KR100196441B1 - 웨이퍼 이송 프레이트 - Google Patents

Abstract

웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 이송기에 있어서, 웨이퍼를 싣는 웨이퍼 이송 프레이트가 웨이퍼를 싣는 경우에 웨이퍼에 접촉하는 웨이퍼 접촉부를 가지며, 유해원소를 함유하지 않는 재질로 이루어지고 상기 위에퍼 접촉부를 포함하는 범위에 형성된 코팅막을 가짐을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 프레이트.

Description

웨이퍼(wafer) 이송 플레이트

제1도는 본 발명을 실시한 웨이퍼 이송 플레이트의 평면도이다.

제2a도, 제2b도, 제2c도는 상기 실시예의 설명도이다.

제3도는 본 발명을 실시한 다른 웨이퍼 이송 플레이트의 평면도이다.

제4도는 상기 실시예의 응용예를 나타내는 평면도이다.

제5도는 제4도의 부분 측면도이다.

제6도는 본 발명을 실시한 또 다른 웨이퍼 이송 플레이트의 평면도이다.

제7도는 제6도는 A쪽에서 본 확대도이다.

제8도는 반도체 제조장치의 개략 사시도이다.

제9도는 종래 예의 설명도이다.

제10도는 종래 예의 평면도이다.

제11도는 제10도의 측면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 반응로 2 : 반응관

3 : 보오드 엘리베이터 4 : 웨이퍼

5 : 보오드 6 : 웨이퍼 카세트

7 : 버퍼카세트 스토커 9 : 웨이퍼 이송기

12 : 쟉킹헤드 13, 18 : 웨이퍼 이송 플레이트

16 : 통기공 17 : 단차부

19, 20 : 끼워 맞춤부

본 발명은 반도체 제조장치에 있어서, 웨이퍼를 이송하는 경우, 웨이퍼를 싣는 웨이퍼 이송플레이트에 관한 것이다.

제8도는 반도체 제조장치의 개략상태를 나타내는 사시도로서, 도면중 부호 9는 웨이퍼 이송기를 나타내고, 웨이퍼 이송기(9)는 제9도에 상세하게 도시되어 있다.

반응로(1)는 반도체 제조장치의 상부위치에 설치되어 있고, 반응관(2)은 반응로(1)의 내부에 수납되어 있다. 이 반응로(1)의 아래에는 보오드 엘리베이터(3)가 설치되어 있고, 이 보오드엘리베이터(3)는 웨이퍼(4)가 장진된 보오드(5)를 반응관(2) 내부로 장입, 인출시킬 수 있게 되어 있다.

웨이퍼(4)는 웨이퍼 카세트(6)에 장진된 상태로 반도체 제조장치의 내부와 외부를 이동하게 되고, 웨이퍼 카세트(6)는 웨이퍼 카세트 받침부(도시생략)에 중계되어 버퍼 카세트 스토커(7) 및 카세트 스토커(8)에 수납되며, 웨이퍼 이송기(9)에 의해 카세트 스토커(8)에 수납된 웨이퍼 카세트(6)의 웨이퍼(4)를 하강상태에 있는 보오드(5)에 옮겨 싣게된다.

전술한 바와 같이 보오드 엘리베이터(3)는 웨이퍼(4)가 장진된 보오드(5)를 반응관(2)내부로 장입시키고, 웨이퍼(4)의 성막이 끝나면 보오드(5)를 반응관(2)으로부터 꺼내게 된다. 처리가 끝난 웨이퍼는 상기 순서의 역순으로 보오드(5)로부터 카세트 스토커(8)의 웨이퍼 카세트(6)로 이송되어 반도체 제조장치 밖으로 반출되게 된다.

도면중 (10), (11)은 에어 크린 유니트를 나타낸다.

상기한 바와 같이 보오드(5)와 카세트 스토커(8)와의 사이에서 웨이퍼 이송기(9)에 의한 웨이퍼(4)의 자동이송이 이루어진다. 이 웨이퍼 이송기(9)에는 진퇴, 승강 가능하고 회전 가능하도록 된 쟉킹헤드(12)를 가지며, 이 쟉킹헤드(12)는 여러개의 웨이퍼 이송 플레이트(13)를 가진다. 이 웨이퍼 이송 플레이트(13)를 웨이퍼(4)의 아래쪽에 삽입시킨 다음 상승시켜 웨이퍼(4)를 싣고, 웨이퍼 이송 플레이트(13)를 보오드 또는 웨이퍼 카세트 등의 웨이퍼 지지구에 삽입 시킨 다음 다시 웨이퍼 이송 플레이트(13)를 약간 하강시켜 웨이퍼 지지구에 웨이퍼를 옮기게 된다.

제10도와 제11도는 웨이퍼 이송 플레이트를 예시하는 것으로, 이 웨이퍼 이송 플레이트(13)는 상기 쟉킹헤드(12)를 잡아주는 파지부(13a)와 웨이퍼를 싣게 되는 승재부(13b)로 이루어지고, 또 웨이퍼 이송 승재부(13b)에는 웨이퍼(4)의 외형과 거의 같은 직경을 갖는 소요폭의 원호상의 단차부(17)를 형성하며, 이 단차부(17)는 웨이퍼 승재부(13b)의 중앙부 보다 약간 융기되어 있다. 이송되는 웨이퍼(4)는 상기 단차부(17)에 의해서 주연부가 지지된다.

웨이퍼 이송 플레이트(13)에 의해서 웨이퍼는 웨이퍼 주연으로부터 수mm 범위에서 웨이퍼 이송 플레이트의 폭에 의해 지지되고, 웨이퍼 주연으로부터 수 mm의 범위가 웨이퍼 이송 플레이트와 면접촉 하게 된다.

또한 이 웨이퍼 이송 플레이트에는 작은 입자의 먼지가 부착해 있을 가능성이 있으므로 웨이퍼의 이송적재 과정에서 위에퍼에 작은 입자의 먼지가 부착하게 될 우려가 있게 된다.

또 웨이퍼 이송 플레이트는 지지되는 웨이퍼와 웨이퍼 간에 협소한 간격이 있기 때문에 하중 방향으로 얇게 할 필요가 있다. 따라서, 세라믹, 스텐레스강철등 강도가 높은 재질이 사용되어 진다. 그러나, 세라믹이나 금속원소로는 유해원소인 중금속, 나트륨, 칼슘 등의 불순물을 함유하고 있으므로 이 중금속, 나트륨, 칼슘등이 웨이퍼에 부착되어 내부로 침투하면 반도체 소자로서의 품질, 성능이 현저하게 악화된다.

또 종래의 웨이퍼 이송 플레이트의 재질로서는 웨이퍼에 대하여 유해하지 않는 석영이 사용되어 왔으나, 석영은 강도가 떨어지고 휘기 쉬우므로 웨이퍼 사이즈가 확대되고, 웨이퍼의 질량이 크게 되어 협소한 공간에서 사용할 수 없다.

본 발명은 웨이퍼의 반도체 소자로서의 품질과 성능 악화를 방지하고, 정밀도가 높은 웨이퍼의 처리, 정밀도가 높은 반도체를 제조하는 것을 목적으로 하며, 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 이송기에 있어서, 웨이퍼를 싣는 웨이퍼 이송 플레이트가 웨이퍼를 실은 경우 웨이퍼에 접촉되는 웨이퍼 접촉부가 중금속, 나트륨, 칼슘등의 유해한 원소를 함유하지 않는 재질로 이루어지고, 상기 웨이퍼 접촉부를 포함하는 부위에 코팅막을 갖는 웨이퍼 이송 플레이트를 얻기 위한 것으로, 이 코팅막이 경질의 탄소막, 탄화규소막, 불소수지막 가운데 어느 일종으로 이루어지거나 또는 경질탄소, DLC(Diamond Like Carbon)으로 이루어지며, 특히 코팅을 하게 되는 부분이 웨이퍼 이송 플레이트의 웨이퍼 접촉부이다.

이하, 첨부된 도면에 의해 본 발명을 실시한 웨이퍼 이송 플레이트에 대하여 설명하기로 한다.

제1도 내지 제7도와 제8도 내지 제11도에서 동일한 부위는 같은 부호를 부쳐 부호의 설명을 생략하기로 한다.

제1도에 도시한 웨이퍼 이송 플레이트(18)의 소요범위, 적어도 웨이퍼가 접촉하는 부분에 반도체 소자 제조상 유해한 나트륨(Na), 칼슘(Ca) 등의 원소를 함유하지 않는 경질이면서 고순도이고, 화학적으로 안정된 코팅, 예를들면 경질 탄소막, 코팅, 세라믹 박막코팅, 탄화규소막 코팅, 불소수지 코팅을 소요두께로 코팅한다.

이 웨이퍼 이송 플레이트(18)는 쟉킹헤드(12)에 잡아주는 파지부(18a)와 웨이퍼 승재부(18b)로 이루어진다. 이 웨이퍼 승재부(18b)의 면 단부에 끼워 맞춤부(19)(20)을 형성한다.

이 끼워 맞춤부(19)는 직선이고, 끼워 맞춤부는 웨이퍼(4)의 외경과 일치하는 원호이다.

상기 끼워맞춤부(19),(20)은 각각 경사각도가 다른 두 개의 경사면(21)(22) 및 (24),(25)로 이루어지고 이 두 개의 경사면은 웨이퍼 승재부(18b)의 중앙부로부터 바깥쪽으로 향해 경사각도가 급하게 되도록 형성되어 있다. 또 상기 경사면(21)과 경사면(22)는 경계선(23)을 형성하고, 또 경사면(24)와 경사면 (25)는 경계선(26)을 형성한다.

상기 경계선(23)은 웨이퍼(4)의 오리엔테이션 프랫트에 또 경계선(26)은 오리엔테이션 프랫트에 대치되는 웨이퍼(4)의 원호에 각각 일치되도록 끼워 맞춤부(19) 및 (20)의 대치거리를 결정한다.

본 실시예의 경우, 코팅을 하게 되는 범위는 적어도 끼워 맞춤부(19),(20)를 구성하는 경사면 (21),(24),(25)로 한다. 또, 상기 웨이퍼 승재부(18b)의 소요 개소에 통기공(16)을 뚫는다. 이 통기공(16)은 웨이퍼에 싣거나 제거할 때의 공기의 유통을 쉽게 하여 웨이퍼 이송 플레이티(18)로부터의 웨이퍼를 싣거나 제거함을 확실하게 한다.

다음, 제2도에 의해 웨이퍼(4)가 웨이퍼 이송 플레이트(18)에 실을 때에 대하여 설명하기로 한다.

제2도는 웨이퍼(4)가 웨이퍼 이송 플레이트(18)에 대하여 그림에서 왼쪽으로 어긋났을 때의 경우를 나타낸 것이다. 제2a도는 도시된 바와 같이 웨이퍼 이송 플레이트(18)를 웨이퍼(4)의 아래쪽으로 삽입한다.

웨이퍼 이송 플레이트(18)가 위로 상승하게 되면 우선 경사면(21)이 웨이퍼(4)의 오리엔테이션 프랫트 하연부와 접촉한다. 웨이퍼 이송 플레이트(18)가 다시 상승하면 웨이퍼(4)의 오리엔테이션 프랫트는 상기 경사면(21)으로 굴러 떨어지는 상태가 되어 웨이퍼(4)는 오른쪽으로 이동한다.

이 과정에서 웨이퍼 이송 플레이트(18)에 대해 웨이퍼(4)는 회전방향으로 자세가 정확하게 일치하지 않을 경우에는 경사면(21)과 오리엔테이션 프랫트가 비 평행상태를 이루며 이 비평행상태는 경사면(21)이 흘러내리게 되어 교정된다.

웨이퍼(4)의 오리엔테이션 프랫트 하연부가 경계선(23)에 접하게 된 상태에서는 대치되는 경계선(26)에도 웨이퍼(4)의 주연부가 닿게 되므로 웨이퍼(4)의 이동은 일어나지 않고 안정된 상태를 유지한다.

또 경계선(23)과 오리엔테이션 프랫트 직선의 선 접촉, 경계선(26)과 웨이퍼(4)의 주연부가 원호로 접촉을 하게 되므로 회전방향의 움직임을 구속하게 된다. 웨이퍼(4)가 그림중 오른쪽으로 어긋나는 경우에도 같은 교정이 이루어진다.

그리하여 이동적재하기 이전에 웨이퍼(4)는 웨이퍼 이송 플레이트(18)에 대해서 끼워 맞춤부(19)와 끼워맞춤부(20)와의 사이에 위치하는 상태에서 웨이퍼(4)의 위치와 자세의 교정이 이루어져 안정된 상태를 유지하게 된다. (제2b도, 제2c도 참조)

상기 실시예에서 알 수 있는 바와 같이 웨이퍼 이송 플레이트(18)가 웨이퍼(4)에 접촉할 가능성이 있는 곳은 끼워 맞춤부(19),(20)이고, 이 끼워맞춤부(19),(20)은 코팅되어 있으므로 웨이퍼(4)가 오염되는 일은 없다.

또 전술한 바와 같이 웨이퍼(4)는 하측 주연부만이 상기 끼워 맞춤부(19),(20)에 접하게 되므로 상기 웨이퍼 이송 플레이트(18)에 선접촉하여 지지되고, 웨이퍼(4)와 웨이퍼 이송 플레이트(18)와의 접촉범위가 현저하게 감소되어 웨이퍼(4) 오염의 가능성이 아주 적게 된다. 또 웨이퍼 이송 플레이트와 웨이퍼와의 접촉면적이 아주 적으므로 웨이퍼에 먼지가 부착될 염려는 아주 적다.

또, 상기 실시예에서 도시된 끼워 맞춤부(19),(20)의 모양은 적절히 변경할 수 있는 것으로 제3도에 도시된 바와 같이 중앙부를 잘라서 양단의 네곳에 끼워 맞춤부(19a),(19b),(20a),(20b)를 형성하여도 좋다.

이와 같이 하면, 웨이퍼(4)는 웨이퍼 이송 플레이트(18)의 폭을 갖는 끼워 맞춤부(19a),(19b),(20a),(20b)에 의해서 지지되고, 웨이퍼 이송 플레이트(18)와의 선접촉 길이는 더욱 짧아지므로 웨이퍼(4)와 웨이퍼 이송 플레이트(18)와의 접촉범위 또한 한층 더 감소된다.

또 제4도와 제5도에 도시된 바와 같이 끼워 맞춤부(19),(20)의 어느 한쪽의 급경사면을 생략하고 경사면만으로 형성되는 경우도 가능한 것이다. (제4도, 제5도는 끼워 맞춤부(20)의 급경사면(24)을 생략한 경우를 나타냄) 또, 상기 경사면(22)과 경사면(25)은 약간이라도 경사져 있으면 좋다.

다음에 제6도와 제7도에 의하여 본 발명을 실시한 타의 웨이퍼 이송 플레이트에 대하여 설명한다. 이 웨이퍼 이송 플레이트(13)는 전술한 쟉킹헤드(12)가 잡아주는 파지부(13a)와 웨이퍼 승재부(13b)로 이루어지고 이 웨이퍼 승재부(13b)의 네모퉁이에는 돌기부(14)가 돌출 형성되고 이 돌기부(14)에 단차부(15)가 형성되어 있다.

이 단차부(15)는 상기 위이퍼 승재부(13b)의 중앙부 보다도 웨이퍼(4)의 휨 보다 큰 단차를 가진다. 상기 단차부(15)는 웨이퍼(4)에 네곳에서 접하게 된다. 또 웨이퍼 승재부(13b)의 소요개소에는 통기공(16)이 뚫어져 있어, 이 통기공(16)이 웨이퍼의 승재, 제거시 공기 유통을 용이하게 하므로 웨이퍼를 싣거나 제거할 때 이를 확실하게 한다.

상기 웨이퍼 이송 플레이트(13)에 의해서 웨이퍼(4)를 지지하면, 전술한 4개소의 돌기부(14)의 단차부(15)에 의해서 지지되고 따라서 코팅을 실시할 범위는 적어도 전술한 4개소의 돌기부(14)와 단차부(15)로 하면 된다.

다음에 전술한 경질이면서도 고순도이고, 화학적으로 안정된 코팅에 대하여 설명하기로 한다.

경질 탄소막의 예로는 경도, 전기적 특성이 다이아몬드와 유사한 성질을 가지며, 결정학적으로는 아모로파스 구조를 갖는 DLCIDiamond Like Carbon)나, 비결정질 투명카본(i-C)막 등을 들 수 있다.

이들 막의 경도는 2000∼4000kg/mm²로서, 웨이퍼의 경도와 대비하여 다이아몬드:웨이퍼=10:8∼9로서 지극히 높고, 진공증착법에 의해 웨이퍼 이송 플레이트에 성막시키고 경질의 코팅을 실현하여 코팅막의 마모에 의한 먼지발생을 억제 시킬 수 있다.

또 유해원소를 함유하지 않는 세라믹 박막은 예를 들면, SiC, Si₃N₄, SiO₂등을 들 수 있으며, CVD법에 의해 막을 성막시키며 유해원소와 불순물을 함유하지 않은 박막을 코팅한다.

또 불소수지막은 나트륨이나 칼슘 등의 유해원소가 웨이퍼에 부착되거나 침투되지 않도록 충분히 코팅한다. 또 상기 실시예에서는 웨이퍼 이송 플레이트(13),(18)의 웨이퍼 접촉부에 코팅을 실시하였으나, 웨이퍼 이송 플레이트(13),(18)의 전표면에 코팅하여도 좋고 또는 파지부(18a)는 생략하고 웨이퍼 승재부(18b)만 코팅하는등 필요에 따라 소요범위, 소요두께로 실시함으로써 코팅처리에 소요되는 시간과 손질을 줄일 수 있는 잇점이 있음은 두말할 나위 없다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 웨이퍼 이송 플레이트에 경질이면서도 고순도이고, 화학적으로 안정된 코팅을 실시함으로써 금속 등에 포함된 불순물이 웨이퍼에 부착되거나 침투되는 일이 없어져서 고품질, 고성능의 웨이퍼 처리가 가능하게 되는 것이다.

Claims (2)

1. 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 이송기에 있어서, 웨이퍼 이송 플레이트에 웨이퍼를 실은 경우 웨이퍼와 접촉하게 되는 적어도 1개 이상의 웨이퍼 접촉부에 중금속, 나트륨, 칼슘등의 유해원소를 함유하지 않는 경질탄소막, 탄화규소막, 불소수지막중 어느 1종의 코팅막을 형성함을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 플레이트.
2. 제1항에 있어서, 여러개의 웨이퍼 접촉부를 갖는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 플레이트.