KR102637363B1 - Clamping apparatus for single type cleaning apparatus for substrate fixing - Google Patents
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Abstract
본 발명은 매엽식 세정장치의 기판 고정용 클램핑 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 링 플레이트와 코일 스프링을 이용한 간단한 구조를 통해 기판의 고정 해제를 정밀하게 수행할 수 있고, 스핀척의 회전과 함께 기판이 고정되고 회전관성에 의한 원심력으로 고속 회전 중에도 기판의 고정상태를 유지할 수 있고, 회전에 의한 원심력과 코일 스프링의 탄성력을 조합하여 복잡한 기어구조 없이도 기판의 고정/해제를 정확하게 수행할 수 있는 매엽식 세정장치의 기판 고정용 클램핑 장치에 대한 것이다.The present invention relates to a clamping device for fixing a substrate in a single-wafer cleaning device. More specifically, the present invention relates to a clamping device for fixing a substrate in a single-wafer cleaning device. More specifically, the fixation of the substrate can be performed precisely through a simple structure using a ring plate and a coil spring, and the substrate can be fixed with the rotation of the spin chuck. This fixed, centrifugal force due to rotational inertia can maintain the fixed state of the substrate even during high-speed rotation, and by combining the centrifugal force caused by rotation and the elastic force of the coil spring, it is possible to accurately fix/release the substrate without a complicated gear structure. This relates to a clamping device for fixing a substrate in a cleaning device.
Description
본 발명은 웨이퍼를 포함하는 기판의 매엽식 세정장치에 사용되는 스핀척 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체의 제조공정은 실리콘 웨이퍼에 노광, 식각, 증착, 세정을 통해 제조되는데 본 발명은 이중 기판을 안착 고정한 상태에서 세정액을 통해 세정하는 매엽식 세정장치에서 기판을 고정하거나 해제하기 위한 기판 고정용 클램핑 장치에 대한 것이다. The present invention relates to a spin chuck device used in a single-wafer cleaning device for a substrate including a wafer. More specifically, the semiconductor manufacturing process is manufactured through exposure, etching, deposition, and cleaning on a silicon wafer. This relates to a clamping device for fixing or releasing a substrate in a single-wafer type cleaning device that cleans the substrate using a cleaning solution while it is seated and fixed.
최근 스마트 폰을 포함하는 모바일 기기가 대량 보급됨에 따라 반도체가 포함된 전자부품의 수요가 증가하고 있다. 반도체가 포함되는 전자부품은 실리콘 웨이퍼를 기반으로 제작된다. 반도체 제조공정은 노광, 식각, 증착 및 세정공정을 반복하여 제조된다. 식각, 증착 등 반도체 제조 공정들을 거치는 동안 기판 상에는 각종 파티클, 금속 불순물, 유기 불순물 등과 같은 오염 물질이 남아 있을 수 있다. 이물이라고 표현되는 다양한 오염 물질은 반도체 소자의 수율 및 신뢰성에 악영향을 미치기 때문에, 반도체 제조 시에는 기판에 잔존하는 오염 물질을 제거하는 세정 공정이 수행된다.Recently, as mobile devices, including smartphones, have become widely distributed, the demand for electronic components containing semiconductors is increasing. Electronic components containing semiconductors are manufactured based on silicon wafers. The semiconductor manufacturing process is manufactured by repeating exposure, etching, deposition, and cleaning processes. During semiconductor manufacturing processes such as etching and deposition, contaminants such as various particles, metal impurities, and organic impurities may remain on the substrate. Since various contaminants, referred to as foreign substances, have a negative effect on the yield and reliability of semiconductor devices, a cleaning process is performed to remove contaminants remaining on the substrate during semiconductor manufacturing.
이러한 세정 공정은 크게 건식 세정 방식 및 습식(Wet) 세정 방식으로 구분될 수 있으며, 이 중에서 습식 세정 방식은 여러 가지 약액을 이용한 세정 방식으로서, 복수의 기판을 동시에 세정하는 배치식(batch type)과 낱장 단위로 기판을 세정하는 매엽식(single wafer type)으로 구분된다.This cleaning process can be largely divided into dry cleaning method and wet cleaning method. Among these, wet cleaning method is a cleaning method using various chemical solutions, and includes a batch type that cleans multiple substrates simultaneously and It is classified into a single wafer type that cleans the substrate on a single sheet basis.
배치식 세정장치는 세정액이 수용된 세정조에 복수의 기판을 한꺼번에 침지시켜서 오염원을 제거한다. 그러나, 기존의 배치식 세정장치는 기판의 대형화 추세에 대한 대응이 용이하지 않고, 세정액의 사용이 많다는 단점이 있다. 또한 배치식 세정장치에서 세정 공정 중에 기판이 파손될 경우 세정조 내에 있는 기판 전체에 영향을 미치게 되므로 다량의 기판 불량이 발생할 수 있는 위험이 있어 최근에는 매엽식 세정장치가 선호되고 있다.The batch type cleaning device removes contaminants by immersing multiple substrates in a cleaning tank containing a cleaning solution at the same time. However, existing batch cleaning devices have the disadvantage of not being able to easily respond to the trend of larger substrates and requiring a lot of cleaning fluid. In addition, if a substrate is damaged during the cleaning process in a batch cleaning device, it will affect the entire substrate in the cleaning tank, so there is a risk that a large number of substrate defects may occur, so recently, single wafer cleaning devices are preferred.
매엽식 세정장치는 낱장의 기판 단위로 처리하는 방식으로서, 고속으로 회전시킨 기판 표면에 세정액을 분사함으로써, 기판의 회전에 의한 원심력과 세정액의 분사에 따른 압력을 이용하여 오염원을 제거하는 스핀 방식(spinning method)으로 세정이 진행된다. 스핀 방식의 세정장치는 세정할 기판이 이송된 후 스핀척에 기판이 안착되고 기판을 고정한 상태에서 스핀척이 회전하게 된다. 이러한 세정공정을 위해서는 기판을 고정하거나 해제하는 구동 즉, 클램핑(clamping) 및 언클램핑(unclamping)을 척핀을 통해 수행하게 된다.The single-wafer cleaning device is a method of processing single-sheet substrates. It sprays cleaning liquid on the surface of a substrate rotated at high speed, and uses the spin method (spin method) to remove contaminants using the centrifugal force caused by the rotation of the substrate and the pressure from the spray of the cleaning liquid. Cleaning is carried out using spinning method. In the spin-type cleaning device, after the substrate to be cleaned is transferred, the substrate is placed on the spin chuck, and the spin chuck rotates while the substrate is fixed. For this cleaning process, the operation of fixing or releasing the substrate, that is, clamping and unclamping, is performed through a chuck pin.
종래에는 등록특허 10-0876100호에 개시된 것과 같이 스핀척 내부에 핀 로드(15)로 연결되는 랙기어(14), 그리퍼 핀(10) 및 다수의 기어군(11, 12, 13)을 통해 기판의 클램핑/언클램핑이 이루어짐에 따라 구동 구조가 복잡하고 기판의 고정을 위해 많은 기어들을 사용함에 따라 스핀척의 무게가 증가하여 회전 구동이 어렵고 정확한 회전수 제어가 힘든 문제가 있다.Conventionally, as disclosed in Patent Registration No. 10-0876100, the substrate is moved through a rack gear 14, a gripper pin 10, and a plurality of gear groups 11, 12, and 13 connected to the pin rod 15 inside the spin chuck. As clamping/unclamping is performed, the drive structure becomes complicated and as many gears are used to fix the substrate, the weight of the spin chuck increases, making rotational driving difficult and accurate rotation speed control difficult.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 링 플레이트와 코일 스프링을 이용한 간단한 구조를 통해 기판의 고정 해제를 정밀하게 수행할 수 있고, 스핀척의 회전과 함께 기판이 고정되고 회전관성에 의한 원심력으로 고속 회전 중에도 기판의 고정상태를 유지할 수 있고, 회전에 의한 원심력과 코일 스프링의 탄성력을 조합하여 복잡한 기어구조 없이도 기판의 고정/해제를 정확하게 수행할 수 있는 매엽식 세정장치의 기판 고정용 클램핑 장치를 제공함에 있다.The purpose of the present invention is to solve the above problems, to precisely release the fixation of the substrate through a simple structure using a ring plate and a coil spring, and to fix the substrate with the rotation of the spin chuck and to prevent the substrate from being fixed by rotational inertia. Clamping for fixing the substrate of a single-wafer type cleaning device that can maintain the fixed state of the substrate even during high-speed rotation by centrifugal force, and can accurately fix/release the substrate without a complicated gear structure by combining the centrifugal force of rotation and the elastic force of the coil spring. The purpose is to provide a device.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 매엽식 세정장치의 기판 고정용 클램핑 장치는 매엽식 세청장치에서 기판을 고정하는 스핀척에 있어서, 세정할 기판이 안착되어 세정을 위해 기판과 함께 회전축을 중심으로 회전하는 척 베이스와, 상기 척 베이스에 안착된 기판을 고정하기 위해 기판의 외곽부를 따라 척 베이스에 설치되는 2 이상의 척핀과, 상기 척 베이스의 하부에 척 베이스와 동일한 회전축을 중심으로 일정한 각도 범위 내에서 회동하고 상기 척핀의 언클램핑 구동을 위해 회전축을 기준으로 비스듬하게 형성된 언클램핑 유도홀이 형성되는 링 플레이트와, 일단에는 상기 언클램핑 유도홀에 삽입되는 유도돌기부가 설치되고, 타단에는 척핀의 하부와 링크 구조로 연결되는 링크 샤프트와, 상기 척핀의 클램핑 상태를 유지하기 위해 링크 샤프트의 양측에서 링크 샤프트와 척 베이스를 연결하는 코일 스프링부를 포함한다.In order to achieve the object of the present invention as described above, the present invention provides a clamping device for fixing a substrate in a single wafer type cleaning device to a spin chuck for fixing a substrate in a single wafer type cleaning device, on which a substrate to be cleaned is placed and cleaned. A chuck base that rotates around a rotation axis together with the substrate, two or more chuck pins installed on the chuck base along the outer edge of the substrate to fix the substrate seated on the chuck base, and a chuck pin on the lower part of the chuck base that is the same as the chuck base. A ring plate that rotates within a certain angle range around the rotation axis and has an unclamping guide hole formed at an angle with respect to the rotation axis for unclamping driving of the chuck pin, and a guide protrusion at one end inserted into the unclamping guide hole It is installed at the other end and includes a link shaft connected to the lower part of the chuck pin through a link structure, and a coil spring portion connecting the link shaft and the chuck base on both sides of the link shaft to maintain the clamping state of the chuck pin.
또한, 상기 척 베이스에는 척핀의 클램핑/언클램핑을 위해 유동하는 동안 기판의 안착 상태를 안정적으로 유지하기 위해 척 베이스의 중심 척핀 사이에 설치되는 2 이상의 지지핀을 포함한다.Additionally, the chuck base includes two or more support pins installed between the central chuck pins of the chuck base to stably maintain the seated state of the substrate while the chuck pins move for clamping/unclamping.
또한, 상기 척핀은 기판의 클램핑/언클램핑을 위해 상기 링크 샤프트의 전진 후진에 의해 척 베이스에 고정되는 힌지 축을 중심으로 일정한 각도 범위 내에서 좌우로 유동되는 힌지 핀과 힌지 핀의 상부에 결합되어 기판을 고정하는 클램핑 캡과 힌지 핀의 하부에 링크 샤프트와 결합되는 링크 결합부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the chuck pin is coupled to a hinge pin that moves left and right within a certain angle range around the hinge axis fixed to the chuck base by the forward and backward movement of the link shaft for clamping/unclamping of the substrate and the upper part of the hinge pin to hold the substrate. It is characterized by comprising a clamping cap for fixing and a link coupling part coupled to the link shaft at the lower part of the hinge pin.
또한, 상기 힌지 핀과 클램핑 캡은 힌지 핀의 좌우 유동 시 클램핑 캡의 흔들림을 방지하고 클램핑 시 기판의 파손을 방지하기 위해 신축성을 갖는 탄성 결합부재를 통해 결합되는 것을 특징으로 한다.In addition, the hinge pin and the clamping cap are coupled through an elastic coupling member with elasticity to prevent the clamping cap from shaking when the hinge pin moves left and right and to prevent damage to the substrate during clamping.
또한, 상기 링 플레이트를 상기 척핀의 클램핑/언클램핑을 위해 척 베이스와 별도로 일정 각도 범위 내에서 회동시키기 위해 회동핀 결합홀과 회동 범위를 제한하기 위해 척 베이스에 고정된 링 스토퍼가 삽입되는 스토퍼 홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, a stopper hole into which a ring stopper fixed to the chuck base is inserted to limit the rotation range and a rotation pin coupling hole to rotate the ring plate within a certain angle range separately from the chuck base for clamping/unclamping of the chuck pin. It is characterized by the formation of
또한, 상기 링크 샤프트는 상기 척 베이스의 중심을 기준으로 전후 이동방향을 가이드 하기 위해 척 베이스에 고정된 가이드 블록에 삽입되고, 상기 코일 스프링부는 가이드 블록의 양측에서 척핀이 언클램핑 상태를 유지하도록 링크 샤프트와 결합되는 것을 특징으로 한다.In addition, the link shaft is inserted into a guide block fixed to the chuck base to guide the forward and backward movement direction based on the center of the chuck base, and the coil spring portion is linked to maintain the chuck pin in an unclamped state on both sides of the guide block. It is characterized in that it is coupled to the shaft.
또한, 상기 척 베이스의 하부에 척 베이스의 회전에 의해 원심력을 갖는 회전관성부재가 설치되고, 상기 회전관성부재는 원심력에 의해 상기 척핀이 언클램핑 상태를 유지하도록 링크 샤프트와 결합되는 것을 특징으로 한다.In addition, a rotating inertia member having centrifugal force due to rotation of the chuck base is installed at the lower part of the chuck base, and the rotating inertia member is coupled to the link shaft to maintain the chuck pin in an unclamped state by centrifugal force. .
이상과 같은 구성의 본 발명은 링 플레이트, 링크 샤프트 및 코일 스프링을 포함하는 간단한 구조로 기판의 고정/해제를 수행할 수 있다. The present invention configured as described above can perform fixation/release of a substrate with a simple structure including a ring plate, link shaft, and coil spring.
또한, 스핀척의 회전과 함께 기판이 고정되도록 하여 별도의 제어 없이도 스핀척의 동작과 함께 기구적으로 기판이 고정됨에 따라 안정적으로 세정공정을 수행할 수 있다.In addition, the substrate is fixed with the rotation of the spin chuck, so that the cleaning process can be performed stably as the substrate is mechanically fixed with the operation of the spin chuck without separate control.
또한, 스핀척의 회전에 따라 발생하는 회전관성을 링크 샤프트로 전달하여 별도의 고정수단 없이도 회전 중 기판의 고정력을 자연스럽게 유지할 수 있다.In addition, the rotational inertia generated as the spin chuck rotates is transmitted to the link shaft, allowing the substrate to be naturally maintained during rotation without the need for a separate fixing means.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 매엽식 세정장치의 기판 고정용 클램핑 장치의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 매엽식 세정장치의 기판 고정용 클램핑 장치의 하부 평면도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 매엽식 세정장치의 기판 고정용 클램핑 장치의 절단면도이다.1 is a perspective view of a clamping device for fixing a substrate of a single-wafer type cleaning device according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a lower plan view of a clamping device for fixing a substrate of a single-wafer type cleaning device according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 is a cross-sectional view of a clamping device for fixing a substrate of a single-wafer type cleaning device according to an embodiment of the present invention.
이하에서 도면을 참조하여 본 발명에 따른 매엽식 세정장치의 기판 고정용 클램핑 장치에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a clamping device for fixing a substrate of a single-wafer type cleaning device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 매엽식 세정장치의 기판 고정용 클램핑 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 매엽식 세정장치의 기판 고정용 클램핑 장치의 하부 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 매엽식 세정장치의 기판 고정용 클램핑 장치의 절단면도이다.Figure 1 is a perspective view of a clamping device for fixing a substrate of a single wafer type cleaning device according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is a lower plan view of a clamping device for fixing a substrate of a single wafer type cleaning device according to an embodiment of the present invention. , Figure 3 is a cross-sectional view of a clamping device for fixing a substrate of a single-wafer type cleaning device according to an embodiment of the present invention.
반도체는 앞서 설명한 바와 같이 노광, 식각, 증착 및 세정공정을 통해 제조되며 각 공정 중에 이물이 남아있게 되는데 잔존하는 이물을 제거하기 위해서는 각 공정 중에 세정공정을 거치게 된다. 세정공정은 크게 건식과 습식으로 나뉘고 습식은 여러 장의 기판을 한 번에 세정하는 배치식과 단일 기판을 세정하는 매엽식으로 나뉘는데 본 발명은 매엽식 세정장치에 사용되는 스핀척 장치에 대한 것이다. 매엽식 세정장치는 기판의 사이즈와 무관하게 세정할 수 있고 독성이 강한 세정액을 최소로 사용하면서 세정 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. 하지만 세정공정을 수행하기 위해서는 고속 회전이 필요하고 세정공정이 끝난 후 기판의 이송을 위해 언클램핑이 필요한데 종래의 스핀척 장치는 구조가 복잡하고 여러 개의 기어로 구현함에 따라 스핀척 장치의 무게가 커져 정밀한 회전 제어가 어려울 뿐만 아니라 기구적인 결함에 의해 기판이 파손될 위험성이 있다.As explained above, semiconductors are manufactured through exposure, etching, deposition, and cleaning processes, and foreign substances remain during each process. To remove remaining foreign substances, a cleaning process is performed during each process. The cleaning process is largely divided into dry and wet processes, and the wet process is divided into a batch process that cleans multiple substrates at once and a single wafer process that cleans a single substrate. The present invention relates to a spin chuck device used in a single wafer type cleaning device. Single-wafer cleaning devices have the advantage of being able to clean regardless of the size of the substrate and increasing cleaning efficiency while minimizing the use of highly toxic cleaning solutions. However, high-speed rotation is required to perform the cleaning process, and unclamping is required to transfer the substrate after the cleaning process is completed. However, the conventional spin chuck device has a complex structure and is implemented with multiple gears, which increases the weight of the spin chuck device. Not only is precise rotation control difficult, but there is a risk of the board being damaged due to mechanical defects.
본 발명의 매엽식 세정장치의 기판 고정용 클램핑장치는 기판을 세정하는 세정장치의 스핀척에 설치되는 장치로서 세정할 기판(10)이 이송된 후 안착되어 세정할 기판(10)과 함께 회전축을 중심으로 회전하는 척 베이스(100)와 척 베이스(100)에 안착된 기판(10)을 고정하기 위해 기판(10)의 사이즈 및 형상에 따라 기판(10)의 외곽부에 맞춰 척 베이스(100)에 설치되는 2 이상의 척핀(200)과 척 베이스(100)의 하부에 척 베이스(100)와 동일한 회전축을 중심으로 척핀(200)의 클램핑/언클램핑을 수행하기 위해 일정한 각도 범위 내에서 회동하고 척핀(200)의 언클램핑 구동을 유도하기 위해 비스듬하게 형성되는 언클램핑 유도홀(310)이 형성되는 링 플레이트(300)와 일단에는 언클램핑 유도홀(310)에 삽입되는 유도돌기부(410)이 형성되고 타단에는 척핀(200)의 하부와 링크구조로 연결되는 링크 샤프트(400)와 척핀(200)의 클램핑 상태를 유지하기 위해 링크 샤프트(400)의 양쪽에서 척 베이스(100)와 링크 샤프트(400)를 연결하는 코일 스프링부(500)를 포함하여 이루어진다.The clamping device for fixing the substrate of the single-wafer cleaning device of the present invention is a device installed on the spin chuck of the cleaning device for cleaning the substrate. It is seated after the substrate 10 to be cleaned is transported and rotates along the substrate 10 to be cleaned. In order to fix the chuck base 100 rotating to the center and the substrate 10 seated on the chuck base 100, the chuck base 100 is fitted to the outer portion of the substrate 10 according to the size and shape of the substrate 10. Two or more chuck pins 200 installed in the lower part of the chuck base 100 rotate within a certain angle range to perform clamping/unclamping of the chuck pin 200 around the same rotation axis as the chuck base 100. A ring plate 300 with an unclamping guide hole 310 formed at an angle to guide the unclamping drive of 200 is formed, and a guide protrusion 410 that is inserted into the unclamping guide hole 310 is formed at one end. And at the other end, the chuck base 100 and the link shaft 400 are installed on both sides of the link shaft 400 to maintain the clamping state of the link shaft 400 and the chuck pin 200, which are connected to the lower part of the chuck pin 200 through a link structure. ) and includes a coil spring portion 500 connecting the coil spring portion 500.
본 발명의 척 베이스(100)는 세정할 기판(10)이 안착되어 척핀(200)으로 기판을 고정한 후 세정을 위해 기판을 회전시키는 구성이다. 척 베이스(100)는 기판의 외곽 형상에 맞춰 제작되며 기판의 사이즈에 따라 달라진다. 척 베이스(100)의 하부에는 척 베이스를 회전시키기 위해 중심부에 회전축이 마련되고 회전축을 중심으로 척 베이스(100)를 회전시키기 위해서 회전 구동부(미도시)가 척 베이스(100)의 하부에 마련된다. 기판(10)이 이송되면 척 베이스(100)에 안착 후 정확한 위치로 정렬이 이루어지는데 세정공정을 위해 척 베이스(100)가 고속 회전하기 전에 척핀(200)에 의해 기판(10)이 단단히 고정된다. 척핀(200)에 의해 고정이 되기 전에 기판(10)의 안착과 정렬을 위해 기판(10)을 임시적으로 지지하기 위해 척 베이스(100)에는 척핀(200)의 안쪽에 지지핀(110)이 설치되는 것이 보통이다. 척핀(200)이 해제 즉, 언클램핑된 상태에서 이송된 기판(10)이 지지핀(110)에 임시로 안착되고 본 발명의 클램핑 장치를 통해 척 베이스(100)의 회전 전에 고정되는 과정 즉, 클램핑이 이루어진다.The chuck base 100 of the present invention is configured to seat the substrate 10 to be cleaned, fix the substrate with the chuck pin 200, and then rotate the substrate for cleaning. The chuck base 100 is manufactured to fit the outer shape of the substrate and varies depending on the size of the substrate. A rotation axis is provided at the center of the lower part of the chuck base 100 to rotate the chuck base, and a rotation drive unit (not shown) is provided at the lower part of the chuck base 100 to rotate the chuck base 100 around the rotation axis. . When the substrate 10 is transported, it is seated on the chuck base 100 and aligned to the correct position. The substrate 10 is firmly fixed by the chuck pin 200 before the chuck base 100 rotates at high speed for the cleaning process. . A support pin 110 is installed inside the chuck pin 200 on the chuck base 100 to temporarily support the substrate 10 for seating and alignment of the substrate 10 before it is fixed by the chuck pin 200. It is normal for this to happen. The process in which the transferred substrate 10 is temporarily seated on the support pin 110 in a state in which the chuck pin 200 is released, that is, unclamped, and is fixed before rotation of the chuck base 100 through the clamping device of the present invention, that is, Clamping takes place.
본 발명의 척핀(200)은 척 베이스(100)에 안착된 기판을 고정하는 구성으로 기판이 척 베이스(100)의 정확한 위치에 정렬된 후 척 베이스(100)의 회전 시 기판을 고정하는 구성이다. 즉, 기판이 이송되어 척 베이스(100)에 안착되거나 세정공정을 완료한 후 다른 공정설비로 이송되도록 기판을 언클램핑하거나 척 베이스(100)의 회전 시 기판을 고정하기 위해 클램핑하는 구성으로 좌우로 이동할 필요가 있다. 기판(10)이 척 베이스(100)로 이송되거나 세정공정을 끝낸 후 다른 설비로 이송할 경우에는 척핀(200)이 해제된 상태에 있어야 하고 세정공정을 위해 척 베이스(100)가 고속 회전하기 전에 기판(10)을 고정하는 상태에 있어야 한다. 이를 위해 척핀(200)은 기판(10)을 기준으로 좌우로 일정 각도로 회동할 필요가 있는데 이는 척 베이스(100)의 하부에 마련된 링 플레이트(300), 링크 샤프트(400) 및 코일 스프링부(500)를 통해 이루어진다. 척핀(200)은 이처럼 좌우로 회동하는 것이 필수적인데 이를 위해서 본 발명의 척핀(200)은 척 베이스(100)에 고정되는 축을 중심으로 일정 각도로 회동하는 힌지핀(210)과 힌지핀(210)의 상부에 결합되어 기판(10)을 고정하는 클램핑 캡(220)과 척핀(200)의 하부에서 직선 왕복운동을 하는 링크 샤프트(400)와 결합되는 링크 결합부(230)을 포함하여 이루어지고 기판(10)을 고정할 때 기판(10)의 파손을 방지하기 위해 힌지핀(210)과 클램핑 캡(220)은 신축성이 있는 재질로 이루어진 탄성 결합부재(240)을 통해 결합하는 것이 바람직하다. 클램핑 캡(220)의 상부는 기판(10)을 고정한 후 기판(10)의 유동을 방지하기 위해 기판(10)의 폭에 맞는 홈을 마련하는 것이 바람직하다.The chuck pin 200 of the present invention is configured to fix a substrate seated on the chuck base 100, and is configured to fix the substrate when the chuck base 100 rotates after the substrate is aligned to the correct position of the chuck base 100. . That is, the substrate is transferred and seated on the chuck base 100, or the substrate is unclamped so that it can be transferred to other process equipment after completing the cleaning process, or clamped to fix the substrate when the chuck base 100 rotates. need to move When the substrate 10 is transferred to the chuck base 100 or transferred to another facility after completing the cleaning process, the chuck pins 200 must be released and before the chuck base 100 rotates at high speed for the cleaning process. The substrate 10 must be in a fixed state. To this end, the chuck pin 200 needs to be rotated at a certain angle to the left and right with respect to the substrate 10, which means that the ring plate 300, link shaft 400, and coil spring unit ( 500). It is essential for the chuck pin 200 to rotate left and right like this, and for this purpose, the chuck pin 200 of the present invention includes a hinge pin 210 and a hinge pin 210 that rotate at a certain angle about an axis fixed to the chuck base 100. It includes a clamping cap 220 that is coupled to the upper part of the substrate 10 and a link coupling portion 230 that is coupled to a link shaft 400 that performs a linear reciprocating motion at the bottom of the chuck pin 200. In order to prevent damage to the substrate 10 when fixing 10, the hinge pin 210 and the clamping cap 220 are preferably coupled through an elastic coupling member 240 made of an elastic material. It is desirable to provide a groove on the upper part of the clamping cap 220 that matches the width of the substrate 10 to prevent the substrate 10 from moving after fixing the substrate 10.
본 발명의 링 플레이트(300)와 링크 샤프트(400) 및 코일 스프링부(500)는 앞서 설명한 척핀(200)을 회동시켜 기판(10)을 고정/해제하는 구성이다.The ring plate 300, link shaft 400, and coil spring unit 500 of the present invention are configured to fix/release the substrate 10 by rotating the chuck pin 200 described above.
링 플레이트(300)는 척 베이스(100)의 하부에 마련되는 구성으로 원형으로 형성되어 외주연 근처에 링 플레이트(300)의 중심을 기준으로 비스듬히 형성된 언클램핑 유도홀(310)이 마련된다. 언클램핑 유도홀(310)은 일례로 시계방향으로 회전하게 되면 언클램핑 유도홀(310)에 삽입된 유도돌기부(410)이 언클램핑 유도홀(310)을 따라 링크 샤프트(400)를 우측으로 이동시키고 링크 샤프트(400)의 이동에 따라 척핀(200)이 일정 각도로 기울어지면서 기판(10)을 해제하게 된다. 링 플레이트(300)의 과도한 이동을 방지하기 위해 척 베이스(100)의 하부에 링 스토퍼(320)를 마련하고 링 플레이트(300)에는 스토퍼 홀(330)에 삽입되도록 하여 링 플레이트(300)가 일정 각도 이상 회동하는 것을 방지하는 것이 바람직하다.The ring plate 300 is provided in the lower part of the chuck base 100 and is formed in a circular shape. An unclamping guide hole 310 formed at an angle with respect to the center of the ring plate 300 is provided near the outer periphery. For example, when the unclamping guide hole 310 rotates clockwise, the guide protrusion 410 inserted into the unclamping guide hole 310 moves the link shaft 400 to the right along the unclamping guide hole 310. As the link shaft 400 moves, the chuck pin 200 is tilted at a certain angle to release the substrate 10. In order to prevent excessive movement of the ring plate 300, a ring stopper 320 is provided at the lower part of the chuck base 100, and the ring plate 300 is inserted into the stopper hole 330 to keep the ring plate 300 constant. It is desirable to prevent rotation beyond the angle.
기판(10)이 안착되고 나면 척 베이스(100)가 회전을 시작하기 전에 링크 샤프트(400)를 좌측으로 당기는 코일 스프링부(500)의 탄성력에 의해 척핀(200)이 수직으로 세워지고 그에 따라 척핀(200) 상부의 클램핑 캡(220)이 기판(10)에 밀착하면서 기판(10)을 고정하게 된다. 코일 스프링부(500)는 링크 샤프트(400)의 양쪽에서 링크 샤프트(400)를 고정하도록 하여 일직선 왕복운동을 하도록 설치되는 것이 바람직하고 이에 더해 링크 샤프트(400)는 척 베이스(100)에 고정된 가이드 블록(410) 내에 삽입 설치하여 정해진 경로를 이탈하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 척핀(200)의 클램핑/언클램핑 동작을 간단하게 설명하면 링 플레이트(300)가 시계방향으로 회전하게 되면 언클램핑 유도홀(310)을 따라 링크 샤프트(400)를 우측으로 이동하면서 척핀(200)이 언클램핑 상태가 되고 기판(10)이 안착된 후 코일 스프링부(500)의 탄성력에 의해 척핀(200)이 수직으로 세워지면서 클램핑 상태가 된다. 이에 더해 척 베이스(100)의 하부에 회전에 의해 원심력을 갖는 회전관성부재(600)를 설치하고 원심력에 의해 링크 샤프트(400)가 척 베이스(100)의 바깥쪽으로 이동된 상태 즉, 클램핑 상태를 유지하도록 설치하면 기판(10)의 고정상태를 더욱 더 안정적으로 유지할 수 있는 장점이 있다.After the substrate 10 is seated, the chuck pin 200 is erected vertically by the elastic force of the coil spring unit 500 that pulls the link shaft 400 to the left before the chuck base 100 begins to rotate. (200) The upper clamping cap 220 is in close contact with the substrate 10 and fixes the substrate 10. The coil spring unit 500 is preferably installed to perform a straight reciprocating movement by fixing the link shaft 400 on both sides of the link shaft 400. In addition, the link shaft 400 is fixed to the chuck base 100. It is desirable to install it by inserting it into the guide block 410 to prevent it from deviating from the designated path. To briefly explain the clamping/unclamping operation of the chuck pin 200, when the ring plate 300 rotates clockwise, the link shaft 400 moves to the right along the unclamping guide hole 310 and the chuck pin 200 After this unclamping state is reached and the substrate 10 is seated, the chuck pin 200 is erected vertically by the elastic force of the coil spring portion 500 and enters the clamping state. In addition, a rotational inertia member 600 having a centrifugal force due to rotation is installed at the lower part of the chuck base 100, and the link shaft 400 is moved to the outside of the chuck base 100 by the centrifugal force, that is, in a clamping state. There is an advantage in that the fixed state of the substrate 10 can be maintained more stably if installed to maintain it.
이에 더해 도면에 도시하지는 않았지만 척핀(200)이 척 베이스(100)에 설치된 상태에서 좌우로 이동하는데 세정공정 중에 세정액이 척핀(200)을 따라 척 베이스(100)의 하부로 유입되는 것을 방지하기 위해 척핀(200)의 주위로 신축성이 있는 유입방지부재를 설치한다면 세정액이 척 베이스(100)의 하부로 유입되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.In addition, although not shown in the drawing, the chuck pin 200 moves left and right while installed on the chuck base 100 to prevent the cleaning liquid from flowing into the lower part of the chuck base 100 along the chuck pin 200 during the cleaning process. Installing a flexible inflow prevention member around the chuck pin 200 has the advantage of preventing cleaning fluid from flowing into the lower part of the chuck base 100.
척 베이스 : 100 척핀 : 200
링 플레이트 : 300 링크 샤프트 : 400
코일 스프링부 : 500 회전관성부재 : 600Chuck base: 100 Chuck pin: 200
Ring plate: 300 Link shaft: 400
Coil spring part: 500 Rotational inertia member: 600
Claims (7)
세정할 기판이 안착되어 세정을 위해 기판과 함께 회전축을 중심으로 회전하는 척 베이스와,
상기 척 베이스에 안착된 기판을 고정하기 위해 기판의 외곽부를 따라 척 베이스에 설치되는 2 이상의 척핀과,
상기 척 베이스의 하부에 척 베이스와 동일한 회전축을 중심으로 일정한 각도 범위 내에서 회동하고 상기 척핀의 언클램핑 구동을 위해 회전축을 기준으로 비스듬하게 형성된 언클램핑 유도홀이 형성되는 링 플레이트와,
일단에는 상기 언클램핑 유도홀에 삽입되는 유도돌기부가 설치되고, 타단에는 척핀의 하부와 링크 구조로 연결되는 링크 샤프트와,
상기 척핀의 클램핑 상태를 유지하기 위해 링크 샤프트의 양측에서 링크 샤프트와 척 베이스를 연결하는 코일 스프링부를 포함하되,
상기 척핀은 기판의 클램핑/언클램핑을 위해 상기 링크 샤프트의 전진 후진에 의해 척 베이스에 고정되는 힌지 축을 중심으로 일정한 각도 범위 내에서 좌우로 유동되는 힌지 핀과 힌지 핀의 상부에 결합되어 기판을 고정하는 클램핑 캡과 힌지 핀의 하부에 링크 샤프트와 결합되는 링크 결합부를 포함하여 이루어지고,
상기 힌지 핀과 클램핑 캡은 힌지 핀의 좌우 유동 시 클램핑 캡의 흔들림을 방지하고 클램핑 시 기판의 파손을 방지하기 위해 신축성을 갖는 탄성 결합부재를 통해 결합되는 것을 특징으로 하는 매엽식 세정장치의 기판 고정용 클램핑 장치.
In the spin chuck for fixing the substrate in a single-wafer cleaning device,
a chuck base on which a substrate to be cleaned is seated and which rotates around a rotation axis together with the substrate for cleaning;
Two or more chuck pins installed on the chuck base along the outer edge of the substrate to fix the substrate seated on the chuck base,
A ring plate that rotates within a certain angle range around the same rotation axis as the chuck base at the lower part of the chuck base and has an unclamping guide hole formed at an angle with respect to the rotation axis for unclamping driving of the chuck pin;
A guide protrusion inserted into the unclamping guide hole is installed at one end, and a link shaft is connected to the lower part of the chuck pin through a link structure at the other end,
A coil spring unit connecting the link shaft and the chuck base on both sides of the link shaft to maintain the clamping state of the chuck pin,
The chuck pin is coupled to a hinge pin that moves left and right within a certain angle range around a hinge axis fixed to the chuck base by the forward and backward movement of the link shaft for clamping/unclamping of the substrate and the upper part of the hinge pin to fix the substrate. It includes a clamping cap and a link coupling part coupled to the link shaft at the lower part of the hinge pin,
The hinge pin and the clamping cap are coupled through an elastic coupling member with elasticity to prevent shaking of the clamping cap when the hinge pin moves left and right and to prevent damage to the substrate during clamping. Fixing the substrate of the single wafer type cleaning device. Clamping device for.
상기 척 베이스에는 척핀의 클램핑/언클램핑을 위해 유동하는 동안 기판의 안착 상태를 안정적으로 유지하기 위해 척 베이스의 중심 척핀 사이에 설치되는 2 이상의 지지핀을 포함하는 매엽식 세정장치의 기판 고정용 클램핑 장치.
In claim 1,
The chuck base includes two or more support pins installed between the center chuck pins of the chuck base to stably maintain the seated state of the substrate while moving for clamping/unclamping of the chuck pin. Clamping for fixing the substrate of the single-wafer cleaning device. Device.
상기 링 플레이트를 상기 척핀의 클램핑/언클램핑을 위해 척 베이스와 별도로 일정 각도 범위 내에서 회동시키기 위해 회동핀 결합홀과 회동 범위를 제한하기 위해 척 베이스에 고정된 링 스토퍼가 삽입되는 스토퍼 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 매엽식 세정장치의 기판 고정용 클램핑 장치.
In claim 1,
A rotation pin coupling hole is formed to rotate the ring plate within a certain angle range separately from the chuck base for clamping/unclamping of the chuck pin, and a stopper hole into which a ring stopper fixed to the chuck base is inserted is formed to limit the rotation range. A clamping device for fixing a substrate of a single wafer type cleaning device.
상기 링크 샤프트는 상기 척 베이스의 중심을 기준으로 전후 이동방향을 가이드 하기 위해 척 베이스에 고정된 가이드 블록에 삽입되고, 상기 코일 스프링부는 가이드 블록의 양측에서 척핀이 언클램핑 상태를 유지하도록 링크 샤프트와 결합되는 것을 특징으로 하는 매엽식 세정장치의 기판 고정용 클램핑 장치.
In claim 1,
The link shaft is inserted into a guide block fixed to the chuck base to guide the forward and backward movement direction based on the center of the chuck base, and the coil spring portion is connected to the link shaft to maintain the chuck pin in an unclamped state on both sides of the guide block. A clamping device for fixing a substrate of a single-wafer cleaning device, characterized in that it is coupled.
상기 척 베이스의 하부에 척 베이스의 회전에 의해 원심력을 갖는 회전관성부재가 설치되고,
상기 회전관성부재는 원심력에 의해 상기 척핀이 클램핑 상태를 유지하도록 링크 샤프트와 결합되는 것을 특징으로 하는 매엽식 세정장치의 기판 고정용 클램핑 장치.In claim 1,
A rotational inertia member having centrifugal force due to rotation of the chuck base is installed at the lower part of the chuck base,
A clamping device for fixing a substrate of a single-wafer cleaning device, characterized in that the rotational inertia member is coupled to a link shaft to maintain the clamping state of the chuck pin by centrifugal force.
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| KR1020210192877A KR102637363B1 (en) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | Clamping apparatus for single type cleaning apparatus for substrate fixing |
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| KR100873153B1 (en) * | 2007-10-05 | 2008-12-10 | 세메스 주식회사 | Spin head |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |