旋转头以及使用其夹住基板的方法

专利名称：旋转头以及使用其夹住基板的方法
旋转头以及使用其夹住基板的方法 相关申请的交叉引用 该美国非临时专利申请根据35U. S.C. § 119要求申请日为2008年11月26日、申 请号10-2008-0118072的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
背景技术：
在此公开的本发明涉及一种基板加工设备，尤其是，半导体加工工艺中支撑基板 的可旋转的旋转头。 —般而言，半导体器件的制造通过在基板上沉积各种材料形成薄层、并对该薄层 进行构图。为此需要多种工艺，这些工艺包括沉积工艺，显影工艺，蚀刻工艺和清洗工艺。
其中，蚀刻工艺为从基板上去除涂层，清洗工艺为在进行完制造半导体器件的一 组工艺之后、从基板的表面上去除杂质。蚀刻工艺和清洗工艺根据工艺类型分为湿法工艺 和干法工艺，湿法工艺分为分批型工艺(batch-type process)和旋转型工艺。
在旋转型工艺中，支撑基板的销钉部件安装在旋转头的上表面上，且该旋转头是 可旋转的、以旋转由所述销钉部件支撑的基板。化学溶液(蚀刻溶液或清洗溶液)通过设 置为朝向基板上侧的前部喷嘴和设置为朝向旋转头的背部喷嘴，供给至该基板的上表面或 下表面，从而通过此加工基板。

发明内容
本发明提供的旋转头具有简单的结构，该旋转头稳定地支撑基板。 本发明还提供设置有与基板接触的卡紧销钉的旋转头。 本发明还提供设置有与高速基板的侧部稳定接触的卡紧销钉的旋转头。
本发明实施例提供的旋转头，包括支承板；卡紧销钉，安装在所述支承板上，以
支撑基板的外侧面；和卡紧销钉移动装置，用于沿第二方向移动所述卡紧销钉，所述第二方
向垂直于从所述支承板的中心指向边缘的第一方向。 在有些实施例中，所述支承板为圆形，且所述第一方向为所述支承板的径向。
在其它实施例中，所述卡紧销钉移动装置可以包括移动杆，所述移动杆的纵向沿 所述第二方向，且所述移动杆的第一端部与所述卡紧销钉连接；以及驱动部件，所述驱动 部件沿所述第二方向直线移动所述移动杆，以在支撑位置和等候位置之间移动所述卡紧销 钉。 在其它实施例中，所述驱动部件可以包括导向装置，所述导向装置连接至各个所 述移动杆的第二端部，且所述导向装置具有导向孔；和可旋转的旋转板，所述旋转板为环形 且具有驱动杆，所述驱动杆插入所述导向装置的导向孔中。 在其它实施例中，所述驱动部件还包括复位器，其中当所述旋转板旋转、以便所述 驱动杆向所述导向孔施加接触负荷以移动所述卡紧销钉至等候位置时，所述复位器将所述 旋转板旋转返回至初始位置，且所述复位器包括弹性部件，所述弹性部件的第一端与所述 旋转板连接、第二端与所述支承板连接以通过弹力产生回复力。
在其它的实施例中，所述旋转板可以具有第一锁栓，所述弹性部件的第一端固定 至所述第一锁栓，所述支承板可以具有第二锁栓，所述弹性部件的第二端固定至所述第二 锁栓，所述第二锁栓沿所述支承板的圆周方向与所述第一锁栓间隔设置，且当所述卡紧销 钉位于等候位置时，所述弹性部件保持拉伸状态。 在另外的实施例中，所述驱动部件还包括辊子，所述棍子可旋转地连接至所述驱 动杆，且与所述导向孔的内表面接触，所述辊子可由金属制造。 在另外的实施例中，所述导向孔可以具有长度大于所述辊子外径的狭槽形状，以 使与所述导向孔的第一端相接触的辊子沿所述导向孔移动，然后当所述卡紧销钉在支撑位 置和等候位置之间移动时，所述辊子接触所述导向孔的第二端。 在另外的实施例中，所述旋转板可以具有沿径向从所述旋转板的圆周表面伸出的 多个突出部，所述突出部的数目对应于所述驱动杆的数目，且所述驱动杆分别安装在所述 突出部上。 在另外的实施例中，所述驱动部件还可以包括复位器，其中当所述旋转板旋转、以 使所述驱动杆向所述导向孔施加接触负荷、从而移动所述卡紧销钉至等候位置时，所述复 位器将所述旋转板旋转返回至初始位置，所述复位器可以包括弹性部件，所述弹性部件具 有与所述突出部连接的第一端和与所述支承板连接的第二端，以通过弹力产生回复力，所 述突出部具有固定所述弹性部件的第一端的第一锁栓，所述支承板具有固定所述弹性部件 的第二端的第二锁栓，所述第二锁栓和第一锁栓沿所述支承板的圆周方向间隔设置，且当 所述卡紧销钉位于等候位置时，所述弹性部件保持拉伸状态。 在另外的实施例中，所述驱动部件还可以包括形成在所述支承板上的挡块，当所 述旋转板通过所述弹性部件回复时，所述挡块限制形成在所述旋转板上的所述突出部的旋 转范围。 在更进一步的实施例中，其中每个所述弹性部件的第一端都与相邻的一个所述突 出部连接，所述挡块可以形成在所述支承板上，以限定不与所述弹性部件接触的所述突出 部的旋转范围。 在更进一步的实施例中，所述卡紧销钉移动装置还可以包括接触保持部件，其中 所述接触保持部件旋转所述旋转板，以当所述卡紧销钉位于支撑位置时保持所述传动杆与 所述导向孔接触，且当所述卡紧销钉从支撑位置移动至等候位置时，所述接触保持部件可 移动至允许所述旋转板旋转的位置。 在更一步的实施例中，当所述支承板转动时，所述接触保持部件具有用于通过反 向离心力转动所述旋转板的形状。 在更一步的实施例中，所述接触保持部件可以包括第一突出部，所述第一突出部 从所述旋转板的圆周表面突出；和保持杆，所述保持杆安装在所述支承板上且通过反向离 心力旋转以接触所述第一突出部，其中所述保持杆包括中间部，所述中间部与所述支承板 连接以随所述支承板旋转；施压部，所述施压部从所述中间部向所述旋转板延伸且推动所 述第一突出部；和导向部，所述导向部从所述中间部在所述支承板的圆周方向上延伸。
在更一步的实施例中，所述导向部可以比所述施压部重，且所述导向部和所述施 压部之间的角度为钝角。 在更一步的实施例中，所述旋转板可以具有沿所述旋转板的径向突出的多个第二突出部，所述第二突出部的数目可以对应于所述驱动杆的数目，所述驱动杆可以分别安装 在所述第二突出部上，且所述驱动部件还可以包括设置在所述支承板上的挡块、以限制所 述第一突出部和第二突出部的旋转范围。 在更一步的实施例中，所述卡紧销钉移动装置还可以包括用于调整所述卡紧销钉 支撑位置的距离调整部件，所述距离调整部件可以包括传动轴，所述传动轴沿所述移动杆 的纵向与所述移动杆轴向对齐，所述传动轴可以具有与所述移动杆的第二端旋转连接的端 部、和具有螺纹的外圆周表面，所述导向装置可以包括第一本体，所述第一本体与所述传 动轴螺纹连接；和第二本体，所述第二本体连接至所述第一本体，且与所述移动杆可移动的 接触以防止所述第一本体相对于所述移动杆转动。 在更一步的实施例中，所述距离调整部件还可以包括固定装置，所述固定装置设 在所述传动轴的、以所述第一本体为基准的、且与所述移动杆相对的另一端，且与所述传动 轴螺纹连接。 在更一步的实施例中，所述卡紧销钉移动装置还可以包括导向部件，所述导向部 件安装在所述支承板上且弓I导所述移动杆沿第二方向移动。 在本发明的其它实施例中，所述旋转头包括支承板；卡紧销钉，所述卡紧销钉安 装在所述支承板上以支撑基板的外侧面；和卡紧销钉移动装置，所述卡紧销钉移动装置用 于沿第二方向移动所述卡紧销钉，所述第二方向不同与所述第一方向，所述第一方向为所 述支承板的径向。 在一些实施例中，所述卡紧销钉移动装置可以包括移动杆，所述移动杆长度方向 沿所述第二方向，且所述移动杆的第一端与所述卡紧销钉连接；以及驱动部件，所述驱动部 件沿所述第二方向直线移动所述移动杆，以使所述卡紧销钉在支撑位置和等候位置之间移 动。 在其它的实施例中，所述驱动部件可以包括导向装置，所述导向装置分别连接至 所述移动杆的第二端部，且具有导向孔；和可旋转的旋转板，所述旋转板为环形、且具有插 入所述导向装置的导向孔中的驱动杆。 在其它的实施例中，所述驱动部件还可以包括复位器，其中当所述旋转板旋转、以
使所述驱动杆向所述导向孔施加接触负荷、从而移动所述卡紧销钉至等候位置时，所述复
位器将所述旋转板旋转返回至初始位置，所述复位器包括弹性部件，所述弹性部件具有与
所述旋转板连接的第一端和与所述支承板连接的第二端，以通过弹力产生回复力。 在其他的实施例中，所述驱动部件还可以包括辊子，所述辊子旋转地连接至所述
传动杆，且与所述导向孔的内表面接触。 在其它的实施例中，所述导向孔具有长度大于辊子外径的狭槽形状，以便接触所 述导向孔第一端的所述辊子沿所述导向孔移动，然后当所述卡紧销钉在支撑位置和等候位 置之间移动时，所述辊子接触所述导向孔的第二端。 在另外的实施例中，所述旋转板可以具有从所述旋转板的圆周表面沿径向伸出的 多个突出部，所述突出部的数目对应于所述驱动杆的数目，且所述驱动杆分别安装在所述 突出部上。 在另外的实施例中，所述卡紧销钉移动装置还可以进一步包括接触保持部件，其 中当所述卡紧销钉位于支撑位置时，所述接触保持部件旋转所述旋转板、以保持所述传动杆与所述导向孔接触，且当所述卡紧销钉从支撑位置移动至等候位置时，所述接触保持部 件可移动至允许所述旋转板旋转的位置。 在另外的实施例中，所述接触保持部件可以包括第一突出部，所述第一突出部从
所述旋转板的圆周表面突出；和保持杆，所述保持杆安装在所述支承板上且通过反向离心
力旋转以接触所述第一突出部，其中所述保持杆包括中间部，所述中间部与所述支承板连
接以随所述支承板旋转；施压部，所述施压部从所述中间部向所述旋转板延伸且推动所述
第一突出部；和导向部，所述导向部从所述中间部沿所述支承板的圆周方向延伸。 在另外的实施例中，所述卡紧销钉移动装置还可以包括调整所述卡紧销钉支撑位
置的距离调整部件，所述距离调整部件可以包括传动轴，所述传动轴沿所述移动杆的纵向
与所述移动杆轴向对齐，所述传动轴具有与所述移动杆的第二端旋转连接的端部、和具有
螺纹的外圆周表面，所述导向装置可以包括第一本体，所述第一本体与所述传动轴螺纹连
接；和第二本体，所述第二本体连接至所述第一本体，且与所述移动杆移动接触以防止所述
第一本体相对于所述移动杆转动。 在本发明的其它实施例中，所述卡紧基板的方法包括在支撑位置和等候位置之 间沿第二方向移动支撑基板外侧面的卡紧销钉，所述第二方向不同于从支承板的中心指向 圆周的第一方向。 在一些实施例中，当所述卡紧销钉位于支撑位置时，所述卡紧销钉沿所述第二方 向移动，以位于距所述支承板的中心相同距离的位置处。 在其它的实施例中，所述支承板为圆形，且所述第一方向为所述支承板的径向，所 述第二方向垂直于所述第一方向。


本发明包括附图以进一步理解本发明，附图并入说明书且构成该说明书的一部 分。附图示出了本发明的示范性实施例，并与说明一起用于说明本发明的原理。附图中
图1为本发明实施例的所述基板加工设备的平面图；
图2为本发明实施例的所述外壳的剖视图；
图3为图2所示外壳的垂直切面透视图；
图4为本发明实施例的所述旋转头的平面图；
图5为沿图4中I-I线的剖面图；
图6为沿图4中II-II线的剖面图； 图7为示出了所述卡紧销钉移动装置和所述底板内部结构的仰视图；
图8为图7中'A'部分的放大视图； 图9A和9B为本发明实施例中当所述卡紧销钉在等候位置和支撑位置之间移动 时，施加在所述卡紧销钉移动装置的部件上的力和所述卡紧销钉移动装置的部件的移动方 向的示意图； 图10为本发明实施例中所述接触保持部利用反向离心力将所述卡紧销钉与基板 接触的过程的示意图； 图11为本发明实施例的所述距离调整部件操作的示意图；禾口 图12A至12E为所述距离调整部件变换所述卡紧销钉支撑位置过程的示意图。
具体实施例方式
下面将参照附图详细描述本发明的优选实施例。然而，本发明可以以不同的形式实施，且本发明并不受此处公开实施例的限制。相反的，提供这些实施例以使得公开彻底和全面，并能向本领域技术人员充分传达本发明的范围。同样的附图标记代表全文中相同的部件。此外，公知功能或结构的详细说明被省略，以免使本发明的主旨产生不必要的模糊。
[实施例] 下面将介绍本发明实施例的设备，该设备利用化学溶液、清洗溶液和干燥气体清洗基板W。然而，本发明的精神和范围并不限于此，因此，本发明实施例的旋转头可以应用于多种用于旋转基板W的装置中，以对基板W进行加工，例如蚀刻加工。 图1为当前实施例中基板加工设备1的平面图。参照图l，基板加工设备1包括流体供给装置10，外壳20，提升装置30，和旋转头40。该流体供给装置10向基板W供给用于加工基板的加工溶液或气体。该旋转头40在加工过程中支撑和旋转基板W。外壳20防止加工过程中使用的加工溶液和加工过程中产生的烟气飞溅或泄漏至外部。提升装置30上下移动外壳20，以改变外壳20和旋转头40之间的相对高度。 流体供给装置10包括上部喷嘴部件100a和下部喷嘴部件100b。基板W与旋转头40的上表面以预定距离相间隔。上部喷嘴部件100a向位于旋转头40上的基板W的上表面供给加工溶液或气体。下部喷嘴部件100b向位于旋转头40上的基板W的底面供给加工溶液或气体。下部喷嘴部件100b可以在旋转头40和基板W之间供给加工溶液或气体。
该上部喷嘴部件100a包括化学溶液供给喷嘴120a，清洗溶液供给喷嘴140a，和干燥气体供给喷嘴160a。该化学溶液供给喷嘴120a向基板W供给多种类型的化学溶液。该化学溶液供给喷嘴120a包括多个喷射器121，支承杆件122，和杆移动装置125。喷射器121设置在外壳20的一侧。喷射器121分别连接至化学溶液存储器(未示出)，以从每个储存不同类型溶液的化学溶液存储器中接收化学溶液。喷射器121沿预定方向相互平行。每一喷射器121都包括向上突出的突出部121a。突出部121a的侧面可以具有凹槽(未示出)。化学溶液可为硫酸、硝酸、氨水、氟酸和其与去离子水的混合物中的一种。每一个喷射器121的一端均具有排出口。 支撑杆122连接至其中一个喷射器121，以将喷射器121移动至位于旋转头40上的基板W的上部。支撑杆122为长杆状。支撑杆122的纵向垂直于喷射器121的排列方向。支撑杆122的底面具有用于连接喷射器121的支座(未示出)。该支座包括支臂(未示出)，该支臂可插入设置在喷射器121的突出部121a上的凹槽内。该支臂可以从突出部121a的外侧旋转或移动至突出部121a的凹槽。 杆移动装置125在位于旋转头40上的基板W的上部位置和喷射器121的上部位置之间、沿着直线移动支撑杆122。杆移动装置125包括支架123、导轨124、和驱动器(未示出)。导轨124位于外壳20的另一侧，并沿着与喷射器121的排列相平行的直线延伸。支架123与导轨124连接，从而沿导轨124移动。支撑杆122固定在支架123上。驱动器提供用于沿直线移动支架123的驱动力。包括马达和螺钉的装置可以沿直线移动支架123。或者，包括带、带轮和马达的装置可以沿直线移动支架123。或者，线性电动机可以沿直线移动支架123。
清洗溶液供给喷嘴140a设置在外壳20的又一侧，干燥气体供给喷嘴160a设置在外壳20的再一侧。清洗溶液供给喷嘴140a包括喷射器141，支撑杆142和驱动器144。喷射器141固定至支撑杆142的一端。通过驱动器144旋转的旋转轴(未示出)固定至支撑杆142的另一端。喷射器141从清洗溶液存储器(未示出)中接收清洗溶液。干燥气体供给喷嘴160a大致具有类似于清洗溶液供给喷嘴140a的结构。干燥气体供给喷嘴160a供给异丙醇和氮气，这些气体可以是加热的。 如图4和图5所示，下部喷嘴部件100b包括喷射头180。喷射头180包括头部182和插入部184。头部182向上凸起，并从旋转头40向上伸出。头部182具有多个排出口 120b、140b和160b，这些排出口喷射多种类型化学溶液的一种溶液、清洗溶液和干燥气体如异丙醇蒸气或氮气。插入部184的直径沿其纵向恒定，且小于头部182下端的直径。插入部184从头部182向下延伸。插入部184插入设置在旋转头40中心的通孔内。
旋转头40旋转，以便将由上部喷嘴部件100a和下部喷嘴部件100b供给的化学溶液、清洗溶液和干燥气体，从该基板W的上表面或下表面的中心分布至边缘，从而清洗基板W。 图2是外壳20的剖视图。图3是外壳20的垂直切面透视图。参照图2和图3，外壳20具有开口的上部和内部空间22，在该内部空间22中加工基板W。旋转头40设置在内部空间22中。用于支撑和旋转旋转头40的旋转轴42固定在旋转头40的底面，并穿过外壳20底部的开口从外壳20中伸出。驱动器44，例如马达，固定至旋转轴42上，以向旋转轴42提供转矩。 外壳20用于分离和收集加工中使用的加工溶液，以便重复利用该加工溶液。外壳20包括多个收集槽220、240和260，这些收集槽分别收集在加工中使用的不同类型的加工溶液。根据当前实施例的描述，收集槽220、240和260可以分别指的是内侧收集槽、中间收集槽和外侧收集槽。 内侧收集槽220具有围绕旋转头40的环状结构，中间收集槽240具有围绕内侧收集槽220的环状结构，外侧收集槽260具有围绕中间收集槽240的环状结构。内侧收集槽220、中间收集槽240、和外侧收集槽260分别具有连通外壳20的内部空间22的入口 227、247和267。每个入口 227、247和267都具有环绕旋转头40的环形结构。通过基板W旋转产生的离心力将加工时向基板W喷射的加工溶液，通过入口 227、247和267导入收集槽220、240和260。外侧收集槽260的入口 267位于中间收集槽240的入口 247的垂直方向的上方，中间收集槽240的入口 247位于内侧收集槽220的入口 227的垂直方向的上方。也就是说，内侧收集槽220的入口 227，中间收集槽240的入口 247，和外侧收集槽260的入口267相互之间具有不同的高度。 内侧收集槽220包括分别具有环形形状的外壁222、底壁224、内壁226和导流壁228。外壁222包括倾斜壁222a，该倾斜壁222a朝旋转头40外侧方向向下倾斜；和垂直壁222b，该垂直比222b从倾斜壁222a的下端垂直向下延伸。底壁224从该垂直壁222b的下端沿朝向旋转头40的方向水平延伸。底壁224的一端和倾斜壁222a的上端位于同一垂直线上。内壁226从底壁224的端部垂直向上延伸。内壁226的上端延伸至一定位置，该位置与倾斜壁222a的上端具有预定距离的间隔。内壁226和倾斜壁222a之间的垂直空间作为该内侧收集槽220的入口 227。
内壁226具有多个环形排列的开口 223。每一开口 223都具有狭长切口的形状。开口 223用作排气孔，从而将引入内侧收集槽220中的气体，通过旋转头40的下部空间排到外部。排放管225连接至底壁224。导入内侧收集槽220中的加工溶液通过排放管225输出至用于重复利用该加工溶液的外部系统。 导流壁228包括倾斜壁228a，该倾斜壁228a从内壁226的上端沿着朝向旋转头40外侧的方向向下倾斜；和垂直壁228b，该垂直壁228b从倾斜壁228a的下端垂直向下延伸。垂直壁228b的下端与底壁224以预定距离相间隔。导流壁228引导从入口 227导入的加工溶液，进入由外壁222、底壁224和内壁226限定的空间229，因此加工溶液有效地流向该空间229。 中间收集槽240大于内侧收集槽220，以使中间收集槽240包围内侧收集槽220。中间收集槽240包括外壁242、底壁244、内壁246和突出壁248。中间收集槽240的外壁242、底壁244和内壁246大致类似于内侧收集槽220的外壁222、底壁224和内壁226。在构成中间收集槽240的外壁242的倾斜壁242a的上端、和构成内侧收集槽220的外壁222的倾斜壁222a的上端之间设有垂直空间。该垂直空间用作中间收集槽240的入口 247。突出壁248从底壁244的端部向下垂直延伸。中间收集槽240的内壁246的上端与内侧收集槽220底壁224的端部接触。用于排气的狭长切口状排气孔243沿中间收集槽240的内壁246环形设置。排气管245连接至底壁244。导入中间收集槽240的加工溶液通过排放管245输出至用于重复利用该加工溶液的外部系统。 外侧收集槽260较中间收集槽240大，以使外侧收集槽260包围中间收集槽240。外侧收集槽260包括外壁262和底壁264。外侧收集槽260的外壁262与中间收集槽240的外壁242形状相似。在构成外侧收集槽260的外壁262的倾斜壁262a的上端、和构成中间收集槽240的外壁242的倾斜壁242a的上端之间设置有处置空间。该垂直空间作为外侧收集槽260的入口 267。底壁264的形状近似圆板，且在底壁264的中心设有开口 266，开口 266中插设有旋转轴42。排放管265连接至底壁264。导入外侧收集槽260的加工溶液通过排放管265输出至用于重复利用该加工溶液的外部系统。外侧收集槽260作为外壳20的外壁。排放管263连接至外侧收集槽260的底壁264。导入外侧收集槽260的气体通过排放管263排出至外部。通过形成在内侧收集槽220的内壁226上的排气孔223、和形成在中间收集槽240的内壁246上的排气孔243排出的气体，经过连接至外侧收集槽260的排放管263排放至外部。排放管263从底壁264向上伸出预定长度。 提升装置30沿直线上下移动外壳20。当外壳20上下移动时，外壳20和旋转头40的相对高度发生改变。提升装置30包括支架32、移动轴34和驱动器36。支架32固定至外壳20的外壁，且通过驱动器36的驱动而上下移动的移动轴34固定在支架32上。当将基板W装载至旋转头40上、或从旋转头40上卸取时，外壳20向下移动以便从外壳20的上部露出旋转头40。当进行加工时，外壳20的高度根据供给基板W的加工溶液的类型进行调整，以便将加工溶液引入至其中一个预设的收集槽220、240和260中。相反地，提升装置30可以用于上下移动旋转头40。 以下，将参照图4至图6介绍旋转头40的结构。图4为旋转头40的平面图。图5为沿图4中I-I线的剖面图。图6为沿图4中II-II线的剖面图。旋转头40包括支承板300、支撑销钉400，卡紧销钉500和卡紧销钉移动装置600。
支撑销钉400支撑基板W的底面边缘以便基板W与支承板300的上表面以预定距离相间隔。所有的支撑销钉400都具有相同形状和相同尺寸。支撑销钉400包括上部420，该上部420的直径向下逐渐增加；和下部440，该下部440沿上部420向下延伸且具有恒定直径。具有外螺纹的螺纹部460位于下部440的下方。止块部480位于下部440和螺纹部460之间，且该止块部480的直径大于下部440和螺纹部460的直径。螺纹部460旋入支承板300中并且固定。止块部480的底面与支承板300的上表面紧密接触。止块部480限制支撑销钉400插入支承板300中的长度，以使支撑销钉400具有相同的高度。
卡紧销钉500在支承板300的边缘从支承板300的上表面向上突出。卡紧销钉500的数目可以为六个。卡紧销钉500支撑基板W的外侧部，以当旋转头40旋转时防止基板W偏离预定位置的横向移动。所有的卡紧销钉500都具有相同形状和相同尺寸。卡紧销钉500包括支撑部520、中间部540、连接部560和止块部580。支撑部520的直径从其平坦的上表面开始向下逐渐减小，然后再逐渐增大。因此，支撑部520具有凹陷部522，该凹陷部522在前视图中向内凹陷。凹陷部522与放置在支撑销钉400上的基板W的外侧部相接触。中间部540从支撑部520的下端向下延伸，该中间部540的直径与支撑部520下端的直径相同。连接部560从支撑部520向下延伸。连接部560具有螺纹孔，以用于与卡紧销钉移动装置600连接。止块部580从中间部540向外延伸，且为环形。止块部580与支承板300的上表面紧密接触，以使卡紧销钉500以相同的高度伸出。 支承板300包括顶板320和底板340。俯视图中，顶板320具有大致为圆形的上表面。底板340位于顶板320的下方，并提供容纳卡紧销钉移动装置600的空间。顶板320具有螺纹孔324以固定支撑销钉400。顶板320的边缘具有销钉孔322以插入卡紧销钉500。
每一个销钉孔322都具有狭长切口形状。销钉孔322的纵向垂直于顶板320的径向。销钉孔322具有等于或略大于卡紧销钉500的中间部540的直径的宽度，和用于引导卡紧销钉500移动的长度。销钉孔322的长度可以小于卡紧销钉500的止块部580的直径。或者，销钉孔322可以为圆形。在这种情况下，销钉孔322的直径可以大于卡紧销钉500的中间部540的直径，并且小于止块部580的直径。顶板320的中心和底板340的中心均具有通孔，以插设喷射头180。 卡紧销钉移动装置600在支撑位置和等候位置之间移动卡紧销钉500。该支撑位置是加工期间卡紧销钉500与基板W的外侧部相接触时的位置。该等候位置是卡紧销钉500提供的大于基板W的空间的位置以将基板W放置在旋转头40上。因此，支撑位置比等候位置更接近支承板300的中心。 图7为示出了卡紧销钉移动装置600和底板340内部结构的仰视图。图8是图7中'A'部分的放大视图；参照图6至图8，卡紧销钉移动装置600包括移动杆620、导向部件630和驱动部件。 移动杆620的数目等于卡紧销钉500的数目。每一个卡紧销钉500均连接至一个移动杆620。移动杆620沿垂直于支承板300径向的方向设置在底板340中。如图6所示，顶板320具有外侧部，该外侧部从顶板320的边缘向下伸出。顶板320的外侧部具有穿过从外部至内部区域的孔329。孔329连通位于顶板320中的销钉孔322。移动杆620的外端位于孔329中，且该外端具有螺纹孔628。卡紧销钉500的连接部560的下端和移动杆620的外端通过螺钉590彼此固定
导向构件630设置在每个移动杆620的移动路径上，以将移动杆620引导在与支 承板300的径向相垂直的方向上。滑动轴承可以用作导向构件630，且其固定在支承板300 上。 驱动部件沿与支承板300径向相垂直的方向移动该移动杆620，从而使卡紧销钉 500在等候位置和支撑位置之间移动。驱动部件包括导向装置710、旋转板720、旋转板驱动 器730和复位器740。 导向装置710与移动杆620的第二端连接，以使导向装置710设置在移动杆620 的与卡紧销钉500相对的另一侧。导向装置710包括第一本体712和第二本体714。第一 本体712可以具有'□'形状，并可以面向移动杆620的端部表面和移动杆620的侧表面。 面向移动杆620的端部表面的第一部712a与距离调整部件780的传动轴782螺钉连接，该 距离调整部件780将在以后描述。面向移动杆620的侧表面的第二部712b具有沿着移动 杆620的纵向设置的槽形导向孔713。第二本体714与第一本体712的第二部712b的端部 连接，以形成具有'□'形状的导向装置710。第二本体714具有孔715。第二本体714通 过插入孔715中的螺钉716可移动的与移动杆620连接。相对的移动杆620的连接表面和 第二本体714的连接表面可以包括不能够彼此相对旋转的表面。也就是说，相对的移动杆 620的连接表面和第二本体714的连接表面可以包括平面。 旋转板720近似为环形，且包括第一突出部722和第二突出部726，这些突出部从 旋转板720的外侧圆周表面向外突出。第一突出部722将随后描述。第二突出部726的数 目等于移动杆620的数目。第二突出部726分别设置在与移动杆620相对应的位置上。传 动杆723沿与第二突出部726的平面相垂直的方向安装。辊子724与传动杆723可旋转的 连接。辊子724插入在导向装置710的导向孔713中，且可与导向孔713的内表面接触。辊 子724可以包括金属轴承。 当卡紧销钉500在支撑位置和等候位置之间移动时，与导向孔713的一端相接处 的辊子724沿导向孔713移动，并然后与导向孔713的另一端相接触。也就是说，当辊子724 在导向孔713的两端之间移动时、卡紧销钉500没有移动，而当辊子724接触导向孔713的 一端且向导向孔713施加接触负荷时、卡紧销钉500移动。为此，槽形导向孔713的长度可 以大于辊子724的外径。 旋转板驱动器730沿第一旋转方向82旋转旋转板720，且复位器740沿与第一转 动方向82相反的第二旋转方向84旋转该旋转板720。转动柱体(未示出)可以用作旋转 板驱动器730，以通过预定角度旋转该旋转板720。转动柱体的旋转轴(未示出)与圆周上 具有齿的第一齿轮部件732连接，第一齿轮部件732与具有内齿的第二齿轮部件734啮合。 第二齿轮部件734固定至旋转板720。 复位器740将通过旋转板驱动器730驱动旋转的旋转板720复位至初始位置。提 供弹力以作为回复力的弹性部件，如弹簧可以用作复位器740。旋转板720具有固定弹簧的 第一端部的第一锁栓728，支承板300的底板340具有固定弹簧的第二端部的第二锁栓。
第一锁栓728可以设在其中一个临近的第二突出部726上。第二锁栓729可以设 在与第一锁栓728相对应的底板340的区域上。复位器740的数目可以与第一锁栓728的 数目或第二锁栓729的数目相对应。 支承板300具有挡块342。当复位器740回复旋转板720时，挡块342限制在旋转板720上形成的第二突出部726的旋转范围。挡块342的数目对应于第二突出部726的数 目。或者，挡块342的数目对应于未连接至复位器740的第二突出部726的数目。
图9A和9B为示出了当卡紧销钉500在等候位置和支撑位置之间移动时，施加在 卡紧销钉移动装置600部件上的力、和卡紧销钉移动装置600的部件的移动方向的示意图。
参照图9A，当旋转板驱动器730沿第一旋转方向82转动旋转板720时，辊子724 沿导向孔713移动，以沿移动杆620的纵向推动导向装置710。然后，与导向装置710连接 的移动杆620沿直线移动，将卡紧销钉500从支撑位置移动至等待位置。此时，复位器740 的弹簧被拉伸。此后，参照图9B，当驱动力从旋转板驱动器730上去除时，复位器740的弹 力沿第二旋转方向84转动旋转板720，且辊子724反向移动以拉动导向装置710。然后，连 接至导向装置710的移动杆620移动，将卡紧销钉500从等待位置移动至支撑位置。根据 当前实施例，当卡紧销钉500位于支撑位置时，弹簧处于平衡状态。因此，即使当旋转板驱 动器730未能在加工中起作用时，卡紧销钉500也可以稳定地支撑基板W。
当旋转头40高速转动时，离心力可以将卡紧销钉500移动至支承板300的外围。 因此，在加工中卡紧销钉500不能牢固地支撑基板W。当旋转头40转动时，接触保持部件 760在支撑位置处持续地使卡紧销钉500与基板W的外侧部相接触。 接触保持部件760包括从旋转板720突出的第一突出部722，和保持杆762。第一 突出部722位于旋转板720上的与保持杆762相对应的位置处。保持杆762沿第二旋转方 向84推动第一突出部722，以使得当旋转头40转动时，防止卡紧销钉500由于反向离心力 而移动至等候位置。挡块342限制第一突出部722的旋转范围。 例如，保持杆762具有利用通过旋转头40的旋转产生的反向离心力推动第一突出 部722的形状再次参照图7，保持杆762包括中间部762a、施压部762b和导向部762c。中 间部762a通过轴销761与支承板300连接，因此可关于支承板300旋转。施压部762b从中 间部762a以预定方向延伸，导向部762c从中间部762a延伸出，以与施压部762b之间形成 钝角。施压部762b和导向部762c分别具有杆状外形。当旋转头40转动时，施压部762b沿 第二旋转方向84推动第一突出部722。当旋转头40旋转时，导向部762c引导施压部762b 至第一突出部722。 导向部762c可以比施压部762b重。在俯视图中，导向部762c的宽度大于施压部 762b的宽度。导向部762c的一端可以具有比施压部762b厚的部分。 图10为示出了连接保持部760利用反向离心力将卡紧销钉500与基板W接触的 过程的示意图。 参照图10，当卡紧销钉500移到支撑位置，且旋转头40转动时，导向部762c由于 反向离心力沿与第二旋转方向84相反的方向转动。因为施压部762b固定至导向部762c， 因此施压部762b随导向部762c转动。也就是说，施压部762b由于反向离心力向第一突出 部722转动，以便沿第二旋转方向84推动第一突出部722。因此，当旋转头40转动时，卡紧 销钉500持续地与基板W的外侧部接触。 如上所述，由于接触保持部件760利用由于旋转头40旋转而产生的反向离心力推 动第一突出部722，因此不需要用于转动接触保持部件760的额外驱动器，从而使得结构简 化。或者，接触保持部件760也可以包括额外驱动器，以沿第二旋转方向84推动第一突出 部722。
根据在基板W上使用的前序工艺的类型，基板W的直径可以发生变化。例如，当将 使用在基板W上的热处理工艺作为前序工艺时，基板W膨胀以改变直径。此时，距离调整部 件780响应基板W的直径变化，可以调整卡紧销钉500的位置以支撑基板W。
再次参照图8，距离调整部件780包括传动轴782，该传动轴782沿移动杆620的纵 向与移动杆620的轴向对齐。传动轴782的一端与移动杆620的第二端部可旋转的连接。 在传动轴782的外侧圆周表面上形成有螺纹。传动轴782与导向装置710的第一本体712 螺纹连接。固定装置784，设在以第一本体712为基准的、与移动杆620相对的传动轴782 的另一端，且与传动轴782螺纹连接。 图11为示出了距离调整部件780的操作的示意图。参照图11，当传动轴782沿顺 时针方向转动时，移动杆620和卡紧销钉500在朝向支承板300外侧的方向上沿直线移动。 相反的，当传动轴782逆时针方向转动时，移动杆620和卡紧销钉500沿相反的方向直线移 动。因此，可以调整用于支撑基板W的卡紧销钉500的位置。 图12A至12E为距离调整部件780调整卡紧销钉500的支撑位置过程的示意图。 在下文中，将参照图12A至12E说明距离调整部件780调整卡紧销钉500支撑位置的过程。
参照图12A，固定装置784在传动轴782上与第一本体712以间隔设置。由于固 定装置784与传动轴782螺纹连接，因此固定装置784通过转动该固定装置784可以与第 一本体712间隔设置。然后，松开连接导向装置710的第二本体714和移动杆620的螺钉 716。 参照图12B，沿顺时针方向转动传动轴782。当螺钉从传动轴782向移动杆620移 动时，顺时针方向为根据右手定则的旋转方向。 参照图12C，当传动轴782转动时，传动轴782、移动杆620和卡紧销钉500沿从传 动轴782向移动杆620的方向移动。因为导向装置710的第一本体712与传动轴782螺纹 连接，且第一本体712的旋转被限定，因此当传动轴782转动时，传动轴782沿轴向移动。
当卡紧销钉500移动以改变其支撑位置之后，参照图12D，旋入螺钉716以将导向 装置710的第二本体714固定至移动杆620。 参照图12E，固定装置784转动，以与导向装置710的第一本体712处于面接触，因 此防止第一本体712的移动。 根据本发明的实施例，在支承板旋转期间，施加在卡紧销钉的离心力作用被最小 化，以便更稳定地支撑基板。 根据本发明的实施例，当卡紧销钉支撑基板的外侧部时，所有的卡紧销钉都与该 外侧部接触。因此，基板的位置是稳定的，防止力集中在所有卡紧销钉的一部分上。
根据本发明的实施例，即使当基板高速转动时，所述卡紧销钉仍然保持在与基板 的外侧部的接触位置上。 上述公开的内容是基于说明性的，而非限制，且附加权利要求意图覆盖所有落入 本发明真实精神和范围内的此类修改、改进、以及其他的实施例。因此，为最大限度被法律 所允许，本发明的范围由下述权利要求和其等效的最宽许可解释来决定，并不受前面详细 说明的约束和限制。
权利要求
一种旋转头，包括支承板；卡紧销钉，安装在所述支承板上，以支撑基板的外侧面；和卡紧销钉移动装置，用于沿第二方向移动所述卡紧销钉，所述第二方向垂直于从所述支承板的中心指向边缘的第一方向。
2. 根据权利要求1所述的旋转头，其中，所述支承板为圆形，且所述第一方向为所述支承板的径向。
3. 根据权利要求2所述的旋转头，其中，所述卡紧销钉移动装置包括移动杆，所述移动杆的纵向沿所述第二方向，且所述移动杆的第一端与所述卡紧销钉连接；和驱动部件，所述驱动部件沿所述第二方向直线移动所述移动杆，以在支撑位置和等候位置之间移动所述卡紧销钉。
4. 根据权利要求3所述的旋转头，其中，所述驱动部件包括导向装置，所述导向装置连接至各个所述移动杆的第二端部，且具有导向孔；禾口可旋转的旋转板，所述旋转板为环形且具有驱动杆，所述驱动杆插入所述导向装置的导向孔中。
5. 根据权利要求4所述的旋转头，其中，所述驱动部件还包括复位器，其中当所述旋转板旋转、以便所述驱动杆向所述导向孔施加接触负荷以移动所述卡紧销钉至等候位置时，所述复位器将所述旋转板旋转返回至初始位置，且所述复位器包括弹性部件，所述弹性部件的第一端与所述旋转板连接、第二端与所述支承板连接以通过弹力产生回复力。
6. 根据权利要求5所述的旋转头，其中，所述旋转板具有第一锁栓，所述弹性部件的第一端固定至所述第一锁栓，所述支承板具有第二锁栓，所述弹性部件的第二端固定至所述第二锁栓，所述第二锁栓沿所述支承板的圆周方向与第一锁栓间隔设置，且且当所述卡紧销钉位于等候位置时，所述弹性部件保持拉伸状态。
7. 根据权利要求4所述的旋转头，其中，所述驱动部件还包括辊子，所述棍子可旋转地连接至所述驱动杆，且与所述导向孔的内表面接触。
8. 根据权利要求7所述的旋转头，其中，所述导向孔具有长度大于所述辊子外径的狭槽形状，以使与所述导向孔的第一端相接触的辊子沿所述导向孔移动，然后当所述卡紧销钉在支撑位置和等候位置之间移动时，所述辊子接触所述导向孔的第二端。
9. 根据权利要求4所述的旋转头，其中，所述旋转板具有沿径向从所述旋转板的圆周表面伸出的多个突出部，所述突出部的数目对应于所述驱动杆的数目，且所述驱动杆分别安装在所述突出部上。
10. 根据权利要求9所述的旋转头，其中，所述驱动部件还包括复位器，其中当所述旋转板旋转、以使所述驱动杆向所述导向孔施加接触负荷、从而移动所述卡紧销钉至等候位置时，所述复位器将所述旋转板旋转返回至初始位置，所述复位器包括弹性部件，所述弹性部件具有与所述突出部连接的第一端和与所述支承板连接的第二端，以通过弹力产生回复力，所述突出部具有固定所述弹性部件的第一端的第一锁栓，所述支承板具有固定所述弹性部件的第二端的第二锁栓，所述第二锁栓和第一锁栓沿所述支承板的圆周方向间隔设置，且当所述卡紧销钉位于等候位置时，所述弹性部件保持拉伸状态。
11. 据权利要求io所述的旋转头，其中，所述驱动部件还包括形成在所述支承板上的挡块，当所述旋转板通过所述弹性部件回复时，所述挡块限制形成在所述旋转板上的所述突出部的旋转范围。
12. 根据权利要求11所述的旋转头，其中，每个所述弹性部件的第一端都与相邻的一个所述突出部连接，且所述挡块形成在所述支承板上，以限制不与所述弹性部件接触的所述突出部的旋转范围。
13. 据权利要求4所述的旋转头，其中，所述卡紧销钉移动装置还包括接触保持部件，其中所述接触保持部件旋转所述旋转板，以当所述卡紧销钉位于支撑位置时保持所述传动杆与所述导向孔接触，且当所述卡紧销钉从支撑位置移动至等候位置时，所述接触保持部件可移动至允许所述旋转板旋转的位置。
14. 根据权利要求13所述的旋转头，其中，当所述支承板转动时，所述接触保持部件具有用于通过反向离心力转动所述旋转板的形状。
15. 根据权利要求14所述的旋转头，其中，所述接触保持部件包括第一突出部，所述第一突出部从所述旋转板的圆周表面突出；和保持杆，所述保持杆安装在所述支承板上且通过反向离心力旋转以接触所述第一突出部，其中所述保持杆包括中间部，所述中间部与所述支承板连接以随所述支承板旋转；施压部，所述施压部从所述中间部向所述旋转板延伸且推动所述第一突出部；和导向部，所述导向部从所述中间部在所述支承板的圆周方向上延伸。
16. 根据权利要求15所述的旋转头，其中，所述导向部比所述施压部重。
17. 根据权利要求16所述的旋转头，其中，所述导向部和所述施压部之间的角度为钝角。
18. 根据权利要求15所述的旋转头，其中，所述旋转板具有沿所述旋转板的径向突出的多个第二突出部，所述第二突出部的数目对应于所述驱动杆的数目，所述驱动杆分别安装在所述第二突出部上，且所述驱动部件还包括设置在所述支承板上的挡块、以限制所述第一突出部和第二突出部的旋转范围。
19. 根据权利要求4所述的旋转头，其中，所述卡紧销钉移动装置还包括用于调整所述卡紧销钉支撑位置的距离调整部件，所述距离调整部件包括传动轴，所述传动轴沿所述移动杆的纵向与所述移动杆轴向对齐，所述传动轴具有与所述移动杆的第二端旋转连接的端部、和具有螺纹的外圆周表面，所述导向装置包括第一本体，所述第一本体与所述传动轴螺纹连接；禾口第二本体，所述第二本体连接至所述第一本体，且与所述移动杆可移动地接触以防止所述第一本体相对于所述移动杆转动。
20. 根据权利要求19所述的旋转头，其中，所述距离调整部件还包括固定装置，设在所述传动轴的、以所述第一本体为基准的、且与所述移动杆相对的另一端，且与所述传动轴螺纹连接。
21. 根据权利要求3所述的旋转头，其中，所述卡紧销钉移动装置还包括导向部件，所述导向部件安装在所述支承板上且弓I导所述移动杆沿第二方向移动。
22. —种旋转头，包括支承板；卡紧销钉，所述卡紧销钉安装在所述支承板上以支撑基板的外侧面；禾口卡紧销钉移动装置，所述卡紧销钉移动装置用于沿第二方向移动所述卡紧销钉，所述第二方向不同于所述第一方向，所述第一方向为所述支承板的径向。
23. 根据权利要求22所述的旋转头，其中，所述卡紧销钉移动装置包括移动杆，所述移动杆的长度方向沿所述第二方向，且所述移动杆的第一端与所述卡紧销钉连接；禾口驱动部件，所述驱动部件沿所述第二方向直线移动所述移动杆，以使所述卡紧销钉在支撑位置和等候位置之间移动。
24. 根据权利要求23所述的旋转头，其中，所述驱动部件包括导向装置，所述导向装置分别连接至所述移动杆的第二端部，且具有导向孔；禾口可旋转的旋转板，所述旋转板为环形、且具有插入所述导向装置的导向孔中的驱动杆。
25. 根据权利要求24所述的旋转头，其中，所述驱动部件还包括复位器，其中当所述旋转板旋转、以使所述驱动杆向所述导向孔施加接触负荷、从而移动所述卡紧销钉至等候位置时，所述复位器将所述旋转板旋转返回至初始位置，所述复位器包括弹性部件，所述弹性部件具有与所述旋转板连接的第一端和与所述支承板连接的第二端，以通过弹力产生回复力。
26. 根据权利要求24所述的旋转头，其中，所述驱动部件还包括辊子，所述辊子旋转地连接至所述传动杆，且与所述导向孔的内表面接触。
27. 根据权利要求26所述的旋转头，其中，所述导向孔具有长度大于辊子外径的狭槽形状，以便与所述导向孔第一端接触的所述辊子沿所述导向孔移动，然后当所述卡紧销钉在支撑位置和等候位置之间移动时，所述辊子接触所述导向孔的第二端。
28. 根据权利要求24所述的旋转头，其中，所述旋转板具有从所述旋转板的圆周表面沿径向伸出的多个突出部，所述突出部的数目对应于所述驱动杆的数目，且所述驱动杆分别安装在所述突出部上。
29. 根据权利要求24所述的旋转头，其中，所述卡紧销钉移动装置还包括接触保持部件，其中当所述卡紧销钉位于支撑位置时，所述接触保持部件旋转所述旋转板以保持所述传动杆与所述导向孔接触，且当所述卡紧销钉从支撑位置移动至等候位置时，所述接触保持部件可移动至允许所述旋转板旋转的位置。
30. 根据权利要求29所述的旋转头，其中，所述接触保持部件包括第一突出部，所述第一突出部从所述旋转板的圆周表面突出；和保持杆，所述保持杆安装在所述支承板上且通过反向离心力旋转以接触所述第一突出部，其中所述保持杆包括中间部，所述中间部与所述支承板连接以随所述支承板旋转；施压部，所述施压部从所述中间部向所述旋转板延伸且推动所述第一突出部；禾口导向部，所述导向部从所述中间部沿所述支承板的圆周方向延伸。
31. 根据权利要求24所述的旋转头，其中，所述卡紧销钉移动装置还包括调整所述卡紧销钉支撑位置的距离调整部件，所述距离调整部件包括传动轴，所述传动轴沿所述移动杆的纵向与所述移动杆轴向对齐，所述传动轴具有与所述移动杆的第二端旋转连接的端部、和具有螺纹的外圆周表面，所述导向装置包括第一本体，所述第一本体与所述传动轴螺纹连接；禾口第二本体，所述第二本体连接至所述第一本体，且与所述移动杆移动接触以防止所述第一本体相对于所述移动杆转动。
32. —种卡紧基板的方法，所述方法包括在支撑位置和等候位置之间沿第二方向移动支撑基板外侧面的卡紧销钉，所述第二方向不同于从支承板的中心指向圆周的第一方向。
33. 根据权利要求32所述的方法，其中，当所述卡紧销钉位于支撑位置时，所述卡紧销钉沿所述第二方向移动，以位于距所述支承板的中心相同距离的位置处。
34. 根据权利要求32所述的方法，其中，所述支承板为圆形，且所述第一方向为所述支承板的径向。
35. 根据权利要求34所述的方法，其中，所述第二方向垂直于所述第一方向。
全文摘要
本发明提供了一种旋转头。卡紧销钉，安装在支承板上以支撑基板的外侧面，并沿与所述支承板的径向垂直的方向移动。在所述支承板旋转期间，施加在所述卡紧销钉的离心力作用被最小化，以便更稳定地支撑基板。
文档编号H01L21/687GK101740452SQ20091022419
公开日2010年6月16日 申请日期2009年11月26日 优先权日2008年11月26日
发明者李泽烨 申请人:细美事有限公司