KR100331157B1

KR100331157B1 - 웨이퍼 홀딩 핸드

Info

Publication number: KR100331157B1
Application number: KR1020007002522A
Authority: KR
Inventors: 고바야시도모유키; 다케하라쥰지
Original assignee: 다니구찌 이찌로오, 기타오카 다카시; 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 1998-07-24
Filing date: 1998-07-24
Publication date: 2002-04-03
Also published as: WO2000005761A1; KR20010023845A; US6216883B1

Abstract

본 발명에 의한 웨이퍼 홀딩핸드는 핑거(1)에 고정클램프(2)를 2개 설치하고, 가동크램프(6)를 하나 설치한 구성이다. 가동클램프(6)는 클램프 홀더(7)를 통해서 판스프링(8)으로 지지되어 있고 판스프링(8)은 슬라이더(9)에 고정되어 있다.

슬라이더(9)는 에어실린더(10)에 의해 구동된다. 또, 고정클램프(2)는 훅 형상이고, 가동클램프(6)는 북 형상이다.

웨이퍼(W)는 가동클램프(6) 및 2개의 고정클램프(2)에 의해 3점이 홀딩되어 가동클램프(6)는 판스프링(8)에 의해 작동되어 홀딩력을 얻는다.

Description

웨이퍼 홀딩핸드 {WAFER HOLDING HAND}

도 11은 종래의 웨이퍼 홀딩핸드의 예를 표시하는 평면도이다.

도 12는 도 11에 표시한 웨이퍼 홀딩 핸드를 표시하는 측면도이다. 이 웨이퍼 홀딩핸드(200)는 다수의 웨이퍼 W를 홀딩하는 것으로 핑거(201)를 적층한 구성이다. 핑거(201)의 중앙에는 배큠구멍(202)이 뚫려 있고, 또 핑거(201)내에는 배큠구멍(202)에 연결되는 에어 도통용의 에어통로(203)가 형성되어 있다. 핑거(201)의 흡착면(204)은 웨이퍼(W)가 흡착하기 쉽도록 매끈하게 다듬어져 있다.

핑거(201)은 스페이서(205)를 통해서 고정지지되어 있다. 핑거(201)상에 웨이퍼(W)를 올려놓고 에어의 흡인력으로 흡인하면 흡착면(204)과 웨이퍼(W) 사이의 진공상태가 되어 양자가 흡착한다.

웨이퍼(W)와 흡착면(204)의 흡착상태의 해제는 웨이퍼의 흡인을 중지함으로써 이루어진다.

도 13은 종래에서의 웨이퍼 홀딩 핸드의 다른예를 표시하는 평면도이다. 도 14는 도 13에 표시한 웨이퍼 홀딩 핸드를 표시하는 측면도이다. 이 웨이펴 홀딩핸드(300)는 핑거(301)에 웨이퍼(W)의 형상에 따른 원호상의 돌기(302)를 설치한 것이다. 돌기(302)에는 내측을 향해 경사(3030)가 설치되어 있다. 웨이퍼(W)는 그 주연에서 돌기(302)에 의해 지지된다. 핑거(301)는 스페이서(304)를 통해서 여러층 적층되고, 프레임(305)에 의해 고정지지되어 있다.

핑거(301)상에 웨이퍼(W)를 올려놓으면 돌기(302)의 경사(302)에 따라 일정위치로 이동하고 웨이퍼(W)가 지지된다.

그러나, 도 11,도 12에 표시한 웨이퍼 홀딩핸드(200)에서는 진공 흡착 개방시 배큠구멍(202)으로 부터 파티클의 역류가 일어나므로 흡착부(204)에 접촉하는 웨이퍼(W)의 이면과 기류의 하류측의 웨이퍼(W)가 오염될 가능성이 있다는 문제점이 있었다.

또, 핑거(201)상에서 웨이퍼(W)를 위치결정 할 수가 없다는 문제점도 있었다.

다음, 도 13, 도 14에 표시한 웨이퍼 홀딩핸드(300)에서는 웨이퍼(W)를 돌기(302)에 의해 위치결정하나 웨이퍼(W)를 돌기(302)에 언저서 지지하고 있는것 뿐이므로 웨이퍼(W)를 수평방향으로만 운반이 가능하고 또, 웨이퍼(W)가 튀어 나가는 것을 방지하기 위해 운송속도를 올릴수가 없다는 문제점이 있었다.

또, 상기 웨이퍼 홀딩핸드(200),(300)에서는 핑거(201),(301) 및 스페이서 (205),(304)의 매수가 증가함에 따라 치수공차가 누적되므로 제일 아래의 핑거와제일 위쪽의 핑거간에서의 거리의 공차가 커지고 핸드의 조립 정밀도가 얻어지지 않는다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 웨이퍼의 오염을 방지하는 동시에 웨이퍼를 자유자재로 운송할 수 있고, 또 핸드부착 정밀도의 저하를 방지할 수 있는 홀딩핸드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

[발명의 개시]

본 발명은 겹쳐서 여러장 설치한 판상의 핑거와 각 핑거의 선단부측에 설치되고, 대략 훅 형상 또는 북의 형상을 한 2개의 고정크램프와, 각 핑거의 고정축에설치한 대략 북의 형상 또는 대략 홈 형상의 1개의 가동크램프와, 가동크램프를 지지하고 있는 탄성부재와 탄성부재와 함께 가동크램프를 슬라이드 시키는 슬라이더를 구비하고, 슬라이더를 이동시켜 가동크램프 및 2개의 고정크램프의 잘룩한 부분에서 웨이퍼를 잡고 홀딩하는 웨이퍼 홀딩핸드이다.

즉, 핑거상에 웨이퍼를 올려놓고 가동크램프를 이동 시키면 웨이퍼가 고정크램프와 가동크램프의 잘룩한 부분에서 고정된다.

이렇게해서 웨이퍼를 고정크램프 및 가동크램프에 의해 3점을 홀딩한다. 가동크램프는 탄성부재에 의해 지지되어 있으므로 슬라이더의 이동량에 의해 웨이퍼의 홀딩압이 변화한다.

이 구성에 의하면 웨이퍼를 확실하게 홀딩할 수 있으므로 자유로히 처리라인상을 할 수가 있다

또, 직접 에어를 사용하지 않으므로 웨이퍼의 오염을 방지할 수 있다.

또, 본 발명은 상기 핑거를 일정한 수 만큼 브래킷에 고정하는 동시에 당해 브래킷 단위로 프레임에 부착해서 다수의 핑거를 겹치도록 한 것이다.

즉, 브래킷 단위로 프레임에 부착하도록 하면 핑거 치수의 누적공차의 증대를 억제할 수 있다.

또, 본 발명은 상기 탄성부재를 2개의 판스프링으로 하고, 이 판 스프링을 슬라이더와 가동 클램프 사이에 평행으로 설치한 것이다.

즉, 판스프링을 2개 설치하면 링크와 같은 움직임이 되므로 가동크램프의 작동방향을 대략 일정하게 유지할 수가 있다.

또, 본 발명은 상기 탄성부재를 핑거마다 설치한 것이다. 가령 다수의 웨이퍼로 공통의 탄성부재를 사용하면 예를들어 웨이퍼의 치수에 흐트러짐이 있거나 웨이퍼의 매수가 적을때 필요 이상의 파지력이 웨이퍼에 걸려 버린다.

그래서, 핑거마다 탄성부재를 설치하면 과잉의 파지력이 웨이퍼에 걸리는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은 반도체 제조공정에서 웨이퍼를 홀딩해서 운반하는 웨이퍼 홀딩핸드에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 관한 웨이퍼 홀딩핸드를 표시하는 평면도,

도 2는 도1의 부분 설명도,

도 3은 도 1에 표시한 웨이퍼 홀딩핸드를 표시하는 측면도,

도 4는 개방상태의 가동크램프와 웨이퍼의 관계를 나타내는 설명도,

도 5는 크램프 상태의 가동크램프와 웨이퍼의 관계를 표시하는 설명도,

도 6은 개방상태의 고정크램프와 웨이퍼의 관계를 표시하는 설명도,

도 7은 크램프상태의 고정크램프와 웨이퍼의 관계를 표시하는 설명도,

도 8은 개방상태의 가동크램프와 웨이퍼의 관계를 표시하는 설명도,

도 9는 크램프 상태의 가동크램프와 웨이퍼의 관계를 표시하는 설명도,

도 10 (a),(b)는 가동크램프를 지지하는 판스프링의 변형예를 표시하는 설명도,

도 11은 종래의 웨이퍼 홀딩핸드의 예를 표시하는 평면도,

도 12는 도 11에 표시한 웨이퍼 홀딩핸드를 표시하는 측면도,

도 13은 종래의 홀딩핸드의 다른예를 표시하는 평면도,

도 14는 도 13에 표시한 웨이퍼 홀딩핸드를 표시하는 측면도.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위해 첨부한 도면에 따라 이를 설명한다.

도 1은 본 발명에 관한 웨이퍼 홀딩핸드를 표시하는 평면도이다. 도 2는 도 1의 부분 설명도이다. 도 3은 도 1에 표시한 웨이퍼 홀딩핸드를 표시하는 측면도이다. 이 웨이퍼 홀딩핸드(100)는 핑거(1)를 여러개 겹친구조이다. 핑거(1)은 판상체로 대략 V자형의 홈을 판 구조이고, 핑거(1)의 2개의 선단에는 고정크램프(2)가 설치되어 있다.

또, 핑거(1)에는 각 고정크램프(2)에 대응해서 지지크램프(3)가 설치되어 있다. 핑거(1)은 브래킷(4)에 볼트를 고정 시키고, 브래킷(4)에는 핑거(1)가 5개 고정되어 있다.

각 핑거간에는 스페이서(5)가 개재되어 있다. 고정크램프(2)는 훅 형상을 하고 있고 지지크램프(3)는 핀 형상이다. 이지지크램프(3)는 웨이퍼(W)를 올려 놓았을때 대체적인 위치결정을 하는 역활을 한다.

가동크램프(6)는 크램프 홀더(7)에 고정되어 있다. 가동크램프(6)는 북 형상을 하고 있고 판스프링(8)에 의해 지지되어 있다. 그 판스프링(8)은 슬라이더(9)에 고정되어 있다.

그 슬라이더(9)는 에어실린더(10)에 고정되어 있다. 또 에어실린더(10)의 가동부는 고정지그(JIG)(11)를 통해서 프레임(12)에 고정되어 있다.

또, 에어실린더(10)는 솔레노이드(도시생략)에 접속되어 있고, 솔레노이드는 제어장치(도시생략)에 의해 시퀀스제어 된다.

브래킷(4)에는 5매의 핑거(1)가 고정되어 있고 핑거(1)와 핑거(1)사이에는 4매의 스페이서가 개재하고 있다. 프레임(12)에는 브래킷(4)이 5개 부착되어 있고 이 때문에 핑거(1)의 수는 모두 25매가 된다.

브래킷(4)은 볼트로 고정하고 위치결정 핀에 의해 프레임(12)에 대해 위치결정되어 있다.

슬라이더(9) 및 에어실린더(10)는 상하로 2조 설치되어 있고 에어실린더(10)는 상하가 동기해서 직선운동을 하도록 구성되어 있다.

다음, 이 웨이퍼 홀딩핸드(100)는 동작에 대해 설명한다.

도 4 ~ 도 8은 웨이퍼 홀딩핸드의 동작을 표시하는 설명도이다.

우선, 웨이퍼(W)를 핑거(1)위에 놓는다. 웨이퍼(W)는 고정크램프(2)와 지지크램프(3)에 의해 대체로 위치 결정된다.

에어실린더(10)는 제어장치의 지령에 따라 작동한다. 에어실린더(10)가 작동함으로써 슬라이더(9)가 이동한다. 슬라이더(9)가 이동하면 크램프 홀더(7)과 함께 가동 크램프(6)가 화살표 방향으로 이동한다.

가동크램프(6)가 이동하면 웨이퍼(W)가 가동크램프(6)의 조여진 부분(6a)에 위치결정 고정된다. 도 4는 개방상태의 가동크램프(6)와 웨이퍼(W)의 관계를 표시하고, 도 5는 크램프 상태의 가동크램프(6)과 웨이퍼(W)의 관계를 표시하고 있다.

도 6에 개방상태의 고정크램프(2)와 웨이퍼(W)의 관계를 표시한다. 이 상태에서는 웨이퍼(W)는 고정크램프(2)의 좌부(2a)에 올려있다.

가동크램프(6)가 이동하면 웨이퍼(W)가 눌리고, 화살표 방향으로 이동하고 고정크램프(2)와 웨이퍼(W)가 고정된다. 웨이퍼(W)는 고정크램프(2)의 졸린부분 (2b)에 위치결정 된다. 도 7에 크램프상태의 고정크램프(2)와 웨이퍼(W)의 관계를 표시한다.

또, 도 8 및 도 9에 표시하는 바와 같이 슬라이더(9)는 가동크램프(6)와 웨이퍼(W)의 거리 A 이상 이동 하므로 가동크램프(6)가 웨이퍼(W)와 접촉하고 있을때 가동크램프(6)는 판스프링(8)의 탄성력에 의해 웨이퍼(W)에 대해 작동된다.

이 작동력이 웨이퍼(W)의 홀딩력이 된다. 또 도 8에 표시하는 바와 같이 웨이퍼(W)를 개방하고 있는 경우 가동크램프(6)는 판스프링(8)에 의해 작동되지 않는다.

이상 본 발명의 웨이퍼 홀딩핸드(100)에 의하면 가동크램프(6)와 2개의 고정크램프(2)에 의해 웨이퍼를 3점 홀딩 하므로 에어흡착의 필요가 없고 웨이퍼의 오염이 없다.

또, 웨이퍼(W)가 클램프 상태에 있으므로 운송방향을 묻지않고 자유로히 자세변경이 가능하다. 다음 5매의 핑거(1)를 1조로해서 브래킷(4)에 고정하고, 이 브래킷(4)을 프레임(12)에 대해 직접 볼트고정 및 위치결정핀에 의해 위치결정 되므로 핑거(1)를 적층함으로써 누적하는 공차를 억제할 수 있고, 웨이퍼 홀딩핸드의 부착 정밀도가 향상된다.

또, 판스프링(8)의 스프링 정수를 변경함으로써 웨이퍼(W)를 홀영역을 조절할 수가 있다.

또, 도 10에 가동크램프(6)를 지지하는 판스프링(8)의 변형예를 표시한다. 이와같이 슬라이더(21)와 클램프 홀더(22)사이에 판스프링(23)을 2개 건너 주어도 된다. 동 도면(a)는 웨이퍼 개방상태의 판스프링(23)의 모양을 표시하는 설명도이고, 동 도면(b)는 웨이퍼 클램프 상태의 판스프링(23)의 모양을 표시하는 설명도이다.

이 구성에서는 웨이퍼(W)를 클램프한 경우 클램프 홀더(22)가 링크의 한변이 된다.

상기와 같이 판스프링(23)의 구부려짐과 함께 클램프 홀더(22)가 경사가되면 웨이퍼(W)의 홀딩력이 저하한다.

그러나, 본 예에서는 도 10에 표시하는 바와 같이 가동클램프(6)가 웨이퍼 (W)에 대해 대략 직선적으로 이동하게 되므로 웨이퍼(W)의 홀딩력을 저하 시키지 않고 끝낼수 있다는 효과를 나타낸다.

이상과 같이 본 발명에 관한 웨이퍼 홀딩핸드는 반도체 제조용의 웨이퍼에 대해 세정이나 에칭등의 일련의 처리를 실시하는 처리라인의 각처리 스테이지간에서 웨이퍼를 홀딩하고 운반하는데 적합하다.

Claims

겹쳐서 여러개 설치한 판상의 핑거와 각 핑거의 선단부측에 설치되고, 대략 훅 형상 또는 북 형태를 한 2개의 고정 클램프와 각 핑거의 고정측에 설치한 대략 북 형태 또는 훅 형태의 한개의 가동클램프와 가동클램프를 지지하는 탄성부재와 탄성부재와 함께 가동클램프를 슬라이드 시키는 슬라이더를 구비하고, 슬라이더를 이동시켜 가동클램프 및 2개의 고정클램프의 졸려진 부분에서 웨이퍼를 끼고 홀딩하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 홀딩핸드.
상기 탄성부재를 2개의 판스프링과 이 판스프링을 슬라이더와 가동클램프 사이에 평행하게 설치한 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재한 웨이퍼 홀딩핸드.
상기 탄성부재를 핑거마다 설치한 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재한 웨이퍼 홀딩핸드
상기 핑거를 일정한 수 만큼 브래킷에 고정하는 동시에 당해 브래킷 단위로 프레임에 부착시켜 다수의 핑거를 겹치도록 한 것을 특징으로 하는 청구항 1기재의웨이퍼 홀딩핸드.
상기 탄성부재를 2개의 판스프링으로 하고, 이 판스프링을 슬라이더와 가동클램프 사이에 평행으로 설치한 것을 특징으로 하는 청구항 4에 기재한 웨이퍼 홀딩핸드.
상기 탄성부재를 핑거마다 설치한 것을 특징으로 하는 청구항 4에 기재한 웨이퍼 홀딩핸드
단수의 판상의 핑거와 핑거의 선단부측에 설치되고, 대략 훅형상 또는 장고 형상을 한 2개의 고정클램프와 핑거의 고정축에 설치한 대략 북형태 또는 대략 훅 형상의 1개의 가동클램프와 가동클램프를 지지하는 탄성부재와, 탄성부재와 함께 가동클램프를 슬라이드 시키는 슬라이드를 구비하고, 슬라이더를 이동시켜 가동클램프 및 2개의 고정클램프의 조여진 부분에서 웨이퍼를 끼고 홀딩하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 홀딩핸드.
상기 탄성재를 2개의 판스프링으로 하고, 이 판스프링을 슬라이더와 가동클램프 사이에 평행으로 설치한 것을 특징으로 하는 청구항 7에 기재한 웨이퍼 홀딩핸드.