KR101624843B1 - 기판 스피닝 장치의 접촉 지지체 및 이를 구비한 기판 스피닝 장치 - Google Patents

기판 스피닝 장치의 접촉 지지체 및 이를 구비한 기판 스피닝 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판 스피닝 장치의 접촉 지지체에 관한 것으로, 연직 방향으로 뻗어 회전 구동되는 회전축의 상측에 배치되고, 중앙부에 체결 나사가 관통하는 관통공이 형성되어 체결 나사에 의해 상기 회전축과 일체로 결합되며, 플라스틱과 수지 중 어느 하나 이상의 재료로 형성된 내측 지지체와; 상기 내측 지지체의 원주 바깥 둘레를 감싸면서 형성되고, 상기 내측 지지체에 비하여 경도가 낮은 가요성 재질로 형성되며, 상기 기판의 가장자리를 수용하는 요홈이 원주면에 형성되고, 상기 요홈의 하측에는 하방 경사면이 형성된 외측 지지체를; 포함하여 구성되어, 기판의 가장자리와 높은 마찰 특성을 유지하여 기판이 회전 구동되는 접촉 지지체와 미끄럼없이 회전 구동되게 하는 기판 스피닝 장치의 접촉 지지체를 제공한다.

Description

기판 스피닝 장치의 접촉 지지체 및 이를 구비한 기판 스피닝 장치{ROTATING CONTACT SUPPORT OF SUBSTRATE SPINNING APPARATUS}
본 발명은 기판 스피닝 장치의 접촉 지지체 및 이를 구비한 기판 스피닝 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 기판을 스핀 회전하면서 세정하는 데 있어서 기판 접촉부와 기판의 미끄럼에 의하여 기판을 원활히 회전시키지 못하는 문제점을 해결하는 기판 스피닝 장치의 접촉 지지체에 관한 것이다.
웨이퍼 등의 기판에 증착 공정, 사진 공정, 식각 공정 등의 많은 공정을 통해 반도체 소자가 제조된다. 그리고, 상기 공정을 행한 이후에는 기판 상에 잔류하는 불필요한 박막, 입자 등의 이물질을 제거하는 세정 공정이 수행된다.
특히, 화학 기계적 연마 공정을 마친 기판은 표면에 많은 이물질이 잔류하므로 이물질을 제거하기 위하여 여러 단계의 세정 공정이 행해진다. 이 가운데 하나의 공정으로 도1 내지 도5에 도시된 바와 같이 기판 스피닝 장치(1)에 기판(W)을 거치시킨 상태로 수평 회전시키면서, 기판(W)의 표면에 세정액, 약액 등을 공급하면서 기판(W)의 표면에 잔류하는 이물질을 제거한다.
여기서, 기판 스피닝 장치(1)는 원형 형상의 기판(W)의 가장자리 끝단을 구동 접촉 지지체(111)에 접촉한 상태로, 구동 접촉 지지체(111)가 회전(110d) 구동됨에 따라 구동 접촉 지지체(111)에 가장자리 끝단이 접촉하고 있는 기판(W)이 수평 상태로 회전 구동된다. 도2에 도시된 바와 같이 기판 스피닝 장치(1)에는 기판(W)을 회전 구동하는 구동 접촉 지지체(111)가 3개 이상 배치되며, 회전 구동되는 기판(W)의 회전수를 감지하는 감지 접촉 지지체(121)가 1개 배치되어, 기판(W)을 회전 구동하면서 기판(W)의 회전수를 감지하여 기판(W)의 세정 상태를 간접적으로 산출하여 세정 종료 시점을 정한다.
구동 접촉 지지체(111)와 감지 접촉 지지체(121)는 연직 방향으로 연장된 회전축(114, 124))의 상단부에 고정되며, 구동 접촉 지지체(111)가 결합된 회전축(114)은 구동 모터(115)에 의하여 회전 구동된다.
도1에 도시된 바와 같이 한 쌍씩의 회전축(114, 124)은 이동부(10)에 각각 고정되어, 이동부(10)가 이동(20d')하는 것에 의하여 2개씩의 회전축이 서로 가까워져 접촉 지지체(111, 121)의 사이에 기판(W)의 가장자리가 접촉 지지체(111, 121)의 외주면(111x, 121x)에 접촉한 상태로 위치시키게 된다. 그리고, 구동 모터(115)의 회전에 의하여 기판(W)도 회전 구동된다.
상기와 같이 구성된 종래의 기판 스피닝 장치(1)는 도4 및 도5에 도시된 바와 같이 회전축(114)의 상단부에 접촉 지지체(111, 121)를 체결 볼트(119)를 이용하여 고정시키는 데, 기판(W)의 가장자리와의 마찰을 확보하기 위하여 접촉 지지체(111, 121)를 우레탄 등의 재질로 형성한다. 그러나, 우레탄 등의 재질로 이루어진 접촉 지지체(111, 121)는 회전축(114, 124)에 예정된 자세로 조립하는 것이 매우 곤란할 뿐만 아니라, 정확한 자세로 접촉 지지체(111, 121)가 회전축(114, 124) 상단부에 결합되더라도, 장시간 사용에 의하여 쉽게 변형된다. 따라서, 접촉 지지체(111, 121)는 회전축(114, 124)으로부터 연장되는 연직 가상선(55)에 비하여 도면부호 89로 표시된 각도만큼 틀어진 상태로 틀어지게 되어, 접촉 지지체(111, 121)와 기판 가장자리의 접촉부(111a)에서의 접촉 상태가 일정하지 않게 되는 문제가 생기며, 이에 따라 도면부호 88로 표시된 각도만큼 기판(W)이 수평 자세로 유지되지 않아 상하 방향(88')으로 요동이 발생되는 문제점이 있었다.
한편, 이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 접촉 지지체(111, 121)의 경도를 보다 높게 조정할 경우에는, 기판 가장자리와 접촉 지지체(111, 121)와의 마찰이 충분히 확보되지 않아, 접촉 지지체(111, 121)의 회전과 기판(W)의 회전이 서로 차이가 커지는 문제가 야기된다. 특히, 기판 스피닝 장치(1)에 의하여 기판(W)이 수평 회전하는 동안에, 스폰지 등의 브러쉬를 회전시키면서 브러쉬에 의해 기판(W)의 표면을 접촉 방식으로 세정할 경우에, 기판(W)의 수평 회전이 원활히 이루어지지 않는 경우에는, 기판(W)의 세정 효율이 매우 저하되는 심각한 문제가 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기판의 가장자리와 높은 마찰 특성을 유지하는 기판 스피닝 장치의 접촉 지지체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이에 따라, 본 발명은 기판이 회전 구동되는 접촉 지지체와 미끄럼없이 정확하게 힘이 전달되어, 브러쉬에 의한 접촉 방식의 세정이 행해지더라도, 원형 기판이 예정된 회전 속도로 정확하게 회전 구동되도록 하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 기판 스피닝 장치의 접촉 지지체를 조립하는 공정이 보다 용이해지고 작업자의 숙련도에 무관하게 일정한 품질의 접촉 지지체를 생산할 수 있게 하는 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은, 원형 디스크 형상의 기판을 수평 회전시키는 기판 스피닝 장치의 접촉 지지체로서, 연직 방향으로 뻗어 회전 구동되는 회전축의 상측에 배치되고, 중앙부에 체결 나사가 관통하는 관통공이 형성되어 체결 나사에 의해 상기 회전축과 일체로 결합되며, 플라스틱과 수지 중 어느 하나 이상의 재료로 형성된 내측 지지체와; 상기 내측 지지체의 원주 바깥 둘레를 감싸면서 형성되고, 상기 내측 지지체에 비하여 경도가 낮은 가요성 재질로 형성되며, 상기 기판의 가장자리를 수용하는 요홈이 원주면에 형성되고, 상기 요홈의 하측에는 하방 경사면이 형성된 외측 지지체를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 스피닝 장치의 접촉 지지체를 제공한다.
이는, 기판 가장자리와 접촉하는 외측 지지체는 마찰이 높은 가요성 재질로 이루어지고, 회전축과 결합하는 내측 지지체는 플라스틱이나 수지 등으로 경도 및 강도가 높은 단단한 재질로 이루어짐에 따라, 내측 지지체에 의하여 회전축에 대하여 정확한 자세로 조립하여 장시간 동안 사용하더라도 그 자세가 틀어지지 않게 되면서도, 외측 지지체에 의하여 기판의 가장자리와 높은 마찰 상태를 유지하면서 접촉하여 기판의 가장자리의 슬립(slip) 현상을 최소화하면서 확실하게 기판을 수평 회전시킬 수 있도록 하기 위함이다.
이 때, 외측 지지체에는 기판 가장자리를 수용하는 요홈이 링 형태로 형성되어, 기판의 가장자리가 항상 요홈에 수용된 상태로 회전 구동됨으로써, 수평 회전하는 기판의 자세를 일정하게 유지할 수 있게 한다. 그리고, 요홈의 하측(회전축을 향하는 방향)에는 하방 경사면이 형성되어, 기판이 기판 스피닝 장치로 공급되어 회전축이 서로 가까워지면서 기판을 요홈에 자리잡게 하는 과정에서, 기판 가장자리가 하방 경사면을 타고 올라가면서 기판을 요홈에 신뢰성있게 안착시킬 수 있게 한다.
무엇보다도, 본 발명은, 상기 외측 지지체와 상기 내측 지지체가 서로 맞닿는 면 중 상기 요홈의 내측에 위치하는 부분에 상기 외측 지지체와 상기 내측 지지체 중 어느 하나 이상에 요입부가 형성되어, 상기 내측 지지체와 상기 외측 지지체의 사이에 공간부가 마련된다.
이를 통해, 기판을 수평 회전시키는 과정에서 기판 가장자리가 외측 지지체의 요홈의 내부로 밀어내는 힘이 작용하게 되면, 기판 가장자리의 미는 힘에 따라 요홈 주변의 외측 지지체가 공간부 내부 공간으로 침투하는 형태로 국부적으로 변형하면서 기판 가장자리에 의해 눌리는 힘을 완충시키고 동시에 기판 기판 가장자리를 보다 안정되게 수용할 수 있게 된다. 동시에 외측 지지체가 변형으로부터 원래의 형상으로 복귀하려는 탄성 복원력에 의하여 기판 가장자리를 누르는 힘이 작용함에 따라 외측 지지체와 기판과의 마찰 접촉 상태를 보다 확실하게 유지할 수 있다. 따라서, 기판의 수평 회전 시에 기판 가장자리와 접촉 지지체 사이에서 발생되는 슬립 현상을 억제할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
부수적으로, 내측 지지체의 외면과 외측 지지체의 내면이 끼워져 결합될 때에 그 사이에 접착제를 도포하여 접착력에 의해서도 결합력을 향상시킬 수 있는데, 요홈의 내측에서 내측 지지체와 외측 지지체의 사이에 마련된 공간부에 도포된 접착제가 수용되게 함으로써, 내측 지지체와 외측 지지체를 보다 견고하게 결합시키면서 접착제가 바깥으로 새어나오는 것을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.
이 때, 기판 스피닝 공정 중에 작용하는 힘에도 불구하고 내측 지지체와 외측 지지체 사이에 상기 공간부를 유지시킬 수 있게 된다는 점에서, 상기 공간부를 마련하기 위한 요입부는 높은 강성 및 경도를 갖는 재질로 이루어진 내측 지지체에 형성되는 것이 바람직하다. 이 때, 공간부는 외측 지지체의 국부적인 변형을 허용할 수 있도록 내측 지지체의 외주면을 따라 링 형태로 형성되되, 링의 높이는 요홈의 높이보다 더 크게 형성되는 것이 효과적이다.
한편, 상기 외측 지지체의 저면에는 사각형 형태의 사각 요입홈이 형성되고, 상기 내측 지지체는 상기 사각 요입홈에 끼워지는 사각 단면부를 구비할 수 있다. 이에 의하여, 내측 지지체와 외측 지지체가 서로 끼워진 상태에서, 회전축으로부터 전달되는 회전 토크가 내측 지지체를 통해 외측 지지체로 확실하게 전달된다.
상기 내측 지지체는 외측 지지체에 비하여 강성 및 경도가 높은 다양한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, PEEK(Polyether ether ketone), POM(Polyacetal, Polyoxymethylene), PA(폴리아미드), PVC(폴리염화비닐), PP(Polypropylene), ABS(Acrylonitrile-butadiene styrene Resin), PVDF(폴리플루오린화비닐리덴), UPE(Unsatureated Polyester) 중 어느 하나 이상의 재질로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 외측 지지체는 기판의 가장자리와 접촉하여 기판이 슬립없이 회전할 수 있는 가요성 재질로 형성된다. 예를 들어, NR(천연고무), NBR(Acrylonitrile-butadiene rubber), FKM(불소고무), BR(폴리부타디엔 고무), 우레탄 중 어느 하나 이상의 재질로 형성될 수 있다.
한편, 외측 지지체는 내측 지지체의 두께에 비하여 0.2~3배의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 다만, 내측 지지체의 두께에 비하여 1/5이하의 두께로 형성되면, 외측 지지체의 가요성 특성에 의하여 기판 가장자리와 높은 마찰 특성을 구현하는 성질을 가지지 못하며, 내측 지지체의 두께에 비하여 3배 이상의 두께로 형성되면 기판에 의해 미는 힘으로 요홈이 국부적으로 변형되지 못하여 바람직하지 않다. 이 때, 상기 외측 지지체는 경도 80 내지 100의 쇼어 경도를 갖는 것이 좋다.
한편, 본 발명은, 연직 방향으로 뻗어 회전하는 회전축과; 상기 회전축의 상단부에 상기 연결 볼트로 체결되어 고정된 전술한 접촉 지지체를; 포함하여 구성되어, 상기 요홈에 의하여 상기 기판의 가장자리를 지지하면서 상기 기판을 회전시키는 것을 특징으로 하는 기판 스피닝 장치의 지지대를 제공한다.
상술한 바와 같이 본 발명은, 기판 스피닝 장치에서 기판의 가장자리에 접촉하여 마찰력에 의하여 수평 회전시키는 또는 수평 회전하는 접촉 지지체를 구성함에 있어서, 기판 가장자리와 접촉하는 외측 지지체는 마찰이 높은 가요성 재질로 이루어지고, 회전축과 결합하는 내측 지지체는 플라스틱이나 수지 등으로 경도 및 강도가 높은 단단한 재질로 이루어짐에 따라, 내측 지지체에 의하여 회전축에 대하여 정확한 자세로 조립하여 장시간 동안 사용하더라도 그 자세가 틀어지지 않게 되면서도, 외측 지지체에 의하여 기판의 가장자리와 높은 마찰 상태를 유지하면서 접촉하여 기판의 가장자리의 슬립(slip) 현상을 최소화하면서 확실하게 기판을 수평 회전시킬 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은, 기판 가장자리를 수용하는 요홈이 외측 지지체에 링 형태로 형성되어, 기판의 가장자리가 항상 요홈에 수용된 상태로 회전 구동됨으로써, 수평 회전하는 기판의 자세를 일정하게 유지할 수 있게 하는 효과도 얻을 수 있다.
무엇보다도, 본 발명은, 상기 외측 지지체와 상기 내측 지지체가 서로 맞닿는 면 중 상기 요홈의 내측에 위치하는 부분에 상기 외측 지지체와 상기 내측 지지체 중 어느 하나 이상에 요입부를 링 형태로 형성하여, 상기 내측 지지체와 상기 외측 지지체의 사이에 공간부가 마련됨으로써, 기판을 수평 회전시키는 과정에서 기판 가장자리가 외측 지지체의 요홈의 내부로 밀어내는 힘이 작용하게 되면, 기판 가장자리의 미는 힘에 따라 요홈 주변의 외측 지지체가 공간부를 침투하는 형태로 국부적으로 내측으로 변형하면서 기판 가장자리를 보다 안정되게 수용하면서도, 동시에 외측 지지체의 탄성 복원력에 의하여 외측 지지체와 기판과의 마찰 접촉 상태를 보다 확실하게 유지함으로써, 기판의 수평 회전 시에 기판 가장자리와 접촉 지지체 사이에서 발생되는 슬립 현상을 확실하게 억제할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명은, 내측 지지체와 외측 지지체의 사이에 상기 공간부를 링 형태로 형성함에 따라, 내측 지지체의 외면과 외측 지지체의 내면이 끼워져 결합될 때에 그 사이에 접착제를 도포하더라도, 상기 공간부에 도포된 접착제가 수용되게 함으로써, 내측 지지체와 외측 지지체를 보다 견고하게 결합시키면서 접착제가 바깥으로 새어나오는 것을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 본 발명은, 상기 외측 지지체의 저면에는 사각형 형태의 사각 요입홈이 형성되고, 상기 내측 지지체는 상기 사각 요입홈에 끼워지는 사각 단면부를 구비하여, 내측 지지체와 외측 지지체가 서로 끼워진 상태에서, 회전축으로부터 전달되는 회전 토크가 내측 지지체를 통해 외측 지지체로 확실하게 전달하는 잇점을 얻을 수 있다.
도1은 일반적인 기판 스피닝 장치의 구성을 도시한 사시도,
도2는 도1에 기판이 안착된 상태를 도시한 평면도,
도3은 도1의 정면도,
도4는 도3의 A-A에 따른 종단면도,
도5는 도4의 'B'의 확대도,
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 지지체가 장착된 기판 스피닝 장치의 지지대의 종단면도,
도7은 도6의 'C'의 확대도,
도8은 도6의 지지체의 분해 사시도,
도9는 도8의 외측 지지체의 사시도,
도10a는 내측 지지체와 외측 지지체의 결합 상태를 도시한 단면도,
도10b는 본 발명의 다른 실시 형태에 따라 내측 지지체와 외측 지지체의 결합 상태를 도시한 단면도,
도11은 도7의 'E'부분을 확대하여 본 발명의 접촉 지지체의 작용을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 스피닝 장치의 접촉 지지체(933)가 장착된 지지대(9)에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해서는 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하며, 동일하거나 유사한 기능 혹은 구성에 대해서는 동일하거나 유사한 도면 부호를 부여하기로 한다.
도6에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 접촉 지지체(933)가 장착된 기판 스피닝 장치의 지지대(9)는 모터(M)에 의하여 회전(91r)하는 회전축(91)과, 회전축(91)의 둘레를 감싸는 하우징(92)과, 회전축(91)의 상단부에 결합되어 기판(W)을 수평 회전시키는 지지부(93)로 구성되어, 도1에 도시된 종래의 기판 스피닝 장치(1)의 이동부(10)에 결합되어 직선 왕복 운동(20d')을 하게 설치된다.
여기서, 하우징(92)은 회전하는 회전축(91)을 밀폐시켜 외부의 이물질에 의하여 회전축(91)이 오염되는 것을 방지하기 위하여 설치되며, 회전축(91)의 하측부를 감싸는 회전축 하측커버(921)와, 회전축(91)의 중앙부를 감싸는 중앙부 커버(922)와, 회전축(91)의 상측부를 감싸는 회전축 상측커버(923)로 이루어진다.
도8에 도시된 바와 같이 상기 지지부(93)는 회전축(91)과 중심부에서 제1체결나사(931x)로 고정되는 제1지지체(931)와, 제1지지체(931)의 둘레에서 제2체결나사(932x)로 고정되는 제2지지체(932)와, 제2지지체(932)의 중심부에서 제3체결나사(933x)로 고정되는 접촉 지지체(933)로 구성된다.
도면 중 미설명 부호인 931z는 제1체결나사(931x)가 체결되는 회전축(91) 상단의 나사홈이고, 도면 중 미설명 부호인 931y는 제1체결나사(931x)가 관통하는 제1지지체(931)의 관통공이다. 도면 중 미설명 부호인 932z는 제2체결나사(932x)가 체결되는 제1지지체(931)의 나사홈이고, 도면 중 미설명 부호인 932y는 제2체결나사(932x)가 관통하는 제2지지체(932)의 관통공이다. 도면 중 미설명 부호인 933z는 제3체결나사(933x)가 체결되는 제2지지체(932)의 나사홈이고, 도면 중 미설명 부호인 933y는 제3체결나사(933x)가 관통하는 제3지지체(933)의 관통공이다. 그리고 도면부호 931d는 제1체결나사(931x)가 체결 고정될 때에 제1지지체(931)와 제2지지체(932)의 사이에 개재되는 오링이고, 도면부호 933d는 제3체결나사(933x)가 체결 고정될 때에 접촉 지지체(933)와의 사이에 개재되는 오링이다.
여기서, 도면에 도시된 실시예에서는 제1지지체(931)와 제2지지체(932)를 매개로 접촉 지지체(933)가 회전축(91)에 일체로 고정되는 구성이 예시되어 있지만, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면 접촉 지지체(933)를 고정하는 제3체결나사(933x)로 직접 회전축(91)에 결합될 수도 있다.
상기 접촉 지지체(933)는 상대적으로 높은 경도와 높은 강도를 갖는 플라스틱 또는 수지 재질로 형성된 내측 지지체(9331)과, 내측 지지체(9332)의 둘레를 감싸면서 보다 낮은 경도와 낮은 강도의 가요성 재질로 형성된 외측 지지체(9332)로 이루어진다.
여기서, 내측 지지체(9331)는 연직 방향으로 뻗어 회전 구동되는 회전축(91)의 상측에서, 중심부에 제3체결 나사(933x)가 관통하는 관통공(933y)이 형성되어 제3체결 나사(933x)에 의해 제1지지체(931) 및 제2지지체(932)를 매개로 회전축(91)과 일체로 결합된다. 도면에 도시되지 않았지만, 내측 지지체(9331)는 제1지지체(931) 및 제2지지체(932)를 매개로 하지 않고 직접 회전축(91)과 체결 나사(933x)로 결합될 수도 있다.
그리고, 내측 지지체(9331)는 플라스틱 또는 수지재와 같이 단단한 재질로 형성됨에 따라, 회전축(91)에 대하여 예정된 자세가 되게 조립하는 것이 용이하며, 장시간 동안 사용되더라도 자세가 틀어지지 않으므로, 그 둘레를 감싸는 외측 지지체(9332)의 요홈(933a) 위치를 정확하게 유지하는 역할을 한다. 예를 들어, 내측 지지체(9331)는 PEEK(Polyether ether ketone), POM(Polyacetal, Polyoxymethylene), PA(폴리아미드), PVC(폴리염화비닐), PP(Polypropylene), ABS(Acrylonitrile-butadiene styrene Resin), PVDF(폴리플루오린화비닐리덴), UPE(Unsatureated Polyester) 중 어느 하나 이상의 재질로 형성될 수 있다.
내측 지지체(9331)는 제3체결나사(933x)가 관통할 수 있도록 중앙부가 관통하는 형태로 형성되며, 외주면은 대체로 원형 단면으로 형성되지만, 외주면의 하측에는 사각 단면부(9331x)가 형성된다. 내측 지지체(9331)는 제3체결나사(933x)에 의하여 회전축(91)과 일체로 고정되어, 회전축(91)의 회전에 따라 함께 일체로 회전한다.
상기 외측 지지체(9332)는 내측 지지체(9331)의 원주 바깥 둘레를 감싸는 형태로 형성되며, 고무 등과 같은 가요성 재질로 이루어진다. 예를 들어, NR(천연고무), NBR(Acrylonitrile-butadiene rubber), FKM(불소고무), BR(폴리부타디엔 고무), 우레탄 중 어느 하나 이상의 재질로 형성될 수 있다. 따라서, 외측 지지체(9332)는 외력에 대하여 쉽게 변형되지만, 내측 지지체(9331)가 외측 지지체(9332)를 관통하며 외측 지지체(9332)의 뼈대 역할을 하므로, 내측 지지체(9331)에 의하여 외측 지지체(9332)는 장시간 동안 사용되더라도 설치 당시의 자세 그대로 유지된다.
도9에 도시된 바와 같이 외측 지지체(9332)의 저면에는 사각형 형태의 사각 요입홈(9332x)이 형성되어, 내측 지지체(9332)의 사각 단면부(9331x)를 수용한다. 이에 따라, 외측 지지체(9332)는 내측 지지체(9332)에 대하여 미끄럼이 발생되지 않고 내측 지지체(9332)와 함께 일체로 회전된다.
일반적으로 원형 기판(W)을 기판 스피닝 장치의 사이에 핀에 의하여 지지된 상태로 공급되며, 기판 스피닝 장치의 지지대(9)가 서로 근접하게 이동하면서 기판(W)이 지지대(9)의 접촉 지지체에 지지된다. 이 때, 외측 지지체(9332)의 하측에는 하방 경사면(933s)이 원추 형상과 유사하게 형성됨으로써, 기판(W)이 기판 스피닝 장치로 공급되어 회전축(91)이 서로 가까워지게 이동(20d')하여 기판(W)의 가장자리가 외측 지지체에 거치된 상태가 되며, 그리고 추가적으로 지지대(9)가 이동(20d')하면, 도11에 도시된 바와 같이 기판(W)의 가장자리가 하방 경사면(933s)의 상측으로 이동(77)하여, 기판 가장자리가 정해진 높이에 위치한 요홈(933a) 내에 항상 일정하게 안착하게 된다. 이 때, 기판 가장자리가 하방 경사면(933s)을 따라 경사지게 이동(77)함에 따라 기판 가장자리에도 과도한 국부적인 힘이 작용하지 않게 된다.
따라서, 외측 지지체(9332)의 하방 경사면(933s)의 상측에는 요홈(933a)이 배치된다. 요홈(933a)은 뾰족하게 내향 형성될 수도 있지만 도면에 도시된 바와 같이 원호와 유사한 곡면으로 형성되어, 기판 가장자리가 하방 경사면(933s)을 타고 상측으로 이동(77)한 후에 기판 가장자리가 자연스럽고 요홈(933a)의 내부에 자리잡게 된다.
상기와 같이, 기판 가장자리와 접촉하는 외측 지지체(9332)는 마찰이 높은 가요성 재질로 이루어지고, 제3체결나사(933x)로 회전축(91)에 일체로 고정되는 내측 지지체(9331)는 플라스틱이나 수지 등으로 경도 및 강도가 높은 단단한 재질로 이루어짐에 따라, 내측 지지체(9331)에 의하여 회전축(91)에 대하여 정확한 자세로 조립하여 장시간 동안 사용하더라도 그 자세가 틀어지지 않게 되므로 도5에 도시된 종래의 문제점을 해소할 수 있으며, 동시에 외측 지지체(9332)에 의하여 기판의 가장자리와 높은 마찰 상태를 유지하면서 접촉하므로, 기판(W)을 수평 회전되게 구동하면서 기판 가장자리에서 슬립(slip) 현상이 발생되는 것을 최소화하여, 기판(W)을 정해진 시간 동안 정해진 회전수만큼 정확하게 회전 구동할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
무엇보다도, 요홈(933a)이 형성된 높이 근방에는 내측 지지체(9331)와 외측 지지체(9332)의 접촉면에는 링 형태의 공간(933v)이 마련된다. 이를 위하여, 본 발명은, 도10a에 도시된 바와 같이 내측 지지체(9331)의 외주면에 링 형태의 요입부(9331c)가 형성될 수도 있고, 도10b에 도시된 바와 같이 외측 지지체(9332)의 내주면에 링 형태의 요입부(9332c)가 형성될 수도 있으며, 내측 지지체(9331)의 외주면과 외측 지지체(9332)의 내주면에 함께 요입부가 형성되는 것에 의하여 내측 지지체(9331)과 외측 지지체(9332)의 사이에 공간부(933v)가 마련된다.
이 때, 기판 스피닝 공정 중에 외측 지지체(9332)에 작용하는 힘에도 공간부(933v)를 확실하게 유지할 수 있게 하기 위해서는, 요입부(9332c)가 단단한 재질인 내측 지지체(9331)에 형성된 것이 바람직하다.
이를 통해, 도11에 도시된 바와 같이, 기판(W)을 수평 회전시키는 과정에서 기판 가장자리가 외측 지지체(9332)의 요홈(933a)의 내부로 밀어내는 힘(F)이 작용하면, 요홈(933a)의 내측에는 공간부(933v)가 마련되어 있으므로, 기판 가장자리를 통해 미는 힘(F)에 의하여 요홈(933a) 주변의 외측 지지체(9332)가 국부적으로 내측으로 밀려 공간부(933v)를 침투하는 형태로 변형(9332d)하면서 눌리는 힘(F)을 완충시키고 동시에 기판 가장자리를 보다 안정되게 수용할 수 있게 된다. 따라서, 기판의 수평 회전을 하는 동안에 기판(W)의 자세를 안정되게 유지할 수 있다.
더욱이, 기판 가장자리에 의하여 눌려 공간부(933v)를 향하여 내측으로 변형되어 있던 요홈(933a) 주변의 외측 지지체(9332)는 변형(9332d)으로부터 원래의 형상으로 복귀하려는 성질을 갖게 되며, 외측 지지체(9332)의 탄성 복원력(Fk)에 의하여 기판(W) 가장자리를 외측으로 누르는 힘으로 작용하므로, 외측 지지체(9332)의 요홈(933a)과 기판 가장자리 사이의 마찰 접촉 상태를 보다 안정적이면서 보다 큰 힘으로 유지시킬 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 이에 의하여, 기판(W)의 수평 회전 시에 지지대(9)의 접촉 지지체(933)와 기판(W) 사이에 마찰력 부족에 따른 슬립(slip) 현상이 억제되어, 회전축(91) 및 접촉 지지체(933)의 회전에 따라 기판(W)도 정확히 회전하게 된다.
여기서, 공간부(933v)를 형성하는 요입부(9331c, 9332c)의 높이는 요홈(933a)의 높이와 약간 작거나 더 크게 형성되어, 외측 지지체(9332)의 변형(9332d)이 작게라도 발생될 수 있도록 한다. 한편, 외측 지지체(9332)는 내측 지지체(9331)의 두께에 비하여 0.2~3배의 두께로 형성되며, 바람직하게는 약 1.0~1.5배의 두께로 형성된다. 이는, 내측 지지체(9331)의 두께에 비하여 1/5이하의 두께로 형성되면, 외측 지지체(9332)의 가요성 특성에 의하여 기판 가장자리와 높은 마찰 특성을 구현하는 성질이 낮아지고, 내측 지지체(9331)의 두께에 비하여 3배 이상의 두께로 형성되면 기판에 의해 미는 힘으로 요홈(933a) 내측에서 공간부(933v)를 침투하는 형태로 국부적으로 변형(9332d)되는 부분이 생기기 어려워지기 때문이다. 한편, 기판 가장자리와 요홈(933a) 사이에 충분한 마찰력이 확보될 수 있도록 외측 지지체(9332)의 경도는 80 내지 100의 쇼어 경도를 갖는 것이 좋다.
내측 지지체(9331)와 외측 지지체(9332) 중 어느 하나 이상에 형성되는 요입부(9331c, 9332c)에 의해 공간부(933v)가 마련됨에 따라, 내측 지지체(9331)와 외측 지지체(9332)를 접착제를 도포하여 상호 결합할 때에 접착제를 수용하는 공간으로 활용될 수 있다. 이를 통해, 내측 지지체(9331)와 외측 지지체(9332)가 보다 견고하게 결합될 수 있으면서, 내측 지지체(9331)에 외측 지지체(9332)를 끼우는 과정에서 접착제가 바깥으로 새어나와 접착제의 양이 불일정하게 투입되는 것을 방지할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 기판 스피닝 장치의 접촉 지지체(933)는 기판 가장자리와 접촉하는 외측 지지체(9332)는 마찰이 높은 가요성 재질로 이루어지고, 회전축(91)과 결합하는 내측 지지체(9331)는 플라스틱이나 수지 등으로 경도 및 강도가 높은 단단한 재질로 이루어짐에 따라, 기판 가장자리와 외측 지지체(9332)의 요홈(933a) 사이에 높은 마찰 상태를 유지할 수 있으며, 동시에 외부의 충격이 작용하더라도 요홈(933a)의 위치 및 자세가 틀어지지 않아 기판 가장자리에서의 슬립 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
더욱이, 본 발명은 외측 지지체(9332)와 내측 지지체(9331)가 서로 맞닿는 면에 요입부(9331c, 9332c)에 의하여 링 형태의 공간부(933v)가 마련됨에 따라, 기판(W)을 수평 회전하는 동안에 기판 가장자리로부터 밀리는 힘(F)에 따라 변형(9332d)이 허용되면서 보다 확실하게 기판 가장자리를 수용할 수 있으면서, 외측 지지체(9332)의 변형된 부분의 탄성 복원력에 의하여 기판을 보다 높은 마찰력으로 접촉할 수 있게 되므로, 기판의 수평 회전 중에 발생되는 미끄럼 현상을 확실하게 억제할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 상기와 같은 특정 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 본 발명의 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
1: 기판 스피닝 장치 9: 지지대
91: 회전축 92: 하우징
93: 지지부 933: 접촉 지지체
933a: 요홈 933s: 하방 경사면
933v: 공간부 9331: 내측 지지체
9332: 외측 지지체 9331c, 9332: 요입부

Claims (5)

  1. 원형 디스크 형상의 기판을 수평 회전시키는 기판 스피닝 장치의 접촉 지지체로서,
    회전축의 상측에 배치되고, 체결 나사에 의해 상기 회전축과 일체로 결합되는 내측 지지체와;
    상기 내측 지지체의 원주 바깥 둘레를 감싸면서 형성되고, 상기 내측 지지체에 비하여 경도가 낮은 가요성 재질로 형성되며, 상기 기판의 가장자리를 수용하는 요홈이 원주면에 형성된 외측 지지체를;
    포함하여 구성되고, 상기 외측 지지체와 상기 내측 지지체가 서로 맞닿는 면 중 상기 요홈의 내측에 위치하는 부분에 상기 외측 지지체와 상기 내측 지지체 중 어느 하나 이상에 요입부가 형성되어, 상기 내측 지지체와 상기 외측 지지체의 사이에 공간부가 마련된 것을 특징으로 하는 기판 스피닝 장치의 접촉 지지체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 공간부는 링 형상으로 형성되어, 상기 요홈에 의해 눌리는 변형을 수용하는 것을 특징으로 하는 기판 스피닝 장치의 접촉 지지체.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 공간부는 링 형상으로 형성되어, 상기 외측 지지체와 상기 내측 지지체의 결합에 사용되는 접착제를 수용하는 것을 특징으로 하는 기판 스피닝 장치의 접촉 지지체.
  4. 연직 방향으로 뻗어 회전하는 회전축과;
    상기 회전축의 상단부에 상기 체결 나사로 체결되어 고정된 제 1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 접촉 지지체를;
    포함하고 상기 요홈에 의하여 상기 기판의 가장자리를 지지하면서 상기 기판을 회전시키는 지지대를 구비한 것을 특징으로 하는 기판 스피닝 장치.
  5. 삭제
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3854085B2 (ja) * 2001-03-16 2006-12-06 株式会社荏原製作所 基板処理装置
JP2005019701A (ja) * 2003-06-26 2005-01-20 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置
KR101312159B1 (ko) * 2012-03-23 2013-09-26 주식회사 케이씨텍 기판 스피닝 장치

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