KR100276659B1 - 압력 센서용 웨이퍼 고정구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압력 센서용 웨이퍼 고정구에 관한 것으로서, 상, 하부 지그 사이에 웨이퍼의 어느 한쪽 면만을 노출하도록 압착 고정하는 압력 센서용 웨이퍼 고정구에 있어서, 상기 상, 하부 지그와 웨이퍼의 접촉면에는 밀착 면적을 넓힘과 동시에 체결 압력을 균일하게 분산시킬 수 있도록 적어도 어느 한쪽 밀착면쪽의 일부를 두 부분으로 쪼개어 양쪽 방향으로 확장한 절개 확장부를 갖춘 오-링이 삽입 개재되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에 의하면 상, 하부 지그 및 웨이퍼 사이의 밀봉 수단 및 체결 수단을 변형시킴으로서 웨이퍼에 균일한 압력을 분포시켜 밀봉 효과를 극대화할 뿐만 아니라 웨이퍼의 손상을 방지함은 물론, 신속하고도 간편하게 분해 조립을 할 수 있으므로 작업 생산성을 더욱 높일 수 있다.

Description

압력 센서용 웨이퍼 고정구{Wafer jig for Pressure sensor}

본 발명은 압력 센서용 웨이퍼 고정구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압력 센서용 웨이퍼를 식각할 경우 식각액을 웨이퍼의 배면으로 침투시키지 않을 뿐만 아니라 웨이퍼를 손상시키지 않게 고정시킬 수 있는 압력 센서용 웨이퍼 고정구에 관한 것이다.

일반적으로 압력 센서용 웨이퍼는 양면을 모두 사용하기 때문에 에칭(식각) 공정을 수행할 경우 웨이퍼의 표면과 배면을 번갈아 가며 식각을 해야 하며, 이 때에는 식각하는 웨이퍼 면의 반대편 면에는 식각액이 침투되지 않도록 한쪽 면을 완전히 밀봉시켜야 한다.

이렇게 웨이퍼의 한쪽 면을 밀봉시키기 위한 종래의 웨이퍼 고정구를 도 1 및 도 2 에서 나타내고 있다.

도 1 에서 보면, 종래의 웨이퍼 고정구는 상부 지그(Jig)(2)와 하부 지그(3)로 구성되고, 여기서 상부 지그(2)는 웨이퍼(1)의 일면(상면)이 노출될 수 있도록 개방구(2b)가 형성되고, 또한 나사(5)를 체결할 수 있는 복수개의 나사공(2a)이 관통 형성되어 있다. 그리고, 하부 지그(3)에는 단지 상부 지그(2)의 나사공(2a)과 대응되는 위치에 나사공(3a)만 형성되고, 웨이퍼(1)의 다른 면(배면)은 밀착시킬 수 있도록 밀폐되어 있다.

상기 상, 하부 지그(2)(3)와 웨이퍼(1)의 접촉면에는 밀봉 수단으로써 확대도시한 바와 같이 원형의 단면 구조를 가진 쌍의 오-링(4)이 삽입 개재되는데, 그 중 하나는 상부 지그(2)와 웨이퍼(1)의 접촉면에, 다른 하나는 상부 지그(2)와 하부 지그(3) 사이에 밀착하도록 되어 있다.

이와 같이 구성된 종래의 웨이퍼 고정구는, 상, 하부 지그(2)(3) 사이에 웨이퍼(1)의 표면이 노출되도록 안착시킴과 동시에 한 쌍의 오-링(4)을 삽입 개재시킨 후, 도 3 에 도시된 바와 같이 상, 하부 지그(2)(3)의 나사공(2a)(3a)에 복수(여기에서는 8 개)의 나사(5)를 삽입시켜 체결 고정케 한다.

이렇게 웨이퍼(1)를 고정한 고정구를, 예를 들어 KOH 와 같은 식각액이 채워진 식각조 내부에 대략 80 ∼ 100℃의 온도로 6 ∼ 10 시간 정도 담궈 둠으로써 식각 공정을 행하게 되는 것이다.

그러나, 웨이퍼(1)의 표면이 점차 식각되어 갈수록 종래의 오-링(4)과 웨이퍼(1) 면과의 접촉되는 면적이 상대적으로 좁아지게 되므로 식각액이 웨이퍼(1)의 밀폐면(배면)으로 침투될 우려가 많아지고, 더욱이 도 1 의 부분 확대도에서 나타낸 바와 같이 오-링(4)의 단면 구조가 원형으로 되어 있으므로 웨이퍼(1)의 접촉면에 가해주는 힘이 국부적으로 존재하게 되어 웨이퍼(1)가 받는 응력을 증대시키므로 밀봉 효과를 떨어뜨리는 원인으로 작용한다.

또한, 상, 하부 지그(2)(3)의 고정 수단으로 복수의 나사(5)를 이용하므로 각 나사(5)의 체결력을 균일하게 유지시키기 어려워 웨이퍼를 파손시키는 원인으로 작용할 뿐만 아니라 분해 및 조립에 소요되는 시간이 많이 소요되어 작업성이 떨어지게 된다.

또한, 나사(5)와 같은 금속 제품을 식각액 내에 장시간 담궈 두게되면 식각액 내부의 파티클 발생이나 오염원을 제공하는 원인으로도 작용한다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위하여 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 상, 하부 지그 및 웨이퍼 사이의 밀봉력을 균일하게 분포시켜 시일링 효과를 극대화시킬 뿐만 아니라, 웨이퍼를 손상시키지 않음과 동시에 간편하게 분해 조립할 수 있는 압력 센서용 웨이퍼 고정구를 제공하는 데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상, 하부 지그 사이에 웨이퍼의 어느 한쪽 면만을 노출하도록 압착 고정하는 압력 센서용 웨이퍼 고정구에 있어서, 상기 상, 하부 지그와 웨이퍼의 접촉면에는 밀착 면적을 넓힘과 동시에 체결 압력을 균일하게 분산시킬 수 있도록 적어도 어느 한쪽 밀착면쪽의 일부를 두 부분으로 쪼개어 양쪽 방향으로 확장한 절개 확장부를 갖춘 오-링이 삽입 개재되는 것을 특징으로 한다.

도 1 은 종래의 에칭 공정용 웨이퍼 고정구의 분리 상태를 나타낸 단면도.

도 2 는 도 1 에 도시된 웨이퍼 고정구의 결합 상태를 나타낸 평면도.

도 3 은 본 발명에 따른 에칭 공정용 웨이퍼 고정구의 분리 상태를 나타낸 단면도.

도 4 는 도 3 에 도시된 웨이퍼 고정구의 결합 상태를 나타낸 평면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 웨이퍼, 22 : 상부 지그,

24 : 하부 지그, 30 : 오-링(O-Ring),

32 : 절개 확장부, 40 : 클램프.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명한다.

도 3 은 본 발명에 따른 에칭 공정용 웨이퍼 고정구의 분리 상태를 나타낸 단면도이고, 도 4 는 도 3 에 도시된 에칭 공정용 웨이퍼 고정구의 결합 상태를 나타낸 평면도이다.

상기 도면에서, 본 발명의 웨이퍼 고정구는 웨이퍼(10)를 사이에 두고 그 상, 하로 밀착 고정되는 얇은 원통형의 상, 하부 지그(Jig)(22)(24)로 구성되고, 여기서, 상부 지그(22) 쪽에만 웨이퍼(10)의 어느 한 쪽면(표면)을 노출시킬 수 있도록 개방구(22a)가 형성되어 링 형태를 이루고 있다.

그리고, 상, 하부 지그(22)(24)와 웨이퍼(10)와의 접촉면에 부호 30 으로 부분 확대 도시된 오-링(O-Ring)이 밀봉(시일링) 수단으로 삽입 개재되는데, 특히, 본 실시예에서는 상기 오-링(30)이 어느 한쪽 밀착면, 즉 웨이퍼(10) 및 하부 지그(24) 쪽 면으로 일정 길이 두 부분으로 쪼개어 양쪽 방향으로 확장한 절개 확장부(32)를 갖추고 있다.

또한, 상, 하부 지그(22)(24)의 좌, 우측 가장자리에는 체결 수단으로써 삽입홈(40)을 갖는 클램프(40)가 각 각 결합되어 후크 등으로 간편히 체결 및 해제하도록 된다.

더욱이, 상기 클램프(40)는 상, 하부 지그(22)(24)의 재질과 동일한 재질로 이루어지면 매우 바람직하다. 물론, 지그(22)(24)의 재질은 고온의 식각액에 장시간 담궈 두어도 변형이 적은 테프론과 탄소 등의 복합재인 PEEK 가 많이 사용되고 있다.

이와 같이 구비된 본 실시예의 웨이퍼 고정구는, 상, 하부 지그(22)(24) 사이에 웨이퍼(10)의 표면이 노출되도록 안착시킴과 동시에 한 쌍의 오-링(30)을 삽입 개재시킨 후, 상 하부 지그(22)(24)의 양쪽 가장자리를 클램프(40)로 체결 고정케 한다.

이 때, 상기 오-링(30)의 형태가 종래와 같은 원형이 아니라 절개 확장부(32)를 양편으로 갖추고 있으므로 상, 하부 지그(22)(24)가 클램프(40)로 조여질 때 작용되는 체결 압력을 웨이퍼(10)의 접촉면에 골고루 분산시킴과 동시에 밀봉에 필요한 최고 압력을 최저 압력으로 감소시키는 작용을 한다. 이에 따라 웨이퍼(10) 전체에 가해지는 압력을 줄여 줌으로 인하여 식각 공정을 수행할 때 웨이퍼가 받게 되는 스트레스(Stress)를 훨씬 감소시켜 웨이퍼(10)의 파손을 방지할 수 있다.

또한, 이 절개 확장부(32)에 의하여 웨이퍼(10)와의 접촉 면적이 종래에 비하면 더욱 확장되므로 밀봉 면적을 더욱 더 넓혀주게 된다.

물론, 상기 오-링(30)은 한 쌍을 구비하므로 그 중 하나는 상부 지그(22)와 웨이퍼(10)의 접촉면에 밀착되어 웨이퍼(10)의 표면으로부터 배면으로 식각액이 침투되는 것을 밀봉하고, 다른 하나는 상, 하부 지그(22)(24) 외측으로부터 웨이퍼(10) 배면 쪽으로 식각액이 침투되는 것을 막는 역할을 한다.

더욱이, 상, 하부 지그(22)(24)의 체결 방식이 종래와 같은 볼트 너트 구조가 아니라 좌, 우측 2 개소에 클램프(40)로 고정하는 방식이므로 체결력의 불균일에 따른 웨이퍼(10)가 손상될 우려를 저지할 수 있을 뿐만 아니라 분해 및 조립에 소요되는 시간을 단축함은 물론 편리함도 더하는 장점을 가진다.

그리고, 상기 클램프(40)가 지그(22)(24)와 동일한 재질로 이루어짐에 따라 종래와 같이 반도체 공정에 부적합한 볼트 너트 구조 및 재질을 사용함으로 인한 식각액 내에 파티클이나 기타 오염 요소를 제거할 수도 있다.

상술한 본 발명에 의하면, 상, 하부 지그 및 웨이퍼 사이의 밀봉 수단 및 체결 수단을 변형시킴으로서 웨이퍼에 균일한 압력을 분포시켜 밀봉 효과를 극대화할 뿐만 아니라 웨이퍼의 손상을 방지함은 물론, 신속하고도 간편하게 분해 조립을 할 수 있으므로 작업 생산성을 더욱 높일 수 있다.

Claims (3)

1. 상, 하부 지그 사이에 웨이퍼의 어느 한쪽 면만을 노출하도록 압착 고정하는 압력 센서용 웨이퍼 고정구에 있어서,

   상기 상, 하부 지그와 웨이퍼의 접촉면에는 밀착 면적을 넓힘과 동시에 체결 압력을 균일하게 분산시킬 수 있도록 적어도 어느 한쪽 밀착면쪽의 일부를 두 부분으로 쪼개어 양쪽 방향으로 확장한 절개 확장부를 갖춘 오-링이 삽입 개재되는 것을 특징으로 하는 압력 센서용 웨이퍼 고정구.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 상, 하부 지그는 그 좌, 우 양쪽 가장자리에 삽입되는 클램프에 의하여 체결 고정되는 것을 특징으로 하는 압력 센서용 웨이퍼 고정구.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 클램프는 상, 하부 지그와 동일한 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 압력 센서용 웨이퍼 고정구.