KR100888045B1 - 기판 반전 장치 - Google Patents

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Abstract

기판 반전 장치는 복수의 개구들이 형성된 베이스 링, 베이스 링으로부터 돌출되며 반도체 기판의 하면을 접촉하고 상기 반도체 기판의 측면과 접촉하여 상기 반도체 기판을 지지하는 복수의 회전 핀들, 상기 회전 핀들을 회전시켜서 상기 반도체 기판의 측면과 이격/접촉할 수 있도록 하는 구동 유닛, 상기 베이스 링과 체결되며 그 연장 방향을 중심으로 회전하는 이송 암 및 상기 이송 암과 연결되어 상기 반도체 기판을 반전시키는 반전 유닛을 포함한다. 따라서 기판 반전 장치의 구조가 단순화된다.

Description

기판 반전 장치{APPARATUS FOR INVERTING A SUBSTRATE}
본 발명은 기판을 반전하는 기판 반전 장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 일정한 처리 공정에서 기판의 양면을 처리하기 위하여 기판을 반전하는 기판 반전 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘 웨이퍼 상에 소정의 박막을 형성하고, 상기 박막으로부터 전기적 특성을 갖는 박막 패턴으로 형성하여 반도체 기판 상에 특정 반도체 소자를 포함하는 회로 소자들을 형성함으로서 제조된다.
상기 박막 패턴은 화학 기상 증착, 스퍼터링, 포토리소그래피, 식각, 이온주입, 화학적 기계적 연마(CMP) 등과 같은 단위 공정들의 순차적 또는 반복적인 수행에 의해 형성된다. 상기와 같은 단위 공정들에서는 각 가공 처리 사이에 기판 표면에 잔류하는 이물질을 제거하는 세정 공정이 필수적으로 수반된다.
특히, 반도체 장치의 미세화 및 대용량화를 요구하는 반도체 기판의 가공 기술에서는 매엽식 가공 공정 및 건식 가공이 선호됨에 따라 기판의 전면(박막 패턴이 형성되는 면을 말한다. 이하 같다.) 뿐만 아니라 상기 전면의 반대면인 이면(backside 면)에 대한 세정 공정이 요구되고 있다. 따라서 기판의 전면 뿐 만 아니라 이면을 세정하기 위하여 별도의 기판 반전 유닛을 이용하여 기판을 반전시킨 후 전면에 대한 세정 공정과 유사하게 기판을 세정한다. 상기 기판 반전 유닛은 기판을 안착시키는 안착부와 기판의 주변부를 홀딩하는 홀딩부 및 기판을 반전시키는 반전부 등을 포함할 수 있다. 기판을 안착부에 고정하고 홀딩부가 기판을 홀딩하는 동안, 반전부가 기판을 반전시킨다. 따라서 상기 기판 반전 유닛이 기판을 반전시킨 후, 기판의 이면에 대하여 세정 공정 등이 진행될 수 있다.
하지만 기판 반전 유닛은 상기 안착부 및 상기 홀딩부등을 포함함으로써, 복잡한 구조를 가질 뿐 만 아니라 상기 안착부 및 상기 홀딩부를 구동시키는 데 공정 시간이 상대적인 길게 발생한다. 따라서 기판을 반전시키는 데 많은 시간이 걸려 공정효율이 감소한다. 뿐만 아니라 복잡한 구조를 갖는 기판 반전 유닛을 유지하거나 이를 보수하는 데에도 많은 비용이 들 수 있다.
삭제
따라서 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 상대적으로 단순한 구조를 갖는 기판 반전 장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 기판 반전 장치는 복수의 개구들이 형성된 베이스 링, 상기 베이스 링으로부터 돌출되며, 반도체 기판의 하면을 접촉하고 상기 반도체 기판의 측면과 접촉하여 상기 반도체 기판을 지지하는 복수의 회전 핀들, 상기 회전 핀들을 회전시켜서 상기 반도체 기판의 측면과 이격/접촉할 수 있도록 하는 구동 유닛, 상기 베이스 링과 체결되며 그 연장 방향을 중심으로 회전하는 이송 암 및 상기 이송 암과 연결되어 상기 반도체 기판을 반전시키는 반전 유닛을 포함한다. 여기서, 상기 회전 핀들은 상기 개구들을 관통되고, 그 상부가 상기 반도체 기판과 접촉하는 몸체 및 상기 몸체 상에 배치되고, 상기 몸체의 종축에 대하여 편심 되어 회전함로써 상기 반도체 기판의 측면과 이격 또는 접촉할 수 있는 접촉부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 구동 유닛은, 상기 이송암을 관통하여 배치되며 회전하는 회전축, 상기 회전축과 연결되어, 상기 회전축을 중심으로 회전하는 제1 회전 부재 및 상기 베이스 링의 내부에 배치되며, 상기 제1 회전 부재로부터 회전력을 전달받아 상기 회전 핀을 회전시키는 제2 회전 부재를 포함할 수 있다. 그리고 제1 회전 부재의 외주면에는 제1 기어가 형성되고, 상기 제2 회전부재에는 상기 제1 기어와 맞물리는 제2 기어가 형성될 수 있다. 한편, 상기 회전 핀의 상기 몸체에는 제3 기어가 형성되고, 상기 제2 회전 부재의 외주면에는 상기 제3 기어와 맞물리는 제4 기어가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베이스 링은 링 형상의 플레이트 및 상기 플레이트를 덮고 상기 개구들이 형성된 덮개부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 기판 반전 장치는 상기 이송 암의 일 단부와 체결된 프레임, 상기 프레임을 상기 이송 암을 체결시키는 체결 부재 및 상기 이송암을 승강시키는 승강 부재를 더 포함할 수 있다.
이러한 본 발명의 기판 반전 장치에 따르면 기판을 반전하는 동안 회전 척이 반도체 기판을 지지할 뿐만 아니라 반도체 기판을 측면과 접촉하여 반도체 기판을 홀딩할 수 있다. 따라서 별도의 반도체 기판을 홀딩하는 홀딩 부재의 구성을 생략할 수 있음으로써, 기판 반전 장치의 구성이 단순화될 수 있고 나아가 반도체 기판을 반전하는 데 필요한 시간이 단축될 수 있다. 결과적으로 본 발명에 따른 기판 반전 장치의 생산성이 향상될 수 있다.
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 제조용 금형 고정 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대 체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.
또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 반전 장치를 설명하기 위한 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 구동 유닛을 설명하기 위한 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 반전 장치(100)는 베이스 링(110), 회전 핀들(120), 이송 암(130), 구동 유닛(140) 및 반전 유닛을 포함한다.
베이스 링(110)은 반도체 기판의 지름에 대응되는 지름을 갖는 링 형상을 가질 수 있다. 도시하지 않았지만 베이스 링(110)은 공중의 사각형 형상을 가질 수 있다.
베이스 링(110)은 링 형상을 갖는 플레이트(111)와 플레이트(111)를 덮고 개구가 형성된 덮개부(116)를 포함한다.
플레이트(111)의 상면에 후술하는 회전 핀들(120)이 배치될 수 있다. 덮개부(116)는 플레이트(111)에 체결되어 그 내부에 일정한 공간을 형성한다. 상기 공간 내부에는 후술하는 구동 유닛(140)에 포함된 제2 회전 부재(145)가 배치될 수 있다. 또한, 덮개부(116)에는 복수의 개구들(115)이 형성된다. 상기 복수의 개구들(115)을 통하여 회전 핀들(120)이 덮개부(116)의 상부로 돌출될 수 있다.
회전 핀들(120)은 플레이트(111) 상에 배치되어 베이스 링(110)에 체결된다. 회전 핀들(120)은 덮개부(116)에 형성된 복수의 개구들(115)을 통하여 각각 돌출된다. 회전 핀들(120)은 반도체 기판의 하면과 접촉하여 반도체 기판을 각각 지지한다. 또한, 회전 핀들(120)은 반도체 기판의 측면과 접촉하여 반도체 기판을 각각 지지한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 회전 핀들(120)은 그 일단부는 플레이트(111) 상에 배치되고 그 상면을 반도체 기판을 지지할 수 있는 몸체(121) 및 상기 몸체(121)의 상면에 배치되고 상기 몸체의 종축에 대하여 편심되어 반도체 기판의 측면과 접촉 또는 이격될 수 있는 접촉부(126)를 포함한다.
몸체(121)는, 예를 들면, 원기둥 형상을 가질 수 있다. 이때 몸체(121)는 제 1 직경을 가질 수 있다. 한편, 접촉부(126)는 원기둥 형상을 가질 수 있다. 이때 접촉부(126)는 상기 제1 직경보다 작은 제2 직경을 가질 수 있다.
예를 들면, 각각의 회전 핀들(120)에 포함된 복수의 접촉부(126)들이 이루는 하나의 원을 이루게 된다. 복수의 회전 핀들(120)에 각각 포함된 몸체(121)와 접촉부(126)가 함께 회전함에 따라, 상기 원의 지름이 변하게 된다. 예를 들면 복수의 접촉부들(126)이 이루는 원이 상대적으로 큰 지름을 가질 경우, 복수의 접촉부(126)들은 각각 반도체 기판로부터 이격된다. 이때에는 몸체(121)의 상면이 반도체 기판의 하면과 접촉하여 회전 핀들(120)이 반도체 기판을 지지한다. 이와 다르게 복수의 접촉부들(126)이 이루는 원이 상대적으로 작은 지름을 가질 경우, 복수의 접촉부들(126)은 각각 반도체 기판과 접촉하게 되어 회전 핀들(120)이 반도체 기판의 측면과 접촉하여 반도체 기판을 지지하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 몸체(121)의 외주면에는 제3 기어가 형성된다. 상기 제3 기어는 제2 회전 부재(145)의 외주면에 형성된 제 4 기어와 맞물릴 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
구동 유닛(140)은 회전 핀들(120)을 전체적으로 회전시켜 회전 핀들(120)에 포함된 접촉부들(126)이 반도체 기판의 외측면에 접촉 또는 이격시킨다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 구동 유닛(140)은 회전축(141), 제1 회전 부재(143) 및 제2 회전 부재(145)를 포함한다.
회전축(141)은 이송 암(130)을 관통하여 이송 암(130)을 기준으로 베이스 링(110)이 형성된 위치로 돌출된다. 회전 축(141)은 회전력을 발생시키는 모터(미 도시)와 기계적으로 연결되어 회전한다.
제1 회전 부재(143)는 이송 암(130) 상에 배치된다. 제1 회전 부재(143)는 회전축(141)에 체결되어 회전축(141)으로부터 회전력을 전달받아 회전축(141)을 중심으로 회전한다. 예를 들면, 제1 회전 부재(143)는 정지 상태에서 시계 또는 반시계 방향으로 5 내지 10도를 회전할 수 있다.
예를 들면, 제1 회전 부재(143)는 부채 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 제1 회전 부재(143)의 외주면에는 제1 기어가 형성될 수 있다. 상기 제1 기어는 후술하는 제2 회전 부재의 외주면에 형성된 제2 기어와 맞물릴 수 있다.
제2 회전 부재(145)는 베이스 링(110)의 내부에 배치된다. 제2 회전 부재(145)는 제1 회전 부재(143)로부터 회전력을 전달받아 회전 핀(120)을 회전시킨다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제2 회전 부재(145)는 베이스 링(110)에 포함된 플레이트(111) 상에 체결된 링 형상의 제2 기어(146)와 제2 기어(146)의 양 단부와 연결되며 덮개부(116)로부터 돌출되어 제1 회전 부재(143)와 연결된 연결부를 포함할 수 있다. 제1 회전 부재(143)는 부채 형상을 가질 경우, 상기 연결부도 이에 대응되는 부채 형상을 가질 수 있다. 따라서 제1 회전 부재(143)가 회전할 경우, 제1 회전 부재(143)의 외주면과 제2 회전 부재(145)에 포함된 상기 연결부의 외주면이 상호 접촉하면서 회전할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 제2 회전 부재(145)의 외주면에는 제4 기어가 형성될 수 있다. 상기 제4 기어는 몸체(121)에 형성된 제3 기어와 맞물리면서 제2 회전 부재(145)가 회전함에 따라 회전 핀(120)이 회전할 수 있다.
이송 암(130)은 베이스 링(110)과 체결된다. 예를 들면, 이송 암(130)은 베이스 링(110)에 포함된 플레이트(111)의 하면에 체결된다. 이송 암(130)은 후술하는 반전 유닛에 의하여 180도 회전한다. 이송 암(130)이 회전함에 따라 이송 암(130)과 체결된 베이스 링(110)이 회전하고 결과적으로 회전 핀들(120)에 의하여 지지되는 반도체 기판이 180도로 반전될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 기판 반전 유닛(100)은 프레임(160), 체결 부재(165) 및 승강 부재(170)를 더 포함할 수 있다.
프레임(160)은 이송 암(130)의 일측 단부와 체결된다. 체결 부재(165)는 프레임(160)과 이송 암(130)을 상호 체결시킨다. 승강 부재(170)는 이송 암(130)을 반도체 기판을 평행하게 유지한 상태에서 상하로 이동시킨다. 예를 들면, 승강 부재(170)에는 기어가 형성된 회전함으로서 상기 기어에 맞물리면서 이송암을 상승 또는 하강시킬 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
이와 같은 본 발명의 기판 반전 장치에 따르면 기판을 반전하는 동안 회전 척이 반도체 기판을 지지할 뿐만 아니라 반도체 기판을 측면과 접촉하여 반도체 기판을 홀딩할 수 있다. 따라서 별도의 반도체 기판을 홀딩하는 홀딩 부재의 구성을 생략할 수 있음으로써, 기판 반전 장치의 구성이 단순화될 수 있고 나아가 반도체 기판을 반전하는 데 필요한 시간이 단축될 수 있다. 결과적으로 본 발명에 따른 기판 반전 장치의 생산성이 향상될 수 있다. 본 발명의 기판 반전 장치는 반도체 장치를 제조하는 웨이퍼 가공시 적용될 수 있다. 또한, 평면 표시 장치에 이용되는 표시 패널의 가공에 적용될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 반전 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 구동 유닛을 설명하기 위한 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 기판 반전 장치 110 : 베이스 링
120 : 회전 핀들 121 : 몸체
126 : 접촉부 130 : 이송 암
140 : 구동 유닛 141 : 회전축
143 : 제1 회전 부재 145 : 제2 회전 부재

Claims (7)

  1. 복수의 개구들이 형성된 베이스 링;
    상기 베이스 링으로부터 돌출되며, 그 상부가 반도체 기판의 하면을 접촉하는 몸체 및 상기 몸체 상에 배치되고 상기 몸체의 종축에 대하여 편심되어 회전함으로써 상기 반도체 기판의 측면과 이격 또는 접촉할 수 있는 접촉부를 구비하는 복수의 회전 핀들;
    상기 회전 핀들을 회전시켜서 상기 반도체 기판의 측면과 이격/접촉할 수 있도록 하는 구동 유닛;
    상기 베이스 링과 체결되며 그 연장 방향을 중심으로 회전하는 이송 암; 및
    상기 이송 암과 연결되어 상기 반도체 기판을 반전시키는 반전 유닛을 포함하고, 상기 구동 유닛은,
    상기 이송 암을 관통하여 배치되며 회전하는 회전축;
    상기 회전축과 연결되며, 상기 회전축을 중심으로 회전하는 제1 회전 부재; 및
    상기 베이스 링의 내부에 배치되며, 상기 제1 회전 부재로부터 회전력을 전달받아 상기 회전 핀을 회전시키는 제2 회전 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 반전 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 회전 부재의 외주면에는 제1 기어가 형성되고, 상기 제2 회전부재에는 상기 제1 기어와 맞물리는 제2 기어가 형성된 것을 특징으로 하는 기판 반전 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 회전 핀의 상기 몸체에는 제3 기어가 형성되고, 상기 제2 회전 부재의 외주면에는 상기 제3 기어와 맞물리는 제4 기어가 형성된 것을 특징으로 하는 기판 반전 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 베이스 링은,
    링 형상의 플레이트; 및
    상기 플레이트를 덮고 상기 개구들이 형성된 덮개부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 반전 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 이송 암의 일 단부와 체결된 프레임;
    상기 프레임을 상기 이송 암을 체결시키는 체결 부재; 및
    상기 이송암을 승강시키는 승강 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 반전 장치.
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