KR20210037075A - Spin chuck apparatus equipped with antiwear function - Google Patents

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KR20210037075A
KR20210037075A KR1020190119233A KR20190119233A KR20210037075A KR 20210037075 A KR20210037075 A KR 20210037075A KR 1020190119233 A KR1020190119233 A KR 1020190119233A KR 20190119233 A KR20190119233 A KR 20190119233A KR 20210037075 A KR20210037075 A KR 20210037075A
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박형수
임종전
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무진전자 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a spin chuck apparatus having an anti-wear function, which comprises: a chuck body unit; a plurality of grip pins provided along an edge of one surface of the chuck body unit to grip a wafer; a rotation wheel rotatably coupled to the other surface of the chuck body unit, and having a rotation wheel gear for rotating the grip pins through gear-coupling with the grip pins on an outer circumferential surface; and an anti-wear bearing ball installed between the rotation wheel and the chuck body unit, and preventing wear of a contact area between the rotation wheel and the chuck body unit due to rotation of the rotation wheel. According to the present invention, a problem that the contact area between the rotation wheel and the chuck body unit is worn due to the repeated generation of frictional force in the contact area between the rotation wheel and the chuck body part in a repetitive process of seating a wafer on the grip pins and gripping the same for processing the wafer can be prevented.

Description

마모방지기능이 구비된 스핀척 장치{SPIN CHUCK APPARATUS EQUIPPED WITH ANTIWEAR FUNCTION}Spin chuck device with anti-wear function {SPIN CHUCK APPARATUS EQUIPPED WITH ANTIWEAR FUNCTION}

본 발명은 마모방지기능이 구비된 스핀척 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 웨이퍼에 대한 공정처리를 위해 웨이퍼를 그립 핀에 안착시켜 그립하는 반복적인 과정에서, 회전 휠과 척 몸체부의 접촉영역에 마찰력이 반복적으로 발생하여 회전 휠과 척 몸체부의 접촉영역이 마모되는 문제점을 방지할 수 있는 스핀척 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a spin chuck device provided with a wear prevention function. More specifically, in the repetitive process of gripping a wafer by seating a wafer on a grip pin for processing a wafer, the friction force is repeatedly generated in the contact area between the rotating wheel and the chuck body, thereby contacting the rotating wheel and the chuck body. The present invention relates to a spin chuck device capable of preventing the problem of area wear.

일반적으로, 반도체 공정에서는, 웨이퍼에 대한 공정 처리를 위해 스핀 척이 웨이퍼를 그립(grip)하는 과정이 필수적으로 수행되어야 한다.In general, in a semiconductor process, a process of gripping a wafer by a spin chuck must be performed in order to process a wafer.

이러한 과정은 하나의 웨이퍼를 처리할 때마다 반복되어야 하며, 이 과정을 수행하기 위해 동작하는 부품들에 마찰력이 지속적으로 발생하여 해당 부품들이 마모되는 문제점이 있다.This process must be repeated every time one wafer is processed, and there is a problem that frictional force is continuously generated in the parts operating to perform this process, and the corresponding parts are worn.

도 1은 종래의 스핀 척에서 발생하는 마모 문제를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a wear problem occurring in a conventional spin chuck.

도 1을 참조하면, 웨이퍼에 대한 소정의 공정 처리를 위해서는 먼저 웨이퍼를 그립핀 기어(25)에 결합된 그립 핀(도시하지 않음)에 안착시키는 과정이 필수적으로 수행되어야 한다.Referring to FIG. 1, in order to perform a predetermined process on a wafer, a process of first seating a wafer on a grip pin (not shown) coupled to the grip pin gear 25 must be performed.

이를 위해 척 몸체부(10)에 결합된 회전 휠(40)에 회전 구동력을 공급하여 회전 휠(40)을 일 방향으로 회전시킨 상태에서 웨이퍼를 그립 핀에 안착시킨 후 회전 구동력의 공급을 중단하여 회전 휠(40)을 일 방향의 반대 방향인 타 방향으로 회전시켜 그립 핀이 웨이퍼를 조여 그립하게 된다.To this end, the rotational driving force is supplied to the rotating wheel 40 coupled to the chuck body 10, and the wafer is seated on the grip pin while the rotating wheel 40 is rotated in one direction, and the supply of the rotating driving force is stopped. The rotating wheel 40 is rotated in the other direction, which is opposite to one direction, so that the grip pin tightens and grips the wafer.

이러한 과정은 하나의 웨이퍼를 처리할 때마다 반복되기 때문에, 회전 휠(40)과 척 몸체부(10)의 접촉영역에 마찰력이 반복적으로 발생하여 회전 휠(40)과 척 몸체부(10)의 접촉영역이 마모되는 문제점이 발생한다.Since this process is repeated each time one wafer is processed, frictional force is repeatedly generated in the contact area between the rotating wheel 40 and the chuck body 10, There is a problem that the contact area is worn.

대한민국 공개특허공보 제10-2009-0040762호(공개일자: 2009년 04월 27일, 명칭: 웨이퍼 스핀 척과 스핀 척을 구비한 에칭 장치)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2009-0040762 (published date: April 27, 2009, name: wafer spin chuck and etching apparatus having a spin chuck) 대한민국 등록특허공보 제10-0855737호(등록일자: 2008년 08월 26일, 명칭: 웨이퍼 스핀 척)Republic of Korea Patent Publication No. 10-0855737 (Registration date: August 26, 2008, name: Wafer Spin Chuck)

본 발명의 기술적 과제는 웨이퍼에 대한 공정처리를 위해 웨이퍼를 그립 핀에 안착시켜 그립하는 반복적인 과정에서, 회전 휠과 척 몸체부의 접촉영역에 마찰력이 반복적으로 발생하여 회전 휠과 척 몸체부의 접촉영역이 마모되는 문제점을 방지하는 것이다.The technical problem of the present invention is that in the repetitive process of gripping a wafer by seating a wafer on a grip pin for processing a wafer, frictional force is repeatedly generated in the contact area between the rotating wheel and the chuck body, resulting in a contact area between the rotating wheel and the chuck body. This is to prevent the wear problem.

이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 마모방지기능이 구비된 스핀척 장치는 척 몸체부, 상기 척 몸체부의 일면의 가장자리를 따라 복수개로 구비되어 웨이퍼를 그립하는 그립 핀, 상기 척 몸체부의 타면에 회전 가능하게 결합되어 있으며 외주면에 상기 그립 핀과의 기어 결합을 통해 상기 그립 핀을 회전시키는 회전휠 기어가 형성되어 있는 회전 휠 및 상기 회전 휠과 상기 척 몸체부 사이에 설치되어 상기 회전 휠의 회전으로 인한 상기 회전 휠과 상기 척 몸체부의 접촉영역의 마모를 방지하는 마모방지용 베어링 볼을 포함한다.The spin chuck device having a wear-preventing function according to the present invention for solving these technical problems includes a chuck body, a plurality of grip pins provided along the edge of one surface of the chuck body to grip a wafer, and the other surface of the chuck body. The rotary wheel is rotatably coupled to the outer circumferential surface and the rotary wheel gear is formed to rotate the grip pin through the gear coupling with the grip pin, and is installed between the rotary wheel and the chuck body portion of the rotary wheel. It includes a wear-resistant bearing ball for preventing abrasion of the contact area of the rotating wheel and the chuck body portion due to rotation.

본 발명에 따른 마모방지기능이 구비된 스핀척 장치에 있어서, 상기 마모방지용 베어링 볼의 개수는 상기 그립 핀의 개수와 동일한 것을 특징으로 한다.In the spin chuck device provided with a wear prevention function according to the present invention, the number of bearing balls for wear prevention is the same as the number of grip pins.

본 발명에 따른 마모방지기능이 구비된 스핀척 장치는 일단이 상기 회전 휠에 결합되고 있고 타단이 상기 척 몸체부에 결합되어 있으며 일 방향으로 회전한 회전 휠을 상기 일 방향과 반대 방향인 타 방향으로 원복시키는 그립 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the spin chuck device having a wear-preventing function according to the present invention, one end is coupled to the rotating wheel and the other end is coupled to the chuck body, and the rotating wheel rotated in one direction is moved in the other direction opposite to the one direction. It characterized in that it further comprises a grip spring to restore the original.

본 발명에 따른 마모방지기능이 구비된 스핀척 장치에 있어서, 상기 그립 핀의 상단부에는 웨이퍼를 그립하기 위한 그립 돌기가 상기 그립 핀의 중심축에서 편향된 위치에 형성되어 있고, 상기 그립 핀의 하단부에는 상기 회전 휠의 외주면에 형성된 회전휠 기어와 기어 결합되는 그립핀 기어가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In the spin chuck device having a wear prevention function according to the present invention, a grip protrusion for gripping a wafer is formed at an upper end of the grip pin at a position deflected from a central axis of the grip pin, and a lower end of the grip pin It is characterized in that a grip pin gear that is gear-coupled with a rotating wheel gear formed on an outer circumferential surface of the rotating wheel is formed.

본 발명에 따른 마모방지기능이 구비된 스핀척 장치에 있어서, 상기 회전 휠에는 회전 제한용 홈이 형성되어 있고, 상기 척 몸체부의 타면에는 상기 회전 휠에 형성된 회전 제한용 홈의 양측 단부에 걸려 상기 회전 휠의 회전 정도를 제한하는 회전 제한용 걸림부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In the spin chuck device having a wear-preventing function according to the present invention, a rotation limiting groove is formed in the rotation wheel, and the other surface of the chuck body part is caught by both ends of rotation limiting grooves formed in the rotation wheel. It is characterized in that the rotation limiting engaging portion for limiting the rotation degree of the rotating wheel is formed.

본 발명에 따른 마모방지기능이 구비된 스핀척 장치에 있어서, 상기 웨이퍼가 장착되기 전의 아이들(Idle) 상태에서, 상기 그립 스프링이 제공하는 탄성력에 의해 상기 회전 휠에 형성된 회전 제한용 홈의 일측 단부가 상기 회전 제한용 걸림부에 걸려 고정되는 것을 특징으로 한다.In the spin chuck device having a wear-preventing function according to the present invention, in an idle state before the wafer is mounted, one end of a rotation limiting groove formed in the rotating wheel by an elastic force provided by the grip spring It characterized in that it is fixed by hanging the locking portion for the rotation limit.

본 발명에 따른 마모방지기능이 구비된 스핀척 장치에 있어서, 상기 웨이퍼를 장착하기 위한 오픈(Open) 상태에서, 상기 회전 휠이 상기 일 방향으로 회전함에 따라 상기 회전 휠에 형성된 회전 제한용 홈의 타측 단부가 상기 회전 제한용 걸림부에 걸려 고정되고, 상기 회전 휠의 외주면에 형성된 회전휠 기어와 맞물린 그립핀 기어의 회전에 따라 상기 그립 핀이 회전하여 상기 웨이퍼를 장착하기 위한 오픈 상태가 되는 것을 특징으로 한다.In the spin chuck device having a wear-preventing function according to the present invention, in an open state for mounting the wafer, as the rotating wheel rotates in the one direction, the rotation limiting groove formed in the rotating wheel The other end is caught and fixed to the rotation limiting locking part, and the grip pin rotates in accordance with the rotation of the grip pin gear meshed with the rotation wheel gear formed on the outer circumferential surface of the rotation wheel to become an open state for mounting the wafer. It is characterized.

본 발명에 따른 마모방지기능이 구비된 스핀척 장치에 있어서, 상기 웨이퍼가 장착된 이후의 클로즈(Close) 상태에서, 상기 회전 휠에 공급되는 회전 구동력이 차단되어 상기 회전 휠이 상기 그립 스프링의 탄성력에 의해 상기 타 방향으로 회전하고, 상기 회전 휠의 외주면에 형성된 회전휠 기어와 맞물린 그립핀 기어의 회전에 따라 상기 그립 핀이 회전하여 상기 그립 핀에 장착된 웨이퍼를 그립하는 클로즈 상태가 되는 것을 특징으로 한다.In the spin chuck device having a wear-preventing function according to the present invention, in a closed state after the wafer is mounted, a rotational driving force supplied to the rotating wheel is blocked so that the rotating wheel is elastic force of the grip spring. By rotating in the other direction, the grip pin rotates according to the rotation of the grip pin gear meshed with the rotation wheel gear formed on the outer circumferential surface of the rotation wheel to become a closed state for gripping the wafer mounted on the grip pin It is done.

본 발명에 따르면, 웨이퍼에 대한 공정처리를 위해 웨이퍼를 그립 핀에 안착시켜 그립하는 반복적인 과정에서, 회전 휠과 척 몸체부의 접촉영역에 마찰력이 반복적으로 발생하여 회전 휠과 척 몸체부의 접촉영역이 마모되는 문제점을 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, in the repetitive process of gripping the wafer by seating the wafer on the grip pin for processing the wafer, frictional force is repeatedly generated in the contact area between the rotating wheel and the chuck body, so that the contact area between the rotating wheel and the chuck body There is an effect that can prevent a wear problem.

도 1은 종래의 스핀 척에서 발생하는 마모 문제를 설명하기 위한 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마모방지기능이 구비된 스핀척 장치의 저면을 나타낸 사시도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마모방지기능이 구비된 스핀척 장치의 저면도이고,
도 4는 도 3의 D-D 방향의 단면도이고,
도 5는 마모방지기능을 설명하기 위하여 도 3의 저면도에서 추출한 주요영역을 확대한 도면이고,
도 6은 마모방지기능을 설명하기 위하여 도 4의 단면도에서 추출한 주요영역을 확대한 도면이다.1 is a view for explaining a wear problem that occurs in a conventional spin chuck,
Figure 2 is a perspective view showing the bottom of the spin chuck device with a wear prevention function according to an embodiment of the present invention,
3 is a bottom view of a spin chuck device equipped with a wear-preventing function according to an embodiment of the present invention,
4 is a cross-sectional view in the DD direction of FIG. 3,
5 is an enlarged view of the main area extracted from the bottom view of FIG. 3 in order to explain the wear prevention function,
6 is an enlarged view of a main area extracted from the cross-sectional view of FIG. 4 in order to explain the wear prevention function.

본 명세서에 개시된 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments according to the concept of the present invention disclosed in the present specification are only exemplified for the purpose of describing the embodiments according to the concept of the present invention, and the embodiments according to the concept of the present invention are in various forms. And is not limited to the embodiments described herein.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Since the embodiments according to the concept of the present invention can apply various changes and have various forms, the embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the present specification. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to specific disclosed forms, and includes all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first or second may be used to describe various constituent elements, but the constituent elements should not be limited by the terms. The above terms are only for the purpose of distinguishing one component from other components, for example, without departing from the scope of the rights according to the concept of the present invention, the first component may be named as the second component and similarly the second component. The component may also be referred to as a first component.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에" 와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it should be understood that it is directly connected or may be connected to the other component, but other components may exist in the middle. will be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle. Other expressions describing the relationship between components, such as "between" and "directly between" or "adjacent to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described herein, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance the possibility of the presence or addition.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present specification. .

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마모방지기능이 구비된 스핀척 장치의 저면을 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마모방지기능이 구비된 스핀척 장치의 저면도이고, 도 4는 도 3의 D-D 방향의 단면도이고, 도 5는 마모방지기능을 설명하기 위하여 도 3의 저면도에서 추출한 주요영역을 확대한 도면이고, 도 6은 마모방지기능을 설명하기 위하여 도 4의 단면도에서 추출한 주요영역을 확대한 도면이다.2 is a perspective view showing the bottom of the spin chuck device with a wear-preventing function according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a bottom view of the spin chuck device with a wear-prevention function according to an embodiment of the present invention 4 is a cross-sectional view in the DD direction of FIG. 3, FIG. 5 is an enlarged view of the main area extracted from the bottom view of FIG. 3 to explain the wear prevention function, and FIG. 6 is a diagram for explaining the wear prevention function. It is an enlarged view of the main area extracted from the cross-sectional view of 4.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 마모방지기능이 구비된 스핀척 장치는 척 몸체부(10), 그립 핀(grip pin, 20), 지지 핀(30), 회전 휠(40), 그립 스프링(40) 및 마모방지용 베어링 볼(100)을 포함한다.2 to 6, the spin chuck device having a wear-preventing function according to an embodiment of the present invention includes a chuck body portion 10, a grip pin 20, a support pin 30, and rotation. It includes a wheel 40, a grip spring 40 and a bearing ball 100 for preventing wear.

척 몸체부(10)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마모방지기능이 구비된 스핀척 장치의 몸체로서의 기능을 수행하며, 척 몸체부(10)의 일면, 즉, 상면에는 웨이퍼(W)를 장착하기 위한 요소들인 복수의 그립 핀(20)과 지지 핀(30)이 돌출된 상태로 구비되어 있다.The chuck body portion 10 functions as a body of a spin chuck device having a wear-preventing function according to an embodiment of the present invention, and a wafer W is disposed on one surface of the chuck body portion 10, that is, an upper surface. A plurality of grip pins 20 and support pins 30, which are elements for mounting, are provided in a protruding state.

도면 상에는 척 몸체부(10)의 일면에 구비된 그립 핀(20)과 지지 핀(30)이 각각 5개인 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 그립 핀(20)과 지지 핀(30)의 설치 갯수가 이에 한정되지는 않는다는 점을 밝혀 둔다.In the drawing, the grip pin 20 and the support pin 30 provided on one surface of the chuck body 10 are shown as five, respectively, but this is only an example, and the grip pin 20 and the support pin 30 It should be noted that the number of) is not limited to this.

복수의 그립 핀(20)은 척 몸체부(10)의 일면의 가장자리를 따라 복수개로 구비되어 있으며 후술하는 과정을 통하여 공정 처리의 대상인 웨이퍼(W)를 그립(grip)하여 안정적으로 고정하는 기능을 수행한다.A plurality of grip pins 20 are provided along the edge of one side of the chuck body 10, and a function of gripping and stably fixing the wafer W to be processed through a process described below is performed. Carry out.

예를 들어, 특히, 도 4 및 도 6에 예시된 바와 같이, 그립 핀(20)의 상단부에는 웨이퍼(W)를 그립하기 위한 그립 돌기(22)가 그립 핀(20)의 중심축, 즉, 그립핀 몸체(21)의 중심축에서 일정 거리 외곽으로 편향된 위치에 형성되어 있으며, 이에 따라, 그립 핀(20)이 중심축을 기준으로 소정 각도 회전하는 경우, 중심축에서 편향된 위치에 구비된 그립 돌기(22)의 회전에 의해 웨이퍼(W)가 장착될 수 있도록 그립 돌기(22) 간의 간격이 벌어지게 된다.For example, in particular, as illustrated in FIGS. 4 and 6, a grip protrusion 22 for gripping the wafer W at the upper end of the grip pin 20 is a central axis of the grip pin 20, that is, The grip pin body 21 is formed at a position deflected outwardly by a certain distance from the central axis, and accordingly, when the grip pin 20 rotates at a predetermined angle with respect to the central axis, a grip protrusion provided at a position deflected from the central axis The gap between the grip protrusions 22 is widened so that the wafer W can be mounted by the rotation of 22.

또한, 예를 들어, 그립 핀(20)의 하단부에는 회전 휠(40)의 외주면에 형성된 회전휠 기어(60)와 기어 결합되는 그립핀 기어(25)가 형성되도록 구성될 수 있다.In addition, for example, the lower end of the grip pin 20 may be configured to form a grip pin gear 25 that is gear-coupled with the rotation wheel gear 60 formed on the outer circumferential surface of the rotation wheel 40.

지지 핀(30)은 그립 핀(20)에 그립되는 웨이퍼(W)의 하면을 지지함으로써 그립 핀(20)이 웨이퍼(W)를 지지하는 것을 보조하는 기능을 수행한다.The support pin 30 serves to assist the grip pin 20 to support the wafer W by supporting the lower surface of the wafer W gripped by the grip pin 20.

회전 휠(40)은 척 몸체부(10)의 타면에 회전 가능하게 결합되어 있으며, 도시하지 않은 외부 장치가 제공하는 회전 구동력에 의해 회전하여 복수개의 그립 핀(20)을 미세한 각도로 회전시키는 기능을 수행한다. 이러한 회전 휠(40)의 외주면의 일부 영역, 즉, 그립핀 기어(25)가 위치하는 영역에 대응하는 영역에는, 그립핀 기어(25)와의 기어 결합을 통해 그립 핀(20)을 회전시키기 위한 회전휠 기어(60)가 형성되어 있다.The rotating wheel 40 is rotatably coupled to the other surface of the chuck body 10 and rotates by a rotational driving force provided by an external device (not shown) to rotate the plurality of grip pins 20 at a fine angle. Perform. In a partial region of the outer circumferential surface of the rotating wheel 40, that is, a region corresponding to the region in which the grip pin gear 25 is located, the grip pin 20 is rotated through gear coupling with the grip pin gear 25. A rotating wheel gear 60 is formed.

예를 들어, 이러한 회전 휠(40)에는 회전 제한용 홈(41)이 형성되도록 구성될 수 있고, 이 회전 제한용 홈(41)에 대응하여 척 몸체부(10)의 타면에는 회전 휠(40)에 형성된 회전 제한용 홈(41)의 양측 단부에 걸려 회전 휠(40)의 회전 정도를 제한하는 회전 제한용 걸림부(11)가 형성되도록 구성될 수 있다. 회전 휠(40)에 형성된 회전 제한용 홈(41)과 척 몸체부(10)의 타면에 형성된 회전 제한용 걸림부(11)의 상호 동작에 대해서는 이후 스핀척 장치의 동작을 아이들(Idle) 상태, 오픈(Open) 상태, 클로즈(Close) 상태로 구분하여 설명하는 과정에서 설명한다.For example, the rotation wheel 40 may be configured to have a rotation limiting groove 41, and the rotation wheel 40 on the other surface of the chuck body 10 corresponding to the rotation limiting groove 41 ) It may be configured to form a rotation limiting locking portion 11 for limiting the rotation degree of the rotation wheel 40 by hanging on both ends of the rotation limiting groove 41 formed in). Regarding the mutual motion of the rotation limiting groove 41 formed in the rotation wheel 40 and the rotation limiting locking part 11 formed on the other surface of the chuck body 10, the operation of the spin chuck device is then idled. , Open state, and Close state are explained in the process of explaining.

그립 스프링(50)은 일단이 회전 휠(40)에 결합되고 타단이 척 몸체부(10)에 결합되어 있으며, 웨이퍼(W)를 그립 핀(20)에 로딩하는 과정에서 공급된 회전 구동력에 의해 일 방향으로 회전한 회전 휠(40)을, 회전 구동력의 공급이 중단된 경우에 일 방향과 반대 방향인 타 방향으로 원복시키는 탄성력을 제공한다.The grip spring 50 has one end coupled to the rotary wheel 40 and the other end coupled to the chuck body 10, and the wafer W is loaded onto the grip pin 20 by a rotational driving force supplied in the process. When the supply of the rotational driving force is stopped, the rotating wheel 40 rotated in one direction is provided with an elastic force that restores it to the other direction, which is the opposite direction to the one direction.

마모방지용 베어링 볼(100)은 회전 휠(40)과 척 몸체부(10) 사이에 설치되어 있으며, 회전 휠(40)의 회전으로 인한 회전 휠(40)과 척 몸체부(10)의 접촉영역의 마모를 방지하는 기능을 수행한다.The bearing ball 100 for wear prevention is installed between the rotating wheel 40 and the chuck body 10, and the contact area between the rotating wheel 40 and the chuck body 10 due to the rotation of the rotating wheel 40 It performs the function of preventing the wear of the product.

이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.This will be described in detail as follows.

웨이퍼(W)에 대한 소정의 공정 처리를 위해서는 먼저 웨이퍼(W)를 그립 핀(20)에 안착시키는 과정이 필수적으로 수행되어야 한다.In order to process a predetermined process for the wafer W, first, a process of seating the wafer W on the grip pin 20 must be performed.

이를 위해 척 몸체부(10)에 결합된 회전 휠(40)에 회전 구동력을 공급하여 회전 휠(40)을 그립 돌기(22) 간의 간격이 살짝 벌어질 정도로 일 방향으로 회전시킨 상태에서 웨이퍼(W)를 그립 돌기(22)에 안착시킨 후 회전 구동력의 공급을 중단한다. 회전 구동력의 공급이 중단되면 회전 휠(40)은 그립 스프링(50)의 탄성력에 의해 일 방향의 반대 방향인 타 방향으로 회전하며, 이에 따라 그립 돌기(22) 간의 간격이 다시 좁아져 복수의 그립 돌기(22)가 웨이퍼(W)를 조여 그립하게 된다.To this end, by supplying rotational driving force to the rotation wheel 40 coupled to the chuck body 10, the wafer (W) is rotated in one direction so that the gap between the grip protrusions 22 slightly widens. ) Is seated on the grip protrusion 22 and the supply of rotational driving force is stopped. When the supply of the rotational driving force is stopped, the rotation wheel 40 rotates in the other direction opposite to one direction by the elastic force of the grip spring 50, and accordingly, the gap between the grip protrusions 22 is again narrowed, resulting in a plurality of grips. The protrusion 22 tightens and grips the wafer W.

이러한 과정은 하나의 웨이퍼(W)를 처리할 때마다 반복되기 때문에, 회전 휠(40)과 척 몸체부(10)의 접촉영역에 마찰력이 반복적으로 발생하여 회전 휠(40)과 척 몸체부(10)의 접촉영역이 마모되는 문제점이 있다. 마모방지용 베어링 볼(100)은 이러한 문제를 방지하기 위한 것으로서, 회전 휠(40)의 회전으로 인한 회전 휠(40)과 척 몸체부(10)의 접촉영역의 마모를 방지한다.Since this process is repeated each time one wafer (W) is processed, frictional force is repeatedly generated in the contact area between the rotating wheel 40 and the chuck body 10, so that the rotating wheel 40 and the chuck body ( There is a problem that the contact area of 10) is worn. The wear-preventing bearing ball 100 is to prevent such a problem, and prevents abrasion of the contact area between the rotating wheel 40 and the chuck body 10 due to rotation of the rotating wheel 40.

이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 마모방지기능이 구비된 스핀척 장치의 구체적인 동작을 아이들(Idle) 상태, 오픈(Open) 상태, 클로즈(Close) 상태로 구분하여 설명한다.Hereinafter, specific operations of the spin chuck device having a wear-preventing function according to an embodiment of the present invention will be described by dividing into an idle state, an open state, and a close state.

먼저, 아이들(Idle) 상태는 웨이퍼(W)가 장착되기 전의 상태이다.First, the idle state is a state before the wafer W is mounted.

이러한 아이들(Idle) 상태에서는, 그립 스프링(50)이 제공하는 탄성력에 의해 회전 휠(40)에 형성된 회전 제한용 홈(41)의 일측 단부가 회전 제한용 걸림부(11)에 걸려 고정되고, 회전 휠(40)의 외주면에 형성된 회전휠 기어(60)와 그립핀 기어(25)를 통해 회전 휠(40)에 간접적으로 결합되어 있는 그립 핀(20)은 이러한 아이들 상태에 대응하는 상태를 유지하게 된다.In such an idle state, one end of the rotation limiting groove 41 formed in the rotation wheel 40 by the elastic force provided by the grip spring 50 is caught and fixed by the rotation limiting locking part 11, The grip pin 20, which is indirectly coupled to the rotation wheel 40 through the rotation wheel gear 60 and the grip pin gear 25 formed on the outer circumferential surface of the rotation wheel 40, maintains a state corresponding to this idle state. It is done.

다음으로, 오픈(Open) 상태는 웨이퍼(W)를 장착하기 위한 준비 상태, 즉, 복수의 그립 핀(20)에 구비되어 있는 그립 돌기(22) 간의 간격을 약간 벌리는 과정이다.Next, the open state is a preparation state for mounting the wafer W, that is, a process of slightly widening the gap between the grip protrusions 22 provided on the plurality of grip pins 20.

이러한 오픈(Open) 상태에서는, 외부에서 제공되는 화전 구동력에 의해 회전 휠(40)이 일 방향으로 회전함에 따라 회전 휠(40)에 형성된 회전 제한용 홈(41)의 타측 단부가 회전 제한용 걸림부(11)에 걸려 고정되고, 회전 휠(40)의 외주면에 형성된 회전휠 기어(60)와 맞물린 그립핀 기어(25)의 회전에 따라 그립 핀(20)이 회전하여 웨이퍼(W)를 장착하기 위한 오픈 상태가 된다. 구체적으로, 그립 핀(20)은 그립핀 몸체(21)의 중심축을 기준으로 회전하나, 그립 돌기(22)가 이 중심축에서 외곽으로 편향된 위치에 구비되어 있기 때문에, 복수의 그립 돌기(22) 간의 간격이 미세하게 벌어져 웨이퍼(W)를 그립 돌기(22)에 안착할 수 있는 상태가 된다.In this open state, the other end of the rotation limiting groove 41 formed in the rotational wheel 40 is caught for rotation as the rotational wheel 40 rotates in one direction by the fire driving force provided from the outside. The grip pin 20 rotates according to the rotation of the grip pin gear 25 engaged with the rotation wheel gear 60 formed on the outer circumferential surface of the rotation wheel 40 and fixed by the part 11 to mount the wafer W. It becomes an open state to do. Specifically, the grip pin 20 rotates with respect to the central axis of the grip pin body 21, but since the grip protrusion 22 is provided at a position biased outward from this central axis, a plurality of grip protrusions 22 The gap between the wafers W is minutely widened so that the wafer W can be seated on the grip protrusion 22.

다음으로, 클로즈(Close) 상태는 웨이퍼(W)가 장착된 이후의 상태로서, 복수의 그립 돌기(22)가 웨이퍼(W)를 그립하는 상태, 달리 말해 복수의 그립 돌기(22)가 웨이퍼(W)를 조여 고정하는 상태이다.Next, the closed state is a state after the wafer W is mounted, in which the plurality of grip protrusions 22 grip the wafer W, in other words, the plurality of grip protrusions 22 It is in the state of fixing by tightening W).

이러한 클로즈(Close) 상태에서는, 회전 휠(40)에 공급되는 회전 구동력이 차단되어 회전 휠(40)이 그립 스프링(50)의 탄성력에 의해 일 방향의 반대인 타 방향으로 회전하게 되고, 이에 대응하여 회전 휠(40)의 외주면에 형성된어 있는 회전휠 기어(60)와 맞물린 그립핀 기어(25)의 회전에 따라 그립 핀(20)이 회전하여 그립 핀(20)에 장착된 웨이퍼(W)를 그립하는 클로즈 상태가 된다.In such a closed state, the rotational driving force supplied to the rotation wheel 40 is blocked so that the rotation wheel 40 rotates in the other direction opposite to one direction by the elastic force of the grip spring 50, corresponding to this. Thus, the grip pin 20 rotates according to the rotation of the grip pin gear 25 meshed with the rotation wheel gear 60 formed on the outer circumferential surface of the rotation wheel 40, and the wafer (W) mounted on the grip pin 20 It is in a closed state that grips.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 웨이퍼에 대한 공정처리를 위해 웨이퍼를 그립 핀에 안착시켜 그립하는 반복적인 과정에서, 회전 휠과 척 몸체부의 접촉영역에 마찰력이 반복적으로 발생하여 회전 휠과 척 몸체부의 접촉영역이 마모되는 문제점을 방지할 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, according to the present invention, in an iterative process of gripping a wafer by seating a wafer on a grip pin for processing a wafer, a friction force is repeatedly generated in the contact area between the rotating wheel and the chuck body, so that the rotating wheel There is an effect of preventing the problem of abrasion of the contact area of the over-chuck body.

10: 척 몸체부
11: 회전 제한용 걸림부
20: 그립 핀(grip pin)
21: 그립핀 몸체
22: 그립 돌기
25: 그립핀 기어
30: 지지 핀
40: 회전 휠
41: 회전 제한용 홈
50: 그립 스프링
60: 회전휠 기어
100: 마모방지용 베어링 볼
W: 웨이퍼10: chuck body
11: locking part for limiting rotation
20: grip pin
21: grip pin body
22: grip protrusion
25: grip pin gear
30: support pin
40: rotating wheel
41: groove for limiting rotation
50: grip spring
60: rotating wheel gear
100: bearing ball for wear protection
W: wafer

Claims (8)

마모방지기능이 구비된 스핀척 장치로서,
척 몸체부;
상기 척 몸체부의 일면의 가장자리를 따라 복수개로 구비되어 웨이퍼를 그립하는 그립 핀;
상기 척 몸체부의 타면에 회전 가능하게 결합되어 있으며 외주면에 상기 그립 핀과의 기어 결합을 통해 상기 그립 핀을 회전시키는 회전휠 기어가 형성되어 있는 회전 휠; 및
상기 회전 휠과 상기 척 몸체부 사이에 설치되어 상기 회전 휠의 회전으로 인한 상기 회전 휠과 상기 척 몸체부의 접촉영역의 마모를 방지하는 마모방지용 베어링 볼을 포함하는, 마모방지기능이 구비된 스핀척 장치.
As a spin chuck device equipped with a wear prevention function,
Chuck body;
A plurality of grip pins provided along an edge of one surface of the chuck body to grip the wafer;
A rotating wheel rotatably coupled to the other surface of the chuck body and having a rotating wheel gear formed on an outer circumferential surface thereof to rotate the grip pin through gear coupling with the grip pin; And
A spin chuck provided with a wear-preventing function, comprising a wear-preventing bearing ball installed between the rotating wheel and the chuck body to prevent abrasion of the contact area of the rotating wheel and the chuck body portion due to rotation of the rotating wheel Device.
 제1항에 있어서,
상기 마모방지용 베어링 볼의 개수는 상기 그립 핀의 개수와 동일한 것을 특징으로 하는, 마모방지기능이 구비된 스핀척 장치.
The method of claim 1,
The number of bearing balls for wear prevention is the same as the number of the grip pins, the spin chuck device with a wear prevention function.
 제1항에 있어서,
일단이 상기 회전 휠에 결합되고 있고 타단이 상기 척 몸체부에 결합되어 있으며 일 방향으로 회전한 회전 휠을 상기 일 방향과 반대 방향인 타 방향으로 원복시키는 그립 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 마모방지기능이 구비된 스핀척 장치.
The method of claim 1,
One end is coupled to the rotating wheel, the other end is coupled to the chuck body, characterized in that it further comprises a grip spring for returning the rotating wheel rotated in one direction in the other direction opposite to the one direction, Spin chuck device with anti-wear function.
 제3항에 있어서,
상기 그립 핀의 상단부에는 웨이퍼를 그립하기 위한 그립 돌기가 상기 그립 핀의 중심축에서 편향된 위치에 형성되어 있고,
상기 그립 핀의 하단부에는 상기 회전 휠의 외주면에 형성된 회전휠 기어와 기어 결합되는 그립핀 기어가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 마모방지기능이 구비된 스핀척 장치.
The method of claim 3,
At the upper end of the grip pin, a grip protrusion for gripping the wafer is formed at a position deflected from the central axis of the grip pin,
A spin chuck device having a wear-preventing function, characterized in that a grip pin gear is formed at a lower end of the grip pin to be gear-coupled with a rotating wheel gear formed on an outer circumferential surface of the rotating wheel.
 제4항에 있어서,
상기 회전 휠에는 회전 제한용 홈이 형성되어 있고,
상기 척 몸체부의 타면에는 상기 회전 휠에 형성된 회전 제한용 홈의 양측 단부에 걸려 상기 회전 휠의 회전 정도를 제한하는 회전 제한용 걸림부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 마모방지기능이 구비된 스핀척 장치.
The method of claim 4,
The rotating wheel has a rotation limiting groove formed,
Spin chuck provided with a wear-preventing function, characterized in that the other surface of the chuck body portion is formed with rotation limiting locking portions that are hooked on both ends of the rotation limiting groove formed in the rotation wheel to limit the rotation degree of the rotation wheel Device.
 제5항에 있어서,
상기 웨이퍼가 장착되기 전의 아이들(Idle) 상태에서,
상기 그립 스프링이 제공하는 탄성력에 의해 상기 회전 휠에 형성된 회전 제한용 홈의 일측 단부가 상기 회전 제한용 걸림부에 걸려 고정되는 것을 특징으로 하는, 마모방지기능이 구비된 스핀척 장치.
The method of claim 5,
In the idle state before the wafer is mounted,
One end of the rotation limiting groove formed in the rotation wheel by the elastic force provided by the grip spring is caught and fixed to the rotation limiting locking part.
 제5항에 있어서,
상기 웨이퍼를 장착하기 위한 오픈(Open) 상태에서,
상기 회전 휠이 상기 일 방향으로 회전함에 따라 상기 회전 휠에 형성된 회전 제한용 홈의 타측 단부가 상기 회전 제한용 걸림부에 걸려 고정되고,
상기 회전 휠의 외주면에 형성된 회전휠 기어와 맞물린 그립핀 기어의 회전에 따라 상기 그립 핀이 회전하여 상기 웨이퍼를 장착하기 위한 오픈 상태가 되는 것을 특징으로 하는, 마모방지기능이 구비된 스핀척 장치.
The method of claim 5,
In an open state for mounting the wafer,
As the rotation wheel rotates in the one direction, the other end of the rotation limiting groove formed in the rotation wheel is caught and fixed to the rotation limiting locking part,
Spin chuck device with a wear prevention function, characterized in that the grip pin rotates in accordance with the rotation of the grip pin gear meshed with the rotation wheel gear formed on the outer circumferential surface of the rotation wheel to become an open state for mounting the wafer.
 제5항에 있어서,
상기 웨이퍼가 장착된 이후의 클로즈(Close) 상태에서,
상기 회전 휠에 공급되는 회전 구동력이 차단되어 상기 회전 휠이 상기 그립 스프링의 탄성력에 의해 상기 타 방향으로 회전하고,
상기 회전 휠의 외주면에 형성된 회전휠 기어와 맞물린 그립핀 기어의 회전에 따라 상기 그립 핀이 회전하여 상기 그립 핀에 장착된 웨이퍼를 그립하는 클로즈 상태가 되는 것을 특징으로 하는, 마모방지기능이 구비된 스핀척 장치.
The method of claim 5,
In the closed state after the wafer is mounted,
The rotation driving force supplied to the rotation wheel is blocked so that the rotation wheel rotates in the other direction by the elastic force of the grip spring,
In accordance with the rotation of the grip pin gear meshed with the rotation wheel gear formed on the outer circumferential surface of the rotation wheel, the grip pin rotates to become a closed state for gripping the wafer mounted on the grip pin. Spin chuck device.
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