KR100238272B1 - 웨이퍼 지지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소정위치로 이송된 반도체웨이퍼를 그 위치에서 진공흡착하여 지지하는 웨이퍼 지지장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 웨이퍼 지지장치는, 반도체웨이퍼를 진공흡착하는 척톱의 상면에 대해 돌출 및 인입되는 지지핀부재들이 그 척톱에 직접조립됨으로써, 반도체웨이퍼를 회전시키기 위한 구성이 단순화되어 장치 전체의 제작비가 절감될 수 있을 뿐만 아니라 장치의 유지, 보수 및 조립이 신속하고 용이하게 행해질 수 있게 된다.

Description

웨이퍼 지지장치{Wafer supporter}

본 발명은 소정위치로 이송된 반도체웨이퍼를 그 위치에서 진공흡착하여 회전 가능하게 지지하는 웨이퍼 지지장치에 관한 것으로서, 특히 반도체웨이퍼의 회전을 위한 구조가 개선된 웨이퍼 지지장치에 관한 것이다.

반도체웨이퍼를 사용하여 다수의 반도체칩을 제작하는 공정에는, 반도체웨이퍼를 검사하는 검사공정이 있으며 이러한 반도체 웨이퍼 검사공정에는 그 검사위치로 이송되어 오는 반도체웨이퍼를 진공흡착하여 회전 가능하게 지지하는 웨이퍼 지지장치가 마련된다.

이러한 웨이퍼 지지장치의 일 예를 도 1에 개략적으로 보였다. 이 웨이퍼 지지장치(1)의 프레임(10)에는, 원판형의 척톱(20)이 베어링(11)을 통해 승강 및 회전 가능하게 결합되어 있으며, 회전판(40)이 베어링(41)을 개재시켜 회전 가능하게 결합되어 있다.

상기 척톱(20)에는 볼소켓(35)이 고정되어 있으며, 볼소켓(35)에는 풀리(31,33)와 벨트(32)기구를 통해 모터(30)로부터 동력을 전달받아 회전되는 볼스크류(34)가 나사결합되어 있다. 이 볼스크류(34)는 프레임(10)에 대해 승강이 방지된 상태로 회전만 가능하게 지지되어 있다. 척톱(20)의 상면(20a)에는 그루우브(22)들이 형성되어 있는데, 이 그루우브(22)들은 소정의 진공원(미도시)과 연결되는 척톱(20) 내부의 공간부(21)와 연통되어 있다. 상기 회전판(40)에는 복수의 지지핀부재(60)의 하단부가 고정되어 있으며, 지지핀부재(60)들의 상단부는 상기 척톱(20)을 관통하여 그 척톱(20)의 상면(20a)에 대해 돌출되어 있다.

프레임(10)에는 또한 왕복이동부재(50)가, 그 프레임(10)에 설치된 가이드레일(15)를 따라 척톱(20)의 접선방향 즉 지면(紙面)에 대해 수직인 방향으로 적절한 구동원(미도시)에 의해 왕복이동 가능하게 설치되어 있다. 이 왕복이동부재(50)에는 척톱(20)의 반경방향으로 연장된 한 쌍의 축(52; 도 1에 있어서는 하나만 도시되어 있음)이 마련되어 있으며, 이 축(52)들에는 각각 베어링(51)이 그 축(52)에 대해 회전 및 슬라이딩 가능하게 설치되어 있다. 그리고 베어링(51)들 사이에는 척톱(20)에 하방으로 돌출되게 그 척톱(20)에 고정된 회전용핀부재(25)가 끼워져 있다. 참조부호 21a은 상기 진공원으로부터의 튜브가 접속되는 접속구이다.

이러한 종래 웨이퍼 지지장치(1)에 있어서, 이송되어 오는 반도체웨이퍼(W)가 지지핀부재(60)들의 상단면에 놓여지게 되면, 모터(30)에 의해 볼스크류(34)가 회전하게 되고 이에 따라 볼소켓(35)을 통해 볼스크류(34)와 나사결합된 척톱(20)이 상승하게 된다. 이와 같이 척톱(20)이 상승함에 따라, 상기 회전판(40)에 고정되어 있는 지지핀부재(60)들은 상대적으로 척톱의 상면(20a)에 대해 인입되게 되고, 그 지지핀부재(60)들의 상단에 놓여져 있던 반도체웨이퍼(W)는 척톱의 상면(20a)에 놓여지면서 그 척톱의 상면(20a)에 밀착되게 된다. 이러한 상태에서 상기 공간부(21)에 연결되는 진공원이 작동하여 공간부(21) 및 이 공간부(21)와 연통된 그루우브(22) 내의 공기를 흡인하게 되면, 그 흡인력에 의해 반도체웨이퍼(W)는 척톱(20)의 상면에 진공흡착되어 고정되게 된다.

한편, 상술한 바와 같이 척톱(20)에 흡착지지되어 있는 반도체웨이퍼(W)를 검사공정상 수평면상에서 소정각도 회전시켜줄 필요가 있는 경우에는 척톱(20)을 소정각도 회전시켜주면 된다. 척톱(20)을 회전시키기 위하여는 상기 왕복이동부재(50)를 소정거리 이동시킨다. 이에 따라 회전용핀부재(25)가 베어링(51)들에 의해 축(52)의 길이방향으로 슬라이딩되면서 척톱(20)의 회전중심축선(C)을 중심으로 하여 소정각도 회전됨으로써, 척톱(20)이 회전하게 된다. 이 때, 회전판(40)에 고정되어 척톱(20)에 삽입되어 있는 지지핀부재(60)들도 척톱(20)과 함께 그 척톱(20)의 중심축선(C)을 중심으로 하여 회전되어야 하는데, 이를 위하여 척톱(20)에는 회전용핀부재(25) 측으로 돌출된 축(43)과 이 축(43)에 설치되어 상기 회전용핀부재(25)를 끼워서 지지하는 한 쌍의 베어링(42)이 마련되어 있다. 이에 따라, 회전용핀부재(25)가 척톱(20)의 중심축선(C)을 중심으로 회전할 때 그 회전용핀부재(25)를 끼워서 지지하고 있는 베어링들(42) 및 축(43)을 통해 회전판(40)도 척톱(20)과 함께 회전하게 됨으로써, 회전판(40)에 고정되어 척톱(20)에 삽입되어 있던 지지핀부재(60)들이 척톱(20)과 함께 회전될 수 있게 된다.

그런데, 상술한 바와 같이 구성된 종래 웨이퍼 지지장치에 있어서는, 이송되어 오는 반도체웨이퍼가 놓여지는 지지핀부재들이 별도의 회전판에 고정되어 있으며, 척톱의 상면에 흡착된 웨이퍼를 회전시키기 위하여는 그 척톱과 함께 회전판을 회전시켜 주도록 되어 있으므로, 반도체웨이퍼의 회전을 위한 구성이 복잡화되어 장치의 제작비가 비쌀 뿐만 아니라, 각 구성요소간의 조립공차를 정밀하게 유지하여야 하므로 설계 및 제작이 매우 힘들다는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 척톱에 지지된 반도체웨이퍼의 회전을 위한 구성이 단순화되어 제작비가 절감될 수 있으며 유지 및 보수가 용이한 웨이퍼 지지장치를 제공함에 목적이 있다.

도 1은 종래 웨이퍼 지지장치의 개략적 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 지지장치의 일 실시예의 개략적 단면도,

도 3은 도 2에 도시된 척톱의 개략적 평면도,

도 4는 도 2에 도시된 장치에 의해 반도체웨이퍼가 지지된 상태의 개략적 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100...웨이퍼 지지장치 110...프레임

120...척톱 122...그루우브

125...회전용핀부재 150...왕복이동부재

160...지지핀부재 165...압축코일스프링

W...반도체웨이퍼

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 웨이퍼 지지장치는, 프레임과, 상기 프레임에 대해 승강 및 회전 가능하게 설치되며 그 상면에 그루우브가 형성된 척톱과, 상기 척톱의 상방으로 이송된 반도체웨이퍼를 받아서 척톱의 상면에 안착시키거나 척톱에 안착된 반도체웨이퍼를 들어 올리기 위해 상기 척톱의 상면에 대해 돌출 및 몰입 가능하게 설치된 복수의 지지핀부재와, 상기 척톱을 소정각도 회전시키기 위한 척톱 회전수단을 구비하며, 척톱의 상면에 안착된 반도체웨이퍼는 상기 그루우브 내에 형성되는 진공압에 의해 척톱에 흡착될 수 있도록 구성된 것에 있어서, 상기 지지핀부재들은 상기 척톱의 회전시에 그 척톱과 함께 일체적으로 회전되도록 상기 척톱에 조립되며, 상기 지지핀부재들을 상기 척톱의 상면에 대해 몰입되는 방향으로 탄력적으로 가압하는 탄성수단을 구비하며, 상기 척톱의 하강시에 상기 지지핀부재들이 상기 프레임에 의해 눌려서 척톱의 상면에 대해 돌출되도록 구성된 점에 특징이 있다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 지지장치의 일 실시예의 개략적 단면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 척톱의 개략적 평면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 웨이퍼 지지장치(100)는, 도 1을 참조하면서 설명한 종래 웨이퍼 지지장치(1)와 마찬가지로, 프레임(110)과 원판형 척톱(120)과 복수의 지지핀부재(160)를 구비하고 있다.

상기 척톱(120)은 상기 프레임(110)에 베어링(111)을 통해 결합되어 그 프레임(110)에 대해 승강 및 회전될 수 있다. 상기 척톱(120)의 상면(120a)에는 그루우브(122)들이 형성되어 있는데, 이 그루우브(122)들은 소정의 진공원(미도시)과 연결되는 척톱(120) 내부의 공간부(121)와 연통되어 있다. 이 척톱(120)에는 볼소켓(135)이 고정되어 있으며, 이 볼소켓(135)에는 프레임(110)에 회전 가능하게 지지된 볼스크류(134)가 나사결합되어 있다. 볼스크류(134)는 모터(130)의 동력을 풀리(131,132)와 벨트(133)기구를 통해 전달받아 회전될 수 있으며, 이 볼스크류(134)의 회전에 따라 척톱(120)이 프레임(110)에 대해 상승 또는 하강하게 된다.

본 실시예의 웨이퍼 지지장치(100)에는 또한, 상기 척톱(120)을 그 중심축선(C)을 중심으로 하여 회전시키기 위한 척톱 회전수단이 마련되어 있다. 이러한 척톱 회전수단으로서 본 실시예에 있어서는, 척톱(120)에는 하방으로 연장되게 회전용핀부재(125)가 고정되어 있으며, 프레임(110)에는 왕복이동부재(150)가 원판형 척톱(120)의 접선방향으로 즉 지면(紙面)에 대해 수직인 방향으로 길게 형성된 가이드레일(115)을 따라 왕복이동 가능하게 설치되어 있다. 왕복이동부재(150)에는 척톱(120)의 반경방향으로 연장된 한 쌍의 축(152)이 마련되어 있으며, 각 축(152)에는 베어링(151)이 설치되어 있다. 상기 척톱(120)의 회전용핀부재(125)는 이 베어링(151)들 사이에 끼워져 있다. 왕복이동부재(150)는 도 3에 도시된 바와 같이 볼스크류(159)와 나사결합되어 있는데, 이 볼스크류(159)는 프레임(110)에 회전 가능하게 지지되어 있는 것으로서 그 일단부에 모터(158)가 연결되어 있어서, 모터(158)의 회전시 볼스크류(159)를 통해 가이드레일(115)을 따라 왕복이동하게 된다. 이와 같이 왕복이동부재(150)가 왕복이동될 때 회전용핀부재(125)가 베어링(151)들에 의해 축(152)의 길이방향으로 슬라이딩되고 척톱(120)의 회전중심축선(C)을 중심으로 하여 소정각도 회전됨으로써, 척톱(C)이 그 회전중심축선(C)을 중심으로 하여 회전하게 된다.

상기 각 지지핀부재(160)는 척톱(120)에 설치된 베어링(129)을 통해 그 척톱(120)에 대해 슬라이딩 가능하게 척톱(120)에 삽입되어 있으며, 각 지지핀부재(160)에는 스냅링(161)이 조립되어 있다. 지지핀부재(160)는, 도 2에 도시된 바와 같이 스냅링(161)이 척톱(120)에 고정된 스토퍼(124)에 대해 소정간격 이격되어 있는 위치로부터 도 4에 도시된 바와 같이 스냅링(161)이 스토퍼(124)에 접촉되는 위치까지 척톱(120)에 대해 슬라이딩될 수 있다. 한편, 상기 베어링(129)과 스냅링(161) 사이에는, 척톱(120)의 상승시에 지지핀부재(160)들 상단에 놓여진 반도체웨이퍼(W)가 그 척톱(120)의 상면(120a)에 밀착될 수 있도록 지지핀부재(160)들을 척톱의 상면(120a)에 대해 인입되도록 탄성 바이어스시키는 탄성수단으로서, 압축코일스프링(165)이 설치되어 있다. 참조부호 121a은 상기 진공원으로부터의 튜브가 접속되는 접속구이다.

이와 같이 구성된 웨이퍼 지지장치(100)에 있어서, 먼저 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 척톱(120)이 하강되어 있는 상태에서는 지지핀부재(160)들은 그 하단부가 프레임(110)의 상단부에 의해 접촉되어 그 상단부가 척톱(120)의 상면(120a)에 대해 돌출되게 되며, 이 때 상기 압축코일스프링(165)은 압축되어 복원력을 지니고 있는 상태가 된다. 이러한 상태에서 반도체웨이퍼(W)가 이송되어 상기 척톱의 상면(120a)에 대해 돌출되어 있는 세곳의 지지핀부재(160)의 상단에 놓여지게 되면, 모터(130)가 작동하여 풀리(131,133)와 벨트(132)기구를 통해 볼스크류(134)를 회전시키게 된다. 이에 따라, 볼소켓(135) 및 이 볼소켓(135)이 고정되어 있는 척톱(120)이 그 볼스크류(134)의 길이방향을 따라 상승하게 된다. 이와 같이 하여 척톱(120)이 상승하는 도중에 지지핀부재(160)들은, 상기 압축되어 있던 압축코일스프링(165)의 복원력에 의해 그 하단면이 프레임(110)의 상단면에 밀착되는 방향으로 힘을 받게 되므로, 척톱(120)과 함께 상승하는 것이 방지되면서 상승되는 척톱(120)의 상면(120a)에 대해 서서히 인입되게 된다. 이와 같이 척톱(120)이 상승되는 도중에 그 척톱(120)에 설치된 스토퍼(124)가 지지핀부재(160)의 스냅링(161)에 접촉되면 지지핀부재(160)의 상단면이 척톱의 상면(120a)보다 낮아지고 지지핀부재(160)들이 인입되며, 각 지지핀부재(160)의 상단에 놓여져 있던 반도체웨이퍼(W)가 도 4에 도시된 바와 같이 척톱(120)의 상면(120a)에 밀착되게 된다. 이러한 상태에서 진공원이 작동하여 공간부(121) 및 이 공간부(121)와 연통된 그루우브(122) 내의 공기를 흡인하게 되면, 그 흡인력에 의해 반도체웨이퍼(W)는 척톱(120)에 진공흡착되어 고정되게 된다.

한편, 상술한 바와 같이 척톱(120)에 흡착지지되어 있는 반도체웨이퍼(W)를 검사공정상 수평면상에서 소정각도 회전시켜줄 필요가 있는 경우에는, 척톱(120)을 소정각도 회전시켜주면 된다. 척톱(120)을 회전시키기 위하여는 상기 왕복이동부재(150)를 소정거리 이동시킨다. 이에 따라 회전용핀부재(125)가 베어링(151)들을 통해에 축(152)의 길이방향으로 슬라이딩되면서 척톱(120)의 회전중심축선(C)을 중심으로 하여 소정각도 회전됨으로써, 그 회전용핀부재(125)가 고정된 척톱(120)이 회전하게 된다. 이 때, 상기 지지핀부재(160)들은 척톱(120)에 결합되어 있으므로 척톱(120)의 회전시에 그 척톱(120)과 함께 척톱(120)의 중심축선(C)을 회전중심으로 하여 회전하게 된다.

이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 도 1을 참조하면서 설명한 종래 웨이퍼 지지장치(1)에 있어서 지지핀부재(60)들을 회전시키기 위하여 회전판(40)과 이 회전판(40)의 결합되는 축(52)과 이 축(52)에 결합되는 베어링(51)들을 별도로 마련하여야 하였던 것과는 달리, 본 발명에 따른 웨이퍼 지지장치(100)에 있어서는 상술한 별도의 부재들을 마련할 필요가 없게 된다. 따라서 반도체웨이퍼(W)의 회전을 위한 구조가 단순화되게 되어, 장치 전체의 제작비가 절감될 수 있을 뿐만 아니라 장치의 유지, 보수 및 조립이 신속하고 용이하게 행해질 수 있게 된다.

본 실시예에 있어서는 상기 탄성수단으로서, 양단이 베어링(129)과 스냅링(124)에 지지되는 압축코일스프링(165)이 구비된 것에 대해 설명 및 도시하였으나, 기타 다른 형태의 스프링부재가 본 발명에 있어서의 탄성수단으로써 제공될 수도 있을 것이다.

또한, 상기 척톱(120)을 회전시키기 위한 척톱 회전수단도 상술한 바와 같은 구성에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 랙과 피니언기구나, 캠기구, 링크기구 등 여러가지 형태의 동력전달기구가 모터 등의 구동원과 함께 본 발명의 척톱 회전수단으로서 적절히 사용될 수 있음은 물론이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 웨이퍼 지지장치는, 반도체웨이퍼를 진공흡착하는 척톱의 상면에 대해 돌출 및 인입되는 지지핀부재들이 그 척톱에 직접 조립됨으로써, 반도체웨이퍼를 회전시키기 위한 구성이 단순화되어 장치 전체의 제작비가 절감될 수 있을 뿐만 아니라 장치의 유지, 보수 및 조립이 신속하고 용이하게 행해질 수 있게 된다.

Claims (1)

1. 프레임과, 상기 프레임에 대해 승강 및 회전 가능하게 설치되며 그 상면에 그루우브가 형성된 척톱과, 상기 척톱의 상방으로 이송된 반도체웨이퍼를 받아서 척톱의 상면에 안착시키거나 척톱에 안착된 반도체웨이퍼를 들어 올리기 위해 상기 척톱의 상면에 대해 돌출 및 몰입 가능하게 설치된 복수의 지지핀부재와, 상기 척톱을 소정각도 회전시키기 위한 척톱 회전수단을 구비하며, 척톱의 상면에 안착된 반도체웨이퍼는 상기 그루우브 내에 형성되는 진공압에 의해 척톱에 흡착될 수 있도록 구성된 웨이퍼 지지장치에 있어서,

   상기 지지핀부재들은 상기 척톱의 회전시에 그 척톱과 함께 일체적으로 회전되도록 상기 척톱에 조립되며,

   상기 지지핀부재들을 상기 척톱의 상면에 대해 몰입되는 방향으로 탄력적으로 가압하는 탄성수단을 구비하며,

   상기 척톱의 하강시에 상기 지지핀부재들이 상기 프레임에 의해 눌려서 척톱의 상면에 대해 돌출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 지지장치.