KR102276490B1 - 웨이퍼 홀더 및 웨이퍼 이송 장치, 시스템 및 방법 - Google Patents

웨이퍼 홀더 및 웨이퍼 이송 장치, 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

웨이퍼 홀더 및 웨이퍼 이송 장치, 시스템 및 방법이 개시된다. 웨이퍼 홀더(1)는 웨이퍼 이송 장치 상에 장착되며, 홀더 본체(11) 및 흡입기(12)를 포함한다. 홀더 본체는 제 1 개구(111)를 형성하고, 흡입기는 제 1 스커트 (121)를 포함한다. 제 1 스커트는 홀더 본체의 일 측에 위치하고 제 1 개구에 연결된다. 홈(112)은 제 1 스커트와 제 1 개구 사이의 조인트에 형성된다. 홈은 제 1 스커트의 외측에 위치하고, 제 1 스커트의 변형시 흡입기의 베이스부에서 발생된 응력을 완화시킬 수 있다.

Description

웨이퍼 홀더 및 웨이퍼 이송 장치, 시스템 및 방법
본 발명은 반도체 기술에 관한 것으로서, 특히 웨이퍼 홀더 및 웨이퍼 이송 장치, 시스템 및 방법에 관한 것이다.
반도체 분야에서, 로봇 팔은 진공력에 의해 포크 형 홀더 상에 웨이퍼를 보유한 다음 보유된 웨이퍼를 이동하여 이송하는데 사용된다. 반도체 기술의 발달로 인해, 박형화 공정 및 본딩 공정으로 웨이퍼가 어느 정도의 휘게 되어, 포크형 웨이퍼 홀더에 장착될 때 웨이퍼의 일부가 홀더의 흡입면과 접촉하지 않게 되고 이들 사이에 공극이 게재된다. 이로써 홀더의 진공 유지 능력이 저하될 수 있다.
따라서, 휘어진 웨이퍼를 효과적으로 유지하기 위한, 웨이퍼 홀더 및 웨이퍼 이송 장치, 시스템 및 방법을 설계하는 것이 바람직하다.
본 개시의 목적은 종래의 웨이퍼 홀더로 뒤틀린 웨이퍼를 유지하는데 실패하는 문제를 극복하기 위해 이러한 웨이퍼 홀더 및 웨이퍼 이송 장치, 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
이를 위해, 본 개시는 홀더 본체 및 흡입기를 포함하는 웨이퍼 홀더를 제공하되, 상기 웨이퍼 홀더에서, 상기 홀더 본체는 제 1 개구를 형성하고, 상기 흡입기는 제 1 스커트를 포함하되, 상기 제 1 스커트는 홀더 본체의 일 측에 위치하여 상기 제 1 개구에 연결되고, 홈은 상기 제 1 스커트와 상기 제 1 개구 사이의 조인트에 형성되고, 상기 홈은 상기 제 1 스커트의 외측에 위치한다.
선택적으로, 상기 제 1 개구는 원형이며, 상기 홀더 본체는 중공 실린더의 형상을 가진다.
선택적으로, 상기 제 1 개구는 8.2mm 내지 9.0mm 범위의 직경을 가진다.
선택적으로, 상기 홀더 본체는 13.0mm 내지 17.0mm 범위의 외경 및 0.4mm 내지 0.6mm 범위의 높이를 가진다.
선택적으로, 상기 제 1 스커트는 원뿔대 형상을 가지며, 상기 홈은 상기 홀더 본체의 표면에 형성되고 환형인, 웨이퍼 홀더.
선택적으로, 상기 제 1 스커트는 15.0mm 내지 17.0mm 범위의 외경을 가진다.
선택적으로, 상기 제 1 스커트는 0.8mm 내지 1.6mm 범위의 높이를 가진다.
선택적으로, 상기 제 1 스커트는 외부면을 가지며, 상기 홀더 본체의 상기 외부면과 상면 사이의 각도는 18° 내지 24°의 범위에 있다.
선택적으로, 상기 제 1 스커트는 내부면을 가지며, 상기 홀더 본체의 상기 내부면과 상면 사이의 각도는 16° 내지 23°의 범위에 있다.
선택적으로, 상기 홈은 0.2mm 내지 0.3mm 범위의 깊이를 가진다.
선택적으로, 상기 홈은 9.8mm 내지 10.6mm 범위의 내경을 가진다.
선택적으로, 상기 홈은 0.3mm 내지 0.5mm 범위의 바닥 폭을 가진다.
선택적으로, 상기 홈은 제 1 측벽 및 제 2 측벽을 포함하고, 상기 제 1 측벽은 상기 제 1 개구에 더 가깝고 상기 제 2 측벽은 상기 제 1 개구로부터 더 멀리 있다
선택적으로, 상기 제 1 측벽은 환형의 곡면으로 나타나도록, 상기 제 1 개구를 향해 중간 위치에서 오목하다.
선택적으로, 상기 제 2 측벽은 90° 내지 180° 범위의 각도로 상기 제 1 개구로부터 경사져 있다.
본 개시는 또한 장치 본체와 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 복수개의 웨이퍼 홀더를 포함하고, 상기 복수개의 웨이퍼 홀더는 상기 장치 본체에 고정되는 웨이퍼 이송 장치를 제공한다.
선택적으로, 복수개의 웨이퍼 지지대 및 밀폐재를 더 포함하되, 기 장치 본체는 원형인 복수개의 제 1 홀을 형성하고, 상기 장치 본체는 제 1 홀들과 연통되어 트렌치가 형성되는 바닥면을 포함하고, 상기 장치 본체는 상면과 바닥면을 더 포함하고, 상기 웨이퍼 지지대 각각은 원통형이고 중심에 제 2 홀을 형성하며, 상기 웨이퍼 지지대 각각은 상기 장치 본체의 상기 상면에서 돌출되어 상기 제 1 홀들 중 대응하는 하나에 수용되지만 상기 웨이퍼 홀더의 상기 제 1 스커트 아래에 위치되도록, 상기 제 1 홀들 중 해당하는 하나에 수용되고, 그리고 상기 밀폐재는 상기 장치 본체의 바닥면에 부착되고, 상기 트렌치 내의 공간, 상기 제 1 홀들 및 상기 제 2 홀들은 함께 가스 채널을 형성한다.
선택적으로, 상기 웨이퍼 홀더들의 수 및 상기 웨이퍼 지지대들의 수는 3 보다 크고 서로 동일하며, 상기 웨이퍼 지지대들의 중심은 다각형을 형성한다.
선택적으로, 상기 웨이퍼 이송 장치가 웨이퍼를 이송할 때, 상기 웨이퍼의 무게 중심이 상기 다각형으로 둘러싸이도록 상기 제 1 스커트들이 상기 웨이퍼를 함께 지지한다.
선택적으로, 상기 웨이퍼 장치는, 상기 웨이퍼 이송 장치가 웨이퍼를 이송할 때, 가스 채널을 배기하여 진공을 형성하도록 구성된 배기 장치를 더 포함한다.
선택적으로, 상기 웨이퍼 지지대 각각은 제 1 단 및 제 2 단을 가지고, 상기 제 1 단은 상기 제 1 홀의 직경보다 큰 직경을 가지며, 상기 제 2 단은 상기 제 1 홀의 직경보다 작은 직경을 가지며, 상기 제 1 단은 상기 제 1 개구에 수용되어, 상기 제 1 단의 상면이 상기 장치 본체의 상면보다 높고 상기 제 2 단의 하면이 상기 장치 본체의 상면보다 낮다.
선택적으로, 상기 가스 채널 내에 진공이 형성되면, 상기 웨이퍼 지지대는 상기 제 1 스커트의 변형의 결과로서 웨이퍼와 접촉한다.
선택적으로, 상기 웨이퍼가 상기 웨이퍼 지지대와 접촉할 때, 상기 웨이퍼의 무게는 상기 제 1 스커트에 의해 상기 웨이퍼에 제공되는 지지력을 초과한다.
선택적으로, 상기 웨이퍼 홀더 각각은 상기 웨이퍼 홀더를 상기 장치 본체에 고정하도록 구성된 제 1 고정 부재를 더 포함하고, 상기 홀더 본체는 상기 제 1 스커트가 위치되는 전면과 상기 제 1 고정 부재가 위치하는 후면을 가진다.
선택적으로, 상기 제 1 고정 부재는 제 2 스커트 및 제 3 스커트를 포함하고, 상기 제 2 및 제 3 스커트는 상기 홀더 본체에 결합되고, 상기 제 2 스커트는 상기 제 1 개구를 둘러싸며, 상기 제 3 스커트는 상기 제 2 스커트를 둘러싸며, 상기 제 2 및 제 3 스커트는 함께 V 자형 홈을 형성한다.
선택적으로, 상기 제 1 고정 부재는 상기 제 2 스커트와 제 3 스커트 사이에 위치하는, 상기 흡입기의 바닥면을 더 포함하고, 상기 웨이퍼 이송 장치가 웨이퍼를 이송할 때, 상기 제 2 스커트, 상기 제 3 스커트 및 상기 흡입기의 상기 바닥면은 상기 장치 본체에 대해 가압된다.
선택적으로, 상기 웨이퍼 이송 장치가 웨이퍼를 이송할 때, 상기 홀더 본체는 편평한 시트형으로 변한다.
선택적으로, 상기 장치 본체는, 각각이 상기 제 1 홀들 중 해당하는 하나를 감싸는 흡입면들 및 본체 표면을 더 포함하고, 상기 흡입면들은 상기 본체 면보다 낮으며, 상기 흡입면들은 각각 환형이며, 그리고 상기 웨이퍼 이송 장치가 웨이퍼를 이송할 때, 상기 제 2 스커트, 상기 제 3 스커트 및 상기 흡입기의 바닥면은 상기 흡입면들 중 대응하는 하나에 가압된다.
선택적으로, 상기 흡입면에 대해 가압된 상기 제 2 스커트는 제 1 단의 직경보다 큰 내경을 가지고, 상기 흡입면에 대해 가압된 상기 제 3 스커트는 상기 흡입면의 외경보다 작은 외경을 가진다.
선택적으로, 상기 웨이퍼 홀더 각각은, 플랜지를 포함하는 제 2 고정 부재에 의해 상기 장치 본체에 고정되고, 상기 플랜지는 상기 웨이퍼 홀더의 상기 제 1 개구와 정렬되고 상기 제 1 개구보다 크기가 큰 제 2 개구를 형성하며, 상기 프랜지는 상기 장치 본체에 대해 상기 홀더 본체를 가압하도록 구성된다.
선택적으로, 상기 제 2 고정 부재는 상기 플랜지를 상기 장치 본체에 고정시키도록 구성된 복수개의 나사를 더 포함한다.
선택적으로, 상기 웨이퍼 홀더 각각은 실리콘 고무로 만들어지고 상부의 입자를 감소시키기 위해 표면 마무리 처리된다.
선택적으로, 상기 웨이퍼 홀더 각각은 쇼어 경도(Shore hardness)가 45 HS 내지 55 HS 인 소재로 만들어진다.
본 개시는 또한 상기 설명한 웨이퍼 이송 장치, 로봇 팔 및 웨이퍼 카세트를 포함하는 웨이퍼 이송 시스템을 제공하는 바, 상기 웨이퍼 이송 시스템에서, 상기 웨이퍼 이송 장치는 상기 로봇 팔에 고정되고, 상기 로봇 팔은 상기 웨이퍼 이송 장치를 상기 웨이퍼 카세트로부터 픽업 또는 상기 웨이퍼 카세트 내로 배치하기 위해 상기 웨이퍼 카세트 내로 상기 웨이퍼 이송 장치를 이동 시키도록 구성되며, 상기 로봇 팔은 상기 웨이퍼를 이송하기 위해 상기 웨이퍼 이송 장치를 이동시킨다.
선택적으로, 상기 웨이퍼 카세트는 웨이퍼들을 저장하도록 구성된 복수개의 웨이퍼 슬롯을 포함한다.
선택적으로, 상기 웨이퍼 이송 장치의 두께, 상기 웨이퍼의 두께, 상기 웨이퍼 이송 장치의 상기 웨이퍼 카세트로의 진입을 위한 하부 위치와 상기 웨이퍼 장치의 상기 웨이퍼 카세트로부터의 인출을 위한 상부 위치 간 높이 차이의 합은 상기 웨이퍼 카세트의 슬롯 간 공간보다 작다.
본 개시는 또한 상기 웨이퍼 이송 장치를 사용하는 웨이퍼 이송 방법을 제공하는 바, 상기 웨이퍼 이송 방법은 상기 제 1 고정 부재들을 가압함으로써 상기 웨이퍼 홀더들을 상기 웨이퍼 이송 장치에 고정시키는 단계, 상기 웨이퍼 홀더들이 위쪽을 향하는 상태에서 웨이퍼 아래에 상기 웨이퍼 이송 장치를 위치시키고, 웨이퍼를 상기 웨이퍼 홀더들의 제 1 스커트들 상에 배치하는 단계, 및 상기 웨이퍼 이송 장치에서 가스 채널을 배기시키고 그 안에 진공을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 스커트들은, 상기 웨이퍼가 웨이퍼 지지들과 접촉할 때까지, 각각이 상기 제 1 스커트들 중 대응하는 하나의 바닥의 외측에 형성된 홈들에서 변형되고 변형이 유지된다.
본 개시의 웨이퍼 홀더 및 웨이퍼 이송 장치, 시스템 및 방법에서, 제 1 스커트와 제 1 개구 사이의 조인트의 외측에 제공된 홈은 제 1 스커트의 변형시 흡입기의 베이스부에서 발생된 응력을 완화시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 그러한 홈이 없는 웨이퍼 홀더에 비해, 상기 웨이퍼 홀더는 제 1 스커트가 동일한 두께로 더 많은 변형을 겪든지 또는 증가된 두께로 동일한 변형을 겪게 한다. 결과적으로, 제 1 스커트가 동일한 두께로 더 많은 변형을 경험하는 경우, 웨이퍼 홀더는, 웨이퍼의 흡입면에 의해 형성된 공간을 진공으로 만들 때 공기 누출을 피하기 위해 더 큰 휨을 갖는 웨이퍼를 수용할 수 있다. 더욱이, 제 1 스커트가 동일한 변형성을 갖는 증가된 두께를 갖는 경우, 제 1 스커트는 구조가 더 강하고 사용중 손상에 덜 취약할 것이다. 결과적으로 제 1 스커트는 마모가 적으므로 서비스 수명과 심지어 웨이퍼 홀더의 수명까지도 연장된. 이는 웨이퍼 홀더의 빈번한 교체 필요성을 없애고 생산 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 변형성 증가는 웨이퍼가 웨이퍼 지지대와 효과적으로 접촉될 수 있게 하고, 제 1 스커트는 웨이퍼 중량을 초과하지 않는 지지력을 제공한다. 다시 말해서, 웨이퍼는 웨이퍼 지지대에 단단히 부착될 수 있고, 따라서 웨이퍼 높은 정확도로 이송될 수 있으며, 이 동안 지지대와 웨이퍼 사이의 마찰력이 0 보다 크다. 웨이퍼 지지대는 뒤틀린 웨이퍼를 지지하고 웨이퍼의 이동시 마찰을 제공하도록 설계되어, 웨이퍼 이송 장치 본체에 대해 웨이퍼가 변위되는 것을 방지하여 웨이퍼가 장치에서 미끄러질 위험없이 웨이퍼 홀더에 항상 고정될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 각각의 제 1 고정 부재 내의 제 2 및 제 3 스커트는 매끄러운 표면에 대해 압축되어, 홀더 본체는 제 1 고정 부재의 내부와 외부 사이의 압력 차에 의해 장치 본체 상에 유지될 수 있다. 즉, 제 1 고정 부재는 웨이퍼 홀더를 웨이퍼 이송 장치에 고정적으로 채결하기 위해 진공 흡입기와 동일한 방식으로 기능한다. 이는 단순히 가압 작용만으로 웨이퍼 홀더의 쉽고 효율적인 부착 및 교체를 가능하게 한다. 대조적으로, 종래의 고무 웨이퍼 홀더는 접착제에 의해 웨이퍼 이송 장치에 부착된다. 이러한 웨이퍼 홀더가 교체를 위해 분리될 때, 접착제 잔류물이 장치 본체 및 홀더 본체의 표면에 잔류하는 경향이 있으며, 이는 세척기, 닦기 및 스크레퍼의 사용을 포함하고 장치 본체의 표면에 긁힘 자국을 남길 가능성이 있는 성가시면서도 오래 지속되는 제거 공정을 필요로 한다. 더욱이, 이러한 종래의 접근법은 접착제를 수용하기 위해 홀더와 이송 장치 사이에 추가적인 공간이 필요하며, 이는 웨이퍼 이송의 정확도를 저하시킬 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 장치는 단축된 공정 주기 및 개선된 웨이퍼 이송 정확도로 웨이퍼 홀더의 보다 효율적인 교체를 허용한다.
본 실시예에 따르면, 신체 표면보다 낮고 흡입기의 제 2 스커트, 제 3 스커트 및 바닥면이 단단히 가압되는 흡입면으로, 장치 본체는 전체 수직 치수가 감소될 수 있다. 또한, 웨이퍼 홀더에 대한 고정 장착을 용이하게 하기 위해, 흡입면은 압축된 제 2 및 제 3 스커트 보다 크기가 큰 부드럽고 조밀한 표면일 수 있다.
구체적으로, 본 개시에 따르면, 웨이퍼 이송 장치에 의해 웨이퍼를 이송하는 동안, 중심이 다각형을 정의하는 3개 보다 많은 웨이퍼 홀더 및 동일한 개수의 웨이퍼 지지대로, 상기 다각형 내에 무게 중심이 있는 상태로, 웨이퍼는 제 1 스커트 상에 안정적으로 지지될 수 있다.
웨이퍼 홀더가 이송 장치에 장착된 후, 제 1 스커트와 웨이퍼 지지대의 상면 사이의 수직 거리는 웨이퍼 홀더가 수용할 수 있는 웨이퍼 휨량을 결정한다. 따라서, 제 1 스커트의 변형이 클수록, 웨이퍼 홀더가 웨이퍼 휨을 더 충분히 수용할 수 있다. 스커트 두께의 증가는 스커트의 수명을 연장시킬 수 있지만, 스커트의 변형에는 바람직하지 않다. 본 개시에 따르면, 환형 홈은 증가된 스커트 두께로 변형성을 향상시키거나 또는 심지어 증가된 스커트 두께로 변형성을 유지할 수 있다. 또한, 장치상의 웨이퍼 홀더는 웨이퍼의 외곽에 의해 둘러싸인 원형 패턴으로 분포될 수 있기 때문에, 웨이퍼 홀더를 갖는 이송 장치는 단일 웨이퍼 홀더가 수용할 수 있는 웨이퍼 휨 보다 큰 웨이퍼 휨을 수용할 수 있다.
본 개시의 웨이퍼 홀더는 또한 그 기능이 웨이퍼의 고정 또는 이송을 수반하는 웨이퍼 사전 정렬 장치에 사용될 수 있다. 유사하게, 이 경우에, 웨이퍼 홀더는 웨이퍼 휨을 잘 수용하고, 이송 정확도를 향상시키며, 보다 안정적으로 유지할 것이다.
도 1 내지 도 2는 본 개시에 따른 웨이퍼 홀더의 구조적 개략도이다.
도 3 내지 도 4는 본 개시에 따른 웨이퍼 홀더의 단면도이다.
도 5 내지 도 8은 본 개시에 따른 웨이퍼 홀더에서 제 1 스커트 및 홈의 치수를 도시한다.
도 9는 본 개시에 따른 웨이퍼 이송 장치의 개략도이다.
도 10 내지 도 14는 본 개시에 따른 웨이퍼 이송 장치에 장착된 웨이퍼 홀더의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 구체적인 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 개시의 특징 및 장점은 하기 상세한 설명 및 첨부된 청구 범위로부터 더욱 명백해질 것이다. 첨부 도면은 반드시 축척대로 제시되지는 않고 매우 단순화된 형태로 제공되며, 이는 개시된 실시예를 설명함에 있어 편리함과 명확성을 도모하기 위함이다.
본 개시의 핵심 개념은 신규한 웨이퍼 홀더 및 웨이퍼 이송 장치, 시스템 및 방법을 제시함으로써 종래의 웨이퍼 홀더로 휘어진 웨이퍼를 유지하는데 실패하는 문제를 극복하는 것이다.
이 개념에 따라, 본 개시는 웨이퍼 홀더 및 웨이퍼 이송 장치, 시스템 및 방법을 제공한다. 웨이퍼 홀더는 웨이퍼 이송 장치 상에 장착되며 홀더 본체 및 흡입기를 포함한다. 홀더 본체는 제 1 개구를 형성하고, 흡입기는 제 1 스커트를 포함한다. 제 1 스커트는 홀더 본체의 일 측에 위치하고 제 1 개구에 연결된다. 홈은 제 1 스커트와 제 1 개구 사이의 조인트에 형성되고, 제 1 스커트의 외측에 위치한다.
실시예 1
도 1 내지 도 2는 본 개시의 제 1 실시예에 따른 웨이퍼 홀더의 개략적 구조도이다. 도시된 바와 같이, 웨이퍼 홀더(1)는 홀더 본체(11) 및 흡입기(12)를 포함한다. 홀더 본체(11)는 제 1 개구(111)를 형성하고, 흡입기(12)는 홀더 본체 (11)의 일 측에 위치하여 제 1 개구(111)의 하부에 연결되는 제 1 스커트(121)를 포함한다. 도 3 내지 도 4는 웨이퍼 홀더의 개략적인 단면도이다. 도시 된 바와 같이, 홈(112)은 제 1 스커트(121)와 제 1 개구(111) 사이의 조인트에 형성되어, 제 1 스커트(121)의 외측에 위치한다.
구체적으로, 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 개구(111)는 원형일 수 있고, 홀더 본체(11)는 일반적으로 내부면이 제 1 개구(111)를 한정하는 중공 실린더로 보일 수 있다. 제 1 스커트(121)는 원뿔대(truncated cone)의 일반적인 형상을 가질 수 있고 홀더 본체(11)의 내부 표면에 바닥이 연결된 탄성 벽으로 형성될 수 있다. 홈(112)은 홀더 본체(11)의 표면에 형성되어 제 1 스커트(121)의 외측에 위치할 수 있다. 홈(112)은 환형일 수 있고 제 1 개구(111)에 더 가까운 제 1 측벽 (1121) 및 제 1 개구(111)로부터 더 먼 제 2 측벽(1122)을 가질 수 있다. 제 1 측벽(1121)은 제 1 개구(111)를 향해 그 중앙이 오목하여, 대체로 환형 곡면으로 보일 수 있다. 제 2 측벽(1122)은 제 1 개구(111)로부터 90° 내지 180° 범위의 각도로 경사질 수 있다. 제 1 측벽(1121)과 제 2 측벽(1122)은 (도 3에 도시된 바와 같이) 홈의 바닥면(1123)을 통해 서로 연결되거나 (도 4에 도시된 바와 같이 개재된 바닥면없이) 직접 연결될 수 있다. 바람직하게는, 홈(112)은 모서리가 둥근 직사각형 단면을 가질 수 있다. 대안으로, 홈(112)은 모서리가 둥근 삼각형처럼, 스커트에 충분한 변형을 허용하는 다른 가능한 단면을 가질 수도 있다.
본 실시예에 따른 웨이퍼 홀더에서, 제 1 스커트(121)와 제 1 개구(111) 사이의 조인트에 제공된 홈은 제 1 스커트(121)의 변형시 흡입기(12)의 베이스부에 발생된 응력을 완화시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 웨이퍼 홀더 (1)는 상기와 같은 홈이 없는 웨이퍼 홀더에 비해, 제 1 스커트가 동일한 두께로 더 많은 변형을 겪거나 증가된 두께로 동일한 변형을 겪도록 허용한다. 결과적으로, 제 1 스커트(121)가 동일한 두께로 더 많은 변형을 겪게 되는 경우, 웨이퍼 홀더(1)는 웨이퍼의 흡입면에 의해 형성된 공간을 진공으로 만들 때 공기 누출을 피하기 위해 더 많이 휜 웨이퍼를 수용할 수 있다. 또한, 제 1 스커트(121)가 증가된 두께로 동일하게 변형이 되는 경우, 제 1 스커트(121)는 구조가 더 강해지고 사용 중 손상에 덜 취약할 것이다. 이 경우, 제 1 스커트(121) 및 심지어 웨이퍼 홀더(1)도 서비스 수명이 연장되고, 웨이퍼 홀더를 빈번히 교체할 필요성이 없어지고, 생산 효율도 향상될 것이다.
도 5 내지 도 8은 본 개시의 실시예들에 따른 제 1 스커트 및 홈의 바람직한 치수를 개략적으로 도시한다. 도 5 내지 도 6의 실시예는 ± 1mm 이내의 휨을 가지는 6 인치 또는 8 인치 웨이퍼가 완전히 로딩된 웨이퍼 카세트 (즉, 카세트의 모든 이용 가능한 슬롯이 채워짐)에 적합하고, 도 7 내지 도 8의 실시예는 휨이 ± 5mm 이내인, 12 인치 웨이퍼로 완전히 로딩되거나 6 인치 또는 8 인치 웨이퍼가 빈 슬롯 하나의 간격으로 로딩된 웨이퍼 카세트에 적합하다 (즉, 모든 2개의 인접 웨이퍼가 빈 슬롯 하나에 의해 서로 분리됨). 구체적으로, 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 제 1 개구(111)는 예를 들어 8.4mm, 8.6mm, 8.9mm 등과 같이, 8.2mm 내지 9.0mm 범위의 직경을 가질 수 있다. 홀더 본체(11)는 예를 들어, 13.5mm, 14mm, 15mm, 16.5mm 등과 같이 13.0mm 내지 17.0mm 범위의 외경을 가질 수 있다. 웨이퍼 홀더(1) 및 홈(112)이 구조적 강도 측면의 설계 요건을 충족시키기 위해, 홀더 몸체(11)는 예를 들어 0.4mm, 0.46mm, 0.52mm, 0.6mm 등과 같이 0.4mm 내지 0.6mm 범위의 높이를 가질 수 있다. 제 1 스커트(121)의 두께가 증가하면 강도 및 서비스 수명이 증가하지만, 그 결과, 제 1 스커트(121)의 변형성 및 이에 따른 웨이퍼 이송 정확도는 불리하게 되어 웨이퍼 홀더(1)가 기대치를 충족시키지 못할 수 있으며, 제 1 스커트(121)는 예를 들어, 15.1mm, 15.8mm, 16.3mm, 16.9mm 등과 같이 15.0mm 내지 17.0mm 범위의 외경과 예를 들어, 0.8mm, 1.1mm, 1.4mm, 1.6mm 등과 같이 0.8mm 내지 1.6mm 범위의 높이를 가질 수 있다. 또한, 제 1 스커트(121)는 외부면 및 내부면을 가질 수 있으며, 홀더 본체(11)의 외부면과 상면(113) 사이의 각도는 18° 내지 24° 범위로서, 예를 들어 18°, 20°, 22°, 24° 등이 된다. 그리고 내부면과 동일한 상면(113) 사이의 각도는 예를 들어 16.25°, 17.5°, 20°, 22.6° 등과 같이 16° 내지 23° 범위에 있다. 홈(112)의 깊이 (즉, 홈(112)의 바닥면(1123)이나 또는 홈(112)의 가장 깊은 지점으로부터 홀더 본체(11)의 상면(113)까지의 거리) 또는 그 폭이 증가하면(제 1 스커트(121)의 외부면과 홀더 본체(11)의 상면(113) 사이의 각도에 비례적으로 증가함), 제 1 스커트(121)의 변형성이 증가될 것이고, 홈(112)의 깊이가 클수록 웨이퍼 홀더(1)는 Z 방향으로 부피가 더 커져서 기대치를 충족하지 못할 수 있다. 따라서, 홈(112)의 깊이는 예를 들어 0.2mm, 0.25mm, 0.3mm 등과 같이 0.2mm 내지 0.3mm의 범위일 수 있다. 또한, 홈(112)은 예를 들어, 9.8mm, 10.25mm, 10.6mm 등과 같이 9.8mm 내지 10.6mm 범위의 내경과 예를 들어, 0.39mm, 0.45mm, 0.5mm 등과 같이 0.3mm 내지 0.5mm 범위의 바닥 너비를 가질 수 있다.
본 실시예에 따르면, 웨이퍼 홀더(1) 및 홈(112)의 설계는 웨이퍼의 휨 뿐만 아니라 웨이퍼, 웨이퍼 카세트 및 웨이퍼 이송 장치의 치수를 포함하는 인자에 의존한다. 웨이퍼가 현저하게 많이 휠수록, 제 1 스커트의 수직 방향 (이하 Z- 방향이라고도 함)으로의 치수, 즉 높이가 증가해야 한다.
실시 예 2
본 실시 예에서, 웨이퍼 이송 장치가 제공된다. 웨이퍼 이송 장치는 장치 본체(2) 및 실시예 1의 복수개의 웨이퍼 홀더(1)를 포함한다. 웨이퍼 홀더(1)는 모두 장치 본체(2) 상에 장착되고 각각은 홀더 본체(11) 및 흡입기(12)를 포함한다. 홀더 본체(11)는 제 1 개구(111)를 형성하고, 흡입기(12)는 홀더 본체(11)의 일 측에 위치하여 제 1 개구 (111)에 연결된 제 1 스커트(121)를 포함한다.
웨이퍼 이송 장치는 복수의 웨이퍼 지지대(3) 및 밀폐재(4)를 더 포함할 수 있다. 밀폐재(4)는 시트형 구성 요소일 수 있다. 장치 본체(2)는 원형인 복수개의 제 1 홀(21)을 형성할 수 있고, 트렌치(22)가 제 1 홀(21) 및 상면과 연통하여 형성되는 바닥면을 가질 수 있다. 웨이퍼 지지대(3)는 각각 중앙에 제 2 홀(31)을 형성하는 원통형 구성 요소일 수 있다. 각각의 웨이퍼 지지대(3)는, 장치 본체(2)의 상면으로부터 대응하는 하나의 웨이퍼 홀더(1)의 제 1 개구(111) 내로 돌출되지만 웨이퍼 홀더(1)의 제 1 스커트(121) 아래에 위치하도록, 제 1 홀(21) 중 대응하는 하나에 배치될 수 있다. 밀폐재(4)는, 트렌치(22), 제 1 홀(21), 제 2 홀(31) 및 제 1 스커트(121) 내의 공간이 함께 가스 채널을 형성하도록, 장치 본체(2)의 바닥면에 부착될 수 있다.
본 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치의 웨이퍼 홀더 각각에서, 제 1 스커트(121)와 제 1 개구(111) 사이의 조인트에 제공되어 제 1 스커트(121)의 외측에 위치하는 홈(112)은 제 1 스커트의 변형시 흡입기(12)의 베이스부에 발생된 응력을 완화시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 그러한 홈이 없는 웨이퍼 홀더에 비해, 제 1 스커트(121)는 동일한 두께로 더욱 크게 변형될 수 있어서, 웨이퍼를 웨이퍼 지지대와 효과적으로 접촉시키고 웨이퍼의 중량을 초과하지 않는 지지력을 웨이퍼에 제공한다. 달리 말하면, 웨이퍼는 웨이퍼 지지대에 단단히 부착될 수 있어서 높은 정확도록 이송될 수 있고, 이 동안 웨이퍼 지지대와 웨이퍼 사이의 마찰력이 0보다 크다. 웨이퍼 지지대는 휘어진 웨이퍼를 지지하고 웨이퍼 이동중에 마찰을 제공하도록 설계되어, 웨이퍼 이송 장치 본체에 대해 웨이퍼가 변위되는 것을 방지하여 웨이퍼가 장치에서 미끄러질 위험없이 웨이퍼 홀더에 항상 고정될 것이다.
도 9는 본 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치의 개략도이다. 도시된 바와 같이, 웨이퍼 홀더(1)와 웨이퍼 지지대(3)의 개수는 서로 동일할 수 있고 둘 다 3보다 클 수 있다. 웨이퍼 지지대(3)의 중심은 다각형을 형성할 수 있으며, 장치가 웨이퍼를 이송할 때, 제 1 스커트들(121)은 웨이퍼의 무게 중심이 다각형 내에 포함되도록 웨이퍼를 함께 지지한다. 상기 장치는, 트렌치(22)와 연통하게 배치되어 가스 채널을 배기하여 진공으로 만듦으로써 상기 장치가 웨이퍼를 흡입 및 이송할 수 있도록 하는 배기 장치를 더 포함할 수 있다.
본 실시 예에 따르면, 3 개 보다 많은 웨이퍼 홀더(1) 및 중심이 다각형을 이루는 동일한 개수의 웨이퍼 지지대(3)를 사용하여, 장치에 의한 웨이퍼의 이송시, 웨이퍼는 상기 다각형 내에 중심을 갖는 제 1 스커트 상에 안정적으로 지지될 수 있다.
또한, 도 10에 도시 된 바와 같이, 상기 장치에서, 웨이퍼 지지대(3) 각각은 제 1 단(32) (도시 된 바와 같은 상단) 및 제 2 단(33) (도시 된 바와 같은 하단)을 가질 수 있다. 제 1 단(32)은 제 1 홀(21) 중 대응하는 하나의 직경보다 큰 직경을 가질 수 있고, 제 2 단(33)은 특정 홀(21)의 직경보다 작은 직경을 가질 수 있다. 웨이퍼 지지대(3)는, 제 1 단(32)에서 상면이 장치 본체 (2)의 상면 위에 있고, 제 2 단(33)에서 바닥면이 장치 본체 (2)의 상면보다 아래에 있도록, 제 1 개구(111)에 삽입될 수 있다. 이러한 설계를 통해, 가스 채널이 배기된 후에, 제 1 스커트(121)는 웨이퍼를 웨이퍼 지지대(3)와 접촉시키고 웨이퍼의 중량을 초과하지 않는 지지력을 웨이퍼에 제공하도록 변형될 것이다.
또한, 웨이퍼 홀더(1) 중 하나의 후면을 개략적으로 도시하는 도 2를 참조하면, 웨이퍼 홀더(1)는 후면에 배치된 제 1 고정 부재(13)를 더 포함할 수 있다. 제 1 고정 부재(13)는 환형일 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 각각의 웨이퍼 홀더(1)는 제 1 고정 부재(13)에 의해 장치 본체(2)에 고정될 수 있다. 홀더 본체(11)는 제 1 스커트 (121)가 형성된 전면 및 제 1 스커트 (121)가 형성된 후면을 가질 수 있다. 제 1 고정 부재(13)는 홀더 본체(11)에 각각 결합되는 제 2 스커트(131) 및 제 3 스커트(132)를 포함할 수 있다. 제 2 스커트(131)는 제 1 개구(111)를 둘러싸고, 이어서 제 3 스커트(132)에 의해 둘러싸일 수 있다. 제 2 및 제 3 스커트(131, 132)는 함께 V 자형 홈을 형성할 수 있다. 제 1 고정 부재(13)는 제 2 스커트(131)와 제 3 스커트(132) 사이에 위치하는 흡입기의 바닥면(133)을 더 포함할 수 있다. 제 2 및 제 3 스커트(131, 132) 각각은 탄성 재료로 형성될 수 있다. 도 10 내지 도 12를 함께 참조하면, 제 2 및 제 3 스커트(131, 132)는 외력의 작용에 의해 압축될 수 있고, 따라서 도 10에 도 된 원래 구성에서 도 11에 도시된 불완전 압축 구성으로, 그리고 더 나아가 도 12에 도시된 완전 압축 구성으로 전환될 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 이송 장치가 웨이퍼를 이송할 때, 흡입기의 제 2 스커트(131), 제 3 스커트(132) 및 바닥면(133)은 장치 본체(2)에 대해 단단히 가압되어, 홀더 본체(11)는 대개 평판처럼 보이게 된다.
본 실시예에 따르면, 제 1 고정 부재(13)의 제 2 및 제 3 스커트(131, 132)가 장치 본체(2)의 매끄러운 표면에 대해 압축될 때, 홀더 본체(11)는 제 1 고정 부재(13)의 내외부 간의 압력 차로 인해 장치 본체(2) 상에 유지될 것이다. 즉, 제 1 고정 부재(13)는 진공 흡착판과 동일한 방식으로 간단한 가압 작용에 의해 웨이퍼 홀더(1)를 웨이퍼 이송 장치에 고정적으로 고정시킨다. 이는 웨이퍼 홀더의 쉽고 효율적인 부착 및 교체를 가능하게 한다. 대조적으로, 종래의 고무 웨이퍼 홀더는 접착제에 의해 웨이퍼 이송 장치에 부착된다. 이러한 웨이퍼 홀더를 교체하기 위해 분리시킬 때, 접착제 잔류물이 장치 본체 및 홀더 본체의 표면에 잔류하는 경향이 있으며, 이는 세척, 닦기 및 심지어 스크레이퍼의 사용을 수반하고 장치 본체의 표면에 긁힌 자국을 남길 가능성이 있는 성가시면서도 긴 시간이 걸리는 제거 공정을 필요로 한다. 더욱이, 이러한 종래의 접근법은 접착제를 수용하기 위해 홀더와 이송 장치 사이에 추가적인 공간이 필요하며, 이는 웨이퍼 이송의 정확도를 저하시킬 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 장치는 단축된 공정 주기 및 개선된 웨이퍼 이송 정확도로 웨이퍼 홀더의 보다 효율적인 교체를 가능케한다.
구체적으로, 장치 본체(2)는, 각각 제 1 홀(21) 중 대응하는 하나를 둘러싸는 흡입면(23) 및 흡입면(23) 보다 높은 본체면(24)을 더 포함할 수 있다. 흡입면(23)은 환형일 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 홀더는 장치에 장착되고, 흡입기의 제 2 스커트(131), 제 3 스커트(132) 및 바닥면(133)은 모두 흡입면(23)에 밀착될 수 있다. 이 구성에서, 제 2 스커트(131)는 제 1 단(32)의 직경보다 큰 내경을 가질 수 있고, 제 3 스커트(132)는 흡입면(23)의 외경보다 작은 외경을 가질 수 있다.
본 실시예에 따르면, 신체 표면(24)보다 낮고 흡입기의 제 2 스커트(131), 제 3 스커트(132) 및 바닥면(133)이 밀착되는 흡입면(23)으로, 장치 본체(2)는 전체 세로 치수가 감소될 수 있다. 또한, 웨이퍼 홀더에 대한 고정 장착을 용이하게 하기 위해, 흡입면(23)은 압축된 제 2 및 제 3 스커트(131, 132)보다 큰 크기를 갖는 매끄럽고 조밀한 표면일 수 있다.
웨이퍼 홀더가 이송 장치에 장착된 후, 제 1 스커트와 웨이퍼 지지대의 상면 사이의 수직 거리는 웨이퍼 홀더가 수용할 수 있는 웨이퍼 휨량을 결정한다. 따라서, 제 1 스커트의 변형이 클수록, 웨이퍼 홀더가 웨이퍼 휨을 더 충분히 수용할 수 있다. 스커트 두께의 증가는 스커트의 수명을 연장시킬 수 있지만, 스커트의 변형에는 바람직하지 않다. 본 개시에 따르면, 환형 홈은 증가된 스커트 두께로 변형성을 향상시키거나 고르게 증가된 스커트 두께로 변형성을 유지할 수 있다. 또한, 장치상의 웨이퍼 홀더는 웨이퍼 외곽선 내에 (예를 들어, 원형 패턴으로) 분포되기 때문에, 웨이퍼 홀더를 가지는 이송 장치는 단일 웨이퍼 홀더가 수용할 수 있는 웨이퍼 휨보다 더 큰 웨이퍼 휨을 수용할 수 있다.
본 실시예에서, 웨이퍼 홀더를 웨이퍼 이송 장치에 고정시키는 다른 방법이 제공된다. 도 13 내지 도 14는 플랜지 및 나사를 사용하여 장치에 고정되는 웨이퍼 홀더의 개략적인 단면도이다. 도시된 바와 같이, 각각의 웨이퍼 홀더(1)는 제 2 고정 부재(14)에 의해 장치 본체 (2)에 고정될 수 있는 바, 제 2 고정 부재(14)는, 제 1 개구(111)보다 큰 내경을 가지고 제 1 개구(111)에 정렬되는 제 2 개구(142)를 내부에 형성하는 플랜지(141)를 포함한다. 플랜지(141)에 의해, 홀더 본체(11)는 장치 본체(2)에 대해 가압될 수 있다. 제 2 고정 부재(14)는, 플랜지(141)를 장치 본체 (2)에 채결하기 위한 복수개의 나사(143)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 웨이퍼 홀더(1)는, 웨이퍼 홀더(1)의 표면에 대한 오염물의 부착을 감소시킬 수 있고 웨이퍼 이송 장치에 부착될 수 있는 구성 요소는 해제하지 않는 실리콘 고무로 제조될 수 있다. 또한, 실리콘 고무는 우수한 정전기 방전 보호를 제공할 수 있고 입자를 분리할 수 있다. 또한, 웨이퍼 홀더(1)의 표면에 입자를 저감시키기 위한 마무리 처리를 실시할 수도 있다. 또한, 제 1 고정 부재(13)가 상부에 유지되는 장치 본체(2)의 흡입면(23)은 매끄럽고 조밀한 표면임이 바람직하다. 웨이퍼 홀더(1)의 소재는, 웨이퍼 홀더(1)가 자체 중량을 견딜 수 있을 정도로 높은 경도를 가질 수 있다. 이를 위해, 웨이퍼 홀더(1)의 소재는 쇼어 경도(Shore hardness)가 45 HS 내지 55 HS인 것이 바람직하다.
이상, 본 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치의 다양한 구성에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 개시는 상기 구성에 한정되지 않고, 본 개시 범위 내에서 다른 구성 역시 가능하다. 따라서, 상기 교시에 비추어 볼 때, 상술된 구성에 대한 당업자의 임의의 수정이 본 개시의 범위 내에 포함된다.
실시예 3
본 실시예에 따르면, 웨이퍼 이송 시스템이 제공된다. 웨이퍼 이송 시스템은 실시예 2의 웨이퍼 이송 장치, 로봇 팔 및 웨이퍼 카세트를 포함한다. 웨이퍼 이송 장치는, 웨이퍼 이송 장치를 웨이퍼 카세트 내로 이동시켜 웨이퍼 카세트로부터 웨이퍼를 픽업 또는 배치하도록 구성되는 로봇 팔에 고정되어, 로봇 팔과 같이 이동함으로써 웨이퍼를 이송할 수 있다.
구체적으로, 웨이퍼 카세트는 웨이퍼를 저장하기 위한 복수개의 웨이퍼 슬롯을 포함할 수 있다. 웨이퍼 이송 장치의 두께 (즉, 장치 본체의 두께 + 웨이퍼 홀더의 두께), 임의의 저장된 웨이퍼의 두께, 웨이퍼 이송 장치를 웨이퍼 카세트에 진입시키기 위한 낮은 위치와 웨이퍼 이송 장치를 웨이퍼 카세트에서 인출하기 위한 높은 위치 간의 높이 차이의 합이 웨이퍼 카세트의 슬롯 간 공간보다 작을 수 있다.
현재, 골진 보울 형 흡입기와 같은 다양한 형태의 고무 기반 흡입기를 사용하여 휘어진 웨이퍼를 흡입 및 유지할 수 있다. 그러나, 이러한 종래의 흡입기는 수직 치수가 크다. 웨이퍼는 일반적으로 산업 표준에 따라 제작된 웨이퍼 카세트에 저장된다. 웨이퍼 카세트는 일반적으로 25 개의 슬롯을 가지며, 각각의 슬롯은 하나의 웨이퍼를 저장할 수 있다. 이러한 슬롯은 또한 12 인치 웨이퍼 카세트의 경우 10mm, 8 인치 웨이퍼 카세트의 경우 6.35mm, 6 인치 웨이퍼 카세트의 경우 4.76mm의 슬롯 간 공간을 요구하는 산업 표준에 따라 제조된다. 25 개의 웨이퍼로 완전히 채워진 웨이퍼 카세트의 경우, 각각의 Z- 방향 슬롯 간 공간은 웨이퍼 두께, 웨이퍼 휨의 두께, 장치 본체의 두께, 웨이퍼 홀더의 두께, 웨이퍼 이송 장치의 웨이퍼 카세트로의 진입을 위한 낮은 위치와 웨이퍼 카세트로부터의 웨이퍼 이송 장치의 인출을 위한 높은 위치 간의 높이 차이, 웨이퍼의 제거/배치 동작을 위한 공간 여유의 합계와 동일하다. 따라서, 웨이퍼 홀더는 웨이퍼의 휨을 수용하면서 Z-방향 크기를 가능한 한 감소시켜야 한다. 골이진 보울 형 흡입기와 같은 다양한 형태의 고무 기반 흡입기는 Z 방향 크기가 크기 때문에 휘어진 웨이퍼를 웨이퍼 카세트에 저장하는 데 적합하지 않다. 대신에, 당 업계의 현재 관행에서, 환형 고무링은 일반적으로 휘어진 웨이퍼를 다루기 위해 사용되지만, 큰 웨이퍼 휨은 수용할 수 없다.
본 실시예에 따른 웨이퍼 이송 시스템은 다양한 공정에 사용될 웨이퍼를 취급할 수 있고, 그 안에 포함된 웨이퍼 홀더로 인해 휜 웨이퍼를 취급하는데 적합하다. 이 웨이퍼 홀더는 수직 크기가 줄어들어 제 1 스커트를 둘러싸는 홈 덕분에 웨이퍼 휨을 수용할 수 있으며, 이는 제 1 스커트의 변형성을 향상시켜 웨이퍼 이송 정확도를 증가시킨다.
본 실시예에 따른 웨이퍼 홀더(1)의 웨이퍼 이송 성능을 검증하기 위해, 웨이퍼 이송 시스템의 사전 정렬 장치는 웨이퍼 이송 정확도를 분석하기 위한 측정 장치로서 사용되며, 여기서 사전 정렬 장치는 2 개의 웨이퍼 지지/유지 어셈블리를 포함한다. 하기 표에서 "P"는 사전 정렬 장치의 제 1 웨이퍼 지지/유지 어셈블리를 나타내고, "C"는 사전 정렬 장치의 제 2 웨이퍼 지지/유지 어셈블리를 나타낸다. 웨이퍼는 사전 정렬 장치에 의해 P와 C 사이에서 이송된다. CCD는 이송 편차를 측정하는 데 사용된다.
웨이퍼 홀더(1)를 사용하지 않는 표준 웨이퍼 이송 편차
P-C 이송 편차
테스트 번호 X Y ΔX ΔY
1 0.001574 -0.00275594
2 0.00255 -0.00628 0.000976 -0.00352406
3 0.00291 -0.00972 0.00036 -0.00344
4 0.00478 -0.01145 0.00187 -0.00173
5 0.00521 -0.0179667 0.00043 -0.0065167
6 0.005828 -0.02111 0.000618 -0.0031433
7 0.0063034 -0.024764 0.0004754 -0.003654
8 0.00651934 -0.02832269 0.00021594 -0.00355869
9 0.006958 -0.0314453 0.00043866 -0.00312261
10 0.00710947 -0.0352679 0.00015147 -0.0038226
11 0.00935267 -0.0358076 0.0022432 -0.0005397
12 0.0102982 -0.0378745 0.00094553 -0.0020669
13 0.0107257 -0.0418095 0.0004275 -0.003935
14 0.0113864 -0.0495426 0.0006607 -0.0077331
15 0.0124081 -0.0523675 0.0010217 -0.0028249
16 0.0123012 -0.0566238 -0.0001069 -0.0042563
17 0.0128328 -0.0603019 0.0005316 -0.0036781
18 0.0131017 -0.0642954 0.0002689 -0.0039935
19 0.0147246 -0.0658282 0.0016229 -0.0015328
20 0.0150728 -0.0701513 0.0003482 -0.0043231
평균 0.00071046 -0.003547124
웨이퍼 홀더(1)를 사용하는 표준 웨이퍼 이송 편차
P-C 이송 편차
테스트 번호 X Y ΔX ΔY
1 -0.000356619 -0.00385102
2 -0.00161318 -0.00666907 -0.0012566 -0.00281805
3 -0.0028506 -0.01066 -0.0012374 -0.00399093
4 -0.00344153 -0.0128016 -0.0005909 -0.0021416
5 -0.00481948 -0.0161912 -0.001378 -0.0033896
6 -0.00652738 -0.0203959 -0.0017079 -0.0042047
7 -0.00763675 -0.0231905 -0.0011094 -0.0027946
8 -0.00902069 -0.0273196 -0.0013839 -0.0041291
9 -0.0103534 -0.0309298 -0.0013327 -0.0036102
10 -0.0120497 -0.0354946 -0.0016963 -0.0045648
11 -0.01316 -0.0395278 -0.0011103 -0.0040332
12 -0.0147315 -0.0434588 -0.0015715 -0.003931
13 -0.0165011 -0.0472626 -0.0017696 -0.0038038
14 -0.0178111 -0.0513125 -0.00131 -0.0040499
15 -0.0191751 -0.0551721 -0.001364 -0.0038596
16 -0.0204647 -0.0587809 -0.0012896 -0.0036088
17 -0.0219834 -0.0623109 -0.0015187 -0.00353
18 -0.0233297 -0.0664595 -0.0013463 -0.0041486
19 -0.0239908 -0.0686908 -0.0006611 -0.0022313
20 -0.0251289 -0.0723574 -0.0011381 -0.0036666
평균 -0.001304 -0.003605599
표 1 및 표 2에서, ΔX 및 ΔY는 각각 현재 테스트 및 마지막 테스트에서 웨이퍼가 이송되는 두 위치 사이의 X 및 Y 방향의 거리를 나타낸다. 표 1은 웨이퍼 홀더(1)를 사용하지 않는 웨이퍼 이송 시스템에서 수행된 19개의 테스트에서 P-C 이송 편차를 도시하고, 평균 ΔX 및 ΔY 값은 각각 0.00071046mm 및 0.003547124mm이다. 표 2는 웨이퍼 홀더(1)를 사용하여 웨이퍼 이송 시스템에서 수행된 19 개의 테스트에서 P-C 이송 편차를 도시하고, 평균 ΔX 및 ΔY 값은 각각 0.001304mm 및 0.003605599mm이다. 간단한 계산을 통해 동일한 테스트 조건에서 P-C 이송 편차 평균 간의 차이를 1μm 미만의 ΔΔX = 0.000593mm 및 ΔΔY = 0.00005847mm로 얻을 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 서비스 수명이 연장된 흡입기는 웨이퍼 이송 편차의 최소 증가만을 초래한다.
실시예 4
본 실시예에서 웨이퍼 이송 방법이 제공된다. 상기 방법은, 제 1 고정 부재(13)를 가압함으로써 웨이퍼 홀더(1)를 웨이퍼 이송 장치에 고정하는 단계; 웨이퍼 홀더들(1)이 위쪽을 향하게 하여 웨이퍼 아래에 웨이퍼 이송 장치를 위치시키고, 웨이퍼를 웨이퍼 홀더들(1)의 제 1 스커트(121) 상에 배치하는 단계; 및 웨이퍼 이송 장치에서 가스 채널을 배기시키고 그 안에 진공을 형성하는 단계를 포함하되, 제 1 스커트(121)는, 웨이퍼가 웨이퍼 지지대(3)와 접촉할 때까지, 각각이 해당하는 1 스커트(112) 바닥의 외측에 형성된 홈(112)에서 변형되고 그리고 그 변형을 유지한다.
이 웨이퍼 이송 방법은 휘어진 웨이퍼를 이송하기 위한 본 발명의 웨이퍼 홀더를 포함하는 상술한 웨이퍼 이송 장치를 사용한다. 또한, 웨이퍼의 이송 동안 작업대는 제한된 거리만큼 이동하기 때문에, 웨이퍼 이송 장치 및 방법 또한 작업대에 적용될 수 있다.
뒤틀린 웨이퍼 외에도, 전술한 웨이퍼 홀더는 뒤틀림이 있는 임의의 다른 대형 박판의 진공 유지에도 적합하다.
또한, 본 개시의 웨이퍼 홀더는 웨이퍼의 고정 또는 이송과 관련된 기능을 갖는 웨이퍼 사전 정렬 장치에도 사용될 수 있다. 유사하게, 이 경우에, 웨이퍼 홀더는 웨이퍼 휨을 잘 수용하고, 이송 정확도를 향상시키며, 보다 신뢰성있는 유지를 가능케 할 것이다. 웨이퍼 홀더 및 웨이퍼 이송 장치 및 시스템의 상기 구성에 대한 모든 수정은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 명세서에 개시된 실시예는 순차적으로 설명되며, 각 실시예의 설명은 다른 실시예와의 차이점에 초점을 둔다. 동일하거나 유사한 부분에 대해 실시 예들 간에 참조할 수 있다. 위에서 제시된 설명은 본 개시의 몇몇 바람직한 실시 예에 대한 설명일 뿐이며 그 범위를 제한하지 않는다. 상기 교시에 기초하여 당업자에 의해 이루어진 모든 변경 및 수정은 첨부된 청구 범위에 정의된 범위 내에 속한다.
1: 웨이퍼 홀더 11: 홀더 본체
111: 제 1 개구 112: 홈
1121: 제 1 측벽 1122: 제 2 측벽
1123: 홈의 바닥면 113: 상면
12: 흡입기 121: 제 1 스커트
13: 제 1 고정 부재 131: 제 2 스커트
132: 제 3 스커트 133: 흡입기의 바닥면
14: 제 2 고정 부재 141: 플랜지
142: 제 2 개구 143: 나사
2: 장치 본체 21: 제 1 홀
22: 트렌치 23: 흡입면
24: 본체 표면 3: 웨이퍼 지지대
31: 제 2 홀 32: 제 1 단
33: 제 2 단 4: 밀폐제

Claims (37)

  1. 홀더 본체 및 흡입기를 포함하는 웨이퍼 홀더에 있어서,
    상기 홀더 본체는 제 1 개구를 형성하고;
    상기 흡입기는 제 1 스커트를 포함하되, 상기 제 1 스커트는 홀더 본체의 일 측에 위치하여 상기 제 1 개구에 연결되고, 홈은 상기 제 1 스커트와 상기 제 1 개구 사이의 조인트에 형성되고, 상기 홈은 상기 제 1 스커트의 외측에 위치하며,
    상기 제 1 스커트는 원뿔대 형상을 가지며, 상기 홈은 상기 홀더 본체의 표면에 형성되고 환형이며,
    상기 홈은 제 1 측벽 및 제 2 측벽을 포함하고, 상기 제 1 측벽은 상기 제 1 개구에 더 가깝고, 상기 제 2 측벽은 상기 제 1 개구로부터 더 멀며, 상기 제 2 측벽은 상기 제 1 개구로부터 경사져있는
    웨이퍼 홀더.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 개구는 원형이며, 상기 홀더 본체는 중공 실린더의 형상을 갖는, 웨이퍼 홀더.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 개구는 8.2mm 내지 9.0mm 범위의 직경을 갖는, 웨이퍼 홀더.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 홀더 본체는 13.0mm 내지 17.0mm 범위의 외경 및 0.4mm 내지 0.6mm 범위의 높이를 갖는, 웨이퍼 홀더.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 스커트는 15.0mm 내지 17.0mm 범위의 외경을 갖고, 상기 제 1 스커트는 0.8mm 내지 1.6mm 범위의 높이를 가지며,
    상기 제 1 스커트는 외부면을 가지며, 상기 홀더 본체의 상기 외부면과 상면 사이의 각도는 18° 내지 24°의 범위이고,
    상기 제 1 스커트는 내부면을 가지며, 상기 홀더 본체의 상기 내부면과 상기 상면 사이의 각도는 16° 내지 23°의 범위이고,
    상기 홈은 0.2mm 내지 0.3mm 범위의 깊이를 가지고, 9.8mm 내지 10.6mm 범위의 내경을 가지고, 0.3mm 내지 0.5mm 범위의 바닥 폭을 가지는
    웨이퍼 홀더.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 측벽은 환형의 곡면으로 나타나도록, 상기 제 1 개구를 향해 중간 위치에서 오목하며;
    상기 제 2 측벽은 90° 내지 180° 범위의 각도로 상기 제 1 개구로부터 경사져 있는, 웨이퍼 홀더.
  15. 삭제
  16. 장치 본체와 제 1 항 내지 제 4 항, 제 6 항 및 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 복수개의 웨이퍼 홀더를 포함하고, 상기 복수개의 웨이퍼 홀더는 상기 장치 본체에 고정되는 웨이퍼 이송 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    복수개의 웨이퍼 지지대 및 밀폐재를 더 포함하되:
    상기 장치 본체는 원형인 복수개의 제 1 홀을 형성하고, 상기 장치 본체는 제 1 홀들과 연통되어 트렌치가 형성되는 바닥면을 포함하고;
    상기 장치 본체는 상면을 더 포함하고, 상기 웨이퍼 지지대 각각은 원통형이고 중심에 제 2 홀을 형성하며, 상기 웨이퍼 지지대 각각은 상기 장치 본체의 상기 상면에서 돌출되어 상기 제 1 홀들 중 대응하는 하나에 수용되지만 상기 웨이퍼 홀더의 상기 제 1 스커트 아래에 위치되도록, 상기 제 1 홀들 중 해당하는 하나에 수용되고; 그리고
    상기 밀폐재는 상기 장치 본체의 바닥면에 부착되고, 상기 트렌치 내의 공간, 상기 제 1 홀들 및 상기 제 2 홀들은 함께 가스 채널을 형성하는, 웨이퍼 이송 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 홀더들의 수 및 상기 웨이퍼 지지대들의 수는 3 보다 크고 서로 동일하며, 상기 웨이퍼 지지대들의 중심은 다각형을 형성하며;
    상기 웨이퍼 이송 장치가 웨이퍼를 이송할 때, 상기 웨이퍼의 무게 중심이 상기 다각형으로 둘러싸이도록 상기 제 1 스커트들이 상기 웨이퍼를 함께 지지하는, 웨이퍼 이송 장치.
  19. 삭제
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 이송 장치가 웨이퍼를 이송할 때, 가스 채널을 배기하여 진공을 형성하도록 구성된 배기 장치를 더 포함하며;
    상기 웨이퍼 지지대 각각은 제 1 단 및 제 2 단을 가지고, 상기 제 1 단은 상기 제 1 홀의 직경보다 큰 직경을 가지며, 상기 제 2 단은 상기 제 1 홀의 직경보다 작은 직경을 가지며, 상기 제 1 단은 상기 제 1 개구에 수용되어, 상기 제 1 단의 상면이 상기 장치 본체의 상면보다 높고 상기 제 2 단의 하면이 상기 장치 본체의 상면보다 낮고;
    상기 가스 채널 내에 진공이 형성되면, 상기 웨이퍼 지지대는 상기 제 1 스커트의 변형의 결과로서 웨이퍼와 접촉되며;
    상기 웨이퍼가 상기 웨이퍼 지지대와 접촉할 때, 상기 웨이퍼의 무게는 상기 제 1 스커트에 의해 상기 웨이퍼에 제공되는 지지력을 초과하는, 웨이퍼 이송 장치.
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 제 20 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 홀더 각각은 상기 웨이퍼 홀더를 상기 장치 본체에 고정하도록 구성된 제 1 고정 부재를 더 포함하고, 상기 홀더 본체는 상기 제 1 스커트가 위치되는 전면과 상기 제 1 고정 부재가 위치하는 후면을 가지는, 웨이퍼 이송 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 1 고정 부재는 제 2 스커트 및 제 3 스커트를 포함하고,
    상기 제 2 및 제 3 스커트는 상기 홀더 본체에 결합되고, 상기 제 2 스커트는 상기 제 1 개구를 둘러싸며, 상기 제 3 스커트는 상기 제 2 스커트를 둘러싸며, 상기 제 2 및 제 3 스커트는 함께 V 자형 홈을 형성하며;
    상기 제 1 고정 부재는 상기 제 2 스커트와 제 3 스커트 사이에 위치하는, 상기 흡입기의 바닥면을 더 포함하고, 상기 웨이퍼 이송 장치가 웨이퍼를 이송할 때, 상기 제 2 스커트, 상기 제 3 스커트 및 상기 흡입기의 상기 바닥면은 상기 장치 본체에 대해 가압되며;
    상기 웨이퍼 이송 장치가 웨이퍼를 이송할 때, 상기 홀더 본체는 편평한 시트형으로 변하고;
    상기 장치 본체는, 각각이 상기 제 1 홀들 중 해당하는 하나를 감싸는 흡입면들 및 본체 표면을 더 포함하고, 상기 흡입면들은 상기 본체 표면보다 낮으며, 상기 흡입면들은 각각 환형이며, 그리고 상기 웨이퍼 이송 장치가 웨이퍼를 이송할 때, 상기 제 2 스커트, 상기 제 3 스커트 및 상기 흡입기의 바닥면은 상기 흡입면들 중 대응하는 하나에 가압되고;
    상기 흡입면에 대해 가압된 상기 제 2 스커트는 제 1 단의 직경보다 큰 내경을 가지고, 상기 흡입면에 대해 가압된 상기 제 3 스커트는 상기 흡입면의 외경보다 작은 외경을 가지는, 웨이퍼 이송 장치.
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 제 16 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 홀더 각각은, 플랜지를 포함하는 제 2 고정 부재에 의해 상기 장치 본체에 고정되고, 상기 플랜지는 상기 웨이퍼 홀더의 상기 제 1 개구와 정렬되고 상기 제 1 개구보다 크기가 큰 제 2 개구를 형성하며, 상기 플랜지는 상기 장치 본체에 대해 상기 홀더 본체를 가압하도록 구성되는, 웨이퍼 이송 장치.
  31. 삭제
  32. 삭제
  33. 삭제
  34. 제 16 항의 웨이퍼 이송 장치, 로봇 팔 및 웨이퍼 카세트를 포함하는 웨이퍼 이송 시스템에 있어서,
    상기 웨이퍼 이송 장치는 상기 로봇 팔에 고정되고, 상기 로봇 팔은 상기 웨이퍼 이송 장치를 상기 웨이퍼 카세트로부터 픽업 또는 상기 웨이퍼 카세트 내로 배치하기 위해 상기 웨이퍼 카세트 내로 상기 웨이퍼 이송 장치를 이동 시키도록 구성되며, 상기 로봇 팔은 상기 웨이퍼를 이송하기 위해 상기 웨이퍼 이송 장치를 이동시키는, 웨이퍼 이송 시스템.
  35. 삭제
  36. 제 34 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 이송 장치의 두께, 상기 웨이퍼의 두께, 상기 웨이퍼 이송 장치의 상기 웨이퍼 카세트로의 진입을 위한 하부 위치와 상기 웨이퍼 이송 장치의 상기 웨이퍼 카세트로부터의 인출을 위한 상부 위치 간 높이 차이의 합은 상기 웨이퍼 카세트의 슬롯 간 높이보다 작은, 웨이퍼 이송 시스템.
  37. 제 24 항에 따른 상기 웨이퍼 이송 장치를 사용하는 웨이퍼 이송 방법에 있어서,
    상기 제 1 고정 부재들을 가압함으로써 상기 웨이퍼 홀더들을 상기 웨이퍼 이송 장치에 고정시키는 단계;
    상기 웨이퍼 홀더들이 위쪽을 향하는 상태에서 웨이퍼 아래에 상기 웨이퍼 이송 장치를 위치시키고, 웨이퍼를 상기 웨이퍼 홀더들의 제 1 스커트들 상에 배치하는 단계; 및
    상기 웨이퍼 이송 장치에서 가스 채널을 배기시키고 그 안에 진공을 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 제 1 스커트들은, 상기 웨이퍼가 웨이퍼 지지들과 접촉할 때까지, 각각이 상기 제 1 스커트들 중 대응하는 하나의 바닥의 외측에 형성된 홈들에서 변형되고 변형이 유지되는, 웨이퍼 이송 방법.
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