KR101960854B1 - 웨이퍼 정렬 장치 및 웨이퍼 이송 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 중심부와 주변부의 두께가 상이한 웨이퍼를 정렬시키기 위한 웨이퍼 정렬 장치 및 이송 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 정렬 장치는, 하우징, 상기 하우징의 상부에 배치되고, 중심부와 주변부의 두께가 상이한 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 척, 및 상기 웨이퍼 척을 일 축을 중심으로 회전시키는 회전 장치를 포함할 수 있다.

Description

웨이퍼 정렬 장치 및 웨이퍼 이송 장치{Wafer aligning apparatus and Wafer transfer apparatus}
본 발명은 웨이퍼 정렬 장치 및 상기 웨이퍼 정렬 장치에 웨이퍼를 이송하기 위한 웨이퍼 이송 장치에 관한 것이다.
웨이퍼 정렬 장치는 웨이퍼의 노치를 검출하여 노치를 정위치로 정렬시킴과 동시에 웨이퍼의 원주를 계산하여 웨이퍼의 중심을 검출하기 위한 정렬 장치이다. 웨이퍼의 노치를 검출하여 웨이퍼를 정렬시키기 위해 웨이퍼를 회전시키는 회전수단에 웨이퍼를 안착시키기 위한 별도의 이송 수단 및 별도의 안착부를 장착할 수 있다. 웨이퍼 정렬 장치에 이송 및 안착되는 웨이퍼는 쉽게 깨지거나 긁힐 수 있으므로 웨이퍼의 손상을 방지하기 위해서는 최대한 신중하게 취급해야 한다. 특히, 최근 사용되는 웨이퍼의 크기는 커지는 반면, 웨이퍼의 두께가 얇아짐에 따라, 웨이퍼가 정렬 장치에 이송하는 경우, 및 웨이퍼가 회전수단에 안착하는 경우 웨이퍼에 손상이 발생하는 문제가 있었으며, 또한, 회전수단이 웨이퍼를 회전시킬 때 웨이퍼의 슬립(Slip)이 발생하여 정밀한 작업이 요구되는 반도체 공정 등에 있어서 웨이퍼의 손상 등이 발생하는 치명적인 문제점이 있었다.
본 발명의 일 측면에서는, 박막 형태의 웨이퍼를 안전하게 이송 및 안착시킬 수 있는 웨이퍼 정렬 장치 및 웨이퍼 이송 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 측면에서는, 박막 형태의 웨이퍼가 회전 장치에 지지되어 회전하는 경우 발생되는 슬립을 방지할 수 있는 웨이퍼 정렬 장치를 제공한다.
일 실시예에 따른 웨이퍼 정렬 장치는 하우징; 상기 하우징의 상부에 배치되고, 중심부와 주변부의 두께가 상이한 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 척; 및 상기 웨이퍼 척을 일 축을 중심으로 회전시키는 회전 장치;를 포함할 수 있으며, 상기 웨이퍼 척의 일면에 동심원 형상의 복수 개의 진공 라인이 배치될 수 있다.
상기 복수 개의 진공 라인은 소정의 간격을 사이에 두고 상기 웨이퍼 척의 직경 방향을 따라 소정의 간격을 사이에 두고 서로 이격되도록 배치될 수 있다.
상기 복수 개의 진공 라인은 상기 웨이퍼의 중심부와 마주보도록 배치되어 상기 웨이퍼 척에 상기 웨이퍼를 지지시킬 수 있다.
상기 복수 개의 진공 라인은 상기 웨이퍼의 중심부에 각각 동일한 진공 압력을 인가할 수 있다.
상기 웨이퍼 척을 일 방향을 따라 이동시키는 이동 장치;를 더 포함할 수 있다.
상기 웨이퍼의 주변부를 지지하는 안착부;를 더 포함할 수 있다.
상기 안착부는 상기 웨이퍼 척의 원주 방향을 따라 소정의 각도를 구비하도록 연장된 제1 및 제2 지지부;를 포함하며, 상기 제1 및 제2 지지부는 상기 웨이퍼 척을 중심으로 소정의 간격을 사이에 두고 서로 이격되도록 배치될 수 있다.
상기 제1 지지부는 서로 다른 높이의 제1-1 및 제1-2 지지면을 구비하고, 상기 제2 지지부는 서로 다른 높이의 제2-1 및 제2-2 지지면을 구비할 수 있다.
상기 제1-1 및 제1-2 지지면 사이에 배치되며, 소정의 곡률을 구비하는 곡면 형상의 제1 단차부 및, 상기 제2-1 및 제2-2 지지면 사이에 배치되며, 소정의 곡률을 구비하는 곡면 형상의 제2 단차부를 포함할 수 있다.
상기 웨이퍼의 정렬 상태를 감지하기 위한 검출 센서를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치는 중심부와 주변부의 두께가 상이한 웨이퍼를 지지하기 위한 몸체; 및 상기 몸체 상에 형성되고 진공 압력을 발생시켜 상기 웨이퍼의 주변부를 흡착하는 진공홀;을 포함할 수 있다.
상기 몸체로부터 연장되는 제1 가지 및 상기 몸체로부터 연장되는 제2 가지를 더 포함할 수 있다.
상기 진공홀은 상기 몸체 상에 형성된 제1 진공홀, 상기 제1 가지 상에 형성된 제2 진공홀 및 상기 제2 가지 상에 형성된 제3 진공홀을 포함하고, 상기 몸체, 상기 제1 가지 및 상기 제2 가지는 Y자 형상을 이루고, 상기 제1 내지 제3 진공홀은 삼각형 형상으로 배치될 수 있다.
상기 제1 내지 제3 진공홀 각각은 상기 웨이퍼의 주변부에 인접하는 상기 웨이퍼의 중심부와 대응되도록 배치될 수 있다.
일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치는, 중심부와 주변부의 두께가 상이한 웨이퍼를 지지하기 위한 판 형상의 베이스부; 상기 베이스부와 단차를 구비하도록 형성되고 서로 상기 베이스부 상에 서로 이격되도록 배치된 제1 가이드 월 및 제2 가이드 월; 및 상기 웨이퍼의 주변부를 지지하는 접촉 패드부;를 더 포함할 수 있다.
상기 접촉 패드부는 상기 베이스부 상에 형성된 제1 내지 제3 접촉 패드를 포함하고, 상기 제1 내지 제3 접촉 패드는 삼각형 형상으로 배치될 수 있다.
상기 제1 내지 제3 접촉 패드 각각은 상기 웨이퍼의 주변부에 인접하는 상기 웨이퍼의 중심부와 대응되도록 배치될 수 있다.
전술한 본 개시의 과제 해결 수단에 의하면, 박막 형태의 웨이퍼를 웨이퍼 정렬 장치로 별도의 손상 없이 이송 및 안착시킬 수 있다.
또한, 웨이퍼 정렬 장치에 의해 박막 형태의 웨이퍼가 회전하는 경우, 별도의 슬립 현상 없이 웨이퍼를 지지함으로써, 박막 형태의 웨이퍼의 손상을 방지할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 정렬 장치를 도시한 사시도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 정렬 장치의 구성을 개략적으로 도시한 개략도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼의 사시도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 웨이퍼를 O-O'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 안착부의 사시도이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 안착부를 A-A'선을 따라 절단한 안착부의 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 척의 사시도이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 웨이퍼 척의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치의 평면도이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 정렬 장치를 도시한 사시도이다. 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 정렬 장치의 구성을 개략적으로 도시한 개략도이다. 도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼의 사시도이다. 도 2b는 도 2a에 도시된 웨이퍼를 O-O'선을 따라 절단한 단면도이다.
도면들을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 정렬 장치(1)는, 하우징(100)의 상부에 배치되는 웨이퍼 척(210), 상기 웨이퍼 척(210)을 제1 방향(X)을 따라 이동시키고, 제1 방향(X)을 중심으로 회전시킬 수 있는 구동부(220), 웨이퍼 척(210)의 둘레부를 따라 배치되는 안착부(300), 하우징(100) 상면 상단부의 소정의 높이에 배치되는 검출 센서(400) 및 제어부(600)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼(W)는 박막 형태로 형성될 수 있다. 일 예로서, 웨이퍼(W)는 원판 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 웨이퍼(W)는 중심부(O)와 주변부(P)의 두께가 상이한 타이코 웨이퍼(Taiko Wafer)일 수 있다. 예를 들어 박막 형태의 웨이퍼(W)가 타이코 웨이퍼로 형성된 경우, 중심부(O)의 두께(t1)는 50μm일 수 있으며, 주변부(P)의 두께(t2)는 700μm 일 수 있다. 또한, 웨이퍼(W)의 직경이 8인치(in)인 경우 직경 방향에 대한 주변부(P)의 폭(r)은 1mm 일 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 박막 형태뿐만 아니라 상대적으로 두꺼운 두께를 구비한 웨이퍼(W)에 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 정렬 장치 및 웨이퍼 이송장치가 사용되어도 무방하다.
웨이퍼 척(210)은 웨이퍼(W)를 지지할 수 있는 지지부재이다. 일 예로서, 웨이퍼 척(210)은 외형 치수가, 지지되는 웨이퍼(W)와 동일하거나 웨이퍼(W) 보다 한 치수 작게 형성된 원판형상일 수 있다. 일 예로서 상술한 바와 같이 웨이퍼(W)는 박막 형상의 원판으로 형성될 수 있으며, 웨이퍼 척(210)은 박막 형상의 웨이퍼(W)보다 한 치수 작거나 동일하게 형성될 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 웨이퍼 척(210)의 형상, 치수 등은 지지되는 웨이퍼(W)의 형상, 치수 등에 따라 설정되어도 무방하다. 웨이퍼(W)와 마주보도록 배치된 웨이퍼 척(210)의 일면(211)은 웨이퍼 지지면일 수 있으며, 일 예로서, 웨이퍼 척(210)이 진공 척으로 형성된 경우, 웨이퍼 척(210)의 일면(211)에 배치된 진공 라인(270)로부터 공기를 흡인하여 흡인력을 발생시킴으로써, 웨이퍼(W)를 고정시킬 수 있다.
구동부(220)는 웨이퍼 척(210)을 이동시키기 위한 이동 장치로서, 제1 방향(X)을 따라 구동력을 발생시킬 수 있는 제1 구동 모터(221)를 포함할 수 있다. 또한, 구동부(220)는 웨이퍼 척(210)을 제1 방향(X)을 중심으로 회전시키기 위한 회전 장치로서, 제1 방향(X)을 중심으로 회전하는 회전력을 발생시킬 수 있는 제2 구동 모터(222)를 포함할 수 있다. 이때, 웨이퍼 척(210)은 제1 방향(X)을 따라 연장되고 웨이퍼 척(210)의 다른 일면(212)에 배치된 이동 로드(223)를 포함할 수 있다. 일 예로서, 제1 구동 모터(221)로부터 동력을 전달 받아 이동 로드(223)가 제1 방향(X)을 따라 이동하는 경우, 웨이퍼 척(210) 또한, 제1 방향(X)을 따라 웨이퍼(W)를 향해 이동될 수 있으며, 이에 따라 웨이퍼 척(210)은 웨이퍼(W)를 지지할 수 있다.
또한 일 예로서, 제2 구동 모터(222)로부터 이동 로드(223)에 동력이 전달되는 경우, 상기 웨이퍼 척(210)은 제1 방향(X)을 중심으로 회전될 수 있으며, 웨이퍼 척(210)에 고정되도록 배치된 웨이퍼(W) 또한 제1축(X)을 중심으로 회전할 수 있다. 이때, 제2 구동 모터(222)는 웨이퍼 척(210)에 동력을 전달할 수 있는 다이렉트 드라이브 모터(Direct Drive Motor)일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
상술한 바와 같이 웨이퍼(W)에 형성된 노치를 검출하기 위해 웨이퍼 척(210)이 회전하게 되면 매우 정밀한 작업이 요구되는 반도체 공정임에도 불구하고 원심력 등에 의해 웨이퍼(W)가 미끄러질 수 있다. 웨이퍼(W)의 슬립을 방지하기 위해 웨이퍼 척(210)에 구비된 진공 라인(270)를 이용하여 웨이퍼(W)를 지지하는 방법은 도 4a 및 도 4b를 참조하여 보다 구체적으로 후술한다.
안착부(300)는 웨이퍼(W)를 지지할 수 있는 지지부재이다. 일 예로서, 안착부(300)는 웨이퍼 척(210)의 원주 방향을 따라 연장되도록 형성되어 웨이퍼(W)의 주변부(P)를 지지하도록 배치될 수 있다. 또한, 안착부(300)는 웨이퍼(W)가 안착부(300)에 착오로 안착된 경우, 웨이퍼(W)의 주변부(P)를 지지할 수 있는 단차부(320)를 포함할 수 있다. 웨이퍼(W)의 이송중 웨이퍼(W)의 손상을 방지할 수 있는 단차부(320)와 관련된 사항은 도 3a 및 도 3b를 이용하여 보다 구체적으로 후술한다.
검출센서(400)는 웨이퍼 척(210)의 일면(211)과 마주보도록 배치되고, 웨이퍼 척(210)의 회전에 따라 회전되는 웨이퍼(W)의 노치 및 중심점을 검출할 수 있다. 일 예로서, 검출센서(400)는 비젼 카메라일 수 있으며, 검출센서(400)가 비젼 카메라로 마련된 경우, 검출센서(400)는 웨이퍼(W)에 마련된 노치 및 중심점을 촬영하여, 노치 및 중심점의 위치를 인식할 수 있다.
제어부(600)는 검출 센서(400)에 의해 감지된 웨이퍼(W)의 정렬 상태에 따라 구동부(220)에 제어 신호를 인가하여 웨이퍼(W)의 정렬을 일치시킬 수 있다. 일 예로서, 웨이퍼(W)가 웨이퍼 척(210)에 중심이 일치하지 않은 상태, 즉, 비정렬 상태로 고정되고, 웨이퍼 척(210)이 구동부(220)에 의해 회전 구동될 때, 상기 검출 센서(400)가 편심된 상태로 회전하는 웨이퍼(W)의 플랫존(flatzone) 또는 노치(notch) 등을 감지하여 이를 제어부(600)에 전달할 수 있다. 이때, 제어부(600)는, 전술한 검출 센서(400)에 의해 실제 웨이퍼(W)의 중심과 웨이퍼 척(210) 중심 사이의 차이를 알아낼 수 있으며, 회전 장치 예를 들어, 제2 구동 모터(222)에 제어신호를 인가하여 웨이퍼 척(210)을 회전시킴으로써, 웨이퍼(W) 의 중심을 정렬 시킬 수 있다.
이하에서는, 웨이퍼(W)의 정렬을 위해 웨이퍼(W)를 회전시키기 이전에 박막 형상의 웨이퍼(W)가 웨이퍼 정렬 장치(1)로 이송되어 웨이퍼(W)가 안착 및 지지되는 웨이퍼 척(210) 및 안착부(300)에 대해 보다 구체적으로 서술한다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 안착부의 사시도이다. 도 3b는 도 3a에 도시된 안착부를 A-A'선을 따라 절단한 안착부의 단면도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 안착부(300)은 웨이퍼 척(210)의 원주 방향을 따라 웨이퍽 척(210)의 일부를 둘러싸도록 형성된 제1 및 제2 지지부(311, 312)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라, 제1 및 제2 지지부(311, 312)는 웨이퍽 척(210)의 원주 방향을 따라 소정의 각도(α)를 구비하도록 연장될 수 있다. 이때, 제1 및 제2 지지부(311)는 웨이퍼 척(210)의 원주 방향을 따라 소정의 간격을 사이에 두고 서로 이격되도록 배치될 수 있으며, 또한, 제1 및 제2 지지부(311)는 웨이퍼 척(210)을 사이에 두고 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
제1 및 제2 지지부(311, 312)는 웨이퍼(W), 보다 구체적으로 웨이퍼(W)의 주변부(P)가 지지될 수 있는 제1-1 및 제2-1 지지면(3111, 3121)과, 제1-1 및 제2-1 지지면(3111, 3121)과 소정의 단차를 구비하도록 배치된 제1-2 및 제2-2 지지면(3112, 3122)를 포함할 수 있다. 제1-1 지지면(3111)과 제1-2 지지면(3112) 사이 및 제2-1 지지면(3121)과 제2-2 지지면(3122) 사이에는 제1 및 제2 단차부(321, 322)가 각각 배치될 수 있다. 제1-1 및 제2-1 지지면(3111, 3121)은 웨이퍼(W)의 일면, 보다 구체적으로 웨이퍼(W)의 주변부(P)가 지지될 수 있도록 웨이퍼 척(210)의 직경 방향을 따라 연장될 수 있다. 일 예로서, 웨이퍼(W)가 웨이퍼 정렬 장치(1)로 이송되는 경우, 웨이퍼(W)는 제1-1 및 제2-1 지지면(3111, 3121)에 의해 지지될 수 있으며, 이때 웨이퍼 척(210)의 직경 방향에 대한 제1-1 및 제2-1 지지면(3111, 3121)의 폭(D1)은 1mm이하일 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 제1-1 및 제2-1 지지면(3111, 3121)의 폭(D1)은 웨이퍼(W)의 주변부(P)의 직경 방향 폭에 따라 상이하게 결정될 수 있다.
제1-2 및 제2-2 지지면(3112, 3122)은 제1-1 및 제2-1 지지면(3111, 3121)과 단차를 이루도록 배치되며, 제1-1 및 제2-1 지지면(3111, 3121) 보다 내측, 즉, 제1-1 및 제2-1 지지면(3111, 3121) 보다 웨이퍼 척(210)에 더 인접하도록 배치될 수 있다. 제1-2 및 제2-2 지지면(3112, 3122)은 웨이퍼(W)를 웨이퍼 정렬 장치(1)로 이송하여 안착시키는 과정에서 웨이퍼(W)가 제1-1 및 제2-1 지지면(3111, 3121)에 정확하게 안착되지 못한 경우를 대비하기 위한 지지 부재이다. 일 예로서, 웨이퍼 척(210)의 직경 방향에 대한 제1-2 및 제2-2 지지면(3112, 3122)의 폭(D2) 또한 1mm이하일 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 제1-2 및 제2-2 지지면(3112, 3122)의 폭(D2) 또한, 웨이퍼(W)의 주변부(P)의 직경 방향 폭에 따라 상이하게 결정될 수 있다.
제1 및 제2 단차부(321, 322)는 제1-1 지지면(3111)과 제1-2 지지면(3112) 사이 및 제2-1 지지면(3121)과 제2-2 지지면(3122) 사이에 배치되어 웨이퍼(W)가 제1-1 지지면(3111) 또는 제2-1 지지면(3121)으로부터 제1-2 지지면(3112) 또는 제2-2 지지면(3122)으로 낙하하는 경우, 웨이퍼(W)의 이동 경로를 가이드할 수 있는 가이드 부재이다. 일 예로서, 제1 단차부(321)는 제1-1 지지면(3111)과 제1-2 지지면(3112) 사이에서 소정의 곡률을 구비하는 곡면 형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라 웨이퍼(W)가 제1-1 지지면(3111)으로부터 제1-2 지지면(3112)으로 낙하하는 경우에도 웨이퍼(W)의 측부가 제1 단차부(321)에 구비된 곡면부를 따라 이동될 수 있으며, 이로 인해 제1-1 지지면(3111)으로부터 제1-2 지지면(3112)으로 낙하하는 경우 웨이퍼(W)에 인가될 수 있는 충격을 최소화할 수 있다. 제2-1 지지면(3121)과 제2-2 지지면(3122) 사이에 형성된 제2 단차부(322) 또한 제1 단차부(321)와 실질적으로 동일한 기술적 특징을 구비하고 있으므로 설명의 편의상 여기서는 설명을 생략한다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 척의 사시도이다. 도 4b는 도 4a에 도시된 웨이퍼 척의 평면도이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 웨이퍼 척(210)의 일면(211)에는 웨이퍼(W)가 지지될 수 있으며, 상기 웨이퍼 척(210)의 일면(211)에는 복수 개의 진공 라인(270)이 배치될 수 있다. 일 예로서, 웨이퍼 척(210)의 중심을 기준으로 동심원 형상의 제1 내지 제4 진공 라인(271-274)이 웨이퍽 척(210)의 일면(211)에 배치될 수 있다. 이때, 제1 내지 제4 진공 라인(271-274)은 등간격, 예를 들어 웨이퍼 척(210)의 직경 방향을 따라 동일한 간격을 사이에 두고 서로 이격되도록 배치될 수 있으며, 제1 내지 제4 진공 라인(271-274) 각각의 공기 압력은 동일하게 유지될 수 있다.
일 예로서, 웨이퍼 척(210)의 일면(211)에 웨이퍼(W)가 지지되는 경우, 제1 내지 제4 진공 라인(271-274)에 존재하는 기체를 흡입할 수 있으며, 이에 따라 제1 내지 제4 진공 라인(271-274)은 진공 상태가 될 수 있다. 이에 따라 웨이퍼 척(210)의 일면(211)과 웨이퍼(W) 사이의 공간도 진공 상태가 될 수 있으며, 웨이퍼 척(210)의 일면(211)에 웨이퍼(W)가 흡착 고정될 수 있다. 일 예로서, 웨이퍼(W)가 흡착 고정될 수 있는 웨이퍼 척(210)의 일면(211)에 하나의 진공 라인(270) 만이 배치되는 경우, 웨이퍼(W)를 흡착 고정시키기 위해 상당히 큰 진공 압력이 웨이퍼(W)의 일면에 인가될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 진공 라인(270)의 개수, 이격 간격 및 진공 라인(270)으로부터 웨이퍼(W)로 인가되는 진공 압력은 웨이퍼(W)의 유형에 따라 변화될 수 있다.
상술한 바와 같이, 웨이퍼(W)가 박막 형태로 형성되는 경우, 웨이퍼(W)의 중심부(O)의 좁은 면적에 상대적으로 큰 진공 압력이 인가됨으로써, 웨이퍼(W)의 휘어짐(워피지;warpage)이 발생될 수 있다. 반면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 웨이퍼 척(210)에 복수 개의 진공 라인(270), 예를 들어 제1 내지 제4 진공 라인(271-274)이 배치됨으로써 하나의 진공 라인으로부터 웨이퍼(W)로 인가되는 진공 압력을 4개의 라인에서 나누어 웨이퍼(W)로 인가할 수 있으며, 이에 따라 박막 형태로 형성된 웨이퍼(W)에 대해서도 휘어짐(워피지;warpage) 없이 박막 형태의 웨이퍼(W)를 웨이퍼 척(210)의 일면(211)에 진공 압착시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치의 사시도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치의 평면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치(800)는 몸체(810), 몸체(810)로부터 연장되는 제1 가지(820) 및 몸체(810)로부터 연장되는 제2 가지(820)를 포함하는 Y 자 형상을 구비할 수 있다.
몸체(810), 제1 가지(820) 및 제2 가지(830)는 웨이퍼(W)에 정전기가 발생하지 않도록 방지하는 재질을 포함할 수 있다. 일 예로서, 몸체(810), 제1 가지(820) 및 제2 가지(830)는 전기절연저항이 상대적으로 낮은 금속 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 전기절연저항이 1옴에 가까운 이산화 타이타늄(titanium dioxide)을 포함할 수 있다. 또한 다른 예로서, 몸체(810), 제1 가지(820) 및 제2 가지(830)의 표면이 이산화 타이타늄(titanium dioxide)으로 코팅될 수 있다. 또한 다른 예로서, 몸체(810), 제1 가지(820) 및 제2 가지(830)는 알루미늄(aluminum)을 포함한 세라믹(ceramic) 재질을 포함할 수 있다.
웨이퍼 이송 장치(800)는 제1 내지 제3 진공홀들(841- 843)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 진공홀들(841- 843)은 진공 압력을 발생시킴으로써 이송 동안 웨이퍼(W)를 진공 흡착 시킬 수 있다. 제1 내지 제3 진공홀들(841- 843)은 웨이퍼(W)를 이송하기 위해 적절한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들면, 제1 진공홀(841)은 몸체(810)상에 배치되고, 제2 진공홀(842)은 제1 가지(820) 상에 배치되고, 제3 진공홀(843)은 제2 가지(830) 상에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 제1 내지 제3 진공홀들(841- 843)은 삼각형으로 배치되어, 상기 삼각형의 중심이 상기 웨이퍼(W)의 중심과 일치하도록 상기 웨이퍼(W)를 웨이퍼 이송 장치(800) 상에 위치시킬 수 있다.
상술한 바와 같이 웨이퍼(W)가 박막 형태로 형성되고, 중심부(O)와 주변부(P)의 두께가 상이하도록, 예를 들어 중심부(O)의 두께보다 주변부(P)의 두께가 더 두껍게 형성되는 경우, 제1 내지 제3 진공홀들(841- 843)은 주변부(P)에 인접하는 상기 웨이퍼의 중심부(O)와 접촉하여 웨이퍼(P)를 진공 흡착하도록 배치될 수 있다. 일 예로서, 웨이퍼(W)의 직경 방향에 대한 주변부(P)의 폭(r)을 구비하는 경우, 제1 진공홀(841)은 웨이퍼(W)의 직경 방향을 따라 웨이퍼(W)의 최외곽부로부터 소정의 제1 이격 거리(Z1)를 구비한 채 이격되도록 몸체(810) 상에 배치될 수 있다. 또한, 제2 진공홀(842)은 웨이퍼(W)의 직경 방향을 따라 웨이퍼(W)의 최외곽부로부터 소정의 제2 이격 거리(Z2)를 구비한 채 이격되도록 제1 가지(820)상에 배치될 수 있다. 또한, 제3 진공홀(843)은 웨이퍼(W)의 직경 방향을 따라 웨이퍼(W)의 최외곽부로부터 소정의 제3 이격 거리(Z3)를 구비한 채 이격되도록 제2 가지(830)상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼(W)의 직경 방향에 대한 주변부(P)의 폭(r)은 2mm일 수 있으며, 제1 내지 제3 이격 거리(Z1-Z3)는 3mm일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
상술한 바와 같이, 웨이퍼(W)가 박막 형태로 형성되고 중심부(O)와 주변부(P)의 두께가 상이한 경우, 웨이퍼(W)의 중심부(O)에 제1 내지 제3 진공홀(841-843)을 배치시킴으로써 상대적으로 두께가 얇은 중심부(O)에 상대적으로 큰 진공 압력이 인가될 수 있으며, 이에 따라, 웨이퍼(W)가 손상될 수 있다. 반면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 내지 제3 진공홀(841-843)은 웨이퍼(W)의 주변부(P)에 인접하는 상기 웨이퍼의 중심부(O)와 대응하도록 배치되고, 상기 제1 내지 제3 진공홀(841-843)이 형성하는 삼각형의 중심이 상기 웨이퍼(W)의 중심과 일치하도록 배치됨으로써, 제1 내지 제3 진공홀(841-843)은 서로 간에 상당한 간격을 구비한 채 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 내지 제3 진공홀(841-843)에 의해 웨이퍼에 인가되는 압력이 웨이퍼의 보다 넓은 면적에 걸쳐 분포될 수 있으며, 제1 내지 제3 진공홀(841-843)을 이용하여 상대적으로 동일한 진공 압력을 인가하는 경우에도 웨이퍼(W)의 손상을 방지한 채 웨이퍼(W)를 이송시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치의 사시도이다. 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치의 평면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치(800)는 베이스부(850), 제1 가이드월(860) 및 제2 가이드월(870)을 포함할 수 있다. 제1 가이드월(860) 및 제2 가이드월(870)은 판상 형상의 베이스부(850) 보다 높은 높이로 형성되어, 웨이퍼(W)의 이탈을 방지할 수 있다. 베이스부(850)는 정전기가 발생하지 않도록 방지하는 재질을 포함할 수 있다. 일 예로서 베이스부(850)는 전기절연저항이 상대적으로 낮은 금속 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 이산화 타이타늄(titanium dioxide)을 포함할 수 있다. 또는, 베이스부(850)의 표면이 이산화 타이타늄(titanium dioxide)으로 코팅될 수 있다. 또는, 베이스부(850)는 알루미늄(aluminum)을 포함한 세라믹(ceramic) 재질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치(800)는 베이스부(850) 상에 배치된 복수 개의 접촉 패드(880)를 더 포함할 수 있다. 일 예로서, 제1 내지 제3 접촉 패드들(881-883)은 베이스부(850)상에 배치될 수 있으며, 제1 내지 제3 접촉 패드들(881-883)은 삼각형 형상으로 배치될 수 있다. 예를 들어 제1 내지 제3 접촉 패드들(881-883)은 제1 가이드월(860) 및 제2 가이드월(870)의 높이보다 작은 소정의 두께를 가지며, 이에 따라 웨이퍼(W)는 베이스부(850)로부터 이격될 수 있다.
일 예로서, 제1 내지 제3 접촉 패드들(881-883)은 웨이퍼(W)와 접촉하므로, 웨이퍼(W)의 일면에 손상을 주지 않기 위해 탄성을 가진 재질을 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 접촉 패드들(881-883)은 폴리이미드계 플라스틱을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 웨이퍼(W)가 박막 형태로 형성되고, 중심부(O)와 주변부(P)의 두께가 상이하도록, 예를 들어 중심부(O)의 두께보다 주변부(P)의 두께가 더 두껍게 형성되는 경우, 제1 내지 제3 접촉 패드들(881-883)은 주변부(P)와 접촉하여 웨이퍼(P)를 진공 흡착하도록 배치될 수 있다. 제1 내지 제3 접촉 패드들(881-883)의 위치와 주변부(P)와의 관계는 상술한 실시예에서 서술한 것과 실질적으로 동일하므로 서술의 편의상 여기서는 서술을 생략한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르는 웨이퍼 이송 장치(800)에 제1 내지 제3 접촉 패드들(881-883)을 웨이퍼(W)의 주변부(P)에 인접하는 웨이퍼의 중심부(O)와 대응하도록 배치시킴으로써, 제1 내지 제3 접촉 패드들(881-883)을 이용하여 상대적으로 동일한 압력을 인가하는 경우에도 웨이퍼(W)의 손상을 방지한 채 웨이퍼(W)를 이송시킬 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 … 웨이퍼 정렬 장치
100… 하우징
210 … 웨이퍼 척
300 … 안착부
400 … 검출 센서
600 … 제어부
800 … 웨이퍼 이송 장치
W … 웨이퍼

Claims (17)

  1. 하우징;
    상기 하우징의 상부에 배치되고, 중심부와 주변부의 두께가 상이한 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 척; 및
    상기 웨이퍼 척을 일 축을 중심으로 회전시키는 회전 장치; 및
    상기 웨이퍼의 주변부를 지지하는 안착부;를 포함하며,
    상기 웨이퍼 척의 일면에 동심원 형상의 복수 개의 진공 라인이 배치되고,
    상기 안착부는 상기 웨이퍼 척의 원주 방향을 따라 소정의 각도를 구비하도록 연장된 제1 및 제2 지지부를 포함하며, 상기 제1 지지부는 상기 웨이퍼의 주변부를 지지하는 서로 다른 높이의 제1-1 지지면 및 제1-2 지지면을 구비하고, 상기 제2 지지부는 상기 웨이퍼의 주변부를 지지하는 서로 다른 높이의 제2-1 지지면 및 제2-2 지지면을 구비하며,
    상기 제1-1 및 제1-2 지지면 사이에 배치되며, 소정의 곡률을 구비하는 곡면 형상의 제1 단차부 및, 상기 제2-1 및 제2-2 지지면 사이에 배치되며, 소정의 곡률을 구비하는 곡면 형상의 제2 단차부를 포함하는,
    웨이퍼 정렬 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 진공 라인은 소정의 간격을 사이에 두고 상기 웨이퍼 척의 직경 방향을 따라 소정의 간격을 사이에 두고 서로 이격되도록 배치되는,
    웨이퍼 정렬 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 복수 개의 진공 라인은 상기 웨이퍼의 중심부와 마주보도록 배치되어 상기 웨이퍼 척에 상기 웨이퍼를 지지시키는,
    웨이퍼 정렬 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 복수 개의 진공 라인은 상기 웨이퍼의 중심부에 각각 동일한 진공 압력을 인가하는,
    웨이퍼 정렬 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 척을 일 방향을 따라 이동시키는 이동 장치;를 더 포함하는,
    웨이퍼 정렬 장치.
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 지지부는 상기 웨이퍼 척을 중심으로 소정의 간격을 사이에 두고 서로 이격되도록 배치되는,
    웨이퍼 정렬 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 정렬 상태를 감지하기 위한 검출 센서를 더 포함하는
    웨이퍼 정렬 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
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