KR20150133967A - 기판 스피닝 장치의 회전 지지대 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 스피닝 장치의 회전 지지대에 관한 것으로, 원형 디스크 형상의 기판을 수평 회전시키는 기판 스피닝 장치의 회전 지지대로서, 연직 방향으로 뻗어 회전되는 회전축과; 상기 회전축의 상단부에 수직 방향으로 체결 결합되어 상기 회전축과 함께 회전하며, 머리부의 저면에는 상기 머리부로부터 하방으로 멀어질수록 직경이 점점 넓어지는 확경부가 형성된 연결 볼트와; 상기 연결 볼트에 의해 고정되어 상기 회전축과 함께 회전하고, 상기 기판의 가장자리를 수용하는 요홈부가 링 형태로 형성된 회전체와; 상기 연결 볼트의 확경부에 끼워진 상태로 상기 머리부의 저면에 위치하는 오링을; 포함하여 구성되어, 기판 스피닝 장치의 회전 지지대마다 각 회전체가 회전축에 대하여 예정된 자세로 틀어짐없이 정확하게 고정됨에 따라, 회전체가 회전하는 동안에도 요홈부가 상하로 요동하는 현상을 신뢰성있게 방지할 수 있으므로, 기판 스피닝 장치에 의하여 회전 지지되는 원형 기판을 회전시키는 동안에 수평 상태로 유지할 수 있는 기판 스피닝 장치의 회전 지지대를 제공한다.

Description

기판 스피닝 장치의 회전 지지대 {ROTATION SUPPORT FOR SUBSTRATE SPINNING APPARATUS}
본 발명은 기판 스피닝 장치의 회전 지지대에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 원형 기판의 가장자리와 접촉한 상태에서 원형 기판을 스핀 회전시키는 데 있어서, 원형 기판이 수평 상태를 유지하면서 회전 지지되게 하는 기판 스피닝 장치의 회전 지지대에 관한 것이다.
웨이퍼 등의 기판에 증착 공정, 사진 공정, 식각 공정 등의 많은 공정을 통해 반도체 소자가 제조된다. 그리고, 상기 공정을 행한 이후에는 기판 상에 잔류하는 불필요한 박막, 입자 등의 이물질을 제거하는 세정 공정이 수행된다.
일반적으로 세정 공정은 불산, 황산, 그리고 질산 등의 케미칼(chemical, 약액)을 공급하여 이물질 등을 제거하는 약액 공정과, 기판으로 탈이온수(deionize water)와 같은 세척액을 공급하여 기판 상에 잔류하는 약액을 제거하는 세척 공정과, 기판 상에 잔류하는 세척액을 제거하는 건조 공정으로 이루어진다.
세정 공정을 행하는 과정에는 기판에 잔류하는 이물질을 확실하게 제거하기 위하여 케미칼이 기판의 표면 일부에 분사되거나 브러쉬로 접촉하면서 기판을 회전시켜, 기판의 전체 표면에 걸쳐 세정되도록 한다. 이 과정에서, 도1에 도시된 바와 같이 원형 기판(W)은 3개 이상의 회전 지지대(110, 120)에 의하여 가장자리가 접촉된 상태로 회전하는 구동 회전지지대(110)에 의하여 회전하며, 원형 기판(W)의 가장자리와 접촉하는 감지 회전지지대(120)에 의하여 원형 기판(W)의 회전수가 계측된다.
보다 구체적으로는, 원형 기판(W)이 기판 스피닝 장치(100)에 공급되면, 한 쌍의 회전 지지대(도1의 오른편에 위치한 2개의 110, 120)가 다른 한 쌍의 회전 지지대(도1의 왼편에 위치한 2개의 110)를 향하여 이동(20d')하여, 원형 기판(W)이 각 회전 지지대(110, 120)의 회전체(118, 128)에 위치한 요홈부에 끼워지고, 구동 회전 지지대(110)가 회전(110d)함에 따라 원형 기판(W)이 회전 구동된다. 이와 동시에 감지 회전 지지대(120)는 아이들 상태로 유지되어 원형 기판(W)의 회전에 따라 함께 회전하고, 감지 회전 지지대(120)의 회전수를 감지하여 원형 기판(W)의 회전수가 감지된다.
여기서, 상기 각각의 구동 회전 지지대(110)는, 기판(W)의 가장자리를 수용하는 요홈부(111)가 수평 방향으로 요입 형성되어 기판(W)의 가장자리 끝단부를 수용하며 회전 가능하게 설치되는 회전체(118)와, 회전 지지부(114b)에 지지되어 연직 방향으로 배열된 상태로 회전 구동되는 회전축(114)과, 회전축(114)을 회전 구동하는 구동 모터(115)와, 회전축(114)의 둘레를 감싸고 회전하지 않는 하우징(116)과, 회전체(118)를 회전축(114)에 고정시키는 연결 볼트(119)와, 연결 볼트(119)의 머리부 저면과 회전체(118)의 수평면(118s)의 사이에 개재되는 오링(117)으로 구성된다. 여기서, 회전축(114)은 하측에 위치한 베어링(114b)에 의하여 회전 가능하게 지지되며, 구동 모터(115)의 구동력은 다양한 공지된 방법으로 회전축(114)에 전달되며, 예를 들어 도4에 도시된 바와 같이 구동 풀리(115p)와 피동 풀리(115g)가 벨트로 연결되어 회전축(114)에 회전 구동될 수 있다.
상기 감지 회전 지지대(120)는, 기판(W)의 가장자리를 수용하는 요홈부(121)가 수평 방향으로 요입 형성되어 기판(W)의 가장자리 끝단부를 수용하며 회전 가능하게 설치되는 회전체(128)와, 회전 지지부(124b)에 회전 지지되어 연직 방향으로 배열된 상태로 기판(W)의 가장자리에 맞닿아 마찰에 의해 회전 구동되는 회전축(124)과, 회전축(124)의 회전수를 감지하는 회전 감지부(129)와, 회전축(124)의 둘레를 감싸고 회전하지 않는 하우징(126)과, 회전체(128)를 회전축(124)에 고정시키는 연결 볼트(129)와, 연결 볼트(129)의 머리부 저면과 회전체(128)의 수평면의 사이에 개재되는 오링(127)으로 구성된다.
이와 같이 구성된 기판 스피닝 장치(100)는 회전 지지대(110, 120)의 회전체(118)에 링 형태로 형성된 요홈부(111, 121)가 기판(W)의 가장자리와 접촉하면서 회전 구동하거나 회전 구동된다. 이 때, 회전체(118, 128)는 하나의 몸체로 형성될 수도 있고 2개 이상의 부품이 서로 결합되어 형성될 수도 있다.
이 때, 오링(118)이 연결 볼트(119, 129)의 머리부와 회전체(118, 128)의 수평면 사이에 개재되어, 회전체(118, 128)를 회전축(114, 124)에 고정하는 연결 볼트(119, 129)와의 결합 틈새 사이로 액체가 유입되지 않게 한다.
그러나, 연결 볼트(119, 129)가 회전축(114)의 상단부에 체결 결합할 때에, 연결 볼트(119, 129)의 머리부 하측에 위치하는 오링(117, 127)이 정확히 자리잡지 않은 상태이면서 오링(117, 127)의 단면이 원형이므로, 도5에 도시된 바와 같이 연결 볼트(119, 129)의 머리부 하측에 오링(117, 127)을 위치시킨 상태에서 죄는 과정에서, 오링(117, 127)이 일측으로 쏠리면서 연결 볼트(119, 129)의 머리부 저면과 회전체(118) 사이의 간극이 불일정해지는 현상이 발생된다. 이로 인하여, 회전체(118, 128)는 연직 방향의 가상선(55)으로부터 일정 각도(89)만큼 틀어지는 현상이 발생된다.
따라서, 회전체(118, 128)는 틀어진 각도(89)만큼 틀어진 상태로 회전(110d)하게 되고, 회전체(118, 128)의 요홈부(111, 121)에 접촉한 원형 기판(W)도 수평면으로부터 도면부호 88로 표시된 각도만큼 틀어진 상태로 회전(Wd)하여 상하 방향으로의 떨림(88')이 발생되는 문제가 야기된다.
따라서, 원형 기판(W)의 판면에 브러쉬가 회전하면서 원형 기판(W)의 세정 공정을 행하는 경우에, 원형 기판(W)이 기판 스피닝 장치(100)에 의하여 회전하는 동안에 원형 기판(W)의 표면에 브러쉬가 불균일한 상태로 접촉하여 불균일한 세정이 이루어지거나 특정 부위에서 세정이 충분히 이루어지지 않는 문제가 야기될 뿐만 아니라, 회전체(118, 128)의 요홈부(111, 121)의 마모가 급격히 진행되어 요홈부(111, 121)에 의하여 원형 기판(W)을 정확하게 회전시키지 못하는 문제가 야기된다.
따라서, 기판 스피닝 장치(100)에 의하여 회전하는 원형 기판(W)이 상하 요동없이 수평 상태를 유지하면서 회전시킬 수 있는 방안의 필요성이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 원형 기판의 가장자리와 접촉한 상태에서 원형 기판을 스핀 회전시키는 데 있어서, 원형 기판이 수평 상태를 유지하면서 회전 지지되게 하는 기판 스피닝 장치의 회전 지지대를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 통해, 원형 기판을 회전시키면서 행해지는 일련의 공정이 의도된 대로 정확하게 행해지게 할 수 있을 뿐만 아니라, 원형 기판을 안착하는 회전체의 요홈부 등의 구성의 마모가 급격히 진행되는 것을 방지하여 예상 수명까지 신뢰성있게 사용할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은, 원형 디스크 형상의 기판을 수평 회전시키는 기판 스피닝 장치의 회전 지지대로서, 연직 방향으로 뻗어 회전되는 회전축과; 상기 회전축의 상단부에 수직 방향으로 체결 결합되어 상기 회전축과 함께 회전하는 연결 볼트와; 상기 연결 볼트에 의해 고정되어 상기 회전축과 함께 회전하고, 상기 기판의 가장자리를 수용하는 요홈부가 링 형태로 형성된 회전체와; 상기 연결 볼트의 머리부의 저면에 위치하되, 상면과 하면이 평탄면으로 형성된 오링을; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 스피닝 장치의 회전 지지대를 제공한다.
이와 같이, 연결 볼트의 머리부 저면에 위치하는 오링의 상면과 하면이 평탄면으로 형성됨으로써, 오링이 연결 볼트의 머리부 저면에 안정되게 위치하게 하여, 연결 볼트가 회전체를 고정시키기 위하여 회전축의 끝단에서 죄는 것에 의하여 회전하더라도, 오링의 상면과 하면이 모두 평탄면으로 형성되어 오링이 지지되는 바닥면과 균일한 마찰 상태를 유지하면서 연결 볼트의 머리부의 회전에도 가요성 재질의 오링이 제 위치를 유지하여 국부적으로 쏠리는 것이 억제되므로, 연결 볼트로 회전체를 회전축에 위치 고정시키는 과정에서 오링의 쏠림에 의해 회전체가 틀어진 상태로 결합되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명은, 원형 디스크 형상의 기판을 수평 회전시키는 기판 스피닝 장치의 회전 지지대로서, 연직 방향으로 뻗어 회전되는 회전축과; 상기 회전축의 상단부에 수직 방향으로 체결 결합되어 상기 회전축과 함께 회전하며, 머리부의 저면에는 상기 머리부로부터 하방으로 멀어질수록 직경이 점점 넓어지는 확경부가 형성된 연결 볼트와; 상기 연결 볼트에 의해 고정되어 상기 회전축과 함께 회전하고, 상기 기판의 가장자리를 수용하는 요홈부가 링 형태로 형성된 회전체와; 상기 연결 볼트의 확경부에 끼워진 상태로 상기 머리부의 저면에 위치하는 오링을; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 스피닝 장치의 회전 지지대를 제공한다.
이는, 연결 볼트의 확경부에 미리 오링을 끼워 연결 볼트와 오링의 상대 위치를 확정적으로 고정시킨 상태로 연결 볼트를 회전축의 끝단에 체결 고정함으로써, 연결 볼트가 회전체를 고정시키기 위하여 회전축의 끝단부에 죄는 과정에서, 연결 볼트의 회전에도 오링이 제 위치를 유지하므로, 오링이 국부적으로 접히거나 쏠리는 것이 방지되어, 연결 볼트가 회전축의 끝단부에 결합된 상태에서도, 연결 볼트의 머리부 저면에 위치한 오링의 두께가 전체 원주 방향으로 균일하게 유지되게 할 수 있다. 이에 따라, 연결 볼트로 회전체를 회전축에 위치 고정시키는 과정에서 오링의 쏠림에 의해 회전체가 틀어진 상태로 결합되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 본 발명은, 기판 스피닝 장치의 회전 지지대마다 각 회전체가 회전축에 대하여 예정된 자세로 틀어짐없이 정확하게 고정됨에 따라, 회전체가 회전하는 동안에도 요홈부가 상하로 요동하는 현상을 신뢰성있게 방지할 수 있으므로, 기판 스피닝 장치에 의하여 회전 지지되는 원형 기판을 회전시키는 동안에 수평 상태로 유지할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
여기서, 상기 확경부의 높이는 상기 오링의 높이보다 더 작게 형성되는 것이 바람직하다. 이를 통해, 확경부에 의하여 오링이 연결 볼트의 둘레를 감싸는 형태로 자리잡은 상태에서, 연결 볼트를 회전축의 끝단부에 체결 고정하는 과정에서 오링의 상하 방향으로의 압축이 발생되어 기밀성을 유지할 수 있다.
상기 오링은 상기 머리부와 상기 회전체의 사이에 개재됨으로써, 연결 볼트의 체결 결합에 의하여 회전체가 회전축에 대하여 틀어짐없이 예정된 자세로 위치 고정된다.
한편, 상기 회전체는 하나의 부품으로 형성될 수도 있지만, 2개 이상의 부품이 서로 결합되어 형성될 수도 있다. 예를 들어, 원형 기판의 가장자리와 접촉하는 요홈부는 높은 마찰력의 확보를 위하여 우레탄 등의 가요성 재질로 형성되고, 요홈부의 하측부는 높은 강성을 유지하기 위하여 금속 등의 비가요성 재질로 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은, 회전체와 회전축을 결합하는 연결 볼트의 머리부 저면에 위치하는 오링의 상면과 하면을 평탄면으로 형성됨으로써, 오링이 연결 볼트의 머리부 저면에 안정되게 위치하게 하여, 연결 볼트가 회전체를 고정시키기 위하여 회전축의 끝단에서 죄는 것에 의하여 회전하더라도, 오링의 상면과 하면이 모두 평탄면으로 형성되어 오링이 지지되는 바닥면과 균일한 마찰 상태를 유지하면서 국부적으로 쏠리는 것을 억제하므로, 회전체가 회전축에 대하여 예정된 정확한 자세로 위치 고정될 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은, 연결 볼트의 확경부에 미리 오링을 끼워 연결 볼트와 오링의 상대 위치를 확정적으로 고정시킨 상태로 연결 볼트를 회전축의 끝단에 체결 고정하도록 구성됨으로써, 연결 볼트가 회전체를 고정시키기 위하여 회전축의 끝단부에 죄는 과정에서 연결 볼트의 회전에도 오링이 자신의 탄성에 의하여 항상 제 위치를 유지하므로, 오링이 국부적으로 접히거나 쏠리는 것이 방지되어, 연결 볼트의 머리부 저면에 위치한 오링의 두께가 전체 원주 방향으로 균일하게 유지할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 연결 볼트로 회전체를 회전축에 위치 고정시키는 과정에서 오링의 쏠림에 의해 회전체가 틀어진 상태로 결합되는 것을 방지함으로써, 기판 스피닝 장치의 회전 지지대마다 각 회전체가 회전축에 대하여 예정된 자세로 틀어짐없이 정확하게 고정시킬 수 있어서, 회전체가 회전하는 동안에도 요홈부가 상하로 요동하는 현상을 신뢰성있게 방지할 수 있으므로, 기판 스피닝 장치에 의하여 회전 지지되는 원형 기판을 회전시키는 동안에 수평 상태로 유지할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
도1은 일반적인 기판 스피닝 장치의 구성을 도시한 사시도,
도2는 도1에 기판이 안착된 상태를 도시한 평면도,
도3은 도1의 정면도,
도4는 도3의 A-A에 따른 단면도,
도5는 도4의 'B'의 확대도,
도6은 본 발명의 제1실시예에 따른 기판 스피닝 장치의 회전 지지대의 결합 구조를 도시한 분해 단면도,
도7은 도6의 결합 단면도,
도8은 본 발명의 제2실시예에 따른 기판 스피닝 장치의 회전 지지대의 결합 구조를 도시한 분해 단면도,
도9는 도8의 'C'의 확대도,
도10은 도8의 결합 단면도,
도11은 도10은 'D'의 확대도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 스피닝 장치의 회전 지지대(210, 310)에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해서는 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하며, 동일하거나 유사한 기능 혹은 구성에 대해서는 동일하거나 유사한 도면 부호를 부여하기로 한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 기판 스피닝 장치(100)도 역시 원형 기판(W)이 기판 스피닝 장치(200)에 공급되면, 도1에 도시된 종래 구성과 마찬가지로, 한 쌍의 회전 지지대가 다른 한 쌍의 회전 지지대를 향하여 이동하여, 원형 기판(W)이 각 회전 지지대(210,..)의 회전체(118,...)에 위치한 요홈부(111, 121)에 끼워지고, 구동 회전 지지대(210)가 회전함에 따라 원형 기판(W)이 회전 구동되며, 이와 동시에 감지 회전 지지대는 아이들 상태로 유지되어 원형 기판(W)의 회전에 따라 함께 회전하고, 감지 회전 지지대의 회전수를 감지하여 원형 기판(W)의 회전수가 감지되게 구성된다.
다만, 본 발명은, 구동 회전 지지대(210) 및 감지 회전 지지대의 회전축(114)에 회전체(118)를 고정하기 위하여 체결되는 연결 볼트(219) 및 오링(217)의 구조에 있어서 종래의 구성과 차이가 있다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위하여 예시된 도면에는 구동 회전 지지대(210)의 구성이 나타나 있지만, 회전체와 회전축을 연결 볼트로 고정하는 구성은 감지 회전 지지대에도 동일하게 적용된다. 따라서, 이하에서는 구동 회전 지지대(210) 및 감지 회전 지지대를 '회전 지지대'라고 통칭하고 도면부호를 210으로 표시하기로 한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 기판 스피닝 장치의 회전 지지대(210)는, 도6 및 도7에 도시된 바와 같이, 원형 디스크 형상의 기판(W)을 수평 회전시키는 기판 스피닝 장치의 회전 지지대로서, 연직 방향으로 뻗어 회전되는 회전축(114)과, 회전축(114)의 상단부에 수직 방향으로 체결 결합되어 회전축(114)과 함께 회전하는 연결 볼트(219)와, 연결 볼트(219)에 의해 고정되어 회전축(114)과 함께 회전하는 회전체(118)와, 연결 볼트(219)의 머리부의 저면에 위치하되, 상면과 하면이 평탄면으로 형성된 오링(217)을 포함하여 구성된다.
여기서, 회전축(114)의 상단부에는 연결 볼트(219)의 수나사산이 체결되는 암나사부가 형성되어, 회전축(114)은 연결 볼트(219)의 몸통부에 형성된 수나사산과 체결 결합된다.
그리고, 연결 볼트(219)의 머리부의 저면(219s)은 회전체(118)의 수평한 평탄면(118s)과 대향하면서, 그 사이에 오링(217)을 위치시킨다. 필요에 따라, 도면에 도시된 바와 같이, 연결 볼트(219)의 머리부 저면(219s)은 오링(217)을 수용하는 수용부의 상면으로 형성될 수도 있다.
그리고, 오링(217)은 대체로 단면이 곡면으로 이루어지지만, 본 발명의 제1실시예에 따른 오링(217)은 상면(217s1)과 하면(217s2)이 모두 평탄면으로 이루어진 납작한 단면을 형성한다. 이에 따라, 오링(217)이 회전체(118)의 평탄면(118s)상에 거치된 상태에서, 오링(217)의 하면(217s2)이 회전체(118)의 평탄면(118s)과 보다 넓게 접촉된 상태를 유지한다. 그리고, 오링(217)의 상면(217s1)도 평탄면으로 형성되어 연결 볼트(219)의 머리부 저면(219s)과 보다 넓게 접촉된 상태를 유지한다.
따라서, 회전체(118)의 평탄면(118s)에 오링(217)을 위치시킨 상태에서, 연결 볼트(219)로 회전축(114)의 상단부의 암나사부에 체결하는 동안에, 오링(217)의 하면(217s2)은 회전체(118)의 평탄면(118s)과 넓은 면적이 접촉한 상태를 유지하고 동시에 연결 볼트(219)의 머리부 저면(219s)이 오링(217)의 상면(217s1)과 접촉하기 시작할 때에도 넓은 면적이 균일하게 접촉하므로, 연결 볼트(219)를 죄는 동안에 연결 볼트(219)의 머리부 저면(219s)에 의하여 오링(217)의 일부분이 쏠리는 현상이 발생되지 않게 된다.
따라서, 연결 볼트(219)를 회전축(114)의 상단부에 완전히 나사 체결하여 회전체(118)를 회전축(114)과 일체화시킨 상태에서, 연결 볼트(219)의 머리부 저면과 회전체(118)의 평탄면(118s) 사이에 개재된 오링(217)이 원주 방향으로 균일한 두께를 유지하게 되므로, 회전축(114)에 대한 회전체(118)의 자세가 예정된 올바른 자세로 고정된다. 즉, 도7에 도시된 바와 같이, 회전체(118)의 중심축(55)과 회전축(114)의 뻗은 방향이 서로 일치하게 된다.
이에 의하여, 회전축(114)에 결합된 회전체(114)의 요홈부(111)는 원주 방향 전체에 걸쳐 동일한 높이로만 분포되어, 도7에 도시된 바와 같이 회전체(118)가 회전축(114)과 함께 회전하더라도, 요홈부(111)에 가장자리가 접촉한 상태의 기판(W)은 상하 방향으로의 요동없이 일정 높이에서만 수평 회전될 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 제2실시에 따른 기판 스피닝 장치의 회전 지지대(210)를 상술한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 기판 스피닝 장치의 회전 지지대(310)는, 도8 내지 도11에 도시된 바와 같이, 원형 디스크 형상의 기판(W)을 수평 회전시키는 기판 스피닝 장치의 회전 지지대로서, 연직 방향으로 뻗어 회전되는 회전축(114)과, 회전축(114)의 상단부에 수직 방향으로 체결 결합되어 회전축(114)과 함께 회전하며 머리부 아래의 외주면에 확경부(319x)가 형성된 연결 볼트(219)와, 연결 볼트(219)에 의해 고정되어 회전축(114)과 함께 회전하는 회전체(118)와, 연결 볼트(219)의 머리부의 저면에 위치하되, 상면과 하면이 평탄면으로 형성된 오링(217)을 포함하여 구성된다.
여기서, 회전축(114)의 상단부에는 연결 볼트(219)의 수나사산이 체결되는 암나사부(114x)가 형성되어, 회전축(114)은 연결 볼트(219)의 몸통부에 형성된 수나사산(319a)과 체결 결합된다.
그리고, 연결 볼트(319)의 머리부의 저면(319s)은 회전체(118)의 수평한 평탄면(118s)과 대향하면서, 그 사이에 오링(317)을 위치시킨다. 필요에 따라, 제1실시예와 같이, 연결 볼트(319)의 머리부의 하측에는 오링(317)을 수용하는 링 형태의 홈이 요입 형성될 수도 있다.
연결 볼트(319)의 머리부 하측에는 머리부로부터 멀어질수록 단면이 점점 커지는 확경부(319x)가 형성된다. 이에 따라 확경부(319x)의 외주면은 도8에 도시된 바와 같이 경사면으로 형성되므로, 도8 및 도9에 도시된 바와 같이 연결 볼트(319)의 확경부(319x)에 탄성을 갖는 오링(317)을 끼울 수 있게 된다. 그리고, 확경부(319x)가 머리부로부터 멀어질수록 점점 단면이 커지는 형태로 경사면이 형성되므로, 확경부(319x)에 끼워진 오링(317)은 좀처럼 확경부(319x)로부터 이탈하지 않는다.
이 때, 오링(317)의 내경은 외력이 가해지지 않은 상태에서 확경부(319x)의 외경보다 더 작게 형성되어, 오링(317)이 확경부(319x)에 탄성에 의해 약간 늘어난 상태로 끼워지는 것이 바람직하다. 이를 통해, 균질한 탄성 소재(예를 들어, 고무 재질)로 형성된 오링(317)은 확경부(319x)에 꼭 끼워진 상태를 유지하면서, 원주 길이 전체에 걸쳐 균일한 두께로 유지된다.
한편, 확경부(319x)의 높이(ho)는 확경부(319x)의 둘레에 끼워지는 오링(317)의 높이(h1)에 비하여 더 작게 형성된다. 따라서, 오링(317)을 연결 볼트(319)의 확경부(319x)에 끼운 상태로 연결 볼트(319)를 회전축(114)의 상단부의 암나사부(114x)에 회전시키면서 체결하는 동안에, 오링(317)의 상면과 저면이 각각 연결 볼트(319)의 머리부 저면(319s)과 회전체(118)의 평탄면(118s)의 사이와 접촉하더라도, 오링(317)은 확경부(319x)에서 견고하게 자리잡고 있어서 위치 변동이 되지 않고 동시에 오링(317)이 원주 방향 전체에 걸쳐 균일한 두께로 분포된 상태가 유지된다. 또한, 도11에 도시된 바와 같이 확경부(319x)의 저면이 회전체(118)의 평탄면(118s)에 닿을 때까지 연결 볼트(319)를 죄더라도, 오링(317)의 원형 단면이 타원형이 원주 방향 전체에 걸쳐 균일하게 타원형 단면으로 변형되므로, 오링(317)의 두께가 국부적으로 두꺼워지거나 얇아지는 영역이 발생되지 않는다. 따라서, 연결 볼트(319)에 의해 고정된 회전체(118)는 그 중심축(55)이 회전축(114)의 뻗은 방향과 서로 일치하게 된다.
이를 통해, 회전체(118)의 중심축(55)이 회전축(114)과 일치하는 자세로 회전체(118)가 회전축(114)에 고정되므로, 회전체(118)의 원주 방향을 따라 요입 형성된 요홈부(111)는 수평한 평면 내에 항상 위치하게 된다.
더욱이, 연결 볼트(319)의 확경부(319x)의 저면(319y)에 접촉할 때까지 연결 볼트(319)가 회전축(114)에 결합됨으로써, 기판 스피닝 장치(100)의 다수의 회전 지지대(110, 120)에서의 연결 볼트(319)의 체결 길이를 모두 동일하게 조정할 수 있게 되는 잇점도 얻어진다. 이에 의하여, 다수의 회전 지지대(110, 120)에서의 회전체(118, 128)의 높이를 모두 일정하게 유지할 수 있다.
따라서, 다수의 회전 지지대(110, 120)의 요홈부(111, 121)에 가장자리가 접촉한 상태로 회전하는 원형 기판(W)은 수평한 평면 내에 항상 위치할 수 있게 되고, 회전축(114, 124)이 회전하더라도 회전체(118)의 요홈부(111, 121)도 항상 수평한 평면 내에서만 위치하게 되므로, 원형 기판(W)이 상하 방향으로 요동 없이 수평 회전되게 구동하는 것이 가능해진다.
한편, 도12에 도시된 본 발명의 제3실시예에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 회전체(118)는 2개 이상의 부재(118a, 118b)가 서로 결합된 상태일 수 있다. 이 경우에, 어느 하나의 부재(118a)는 우레탄이나 고무와 같이 탄성을 갖는 가요성 재질로 형성되어 높은 마찰력을 갖는 요홈부(111, 121)를 구비하고, 다른 하나의 부재(118b)는 알루미늄이나 스텐레스 또는 강철 등의 비가요성 재질로 형성되어 평탄면(118s)이 형성됨으로써, 기판(W)의 가장자리를 보다 높은 마찰로 회전 지지하면서도, 회전체(118)를 고정시키는 연결 볼트(219, 319)로 죌 때에 회전체(118)의 중심축(55)이 회전축(114)과 일치하게 조정하는 것이 용이하며, 조립된 상태를 견고하게 유지시킬 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 기판 스피닝 장치의 회전 지지대는, 연결 볼트가 회전체를 고정시키기 위하여 회전축의 끝단부에 죄는 과정에서 연결 볼트의 회전에도 오링이 자신의 탄성에 의하여 항상 제 위치를 유지하면서 국부적으로 접히거나 쏠리는 것이 방지되어, 연결 볼트(219, 319)의 머리부 저면에 위치한 오링(217, 317)의 두께가 전체 원주 방향으로 균일하게 유지할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
이를 통해, 연결 볼트(219, 319)로 회전체(118)를 회전축(114)에 위치 고정시키는 과정에서 오링(217, 317)의 쏠림에 의해 회전체(118)가 틀어진 상태로 결합되는 것을 방지함으로써, 기판 스피닝 장치(100)의 회전 지지대(110, 120)마다 각 회전체(118, 128)가 회전축(114, 124)에 대하여 예정된 자세로 틀어짐없이 정확하게 고정시킬 수 있게 되어, 회전체(118, 128)가 회전하는 동안에도 요홈부(111, 121)가 상하로 요동하는 현상을 신뢰성있게 방지할 수 있으므로, 기판 스피닝 장치에 의하여 회전 지지되는 원형 기판(W)을 회전시키는 동안에 수평 상태로 유지할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 상기와 같은 특정 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 본 발명의 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
100: 기판 스피닝 장치 110: 구동 회전 지지대
120: 감지 회전 지지대 111, 121: 요홈부
114: 회전축, 구동 홀더 118: 회전체
217, 317: 오링 219, 319: 연결 볼트
319x: 확경부 W: 원형 기판

Claims (8)

  1. 원형 디스크 형상의 기판을 수평 회전시키는 기판 스피닝 장치의 회전 지지대로서,
    연직 방향으로 뻗어 회전되는 회전축과;
    상기 회전축의 상단부에 수직 방향으로 체결 결합되어 상기 회전축과 함께 회전하는 연결 볼트와;
    상기 연결 볼트에 의해 고정되어 상기 회전축과 함께 회전하고, 상기 기판의 가장자리를 수용하는 요홈부가 링 형태로 형성된 회전체와;
    상기 연결 볼트의 머리부의 저면에 위치하되, 상면과 하면이 평탄면으로 형성된 오링을;
    포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 스피닝 장치의 회전 지지대.
  2. 원형 디스크 형상의 기판을 수평 회전시키는 기판 스피닝 장치의 회전 지지대로서,
    연직 방향으로 뻗어 회전되는 회전축과;
    상기 회전축의 상단부에 수직 방향으로 체결 결합되어 상기 회전축과 함께 회전하며, 머리부의 저면에는 상기 머리부로부터 하방으로 멀어질수록 직경이 점점 넓어지는 확경부가 형성된 연결 볼트와;
    상기 연결 볼트에 의해 고정되어 상기 회전축과 함께 회전하고, 상기 기판의 가장자리를 수용하는 요홈부가 링 형태로 형성된 회전체와;
    상기 연결 볼트의 확경부의 경사면에 끼워진 상태로 상기 머리부의 저면에 위치하는 오링을;
    포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 스피닝 장치의 회전 지지대.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 확경부의 높이는 상기 오링의 높이보다 더 작은 것을 특징으로 하는 기판 스피닝 장치의 회전 지지대.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 확경부는 상기 연결 볼트의 머리부 바로 아래에 위치하는 것을 특징으로 하는 기판 스피닝 장치의 회전 지지대.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 오링은 탄력이 있는 재질로 형성되어, 상기 확경부의 상기 경사면에 밀착된 상태인 것을 특징으로 하는 기판 스피닝 장치의 회전 지지대.
  6. 제 1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오링은 상기 머리부와 상기 회전체의 수평한 평탄면 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 기판 스피닝 장치의 회전 지지대.
  7. 제 1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전체는 2개 이상의 부품이 결합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 스피닝 장치의 회전 지지대.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 회전체는, 상기 요홈부가 형성되고 가요성 재질로 형성되는 제1부재와, 상기 오링과 접촉하는 평탄면이 형성되고 비가요성 재질로 형성되는 제2부재가 서로 결합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 기판 스피닝 장치의 회전 지지대.


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