KR101396623B1 - 워크피스 전달 어셈블리 및 워크피스의 조작 방법 - Google Patents

Abstract

반도체 웨이퍼들과 같은 하나 이상의 워크피스를 처리하는 워크피스 전달 어셈블리는 워크피스의 외부 지름에 대응하는 하나 이상의 궁형 부분을 포함하는 다수의 협력 암을 포함한다. 궁형 부분은 워크피스의 외부 모서리와 맞물리는 워크피스 맞물림 표면을 갖는다. 적어도 하나의 협력 암은 워크피스 맞물림 표면으로부터 워크피스의 외부 모서리에 압력을 가하는 것에 응답하여 워크피스 모서리로부터 먼 방향으로 워크피스 맞물림 표면의 변형을 허용하는 플렉처 어셈블리를 포함한다.

워크피스, 플렉처 어셈블리, 협력 암, 고정 암, 가요성 핑거

Description

워크피스 전달 어셈블리 및 워크피스의 조작 방법{WORKPIECE TRANSFER ASSEMBLY AND METHOD FOR MANIPULATING THE SAME}

본 발명은 일반적으로 이온 주입 장비에 관한 것이고, 특히, 이온 주입용 개선된 단부 스테이션에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼 처리는 주입, 열 처리 및 여러 화학 약품에 대한 선택적인 노출을 포함하는 여러 처리 단계를 포함한다. 웨이퍼들이 주입 설비를 통해 처리됨에 따라, 웨이퍼들은 특수화된 처리 챔버들 및 스테이션들 사이에서 전달된다. 로봇들은 일련의 작업으로 웨이퍼들을 전달하는데 사용된다. 로봇들은 안전하게 반도체 웨이퍼들을 잡도록 적응된 단부 이펙터(end effectors)들을 특수화시킨다. 처리 동안, 반도체 웨이퍼들은 특히, 웨이퍼의 가장자리에서 균일하지 않거나 과도한 힘에 의해 야기되는 결점에 영향을 받기 쉽고, 단부 이펙터들에 의해 행해지는 손상은 반도체 웨이퍼의 생산량에 불리한 영향을 미칠 수 있다.

워크피스 전달 암(arm)의 일부로서 플렉처(flexure)를 포함하는 것은 워크피스 모서리에 위치되는 압력의 양을 조절하고, 입자 발생과 같은 결함이 포함된 압력의 가능성을 줄인다.

반도체 웨이퍼들과 같은 하나 이상의 워크피스를 처리하는 워크피스 전달 어셈블리는 워크피스의 외부 윤곽에 대응하는 하나 이상의 워크피스 맞물림 부분을 포함하는 다수의 협력 암(coacting arm)을 포함한다. 워크피스 맞물림 부분은 워크피스의 외부 윤곽의 모서리와 맞물리는 워크피스 맞물림 표면을 갖는다. 적어도 하나의 협력 암은 워크피스 맞물림 표면으로부터 워크피스의 외부 모서리에 압력을 가하는 것에 응답하여 워크피스 모서리로부터 먼 방향으로 워크피스 맞물림 표면의 변형을 허용하는 플렉처 어셈블리를 포함한다.

워크피스 전달 어셈블리는 워크피스의 외부 모서리와 맞물리는 피벗 지점을 중심으로 회전하는 이동 암 및 고정 암을 포함하는 한 쌍의 협력 암을 유리하게 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 각각의 협력 암은 두 개의 말단부의 각각에서 궁형 부분을 포함한다. 각각의 협력 암은 피벗 지점에 연결된다. 어느 한쪽의 암이 암의 피벗 부분 및 암의 워크피스 맞물림 부분 사이의 암 내로 절단된 노치(notch)와 같은 워크피스 맞물림 표면의 암 외부의 일부를 형성하는 플렉처 어셈블리를 포함할 수 있다. 플렉처 어셈블리는 또한 워크피스 맞물림 표면을 형성하는 가요성 핑거(flexible finger)일 수 있다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 전달 암 어셈블리를 특징으로 하는 워크피스 전달 어셈블리의 정면 사시도;

도1A는 도1의 워크피스 전달 어셈블리의 확대된 부분도;

도2는 도1의 워크피스 전달 어셈블리의 후면 사시도;

도3은 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 워크피스 전달 어셈블리의 부분 도;

도4는 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 워크피스 전달 어셈블리의 부분도; 및

도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 워크피스 전달 어셈블리의 동작을 도시하는 워크피스 전달 어셈블리 위치의 순서에 대한 개략도.

도1은 반도체 웨이퍼와 함께 사용하도록 하는 워크피스 처리 로봇(10)을 도시한다. 로봇은 회전 가능한 샤프트(12)가 돌출된 로봇 몸체(11)를 포함한다. 샤프트(12)의 말단부에서, 일반적으로 참조번호(13)로 병기된 전달 암 어셈블리는 처리 및 저장 스테이션 사이에서 워크피스를 전달하도록 고정된다. 전달 암 어셈블리(14)는 한 쌍의 워크피스 지지 암을 포함한다. 고정된 암(15)은 회전 샤프트(12)에 고정되고, 샤프트에 관하여 이동하지 않는다. 이동 암(19)은 회전 샤프트(12)에 대해 상대적인 움직임이 가능하다. 이동 암의 상대적인 움직임은 이동 암이 도1에 도시된 압축 위치, 및 도5A 및 5D에 도시된 해제 위치 사이의 피벗 고정 지점(20)을 중심으로 회전됨에 따라, 도2에 도시되는 바와 같이 짧은 행정("L")으로 제한된다.

또한, 도2에서 도시되는 바와 같이, 로봇 몸체는 도2에서 "N"이라 병기된 선형 경로를 따라 전달 암 어셈블리(10)를 이동시키는 선형 액추에이터(33)에 연결된다. 회전 구동 유닛(31)은 "M"이라 도시된 방향으로 샤프트(12) 및 전체 암 어셈블리(14)를 회전시키는 제1 회전 구동 유닛(35)을 포함한다. 제2 회전 구동 유닛(34) 은 샤프트의 내부에서 동축인 제2 샤프트를 구동한다. 제2 샤프트는 또한 M 방향으로 회전하고, 적게 회전하는 것에 대응하는 행정(L)에서 고정 암에 관하여 이동 암을 이동시킨다.

전달 암 어셈블리(14)는 이동 암(19)이 회전되어 워크피스가 암에 의해 그의 모서리 부분을 따라 지지될 때, 응력을 경감시키는 적어도 하나의 플렉처 구성 요소를 포함한다. 도1에 도시된 전달 암 어셈블리가 각각의 암에서 여러 플렉처 구성요소를 포함하는 반면, 플렉처 구성 요소들은 암들 중 하나, 유리하게는 이동 암에서만 존재할 수 있다. 플렉처의 특성들은 이동 암이 그의 워크피스 압축 위치로 이동될 때 워크피스 모서리에 의해 이동 암에 가해지는 기대되는 힘에 응답하여, 소정의 양의 변위를 제공하도록 선택된다. 이러한 방법으로, 전달 암 또는 암들은 워크피스 모서리 상의 상대적인 응력으로 굽는다. 도1 및 도3에 도시된 암 플렉처(21)는 암 부분들(19a,19b) 사이의 암(19) 내로 절단된 코치를 포함한다.

다수의 워크피스 맞물림 플렉처(25)는 고정된 암(15) 및 이동 암(19) 둘 다에 위치되는 것으로 도시된다. 도4는 워크피스 맞물림 플렉처의 횡단면을 도시한다. Vespel 또는 PEEK 물질로부터 유리하게 만들어질 수 있는 가요성 워크피스 지지 핑거(26)는 이동 암(19)이 연결된 고정 몸체 부분(29)에 수직으로 신장한다. 워크피스 지지 핑거(26)는 몸체 부분(29)으로부터 외팔보처럼 만들어지고, 워크피스(13)의 모서리에 의해 가해지는 힘에 응답하여 "K"라 병기된 방향으로 구부러진다. 핑거(26)의 가요성은 몸체 부분(29) 및 핑거(26) 사이에 존재하는 노치(26a)에 의해 증가된다. 워크피스 모서리는 핑거(26)에서 일반적으로 V형 채널(27)에 의해 지지된다. 이러한 방법으로, 이동 팔이 압축 위치로 이동될 때, 워크피스 지지 핑거(26)는 워크피스의 모서리 상의 응력을 감소시키도록 굽을 수 있다.

도5A-도5D는 두 개의 워크피스(A,B)의 위치가 교환되는 일반적인 동작 동안 전달 암 어셈블리(14)에 의해 취해지는 일련의 위치를 도시한다. 도5A에서, 전달 암 어셈블리는 파크(park) 위치에 있다. 이동 암(19)은 워크피스(A,B)의 지름보다 상당히 큰 거리("X") 만큼 고정 암(15)으로부터 이격된, 해제 위치에 있다. 도5B에 도시된 바와 같이, 전달 암 어셈블리는 워크피스와 근접하게 90도 회전되고, 이동 암(19)은 그의 압축 위치로 고정 암(15)을 향하여 이동된다. 이동 암 상의 플렉처 어셈블리들은 워크피스 모서리 상의 관련된 응력으로 구부러진다. 그 후에 5B로부터 5C로 이동하면, 전달 암 어셈블리(14)는 워크피스가 교환되는 위치로 180도 회전된다. 그 후에 이동 암은 그의 해제 위치로 이동되고, 그리고 나서 전달 암 어셈블리는 도5D에 도시된 바와 같이 그의 파크 위치로 다시 90도 회전한다. N(도2)을 따라 선형 움직임(도시되지 않음)은 정전 척(electrostatic chuck) 및 로드-록으로부터 워크피스를 제거하는데 사용된다.

본 발명이 상세하게 설명될지라도, 본 발명은 첨부된 청구항의 정신 또는 범위 내에 존재하는 개시된 디자인으로부터의 모든 수정 및 대안을 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (13)

1. 워크피스 전달 어셈블리에 있어서,

   회전 가능한 샤프트;

   상기 회전 가능한 샤프트에 설치되고, 고정 암 및 이동 암을 포함하는 한 쌍의 협력 암으로서, 상기 이동 암은 워크피스의 외부 모서리에 맞물리도록 피벗 지점을 중심으로 회전하도록 동작 가능한 상기 한 쌍의 협력 암; 및

   워크피스의 외부 윤곽에 대응하는 하나 이상의 워크피스 맞물림 부분을 포함하는데,

   상기 워크피스 맞물림 부분은 상기 워크피스 외부 윤곽의 모서리에 맞물리도록 구성된 워크피스 맞물림 표면을 가지며;

   적어도 하나의 상기 협력 암은 상기 워크피스 맞물림 표면으로부터 상기 워크피스의 외부 모서리 상의 압력에 응답하여 상기 워크피스 모서리로부터 떨어진 방향으로 상기 워크피스 맞물림 표면의 변형을 허용하는 하나 이상의 플렉처 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피스 전달 어셈블리.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 각각의 협력 암이 두 개의 말단부 각각에서 궁형 부분을 포함하고, 각각의 협력 암은 상기 피벗 지점에 연결되는 것을 특징으로 하는 워크피스 전달 어셈블리.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 이동 암이 상기 워크피스 맞물림 표면이 외부에 상기 이동 암의 일부를 형성하는 플렉처 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피스 전달 어셈블리.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 플렉처 어셈블리는 상기 이동 암의 피벗 부분 및 상기 이동 암의 워크피스 맞물림 부분 사이의 상기 이동 암 내로 절단된 노치를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피스 전달 어셈블리.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 플렉처 어셈블리가 상기 워크피스 맞물림 표면을 형성하는 가요성 핑거를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피스 전달 어셈블리.
6. 제 1항에 있어서,

   선형 행정을 따라 상기 협력 암을 이동시키는 선형 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피스 전달 어셈블리.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 회전 가능한 샤프트는 상기 피벗 지점을 중심으로 상기 한 쌍의 협력 암을 회전시키는 것을 특징으로 하는 워크피스 전달 어셈블리.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 워크피스를 부착하고 해제하기 위해 상기 고정 암에 대해 상기 피벗 지점을 중심으로 상기 이동 암을 회전시키는 회전 구동 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피스 전달 어셈블리.
9. 하나 이상의 워크피스의 조작 방법에 있어서,

   회전 가능한 샤프트를 제공하는 단계;

   상기 회전 가능한 샤프트에 설치된 한 쌍의 협력 암을 제공하는 단계로서, 상기 협력 암 중 하나는 고정 암이고, 상기 협력 암 중 다른 하나는 피벗 지점을 중심으로 회전하도록 동작 가능한 이동 암이며, 상기 협력 암 중 하나 또는 둘 다는 적어도 하나의 플렉처 구성 요소를 포함하는, 상기 한 쌍의 협력 암을 제공하는 단계;

   상기 한 쌍의 협력 암의 각각을 상기 워크피스의 외부 모서리와 근접시키는 단계;

   상기 협력 암 중 다른 하나에 대한 상기 협력 암 중 하나를 상기 워크피스의 외부 모서리에 맞물리도록 상기 워크피스를 향하여 이동하는 단계를 포함하는데,

   상기 적어도 하나의 플렉처 구성 요소는 압력을 완화하도록 상기 외부 모서리와 맞물림에 의해 유발된 압력에 응답하여 휘어지는 것을 특징으로 하는 워크피스의 조작 방법.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 플렉처 구성 요소는 상기 한 쌍의 협력 암에서 노치된 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피스의 조작 방법.
11. 제 9항에 있어서,

    상기 플렉처 구성 요소는 워크피스 맞물림 표면을 포함하는 가요성 핑거를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피스의 조작 방법.
12. 삭제
13. 삭제

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