KR100941078B1 - 척 핀, 스핀 헤드 및 오존수를 사용하여 기판을 처리하는장치 - Google Patents

척 핀, 스핀 헤드 및 오존수를 사용하여 기판을 처리하는장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판을 지지하고, 기판을 회전시키는 스핀 헤드를 제공한다. 스핀 헤드는 몸체로부터 상부로 돌출되도록 몸체에 설치되는 척 핀들과 몸체에 고정 설치되며 몸체로부터 상부로 돌출되도록 제공되어 기판의 후면을 지지하는 지지 핀들을 가진다. 척 핀들과 지지 핀들은 오존수에 의한 부식을 방지하기 위해 불소수지계열로 이루어진 몸통과 척 핀들과 지지 핀들의 기계적 강도를 보강하기 위해 각각의 몸통에 삽입되는 금속 재질의 보강 핀을 가진다.
스핀 헤드, 척 핀, 스프링, 접촉 유지 부재

Description

척 핀, 스핀 헤드 및 오존수를 사용하여 기판을 처리하는 장치{SPIN HEAD AND SUBSTRATE TREATING APPARATUS USING OZONE WATER}
본 발명은 기판 처리를 위한 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 척 핀, 스핀 헤드, 그리고 오존수를 사용하여 기판을 처리하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 공정은 웨이퍼 상에 박막, 이물질, 파티클 등을 식각하거나 세정하는 공정을 포함한다. 이와 같은 공정은 패턴 면이 위 또는 아래를 향하도록 웨이퍼를 스핀 헤드 상에 놓고, 스핀 헤드를 고속으로 회전시키고, 웨이퍼 상에 처리액을 공급함으로써 이루어진다. 스핀 헤드 상에는 웨이퍼가 스핀 헤드의 측방향으로 이탈되는 것을 방지하기 위해 웨이퍼의 측부를 지지하는 척 핀들과 웨이퍼의 후면을 지지하는 지지 핀들이 설치된다.
일반적으로 척 핀과 지지 핀은 기계적 강도가 우수한 폴리 에테르 에테르 케톤 재질로 이루어진다. 그러나 최근에 오존수와 같은 케미칼 사용시 척 핀과 지지 핀이 부식된다.
본 발명은 기판을 안정적으로 지지하면서도 오존수에 의한 부식을 방지할 수 있는 척 핀들 및 이를 가지는 스핀 헤드를 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 스핀 헤드를 제공한다. 상기 스핀 헤드는 몸체와 상기 몸체로부터 상부로 돌출되도록 상기 몸체에 설치되며 기판의 측부를 지지하는 척 핀들을 가진다. 상기 척 핀은 몸통과, 상기 몸통에 고정 결합되는 보강 핀을 가지고, 상기 보강 핀은 상기 몸통에 비해 기계적 강도가 우수한 재질로 제공된다. 상기 보강 핀은 상기 몸통 내에 삽입될 수 있다. 상기 보강 핀은 금속 또는 금속을 포함하는 재질로 제공될 수 있다. 상기 몸통은 불소 수지 또는 불소 수지를 포함하는 재질로 제공될 수 있다.
상기 몸통은 상기 보강 핀에 대해 오존수에 대한 내화학적 물성치가 강한 재질로 제공될 수 있다.
상기 스핀 헤드는 기판의 후면을 지지하는 지지 핀을 더 포함하고, 상기 지지 핀은 몸통과 상기 지지 핀의 몸통 내에 삽입되는 보강 핀을 포함하고, 상기 지지 핀의 보강 핀은 상기 지지 핀의 몸통에 비해 기계적 강도가 높은 재질로 제공될 수 있다. 상기 지지 핀의 몸통은 상기 지지 핀의 보강 핀에 비해 오존수에 대한 내 화학적 물성치가 강한 재질로 제공될 수 있다. 상기 지지 핀의 몸통은 불소 수지를 포함하는 재질 또는 불소 수지로 제공되고, 상기 지지 핀의 보강 핀은 금속을 포함하는 재질 또는 금속으로 제공될 수 있다.
또한, 본 발명은 오존수를 사용하여 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 상기 장치는 용기, 상기 용기 내에 배치되며 기판을 지지하는 스핀 헤드, 그리고 상기 스핀 헤드에 놓인 기판으로 오존수 또는 오존수를 포함하는 혼합액을 공급하는 유체 공급 유닛을 포함한다. 상기 스핀 헤드는 몸체와 상기 몸체로부터 상부로 돌출되도록 상기 몸체에 설치되며 기판의 측부를 지지하는 척 핀들을 포함하고, 상기 척 핀은 몸통과 상기 몸통에 고정 결합되는 보강 핀을 가지며, 상기 보강 핀은 상기 몸통에 비해 기계적 강도가 우수한 재질로 제공된다.
또한, 본 발명은 스핀 헤드에서 기판의 측부를 지지하기 위해 사용되는 척 핀을 제공한다. 상기 척 핀은 몸통과; 상기 몸통에 고정 설치되는 보강 핀을 구비하되,상기 보강 핀은 상기 몸통에 비해 기계적 강도가 높은 재질로 제공된다.
본 발명에 의하면, 불소수지가 가지는 강한 내오존수 특성에 의해 척 핀들과 지지 핀들의 부식을 방지할 수 있고, 핀 내부에 보강용 심이 삽입되어 있어 기계적 강성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 기판의 측부를 척 핀들을 사용하여 지지시, 모든 척 핀들이 기판의 측부와 접촉된다. 따라서 기판이 위치가 안정적이며, 일부 척 핀들에 힘이 집중되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 고속으로 기판이 회전되는 경우에도 척 핀들이 기판의 측부와 접촉되는 지지 위치에 유지될 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 스핀 헤드의 상판이 열변형으로 인해 팽창되더라도 척 핀이 결합된 하판의 팽창은 이루어지지 않는다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 15를 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
아래의 실시예에서는 오존수를 포함하는 약액, 린스액, 그리고 건조가스를 사용하여 기판(W)을 세정하는 장치를 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 식각 공정 등과 같이 기판(W)을 회전시키면서 공정을 수행하는 다양한 종류의 장치에 모두 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)를 개략적으로 보여주는 평면도이다. 도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 유체 공급 유닛(10), 용기(20), 승강 유닛(30), 그리고 스핀 헤드(40)를 가진다. 유체 공급 유닛(10)은 기판 처리를 위한 처리액이나 처리 가스를 기판(W)으로 공급한다. 스핀 헤드(40)는 공정 진행시 기판(W)을 지지하고, 기판(W)을 회전시킨다. 용기(20)는 공정에 사용된 약액 및 공정시 발생됨 흄(fume)이 외부로 튀거나 유출되는 것을 방지한다. 승강 유닛(30)은 스핀 헤드(40) 또는 용기(20)를 상하로 승강시키며, 용기(20) 내에서 용기(20)와 스핀 헤드(40) 간의 상대 높이를 변화시킨다.
유체 공급 유닛(10)은 상부 노즐 부재(100a)와 하부 노즐 부재(100b)를 가진다. 상부 노즐 부재(100a)는 스핀 헤드(40)에 놓인 기판(W)의 상면으로 처리액이나 처리 가스를 공급하고, 하부 노즐 부재(100b)는 스핀 헤드(40)에 놓인 기판(W)의 하면으로 처리액이나 처리 가스를 공급한다. 기판(W)은 스핀 헤드(40)의 상부면으로부터 일정 거리 이격되도록 스핀 헤드(40) 상에 놓이며, 하부 노즐 부재(100b)는 스핀 헤드(40)와 기판(W) 사이의 공간으로 처리액이나 처리 가스를 공급한다.
상부 노즐 부재(100a)는 스윙 공급 노즐(120a), 고정 공급 노즐(140a), 그리고 건조 가스 공급 노즐(160a)을 가진다. 스윙 공급 노즐(120a)은 오존수, 오존수와 불산의 혼합액, 그리고 SC1 약액을 각각 기판(W)으로 공급하는 노즐들을 포함한다. 각각의 노즐들은 승강 이동과 스윙 이동을 통해 기판의 중심 상부로 이동된다. 각각의 노즐들은 서로 상이한 종류의 약액을 저장하는 약액 저장부(도시되지 않음)와 연결되어 약액 저장부로부터 오존수, 오존수와 불산의 혼합액, 그리고 SC1 약액을 공급받는다.
고정 공급 노즐(140a)은 용기의 상단에 고정식으로 설치된다. 고정 공급 노즐은 오존수 또는 오존수와 불산의 혼합액을 노즐을 포함한다.
용기(20)의 다른 일측에는 건조가스 공급 노즐(160a)이 배치된다. 건조가스 공급 노즐(160a)은 이소프로필 알코올과 질소 가스를 공급한다. 질소 가스는 가열된 질소 가스일 수 있다.
하부 노즐 부재(100b)는 분사 헤드(도 4의 180)를 가진다. 분사 헤드(180)는 머리부(도 5의 182)와 삽입부(도 5의 184)를 가진다. 머리부(182)는 상부로 볼록한 형상을 가지고 스핀 헤드(40)로부터 상부로 돌출된다. 머리부(182)에는 복수의 토출구들(182)이 형성된다. 토출구들은 복수의 약액들 중 어느 하나, 린스액, 이소프로필 알코올 증기나 질소 가스와 같은 건조 가스를 분사한다. 삽입부(184)는 머리부(182)의 하단보다 적고 길이 방향으로 일정한 지름을 가지며, 머리부(182)로부터 아래로 연장된다. 삽입부(184)는 스핀 헤드(40)의 중앙에 형성되어 있는 통공에 삽입된다.
상부 노즐 부재(100a)와 하부 노즐 부재(100b)로부터 공급된 약액, 린스액, 그리고 건조 가스는 스핀 헤드(40)의 회전에 의해 기판(W)의 상면 또는 하면 중앙 영역에서부터 가장자리 영역으로 퍼지며, 기판(W)을 세정한다.
도 2는 용기의 단면도이고, 도 3은 용기를 종방향으로 절단한 사시도이다. 도 2와 도 3을 참조하면, 용기(20)는 내부에 상부가 개방되고 기판(W)이 처리되는 공간(32)을 가지고, 공간(32)에는 스핀 헤드(40)가 배치된다. 스핀 헤드(40)의 하면에는 스핀 헤드(40)를 지지하고 회전시키는 회전 축(42)이 고정 결합된다. 회전 축(42)은 용기(20)의 바닥면에 형성된 개구를 통해 용기(20) 외부까지 돌출된다. 회전 축(42)에는 이에 회전력을 제공하는 모터와 같은 구동기(44)가 고정 결합된 다.
도 3은 용기(20)의 내부 구조를 보여주는 절단된 사시도이다. 도 2와 도 3을 참조하면, 용기(20)는 공정에 사용된 약액들을 분리하여 회수할 수 있는 구조를 가진다. 이는 약액들의 재사용이 가능하게 한다. 용기(20)는 복수의 회수통들(220, 240, 260)을 가진다. 각각의 회수통(220, 240, 260)은 공정에 사용된 처리액들 중 서로 상이한 종류의 처리액을 회수한다. 본 실시 예에서 용기(20)는 3개의 회수통들을 가진다. 각각의 회수통들을 내부 회수통(220), 중간 회수통(240), 그리고 외부 회수통(260)이라 칭한다.
내부 회수통(220)은 스핀 헤드(40)를 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 중간 회수통(240)은 내부 회수통(220)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되며, 외부 회수통(260)은 중간 회수통(240)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 각각의 회수통(220, 240, 260)은 용기(20) 내에서 용기 내 공간(42)과 통하는 유입구(227, 247, 267)를 가진다. 각각의 유입구(227, 247, 267)는 스핀 헤드(40)의 둘레에 링 형상으로 제공된다. 기판(W)으로 분사되어 공정에 사용된 약액들은 기판(W)의 회전으로 인한 원심력에 의해 유입구(227, 247, 267)를 통해 회수통(220, 240, 260)으로 유입된다. 외부 회수통(260)의 유입구(267)는 중간 회수통(240)의 유입구(247)의 수직 상부에 제공되고, 중간 회수통(240)의 유입구(247)는 내부 회수통(220)의 유입구(227)의 수직 상부에 제공된다. 즉, 내부 회수통(220), 중간 회수통(240), 그리고 외부 회수통(260)의 유입구(227, 247, 267)들은 서로 간에 높이가 상이하도록 제공된다.
내부 회수통(220)은 외벽(222), 바닥벽(224), 내벽(226), 그리고 안내벽(228)을 가진다. 외벽(222), 바닥벽(224), 내벽(226), 그리고 안내벽(228) 각각은 링 형상을 가진다. 외벽(222)은 스핀 헤드(40)로부터 멀어지는 방향으로 하향 경사진 경사벽(222a)과 이의 하단으로부터 아래 방향으로 수직하게 연장되는 수직벽(222b)을 가진다. 바닥벽(224)은 수직벽(222b)의 하단으로부터 스핀 헤드(40)를 향하는 방향으로 수평하게 연장된다. 바닥벽(222b)의 끝단은 경사벽(222a)의 상단과 동일한 위치까지 연장된다. 내벽(226)은 바닥벽(224)의 안쪽 끝단으로부터 위 방향으로 수직하게 연장된다. 내벽(226)은 그 상단이 경사벽(222a)의 상단과 일정거리 이격되도록 하는 위치까지 연장된다. 내벽(226)과 경사벽(222a) 사이의 상하 방향으로 이격된 공간은 상술한 내부 회수통(220)의 유입구(227)로서 기능한다.
내벽(226)에는 링을 이루는 배치로 복수의 개구들(223)이 형성된다. 각각의 개구들(223)은 슬릿 형상으로 제공된다. 개구(223)는 내부 회수통(220)으로 유입된 가스들이 스핀 헤드(40) 내 아래 공간을 통해 외부로 배출되도록 하는 배기구로서 기능한다. 바닥벽(224)에는 배출관(225)이 결합된다. 내부 회수통(220)을 통해 유입된 처리액은 배출관(225)을 통해 외부의 약액 재생을 위한 시스템으로 배출된다.
안내벽(228)은 내벽(226)의 상단으로부터 스핀 헤드(40)로부터 멀어지는 방향으로 하향 경사진 경사벽(228a)과 이의 하단으로부터 아래로 상하 방향으로 수직하게 연장되는 수직벽(228b)을 가진다. 수직벽(228b)의 하단은 바닥벽(224)으로부터 일정거리 이격되게 위치된다. 안내벽(228)은 유입구(227)를 통해 유입된 처리액이 외벽(222), 바닥벽(224), 내벽(226)으로 둘러싸인 공간(229)으로 원활하게 흐를 수 있도록 안내한다.
중간 회수통(240)은 외벽(242), 바닥벽(244), 내벽(246), 그리고 돌출벽(248)을 가진다. 중간 회수통(240)의 외벽(242), 바닥벽(244), 그리고 내벽(246)은 내부 회수통(220)의 외벽(222), 바닥벽(224), 그리고 내벽(226)과 대체로 유사한 형상을 가지나, 중간 회수통(240)이 내부 회수통(220)을 감싸도록 내부 회수통(220)에 비해 큰 크기를 갖는다. 중간 회수통(240)의 외벽(242)의 경사벽(242a)의 상단과 내부 회수통(220)의 외벽(222)의 경사벽(222a)의 상단은 상하 방향으로 일정 거리 이격되게 위치되며, 이격된 공간은 중간 회수통(240)의 유입구(247)로서 기능한다. 돌출벽(248)은 바닥벽(244)의 끝단으로부터 아래 방향으로 수직하게 연장된다. 중간 회수통(240)의 내벽(246)의 상단은 내부 회수통(220)의 바닥벽(224)의 끝단과 접촉된다. 중간 회수통(240)의 내벽(246)에는 가스의 배출을 위한 슬릿 형상의 배기구들(243)이 링을 이루는 배열로 제공된다. 바닥벽(244)에는 배출관(245)이 결합되며, 중간 회수통(240)을 통해 유입된 처리액은 배출관(245)을 통해 외부의 약액 재생을 위한 시스템으로 배출된다.
외부 회수통(260)은 외벽(262)과 바닥벽(264)을 가진다. 외부 회수통(260)의 외벽(262)은 중간 회수통(240)의 외벽(242)과 유사한 형상을 가지나, 외부 회수통(260)이 중간 회수통(240)을 감싸도록 중간 회수통(240)에 비해 큰 크기를 갖는다. 외부 회수통(260)의 외벽(262)의 경사벽(262a)의 상단과 중간 회수통(240)의 외벽(242)의 경사벽(242b)의 상단은 상하 방향으로 일정 거리 이격되게 위치되며, 이격된 공간은 외부 회수통(260)의 유입구(267)로서 기능한다. 바닥벽(264)은 대체 로 원판 형상을 가지며, 중앙에 회전 축(42)이 삽입되는 개구가 형성된다. 바닥벽(264)에는 배출관(265)이 결합되고, 외부 회수통(260)을 통해 유입된 처리액은 배출관(265)을 통해 외부의 약액 재생을 위한 시스템으로 배출된다. 외부 회수통(260)은 용기(20) 전체의 외벽으로서 기능한다. 외부 회수통(260)의 바닥벽(264)에는 배기관(263)이 결합되며, 외부 회수통(260)으로 유입된 가스는 배기관(263)을 통해 외부로 배기한다. 또한, 내부 회수통(220)의 내벽(226)에 제공된 배기구(223) 및 중간 회수통(240)의 내벽(246)에 제공된 배기구(243)를 통해 흘러나온 가스는 외부 회수통(260)에 연결된 배기관(263)을 통해 외부로 배기된다. 배기관(263)은 바닥벽(264)으로부터 상부로 일정 길이 돌출되도록 설치된다.
승강 유닛(30)은 용기(20)를 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 용기(20)가 상하로 이동됨에 따라 스핀 헤드(40)에 대한 용기(20)의 상대 높이가 변경된다. 승강 유닛(30)은 브라켓(32), 이동 축(34), 그리고 구동기(36)를 가진다. 브라켓(32)은 용기(20)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(32)에는 구동기(36)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동 축(34)이 고정결합된다. 기판(W)이 스핀 헤드(40)에 놓이거나, 스핀 헤드(40)로부터 들어 올릴 때 스핀 헤드(40)가 용기(20)의 상부로 돌출되도록 스핀 헤드(40)는 하강한다. 또한, 공정이 진행시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 회수통(220, 240, 260)으로 유입될 수 있도록 용기(20)의 높이가 조절한다. 상술한 바와 반대로, 승강 유닛(30)은 스핀 헤드(40)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
다음에는 도 4와 도 5를 참조하여 스핀 헤드(40)의 구조에 대해 설명한다. 도 4는 스핀 헤드(40)의 평면도이고, 도 5는 도 4의 선 Ⅰ-Ⅰ를 따라 절단한 스핀 헤드(40)의 단면도이다. 스핀 헤드(40)는 몸체(300), 지지 핀들(400), 척 핀들(500), 그리고 척 핀 이동 유닛(600)을 가진다.
지지 핀(400)은 몸체(300)의 상부면으로부터 기판(W)이 일정거리 이격되도록 기판(W)의 후면 가장자리를 지지한다. 지지 핀들(400)은 모두 동일한 형상 및 크기를 가진다. 지지 핀(400)은 몸통(404)과 보강 핀(402)을 가진다. 몸통(404)은 아래로 갈수록 점진적으로 지름이 증가하는 상부(도 6의 420)와 이로부터 아래로 연장되며 동일한 지름을 가지는 하부(도 6의 440)를 가진다. 하부(440)의 아래에는 외주면에 나사산이 형성된 나사부(460)가 제공된다. 하부(440)와 나사부(460)의 사이에는 하부(440) 및 나사부(460)보다 큰 지름의 걸림부(480)가 제공된다. 나사부(460)는 나사 결합에 의해 몸체(300)에 고정 결합되고, 걸림부(480)의 하면은 몸체(300)의 상부면과 밀착된다. 걸림부(480)는 지지 핀(400)이 몸체(300)에 삽입되는 길이를 제한하여, 지지 핀들(400)의 높이가 모두 동일하도록 한다. 몸통(404)은 보강 핀(402)에 비해 약액에 대해 내부식성과 같은 내화학적 물성치가 좋은 재질로제조된다. 예컨대, 몸통(404)은 오존수 등과 같은 처리액으로 인한 부식을 방지하기 위해 불소수지(PTFE,PVDF,PCTFE 등) 계열 또는 이를 포함하는 재질로 만들어진다.
몸통(404)이 불소수지 재질로 이루어진 경우 기계적 강도가 낮다. 낮은 기계 적 강도는 웨이퍼의 안정적 지지를 보장하지 못한다. 보강 핀(402)는 지지 핀(400)의 기계적 강도를 높이기 위해 몸통(404)의 내부에 삽입된다. 보강 핀(402)은 몸통(404)보다 기계적 강도가 높은 재질로 이루어진다. 예컨대, 보강 핀(402)은 금속 또는 금속을 포함하는 재질로 제공될 수 있다.
척 핀(500)은 몸체(300)의 가장자리 영역에 몸체(300)의 상부면으로부터 상부로 돌출되도록 몸체(300)에 설치된다. 척 핀(500)은 약 여섯 개가 제공될 수 있다. 척 핀(500)은 스핀 헤드(40)가 회전될 때 기판(W)이 정 위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부를 지지한다. 척 핀들(500)은 모두 동일한 형상 및 크기를 가진다. 척 핀(500)은 몸통(504)와 보강 핀(502)를 가진다. 몸통(504)는 지지부(520), 중앙부(540), 체결부(560), 그리고 걸림부(580)를 가진다. 지지부(520)는 평평한 상면으로부터 아래로 갈수록 지름이 점진적으로 감소된 후 다시 아래로 갈수록 지름이 점직적으로 증가하는 형상을 가진다. 따라서 지지부(520)는 정면에서 바라볼 때 안쪽으로 오목한 오목부(522)를 가진다. 오목부(522)에는 지지 핀(400)에 놓인 기판(W)의 측부가 접촉된다. 중앙부(540)는 지지부(520)의 하단으로부터 이와 동일한 지름으로 아래방향으로 연장된다. 체결부(560)는 지지부(520)로부터 아래 방향으로 연장된다. 체결부(560)에는 척 핀 이동 유닛(600)과의 체결을 위한 나사홀이 형성된다. 걸림부(580)는 중앙부(540)로부터 외측으로 연장되며, 링 형상으로 제공된다. 걸림부(580)는 몸체(300)의 상부면과 밀착되며, 척 핀들(500)이 모두 동일한 높이로 돌출되도록 한다. 몸통(504)은 보강 핀(502)에 비해 처리액에 대해 내부식성과 같은 내화학적 물성치가 좋은 재질로제조된다. 예컨대, 몸통(504)은 오존수 등과 같은 약액으로 인한 부식을 방지하기 위해 불소수지(PTFE,PVDF,PCTFE 등) 계열 또는 이를 포함하는 재질로 만들어진다.
몸통(504)이 불소수지 재질로 이루어진 경우 기계적 강도 낮다. 보강 핀(502)는 척 핀(500)의 기계적 강도를 높이기 위해 몸통(504)의 내부에 삽입된다. 보강 핀(502)은 몸통(504)보다 기계적 강도가 높은 재질로 이루어진다. 예컨대, 보강 핀(502)의 재질은 금속 또는 금속을 포함하는 재질일 수 있다.
상술한 예에서는 척 핀(500)과 지지 핀(400)은 불소 수지 계열의 몸통(404, 504)과 금속 재질의 보강 핀(402, 502)을 가지는 것으로 설명하였다. 그러나 이와 달리, 보강 핀(402, 502)과 몸통(404, 504)의 재질은 이에 한정되지 않는다. 보강 핀(402, 502)은 몸통(404, 504)에 비해 기계적 강도가 우수한 다른 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 몸통(404, 504)은 보강 핀(402, 502)에 비해 오존수와 같은 처리액에 대해 상대적으로 부식되지 않은 다른 종류의 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 상술한 예에서는 보강 핀(402, 502)이 몸통(404, 504)의 내부에 삽입되는 것으로 설명하였으나, 이와 달리 보강 핀(402, 502)은 삽입 이외의 방식으로 몸통(404, 504)에 고정결합될 수 있다.
몸체(300)는 상판(320), 하판(340), 그리고 누름쇠(360)를 가진다. 상판(320)은 상부에서 바라볼 때 대체로 원형으로 제공되는 상부면을 가진다. 하판(340)은 상판(320)의 아래에 배치되며, 척 핀 이동 유닛(600)이 배치되는 공간을 제공한다. 상판(320)에는 지지 핀들(400)이 고정 설치되는 나사 홈들(324)이 형성 된다. 또한, 상판(320)의 가장자리 영역에는 척 핀들(500)이 삽입되는 핀 홀들(322)이 형성된다. 각각의 핀 홀(322)은 슬릿 형상으로 형성된다. 핀 홀(322)은 그 길이 방향이 상판(320)의 반경 방향을 따르도록 형성된다. 핀 홀(322)의 폭은 척 핀(500)의 중앙부(540)의 지름과 동일하거나 이보다 조금 넓게 형성되고, 핀 홀(322)의 길이는 척 핀(500)의 반경 방향으로의 이동을 안내할 수 있는 길이로 형성된다. 핀 홀(322)의 길이는 척 핀(500)의 걸림부(580)의 지름보다 짧게 제공될 수 있다. 상술한 바와 달리 핀 홀(322)은 원형으로 형성될 수 있다. 이 경우 핀 홀(322)의 지름은 척 핀(500)의 중앙부(540)의 지름보다는 길고 걸림부(580)의 지름보다는 짧게 제공될 수 있다. 상판(320)과 하판(340)의 중앙에는 상술한 분사 헤드(180)가 삽입되는 통공이 형성된다.
도 6과 도 7은 상판(320)과 하판(340)의 결합구조를 보여주기 위한 도면들이다. 도 6은 도 4의 선 Ⅱ-Ⅱ를 따라 절단한 스핀 헤드(40)의 단면도이다. 도 7은 도 6의 "A" 방향에서 바라본 하판(340)의 저면도이다. 도 6과 도 7을 참조하면, 공정 진행시 상판(320)은 약액에 노출되므로, 상판(320)은 약액에 대해 부식이 강한 재질로 제조된다. 또한, 고온의 약액을 기판(W)으로 공급하여 공정 진행시 하판(340)의 열팽창으로 인해 척 핀(500)의 설정 위치가 틀어지지 않도록 하판(340)은 열에 강한 재질로 제조된다. 즉, 본 발명에서 상판(320)은 하판(340)에 비해 부식에 강한 재질로 이루어지고, 하판(340)은 상판(320)에 비해 열 변형이 작은 재질로 이루어진다. 일 예에 의하면, 상판(320)은 폴리 염화 비닐 재질로 이루어지고, 하판(340)은 알루미늄 재질로 이루어진다. 상판(320)과 하판(340)은 누름쇠(360)에 의해 결합된다. 상판(320)의 저면에는 나사 홈(328)이 형성되고, 이와 대응되는 하판(340) 영역에는 몸체(300)의 반경 방향을 따라 슬릿 형상의 홈(342)이 형성된다.
누름쇠(360)는 하판(340)에서 상판(320)을 향하는 방향으로 슬릿 형상의 홈(342)을 통해 하판(340)에 결합된다. 누름쇠(360)는 중앙에 상하로 관통된 홀(362c)이 형성된 누름판(362)과 나사(364)를 가진다. 나사(364)는 누름판(362)의 홀(362c), 슬릿 형상의 홈(342), 그리고 상판(320)의 나사 홈(328)에 하판(340)에서부터 상판(320)을 향하는 방향으로 삽입되어 상판(320)과 하판(340)을 결합한다. 누름판(362)은 슬릿 형상의 홈(342)에 삽입되는 삽입부(362b)와 이로부터 아래로 연장되며 하판(340)을 눌러주는 머리부(362a)를 가진다. 누름판(362)의 삽입부(362b)는 슬릿 형상의 홈(342)의 폭과 대체로 유사한 지름을 가지고, 누름판(362)의 머리부(362a)는 슬릿 형상의 홈(342)의 폭보다 긴 지름을 가진다.
도 8은 본 실시예와 같은 상판(320)과 하판(340)의 결합구조 사용시 이점을 보여준다. 도 8에서 실선은 상판(320)이 열팽창 되기 전의 상태를 보여주고, 점선은 상판(320)이 열팽창 된 후의 상태를 보여준다. 도 8과 같이 고온의 약액을 사용하여 공정 진행시 상판(320)이 열 변형되어 팽창하더라도 누름쇠(360)가 슬릿 형상이 홈(342)을 따라 하판(340)과는 독립적으로 이동된다. 따라서 상판(320)의 열 변형으로 인해 하판(340)이 팽창되는 것을 방지할 수 있다. 하판(340)에는 후술하는 바와 같이 척 핀(500)의 위치를 결정하는 다양한 구성요소가 결합되어 있으므로, 하판(340)의 팽창 방지는 척 핀(500)이 설정 위치로부터 벗어나는 것을 방지한다.
척 핀 이동 유닛(600)은 척 핀(500)을 지지 위치와 대기 위치 간에 이동한다. 지지 위치는 공정 진행시 척 핀들(500)이 기판(W)의 측부와 접촉되는 위치이고, 대기 위치는 기판(W)이 스핀 헤드(40)에 놓일 수 있도록 기판(W)보다 넓은 공간을 제공하는 위치이다. 따라서 지지 위치는 대기 위치에 비해 몸체(300)의 중앙에 더 가까운 위치이다.
도 9는 척 핀 이동 유닛(600)의 구조를 보여주는 저면도이고, 도 10a는 도 9의 'B'의 확대도이다. 척 핀 이동 유닛(600)은 이동 로드(620), 가이드 부재(640), 거리 조절기(660), 접촉 유지 부재(680), 그리고 직선 이동기(700)를 가진다.
이동 로드(620)는 척 핀(500)과 동일한 개수로 제공되며, 각각의 이동 로드(620)에는 하나의 척 핀(500)이 결합된다. 이동 로드(620)는 몸체(300)의 반경 방향과 동일한 방향으로 하판(340) 내 공간에 배치된다. 상술한 상판은 가장자리에서 아래 방향으로 돌출된 측부를 가지고, 측부에는 외측에서 내측까지 관통된 홀(329)이 형성되고, 홀(329)은 상판(320)에 제공된 핀 홀(322)과 통한다. 이동 로드(620)의 외측 일단은 홀(329) 내에 위치된다. 이동 로드(620)의 외측 일단에는 나사 홈(628)이 형성되고, 척 핀(500)과 이동 로드(620)는 나사(590)에 의해 서로 고정 결합된다. 또한, 홀(329) 내에는 이동 로드(620)를 감싸며, 외부와 하판(340) 내 공간을 실링하는 실링 부재(330)가 설치된다. 실링 부재(330)로는 오링이 사용된다. 이동 로드(620)는 내측 일단에 구름 볼(622)을 가진다. 구름 볼(622)은 이동 로드(620)에 대해 회전 가능하도록 이동 로드(620)에 결합된다.
각각의 이동 로드(620)의 이동 경로 상에는 이동 로드(620)가 반경 방향으로 직선 이동하도록 안내하는 가이드 부재(640)가 제공된다. 가이드 부재(640)로는 미끄럼 베어링이 사용될 수 있다. 미끄럼 베어링은 몸체(300)에 고정 결합된다.
직선 이동기(700)는 척 핀(500)이 대기 위치와 지지 위치 간에 이동될 수 있도록 이동 로드(620)를 몸체(300)의 반경 방향으로 직선 이동시킨다. 직선 이동기(700)는 캠(720), 캠 구동기(730), 캠 복원기(760), 그리고 척 핀 복원기(780)를 가진다. 캠(720)은 대체로 원형의 링 형상을 가진다. 캠(720)은 그 외주면으로부터 외측 방향으로 돌출되도록 연장된 돌기들(740)을 가진다. 돌기(740)는 이동 로드(620)들의 수와 동일하게 제공되며, 이들 각각과 대응될 수 있는 위치에 형성된다. 돌기(740)는 대체로 완만한 경사를 가진 전면(742)과 급경사를 가진 후면(744)을 가진다. 캠 구동기(730)는 캠(720)을 제 1 회전 방향(82)으로 회전시키고, 캠 복원기(760)는 캠(720)을 제 1 회전 방향(82)과 반대 방향인 제 2 회전 방향(84)으로 회전시킨다. 캠 구동기(730)로는 캠(720)을 일정 각도 회전시키는 로터리 실린더가 사용된다. 로터리 실린더는 회전축(도시되지 않음)을 회전시키고, 회전축은 캠(720)에 고정결합된다. 돌기(740)의 일측에는 캠(720)의 회전각을 제한하도록 캠 스토퍼(750)가 몸체(300)에 고정 설치된다 제공된다. 캠 복원기(760)로는 복원력으로서 탄성력을 제공하는 스프링(762)이 사용된다. 캠(720)에는 스프링(762)의 일단이 고정 결합되는 제 1 걸쇠(764)가 제공되고, 하판(340)에는 스프링(762)의 타단이 고정결합되는 제 2 걸쇠(766)가 제공된다. 제 1 걸쇠(764)는 제 2 걸쇠(766)에 비해 이에 상응하는 돌기(740)에 더 인접하게 배치된다.
일 예에 의하면, 캠 구동기(730)는 구름 볼(622)이 캠(720)의 외측면에서 돌기(740)의 전면(742)을 타고 올라가도록 캠(720)을 회전시킨다. 캠(720)이 제 1 회전 방향(82)으로 회전함에 따라 척 핀(500)은 지지 위치에서 대기 위치로 이동되고, 캠 복원기(760)의 스프링(762)은 인장된다. 캠 구동기(730)로부터의 구동력이 제거되면 캠(720)은 스프링(762)의 탄성력에 의해 제 2 회전 방향(84)으로 회전되고, 구름 볼(622)은 캠(720)의 돌기(740)의 전면(742)에서 멀어진다. 본 예에 의하면, 척 핀(500)이 지지 위치에 있을 때 스프링(762)이 평형 상태에 있으므로, 공정 진행 중 캠 구동기(730)에 에러가 생긴 경우에도 기판(W)은 척 핀(500)에 의해 안정적으로 지지된다.
이와 달리, 캠의 복원력은 자력에 의해 제공될 수 있다. 이 경우, 도 11과 같이 캠(720)에 제 1 자석(762a)이 배치되고, 몸체(300)에 제 2 자석(762b)이 제공되며, 제 1 자석(762a)과 제 2 자석(762b)은 캠(720) 구동력이 제거될 때 척 핀(500)이 대기 위치에서 지지 위치로 이동될 수 있도록 배치된다. 일 예에 의하면, 제 1 자석(762a)는 이에 상응되는 돌기(740)와 제 2 자석(762b) 사이에 배치되고, 제 1 자석(762a)과 제 2 자석(762b)은 동일 상이한 극성이 서로 마주보도록 배치된다.
다른 예에 의하면, 캠 구동기(730)는 척 핀(500)이 대기 위치에서 지지 위치로 이동되도록 캠(720)을 회전시키고, 캠 복원기(760)는 척 핀(500)이 지지 위치에서 대기 위치로 이동되도록 캠(720)을 회전시킬 수 있다.
또 다른 예에 의하면, 대기 위치에서 지지 위치로의 척 핀(500)의 이동 및 지지 위치에서 대기 위치로의 척 핀(500)의 이동 모두 캠 구동기(730)에 의해 이루어도록 제공될 수 있다.
상술한 바와 같이 캠(720)이 제 1 회전 방향(82)으로 회전시, 구름 볼(622)이 돌기(740)의 전면(742)을 타고 캠(720)에서 멀어지는 방향으로 이동된다. 척 핀 복원기(780)는 캠(720)이 제 2 회전 방향(84)으로 회전될 때 복원력에 의해 척 핀(500)이 대기 위치에서 지지 위치로 이동되도록 한다. 일 예에 의하면, 도 9에 도시된 바와 같이 척 핀 복원기(780)는 스프링(782)과 같은 탄성 부재를 가지고, 복원력으로는 탄성력이 사용된다. 스프링(782)의 일단은 이동 로드(620)의 일측으로부터 연장된 제 1 걸쇠(784)에 고정결합되고, 스프링(782)의 타단은 몸체(300)에 고정 설치된 제 2 걸쇠(786)에 고정 결합된다. 제 2 걸쇠(786)는 제 1 걸쇠(784)와 캠(720) 사이에 배치된다. 따라서 이동 로드(620)가 캠(720)의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 이동될 때 스프링(782)은 인장된다. 그리고 캠(720)이 복원력에 의해 제 2 회전 방향(84)으로 회전될 때, 이동 로드(620)는 스프링(782)의 탄성력에 의해 캠(720)의 중심을 향하는 방향으로 이동한다. 이로 인해, 척 핀(500)은 대기 위치에서 지지 위치로 이동된다.
다른 예에 의하면, 도 10b와 같이 제 2 걸쇠(786)는 제 1 걸쇠(784)에 비해 몸체(300)의 중심으로부터 멀게 배치될 수 있다. 이 경우, 척 핀(500)이 지지 위치에서 대기 위치로 이동되면 스프링(782)은 압축된다.
이와 달리, 척 핀(500)을 대기 위치에서 지지 위치로 복원력은 자력에 의해 제공될 수 있다. 이 경우, 이동 로드(620)에 제 1 자석(786a)이 배치되고, 몸체(300)에 제 2 자석(786b)이 제공되며, 제 1 자석(786a)과 제 2 자석(786b)의 극성은 캠 구동기(730)의 구동력이 제거될 때 척 핀(500)이 대기 위치에서 지지 위치로 이동될 수 있도록 제공된다. 도 12a와 같이 제 2 자석(786b)이 제 1 자석(786a)에 비해 몸체(300)의 중심에 더 가깝게 위치되는 경우 제 1 자석(786a)과 제 2 자석(786b)은 서로 상이한 극성끼리 마주보도록 배치된다. 이와 달리 제 1 자석(786a)이 제 2 자석(786b)에 비해 몸체(300)의 중심에 더 가깝게 위치되는 경우 제 1 자석(786a)과 제 2 자석(786b)는 서로 동일한 극성끼리 마주보도록 배치된다.
모든 이동 로드(620)들이 단일의 힘에 의해 몸체(300)의 중심을 향하는 방향으로 이동되도록 제공되면, 척 핀들(500)은 독립적으로 이동될 수 없다. 따라서 척 핀(500), 이동 로드(620), 그리고 캠(720) 등과 같은 구성물에 가공 오차 등이 있는 경우, 지지 위치에서 일부 척 핀들(500)은 기판(W)의 측부와 비접촉하고, 나머지 일부 척 핀들(500)만이 기판(W)의 측부와 지지된다. 이는 스핀 헤드(40)가 회전시 기판(W)과 접촉되는 일부 척 핀들(500)에만 하중이 집중되어, 척 핀(500)이 파손되기 쉽다. 그러나 본 발명에서 척 핀 복원기(780)는 각각의 이동 로드(620)에 설치되므로, 각각의 이동 로드들(620)은 다른 이동 로드들(620)과 관계없이 복원력을 받아 몸체(300)의 중심을 향하는 방향으로 이동된다. 따라서 비록 척 핀(500), 이동 로드(620), 그리고 캠(720) 등과 같은 구성물에 가공 오차 등이 있다 할지라도, 각각의 척 핀(500)이 이에 해당되는 복원력에 의해 기판(W)의 측부와 접촉되는 위치까지 이동된다.
도 13a와 도 13b는 캠(720)의 회전 방향, 캠 복원기(760) 및 척 핀 복원기(780)의 상태, 그리고 이동 로드(620)의 이동 방향 간의 관계를 보여주는 도면이다. 도 13a와 같이 캠 구동기(730)에 의해 캠(720)이 제 1 회전 방향(82)으로 회전되면, 캠 복원기(760)의 스프링(762)은 인장되고, 이동 로드(620)는 지지 위치에서 대기 위치로 이동되고, 척 핀 복원기(780)의 스프링(782)은 인장된다. 이후, 도 13b와 같이 캠 구동기(730)로부터 동력이 제거되면, 캠 복원기(760)의 탄성력에 의해 캠(720)이 제 2 회전 방향(84)으로 회전되고, 척 핀 복원기(780)의 탄성력에 의해 이동 로드(620)가 대기 위치에서 지지 위치로 이동된다.
스핀 헤드(40)가 고속으로 회전되는 경우, 종종 원심력에 의해 척 핀(500)이 몸체(300)의 외측으로 반경 방향을 따라 이동된다. 이로 인해 공정 진행 중 척 핀들(500)에 의한 기판(W)의 지지가 불안정하다. 접촉 유지 부재(680)는 스핀 헤드(40)가 회전시 지지 위치에서 척 핀(500)이 기판(W)의 측부와 접촉을 계속적으로 유지하도록 한다. 접촉 유지 부재(680)는 고정 핀(680a)과 유지 바(680b)를 가진다. 고정 핀(680a)은 이동 로드(620)로부터 돌출되도록 이동 로드(620)에 고정 설치된다. 유지 바(680b)는 스핀 헤드(40)가 회전될 때 몸체(300)의 중심을 향하는 방향으로 고정 핀(680a)을 밀어준다.
일 예에 의하면, 유지 바(680b)는 스핀 헤드(40)의 회전시 발생되는 역 원심력에 의해 고정 핀(680a)을 밀어주도록 형상 지어진다. 다시 도 9를 참조하면, 유지 바(680b)는 중앙부(682), 누름부(684), 그리고 안내부(686)를 가진다. 중앙 부(682)는 축 핀(681)에 의해 몸체(300)에 결합되어, 몸체(300)에 대해 회전 가능하도록 제공된다. 누름부(684)는 스핀 헤드(40)가 회전될 때 몸체(300)의 중심을 향하는 방향으로 고정 핀(680a)을 밀어준다. 안내부(686)는 스핀 헤드(40)가 회전될 때 누름부(684)가 고정 핀(680a)를 향하는 방향으로 이동되도록 안내한다. 누름부(684)는 중앙부(682)로부터 일방향으로 연장되고, 안내부(686)는 누름부(684)와 둔각을 이루도록 중앙부(682)로부터 연장된다. 누름부(684)와 안내부(686)는 각각 로드 형상을 가진다.
스핀 헤드(40)가 회전될 때 안내부(686)는 누름부(684)에 비해 몸체(300)의 외측 방향으로 이동되려는 힘이 더 크도록 제공된다. 안내부(686)는 누름부(684)에 비해 무겁게 제공된다. 상부에서 바라볼 때 안내부(686)는 누름부(684)에 비해 넓은 폭을 가지도록 형성될 수 있다. 또한, 안내부(686)의 끝단은 누름부(684)에 비해 두꺼운 부분을 가지도록 형성될 수 있다.
접촉 유지 부재(680)는 누름부(684)가 이동 로드(620)를 향하고 안내부(686)가 이동 로드(620)부터 멀어지도록 배치된다. 누름부(684)는 고정 핀(680a)을 기준으로 캠(720)의 반대 측에 배치된다. 안내부(686)는 몸체(300)의 반경 방향으로부터 멀어질수록 이동 로드(620)와의 간격이 멀어지도록 배치된다.
도 14는 접촉 유지 부재(680)가 동작되는 과정을 보여준다. 스핀 헤드(40)가 회전되지 않을 때에는 누름부(684)에는 힘이 제공되지 않는다. 이동 로드(620)가 캠(720)의 회전에 의해 몸체(300)의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 이동될 때, 고정 핀(680a)은 누름부(684)를 몸체(300)의 반경 방향의 외측으로 밀고, 누름 부(684)는 이동 로드(620)의 이동을 간섭하지 않는 위치로 회전된다. 이 때 안내부(686)가 설정 범위 이상 회전되지 않도록, 안내부(686)를 기준으로 이동 로드(620)의 반대측에는 몸체(300)에 고정 결합되는 스토퍼(687)가 제공된다. 척 핀(500)이 지지 위치로 이동되고 스핀 헤드(40)가 회전되는 동안에, 안내부(686)는 원심력을 받고, 이동 로드(620)를 향하는 방향으로 회전된다. 누름부(684)는 안내부(686)와 고정되어 있으므로 안내부(686)와 함께 회전된다. 즉, 누름부(684)는 역 원심력에 의해 고정 핀(680a)을 향하는 방향으로 회전되고, 고정 핀(680a)을 몸체(300)의 중심을 향하는 방향으로 밀어준다. 이는 스핀 헤드(40)가 회전되는 동안 척 핀(500)이 계속적으로 기판(W)의 측부에 접촉을 유지하도록 한다.
상술한 예에서 접촉 유지 부재(680)는 스핀 헤드(40)의 회전으로 인한 역 원심력에 의해 고정 핀(680a)을 밀어주므로, 접촉 유지 부재(680)의 회전을 위한 별도의 구동기가 불필요하고 장치 구조가 단순하다. 그러나 본 실시예와 달리, 접촉 유지 부재(680)는 별도의 구동기에 의해 스핀 헤드(40)가 회전될 때 이동 로드(620)를 몸체(300)의 중심을 향하는 방향으로 밀어주도록 구성될 수 있다.
종종 전 단계 공정에서 기판(W)에 수행된 공정의 종류에 따라 기판(W)의 지름이 변경된다. 예컨대, 전 단계 공정에서 기판(W)에 열처리 공정이 수행되는 경우 기판(W)이 팽창되어 기판(W)의 지름이 변화된다. 거리 조절기(660)는 기판(W)의 지지 위치를 조절한다. 거리 조절기(660)는 조절 블럭(662)과 고정쇠(664)를 가진다. 조절 블럭(662)은 상하 방향으로 슬릿 형상의 관통 구(662a)가 형성되며, 그 길이 방향이 이동 로드(620)의 이동 방향과 나란하도록 배치된다. 고정쇠(664)는 조절 블럭(662)을 몸체(300)에 고정시킨다. 고정쇠(664)는 머리부(664a)와 이로부터 연장되는 삽입부(664b)를 가진다. 머리부(664a)는 관통 구(662a)의 폭보다 넓은 단면적을 가지고, 삽입부(664b)는 관통 구(662a)를 통과한 후 몸체(300)에 형성된 나사 홈(도시되지 않음)과 결합된다. 삽입부(664b)가 몸체(300)에 삽입됨에 따라 머리부(664a)는 조절 블럭(662)을 몸체(300)에 대해 누르고, 이에 의해 조절 블럭(662)은 몸체(300)에 고정된다. 고정쇠(664)는 두 개가 제공될 수 있다. 이동 로드(620)에는 스토퍼(666)가 제공된다. 스토퍼(666)는 조절 블럭(662)이 스토퍼(666)와 캠(720) 사이에 위치되도록 이동 로드(620)에 제공된다. 스토퍼(666)는 척 핀 복원기(780)의 복원력에 의해 이동 로드(620)가 몸체(300)의 중심을 향하는 방향으로 이동될 때 조절 블럭(662)의 일 단과 접촉되어, 이동 로드(620)의 이동 거리를 제한한다.
척 핀(500)의 지지 위치를 변경하고자 하는 경우, 처음에 작업자는 고정쇠들(664)을 풀어주어, 머리부(664a)가 조절 블럭(662)을 누르는 힘을 제거한다. 다음에 작업자는 조절 블럭(662)을 이동시킨다. 조절 블럭(662)이 몸체(300)의 반경 방향으로 외측을 향해 이동하면, 척 핀(500)의 지지 위치가 몸체(300)의 중심에서 멀어지는 방향으로 변경된다. 조절 블럭(662)이 몸체(300)의 반경 방향의 내측으로 이동되면, 척 핀(500)의 지지 위치가 몸체(300)의 중심에 가까워지는 방향으로 변경된다. 이 후, 작업자는 다시 고정쇠(664)를 조여 조절 블럭(662)을 몸체(300)에 고정시킨다. 도 15는 조절 블럭(662)의 위치가 변경될 때 척 핀(500)의 지지 위치 가 변경된 상태를 보여준다. 실선은 조절 블럭(662)의 위치가 변경되기 전의 상태이고, 점선은 조절 블럭(662)의 위치가 변경된 후의 상태이다.
상술한 예들에서는 웨이퍼의 후면이 지지 핀(400)에 의해 지지되는 것으로 설명되었다. 그러나 이와 달리 몸체의 상면에 웨이퍼의 후면으로 질소와 같은 불활성 가스를 공급하는 구조가 제공되고, 지지 핀(400)의 사용 없이 웨이퍼는 베르누이 원리에 의해 지지될 수 있다.
또한, 상술한 예에서는 척 핀(500)이 반경 방향으로 직선 이동됨에 따라 대기 위치와 지지 위치 간에 이동되는 것으로 설명하였다. 그러나 이와 달리 회전에 의해 대기 위치와 지지 위치 간에 척 핀(500)이 이동되고, 이때 척 핀(500)이 몸통(504)과 보강 핀(502)을 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 용기를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 2의 용기 내부를 보여주는 종방향으로 절단된 용기의 사시도이다.
도 4는 스핀 헤드의 평면도이다.
도 5는 도 4의 선 Ⅰ-Ⅰ를 따라 절단한 스핀 헤드의 단면도이다.
도 6은 도 4의 선 Ⅱ-Ⅱ를 따라 절단한 스핀 헤드의 단면도이다.
도 7은 도 6의 'A'에서 바라본 하판을 보여주는 도면이다.
도 8은 상판이 팽창시 상판과 하판 사이의 관계를 보여주는 도면이다.
도 9는 척 핀 이동 유닛을 보여주기 위해 아래에서 바라본 하판의 내부 구조이다.
도 10a는 도 9의 'B' 부분의 확대도이다.
도 10b는 도 10a의 척 핀 이동 유닛의 변형된 예를 보여주는 도면이다.
도 11은 도 9의 캠 복원기의 다른 예를 보여주는 도면이다.
도 12는 도 9의 척 핀 복원기의 다른 예를 보여주는 도면이다.
도 13a와 도 13b는 척 핀이 대기 위치와 지지 위치 간에 이동될 때 척 핀 이동 유닛의 구성들에 작용되는 힘과 구성들의 이동 방향을 보여주는 도면이다.
도 14는 접촉 유지 부재가 역 원심력에 의해 척 핀이 기판과 접촉되도록 하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 15는 조절 블럭의 위치 변경으로 인해 척 핀의 지지 위치가 변경되는 과 정을 보여주는 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 유체 공급 유닛 20 : 용기
30 : 승강 유닛 40 : 스핀 헤드
100a : 상부 노즐 부재 100b : 하부 노즐 부재
220 : 내부 회수통 240 : 중간 회수통
260 : 외부 회수통 300 : 몸체
320 : 상판 340 : 하판
360 : 누름쇠 400 : 지지 핀
500 : 척 핀 600 : 척 핀 이동 유닛
620 : 이동 로드 640 : 직선 이동 가이드 부재
660 : 거리 조절기 680 : 접촉 유지 부재
700 : 직선 이동기 720 : 캠
740 : 돌기 760 : 캠 복원기
780 : 척 핀 복원기

Claims (20)

  1. 스핀 헤드에 있어서,
    몸체와; 그리고
    상기 몸체로부터 상부로 돌출되도록 상기 몸체에 설치되며, 기판의 측부를 지지하는 척 핀들을 포함하되,
    상기 척 핀은
    몸통과;
    상기 몸통에 고정 결합되는 보강 핀을 가지고,
    상기 보강 핀은 상기 몸통에 비해 기계적 강도가 높은 재질로 제공되며, 상기 몸통 내에 삽입되어 외부로 노출되지 않는 것을 특징으로 하는 스핀 헤드.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 보강 핀은 금속을 포함하는 재질 또는 금속으로 제공되는 것을 특징으로 하는 스핀 헤드.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 몸통은 불소 수지를 포함하는 재질 또는 불소 수지로 제공되는 것을 특징으로 하는 스핀 헤드.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸통은 상기 보강 핀에 대해 오존수에 대한 내화학적 물성치가 강한 재질로 제공되는 것을 특징으로 하는 스핀 헤드.
  6. 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스핀 헤드는 기판의 후면을 지지하는 지지 핀을 더 포함하며,
    상기 지지 핀은,
    몸통과;
    상기 지지 핀의 몸통 내에 삽입되는 보강 핀을 포함하고,
    상기 지지 핀의 보강 핀은 상기 지지 핀의 몸통에 비해 기계적 강도가 높은 재질로 제공되는 것을 특징으로 하는 스핀 헤드.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 지지 핀의 몸통은 상기 지지 핀의 보강 핀에 비해 오존수에 대한 내화학적 물성치가 강한 재질로 제공되는 것을 특징으로 하는 스핀 헤드.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 지지 핀의 몸통은 불소 수지를 포함하는 재질 또는 불소 수지로 제공되고, 상기 지지 핀의 보강 핀은 금속을 포함하는 재질 또는 금속으로 제공되는 것을 특징으로 하는 스핀 헤드.
  9. 오존수를 사용하여 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    용기와;
    상기 용기 내에 배치되며, 기판을 지지하는 스핀 헤드와; 그리고
    상기 스핀 헤드에 놓인 기판으로 오존수 또는 오존수를 포함하는 혼합액을 공급하는 유체 공급 유닛을 포함하되,
    상기 스핀 헤드는 몸체와 상기 몸체로부터 상부로 돌출되도록 상기 몸체에 설치되며 기판의 측부를 지지하는 척 핀들을 포함하고,
    상기 척 핀은 몸통과 상기 몸통에 고정 결합되는 보강 핀을 가지며,
    상기 보강 핀은 상기 몸통에 비해 기계적 강도가 높은 재질로 제공되며, 상기 몸통 내에 삽입되어 외부로 노출되지 않는 것을 특징으로 하는 오존수를 사용하여 기판을 처리하는 장치.
  10. 삭제
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 몸통은 상기 보강 핀에 비해 상기 오존수에 대해서 내화학적 물성치가 높은 재질로 제공되는 것을 특징으로 하는 오존수를 사용하여 기판을 처리하는 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 보강 핀은 금속을 포함하는 재질 또는 금속으로 제공되는 것을 특징으로 하는 오존수를 사용하여 기판을 처리하는 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 몸통은 불소 수지를 포함하는 재질 또는 불소 수지로 제공되는 것을 특징으로 하는 오존수를 사용하여 기판을 처리하는 장치.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 스핀 헤드는 기판의 후면을 지지하는 지지 핀을 더 포함하고,
    상기 지지 핀은,
    몸통과;
    상기 지지 핀의 몸통 내에 삽입되는 보강 핀을 포함하고,
    상기 지지 핀의 보강 핀은 상기 지지 핀의 몸통에 비해 기계적 강도가 높은 재질로 제공되고, 상기 지지 핀의 몸통은 상기 지지 핀의 보강 핀에 비해 오존수에 대해 내화학적 물성치가 높은 재질로 제공되는 것을 특징으로 하는 오존수를 사용하여 기판을 처리하는 장치.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 스핀 헤드에 놓인 기판의 측부를 지지하는 지지 위치와 상기 몸체 상에 기판이 놓일 수 있도록 상기 지지 위치에 비해 상기 몸체의 중심에서 더 멀리 떨어진 대기 위치 간에 상기 척 핀들을 이동시키는 척 핀 이동 유닛을 더 포함하되,
    상기 척 핀 이동 유닛은,
    상기 척 핀과 고정 결합되는 이동 로드들과;
    회전 가능하며, 상기 지지 위치에 위치된 상기 척 핀이 상기 대기 위치로 이동될 수 있도록 돌기가 외측면에 형성된 캠과; 그리고
    상기 척 핀들 각각이 서로 독립적으로 상기 대기 위치에서 상기 지지 위치를 향하는 방향으로 이동되도록 상기 이동 로드 각각에 독립적으로 힘을 인가하는 척 핀 복원기들을 구비하는 것을 특징으로 하는 오존수를 사용하여 기판을 처리하는 장치.
  16. 스핀 헤드에서 기판의 측부를 지지하기 위해 사용되는 척 핀에 있어서,
    몸통과; 그리고
    상기 몸통에 고정 설치되는 보강 핀을 구비하되,
    상기 보강 핀은 상기 몸통에 비해 기계적 강도가 높은 재질로 제공되며, 상기 몸통 내에 삽입되어 외부로 노출되지 않는 것을 특징으로 하는 척 핀.
  17. 삭제
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 몸통은 상기 보강 핀에 비해 약액에 대한 내화학적 물성치가 높은 재질로 제공되는 것을 특징으로 하는 척 핀.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 약액은 오존수 또는 오존수를 포함하는 혼합액인 것을 특징으로 하는 척 핀.
  20. 제 16 항, 제 18항, 그리고 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 척 핀은 금속을 포함하는 재질 또는 금속으로 제공되고, 상기 몸통은 불소 수지를 포함하는 재질 또는 불소 수지로 제공되는 것을 특징으로 하는 척 핀.
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