KR20220000890U - 기판 회전식 지지 장치 - Google Patents

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Abstract

기판 회전식 지지 장치는 적재 표면(111)을 가지는 회전 가능한 시트(11)를 포함하는 회전 가능한 메커니즘(1) 및 상기 적재 표면(111) 상에 배치되고 협력하여 기판(S)을 지지하고 유지하도록 구성되는 복수의 지지 유닛 들(2)을 구비한다. 각각의 상기 지지 유닛들(2)은 시트 몸체(21), 상기 회전 가능한 시트(11) 상에 배치되는 장착부(22), 상기 기판(S)의 후면에 대해 인접하도록 구성되는 굴곡진 접촉 표면(231)을 가지는 지지부(23), 그리고 상기 기판(S)의 주변 에 지에 대해 인접하도록 구성되는 두 개의 이격되는 위치 한정부들(24)을 포함한다.

Description

기판 회전식 지지 장치{SUBSTRATE ROTATABLE HOLDING DEVICE}
본 고안은 기판을 지지하고 회전시키기 위한 기판 회전식 지지 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 기판의 회전은 상기 기판을 건조시키기 위하여 원심력들에 의해 상기 기판 상에 부착된 액체들을 배출하도록 반도체 제조 공정의 일부 단계들에서 요구된다.
상기 기판을 회전시키기 위한 종래의 회전식 장치는 회전 속도의 요구 사항들에 따라 상기 기판을 유지하는 상이한 수단들을 활용하도록 설계된다. 대체로, 보다 높은 회전 속도를 갖는 회전식 장치는 진공 흡착에 의해 상기 기판을 유지할 수 있지만, 보다 낮은 회전 속도를 갖는 회전식 장치는, 도 1에 도시한 바와 같이, 회전 가능한 시트(91) 상에 배치되는 복수의 지지 및 제한 부재들(92)을 통해 기판(S)의 위치를 지지하고 제한할 수 있으므로, 상기 기판이 상기 회전 가능한 시트(91)에 의해 구동되는 회전 동안에 상기 회전 가능한 시트(91) 상에 안착될 수 있다. 도 2를 더 참조하면, 각각의 지지 및 제한 부재(92)는 실린더 형상의 베이스(921) 및 상기 베이스(921)의 상부 표면(921a)으로부터 동축으로 돌출되는 실린더 형상의 인접한 필라(922)를 가진다. 상기 베이스(921)의 상부 표면(921a)은 상기 기판의 후면에 대해 인접하도록 제공되는 반면, 상기 인접한 필라(922)의 측부 표면은 상기 기판의 주변 에지에 대해 인접하도록 제공된다.
도 1 및 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 기판의 후면 및 상기 지지 및 제한 부제들(92)의 베이스(921)의 상부 표면(921a)은 표면 접촉으로 체결된다. 상기 베이스(921)의 상부 표면(921a)의 둘레 에지 및 상기 인접한 필라(922)의 둘레 에지 사이의 상기 베이스(921)의 직경 방향으로의 거리(D)는 2㎜이다. 상기 기판이 상기 복수의 지지 및 제한 부재들(92)에 의해 협력적으로 지지되기 때문에, 상기 기판이 로봇 암(도시되지 않음)에 의해 이전의 작업 장소로부터 상기 회전식 장치로 이송될 때, 상기 로봇 암(도시되지 않음)은 상기 기판을 상기 지지 및 제한 부재들(92) 전체 상부에 고르게 놓아야 한다. 그렇지 않으면, 상기 기판(S)이 기울어질 수 있고, 쓰러질 수 있어, 이송 실패를 가져올 수 있다. 현재, 상기 기판을 이송하는 것에 대한 허용 오차는 단지 0.5㎜이며, 이에 따라 종래의 회전식 장치는 이송 실패에 민감하다.
상기 지지 및 제한 부재들(92)의 현재의 구조의 측면에서 상기 허용 오차를 증가시키기 위해, 상기 베이스(921)의 상부 표면(921a)의 둘레 에지 및 상기 인접한 필라(922)의 둘레 에지 사이의 상기 베이스(921)의 직경 방향으로의 상기 거리(D)가 증가될 수 있어야 한다. 그러나 이는 또한 상기 베이스(921)의 상부 표면(921a)에 인접하는 상기 기판의 후면의 접촉 영역의 면적을 증가시킬 수 있으며, 이에 따라 상기 기판(S)의 후면 및 상기 베이스(921)의 상부 표면(921a) 사이의 접촉 영역을 건조시키기 어려운 문제점을 야기한다.
이에 따라, 본 고안의 목적은 종래 기술의 문제점들 중의 적어도 하나를 해결할 수 있는 기판 회전식 지지 장치를 제공하는 것이다.
기판을 유지하고, 상기 기판이 회전하도록 구동시키기 위한 상기 기판 회전식 지지 장치는 적재 표면을 가지는 회전 가능한 시트를 구비하는 회전 가능한 메커니즘 및 상기 적재 표면 상에 배치되고, 상기 기판을 지지하고 유지하도록 협력적으로 구성되는 복수의 지지 유닛들을 포함한다. 각각의 지지 유닛들은 두 대향하는 측부들 상에 위치하는 하부 표면 및 상부 표면을 가지는 시트 몸체, 상기 하부 표면으로부터 연장되고 상기 회전 가능한 시트에 연결되는 장착부, 상기 상부 표면 상에 배치되고 상기 기판의 후면에 대해 인접하도록 구성되는 굴곡진 접촉 표면을 가지는 지지부, 그리고 상기 상부 표면 상에 배치되고 서로 이격되며, 상기 지지부 보다 상기 적재 표면의 중심에 대해 더 멀리 배치되고 상기 기판의 주변 에지에 대해 인접하도록 구성되는 두 개의 위치 제한부들을 구비한다.
본 고안에 따르면, 상기 굴곡진 접촉 표면을 가지는 각각의 상기 지지 유닛들의 지지부들에 의하여, 상기 기판의 후면 및 상기 지지 유닛들 사이의 접촉 면적이 감소될 수 있다. 또한, 서로 이격되고, 상기 기판의 주변 에지에 대해 인접하도록 협력하여 기능하는 상기 두 개의 위치 제한부들에 의해, 각각의 상기 위치 제한부들 및 상기 기판의 주변 에지 사이의 접촉 면적이 감소될 수 있으며, 상기 기판의 후면 및 주변 에지와 상기 지지 유닛들 사이의 접촉 영역의 건조를 용이하게 하기 위하여 상기 위치 제한부들 사이에 형성되는 갭이 이를 통해 공기가 흐르게 한다. 더욱이, 상기 위치 제한부들 및 각각의 상기 지지 유닛들의 지지부들의 구성으로써, 상기 기판의 이송을 위한 허용 오차가 증가되도록 상기 기판을 위치시키기 위한 상기 지지 유닛들 사이의 영역이 확장될 수 있다.
본 고안의 다른 특징들과 이점들은 첨부된 도면들을 참조하여 다음의 실시예들의 상세한 설명을 통해 보다 명확해질 것이며, 첨부 도면들에 있어서,
도 1은 종래의 회전식 장치를 나타내는 개략적인 상면도이고,
도 2는 상기 회전식 장치의 위치 제한부 및 기판 사이의 기능적 관계를 나타내는 개략적인 부분 측면도이며,
도 3은 본 고안에 따른 기판을 유지하는 회전식 장치의 제1 실시예를 예시하는 사시도이고,
도 4는 제1 실시예에서 지지 유닛을 예시하는 사시도이며,
도 5는 기판이 상부에 놓이기 전의 제1 실시예의 지지 유닛들의 위치를 예시하는 개략적인 상면도이고,
도 6은 기판이 상부에 놓인 후의 제1 실시예의 지지 유닛들의 위치를 예시하는 개략적인 상면도이며,
도 7은 본 고안에 따른 기판을 유지하는 회전식 장치의 제2 실시예를 예시하는 개략적인 상면도이다.
본 고안을 상세하게 설명하기 전에, 적절한 것으로 간주될 경우에 참조 부호들이나 참조 부호들의 끝부분들은 선택적으로 유사한 특성들을 가질 수 있는 대응되거나 유사한 요소들을 나타내도록 도면들에서 반복되는 점에 유의해야 할 것이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 고안에 따른 기판 회전식 지지 장치(100)의 제1 실시예는 기판을 유지하고, 상기 기판이 회전하도록 구동시키기 위해 적용된다. 상기 기판 회전식 지지 장치(100)는 회전 가능한 메커니즘(1) 및 복수의 지지 유닛들(2)을 포함한다.
상기 회전 가능한 메커니즘(1)은 적재 표면(carrying surface)(111)을 가지는 회전 가능한 시트(11)를 포함한다. 상기 회전 가능한 메커니즘(1)의 특정한 구현은 현재의 기술들을 활용할 수 있으며, 그 세부적인 사항들은 간결성을 위해 생략된다.
상기 지지 유닛들(2)은 상기 적재 표면(111) 상에 배치되며, 상기 기판을 지지하고 유지하도록 협력하여 구성된다. 각각의 지지 유닛들(2)은 시트 몸체(21), 장착부(mounting part)(22), 지지부(supporting part)(23) 및 두 개의 위치 제한부들(position-limiting parts)(24)을 포함한다. 상기 시트 몸체(21)는 두 대향하는 측부들 상에 위치하는 하부 표면(211) 및 상부 표면(212)을 가진다. 상기 장착부(22)는 상기 하부 표면(211)으로부터 연장되며, 상기 회전 가능한 시트(11)에 연결된다. 상기 지지부(23) 및 상기 위치 제한부들(24)은 상기 상부 표면(212) 상에 배치된다. 상기 지지부(23)는 상기 기판(S)의 후면에 대해 인접하도록 구성되는 굴곡진 접촉 표면(231)을 가진다. 상기 위치 제한부들(24)은 서로 이격되고, 상기 지지부(23) 보다 상기 적재 표면(111)의 중심(C)에 대해 더 멀리 배치되며, 상기 기판(S)의 주변 에지에 대해 인접하도록 구성된다.
이러한 실시예에서, 상기 시트 몸체(21)는 상기 장착부(22)에 연결되는 메인 세그먼트(main segment)(213) 및 상기 적재 표면(111)에 평행한 방향을 따라 상기 메인 세그먼트(213)로부터 연장되는 연장 세그먼트(extending segment)(214)를 가진다. 상기 메인 세그먼트(213)의 하부 표면 및 상기 연장 세그먼트(214)의 하부 표면은 협력하여 상기 시트 몸체(21)의 하부 표면(211)을 형성한다. 상기 메인 세그먼트(213)의 상부 표면 및 상기 연장 세그먼트(214)의 상부 표면은 협력하여 상기 시트 몸체(21)의 상부 표면(212)을 형성한다. 구체적으로, 상기 메인 세그먼트(213)는 실린더 형상이며, 상기 연장 세그먼트(214)는 상기 메인 세그먼트(213)로부터 상기 메인 세그먼트(213)으로부터 원위 측인 상기 연장 세그먼트(214)의 단부까지 폭이 점차 감소되므로, 상기 시트 몸체(21)는 액적 형상(drop shape)으로 형성된다. 상기 지지부(23)는 상기 메인 세그먼트(213) 상에 배치되며, 상기 상부 표면(212)으로부터 돌출되는 중심으로 굴곡진 블록으로 형성된다. 즉, 상기 굴곡진 접촉 표면(231)은 볼록한 표면이다. 상기 위치 제한부들(24)은 상기 연장 세그먼트(214)의 단부 상에 배치된다. 각각의 위치 제한부들(24)은 실린더 형상이며, 상기 상부 표면(212)으로부터 돌출된다.
도 4, 도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 장착부(22)는 상기 회전 가능한 시트(11)에 고정되며, 상기 시트 몸체(21)는 상기 장착부(22)에 회전 가능하게 연결되어, 상기 연장 세그먼트(214)가 회전축(A)으로 작용하는 상기 장착부(22)에 대해 소정의 각도로 회전 가능하게 동작할 수 있으며, 이에 따라 상기 기판(S)의 주변 에지에 대해 상기 위치 제한부들(24)의 위치를 조정할 수 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 상기 기판이 상기 회전 가능한 시트(11) 상에 놓이기 전에, 각각의 지지 유닛들(2)의 시트 몸체(21)의 연장 세그먼트(214)가 상기 회전 가능한 시트(11)의 둘레에 상대적으로 근위 측에 있으므로, 상기 기판(S)을 위치시키기 위한 영역을 확장시키기 위하여 상기 위치 제한부들(24) 및 상기 적재 표면(111)의 중심(C) 사이의 거리가 상대적으로 크며, 이에 따라 상기 기판(S)의 이송을 위한 허용 오차가 증가된다. 이러한 실시예에서, 상기 허용 오차는 2㎜ 보다 클 수 있다.
도 6에 도시한 바와 같이, 상기 기판이 상기 지지 유닛들(2) 상에 놓인 후, 각각의 상기 지지 유닛들(2)의 시트 몸체(21)의 연장 세그먼트(214)가 상기 적재 표면(111)의 중심(C)을 향하는 방향으로 회전하므로, 상기 기판(S)을 보다 안전하게 유지하기 위하여 상기 위치 제한부들(24)이 상기 기판(S)의 주변 에지에 대해 인접하게 된다. 또한, 이러한 실시예에서, 상기 기판(S)이 여전히 상기 지지부들(23) 상부에 있고, 이에 따라 상기 시트 몸체(21)의 회전 동안에 상기 지지부들(23)에 의해 지지되는 점이 보장되도록 상기 지지부(23)는 상기 시트 몸체(21)의 회전축(A) 보다 상기 적재 표면(111)의 중심(C)에 가까이 있다.
이러한 실시예에서, 각 지지부(23)의 상기 굴곡진 접촉 표면(231) 및 상기 기판(S) 사이의 접촉 영역은 0.5㎜의 직경을 가지며, 이는 상기 기판 회전식 지지 장치(100) 및 상기 기판(S) 사이의 접촉 면적을 상당히 감소시킬 수 있으므로, 상기 기판(S)의 후면 및 상기 지지부들(23) 사이의 접촉 영역이 보다 효율적으로 건조될 수 있다.
이러한 실시예에서, 회전 동안에 상기 기판(S)에 의해 작용되는 힘을 분리시키도록 상기 기판(S)의 주변 에지에 대해 협력하여 인접하는 각각의 상기 지지 유닛들(2)의 두 개의 위치 제한부들(24)에 의해, 각각의 상기 위치 제한부들(24)에 작용하는 이러한 힘이 이에 따라 감소된다. 종래의 장치의 단일의 인접한 필라(922)(도 1 참조)에 비하여, 보다 작은 힘이 각각의 상기 위치 제한부들(24)에 작용하기 때문에, 각각의 상기 위치 제한부들(24)이 상기 기판에 의해 작용되는 힘을 견디기 위해 충분한 구조적 강도를 제공하도록 보다 작은 직경을 가지게 된다. 상기 위치 제한부(24)의 보다 작은 직경이 상기 기판(S)의 주변 에지를 포함한 접촉 면적도 감소시킬 수 있고, 상기 위치 제한부들(24)이 공기 순환이 가능하도록 서로 이격되기 때문에, 상기 기판(S)의 후면과 주변 에지 및 상기 지지 유닛들(2) 사이의 접촉 영역이 보다 효율적으로 건조될 수 있다.
또한 이러한 실시예에서, 상기 위치 제한부들(24) 및 상기 지지부들(23)은 상기 시트 몸체(21) 상에 탈착 가능하게 배치되므로, 재료 비용을 절감하기 위하여 상기 위치 제한부들(24) 및 상기 지지부들(23)이 손상이나 훼손의 경우에 새로운 것들로 대체되게 한다. 선택적으로는, 상기 위치 제한부들(24) 및 상기 지지부들(23)은 이러한 실시예의 변형에서 상기 시트 몸체(24)와 하나의 조각으로 형성될 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 고안에 따른 기판 회전식 지지 장치(100)의 제2 실시예는 제2 실시예에서는 각각의 상기 지지 유닛들(2)의 시트 몸체(21)가 실린더 형상이고, 회전하지 않는 점에서 상술한 제1 실시예와 다르지만, 상술한 제1 실시예의 경우와 동일한 기능을 가진다. 즉, 상기 기판(S)의 이송을 위한 허용 오차도 증가될 수 있으며, 상기 기판(S)의 주변 에지와 후면 및 상기 지지 유닛들(2) 사이의 접촉 영역이 보다 용이하게 건조될 수 있다. 충분한 지지 강도를 유지하기 위해 보다 큰 직경이 요구되는 종래의 장치의 단일의 인접한 필라(922)(도 1 참조)에 비하여, 제2 실시예의 각각의 지지 유닛들(2)의 위치 제한부들(24)은 상기 위치 제한부들(24)이 상기 기판(S)으로부터 수용되는 힘을 분리시키도록 이격되어 배치되기 때문에 감소된 직경을 가질 수 있다. 이와 같이, 상기 위치 제한부들(24)이 상기 기판(S)을 위치시키기 위한 영역을 확장시키기 위해 상기 적재 표면(111)의 중심(C)으로부터 보다 멀리 있게 되며, 이에 따라 상기 기판(S)의 이송을 위한 허용 오차가 증가된다. 이러한 실시예에서, 상기 허용 오차도 2㎜ 보다 클 수 있다.
요약하면, 상기 굴곡진 접촉 표면을 가지는 각각의 상기 지지 유닛들(2)의 지지부들(23)에 의하여, 상기 기판(S)의 후면 및 상기 지지 유닛들(2) 사이의 접촉 면적이 감소될 수 있다. 또한, 서로 이격되고, 상기 기판(S)의 주변 에지에 대해 인접하도록 협력하여 기능하는 상기 두 개의 위치 제한부들(24)에 의해, 각각의 상기 위치 제한부들(24) 및 상기 기판(S)의 주변 에지 사이의 접촉 면적이 감소될 수 있으며, 상기 기판(S)의 후면 및 주변 에지와 상기 지지 유닛들(2) 사이의 접촉 영역의 건조를 용이하게 하기 위하여 상기 위치 제한부들(24) 사이에 형성되는 갭(gap)이 이를 통해 공기가 흐르게 한다. 더욱이, 상기 위치 제한부들(24) 및 각각의 상기 지지 유닛들(2)의 지지부들(23)의 구성으로써, 상기 기판(S)의 이송을 위한 허용 오차가 증가되도록 상기 기판(S)을 위치시키기 위한 상기 지지 유닛들(2) 사이의 영역이 확장될 수 있다.
앞서의 설명에서, 설명의 목적을 위해 수많은 특정한 세부 사항들이 완전한 실시예들의 이해를 제공하도록 설시되었다. 그러나 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 하나 또는 그 이상의 다른 실시예들이 이들 특정한 세부 사항들의 일부가 없이도 실시될 수 있는 점이 명백할 것이다. 또한, 본 명세서에서 전체적으로 "하나의 실시예", "일 실시예", 서수로 표기되고 특정한 특징, 구조 또는 특성의 수단들로 설시된 실시예 등도 본 고안의 실시에 포함될 수 있는 점이 이해될 것이다. 또한, 본 명세서에서 다양한 특징들이 본 고안을 간소화하고, 다양한 본 고안의 측면들의 이해에 기여할 목적으로 단일의 실시예, 도면, 또는 그 설명에서 때때로 함께 그룹으로 될 수 있는 점과 하나의 실시예로부터의 하나 또는 그 이상의 특징들이나 특정한 세부 사항들이 본 고안의 실시에서 적절한 경우에 다른 실시예로부터의 하나 또는 그 이상의 특징들이나 특정한 세부 사항들과 함께 실시될 수 있는 점이 이해될 것이다.
본 고안을 예시적인 실시예들로 간주되는 경우와 관련하여 설명하였지만, 본 고안이 개시된 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 모든 이러한 변경들 및 균등한 장치들을 포함하도록 폭넓은 해석의 사상과 범주 내에 포함되는 다양한 장치들을 포괄하도록 의도된 것이다.
1：회전 가능한 메커니즘 2：지지 유닛들
11：회전 가능한 시트 21：시트 몸체
22：장착부 23：지지부
100：기판 회전식 지지 장치
111：적재 표면 211：하부 표면
212：상부 표면 213：메인 세그먼트
214：연장 세그먼트 231：굴곡진 접촉 표면
S：기판

Claims (8)

  1. 기판을 유지하고, 상기 기판이 회전하도록 구동시키기 위한 기판 회전식 지지 장치에 있어서,
    적재 표면을 가지는 회전 가능한 시트를 구비하는 회전 가능한 메커니즘을 포함하고;
    상기 적재 표면 상에 배치되고, 상기 기판을 지지하고 유지하도록 협력적으로 구성되는 복수의 지지 유닛들을 포함하며, 각각의 상기 지지 유닛들은,
    두 대향하는 측부들 상에 위치하는 하부 표면 및 상부 표면을 가지는 시트 몸체,
    상기 하부 표면으로부터 연장되고, 상기 회전 가능한 시트에 연결되는 장착부,
    상기 상부 표면 상에 배치되고, 상기 기판의 후면에 대해 인접하도록 구성되는 굴곡진 접촉 표면을 가지는 지지부, 그리고
    상기 상부 표면 상에 배치되고, 서로 이격되며, 상기 지지부 보다 상기 적재 표면의 중심에 대해 더 멀리 배치되고, 상기 기판의 주변 에지에 대해 인접하도록 구성되는 두 개의 위치 제한부들을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 회전식 지지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 각각의 상기 위치 제한부들은 실린더 형상이며, 상기 상부 표면으로부터 돌출되는 것을 특징으로 하는 기판 회전식 지지 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 시트 몸체는 상기 장착부에 연결되는 메인 세그먼트(main segment) 및 상기 적재 표면에 평행한 방향을 따라 상기 메인 세그먼트로부터 연장되는 연장 세그먼트(extending segment)를 포함하고, 상기 메인 세그먼트의 하부 표면 및 상기 연장 세그먼트의 하부 표면은 협력하여 상기 시트 몸체의 하부 표면을 형성하며, 상기 메인 세그먼트의 상부 표면 및 상기 연장 세그먼트의 상부 표면은 협력하여 상기 시트 몸체의 상부 표면을 형성하고, 상기 지지부는 상기 메인 세그먼트 상에 배치되며, 상기 위치 제한부들은 상기 메인 세그먼트로부터 원위 측인 상기 연장 세그먼트의 단부 상에 배치되고, 상기 연장 세그먼트는 회전축으로 기능하는 상기 장착부에 대해 소정의 각도로 회전 가능하게 동작함에 따라 상기 기판의 주변 에지에 대해 상기 위치 제한부들의 위치가 조정되는 것을 특징으로 하는 기판 회전식 지지 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 지지부는 상기 시트 몸체의 회전축 보다 상기 적재 표면의 중심에 가까운 것을 특징으로 하는 기판 회전식 지지 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 메인 세그먼트는 실린더 형상이고, 상기 연장 세그먼트는 상기 메인 세그먼트로부터 상기 연장 세그먼트의 단부까지 점차 감소하여, 상기 시트 몸체가 액적 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 회전식 지지 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 위치 제한부들은 상기 시트 몸체 상에 탈착 가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 회전식 지지 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 지지부는 상기 시트 몸체 상에 탈착 가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 회전식 지지 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 굴곡진 접촉 표면은 볼록한 표면인 것을 특징으로 하는 기판 회전식 지지 장치.
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