KR200189494Y1 - 스핀 스크러버의 안전 착지장치 - Google Patents

스핀 스크러버의 안전 착지장치 Download PDF

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최영근
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Abstract

본 고안은 반도체 소자 제조 공정에서 반도체 웨이퍼 표면에 부착된 오염입자를 물리적으로 제거하기 위해 사용되는 스핀 스크러버에서 브러쉬를 반도체 웨이퍼 표면까지 안전하게 착지시키기 위한 장치에 관한 것으로, 주축의 중단에 장착된 안전착지 플레이트를 안착시키기 위해 회전하는 캠과, 캠의 회전중심축에 연결되어 회전력을 전달하는 회전봉과, 회전봉과 연결되어 캠을 회전시키는 모터로 구성하여 브러쉬 안착 구동 변위를 미세하게 조정하여 오염입자를 보다 확실하게 제거하고 장시간 안정적으로 사용하는데 있다.

Description

스핀 스크러버의 안전 착지장치{Soft landing apparatus of spin scrubber}
본 고안은 스핀 스크러버(spin scrubber)의 안전착지장치에 관한 것으로, 특히 반도체 소자 제조 공정에서 반도체 웨이퍼 표면에 부착된 오염입자를 물리적으로 제거하기 위해 사용되는 스핀 스크러버에서 브러쉬(brush)를 반도체 웨이퍼 표면까지 안전하게 착지시키기 위한 장치에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하는 과정에서 오염입자등이 반도체 웨이퍼 표면에 부착되는 경우가 발생된다. 반도체 웨이퍼 표면에 부착된 오염입자가 미세한 크기인 경우 세정 용액을 이용하여 습식으로 반도체 웨이퍼 표면을 세정한다. 오염입자가 습식 처리하기에 큰 경우에는 오염입자를 제거하기 위해 스핀 스크러버가 사용된다.
반도체 웨이퍼 표면에 부착된 오염입자를 제거하기 위한 스핀 스크러버의 구성을 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 스핀 스크러버의 구성을 나타낸 사시도이다. 도시된 바와 같이, 스핀 스크러버(10)는 주축(main shaft)(11), 브러쉬 아암(brush arm)(12), 모터(13), 브러쉬(14) 및 안전착지 플레이트(plate)(15)로 구성된다. 주축(11)의 일측 하단에는 베이스 프레임(base frame)(도시 않음)에 고정 장착되며 타측 상단에는 브러쉬 아암(12)이 장착되고 중단에는 안전착지 플레이트(15)가 장착된다. 브러쉬 아암(12)의 일측단에는 모터(13)가 장착되며 모터(13)의 회전 중심축에는 브러쉬(14)가 장착된다.
브러쉬(14)를 반도체 웨이퍼 표면까지 안전하게 착지시키기 위해 안전착지 플레이트(15)가 수직방향으로 이동하여 하강되는 브러쉬(14)를 반도체 웨이퍼 표면까지 안전하게 착지시키게 된다. 브러쉬(14)를 안전하게 착지시키기 위해 사용되는 안전착지 플레이트(15)를 수직 방향으로 구동시키기 위해 안전착지장치가 사용된다. 안전착지장치의 구성을 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 종래의 스핀 스크러버의 안전착지장치의 구성을 나타낸 측면도이다. 도시된 바와 같이, 안전착지장치(16)는 에어 실린더(air cylinder)(16a)와 지지봉(16b)으로 구성된다. 안전착지장치(16)로 안전착지 플레이트(15)를 승/하강시키기 위해 에어 실린더(16a)가 사용된다. 에어 실린더(16a)는 공기를 이용하여 내부에 장착된 피스톤(piston: 도시 않음)을 상/하로 왕복운동시켜 피스톤에 연결된 지지봉(16b)을 상/하로 이동시킨다.
지지봉(16b)은 에어 실린더(16a)의 왕복운동에 의해 수직방향으로 이동하면서 안전착지 플레이트(15)를 상승 및 하강시키게 된다. 안전착지 플레이트(15)는 브러쉬(14)가 반도체 웨이퍼 표면까지 직접 도착하여 접촉되는 경우에 브러쉬 아암(12)에 장착된 모터(13) 및 브러쉬(14) 등의 자중에 의해 웨이퍼가 손상되는 것을 방지하게 된다. 이를 위해 에어 실린더(16a)는 안전착지 플레이트(15)를 2단계로 하강시켜 브러쉬(14)가 안전하게 반도체 웨이퍼 표면에 도달시키게 된다.
브러쉬(14)가 반도체 웨이퍼 표면에 접촉되면 반도체 웨이퍼를 회전시킨 상태에서 모터(13)를 구동시켜 브러쉬(14)로 반도체 웨이퍼 표면에 부착된 오염입자를 물리적으로 제거하며, 동시에 반도체 웨이퍼 표면에 초순수(DIW)를 분사하여 반도체 웨이퍼 표면에 부착된 오염입자를 제거하게 된다.
반도체 웨이퍼 표면에 부착된 오염입자를 제거하기 위해 사용되는 브러쉬(14)를 안전하게 착지시키기 위한 안전착지 플레이트(15)를 구동시키는 에어 실린더(16a)는 장시간 사용하는 경우 에어 실린더(16a)의 경시 변화에 의해 오동작이 발생할 수 있다. 에어 실린더(16a)가 오동작하는 경우 부서지기 쉬운 반도체 웨이퍼에 치명적인 손상을 가하여 깨지거나 스크래치(scratch) 등이 발생하는 문제점이 있다.
본 고안의 목적은 스핀 스크러버에서 브러쉬를 반도체 표면까지 안전하게 착지시키기 위해 지지하는 안전착지 플레이트를 캠(cam)과 모터를 이용하여 구동시키는 안전착지장치를 제공함에 있다.
본 고안의 다른 목적은 캠과 모터를 이용하여 안전착지장치를 제공함으로써 브러쉬의 안착 구동 변위를 미세하게 조정하여 오염입자를 보다 확실하게 제거하고 장시간 안정적으로 사용할 수 있는 안전착지장치를 제공함에 있다.
도 1은 스핀 스크러버의 구성을 나타낸 사시도,
도 2는 종래의 스핀 스크러버의 안전착지장치의 구성을 나타낸 측면도,
도 3은 본 고안에 의한 스핀 스크러버의 안전착지장치의 구성을 나타낸 측면 도,
도 4a 및 도 4b는 도 3에 도시된 안전착지장치의 동작 상태도이다.
＊도면의 주요 부분에 대한 부호 설명＊
11: 주축 12: 브러쉬 아암
13: 모터 14: 브러쉬
15: 안전착지 플레이트 20:안전착지장치
21: 캠 22: 회전봉
23: 모터
본 고안의 스핀 스크러버의 안전착지장치는 주축의 중단에 장착된 안전착지 플레이트를 지지한 상태에서 안전착지 플레이트가 수직으로 하강시 서서히 하강되어 안착되도록 회전하여 안착시키는 캠과, 캠의 회전중심축에 연결되어 회전력을 전달하는 회전봉과, 회전봉과 연결되어 캠을 회전시키는 모터로 구성됨을 특징으로 한다.
캠은 원형으로 형성되며, 회전중심축에서 가장 긴 외주면까지의 폭만큼 안전착지 플레이트의 구동 변위로 설정됨을 특징으로 한다.
이하, 본 고안을 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 고안에 의한 스핀 스크러버의 안전착지장치의 구성을 나타낸 측면도이다. 도시된 바와 같이, 주축(11)의 중단에 장착된 안전착지 플레이트(15)를 지지한 상태에서 안전착지 플레이트(15)가 수직으로 하강시 서서히 하강되어 안착되도록 회전하여 안착시키는 캠(21)과, 캠(21)의 회전중심축(21a)에 연결되어 회전력을 전달하는 회전봉(22)과, 회전봉(22)과 연결되어 캠(21)을 회전시키는 모터(23)로 구성된다.
본 고안의 구성 및 작용을 첨부된 도 1을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
베이스 프레임(도시 않음)에 주축(11)이 고정 설치된다. 베이스 프레임은 스핀 스크러버(10)의 전체적인 하중을 지지하며, 베이스 프레임에 고정 설치된 주축(11)에 브러쉬 아암(12), 모터(13), 브러쉬(14) 및 안전착지 플레이트(15)가 장착된다. 주축(11)의 상단에 설치된 브러쉬 아암(12)의 일측단에는 모터(13)가 설치되며 모터(13)의 회전축에는 브러쉬(14)가 장착된다.
주축(11)의 중단에는 안전착지 플레이트(15)가 장착되며 안전착지 플레이트(15)의 저면에는 안전착지장치(20)가 설치된다. 안전착지장치(20)는 도 3에서와 같이 크게 캠(21), 회전봉(22) 및 모터(23)로 구성된다. 모터(23)는 캠(21)을 구동시키기 위한 회전력을 발생하거나 회전 각도를 미세하게 조정하기 위해 사용된다.
모터(23)의 회전축에는 회전봉(22)이 연결 접속되며 회전봉(22)은 캠(21)의 회전중심축(21a)을 관통하여 캠(21)에 조립 장착된다. 캠(21)은 원형을 형성되며 모터(23)에서 발생된 회전력을 회전봉(22)을 통해 전달받아 주축(11)에 장착된 안전착지 플레이트(15)를 수직 방향으로 구동시키도록 구성된다.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 안전착지장치(20)의 작용을 설명하면 다음과 같다.
캠(21)은 안전착지 플레이트(15)의 저면에 설치된다. 여기서 안전착지 플레이트(15)가 평판으로 형성되고 캠(21)은 원형으로 형성되어 캠(21)과 안전착지 플레이트(15)에 만나는 점은 평면과 원면이 접하게 된다. 이와 같이 평면과 원면이 접촉함으로써 접점이 작아지게 되고 이로 인해 안전착지 플레이트(15)의 구동시 보다 안전하게 구동할 수 있으며 모터(23)의 구동에 의해 안전착지 플레이트(15)의 구동 변위를 미세하게 조절할 수 있게 된다.
안전착지 플레이트(15)의 구동 변위는 캠(21)의 회전중심축(21a)에서 가장 긴 외주면까지의 폭만큼 구동 변위로 설정되며, 이 구동 변위에서 모터(23)의 회전각도를 조절하여 안전착지 플레이트(15)를 구동하게 된다. 안전착지 플레이트(15)를 구동하여 안전착지 플레이트(15)의 높이가 최대 및 최소로 위치할 때 캠(21)의 구동 상태를 도 4a 및 도 4b에 도시하였다.
도 4a 및 도 4b는 도 3에 도시된 안전착지장치의 동작 상태도로 도 4a는 안전착지 플레이트(15)가 최대로 하강되었을 때 캠(21)의 위치를 나타내고 있으며, 도 4b는 안전착지 플레이트(15)가 최대로 상승되었을 때 캠(21)의 위치를 나타내고 있다. 즉, 캠(21)의 회전중심축(21a)에서 캠(21)의 외주까지의 거리가 가장 긴 지점에 안전착지 플레이트(15)와 접하게 되면 최대 높이로 설정되며, 반대로 가장 짧은 지점에서 안전착지 플레이트(15)가 접하게 되면 최소 높이로 설정된다.
캠(21)의 회전중심측(21a)을 중심으로 캠(21)의 외주면까지의 거리에서 가장 긴 길이와 짧은 길이의 차만큼을 구동 변위로 설정함으로써 모터(23)의 회전 각도 를 조절하여 안전착지 플레이트(15)를 미세하게 조절하게 된다.
이와 같이 캠(21)과 모터(23)를 이용하여 안전착지 플레이트(15)의 높이를 조절함으로써 보다 미세하게 조절할 수 있으며 평판인 안전착지 플레이트(15)에 원형인 캠(21)이 접하게 됨으로써 캠(21)의 두께에 따른 직선 길이와 평면이 접함에 따라 안적착지 플레이트(15) 구동시 안정성을 확보할 수 있다.
전술한 바와 같이 본 고안은 스핀 스크러버에서 브러쉬를 반도체 표면까지 안전하게 착지시키기 위해 지지하는 안전착지 플레이트를 캠과 모터를 이용하여 구동시킴으로써 브러쉬 안착 구동 변위를 미세하게 조정하여 오염입자를 보다 확실하게 제거하고 장시간 안정적으로 사용할 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (3)

  1. 반도체 웨이퍼 표면에 부착된 오염입자를 제거하는 스핀 스크러버에서 브러쉬를 안전하게 착지시키는 장치에 있어서,
    주축의 중단에 장착된 안전착지 플레이트를 지지한 상태에서 안전착지 플레이트가 수직으로 하강시 서서히 하강되어 안착되도록 회전하여 안착시키는 캠;
    상기 캠의 회전중심축에 연결되어 회전력을 전달하는 회전봉; 및
    상기 회전봉과 연결되어 상기 캠을 회전시키는 모터로 구성됨을 특징으로 하는 스핀 스크러버의 안전 착지장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 캠은 원형으로 형성됨을 특징으로 하는 스핀 스크러버의 안전 착지장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 캠은 회전중심축에서 가장 긴 외주면까지의 폭만큼 안전착지 플레이트의 구동 변위로 설정됨을 특징으로 하는 스핀 스크러버의 안전 착지장치.
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