KR100949256B1

KR100949256B1 - 웨이퍼 고정용 척

Info

Publication number: KR100949256B1
Application number: KR1020090130806A
Authority: KR
Inventors: 이인오
Original assignee: 이인오
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2009-12-24
Publication date: 2010-03-25

Abstract

본 발명의 특징적인 구성은 원판 형상으로 형성되고, 상면 둘레에는 복수개의 안내장공(101)이 형성된 몸체(100)와, 상기 몸체(100)의 저면 중앙에 회전 가능하게 설치된 회전판(110)과, 상기 회전판(110)을 선택적으로 회전시키는 회전축(120)과, 상기 회전판(110)의 외측 둘레면에 설치된 복수개의 제1자석(111)과, 상기 몸체(100)의 저면 둘레에 힌지(140)를 중심으로 설치된 복수개의 회전링크(130)와, 상기 제1자석(111)과 근접되는 면에는 서로 다른 극성이 유지되게 회전링크(130)의 일측 단부에 설치된 제2자석(131)과, 상기 회전링크(130)의 타측 단부에 설치되고 상단은 몸체(100)의 표면으로 돌출되도록 안내장공(101)에 이동 가능하게 끼워진 고정핀(150)과, 상기 회전링크(130)를 탄력 지지하는 스프링(180)으로 구성된 것이다.

웨이퍼, 고정, 척, 힌지, 자석

Description

웨이퍼 고정용 척{Chuck for fixing wafer}

본 발명은 웨이퍼 고정용 척에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 웨이퍼의 둘레면에 접촉되어 웨이퍼를 고정하는 고정핀이 자력과 스프링의 탄성력에 의해서 확장/축소되게 작동시켜 웨이퍼를 고정함은 물론, 회전시 발생되는 원심력에 의해서 웨이퍼를 견고히 고정하여 웨이퍼가 척으로부터 이탈됨을 방지할 수 있는 웨이퍼 고정용 척에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자가 고직접화 되면서 웨이퍼 상에 구현해야 하는 회로의 패턴이 작아짐으로 인해 웨이퍼 상의 패턴은 미세한 파티클(paticle)에 의해서도 반도체 소자의 불량을 발생시키게 되므로 세정공정이 더욱 중요해지고 있다.

세정공정에서 파티클을 제거하기 위하여 물리적인 방법을 채용하고 있는 장치로는 스핀 스크러버(spin scrubber)를 들 수 있으며, 스핀 스크러버는 반도체 소자의 제조공정에서 마스크(mask) 및 웨이퍼의 표면 또는 뒷면에 있는 파티클(particle)을 세정하는 장치이다.

스핀 스크러버로 웨이퍼를 세정하는 방법은 초순수를 이용하여 세정하는 방법, 초순수와 브러쉬를 이용하여 세정하는 방법, 초음파를 이용하여 세정하는 방법 등이 있으며, 세정시 웨이퍼는 웨이퍼 고정용 척에 장착되어 웨이퍼 스핀 척과 함께 회전을 하는데, 이러한 웨이퍼 고정용 척을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 스핀 스크러버를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 스핀 스크러버는 상측으로 웨이퍼(W)를 장착하여 회전하는 웨이퍼 고정용 척(10)과, 웨이퍼 고정용 척(10)의 상측으로 웨이퍼(W) 표면에 초순수를 공급하는 초순수 분사노즐(20)과, 초순수 분사노즐(20)로부터 초순수가 분사된 웨이퍼(W)의 표면에서 웨이퍼(W) 중심과 웨이퍼(W) 가장자리로 수평 운동하는 브러쉬(30)를 포함한다.

따라서, 웨이퍼 고정용 척(10)에 장착되어 회전하는 웨이퍼(W)의 표면에 초순수 분사노즐(20)로부터 초순수가 분사되며, 초순수가 분사된 웨이퍼(W) 표면에 접하여 수평운동하는 브러쉬(30)에 의해 웨이퍼(W) 표면에 존재하는 파티클을 제거하게 된다.

웨이퍼 고정용 척(10)은 도 2에서 나타낸 바와 같이, 원판 형상의 회전플레이트(11)에 회전구동수단(도시 않음)과 연결된 회전축(12)이 형성되고, 회전플레이트(11)의 상측면의 가장자리를 따라 일정한 간격으로 복수의 지지핀(13)이 설치된다.

지지핀(13)은 웨이퍼 고정용 척(10)에 웨이퍼(W)가 장착시 웨이퍼(W) 하면의 가장자리를 지지하는 원통 형상의 지지부재(13a)와, 이 지지부재(13a)의 상측으로 돌출되어 웨이퍼(W)의 측면을 지지하는 지지돌기(13b)로 이루어진다.

따라서, 웨이퍼(W)가 지지핀(13)에 의해 웨이퍼(W)의 하면 가장자리와 측면이 지지된 상태에서 회전플레이트(11)와 함께 회전한다.

이와 같은 구조로 이루어진 종래의 웨이퍼 고정용 척은 웨이퍼를 장착하여 회전시 초순수 분사노즐로부터 웨이퍼 표면으로 초순수가 분사시 또는 웨이퍼의 진동이나 웨이퍼 고정용 척에 진동이 발생할 경우 웨이퍼의 회전 중심축이 변화되고, 이로 인해 웨이퍼 회전시 균형이 깨지게 되어 웨이퍼는 웨이퍼 고정용 척의 상측으로 이탈되며, 심지어는 이탈된 웨이퍼(W)가 파손되는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 자석과 스프링의 탄성력을 이용하여 웨이퍼를 고정하는 고정핀을 축소/확장시켜 웨이퍼를 간편하게 고정함은 물론, 웨이퍼 세정을 위해 웨이퍼 고정용 척이 회전시 균형추에 발생하는 원심력을 이용하여 웨이퍼의 고정력을 일정하게 유지하여 웨이퍼가 웨이퍼 고정용 척으로부터 이탈로 인한 웨이퍼의 파손을 방지할 수 있는 웨이퍼 고정용 척을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 웨이퍼 고정용 척은 원판 형상으로 형성되고, 상면 둘레에는 복수개의 안내장공이 형성된 몸체와, 상기 몸체의 저면 중앙에 회전 가능하게 설치 된 회전판과, 상기 회전판을 선택적으로 회전시키는 회전축과, 상기 회전판의 외측 둘레면에 설치된 복수개의 제1자석과, 상기 몸체의 저면 둘레에 힌지를 중심으로 설치된 복수개의 회전링크와, 상기 제1자석과 근접되는 면에는 서로 다른 극성이 유지되게 회전링크의 일측 단부에 설치된 제2자석과, 상기 회전링크의 타측 단부에 설치되고 상단은 몸체의 표면으로 돌출되도록 안내장공에 이동 가능하게 끼워진 고정핀과, 상기 회전링크를 초기상태로 복귀시키는 복귀수단으로 구성되어 있되, 상기 복귀수단은 스프링 또는 제1자석과 서로 반대방향으로 극성이 유지되게 회전판에 설치된 제3자석으로 이루어진 것이다.

또한 본 발명은 몸체의 저면에 고정볼트를 매개로 고정되어 회전링크의 회전량을 제어하도록 회전링크에 선택적으로 접촉되는 스토퍼가 설치된 것이다.

또한 본 발명은 고정핀의 상단에 웨이퍼의 유동을 방지하도록 안착홈이 형성된 것이다.

본 발명은 자석과 스프링의 탄성력을 이용하여 웨이퍼를 고정하는 고정핀을 축소/확장시켜 웨이퍼를 간편하게 고정함은 물론, 웨이퍼 세정을 위해 웨이퍼 고정용 척이 회전시 균형추에 발생하는 원심력을 이용하여 웨이퍼의 고정력을 일정하게 유지하여 웨이퍼가 웨이퍼 고정용 척으로부터 이탈로 인한 웨이퍼의 파손을 방지할 수 있는 특유의 효과가 있다.

본 발명을 나타낸 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 고정용 척을 나타낸 저면 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 고정용 척을 나타낸 저면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 웨이퍼 고정용 척을 나타낸 단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 웨이퍼 고정용 척의 작동 상태를 나타낸 저면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 웨이퍼 고정용 척의 다른 실시예를 나타낸 저면도이다.

여기에서 참조 되는 바와 같이 본 발명에 따른 웨이퍼 고정용 척은 원판 형상으로 형성된 몸체(100)가 마련되어 있고, 그 몸체(100)의 상면 둘레에는 복수개의 안내장공(101)이 형성되어 있되, 상기 안내장공(101)은 등간격으로 형성되어 있다.

한편, 상기 몸체(100)의 저면 중앙에는 회전판(110)이 회전 가능하게 설치되어 있고, 몸체(100)에는 상기 회전판(110)을 선택적으로 회전시키는 회전축(120)이 설치되어 있다.

또한, 상기 회전판(110)의 외측 둘레면에는 복수개의 제1자석(111)이 등간격으로 설치되어 있다.

그리고 상기 몸체(100)의 저면 둘레에는 복수개의 회전링크(130)가 설치되어 있되, 그 회전링크(130)는 힌지(140)를 중심으로 회전 가능하게 설치되어 있다.

또한, 상기 회전링크(130)의 일측 단부에는 제2자석(131)이 설치되어 있되, 그 제2자석(131)은 회전판(110)에 설치된 제1자석(111)과 근접되는 면의 극성이 서로 다르게 설치되는 것이다.

그리고, 상기 회전링크(130)의 타측 단부에는 고정핀(150)이 설치되어 있되, 그 고정핀(150)의 상단은 몸체(100)의 표면으로 돌출되도록 안내장공(101)에 이동 가능하게 끼워져 있고, 상기 고정핀(150)의 상단에는 웨이퍼의 유동을 방지할 수 있도록 중앙부의 직경은 작고 양단부로 향할수록 직경이 점점 증가되게 형성된 안착홈(151)이 형성되어 있다.

한편, 상기 고정핀(150)의 직경은 동일하게 형성하는 것도 가능하며, 이때에는 몸체(100)의 표면에 웨이퍼를 지지할 수 있는 지지핀(도면 미도시)을 설치할 수도 있다.

또한 상기 회전링크(130)와 몸체(100)의 사이에는 회전링크(130)를 초기상태로 복귀시키는 복귀수단이 마련되어 있되, 그 복귀수단은 회전링크(130)를 탄력 지지하는 스프링(180)으로 설치하거나, 상기 회전링크(130)가 자력에 의해서 복귀될 수 있도록 제1자석(111)과 서로 반대방향으로 극성이 유지되게 회전판(110)에 설치된 제3자석(112)으로 설치하는 것도 가능하다.

한편, 상기 몸체(100)의 저면에는 회전링크(130)의 회전량을 제한하기 위한 스토퍼(160)가 설치되어 있되, 그 스토퍼(160)는 고정위치를 조절할 수 있도록, 고정볼트(170)를 매개로 고정되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 웨이퍼의 고정력을 해제할 경우 즉, 복수개의 고정핀(150)이 원주방향으로 확장될 경우에는 몸체(100)가 회전되지 않도록 고정된 상태이며 이때 회전축(120)을 회전시키면 그 회전축(120)에 연결된 회전판(110)이 회전된다.

상기 회전판(110)이 회전되어 제1자석(111)과 제2자석(131)이 서로 분리되 면, 복귀수단에 의해서 회전링크(130)가 힌지(140)를 중심으로 회전되는 것이다.

이때 복귀수단이 스프링(180)으로 이루어진 경우에는 그 스프링(180)의 복원력에 의해서 회전링크(130)가 힌지(140)를 중심으로 회전되는 것이다.

또한, 복귀수단이 제3자석(112)으로 이루어진 경우에는 제3자석(112)과 제2자석(131)의 인력에 의해서 회전링크(130)가 힌지(140)를 중심으로 회전되는 것이다.

이때 회전링크(130)의 일단은 중심방향으로 당겨지게 되고, 타단은 원주방향으로 확장되므로 회전링크(130)의 타단에 설치된 고정핀(150)이 확장되어 웨이퍼의 고정력이 해제되는 것이다.

이러한 상태에서 웨이퍼를 인출한 후 신품의 웨이퍼를 고정핀(150)의 상측에 위치시키고, 상기 회전축(120)을 회전시키면, 회전판(110)이 회전되고 상기 회전판(110)에 설치된 제1자석(111)과 회전링크(130)에 설치된 제2자석(131)이 근접되는 것이다.

상기 제1자석(111)과 제2자석(131)이 근접되면, 서로 다른 극성에 의해서 반발력이 발생되므로, 회전링크(130)는 힌지(140)를 중심으로 회전된다.

즉, 회전링크(130)의 일단은 원주방향으로 확장되고, 타단은 중심방향으로 축소되므로 회전링크(130)의 타단에 설치된 고정핀(150)이 중심방향으로 이동되는 것이다.

상기 고정핀(150)이 중심방향으로 이동되면, 웨이퍼의 외측 둘레면에 긴밀히 접촉되면서 견고히 고정되는 것이고, 상기 웨이퍼의 둘레면은 고정핀(150)에 형성 된 안착홈(151)에 접촉되므로 유동이 방지되는 것이다.

상술한 바와 같이 웨이퍼를 고정시킨 후 웨이퍼 고정용 척을 회전시키면서 웨이퍼의 표면에 초순수를 분사하여 웨이퍼 표면에 존재하는 파티클을 제거하는 것이다.

이때 웨이퍼 고정용 척이 회전시 제2자석(131)에는 원심력이 발생되고, 그 제2자석(131)이 설치된 회전링크(130)는 힌지(140)를 중심으로 회전되므로 회전링크(130)의 타측 단부에 설치된 고정핀(150)은 중심방향으로 회전된다.

한편, 상기 회전링크(130)는 몸체(100)에 설치된 스토퍼(160)에 의해서 그 회전량이 제어되는 것이므로, 과다한 원심력이 발생하여도 웨이퍼의 둘레면에 가해지는 접촉력이 일정하게 유지되는 것이다.

또한, 상기 스토퍼(160)는 고정볼트(170)를 매개로 고정되어 있는 것이므로, 상기 고정볼트(170)를 풀고 스토퍼(160)의 위치를 조절하는 것으로서, 웨이퍼에 가해지는 접촉력을 변경할 수도 있음은 물론, 다양한 직경의 웨이퍼를 고정할 수도 있는 것이다.

따라서, 웨이퍼의 유동 및 이탈을 미연에 방지할 수 있는 것이다.

도 1은 종래의 스핀 스크러버를 개략적으로 나타낸 단면도.

도 2는 종래의 스핀 스크러버의 웨이퍼 고정용 척을 나타낸 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 고정용 척을 나타낸 저면 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 고정용 척을 나타낸 저면도.

도 5는 본 발명에 따른 웨이퍼 고정용 척을 나타낸 단면도.

도 6은 본 발명에 따른 웨이퍼 고정용 척의 작동 상태를 나타낸 저면도.

도 7은 본 발명에 따른 웨이퍼 고정용 척의 다른 실시예를 나타낸 저면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 : 몸체 101 : 안내장공

110 : 제1자석 110 : 회전판

120 : 회전축 130 : 회전링크

131 : 제2자석 140 : 힌지

150 : 고정핀 151 : 안착홈

160 : 스토퍼 170 : 고정볼트

180 : 스프링

Claims

원판 형상으로 형성되고, 상면 둘레에는 복수개의 안내장공(101)이 형성된 몸체(100)와,

상기 몸체(100)의 저면 중앙에 회전 가능하게 설치된 회전판(110)과,

상기 회전판(110)을 선택적으로 회전시키는 회전축(120)과,

상기 회전판(110)의 외측 둘레면에 설치된 복수개의 제1자석(111)과,

상기 몸체(100)의 저면 둘레에 힌지(140)를 중심으로 설치된 복수개의 회전링크(130)와,

상기 제1자석(111)과 근접되는 면에는 서로 다른 극성이 유지되게 회전링크(130)의 일측 단부에 설치된 제2자석(131)과,

상기 회전링크(130)의 타측 단부에 설치되고 상단은 몸체(100)의 표면으로 돌출되도록 안내장공(101)에 이동 가능하게 끼워진 고정핀(150)과,

상기 회전링크(130)를 초기상태로 복귀시키는 복귀수단으로 구성됨을 특징으로 하는 웨이퍼 고정용 척.
청구항 1에 있어서, 상기 몸체(100)의 저면에는 고정볼트(170)를 매개로 고정되어 회전링크(130)의 회전량을 제어하도록 회전링크(130)에 선택적으로 접촉되는 스토퍼(160)를 더 포함함을 특징으로 하는 웨이퍼 고정용 척.
청구항 1에 있어서, 상기 고정핀(150)의 상단에는 웨이퍼의 유동을 방지하도록 안착홈(151)이 형성됨을 특징으로 하는 웨이퍼 고정용 척.
청구항 1에 있어서, 상기 복귀수단은 스프링(180)으로 이루어짐을 특징으로 하는 웨이퍼 고정용 척.
청구항 1에 있어서, 상기 복귀수단은 제1자석(111)과 서로 반대방향으로 극성이 유지되게 회전판(110)에 설치된 제3자석(112)으로 이루어짐을 특징으로 하는 웨이퍼 고정용 척.