KR20090132966A - Apparatus for holding a substrate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판의 세정을 위한 매엽식 세정장비에서 기판을 고정하기 위해 사용되는 기판 고정 장치에 관한 것으로, 구체적으로 기판 고정 장치가 포함하는 척핀이 양 방향으로 회전하여 회전 방향에 구애받지 않고서 기판을 고정할 수 있는 기판 고정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate fixing apparatus used for fixing a substrate in a sheet cleaning equipment for cleaning the substrate, specifically, the substrate is fixed to the substrate chuck pins included in the substrate fixing apparatus rotates in both directions, regardless of the rotation direction It is related with the board | substrate fixing apparatus which can be fixed.
일반적으로, 반도체 소자는 기판을 이용하여 증착, 식각 공정 등을 반복 수행함으로써 제조될 수 있다. 이러한 공정들을 거치는 동안 기판 상에는 각종 파티클, 금속 불순물, 유기 불순물 등과 같은 오염 물질이 잔존할 수 있다. 오염 물질은 반도체 소자의 수율 및 신뢰성에 악영향을 미치기 때문에 반도체 제조 시에는 기판에 잔존하는 오염 물질을 제거하는 공정이 수행된다.In general, a semiconductor device may be manufactured by repeatedly performing a deposition, an etching process, or the like using a substrate. During such processes, contaminants such as various particles, metal impurities, organic impurities, and the like may remain on the substrate. Since the contaminants adversely affect the yield and reliability of the semiconductor device, a process of removing contaminants remaining on the substrate is performed during semiconductor manufacturing.
상기 공정을 위한 기판 처리 방식은 크게 건식 처리 방식 및 습식 처리 방식으로 구분될 수 있으며, 이 중에서 습식 처리 방식은 여러 가지 약액을 이용하는 방식으로서, 복수의 기판을 동시에 처리하는 배치식(batch type) 세정장비와 낱장 단위로 기판을 처리하는 매엽식(single wafer type) 세정장비로 구분된다.Substrate processing method for the process can be largely divided into dry processing method and wet processing method, among which the wet processing method using a variety of chemical liquid, batch type cleaning (batch type) processing a plurality of substrates at the same time It is divided into equipment and single wafer type cleaning equipment that processes substrates in sheets.
최근에는 기판의 표면에 극히 높은 청정도가 요구됨에 따라 이를 만족시키 기 위해 매엽식 세정장비가 널리 사용되고 있다. Recently, since very high cleanliness is required on the surface of the substrate, sheet cleaning equipment is widely used to satisfy this.
매엽식 세정장비는 기판이 수용되어 세정 공정이 수행되는 챔버와 기판을 고정시킨 상태로 회전하는 척 및 기판에 약액과 순수액 등의 세정액을 공급하기 위한 노즐을 포함한다.The single type cleaning apparatus includes a chamber in which a substrate is accommodated and a chamber in which the cleaning process is performed, a chuck that rotates in a state where the substrate is fixed, and a nozzle for supplying a cleaning liquid such as chemical liquid and pure liquid to the substrate.
도 1은 일반적인 매엽식 세정장비(100)에서 기판(W)의 세정을 위해 사용되는 척(110) 및 노즐(122)을 개략적으로 도시한 사시도이다.1 is a perspective view schematically showing a
척(120)의 상부 둘레에는 기판(W)을 고정하는 척핀(112)이 배치되어, 척핀(112)에 의해 기판(W)이 고정된 상태에서 척(110)이 회전함과 동시에, 척(110)의 상부 일 측에 구비된 노즐(122)로부터 세정액이 기판(W) 상으로 공급된다. 이 때, 노즐구동모터(124)가 노즐(122)을 선회시켜 기판(W) 상부 표면으로 세정액이 고르게 분산될 수 있도록 하여 세정 효율을 향상시킨다.A
그런데, 종래의 일반적인 매엽식 세정장비(100)의 척핀(112)은 일 방향으로만 회전하여 기판(W)을 고정하고, 반대 방향으로 회전함으로써 기판(W)의 고정을 해제시킨다. 이로 인해, 척(110) 또한 일 방향으로만 회전하여야 한다. 왜냐하면, 링 기어가 척핀(112)과 상호 반대 방향으로 회전함으로써 척핀(112)이 기판(W)을 고정한 상태에서, 척(110)이 척핀(112)의 회전 방향과 반대 방향으로 회전하게 되면 회전된 상태의 링 기어가 원위치로 돌아갈 수 있으므로, 이로 인해 기판(W)의 고정이 해제되어 기판(W)이 척(110)으로부터 분리될 수 있기 때문이다. However, the
또한, 일 방향으로만 회전하는 척핀(120)은 기호에 따라 시계방향 또는 반 시계방향 중 원하는 방향으로 척핀(120)을 회전시켜 기판을 고정하려는 사용자의 다양한 요구를 만족시키지 못할 뿐 아니라, 척핀(120)이 일 방향으로만 회전하게 되면 척핀(120)의 한쪽 면만이 마모되므로 척핀(120) 수명이 단축되는 경우가 발생한다.In addition, the chuck pin 120 that rotates only in one direction does not satisfy the various needs of the user to fix the substrate by rotating the chuck pin 120 in a desired direction, either clockwise or counterclockwise, according to a preference. When the 120 rotates only in one direction, only one side of the chuck pin 120 is worn, so that the life of the chuck pin 120 may be shortened.
따라서, 본 발명의 목적은 매엽식 세정장비에서 시계방향 또는 반 시계방향 중 원하는 방향으로 척핀을 회전시켜 기판을 고정함으로써 사용자의 다양한 요구를 만족시킬 수 있는 기판 고정 장치를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a substrate fixing apparatus that can satisfy various needs of a user by fixing a substrate by rotating a chuck pin in a desired direction in a clockwise or counterclockwise direction in a sheet type cleaning equipment.
또한, 본 발명의 다른 목적은 매엽식 세정장비의 척의 회전 방향에 무관하게 기판을 고정할 수 있는 기판 고정 장치를 제공하는데 있다.In addition, another object of the present invention to provide a substrate fixing apparatus that can be fixed to the substrate irrespective of the rotation direction of the chuck of the single wafer cleaning equipment.
본 발명의 또 다른 목적은, 매엽식 세정장비의 척핀을 양 방향으로 회전시킴으로써, 척핀이 마모 정도를 고르게 하여 척핀 수명을 연장시킬 수 있는 기판 고정 장치를 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide a substrate fixing apparatus capable of extending the life of the chuck pins by rotating the chuck pins of the single-leaf type cleaning equipment in both directions so as to evenly wear the chuck pins.
본 발명의 기판 고정 장치는 기판을 지지하기 위한 척을 포함하는 매엽식 세정장비에서 사용되며, 척에 대해 양 방향 회전이 가능한 링 기어, 링 기어와 치합하며 링 기어의 회전에 대응되게 회전하여 기판을 고정하는 척핀, 및 적어도 한 쌍이 서로 마주보도록 링 기어의 원주방향으로 배열되어 회전된 링 기어를 원위치로 복귀시키는 복원부재를 포함한다.The substrate fixing device of the present invention is used in a single sheet cleaning equipment including a chuck for supporting a substrate. The substrate fixing device engages with a ring gear and a ring gear that can rotate in both directions with respect to the chuck and rotates corresponding to the rotation of the ring gear. It includes a chuck pin for fixing the, and a restoring member arranged in the circumferential direction of the ring gear so that at least one pair is facing each other to return the rotated ring gear to its original position.
링 기어는 링 형상의 내측링, 내측링의 외측에 배치되는 링 형상의 외측링 및 내측링과 외측링을 방사방향으로 연결하는 막대 형상의 연결바를 포함한다. The ring gear includes a ring-shaped inner ring, a ring-shaped outer ring disposed outside the inner ring, and a rod-shaped connecting bar for radially connecting the inner ring and the outer ring.
복원부재는 이러한 연결바를 중심으로 대칭되게 배열되어 있는 스프링일 수 있으며, 이러한 스프링은 링 기어의 연결바에 결합된다.The restoring member may be a spring arranged symmetrically about this connecting bar, which spring is coupled to the connecting bar of the ring gear.
또는, 복원부재는 링 기어에 부착된 제1 자성체 및 제1 자성체를 중심으로 서로 마주보게 배열된 한 쌍의 제2 자성체를 포함하는 자성체일 수 있다.Alternatively, the restoring member may be a magnetic body including a first magnetic body attached to the ring gear and a pair of second magnetic bodies arranged to face each other about the first magnetic body.
바람직하게, 제1 자성체 및 제2 자성체는 영구자석일 수 있다.Preferably, the first magnetic body and the second magnetic body may be permanent magnets.
바람직하게, 제1 자성체는 영구자석일 수 있고, 제2 자성체는 전자석일 수 있으며, 제2 자성체에 선택적으로 전류를 공급하는 전원공급제어기가 더 포함될 수 있다.Preferably, the first magnetic body may be a permanent magnet, the second magnetic body may be an electromagnet, and a power supply controller for selectively supplying current to the second magnetic body may be further included.
복원부재가 자성체일 경우, 제1 자성체와 제2 자성체에서 발생하는 자력이 척의 상부로 영향을 미치는 것을 차단할 수 있는 차단부재가 제1 자성체와 제2 자성체를 감싸도록 구비될 수 있다.When the restoring member is a magnetic body, a blocking member may be provided to surround the first magnetic body and the second magnetic body to prevent the magnetic force generated from the first magnetic body and the second magnetic body from affecting the upper portion of the chuck.
본 발명에 따른 기판 고정 장치에 의하면, 기판의 고정을 위해 척핀을 양 방향으로 회전시킬 수 있어, 척핀을 시계방향 또는 반 시계방향 중 원하는 방향으로 회전시키려는 사용자의 다양한 요구를 만족시킬 수 있다.According to the substrate fixing apparatus according to the present invention, it is possible to rotate the chuck pin in both directions for fixing the substrate, it is possible to meet the various needs of the user to rotate the chuck pin in the desired direction of the clockwise or counterclockwise direction.
또한, 본 발명에 따른 기판 고정 장치에 의하면, 매엽식 세정장비에 사용되는 척의 회전 방향에 무관하게 기판을 고정할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the substrate fixing apparatus according to the present invention, there is an effect that can be fixed to the substrate irrespective of the rotation direction of the chuck used in the single wafer cleaning equipment.
또한, 본 발명에 따른 기판 고정 장치에 의하면, 척핀이 양방향으로 회전함에 따라, 척핀의 마모 정도가 고르게 되어 한쪽 면만의 마모를 방지함으로써 척핀 수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the substrate fixing device according to the present invention, as the chuck pin rotates in both directions, the wear degree of the chuck pin is even, thereby preventing the wear on only one side, thereby extending the life of the chuck pin.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명 하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 상기 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments. For reference, in the present description, the same numbers refer to substantially the same elements, and may be described by quoting the contents described in other drawings under the above rules, and the contents repeated or deemed apparent to those skilled in the art may be omitted.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 고정 장치를 설명하기 위한 사시도로서, 척(200)의 상판이 생략 도시되어, 기판의 고정을 위한 기판 고정 장치가 세부적으로 도시되어 있다. 도 3은 본 발명의 기판 고정 장치가 구비하는 척핀의 사시도이다.2 is a perspective view illustrating a substrate fixing apparatus according to a first embodiment of the present invention, and the top plate of the
도 2를 참조하여, 본 실시예에 따른 기판 고정 장치는 척(200)에 대해 양 방향 회전이 가능한 링 기어(240), 링 기어(240)와 치합하여 링 기어(240)의 회전에 대응하여 회전하는 척핀(220), 및 회전한 링 기어(240)를 원위치로 복귀시키는 복원부재인 스프링(260)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the substrate fixing device according to the present embodiment engages with a
링 기어(240)는 링 형상의 내측링(242), 내측링(242)보다 직경이 큰 링 형상의 외측링(244), 및 내측링(242)과 외측링(244)을 방사방향으로 연결하는 막대 형상의 연결바(246)를 구비한다.The
도 3을 참조하여, 척핀(220)은 링 기어(240)와 치합하는 하부 기어부(222) 및 척(200)의 상부로 돌출되어 회전에 의해 기판을 고정하는 상부 편심부(224)를 포함한다. 링 기어(240)가 하부 기어부(222)를 회전시킴으로써, 상부 편심부(224)는 기판을 고정하거나 고정된 상태를 해제시킬 수 있다.Referring to FIG. 3, the
다시 말해서, 링 기어(240)는 구동부재인 모터(미도시)에 연결되어 모터로부 터의 구동력을 전달받아 척에 대해 상대적인 회전을 하며, 링 기어(240)의 회전은 결국 치합되어 있는 척핀(220)을 회전시킨다. 이렇게 척(200)의 둘레에 배치된 척핀(220)이 회전하여 척(200)의 상부에 로딩된 기판이 고정된다. In other words, the
본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 고정 장치의 링 기어(240) 및 척핀(220)은 양 방향으로 회전이 가능하도록 구성된다. 즉, 도 2를 참조하여, 링 기어(240)가 시계반대방향으로 회전하여 척핀(220)을 시계방향으로 회전시킴으로써 기판을 고정시킬 수 있으며, 링 기어(240)의 시계방향 회전으로 인한 척핀(220)의 시계반대방향 회전에 의해서도 기판의 고정이 수행될 수 있다. 링 기어(240)와 척핀(220)의 양 방향 회전이 가능하도록 하기 위해서, 구동부재는 정회전 및 역회전이 가능한 모터를 사용하는 것이 바람직하다.The
도 2에 도시된 바와 같이, 스프링(260)은 링 기어(240)의 연결바(246)에 결합되어 있다. 구체적으로, 스프링(260)은 두 개가 한 쌍을 이루어 서로 마주보도록 링 기어(240)의 연결바(246)에 원주방향으로 배열되어 있으며, 복수의 연결바(246)들에는 각각 한 쌍의 스프링(260)들이 결합될 수 있다. As shown in FIG. 2, the
스프링(260)의 종류는 한정되지 않으나, 일반적으로 링 기어(240)를 원위치로 원활히 복귀시키기 위해 압축 특성이 뛰어난 것으로 선택될 수 있다. 또한, 스프링(260)이 압축력 및 인장력을 모두 가지게 되면, 링 기어(240)의 원위치 복귀는 더욱 효율적으로 수행될 수 있으므로, 압축 특성 및 인장 특성이 모두 뛰어난 스프링(260)이 선택될 수 있다. 이러한 스프링(260)으로서 코일스프링, 공기스프링, 고무스프링 등이 사용될 수 있다. 그러나 복원부재는 반드시 스프링으로 한정되는 것은 아니며, 링 기어(240)를 원위치로 복귀시킬 수 있는 복원력을 가진 것이라면 합성수지, 고무재료 등 어느 것이라도 가능하다.The type of the
스프링(260) 의해 링 기어(240)가 원위치로 복귀하는 작동 과정을 간략히 설명하면 다음과 같다. The operation of the
기판이 척핀(220)에 의해 고정된 상태에서, 링 기어(240)는 원위치에서 시계방향 또는 시계반대방향 중 어느 한 방향으로 회전한 상태이므로, 마주보게 배열된 한 쌍의 스프링(260)에는 복원력이 작용하게 된다. 즉, 한 쌍의 스프링(260) 중 어느 하나에는 압축력이 작용하게 되고 다른 하나에는 인장력이 작용하게 된다. 이 때, 모터에서 인가되는 구동력을 해제하게 되면, 스프링(260)의 압축력과 인장력에 의해서 링 기어(240)는 원위치로 복귀하게 되고 링 기어(240)에 치합된 척핀(220) 또한 원위치로 회전하여 복귀하므로, 기판이 척핀(220)으로부터 구속된 상태가 해제된다. In the state where the substrate is fixed by the
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 고정 장치를 설명하기 위한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자성체(360)와 차단부재(380)를 개략적으로 도시한 구성도이다.4 is a perspective view illustrating a substrate fixing apparatus according to a second exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 5 schematically illustrates a
본 실시예의 내측링(342), 외측링(344) 및 연결바(346)를 포함하는 링 기어(340) 및 척핀(320)은 제1 실시예의 링 기어(240) 및 척핀(220)의 구조와 작동 방식이 동일 또는 유사하므로 간략화를 위해서 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.The
본 실시예의 복원부재는 자성체(360)이며, 이러한 자성체(360)는 링 기어(340)의 연결바(346)에 부착된 제1 자성체(362) 및 제1 자성체(362)를 중심으로 서로 마주보게 방사방향으로 배열된 제2 자성체(364)를 포함한다.The restoring member of the present embodiment is a
제1 자성체(362)와 제2 자성체(264)는 영구자석일 수 있다. 한 쌍의 제2 자성체(364) 중 어느 하나와 그에 인접하는 제1 자성체(362) 사이에 인력이 작용하도록 배치하면, 제2 자성체(364) 중 다른 하나와 이에 인접하는 제1 자성체(362) 사이에도 인력이 작용하는 극성을 가지도록 한다. 이와 반대로, 한 쌍의 제2 자성체(364) 중 어느 하나와 그에 인접하는 제1 자성체(362) 사이에 척력이 작용하도록 배치하면, 제2 자성체(364) 중 다른 하나와 이에 인접하는 제1 자성체(362) 사이에도 척력이 작용하는 극성을 가지도록 한다. 이렇듯, 연결바(246)를 중심으로 양 측에 척력 또는 인력 중 어느 하나가 동일하게 작용하게 됨으로써, 링 기어(340)가 원위치에서 벗어나게 되면, 힘의 평형 상태가 깨어져서 링 기어(340)에는 자성체(360)에 의한 복원력이 작용하게 된다.The first
제1 자성체(362)는 영구자석이고, 제2 자성체(364)는 전자석으로 구성될 수 있다. 이때, 도 5에 도시된 바와 같이, 전자석인 제2 자성체(364)로 전류를 선택적으로 공급할 수 있는 전원공급제어기(390)가 구비된다.The first
제2 자성체(364)가 영구자석인 경우와 비교해서, 제2 자성체(364)를 전자석으로 구성하게 되면, 링 기어(340)를 원위치로 복원시킬 때에만 제2 자성체(364)에 전류를 공급하면 되는 점을 제외하고는 나머지 부분들에 대한 구성 및 작동 원리는 동일 또는 유사하다. 하지만, 제2 자성체(364)를 전자석으로 구성함으로써, 링 기어(340)를 회전시키는 모터를 구비하지 않아도 되는 이점이 있다. 구체적으로, 링 기어(340)의 회전을 한 쌍의 제2 자성체(364) 중 어느 하나에만 전류를 공급함으로 써 수행할 수 있으므로, 모터로 인한 비용 및 설치 공간을 줄일 수 있는 효과가 있다.Compared to the case where the second
도 5를 참조하여, 본 실시예에서, 차단부재(380)의 상부와 측면은 자성체(360)를 감싸고 있으며 하부는 척(300)에 고정되어 있다. 차단부재(380)는 자력을 효과적으로 차단할 수 있는 금속 또는 고무재질로 형성될 수 있어서, 제1 자성체(362) 및 제2 자성체(264)로부터 발생하는 자력이 척(300)의 상부로 영향을 미치는 것을 방지한다. 차단부재(380)의 전면(382)과 후면(384)은 변형이 용이한 고무 재질로 구성되어, 연결바(346)가 일정 범위로 회전하는 것을 방해하지 않는다.Referring to FIG. 5, in the present embodiment, the upper and side surfaces of the blocking
본 발명에 따른 기판 고정 장치에 의하면, 척핀(220, 320)의 회전 방향을 선택할 수 있으므로, 척(200, 300)의 회전 방향과 무관하게 기판을 고정하여 세정 공정을 수행할 수 있고, 척핀(220, 320)의 수명을 연장시킬 수 있는 이점이 있다. 또한, 본 발명에 따른 기판 고정 장치는 간단한 구조 변경만으로 기존의 매엽식 세정장비에 설치 가능하므로, 비용절감 및 장치의 간소화 측면에서도 이점을 가진다.According to the substrate fixing apparatus according to the present invention, since the rotation direction of the chuck pins 220 and 320 can be selected, the cleaning process can be performed by fixing the substrate regardless of the rotation direction of the
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications and variations of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
본 명세서 내에 포함되어 있음.Included in this specification.
도 1은 일반적인 매엽식 세정장비에서 기판의 세정을 위해 사용되는 척 및 노즐을 개략적으로 도시한 사시도이다;1 is a perspective view schematically showing a chuck and a nozzle used for cleaning a substrate in a general sheet type cleaning equipment;
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 고정 장치의 사시도이다;2 is a perspective view of a substrate holding apparatus according to a first embodiment of the present invention;
도 3은 도 3은 본 발명의 기판 고정 장치가 구비하는 척핀의 사시도이다;3 is a perspective view of a chuck pin of the substrate fixing device of the present invention;
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 고정 장치를 도시한 사시도이다;4 is a perspective view showing a substrate holding apparatus according to a second embodiment of the present invention;
도 5는 도 4에 도시한 본 발명의 제2 실시예에 따른 자성체, 전원공급 제어기 및 차단부재를 개략적으로 도시한 구성도이다.FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a magnetic material, a power supply controller, and a blocking member according to a second embodiment of the present invention shown in FIG. 4.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 매엽식세정장비 200, 300 : 척100: single
220, 320 : 척핀 240, 340 : 링 기어220, 320:
260 : 스프링 360 : 자성체260: spring 360: magnetic material
380 : 차단부재 390 : 전원공급제어기380: blocking member 390: power supply controller
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