KR102139089B1 - A gas-emission-free magnetic chuck for vacuum chamber use - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a permanent electromagnetic chuck used in a vacuum space. According to the present invention, the permanent electromagnetic chuck used in a vacuum space comprises: a lower case; a plurality of bobbins; a plurality of movable magnets; a magnetic inducer; four permanent magnet bands; an upper case coupled to an upper part of the lower case; a magnetic path cutting groove; a case sealing ring for sealing the lower case and the upper case; a plurality of first fastening bolts; a bolt sealing ring; and a plurality of second fastening bolts. According to the present invention, the quality of a semiconductor can be improved.

Description

진공공간에서 사용되는 영구전자척{A gas-emission-free magnetic chuck for vacuum chamber use}Permanent electronic chuck used in vacuum space {A gas-emission-free magnetic chuck for vacuum chamber use}

본 발명은 진공용 가스방출차단 영구전자척에 대한 것으로, 더 상세하게는 반도체소자 제조공정의 챔버 내부에 설치되어 진공상태에서 반도체, 디스플레이, 마스크 등의 제조장비를 척킹하여 고정, 반송작업을 할때 불순물 파티클(particle)이 방출되지 않도록 구성된 진공용 가스방출차단 영구전자척에 관한 것이다. The present invention relates to a permanent electronic chuck for gas emission blocking for vacuum, and more specifically, it is installed inside a chamber of a semiconductor device manufacturing process to chuck and manufacture and transport semiconductor, display, and mask manufacturing equipment in a vacuum. When the impurity particles (particles) are not released, it relates to a permanent electron chuck for gas emission blocking for vacuum.

일반적으로 반도체 제조공정은 포토 공정 및 웨트(Wet) 공정을 제외하면 오염문제, 플라즈마 이그니션(Plasma ignition), 열분해 공정 등의 재현성을 위해 진공 프로세스를 사용하고 있으며, 여러장이 동시에 처리되는 배치 타입(Batch type) 장비와 웨이퍼가 한장씩 개별적으로 처리되는 단일 타입 장비로 크게 분류되며 반도체 디바이스의 집적도가 점점 높아짐에 의해 단일 타입 방식으로 그 흐름이 전환되어 가고 있다. 그리고 웨이퍼의 대구경화가 진행됨에 따라 웨이퍼 반송 시스템의 정밀도 향상 뿐만 아니라 프로세스 챔버에서의 웨이퍼의 정확하고 재현성 있는 정렬이 무엇보다 중요하게 인식되고 있다.In general, the semiconductor manufacturing process uses a vacuum process for reproducibility such as contamination problems, plasma ignition, and pyrolysis processes, except for the photo process and the wet process, and batches that process multiple sheets simultaneously type) Equipment and wafers are largely classified as single-type equipment that is individually processed one by one, and the density of semiconductor devices is gradually increasing, and the flow is shifting to a single-type method. In addition, as the size of the wafer progresses, the accuracy of the wafer transfer system as well as the accurate and reproducible alignment of the wafer in the process chamber are recognized as the most important.

반도체 공정 절차를 개략적으로 언급하면, 진공 펌프에 의해 챔버 내부가 가스가 없는 고진공상태가 되고, 반송시스템을 이용해 웨이퍼를 스테이지 위에 위치시킨 후 웨이퍼의 상부에 마스크를 설치하여 자외선 조사, 식각, 증착 등의 여러가지 방법으로 반도체 소자를 제작하고 있다. Schematically referring to the semiconductor process procedure, the inside of the chamber is made into a high-vacuum state without gas by a vacuum pump, the wafer is placed on the stage using a transfer system, and a mask is installed on the top of the wafer to irradiate with ultraviolet rays, etching, deposition, etc Semiconductor devices are manufactured in various ways.

종래 반도체 제조공정은 처음에는 실험실에서 사람이 손으로 반도체 웨이퍼, 디스플레이 패널이나 마스크를 잡고 반도체의 가공을 시작하다가 대한민국 공개특허 제10-2008-0085291호 반도체 웨이퍼 인쇄장치용 마스크 진공흡착장치에 기재된 바와 같이 이송테이블의 하부에 진공마스크척을 설치하고, 진공펌프를 가동해 마스크를 흡착하여 고정하는 진공흡착장치가 개발되었다. 그러나 상기 진공흡착장치는 진공펌프를 이용한 음압을 이용해 마스크를 흡착하는 것으로, 진공상태에서는 매질인 공기가 없어 제품의 수율과 정확성을 높이기 위한 진공챔버의 내부에서는 사용할 수 없다는 문제점이 있었다. The conventional semiconductor manufacturing process is as described in the Republic of Korea Patent Publication No. 10-2008-0085291 mask vacuum adsorption device for a semiconductor wafer printing apparatus, in the laboratory at first, a person holds a semiconductor wafer, a display panel or a mask by hand and starts processing the semiconductor. Likewise, a vacuum suction device has been developed that installs a vacuum mask chuck at the bottom of the transfer table and operates a vacuum pump to adsorb and fix the mask. However, the vacuum adsorption device adsorbs the mask using a negative pressure using a vacuum pump, and there is no problem that it cannot be used inside the vacuum chamber to increase the yield and accuracy of the product because there is no air as a medium in the vacuum state.

진공상태에서 반도체를 제조하기 위한 기술로 대한민국 공개특허 10-2013-0072419호 반도체 기판의 진공 증착용 얼라인먼트 장치에서는 외부동력을 입력받아 회전하는 원형의 제1자력판이 고정 설치되는 홀더 조작부; 및 상기 홀더 조작부에 대해 비접촉 이동 가능한 상태로 설치되고, 제1자력판에 대응하는 제2자력판이 설치되어 자력을 통해 제1자력판의 회전력을 전달받고, 상기 회전력이 출력되는 출력단부에 제3자력판이 설치되어 자력을 이용해 이송프레임의 로딩 또는 언로딩을 조작하는 홀더 작동부를 포함하는 반도체 기판의 진공 증착용 얼라인먼트장치가 제시되었다. 상기 진공 증착용 얼라인먼트 장치는 벽면 등에 고정된 홀더조작부에 유압식이나 모터 엑츄에이터에 의한 회전력을 자력판을 이용해 이송대차나 이송프레임에 부착된 제2 자력판에 전달하여 반도체 기판을 고정하기 위한 기술이나 반도체 기판을 고정하기 위해 유압식이나 모터 엑츄에이터의 동력을 이용해야 하고, 다수의 베벨기어 조합 등이 필요하여 구조가 복잡하고, 탈부착이 불편하고, 전자석을 이용해 제2 전력판을 연결하여 고정하므로 전력을 계속 사용해야 하므로 소비전력이 적지 않다는 문제점이 있었다. As a technique for manufacturing a semiconductor in a vacuum state, the alignment device for vacuum deposition of a semiconductor substrate in the Republic of Korea Patent Application Publication No. 10-2013-0072419 includes a holder operation unit in which a circular first magnetic plate rotating by receiving external power is fixedly installed; And a non-contact movable state with respect to the holder operation portion, a second magnetic plate corresponding to the first magnetic plate is installed to receive the rotational force of the first magnetic plate through magnetic force, and a third to the output end where the rotating force is output. An alignment device for vacuum deposition of a semiconductor substrate has been proposed, which includes a holder operation unit that is installed with a magnetic plate to manipulate loading or unloading of a transfer frame using magnetic force. The alignment device for vacuum deposition is a technology or semiconductor for fixing a semiconductor substrate by transferring the rotational force by a hydraulic or motor actuator to a holder operation part fixed to a wall surface, etc. to a second magnetic plate attached to a transfer cart or a transfer frame using a magnetic plate. In order to fix the board, it is necessary to use the power of hydraulic or motor actuators, and a combination of multiple bevel gears, etc. is required, the structure is complicated, the attachment and detachment is inconvenient, and the second power plate is connected and fixed using an electromagnet to keep the power on. Since it has to be used, there was a problem that power consumption is not small.

진공챔버의 고진공 상태에서 이루어지는 반도체 제조공정은 사람이 들어갈 수도 없고, 진공흡착기를 이용할 수도 없어 로봇이나 자석과 같이 흡착력을 가진 기계를 사용할 수밖에 없어 구조가 간단하고, 자력의 방향을 바꿀때만 전력을 사용하여 전력소비율이 낮은 영구전자척이 유용하게 사용될 수 있으나, 일반적인 영구전자척은 구조상 에폭시와 같은 경화제를 사용하고 있어, 진공공간에서 영구전자척을 사용하면 경화제로부터 불순물 파티클이 분출되어 제작된 반도체의 재현 가능성과 정확성을 훼손될 우려가 있고, 불순물 분출을 막기 위해 스텐레스 등의 케이스를 씌우면 반도체나 마스크를 흡착할 자력이 충분하게 형성되지 않는다는 문제점이 있다. The semiconductor manufacturing process in the high vacuum state of the vacuum chamber does not allow people to enter or cannot use the vacuum adsorber, so it is necessary to use a machine with adsorption power such as a robot or a magnet, so the structure is simple and uses electricity only when changing the direction of the magnetic force. Therefore, a permanent electronic chuck with low power consumption can be usefully used, but a general permanent electronic chuck uses a curing agent such as epoxy in its structure, and when a permanent electronic chuck is used in a vacuum space, impurity particles are ejected from the curing agent. There is a possibility that the reproducibility and accuracy may be impaired, and there is a problem in that a magnetic force to adsorb a semiconductor or a mask is not sufficiently formed when a case such as stainless steel is covered to prevent the ejection of impurities.

대한민국 공개특허 제10-2008-0085291호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2008-0085291 대한민국 공개특허 10-2013-0072419호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2013-0072419

상기와 같은 문제점을 개선하기 위해, 반도체 제조공정의 진공 챔버에서 사용하기 위해 기존의 영구전차 척을 개선하여 구조가 단순하고, 대상물의 탈부착이 용이하며, 유지비용이 낮은 탈부착장치를 제공하고자 한다. In order to improve the above problems, to improve the existing permanent tank chuck for use in a vacuum chamber of a semiconductor manufacturing process, it is intended to provide a detachable device having a simple structure, easy detachment of an object, and low maintenance cost.

상기와 같은 과제를 수행하기 위해 본 발명은, 함체 형상의 길이방향 측면에 돌출된 전선커넥터(210)가 결합되며, 상부에 형성된 장착홈(230)의 바닥면에 전자석 척을 고정하기 위한 복수의 체결홀(250)이 형성되며, 상부면에 상기 장착홈(230)을 둘러싸는 밀봉링 설치홈(260)과 상기 밀봉링의 주변에 복수의 나사결합홈이 형성된 자성이 있는 스테인리스 재질의 하부 케이스(200); 연결회로를 통하여 상기 전선커넥터(210)에 전기적으로 연결되고, 외부에 자화용 코일이 구비되고 내부에 설치공간(330)이 마련되어 상기 장착홈(230)의 상부에 설치된 복수의 보빈(300); 상기 보빈(300)의 설치공간(330)에 설치되고 중앙에 체결홀(250)이 형성된 복수의 가동자석(350); 상기 보빈(300)의 상부에 결합되고 중앙에 체결홀(250)이 형성된 자기유도체(400); 상기 자기유도체(400)의 주변에 일정한 간격으로 결합된 4개의 영구자석띠(500); 상기 하부 케이스(200)의 상부에 결합되고, 테두리에 복수의 체결홈이 형성되며, 상기 하부 케이스(200)의 체결홀(250)에 대응되는 위치에 복수의 나사홈(650)이 형성된 자성이 있는 스테인리스 재질의 상부 케이스(600); 상기 상부 케이스(600)의 하면에 상기 자기유도체(400)에 대응되는 위치의 주변에 일정 깊이로 형성된 자로절단홈(630); 상기 밀봉설치홈에 삽입되어 상기 하부 케이스(200)와 상부 케이스(600)를 밀봉하기 위한 케이스 밀봉링(700); 상기 하부 케이스(200)에 형성된 체결홀(250), 가동자석(350), 자기유도체(400)를 관통하여 상기 상부 케이스(600)의 하부에 형성된 나사홈(650)에 체결되는 복수의 제1 체결볼트(730); 상기 체결볼트(730)에 삽입된 볼트 밀봉링(750); 및 상기 상부 케이스(600)의 테두리에 형성된 체결홈을 통하여 하부 케이스(200)의 상부면에 형성된 나사결합홈에 삽입되는 복수의 제2 체결볼트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다. In order to perform the above problems, the present invention is coupled to the wire connector 210 protruding on the longitudinal side of the enclosure shape, a plurality of for fixing the electromagnet chuck to the bottom surface of the mounting groove 230 formed on the top A fastening hole 250 is formed, a sealing ring installation groove 260 surrounding the mounting groove 230 on the upper surface and a lower case made of a magnetic stainless material having a plurality of screw coupling grooves formed around the sealing ring (200); A plurality of bobbins 300 which are electrically connected to the electric wire connector 210 through a connection circuit, are provided with a coil for magnetization on the outside and an installation space 330 inside, which is installed on the top of the mounting groove 230; A plurality of movable magnets 350 installed in the installation space 330 of the bobbin 300 and having fastening holes 250 in the center; A magnetic inductor 400 coupled to the upper portion of the bobbin 300 and having a fastening hole 250 in the center; Four permanent magnet bands 500 coupled at regular intervals around the magnetic induction body 400; Magnetic coupled to the upper portion of the lower case 200, a plurality of fastening grooves are formed in the rim, a plurality of screw grooves 650 are formed in a position corresponding to the fastening hole 250 of the lower case 200 Stainless steel upper case 600; A magnetic path cutting groove 630 formed at a predetermined depth around the position corresponding to the magnetic induction body 400 on the lower surface of the upper case 600; A case sealing ring 700 inserted into the sealing installation groove to seal the lower case 200 and the upper case 600; A plurality of first to be fastened to the screw groove 650 formed in the lower portion of the upper case 600 through the fastening hole 250, the movable magnet 350, the magnetic inductor 400 formed in the lower case 200. Fastening bolt 730; A bolt sealing ring 750 inserted into the fastening bolt 730; And it characterized in that it comprises a plurality of second fastening bolts that are inserted into the screw coupling groove formed in the upper surface of the lower case 200 through the fastening groove formed in the rim of the upper case 600.

상기와 같이 구성된 본 발명의 진공공간에서 사용되는 가스방출차단 영구전자척은 일발전인 영전자척과 달리 고진공의 챔버 내부에서 사용되더라도 자력이 충분하고, 불순물 파티클이 분출되지 않아 반도체의 품질을 상승시킬 수 있고, 대상물의 탈부착이 용이하며, 탈부착 상태변경시에만 전력이 소비되어 유지비용이 저렴하다는 장점이 있다. The gas discharge blocking permanent electron chuck used in the vacuum space of the present invention configured as described above, unlike the young electron chuck, which is one power generation, has sufficient magnetic force even when used inside a chamber of high vacuum, and does not eject impurity particles, thereby increasing the quality of the semiconductor. There is an advantage that the object can be easily attached and detached, and the maintenance cost is low because power is consumed only when the detachable state is changed.

도 1은 반도체를 가공하는 챔버의 설명도
도 2는 반도체 가공시 사용되는 이송장치의 설명도
도 3은 영전자척의 상부 케이스에 자로절단홈의 효과를 설명하는 설명도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영구전자척의 분해도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영구전자척의 분해 사시도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 영구전자척 제품의 상하면 사시도1 is an explanatory view of a chamber for processing a semiconductor
2 is an explanatory diagram of a transfer device used in semiconductor processing
Figure 3 is an explanatory diagram for explaining the effect of the magnetic cutting groove on the upper case of the chuck
4 is an exploded view of a permanent electronic chuck according to an embodiment of the present invention
5 is an exploded perspective view of a permanent electronic chuck according to an embodiment of the present invention
6 is a top and bottom perspective view of a permanent electronic chuck product according to an embodiment of the present invention

이하에서는 상기에 첨부한 도 1 내지 도 6을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 진공공간에서 사용되는 영구전자척에 대하여 상세하게 설명한다. 이에 앞서, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, a permanent electronic chuck used in a vacuum space according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 6 attached above. Prior to this, in the description of the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted.

도 1은 반도체를 가공하는 챔버의 설명도이고, 도 2는 반도체 가공시 사용되는 이송장치의 설명도이며, 도 3은 영전자척의 상부 케이스에 자로절단홈의 효과를 설명하는 설명도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영구전자척의 분해도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영구전자척의 분해 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 영구전자척 제품의 상하면 사시도이다. 1 is an explanatory diagram of a chamber for processing a semiconductor, FIG. 2 is an explanatory diagram of a transfer device used in semiconductor processing, and FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the effect of a magnetic path cutting groove on an upper case of a zero electron chuck. 4 is an exploded view of a permanent electronic chuck according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is an exploded perspective view of a permanent electronic chuck according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a permanent electronic chuck product according to an embodiment of the present invention. It is a top and bottom perspective view.

반도체나 디스플레이 제조설비들은 도 1에 도시된 바와 같이 불량품을 감소시키기 위해 5*10-5승 Pa정도의 고진공 챔버의 내부에서 이루어지므로, 진공흡착기를 이용할 수도 없어, 가공대상물(30)을 로봇팔로 잡아 옮기는 방식을 채택하거나 영구자석 또는 전자석과 같이 흡착력을 가진 자석이 다수 포함된 기계를 제작하여 격실(10)에서 반도체를 제작하고 있으며, 영구전자척은 착자와 탈자상태를 변경할 때에만 소량의 전기가 소모되고, 진공상태에서도 강력한 부착력이 있어 가공과정에서 가공대상물의 움직임을 최소화할 수 있는 장점이 있지만, 영구전자척은 진공상태에서는 내부에 포함된 에폭시 성분이 다량으로 누출되고, 영구전자척의 몸체를 이루는 금속에서도 소량의 불순물이 용출되어 불순물 파티클(particle)로 작용을 하여 제품불량의 원인이 되므로, 이를 반도체 가공분야에 적용이 쉽지 않았다. 영구전자척의 몸체에서 발산되는 불순물 파티클(particle)을 줄이기 위해 불순물 발산이 극히 적은 일반적인 스테인레스 강철을 이용하면 스테인레스 강철은 자성이 없어 사용이 불가능하고, 일부 마텐자이트계 스테인레스 철강은 자성을 가지고 있으나, 이를 영구전자척에 씌우면 도 3 (a)에 도시된 바와 같이 영구전자척의 외부로 튀어 나오는 자력선이 30% 안밖으로 줄어들어 이송기구를 붙잡기에 미흡하다는 결함이 있었다. 본 발명의 발명자는 도 3의 (b)와 같이 영구전자척의 자기유도체(400)들 사이에 있는 상부와 하부 케이스(200)를 마텐자이트계 스테인레스인 SUS420 j2로 만들어 하부 자기유도체(400)에 대응되는 위치의 주변에 일정 깊이로 형성된 자로절단홈(630)을 형성하면 상부 케이스(600)의 외부로 튀어나오는 자력선을 대폭으로 늘일 수 있다는 것을 발견하여 본 발명을 완성하게 되었다. As shown in FIG. 1, semiconductor or display manufacturing facilities are made inside a high-vacuum chamber of about 5*10-5 W Pa to reduce defective products, and thus a vacuum adsorber cannot be used, and the object to be processed 30 is a robot arm. A semiconductor is manufactured in the compartment 10 by adopting a gripping method or by manufacturing a machine containing a large number of magnets with adsorption power such as permanent magnets or electromagnets. Is consumed and has a strong adhesion even in a vacuum, which has the advantage of minimizing the movement of the object during processing, but the permanent electronic chuck leaks a large amount of the epoxy contained therein in the vacuum, and the body of the permanent electronic chuck A small amount of impurities are also eluted from the metal constituting the, so it acts as an impurity particle and causes product defects, so it was not easy to apply it to the semiconductor processing field. In order to reduce impurity particles emitted from the body of the permanent electronic chuck, stainless steel is not magnetic and cannot be used when ordinary stainless steel with very little impurity emission is used. Some martensitic stainless steels have magnetism. When placed on the permanent electronic chuck, as shown in FIG. 3(a), there was a defect in that the magnetic force line protruding out of the permanent electronic chuck was reduced by about 30% and was insufficient to hold the transport mechanism. The inventor of the present invention corresponds to the lower magnetic inductor 400 by making the upper and lower cases 200 between the magnetic inductors 400 of the permanent electronic chuck as shown in FIG. 3(b), made of martensitic stainless SUS420 j2. The present invention was completed by discovering that by forming a magnetic path cutting groove 630 formed at a certain depth around the position, the magnetic force line protruding to the outside of the upper case 600 can be significantly extended.

이하 도 3 내지 도 6을 참고하면서, 본 발명에 따른 진공공간에서 사용되는 영구전자척(100)에 대해 상세히 설명하고자 한다. Hereinafter, the permanent electronic chuck 100 used in the vacuum space according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 6.

본 발명에서 사용되는 영구전자척(100)은 함체 형상의 하부 케이스(200)의 상부에 전자척의 마그네틱 블록을 설치하기 위한 장착홈(230)이 설치된다. The permanent electronic chuck 100 used in the present invention is provided with a mounting groove 230 for installing a magnetic block of the electronic chuck on the upper part of the lower case 200 of the enclosure shape.

블록의 개수에 대해서는 이송구의 형상과 이송대상물의 무게를 고려하여야 할 것이나 본 발명의 일실시예에서는 4개를 선택하였으며, 이송구의 좁은 테두리에 장착해 사용되는 것을 고려해 일렬로 배치하였다. 장착홈(230)의 하부에는 마그네틱 블록을 구동하기 위한 회로배선이 하부에 설치되고, 회로를 외부 전원과 연결하기 위한 전선커넥터(210)를 마그네틱 블록이 일렬로 삽입되는 장착홈(230)의 양단부에 입력측과 연결측을 구분설치하여 영구전자척(100)이 열을 지어 설치될 수 있도록 하였다. 전선커넥터는 양측에 플러그 형상으로 설치되었으나 필요하다면 콘센트 형상으로 설치될 수도 있으며, 불순물 입자가 방출되지 않는 재질로 제작되는 것이 바람직하다. For the number of blocks, the shape of the transfer port and the weight of the transfer object should be considered, but in one embodiment of the present invention, four were selected and placed in a line considering that they are mounted on a narrow rim of the transfer port. Circuit wiring for driving the magnetic block is installed at the lower portion of the mounting groove 230, and both ends of the mounting groove 230 in which the magnetic block is inserted in line with the wire connector 210 for connecting the circuit with external power. Separately, the input side and the connection side are separately installed so that the permanent electronic chuck 100 can be installed in a row. The electric wire connector is installed in a plug shape on both sides, but may be installed in an outlet shape if necessary, and is preferably made of a material that does not emit impurity particles.

진공 격실(10)에서 사용되는 진공용 콘센트는 시중에 판매되는 것을 채택하였다. The vacuum outlet used in the vacuum compartment 10 is commercially available.

장착홈(230)의 바닥에는 설치되는 마그네틱 블록의 갯수만큼 체결홀(250)이 형성되고, 하부 케이스(200)의 상부면에는 내부에 설치되는 에폭시 등으로부터 발산된 입자의 방출을 막기 위한 밀봉링을 설치하기 위해 밀봉링 설치홈(260)이 장착홈(230)의 주위를 따라 형성된다. 하부 케이스(200)는 입자 방출이 적은 스테인레스 재질이 사용되며, 입자 방출을 줄이고 자력선의 원할한 이동을 위한 목적이므로 상부 케이스(600)와 같은 마텐자이트계 스테인레스인 SUS420 j2를 적용하였다. A fastening hole 250 is formed on the bottom of the mounting groove 230 as many as the number of magnetic blocks installed, and a sealing ring for preventing the release of particles emitted from epoxy or the like installed therein on the upper surface of the lower case 200. In order to install the sealing ring installation groove 260 is formed along the periphery of the mounting groove 230. The lower case 200 is made of stainless material with less particle emission, and is used for reducing particle emission and for smooth movement of the magnetic field line, so SUS420 j2, which is a martensitic stainless steel such as the upper case 600, was applied.

장착홈(230)에는 외부에 자화용 코일이 구비되어 연결회로에 전기적으로 연결되고, 내부에 설치공간(330)이 마련된 보빈(300)이 설치되며, 상기 보빈의 설치공간(330)에는 중앙부에 체결홀(250)이 형성된 가동자석(350)이 설치된다. 가동자석은 보자력이 약한 알니코(alnico)자석이 사용된다. 알니코 자석은 가장 광범위하게 사용되고 있는 영구자석의 하나이며, 많은 종류가 있으나, Alnico 5가 대표적인 것으로 Co 24%, Ni 14%, Al 8%, Cu 3%, 나머지 부분은 철로 구성된다. 알니코 자석은 스피커의 코어 등에 많이 사용되고 있는 자석으로 보자력이 낮아 코일을 이용해 역자기장을 걸어주면 자성이 쉽게 바뀌게 되는 성질이 있어 가동자석으로 사용되고 있다. The mounting groove 230 is provided with a coil for magnetization on the outside and is electrically connected to the connection circuit, and the bobbin 300 with the installation space 330 is installed inside, and the installation space 330 of the bobbin has a central portion. A movable magnet 350 in which the fastening hole 250 is formed is installed. For the moving magnet, an alnico magnet with weak coercive force is used. Alnico magnet is one of the most widely used permanent magnets, and although there are many types, Alnico 5 is representative, and Co 24%, Ni 14%, Al 8%, Cu 3%, and the rest are made of iron. Alnico magnets are magnets that are frequently used in the core of speakers, so they have low coercive force, so they can be easily changed by applying a reverse magnetic field using a coil.

상기 보빈(300)의 상부 중앙에 체결홀(250)이 형성된 자기유도체(400)가 결합된다. 자기유도체는 자화가 잘 되는 철로 이루어지며, 하부에 있는 가동자석(350)과 코일로부터 자력을 받아 자력선을 외부로 발산되게 한다. 자기유도체(400)의 주변에 일정한 간격으로 4개의 영구자석띠(500)가 결합되고, 영구자석띠는 보통 네오디뮴(neodymium) 자석이 사용되며, 네오디뮴과 철 및 붕소를 2:14:1의 비율로 분말 야금법으로 합금하여 만들어지는 것으로 현재 사용되는 자석 가운데 가장 강한 자력(25~50MGOe)을 지니고 있고, 가공성이 양호하며 가격이 저렴하나, 녹이 잘 스는 단점이 있어 표면을 니켈로 도금하여 사용한다. A magnetic induction body 400 having a fastening hole 250 formed at an upper center of the bobbin 300 is coupled. The magnetic inducer is made of iron, which is well magnetized, and receives magnetic force from the movable magnet 350 and the coil at the bottom to radiate the magnetic force line to the outside. Four permanent magnet bands 500 are coupled at regular intervals around the magnetic inductor 400, and the permanent magnet band is usually a neodymium magnet, and the ratio of neodymium, iron, and boron is 2:14:1. It is made by alloying with powder metallurgy. It has the strongest magnetic force (25~50MGOe) among the magnets currently used, has good processability and is inexpensive, but has the disadvantage of rust, so it is plated with nickel. .

자화용 코일에 정방향 또는 역방향 전류가 흐를 때, 알니코 자석은 코일에 의해 유도된 자력선에 감응되어 자극이 형성되거나 자성이 변경된다. 자기유도체(400)는 자석띠의 내측에 있으므로 자석띠의 내측과 같은 자극을 형성하고 있는 자기유도체는 코일의 자기유도에 의해 유도된 알리코 자석의 상부가 자기유도체와 같은 극성을 띠게 되면 서로 반발하여 자력선이 자기유도체의 상부에 형성되어 공작물을 고정할 수 있는 착자상태가 되고, 코일에 반대방향의 자기유도가 일어나면 알니코자석의 자극이 바뀌어 자기유도체의 자력선이 알니코자석을 통하여 자성체인 로딩 스테이션으로 내려와 인접한 알니코자석을 통하여 극성이 다른 인접한 자기유도체로 순환하게 되어 자기유도체의 상부에 자력선이 없어져 공작물을 쉽게 떼어낼 수 있는 탈자상태가 된다. When a forward or reverse current flows in the magnetizing coil, the Alnico magnet is sensitive to the magnetic force line induced by the coil, thereby forming a magnetic pole or changing magnetism. Since the magnetic inductor 400 is located inside the magnetic band, the magnetic inductor forming the same magnetic pole as the inside of the magnetic band repels each other when the upper part of the alico magnet induced by the magnetic induction of the coil has the same polarity as the magnetic inductor. The magnetic force line is formed on the upper part of the magnetic induction body, and becomes a magnetized state capable of fixing the work. When magnetic induction occurs in the opposite direction to the coil, the magnetic pole of the Alnico magnet is changed, and the magnetic force line of the magnetic inducer is a magnetic chain loading station through the Alnico magnet. It descends to and circulates through adjacent AlNiCo magnets to adjacent magnetic inductors of different polarity, so that the magnetic force line is disappeared at the top of the magnetic inductor, and it becomes a demagnetized state that can easily remove the workpiece.

자화용 코일에 흘려주는 전류는 알니코 자석의 자성을 바꿔주기만 하면 되므로 통상 + 또는 - 방향의 직류 전류를 0.3초 내외의 짧은 순간 흘려주는 것으로 충분하다. Since the current flowing through the magnetizing coil only needs to change the magnetism of the AlNiCo magnet, it is sufficient to flow a DC current in the + or-direction for a short moment of about 0.3 seconds.

하부 케이스(200)의 장착홈(230)에 보빈(300), 가동자석(350), 자기유도체(400) 및 자석띠를 결합할 때에는 임시볼트를 체결홀(250)에 끼워넣은 상태로 상기 구성들을 결합한 다음에 장착홈의 빈 공간에 절연물질인 에폭시를 채워넣은 후 에폭시가 경화되면 상부를 매끄럽게 연삭을 하며, 후술하는 상부 케이스(600)의 자로절단홈(630)도 에폭시로 메꾼 후 경화되면 연삭을 하여 사용하는 점은 동일하다. When combining the bobbin 300, the movable magnet 350, the magnetic inductor 400, and the magnetic strip to the mounting groove 230 of the lower case 200, the above configuration in a state where the temporary bolt is inserted into the fastening hole 250 After combining them, after filling the empty space of the mounting groove with epoxy as an insulating material, when the epoxy is cured, the upper part is smoothly ground, and the magnetic path cutting groove 630 of the upper case 600, which will be described later, is also filled with epoxy and then cured. The point of grinding and use is the same.

자기유도체의 상부에 하부 케이스(200)와 대응되는 너비와 폭을 가진 상부 케이스(600)가 결합된다. 상부 케이스의 재질도 자성이 있으면서도 불순물의 방출이 거의 없는 마텐자이트계열의 강철이 사용되며, 본 발명의 일 실시예에서는 상하부 케이스가 동일하게 SUS420 j2 스테인리스 강철이 사용되었다. The upper case 600 having a width and a width corresponding to the lower case 200 is coupled to the upper portion of the magnetic induction body. The material of the upper case is made of martensitic steel, which is magnetic and hardly releases impurities, and in one embodiment of the present invention, the upper and lower cases are made of SUS420 j2 stainless steel.

상부 케이스(600)의 하부에는 하부 케이스(200)의 체결홀(250)에 대응되는 위치에 나사홈(650)이 형성되어 임시볼트를 제거 후에 제1 체결볼트(730)를 보빈(300)의 내부에 있는 가동자석(350)의 체결홀과 자기유도체(400)의 체결홀을 관통하여 체결하여 상하부 케이스(200)가 고정되었다. A screw groove 650 is formed at a position corresponding to the fastening hole 250 of the lower case 200 at the lower portion of the upper case 600 to remove the temporary bolt and remove the temporary fastening bolt 730 of the bobbin 300. The upper and lower case 200 was fixed by fastening through the fastening hole of the movable magnet 350 and the fastening hole of the magnetic induction body 400.

본 발명의 상부 케이스는 블록 형상으로 서로 격리된 일반적인 영구전자척과 달리 여러 개의 자기유도체를 모두 덮는 한개의 판으로 이루어져, 자기유도체에서 자력선이 발산되면 대부분의 자력선이 상부 케이스(600) 몸체를 타고 흘러 외부로 방출되는 자력선이 일반적인 영구전자척의 30% 안밖에 불과한데, 상부 케이스의 하면에 두께의 절반 정도의 깊이로 자로절단홈(630)이 형성되면 일반적인 영구전자척의 70% 내외의 자력선이 상부 케이스의 외부로 방출된다. 자로절단홈(630)의 위치는 상기 자기유도체에 대응되는 위치의 주변, 더 구체적으로는 에폭시로 코팅한 부분의 상부에 자로절단홈이 형성되어야 하고, 자로 절단홈의 깊이는 방출되는 자력선의 수와 비례하므로 상부 케이스 두께의 절반 이상이 바람직하다. The upper case of the present invention is composed of one plate that covers all of the multiple magnetic inductors, unlike the general permanent electronic chuck, which is isolated from each other in a block shape, and when the magnetic force lines are radiated from the magnetic induction body, most magnetic force lines flow through the upper case 600 body. The magnetic force line emitted to the outside is only 30% of the normal permanent electronic chuck. When the magnetic path cutting groove 630 is formed at a depth of about half the thickness on the lower surface of the upper case, the magnetic force line of about 70% of the general permanent electronic chuck is the upper case. Is emitted to the outside. The location of the magnetic path cutting groove 630 should be formed around the magnetic inductor, more specifically, the magnetic path cutting groove should be formed on the top of the portion coated with epoxy, and the depth of the magnetic path cutting groove is the number of magnetic lines emitted. It is proportional to and more than half of the thickness of the upper case is desirable.

상기 밀봉링 설치홈(260)에 하부 케이스(200)와 상부 케이스(600)를 밀봉하기 위한 케이스 밀봉링(700)이 삽입된다. 케이스 밀봉링은 일반적인 고무링이 아니라 불순물 방출이 극히 적은 불소고무를 사용하는 것이 바람직하며, 본 발명의 실시예에서는 바이턴(viton) 재질의 밀봉링이 사용되었다. A case sealing ring 700 for sealing the lower case 200 and the upper case 600 is inserted into the sealing ring installation groove 260. The case sealing ring is not a general rubber ring, but it is preferable to use fluorine rubber with very little impurity release, and in the embodiment of the present invention, a sealing ring made of a viton material is used.

상기 하부 케이스(200)에 형성된 체결홀(250), 가동자석(350), 자기유도체(400)를 관통하여 상기 상부 케이스(600)의 하부에 형성된 나사홈(650)에 체결되는 제1 체결볼트(730)는 불소고무 재질의 볼트 밀봉링(750, 미도시)을 끼운 후 체결하여 영구전자척 내부의 불순물이 볼트의 틈새로 방출되지 않도록 한다. A fastening hole 250 formed in the lower case 200, a movable magnet 350, a first fastening bolt that penetrates the magnetic inductor 400 and is fastened to the screw groove 650 formed in the lower portion of the upper case 600. 730 is inserted and fastened after fitting a bolt sealing ring 750 (not shown) made of a fluorine rubber material so that impurities in the permanent electronic chuck are not released into the gaps of the bolt.

밀봉링을 상부 케이스(600)와 하부 케이스(200) 사이에 더욱 압박하여 틈을 없애기 위해 상부 케이스(600)의 테두리 주변에 형성된 복수의 체결홈을 통하여 하부 케이스(200)의 상면에 형성된 나사결합홈에 복수의 제2 체결볼트를 삽입하여 고정한다. 본 발명에서 사용되는 제1 체결볼트와 제2 체결볼트는 모두 스테인레스 재질로 사용하였다. Screw coupling formed on the upper surface of the lower case 200 through a plurality of fastening grooves formed around the rim of the upper case 600 to further eliminate the gap by further pressing the sealing ring between the upper case 600 and the lower case 200 Insert and fix a plurality of second fastening bolts in the groove. The first fastening bolt and the second fastening bolt used in the present invention were both made of stainless steel.

상기와 같이 구성된 영구전자척을 반도체, 디스플레이 패널이나 마스크(50)를 이송하기 위한 이송프레임(70)에 고정하기 위해 하부 케이스(200)의 하측 양측면에 도 6에 도시된 바와 같은 플랜지(270)를 형성하여 볼트를 이용해 고정하거나, 하부 프레임의 하부 외측에 나사결합홈을 형성하여 이송프레임(70)의 하부로부터 볼트를 체결하여 고정할 수 있다. Flanges 270 as shown in FIG. 6 on both lower sides of the lower case 200 to fix the permanent electronic chuck configured as described above to the transfer frame 70 for transporting the semiconductor, display panel or mask 50. It can be fixed by using a bolt to form, or by forming a screw coupling groove on the lower outer side of the lower frame by fastening the bolt from the lower portion of the transfer frame (70).

상기와 같이 구성된 본 발명의 영구전자척은 일발전인 영전자척과 달리 고진공의 챔버 내부에서 사용되더라도 자력이 충분하고, 불순물 파티클이 분출되지 않아 반도체의 품질을 향상시킬 수 있고, 대상물의 탈부착이 용이하며, 탈부착 상태변경시에만 전력이 소비되어 유지비용도 저렴하다. The permanent electron chuck of the present invention configured as described above has sufficient magnetic force even when used inside a high-vacuum chamber, unlike the one-electron chuck, which is a single-generation power generation, so that impurity particles are not ejected, thereby improving the quality of the semiconductor, and easily attaching and detaching objects. The maintenance cost is also low because power is consumed only when the detachable state is changed.

이상 본 발명의 일 실시 예에 따른 도면을 가지고 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although it has been described with the drawings according to an embodiment of the present invention, it is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and other equivalent embodiments are possible therefrom. Therefore, the true protection scope of the present invention should be defined only by the appended claims.

10 : 격실 20 : 격실벽
30 : 가공대상물 50 : 마스크
60 : 증착소스 70 : 이송프레임
100 : 영구전자척 200 : 하부 케이스
210 : 전선커넥터 230 : 장착홈
250 : 체결홀 260 : 밀봉링 설치홈
270 : 플랜지 300 : 보빈
330 : 설치공간 350 : 가동자석
400 : 자기유도체 500 : 영구자석띠
550 : 절연물질(미도시) 600 : 상부 케이스
630 : 자로절단홈 650 : 나사홈
700 : 케이스 밀봉링 730 : 체결볼트
750 : 볼트 밀봉링(미도시) 10: Compartment 20: Compartment wall
30: object to be processed 50: mask
60: deposition source 70: transfer frame
100: permanent electronic chuck 200: lower case
210: wire connector 230: mounting groove
250: fastening hole 260: sealing ring installation groove
270: flange 300: bobbin
330: Installation space 350: Moving magnet
400: magnetic induction body 500: permanent magnet strip
550: insulating material (not shown) 600: upper case
630: cutting groove 650: screw groove
700: case sealing ring 730: fastening bolt
750: bolt sealing ring (not shown)

Claims (5)

함체 형상의 길이방향 측면에 돌출된 전선커넥터(210)가 결합되며, 상부에 형성된 장착홈(230)의 바닥면에 전자석 척을 고정하기 위한 복수의 체결홀(250)이 형성되며, 상부면에 상기 장착홈(230)을 둘러싸는 밀봉링 설치홈(260)과 상기 밀봉링 설치홈의 주변에 복수의 나사결합홈이 형성된 자성이 있는 스테인리스 재질의 하부 케이스(200);
연결회로를 통하여 상기 전선커넥터(210)에 전기적으로 연결되고, 외부에 자화용 코일이 구비되고 내부에 설치공간(330)이 마련되어 상기 장착홈(230)의 상부에 설치된 복수의 보빈(300);
상기 보빈(300)의 설치공간(330)에 설치되고 중앙에 체결홀(250)이 형성된 복수의 가동자석(350);
상기 보빈(300)의 상부에 결합되고 중앙에 체결홀(250)이 형성된 자기유도체(400);
상기 자기유도체(400)의 주변에 일정한 간격으로 결합된 4개의 영구자석띠(500);
상기 하부 케이스(200)의 상부에 결합되고, 테두리에 복수의 체결홈이 형성되며, 상기 하부 케이스(200)의 체결홀(250)에 대응되는 위치에 복수의 나사홈(650)이 형성된 자성이 있는 스테인리스 재질의 상부 케이스(600);
상기 상부 케이스(600)의 하면에 상기 자기유도체(400)에 대응되는 위치의 주변에 일정 깊이로 형성된 자로절단홈(630);
상기 밀봉링 설치홈에 삽입되어 상기 하부 케이스(200)와 상부 케이스(600)를 밀봉하기 위한 케이스 밀봉링(700);
상기 하부 케이스(200)에 형성된 체결홀(250), 가동자석(350), 자기유도체(400)를 관통하여 상기 상부 케이스(600)의 하부에 형성된 나사홈(650)에 체결되는 복수의 제1 체결볼트(730);
상기 체결볼트(730)에 삽입된 볼트 밀봉링(750); 및
상기 상부 케이스(600)의 테두리에 형성된 체결홈을 통하여 하부 케이스(200)의 상부면에 형성된 나사결합홈에 삽입되는 복수의 제2 체결볼트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 진공공간에서 사용되는 영구전자척.The wire connector 210 protruding from the longitudinal side of the housing shape is coupled, and a plurality of fastening holes 250 for fixing the electromagnet chuck is formed on the bottom surface of the mounting groove 230 formed on the upper surface, and on the upper surface A sealing ring installation groove 260 surrounding the mounting groove 230 and a lower case 200 made of magnetic stainless material having a plurality of screw coupling grooves formed around the sealing ring installation groove;
A plurality of bobbins 300 which are electrically connected to the electric wire connector 210 through a connection circuit, are provided with a coil for magnetization on the outside and an installation space 330 inside, which is installed on the top of the mounting groove 230;
A plurality of movable magnets 350 installed in the installation space 330 of the bobbin 300 and having fastening holes 250 in the center;
A magnetic induction body 400 coupled to an upper portion of the bobbin 300 and having a fastening hole 250 in the center;
Four permanent magnet bands 500 coupled at regular intervals around the magnetic induction body 400;
Magnetism is coupled to the upper portion of the lower case 200, a plurality of fastening grooves are formed in the rim, a plurality of screw grooves 650 are formed in a position corresponding to the fastening hole 250 of the lower case 200 Stainless steel upper case 600;
A magnetic path cutting groove 630 formed at a predetermined depth around a position corresponding to the magnetic induction body 400 on a lower surface of the upper case 600;
A case sealing ring 700 inserted into the sealing ring installation groove to seal the lower case 200 and the upper case 600;
A plurality of first to be fastened to the screw groove 650 formed in the lower portion of the upper case 600 through the fastening hole 250, the movable magnet 350, the magnetic inductor 400 formed in the lower case 200. Fastening bolt 730;
A bolt sealing ring 750 inserted into the fastening bolt 730; And
Permanently used in a vacuum space, characterized in that it comprises a plurality of second fastening bolts inserted into screw coupling grooves formed on the upper surface of the lower case (200) through fastening grooves formed in the rim of the upper case (600). Electronic chuck. 제1항에 있어서,
상기 하부 케이스(200)에 형성된 장착홈(230)에 보빈(300), 가동자석(350)과 자기유도체(400) 및 영구자석띠(500)가 설치된 이후 빈 공간에 채워지는 절연물질(550);이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 진공공간에서 사용되는 영구전자척.According to claim 1,
After the bobbin 300, the movable magnet 350, the magnetic inductor 400, and the permanent magnet strip 500 are installed in the mounting groove 230 formed in the lower case 200, the insulating material 550 filled in the empty space Permanent electronic chuck used in a vacuum space characterized in that it further comprises. 제1항에 있어서
상기 하부 케이스(200)의 측면에 돌출된 플랜지(270)가 형성되거나 하부 케이스(200)의 하부에 복수의 나사결합홈이 형성되어, 이송대상물을 이송하는 이송프레임(70)에 체결하여 고정할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 진공공간에서 사용되는 영구전자척.The method of claim 1
The flange 270 protruding from the side of the lower case 200 is formed or a plurality of screw coupling grooves are formed at the lower part of the lower case 200 to be fastened to the transfer frame 70 for transporting the object to be fixed. Permanent electronic chuck used in a vacuum space, characterized in that configured to be. 제1항에 있어서,
상기 자성이 있는 스테인리스는 마텐자이트계열의 강철이고, 케이스 밀봉링은 바이턴 재질인 것을 특징으로 하는 진공공간에서 사용되는 영구전자척(100).According to claim 1,
The magnetic stainless steel is a martensitic steel, and the case sealing ring is a permanent electronic chuck 100 used in a vacuum space, characterized in that it is made of a Viton material. 제3항에 있어서,
상기 이송대상물은 반도체 웨이퍼, 디스플레이 패널, 마스크(50) 중의 한개인 것을 특징으로 하는 진공공간에서 사용되는 영구전자척(100).According to claim 3,
The transfer object is a semiconductor wafer, display panel, permanent electronic chuck 100 used in a vacuum space, characterized in that one of the mask (50).
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