KR20010020919A - 웨이퍼 핸들링 시스템용 조립체 - Google Patents

웨이퍼 핸들링 시스템용 조립체 Download PDF

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KR20010020919A
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앤드류 미닉
제임스 윌슨
아브히래쉬 메이어
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조셉 제이. 스위니
어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 기계식 웨이퍼 핸들링 시스템용 블레이드 조립체가 기술되어져 있다. 조립체는 중심 영역을 갖는 기다란 평면 부재를 포함하며, 상기 중심 영역은 제 1 배열의 개구 및 제 2 배열의 개구를 갖추고 있으며, 상기 제 1 배열의 개구는 상기 평면 부재의 길이를 따라 연장하고 상기 중심 영역의 중심 지점을 통과하는 중심 종방향 축의 양 측면 상에서 상기 제 2 배열의 개구에 대칭으로 배열되어 있다. 제 1 배열의 개구는 상기 기다란 평면 부재의 폭을 따라 연장하고 상기 중심 영역의 중심 지점을 통과하는 수직 축에 대해 대칭으로 배열되어 있으며, 상기 제 2 배열의 개구는 상기 수직 축에 대해 대칭으로 배열되어 있다. 이러한 블레이드 조립체는 리스트 상부 캡 및 리스트 하부 탭을 구비한 리스트를 또한 포함하고 있다. 리스트 상부 캡은 상기 상부 캡의 두 양측면 상에 제 1 및 제 2 날개 지지부, 및 상기 제 1 및 제 2 날개 지지부 사이에서 연장하는 지지되지 않는 제 1 좁은 릿지를 갖추고 있다. 리스트 하부 캡은 상기 하부 캡의 두 양측면 상에 제 3 및 제 4 날개 지지부, 및 상기 제 3 및 제 4 날개 지지부 사이에서 연장하는 지지되지 않는 제 2 좁은 릿지를 갖추고 있다. 리스트 상부 캡은 상기 평면 부재의 상부면에 부착되어 있으며, 상기 하부 캡은 상기 블레이드 조립체가 조립될 때 상기 평면 부재의 바닥면에 부착된다.

Description

웨이퍼 핸들링 시스템용 조립체 {ASSEMBLY FOR WAFER HANDLING SYSTEM}
본 발명은 반도체 처리 설비용 기계식 웨이퍼 핸들링 시스템에 관한 것이다.
기계식 웨이퍼 핸들링 시스템은 웨이퍼를 웨이퍼 캐리어로부터 처리 챔버까지, 그리고 그 반대로 이송한다. 어닐링, 산화, 질화(nitridation), 에칭, 및 증착 등을 포함한 다양한 제조 공정은 처리 챔버 내에서 수행된다. 웨이퍼 핸들링 시스템은 로봇, 로봇에 의해 작동되는 아암, 및 웨이퍼를 고정하기 위해 아암의 단부에 위치된 기구를 포함하고 있다.
처리 이전에, 웨이퍼는 웨이퍼 캐리어 내에서 실온에 놓여져 있다. 처리중에, 웨이퍼의 온도는 1200℃ 또는 그 이상으로 상승될 수 있다. 따라서, 웨이퍼는 550 내지 750℃ 또는 그 이상의 고온에 놓여져 있는 중에 챔버로부터 빠져나온다.
따라서, 웨이퍼를 고정시키기 위한 기구는 고온 웨이퍼를 포함한 다양한 온도의 웨이퍼를 처리할 수 있어야 한다.
도 1은 기계식 웨이퍼 핸들링 시스템을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 리스트 조립체에 의해 고정된 블레이드의 평면도.
도 3은 기계식 웨이퍼 핸들링 시스템용 블레이드의 평면도.
도 4는 도 3의 블레이드의 엣지를 도시한 횡단면도.
도 5는 도 3의 블레이드를 도시한 사시도.
도 6은 리스트 상부 캡의 평면도.
도 6a 및 도 7은 도 6의 리스트 상부 캡을 도시한 사시도.
도 8은 도 7의 리스트 상부 캡을 도시한 사시도.
도 9는 리스트 하부 캡의 평면도.
도 9a 및 도 10은 도 9의 리스트 하부 캡을 도시한 사시도.
도 11은 도 8의 리스트 하부 캡을 도시한 사시도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 클러스터 툴 12,14 : 로드로크 챔버
15 : 웨이퍼 카세트 16 : 웨이퍼
17 : 이송 챔버 20 : 쿨다운 챔버
21 : 로봇 시스템 22,23 : 로봇 아암
24 : 블레이드 36,38,40,42 : 개구
본 발명의 일실시예에서, 기계식 웨이퍼 핸들링 시스템용 블레이드를 특징으로 하고 있다. 기다란 평면 부재는 중심 영역을 갖추고 있다. 상기 중심 영역 내부에 제 1 배열의 개구 및 제 2 배열의 개구가 제공된다. 제 1 배열의 개구는 평면 부재의 길이를 따라 연장하며 중심 영역의 중심 지점을 통과하는 중심 종방향 축의 양쪽 측면 상에서 제 2 배열의 개구와 대칭으로 배열되어 있다. 제 1 배열의 개구는 기다란 평면 부재의 폭을 따라 연장하며 중심 영역의 중심 지점을 통과하는 수직 축에 대해 대칭으로 배열되어 있다. 제 2 배열의 개구는 수직 축에 대해 대칭으로 배열되어 있다.
본 발명은 하나 이상의 하기의 실시예들을 포함한다. 제 1 배열의 개구 및 제 2 배열의 개구는 두 개의 원형 개구 및 두 개의 타원형 개구를 포함한다. 기다란 평면 부재의 하나의 짧은 단부는 노치를 갖는다. 평면 부재는 제 1 및 제 2 배열의 개구 사이에 위치된 주변부 개구 및 기다란 평면 부재의 제 2 짧은 단부를 갖추고 있다. 기다란 평면 부재의 대향하는 짧은 단부는 웨이퍼를 지지하기 위해 선반(ledge)을 갖추고 있다. 기다란 평면 부재는 석영으로 제조된다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 기계식 웨이퍼 핸들링 시스템용 블레이드 조립체를 특징으로 한다. 조립체는 중심 영역을 갖는 기다란 평면 부재를 포함한다. 중심 영역은 제 1 배열의 개구 및 제 2 배열의 개구를 갖추고 있다. 제 1 배열의 개구는 평면 부재의 길이를 따라 연장하고 중심 영역의 중심 지점을 통과하는 주우심 종방향 축의 양 측면 상에서 제 2 배열의 개구에 대칭으로 배열되어 있다. 제 1 배열 내의 개구는 기다란 평면 부재의 폭을 따라 연장하고 중심 영역의 중심 지점을 통과하는 수직 축에 대칭으로 배열되어 있다. 제 2 배열의 개구는 수직 축에 대해 대칭으로 배열되어 있다. 조립체는 또한 상부 캡의 두 개의 양 측면 상의 제 1 및 제 2 날개 지지부 및 제 1 및 제 2 날개 지지부 사이에서 연장하는 지지되지 않는 제 1 좁은 릿지를 갖춘 리스트 상부 캡(wrist upper cap) 상부 캡을 포함한다. 또한, 조립체는 상부 캡의 두 개의 양 측면 상의 제 3 및 제 4 날개 지지부 및 제 3 및 제 4 날개 지지부 사이에서 연장하는 지지되지 않는 제 2 좁은 릿지를 갖춘 리스트 하부 캡을 포함한다. 리스트 상부 캡은 평면 부재의 상부면에 부착되며, 리스트 하부 캡은 블레이드 조립체가 조립될 때 평면 부재의 바닥면에 부착된다.
본 발명의 또 다른 실시예는 다음과 같다. 기다란 평면 부재 및 제 1,제 2, 제 3, 및 제 4 날개 지지부는 나사 구멍을 갖추고 있다. 나사 구멍은 블레이드 조립체가 조립될 때 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 날개 지지부 내의 나사 구멍과 정열한다. 제 1 릿지 및 제 2 릿지는 각각 1/8 inch(0.32cm) 이하의 두께를 갖는다. 상부 및 하부 리스트 캡은 각각 스테인리스 스틸로 제조된다. 상부 및 하부 캡은 각각 양극화된 니켈로 피복된다.
블레이드의 잇점은 웨이퍼가 블레이드에 의해 픽업될 때 고온 웨이퍼를 가로질러 발생하는 열 변화도(thermal gradient)를 감소시키는 개구의 배열에 있다. 더욱이, 리스트 조립체의 구성은 블레이드와의 접촉 지점을 감소시킨다. 결국, 리스트 조립체와 블레이드 사이의 변환 릿지는 블레이드 상에 놓여져 있는 동안에 입자가 웨이퍼에 도달함을 방지하는 방벽으로 작용한다.
실시예
본 발명의 또 다른 실시예, 특성, 및 잇점들은 하기에서 보다 설명되어질 것이다.
도 1은 본분에 기술된 웨이퍼 핸들링 로봇 시스템을 이용하는 일반적인 시스템의 형태인 클러스터 툴(10)을 도시하고 있다.
클러스터 툴(10)은 로드로크 챔버(12,14)를 갖추고 있다. 이러한 챔버(12,14)는 처리 이전 및 처리 이후에 웨이퍼(16)를 저장하는 웨이퍼 카세트를 고정한다. 로드로크 챔버(12,14)는 웨이퍼 카세트를 고정하는 중에 진공하에서 유지되며 정상적인 작동중에 환경에 개방된 클러스터 툴(10)의 일부분만을 구성하고 있다. 클러스터 툴(10)은 중심 이송 챔버(17)를 또한 포함하고 있으며, 상기 챔버(17)를 통해 다수의 스테이션 사이에서 이송될 때 웨이퍼(16)가 이송된다. 웨이퍼(16)는 공정 챔버(18) 내에서 처리되며, 챔버(18) 내에서, 산화, 질화, 어닐리으 증착, 또는 에칭 등의 여러가지 공정 중의 임의의 하나의 공정을 거치게 된다. 처리 이후에, 웨이퍼는 로드로크 챔버(12,14)로 반환되기 이전에 쿨다운 챔버(20)로 이송된다. 웨이퍼가 처리 이후에 고온 상태이면, 웨이퍼의 오염 및 카세트(15)의 손상을 방지하기 위해서, 웨이퍼는 카세트(15) 내의 정위치에 놓이기 이전에 냉각되어야 한다. 이러한 이유로 인해, 웨이퍼는 처리 이후에 쿨다운 챔버(20) 내에서 냉각된다. 클러스터 툴의 상업상 이용가능한 예는 (미국 95050 캘리포니아 산타클라라 스코트 불러바드 2881 소재의 어플라이드 머티어리얼스의) 어플라이드 머티어리얼스 센튜라 플랫폼이다.
로봇 시스템(21)은 웨이퍼(16)를 챔버(12,14,17,18,20) 사이에서뿐만 아니라 챔버 내부 및 외부로 이송한다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 로봇 시스템(21)은 두 개의 로봇 아암(22,23) 및 블레이드(24)를 포함한다. 로봇 아암(22,23) 각각은 엘보 조인트(25)를 갖추고 있으며 일단부에 부착된 중심부 상에서 피봇회전된다. 블레이드(24)는 리스트에 의해 로봇 아암(22,23)의 타단부에 연결된다. 웨이퍼 이송중에, 블레이드(24)는 웨이퍼(16)를 지지한다. 웨이퍼(16)는 예를 들어 로드로크 챔버(12) 외부로 나와 저온 상태이거나, 또는 예를 들어 공정 챔버(18) 내에서 처리된 이후 고온 상태일 수 있다.
도 2 및 도 3에 보다 명확하게 도시되어진 바와 같이, 블레이드(24)는 서로에 대해 대칭 배열된 두가지 배열의 개구(30,32)를 갖는 중심 영역(28)를 포함한다. 블레이드(24)에 의해 지지되는 중에, 웨이퍼(16)는 중심 영역(28)을 덮고 있으며, 웨이퍼의 엣지는 돌출된 블레이드(24)의 측면(29,31)으로 구성되어질 것이다.
도 3을 참조하면, 블레이드(24)는 여러 가지 개구를 갖는 평면 부재이다. 배열(30)은 블레이드(24)의 길이를 따라 연장하는 중심축으로부터 양 측면으로 등간격으로 이격되어 위치된 기다란 슬롯 형태의 개구(36,38)로 구성된다. 배열(32)은 블레이드(24)의 폭을 가로질러 연장하여 축(34)으로부터 양 측면으로 등간격으로 이격되어 위치된 원형의 개구(40,42)로 구성된다. 개구(36,38,40,42)는 웨이퍼(16)가 냉각 블레이드(24) 상에 놓여져 있을 때 고온의 웨이퍼(16)를 가로질러 형성되는 열 변화도를 감소시키기 위해 크기가 정해지며 위치된다. 웨이퍼(16)가 예를 들어 550℃ 이상의 고온 상태가 되면, 냉각 블레이드(24)는 열 싱크(heat sink)로서 작용하며 웨이퍼(16)를 가로지른 열 변화도를 발생시킬 것이다. 블레이드(24)를 돌출시키는 웨이퍼(16)의 주변부는 웨이퍼(16)의 부분에서와 같이 급속하게 블레이드(24) 위를 직접적으로 냉각시키지 못할 것이다. 최종적인 열 변화도는 웨이퍼(16) 내의 응력을 야기시킬 것이며, 응력이 충분히 커지게 되면, 응력은 웨이퍼(16)를 파손시키게 한다. 응력이 웨이퍼(16)를 파손시키기에 충분히 커지 않다 하더라도, 웨이퍼 결정 구조 내의 웨이퍼 결정 구조 내의 슬립의 전위 형성을 초래하여, 웨이퍼(16) 상에 개별 장치를 파손시키고 기능 장치의 웨이퍼의 잠재적인 수율을 감소시키게 된다. 열 변화도의 형성을 저지하기 위해서는, 블레이드(24)는 특별히 위치된 개구(36,38,40,42)를 갖추고 있으며 고온 웨이퍼(16) 상의 적절한 위치에서 열 손실을 감소시키기 위해 배열되어 있다. 개구(36,38,40,42)에 근접한 웨이퍼(16) 부분은 블레이드(24)의 재료에 근접한 웨이퍼(16)의 부분 보다 느리게 냉각되는 경향이 있다. 이는 웨이퍼(16)에 근접한 블레이드(24) 재료가 열 싱크로서 작용하기 때문에, 블레이드 재료를 제거함으로써 제거된 영역에서 열 싱크 효과를 감소시킨다. 본문에 기술된 구멍(36,38,40,42)의 특정 배열 및 크기는 공지된 열 모델링 툴을 이용하여 측정되며, 그 목적은 블레이드(24)의 강도를 손상시키지 않고 열 응력을 감소시키는 것이다.
블레이드(24)의 일단부(44)는 노치(46)를 갖는다. 블레이드(24)의 양측 단부(48)는 개구(50)를 갖추고 있다. 노치(46) 및 개구(50)는 웨이퍼(16) 상에 블레이드(24)의 열 하중을 감소시킴으로써 블레이드(24)에 의해 지지된 웨이퍼(16)를 가로질러 열 변화도의 감소에 조력한다. 노치(46) 및 개구(50)의 치수는 웨이퍼를 이송하기 위한 강도의 손상없이 블레이드(24)의 중량을 감소시키기 위해 선택된다. 더욱이, 처리를 위해 정위치에 놓여질 때, 웨이퍼(16)는 3개의 리프트 핀(도시되지 않음) 상에 놓여져 있다. 노치(46)는 3개의 핀 중의 하나에 클리어런스를 제공하기 위해 형성되며 위치된다. 블레이드(24)는 다른 두 개의 핀 사이에 삽입되어, 블레이드(24)를 돌출시키는 웨이퍼(16)의 부분이 다른 두 개의 핀 위에 위치된다.
블레이드(24)는 단부(48)에서 나사(도시되지 않음)로 리스트(26)에 체결된다. 단부(48)는 리스트(26)에 의해 잡혀진 두 개의 날개부(52,54)를 갖추고 있다. 각각의 날개부(52,54)는 블레이드(24)를 리스트(26)에 부착하는 나사를 수용하기 위한 나사 구멍(56,58)을 갖추고 있다. 블레이드(24)를 리스트(26)에 부착시키는 추가의 나사를 수용하기 위한 두 개의 추가 나사 구멍(60,62)은 나사 구멍(56,58)에 근접한 블레이드(24) 상에 위치된다.
핀(64,66)은 나사 구멍(60,62)에 근접한 블레이드(24) 상에 위치된다. 블레이드(24)가 웨이퍼를 고정할 때, 핀(64,66)은 웨이퍼가 정위치에서 벗어나지 않고 금속으로 제조되며 웨이퍼(16)를 오염시키는 리스트(26)와 우발적으로 접촉하지 않도록 방지한다.
블레이드(24)는 날개부(52,54)를 연결시키는 좁은 스트립(67)을 포함한다. 좁은 스트립(67)은 개구(50)의 한 측면을 형성한다. 좁은 스트립(67) 및 개구(50)의 결합으로 블레이드(24)에 안정성을 제공하며, 웨이퍼(16) 상에 열 하중을 감소시킨다.
블레이드(24)는 단부(44,48) 상에 위치된 선반(68,70)을 구비하고 있다. 선반(68)의 횡단면을 도시하고 있는 도 4를 다시 참조하면, 각각의 선반(68,70)은 각각 3개의 단(72,74,76; 78,80,82)를 거치게 되며, 그 이후에 동심원의 외형을 형성한다. 웨이퍼(16)는 이송 중에 내부 단(76,78)위에 놓여진다. 내부 단(76,78)은 블레이드(24)와 웨이퍼의 접촉을 감소시킨다. 중간 단(74,80)은 웨이퍼(16)의 측면 이동에 정지부를 제공함으로써 웨이퍼(16)를 정위치에 유지시킨다. 다른 단(72,82)은 로봇 시스템(21)의 초기 수동 보정 중에 블레이드(16) 상에 웨이퍼(16)를 집중시키기 위한 시각적인 가이드로 이용된다.
개구(84)는 블레이드(24)의 중심 영역(28) 내에서 중심 축(34,43)의 교차 지점에서 위치된다. 개구(84)는 클러스터 툴(10)의 리스트(26) 및 블레이드(24)의 위치를 보정하기 위해 이용된다. 보다 상세히 설명하면, 클러스터 툴(10)의 설치중에, 블레이드(24)는 공정 챔버(18) 내부에 웨이퍼 없이 완전히 연장된다. 로드(도시되지 않음)는 공정 챔버의 상부로부터 하강되며 공정 챔버(18)의 바닥에 접하기 위해 개구(84)를 통해 삽입된다. 로드의 위치는 공정 챔버(18)의 바닥의 중심과 정열하도록 점검된다. 적절하게 정열되지 못하면, 로봇 시스템(21)의 프로그래밍은 공정 챔버(18) 내부로 웨이퍼를 정확하게 위치시키기 위해 조절된다. 즉, 로봇 시스템(21)은 웨이퍼(16)를 공정 챔버(18)의 중심에 위치시키기 위해 필요한 정확한 거리를 연장시키기 위해 설정된다.
블레이드(24)는 고 순도의 석영으로 제조된다. 블레이드가 처리된 웨이퍼(16) 내의 부재와 동일한 부재로 제조됨으로 인해, 웨이퍼(16)의 오염 가능성은 감소된다. 블레이드(24)는 레이저 밀링기 내에서 레이저로 기계가공함으로써 형성된다.
도 5를 참조하면, 핀(64,66)은 블레이드(24)로부터 상부로 돌출된다. 노치(86)는 블레이드(24) 및 리스트(26)의 조립을 촉진시키는 센터링 슬롯이다.
리스트(26)는 리스트 상부 캡(86) 및 리스트 하부 캡(136)으로 제조된다. 도 6, 6a, 7, 및 8을 참조하면, 리스트 상부 캡(86)은 두 개의 굽어진 코너(87,89) 및 하나의 굽어진 측면(106)을 갖춘 대략 장방형의 평면 부재로 구성된다. 리스트 상부 캡(86)은 리스트 상부 캡(86)의 오목한 중심부(96) 내에서 각각 단을 이룬 베이스(92,94) 상에 위치된 두 개의 칼럼(88,90)을 갖는다. 로봇 시스템(21)이 조립될 때, 적절하게 형성된 로봇 아암(22)의 단부는 칼럼(88)과 결합되며 유사하게 형성된 로봇 아암(23)의 단부는 칼럼(90)과 결합한다. 단(98)과 테두리(100)에 의해 오목부(96)가 형성된다. 두 개의 나사 구멍(102,104)은 테두리(100) 및 인접하게 위치된 오목부(96)에 위치되어 있다. 나사 구멍을 통과한 나사는 리스트 하부 캡(136)에 리스트 상부 캡(86)을 연결시킨다(리스트 하부 캡(136)을 설명하기 위해 도 9 내지 11 참조).
굽어진 측면(106)은 두 개의 반원 만입부(108,110)를 갖추고 있다. 블레이드(24)가 리스트(26)에 체결될 때, 핀(64,66)은 각각 만입부(110,108) 내부로 끼워맞춤된다. 만입부(108,110)를 포함하고 이로부터 연장하는 엣지(106)의 일부분은 상부로 상승하는 릿지(111)를 갖추고 있다. 블레이드(24)가 리스트 상부 캡(86)에 체결될 때, 릿지(111)는 도달하는 블레이드(24)로부터 입자를 차단하여, 따라서 웨이퍼의 오염을 방지한다. 릿지(111)는 블레이드(24)로부터 0.002″ 내지 0.004″의 간극을 갖는다.
두 개의 날개부(112,114)는 각각 만입부(108,110)에 인접한다. 각각의 날개부(112,114)는 각각 나사 구멍(116,118)을 갖추고 있다. 테두리(100) 상에 위치된 근접한 나사 구멍(116,118)은 두 개의 추가 나사 구멍(120,122)을 갖추고 있다. 블레이드(24)가 리스트(26)에 체결될 때, 리스트 상부 캡(86) 내의 나사 구멍(116)은 블레이드(24) 상의 나사 구멍(62)과 정열하며 리스트 상부 캡(86) 내의 나사 구멍(118)은 블레이드(24) 상에 나사 구멍(60)을 정열시킨다. 또한, 리스트 상부 캡(86) 내의 나사 구멍(120)은 블레이드(24) 상의 나사 구멍(58)과 정열하며 리스트 상부 캡(86) 내의 나사 구멍(122)은 블레이드(24) 내의 나사 구멍(56)와 정열한다. 4개의 나사(도시되지 않음)는 리스트 상부 캡(86)을 상기 구멍을 통해 블레이드(24)에 부착시킨다. 나사는 리스트 상부 캡(86) 및 블레이드(24)를 통해 리스트 하부 캡(136) 내부로 나아간다. 리스트 상부 캡(86)의 횡단면을 도시한 도 7을 참조하면, 실린더(88)는 중심부에 보어(124)를, 그 외주부 부근에 두 개의 보어(126)를 갖추고 있다. 보어(124,126,128)는 회전 베어링(도시되지 않음)을 부착하기 위해 이용되는 나사 구멍이다. 회전 베어링은 리스트(26) 및 블레이드(24) 조립체를 로봇 아암(22,23)에 부착시키기 위해 필요하다. 도 8을 참조하면, 실린더(90)는 유사하게 위치된 보어(130,132,134)를 갖추고 있다.
도 9, 도 9a, 도 10, 및 도 11을 참조하면, 리스트 하부 캡(136)은 두 개의 굽어진 코너(138,140) 및 하나의 굽어진 측면(142)을 구비한 리스트 상부 캡(86)과 동일한 형상을 갖는다. 리스트 하부 캡(136)은 또한 오목한 중심 부(148) 내에 두 개의 개구(144,146)를 갖는다. 오목부(148)는 단(150) 및 테두리(152)에 의해 형성된다. 두 개의 나사 구멍(154, 156)은 오목부(148)에 인접하고 테두리(152) 내에 위치되어 있다. 상기 나사 구멍(154,156)을 통한 나사(도시되지 않음)는 리스트 하부 캡(136)을 리스트 상부 캡(86)에 연결시킨다.
리스트 하부 캡(136)은 굽어진 엣지(142)를 갖추고 있다. 엣지(142)는 두 개의 만입부(158,160)를 갖추고 있다. 블레이드(24)가 리스트(26)에 체결될 때, 핀(64,66)은 만입부(158,160)로 끼워맞춤된다. 만입부(158,160)를 포함하고 만입부로부터 연장하는 엣지(142)의 일부분은 릿지(162)를 갖추고 있다. 블레이드(24)가 리스트 하부 캡(86)에 체결될 때, 릿지(162)는 도달하는 블레이드(24)로부터 입자를 차단하도록 하여, 웨이퍼(16)의 오염을 방지한다.
리스트 하부 캡(136)은 각각 만입부(158,160)에 인접한 두 개의 날개부(164,166)를 갖추고 있다. 각각의 날개부(164,166)는 각각 나사 구멍(168,170)를 갖추고 있다. 테두리(152) 상에 위치된 부근의 나사 구멍(168,170)은 두 개의 추가의 나사 구멍(172,174)을 갖추고 있다. 블레이드(24)가 리스트(26)에 체결될 때, 하부 리스트 캡(136) 내의 블레이드(24) 상의 나사 구멍(60)과 정열하며 리스트 하부 캡(136) 내의 나사 구멍(170)은 블레이드(24) 상의 나사 구멍(62)과 정열된다. 또한, 리스트 하부 캡(136) 내의 나사 구멍(172)은 블레이드(24) 내의 나사 구멍(56)과 정열하며 리스트 하부 캡(136) 내의 나사 구멍(174)은 블레이드(24) 내의 나사 구멍(58)과 정열한다. 따라서, 4개의 나사(도시되지 않음)은 리스트 하부 캡(136)을 블레이드(24)에 부착시킨다.
리스트 상부 캡(86) 및 리스트 하부 캡(136)은 니켈로 도금된 양극처리된 스틸, 부식 방지 재료로 제조된다.
리스트(26)가 조립될 때, 리스트 상부 캡(86)의 실린더(88,90)는 리스트 하부 캡(136)의 개구(144,146)으로 끼워맞춤된다. 리스트 상부 캡(86) 및 리스트 하부 캡(136)은 블레이드(24)를 날개부 지지부(112,114,164,166)와만 접촉시킨다. 따라서, 블레이드(24)와의 접촉은 최소화되며, 그 결과 리스트(26)의 열 싱크 효과를 감소시킨다.
예시된 실시예에서, 블레이드(24)는 8 inch(20.32cm)의 웨이퍼를 이송하도록 설계되어져 있다. 도 3에서 나타난 바와 같이, 블레이드(24)는 3.8inch(9.65cm)의 폭(W1), 및 8.42inch(21.4cm)의 길이(L1)를 갖는다. 개구(36,38) 각각은 2.5 inch(6.35 cm)의 길이(L2), 및 0.5 inch(1.27 cm)의 폭(W2)을 가지며, 둥근 단부는 0.25 inch(0.64cm)의 반경(R1)을 갖는다. 개구(40,42)는 0.65 inch(1.65cm)의 반경(R2)을 갖는다. 각각의 개구(40,42)의 중심은 중심선(43)으로부터 0.840 inch(2.13 cm)의 직경(D1)이다. 노치(46)는 장방형의 절취부를 가지며, 1.070 inch(2.72 cm) 의 길이(L3), 및 1.500 inch(3.8 cm)의 폭(W3)을 갖는다. 개구(50)는 장방형이며, 1.080 inch(2.74 cm) 의 길이(L4), 및 1.500 inch(3.8 cm)의 폭(W4)을 갖는다. 좁은 스트립(67)은 0.170 inch(0.43 cm)의 폭(W5)을 갖는다. 중심 구멍(84)은 0.063 inch(0.16 cm)의 반경(R3)을 갖는다.
도 4에 도시되어진 것과 같이, 단(72)의 외부 엣지는 4.15 inch(10.5 cm)의 반경(R4)에 형성된다. 단(72)의 내부 엣지는 8.118 inch(20.6cm)의 직경(D2)을 갖는 원의 일부분이다. 단(72)은 0.007 ±0.002 inch의 높이(H1)를 갖는다. 단(74)의 내부 엣지는 7.892 inch(20 cm)의 직경(D3)을 갖는 원의 일부분이다. 단(74)은 0.014 ±0.002 inch의 높이(H2)를 갖는다. 단(76)의 내부 엣지는 7.40 inch(18.8 cm)의 직경(D4)을 갖는 원의 일부분이다. 단(76)은 0.015 ±0.003 inch의 높이(H3)를 갖는다. 단부(44)에서 블레이드(24)는 0.120 inch(0.30 cm)의 총 두께(T1)를 갖는다.
도 6에 도시되어진 것과 같이, 리스트 상부 캡(86)은 0.160 inch(0.41cm) 의 외부 반경(R5) 및 0.140inch (0.36 cm)의 내부 반경(R6)을 갖춘 릿지(111)를 구비한 만입부(100,110)를 포함한다. 굽어진 측면(106)은 4.130 inch(10.5 cm) 의 외부 반경(R7) 및 4.110 inch (10.4 cm)의 내부 반경(R8)을 갖춘 릿지(111)를 갖는다.
도 9에 도시되어진 것처럼, 리스트 하부 캡(136)은 0.160 inch(0.41cm) 의 외부 반경(R9) 및 0.140 inch (0.36 cm)의 내부 반경(R10)을 갖춘 릿지(111)를 구비한 만입부(158,160)를 포함한다. 굽어진 측면(142)을 따라, 릿지(162)는 4.130 inch(10.5 cm) 의 외부 반경(R11) 및 4.110 inch (10.4cm)의 내부 반경(R12)을 갖는다. 릿지(162)는 0.050 inch(0.12 cm)의 높이(H4)를 갖는다.
도 3의 배열(30,32)이 두 개의 동일한 개구를 포함하여 각각 기술되어 있으나, 블레이드의 길이를 따라 연장하는 중심 축의 양 측면 상에서 서로 대칭 배열된 두 개의 배열과 동일한 배열을 취하고 있다. 후자의 경우, 제 1 배열은 개구(36) 및 상부 반분 개구(40,42)를 포함하며, 제 2 배열은 개구(38), 및 하부 반분 개구(40,42)를 포함한다. 또한, 블레이드의 중심 축의 양 측면 상에 대칭으로 배열된 다양하게 배열된 개구를 포함한다. 요구되는 대칭 정도는 웨이퍼의 파손 또는 열 응력으로 인한 전위 형성을 방지하기 위해 웨이퍼를 가로질러 열 변화도를 감소시키는데 필요한 정도이다.
상기 개구들의 최적의 배치, 크기, 및 위치는 공지된 열 모델링 기술을 이용함으로써 측정될 수 있다. 열 모델링의 목적은 블레이드 상에 놓여져 있는 웨이퍼를 가로지른 열 변화도를 손상을 초래하는 응력을 방지하기 위해 필요한 정도로 감소시키기 위해 개구를 위치시키고 개구 배열을 위치시킨다. 이러한 모델링은 일반적으로 블레이드를 구성하는 재료의 열 싱크 효과, 고정되어질 웨이퍼의 크기, 및 블레이드의 치수를 고려한다. 또한, 블레이드가 이용되는 챔버 내의 웨이퍼의 위 도는 아래에 반사면의 효과를 고려한다. 웨이퍼의 대칭성, 및 블레이드의 대칭성으로 인해, 개구는 일반적으로 블레이드 위로 대칭으로 배열될 것이다. 그러나, 블레이드에 의해 열 하중 충격이 열 변화도를 충분히 감소시키기 위해 대칭을 필요로 하나 사실상 구멍의 정밀한 대칭은 요구되지 않는다.
본 발명으로 인해, 고온 웨이퍼를 포함한 다양한 온도의 웨이퍼를 처리할 수 있다.

Claims (11)

  1. 기계식 웨이퍼 핸들링 시스템용 블레이드에 있어서,
    중심 영역을 갖춘 기다란 평면 부재를 포함하고 있으며,
    상기 중심 영역은 제 1 배열의 개구 및 제 2 배열의 개구를 갖추고 있으며, 상기 제 1 배열의 개구는 상기 평면 부재의 길이를 따라 연장하고 상기 중심 영역의 중심 지점을 통과하는 중심 종방향 축의 양 측면 상에서 상기 제 2 배열의 개구에 대체로 대칭 배열되어 있으며,
    상기 제 1 배열의 개구는 상기 기다란 평면 부재의 폭을 따라 연장하고 상기 중심 영역의 중심 지점을 통과하는 수직 축에 대해 대체로 대칭 배열되어 있으며, 상기 제 2 배열의 개구는 상기 수직 축에 대해 대체로 대칭 배열되어 있는 블레이드.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 배열의 개구 및 상기 제 2 배열의 개구는 두 개의 원형 개구 및 두 개의 타원형 개구를 포함하는 블레이드.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 기다란 평면 부재의 하나의 짧은 단부는 노치를 갖추고 있는 블레이드.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 평면 부재는 제 1 및 제 2 배열의 개구 중의 개구와 상기 기다란 평면 부재의 제 2 짧은 단부 사이에 위치된 주변부 개구를 갖추고 있는 블레이드.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 기다란 평면 부재의 양측의 짧은 단부는 웨이퍼를 지지하기 위한 선반을 포함하는 블레이드.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 기다란 평면 부재는 석영으로 제조되는 블레이드.
  7. 기계식 웨이퍼 핸들링 시스템용 블레이드 조립체에 있어서,
    중심 영역을 갖는 기다란 평면 부재,
    리스트 상부 캡, 및
    리스트 하부 캡을 포함하고 있으며,
    상기 중심 영역은 제 1 배열의 개구 및 제 2 배열의 개구를 갖추고 있으며, 상기 제 1 배열의 개구는 상기 평면 부재의 길이를 따라 연장하고 상기 중심 영역의 중심 지점을 통과하는 중심 종방향 축의 양 측면 상에서 상기 제 2 배열의 개구에 대해 대체로 대칭 배열되어 있으며,
    상기 제 1 배열의 개구는 상기 기다란 평면 부재의 폭을 따라 연장하고 상기 중심 영역의 중심 지점을 통과하는 수직 축에 대해 대체로 대칭 배열되어 있으며, 상기 제 2 배열의 개구는 상기 수직 축에 대해 대체로 대칭 배열되어 있으며,
    상기 리스트 상부 캡은 상기 상부 캡의 두 양측면 상에 제 1 및 제 2 날개 지지부, 및 상기 제 1 및 제 2 날개 지지부 사이에서 연장하는 지지되지 않는 제 1 좁은 릿지를 갖추고 있으며,
    상기 리스트 하부 캡은 상기 하부 캡의 두 양측면 상에 제 3 및 제 4 날개 지지부, 및 상기 제 3 및 제 4 날개 지지부 사이에서 연장하는 지지되지 않는 제 2 좁은 릿지를 갖추고 있으며,
    상기 리스트 상부 캡은 상기 평면 부재의 상부면에 부착되어 있으며, 상기 하부 캡은 상기 블레이드 조립체가 조립될 때 상기 평면 부재의 바닥면에 부착되는 블레이드 조립체.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 기다란 평면 부재, 및 상기 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 날개 지지부는 나사 구멍을 갖추고 있으며, 상기 나사 구멍은 상기 블레이드 조립체가 조립될 때 상기 평면 부재 내의 상기 나사 구멍이 상기 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 날개 지지부 내의 나사 구멍과 정열하도록 배열되는 블레이드 조립체.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 제 1 릿지 및 상기 제 2 릿지는 각각 1/8 인치(0.32cm) 이하의 두께를 갖는 블레이드 조립체.
  10. 제 7항에 있어서, 상기 상부 및 하부 리스트 캡은 각각 스테인리스 스틸로 제조되는 블레이드 조립체.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 상부 및 하부 캡은 각각 양극처리된 니켈로 피복되는 블레이드 조립체.
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