KR100638942B1 - 각각의 웨이퍼를 처리하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중심(3)과 가장자리(4)를 포함하고 일시적으로 수평 위치에 배치된 각각의 웨이퍼(2)를 처리하기 위한 장치 및 방법에 관련된다. 이 장치(1)는 웨이퍼(2)의 가장자리(4)를 파지하기 위한 호울딩 영역(8)을 가지는 하나 이상의 호울딩 부분(7)과 가장자리 영역에서 웨이퍼를 유지하기 위한 지지영역(6)을 가지는 하나 이상의 지지부분(5)으로 구성된다. 상기 지지영역(6)은 적어도 세 개의 지지점(9)과 적어도 2개의 호울딩 점(10)을 가지는 호울딩 영역(8)을 포함한다. 이 장치의 특징에 따르면 지지점(9)에 대해 움직일 수 있고 웨이퍼(2)를 파지하기 위해 서로를 향하여 움직일 수 있도록 두 개의 호울딩 점(10)이 배치된다는 것이다. 각 웨이퍼를 호울딩 하기 위한 방법의 특징에 따르면 웨이퍼(2)는 지지영역(6)을 상승시킴으로써 올려지고 서로를 향하여 움직이는 적어도 두 개의 호울딩 점(10)에 의해 그리고 지지영역(6)에 대한 호울딩 영역(8)의 상대 운동에 의해 유지된다. 본 발명은 웨이퍼를 들어올리고 파지하거나 내려놓는 것을 일시적으로 분리할 수 있으므로, 이것은 내려놓는 사이클 또는 적재 사이클에 필요한 처리 시간을 감소시킨다.

Description

각각의 웨이퍼를 처리하기 위한 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR HANDLING INDIVIDUAL WAFERS}

첫째 독립항 6항에 따르면 본 발명은 장치에 관련되고, 둘째 독립항 10항에 따르면 적어도 일시적으로 수평 위치에 있고 중심 및 가장자리를 가지는 각각의 웨이퍼를 처리하기 위한 방법에 관련되는데, 본 발명에 따른 장치는 가장자리에서 웨이퍼를 유지하기 위한 지지영역을 가지는 적어도 하나의 지지부분 및 웨이퍼의 가장자리를 파지하기 위한 호울딩 영역을 가지는 적어도 하나의 호울딩 부분을 포함하는데, 상기 지지영역은 적어도 세 개의 지지점을 포함하고 호울딩 영역은 적어도 두 개의 호울딩 점을 포함하고, 서로에 대해 -웨이퍼를 파지하고- 지지점에 대해 움직일 수 있도록 적어도 두 개의 호울딩 점은 배치된다.

웨이퍼, 예를 들어 반도체 제품을 생산하는데 사용되는 평면, 원형, 단결정 실리콘 디스크는, 청정실 또는 초청정실에서 처리되는데 이것은 특별한 요구 조건을 충족시키고 공지되어 있다. 웨이퍼 표면의 오염을 제거하거나 최소화하기 위해서, 웨이퍼에 대해 자동 처리가 이용된다. 청정 공정 이후에 또는 공정 사이에, 예를 들어, 웨이퍼는 매거진(magazines)으로 쌓인다. 이 매거진은 표준 크기를 가지고 카셋트 또는 수송 상자에서 저장되고 옮겨질 수 있다. 웨이퍼는 매거진의 두 개의 수평 레일 위에서 가장자리 영역 옆에 놓여서 웨이퍼를 수직으로 쌓는다. 수 평 위치를 점유하고 있는, 상기 매거진으로부터 전술한 종류의 디스크나 웨이퍼를 제거하기 위해서, 또는 이것을 매거진에 두기 위해서, 웨이퍼의 전체 스택이 움직이거나 개별 웨이퍼가 매거진으로부터 제거되거나 안으로 삽입된다. 매거진으로부터 웨이퍼를 제거한 후에 이것을 모든 바람직한 위치에 둘 수 있다.

선행 기술은 단순한 그리핑(gripping) 장치를 가지는 각각의 웨이퍼를 수송하기 위한 장치를 포함한다. 이 장치는 수직으로 정렬된, 직립 웨이퍼를 수송하기에 적합하다. 선행 기술은 진공에 의해 웨이퍼를 유지하는 또다른 장치 및 로봇을 포함한다: 예, US 4,886,412는 수직으로 정렬된 웨이퍼를 처리하기 위한 로봇에 대해 설명하고, WO 98/02906은 수평으로 정렬된 웨이퍼를 처리하기 위한 로봇에 대해 설명한다. 각각의 로봇은 한 가지 웨이퍼 정렬에 결합되어 있으므로, 로봇의 적용이 제한된다는 점에서 불리할 수 있다.

EP 0 365 589는 매거진으로 수평으로 저장된 각각의 실리콘 디스크 또는 웨이퍼를 처리하기 위한 일반적인 유형의 방법 및 장치에 대해 설명한다: 각각의 실리콘 디스크를 수송하기 위한 장치는 캐리어 사이에 웨이퍼가 배치될 수 있는 열린 위치와 캐리어 및 웨이퍼의 원주 사이에 접촉부를 통하여 웨이퍼가 운반될 수 있는 닫힌 위치 사이에서 서로에 대해 움직일 수 있는 가동 휠 형태의 캐리어를 가진다. 웨이퍼를 집어올리기 위해서, 선택된 웨이퍼의 가장자리 영역이 비스듬한 지지영역 및 실린더형 호울딩 영역(도 4)에서 휠 모양의 캐리어와 접촉할 때까지 적어도 두 개의 휠 모양의 캐리어를 가지는 각각의 지지부는 대향한 두 측면으로부터 웨이퍼로 채워진 매거진으로 움직인다. 이런 식으로 집어 올리고 고정된 웨이퍼는 두 지 지부의 조인트 일방 운동에 의해 매거진 밖으로 수송된다. 상기 장치와 방법은, 만일 웨이퍼가 매거진 중 하나 밖으로 움직인다면 두 지지부 중 하나가 전술한 목적으로 보다 길게 만들어진 매거진을 관통하여 연장되어서, US 4,923,054에서 설명된 것과 같은 추가 수송 로봇으로 웨이퍼를 수송하지 않으면서 매거진으로부터 제거하기 위한 방향과 다른 방향으로 웨이퍼를 움직일 수 없고, 파지 기구(도 6)는 EP 0 365 589의 기구와 일치한다는 단점을 가진다. 그러나, 전체 높이 때문에 US 4,923,054에 기술한 그리퍼는 채워진 매거진으로부터 두 개의 바로 인접한 웨이퍼 사이에 놓인 웨이퍼를 직접 제거하기에 부적합한데 왜냐하면 이것은 채워진 매거진의 웨이퍼 사이에 삽입될 수 없기 때문이다.

EP 0 365 589에 기술한 장치와 방법의 또다른 단점은, 보호하는 카셋트로부터 매거진이 미리 제거된다면 매거진으로부터 웨이퍼를 제거하거나 이것을 매거진에 둘 수 있다는 사실로부터 알 수 있다. 웨이퍼를 제거하기 위해 한 면에서 수송 오우프닝이나 도어가 개방되는 카셋트로부터 사용된다면, 전술한 장치를 사용할 수 없다.

US 4,923,054는 두 개의 아암을 가지는 로봇으로 이루어진, 웨이퍼를 처리하기 위한 또다른 장치에 대해 설명하는데, 이 중 전방 아암은 웨이퍼를 유지하기 위한 지지판을 포함한다. 그러나, 상기 로봇은 수직 운동을 수행할 수 없고, 매거진은 낮추어져서 위에 놓인 웨이퍼를 가지는 로봇 아암은 매거진의 지지레일로부터 제거될 수 있다. 두 개의 다른 장치 사이의 운동 분배는 조정 제어 장치를 필요로 한다. 또, 웨이퍼는 거의 중심에서 접촉된다; 비록 이것은 웨이퍼의 배면에서 일 어날지라도, 이것은 오염을 일으킬 수 있는 위험과 관련된다.

EP 0 858 866은 일반적인 형태의 또다른 장치에 대해 설명한다. 이것은 웨이퍼를 수송하기 위한 기계 로봇 아암에 관련된다. 호울딩 핑거(102,104)에 의해 일방 힘이 웨이퍼(35)에 가해지고, 호울딩 브릿지(106)에 대해 웨이퍼를 누른다(도 3과 도 5는 닫힌 상태에서 호울딩 핑거를 나타내고, 도 7은 열린 상태에서 핑거를 나타낸다). EP 0 858 866은, 웨이퍼가 마찰을 받는 운동을 수행하는 것에 대해 설명한다. 제시한 해결 방법으로, 마찰을 줄일 수 있지만 이것은 피할 수 없다.
US 5 380 137은 웨이퍼를 열처리하기 위한 또다른 장치에 대해 설명한다. 이 장치는, 사이에 일정한 틈을 가지며 다수의 웨이퍼 지지판이(도 2에서 "지지판 11") 수직으로 적재되는 웨이퍼 매거진과(도 1에서 "보우트10"), 비슷하게 사이에 일정한 틈을 가지며 웨이퍼가 수직으로 적재되는 카셋트(도 4에서 "카셋트 50") 사이에서 웨이퍼를 수송하기 위한 아암을 포함한다. 웨이퍼-리프팅 기구("밀어올림 기구 20,21")와 운반 포크("포크 31")는 협동 작용한다. 상기 운반 포크(31)는 리세스(65)를 가져서 스택 안으로 들어갈 때 삽입 축에 배치되고 리프팅 기구(21)와 연결된 운반 핀(22)과 충돌하지 않도록 보장한다(도 15). 이 장치로, 웨이퍼는 수평 위치로만 수송될 수 있고 수직으로 적재될 수 있다.
LCD 디스플레이와 웨이퍼를 생산하는 동안 각각의 평면 유리 기판을 처리하기 위한 일반적인 형태의 또다른 장치는 US 5 374 147에 공지되어 있다. 진공 상태로 LCD 기판을 수송하기 위한 장치는, 표면이 수평으로 정렬되도록 LCD 기판이 고정된 제 1 테이블을 포함한다. 이 기판은 구비된 실리콘 고무 지지요소 또는 테이블에 배치되고 호울딩 요소에 의해 위치 설정된다(상기 호울딩 요소는 움직일 수 없거나 그 사이에서 기판을 고정할 수 있다). 전술한 장치는 수평 위치로 기판을 고정시키고 수송하도록 허용한다.

본 발명의 목적은, 마찰 없이 각각의 수평 웨이퍼, 특히 매거진 위에 놓인 웨이퍼를 집어 올리고 모든 바람직한 위치로 수송하고 적재할 수 있는 웨이퍼를 처리하기 위한 장치 및 방법을 제안하는 것이다.

첫째, 전술한 목적은 독립항 1항의 특징에 의해 달성되는데, 청구항 1항에 따르면 일시적으로 수평 위치에 배치되고 하나의 중심과 가장자리를 가지는 각각의 웨이퍼를 처리하기 위한 장치가 제시되고, 이 장치는 웨이퍼의 가장자리를 파지하기 위한 호울딩 영역을 가지는 적어도 하나의 호울딩 부분과 가장자리 영역에서 웨이퍼를 유지하기 위한 지지영역을 가지는 적어도 하나의 지지부분을 포함하는데, 상기 지지영역은 적어도 세 개의 지지점을 포함하고 호울딩 영역은 적어도 두 개의 호울딩 점을 포함하며, 서로에 대해 -웨이퍼(2)를 파지하도록- 지지점(9)에 대해 움직일 수 있도록 적어도 두 개의 호울딩 점(10)이 배치되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 장치의 선호되는 실시예는 종속항 2항 내지 9항에 나타나 있다.

둘째, 이 목적은 독립항 10항의 특징에 의해 달성되는데, 독립항 10항에 따르면 웨이퍼의 가장자리를 파지하기 위한 호울딩 영역을 가지는 적어도 하나의 호울딩 부분과 가장자리 영역에서 웨이퍼를 유지하기 위한 지지영역을 가지는 적어도 하나의 지지부분으로 구성된 장치와 더불어 하나의 중심과 가장자리를 가지고 일시적으로 수평 위치에 있는 각각의 웨이퍼를 처리하기 위한 방법이 제안되는데, 상기 지지영역은 적어도 3개의 지지점을 포함하고 호울딩 영역은 적어도 2개의 호울딩 점을 포함하며, 웨이퍼(2)는 지지영역(6)을 올려줌으로써 상승되고 지지영역(6)에 대해 호울딩 영역(8)을 움직이고 서로에 대해 적어도 두 개의 호울딩 점(10)을 움직임으로써 고정되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 장치의 선호되는 실시예는 종속항 11항 내지 16항에 나타나 있다.

본 발명의 선호되는 실시예는 도면에서 개략적으로 나타내었지만, 이 예는 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.

도 1 내지 6 은 지지점과 호울딩 점의 개략적인 분포 패턴을 나타낸 도면;

도 1 은 제 1 실시예에 따른 3개의 지지점과 3개의 호울딩 점을 나타낸다;

도 2 는 제 2 실시예에 따른 3개의 지지점과 4개의 호울딩 점을 나타낸다;

도 3 은 제 3 실시예에 따른 4개의 지지점과 2개의 호울딩 점을 나타낸다;

도 4 는 제 4 실시예에 따른 4개의 지지점과 4개의 호울딩 점을 나타낸다;

도 5 는 제 5 실시예에 따른 3개의 지지점과 4개의 호울딩 점을 나타낸다;

도 6 은 제 6 실시예에 따른 4개의 지지점과 3개의 호울딩 점을 나타낸다;

도 7 은 도 6에 나타낸 제 6 실시예에 따른 본 발명의 장치를 나타낸 평면도;

도 8 은 도 7의 A- -A선을 따라서 본 장치를 나타낸 도면; 및

도 9 는 도 7의 B- -B선을 따라서 본 장치를 나타낸 도면.

도 1 내지 6은 웨이퍼(2)의 중심(3)을 통과하는 축(11)과 더불어 중심(3) 및 가장자리(4)를 가지는 웨이퍼(2)를 나타낸다. 웨이퍼(2)를 처리하기 위한 장치(1) 중에서, 도면은 호울딩 영역(8)을 가지는 호울딩 부분(7)과 지지영역(6)을 가지는 지지부분(5)을 아주 개략적인 형태로 나타내는데, 상기 지지영역(6)은 지지점(9)(원으로 나타냄)을 포함하고 호울딩 영역(8)은 호울딩 점(10)(직사각형으로 나타냄)을 포함한다. 이 도면에서는 지지점과 호울딩 점(9,10)의 기본적인 분배를 주로 나타내었으므로, 지지부분(5)과 호울딩 부분(7)은 점선으로만 도시되어 있다; 이것은 특정 디자인이 아니라, 상기 지지부분과 호울딩 부분(5,7)의 실시예만 나타내었다. 지지영역(6)과 지지점(9)을 가지는 모든 지지부분(5)은 서로에 대해 움직일 수 없게 배치되고, 호울딩 영역(8)과 호울딩 점(10)을 가지는 호울딩 부분(7)은 지지영역(6)과 지지점(9)을 가지는 지지부분(5)에 대해 서로를 향하여 서로에 대해 멀어지게 움직일 수 있다. 이런 운동은 도시된 양쪽 화살표 방향으로 발생하지만, 회전 운동이 일어날 수도 있다. 모든 지지점(9)과 호울딩 점(10)은 웨이퍼(2)의 가장자리(4) 영역에 배치된다. 이것은, 웨이퍼(4)가 가장자리 영역에서 지지영역(6)에 배치되고 호울딩 영역(8)은 가장자리 영역에서 웨이퍼(2)와 접촉한 다는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 세 개의 지지점(9)과 세 개의 호울딩 점(10)을 나타낸다. 이 배치에서, 하나의 지지점(9)과 하나의 호울딩 점(10)은 웨이퍼(2)의 중심(3)을 통과하여 뻗어있는 축(11)에 배치된다. 두 개의 다른 지지점(9)과 호울딩 점(10)은 축(11)의 각 측면에서 좌우에 놓인다. 축(11) 상에 하나의 지지점(9)과 호울딩 점(10)을 놓을 수 없는 것은 호울딩 영역(7)을 포크 형태로 만들어 줌으로써 극복된다; 텔레스코프 식으로 끼워지고 서로에 대해 움직일 수 있는 동축으로 배치된 관(도시되지 않음)은 전술한 목적에 적합한데, 상기 외부 관은 지지점(9)을 포함하고 움직일 수 있는 내부 관은 호울딩 점(10)을 포함한다.

도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 3개의 지지점(9)과 4개의 호울딩 점(10)을 나타낸다. 이 배치에서, 하나의 지지점(9)은 웨이퍼(2)의 중심(3)을 관통하여 뻗어있는 축(11)에 배치된다. 다른 두 지지점(9)과 모든 호울딩 점(10)은 좌우, 즉 축(11)의 각 측면에 놓인다.

도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 4개의 지지점(9)과 2개의 호울딩 점(10)을 나타낸다. 이 배치에서, 웨이퍼(2)의 중심(3)을 관통하여 뻗어있는 축(11)에 두 개의 호울딩 점(10)이 놓이지만 어떤 지지점(10)도 배치되지 않는다. 모든 지지점(9)은 축(11)의 각 측면에서, 좌우에 놓인다. 축(11) 상에 두 개의 호울딩 점(10)을 배치할 수 없는 것은 하나의 호울딩 영역(7)을 포크 형태로 만들어 줌으로써 극복된다; 서로에 대해 움직일 수 있는 동축으로 배치된 관(도시되지 않음)은 이 목적에 적합하고, 외부 관 및 내부 관은 움직일 수 있는 구조로 형성되고 각각은 호울딩 점(10)을 포함한다.

도 4는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 4개의 지지점(9)과 4개의 호울딩 점(10)을 나타낸다. 이 배치에서, 모든 지지점(9)과 모든 호울딩 점(10)은 축(11)의 각 측부에서 좌우에 놓인다. 도시된 바와 다른 예로서, 동일 호울딩 부분(7)에 배치된 두 개의 호울딩 점(10)은 공통의 호울딩 점(10)으로서 형성되는데, 세 개의 호울딩 점은 남겨둔다. 이 경우에, 공통의 호울딩 점(10)은 웨이퍼(2)의 중심(3)을 통과하는 축(11) 상에 배치된다.

도 5는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 3개의 지지점(9)과 4개의 호울딩 점(10)을 나타낸다. 이 배치에서, 하나의 지지점(9)은 웨이퍼(2)의 중심(3)을 관통하여 뻗어있는 축(11) 상에 배치된다. 두 개의 다른 지지점(9)과 모든 호울딩 점(10)은 축(11)의 각 측면에서 좌우에 놓인다. 도시된 바와 다른 예로서, 축(11)과 가장 인접한 호울딩 부분(7)에 배치된 두 개의 호울딩 점(10)은 하나의 공통의 호울딩 점(10)으로서 형성될 수 있고, 세 개의 호울딩 점은 남겨둔다. 이 경우에, 공통의 호울딩 점(10)은 웨이퍼(2)의 중심(3)을 관통하는 축(11) 상에 배치된다. 축(11) 상에 하나의 지지점(9)과 공통의 호울딩 점(10)을 배치할 수 없는 것은 공통의 내부 호울딩 영역(7)을 포크 형태로 만들어 줌으로써 극복될 수 있다; 서로에 대해 움직일 수 있는 동축으로 배치된 관은(도시되지 않음) 이 목적에 적합한데, 외부 관은 지지점(9)을 포함하고 움직일 수 있는 내부 관은 호울딩 점(10)을 포함한다.

도 6은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 4개의 지지점(9)과 3개의 호울딩 점(10)을 나타낸다. 이 배치에서, 하나의 호울딩 점(10)은 웨이퍼(2)의 중심(3)을 관통하여 뻗어있는 축(11) 상에 놓인다. 모든 지지점(9)과 그 밖의 다른 호울딩 점(10)은 축(11)의 각 측부에서 좌우에 배치된다.

도 7은 도 6에 나타낸 제 6 실시예의 제 1 변형예를 도시한다. 헤드(13)를 가지는 회전 가능한 로드(rod)(12) 형태의 호울딩 부분(7)은 웨이퍼(2)의 중심(3)을 관통하여 뻗어있는 축(11)과 동축으로 배치된다. 이 로드(12)는 양쪽 방향 화살표를 따라 움직일 수 있고, 웨이퍼(2)의 가장자리(4)를 향하여 헤드(13)를 움직이거나 멀어지게 움직인다. 한쪽 측부에서, 헤드(13)는 호울딩 영역(8)을 포함한 리세스를 가진다. 웨이퍼(2)의 가장자리(4)와 접촉하여 웨이퍼(2)를 유지하게 상기 호울딩 영역(8)을 정렬할 수 있도록, 로드(12)는 화살표 방향 또는 반대 방향으로 회전한다. 축(11)으로부터 떨어져 배치된 두 개의 다른 호울딩 부분(7)은, 양쪽 화살표 방향으로 움직일 수 있도록 배치된다. 상기 호울딩 부분(7)은 웨이퍼(2)의 가장자리(4)까지 움직일 수 있는 호울딩 영역(8)을 가진다. 이 웨이퍼(2)는 지지부분(5)의 지지영역(6)에서 가장자리(4) 옆에 놓인다. 상기 지지영역(6)은 웨이퍼(2)에 대해 동심으로 뻗어있고 웨이퍼(2)의 중심(3)을 향하여 경사진 사면으로서 형성된다.

지지영역(6)의 표면은 웨이퍼의 미끄럼 작용에 영향을 끼치는 물질로 이루어질 수 있다. 이런 종류의 선호되는 물질은 Teflon^R 또는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE, DuPont)이고; 이것은 부드러운 표면과 낮은 마찰 을 제공한다. 티타늄 질소화물(TiN) 또는 티타늄 탄화질소(TiCN)와 같은 경성 물질로 지지영역(6)을 코팅하면 지지영역(6)에 대해 단단한, 저-연마 표면을 부여한다.

도 7에 나타낸 것으로부터, 축(11) 상에 배치된 호울딩 부분(7)은 평평한 구조로 이루어지고 뒤쪽으로 향하고 있는 호울딩 영역(8)을 포함한다. 이렇게 형성된 호울딩 부분(7)은 양방향 화살표 방향으로 움직일 수 있으므로, 보다 단순한 구조를 허용하고, 회전 운동을 방지한다.

도 8과 9는 도 7에서 A- -A와 B- -B선을 따라서 본 각각의 웨이퍼(2)를 처리하기 위한 장치(1)를 관통하여 본 도면이다.

도 8은 지지부분(5)을 관통한 단면도이다. 웨이퍼가 가장자리 영역(4)에 놓인 사면으로 형성된 지지영역(6)은 도면에 분명하게 나타나 있다. 지지부분(5)의 상부 면과 웨이퍼(2)의 하부 면 사이에 일정함 틈(14)을 부여하도록 지지영역(6)이 웨이퍼(2) 아래에서 충분히 멀리 연장되도록 지지부분(5)은 구성된다. 수직 또는 뒤쪽으로 기울어진 림(15)은 동심으로 지지영역(6)을 한정하여서, 지지영역(6)의 한쪽 면에 완전히 웨이퍼가 배치된다면, 지지영역(6) 밖으로 미끄러질 수 없으므로, 일정한 틈(14)이 항상 형성되도록 보장한다. 따라서 웨이퍼(2)의 측면이 위로 향하고 있는지 또는 지지부분(5)으로부터 멀리 떨어져 있는지, 측면이 아래로 향하고 있는지 중요하지 않다.

본 발명에 따른 장치(1)는, 세 축, X, Y, Z를 따라 움직이고 화살표 방향 또는 반대 방향으로(회전=R) 프레임(도시되지 않음)에 대해 회전할 수 있도록 배치되 고 아암에 부착되는 것이 유리하다. 아암은 조인트(도시되지 않음)에 의해 프레임에 대해 고정되는 것이 유리한 것으로 판명되었다. 모든 자유도는 집어 올리는 웨이퍼로 바람직한 모든 운동이 수행될 수 있도록 허용한다.

수평 방향으로 웨이퍼의 변위로부터 벗어나는 어떤 운동이 수행되던지 기구로부터 떨어지지 않게 웨이퍼(2)를 고정시키기 위해서, 이것은 호울딩 영역(8)을 수단으로 적어도 두 개의 호울딩 부분(7)에 의해 적어도 두 호울딩 점(10)에서 유지된다. 이 호울딩 영역(8)의 한 가지 가능한 형태는 도 8에 나타나 있다. V형 슬롯은 가공되거나 헤드(13)에서 자유롭게 유지되고, "열장이음" 구조를 형성하는 두 개의 호울딩 영역을 부여한다는 것을 알 수 있다. 상호 대향한 호울딩 영역(8)의 구조는 회전 막대(12) 대신에 병진 운동할 수 있는 평평한 형태를 가지는 변형예에서(도시되지 않음) 선호된다.

도 9는 축(11)에서 이격된 외부 호울딩 부분(7)을 관통하는 단면도이다. "열장이음" 구조의 호울딩 영역(8)은 분명하게 나타나 있다. 이것은 가장자리(4) 또는 가장자리 영역에서 웨이퍼(2)를 고정시킬 수 있다.

도면에서 장치(1)에 의해 픽업되고 고정되는 각 웨이퍼(2)의 평면은 접촉될 수 없다는 것을 알 수 있다. 이것은 거의 입자를 형성하지 않으면서 웨이퍼를 처리할 수 있다.

일시적으로 수평 위치에 있고 하나의 중심(3)과 가장자리(4)를 가지는 각각의 웨이퍼(2)를 처리하기 위한 방법은 예를 들어 자세히 설명될 것이다:

1. 웨이퍼 픽업하기:

완전히 채워진 매거진의 각 저장 레벨에서 웨이퍼를 저장하고 수송하는데 사용되는 웨이퍼가 있다. 상기 매거진은 지지부에서 단독으로 세워질 수 있거나 수송 상자 내부에 있는데, 로딩 도어는 이미 열려 있다.

웨이퍼의 가장자리(4)를 파지하기 위한 호울딩 영역(8)을 가지는 적어도 하나의 호울딩 부분(7)과 가장자리 영역에서 웨이퍼(2)를 유지하기 위한 지지영역(6)을 가지는 적어도 하나의 지지부분(5)을 포함한 장치(1)는, 스택에서 수평으로 놓여 있고 그 아래에 배치된 가장 인접한 제 2 웨이퍼(2)와 웨이퍼 사이에서, 픽업되는 제 1 웨이퍼 아래의 수평 방향으로 삽입되는데, 상기 지지영역(6)은 적어도 세 개의 지지점(9)을 포함하고 호울딩 영역(8)은 적어도 두 개의 호울딩 점(10)을 포함한다. 삽입되는 장치(1) 부분의 전체 높이는, 삽입하는 동안 어떠한 웨이퍼도 접촉하지 않게 보장하는데 필요한 장치 위아래의 클리어런스와 웨이퍼의 두께를 빼고, 웨이퍼 매거진의 각 레벨 사이의 틈 크기에 따라 선택될 것이다.

일단 장치(1)가 완전히 삽입되어서, 지지영역(6)이 픽업되는 웨이퍼(2)와 동심으로 배치된다면, 웨이퍼(2)가 지지영역(6)의 지지점(9) 위에 놓이고 매거진의 레일과 더 이상 접촉하지 않을 때까지 장치(1), 특히 지지부분(5)은 위로 올려질 것이다.

2. 웨이퍼 수송:
상기 장치(1)는, 웨이퍼(2)가 픽업될 때 매거진 밖으로 움직인다. 밖으로 움직이기 전에 또는 밖으로 움직이는 동안, 웨이퍼(2)가 가장자리(4)에서 고정될 때까지 호울딩 영역(8)은 웨이퍼(2) 및 지지점(9)에 대해 움직인다. 호울딩 점(10)에서 "열장-이음" 방식으로 배치된 호울딩 영역(8)은, 웨이퍼(2)와 장치(1)의 위치에서 모든 조인트 변화에 의해 또는 웨이퍼(2)를 처리하는 동안 장치(1) 운동에 의해 움직일 수 없도록 장치(1) 내에 유지되게 장치에 고정되도록 웨이퍼를 유지한다.

3. 웨이퍼 적재:
웨이퍼 매거진의 바깥쪽에서, 웨이퍼는 모든 바람직한 부분에서 수평 위치에 내려놓아지는데, 이 위치는 매거진에서 웨이퍼 원위치의 측부 및 높거나 낮은 높이의 위치이다. 웨이퍼(2)는 제 1 매거진에서 원 위치 또는 제 2 매거진에서 모든 바람직한 위치에 배치될 수도 있다.

호울딩 부분이 수평 방향으로 매거진에 삽입되고 웨이퍼(2)가 지지영역(6)의 지지점(9)에 자유롭게 배치될 때 호울딩 영역(8)을 가지는 호울딩 부분(7)이 웨이퍼(2)의 가장자리(4)로부터 이격되어 움직이도록 웨이퍼(2)는 픽업 방향과 정반대로 배치되는 것이 선호된다. 웨이퍼가 적재 위치에 도달하자마자, 매거진의 레일 또는 바아에 놓일 때까지 장치(1) 또는 지지부분(5)은 웨이퍼(2)와 함께 낮추어지고 이 장치는 웨이퍼의 하부 면으로부터 충분히 멀리 떨어져 있다. 이 장치는 그 후에 끌어넣어지거나 매거진 밖으로 움직인다.

이처럼 대응하는 지지부 상의 수직 위치에 웨이퍼(2)를 배치할 수 있다. 액체 막에 거꾸로 된 웨이퍼(2)를 배치할 수도 있다.

웨이퍼(2)를 운반하는 장치(1)를 안과 밖으로 움직이는 것은 비교적 긴 경로 때문에 비교적 장시간이 소요된다. 웨이퍼를 픽업하기 위해서 장치를 위로 올리고 웨이퍼를 내리기 위해서 장치를 낮추는 것은 경로가 비교적 짧기 때문에 단시간 내 에 실시될 수 있다. 웨이퍼를 파지하는 것은, 바람직한 범위 내에서 지지력을 통제시킬 수 있는 센서의 사용 및 보다 긴 경로로 인해 보다 장시간이 걸린다. 또, 수행되는 추가 회전 운동은, 웨이퍼(2)가 신뢰성 있게 고정되기 전에 요구되는 시간을 연장시킨다(도 8).

본 발명은 두 가지 주요 기능, 즉 신뢰성 있게 웨이퍼를 고정하거나 풀어 놓 기 위해서 웨이퍼를 픽업하고 파지하는 공간과 시간을 분리시킬 수 있다. 따라서, 파지하고 풀어 놓는 것은 매거진으로부터 또는 매거진 안으로 장치를 끌어넣거나 삽입하는 것과 동시에 이루어질 수 있으므로, 전술한 대로 분리 사이클 또는 적재 사이클을 위한 처리 시간은 단축되고 이것은 처리되는 웨이퍼 수가 많을 때 비용에 큰 영향을 끼친다.

본 발명에 따른 장치의 또다른 장점은 웨이퍼를 신뢰성 있게 고정할 수 있다는 것이다. 이것은:

ㆍ 매거진의 밖에서 고속으로 웨이퍼를 처리할 수 있으므로 시간을 크게 줄일 수 있다;

ㆍ 공간 내 거의 모든 위치에 웨이퍼를 적재할 수 있는데, 이것은 추가 "처리 로봇"을 제거할 수 있다는 것을 의미한다.

Claims (16)

1. 가장자리 영역에서 웨이퍼(2)를 지지하기 위한 지지영역(6)을 가지는 하나 이상의 지지부분(5) 및 웨이퍼의 가장자리(4)를 파지하기 위한 호울딩 영역(8)을 가지는 하나 이상의 호울딩 부분(7)을 포함하고, 지지영역(6)은 3개 이상의 지지점(9)을 포함하고 호울딩 영역(8)은 두 개 이상의 호울딩 점(10)을 포함하며, 서로에 대해 웨이퍼(2)를 파지하고 지지점(9)에 대해 움직일 수 있도록 두 개 이상의 호울딩 점(10)이 배치되고, 중심(3) 및 가장자리(4)를 가지고 일시적으로 수평 위치에 있는 각각의 웨이퍼(2)를 처리하기 위한 장치(1)에 있어서, 상기 호울딩 점(10) 중 하나는 호울딩 부분(7)으로서 웨이퍼를 신뢰성 있게 고정하도록 형성된 회전 가능한 막대(12)에 배치되고, 이런 회전 가능한 막대(12)는 웨이퍼 표면과 평행을 이루고 웨이퍼(2)의 중심(3)을 관통하는 축(11)과 동축으로 뻗어있는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 회전 가능한 막대(12)는 "열장이음" 구조를 형성하는 호울딩 영역(8)을 가지는 헤드(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제 1항 또는 2항에 있어서, 호울딩 영역(8)은 세 개 이상의 호울딩 점(10)을 포함하고, 이 중 두 개는 축(11)의 각 측부에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제 1항에 있어서, 지지영역(6)은 경사면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제 1항에 있어서, 지지영역(6)은 지지부분(5)과 웨이퍼(2) 사이의 마찰에 영향을 끼치는 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 지지영역(6)은 3개 이상의 지지점(9)을 포함하고 호울딩 영역(8)은 2개 이상의 호울딩 점(10)을 포함하고, 서로에 대해 웨이퍼(2)를 파지하고 지지점(9)에 대해 움직일 수 있도록 2개 이상의 호울딩 점(10)이 배치되며, 가장자리 영역에 웨이퍼(2)를 유지하기 위한 지지영역(6)을 가지는 하나 이상의 지지부분(5) 및 웨이퍼의 가장자리(4)를 파지하기 위해 호울딩 영역(8)을 가지는 하나 이상의 호울딩 부분(7)으로 구성된 장치(1)를 이용해, 중심(3)과 가장자리(4)를 가지고 수평 위치에 일시적으로 배치된 각각의 웨이퍼(2)를 처리하기 위한 방법에 있어서, 웨이퍼(2)는 지지영역(6)을 올려줌으로써 상승되고 지지영역(6)에 대해 호울딩 영역(8)을 움직이고 서로에 대해 둘 이상의 호울딩 점(10)을 움직여줌으로써 고정되며, 하나 이상의 호울딩 점(10)은 웨이퍼의 표면과 평행을 이루고 웨이퍼(2)의 중심(3)을 관통하는 축(11)과 동축으로 뻗어있는 호울딩 부분(7)으로서 형성된 회전 가능한 막대(12)에 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   ㆍ 제 1 웨이퍼(2) 및 이 아래에 배치되고 스택으로 수평으로 놓인 제 2 웨이퍼(2) 사이에 장치(1)를 삽입하고;

   ㆍ 제 1 웨이퍼가 지지점(9)에 놓여 위로 올려질 때까지 지지영역(6)을 위로 올리며;

   ㆍ 제 1 웨이퍼가 호울딩 점(10)에 의해 가장자리에 고정될 때까지 지지영역(6)에 대해 호울딩 영역(8)을 움직이며;

   ㆍ 웨이퍼 스택으로부터 장치(1)를 끌어넣는 과정을 특징으로 하는 방법.
8. 제 6항 또는 7항에 있어서, 수직으로 쌓여있는, 수평 웨이퍼(2) 스택으로 장치(1)를 삽입하는 것은 한쪽 면에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제 6항에 있어서, 지지영역(6)에 대해 호울딩 영역(8)을 움직이는 것은 웨이퍼 스택으로부터 장치(1)를 끌어넣는 동안 동시에 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제 6항에 있어서, 제 1 웨이퍼(2)는 4가지 가능한 운동 방향(X, Y, Z, R) 중 한 방향으로 움직이는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제 6항에 있어서, 지지영역(6)에 대한 호울딩 영역(8)의 운동은 웨이퍼 스택 안으로 장치(1)를 삽입하는 동안 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제 6항에 있어서, 제 1 웨이퍼(2)는 수평 또는 수직 위치로 적재되는 것을 특징으로 하는 방법.
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