KR200161483Y1 - 웨이퍼 이송장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 구성부재인 척과 웨이퍼의 접촉을 최소화함과 아울러 웨이퍼를 지지하는 지지점을 4개소로 설정하여 작동시 이송시 웨이퍼의 흔들림을 방지할 수 있도록 구성한 웨이퍼 이송장치에 관한 것으로서, 본 고안에 적용된 2개의 척은 프레임에 대하여 소정거리의 수평이송이 가능하게 설치되어 있어 웨이퍼의 직경에 따라 그 간격이 조정가능하며, 각 슬롯의 내면에는 2개의 돌출부를 구성하여 하나의 웨이퍼에 4개의 지지점이 형성되도록 하여 웨이퍼를 안정성 있게 지지할 수 있다.

Description

웨이퍼 이송장치

본 고안은 웨이퍼 이송장치에 관한 것으로서, 특히 구성부재인 척과 웨이퍼의 접촉을 최소화함과 아울러 웨이퍼를 지지하는 지지점을 4개소로 설정하여 작동시 이송시 웨이퍼의 흔들림을 방지할 수 있도록 구성한 웨이퍼 이송장치에 관한 것이다.

반도체 제조공정중 웨이퍼의 식각 및 세정공정에 이용되는 장비에서는 공정 진행 후 웨이퍼의 이송을 위한 웨이퍼 이송 시스템이 구비되어 있다. 웨이퍼 이송 시스템은 구동부에 의하여 상하향 이송 및 회전이 가능한 아암 및 아암 선단에 장착되어 웨이퍼를 지지하는 척(chuck)으로 이루어진다. 이러한 기능을 수행하는 웨이퍼 이송 시스템의 개략적인 구성을 도1을 통하여 설명하면 다음과 같다.

도1은 일반적인 웨이퍼 이송 시스템의 개략적인 구성도로서, 구동부(도시되지 않음)에 의하여 상하 이송 가능한 수직이송축(1)내에는 역시 구동부(도시되지 않음)에 의하여 회전 가능한 회전축(2)이 위치하고 회전축(2)에는 수평상태의 제 1아암(3)이 고정되어 있다. 제 1 아암(3)에는 수직의 제 2 아암(4)이 고정되어 있으며, 제 2 아암(4)의 하단에는 프레임(5)이 고정되어 있으며, 프레임(5)의 선단에는 웨이퍼의 지지가 가능한 척(6)이 구비되어 있다, 척(6)은 서로 대칭되는 2개로 이루어지며, 각 내면에는 다수의 웨이퍼, 예를 들어 25개의 웨이퍼를 지지할 수 있는 다수의 슬롯(6A; slot)이 형성되어 있다.

도2a는 어느 한 척의 정면도로서, 상술한 바와 같이 척(6)의 내면에 구성된 다수의 슬롯(6A)을 도시하고 있으며, 도2b는 도2a의 선 B-B를 따라 절취한 상태의 단면도로서 슬롯(6A)의 내부 구성을 도시하고 있다. 각 슬롯(6A)의 단면은 V자 형태이며, 그 내면은 1자형의 수직면으로 이루어진다. 이상과 같이 구성된 웨이퍼 이송 시스템의 작동을 도1, 도2a를 통하여 설명하면 다음과 같다.

공정이 종료된 웨이퍼들이 웨이퍼 카세트(cassette: 도시되지 않음)에 수납된 상태에서 제 1 위치(a)에 이송되어 오면 수직이송축(1)이 하강하여 척(6)이 웨이퍼들과 대응된다. 이후 수직이송측(1)이 계속적으로 하강하면 서로 마주보는 2개의 척(6) 내면에 형성된 각 슬롯(6A)내로 각 웨이퍼의 외주면이 수용된다. 원형 웨이퍼의 지름에 대응하는 양면이 각 슬롯(6A)의 내면과 접촉함으로서 각 웨이퍼는 각 슬롯(6A) 내에서 지지되며, 이후 수직이송축(1)의 상향 이송 및 회전축(2)의 회전이송에 의하여 각 웨이퍼는 제 2 위치(b)로 이송된다, 즉, 제 2위치(b)로 회전 이송된 후 수직이송축(1)이 하강하면 각 웨이퍼는 바닥면에 놓여짐과 동시에 웨이퍼의 지름에 대응하는 양면과 슬롯(6A)의 내면과의 접촉이 해제되면서 각 웨이퍼는 척(6)에서 분리되어진다.

그러나. 상술한 과정에서 각 웨이퍼와 척과의 마찰로 인하여 웨이퍼에 손상이 발생하기도 한다. 즉, 공정이 종료된 웨이퍼들을 들어올리기 위하여 2개의 척이 하강하는 과정에서 척 내면에 형성된 각 슬롯 내로 각 웨이퍼가 정확하게 삽입되는 경우에는 문제가 없으나 웨이퍼가 슬롯을 형성하는 돌촐부와 접촉하는 경우에는 척의 하강속도로 인하여 그 접촉면에 흠집(scratch)이 발생하기도 하며, 또한 웨이퍼가 2개의 척에 형성된 서로 대응하는 슬롯 내로 수용되지 않고 인접된 슬롯 내에 삽입됨으로서 웨이퍼간의 접촉이 발생된다. 이러한 경우 손상을 입은 웨이퍼에서 발생된 실리콘 가루가 정상적인 웨이퍼에 흡착되어 이물질로 작용하게 된다.

한편, 대향하는 슬롯 내에 정상적으로 수용된 웨이퍼는 수평지름선상의 양면이 양 슬롯의 한 점(도2b의 P)에만 각각 접촉되며, 따라서 척은 웨이퍼를 점접촉 형태로 지지하므로 회전축의 회전시 슬롯 내에서 웨이퍼가 유동하는 경우도 발생된다. 각 슬롯간의 간격이 매우 좁게 형성되어 있는 관계로 이러한 웨이퍼의 유동은 웨이퍼간의 접촉을 발생시키는 요인으로 작용한다,

본 고안은 웨이퍼를 이송시키기 위하여 웨이퍼를 지지하는 척에서 발생하는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 서로 대향하는 척을 수평방향으로 이동 가능하게 구성함과 동시에 각 슬롯의 내면에 2개의 돌출부를 구성함으로서 하나의 웨이퍼에 4개의 지지점이 발생될 수 있도록 구성하였다.

도1은 일반적인 웨이퍼 이송 시스템의 개략적인 구성도.

도2A는 척의 정면도.

도2B는 도2A의 선B-B를 따라 절취한 상태의 단면도.

도3은 본 고안에 따른 척의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

6 및 16 : 척 6A 및 16S : 슬롯

16A, 16B : 돌출부

이하, 본 고안을 첨부한 도면을 첨부하여 상세히 설명한다.

본 고안이 장착된 웨이퍼 이송 시스템은 도1에 도시된 바와 그 구성이 동일 함으로 구체적인 설명은 생략하며, 본 고안에 따른 척의 구성을 도3를 통하여 설명하기로 한다.

도3은 본 고안에 따른 척의 일부단면도로서, 척(16)의 내면에 형성된 다수의 슬롯중 어느 하나만을 도시하고 있다. 본 고안에 따른 척의 전체적인 구성은 도2a에 도시된 일반적인 척의 구성과 동일하다. 즉, 척(16)의 내면에는 웨이퍼의 일면을 수용하기 위한 다수의 슬롯(16S)이 구성되어 있으며, 그 단면은 V자 형태이다. 본 고안의 가장 큰 특징은 한 슬롯(16S)의 내면에 2개의 돌출부(16A, 16B)를 구성한 것으로서, 2개의 돌출부(16A, 16B)는 슬롯(16C)의 중앙부 내면(제 1 돌출부) 과 하단부 내면(제2 돌출부)에 각각 형성된다. 도2a에 도시된 일반적인 척(6)은 그 내면이 1자형이나 본 고안에 따른 척(16)은 그 하부 일부가 내측으로 절곡된 형태를 갖는다. 따라서 각 슬롯(18)의 하단부도 굴곡된 상태이며, 결과적으로 슬롯(16A)의 하단 내면에 형성된 제 2 돌출부(16B)는 웨이퍼(W)의 중심을 향한 상태로 형성된다. 한편, 척(16) 하부의 굴곡정도는 웨이퍼(W)의 곡률 반경에 따라 조정될 수 있음은 물론이다.

도면으로 도시되어 있지는 않지만, 프레임에 설치된 각 척은 프레임에 대하여 소정거리의 수평이송이 가증하게 설치되어 있으며, 따라서 척간의 간격이 조정 가능하다. 이와 같은 본 고안의 작동과정을 도1 및 도3을 통하여 설명하면 다음과 같다.

공정이 종료된 웨이퍼들이 웨이퍼 카세트에 수납된 상태에서 제1 위치(a)에 이송되어 오면 수직이송축(1)이 하강한다. 이때 프레임에 설치된 2개의 척(16)간의 간격은 웨이퍼(W)의 지름보다 넓게 조정된 상태이다. 수직이송축(1)이 계속적으로 하강하면 서로 마주보는 2개의 척(16) 내면에 형성된 각 슬롯(16S)과 각 웨이퍼(W)가 대응되며, 이때 각 척(16)이 내측으로 이송되면 웨이퍼(W)의 양원주부는 대응하는 척(16)의 어느 한 슬롯(16S)내로 수용된다. 각 슬롯(16S) 내에 수용된 각 웨이퍼(W)는 도3에 도시된 바와 같이 2개의 돌출부(16A, 16B)에 의하여 지지된다. 즉, 웨이퍼(W)의 수평지름선상의 면은 슬롯(16) 내면 중앙부에 형성된 제 1 돌출부(16A)와 대응하며, 그 직하부의 웨이퍼(W) 원주면은 슬롯(16) 내면 하단의 굴곡부에 형성된 제 2 돌출부(16B)와 접촉한다. 따라서 웨이퍼(W)는 각 슬롯(16) 내에서 2개의 돌출부(16A,16B)에 접촉되며, 결국 하나의 웨이퍼는 2개의 슬롯 내에서 4개의 돌출부에 의해서 지지된다.

이후 수직이송축(1)의 상향 이송 및 회전축(2)의 회전이송에 의하여 각 웨이퍼(W)는 제 2위치(b)로 이송된다. 즉, 제2 위치로 회전 이송된 후 수직이송축(2)이 하강하면 각 웨이펴(W)는 바닥면에 놓여짐과 동시에 각 척이 외측으로 일정거리 이송됨으로서 각 웨이퍼는 척에서 분리되며, 웨이퍼 이송장치는 최초 위치로 복귀하여 상술한 동작을 반복 실시한다.

이상과 같은 본 고안의 효과는 다음과 같다.

웨이퍼들을 들어올리기 위한 2개의 척은 그 간격이 웨이퍼의 지름 보다 넓혀진 상태에서 하강하게 되므로 척 내면에 형성된 각 슬롯 내로 각 웨이퍼가 정확하게 삽입될 수 있다. 즉, 웨이퍼가 2개의 슬롯과 대응하는 상태에서 2개의 척이 서로를 향하여 이송됨으로서 웨이퍼의 외주면이 슬롯 내에 정확하게 삽입될 수 있게 된다. 이 결과 척과 웨이퍼 표면간의 졉촉이 발생되지 않아 웨이퍼의 표면이 손상될 우려는 없게된다. 한편, 웨이퍼는 수평지름선상의 양면뿐만 아니라 그 직하부의 면까지도 슬롯의 내면에 형성된 돌출부에 접촉됨으로서 하나의 웨이퍼 외주면에 4개의 지지점이 존재하게 되며 그로 인하여 아암의 회전시 웨이퍼의 유동이 방지되는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (2)

1. 구동부에 의하여 상하 이송 가능한 수직이송축과, 상기 수직이송축내에 위치하며 구동부에 의하여 회전 가능한 회전축과, 상기 회전축에 고정된 수평상태의 제 1 아암과, 상기 제 1 아암의 선단에 고정된 수직의 제 2 아암 및 상기 제 2 아암에 고정되는 프레임과, 프레임의 선단에 서로 대칭적으로 설치되며 각 내면에는 웨이퍼의 외주면을 수용할 수 있는 다수의 슬롯이 구성되어 있는 2개의 척으로 이루어진 웨이퍼 이송장치에 있어서, 상기 프레임에 설치된 2개의 척은 상기 프레임에 대하여 소정거리의 수평이송이 가능하게 설치되어 있어 상기 웨이퍼의 직경에 따라 그 간격이 조정가능하며, 상기 각 슬롯의 내면에는 2개의 돌출부를 구성하여 하나의 웨이퍼에 4개의 지지점이 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송장치.
2. 제 1 항에 있어서. 상기 각 돌출부는 슬롯의 내면 중앙부 및 내측으로 굴곡된 하단부의 내면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송장치.