KR102057266B1 - 엔드 핸들러 - Google Patents

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KR102057266B1 KR1020147031433A KR20147031433A KR102057266B1 KR 102057266 B1 KR102057266 B1 KR 102057266B1 KR 1020147031433 A KR1020147031433 A KR 1020147031433A KR 20147031433 A KR20147031433 A KR 20147031433A KR 102057266 B1 KR102057266 B1 KR 102057266B1
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세미컨덕터 테크놀로지스 앤드 인스트루먼츠 피티이 엘티디
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Abstract

엔드 핸들러(end handler) 및 디바이스 처리 방법이 제시되어 있다. 엔드 핸들러는 공구와 결합하는 결합부와, 지지면에서 필름 프레임을 지탱하기 위한 지지부를 포함한다. 지지부는 지지 기부 섹션, 상기 지지 기부 섹션으로부터 연장하는 연장 섹션, 및 지지면에서 필름 프레임의 결합을 용이하게 하기 위한 지지면상의 진공 포트를 포함한다. 각각의 진공 포트는 적어도 하나의 진공원과 유체 소통하는 적어도 하나의 진공 개구부를 갖는 적어도 하나의 저장소를 포함한다. 진공 포트는 기본적으로 가능한 가장 강한 흡착력으로 가장 얇은 프로파일을 유지하도록 구성되어 있다.

Description

엔드 핸들러{END HANDLER}
본 발명은 엔드 핸들러(end handler)에 관한 것으로, 본 명세서에 개시된 엔드 핸들러는 반도체 제조 공정에서 필름 프레임(film frame)을 취급 또는 운반하는 데 광범위하게 사용되고 있다.
엔드 핸들러는 보통은 이러한 필름 프레임을 취급 및 운반하기 위하여 웨이퍼 제조 공구(예: 웨이퍼 다이싱(dicing) 공구 및 웨이퍼 검사 공구)의 로봇 암(roboic arm)에 연결되어 있다. 이러한 상태에서, 완성된 처리된 웨이퍼 전체는 필름 프레임에 부착되어 있을 것이다. 필름 프레임은 박막으로 덧댄 원형 관찰부(see through portion)를 갖는, 보통 강철로 제조된 강성 프레임으로 이루어지며, 여기서 전체 처리된 웨이퍼가 부착될 것이다. 필름 프레임에 장착한 후, 필름 프레임상의 이러한 웨이퍼는 카세트(cassette) 내에 적재되어 웨이퍼를 처리하기 위한 다음 단계로 가게 되고, 다음 단계는 다이싱, 결함 검사 또는 시험을 포함할 수 있다. 엔드 핸들러는 이러한 필름 프레임을 적재 및 하적하며 한 위치에서 다른 위치로 하나 이상의 필름 프레임을 이동시키는 데 사용된다.
종래에는, 엔드 핸들러가 필름 프레임과 같은 물품을 지지, 취급 또는 보유하기 위한 적어도 2개의 핑거(finger)를 포함하고 있다. 이러한 핑거는 다양한 디자인의 진공 패드(pad)를 구비하고 있다. 하나의 종래 디자인에서, 진공 패드는 필름 프레임의 금속 프레임에 흡착되는 엔드 핸들러 표면의 작은 개구부로서 이루어진다. 다른 디자인에서, 진공 패드는 엔드 핸들러의 상단면 또는 상부면을 지나서 연장하여 필름 프레임의 필름에 흡착되는 볼록한 높이를 갖는 상향 개구부를 가지는 돌출형 진공 패드로 이루어진다. 이러한 종래 디자인에서, 진공압이 진공 패드의 작은 개구부에 적용될 때, 개구부는 웨이퍼 처리 공구에서 한 지점에서 다른 지점으로 취급 및 운반되는 동안 전체 필름 프레임을 유지하는 역할을 한다.
상술한 바와 같은 종래 진공 패드를 사용하는 엔드 핸들러는 여러 가지 문제를 일으킨다. 금속 프레임에 흡착하는 진공 패드의 경우에, 필름 프레임의 딱딱한 금속면이 필름 프레임을 유지하도록 진공 흡착을 위한 효율적인 진공 밀봉을 발생시키지 않는다.
돌출형 진공 패드의 경우, 돌출형 진공 패드와 접촉하는 필름 부분이 지나치게 비가역적으로 팽창 또는 변형될 것이다. 또한, 돌출형 진공 패드를 사용하면 엔드 핸들러의 전체 두께가 증가되고, 필름 프레임을 취급하기 위한 표준 카세트에 접근하기 어려운 점이 늘어난다. 표준 필름 프레임 카세트는 최대 25개의 웨이퍼를 보관하고, 카세트 내에서 필름 프레임들 사이의 간격은 단지 5 mm 내지 8 mm 사이에 있는 것에 불과하다. 많은 경우에, 웨이퍼들 사이의 이러한 갭은 더 작게 만들어지며 필름에 힘을 가하는 부착된 웨이퍼 때문에 필름 프레임의 중심을 향하여 더 작은 갭을 가지며 균일하지 않게 된다. 돌출형 진공 패드를 사용하면, 카세트에 접근하는 것조차도 매우 까다로운 작업인데 카세트에 접근하게 하는 엔드 핸들러의 전체 두께를 증가시킨다. 그 접근에 어떠한 실수가 있으면 부착된 귀중한 웨이퍼 및 엔드 핸들러 자체에 손상을 줄 수 있다. 일부의 경우, 회수 또는 적재를 위한 엔드 핸들러의 손쉬운 접근을 용이하게 하기 위해 필름 프레임의 교대 슬롯을 빈 채로 남겨둘 필요가 있을 수 있다. 이것은 카세트에 더 자주 다시 적재되어 자동화 공구의 정지 시간을 더 많이 초래한다는 것을 의미한다. 이것은 전체 효율에 악영향을 준다.
그러나, 모든 종래 디자인에서 가장 중요한 단점은 그들 모두가 약한 흡착력을 가지고 있다는 것이다. 종래 디자인은 필름 프레임의 필름 또는 금속 프레임에 직접적으로 진공 패드(돌출형이든지 그렇지 않든지)상의 작은 개구부를 통해 진공력을 적용하며, 이는 필름 프레임을 제위치에 유지하기에 충분한 진공력을 제공하지 못하고 있다. 충분히 큰 진공력을 적용할 수 없다는 것은 이러한 필름 프레임이 더 빠른 속도로 이동하고자 할 때 특히 중요하다. 더 빠른 속도에서 강한 또는 더 강한 진공력이 없으면, 필름 프레임은 운반되는 동안 미끄러지거나 떨어지게 될 것이다.
상기 설명으로부터, 상술한 종래 시스템과 관련된 어떠한 문제가 없이 안전하게 필름 프레임을 효율적으로 신속히 취급할 수 있는 엔드 핸들러를 제공하는 것이 바람직하다.
본원의 실시예는 일반적으로 엔드 핸들러 및 필름 프레임 취급 방법에 관한 것이다. 아래의 설명은 웨이퍼가 장착된 필름 프레임이 반도체 제조 공정의 다음 단계(다이싱, 검사 또는 시험 등)를 위해 제조된 카세트 내에 적재되어 있는 상태에 적용될 수 있다.
본 발명의 엔드 핸들러는 공구에 연결되는 저부 지지부와, 지지면에서 필름 프레임(도시되지 않음)을 지지하기 위한 지지부를 포함한다. 지지부는 지지 기부 섹션(base section)으로부터 연장하는 연장 섹션(또는 핑거)을 갖는 지지 기부 섹션과, 진공원이 활성화될 때 지지면에서 필름 프레임의 접착을 용이하게 하도록 지지면상의 적어도 하나의 진공 포트를 포함한다.
본 발명의 중요한 특징은 엔드 핸들러에서 진공 포트의 디자인에 관련되어 있다. 적어도 하나의 진공 포트는 저장소의 측벽 부근에 배치된 적어도 하나의 진공 개구부를 갖는 적어도 하나의 저장소를 포함한다. 저장소는 엔드 핸들러의 표면으로부터 얕은 오목부(indentation 또는 recess)이고, 필름 프레임이 엔드 핸들러에 적재될 때 필름 프레임의 필름과 접촉하게 되는 표면 개구부를 가진다. 저장소의 벽 부근에 적어도 하나의 진공 개구부를 배치함으로써 저장소의 모서리 부근에서 위에 있는 필름이 중심에서 저장소를 덮는 필름을 과다하게 팽창시키지 않고 저장소의 모서리에 효과적으로 하향으로 흡착될 수 있게 된다. 표면 개구부의 면적은 진공 개구부의 개구 면적보다 몇 배 크다. 저장소의 표면 개구부의 크기는 필름 프레임의 필름(또는 다른 유연성 재료)의 유연성에 의존한다. 이것은 필름이 저장소 내로 하향으로 너무 많이 팽창하여 필름이 저장소 기부에 닿으면 흡착을 위한 표면적을 감소시킬 수 있을 정도로 크지 않아야 한다.
본 발명의 다른 실시예는 엔드 핸들러의 상단면과 대략 동일 평면상에 있는 상단면을 갖는 적어도 하나의 포트 아일랜드(port island)를 가지는 큰 저장소(필요할 때)를 사용한다. 적어도 하나의 포트 아일랜드가 있는 데서, 저장소의 측벽이 포트 아일랜드의 측벽과 함께, 적어도 하나의 포트 아일랜드를 실질적으로 둘러싸는 실질적으로 연속적 개방 채널(channel)인 포트형 홈(ported groove)과, 포트형 홈 내의 적어도 하나의 진공 개구부를 형성한다. 포트형 홈은 필름에 지지부를 부여하고, 진공이 포트형 홈에 적용되는 동안 필름 프레임의 필름의 팽창을 방지한다.
상기 실시예의 기본 목적은 진공이 적용되는 표면적을 증가시키는 데 있다. 엔드 핸들러의 진공 포트에 대한 본 발명의 상기 실시예는 진공 개구부의 진공력이 간단한 유압 원리; 즉 각 저장소의 표면 개구부의 면적과, 적어도 하나의 포트 아일랜드를 실질적으로 둘러싸는 포트형 홈의 채널 개구부의 표면적이 진공 홀의 개구 면적보다 몇 배 크다는 유압 원리를 통해 상당하게 증대될 수 있게 한다. 진공 개구부에 비하여 저장소의 표면 개구부 및 포트형 홈의 이러한 상대적으로 큰 면적은, 흡착력이 필름 프레임의 필름에 직접적으로 적용되었다면 적어도 하나의 진공 개구부에 의해 다르게 적용된 유효 흡착력을 상당히 증가시킨다(몇 곱절이나 증가시킨다).
포트형 홈 및 저장소는 진공 개구부를 통해 진공원과 유체 소통한다.
상기 실시예의 요소는 본 발명의 다른 실시예를 만들기 위해 변화될 수 있다는 것을 인식할 수 있다. 하나의 실시예에서, 적어도 하나의 저장소는 하나 이상의 포트 아일랜드를 수용할 수 있다. 적어도 하나의 저장소의 벽 및 포트 아일랜드는 포트 아일랜드 둘레에서 연속적 포트형 홈을 형성한다. 적어도 하나의 진공 개구부는 포트형 홈에 배치되고, 적어도 하나의 진공 개구부는 적어도 하나의 진공원과 유체 소통한다. 하나의 실시예에서, 해당되는 적어도 하나의 포트 아일랜드는 전체적으로 각자의 진공 포트의 흡착력을 강화하기 위해 진공원과 유체 소통하는 적어도 하나의 진공 개구부를 갖는 적어도 하나의 저장소를 수용한다. 하나의 실시예에서, 진공 포트는 포트 아일랜드의 주변을 따라 늘어서며 포트형 홈을 형성하는 일련의 개별 저장소(적어도 하나의 진공 개구부를 가짐)를 자체적으로 제시할 수 있다. 상기 각각의 실시예에서, 다시 포트형 홈의 연속적 채널 개구부 또는 불연속 저장소에 의하여 제공된 증가된 면적을 통해 적용되는 흡착력을 증가시키기 위해, 각자의 진공 포트가 필요하면 동심원상으로 확장하는 다중 포트 홈(이의 모든 변형례 포함)을 포함할 수 있다는 것을 인식할 수 있다.
상기 실시예는 여기에 설명된 기타 장점 및 특징과 함께 아래 설명 및 첨부 도면을 참고하여 명백하게 될 것이다. 더구나, 여기에 설명된 다양한 실시예의 특징은 서로 배타적이지 않으며 추가의 다른 실시예가 상기 실시예의 어떤 특징의 치환 및 조합을 포함하여 만들어질 수 있음을 이해해야 한다.
이하의 설명에서, 유사한 부분들은 동일한 참고부호와 함께 명세서 및 도면을 통해 표시된다. 또한, 도면은 축척대로 도시되지 않고, 본 발명의 원리를 예증하면서 대체로 확대되어 있다. 본 발명의 다양한 실시예는 아래 도면을 참고하여 설명되어 있다.
도 1은 본 발명의 진공 포트를 갖는 엔드 핸들러의 실시예를 도시한다.
도 2aa 내지 도 2ad는 적어도 하나의 저장소를 포함하는 진공 포트의 일련의 실시예를 도시한다.
도 2b는 저장소 및 포트 아일랜드를 포함하는 진공 포트의 실시예를 도시한다.
도 2c는 다중-포트 아일랜드 진공 포트의 실시예를 도시한다.
도 2d는 동심 배열로서 적어도 하나의 저장소를 갖는 적어도 하나의 포트 아일랜드의 기본 형태를 포함하는 진공 포트의 실시예를 도시한다.
도 2e는 동심 배열로서 포트 아일랜드를 갖는 적어도 하나의 저장소의 기본 형태를 포함하는 진공 포트의 실시예를 도시한다.
도 2f는 불연속 포트형 홈을 형성하는 복수의 저장소를 포함하는 진공 포트의 실시예를 도시한다.
도 2g는 불연속 포트형 홈을 형성하는 복수의 저장소를 포함하는 진공 포트의 실시예를 도시한다.
도 2h는 복수의 저장소가 다른 형상을 가지면서 불연속 포트형 홈을 형성하는 복수의 저장소를 포함하는 진공 포트의 실시예를 도시한다.
도 2i는 적어도 하나의 진공 개구부를 각각 갖는, 불연속 포트형 홈을 형성하는 복수의 저장소를 포함하는 진공 포트의 실시예를 도시한다.
도 2j는 동심 배열로서 복수의 저장소를 포함하는 진공 포트의 실시예를 도시한다.
도 3은 본 엔드 핸들러의 실시예에 의해 취급될 수 있는 필름 프레임을 도시한다.
도 4는 엔드 핸들러의 실시예에 결합 또는 부착된 필름 프레임을 도시한다.
도 5는 엔드 핸들러가 필름 프레임을 담아서 운반하는 데 사용되는 카세트로부터 필름 프레임을 적재 또는 하적시키는 데 사용되는 프로세스의 평면도를 도시한다.
도 6은 필름 프레임을 갖는 카세트 홀더의 실시예를 도시한다.
본 명세서에 개시되는 기술은 반도체 제조 공정에서 카세트에 대해 필름 프레임의 취급 및 운반을 용이하게 하는 데 사용되는 엔드 핸들러에 관한 것이다.
엔드 핸들러는 다이의 한 세트 또는 전체 웨이퍼를 그 필름에서 운반하는 필름 프레임을 지지하기에 충분히 강한 적절하게 강성 재료(보통 강철)로 양호하게 형성된다.
도 1은 필름 프레임을 취급 또는 운반하기 위해 반도체 공정 또는 공구에 사용되는 엔드 핸들러(100)의 양호한 실시예를 도시한다. 엔드 핸들러(100)는 공구(도시되지 않음)에 연결하기 위한 커플링 슬롯(coupling slot)(114)을 갖는 하부 지지부(110), 및 지지면(125)에서 필름 프레임(도시되지 않음)을 지지하기 위한 지지부(120)를 포함한다. 엔드 핸들러의 지지부(120)는 필름 프레임에 지지부를 부여하기 위해 지지 기부 섹션(120a) 및 상기 기부 섹션으로부터 연장되는 핑거 또는 연장 섹션(120b1, 120b2)과, 회수, 적재 및/또는 운반 중에 지지면(125)에 대해 필름 프레임의 접착을 용이하게 하도록 지지면상의 적어도 하나의 진공 포트(142a, 142b, 142c, 142d, 142e)를 구비하는, U자형 부분으로 구성되어 있다.
도 3은 전형적인 필름 프레임(200)을 도시한다. 도시된 바와 같이, 필름 프레임은 프레임(210)을 포함한다. 프레임은 필름을 유지하는 개구부(215)를 내측에 갖는 링형 프레임이다. 예를 들어, 필름 프레임은 다른 크기와 형상의 웨이퍼를 수용하기 위해 다른 크기 및 형상으로 될 수 있다. 본 실시예는 U자형 연장부를 갖기 위해 엔드 핸들러(100)의 지지부(120)를 보여주고 있지만, 엔드 핸들러의 작동 중에 필름 프레임에 필요한 지지부를 제공할 수 있는 한 연장부의 다른 형상이 가능하면 또는 필름 프레임의 형상 및 크기에 대응하는 필요한 형상이 될 수 있음을 인식할 것이다.
개구부(215)는 웨이퍼를 부착 및 지탱하기 위한 폴리머 필름(220)을 포함한다. 폴리머 필름은 예를 들어, 점착성인 적어도 하나의 표면을 포함한다. 점착성 표면 또는 장착 표면은 예를 들어, 웨이퍼가 부착되는 표면이다. 점착성 표면은 폴리머 층에서 웨이퍼를 용이하게 유지한다. 처리 단계에 따라서, 웨이퍼가 다이싱될 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼는 개별 디바이스 또는 다이로 다이싱 또는 개별화(singulate)될 수 있다. 다른 실시예에서는 웨이퍼가 다이싱되지 않을 수 있다.
도 4는 필름 프레임(200)이 장착된 엔드 핸들러(100)의 실시예를 도시하고 있다. 필름 프레임(200)이 엔드 핸들러(100)로 회수되고 있을 때, 필름 프레임(200)은 필름 프레임상의 대응하는 얼라이너(agliner)(230)와 결합하는 엔드 핸들러(100)상의 적절하게 배치된 레지스터링(registering) 요소(134a, 134b)에 의하여 정렬될 수 있다. 그러나, 엔드 핸들러에 의하여 그렇게 회수되는 동안에, 레지스터링 요소에 의한 실제적인 합치(registration)는, 엔드 핸들러가 카세트 내에서 필름 프레임에 대하여 예정된 위치로 이동될 때 반드시 필요로 하는 것은 아니다. 엔드 핸들러가 이러한 예정된 위치로 이동될 때, 진공 포트(1421, 1422, 1423)가 엔드 핸들러에 대하여 에정된 전략적 장소에 있을 것이며 그리고 진공이 활성화되어 회수를 실행할 때 필름 프레임의 폴리머 필름과 연관된다.
취급될 또는 운반될 필름 프레임의 형상에 따라서, 정사각형, 직사각형, 원형 또는 타원형과 같은 다른 형상 및 크기를 갖는 필름 프레임을 취급하기 위하여 엔드 핸들러의 지지부(120)를 다른 형상 및 크기로 구성할 수 있다. 지지 기부(120a)는 예로서, 수용부 또는 핑거 또는 연장 섹션(120b1, 120b2)과 인접한다.
진공 네트웍(network)(146)은 엔드 핸들러(100) 내에 매립된 진공 홈 또는 채널(146a, 146b, 146c, 146d)을 포함한다. 진공 네트웍(146)은 하부 결합부(110)로부터 지지부(120)로 연장할 수 있다. 진공 네트웍(146)은 진공원과 유체 소통할 수 있다. 본 실시예에서 매립된 홈 또는 채널(146a, 146b, 146c, 146d)이 지지부(120)의 기부 부근에만 있는 것으로 도시되어 있지만, 진공 홈 또는 채널(146a, 146b, 146c, 146d)의 네트웍은 연장부(120b1, 120b2)의 길이를 따라 이어질 수 있으며, 또는 필요하면 진공 포트가 위치할 수 있는 엔드 핸들러의 다른 부분에 배치될 수 있다. 하나 이상의 진공원이 엔드 핸들러에 제공될 수 있다.
도 5는 엔드 핸들러(100)가 필름 프레임을 담아서 운반하는 데 사용되는 표준 카세트(410)로부터 필름 프레임(200)을 적재 또는 하적하도록 채용되어 있는 공정(400)의 평면도를 도시한다. 도 6은 카세트(410)의 전방 도면을 도시한다. 카세트는 제조 공정에서 사용된 복수의 필름 프레임(2001-n)에 맞추어지도록 구성된 용기이다. 설명한 바와 같이, 필름 프레임은 제조 공정에서 필름 프레임의 필름에 부착되는 웨이퍼 또는 개별화된 다이를 취급하는 데 사용된다. 표준 카세트는 8인치 웨이퍼를 위한 반도체 제조 기술에서 전형적인 로트(lot) 크기에 대응하는 8인치 필름 프레임 25개(예, n=25)에 맞추어지도록 구성되어 있다. 이런 점에서, 엔드 핸들러는 각 쌍의 수평 슬롯 사이에 있는 매우 제한된 공간 내에서 조종되어야 할 것이다. 인접한 두 필름 프레임 사이의 거리는 통상 5 mm 내지 8 mm이다. 이하에서 설명하겠지만, 본 발명의 엔드 핸들러의 실시예는 매우 얇은 프로파일(profile)을 가지며 엔드 핸들러가 필름 프레임을 회수 또는 적재하기 위해 매우 용이하게 카세트에 접근하는 것을 보여주고 있다.
도 2aa는 본 발명의 진공 포트(142)의 실시예를 예증하는 도면이다. 적어도 하나의 진공 포트(142)는 가장 기본적인 형태로서 적어도 하나의 저장소(190)를 포함하고, 각각의 저장소(190)는 내부에 배치된 적어도 하나의 진공 개구부(160)를 갖는다. 저장소(190)는 엔드 핸들러의 표면에서부터 얕은 오목부이며, 필름 프레임이 엔드 핸들러(100)에 적재될 때 필름 프레임의 필름과 접촉하게 되는 표면 개구부(192)를 갖는다. 도 2ad에 도시된 하나의 실시예에서, 적어도 하나의 진공 개구부(160)는 저장소의 기부에서 그 벽(191) 부근에 또는 저장소(190)의 벽(191)상에도 배치될 수 있다. 저장소(190)의 벽(191)에 및/또는 그 부근에 배치된 적절한 크기의 적어도 하나의 진공 개구부(160)는 저장소 중심 부근의 필름(220)을 하향으로 팽창시키지 않고 저장소(190)의 모서리보다 위에 및 그 부근에 있는 필름(220)이 저장소의 모서리에 효과적으로 매우 크게 하향으로 흡착될 수 있게 한다. 필름(220)과 연관되어 있는 저장소(190)의 표면 개구부(192)의 면적은 진공 개구부(160)의 개구 면적보다 몇 배 크다. 저장소(190)의 표면 개구부(192)의 크기는 필름 프레임의 필름(또는 기타 유연성 재료)(220)의 유연성에 의존한다. 진공이 가해질 때 필름이 저장소 내로 하향으로 너무 심하게 팽창될 정도로 크면 안 된다. 그러한 저장소는 요구하거나 필요한 대로 다른 형상 및 크기를 가질 수 있다. 도 2ab 및 도 2ac는 다른 형상 및 크기의 저장소를 갖는 진공 포트의 다른 실시예를 도시한다.
도 2b는 본 발명의 다른 실시예로서, 진공 포트(142)가 엔드 핸들러(100)의 상단면과 실질적으로 동일 평면에 있는 상단면을 갖는 적어도 하나의 포트 아일랜드(126)를 구비하는 적어도 하나의 저장소(190)를 포함하는 것을 도시한다. 적어도 포트 아일랜드(126)의 존재로 인하여, 저장소(190)는 적어도 하나의 포트 아일랜드(126)를 실질적으로 둘러싸는 실질적으로 연속적 개방 채널인 포트형 홈(151)이 되고, 상기 포트형 홈(151)은 이 포트형 홈(151) 내에 배치된 적어도 하나의 진공 개구부(160)를 갖는다. 진공 개구부(160)는 포트형 홈의 기부 또는 포트형 홈의 측벽에 배치될 수 있다. 적어도 하나의 진공 개구부(160)는 포트 아일랜드(126)에 개방되어 있고, 진공 네트웍(146)을 통해 진공원(112)과 유체 소통한다. 포트형 홈(151)의 채널은 필름 프레임이 엔드 핸들러에 적재될 때 필름 프레임의 필름(220)에 개방되며 이 필름과 연관된다. 진공이 가해질 때, 적어도 하나의 포트 아일랜드(126)가 필름(220)에 지지부를 부여하며 팽창을 방지하는 동안 포트형 홈(151)이 필름(220)을 흡착할 것이다.
엔드 핸들러의 진공 포트(142)의 상기 실시예는 진공 개구부의 진공력이 간단한 유압 원리를 이용하여 상당하게 증대되도록 허용하는데: 즉 각 저장소(190)의 표면 개구부(192)의 면적과 적어도 하나의 포트 아일랜드(126)를 실질적으로 둘러싸는 포트형 홈(151)의 채널 개구의 표면적이 각각 진공 홀의 개구 면적보다 몇 배 크다. 진공 개구부에 비하여, 각각 저장소(190)의 표면 개구부 및 포트형 홈(151)의 상대적으로 큰 면적(이를 통해 진공력이 필름(220)에 가해질 것이다)은, 진공원(112)이 활성화될 때, 이들이 필름 프레임의 필름에 직접 가해진다면, 다른 방법으로 적어도 하나의 진공 개구부(160)에 가해진 유효 흡착력보다 상당하게 크다(크게 증가한다).
취급(적재, 회수 또는 운반) 중에 필름 프레임(200)을 엔드 핸들러(100)에서 유지하기 위해서, 적어도 하나의 진공 포트(142)가 활성화될 때 적어도 하나의 진공 포트(142)가 필름 프레임의 필름(220)과 연관되며 지지면의 표면에서 전체 필름 프레임을 효과적으로 유지하는(hold down) 흡착을 용이하게 달성하도록 적절하게 배치된 지지면에 적어도 하나의 진공 포트(142)가 제공된다. 진공원(112)이 활성화될 때, 각자의 실시예에서 필름 프레임의 필름과 연관된 저장소(190) 및 포트형 홈(151)이 각각 필름 프레임(200)을 효과적으로 유지하는 진공 밀봉을 제공하도록 저장소 및 포트형 홈(151)의 개방 채널 각각에 대해 필름을 흡착할 것이다.
진공 포트상의 작은 진공 개구부가 필름 프레임 또는 금속의 필름에 직접 접촉하여 필름에 흡착력을 제공하는 종래 시스템과 다르게, 본 실시예의 진공 개구부(160)는 필름(220)에 직접 접촉하지 않는다. 진공원(112)이 활성화될 때, 저장소(190) 또는 포트형 홈(151) 내에 위치하여 유체 소통하는 진공 개구부(160)는, 저장소(190)의 개방된 표면 또는 포트 아일랜드(126)를 실질적으로 둘러싸는 포트형 홈(151)의 개방 채널을 통해 진공력이 적용되도록 허용한다.
도 2b에 도시된 실시예에서, 개방 채널은 연속하며 포트 아일랜드(126)를 둘러싸고 있다. 도 2f에 도시된 다른 실시예에서, 진공 포트는 복수의 저장소(190a, 190b, 190c 등)에 의해 형성될 수 있으며, 상기 복수의 저장소는 다함께 필름 프레임을 유지하기 위해 전략적 장소에서 효과적인 흡착을 제공하도록 적절하게 배열된 불연속 포트형 홈(151e, 151f)을 형성한다.
필름(220)과 연관되는 저장소(190) 및 포트형 홈(151)은 그들 변경 모두에서, 필름 프레임의 필름에 가해질 진공력을 위해 비교적 더욱 광범위한 표면적을 제공한다. 진공 흡착은, 진공원(112)과 유체 소통하는 저장소(190) 또는 포트형 홈(151) 내에 배치된 적어도 하나의 진공 개구부(160)를 통해 실시된다. 엔드 핸들러에 적절하게 배치된 진공 포트의 수에 따라서, 진공 포트의 포트형 홈(151)의 개방 채널 또는 저장소를 통해 달성된 흡착력은, 진공 개구부(160)가 필름(220)과 직접 접촉하였던 것에 비하여 진공 개구부(160)가 다른 방법으로 필름(220)에 가해진 흡착력보다 크게 증대한다. 이렇게 증대된 힘은 필름 프레임(200)을 유지하기 위해 가해진 흡착력을 상당하게 증가시키며 필름 프레임이 더 빠른 속도로 더욱 안전하게 취급될 수 있게 허용한다. 이렇게 증대된 힘은 간단한 유압 원리를 적용함으로써 계산할 수 있다. 또한 이것은 소프트웨어에 의해 보정(calibrate) 및 제어될 수 있다.
적어도 하나의 진공 포트(142)는 활성화될 때, 운반을 위해 엔드 핸들러에 필름 프레임의 필름을 일시적으로 부착한다. 운반이 완료될 때, 적어도 하나의 진공 포트(142)는 엔드 핸들러로부터 필름(220)을 떼어내기 위해 비활성화된다.
포트 아일랜드(126)의 존재는 중요하다. 포트 아일랜드(126)는 진공이 가해질 때 적어도 하나의 진공 포트(142)가 필름(220)을 팽창 또는 변형시키지 않는다는 것을 보장하는데, 왜냐하면 포트 아일랜드(126)의 상단면과 포트형 홈(151)을 둘러싸는 엔드 핸들러의 표면이 동일 평면에 있거나 실질적으로 동일 평면을 만들기 때문이다. 실제로 포트 아일랜드(126)는 흡착이 가해지는 동안에 필름(220)을 지지하며 팽창을 방지하는 역할을 한다. 이에 따라서, 포트형 홈(151)은 유연한 필름이 지지 없이 하향으로 팽창되지 않을 정도의 폭을 가져야 한다. 진공 포트(142)(돌출하지 않음)와 엔드 핸들러의 표면과의 동일 평면성(co-planarity)은 그렇게 구성된 엔드 핸들러가 가능한 매우 얇은 프로파일 및 가장 강한 흡착력을 가지고 있음을 보장한다.
진공 네트웍(146)이 진공 개구부(160)를 통해 진공원(112)을 적어도 하나의 진공 포트(142)에 연결하는 연속적 루프로서 설명되어 있지만, 진공 네트웍(146)의 다른 구성이 상황이 허락하는 대로 사용되거나 또는 요구될 수 있다. 예를 들어, 진공 네트웍의 비연속 루프가 또한 특히 불평등한 힘이 적어도 하나의 진공 포트 각각에 가해질 수 있다면 사용될 수 있으며; 이 경우에 하나 이상의 진공원이 이러한 진공 포트에 개별적으로 연결될 필요가 있을 수 있다.
엔드 핸들러의 전체 두께가 돌출된 진공 포트 때문에 증가되는 종래 시스템과 달리, 엔드 핸들러(100)에서 진공 포트(142)의 본 실시예의 전체 프로파일은 진공 포트(142)가 돌출하지 않는 것처럼 얇게 유지된다. 이것은 엔드 핸들러가 회수 또는 적재를 위한 카세트 내의 각 쌍의 슬롯 사이에 있는 작은 공간에 더욱 용이하게 접근할 수 있다는 것을 의미한다. 앞서 설명한 바와 같이, 필름 프레임의 회수 및 적재는 (필름 프레임의) 폴리머 필름이 보통 운반되고 있는 무거운 웨이퍼에 의해 눌려지고 있는 상태에서 더 좁게 만들어지는 필름 프레임들 사이의 공간의 한계를 부여한 매우 정교한 작업이다. 더 두꺼운 프로파일을 갖는 엔드 핸들러는 카세트에 접근하는 동안에 웨이퍼에 손상을 주는 경향이 있다. 두께의 작은 변화는 카세트로의 접근 용이함에 대해 큰 부담을 갖는다. 손상을 방지하기 위해서, 카세트는 하나의 필름 프레임을 운반하는 모든 쌍의 슬롯으로 적재될 수 없지만 두꺼운 프로파일의 엔드 핸들러에 대해 필요한 공간을 제공하기 위해 교대로 쌍이 빈 채로 적재될 수 있다. 이는 반도체 공구의 전체적인 효율성을 감소시킨다.
도 1이 적어도 하나의 진공 포트(142)가 하나의 저장소(190)를 갖는 본 엔드 핸들러의 실시예를 도시하지만, 진공 포트는 요구하는 대로 또는 편리한 대로 개수, 형상 및 크기를 갖는 어떠한 다른 형태를 취할 수 있다는 것을 인식할 수 있다. 도 2b는 적어도 하나의 포트 아일랜드를 갖는 저장소를 구비한느 진공 포트에 의한 실시예를 도시하며, 도 2c는 하나의 포트형 홈(151b)에 의해 둘러싸여 있는 적어도 2개의 포트 아일랜드(126a, 126b)를 포함하는 진공 포트(142)의 다른 실시예를 도시한다. 직사각형 또는 삼각형 또는 기타 기하학적 형상과 유사한 형상의 포트 아일랜드의 다른 실시예도 필요하면 역시 실시할 수 있다.
도 2d는 진공 포트의 포트 아일랜드(126)가 적어도 하나의 진공 개구부(160)를 갖는 적어도 하나의 포트 저장소(190a)를 구비하고 한편 포트 아일랜드(126)의 상단면이 엔드 핸들러의 주변 표면과 동일 평면에 유지되고 있는 엔드 핸들러의 다른 실시예를 도시한다. 도 2f 및 도 2g는 진공 포트가 적어도 하나의 진공 개구부(160)를 갖는 복수의 포트 저장소(190b, 190c 및/또는 190d)를 포함하는 별개의 실시예를 도시하고 있다. 이러한 포트 저장소는 다른 방법으로 포트형 홈을 형성하는 불연속 개방 채널로서 관찰될 수 있다. 도 2h, 도 2i 및 도 2j는 진공 포트를 구성함에 있어서 저장소 및 포트 아일랜드의 다른 치환 및 조합을 제한없이 도시하고 있는 다른 실시예이다. 도 2j는 복수의 소형 저장소를 담는 포트 아일랜드를 둘러싸고 있는 복수의 저장소를 포함한 진공 포트를 도시하고 있다.
도 2e는 도 2b에 의해 표현된 실시예에서 진공 포트(142)의 기본 구성이 동심적으로 외향으로 반복되는 진공 포트(142)의 다른 실시예를 표현한다. 그러한 실시예에서, 진공 포트는 동심적으로 외향으로 구성된 다중 포트 아일랜드(126a, 126b) 및 다중 포트형 홈(151d, 및 151c)을 가지며, 여기서 포트 아일랜드(126a, 126b)는 서로 동일 평면에 있고 그리고 엔드 핸들러의 주변 표면과 동일 평면에 있다.
도 2c, 도 2d, 도 2e, 도 2f 및 도 2g에서 그와 같은 추가 실시예는 필름 프레임의 필름을 팽창 또는 변형시킴이 없이 진공 포트에 의해 표현된 더 큰 결합 면적에 걸쳐 더 큰 흡착력이 가해질 수 있도록 요구되는 경우에 필요할 수 있다. 포트 아일랜드와 엔드 핸들러의 주변 표면과의 동일 평면성은, 특히 진공 포트를 통해 적용될 흡착력의 면적이 상대적으로 더 크면 흡착이 포트형 홈을 통해 가해지는 동안 그들이 필름에 지지부를 부여하여 팽창을 방지한다는 것을 보장한다. 또한, 엔드 핸들러상의 전략적 장소에 배치된 다른 진공 포트에 차별적 흡착력이 적용될 것을 요구하는 경우 다른 진공원이 관련된 진공 포트와 유체 소통할 수 있게 만들어질 수 있음을 인식할 수 있다.
상기 시스템 및 취급 방법은 취급될 제품이 연성 또는 유연성의 실질적으로 무공성(non-porous) 재료로 제조되어 있으면 특히 유용하다.
도 1이 엔드 핸들러(100)의 지지 기부(120a)에 배치되어 있는 진공 포트(142a, 142b, 142c, 142d, 142e)를 도시하고 있지만, 적어도 하나의 진공 포트가 그렇게 필요한 경우 엔드 핸들러의 다른 부분에도 제공될 수 있음을 인식할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 진공 포트가 더 양호한 그리핑(gripping)을 실시하도록 엔드 핸들러의 핑거에 제공될 수 있다.
상술한 바와 같은 엔드 핸들러는 예를 들어, 반도체 제조공정에서 필름 프레임을 취급하는 데 사용된다. 엔드 핸들러는 유연한 표면을 갖는 어떤 제품을 취급하는 데 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 엔드 핸들러는 또한 다른 형식의 제조공정에도 사용될 수 있다. 예를 들어, 엔드 핸들러는 다른 산업 또는 응용 분야에 적용될 수 있다.

Claims (17)

  1. 엔드 핸들러로서,
    공구와 결합하는 결합부(110)와, 지지면(125)에서 필름 또는 필름 프레임을 지지하도록 구성된 지지부(120)를 포함하고,
    상기 지지부는 지지 기부 섹션(120a),
    상기 지지 기부 섹션(120a)으로부터 연장하는 연장 섹션(120b1, 120b2), 및
    흡착력을 분배하기 위한 적어도 하나의 진공 포트(142)를 포함하는 진공 포트(142)의 적어도 하나의 구성을 포함하는, 엔드 핸들러에 있어서,
    상기 적어도 하나의 진공 포트(142)는 지지면(125) 상에 적어도 하나의 오목부를 포함하며, 상기 오목부는 진공원(112)과 유체 소통하는 적어도 하나의 진공 개구부(160)를 포함하고,
    상기 오목부의 면적은 적어도 하나의 진공 개구부(160)의 면적보다 상대적으로 커서 진공원(112)이 활성화될 때 상기 필름 또는 필름 프레임 상에 가해지는 흡착력을 증가시키며,
    상기 진공 포트(142)의 적어도 하나의 구성은 상기 필름 또는 필름 프레임을 지지하기 위해 오목하지 않은 지지부(120)의 나머지 표면이 진공 포트(142)와 동일 평면에 있도록 구성되어서, 상기 필름의 휘어짐 또는 뒤틀림을 감소시키면서 상기 진공 포트의 적어도 하나의 구성이 상기 필름 또는 필름 프레임 상에 분배되며 증가된 흡착력을 제공하는, 엔드 핸들러.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 진공 개구부(160)는 적어도 하나의 오목부의 측벽(191) 부근의 기부에 배치되거나 또는 적어도 하나의 오목부의 측벽(191) 상에 배치되는, 엔드 핸들러.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 진공 포트(142)를 형성하는 지지면(125)의 적어도 하나의 오목부는 내부에 적어도 하나의 진공 개구부(160)를 갖는 적어도 하나의 채널을 포함하여서, 오목하지 않으며 채널에 의해 둘러싸이는 지지면(125)의 나머지 부분이 지지면(125)과 동일 평면으로 유지되는 적어도 하나의 아일랜드(126)를 형성하고, 상기 채널은 오목하지 않은 지지면(125)을 포함하는 아일랜드(126)를 둘러싸는, 엔드 핸들러.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 진공 포트(142)는 오목하지 않은 지지면(125)의 나머지 부분이 지지면(125)과 동일 평면을 유지하도록 적어도 하나의 저장소(190)를 포함하는, 엔드 핸들러.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 적어도 하나의 저장소 각각은 다른 형상 및 크기로 구성될 수 있는, 엔드 핸들러.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 적어도 하나의 채널은 다른 형상 및 크기로 구성될 수 있는 연속적 포트형 홈(151)을 형성하는, 엔드 핸들러.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 적어도 하나의 아일랜드(126)는 적어도 하나의 저장소(190a)를 포함하며, 각각의 저장소(190a)는 그 내부에서 적어도 하나의 진공원(112)과 유체 소통하는 적어도 하나의 진공 개구부(160)를 가지는, 엔드 핸들러.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 진공 포트(142)의 적어도 하나의 구성은 동심원상에서 외향으로 반복되는, 엔드 핸들러.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 진공 포트(142)의 적어도 하나의 구성은 최내측 저장소 내에 공간적으로 배치되는 최내측 아일랜드(126a)를 포함하여 최내측 포트형 홈(151c)을 형성하며, 최내측 포트형 홈(151c)은 또한 큰 아일랜드(126b) 내에 공간적으로 배치되고, 큰 아일랜드(126b)는 상기 큰 아일랜드(126b)를 둘러싸는 큰 포트형 홈(151d) 내에 공간적으로 배치되며, 그러한 과정을 계속하여서 끝에서 두번째 아일랜드 및 포트형 홈은 더 큰 최종 아일랜드 내에 공간적으로 배치되고, 차례로 더 큰 최종 아일랜드는 상기 더 큰 최종 아일랜드를 둘러싸는 더 큰 최종 포트형 홈 내에 배치되도록 구성된, 엔드 핸들러.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 진공 포트(142)의 적어도 하나의 구성은 동심원상에서 외향하는 아일랜드 내에 저장소를 포함하는 구성을 반복하는 것을 포함하며, 이에 의해 제1 저장소(190a)가 제1 아일랜드(126) 내에 배치되고 상기 제1 저장소(190a) 및 제1 아일랜드(126)가 더 큰 제2 저장소(151a) 내에 공간적으로 배치되며, 그러한 과정을 계속하여서 끝에서 두번째 저장소 및 아일랜드가 더 큰 최종 저장소 내에 공간적으로 배치되도록 구성된, 엔드 핸들러.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 진공 포트(142)의 적어도 하나의 구성은 동심원상에서 외향하는 어떤 특별한 형상 및 크기의 아일랜드 내에 배열된 복수의 저장소(190)를 포함하는 구성을 반복하는 것을 포함하는, 엔드 핸들러.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 진공 포트(142)는 상기 지지 기부 섹션(120a)에 위치되는, 엔드 핸들러.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 진공 포트(142)는 상기 연장 섹션(120b1, 120b2)에 위치되는, 엔드 핸들러.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 진공원(112)은 제1 및 제2 및 연속하는 진공원을 포함하고, 제1 및 제2 및 연속하는 진공원 각각은 선택된 적어도 하나의 진공 포트(142)와 유체 소통하는 차별화된 진공력을 갖는, 엔드 핸들러.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 적어도 하나의 진공 포트(142)에 의해 상기 필름 또는 필름 프레임에 가해질 진공력은 소프트웨어 제어부에 의해 조정될 수 있는, 엔드 핸들러.
  16. 필름 또는 필름 프레임 취급 방법으로서,
    공구와 결합하기 위한 결합부(110)를 제공하는 단계;
    지지면(125)에서 필름 또는 필름 프레임을 지지하도록 지지부(120)를 형성하는 단계;
    상기 지지부를 위한 지지 기부 섹션(120a)을 제공하는 단계;
    상기 지지 기부 섹션(120a)으로부터 연장 섹션(120b1, 120b2)을 연장하는 단계;
    진공 포트(142)의 적어도 하나의 구성을 제공하는 단계로, 상기 진공 포트(142)의 적어도 하나의 구성을 제공하는 단계는 흡착력을 분배하기 위해 적어도 하나의 진공 포트(142)를 제공하는 단계 및 지지면(125)의 적어도 하나의 오목부를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 오목부는 진공원(112)과 유체 소통하는 적어도 하나의 진공 개구부(160)를 포함하며, 상기 오목부의 면적은 적어도 하나의 진공 개구부(160)의 면적보다 상대적으로 커서 진공원(112)이 활성화될 때 상기 필름 또는 필름 프레임 상에 가해지는 흡착력을 증가시키는, 진공 포트(142)의 적어도 하나의 구성을 제공하는 단계; 및
    오목하지 않은 지지부(120)의 나머지 표면이 상기 필름 또는 필름 프레임에 대한 지지를 계속 제공함으로써 상기 필름의 휘어짐 또는 뒤틀림을 감소시키면서 진공 포트의 적어도 하나의 구성이 상기 필름 또는 필름 프레임 상에 분배되며 증가된 흡착력을 제공하도록 진공 포트(142)의 적어도 하나의 구성을 구성하는 단계를 포함하는, 필름 또는 필름 프레임 취급 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 적어도 하나의 진공 개구부(160)는 적어도 하나의 오목부의 측벽(191) 부근의 기부에 배치되거나 또는 적어도 하나의 오목부의 측벽(191) 상에 배치되는, 필름 또는 필름 프레임 취급 방법.
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