KR20200129766A - 기판 스피닝 장치의 기판 수용체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스피닝 장치의 기판 수용체에 관한 것으로, 스피닝 지지대에 설치된 탄성 지지부가 장시간 동안 사용하여 탄성 지지부를 고정시키는 접착력이 낮아진 상태이더라도, 저면에 경사면이 구비되어 저면이 지지몸체 또는 스피닝 기둥의 상면에 밀착됨에 따라, 탄성 지지부가 원형 기판의 가장자리를 신뢰성있게 접촉 지지할 수 있도록 하는 스피닝 장치의 기판 수용체를 제공한다.

Description

기판 스피닝 장치의 기판 수용체 {SUBSTRATE RECEIVER OF SUBSTRATE SPINNING APPARATUS}
본 발명은 기판 스피닝 장치의 기판 수용체에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 원형 디스크 형상의 기판 가장자리를 정확한 높이에서 일정하게 접촉 지지하고, 사용 수명이 임박한 상태에서도 기판을 신뢰성있게 접촉 지지하는 기판 스피닝 장치의 기판 수용체에 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.
특히, 화학 기계적 연마 공정을 마친 기판은 표면에 많은 이물질이 잔류하므로 이물질을 제거하기 위하여 여러 단계의 세정 공정이 행해지며, 이 가운데 기판의 상면과 하면을 높은 효율로 세정할 수 있는 브러쉬 세정이 사용되고 있다.
즉, 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 원판 형상의 기판(W)의 상면과 하면을 세정 브러쉬(66)로 동시에 접촉 세정하는 세정 장치가 사용되며, 이 과정에서 원형 디스크 형상의 기판(W)을 공중에서 스핀 회전시키는 데 스피닝 장치(9)가 사용된다.
즉, 스피닝 장치(9)는, 기판(W)이 공급되면, 한 쌍(A1, A2)의 접촉 지지체(15)를 고정하고 있는 스피닝 지지대(10) 중 어느 하나가 이동하여, 기판(W)을 스피닝 지지대(10)의 접촉 지지체(15)에 수용한 상태에서, 접촉 지지체(15)를 회전 구동하여 기판(W)을 수평 회전시킨다. 그리고, 스피닝 장치(9)에 의해 기판이 수평 회전되면, 세정 브러쉬(66)로 기판(W)의 표면에 대한 접촉 세정이 행해진다.
일반적으로 기판 스피닝 장치(9)의 스피닝 지지대(10)는 3개 이상으로 형성되며, 스피닝 지지대(10) 중 일부는 기판(W)을 회전 구동하는 구동 지지대로 사용되고, 나머지 다른 일부는 기판(W)의 회전수를 측정하는 아이들러 지지대로 제공될 수 있다. 이하에서는, 구동 지지대와 아이들러 지지대를 한꺼번에 '스피닝 지지대'라고 칭하기로 한다.
스피닝 지지대(10)는 도 3에 도시된 바와 같이 구동 모터(M)에 의하여 회전 구동(12r)되고 상,하측에 베어링(12b)에 의해 회전 지지되는 스피닝 기둥(12)과, 회전하는 스피닝 기둥(12)의 둘레를 감싸는 비회전 상태의 중공 하우징(13)과, 스피닝 기둥(12)의 상부에 결합되어 기판(W)을 지지하는 접촉 지지체(15)로 구성된다.
접촉 지지체(15)는 스피닝 기둥(12)에 결합되어 스피닝 기둥(12)과 함께 일체로 회전한다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 접촉 지지체(15)는 스피닝 기둥(12)의 상부에 결합된 지지 몸체(15a)와, 지지 몸체(15a)의 상부에 결합된 기판 수용체(15R)로 이루어진다.
여기서, 기판 수용체(15R)는 지지 몸체(15a)의 중앙부에 적층되는 고정 블록부(15c)와, 고정 블록부(15c)의 둘레를 감싸는 형태로 형성되고 외주면에 기판(W)의 가장자리와 접촉하도록 요홈 형태의 기판 수용부(15x)가 형성된 탄성 지지부(15b)로 이루어진다.
고정 블록부(15c)와 탄성 지지부(15b)는 접착제(68)에 의해 상호 접착되어 일체화된 기판 수용체(15R)를 형성하며, 기판 수용체(15R)는 고정 볼트(77x)에 의해 지지 몸체(15a) 및 스피닝 기둥(12)과 일체화되어 함께 회전한다. 도면에는 하나의 고정 볼트(77x)를 이용하여 고정 블록부(15c)와 지지 몸체(15a) 및 스피닝 기둥(12)을 일체 결합하는 구성이 나타나 있지만, 이들 각각을 별도의 고정 볼트로 결합하도록 구성될 수도 있다.
이에 따라, 기판(W)의 가장자리가 탄성 지지부(15b)의 기판 수용부(15x)에 수용된 상태에서, 스피닝 기둥(12)이 구동 모터에 의해 회전(12r) 구동되면, 접촉 지지체(15)가 회전(10d)하면서 기판 수용부(15x)에 수용된 기판 가장자리와 마찰 접촉에 의해 기판(W)을 회전 구동시킨다. 한편, 회전 구동되지 않는 아이들러 지지체인 경우에는, 기판(W)과 맞물려 회전하면서, 회전수를 감지하는 엔코더 등의 센서(S)에 의해 회전하는 스피닝 기둥(22)의 회전수를 측정하여 기판(W)의 회전수를 감지한다.
한편, 기판 수용체(15R)는 기판(W)의 가장자리 부분을 접촉 지지하는 탄성 지지부(15b)를 구비함에 따라, 정해진 수명의 사용을 한 이후에는 탄성 지지부(15b)를 교체하는 것이 필요하다. 기판 수용체(15R)는 탄성 지지부(15b)와 고정 블록부(15c)는 접착제(68)에 의해 상호 분리할 수 없게 결합된 상태이므로, 기판 수용체(15R)를 하나의 모듈로 하여 새로운 기판 수용체로 교체된다.
기판 수용체(15R)를 교체한 초기 상태는 도4a에 도시된 바와 같이 기판(W)의 가장자리 부분을 탄성 지지부(15b)의 수용부(15x)에서 견고하게 지지하며, 마찰 상태로 기판(W)을 회전시키거나 기판(W)으로부터 회전 구동력을 전달받아 회전한다.
그러나, 기판 수용체(15R)의 교체 이후에 장시간 동안 사용하면, 도4b에 도시된 바와 같이 사용 수명에 도달하기 이전에도 탄성 지지부(15b)와 고정 블록부(15c) 사이의 접착력이 원심력에 의해 약해져 틈(89)이 벌어지는 현상이 발생된다. 이 뿐만 아니라, 탄성 지지부(15b)의 내주면이 견고하게 고정되지 않음에 따라, 탄성 지지부(15b)의 반경 바깥 끝단부가 지지 몸체(15a)의 상면으로부터 들뜨는 변형(88)이 발생되고, 이로 인하여 브러쉬 세정 중에 사용되는 세정액 등의 이물질이 탄성 지지부(15b)와 지지 몸체(15a)의 사이 틈새로 유입(99)되어 스피닝 지지대(10)의 내부를 오염시키는 문제도 야기된다.
무엇보다도, 탄성 지지부(15b)의 일부가 들뜨게 되면서, 스핀 회전하는 탄성 지지부(15b)는 상하 좌우 방향으로 미세한 요동이 생기면서, 접촉 지지하는 기판에도 미세한 요동을 전달하여 세정 등의 다양한 공정의 신뢰성을 저하시키는 문제가 야기된다.
이에 따라, 원형 디스크 형상의 기판 가장자리를 정확한 높이에서 일정하게 접촉 지지하고, 사용 수명이 임박한 상태에서도 기판을 신뢰성있게 접촉 지지하는 기판 스피닝 장치의 기판 수용체의 필요성이 크게 대두되고 있다.
본 발명은 사용 수명이 임박하더라도 기판 가장자리를 요동없이 신뢰성있게 접촉지지하는 기판 스피닝 장치의 기판 지지체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 장시간 사용에 의해 기판 수용체의 탄성 지지부가 고정 블록부와 미세한 들뜸 현상이 발생되더라도, 탄성 지지부가 미끄러짐없이 정확한 회전 속도로 회전하여 기판 가장자리를 지지하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 기판 수용체의 탄성 지지부를 고정 블록부와 보다 견고하게 결합하는 것을 목적으로 한다.
무엇보다도 본 발명은 기판 수용체의 탄성 지지부가 그 저면과 밀착된 상태를 항상 유지함에 따라, 탄성 지지부의 요동을 억제하여 기판 지지 작용의 신뢰성을 높이고, 이물질이 스피닝 지지대의 내부로 유입되는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 세워진 상태로 설치되어 회전 하는 고정 블록부에 결합되는 탄성 지지부가 탄성 변형에 의해 저면을 밀착된 상태로 설치함에 따라, 탄성 지지부를 고정하는 접착력이 저하되더라도 탄성 지지부의 진동이나 요동 없이 설치 초기 상태를 유지하며, 이물질이 스피닝 지지대의 내부로 침투하는 문제를 근본적으로 해소한 기판 스피닝 장치의 기판 수용체를 제공한다.
본 발명에 따르면, 탄성 재질의 탄성 지지부와 강성이 높은 고정 블록부 사이의 결합이 보다 견고해져 반복되는 원심력에도 결합 상태를 유지하는 효과가 얻어진다.
또한, 본 발명은, 본 발명은 장시간 사용에 의해 기판 수용체의 탄성 지지부가 고정 블록부와 미세한 들뜸 현상이 발생되더라도, 탄성 지지부가 미끄러짐없이 정확한 회전 속도로 회전하는 효과를 얻을 수 있다.
무엇보다도, 본 발명은, 탄성 지지부와 고정 블록부 사이에 들뜸이 생기더라도, 탄성 지지부의 저면이 지지몸체 또는 스피닝 기둥의 상면에 밀착된 상태를 유지하는 효과를 얻을 수 있다.
이를 통해, 본 발명은, 사용 수명이 임박한 상태에서도 기판 수용체가 기판 가장자리를 요동없이 접촉 지지하여 스피닝 장치의 작동 신뢰성을 얻는 효과가 있다.
도1은 일반적인 기판 스피닝 장치의 구성을 도시한 사시도,
도2는 도1에 기판이 안착된 상태를 도시한 평면도,
도3은 도1의 절단선 Ⅲ-Ⅲ에 따른 스피닝 지지대의 종단면도,
도4a는 도3의 'A'부분의 확대도,
도4b는 사용 수명이 임박한 상태에서의 도3의 'A'부분의 확대도,
도5는 본 발명의 제1실시예에 따른 기판 스피닝 장치의 기판 수용체가 구비된 스피닝 지지대의 구성을 도시한 종단면도,
도6은 도5의 'B'부분의 확대도,
도7은 도6의 분해도,
도8a은 도5의 고정 블록부의 평면도 및 종단면도,
도8b는 도5의 기판 수용체에 적용가능한 다른 형태의 고정 블록부의 평면도 및 종단면도,
도8c는 도5의 기판 수용체에 적용가능한 또 다른 형태의 고정 블록부의 평면도 및 종단면도,
도9a는 도7의 'C'부분의 확대도로서 탄성 지지부를 지지 몸체에 결합하는 구성을 도시한 도면,
도9b는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 기판 스피닝 장치의 기판 수용체를 지지 몸체에 결합하는 구성을 도시한 도면,
도9c는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 기판 스피닝 장치의 기판 수용체를 지지 몸체에 결합하는 구성을 도시한 도면,
도10은 본 발명의 제2실시예에 따른 기판 스피닝 장치의 기판 수용체가 구비된 스피닝 지지대의 상단부의 구성을 도시한 종단면도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 기판 스피닝 장치의 스피닝 지지대(100)는, 구동 모터(M)에 의하여 회전 구동(12r)되고 상,하측에 베어링(12b)에 의해 회전 지지되어 세워진 상태로 설치되어 회전 구동되는 스피닝 기둥(12)과, 회전하는 스피닝 기둥(12)의 둘레를 감싸는 비회전 상태의 중공 하우징(13)과, 스피닝 기둥(12)의 상부에 결합되어 기판(W)을 지지하는 접촉 지지체(1)로 구성된다.
접촉 지지체(1)는 스피닝 기둥(12)에 결합되어 스피닝 기둥(12)과 함께 일체로 회전하는 데, 스피닝 기둥(12)의 상부에 결합된 지지 몸체(110)와, 지지 몸체(110)의 상부에 결합된 기판 수용체(101)로 이루어진다.
상기 기판 수용체(101)는 고정 블록부(120)와, 탄성 변형이 가능한 재질로 형성되고 기판 가장자리를 수용하는 수용부(131)가 마련된 탄성 지지부(130)가 접착제(48)에 의해 서로 결합되어 구성된다.
상기 고정 블록부(120)는 탄성 지지부(130)에 비하여 높은 강도와 경도를 갖는 재질로 형성되며, 예를 들어, 엔지니어링 플라스틱이나 금속 등의 소재로 형성될 수 있다. 고정 블록부(120)는 고정 볼트(77x)에 의해 스피닝 기둥(12)에 결합되어, 스피닝 기둥(12)과 일체로 회전하게 된다.
고정 블록부(120)의 중앙에는 고정 볼트(77x)가 관통하는 관통공(120x)이 형성되며, 고정 볼트(77x)의 머리부가 하방 가압하는 가압면(120a)이 형성된다. 이에 따라, 고정 블록부(120)의 중앙 관통공(120x)에 고정 볼트(77x)가 관통한 상태로 고정 볼트(77x)를 죄면, 고정 블록부(120)의 외주면(120s)을 감싸는 탄성 지지부(130)의 저면(130s)의 탄성 변형을 유도할 수 있다.
한편, 고정 블록부(120)는 탄성 지지부(130)와 맞닿는 외표면에 간섭 돌기(122)가 돌출 형성된다. 여기서, 고정 블록부(120)는 원기둥 형태의 상부 부분이 사각 기둥 형태의 하부 부분에 비하여 단면이 더 크게 형성되어 단턱면(120z)이 상부 부분과 하부 부분의 사이에 형성된다. 이에 따라, 도7에 도시된 바와 같이, 간섭 돌기(122)는 외주면(120s)으로부터 반경 바깥 방향으로 돌출된 간섭돌기(122a, 122c)를 포함하고, 동시에 단턱면(120z)으로부터 하방으로 돌출된 간섭 돌기(122b)를 포함한다.
한편, 간섭 돌기(122)는 도8a에 도시된 바와 같이, 상부 부분의 외주면에 형성된 상측 간섭돌기(122a)와, 하부 부분의 외주면에 형성된 하측 간섭돌기(122c)와, 단턱면(120z)에 하방으로 돌출 형성된 중간 간섭돌기(122b)가 고정 블록부(120)에 모두 형성될 수 있다. 다만, 도8b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 고정 블록부(120')는 하부 부분의 외주면에만 간섭 돌기(120c)가 형성될 수도 있다. 이를 통해, 고정 블록부(120)의 성형이 보다 용이해지며, 탄성 지지부(130)를 고정 블록부(120)에 끼워 결합시키는 것도 쉬워진다. 한편, 도8c에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용될 수 있는 또 다른 실시예에 따른 고정 블록부(120")는 상부 부분의 외주면에 돌출 형성된 상측 간섭돌기(122a)와 하부 부분의 외주면에 돌출 형성된 하측 간섭돌기(122c)만 구비될 수도 있다.
이와 같이, 간섭 돌기(122)가 다양한 방향으로 돌출 형성됨에 따라, 간섭 돌기(122)를 수용하는 수용홈(132)이 형성된 탄성 지지부(130)와 고정 블록부(120)는 간섭 돌기(122)를 매개로 스핀 회전 방향으로 상호 간섭된 상태를 보다 견고하게 유지한다. 이 뿐만 아니라, 도6에 도시된 바와 같이, 고정 블록부(120)와 탄성 지지부(130)가 접착제(68)에 의해 결합될 때에, 접착제(68)를 매개로 고정 블록부(120)와 탄성 지지부(130) 사이의 접촉 면적을 보다 증대시켜 보다 큰 접착력으로 상호 결합되도록 한다.
한편, 도8에 도시된 바와 같이, 간섭 돌기(122)는 고정 블록부(120)의 외표면에 링 형태로 형성된다. 다만, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 간섭 돌기는 고정 블록부(120)의 외표면에 원주 방향으로 이격되게 다수 돌출 형성될 수도 있다. 이에 따라, 고정 블록부(120)와 탄성 지지부(130) 사이의 접착력이 사용 기간의 경과에 따라 저하되어, 도6에 도시된 바와 같이, 고정 블록부(120)와 탄성 지지부(130)의 사이에 들뜸 부위(89)가 발생되더라도, 고정 블록부(120)의 간섭 돌기(122)와 탄성 지지부(130)의 수용홈(132)의 맞물린 상태로 결합된 상태가 유지되어, 회전 토크가 손실되지 않고 기판(W)을 회전시키거나 기판으로부터의 회전 토크를 전달받아 회전되는 작동을 신뢰성있게 구현할 수 있게 된다.
한편, 고정 블록부(120)의 간섭 돌기(122)는, 도7 및 도8에 도시된 바와 같이, 선단부로 갈수록 단면이 점점 작아지는 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어 원뿔형이나 원추형, 사다리꼴 단면 형상 등으로 형성될 수 있다. 이를 통해, 고정 블록부(120)의 간섭 돌기(122)를 탄성 변형이 가능한 재질의 탄성 지지부(130)로 씌우는 공정이 보다 원활해진다. 다만, 본 발명에 따른 간섭 돌기의 형상은 이에 국한되지 아니하며, 단면이 일정한 기둥 형태이거나 선단부로 갈수록 단면이 점점 커져 한번 끼우면 잘 빠지지 않는 형태를 포함한다.
상기 탄성 지지부(130)는 고정 블록부(120)의 외주면(120s)을 감싸는 형태로 형성되어 고정 블록부(120)에 접착제(68)로 결합된다. 이에 따라, 고정 블록부(120)와 탄성 지지부(130)는 서로 분리되지 않는 일체 형상의 기판 수용체(101)를 형성한다.
탄성 지지부(130)의 외주면에는 기판(W)의 가장자리 부분을 수용하는 수용홈(132)이 요입 형성된다. 탄성 지지부(130)는 탄성 변형이 가능한 재질로 형성되며, 예를 들어 우레탄 계열이나 고무 계열 중 어느 하나 이상의 재질로 형성될 수 있다.
여기서, 고정 블록부(120)는 탄성 변형이 가능한 탄성 지지부(130)에 비하여 강성과 경도가 높은 엔지니어링 플라스틱 등의 강체(rigid) 재질로 형성되어 고정 볼트(77x)를 매개로 지지 몸체(110) 상에 고정됨에 따라, 탄성 지지부(130)는 고정 블록부(120)에 접착 고정된 상태로 지지 몸체(110) 상에 위치하게 된다.
무엇보다도, 기판 수용체(101)가 지지 몸체(110)에 결합될 때에, 탄성 지지부(130)는 저면(130s)의 가장자리 부분이 상방으로 휘는 탄성 변형이 발생된 상태로 설치된다. 다시 말하면, 도6 및 도7에 도시된 바와 같이, 기판 수용체(101)가 스피닝 기둥(12)의 상부에 결합되어 스피닝 기둥(12)과 일체로 회전하는 지지 몸체(110)의 상면(110s)에 결합되는 경우에, 기판 수용체(101)의 탄성 지지부(130)는 지지 몸체(110)의 상면(110s)에 탄성 복원력으로 밀착되게 설치된다.
이를 위하여, 탄성 지지부(130)의 저면(130s)에는 지지 몸체(110)의 상면(110s)에 대하여 '간섭되는 방향'으로 보다 경사진 밀착면이 구비된다. 도9a에 도시된 실시예에서는 '밀착면'은 탄성 지지부(130)의 저면(130s) 전체면이 해당한다. 그리고, '간섭되는 방향으로 경사진' 이라는 용어의 의미는, 도9a에 도시된 바와 같이, 탄성 지지부(130)의 저면(130s)이 지지 몸체(110)의 상면(110s)에 밀착되기 위해서는 탄성 지지부(130)의 저면(130s)이 압축되는 휨 변형이 수반되는 것을 의미한다.
예를 들어, 도9a에 도시된 바와 같이, 지지 몸체(110)의 상면(110s)이 수평면인 경우에는, 외력이 가해지지 않은 상태에서의 탄성 지지부(130)의 저면(130s)은 정해진 각도(ang3)만큼 상면(110s)에 간섭되는 방향으로 경사진 밀착면이 형성된다. 이에 따라, 탄성 지지부(130)의 중앙 관통부(130c)에 고정 블록(120)이 수용되어 결합된 기판 수용체(101)를 지지 몸체(110)의 상면(110s)에 거치시키고(130d), 고정 볼트(77x)를 고정 블록부(120)를 죄어 지지 몸체(110)에 고정시키면, 고정 볼트(77x)의 머리부가 고정 블록부(110)의 가압면(120a)을 하방으로 누르게 되고, 이에 따라 탄성 지지부(130)는 가장자리 부분이 상방으로 휘는 탄성 변형이 발생되면서, 탄성 지지부(130)의 저면(130s)은 지지 몸체(120)의 상면(120s)에 밀착되고, 휨 변형에 따른 탄성 복원력(F)으로 지지 몸체(110)의 상면(110s)을 가압하면서 밀착된 상태로 유지된다.
예를 들어, 외력이 가해지지 않은 상태에서의 탄성 지지부(130)의 저면(130s)이 지지 몸체(110)의 상면(110s)에 대하여 간섭되는 방향으로 0.1° 내지 5°만큼 더 경사지게 형성된다. 지지 몸체(110)의 상면(110s)이 수평면이므로, 탄성 지지부(130)의 저면(130s)은 수평면에 대하여 0.1° 내지 5°만큼 중심에서 반경 바깥으로 연장될수록 점점 낮아지는 각도(ang3)를 이룬다. 여기서, 탄성 지지부(130)의 저면(130s)은 수평면에 대하여 0.1°보다 작으면, 탄성 지지부(130)의 저면이 지지 몸체(110)의 상면(110s)에 밀착되는 밀착력이 작아져 바람직하지 않으며, 탄성 지지부(130)의 저면(130s)은 수평면에 대하여 5°보다 크면, 탄성 지지부(130)의 저면(130s)의 중심부의 들뜸 현상으로 고정 볼트(77x)의 가압력에 따라 수용부(131)의 높이 편차가 발생되므로 바람직하지 않다. 이는, 후술하는 각 실시예에도 동일하게 적용된다.
이에 따라, 상기와 같이 구성된 기판 수용체(101)를 지지 몸체(110)의 상면(110s)에 고정 볼트(77x)를 매개로 고정시키면, 탄성 지지부(130)의 저면(130s)이 중심으로부터 반경 바깥으로 접근할수록 점진적으로 하방을 향하여 경사진 경사면으로 형성됨에 따라, 고정 블록부(110)의 가압면(120a)을 하방으로 가압하는 고정 볼트(77x)로부터의 힘(77)이 전달되면서, 탄성 지지부(130)는 가장자리로 갈수록 상방으로 들리는 휨 변위가 점점 더 커지는 형태로 탄성 변형되고, 이에 따라 탄성 지지부(130)의 저면(130s)이 지지 몸체(110)의 상면(110s)과 밀착하면서, 탄성 지지부(130)의 탄성 복원력에 의해 하방으로 누르는 힘(F)이 발생된다.
따라서, 기판 수용체(101)의 탄성 지지부(130)는 저면(130s)이 항상 밀착된 상태를 유지하므로, 탄성 지지부(130)의 저면이 위로 들려올라가는 변형(도4b의 88)에 의해 지지 몸체(110)와의 사이 틈새를 통해 이물질이 유입되어 스피닝 지지대(100)의 내부를 오염시키는 문제를 근본적으로 방지하는 효과를 얻을 수 있다.
이 뿐만 아니라, 스핀 회전(1d)을 장시간 동안 반복하면서 원심력에 의해 기판 수용체(101)의 탄성 지지부(130)와 고정 블록부(120) 사이의 접착부(68)에서 틈(89)이 벌어지더라도, 탄성 지지부(130)의 저면(130s)이 탄성 복원력에 의한 힘(F)으로 인해 지지 몸체(110)의 상면에 밀착된 상태를 유지하고, 탄성 복원력에 의한 힘(F)으로 인해 탄성 지지부(130)가 전체적으로 상방으로 들리는 반력은 간섭 돌기(122)와 수용홈(132)의 맞물림에 의해 구속되므로, 접착부(68)에서 발생된 틈(89)에도 불구하고 탄성 지지부(130)는 설치 초기 상태와 동일하게 제 위치에서 진동없이 고정된 상태로 유지된다. 따라서, 기판의 가장자리와 접촉하는 수용부(131)에 요동이나 진동이 발생되지 않으므로, 기판(W)을 스핀 회전시키거나 스핀 회전하는 기판(W)으로부터 회전 구동력을 전달받는 작용을 보다 신뢰성있게 행하는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 전술한 실시예는 기판 수용체(101)의 저면(130s)의 전체가 경사진 밀착면으로 접촉 지지체(1)의 지지 몸체(110)의 상면(110s)에 밀착되는 구성이지만, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 도9b에 도시된 바와 같이, 기판 수용체(101')의 탄성 지지부(130')의 저면(130s')에 형성된 경사면(130s2)은 저면의 일부 영역에만 형성될 수도 있다.
즉, 탄성 지지부(130')의 저면(130s')의 중앙 영역(130s1)은 수평면으로 형성되고, 탄성 지지부(130')의 저면(130s')의 가장자리 영역(130s2)은 지지 몸체(110)의 상면(110s)과 간섭되는 방향으로 경사진 경사면으로 형성된다.
기판 수용체(101')를 지지 몸체(110)의 상면(110s)에 거치시키고(130d), 고정 볼트(77x)를 고정 블록부(120)를 죄어 지지 몸체(110)에 고정시키면, 고정 블록부(120)의 가압면(120a)에 하방으로 작용하는 힘(77)은 고정 블록부(120)에 결합된 탄성 지지부(130')의 저면(130s')을 지지 몸체(110)의 상면(110s)에 밀착시키는 힘으로 작용한다. 이에 따라, 지지 몸체(110)의 상면(110s)에 대하여 간섭되는 방향으로 ang3로 표시된 만큼 경사진 경사면('130s2'로 표시된 영역)은 지지 몸체(110)의 상면(110s)에 밀착되면서, 도9a에 도시된 실시예와 동일 또는 유사한 효과를 얻을 수 있다.
이 경우에, 탄성 지지부(130')의 저면(130s')에서 수평면으로 형성된 중앙 영역(130s1)과 경사면으로 형성된 가장자리 영역(130s2)의 사이에서 지지 몸체(110)의 상면(110s)으로부터 약간 들뜨는 부분(55)이 발생될 수 있지만, 중앙 영역(130s1)의 저면이 지지 몸체(110)의 상면(110s)과 밀착된 상태이므로, 기판 수용체(101')의 작용을 저해하지는 않는다.
마찬가지로, 외력이 가해지지 않은 상태에서의 탄성 지지부(130')의 저면(130s')의 밀착면은 지지 몸체(110)의 상면(110s)에 대하여 간섭되는 방향으로 0.1° 내지 5°만큼 더 경사지게 형성될 수 있다.
한편, 지지 몸체(110)의 상면(110s)에 밀착되는 탄성 지지부(130')의 밀착면('130s2'로 표시된 영역)은 탄성 지지부(130')의 반경 바깥 끝단부를 포함하는 영역에 형성된 것이 바람직하다. 이를 통해, 탄성 지지부(130')는 반경 바깥 끝단부에서 지지 몸체(110)와 밀착되어, 외부의 이물질이 지지 몸체(110)와 탄성 지지부(130')의 사이 틈새로 유입되는 것을 확실하게 억제할 수 있다.
도면에는 탄성 지지부(130')의 밀착면이 하나의 영역으로 형성된 구성이 예시되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 탄성 지지부의 다수의 영역에서 저면이 밀착되도록 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따르면, 지지 몸체(210)의 상면(210s)이 수평면이 아닌 경사면으로 형성될 수도 있다. 도9c에 도시된 바와 같이, 지지 몸체(210)의 상면이 수평면에 대하여 'ang1'으로 표시된 각도만큼 경사지게 형성된 경우에는, 이에 밀착하는 기판 수용체(201)의 탄성 지지부(230)의 저면(230s)에 형성되는 밀착면의 경사 기울기(ang3')는 'ang1'에 대하여 추가적으로 간섭되는 방향으로 경사지도록 정해진다.
예를 들어, 탄성 지지부(230)의 기울기(ang3')는 지지 몸체(210)의 상면(210s)의 경사 기울기(ang1)에 대하여 추가적으로 0.1° 내지 5°만큼 추가적으로 간섭되는 방향으로 경사지도록 정해질 수 있다.
도9c에는 탄성 지지부(230)의 저면(230s)의 전체가 밀착면으로 형성되는 구성이 예시되어 있지만, 도9a에 도시된 바와 같이 탄성 지지부의 저면 일부만 밀착면으로 형성될 수 있다. 이 경우에는 밀착면으로 형성되지 않는 부분은 지지 몸체(210)의 상면(210s)의 경사 기울기(ang1)와 평행하게 형성하고, 밀착면으로 형성되는 부분은 지지 몸체(210)의 상면(210s)의 경사 기울기(ang1)에 대하여 추가적으로 0.1° 내지 5°만큼 추가적으로 간섭되는 방향으로 경사지도록 형성된다.
상기와 같은 구성에 의하여, 전술한 실시예에 따른 기판 수용체(101, 101')와 동일 또는 유사한 효과를 얻을 수 있다.
한편, 고정 블록부(120)와 탄성 지지부(130)로 이루어진 기판 수용체(101)가 지지 몸체(110)와 결합되어 스피닝 기둥(12)과 별개인 접촉 지지체(1, 2)를 형성하는 전술한 실시예와 달리, 본 발명의 제2실시예에 따르면, 도10에 도시된 바와 같이, 전술한 실시예에서의 지지 몸체가 회전 구동되는 회전축과 하나의 몸체로 형성된 스피닝 기둥(110")을 형성하어, 기판 수용체(101)의 저면이 스피닝 기둥(110")에 밀착하도록 구성될 수 있다.
즉, 본 발명은 기판 수용체(101)가 스피닝 기둥(110")의 상면에 직접 얹혀진 상태로 설치되는 것을 포함하며, 이 경우에는 탄성 지지부(130)는 스피닝 기둥(110")의 상면에 탄성 복원력에 의한 힘(F)을 작용하면서 밀착 설치된다.
마찬가지로, 탄성 지지부(130)의 저면에는 스피닝 기둥(110")의 상면에 대하여 보다 경사진 밀착면이 구비되어, 탄성 지지부(130)가 스피닝 기둥(110")에 결합되면서 탄성 변형되어, 스피닝 기둥(110")의 상면에 대하여 간섭되는 방향으로 경사진 탄성 지지부(130)의 밀착면이 스피닝 기둥(110")의 상면에 밀착되어, 탄성 지지부(130)와 스피닝 기둥(110")의 사이 틈새로 이물질이 유입되는 것을 근본적으로 방지하고, 고정 블록부(120)와 접착력이 낮아져 일부 들뜨는 부분이 생기더라도 탄성 지지부(130)가 견고하게 제 위치에 고정된 상태로 유지되면서 기판 가장자리와 접촉하는 수용부(131)의 진동이나 높이 편차 등이 발생되는 것을 신뢰성있게 억제할 수 있다.
전술한 실시예와 마찬가지로, 탄성 지지부(130)의 밀착면은 저면의 전부에 형성될 수도 있고 일부에만 형성될 수도 있으며, 탄성 지지부(130)의 저면의 반경 바깥 끝단부를 포함하는 영역에는 밀착면이 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 탄성 지지부(130)의 밀착면은 스피닝 기둥(110")의 상면에 비하여 0.1° 내지 5°만큼 간섭되는 방향으로 경사지게 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1, 2 : 접촉 지지체 100, 200: 스피닝 지지대
101, 101', 201: 기판 수용체 110, 210: 지지 몸체
110", 12 : 스피닝 기둥 110s: 상면
120, 220: 고정 블록부 130, 130', 230: 탄성 지지부
131: 수용부 77x: 고정 볼트

Claims (19)

  1. 세워진 상태로 설치되어 회전 구동되는 스피닝 기둥과 일체로 회전하면서, 원판 형상의 기판의 가장자리를 접촉 지지하면서 회전시키는 기판 스피닝 장치의 기판 수용체로서,
    상기 스피닝 기둥과 일체로 회전하는 고정 블록부와;
    상기 고정 블록부의 외주면을 감싸는 형태로 상기 고정 블록부에 결합되고 상기 기판의 가장자리를 수용하는 수용홈이 외주면에 형성되고 탄성 변형이 가능한 재질로 형성되어 가장자리 부분에 탄성 변형이 발생된 상태로 저면이 밀착되게 설치된 탄성 지지부를;
    포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스피닝 장치의 기판 수용체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 탄성 지지부는 상기 가장자리 부분이 상방으로 휘는 탄성 변형이 발생된 상태로 설치되는 것을 특징으로 하는 스피닝 장치의 기판 수용체.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 스피닝 기둥의 상부에 결합되어 상기 스피닝 기둥과 일체로 회전하는 지지 몸체의 상면에 결합되고, 상기 탄성 지지부는 상기 지지 몸체의 상면에 탄성 복원력으로 밀착되게 설치된 것을 특징으로 하는 스피닝 장치의 기판 수용체.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 탄성 지지부의 저면에는 상기 지지 몸체의 상면에 대하여 보다 경사진 밀착면이 구비되어, 상기 탄성 지지부가 상기 지지 몸체에 결합되면서 탄성 변형되어, 상기 밀착면이 상기 지지 몸체의 상면에 밀착되는 것을 특징으로 하는 스피닝 장치의 기판 수용체.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 지지 몸체의 상면은 수평면이고, 상기 밀착면은 상기 수평면에 대해 간섭되는 방향으로 경사진 경사면인 것을 특징으로 하는 스피닝 장치의 기판 수용체.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 밀착면은 상기 탄성 지지부의 저면의 일부 이상에 형성되되, 상기 탄성 지지부의 상기 저면의 반경 바깥 끝단부를 포함하는 영역을 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 스피닝 장치의 기판 수용체.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 밀착면의 기울기는 상기 지지 몸체의 상면에 비하여 0.1° 내지 5°만큼 더 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 스피닝 장치의 기판 수용체.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 탄성 지지부는 상기 스피닝 기둥의 상면에 탄성 복원력으로 밀착되게 설치된 것을 특징으로 하는 스피닝 장치의 기판 수용체.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 탄성 지지부의 저면에는 상기 스피닝 기둥의 상면에 비하여 보다 경사진 밀착면이 구비되어, 상기 탄성 지지부가 상기 스피닝 기둥에 결합되면서 탄성 변형되어, 상기 밀착면이 상기 스피닝 기둥의 상면에 밀착되는 것을 특징으로 하는 스피닝 장치의 기판 수용체.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 스피닝 기둥의 상면은 수평면이고, 상기 밀착면은 상기 수평면에 대해 간섭되는 방향으로 0.1° 내지 5°만큼 간섭되는 방향으로 경사진 경사면인 것을 특징으로 하는 스피닝 장치의 기판 수용체.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 고정 블록부는 상기 탄성 지지부가 접촉하는 접촉면에 간섭 돌기가 돌출 형성되고, 상기 탄성 지지부에는 상기 간섭 돌기를 수용하는 수용홈이 요입 형성되어, 상기 고정 블록부와 상기 탄성 지지부는 상기 간섭 돌기를 매개로 상호 맞물린 상태로 결합되는 것을 특징으로 하는 스피닝 장치의 기판 수용체.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 고정 블록부와 상기 탄성 지지부는 상호 접착 결합되는 것을 특징으로 하는 스피닝 장치의 기판 수용체.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 간섭 돌기는 원주 방향을 따라 링 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 스피닝 장치의 기판 수용체.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 간섭 돌기는 선단부로 갈수록 단면이 점점 작아지는 단면으로 형성된 것을 특징으로 하는 스피닝 장치의 기판 수용체.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 고정 돌기는 상기 고정 블록부로부터 반경 바깥으로 돌출 형성된 것을 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 스피닝 장치의 기판 수용체.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 고정 블록부는 상부 부분이 하부 부분에 비하여 단면이 더 크게 형성되어 단턱면이 상기 상부 부분과 상기 하부 부분의 사이에 형성되고, 상기 고정 돌기는 상기 단턱면으로부터 하방으로 돌출 형성된 것을 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 스피닝 장치의 기판 수용체.
  17. 제 1항에 있어서,
    상기 탄성 지지부는 우레탄 계열과 고무 계열 중 어느 하나 이상의 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 스피닝 장치의 기판 수용체.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 고정 블록부는 상기 탄성 지지부에 비하여 보다 높은 강성을 갖는 재질로 형성되고, 상기 스피닝 기둥에 체결 결합되는 것을 특징으로 하는 스피닝 장치의 기판 수용체.
  19. 세워진 상태로 설치되어 회전 구동되는 스피닝 기둥에 결합되는 지지 몸체와;
    상기 지지 몸체의 상면에 결합되어 상기 지지 몸체와 함께 회전하도록 설치된 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항 또는 제11항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 기판 수용체를;
    포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스피닝 장치의 접촉 지지체.



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