KR20190106372A - 건조효율이 향상된 웨이퍼 건조장치 - Google Patents

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Abstract

건조효율이 향상된 웨이퍼 건조장치가 개시된다. 개시된 웨이퍼 건조장치는 세정챔버와, 상기 세정챔버의 상부에 상기 세정챔버와 연결되는 건조챔버가 구비된 본체부; 상기 세정챔버 내에 배치되도록 설치되며, 카세트가 거치되는 거치대와, 상기 거치대를 내측에서 회전가능하게 지지하는 회전지지틀로 이루어진 카세트 거치유닛; 상기 본체부의 상부와 상기 카세트 거치유닛을 연결하도록 설치되며, 상기 카세트 거치유닛을 상기 세정챔버 내에서 승강시키고, 상기 거치대를 상기 회전지지틀에 대해 좌우로 소정각도 왕복회동운동하도록 구동시키는 구동부; 상기 카세트 거치유닛의 승강과 연동하여 상하이동하며, 상기 거치대가 상기 세정챔버의 상부에 위치한 상태에서, 상기 카세트에 꽂혀있는 웨이퍼를 상기 카세트로부터 분리되도록 상기 건조챔버 상부로 밀어 상승시키는 웨이퍼 승강유닛; 상기 건조챔버 내에서 회동되도록 구성되어, 상기 웨이퍼 승강유닛에 의해 상기 웨이퍼가 상기 건조챔버 상부로 상승된 상태에서, 상기 웨이퍼를 위치고정하는 웨이퍼 지지유닛; 상기 건조챔버 내의 하부에 설치되어 상기 카세트를 향해 고온가스를 분사하는 한 쌍의 하부노즐; 상기 건조챔버의 상부에 설치되어 상기 카세트로부터 분리되어 상기 웨이퍼 지지유닛에 의해 지지된 상기 웨이퍼를 향해 고온가스를 분사하는 한 쌍의 상부노즐;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

건조효율이 향상된 웨이퍼 건조장치{Wafer drying device with improved drying efficiency}
본 발명은 웨이퍼 건조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 카세트 전후 스윙방식으로 된 기존 웨이퍼 건조장치를 개선하여, 카세트와 웨이퍼를 서로 분리시켜 카세트와 웨이퍼를 각각 독립된 상태에서 고온가스를 분사하여 건조시키며 카세트를 전후 스윙이 아닌 좌우 스윙시키면서 카세트의 건조율을 향상시킨 웨이퍼 건조장치에 관한 것이다.
반도체, LED, 태양전지 등의 제조에 사용되는 웨이퍼는 초순수(DI WATER)에 담겨지는 세정공정을 거친 후, 웨이퍼의 표면에 묻어 있는 초순수를 건조시키기 위한 건조공정이 이루어진다.
이러한 웨이퍼 건조를 위한 웨이퍼 건조장치에 대해 등록특허 10-1058835호에 개시되어 있다.
등록특허 10-1058835호에 개시된 웨이퍼 건조장치는 제1회전축이 고정되고 상부에 이동이 가능한 측면에 제 1 회전축이 고정되고 상부에 이동이 가능한 제 2 회전축이 형성되며 하부에 제 1 배수구가 형성되어 있는 챔버와, 상기 제 1 회전축과 상기 제 2 회전축에 고정되며 끝단에 웨이퍼를 실장하는 카세트가 고정되는 틸트암과, 상기 카세트에 IPA/질소 가스를 공급하는 제 1 노즐과, 상기 제 2 회전축이 제 1 방향 또는 제 2 방향으로 이동하도록 하는 스크류와, 상기 스크류를 회전시키는 구동모터를 포함하도록 구성되어, 카세트가 스윙되면서 건조가 이루어진다.
하지만, 이러한 종래의 웨이퍼 건조장치는 카세트에 웨이퍼가 실장된 상태에서 가스가 분사되기 때문에, 카세트와 웨이퍼의 건조효율이 현저히 떨어질 수 밖에 없고, 특히, 웨이퍼가 실장된 카세트를 전후방향으로 스윙시키는 구조이기 때문에, 카세트 측면의 건조가 잘 이루어지지 않아 전체적인 카세트의 건조효율이 낮은 문제가 있었다.
또한, 종래의 웨이퍼 건조장치는 카세트가 고정되는 틸트암의 상단부가 스크류에 의해 이동되도록 하는 구조로서, 틸트암이 카세트의 양 측면을 가리는 구조로 이루어져 있으므로, 카세트의 측면 건조에 취약한 문제가 있었다.
등록특허 10-1058835호
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 창안된 것으로서, 카세트와 웨이퍼를 서로 분리시켜 카세트와 웨이퍼를 각각 독립된 상태에서 고온가스를 분사하여 건조시켜 건조효율이 향상될 뿐 아니라, 특히, 카세트를 전후 스윙이 아닌 좌우 스윙시키면서 카세트의 건조효율이 향상되도록 한 웨이퍼 건조장치를 제공하는데 목적이 있다.
아울러, 카세트를 좌우 왕복 회동운동시키기 위한 구동부의 구성이 카세트의 좌우측면을 가리거나 건조해 되지 않도록 구성됨으로써, 카세트의 건조효율을 향상시킬 수 있도록 개선된 형태를 갖는 웨이퍼 건조장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 건조효율이 향상된 웨이퍼 건조장치는 세정챔버와, 상기 세정챔버의 상부에 상기 세정챔버와 연결되는 건조챔버가 구비된 본체부; 상기 세정챔버 내에 배치되도록 설치되며, 카세트가 거치되는 거치대와, 상기 거치대를 내측에서 회전가능하게 지지하는 회전지지틀로 이루어진 카세트 거치유닛; 상기 본체부의 상부와 상기 카세트 거치유닛을 연결하도록 설치되며, 상기 카세트 거치유닛을 상기 세정챔버 내에서 승강시키고, 상기 거치대를 상기 회전지지틀에 대해 좌우로 소정각도 왕복회동운동하도록 구동시키는 구동부; 상기 카세트 거치유닛의 승강과 연동하여 상하이동하며, 상기 거치대가 상기 세정챔버의 상부에 위치한 상태에서, 상기 카세트에 꽂혀있는 웨이퍼를 상기 카세트로부터 분리되도록 상기 건조챔버 상부로 밀어 상승시키는 웨이퍼 승강유닛; 상기 건조챔버 내에서 회동되도록 구성되어, 상기 웨이퍼 승강유닛에 의해 상기 웨이퍼가 상기 건조챔버 상부로 상승된 상태에서, 상기 웨이퍼를 위치고정하는 웨이퍼 지지유닛; 상기 건조챔버 내의 하부에 설치되어 상기 카세트를 향해 고온가스를 분사하는 한 쌍의 하부노즐; 상기 건조챔버의 상부에 설치되어 상기 카세트로부터 분리되어 상기 웨이퍼 지지유닛에 의해 지지된 상기 웨이퍼를 향해 고온가스를 분사하는 한 쌍의 상부노즐;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 건조챔버 내에 설치되어, 상기 건조챔버와 상기 세정챔버 내부 영역을 고온상태가 되도록 가열하는 IR 램프;를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 구동부는, 상기 본체부의 상부에 상하 이동가능하도록 설치되는 상하이동판; 상기 본체부의 상단에 회전가능하게 설치되며 상기 상하이동판과 볼스크류방식으로 연결되어 회전방향에 따라 상기 상하이동판을 상하이동하게 하는 스크류봉; 상기 스크류봉을 정회전 또는 역회전시키는 제1모터; 상기 상하이동판에 고정되며, 상하 이동판의 하방향으로 연장되도록 설치되며, 하단은 상기 회전지지틀에 고정되도록 설치되는 제1연장봉; 상기 상하이동판의 전면에 설치되는 제2모터; 상기 제2모터의 회전축과 상기 거치대의 회전축을 연결하도록 설치되어, 상기 제2모터의 회전력을 상기 거치대에 전달하여 상기 거치대를 좌우 왕복 회동운동하게 하는 동력전달수단;을 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 동력전달수단은, 상기 제1모터의 회전축과 연결되어 회전되는 제1캠부재; 상기 거치대의 회전축에 설치되는 제2캠부재; 상기 제1캠부재의 편심축과 상기 제2캠부재의 편심축을 연결하도록 설치되어, 상기 제1캠부재의 회전에 따라 상하 왕복운동하면서 상기 제2캠부재를 소정각도 범위에서 좌우 왕복 회동운동하게 하는 연결로드;를 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 웨이퍼 승강유닛은, 상기 거치대의 하부에 위치하거나, 상승하여 상기 카세트에 꽂혀 있는 웨이퍼를 밀어올려 거치시키고 상승시키는 웨이퍼 거치부; 상기 상하이동판에 대해 상하 슬라이딩이동가능하도록 설치되는 슬라이딩부재; 상기 상하이동판에 설치되는 제3모터; 상단부가 상기 상하이동판에 회전가능하게 설치되며, 상기 제3모터의 구동에 따라 회전되며, 상기 슬라이딩부재와 볼-스크류방식으로 연결되어 회전방향에 따라 상기 슬라이딩부재를 승강시키는 제2스크류봉; 상기 슬라이딩부재로부터 하방으로 연장되도록 설치되는 제2연장봉; 상기 제2연장봉의 하단으로부터 전방으로 연장되도록 설치되며 상기 회전지지틀의 하부에 배치되도록 구성되는 전방지지바; 상기 전방지지바의 전단부로부터 상부로 수직하게 연장되며, 상단에 상기 웨이퍼 거치부의 하단이 고정되도록 설치되는 수직지지바;를 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 웨이퍼 지지유닛을 회전시키는 스텝모터;를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
상기한 바에 따르면, 본 발명의 웨이퍼 건조장치는, 카세트와 웨이퍼를 서로 분리시켜 카세트와 웨이퍼를 각각 독립된 상태에서 고온가스를 분사하여 건조시켜 주며, 특히, 카세트를 좌우로 왕복 회동운동시키면서 건조가 이루어지기 때문에, 웨이퍼와 카세트의 건조효율이 월등히 향상되며, 따라서, 건조공정시간을 줄여 웨이퍼 생산율을 높일 수 있으며, 양질의 웨이퍼를 신속하게 생산할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 본 발명은 기존의 웨이퍼 건조장치에 비해, 구동부가 카세트의 측면을 가리거나 덮는 구조로 이루어지지 않으므로, 카세트의 건조효율이 더욱 향상될 수 있는 특징이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼 건조장치를 나타낸 정면도이고,
도 2는 도 1의 챔버부 내의 내부구성도이고,
도 3은 도 1의 구동부 구성을 확대하여 나타낸 도면이고,
도 4는 도 3의 측면도이고,
도 5는 도 3의 평면도이고,
도 6은 본 발명의 웨이퍼 건조장치의 카세트에 대한 도면으로, (a) 평면도, (b) 정면도, (c) 측면도이며,
도 7은 도 1에서 일부 구성에 대한 횡단면도이고,
도 8은 도 3의 구동부에서 동력전달수단의 동작에 따른 거치대의 왕복회동운동을 나타낸 도면이고,
도 9 내지 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼 건조장치의 동작상태를 설명하기 위한 도면이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시 예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시 예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성 요소들이 이 같은 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시 예들은 그것의 상보적인 실시 예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
아래의 특정 실시 예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만, 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
도 1 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼 건조장치에 대해 설명한다.
본 발명은 웨이퍼 건조장치는 기존의 웨이퍼 건조장치에 비해, 웨이퍼를 카세트로부터 분리하고, 카세트를 좌우로 스윙동작하도록 한 상태에서 카세트와 웨이퍼에 각각 고온가스를 송풍하여 건조효율을 높이도록 구성된다는 점에서 특징이 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 웨이퍼 건조장치는 본체부(100), 카세트 거치유닛(200), 구동부(300), 웨이퍼 승강유닛(400), IR램프(510), 웨이퍼 지지유닛(520), 하부노즐(530), 상부노즐(540)을 포함하도록 구성된다.
본체부(100)는 본체프레임(110)과, 이 본체프레임의 하부에 구비되는 챔버부(120)로 구성되어진다.
본체프레임(110)의 상부 후측에는 수직하게 고정판(115)이 고정설치되고, 이 고정판(115)의 상단에는 전방으로 돌출되도록 돌출판(115)이 고정설치된다.
챔버부(120)는 본체프레임(110)에 고정되도록 설치되며, 하부에 세정챔버(121)와, 세정챔버(121)의 상부에 형성되는 건조챔버(124)로 이루어진다.
세정챔버(121)는 초순수(DI WATER)가 담겨지는 공간을 형성하고, 세정챔버(121)의 하단에는 내부에 담겨진 초순수를 배수시키기 위한 배수구(122)가 구비되어진다.
본 발명의 챔버부(120)의 상단 즉, 건조챔버(124)의 상면 전방측에는 개방구(124a)가 형성되며, 이 개방구(124a)를 개폐하는 개폐도어(127)가 구비될 수 있다. 이 개폐도어(127)의 후단에는 힌지축(h)이 구비되고, 이 힌지축(h1)의 양측이 본체프레임(110)에 회전되게 설치됨으로써, 개폐도어(127)가 전후 방향으로 힌지되어 건조챔버(124)의 개방구(124a)를 개폐할 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명에서 카세트(c)는 복수의 웨이퍼(w)가 꽂히도록 상하가 개방되고, 좌우 양 내측면에 전후 방향으로 쌍을 이루는 복수의 슬릿홈(s)들이 소정간격으로 형성된 형태로 이루어진다. 따라서 복수의 웨이퍼(w)가 카세트(c)의 전후방향으로 병렬로 수직하게 꽂혀 장착될 수 있다. 아울러, 본 발명의 카세트(c)는 양측 외면에 돌출리브(R)가 돌출형성된 형태로 이루어진다.
카세트 거치유닛(200)은 세정챔버(121) 내에 위치하도록 설치되며, 카세트(c)가 올려져 거치되는 거치대(220)와, 거치대(220)를 내측에서 회전가능하게 지지하는 회전지지틀(210)로 이루어진다.
회전지지틀(210)는 사각틀 형태로 이루어지도록 소정간격된 한 쌍의 장축바(211)와, 이 한 상의 장축바(211)를 연결하도록 직각되게 형성되는 복수의 단축바(213)로 구성된다. 거치대(220)는 전후단에 회전축(222)이 고정설치되며, 이 회전축(222)은 단축바(213)를 관통하여 단축바(213)에 대해 회전가능하도록 설치된다. 따라서, 거치대(220)는 회전지지틀(210)에 대해 좌우로 회전가능하도록 설치된다.
구동부(300)는 본체부(100)의 상부와 카세트 거치유닛(200)을 연결하여 카세트 거치유닛(200) 전체를 승강시키고, 아울러, 거치대(220)를 회전지지틀(210)에 대해 좌우로 소정각도 왕복회동운동하도록 구동시키기 위한 것이다.
도 1, 도 3, 도 4, 도 5 및, 도 7을 참조하면, 구체적으로, 구동부(300)는 상하이동판(310), 제1연장봉(317), 스크류봉(321), 제1모터(330), 제2모터(340), 동력전달수단(350)을 포함하도록 구성된다.
상하이동판(310)은 사각 플레이트 형태로 이루어지며, 본체부(100)의 상부 전방, 즉, 고정판(114)의 전방에 소정간격 이격된 상태로 고정판(114)에 대해 상하 슬라이딩 가능하도록 설치된다.
구체적으로, 고정판(114)의 양측에는 상하방향으로 한 쌍의 돌출리브(116)가 고정형성되며, 상하이동판(310)의 한 쌍의 돌출리브(116)와 LM가이드(312)에 의해 연결되어, 상하이동판(310)이 고정판(114)에 대해 상하 슬라이딩 이동가능하도록 설치된다.
한 쌍의 돌출리브(116)의 전단에는 상하길이방향을 따라 LM가이드(312)의 LM레일(313)이 고정설치되고, 상하이동판(310)의 후면 양측에는 LM블록(314, 도 4 참조)이 고정설치되어, LM블록(314)이 LM가이드(312)에 안내됨으로써, 상하이동판(310)이 고정판(114)에 대해 상하 슬라이딩 이동된다.
제1연장봉(317)은 한 쌍으로 구성되며, 상하이동판(310)의 전면 양측에 상하방향으로 고정설치되고, 상하이동판(310)의 하방으로 연장되도록 형성되어, 상하이동판(310)의 상하 이동에 따라 연동하도록 구성된다. 제1연장봉(317)은 건조챔버(124)의 상면 후측부를 관통하여 제1연장부(317)의 하부가 챔버부(120)의 내측에 위치하도록 구성된다.
한 쌍의 제1연장봉(317)의 하단은 회전지지틀(210)의 후단 양측에 고정되도록 설치된다. 따라서, 상하이동판(310)의 상하이동에 따라 회전지지틀(210)이 상하로 함께 이동될 수 있다.
스크류봉(321)은 외주면에 나사산이 형성된 봉부재로 이루어지며, 상단부가 본체부(100)의 돌출판(115)에 회전가능하도록 설치된다.
아울러, 스크류봉(321)은 상하이동판(310)의 후면에 고정설치된 가이드브라켓(324)에 상하 관통되도록 설치된다. 이때, 스크류봉(321)과 가이드브라켓(324)은 나사산방식에 의해 결합되어 스크류봉(321)의 회전에 따라 가이드브라켓(324)이 상하이동되도록 구성된다. 즉, 스크류봉(321)과 스크류봉(321)과 가이드브라켓(324)은 볼스크류방식으로 연결되어, 스크류봉(321)의 회전에 따라 상하이동판(310)이 상하이동되도록 구성된다.
제1모터(330)는 고정판(114)에 설치되며, 제1모터(330)는 제어부에 의해 제어되도록 구성된다.
제1모터(330)의 회전축에는 제1풀리(332)과 구비되고, 스크류봉(321)의 상단에는 제2풀리(322)가 구비되어, 제1풀리(332)와 제2풀리(322)가 벨트, 체인와 같은 연결부재(미도시)에 의해 연결되도록 구성된다.
따라서, 제1모터(330)의 정회전에 따라, 스크류봉(321)이 일방향으로 회전하면서 상하이동판(310)이 제1연장봉(317)과 함께 하강하면서 제1연장봉(317)의 하단에 설치된 카세트 거치유닛(200)이 세정챔버(121)의 하부측로 하강하게 된다. 반대로, 제1모터(330)의 역회전에 따라 스크류봉(321)이 타방향으로 회전함으로써, 카세트 거치유닛(200)이 세정챔버(121)의 상부측으로 상승하게 된다.
제2모터(340)는 상하이동판(310)의 전면에 고정설치되며, 제어부에 의해 제어되도록 구성된다.
동력전달수단(350)은 제2모터(340)와 거치대(220)의 회전축(222) 후단을 연결하도록 설치되어, 제2모터(340)의 회전에 따라 거치대(220)를 소정각도 범위에서 왕복 회동운동하도록 한다.
동력전달수단(350)은 제1캠부재(351), 제2캠부재(353), 연결로드(355)로 구성된다.
제1캠부재(351)는 베벨기어로 구성된 기어부(g)를 통해 제2모터(340)의 회전축과 연결되도록 설치되고, 제2캠부재(353)는 거치대(220)의 회전축(222) 후단에 고정되도록 설치된다.
연결로드(355)의 상단부는 제1캠부재(351)의 편심축(351a)에 회전가능하게 설치되고, 연결로드(355)의 하단부는 제2캠부재(353)의 편심축(353a)에 회전가능하게 설치된다. 연결로드(355)는 건조챔버(124)의 상면 후부측을 관통하며, 연결로드(355)의 하부는 챔버부(120) 내에 위치하고 상부는 건조챔버(124) 상부로 노출되도록 설치된다.
제2모터(340)의 회전에 따라, 제1캠부재(351)가 회전하면서, 제1캠부재(351)의 편심축(351a)에 연결된 연결로드(355)가 상하왕복운동하게 되며, 이에 따라, 연결로드(355)의 하단에 연결된 제2캠부재(353)가 소정각도로 왕복 회동운동함으로써, 거치대(220)가 좌우 왕복 회동운동하도록 구성된다.
도 8을 참조하면, 제1캠부재(351)의 회전에 따라, 제1캠부재(351)의 편심축(351a)이 상부로 이동하면, 연결로드(355)가 상승하여, 제2캠부재(353)의 편심축(353a)이 상부에 위치하여 거치대(220)의 일측단이 회전지지틀(210)에 대해 상부에 위치하도록 경사진 상태가 되며(도 8의 (a) 참조), 제1캠부재(351)가 회전하면서 제1캠부재(351)의 편심축(351a)이 하부로 이동하게 되면, 연결로드(355)가 하강하여 제2캠부재(353)의 편심축(353a)이 소정각도 하부로 내려감에 따라, 거치대(220)의 일측단이 회전지지틀(210)에 대해 하부에 위치하도록 경사진 상태가 된다(도 8의 (b) 참조).
이러한 형태로 제1캠부재(351)가 제2모터(340)에 의해 회전운동함에 따라, 연결로드(355)가 상하왕복운동하면서 제2캠부재(353)를 소정각도 범위에서 왕복 회동운동하게 함으로써, 제2캠부재(353)와 연결된 거치대(220)가 회전지지틀(210)에 대해 좌우로 왕복회동운동하게 된다.
거치대(220) 위에 카세트(c)를 올려 거치시키면, 거치대(220)의 좌우 왕복회동운동에 따라 카세트(c)도 좌우 왕복회동운동하게 된다.
웨이퍼 승강유닛(400)은 카세트(c)에 꽂혀 있는 웨이퍼(w)를 카세트(c)로부터 분리되도록 상승시키기 위한 구성이다.
웨이퍼 승강유닛(400)은 구동부(300)의 승강운동과 연동하여 승강되도록 구성되어 카세트 거치유닛(200)의 상하이동에 따라 함께 상하 이동되도록 구성된다.
또한, 웨이퍼 승강유닛(400)은 구동부(300)에 대해 승강되도록 구성되어, 카세트 거치유닛(200)에 대해 상하이동가능하도록 구성된다.
구체적으로, 웨이퍼 승강유닛(400)은 웨이퍼 거치부(410), 슬라이딩부재(421), 제3모터(423), 제2스크류봉(424), 제2연장봉(426), 전방지지바(427), 수직지지바(428)를 포함한다.
웨이퍼 거치부(410)는 카세트(c)의 내부를 상하방향으로 통과가능하도록 구성되며, 좌우 방향으로 복수의 거치편(411)이 구비되고, 이 각각의 거치편(411) 상단에는 전후 길이방향을 따라 톱니부(411a, 도 4 참조)가 형성된 형태로 이루어진다. 웨이퍼(w)는 복수의 거치편(411)의 톱니부(411a)의 톱니홈들 중에서 좌우로 일렬로 위치하는 거치편(411) 들의 톱니홈에 안착되어 거치될 수 있다. 아울러, 복수의 거치편(411)은 웨이퍼(w)가 안정적으로 안착되어 거치될 수 있도록 외측의 거치편(411)이 내측의 거치편에 비해 높이가 높도록 구성된다(도 2 및 도 3 참조).
슬라이딩부재(421)는 도 3 및 도 7과 같이, 제2LM가이드(422)에 의해 상하이동판(310)의 후면과 연결되도록 설치되어, 상하이동판(310)에 대해 상하이동가능하도록 구성된다.
제3모터(423)는 상하이동판(310)의 전면 상부에 설치되며, 제어부에 의해 제어되도록 구성된다.
제2스크류봉(424)은 제1스크류봉(321)과 동일하게 외주면에 나사산이 형성된 봉부재로 이루어지며, 제2스크류봉(424)의 상단부는 상하이동판(310)의 상단에 회전가능하게 설치되며, 제2스크류봉(424)은 슬라이딩부재(421)를 관통하며, 슬라이딩부재(421)와 볼스크류 방식으로 연결되도록 구성된다.
제3모터(423)의 회전축에는 제3풀리(423a)가 구비되고, 제2스크류봉(424)의 상단에는 제4풀리(424a)가 구비되며, 제3풀리(423a)와 제4풀리(424a)는 벨트나 체인 등의 연결부재(미도시)를 통해 연결되도록 구성된다.
이에 따라, 제3모터(423)의 정회전 또는 역회전에 따라 슬라이딩부재(421)가 상하이동판(310)에 대해 상하로 승강되도록 구성된다.
제2연장봉(426)은 슬라이딩부재(421)의 일측에 하부로 연장되도록 설치되며, 제2연장봉(426)은 건조챔버(124) 상면 후측부를 관통하여 제2연장봉(426)의 하부가 챔버부(120)의 내부에 위치하도록 구성된다.
전방지지바(427)는 제2연장봉(426)의 하단에 고정설치되며, 제2연장봉(426)의 하단으로부터 전방으로 돌출되도록 형성된다. 이때, 전방지지바(427)는 회전지지틀(210)의 하부에 위치하도록 구성된다.
수직지지바(428)는 전방지지바(427)의 전단부로부터 상부로 수직하게 설치되며, 끝단에는 웨이퍼 거치부(410)의 하단에 고정되도록 구성된다.
상기한 구성으로, 슬라이딩부재(421)의 승강에 따라, 제2연장봉(426), 전방지지바(427), 수직지지바(428)가 함께 상하 이동되면서 웨이퍼 거치부(410)가 승강하게 된다. 이때, 웨이퍼거치부(410)의 승강운동에 따라, 거치대(220)에 거치되어 있는 카세트(c)의 하부에 위치하거나, 카세트(c)의 내부를 통과하면서 상승할 수 있게 된다.
즉, 웨이퍼거치부(410)는 거치대(220)에 거치되어 있는 카세트(c)의 하부에 위치한 상태에서, 웨이퍼거치부(410)가 상승함에 따라, 카세트(c) 내부를 통과하면서 카세트(c)에 꽂혀 있는 웨이퍼(w)를 밀어올려 거치시킨 후, 웨이퍼(w)를 카세트(c)로부터 분리하여 건조챔버(124)의 상부측으로 상승시킬 수 있다.
아울러, 본 발명은 슬라이딩부재(421), 제3모터(423), 제2스크류봉(424)가 상하이동판(310)에 설치되어 있으므로, 상하이동판(310)의 상하 이동에 따라 제1연장봉(317)과 제2연장봉(426)이 함께 상하로 이동되어, 카세트 거치유닛(200)과 웨이퍼 거치부(410)가 동일 레벨로 함께 승강될 수 있으며, 제3모터(423)의 구동에 따라 상하이동판(310)에 대해 슬라이딩부재(421)가 상하이동하여, 웨이퍼 거치부(410)가 거치대(220)에 거치되어 있는 카세트(c)의 하부에서 대기하거나, 거치대(220)에 대해 상대적으로 상승하면서 카세트(c) 내부를 통과하여 카세트(c)에 꽂혀 있는 웨이퍼(w)를 밀어올려 거치시키고 카세트(c)로부터 웨이퍼(w)를 분리하면서 상승시킬 수 있다.
IR램프(원적외선램프, 510)는 건조챔버(124)의 내부에 설치되어, 건조챔버(124)의 내부온도를 가열하도록 구성되며, 제어부에 의해 온도제어 가능하도록 구성된다. 본 실시 예에서 IR램프(510)는 제어부에 의해 제어되어 건조챔버(124)의 내부 온도를 100℃~150℃로 유지하도록 구성될 수 있다.
웨이퍼 지지유닛(520)는 한 쌍의 구성되며, 건조챔버(124)의 내부에 회전가능하게 설치된다. 웨이퍼 지지유닛(520)은 건조챔버(124)의 전후방향을 설치되며, 전후단이 건조챔버(124)의 전후벽에 회전가능하게 설치될 수 있다.
한 쌍의 웨이퍼 지지유닛(520)은 스텝모터(522)와 연결되도록 설치되어 스텝모터(522)의 회전에 따라 회전가능하도록 구성된다. 스텝모터(522)는 제어부에 의해 제어되도록 구성된다.
각 스텝모터(522)의 구동에 따라 각 웨이퍼 지지유닛(520)이 회전각도 조절될 수 있으며, 도 2와 같이, 각각의 웨이퍼 지지유닛(520)의 끝단이 하부를 향하도록 회전된 제1위치와, 도 10과 같이, 각각 반대되는 방향으로 90도 회전하여 각각의 끝단이 서로 마주하도록 회전된 제2위치로 회전가능하도록 구성된다.
본 발명에서 한 쌍의 웨이퍼지지유닛(520)이 도 1과 같은 제1위치에 있는 경우, 한 쌍의 웨이퍼지지유닛(520)의 사이 거리는 웨이퍼(w)의 직경보다 크도록 구성되고, 도 10과 같이, 제2위치에 있는 경우, 한 쌍의 웨이퍼지지유닛(520)의 사이 거리는 웨이퍼(w)의 직경보다 작도록 구성된다.
하부노즐(530)은 건조챔버(124)의 하부 양측에 설치되어, 고온의 질소 또는 고온의 공기와 같은 웨이퍼 건조용 고온가스를 분사하도록 구성된다.
상부노즐(540)은 건조챔버(124)의 상부 좌우 양측에 설치되어 고온의 질소 또는 고온의 공기와 같은 웨이퍼 건조용 고온가스를 분사하도록 구성된다.
도시하지는 않았지만, 하부노즐(530) 및 상부노즐(530)은 고온가스 공급부와 연결되어, 고온가스 공급부로부터 고온가스를 공급받아 건조챔버(124)로 고온가스를 분사하도록 구성된다.
하부노즐(530)은 도 11과 같이, 카세트 거치유닛(200)이 세정챔버(121)로 상부로 상승하여, 카세트(c)가 상부가 건조챔버(124)의 하부에 위치한 상태에서, 카세트(c)를 향해 고온가스를 분사하도록 구성된다.
또한, 상부노즐(530)은 도 11과 같이, 웨이퍼 지지유닛(520)에 의해 웨이퍼(w)가 지지된 상태에서, 웨이퍼(w)를 향해 고온가스를 분사하도록 구성된다.
본 발명에서 하부노즐(530)과 상부노즐(540)은 건조챔버(124)에서 좌우회전가능하도록 설치되고, 스텝모터 등의 구동수단에 의해 카세트(c) 및 웨이퍼(w)를 향해 소정각도 회동 왕복운동하도록 구성될 수 있다.
이하, 도 2 및 도 9 내지 도 13을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼 건조장치의 동작에 대해 설명한다.
세정챔버(121) 내에 초순수(DI WATER)가 채워진 상태에서, 웨이퍼(w)가 꽂혀 있는 카세트(C)를 위치시켜 세정하는 공정이 이루어질 수 있으며, 이러한 세정공정 후에는 초순수가 배수구(122)를 통해 배출되며, 이후 웨이퍼(w) 및 카세트(c)의 건조공정이 이루어진다.
본 발명은 건조공정 시작시, IR램프(510)가 가동되어, 건조챔버(124)와 세정챔버(121) 즉 챔버부(120)의 내부를 고온상태로 형성한 상태에서 건조과정이 이루어지게 된다.
도 2와 같은 상태에서, 제1모터(330)가 구동하여 카세트 거치유닛(200)이 도 8과 같이, 세정챔버(121)의 상부로 상승하게 된다. 이때, 거치대(220) 위에 올려진 장착된 카세트(c) 상부는 건조챔버(124)의 하부에 위치된다. 또한, 카세트 거치유닛(200)의 상승에 따라 웨이퍼 승강유닛(400)도 함께 상승한다.
다음으로, 제3모터(423)가 구동되어 거치대(220)에 대해 웨이퍼 거치부(410)가 상승하면서 도 10과 같이, 웨이퍼(w)를 거치시킨 상태로 밀어올려 카세트(c)와 분리되도록 건조챔버(124)의 상부로 상승시킨다.
이러한 상태에서, 스텝모터(522)의 구동에 따라 한 쌍의 웨이퍼 지지유닛(520)이 내측으로 90도 회전하면서 도 10과 같이 웨이퍼(w)를 지지함으로써, 웨이퍼(w)를 건조챔버(124)의 상부에 위치고정시킨다. 이렇게 웨이퍼 지지유닛(520)이 웨이퍼(w)를 지지한 후, 제3모터(423)의 구동에 따라 웨이퍼 승강유닛(400)은 하강한다(도 111 참조).
도 11과 같이, 웨이퍼(w)는 웨이퍼 지지유닛(520)에 의해 지지되고, 카세트(c)는 거치대(220)에 거치되어, 웨이퍼(w)와 카세트(c)가 분리된 상태에서, 하부노즐(530)로부터 카세트(c)에 고온가스가 분사되고, 상부노즐(540)로부터 웨이퍼(w)에 고온가스가 분사되어 카세트(c)와 웨이퍼(w)의 표면에 묻어 있는 초순수(DI WATER)가 효율적으로 건조되게 된다.
특히, 본 발명은 하부노즐(530) 및 상부노즐(540)에서 고온가스가 분사되어 카세트(c) 및 웨이퍼(w)의 독립적인 건조가 시작될 때, 제2모터(340)가 구동되어 거치대(220)가 좌우로 왕복 회동운동되게 함으로써, 거치대(220)에 거치된 카세트(c)가 좌우로 왕복 회동운동하게 되어 카세트(c)의 건조가 더욱 효율적으로 이루어진다(도 12 및 도 13 참조).
카세트(c)가 좌우로 왕복 회동운동함에 따라, 카세트(c)의 양측 외면에 형성된 돌출리브(R)에 고여있는 초순수가 용이하게 떨어져 제거될 수 있을 뿐 아니라, 하부노즐(530)에서 분사되는 고온가스가 카세트(c)의 양측에 전체적으로 고르게 분사되게 함으로써, 카세트(c)의 건조가 잘 이루어질 수 있게 된다.
즉, 기존의 건조장치는 카세트에 웨이퍼가 꽂혀 있는 상태에서, 카세트를 전후로 스윙시키는 구조였기 때문에, 건조효율이 현저히 떨어졌으나, 상기한 바와 같이, 본 발명은 기존과 다르게 카세트(c)로부터 웨이퍼(w)를 분리시킨 상태에서 각각 독립적으로 고온가스를 분사하여 줌으로써, 카세트(c)와 웨이퍼(w)의 건조효율이 월등히 향상될 뿐 아니라, 특히, 카세트(c)가 전후방향이 아닌 좌우로 왕복 회동운동하게 함으로써, 카세트(c)의 건조효율이 더욱 향상될 수 있게 된다.
특히, 본 발명은 고효율의 IR 램프(520)를 통해, 건조챔버(124)와 세척챔버(121) 즉 챔버부(120)를 고온상태영역(핫존)이 되도록 해줌으로써, 건조효율이 더욱 향상될 수 있다. 특히, IR램프(520)가 여타의 히터에 비해 가열성능이 우수하므로 전기료 등의 가동비용을 줄일 수 있는 특징이 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직할 실시 예와 관련하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물도 본 발명의 범주에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
100...본체부
110...본체프레임
114...고정판
120...챔버부
121...세정챔버
124...건조챔버
200...카세트 거치유닛
210...회전지지틀
220...거치대
300...구동부
310...상하이동판
317...제1연장봉
321...스크류봉
330...제1모터
340...제2모터
350...동력전달수단
351...제1캠부재
353...제2캠부재
355...연결로드
400...웨이퍼 승강유닛
410...웨이퍼 거치부
421...슬라이딩부재
423...제3모터
424...제2스크류봉
426...제2연장봉
427...전방지지바
428...수직지지바
510...IR램프
520...웨이퍼 지지유닛
522...스텝모터
530...하부노즐
540...상부노즐

Claims (6)

  1. 세정챔버와, 상기 세정챔버의 상부에 상기 세정챔버와 연결되는 건조챔버가 구비된 본체부;
    상기 세정챔버 내에 배치되도록 설치되며, 카세트가 거치되는 거치대와, 상기 거치대를 내측에서 회전가능하게 지지하는 회전지지틀로 이루어진 카세트 거치유닛;
    상기 본체부의 상부와 상기 카세트 거치유닛을 연결하도록 설치되며, 상기 카세트 거치유닛을 상기 세정챔버 내에서 승강시키고, 상기 거치대를 상기 회전지지틀에 대해 좌우로 소정각도 왕복회동운동하도록 구동시키는 구동부;
    상기 카세트 거치유닛의 승강과 연동하여 상하이동하며, 상기 거치대가 상기 세정챔버의 상부에 위치한 상태에서, 상기 카세트에 꽂혀있는 웨이퍼를 상기 카세트로부터 분리되도록 상기 건조챔버 상부로 밀어 상승시키는 웨이퍼 승강유닛;
    상기 건조챔버 내에서 회동되도록 구성되어, 상기 웨이퍼 승강유닛에 의해 상기 웨이퍼가 상기 건조챔버 상부로 상승된 상태에서, 상기 웨이퍼를 위치고정하는 웨이퍼 지지유닛;
    상기 건조챔버 내의 하부에 설치되어 상기 카세트를 향해 고온가스를 분사하는 한 쌍의 하부노즐;
    상기 건조챔버의 상부에 설치되어 상기 카세트로부터 분리되어 상기 웨이퍼 지지유닛에 의해 지지된 상기 웨이퍼를 향해 고온가스를 분사하는 한 쌍의 상부노즐;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 건조챔버 내에 설치되어, 상기 건조챔버와 상기 세정챔버 내부 영역을 고온상태가 되도록 가열하는 IR 램프;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동부는
    상기 본체부의 상부에 상하 이동가능하도록 설치되는 상하이동판;
    상기 본체부의 상단에 회전가능하게 설치되며 상기 상하이동판과 볼스크류방식으로 연결되어 회전방향에 따라 상기 상하이동판을 상하이동하게 하는 스크류봉;
    상기 스크류봉을 정회전 또는 역회전시키는 제1모터;
    상기 상하이동판에 고정되며, 상하 이동판의 하방향으로 연장되도록 설치되며, 하단은 상기 회전지지틀에 고정되도록 설치되는 제1연장봉;
    상기 상하이동판의 전면에 설치되는 제2모터;
    상기 제2모터의 회전축과 상기 거치대의 회전축을 연결하도록 설치되어, 상기 제2모터의 회전력을 상기 거치대에 전달하여 상기 거치대를 좌우 왕복 회동운동하게 하는 동력전달수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 동력전달수단은,
    상기 제1모터의 회전축과 연결되어 회전되는 제1캠부재;
    상기 거치대의 회전축에 설치되는 제2캠부재;
    상기 제1캠부재의 편심축과 상기 제2캠부재의 편심축을 연결하도록 설치되어, 상기 제1캠부재의 회전에 따라 상하 왕복운동하면서 상기 제2캠부재를 소정각도 범위에서 좌우 왕복 회동운동하게 하는 연결로드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 승강유닛은,
    상기 거치대의 하부에 위치하거나, 상승하여 상기 카세트에 꽂혀 있는 웨이퍼를 밀어올려 거치시키고 상승시키는 웨이퍼 거치부;
    상기 상하이동판에 대해 상하 슬라이딩이동가능하도록 설치되는 슬라이딩부재;
    상기 상하이동판에 설치되는 제3모터;
    상단부가 상기 상하이동판에 회전가능하게 설치되며, 상기 제3모터의 구동에 따라 회전되며, 상기 슬라이딩부재와 볼-스크류방식으로 연결되어 회전방향에 따라 상기 슬라이딩부재를 승강시키는 제2스크류봉;
    상기 슬라이딩부재로부터 하방으로 연장되도록 설치되는 제2연장봉;
    상기 제2연장봉의 하단으로부터 전방으로 연장되도록 설치되며 상기 회전지지틀의 하부에 배치되도록 구성되는 전방지지바;
    상기 전방지지바의 전단부로부터 상부로 수직하게 연장되며, 상단에 상기 웨이퍼 거치부의 하단이 고정되도록 설치되는 수직지지바;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 지지유닛을 회전시키는 스텝모터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건조장치.
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