KR20070091736A - 웨이퍼 브로큰 방지용 리프터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 암부가 웨이퍼와 충돌하면서 발생되는 웨이퍼 브로큰이 방지될 수 있도록 하는 웨이퍼 브로큰 방지용 리프터에 관한 것으로서, 이를 위해 본 발명은 진공 척의 외측에서 승강 가능하게 구비되는 승강축(10)과; 상부면으로 웨이퍼가 안치되도록 안치면(21)을 갖는 암부(20)와; 상기 암부(20)에 일체로 결합되며, 상기 승강축(10)에 회전 가능하게 연결되는 일단을 축으로 상기 암부(20)가 상부로 회전 가능하도록 하는 마운팅 어뎁터(30)로서 구비되는 구성인 바, 상기의 구성에 따라 웨이퍼 확인 챔버에서 리프터의 암부(20)로부터 떨어져 암부(20)보다 하부에 위치하게 되는 웨이퍼를 하강하는 리프터의 암부(20)에 의해 브로큰되지 않도록 함으로써 웨이퍼의 브로큰이 방지되도록 하는 동시에 웨이퍼 브로큰 시 발생되는 파티클에 의한 웨이퍼 오염이 방지되도록 하는데 특징이 있다.

싱글 챔버 타입, 웨이퍼 확인 챔버, 리프터, 웨이퍼 브로큰

Description

웨이퍼 브로큰 방지용 리프터{Lifter for preventing broken of wafer}

도 1은 종래의 싱글 챔버 타입의 식각 설비를 도시한 평면도,

도 2는 종래의 웨이퍼 확인 챔버에서 웨이퍼가 브로큰되는 구조를 예시한 측면도,

도 3은 본 발명에 따른 리프터의 구성을 도시한 측단면도,

도 4는 도 3의 평면도,

도 5는 본 발명에 따른 마운팅 어뎁터의 결합 구조를 도시한 요부 확대 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 작동 상태도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 승강축

11 : 서포트 플레이트

20 : 암부

21 : 안치면

30 : 마운팅 어뎁터

40 : 스프링

본 발명은 웨이퍼 브로큰 방지용 리프터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상향 회전이 가능하게 승강축과 마운팅 어뎁터의 결합 구조를 개선하여 암부가 웨이퍼와 충돌하면서 발생되는 웨이퍼 브로큰이 방지될 수 있도록 하는 웨이퍼 브로큰 방지용 리프터에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 장치를 제조하는 공정 설비는 싱글 챔버 타입으로 이루어졌으나 생산성 차원에서 공정 수행 시간을 최대한 줄일 수 있도록 하기 위하여 멀티 챔버 타입으로 대체되고 있다.

도 1은 종전의 싱글 챔버 타입의 식각 설비를 도시한 평면도이다.

도시한 설비에서 좌측은 웨이퍼 로딩 존(loading zone)이고, 우측은 언로딩 존(unloading zone)이다.

도면에서 좌측의 하단부에는 복수의 웨이퍼가 적재되어 있는 로딩용 카세트(1)가 구비되고, 로딩용 카세트(1)로부터 그 상측에 구비되는 셔틀 암(2)에 의해 웨이퍼를 한 매씩 픽업하여 얼라인 존(3)에 공급한다.

얼라인 존(3)에서 얼라인을 수행한 웨이퍼는 앤트런스 로드락 챔버(4,약칭 ELL이라고 함)를 거쳐서 프로세스 챔버(5)에 로딩되고, 프로세스 챔버(5)에서 공정 수행을 완료한 웨이퍼는 엑스트런스 로드락 챔버(6,약칭 XLL이라고 함)를 통해 웨이퍼 확인 챔버(7)에 유도된 후 다른 셔틀 암(8)에 의해 세정된 웨이퍼를 언로딩 카세트(9)에 적재되도록 한다.

이와 같은 일련의 과정을 거치면서 공정 수행이 완료되나 최근에는 실질적으로 웨이퍼 확인 챔버(7)에서의 웨이퍼 클리닝은 생략되도록 하고 있다.

다만 이 웨이퍼 확인 챔버(7)를 통해 웨이퍼가 언로딩되었는지를 확인하고 언로딩되도록 하고 있다.

웨이퍼의 언로딩은 단순히 웨이퍼 확인 챔버(7)에 유도되는 웨이퍼를 도 2에서와 같이 리프터(7a)가 전달받아 이 리프터(7a)가 하강함에 의해서 웨이퍼 확인 챔버(7) 내부에 구비되는 진공 척(7b)에 웨이퍼(W)가 안치되면서 척킹되도록 하고 있다.

진공 척(7b)에서 웨이퍼(W)가 척킹되면 정상적으로 웨이퍼(W)가 언로딩되고 있음을 의미하며, 척킹된 웨이퍼(W)의 척킹을 해제시킨 다음 리프터(7a)의 상승에 의해 웨이퍼(W)가 진공 척(7b)으로부터 소정의 높이로 상승되면 셔틀 암(8)이 리프터(7a)에 얹혀진 웨이퍼(W)를 전달받아 언로딩 카세트(9)에 적재되도록 한다.

한편 웨이퍼(W)가 이송되는 도중에 특히 웨이퍼 확인 챔버(7)에서 진공 척(7b)의 상부로 상승된 리프터(7a)에 안치되는 순간 이송 오류에 의해 리프터(7a)로부터 웨이퍼(W)가 미끄러지면서 진공 척(7b)이 있는 하부로 떨어지게 되는 사고가 발생되고 있다.

따라서 웨이퍼(W)는 진공 척(7b)에 정확하게 안치되지 못하고 진공 척(7b)에 일부가 걸쳐지면서 경사지는 상태가 되는데 이때 리프터(7a)가 하강작용에 의해 하향 이동하게 되면 리프터(7a)가 이미 하부로 낙하한 웨이퍼(W)의 일단을 누르게 되 므로 눌러진 웨이퍼(W)의 일단이 깨지는 브로큰 현상이 발생되면서 심각한 웨이퍼 손실을 초래하게 되는 문제가 있다.

따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 웨이퍼가 안치되는 암부가 상향 절곡이 가능하도록 하여 하강에 의한 웨이퍼와의 충돌에도 웨이퍼에 손상을 입히지 않도록 하는 웨이퍼 브로큰 방지용 리프터를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 진공 척의 외측에서 승강 가능하게 구비되는 승강축과; 상부면으로 웨이퍼가 안치되도록 안치면을 갖는 암부와; 상기 암부에 일체로 결합되며, 상기 승강축에 회전 가능하게 연결되는 일단을 축으로 상기 암부가 상부로 회전 가능하도록 하는 마운팅 어뎁터로서 이루어지는 구성이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 싱글 챔버 타입의 식각 설비에서 프로세스 챔버로부터 공정 수행이 완료되어 언로딩되는 웨이퍼의 존재 유무를 확인할 수 있도록 하는 웨이퍼 확인 챔버에서의 리프터의 구성을 개선토록 하는 것이다.

웨이퍼 확인 챔버는 전술한 종래의 기술에서 명시한 바와 같이 엑스트런스 로드락 챔버로부터 인출시켜 언로딩용 카세트로 이송되는 과정에서 엑스트런스 로드락 챔버로부터 웨이퍼가 정확히 언로딩되었는지를 확인할 수 있도록 하는 구성이다.

웨이퍼 확인 챔버에서의 웨이퍼 확인은 진공 척에 얹혀지게 함으로써 진공 척에서의 웨이퍼 안착 여부에 의해 웨이퍼의 언로딩을 정확히 확인하도록 하는 것이다.

이러한 웨이퍼 확인 챔버에는 통상 엑스트런스 로드락 챔버로부터 인출되는 웨이퍼를 전달받는 동시에 웨이퍼 확인이 완료된 웨이퍼를 언로딩용 챔버로 언로딩시키기 위하여 셔틀 암에 의해 이송이 가능한 높이로 웨이퍼가 위치되도록 하기 위한 리프터가 구비되도록 하고 있다.

싱글 챔버 타입의 웨이퍼 확인 챔버에 구비되는 리프터는 복수의 핀 타입이 아니라 요크의 형상으로 이루어지는 구성이다.

또한 웨이퍼 확인 챔버의 내부에서 저부에는 웨이퍼가 안착되도록 하는 진공 척이 구비되도록 하고 있다.

이때 리프터는 진공 척의 상부면 보다는 더 하강하면서 진공 척의 상부면으로부터 충분한 높이의 상부로 상승하도록 한다.

도 3은 본 발명에 따른 리프터의 구성을 도시한 측단면도이고, 도 4는 도 3의 평면도이다.

도시한 바와 같이 본 발명의 웨이퍼 확인 챔버의 내부에서 진공 척을 기준으 로 편심의 위치에서 리프터가 축지지되도록 한다.

이러한 리프터를 축지지하는 구성이 승강축(10)이며, 승강축(10)은 소정의 높이를 수직으로 승강이 가능하도록 한다.

이 승강축(10)에는 실질적으로 웨이퍼가 안치되는 암부(20)를 일체로 결합한 마운팅 어뎁터(30)가 회전 가능하게 구비되도록 하는 구성이다.

이를 보다 상세하게 설명하면 승강축(10)은 웨이퍼 확인 챔버에서 하부의 진공 척으로부터 편심되는 외측의 일측에서 수직으로 승강 가능하게 구비되는 구성이다.

승강축(10)은 웨이퍼 확인 챔버의 하부에서 별도의 승강 장치에 의해 소정의 높이를 승강하도록 구비되는 구성이며, 이때의 승강 높이는 웨이퍼 확인 챔버의 저부에 구비되는 진공 척을 기준으로 진공 척보다 낮은 위치에서부터 진공 척으로부터 상부로 일정한 높이간을 승강할 수 있도록 한다.

승강축(10)의 상단부에는 승강축(10)의 수평 단면적보다는 큰 면적을 갖는 서포트 플레이트(11)가 일체로 결합되도록 한다.

서포트 플레이트(11)는 평판의 플레이트이며, 상부면 일단에는 회전 가능하게 축지지하는 가이드(12)가 형성되도록 한다.

도면 중 서포트 플레이트(11)의 가이드(12)는 상부면 일단에서 양측으로 소정의 높이로 상향 돌출되도록 한 구성을 예시한 것이다.

암부(20)는 웨이퍼가 안치되도록 일정한 폭의 안치면(21)을 갖도록 하는 구성이다.

따라서 암부(20)는 웨이퍼의 직경보다는 작은 외경을 갖도록 하는 것이 가장 바람직하다.

이러한 암부(20)는 도 4에서와 같이 일부가 측방으로 개방되는 링형상으로 형성되게 할 수도 있고, 웨이퍼를 안치시키는 부위가 일정한 거리를 이격해서 평행하게 구비되도록 하는 요크 형상으로 형성되게 할 수도 있다.

암부(20)에서의 측방으로 일부를 개방시키는 구성은 엑스트런스 로드락 챔버에서 웨이퍼를 웨이퍼 확인 챔버로 이송시키는 이송 아암과의 간섭을 방지하기 위한 것이다.

특히 이런 암부(20)는 웨이퍼가 안전하게 안치될 수 있도록 일정한 폭의 안치면(21)을 갖도록 하며, 이런 안치면(21)은 일정한 폭을 갖는 구조로 이루어지도록 하는 것이 보다 바람직하다.

마운팅 어뎁터(30)는 웨이퍼가 안치되는 암부(20)가 회전 가능하도록 지지하는 구성이다.

마운팅 어뎁터(30)는 일단부에 암부(20)가 견고하게 고정되도록 하고, 타단부는 승강축(10)의 서포트 플레이트(11)에 수직 방향으로 회전 가능하게 축지지되도록 하는 구성이다.

즉 마운팅 어뎁터(30)는 서포트 플레이트(11)의 상부면에 구비되는 가이드(12)에 암부(20)가 결합되는 일단과 대응되는 타단에 회전 가능하게 연결되도록 하면서 다만 상부측으로만 회전이 가능하도록 하는 것이다.

이를 보다 상세하게 설명하면 마운팅 어뎁터(30)는 평판의 서포트 플레이트 (11)에 일단이 안치되면서 안치되는 끝단부를 서포트 플레이트(11)의 상부면에서 상부로 돌출되게 형성한 가이드(12)에 힌지 축지지되도록 하는 구성이다.

도 5는 본 발명에 따른 마운팅 어뎁터의 결합 구조를 도시한 요부 확대 단면도이다.

도시한 바와 같이 마운팅 어뎁터(30)는 승강축(10)의 상단부에 일체로 구비되는 평판의 서포트 플레이트(11)의 상부면에 안치되면서 마운팅 어뎁터(30)의 암부(20)가 일체로 결합되는 부위와 대응되는 단부가 서포트 플레이트(11)의 일단에 형성한 가이드(12)에 힌지 축지지되게 함으로써 가이드(12)를 축으로 회전 가능하게 구비되도록 한다.

이때 마운팅 어뎁터(30)는 서포트 플레이트(11)에 스프링(40)에 의해서 탄력 지지되도록 한다.

즉 서포트 플레이트(11)와 이 서포트 플레이트(11)에 안치되는 마운팅 어뎁터(30)는 스프링(40)에 의해 연결되도록 하면서 마운팅 어뎁터(30)를 항상 서포트 플레이트(11)에 밀착되도록 하는 탄성을 갖도록 한다.

이때의 스프링(40)은 상호 축결합되는 가이드(12)와 마운팅 어뎁터(30)의 일단에 구비되게 할 수도 있고, 도면에서와 같이 서포트 플레이트(11)와 마운팅 어뎁터(30)의 서로 마주보는 면간에서 서로 대응되는 방향으로 스프링 안치홈(13)(31)이 형성되도록 하여 이들 스프링 안치홈(13)(31)에 스프링(40)이 삽입되면서 스프링(40)의 양단부가 서포트 플레이트(11)와 마운팅 어뎁터(30)에 연결되는 구성으로 구비되도록 한다.

한편 서포트 플레이트(11)와 마운팅 어뎁터(30)의 마주보는 면간으로 구비되는 스프링(40)은 인장 스프링으로 이루어지도록 하는 것이 가장 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 작용에 대해서 살펴보기로 한다.

복수의 웨이퍼가 적재되어 있는 로딩용 카세트로부터 셔틀 암에 의해서 한 매의 웨이퍼가 로딩되어 얼라인이 이루어지게 되면 앤트러스 로드락 챔버로 유도된 다음 프로세스 챔버에 공급된다.

프로세스 챔버에서 공정 수행이 완료된 웨이퍼는 다시 엑스트런스 로드락 챔버로 인출되고, 엑스트런스 로드락 챔버로부터는 웨이퍼 확인 챔버로 웨이퍼를 이송시킨다.

웨이퍼 확인 챔버로 웨이퍼를 이송시키게 될 때 웨이퍼 확인 챔버에서는 리프터가 하강한 상태를 유지하다 엑스트런스 로드락 챔버로부터 인출시킨 웨이퍼가 엑스트런스 로드락 챔버의 이송 로봇에 의해서 웨이퍼 확인 챔버에 이송되어 오면 리프터를 상승시킨다.

리프터는 웨이퍼가 안치된 이송 로봇보다 높은 상부에까지 상승하면서 이송 로봇에 안치되어 있던 웨이퍼를 리프터에 얹혀지도록 한다.

이렇게 리프터에 웨이퍼가 얹혀지도록 한 다음 이송 로봇은 빠져나가게 되고, 웨이퍼는 리프터에 얹혀진 상태에서 리프터의 하강에 의해 웨이퍼를 진공 척에 안치시키게 된다.

한편 웨이퍼가 이송 로봇으로부터 리프터에 전달되는 과정에서 또는 리프터에 웨이퍼가 얹혀진 상태에서 하강하는 과정에 웨이퍼가 리프터로부터 떨어져 진공 척이 구비되는 웨이퍼 확인 챔버의 바닥면에 있게 되는 현상이 발생된다.

도 6은 본 발명 따른 작동 상태도이다.

즉 웨이퍼(W)가 리프터에 안정적으로 얹혀지지 않게 되면 리프터에 얹혀지면서 또는 리프터의 승강 작용 시 웨이퍼(W)가 리프터로부터 떨어져 진공 척(50)이 있는 부위에서 진공 척(50)에 정확히 안치되지 못하고 진공 척(50)에 일부가 걸쳐져 경사지는 상태를 유지하게 된다.

이렇게 아래로 낙하한 웨이퍼(W)의 상부에서 리프터가 하강하게 되면 리프터의 암부(20)가 웨이퍼(W)의 가장 상부에 위치되는 단부와 접촉하는 상태가 된다.

웨이퍼(W)와 접촉된 상태에서 리프터는 계속해서 하강하게 되고, 이때 리프터의 암부(20)는 마운팅 어뎁터(30)에 일단이 회전 가능하게 축고정되어 있으므로 암부(20)의 저면이 웨이퍼(W)에 의해 눌려지게 될 때 암부(20)가 결합된 마운팅 어뎁터(30)가 회전하면서 암부(20)가 상부로 들려지도록 한다.

즉 리프터의 승강축(10)은 계속해서 하강하는데 반해 웨이퍼(W)에 접촉되는 암부(20)의 접촉면을 기준으로 마운팅 어뎁터(30)가 회전하는 상태가 된다.

따라서 리프터가 하강하게 되더라도 리프터로부터 낙하한 웨이퍼(W)를 암부(20)에 의해서 눌려지지 않도록 함으로써 리프터에 의한 웨이퍼(W)의 손상은 방지될 수 있도록 한다.

이렇게 리프터에 의해 손상이 예방된 웨이퍼(W)는 진공 척(50)에 정확히 안착되어 있지 않게 되므로 설비에서는 이를 언로딩 에러로 판단하여 공정 수행이 중단되도록 한다.

이와 같은 작용에 의해서 종전에는 웨이퍼 확인 챔버에서의 언로딩 오류로 인한 공정의 중단 시 대개는 리프터에 의해 보다 구체적으로는 암부(20)에 의한 프레싱 압력에 의해 웨이퍼(W)가 손상되는 상태가 되나 본 발명에 의한 리프터에 의해서는 웨이퍼(W)에 접촉하는 암부(20)가 웨이퍼(W)에 가하게 되는 압력만큼 암부(20)를 상향 회전되게 함으로써 웨이퍼(W)에 가하는 압력이 대폭적으로 완화되면서 웨이퍼(W)의 브로큰을 방지할 수가 있게 된다.

또한 웨이퍼(W)의 브로큰 발생에 의해 웨이퍼 확인 챔버의 진공 척(50)에는 다량의 파티클들이 잔류하게 되면서 후속의 웨이퍼(W)를 오염시키는 원인이 되기도 하였으나 본 발명에서와 같이 웨이퍼 브로큰을 방지하면서 웨이퍼의 오염도를 대폭적으로 저감시킬 수가 있게 된다.

한편 상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다는 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다.

따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 싱글 챔버 타입의 공정 설비에서 공정 수행이 완료된 웨이퍼를 언로딩 카세트에 적재시키기 전에 정상적으로 언로딩되고 있는지의 여부를 체크토록 하는 웨이퍼 확인 챔버에서 리프터의 암부로부터 떨어져 암부보다 하부에 위치하게 되는 웨이퍼를 하강하는 리프터의 암부에 의해 브로큰되지 않도록 함으로써 웨이퍼의 손실을 방지하도록 하는 동시에 웨이퍼 브로큰 시 발생되는 파티클에 의한 웨이퍼 오염을 방지하게 되는 매우 유용한 효과를 제공하게 된다.

Claims (6)

1. 진공 척의 외측에서 승강 가능하게 구비되는 승강축과;

   상부면으로 웨이퍼가 안치되도록 안치면을 갖는 암부와;

   상기 암부에 일체로 결합되며, 상기 승강축에 회전 가능하게 연결되는 일단을 축으로 상기 암부가 상부로 회전 가능하도록 하는 마운팅 어뎁터;

   로서 구비되는 웨이퍼 브로큰 방지용 리프터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 승강축은 상기 진공 척보다 낮은 위치에서부터 상기 진공 척으로부터 일정한 높이의 상부간을 승강하는 웨이퍼 브로큰 방지용 리프터.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 암부는 일부가 개방된 링형상으로 이루어지는 웨이퍼 브로큰 방지용 리프터.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 마운팅 어뎁터는 상기 승강축의 상단부에 구비되는 서포트 플레이트와의 사이에 스프링이 구비되도록 하여 상기 서포트 플레이트에 밀착되도록 하는 탄성을 갖는 웨이퍼 브로큰 방지용 리프터.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 마운팅 어뎁터는 상기 서포트 플레이트의 일단에 회전 가능하게 축지지되는 일단에 상기 스프링이 구비되도록 하는 웨이퍼 브로큰 방지용 리프터.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 마운팅 어뎁터는 상기 서포트 플레이트와 마주보는 면간으로 서로 대응되는 방향으로 스프링 안치홈을 형성하고, 상기 스프링 안치홈에 상기 스프링이 구비되며, 상기 스프링의 일단은 마운팅 어뎁터에 연결되고, 타단은 상기 서포트 플레이트에 연결되도록 하는 웨이퍼 브로큰 방지용 리프터.

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