KR20020038325A - 기판 고정척 및 이를 장착한 기판 처리장치 - Google Patents

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Abstract

진공 펌프로부터 발생되는 진공 압력에 의해 반도체용/액정용 기판을 흡착 고정하는 기판 고정척 및 이를 장착한 기판 처리장치가 개시되어 있다. 이 기판 고정척은 하면의 회전 중심부에 형성되어 회전 구동축과 결합되는 보스부와, 이 보스부에서 상면의 외연부까지 반경방향으로 형성되는 진공 채널과, 이 진공 채널과 연통하되 처리대상 기판의 외연부에 대응하는 상기 상면의 외연부에 원주방향으로 형성되는 흡착 채널과, 이 흡착 채널에 대해 반경방향 외측에서 처리대상 기판의 외주 윤곽선에 대응하는 상면의 외연부에 설치되는 소정 높이의 복수의 위치조정 부재를 구비한다. 따라서, 처리대상 기판은 로봇의 아암에 의해 상기 기판 고정척의 상면에 용이하게 위치조정될 수 있다. 또한, 상기 기판 고정척은 그 외주면에서 상기 흡착 채널까지 절취되어 원주방향으로 일정 간격을 두고 형성되는 복수의 오목부를 더 구비한다. 따라서, 처리대상 기판은 로봇의 아암에 의해 상기 고정척의 상면에 용이하게 로딩/언로딩될 수 있다.

Description

기판 고정척 및 이를 장착한 기판 처리장치{Substrate fixing chuck and Substrate treating apparatus mounting the same}
본 발명은 기판 고정척 및 이를 장착한 기판 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공 펌프로부터 발생되는 진공 압력에 의해 반도체용/액정용 기판을 흡착 고정하는 기판 고정척 및 이를 장착한 기판 처리장치에 관한 것이다.
이와 같은 고정척은 반도체/액정 디바이스를 제조하는 공정들 가운데 가열공정, 세정공정 또는 도포공정과 같은 전처리 공정에서 반도체용/액정용 기판을 전처리하기 위해 그 기판을 고정하는 데에 이용된다. 이때, 고정척은 그 상면에 처리대상 기판을 위치조정한 후에 진공 펌프로부터 발생되는 진공 압력(대기압 이하의 부압)을 이용하여 그 기판을 고정적으로 흡착(吸着)한다. 이를 위해, 고정척에는 로봇의 아암 또는 기타 기판 반송수단에 의해 처리대상 기판이 로딩/언로딩되는 상면을 향해 개방되어 있는 적어도 하나의 흡착 홀과, 이 흡착 홀과 연통해서 하면을 향해 개방되어 있는 진공 채널이 형성되어 있다. 이 고정척은 기판의 일면만을 처리하기 위해 흡착 고정하는 단면용 고정척과, 기판의 양면을 처리하기 위해 흡착 고정하는 양면용 고정척으로 구별된다. 일반적으로 기판에는 패턴이 형성되고, 그 패턴은 일면에만 형성되어 있을 뿐이며, 처리과정에서 패턴의 손상을 유발하지 않는 범위에서 고정척에 의해 흡착 고정된다.
이 단면용 고정척의 일례가 일본 특허공개 제2000-100914호 및 제2000-21960호의 공보에 각각 개시되어 있고, 이 양면용 고정척의 일례가 미국 특허 제5,853,483호에 개시되어 있다. 이들 단면용/양면용 고정척에는 전체적으로 볼때 기판을 흡착하기 위해 그 상면을 향해 개방되는 흡착 채널이 원주방향으로 형성되어 있다.
한편, 이들 단면용 고정척에는 처리대상 기판을 고정적으로 흡착할 때 그 기판을 위치조정하는 수단이 강구되어 있지 않기 때문에, 그 기판을 정지상태에서 처리하는 고정척인 경우에는 별다른 문제점이 없지만, 그 기판을 회전상태에서 처리하는 고정척인 경우에는 처리대상 기판이 편심 회전하게 된다. 이러한 편심 회전은 회전 관성 모멘트의 증가를 유발하고, 그에 따라 처리대상 기판이 고정척의 상면으로부터 미끄러지면서 이탈되는 경향이 있다. 따라서, 단면용 기판이 고정척으로부터 이탈되는 경우에 표면 손상을 유발하는 문제점이 있다.
이 문제점은 처리대상 기판을 흡착하기 위해 고정척에 인가되는 진공 압력을 증가시키는 방법에 의해 해결되었다. 그러나, 이와 같은 진공 압력의 상승은 처리대상 기판에 대하여 균일한 흡입력을 인가하기 힘들고, 이에 따라 고정척의 상면에 대한 처리대상 기판의 위치조정이 어렵다는 다른 문제점이 있다.
다른 한편, 양면용 고정척은 단면용 고정척과는 달리 그 상면에 대한 처리대상 기판의 미끄러짐에 의해 표면 손상을 유발하기 때문에 그러한 미끄러짐이 허용될 수 없다. 따라서, 이 미끄러짐의 방지를 위한 양면용 고정척의 일례가 미국 특허 제5,853,483호에 개시되어 있다.
이 양면용 고정척에는 회전시 발생하는 처리대상 기판의 편심량을 고려하여 그 기판의 외주선에 대응하는 위치에 다수의 이탈방지용 돌기가 형성되어 있다. 일반적으로 반도체용 기판에는 패턴의 방향을 식별하기 위해 원호형으로 절취된 플랫 존(flat zone) 또는 삼각형으로 절취된 노치(notch)가 형성되어 있다. 이 플랫 존 또는 노치를 가진 반도체 기판은 고정척의 상면에 대하여 항상 동일한 위치에 로딩되지 않을 경우에 회전 편심량의 변동을 유발하고, 그 결과 기판의 미끄러짐 발생에 의한 표면 손상이 일어난다는 단점이 있다. 이 단점은 고정척에 대한 양면용 기판의 위치조정을 제한하는 요인으로 작용한다.
전술한 문제점들을 해결하기 위해, 본 발명은 진공 압력에 의해 처리대상 기판을 고정적으로 흡착할 때 그 기판에 대한 흡입력이 균일하게 인가되고, 처리대상 기판의 위치조정을 용이하게 수행하는 기판 고정척을 제공하는 것에 하나의 목적이 있다.
본 발명은 처리대상 기판의 위치조정을 용이하게 수행하는 기판 고정척에 의해 높은 작업효율을 가지는 기판 처리장치를 제공하는 것에 다른 하나의 목적이 있다.
따라서, 본 발명의 하나의 목적은, 하면의 회전 중심부에 형성되어 회전구동축과 결합되는 보스부; 상기 결합부에서 상면의 외연부까지 반경방향으로 형성되는 진공 채널; 상기 진공 채널과 연통하되, 처리대상 기판의 외연부에 대응하는 상기 상면의 외연부에 원주방향으로 형성되는 흡착 채널; 및 상기 흡착 채널에 대해 반경방향 외측에서 상기 기판의 외주 윤곽선에 대응하는 상기 상면의 외연부에 설치되는 소정 높이의 복수의 위치조정부재;를 구비하는 기판 고정척에 의해 달성된다. 따라서, 처리대상 기판이 로봇의 아암에 의해 상기 기판 고정척의 상면에 용이하게위치조정될 수 있다.
상기 기판 고정척은 그 외주면에서 상기 흡착 채널까지 절취되어 원주방향으로 일정 간격을 두고 형성되는 복수의 오목부를 더 구비한다. 따라서, 처리대상 기판은 로봇의 아암에 의해 상기 고정척의 상면에 용이하게 로딩/언로딩될 수 있다.
본 발명의 다른 목적은, 진공펌프의 진공 압력에 의해 처리대상 기판을 흡착 고정하는 고정척과, 이 고정척에 회전 구동력을 인가하는 구동장치와, 이 구동장치에 의해 회전하는 처리대상 기판에 대한 처리작업을 수행하는 처리 유니트를 구비하며, 상기 고정척은 하면의 회전 중심부에 형성되어 회전 구동축과 결합되는 보스부, 상기 보스부에서 상면의 외연부까지 반경방향으로 형성되는 진공 채널, 상기 진공 채널과 연통하되 상기 처리대상 기판의 외연부에 대응하는 상기 상면의 외연부에 원주방향으로 형성되는 흡착 채널, 및 상기 흡착 채널에 대해 반경방향 외측에서 상기 기판의 외주 윤곽선에 대응하는 상기 상면의 외연부에 설치되는 소정 높이의 복수의 위치조정부재를 구비하는 기판 고정척에 의해 달성된다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 처리장치를 개략적으로 보여주는 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 제1 실시예의 기판 고정척을 도시한 평면도이고,
도 3은 도 2의 선 Ⅲ-Ⅲ을 따라 취한 단면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 제2 실시예의 기판 고정척을 보여주는 평면도이고,
도 5는 도 4의 선 Ⅴ-Ⅴ를 따라 취한 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10, 10a : 고정척11 : 보스부
12, 12a, 12b : 진공채널13 : 흡착 채널
15 : 위치조정 부재17 : 기밀 턱
18 : 지지 턱19 : 폐쇄부재
20 : 고정척의 구동장치30 : 브러시 유니트
40 : 메가 소닉 유니트(Mega-sonic unit)50 : 컵 유니트
60 : 진공 펌프70 : 로봇의 아암
P : 패킹S1, S2 : 기판
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예가 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명될 것이다.
본 발명에 따른 기판 처리장치, 특히 기판 세정장치를 개략적으로 도시한 도 1을 참조하면, 이 세정장치는 로봇의 아암(70)에 의해 로딩/언로딩되는 반도체용 실리콘 기판(silicon substrate) 또는 액정용 글래스 기판(glass substrate)을 흡착 고정하는 고정척(10)과, 이 고정척(10)에 회전 구동력을 인가하는 구동장치(20)와, 이 구동장치에 의해 회전하는 상기 기판(S1)에 대하여 정해진 작업을 수행하는 처리 유니트(30, 40)를 구비한다.
상기 고정척(10)의 하부에는 세정수로 처리대상 기판(S1)을 세정한 후에, 이 세정 후의 물(이하, "재생용 세정수"라 함)을 수집 배출하기 위한 컵 유니트(cup unit)(50)가 설치된다. 상기 세정수는 통상의 반도체용/액정용 기판 처리장치에 널리 이용되는 탈이온수(deionized water)로 알려진 DI 워터(DI water)이다. 상기 컵 유니트(50)는 세정수 공급장치(49)에 연결된 노즐(55)을 통해 DI 워터를 처리대상 기판에 공급한다.
상기 컵 유니트(50)에는 상기 고정척(10)에 흡착 고정된 처리대상 기판(S1)에 세정수로서 DI 워터를 공급하는 세정수 공급장치(49)가 설치된다. 이 세정수 공급장치(49)는 DI 워터를 처리대상 기판(S1)에 분사하는 노즐(55)과, 이 노즐에 일정 압력의 세정수를 펌프(도시생략)을 구비한다. 이때, 상기 노즐(55)은 기판에 대하여 대략 직경방향으로 대향 배치되는 것이 바람직하지만, 하나의 노즐도 가능하다. 특히 대향 배치되는 2개의 노즐중 하나는 기판의 외주부 근처를 향하고, 다른 하나는 기판의 회전중심부를 향한다.
상기 컵 유니트(50)에는 승강 운동하는 공압 실린더(57)가 설치된다. 이 공압 실린더(57)는 로봇의 아암에 의해 처리전후의 기판(S1)이 상기 고정척(10)에 대하여 로딩/언로딩될 때 기판(S1)과 컵 유니트(50) 사이의 간섭에 의한 기판의 손상을 방지하기 위해 컵 유니트(50)를 선택적으로 승강시킨다. 이때, 고정척(10)에 인접하게 고정적으로 설치된 2개의 노즐은 고정척(10)의 승강에 따른 충돌을 일으키는 영역 밖에 설치된다. 따라서, 상기 컵 유니트(50)가 공압 실린더(57)에 의해 승강운동하는 경우에, 노즐(55)과의 간섭을 회피하게 된다.
상기 컵 유니트(50)의 하부에는 상기 고정척(10)을 회전시키기 위한 구동장치(20)가 설치된다. 이 구동장치(20)는 진공 압력이 전달되는 유로(21)를 가진 중공의 구동축(25)을 구비한다. 이 구동축(25)의 일단부는 상기 고정척(10)의 하면 회전중심부에 형성된 보스부와 결합되며, 그 타단부는 커플링(65)을 통해 진공 압력을 생성하는 진공펌프(60)와 연결된다.
상기 구동축(25)의 일단부에는 상기 고정척(10)에 회전력을 정확하게 전달하기 위해 길이 방향으로 스플라인이 형성된다. 그리고 나서, 상기 구동축(25)의 일단과 접촉하는 보스부(11)의 내주면은 보링 가공되며, 그 결과 구동축(25)과 고정척의 보스부(11)가 원활하게 스플라인 결합한다.
선택적으로, 상기 구동축(25)의 일단부는 길이 방향으로 키이 홈 또는 원주를 따라 반구형 홈이 형성될 수 있고, 그에 따라 상기 구동축(25)은 상기 고정척(10)의 보스부(11)와 키이 결합하거나 볼트 결합될 수도 있다. 또한, 상기 구동축(25)은 상기 스플라인, 키이 홈 및 반구형 홈이 조합되어 상기 고정척(10)의 보스부(11)와 상호 결합될 수 있다.
상기 구동축(25)이 상기 고정척의 보스부(11)에 결합되었을 때, 이들 사이의 기밀을 유지하기 위해 패킹(P)이 배치된다. 이 패킹(P)은 Ｏ-링이 바람직하며, 상기 구동축(25)의 중공 유로와 상기 고정척의 진공 채널 사이의 틈새로 인한 진공펌프(60)의 진공 압력 손실을 방지한다.
상기 처리 유니트(30, 40)는 상기 고정척(10)을 중심으로 직경방향 양측에 각각 설치된다. 상기 처리 유니트중 하나는 상기 고정척(10)에 고정되는 기판(S1)을 세정수와 함께 브러시의 회전운동에 의해 세정작업을 수행하는 브러시 유니트(30)이며, 다른 하나는 상기 고정척(10)에 고정되는 기판(S1)을 세정수와 함께 초음파의 발진에 의해 세정작업을 수행하는 메가 소닉 유니트(Mega-sonic unit)(40)이다.
상기 브러시 유니트(30)는 상기 기판(S1)의 표면과 선택적으로 접촉가능하게 설치된 브러시 아암(31)과, 이 브러시 아암(31)에 회전력을 인가하는 구동원(35)을 구비한다. 그리고 상기 브러시 유니트(30)는 그 하측에 설치된 공압 실린더(38)에 의해 승강운동한다. 상기 브러시 아암(31)은 상기 기판(S1)의 회전방향과 동일한 방향으로 회전하는 것이 일반적이지만, 그 반대방향으로 회전할 수도 있다. 그리고, 상기 브러시 유니트(30)는 상기 브러시 아암(31)의 브러시의 작동시 세정수를 공급하기 위한 세정수 공급장치(49)와 연결될 수도 있다.
상기 브러시 아암의 구동원(35)은 상기 기판(S1)을 세정하는 동안 상기 브러시 아암(31)을 작업 위치(기판의 반경 범위 내)로 선회시키는 한편, 가령 기판의 세정을 종료하고 나서 새로운 기판의 세정을 위해 대기하는 동안과 마찬가지로 상기 기판을 세정하지 않는 동안 상기 브러시 아암(31)을 대기 위치(기판의 반경 범위 밖)로 선회시킨다. 상기 브러시 아암(31)에는 상기 기판의 세정을 위한 브러시(36)에 회전력을 인가하는 구동원(37)이 설치된다.
상기 메가 소닉 유니트(40)는 처리대상 기판(S1)의 표면에 초음파를 안내하는 혼 조립체(41)와, 상기 혼 아암으로 안내되는 초음파를 발생시키는 발진기(44)를 구비한다. 그리고 상기 메가 소닉 유니트(40)는 그 하측에 설치된 공압 실린더(48)에 의해 승강운동한다. 또한, 상기 메가 소닉 유니트(40)는 상기 브러시 유니트(30)와 동일한 방식으로 상기 혼 아암(41)을 상기 기판에 대한 작업 위치 및 대기 위치로 선회시키는 구동원(45)을 구비한다. 상기 메가 소닉 유니트(40)는 상기 기판 표면에 대한 혼 아암(41)의 초음파 발산시 세정수를 공급하기 위한 세정수 공급장치(49)와 연결될 수도 있다.
상기 메가 소닉 유니트의 혼 아암(41)은 상기 기판(S1)의 표면에 대해 일정거리를 유지한 상태에서 상기 기판(S1)의 중심부에서 외주부까지 왕복 운동하면서 초음파를 발산한다. 이때, 세정수가 상기 컵 유니트(50)에 설치된 세정수 공급장치에 의해, 또는 메가 소닉 유니트(40)와 연결된 세정수 공급장치(49)에 의해 공급된다.
상기 브러시 유니트(30)와 상기 메가 소닉 유니트(40)는 처리대상 기판을 세정하는 동안에 상호간의 간섭을 피하기 위해 선택적으로 어느 하나만 작동하지만, 상호간의 간섭을 피할 수 있는 범위 내에서는 모두 작동할 수도 있다.
이제, 본 발명의 제1 실시예를 도시한 도 2 및 도 3을 참조하면, 처리대상 기판(S1)의 로딩시 기판을 용이하게 위치조정하고, 위치조정된 기판을 진공펌프(60)로부터 발생된 진공 압력에 의해 흡착 고정하기 위한 고정척(10)에는, 하면 회전 중심부에 형성되는 보스부(11)와, 상기 보스부에서 상면의 외연부까지 반경방향으로 형성되는 진공 채널(12)과, 상기 진공 채널과 연통하되 처리대상 기판의 외연부에 대응하는 상기 상면의 외연부에 원주방향으로 형성되는 흡착 채널(13)과, 상기 흡착 채널에 대응하는 상면의 외연부에 설치되는 소정 높이의 복수의 위치조정 부재(15)를 구비한다.
상기 보스부(11)는 상기 고정척(10)의 하면에서 소정 높이로 돌출하고, 그 내주면에 형성된 스플라인에 의해 회전 구동력을 전달하는 구동원의 구동축(25)과 스플라인 결합되는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 고정척의 보스부(11)의 내주면에는 키이 홈이 형성될 수도 있다. 이때, 스플라인 또는 키이 홈은 상기 고정척의 구동원(20)으로부터 전달되는 회전 구동력을 정확하게 전달받기 위한 것이다. 그러나, 보스부(11)에는 이와 스플라인 결합되는 구동축을 고정하기 위해 가령 볼트와 같은 수단이 구비되어 있지 않더라도 무방하다. 이는 기판을 흡착하기 위한 진공압력에 의해 고정척(10)의 보스부와 이에 결합되는 구동축 사이에 인력을 유발하게 되고, 이 인력에 의해 고정척은 회전중에도 구동축으로부터의 이탈을 방지하게 된다.
상기 진공 채널(12)의 일단은 상기 고정척(10)의 하면에서 개방되고, 그 타단은 고정척(10)의 상면에서 개방된다. 상기 진공 채널(12)은 상기 고정척(10)의 하면 중심부인 일단에서 상기 고정척(10)의 상면 외주부인 타단까지 두께방향, 반경방향, 두께방향 순서로 연장한다. 그리고, 상기 진공 채널(12)은 반경방향으로 연장할 때 복수의 진공 채널로 분기되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 흡착을 위한 기판과 접촉하는 측의 상기 진공 채널의 일단이 그 타단 보다 큰 직경을 가진다.
특히, 상기 고정척(10)의 상면을 향해 개방된 진공 채널(12)의 타단의 위치는 상기 고정척(10)의 상면에 위치조정된 기판(S1)을 기준으로 하여 기판의 직경에 따라 결정된다. 이 진공 채널(12)의 타단은 상기 고정척의 상면에 원주방향으로 형성되어 처리대상 기판(S1)을 흡착하기 위한 흡착 채널(13)과 연통해야 하기 때문이다.
상기 진공 채널(12)은 상기 고정척(10)의 외주면에서 회전중심까지 반경방향으로 드릴링 가공하고 나서, 상기 고정척(10)의 하면의 회전중심과 그 상면의 외연부에서 각각 두께 방향으로 드릴링 가공하고, 마지막으로 상기 고정척의 외주면에 드릴링된 진공 채널(12)을 폐쇄부재(19)에 의해 폐쇄하는 공정에 의해 완성된다.
선택적으로, 상기 진공 채널(12)은 일체형의 고정척이 아닌 복수의 플레이트에 의해 형성할 수도 있다. 이때, 복수의 플레이트 각각은 볼트 또는 밀봉링을 이용하여 기밀상태로 결합된다.
상기 흡착 채널(13)은 상기 진공 채널(12)의 타단과 연통한다. 이 흡착 채널(13)은 상기 고정척의 상면에 원주방향으로 형성되는 원호형의 홈이다. 이때, 상기 흡착 채널(13)의 외형과 동일한 형상의 지지턱(14)이 로봇의 아암에 의해 기판(S1)을 용이하게 언로딩할 수 있도록 소정높이로 형성되어 상기 고정척의 상면에 위치조정되는 처리대상 기판(S1)의 외연부와 접촉한다. 따라서, 상기 흡착 채널(13)의 반경방향 내외측의 벽면들중 외측의 벽면이 원주방향으로 연장하여 형성하는 환형 직경은 상기 기판(S1)의 외경과 동일하거나 약간 작은 것이 가장 바람직하다. 선택적으로, 상기 흡착 채널(13)은 상기 고정척(10)의 외형선에서 소정간격을 두고 연속적으로 형성되는 원형의 홈으로 될 수도 있다.
상기 복수의 위치조정 부재(15)는 상기 흡착 채널(13)에 대해 반경방향 외측에 설치된다. 바람직하게는, 상기 복수의 위치조정 부재(15) 각각은 상기 고정척(10)의 회전 중심과 동심원 상에서 상기 기판(S1)의 외주면과 접촉하도록 설치된다. 따라서, 상기 고정척(10)의 상면에 처리대상 기판(S1)이 로봇의 아암에 의해 로딩될 때 용이하게 위치조정될 수 있다. 상기 복수의 위치조정 부재(15)는 기판의 용이한 안착을 위해 경사면을 가진 원뿔대 형상의 상부와, 상기 고정척에 나사결합을 위한 나사부를 가진 하부로 구성된다. 또한, 상기 위치조정 부재(15)는 그 하면에 드라이버와 같은 공구에 의한 나사 결합을 위해 형성된 일자형/십자형 홈(15A)을 구비한다.
또한, 상기 고정척(10)에는 그 외주면에서 반경방향 내측으로 절취된 복수의 오목부(16)가 형성된다. 구체적으로는, 상기 오목부(16)는 상기 고정척의 외주면에서 상기 흡착 채널(13)까지 형성된다. 이 오목부의 위치 및 형상은 기판을 로딩/언로딩하는 로봇의 아암의 형상에 의해 결정된다.
일반적으로, 반도체용 실리콘 기판 또는 액정용 글래스 기판은 로봇의 아암(70)에 의한 로딩/언로딩을 위해 패턴이 형성되지 않은 외연부를 가진다. 따라서, 이 기판(S1)의 무패턴 영역의 외연부는 로봇의 아암(70)에 의해 로딩/언로딩될 때 흡착되거나 기계적으로 파지된다. 그러나, 로봇의 아암은 기판의 종류, 용도 등에 따라 다양한 형상과 작동방식을 취하기 때문에, 로봇 아암의 형상은 구체적으로 정해질 수가 없다. 본 발명에 이용되는 로봇의 아암(70)은 도 2에 도시된바와 같이 3점 지지구조이고, 기판의 로딩/언로딩시 기판을 흡착하는 방식이다.
본 발명의 제2 실시예를 도시한 도 4 및 도 5를 참조하면, 기판(S2)을 흡착해서 고정하는 고정척(10a)에는, 하면의 회전 중심부에 형성되어 회전구동축과 결합되는 보스부(11A)와, 상기 보스부에서 상면의 외연부 및 내연부까지 각각 반경방향으로 형성되는 원위 및 근위 진공 채널(12a, 12b)과, 상기 원위 진공 채널(12a)에 대해 반경방향 내외측에 원주방향으로 연속적으로 형성되는 복수의 기밀턱(17)과, 상기 기밀턱중 반경방향 최내측의 기밀턱에 대해 반경방향 내측에 원주방향으로 불연속적으로 형성되는 복수의 지지턱(18)을 구비한다.
이 고정척(10a)은, 도 2 및 도 3에 도시된 진공척(10)이 양면용 및 단면용 기판에 모두 사용되는 것과는 달리, 단면용 기판에만 사용된다. 따라서, 이하에서는 도 2 및 도 3에 도시된 구성요소와 동일한 구조를 가진 구성요소, 예컨대 보스부(11)의 형상, 보스부와 구동축의 일단부 사이에 설치되는 패킹(P), 진공 채널의 일부를 폐쇄하는 폐쇄부재(19)에 대하여 동일한 참조부호가 부여되고, 구체적인 설명도 생략된다.
상기 고정척(10a)의 회전중심에서 반경방향으로 상호간의 위치를 비교했을 때, 먼 위치에 있는 진공 채널이 원위(遠位) 진공 채널(12a)이며, 가까운 위치에 있는 진공 채널이 근위(近位) 진공 채널(12b)이다. 상기 원위 및 근위 진공 채널(12a, 12b)은 상기 고정척(10a)의 하면에서 상면까지 두께방향, 반경방향, 두께방향으로 연장한다. 이 경우에, 상기 고정척(10a)의 하면에서 두께 방향 및 반경방향으로 연장하는 진공 채널은 공통의 진공 채널인 반면에, 상기 고정척의 상면에서 하면을 향하여 두께 방향으로 연장하는 진공 채널은 개별의 진공 채널이다. 또한, 상기 공통의 진공 채널은 반경방향으로 복수의 채널로 분기된다.
상기 기밀턱(17)은 상기 고정척(10a)의 상면에서 개방된 상기 원위 진공 채널(12a)에 대해 반경방향으로 내외측에 각각 연속적으로 형성되는 2개의 돌출턱이다. 이들 돌출턱은 상기 고정척(10a)의 회전중심과 동일한 중심을 가진다. 이 2개의 기밀턱(17)중 하나가 제기능을 발휘하지 못할 경우에 다른 하나가 2차 안전수단으로서 역할을 수행한다. 따라서, 상기 고정척(10a)의 상면에 처리대상 기판(S2)이 흡착될 때, 이 기판은 보다 확실하게 흡착될 수 있다.
상기 지지턱(18)은 상기 고정척(10a)의 상면에서 개방된 상기 근위 진공 채널(12b)에 대해 반경방향 내측에 불연속적으로 형성되는 다수의 돌기이다. 이들 돌기(18)는 각각 원주방향으로 연결되는 경우에 원형을 이루며, 이 원형의 중심은 상기 고정척(10a)의 회전 중심과 일치한다. 상기 지지턱(18)은 상기 고정척(10a)의 회전 중심에서 상기 근위 진공 채널(12b) 사이에 불규칙으로 분포한다.
상기 기밀턱 사이의 면적은 상기 지지턱이 분포된 영역, 즉 상기 근위 진공 채널의 반경방향 내측 영역의 면적보다 작다. 따라서, 도 1에 도시된 바와 같은 진공 펌프(60)로부터 발생된 진공 압력에 의해 상기 고정척(10a)의 상면에 처리대상 기판(S2)이 흡착될 때, 이 기판은 상기 지지턱의 영역에서 흡착되는 속도보다 빠르게 상기 기밀턱 사이의 영역에서 흡착된다. 따라서, 상기 기판(S2)은 순차적인 흡착에 의해 보다 정확하게 위치조정될 수 있다. 이에 의해 처리대상 기판의 전면적에 걸쳐 진공 압력을 일시에 인가하여 기판을 흡착하는 경우에 기판이 제대로 위치조정되지 않는 문제점이 해결된다.
또한, 상기 고정척(10a)의 상면의 회전 중심에 설치되는 상기 지지턱은 기판과 접촉하는 대향면에 직각방향으로 교차하는 십자형 홈을 가진다. 이러한 형상의 지지턱에 의해 기판(S2)이 보다 확실하게 위치조정될 수 있다. 그리고, 상기 지지턱(18)은 그 상측에서 하측으로 경사진 형상을 가진다. 따라서, 상기 지지턱(18)은 기판과 접촉하는 경우 진공 압력의 따른 흡착력을 신속하게 형성하게 된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고정척들(10, 10a)은 모두 테프론 계열의 수지로 성형되거나, 스테인레스강과 같은 내식성이 우수한 금속으로 성형되거나, 이들의 상호 조합으로 이루어질 수도 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 단면용/양면용 고정척에 의하면, 로봇의 아암에 의해 반도체용/액정용 기판이 로딩/언로딩되는 경우에, 그 상면의 외연부를 따라 설치된 복수의 위치조정 부재에 의해 상기 기판이 용이하게 위치조정될 수 있다. 이 경우에, 상기 기판은 플랫 존 또는 노치 타입 모두에 범용으로 이용될 수 있고, 나아가 단면용/양면용 기판이 모두 이용될 수 있다.
또한, 로봇의 아암에 의해 반도체용/액정용 기판이 로딩/언로딩되는 경우에, 그 외주를 따라 형성된 복수의 오목부에 의해 상기 기판은 표면 손상을 유발함이 없이 용이하게 로딩/언로딩될 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 단면용 고정척에 의하면, 진공펌프으로부터 발생되는 진공 압력에 의해 반도체용/액정용 기판이 흡착될 때, 그 상면에 복수의 기밀턱이 형성된 영역에서 상기 기판이 먼저 흡착되고 나서, 복수의 지지턱이 형성된 영역에서 나중에 흡착됨에 따라 상기 기판이 정확하게 위치조정될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조로 하여 설명되었지만, 해당 기술 분야의 당업자라면 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (8)

  1. 하면의 회전 중심부에 형성되어 회전 구동축과 결합되는 보스부;
    상기 보스부에서 상면의 외연부까지 반경방향으로 형성되는 진공 채널;
    상기 진공 채널과 연통하되, 처리대상 기판의 외연부에 대응하는 상기 상면의 외연부에 원주방향으로 형성되는 흡착 채널; 및
    상기 흡착 채널에 대해 반경방향 외측에서 상기 기판의 외주면에 대응하는 상기 상면의 외연부에 설치되는 소정 높이의 복수의 위치조정 부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 고정척.
  2. 제 1 항에 있어서, 로봇의 아암에 의해 상기 기판을 로딩/언로딩하기 위해 외주면에서 반경방향 내측으로 절취되어 원주를 따라 일정 간격을 두고 형성되는 복수의 오목부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 고정척.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 보스부에는 상기 회전 구동축과의 결합시 기밀을 유지하기 위한 패킹이 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 고정척.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 복수의 오목부는 각각 상기 외주면에서 상기 흡착 채널까지 절취되는 것을 특징으로 하는 기판 고정척.
  5. 진공펌프의 진공 압력에 의해 처리대상 기판을 흡착 고정하는 고정척;
    상기 고정척에 회전 구동력을 인가하는 구동장치; 및
    상기 구동장치에 의해 회전하는 처리대상 기판에 대한 처리작업을 수행하는 처리 유니트를 구비하며,
    상기 고정척은, 하면의 회전 중심부에 형성되어 회전구동축과 결합되는 보스부; 상기 보스부에서 상면의 외연부까지 반경방향으로 형성되는 진공 채널; 상기 진공 채널과 연통하되 상기 처리대상 기판의 외연부에 대응하는 상기 상면의 외연부에 원주방향으로 형성되는 흡착 채널; 및 상기 흡착 채널에 대해 반경방향 외측에서 상기 기판의 외주면에 대응하는 상기 상면의 외연부에 설치되는 소정 높이의 복수의 위치조정 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
  6. 하면 회전중심부에 형성되어 회전구동축과 결합되는 보스부;
    상기 보스부에서 상면의 외연부 및 내연부까지 각각 반경방향으로 형성되는 원위 및 근위 진공 채널;
    상기 원위 진공 채널에 대해 반경방향 내외측에 원주방향으로 연속적으로 형성되는 복수의 기밀턱; 및
    상기 복수의 기밀턱중 반경방향 최내측의 기밀턱에 대해 반경방향 내측에 원주방향으로 불연속적으로 형성되는 복수의 지지턱;을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 고정척.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 원위 진공 채널을 사이에 두고 마주보는 기밀턱들 사이의 면적은 상기 복수의 지지턱이 형성된 영역의 면적 보다 작은 것을 특징으로 하는 기판 고정척.
  8. 진공펌프의 진공 압력에 의해 처리대상 기판을 흡착 고정하는 고정척;
    상기 고정척에 회전 구동력을 인가하는 구동장치; 및
    상기 구동장치에 의해 회전하는 처리대상 기판에 대한 처리작업을 수행하는 처리 유니트를 구비하며,
    상기 고정척은, 하면의 회전 중심부에 형성되어 회전구동축과 결합되는 보스부; 상기 보스부에서 상면의 외연부 및 내연부까지 각각 반경방향으로 형성되는 원위 및 근위 진공 채널; 상기 원위 진공 채널에 대해 반경방향 내외측에 원주방향으로 연속적으로 형성되는 복수의 기밀턱; 및 상기 복수의 기밀턱중 반경방향 최내측의 기밀턱에 대해 반경방향 내측에 원주방향으로 불연속적으로 형성되는 복수의 지지턱을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리장치.
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