KR19980056436A - 웨이퍼 지지 및 이송 기구 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 웨이퍼를 오염시키는 오염원의 크기를 줄이고, 오염을 감소시키는 위치로 오염원의 위치를 변경시켜서 웨이퍼의 오염을 줄이려는 것이다.
본 발명의 웨이퍼 지지 및 이송기구는, 웨이퍼 가장자리가 삽입될 홈들이 다수개 형성되고, 이 홈에 삽입되는 웨이퍼를 하측에서 지지하기 위한 최소한 한 개의 지지대와, 상기 지지대를 작동자에 연결하기 위한 제1연결봉과, 웨이퍼 가장자리가 삽입될 홈들이 다수개 형성되고, 웨이퍼의 측방상부 양측에서 웨이퍼를 고정하기 위한 2개 이상의 고정봉과, 상기 고정봉을 작동자에 연결하기 위한 제2연결봉을 포함하여 이루어진다.
제1연결봉과 지지대 사이 또는 제2연결봉과 지지대 사이에 이들을 서로연결하기 위한 연결판을 설치하면 안정성이 증대된다.

Description

웨이퍼 지지 및 이송 기구
도1은 종래의 웨이퍼 바구니를 설명하기위한 도면,
도2는 종래의 웨이퍼 보터를 설명하기위한 도면,
도3은 본 발명의 웨이퍼지지 및 이송기구를 설명하기위한 도면,
도4는 본 발명의 웨이퍼 지지대 사시도,
도5의 A는 본 발명의 웨이퍼 고정봉 사시도,
도5의 B는 본 발명의 웨이퍼 고정봉 단면도,
도6은 본 발명의 웨이퍼 지지 및 이송기구를 사용하여 웨이퍼를 고정시키는 동작을 설명하기위한 도면,
도7 및 도8은 본 발명의 웨이퍼 지지 및 이송기구를 사용하여 웨이퍼를 고정시긴 상태를 보여주는 도면,
도9는 본 발명의 웨이퍼 지지 및 이송기구를 사용하여 웨이퍼를 세정조에 고정시킨 상태를 설명하기위한 도면.
본 발명은 습식 반도체 세정 장치에서 주로 사용되는 웨이퍼 지지 및 이송 기구에 관한 것이다.
습식으로 웨이퍼(얇은 원판)를 세정하는 일반적인 웨이퍼 습식 처리장치는 외부 탱크 내부에 설치된 내부 세정조에 웨이퍼를 넣고, 세정조 바닥으로 처리액이 유입되어 내부 세정조를 흘러 넘치는 세정액이 외부 탱크에서 배출되거나 순환시키는 구조로 되어 있다. 이 때 웨이퍼는 다수 개의 웨이퍼가 실려 있는 웨이퍼 운반통에 의하여 세정조 내부로 이송되어 안치된다. 이러한 종래의 웨이퍼 세정 장치에서 사용되는 세정조는 미국 특허 No.5071776에서 설명된 바 있고, 또 웨이퍼 운반통은 미국 특허 No.5,011,041에서 설명된 옆면이 'U'자형인 것이 있다.
종래의 웨이퍼 습식 세정 장치는 세정액이 처리조 바닥인 흐름 조절판을 통하여 세정조로 유입되어 하부에서 상부로 흐르면서 웨이퍼 운반통 내의 웨이퍼를 습식 처리한 후, 세정조 벽 위를 넘치게 된다. 내부 세정조를 홀러 넘친, 세정액은 배출 도랑으로 홀러 넘쳐서 배출 도랑을 통하여 배출되어 폐기되기나, 재순환(Recirculation)되어 사용되어진다.
반도체 디바이스의 고집적화에 따라 웨이퍼를 세정하는 세정 기술과 웨이퍼를 세정하는 세정 장치의 중요성이 증대되고 있다. 웨이퍼 세정 장치에 의해 오염되는 조그마한 오염도 디바이스의 신뢰성에 큰 영향을 미치게 되어서 웨이퍼의 세정 효과 절감은 물론이고 칩의 치명적인 불량을 유발할 수도 있다.
또한 웨이퍼 크기가 대구경화 되어 감에 따라 종래의 기술대로 하면 세정 장치의 세정액 탱크의 크기도 커져야 하므로, 세정 장치의 전체적인 크기를 줄이기 위하여 장식의 부품 및 세정조의 최적화를 이루기 위한 노력이 증가되고 있다.
이와 같은, 목적으로 인해 웨이퍼의 이동과 안치를 위한 서포터(SUPPORTER)의 형태를 도1에서 보인 바와 같은 카세트(CASSETTE) 형태에서 도2에서 보인 바와 같은 보트(BOAT) 형태(21)로 변경되어, 세정조(BATH) 내에서 웨이퍼 서포터가 차지하는 면적을 최소한으로 줄이고, 웨이퍼와의 접촉 부분을 최소한으로 줄임으로써, 세정조 외부로부터 유입되는 이물질(PARTICLE)의 오염원을 제거하려는 노력이 있어 왔다.
도1에서 보인 카세트는 일정한 간격으로 서로 결합된 측벽(11,12)을 가지고 있고 웨이퍼(10)는 이들 측벽에 일정한 간격으로 형성된 다수의 돌기들(13,14,15,16)에 의하여 지지되도록 구성되어 있다.
도2에서 보인 바와 같은 보오트에는 웨이퍼의 측면 가장자리부를 척(24,25)으로 잡고 세정조 상부로 이동하여 운반한다. 이때 보오트를 같이 잡고 이동시키거나 또는 웨이퍼만을 잡고 이동하게 된다.
위에서 설명한 바와 같은 종래의 기술에서는 웨이퍼를 세정조 내에서 지지하기 위한 카세트나 보오트나 웨이퍼를 홀딩하는 척이 외부 오염원의 원천(SOURCE)이 될 수 있다. 즉 웨이퍼가 지지 보오트에 접촉되어 오염될수가 있는데, 이러한 오염원들은 주로 오버 플로우 시스템(OVER FLOWING SYSTEM) 세정조의 경우에는 오염원들이 웨이퍼 밑에 위치하고 있어서 세정액이 플로잉될 때 그 흐름선(FLOWING LINE)을 따라 오염원으로부터 웨이퍼의 전면에 오염 물질들이 이동되면서 오염된다. 웨이퍼 하부에 위치하는 지지부로부터 오염되거나 웨이퍼 측면과 하부를 지지하고 접촉하는 척에 의하여 웨이퍼가 오염되면 반도체 디바이스의 불량을 초래한다.
그래서 본 발명에서는 웨이퍼를 오염시키는 오염원이 웨이퍼 위치보다 아래쪽에 많이 위치하고 있는 점을 감안하여 웨이퍼 하부에서의 지지를 최소화하고 측방 상측에서 웨이퍼를 지지하도록 하여 오염원의 크기를 줄이고, 오염을 감소시키는 위치로 오염원의 위치를 변경시켜서 웨이퍼의 오염을 줄이려는 것이다.
종래의 기술에서 문제점 발생 요인은 구성 면에서 하부의 지지 부분의 면적이 크다는 점과 세정조의 하부에 지지 부분이 많이 있다는 점인데, 본발명은 도3에서 보인 바와 같이 웨이퍼의 지지 부분을 하부에는 최소 개수(1개)로 형성하고 웨이퍼의 사이드 에지부분의 지지는 측면의 상부에 지지부를 형성하며, 웨이퍼의 고정성을 향상시키기 위해 상부에 척시스템(CHUCK SYSTEM)을 형성한다.
재질은 웨이퍼의 접촉부는 내마모성이 탁월한 재질을 사용하고, 하부지지부는 견고하게 웨이퍼를 지지할 수 있는 재질을 사용한다.
본 발명의 웨이퍼 지지 및 이송기구는, 웨이퍼 가장자리가 삽입될 홈들이 다수개 형성되고, 이 홈에 삽입되는 웨이퍼를 하측에서 지지하기 위한 최소한 한 개의 지지대와, 상기 지지대를 작동자에 연결하기 위한 제1연결봉과, 웨이퍼 가장자리가 삽입될 홈들이 다수개 형성되고, 웨이퍼의 측방 상부 양측에서 웨이퍼를 고정하기 위한 2개 이상의 고정봉과, 상기 고정봉을 작동자에 연결하기 위한 제2연결봉을 포함하여 이루어진다.
제1연결봉과 지지대 사이 또는 제2연결봉과 지지대 사이에 이들을 서로연결하기 위한 연결판을 설치하면 안정성이 증대된다. 그리고 제1 및 제2연결봉에는 관절을 설치하여 소정의 각도로 연결봉을 꾸부릴 수 있게 하면 더욱 편리하다.
이하에서 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도3은 본 발명의 웨이퍼 지지 및 이송기구의 기본 구조를 설명하기위한 도면이다.
본 웨이퍼 지지 및 이송 기구는 운반 또는 지지의 대상 웨이퍼를 하부에서 지지하기 위한 지지대(30)와 대상 웨이퍼를 측방 상부에서 지지하고 고정하는 두 개 이상의 고정봉(40)을 가지고 이루어진다. 도3에서는 고정봉이 4개 설치된 예를 도시한 것이다.
지지대는 도4에서 보인 사시도와 같이, 지지대 몸체(31)에 웨이퍼를 정위치 시키기 위한 홈들(32)이 다수개 형성되어 있고, 몸체의 일측에는 제1연결봉(33)이 부착되어 있다. 제1연결봉은 두 개의 봉(61, 62 : 도6)을 단부에서 부착하여 삼각대 모양으로 만들어도 된다. 또한 연결봉의 중간에 꾸부릴 수 있는 관절(82, 83)을 형성하여 연결봉을 적당한 각도로 꾸부려 사용하게 하면 더욱 편리하다. 지지대(30)는 이 제1연결봉(33)에 의하여 그위치가 변경되며, 소정의 위치로 이동된다.
고정봉은 도5에서 보인 사시도와 같은데, 이 고정봉(40)도 봉몸체(41)에 다수의 웨이퍼 정위치 홈들(42)이 다수개 형성되어 있고, 그 간격은 지지대 몸체(31)에 형성된 홈들(32)의 간격과 동일하게 되어 있으며, 그 봉몸체의 일단에는 제2연결봉(43)이 부착되어 있다. 고정봉(40)도 제2연결봉에 의하여 그 위치가 이동된다. 고정봉의 봉몸체(41)는 먼저 연결판(55 : 도6)에 연결한 후 제2연결봉(67, 68)에 결합하고, 제2연결봉을 움직여서 위치를 결정하게 하여도 된다. 제2연결봉과 연결판(55)의 결합은 제2연결봉이소정의 각도로 꾸부러질 수 있도록 관절(85,86)을 이용하여 결합되게 하면 더욱 편리하다.
제1연결봉과 제2연결봉은 로봇 팔(도시 안됨)이나 자동 제어 기구의 작동자(Actuator)에 연결 결합되어서 제어 장치에 의하여 정밀하게 제어된다. 또는 제1연결봉과 제2제어봉은 손잡이 역할을 하여 수동으로 제어될 수도있다.
이상의 요소들을 구성하는 재질은 이물질(PARTICLE)이 유발되지 않고 강도가 큰 재질을 사용한다. 예로서 퀼츠(quartz)를 사용하면 좋다.
제1연결봉과 지지대 사이에 이들을 서로 연결하기 위한 연결판을 추가로 설치하여도 되고, 제1연결봉 및 제2연결봉과 작동자 사이에 이들을 고정할 수 있는 중간 연결판을 설치하여도 된다.
이렇게 구성되는 본 웨이퍼 지지 및 이송 기구를 사용하는 경우를 예로들어 살펴보면, 도6에 도시된 바와 같이, 먼저 4개의 고정봉(66)이 결합된 연결판(65)을 자동 또는 수동으로 제어하여 연결봉들이 하측으로 회전시킨 후에, 웨이퍼(1)들을 네개의 고정봉(66)에 형성된 홈들(42 : 도5)에 끼워서 나란히 바로 서게 한다.
이렇게 한 후, 지지대(63)가 결합된 두 개의 제1연결봉(61, 62)을 움직여서 지지대 몸체에 형성된 홈들이 웨이퍼의 상단 가장자리에 일치하게끔하면서 웨이퍼들 위에 위치시키고 고정봉과 서로 협력하여 웨이퍼가 고정되게 한다. 이렇게 웨이퍼가 고정된 상태가 도7에 도시되어 있다.
도7과 같이 고정된 웨이퍼 지지 및 이송 기구를 회전시켜 위아래가 뒤집히도록 하면 도8에 보인 바와 같이 되고, 도 9에 도시된 바와 같이, 오버 플로우 타입의 세정조의 내부 탱크(91)에 웨이퍼 지지 및 이송기구를 담구어서 세정한다.
그러면 내부 탱크 하부에서부터 세정액이 올라와서 웨이퍼를 세정하고 오버 플로우 되는 것은 외부 탱크(92)에 모여서 배출되거나 재순환 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 웨이퍼 지지 및 이송 기구를 사용하면, 세정조에서 웨이퍼가 세정될 때, 지지판의 사이즈가 작기 때문에 파티클의 발생을 줄일 수 있고, 세정 효과도 증대 시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 웨이퍼를 지지하거나 지지하여 이송시키는 기구로서, 웨이퍼 가장자리가 삽입될 홈들이 다수개 형성되고, 이 홈에 삽입되는웨이퍼를 하측에서 지지하기 위한 최소한 한 개의 지지대와, 상기 지지대를 작동자에 연결하기 위한 제1연결봉과, 웨이퍼 가장자리가 삽입될 홈들이 다수개 형성되고, 웨이퍼의 측방. 상부 양측에서 웨이퍼를 고정하기 위한 2개 이상의 고정봉과, 상기 고정봉을 작동자에 연결하기 위한 제2연결봉을 포함하어 이루어지는 웨이퍼 지지 및 이송 기구.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1연결봉과 지지대 사이에 이들을 서로 연결하기위한 연결판을 추가로 설치하는 것이 특징인 웨이퍼 지지 및 이송 기구.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2연결봉과 지지대 사이에 이들을 서로 연결하기위한 연결판을추가로 설치하는 것이 특징인 웨이퍼 지지 및 이송 기구.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1연결봉 및 상기 제2연결봉과 작동자 사이에 이들을 서로 연결하기위한 연결판을 추가로 설치하는 것이 특징인 웨이퍼 지지 및 이송 기구.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1연결봉 및 상기 제2연결봉과 작동자 사이에 연결봉을 꾸부릴수 있도륵 하기위한 관절을 추가로 설치하는 것이 특징인 웨이퍼 지지 및 이송 기구.
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