the configuration and operation of the wafer reversing unit according to the present invention have been shown in accordance with the above description and drawings, but this is merely an example, and various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Of course.
이와 같은 본 발명을 적용하면, 본 발명의 웨이퍼 반전 유닛은 종래에 비하여, 다수의 구동부가 불필요하여 단순구조의 구현이 가능해 짐으로 조립 및 유지 보수 등이 매우 유리하다. 특히, 회전 모터를 사용하지 않음으로써, 그에 따른 복잡한 제어가 필요 없고, 간단한 I/O만으로 제어가 가능하기 때문에, 반전 동작의 신뢰성 확보는 물론 제품의 생산 단가를 줄일 수 있으며, 작동시 오류 발생율이 적다는 이점이 있다. 또한, 설치 공간이 작기 때문에 세정 유닛 안에 탑재가 가능하다. 그리고, 본 발명의 웨이퍼 반전 유닛은 단일 구동(실린더에 의한 승강 동작)으로 동작하기 때문에 각각의 동작에 대한 체크가 필요 없기 때문에 웨이퍼를 반전시키는 시간을 단축시킬 수 있다.Applying the present invention as described above, the wafer reversal unit of the present invention, compared to the conventional, it is very advantageous to assemble and maintenance, such that a number of driving parts are unnecessary, so that a simple structure can be implemented. In particular, by not using a rotary motor, there is no need for complicated control and simple I / O can be used to control the reversal operation and reduce the production cost of the product. There is a small advantage. Moreover, since the installation space is small, it can be mounted in the washing unit. In addition, since the wafer inversion unit of the present invention operates by a single drive (lifting operation by cylinder), it is possible to shorten the time for inverting the wafer since no check for each operation is necessary.
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