KR19990080114A - 웨이퍼 운송 장치에서의 웨이퍼 움직임 방지 방법 및 웨이퍼 운송장치의 블레이드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 장치 및 이를 이용하는 방법에 관한 것으로, 웨이퍼 운송장치에서 웨이퍼를 운송할 때 블레이드 상에서 웨이퍼가 움직이는 것을 방지할 수 있는 웨이퍼 움직임 방지 방법 및 이를 가능하게 하는 블레이드에 관한 것이다. 웨이퍼를 운송하기 위한 운송 팔의 블레이드 상에 웨이퍼를 얹은 후, 블레이드와 웨이퍼 사이에 정전기를 발생시켜 웨이퍼 운송 중 웨이퍼가 움직이는 것을 방지한다. 이때, 정전기는 블레이드 및 웨이퍼에 모두 두 개의 극성을 갖도록 형성하며, 상기 두 개의 극성은 블레이드 및 웨이퍼 상에서 동일한 분포면적을 갖는다.

Description

웨이퍼 운송 장치에서의 웨이퍼 움직임 방지 방법 및 웨이퍼 운송 장치의 블레이드

본 발명은 반도체 장치 및 이를 이용하는 방법에 관한 것으로, 웨이퍼 운송장치에서 웨이퍼를 운송할 때 블레이드 상에서 웨이퍼가 움직이는 것을 방지할 수 있는 웨이퍼 움직임 방지 방법 및 이를 가능하게 하는 블레이드에 관한 것이다.

웨이퍼 운송 장치(wafer transfer apparatus)는 제조공정 중 웨이퍼를 옮기는 역할을 한다. 웨이퍼 운송 장치에 장착된 운송 팔(transfer arm)의 블레이드(blade) 상에 웨이퍼를 얹은 후, 상기 운송 팔을 움직여 반도체 소자 제조를 위한 임의의 공정이 끝난 챔버에서 다른 챔버나 버퍼(buffer) 또는 카셋트(cassette)로 웨이퍼를 이동시킨다.

도 1은 진공 상태와 대기압 상태에서 공용되는 종래의 웨이퍼 운송 장치의 블레이드의 일 예를 도시한 평면도로서, 도면부호 "10"은 블레이드를, "12"는 웨이퍼 가이드(wafer guide)를, 그리고 "14"는 진공 홀(vacuum hole)을 나타낸다. 도 1에 있어서, 도면부호 "A"는 대기압 상태에서 웨이퍼 운송 장치의 블레이드 상에 얹혀진 웨이퍼를 나타내고, "B"는 진공 상태에서 웨이퍼 운송 장치의 블레이드 상에 얹혀진 웨이퍼를 나타낸다.

대기압 상태에서는, 웨이퍼(A)는 블레이드(10)에 장착되어 있는 진공 홀(14)에서 공급되는 진공압에 의해 고정되어져 운송되고, 진공 상태에서는, 웨이퍼(B)는 블레이드(10)의 가장자리의 웨이퍼 가이드(12) 및 포크(poke) (블레이드 중 웨이퍼(B)가 얹혀져 있는 부분)에 의해 고정되어져 운송된다. 이때, 상기 진공 홀(14)은 블레이드(10) 내부에 장착된 진공 라인(도시되지 않음)을 통해 진공압을 공급하며, 통상 350mmHg 이상의 진공압을 공급한다. 상기 웨이퍼 가이드(12)는 웨이퍼 가장자리 형태를 따른 턱 모양으로 블레이드(10)의 포크에 얹혀진 웨이퍼(B)가 움직이는 것을 방지한다.

도 2는 진공 상태에서 사용되는 종래의 웨이퍼 운송 장치의 블레이드의 일 예를 도시한 평면도로서, 도면부호 "20"은 블레이드를, "22"는 웨이퍼 가이드를, 그리고 "B"는 웨이퍼를 나타낸다.

웨이퍼(B)는 블레이드(20) 상에 얹혀진 후, 웨이퍼 운송 팔의 회전(이동) 시 웨이퍼 가이드(22)에 의해 움직이지 않도록 고정된다.

도 3은 대기압 상태에서 사용되는 종래의 웨이퍼 운송 장치의 블레이드의 일 예를 도시한 평면도로서, 도면부호 "30"은 블레이드를, "32"는 웨이퍼 가이드를, "34"는 진공 홀을, 그리고 "A"는 웨이퍼를 나타낸다.

웨이퍼(A)는 블레이드(30) 상에 얹혀진 후, 웨이퍼 운송 팔의 회정(이동) 시 블레이드(30) 내에 장착된 진공 홀(34)과 웨이퍼 가이드(32)에 의해 고정된다.

상술한 바와 같이, 현재 사용 중인 웨이퍼 운송 팔의 블레이드는 웨이퍼를 고정시키고 이동중 위치의 이탈을 방지하고자 진공압을 이용(대기압 상태에서 사용)하거나, 포크 및 웨이퍼 가이드를 이용한다.

그러나, 이 경우, 웨이퍼 운송 팔의 회전(이동) 속도는 블레이드 상에 고정된 웨이퍼가 움직이지 않는 정도의 속도로만 회전해야 하므로 웨이퍼 운송 팔의 회전 속도를 증가시키는데 한계가 있고, 진공 홀로 진공압을 공급하거나 공급을 중지와 누설(leak) 발생시 웨이퍼의 위치가 미세하게 변화하게되어 웨이퍼와 블레이드 사이에 약간의 틈이 벌어져 웨이퍼의 깨어짐이나 도포 및 식각 공정 시 균일도(uniformity)에 불량이 발생한다. 이때, 언급한 웨이퍼 운송 팔의 회전 속도는 대구경 웨이퍼로 갈 경우 웨이퍼 무게 및 웨이퍼 단위 면적 증가로 인해 더 감속된다.

또한, 웨이퍼 가이드의 마모 및 블래이드의 재질 변화(열에 의한 물성 변화 및 휘어짐)로 인한 많은 문제를 유발시켜 웨이퍼 운송 팔의 수명 또한 단축시킨다.

본 발명의 목적은 웨이퍼 운송 중 블레이드 상에서의 웨이퍼 움직임을 방지하고, 웨이퍼 운송 팔의 수명을 향상시킬 수 있는 웨이퍼 운송 장치에서의 웨이퍼 움직임 방지 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 웨이퍼 운송 중 블레이드 상에서의 웨이퍼 움직임을 방지하고, 웨이퍼 운송 팔의 수명을 향상시킬 수 있는 웨이퍼 운송 장치의 블레이드를 제공하는데 있다.

도 1은 진공 상태와 대기압 상태에서 공용되는 종래의 웨이퍼 운송 장치의 블레이드의 일 예를 도시한 평면도이다.

도 2는 진공 상태에서 사용되는 종래의 웨이퍼 운송 장치의 블레이드의 일 예를 도시한 평면도이다.

도 3은 대기압 상태에서 사용되는 종래의 웨이퍼 운송 장치의 블레이드의 일 예를 도시한 평면도이다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 의한 웨이퍼 운송 장치의 블레이드를 도시한 것으로, (a)는 평면도이고, (b)는 단면도이다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 의한 웨이퍼 운송 장치의 블레이드를 도시한 것으로, (a)는 평면도이고, (b)는 단면도이다.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 의한 웨이퍼 운송 장치에서의 웨이퍼 움직임 방지 방법은, 웨이퍼를 운송하기 위한 운송 팔의 블레이드 상에 웨이퍼를 얹은 후, 상기 블레이드와 웨이퍼 사이에 정전기를 발생시킴으로써 웨이퍼 운송 중 웨이퍼가 움직이는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 정전기는 블레이드 및 웨이퍼에 모두 두 개의 극성을 갖도록 형성하며, 상기 두 개의 극성은 블레이드 및 웨이퍼 상에서 동일한 분포면적을 갖는다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 의한 웨이퍼 운송 장치의 블레이드는, 양의 전압이 인가되는 제1 전극판와, 상기 제1 전극판과 동일 레벨 상에 위치하고, 음의 전압이 인가되는 제2 전극판; 및 상기 제1 전극판과 제2 전극판 사이를 절연시키고, 이들 상표면 및 하표면을 덮는 모양의 절연피복막을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 절연피복막 하부에, 상기 제1 전극판 및 제2 전극판을 지탱할 수 있는 지지대를 더 포함한다. 상기 지지대는 세라믹 및 스테인레스 등의 고형물질들 중 어느 하나로 되어 있다.

상기 제1 전극판의 면적과 제2 전극판의 면적은 동일하다. 상기 제1 전극판과 제2 전극판은 각각 요철모양이고, 제1 전극판의 철부는 제2 전극판의 요부에 끼워지고, 제2 전극판의 철부는 제1 전극판의 요부에 끼워지는 모양으로 배치되어 있거나, 상기 제1 전극판을 제2 전극판이 에워싸거나 상기 제2 전극판을 제1 전극판이 에워싸는 모양으로 배치되어 있다. 이때, 상기 제1 전극판 및 제2 전극판은 각 전극판에 부착된 도전패드를 통하여 외부 전원과 연결되어 있고, 상기 외부 전원은 100V ∼ 수십만V 정도의 DC 전압을 공급하는 전원이다. 또한, 상기 제1 전극판과 제2 전극판은 도전체, 예컨대 구리(Cu)로 되어 있다.

따라서, 본 발명에 의하면, 웨이퍼와 블레이드 사이에 정전기를 발생시킴으로써 웨이퍼 운송 팔의 회전 시 웨이퍼의 움직임을 방지할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 웨이퍼 운송 장치에서의 웨이퍼 움직임 방지 방법 및 웨이퍼 운송 장치의 블레이드를 더욱 상세하게 설명하고자 한다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 의한 웨이퍼 운송 장치의 블레이드를 도시한 것으로, (a)는 평면도이고, (b)는 단면도로서, 도면부호 "40"은 블레이드를, "42"는 웨이퍼 가이드를, "44"는 절연피복막을, "46"은 지지대를, "48"은 제1 전극판을, "50"은 제2 전극판을, "52"는 외부 전원을, "54"는 스위치를, 그리고 "56"은 웨이퍼를 나타낸다.

본 발명의 제1 실시예에 의한 웨이퍼 운송 장치의 블레이드는, 양의 전압이 인가되는 제1 전극판(48)과, 상기 제1 전극판(48)과 동일 레벨 상에 위치하고, 음의 전압이 인가되는 제2 전극판(50)과, 상기 제1 전극(48)판과 제2 전극판(50) 사이를 절연시키고, 이들 상표면 및 하표면을 덮는 모양의 절연피복막(44) 및 상기 절연피복막(44) 하부에서 제1 전극판(48) 및 제2 전극판(50)을 지탱하는 지지대(46)로 구성된다.

상기 제1 전극판(48)의 면적과 제2 전극판(50)의 면적은 동일하다. 상기 제1 전극판(48)과 제2 전극판(50)은 각각 요철(凹凸)모양이고, 제1 전극판(48)의 철(凸)부는 제2 전극판(50)의 요(凹)부에 끼워지고, 제2 전극판(50)의 철(凸)부는 제1 전극판(48)의 요(凹)부에 끼워지는 모양으로 배치되어 있다. 이때, 상기 제1 전극판(48) 및 제2 전극판(50)은 각 전극판에 부착된 도전패드를 통하여 외부 전원(52)과 연결되어 있고, 상기 외부 전원(52)은 100V ∼ 수십만V 정도의 DC 전압을 공급한다. 상기 제1 전극판과 제2 전극판은 도전체, 예컨대 구리(Cu)로 되어 있다.

상기 지지대(46)는 상기 제1 전극판(48)과 제2 전극판(50) 및 절연피복막(44)을 지지하는 것으로, 예컨대 세라믹 또는 스테인레스 등과 같은 고형물질로 되어 있다.

웨이퍼 운송 장치의 블레이드(40) 상에 웨이퍼(56)를 얹은 후, 스위치(54)를 온(on)시키면 외부 전원(52)으로부터 높은 DC 전압이 상기 제1 전극판(48) 및 제2 전극판(50)으로 공급된다. 도 4의 (b)를 참조하면, 상기 제1 전극판(48) 및 제2 전극판(50)에 높은 DC 전압을 인가하게 되면, 웨이퍼(56)와 블레이드(40) (정확하게는, 제1 전극판 및 제2 전극판) 사이에 정전기가 발생한다. 즉, 예컨대 제1 전극판(48)에는 양(+)의 전압을 인가하고 제2 전극판(50)에는 음(-)의 전압을 인가하면, 절연피복막(44)을 개재하여 상기 제1 전극판(48)과 대향하고 있는 웨이퍼(56) 영역에는 음의 전하가 유도되고, 상기 제2 전극판(50)과 대향하고 있는 웨이퍼(56) 영역에는 양의 전하가 유도되어, 이들 사이에 정전기를 발생시킨다.

따라서, 블레이드(40) 상에 얹혀진 웨이퍼(56)는 웨이퍼(56)와 블레이드(40) 사이에 발생한 정전기력에 의해 상기 블레이드(40)에 고정된다. 상기 외부 전원(52)을 통해 제1 전극판(48)과 제2 전극판(50)에 공급되는 전압은 DC 100V ∼ 수십만V 정도이다.

상기 제1 전극판(48)과 제2 전극판(50)은 동일한 면적으로 형성함이 중요한데, 이는, 웨이퍼(56)에 유도된 전하가 스위치(54)가 오프(off)된 후에 서로 상쇄되어 자연적으로 소멸되도록 하기 위함이다. 즉, 제1 전극판(48)의 면적과 제2 전극판(50)의 면적이 동일하면, 제1 전극판(48)과 대응하여 웨이퍼(56)에 유도되는 음의 전하 양과 제2 전극판(50)과 대응하여 웨이퍼(56)에 유도되는 양의 전하의 양은 동일하므로 스위치(54)가 오프되면 이들은 서로 만나 자연적으로 소멸된다.

이때, 절연피복막(44)은, 제1 전극판(48)과 제2 전극판(50)을 전기적으로 절연시키는 절연막으로써의 역할과 동시에 웨이퍼(56)와 상기 전극판들 사이에 정전기를 유도하기 위한 유전막으로써의 역할을 한다. 따라서, 웨이퍼를 강력하게 블레이드 상에 고정시키기 위해서, 상기 절연피복막(44)은 유전율이 높은 물질로 형성함이 좋다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 웨이퍼와 블레이드 사이에 정전기를 유도하여 이 정전기의 힘으로 웨이퍼를 고정함으로써 웨이퍼 전송 팔의 회전 시 웨이퍼가 움직이는 것을 효과적으로 방지하고, 진공 홀로 진공압이 공급되거나 중지될 때 웨이퍼가 미세하게 움직이는 것을 방지할 수 있다. 또한, 웨이퍼를 블레이드 상에 강력하게 고정시켜 웨이퍼의 이탈을 근본적으로 방지할 수 있으므로 웨이퍼 전송 팔의 회전 속도도 향상시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 의한 웨이퍼 운송 장치의 블레이드를 도시한 것으로, (a)는 평면도이고, (b)는 단면도로서, 도면부호 "60"은 블레이드를, "62"는 웨이퍼 가이드를, "64"는 절연피복막을, "66"은 지지대를, "68"은 제1 전극판을, "70"은 제2 전극판을, "72"는 외부 전원을, "74"는 스위치를, 그리고 "76"은 웨이퍼를 나타낸다.

본 실시예에서는, 상기 제1 전극판(68)을 제2 전극판(70)이 에워싸는 모양으로 상기 제1 전극판(68) 및 제2 전극판(70)을 배치한 경우이다. 이때, 상기 제2 전극판(70)을 제1 전극판(68)이 에워싸는 모양으로 배치한다하더라도 본 발명의 효과에는 변함이 없다.

또한, 본 실시에 및 제1 실시예에서, 제1 전극판에는 양의 전압을 인가하고, 제2 전극판에는 음의 전압을 인가한다고 하였으나, 제1 전극판에 음의 전압을 인가하고 제2 전극판에 양의 전압을 인가한다 하더라고 본 발명의 효과에는 변함이 없다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 명백하다.

따라서, 본 발명에 의한 웨이퍼 전송 장치에서의 웨이퍼 움직임 방지 방법 및 웨이퍼 전송 장치의 블레이드에 의하면, 웨이퍼와 블레이드 사이에 정전기를 유도하여 이 정전기의 힘으로 웨이퍼를 고정함으로써 웨이퍼 전송 팔의 회전 시 웨이퍼가 움직이는 것을 효과적으로 방지하고, 진공 홀로 진공압이 공급되거나 중지될 때 웨이퍼가 미세하게 움직이는 것을 방지할 수 있다. 또한, 웨이퍼를 블레이드 상에 강력하게 고정시켜 웨이퍼의 이탈을 근본적으로 방지할 수 있으므로 웨이퍼 전송 팔의 회전 속도도 향상시킬 수 있다.

Claims (13)

1. 웨이퍼를 운송하기 위한 운송 팔의 블레이드 상에 웨이퍼를 얹은 후, 상기 블레이드와 웨이퍼 사이에 정전기를 발생시킴으로써 웨이퍼 운송 중 웨이퍼가 움직이는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 운송 장치에서의 웨이퍼 움직임 방지 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 정전기는 블레이드 및 웨이퍼에 모두 두 개의 극성을 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 운송 장치에서의 웨이퍼 움직임 방지 방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 두 개의 극성은 블레이드 및 웨이퍼 상에서 동일한 분포면적을 갖는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 운송 장치에서의 웨이퍼 움직임 방지 방법.
4. 양의 전압이 인가되는 제1 전극판와,

   상기 제1 전극판과 동일 레벨 상에 위치하고, 음의 전압이 인가되는 제2 전극판; 및

   상기 제1 전극판과 제2 전극판 사이를 절연시키고, 이들 상표면 및 하표면을 덮는 모양의 절연피복막을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 운송 장치의 블레이드.
5. 제4항에 있어서,

   상기 절연피복막 하부에, 상기 제1 전극판 및 제2 전극판을 지탱할 수 있는 지지대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 운송 장치의 블레이드.
6. 제5항에 있어서,

   상기 지지대는 세라믹 및 스테인레스 등의 고형물질들 중 어느 하나로 되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 운송 장치의 블레이드.
7. 제4항에 있어서,

   상기 제1 전극판의 면적과 제2 전극판의 면적은 동일한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 운송 장치의 블레이드.
8. 제7항에 있어서,

   상기 제1 전극판과 제2 전극판은 각각 요철모양이고, 제1 전극판의 철부는 제2 전극판의 요부에 끼워지고, 제2 전극판의 철부는 제1 전극판의 요부에 끼워지는 모양으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 운송 장치의 블레이드.
9. 제7항에 있어서,

   상기 제1 전극판과 제2 전극판은 상기 제1 전극판을 제2 전극판이 에워싸거나 상기 제2 전극판을 제1 전극판이 에워싸는 모양으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 운송 장치의 블레이드.
10. 제4항에 있어서,

    상기 제1 전극판 및 제2 전극판은 각 전극판에 부착된 도전패드를 통하여 외부 전원과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 운송 장치의 블레이드.
11. 제10항에 있어서,

    상기 외부 전원은 DC 전압을 공급하는 전원인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 운송 장치의 블레이드.
12. 제11항에 있어서,

    상기 제1 전극판과 제2 전극판에 인가되는 DC 전압은 100V ∼ 수십만V 정도인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 운송 장치의 블레이드.
13. 제4항에 있어서,

    상기 제1 전극판과 제2 전극판은 구리(Cu)로 되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 운송 장치의 블레이드.