KR100952035B1 - Spin chuck device for single wafer treating machine and method of operating chucking pin in spin chuck device - Google Patents

Spin chuck device for single wafer treating machine and method of operating chucking pin in spin chuck device Download PDF

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Abstract

매엽식 세정장치의 스핀척 장치는 웨이퍼를 지지하기 위한 지지면을 제공하는 척, 척에 대해 상대적인 회전이 가능한 링 기어, 상기 지지면으로부터 부분적으로 노출되도록 장착되며 링 기어에 의해서 구동되는 복수개의 척핀, 척 및 링 기어에 회전을 전달하는 구동축 부재, 및 척의 회전을 단속하는 브레이크를 구비한다. 웨이퍼의 장착 시, 브레이크가 척을 고정시키는 동시에, 구동축 부재가 링 기어를 통해 복수개의 척핀을 회전시키고, 복수개의 척핀이 웨이퍼를 장착할 수 있는 상태로 전환될 수 있다.The spin chuck device of the single wafer cleaning apparatus includes a chuck providing a support surface for supporting a wafer, a ring gear rotatable relative to the chuck, and a plurality of chuck pins mounted to be partially exposed from the support surface and driven by the ring gear. , A drive shaft member for transmitting rotation to the chuck and ring gear, and a brake for intermittent rotation of the chuck. At the time of mounting the wafer, the brake can fix the chuck, while the drive shaft member rotates the plurality of chuck pins through the ring gear, and the plurality of chuck pins can be switched to a state in which the wafer can be mounted.

매엽식 세정장치, 싱글 웨이퍼, single wafer, 브레이크 Single wafer cleaning device, single wafer, single wafer, brake

Description

매엽식 기판처리장치의 스핀척 장치 및 척핀 작동 방법 {SPIN CHUCK DEVICE FOR SINGLE WAFER TREATING MACHINE AND METHOD OF OPERATING CHUCKING PIN IN SPIN CHUCK DEVICE}SPIN CHUCK DEVICE FOR SINGLE WAFER TREATING MACHINE AND METHOD OF OPERATING CHUCKING PIN IN SPIN CHUCK DEVICE}

본 발명은 스핀척 장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 매엽식 기판처리장치에서 스핀척의 회전과 웨이퍼 척핀 작동을 원활하게 할 수 있는 스핀척 장치 및 척핀 작동 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a spin chuck device, and more particularly, to a spin chuck device and a chuck pin operating method capable of smoothly rotating the spin chuck and operating the wafer chuck pin in a single wafer processing apparatus.

일반적으로, 반도체 소자는 기판, 예를 들어, 실리콘 기판을 이용하여 증착, 사진 및 식각 공정 등을 반복 수행함으로써 제조될 수 있다. 공정들을 거치는 동안 기판 상에는 각종 파티클, 금속 불순물, 유기 불순물 등과 같은 오염 물질이 잔존할 수 있다. 오염 물질은 반도체 소자의 수율 및 신뢰성에 악영향을 미치기 때문에 반도체 제조시에는 기판에 잔존하는 오염 물질을 제거하는 공정이 수행된다.In general, a semiconductor device may be manufactured by repeatedly performing deposition, photography, and etching processes using a substrate, for example, a silicon substrate. Contaminants such as various particles, metal impurities, organic impurities, and the like may remain on the substrate during the processes. Since the contaminants adversely affect the yield and reliability of the semiconductor device, a process of removing contaminants remaining on the substrate is performed during semiconductor manufacturing.

상기 공정을 위한 기판 처리 방식은 크게 건식 처리 방식 및 습식처리 방식으로 구분될 수 있으며, 이 중에서 습식 처리 방식은 여러 가지 약액을 이용한 방식으로서, 복수의 기판을 동시에 처리하는 배치식(batch type) 장치와 낱장 단위로 기판을 처리하는 매엽식(single wafer type) 장치로 구분된다.Substrate treatment method for the process can be largely divided into dry treatment method and wet treatment method, among which the wet treatment method is a method using a variety of chemical liquid, a batch type (batch type) apparatus for processing a plurality of substrates at the same time It is divided into single wafer type and single wafer type processing boards.

배치식 처리장치는 세정액이 수용된 세정조에 복수의 기판을 한꺼번에 침지시켜서 오염원을 제거한다. 그러나, 기존의 배치식 처리장치는 기판의 대형화 추세에 대한 대응이 용이하지 않고, 세정액의 사용이 많다는 단점이 있다. 또한 배치식 처리장치에서 공정 중에 기판이 파손되는 경우에는 세정조 내에 있는 기판 전체에 영향을 미치게 되므로 다량의 기판 불량이 발생할 수 있는 위험이 있었다.The batch processing apparatus removes contaminants by immersing a plurality of substrates at once in a cleaning tank containing a cleaning liquid. However, the conventional batch processing apparatus has a disadvantage in that it is not easy to cope with the trend of increasing the size of the substrate, and the use of the cleaning solution is large. In addition, when the substrate is broken during the process in the batch type processing apparatus, since the entire substrate in the cleaning tank is affected, a large amount of substrate defects may occur.

상기와 같은 이유들로 인해 최근에는 매엽식 처리장치가 선호되고 있다.For these reasons, sheetfed processing devices have been preferred in recent years.

매엽식 처리장치는 낱장의 기판 단위로 처리하는 방식으로서, 고속으로 회전시킨 기판 표면에 세정액 또는 건조가스를 분사함으로써, 기판의 회전에 의한 원심력과 세정액의 분사에 따른 압력을 이용하여 오염원을 제거하는 스핀 방식(spinning method)으로 세정이 진행된다.Single wafer processing apparatus is a method of processing by a single substrate unit, by spraying the cleaning liquid or dry gas on the surface of the substrate rotated at high speed, by using the centrifugal force by the rotation of the substrate and the pressure according to the injection of the cleaning liquid to remove the contamination source Cleaning is performed by the spinning method.

통상적으로 매엽식 처리장치는 기판이 수용되어 세정 공정이 수행되는 챔버와 기판을 고정시킨 상태로 회전하는 스핀척 및 기판에 약액과 린스액 및 건조가스 등을 포함하는 세정액을 공급하기 위한 노즐 어셈블리를 포함한다.In general, the sheet processing apparatus includes a spin chuck rotating in a state in which a substrate is accommodated and a substrate in which a cleaning process is performed, and a nozzle assembly for supplying a cleaning liquid including chemical liquid, rinse liquid and dry gas to the substrate. Include.

도 1은 종래의 스핀척을 설명하기 위한 사시도이며, 도 2는 종래의 스핀척에서 척핀을 설명하기 위한 사시도이다.1 is a perspective view for explaining a conventional spin chuck, Figure 2 is a perspective view for explaining a chuck pin in a conventional spin chuck.

도 1을 참조하면, 스핀척(10)은 상부 및 하부 몸체를 포함하여 구성된다. 하부 몸체는 하부의 모터 및 승강장치와 연결되어 회전 및 승강할 수 있으며, 상부 몸체는 하부 몸체와 일체로 연결되며 기판을 고정시킬 수 있는 지지면을 제공한다. Referring to FIG. 1, the spin chuck 10 includes an upper and lower body. The lower body is connected to the lower motor and the lifting device to rotate and lift, the upper body is integrally connected to the lower body and provides a support surface for fixing the substrate.

스핀척(10)은 상부 몸체와 하부 몸체 사이에 제공되는 링 기어(14) 및 상부 몸체를 통해서 지지면의 주변에 배치되는 척핀(20)을 포함한다. 링 기어(14)와 척 핀(20)은 치합 또는 마찰에 의해서 상호 맞물려 있으며, 링 기어(14)의 회전이 척핀(20)을 회전시켜 기판의 테두리를 선택적으로 고정시킬 수 있다. 도 2를 참조하면, 척핀(20)은 링 기어(14)와 치합되는 하부 기어부(22) 및 척 상판으로부터 노출되어 기판을 고정하는 상부 편심부(24)를 포함하며, 척핀(20)의 하부 기어부는 링 기어(14)와 치합되어 상호 회전할 수 있다. The spin chuck 10 includes a ring gear 14 provided between the upper body and the lower body and a chuck pin 20 disposed around the support surface through the upper body. The ring gear 14 and the chuck pin 20 are engaged with each other by engagement or friction, and the rotation of the ring gear 14 may rotate the chuck pin 20 to selectively fix the edge of the substrate. Referring to FIG. 2, the chuck pin 20 includes a lower gear portion 22 engaged with the ring gear 14 and an upper eccentric portion 24 exposed from the chuck upper plate to fix the substrate. The lower gear portion may mesh with the ring gear 14 to rotate with each other.

구체적으로, 스핀척(10)은 캠 장치를 포함하며, 캠 장치는 링 기어(14)의 바퀴살(spoke)과 접하는 캠(30)을 포함한다. 캠(30)이 링 기어(14)를 일 방향 회전시키면, 링 기어(14)의 테두리에 부분적으로 형성된 기어(18)와 치합된 척핀(20)이 회전하여 언척(unchuck) 상태로 전환될 수 있다. Specifically, the spin chuck 10 includes a cam device, and the cam device includes a cam 30 in contact with the spokes of the ring gear 14. When the cam 30 rotates the ring gear 14 in one direction, the chuck pin 20 meshed with the gear 18 partially formed on the rim of the ring gear 14 may rotate to switch to an unchuck state. have.

이때 링 기어(14)를 원래 위치로 복귀시키기 위해서, 캠(30)이 다시 반대방향으로 회전하면, 스프링(16)의 복원력에 의해 척핀(20)이 반대 방향으로 회전하여 다시 원위치인 척(chuck) 상태로 전환될 수 있다.At this time, in order to return the ring gear 14 to its original position, when the cam 30 is rotated in the opposite direction again, the chuck pin 20 is rotated in the opposite direction by the restoring force of the spring 16 and the chuck is returned to the original position. ) State can be switched.

이와 같이, 종래에는 척핀(20)을 작동시키기 위해서 캠(30)이 사용되고 있으며, 스핀척(10)을 회전시키기 위한 모터는 캠(30)과는 별도로 중심 샤프트를 통해 스핀척(10)의 하부 몸체와 연결되어 있다. 따라서 스핀척(10)은 캠(30)을 작동하기 위한 구동장치 외에 중심 샤프트와 연결되는 별도의 구동장치를 포함한다.As such, in the related art, the cam 30 is used to operate the chuck pin 20, and the motor for rotating the spin chuck 10 is a lower portion of the spin chuck 10 through a center shaft separately from the cam 30. It is connected to the body. Accordingly, the spin chuck 10 includes a separate driving device connected to the central shaft in addition to the driving device for operating the cam 30.

본 발명은 하나의 구동장치로 중심 샤프트 회전 및 척핀 작동을 제어할 수 있는 매엽식 세정장치의 스핀척 장치를 제공한다. The present invention provides a spin chuck device of a sheet type cleaning device capable of controlling the central shaft rotation and the chuck pin operation with one driving device.

본 발명은 브레이크를 이용하여 중심 샤프트 회전의 감속 및 척핀의 선택적 작동을 제어할 수 있는 매엽식 세정장치의 스핀척 장치를 제공한다. The present invention provides a spin chuck device of a sheet type cleaning device that can control the deceleration of the central shaft rotation and the selective operation of the chuck pin using a brake.

본 발명은 브레이크 위치 변경이라는 간단한 구조 개선을 통해서 중심 샤프트 회전의 감속 및 척핀의 선택적 작동을 제어할 수 있는 매엽식 세정장치의 스핀척 장치를 제공한다.The present invention provides a spin chuck device of a single wafer type cleaning device capable of controlling the deceleration of the central shaft rotation and the selective operation of the chuck pin through a simple structural improvement of the brake position change.

본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 매엽식 세정장치에서의 스핀척 장치는 웨이퍼를 지지하기 위한 지지면을 제공하는 척(chuck), 척에 대해 상대적인 회전이 가능한 링 기어(ring gear), 척의 지지면으로부터 부분적으로 노출되도록 장착되며 링 기어에 의해서 구동되는 복수개의 척핀(chuck pin), 척과 링 기어에 회전을 전달하는 구동축 부재, 및 척의 회전을 단속하는 브레이크(brake)를 구비한다. According to one exemplary embodiment of the present invention, a spin chuck device in a single wafer cleaning apparatus includes a chuck providing a support surface for supporting a wafer, a ring gear capable of rotating relative to the chuck, And a plurality of chuck pins mounted to be partially exposed from the support surface of the chuck and driven by the ring gear, a drive shaft member for transmitting rotation to the chuck and the ring gear, and a brake for intermittent rotation of the chuck.

브레이크는 기본적으로 회전하는 구동축 부재에 필요한 마찰을 가하여 척의 회전을 정지시키기 위한 것이지만, 웨이퍼를 척에 장착할 때에도 척핀이 척에 대해 회전하도록 할 수가 있다. 구체적으로, 웨이퍼의 장착 시, 브레이크가 척을 고정시키고, 그와 동시에 구동축 부재가 링 기어를 통해 복수개의 척핀을 회전시킬 수 있 으며, 그 결과 복수개의 척핀이 웨이퍼를 장착할 수 있는 상태로 전환될 수 있다. The brake is basically for stopping the rotation of the chuck by applying the necessary friction to the rotating drive shaft member, but the chuck pin can also be rotated with respect to the chuck even when the wafer is mounted on the chuck. Specifically, when the wafer is mounted, the brake fixes the chuck, and at the same time, the drive shaft member can rotate the plurality of chuck pins through the ring gear, and as a result, the plurality of chuck pins switch to the state in which the wafer can be mounted. Can be.

즉, 기존에 구동축 부재를 정지시키기 위한 브레이크를 이용하되, 척을 직접적으로 구속하도록 하며, 링 기어를 척에 대해 상대적으로 회전하도록 회전을 전달하여 복수개의 척핀을 작동시킬 수가 있다. 따라서 하나의 구동장치를 이용하여 종래의 캠 구동을 대신할 수 있으며, 스핀척의 내부 구성을 더욱 간단하게 형성할 수가 있다. That is, while using a brake to stop the drive shaft member in the past, it is possible to operate the plurality of chuck pins by directly constraining the chuck and transmitting the rotation to rotate the ring gear relative to the chuck. Therefore, it is possible to replace the conventional cam driving by using one driving device, and to form the internal structure of the spin chuck more simply.

복수개의 척핀은 링 기어와 치합 또는 마찰 등 다양한 방법에 의해서 상호 기능적으로 연결될 수 있으며, 링 기어 역시 척의 내부 또는 하부에 장착될 수가 있다. 구동축 부재는 다양한 방식으로 제공될 수 있다. 또한, 매엽식 세장장치에서 구동축 부재는 회전뿐만 아니라 상하로 승강할 수 있어야 하고 그 내부로는 약액 또는 순수(Deionized Water) 등을 제공할 수 있어야 하기 때문에, 외부로는 구동축 부재를 수용하기 위한 축 하우징이 더 제공될 수 있으며, 내부로는 약액이나 순수 등을 제공할 수 있는 내부 공급관이 더 제공될 수 있다.The plurality of chuck pins can be functionally connected to each other by a variety of methods such as ring gears and meshing or friction, the ring gear can also be mounted inside or below the chuck. The drive shaft member can be provided in a variety of ways. In addition, since the drive shaft member must be able to move up and down as well as rotate and provide chemical liquid or deionized water therein in the single-leaf type washing apparatus, the shaft for accommodating the drive shaft member to the outside is provided. The housing may be further provided, and an internal supply pipe may be further provided therein to provide a chemical liquid or pure water.

본 발명의 예식적인 일 실시예에 따르면, 매엽식 세정장치의 스핀척 장치에서 척핀을 작동하기 위한 방법은, 웨이퍼를 지지하기 위한 지지면을 제공하는 척 및 상기 척에 대해 상대적인 회전이 가능한 링 기어를 제공하는 단계, 척의 회전을 단속하는 브레이크를 이용하여 척을 고정하는 단계, 척 및 상기 링 기어에 회전을 전달하는 구동축 부재를 이용하여 척에 대비하여 링 기어를 상대적으로 회전시키는 단계, 링 기어에 의해서 구동되는 복수개의 척핀을 웨이퍼를 장착할 수 있는 상태로 전환하는 단계, 웨이퍼를 복수개의 척핀 안쪽으로 위치시키는 단계, 구동축 부 재를 이용하여 링 기어를 원위치로 복귀시키는 단계, 및 척으로부터 브레이크를 해제하는 단계를 포함한다.According to one exemplary embodiment of the present invention, a method for operating a chuck pin in a spin chuck device of a single wafer cleaning apparatus includes a chuck providing a support surface for supporting a wafer and a ring gear capable of rotating relative to the chuck. Providing a step, fixing the chuck using a brake to control the rotation of the chuck, relatively rotating the ring gear relative to the chuck using a drive shaft member for transmitting rotation to the chuck and the ring gear, ring gear Converting the plurality of chuck pins driven by the wafer into a mountable state, positioning the wafer inside the plurality of chuck pins, returning the ring gear to its original position using the drive shaft member, and brake from the chuck The step of releasing.

본 발명의 스핀척 장치는 하나의 구동장치로 구동축 부재의 회전 및 척핀 작동을 제어할 수 있으며, 이때 구동축 부재를 감속할 수 있는 기존의 브레이크를 활용하여 척핀의 선택적 작동을 구현할 수 있다.The spin chuck device of the present invention can control the rotation of the drive shaft member and the operation of the chuck pin with one drive device, and at this time, it is possible to implement the selective operation of the chuck pin by utilizing a conventional brake that can decelerate the drive shaft member.

또한, 브레이크에 의한 척핀의 선택적 작동은 웨이퍼를 척 상에 장착할 때 적용되고, 브레이크에 의한 구동축 부재의 감속은 세정 과정 후 적용되기 때문에, 브레이크에 의한 장비 혼란을 방지할 수 있다. Further, selective operation of the chuck pin by the brake is applied when mounting the wafer on the chuck, and deceleration of the drive shaft member by the brake is applied after the cleaning process, thereby preventing equipment confusion by the brake.

즉, 종래의 스핀척 장치와는 달리 캠을 생략할 수 있으며, 브레이크의 위치 또는 요소 간의 작동 관계를 수정하여 척 회전 외에 링 기어 작동도 구현할 수 있고, 부수적으로 부품의 개수를 줄일 수도 있다.That is, unlike the conventional spin chuck device, the cam can be omitted, the ring gear operation in addition to the chuck rotation can be implemented by modifying the position of the brake or the operation relationship between the elements, and can also reduce the number of parts.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀척 장치를 설명하기 위한 단면도이다. 3 is a cross-sectional view for describing a spin chuck device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 스핀척 장치(100)는 척(110), 링 기어(120), 척핀(130), 구동축 부재(140), 외부 축 하우징(150), 내부 공급관(155) 및 브레이크(160)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the spin chuck device 100 according to the present embodiment includes a chuck 110, a ring gear 120, a chuck pin 130, a drive shaft member 140, an outer shaft housing 150, and an internal supply pipe ( 155 and brake 160.

척(110)은 구동축 부재(140) 상에 장착되며, 척 상판(112) 및 척 하판(114)을 포함한다. 척 상판(112) 및 척 하판(114)는 상하 조립되어 일체로 연결되며, 척 하판(114)은 구동축 부재(140)와 주로 고정되어 구동축 부재(140)와 함께 회전할 수가 있다. 다만, 척 하판(114) 또는 척 상판(112)은 구동축 부재(140)와 소정의 각도 범위에서 슬립이 가능하도록 연결된다. The chuck 110 is mounted on the drive shaft member 140 and includes a chuck upper plate 112 and a chuck lower plate 114. The chuck upper plate 112 and the chuck lower plate 114 are vertically assembled and connected integrally, and the chuck lower plate 114 is mainly fixed to the drive shaft member 140 to rotate together with the drive shaft member 140. However, the chuck lower plate 114 or the chuck upper plate 112 is connected to the drive shaft member 140 to allow slip in a predetermined angle range.

구동축 부재(140)는 하부의 모터(미도시)를 포함하며, 모터의 회전력은 구동축 부재(140)의 중심 샤프트(142)를 통해 척(110)으로 전달될 수 있다. 구체적으로 중심 샤프트(142)는 중공형으로 형성되며, 외부로는 축 하우징(150)에 의해서 수용되며, 내부로는 내부 공급관(155)이 제공된다. The drive shaft member 140 includes a lower motor (not shown), and the rotational force of the motor may be transmitted to the chuck 110 through the center shaft 142 of the drive shaft member 140. In detail, the center shaft 142 is formed in a hollow shape, and is accommodated by the shaft housing 150 to the outside, and an internal supply pipe 155 is provided to the inside.

축 하우징(150)과 중심 샤프트(142) 사이에는 베어링(144)이 제공될 수 있으며, 베어링(144)에 의해서 중심 샤프트(142)는 축 하우징(150)의 중심축을 중심으로 안정적으로 회전할 수 있다. 또한, 중심 샤프트(142)의 내부로 내부 공급관(155)이 제공될 수 있다. 내부 공급관(155)은 웨이퍼(W)의 저면으로 필요한 약액 또는 순수(DI-water)를 제공할 수 있으며, 외부의 약액 공급부 또는 순수 공급부와 연결될 수 있다. A bearing 144 may be provided between the shaft housing 150 and the central shaft 142, and the central shaft 142 may be stably rotated about the central axis of the shaft housing 150 by the bearing 144. have. In addition, an internal supply pipe 155 may be provided inside the central shaft 142. The internal supply pipe 155 may provide a chemical liquid or DI-water required to the bottom of the wafer W, and may be connected to an external chemical liquid supply part or a pure water supply part.

척(100)의 척 상판(112) 및 척 하판(114) 사이로 링 기어(120)가 제공될 수 있다. 링 기어(120)는 도 1에 도시된 바와 같이 형성될 수도 있으며, 다양한 방식으로 형성될 수가 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 형상은 캡에 의한 구동이 필요하기 때문에 바퀴살이 있는 형상으로 형성되어야 하지만, 본 발명에 따르면 링 기어(120)는 바퀴살 구조 없이 원판 또는 평판 형상으로 제공될 수가 있다. 이는 링 기어의 강도와도 연관되는 것으로서, 바퀴살 구조 없이 제작이 가능하면 링 기어 제작에 소비되는 비용을 절감할 수 있으며, 링 기어 제작 정밀도에 대한 부담을 줄일 수도 있다. A ring gear 120 may be provided between the chuck top plate 112 and the chuck bottom plate 114 of the chuck 100. The ring gear 120 may be formed as shown in FIG. 1, and may be formed in various ways. For example, the shape shown in FIG. 1 should be formed in the shape of the spokes because the drive by the cap is required, but according to the present invention, the ring gear 120 may be provided in a disc or flat shape without the structure of the spokes. . This is also related to the strength of the ring gear, if the production without the wheel structure can reduce the cost of manufacturing the ring gear, it can also reduce the burden on the ring gear manufacturing precision.

링 기어(120)의 외주변에는 척핀(130)과 구속되는 기어치가 전체적으로 형성될 수 있으며, 척핀(130)이 있는 구간에 대응하여 부분적으로 형성될 수 있다. 척핀(130)은 상부 편심부(134) 및 하부 기어부(132)를 포함하며, 하부 기어부(132)는 링 기어(120)와 기어 결합에 의해 연결되어 링 기어(120)에 의해서 회전할 수가 있다. An outer circumference of the ring gear 120 may be formed with the gear teeth constrained with the chuck pin 130 as a whole, and may be partially formed corresponding to the section where the chuck pin 130 is located. The chuck pin 130 includes an upper eccentric portion 134 and a lower gear portion 132, and the lower gear portion 132 is connected by the ring gear 120 and the gear coupling to rotate by the ring gear 120. There is a number.

상부 편심부(134)는 하부 기어부(132)와 함께 회전하도록 장착되며, 하부 기어부(132)의 축에 대해 편심된 구조로 형성된다. 따라서, 하부 기어부(132)가 회전함에 따라 상부 편심부(134)의 편심된 구조는 안쪽 또는 바깥쪽으로 이동하면서 웨이퍼(W)의 테두리를 선택적으로 고정할 수가 있다. 도 3을 보면, 좌측에 도시된 척핀(130)에서 상부 편심부(134)가 안쪽으로 이동하여 웨이퍼를 고정할 수 있는 위치에 있으며, 우측에 도시된 척핀(130)에서 상부 편심부(134)는 바깥쪽으로 이동하여 웨이퍼를 장착 또는 분리할 수 있는 위치에 있다. 물론, 도시된 바와는 다르게, 복수개의 척핀은 동시에 안쪽으로 이동하거나 동시에 바깥쪽으로 이동하도록 설계되는 것이 일반적이다.The upper eccentric portion 134 is mounted to rotate together with the lower gear portion 132, and is formed in an eccentric structure with respect to the axis of the lower gear portion 132. Accordingly, as the lower gear part 132 rotates, the eccentric structure of the upper eccentric part 134 may selectively fix the edge of the wafer W while moving inward or outward. Referring to FIG. 3, the upper eccentric portion 134 is moved inward to fix the wafer in the chuck pin 130 shown on the left side, and the upper eccentric portion 134 on the chuck pin 130 shown on the right side. Is in a position to move outward to mount or dismount the wafer. Of course, unlike the illustration, a plurality of chuck pins are generally designed to move inward or outward at the same time.

도 4는 도 1의 스핀척 장치에서 브레이크를 설명하기 위한 평면도이다. 참고로, 도 4의 (a)는 브레이크가 작동하기 전 상태를 도시한 것이며, 도 4의 (b)는 브레이크가 작동한 후 상태를 도시한 것이다. 4 is a plan view illustrating a brake in the spin chuck device of FIG. 1. For reference, FIG. 4A illustrates a state before the brake is operated, and FIG. 4B illustrates a state after the brake is operated.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 브레이크(160)는 일종의 드럼식 브레이크로서, 드럼(162) 및 작동 캠(164)을 포함한다. 작동 캠(164)에 의해서 드럼(162)의 반경이 선택적으로 확장될 수 있으며(b), 확장된 드럼(162)은 척 하판(114)의 하부와 밀착하여 척(110)의 회전을 억제할 수 있다.3 and 4, the brake 160 according to the present embodiment is a drum type brake, and includes a drum 162 and an operation cam 164. The radius of the drum 162 may be selectively expanded by the actuating cam 164 (b), the expanded drum 162 may be in close contact with the lower portion of the lower plate chuck 114 to suppress rotation of the chuck 110. Can be.

본 실시예에서는 브레이크로 일종의 드럼식 브레이크를 예로 설명하지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 브레이크는 브레이크 패드를 사용하거나 유압 드럼을 사용하는 등의 방법으로 다양하게 구현될 수가 있다. In the present embodiment, a brake of a drum type is described as an example, but according to another embodiment of the present invention, the brake may be variously implemented by using a brake pad or a hydraulic drum.

도 5는 도 1의 척핀을 설명하기 위한 확대 단면도이다.5 is an enlarged cross-sectional view illustrating the chuck pin of FIG. 1.

도 5를 참조하면, 척핀(130)은 상호 분리된 하부 기어부(132)와 상부 편심부(134)를 포함한다. 구체적으로, 하부 기어부(132)는 척 상판(112)과 척 하판(114) 사이에 장착되며 링 기어(120)와 치합된다. 반대로, 상부 편심부(134)는 핀(136)에 의해서 하부 기어부(132)의 상부에 고정적으로 장착되며, 척 상판(112) 상에서 하부 기어부(132)와 일체로 결합될 수 있다.Referring to FIG. 5, the chuck pin 130 includes a lower gear part 132 and an upper eccentric part 134 separated from each other. Specifically, the lower gear part 132 is mounted between the chuck upper plate 112 and the chuck lower plate 114 and is engaged with the ring gear 120. On the contrary, the upper eccentric portion 134 is fixedly mounted on the upper portion of the lower gear portion 132 by the pin 136, and may be integrally coupled with the lower gear portion 132 on the chuck upper plate 112.

상부 편심부(134)가 변형되어도 척 상판(112)을 분리할 필요가 없으며, 상부 편심부(134)를 하부 기어부(132)로부터 분리한 후 새로운 상부 편심부로 교체하는 것이 가능하다.Even if the upper eccentric portion 134 is deformed, it is not necessary to remove the chuck upper plate 112, and it is possible to replace the upper eccentric portion 134 from the lower gear portion 132 and replace it with a new upper eccentric portion.

척 상판(112)에 하부 기어부(132)가 통과할 수 있는 홀(113)을 형성하고, 그 홀 입구 주변으로 돌기(116)를 형성하여 약액 등이 척 내부로 유입되는 것을 1차로 방지할 수 있으며, 상부 편심부(134)가 그 돌기를 부분적으로 수용하여 약액의 유입을 2차적으로 방지할 수 있다.A hole 113 through which the lower gear part 132 can pass is formed in the upper surface of the chuck 112, and a protrusion 116 is formed around the hole entrance to prevent the chemical liquids from flowing into the chuck. The upper eccentric portion 134 may partially receive the protrusion to prevent the inflow of the chemical liquid.

다시 도 3 내지 도 5를 참조하면, 링 기어(120) 및 척(110)은 구동축 부재(140)와 기능적으로 연결되어 함께 회전할 수 있으되, 척(110)과 구동축 부재(140)는 상대적으로 소정의 회전각 내에서는 슬립이 발생하도록 연결될 수 있다. 또한, 축 하우징(150)과 구동축 부재(140) 사이에는 베어링(144)이 제공될 수 있다. Referring back to FIGS. 3 to 5, the ring gear 120 and the chuck 110 may be functionally connected to the drive shaft member 140 to rotate together, but the chuck 110 and the drive shaft member 140 may be relatively The slip may be connected to occur within a predetermined rotation angle. In addition, a bearing 144 may be provided between the shaft housing 150 and the drive shaft member 140.

이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 척핀 작동 방법을 설명한다. 도시된 바에 따르면, 브레이크(160)는 축 하우징(150)에 장착되며, 일 예로 드럼 브레이크로서 척 하판(114)과 선택적으로 결속되어 회전하는 척(110)을 정지시킬 수 있다. Hereinafter, the chuck pin operating method according to the present invention will be described with reference to FIGS. As shown, the brake 160 is mounted to the shaft housing 150, for example, as a drum brake may be selectively engaged with the chuck lower plate 114 to stop the rotating chuck 110.

우선 웨이퍼(W)를 지지하기 위한 척(110) 및 척(110)에 대해 상대적인 회전이 가능한 링 기어(120)를 포함하는 스핀척 장치(100)가 제공된다. 그리고, 구동축 부재(140)가 회전하기 전에, 브레이크(160)가 작동하여 척(110)을 고정시킬 수 있는데, 이때 링 기어(120)는 척(110)에 대해 상대적인 회전이 가능하다.First, a spin chuck device 100 is provided that includes a chuck 110 for supporting a wafer W and a ring gear 120 capable of rotation relative to the chuck 110. In addition, before the drive shaft member 140 rotates, the brake 160 may operate to fix the chuck 110. In this case, the ring gear 120 may rotate relative to the chuck 110.

구동축 부재(140)는 척(110) 및 링 기어(120)와 고정적으로 또는 기능적으로 연결되며, 함께 회전할 수가 있다. 구동축 부재(140)가 회전하여 링 기어(120)를 적은 각도 범위 내에서 회전시킬 수 있으며, 고정된 척(110)은 고정된 위치를 유지한다. 그 결과, 링 기어(120)의 회전이 각 척핀(130)으로 전달되면서, 척핀(130)은 척(110) 상에서 회전할 수 있다. The drive shaft member 140 is fixedly or functionally connected to the chuck 110 and the ring gear 120 and can rotate together. The drive shaft member 140 may rotate to rotate the ring gear 120 within a small angle range, and the fixed chuck 110 maintains a fixed position. As a result, while the rotation of the ring gear 120 is transmitted to each chuck pin 130, the chuck pin 130 may rotate on the chuck 110.

링 기어(120)에 의해서 구동되는 복수개의 척핀(130)에서 상부 편심부(134)의 중심이 바깥쪽으로 이동하게 되며, 상부 편심부(134)는 웨이퍼를 장착할 수 있 는 상태로 전환된다. 그리고, 사용자 또는 웨이퍼 로딩 장치는 웨이퍼(W)를 복수개의 척핀(130) 안쪽, 즉 척(110) 상에 위치시킬 수 있다. In the plurality of chuck pins 130 driven by the ring gear 120, the center of the upper eccentric portion 134 is moved outward, and the upper eccentric portion 134 is switched to a state in which the wafer can be mounted. In addition, the user or the wafer loading apparatus may place the wafer W inside the plurality of chuck pins 130, that is, on the chuck 110.

다시 구동축 부재(140)가 반대 방향으로 회전하게 되면, 링 기어(120)에 의해서 각 척핀(130)은 원위치로 복귀하게 되며, 구동축 부재(140)에 의한 척(110)의 회전을 가능하게 하기 위해 브레이크(160)가 해제된다. When the drive shaft member 140 again rotates in the opposite direction, the chuck pins 130 are returned to their original positions by the ring gear 120 to enable the rotation of the chuck 110 by the drive shaft member 140. Brake 160 is released.

상술한 과정으로 웨이퍼(W)를 척(chuck) 또는 언척(unchuck)할 수 있는 상태로 전환할 수 있다. 웨이퍼를 척킹한 후, 구동축 부재(140)는 정해진 방향으로 회전하여, 매엽식 세정 과정을 수행할 수 있다. 브레이크(160)는 척핀을 작동하기 위한 용도 외에도 회전하는 척(110)과 구동축 부재(140)를 정지시키기 위한 목적으로도 사용될 수 있다. In the above-described process, the wafer W can be switched to a state in which the wafer W can be chucked or chucked. After chucking the wafer, the drive shaft member 140 may rotate in a predetermined direction to perform a single wafer cleaning process. The brake 160 may be used for the purpose of stopping the rotating chuck 110 and the drive shaft member 140 in addition to the purpose of operating the chuck pin.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. As described above, although described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.

도 1은 종래의 스핀척을 설명하기 위한 사시도이다.1 is a perspective view for explaining a conventional spin chuck.

도 2는 종래의 스핀척에서 척핀을 설명하기 위한 사시도이다.2 is a perspective view for explaining a chuck pin in a conventional spin chuck.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀척 장치를 설명하기 위한 단면도이다. 3 is a cross-sectional view for describing a spin chuck device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4는 도 1의 스핀척 장치에서 브레이크를 설명하기 위한 평면도이다.4 is a plan view illustrating a brake in the spin chuck device of FIG. 1.

도 5는 도 1의 척핀을 설명하기 위한 확대 단면도이다.5 is an enlarged cross-sectional view illustrating the chuck pin of FIG. 1.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100：스핀척 장치 110：척100: spin chuck apparatus 110: chuck

120：링 기어 130：척핀120: ring gear 130: chuck pin

140：구동축 부재 150：축 하우징140: drive shaft member 150: shaft housing

155：내부 공급관155: Internal supply pipe

Claims (10)

웨이퍼를 지지하기 위한 지지면을 제공하는 척;A chuck providing a support surface for supporting a wafer; 상기 척에 대해 상대적인 회전이 가능한 링 기어;A ring gear capable of rotation relative to the chuck; 상기 척의 상기 지지면으로부터 부분적으로 노출되도록 장착되며, 상기 링 기어에 의해서 구동되는 복수개의 척핀;A plurality of chuck pins mounted to be partially exposed from the support surface of the chuck and driven by the ring gear; 상기 척 및 상기 링 기어에 회전을 전달하는 구동축 부재; 및A drive shaft member for transmitting rotation to the chuck and the ring gear; And 상기 척의 회전을 단속하는 브레이크;를 구비하며,A brake for intermittent rotation of the chuck; 상기 웨이퍼의 장착 시, 상기 브레이크가 상기 척을 고정시키는 동시에, 상기 구동축 부재가 상기 링 기어를 통해 상기 복수개의 척핀을 회전시키고, 상기 복수개의 척핀이 상기 웨이퍼를 장착할 수 있는 상태로 전환되는 것을 특징으로 하는 스핀척 장치.When the wafer is mounted, the brake fixes the chuck, the drive shaft member rotates the plurality of chuck pins through the ring gear, and the plurality of chuck pins are switched to a state in which the wafer can be mounted. Spin chuck device characterized in that. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 링 기어는 상기 지지면 하부에 위치하며 상기 척에 대해 상대적인 회전이 가능한 것을 특징으로 하는 스핀척 장치.And the ring gear is located below the support surface and is capable of rotating relative to the chuck. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복수개의 척핀은 상부 편심부 및 하부 기어부를 포함하며, 상기 하부 기어부는 상기 링 기어의 외주면에 형성된 기어치와 치합되는 것을 특징으로 하는 스핀척 장치.And the plurality of chuck pins includes an upper eccentric portion and a lower gear portion, wherein the lower gear portion is meshed with a gear tooth formed on an outer circumferential surface of the ring gear. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 상부 편심부와 상기 하부 기어부는 별도로 제작되어 조립되는 것을 특징으로 하는 스핀척 장치.And the upper eccentric portion and the lower gear portion are manufactured separately and assembled. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 구동축 부재를 외부에서 수용하기 위한 축 하우징을 더 포함하며, And a shaft housing for externally receiving the drive shaft member. 상기 브레이크는 상기 축 하우징에 장착되는 것을 특징으로 하는 스핀척 장치.And said brake is mounted to said shaft housing. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 구동축 부재의 내부로는 내부 공급관이 제공되며, 상기 내부 공급관은 상기 척의 상기 지지면으로 약액 또는 순수(Deionized Water)를 제공하는 것을 특징으로 하는 스핀척 장치.An internal supply pipe is provided inside the drive shaft member, and the internal supply pipe provides chemical or deionized water to the support surface of the chuck. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 구동축 부재와 상기 척은 상대적으로 소정의 범위 내에서 슬립이 가능하도록 연결되는 것을 특징으로 하는 스핀척 장치.And the driving shaft member and the chuck are connected to each other so as to be able to slip within a predetermined range. 웨이퍼를 지지하기 위한 지지면을 제공하는 척 및 상기 척에 대해 상대적인 회전이 가능한 링 기어를 제공하는 단계;Providing a chuck providing a support surface for supporting a wafer and a ring gear rotatable relative to the chuck; 상기 척의 회전을 단속하는 브레이크를 이용하여 상기 척을 고정하는 단계;Fixing the chuck using a brake to control rotation of the chuck; 상기 척 및 상기 링 기어에 회전을 전달하는 구동축 부재를 이용하여 상기 척에 대비하여 상기 링 기어를 상대적으로 회전시키는 단계;Relatively rotating the ring gear relative to the chuck using a drive shaft member that transmits rotation to the chuck and the ring gear; 상기 링 기어에 의해서 구동되는 복수개의 척핀을 웨이퍼를 장착할 수 있는 상태로 전환하는 단계;Converting a plurality of chuck pins driven by the ring gear into a state in which a wafer can be mounted; 웨이퍼를 상기 복수개의 척핀 안쪽으로 위치시키는 단계;Positioning a wafer into the plurality of chuck pins; 상기 구동축 부재를 이용하여 상기 링 기어를 원위치로 복귀시키는 단계; 및Returning the ring gear to its original position using the drive shaft member; And 상기 척으로부터 상기 브레이크를 해제하는 단계;를 구비하는 척핀 작동 방법.Releasing the brake from the chuck. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 링 기어의 외주변에 기어치를 형성하고, 상부 편심부 및 하부 기어부를 포함하는 각각의 상기 복수개의 척핀에서, 상기 하부 기어부를 상기 링 기어의 상기 기어치와 치합시키는 것을 특징으로 하는 척핀 작동 방법.Forming gear teeth on the outer periphery of the ring gear, in each of the plurality of chuck pins including an upper eccentric portion and a lower gear portion, the lower gear portion is meshed with the gear teeth of the ring gear operating method . 제9항에 있어서,10. The method of claim 9, 별도로 제작된 상기 상부 편심부와 상기 하부 기어부를 조립하여 제공하는 것을 특징으로 하는 척핀 작동 방법.Chuck pin operation method characterized in that the assembly provided by the upper eccentric portion and the lower gear portion manufactured separately.
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