KR101678828B1 - 세척 모듈의 브러쉬 세척 장치를 위한 롤러 조립체 - Google Patents
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Abstract
본 명세서에 기재된 실시예들은 브러쉬 세척 모듈에서 사용될 수 있는 롤러 조립체를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 일 실시예에서, 롤러 조립체가 기재된다. 상기 롤러 조립체는 기판의 주연부를 따라 기판의 주표면에 접촉하도록 구성된 둘 이상의 실질적으로 평행하게 대향하는 측벽들을 가진 환형 그루브를 포함하고, 각각의 대향하는 측벽들은 상기 기판의 주연부의 두께 미만인 압축전 치수를 가진 압축성 재료를 포함한다.
Description
본 발명의 실시예들은 전자 장치 제조에 관한 것이다. 특히, 실시예들은 반도체 기판, 웨이퍼, 컴팩트 디스크, 유리 기판 등등과 같은 얇은 디스크들을 세척하기 위한 스크러버 박스(scrubber box)와 같은 세척 모듈에 관한 것이다.
스크러버, 스크러버 박스 또는 브러쉬 박스로 때때로 불리우는 세척 모듈은 전자 장치 제조 프로세스의 하나 또는 둘 이상의(one or more) 단계에서 반도체 기판을 세척하기 위해 종종 사용된다. 예를 들면, 스크러버 박스는 기판의 화학적 기계적 폴리싱(CMP) 후 기판을 세척하기 위해 사용될 수 있다. 통상적으로, 공지된 스크러버 박스는 하나 또는 둘 이상의 회전식 브러쉬를 사용하며, 이 회전식 브러쉬는 회전하는 기판쪽으로 이동(urged)됨으로써 기판을 세척한다. 통상적으로, 기판은 하나 또는 둘 이상의 롤러 조립체에 의해 지지되거나, 및/또는 이를 이용하여 회전하게 될 수 있다.
집적 회로에 대한 수요가 계속 증가함에 따라, 칩 제조사는 처리량이 증대된 반도체 프로세스 툴링(tooling) 및 보다 강력한 프로세싱 장비를 요구하게 되었다. 이러한 수요를 충족시키고자, 처리량을 최대화하고, 툴(tool) 구성요소의 사용 수명을 증대시키며, 소유비용을 감소시키기 위해, 세척중에 기판을 더 잘 제어하기 위한 장치 및 방법이 개발되고 있다.
많은 스크러버 박스가 당업계에 존재하지만, 세척중에 기판을 더 잘 지지하고 및/또는 기판의 회전을 더 잘 제어할 뿐만 아니라, 교체 빈도(frequency)를 최소화하거나 연기하기(extend) 위해 롤러 조립체의 수명을 연장시키는 롤러 조립체에 대한 수요가 남아 있다.
일반적으로, 실시예들은 세척 모듈 내의 드라이브 롤러 조립체 또는 아이들러 롤러 조립체에서 사용되는 와셔 조립체를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 일 실시예에서, 롤러 조립체가 기재된다. 상기 롤러 조립체는 제 1 와셔 및 제 2 와셔를 포함하고, 상기 제 1 와셔와 상기 제 2 와셔는 제 1 와셔 또는 제 2 와셔의 표면에 적어도 부분적으로 형성되는 환형 그루브를 갖고, 상기 환형 그루브는 기판의 주연부(periphery)를 따라 기판의 주표면(major surface)에 접촉하도록 구성된 둘 이상의 실질적으로 평행하게 대향하는 측벽들을 포함하며, 각각의 대향하는 측벽들은 상기 기판의 주연부의 두께 미만인 압축전(pre-compressed) 치수를 가진 압축성 재료를 포함한다.
다른 실시예에서, 롤러 조립체가 기재된다. 상기 롤러 조립체는 허브와 플랜지 사이에 끼워지는 와셔 조립체를 포함하고, 상기 와셔 조립체는 제 1 와셔와, 상기 제 1 와셔의 표면에 접촉한 제 2 와셔를 포함하며, 상기 제 1 와셔와 제 2 와셔는 기판의 주연부를 수용하도록 구성된 환형 그루브를 형성하는 측벽들을 갖고, 상기 환형 그루브는 상기 기판의 주연부의 두께 미만인 압축전 폭을 갖는다.
다른 실시예에서, 하나 또는 둘 이상의 기판을 세척하기 위한 브러쉬 세척 모듈이 제공된다. 상기 브러쉬 세척 모듈은 하나 또는 둘 이상의 기판을 지지하거나 회전시키기 위한 롤러 조립체를 포함하며, 상기 롤러 조립체는 허브와 플랜지 사이에 끼워지는 와셔 조립체를 포함하고, 상기 와셔 조립체는 제 1 와셔와, 상기 제 1 와셔의 표면에 접촉한 제 2 와셔를 포함하며, 상기 제 1 와셔 또는 제 2 와셔 중 하나 이상은 압축성 재료로 제조되고, 제 1 측벽을 가진 상기 제 1 와셔와 제 2 측벽을 가진 상기 제 2 와셔는 기판의 주연부를 수용하도록 구성된 환형 그루브를 형성하며, 상기 환형 그루브는 상기 기판의 주연부의 두께 미만인 압축전 폭을 갖고, 상기 제 1 측벽 및 상기 제 2 측벽 중 하나 또는 모두는 텍스처링된 표면(textured surface)을 포함한다.
본 발명의 전술한 특징이 구체적으로 이해될 수 있도록, 첨부도면에 그 일부가 도시된 실시예를 참조하여, 위에서 약술한 실시예의 보다 상세한 설명이 이루어질 수 있을 것이다. 그러나, 본 발명이 다른 등가의 유효한 실시예들을 허용할 수 있으므로, 첨부도면은 오직 본 발명의 통상적인 실시예들을 도시한 것이며, 따라서 그 범주를 한정하는 것으로 간주되어서는 아니됨에 유의하여야 한다.
도 1은 스크러버 박스의 등축도이고,
도 2는 도 1의 스크러버 박스의 평단면도이며,
도 3a는 180°회전된 도 2의 스크러버 박스의 부분 등축 절개도이고,
도 3b는 롤러 조립체의 일 실시예의 부분 단면도이며,
도 4는 롤러 조립체의 일 실시예의 분해 단면도이고,
도 5a는 도 4의 롤러 조립체에 사용된 와셔의 일 실시예의 확대된 부분 단면도이며,
도 5b는, 표면 마감(surface finish)의 일 실시예를 나타낸, 도 5a의 와셔의 측벽 표면의 일부의 확대도이고,
도 5c는, 표면 마감의 다른 실시예를 나타낸, 도 5a의 와셔의 측벽 표면의 일부의 확대도이다.
도 2는 도 1의 스크러버 박스의 평단면도이며,
도 3a는 180°회전된 도 2의 스크러버 박스의 부분 등축 절개도이고,
도 3b는 롤러 조립체의 일 실시예의 부분 단면도이며,
도 4는 롤러 조립체의 일 실시예의 분해 단면도이고,
도 5a는 도 4의 롤러 조립체에 사용된 와셔의 일 실시예의 확대된 부분 단면도이며,
도 5b는, 표면 마감(surface finish)의 일 실시예를 나타낸, 도 5a의 와셔의 측벽 표면의 일부의 확대도이고,
도 5c는, 표면 마감의 다른 실시예를 나타낸, 도 5a의 와셔의 측벽 표면의 일부의 확대도이다.
이해를 용이하게 하기 위해, 도면에 대해 공통되는 동일한 요소들은 가능한 한 동일한 참조번호를 사용하여 표시하였다. 일 실시예에 개시된 요소들은 특별한 언급없이 다른 실시예들에서 유리하게 사용될 수 있는 것으로 생각된다.
일반적으로, 본 명세서에 기재된 실시예들은 스크러버 박스에서 사용될 수 있는 브러쉬형 세척 시스템용 롤러 조립체를 위한 장치 및 방법을 제공한다. 상기 스크러버 박스는 기판쪽으로 선택적으로 이동되는 브러쉬 또는 원통형 롤러를 사용한다. 기판의 세척을 실행하기 위해 상기 기판은 상기 브러쉬에 대해 회전하게 될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 세척 프로세스는 기판에 대한 화학적 기계적 폴리싱 프로세스가 실시된 후에 수행된다. 상기 롤러 조립체는 기판을 지지할 뿐만 아니라, 기판의 회전을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 상기 롤러 조립체는 또한 상기 세척 시스템에서 기판의 회전을 모니터링하도록 구성된 속도 모니터링 시스템과 인터페이스로 연결될(interfaced) 수 있다.
본 명세서에 기재된 실시예들은 아이들러 롤러로서 사용된 롤러 조립체를 참조하여 예시적으로 설명되어 있으나, 회전 지지체를 위해 사용될 수 있는 드라이브 롤러 및 다른 장치에 대해 사용될 수 있다. 본 발명으로부터 이득을 보도록 구성될 수 있는 세척 모듈의 실시예들은 SYCAMORETM 폴리싱 시스템의 일부인 세척기 모듈과 DESICA® 세척기를 포함하며, 이들은 모두 캘리포니아주 산타 클라라에 소재한 어플라이드 머티어리얼스 인코포레이티드로부터 입수가능하다. 본 명세서에 기재된 실시예들은 또한 다른 제조사들로부터 입수가능한 세척기 모듈 및 폴리싱 시스템에서 사용될 수 있다.
도 1은 전술한 바와 같은 세척기 모듈에서 사용될 수 있는 스크러버 박스(100)의 등축도이다. 도 2는 도 1의 스크러버 박스(100)의 평면도이다. 상기 스크러버 박스(100)는 제 1 지지체(125)와 제 2 지지체(130) 내에 적어도 부분적으로 수용되는 탱크(105)를 포함한다. 각각의 지지체(125,130)들은 스크러버 박스(100)의 탱크(105)의 바깥에 있는(즉, 외부에 있는) 링크장치(110)에 커플링된다. 각각의 지지체(125,130)들은 액츄에이터(135)를 지지하도록 구성된다. 각각의 액츄에이터(135)는 탱크(105) 내부에 위치된 (도 2에 도시된) 스크러버 브러쉬(115,120)에 커플링된다. 상기 액츄에이터(135)들은 축(A)을 중심으로 각각의 스크러버 브러쉬의 회전 운동(rotational movement)을 제공한다. 각각의 액츄에이터(135)들은 축(A',A")을 중심으로 각각의 스크러버 브러쉬(115,120)를 회전시키도록 구성된 직접 구동 서보 모터와 같은 구동 모터일 수 있다. 각각의 액츄에이터(135)들은 스크러버 브러쉬(115,120)의 회전 속도를 제어하도록 구성된 컨트롤러에 커플링된다.
상기 링크장치(110)는 각각의 지지체(125,130), 베이스(140) 및 액츄에이터(145)에 커플링된다. 상기 링크장치(110)는 (도 2에 도시된) 탱크(105) 내부에 위치되는 스크러버 브러쉬(115,120)의 기판(101)의 주표면에 대한 간편하고 정확한 구동/움직임을 위해 사용된다. 또한, 브러쉬(115,120)들, 액츄에이터(135)들 및 지지체(125,130)들 사이의 회전 커플링을 구현하기 위해 탱크(105) 내에 간극 홀(clearance holes; 미도시)이 형성될 수 있다. 시일, 가요성 와셔 또는 벨로우즈와 같은 순응성(compliant) 커플링 요소(150)가 각각의 홀의 주위에 배치되고 상기 탱크(105)와 상기 지지체(125,130) 사이에 장착될 수 있다. 이러한 배열은, (1) 탱크(105)의 벽체들에 대한 스크러버 브러쉬(115,120)의 상대 운동(relative motion)을 허용하고; (2) 그러한 배열이 아니었다면 상기 탱크 벽체들의 홀을 통해 탱크(105)의 내부로 통과할 수도 있었던 미립자 오염에 대해 기판(101)을 보호하며; 및/또는 (3) 탱크(105) 내의 유체 레벨이 홀의 레벨에 도달하거나 이를 초과하도록 허용하면서, 유체가 이 홀들을 통해 배수되는 것을 방지한다. 상기 액츄에이터(145)는 링크장치(110)의 움직임을 제어하기 위해 컨트롤러에 커플링된다.
각각의 제 1 및 제 2 지지체(125,130)들은 피벗 포인트(112)에 의해 베이스(140)에 커플링되고, 제 1 및 제 2 지지체(125,130)들은 상기 피벗 포인트에 대해 (서로를 향해 내부로 및 상부로, 및/또는 서로로부터 떨어져 외부로 및 하부로) 피벗되도록 구성될 수 있다. 작동시, 제 1 및 제 2 지지체(125,130)들은 베이스(140)에 대해, 도 1에 도시된 바와 같이, 각각의 호(1461,1462)를 통해 동시에 움직이게 될 수 있다. 이러한 움직임은 제 1 및 제 2 스크러버 브러쉬(115,120)가 도 2에 도시된 바와 같이 기판(101)에 대해 근접하도록 할 수 있거나, 또는 제 1 및 제 2 스크러버 브러쉬(115,120)와 기판(101; 미도시) 사이의 갭이 기판(101)의 삽입을 가능하게 하거나 및/또는 상기 스크러버 박스(100)로부터 기판(101)의 제거를 가능하게 할 수 있다.
또한, 상기 스크러버 박스(100)는 하나 또는 둘 이상의 구동 모터(144)와 회전 장치(146)를 포함한다. 각각의 구동 모터(144)와 회전 장치(146)는 샤프트(200,210)를 각각 포함하며, 상기 샤프트는 기판(101)을 지지하거나 및/또는 이에 맞물리도록 구성되는 롤러 조립체(미도시)에 각각 커플링된다. 각각의 구동 모터(144)는 직접 구동 서보 모터일 수 있으며, 상기 회전 장치(146)는 베어링일 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 회전 장치(146)는 지지된 기판의 회전을 모니터링하기 위한 센서 시스템을 또한 포함할 수 있다. 각각의 구동 모터(144)는 기판(101)의 회전 속도를 제어하기 위해 컨트롤러에 커플링된다. 상기 회전 장치(146)가 센서 시스템을 포함하는 실시예에서, 상기 회전 장치(146)는 또한 기판(101)의 회전 속도 계량(metric)을 컨트롤러에 제공하기 위해 상기 컨트롤러와 통신한다. 이 실시예에서, 회전 장치(146)에 의해 감지된 임의의 회전 과속 또는 저속은 알람(alarm)을 촉발할 수 있다.
도 3a는 180°회전된 도 2의 스크러버 박스의 등축 절개도이며, 스크러버 박스(100)의 내부 구성요소들을 나타내고 있다. 도 3a에서, 하나 또는 둘 이상의 롤러 조립체(3001,3002)에 의해 지지되거나 및/또는 맞물리는 기판(101)을 나타내기 위해 탱크(105)의 일부분이 절개되어 있으며, 상기 롤러 조립체들은 각각 (도 1에 도시된) 구동 모터(144)와 (도 1에 도시된) 회전 장치(146)에 커플링되어 있다. 일 실시예에서, 상기 롤러 조립체(3001)는 구동 롤러로서 구성되고, 상기 롤러 조립체(3002)는 아이들러 롤러로서 구성된다. 각각의 롤러 조립체(3001,3002)는 기판(101)의 주연부(310)를 수용하도록 구성된 홈부(305)를 포함한다. 상기 주연부(310)는 기판(101)의 에지 또는 부표면(minor surface)뿐 아니라, 기판(101)의 측면들 또는 주표면의 일부를 포함한다. 일 실시예에서, 상기 주연부(310)는 기판(101)의 에지 배제 구역(edge exclusion zone)의 적어도 일부를 포함한다.
각각의 롤러 조립체(3001,3002)는 기판(101)을 지지하고, 축(B)을 중심으로 한 기판(101)의 회전을 용이하게 하도록 구성된다. 부가적으로, 롤러 조립체(3001,3002) 중 하나 또는 둘 이상은, 기판(101)이 회전하는 동안, 기판(101)과 홈부(305) 사이의 미끄럼(slippage)을 방지하기 위해, 기판(101)의 주연부(310)와 맞물리거나 이를 그립핑(grip)하도록 구성될 수 있다.
도 3b는 기판(101)의 주연부(310)와 맞물리는 롤러 조립체(3002)의 일 실시예의 부분 단면도이다. 이 실시예에서, 상기 롤러 조립체(3002)는 제 1 와셔(320)와 제 2 와셔(330)를 포함하는 와셔 조립체(325)를 포함한다. 상기 와셔 조립체(325)는 플랜지(340) 및 허브(350)와 같은 회전 구조적 요소들 사이에 끼워진다.
일 실시예에서, 상기 와셔 조립체(325)는, 그 내부에 주연부(310)가 삽입될 수 있도록, 적어도 부분적으로 가요성이거나 변형가능한 재료로 제조된다. 일 실시예에서, 상기 제 1 와셔(320)와 제 2 와셔(330) 중 하나 또는 모두는 폴리우레탄과 같이 실온에서 탄성적이거나, 압축가능하거나, 또는 가요성인 재료로 제조된다. 일 양태에서, 폴리우레탄 재료는 약 55 쇼어(Shore) A 내지 약 65 쇼어 A, 예컨대, 약 60 쇼어 A의 경도를 포함한다. 일 실시예에서, 상기 기판(101)은 치수(D1)로서 도시된 두께를 포함하고, 상기 와셔 조립체(325)는 상기 치수(D1)보다 약간 작은 (치수(D2)로서 도시한) 압축되지 않은 폭 치수를 가진 그립핑 갭(gripping gap)(360)을 포함한다. 기판(101)이 삽입될 때, 기판(101)의 주연부(310)가 갭(360)에 수용되도록 하기 위해, 상기 와셔(320,330)들의 표면 중 하나 또는 모두가 압축된다. 상기 갭(360) 내의 탄성 재료의 압축력은 기판(101)을 와셔 조립체(325) 내에 편안하게 유지시킨다. 일 실시예에서, 상기 기판(101)의 치수(D1)는 약 0.030인치인 반면, 상기 갭(360)의 압축전 치수(D2)는 약 0.023인치 내지 약 0.029인치, 예컨대 약 0.027인치이다.
작동시, 도 1 내지 도 3b를 참조하면, 상기 지지체(125,130)들은 제 1 및 제 2 스크러버 브러쉬(115,120)들 사이에 갭을 제공하기 위해 서로로부터 멀리 및 외측으로 움직이게 된다. 로봇 또는 엔드 이펙터(미도시)에 의해 기판(101)이 제 1 및 제 2 스크러버 브러쉬(115,120)들 사이의 탱크(105) 내로 운반된다. 상기 로봇은 기판(101)의 주연부(310)를 롤러 조립체(3001,3002)의 각각의 홈부(305) 속으로 안내한다. 일 실시예에서, 상기 기판(101)의 주연부(310)가 롤러 조립체(3001,3002)의 각각의 홈부(305) 속으로 삽입되고 갭(360) 내부에 안착되도록, 상기 로봇 또는 엔드 이펙터가 기판(101)을 각각의 홈부(305) 속으로 이동시킨다.
상기 기판(101)이 롤러 조립체(3001,3002)에 안착될 때, 상기 지지체(125,130)들은 서로를 향해 및 내측으로 움직이고, 상기 제 1 및 제 2 스크러버 브러쉬(115,120)들은 기판(101)의 주표면에 접촉한다. 상기 롤러 조립체(3001)와 구동 모터(144)의 작용에 의해 기판(101)은 축(B)을 중심으로 회전하게 된다. 상기 제 1 및 제 2 스크러버 브러쉬(115,120)들은 회전하는 기판(101)에 대해 축(A' 및 A")을 중심으로 회전하게 됨으로써 세척 프로세스를 실시하게 된다. 상기 제 1 및 제 2 스크러버 브러쉬(115,120)들에 의해 기판(101)이 세척된 후, 상기 제 1 및 제 2 스크러버 브러쉬(115,120)와 기판(101)의 회전이 정지될 수 있다. 상기 지지체(125,130)들은 제 1 및 제 2 스크러버 브러쉬(115,120)들 사이에 갭을 제공하기 위해 다시 서로로부터 멀리 및 외측으로 움직이게 된다. 상기 기판(101)은 롤러 조립체(3001,3002)로부터 해제될 수 있으며, 로봇 또는 엔드 이펙터에 의해 탱크(105)로부터 제거되고, 다른 기판이 세척을 위해 탱크(105) 속으로 운반될 수 있다.
도 4는 도 3a 및 도 3b에 기재된 롤러 조립체(3001,3002)들 중 하나 또는 모두로서 사용될 수 있는 롤러 조립체(400)의 일 실시예의 분해도이다. 상기 롤러 조립체(400)는 일반적으로 환형 디스크인 제 1 와셔(320)와 제 2 와셔(330)를 포함하는 투 피스(two-piece) 구조를 가진 와셔 조립체(325)를 포함한다. 작동시, 상기 제 1 와셔(320)와 제 2 와셔(330)는 하나 또는 둘 이상의 패스너(410)에 의해 플랜지(340)와 허브(350) 사이에 고정된다. 상기 하나 또는 둘 이상의 패스너(410)는 나사, 볼트와 같이 제거가능한 패스너일 수 있거나, 또는 상기 와셔 조립체(325)의 용이한 조립과 분해를 가능하게 하는 다른 제거가능한 패스너일 수 있다. 각각의 플랜지(340)와 허브(350)는 (도 1에 양쪽 다 도시된) 구동 모터(144) 및/또는 회전 장치(146)로부터의 샤프트(미도시)를 수용하도록 구성되는 보어(405A,405B)를 포함한다. 이러한 방식으로, 상기 와셔 조립체(325)는 필요한 경우 용이하게 검사되고 교체될 수 있다.
상기 제 1 와셔(320)와 제 2 와셔(330)는 갭(360)을 형성하고, 일 실시예에서, 상기 갭은 제 2 와셔(330)의 바닥(4201)과 측벽(4202), 및 상기 제 2 와셔(330)의 측벽(4202)에 대해 실질적으로 평행한 제 1 와셔(320)의 대향하는 측벽(4203)의 조합에 의해 제공된다. 일 실시예에서, 상기 바닥(4201)은 와셔 조립체(325)의 종축에 대한 갭(360)의 폭 치수 또는 길이 치수일 수 있는 치수(D2)를 포함한다. 일 양태에서, 상기 치수(D2)는 약 0.023인치 내지 약 0.029인치, 예컨대, 약 0.027인치이다. 다른 실시예(미도시)에서는 상기 바닥(4201)이 제 1 와셔(320)와 제 2 와셔(330) 양쪽에서 적어도 부분적으로 형성될 수 있으나, 도시된 실시예에서는 상기 바닥(4201)이 전적으로 제 2 와셔(330)에서 형성된다. 상기 바닥(4201)은 약 0.050인치 내지 약 0.15인치의 깊이 치수(D3)로 형성된다. (이 도면에는 도시되지 않은) 기판(101)의 주연부(310)의 두께가 약 0.030인치이므로, 상기 측벽(4202,4203)들은 그 안에서 기판(101)의 압입을 가능하게 하며, 기판(101)의 주연부(310)를 그립핑한다.
일 실시예에서, 상기 제 1 와셔(320)는 조립될 때 제 2 와셔(330)의 평탄면(440)에 접촉하도록 구성되는 실질적으로 평면의 제 1 측벽(430)을 포함한다. 상기 평탄면(440)은 상기 측벽(4203)과 동일한 평면 배향(planar orientation)으로 있을 수 있으며 상기 측벽(4203)과 동일한 표면 마감을 포함할 수 있다. 상기 제 2 와셔(330)의 평탄면(440)은 단차부(450)를 포함하며, 이 단차부는 제 2 와셔(330)의 바닥(4201) 및 상기 제 1 측벽(430)과 실질적으로 평행한 제 2 측벽(4202)의 전이부(transitions)를 형성한다. 일 실시예에서, 상기 기판(101)의 주연부(310)는 상기 제 1 측벽(430)과 상기 제 2 측벽(4202) 사이에 접촉되고 그립핑된다.
상기 플랜지(340)와 허브(350)는 제 1 와셔(320)와 제 2 와셔(330)를 수용하도록 구성된 방사상 단차부(415A,415B)를 각각 포함한다. 상기 단차부(415B)는 제 2 와셔(330)의 치수(D4)와 실질적으로 동일하거나 그 보다 약간 작은 치수(D5)를 포함한다. 마찬가지로, 상기 단차부(415A)는 제 1 와셔(320)의 치수(D6)와 실질적으로 동일하거나 그 보다 약간 작은 치수(D7)를 포함한다. 또한, 각각의 플랜지(340) 및 허브(350)는 기판(미도시)을 갭(360) 안으로 안내하도록 구성된 경사면(425)을 포함한다.
도 5a는 제 2 와셔(330)의 일 실시예의 확대된 부분 단면도이다. 상기 제 2 와셔(330)의 각각의 바닥(4201)과 측벽(4202)은 표면(505)과 표면(510)을 각각 포함한다. 일 실시예에서, 상기 표면(510)은 기판(미도시)과 표면(510) 사이의 마찰을 증대시키기 위해 사용되는 표면 마감을 포함한다. 일 양태에서, 상기 표면(510)은 약 2 마이크론 내지 약 4 마이크론의 평균 표면 조도(Ra)를 포함한다. 측벽(4202)의 조도가 증가하면, 더 양호하고 보다 일관된 기판과의 접촉이 가능해진다. 일관된 접촉은, 기판을 회전시키기 위해 상기 와셔 조립체(325)가 롤러 조립체(3001)와 함께 사용될 때, 기판의 향상된 회전을 제공한다. 또한, 일관된 접촉은 기판의 미끄럼을 방지하거나 저감시킨다. 이는 와셔 조립체(325)가 기판의 회전 속도 계량을 용이하게 할 수 있는 아이들러 롤러로서 사용될 때 특히 중요하다. 따라서, 롤러 조립체(3001,3002)에 의해 기판에 부여되는 회전 속도가 정확하게 제어되고 및/또는 모니터링된다. 기판의 향상된 회전은 툴의 정지 시간을 초래하는 저속 알람(및/또는 고속 알람)의 빈도(frequency)를 최소화하거나 방지한다.
도 5b는, 제 2 와셔(330)의 측벽(4202)에 사용될 수 있는 표면 마감의 일 실시예를 나타낸, 도 5a의 제 2 와셔(330)의 표면(510)의 일부의 확대도이다. 이 실시예에서, 상기 표면(510)은 텍스처링된 패턴(515)을 포함하는 표면 마감을 포함한다. 일 실시예에서, 상기 패턴(515)은 표면(510)의 위에 또는 그 내부에 형성된 융기된 리브(ribs) 또는 표면 아래(sub-surface)의 그루브일 수 있는 복수의 선형 요소(518)를 포함한다. 일 실시예에서, 상기 패턴(515)은 격자 또는 격자와 같은 패턴으로 형성된 해칭(hatching) 또는 널링(knurling)을 포함한다.
도 5c는, 제 2 와셔(330)의 측벽(4202)에 사용될 수 있는 표면 마감의 다른 실시예를 나타낸, 도 5a의 제 2 와셔(330)의 표면(510)의 일부의 확대도이다. 이 실시예에서, 상기 표면(510)은 텍스처링된 패턴(515)의 다른 실시예를 포함하는 표면 마감을 포함한다. 이 실시예에서, 상기 패턴(515)은 복수의 원형 구조(520)를 포함한다. 각각의 원형 구조(520)들은 표면(510)의 위에 또는 그 내부에 형성된 융기된 리브 또는 표면 아래의 그루브일 수 있다. 각각의 원형 구조(520)들은 형상이 원형일 수 있거나, 원의 일부를 형성할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 상기 제 1 와셔(320)의 측벽(4203)은 도 5a 내지 도 5c에 기재된 제 2 와셔(330)를 참조하여 전술한 바와 같은 표면 마감들 중 하나 또는 그들의 조합을 가진 표면을 포함한다. 아울러, 상기 패턴(515)들이 와셔 조립체(325)의 특정 표면 상에 도시되어 있으나, 상기 패턴(515)들은 표면(505,510)들 중 어느 하나에 상호 교환가능하게 사용될 수 있다.
상기 와셔 조립체(325)의 디자인으로 인하여, 상기 갭(360)의 크기와, 상기 바닥(4201)과 상기 측벽(4202,4203) 상의 표면들의 표면 텍스처링(texturing) 및/또는 조도 매개변수들은 소정의 사양(specifications)에 따라 형성될 수 있다. 이러한 정밀한 갭 크기의 제조 및/또는 표면 마감 및/또는 텍스처의 변화는 종래의 와셔 디자인에서는 불가능하였다. 통상적으로, 종래의 와셔 디자인들은 갭(360)을 형성하도록 구성된 선반을 이용한 선반 가공(turning) 프로세스를 이용하여 제조되었다. 그러나, 선반 가공 툴이 종종 파손되었고, 및/또는 바닥(4201)과 측벽(4202,4203)의 표면 마감이 제어될 수 없었다.
상기 와셔 조립체(325)의 투 피스 구조는 제 1 와셔(320)와 제 2 와셔(330)가 많은 대안적인 방법들에 의해 제조될 수 있도록 한다. 예컨대, 상기 와셔 조립체(325)의 제 1 와셔(320)와 제 2 와셔(330)는, 특히 선반 가공, 밀링 및 레이저 가공(laser machining)과 같은 상이한 기계가공 기술들로 제조될 수 있다. 상기 와셔 조립체(325)는 또한 몰딩(molding) 프로세스를 사용하여 제조될 수 있다. 이러한 방식으로 와셔 조립체(325)를 제조하는 것은, 종래의 디자인에서 이용할 수 있었거나 가능하였던 것보다 와셔 조립체(325)의 구조에 있어서 유연성을 더 크게 할 수 있다. 예컨대, 제 1 와셔(320)와 제 2 와셔(330) 각각에 대한 대안적이면서 일관된 표면 마감들이 가능하다. 상기 와셔 조립체(325)의 일관된 표면 마감은 기판과 와셔 조립체(325) 사이의 마찰을 최대화할 뿐만 아니라, 와셔 조립체(325)의 수명을 증대시키는 것으로 여겨진다. 아울러, 표면 마감들은, 검사를 위해 내면에 접근할 수 없음으로 인해서 종래의 디자인에 대해 통상적으로 요구되었던 파괴적 검사 방법과는 반대로, 비파괴 검사 방법을 이용하여 검사될 수 있다. 따라서, 상기 와셔 조립체(325)의 디자인은 제조 비용을 감소시킨다. 또한, 기판과 와셔 조립체(325) 사이의 증가된 마찰은 저속 알람의 횟수를 감소시킬 것이며, 이는 정지 시간을 감소시키고 처리량을 증대시킨다.
또한, 상기 와셔 조립체(325)의 디자인은 종래의 와셔 디자인에 비해 수명의 현저한 증가를 나타냈다. 증대된 수명은 교체 빈도와 정지 시간을 감소시킨다. 예컨대, 와셔 조립체(325)의 교체 빈도는 스크러버 박스(100)의 다른 부품들과의 동시 교체를 제공하며, 이는 와셔 조립체(325)의 교체가 스크러버 박스(100)의 다른 부품들의 교체와 함께 계획될 수 있도록 한다. 예컨대, 종래의 와셔 디자인의 수명은 스크러버 브러쉬(115,120)에 의해 기판에 가해지는 화학물질 및/또는 압력에 따라 10,000개의 기판 내지 16,000개의 기판이었다. 그에 반해, 상기 와셔 조립체(325)는 20,000개의 기판을 초과하는 빈도로 교체를 필요로 한다. 상기 스크러버 브러쉬(115,120)가 약 20,000개의 기판마다 교체될 필요가 있으므로, 상기 와셔 조립체(325)의 교체는 모든 다른 스크러버 브러쉬의 교체 사이클과 일치한다. 따라서, 상기 와셔 조립체(325)의 교체 빈도는 종래의 와셔 디자인의 교체 빈도보다 더 일관되고 동시적인 교체 빈도를 제공한다.
전술한 바는 본 발명의 실시예에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 실시예 및 추가 실시예가 본 발명의 기본 범주를 벗어나지 않고 안출될 수 있다.
Claims (15)
- 브러쉬 세척 모듈에서 기판을 지지하거나 회전시키도록 구성된 롤러 조립체로서,
제 1 와셔; 및
제 2 와셔;를 포함하고,
상기 제 1 와셔와 상기 제 2 와셔는 제 1 와셔 또는 제 2 와셔의 표면에 적어도 부분적으로 형성된 환형 그루브를 갖고, 상기 환형 그루브는 기판의 주연부를 따라 기판의 주표면에 접촉하도록 구성된 둘 이상의 평행하게 대향하는 측벽들을 포함하며, 대향하는 상기 측벽들은 각각 상기 기판의 주연부의 두께 미만인 압축전(pre-compressed) 치수를 갖는 압축성 재료를 포함하고, 둘 이상의 대향하는 상기 측벽들은 각각 텍스처링된(textured) 표면을 포함하는,
롤러 조립체. - 제 1 항에 있어서,
상기 환형 그루브는 바닥 표면을 포함하고, 상기 바닥 표면은 전적으로 상기 제 2 와셔에 의해 형성되는,
롤러 조립체. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 텍스처링된 표면은 2 마이크론 Ra 내지 4 마이크론 Ra의 마감을 포함하는,
롤러 조립체. - 제 4 항에 있어서,
상기 텍스처링된 표면은 격자 패턴을 포함하는,
롤러 조립체. - 제 4 항에 있어서,
상기 텍스처링된 표면은 하나 또는 둘 이상의 융기된 구조를 포함하는 패턴을 포함하는,
롤러 조립체. - 브러쉬 세척 모듈에서 기판을 지지하거나 회전시키기 위한 구동 롤러 조립체로서,
허브와 플랜지 사이에 끼워지는 와셔 조립체를 포함하고,
상기 와셔 조립체는,
제 1 와셔; 및
상기 제 1 와셔의 표면에 접촉하는 제 2 와셔;를 포함하며,
상기 제 1 와셔와 제 2 와셔는, 기판의 주연부를 수용하도록 구성되고 압축성 재료를 포함하는 환형 그루브를 형성하는 측벽들을 갖고, 상기 환형 그루브는 상기 기판의 에지를 그립핑하도록(grip) 기판의 주연부의 두께 미만인 압축전 폭을 갖는,
구동 롤러 조립체. - 제 7 항에 있어서,
상기 환형 그루브는 상기 환형 그루브의 폭에 대응하는 바닥 표면을 포함하고, 상기 바닥 표면은 전적으로 상기 제 2 와셔에 의해 형성되는,
구동 롤러 조립체. - 제 7 항에 있어서,
상기 측벽들은 텍스처링된 표면을 포함하는,
구동 롤러 조립체. - 제 7 항에 있어서,
상기 측벽들은 제 1 측벽과 제 2 측벽을 포함하는,
구동 롤러 조립체. - 제 10 항에 있어서,
상기 제 1 측벽 또는 상기 제 2 측벽은 텍스처링된 표면을 포함하는,
구동 롤러 조립체. - 제 10 항에 있어서,
상기 제 1 측벽 및 상기 제 2 측벽은 2 마이크론 Ra 내지 4 마이크론 Ra인 표면 조도를 포함하는,
구동 롤러 조립체. - 하나 또는 둘 이상의 기판을 세척하기 위한 브러쉬 세척 모듈로서,
상기 하나 또는 둘 이상의 기판을 지지하거나 회전시키기 위한 롤러 조립체를 포함하며,
상기 롤러 조립체는,
허브와 플랜지 사이에 끼워지는 와셔 조립체를 포함하고,
상기 와셔 조립체는,
제 1 와셔; 및
상기 제 1 와셔의 표면에 접촉하는 제 2 와셔;를 포함하며,
상기 제 1 와셔 또는 제 2 와셔 중 하나 이상은 압축성 재료로 제조되고, 제 1 측벽을 가진 상기 제 1 와셔와 제 2 측벽을 가진 상기 제 2 와셔는 기판의 주연부를 수용하도록 구성된 환형 그루브를 형성하며, 상기 환형 그루브는 상기 기판의 주연부의 두께 미만인 압축전 폭을 갖고, 상기 제 1 측벽 및 상기 제 2 측벽 중 하나 또는 모두는 텍스처링된 표면을 포함하며, 상기 텍스처링된 표면은 상기 기판과 상기 텍스처링된 표면 사이의 마찰을 증대시키도록 구성된,
브러쉬 세척 모듈. - 제 13 항에 있어서,
상기 제 1 측벽 및 상기 제 2 측벽은 2 마이크론 Ra 내지 4 마이크론 Ra인 표면 조도를 포함하는,
브러쉬 세척 모듈. - 제 13 항에 있어서,
상기 환형 그루브는 상기 환형 그루브의 압축전 폭에 대응하는 바닥 표면을 포함하고, 상기 바닥 표면은 전적으로 상기 제 2 와셔에 의해 형성되는,
브러쉬 세척 모듈.
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