KR20090042191A - 웨이퍼 홀더 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 웨이퍼 홀더는 링형 웨이퍼 수용부를 갖는 척 테이블을 갖는 홀더 본체와, 웨이퍼 수용부 상에 웨이퍼를 고정하여 웨이퍼를 유지하는 복수의 고정부와, 웨이퍼 수용부 상에 고정되기 전에 아래 방향으로부터 웨이퍼를 지지하는 캐리어를 포함한다. 홀더 본체는, 캐리어를 지지하며, 초기 위치로부터 높이를 변경 할 수 있는 지지면을 형성하는 캐리어 지지부를 포함한다. 웨이퍼를 교환 위치에 지지면 상에 위치시킨다. 캐리어 지지부는 고정부가 웨이퍼를 고정하도록 교환 위치로부터 지지면을 하강하여 캐리어로부터 웨이퍼를 분리한다.

Description

웨이퍼 홀더{WAFER HOLDER}
본 출원은, 전체가 본 명세서에 인용으로서 합체된, 2007년 10월 25일 출원된 일본 특허 출원 제2007-277162호를 기초하고 그 우선권을 주장한다.
본 발명은, 예컨대, 반도체 제조 공정에서, 웨이퍼를 이동시켜 웨이퍼 상의 칩을 검사하는 칩 검사 장치를 위한 웨이퍼 홀더에 관한 것이다.
종래부터, 예컨대 웨이퍼를 이동시키는 동안 웨이퍼 상의 칩을 검사하는 칩 검사 장치, 웨이퍼를 회전시키는 동안 웨이퍼의 표면을 검사하는 웨이퍼 검사 장치 및 광을 조사하여 웨이퍼의 표면 성막 또는 도포되는 광 감광제(포토레지스트)에 회로 패턴을 노광하여 전사하는 반도체 노광 장치에 사용되는 웨이퍼 홀딩 장치가 다양하게 공지되어 있다.
예컨대, 일본 특허 공개 공보 제2003-324143호에는 이러한 웨이퍼 홀더로서, 척 테이블의 외주 테두리에 링형 웨이퍼 수용부를 마련하여 진공배기에 의한 흡착력에 의해 웨이퍼 수용부 상에 웨이퍼의 외주 테두리를 흡착(고정)시켜 웨이퍼를 유지시키는 웨이퍼 홀더가 개시되어 있다.
웨이퍼가 오염되거나 긁히는 것을 방지하는 관점에서, 웨이퍼는 가능한 한 다른 물체와의 접촉을 피할 필요가 있다. 예컨대, 교환하는 동안, 웨이퍼는 외주 영역에서만 웨이퍼를 지지하도록 구성된 캐리어 상에 위치한다. 웨이퍼 상의 칩의 외관 검사, 표면 검사 또는 표면 가공 동안, 웨이퍼는 적절히 웨이퍼 홀더에 의해 유지된다.
그러나, 종래의 웨이퍼 홀더의 문제점은, 웨이퍼 수용부 상에 놓인 웨이퍼를 흡착에 의해 유지하는 구성이므로, 웨이퍼 수용부 상에 웨이퍼를 적재할 때, 웨이퍼는 캐리어로부터 분리될 필요가 있다는 점이다. 종래 기술에서 웨이퍼는 예컨대 트위져(tweezers) 등을 이용하여 캐리어로부터 웨이퍼 수용부로 이송된다. 그러나, 이것은 웨이퍼가 다른 물체와 접촉될 가능성을 증가시킨다는 단점이 있다.
본 발명은, 상기의 과제를 해결하려는 관점에서, 캐리어 상의 웨이퍼를 다른 물체와 접촉하지 않게 유지하여 이동시킬 수 있는 웨이퍼 홀더를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태에 따라서, 웨이퍼 홀더는, 외주 테두리에 형성된 링형 웨이퍼 수용부를 갖는 척 테이블을 갖는 홀더 본체와, 상기 웨이퍼 수용부 상에 웨이퍼의 외주 테두리를 고정하여 상기 웨이퍼를 유지시키는 복수의 고정부와, 상기 웨이퍼 수용부 상에 고정되기 전에 상기 웨이퍼의 외주 테두리를 아래 방향으로부터 지지하고 상기 척 테이블을 수용하는 원형의 캐리어를 포함하고, 상기 홀더 본체는, 상기 웨이퍼 수용부의 수용면이 상기 웨이퍼와 평행한 경우 상기 캐리어를 지지하며, 상기 수용면에 직교하는 방향으로 높이를 변경할 수 있는 지지면을 형성하고, 상기 캐리어가 상기 지지면 상에 놓이는 동안, 상기 웨이퍼가 상기 웨이퍼 수용부에 접촉하는 교환 위치에서 상기 지지면을 위치시키는 캐리어 지지부를 포함하 고, 상기 캐리어 지지부는, 상기 교환 위치로부터 상기 캐리어를 지지하는 상기 지지면을 하강시켜 상기 웨이퍼를 상기 캐리어로부터 분리시킨다.
바람직하게는, 이러한 웨이퍼 홀더에서, 상기 캐리어 지지부는, 상기 캐리어가 상기 지지면 상에 놓이지 않는 동안, 상기 교환 위치보다 더 높은 초기 위치에 상기 지지면을 위치시키고, 상기 캐리어를 지지하는 상기 지지면을 교환 위치에 또는 그 아래로 하강시켜 상기 웨이퍼를 상기 웨이퍼 수용부 상에 놓이게 하도록 구성된다.
바람직하게는, 이러한 웨이퍼 홀더에서, 상기 캐리어 지지부는, 아코디언 신축형의 탄성 변형 부재로 이루어진 관형 부재, 및 상기 홀더 본체로부터 상기 관형 부재의 내측 공간으로부터 공기를 흡인할 수 있는 흡인 장치를 포함하고, 상기 캐리어가 초기 위치에서 상기 지지면 상에 놓인 경우, 상기 관형 부재는 상기 캐리어 무게에 의해 상기 초기 위치로부터 상기 교환 위치로 상기 지지면을 하강시키고, 상기 흡인 기구의 흡인에 의해 상기 교환 위치로부터 상기 지지면을 하강시킨다.
바람직하게는, 이러한 웨이퍼 홀더에서, 상기 관형 부재는 개방 상단을 포함하고, 상기 지지면은 상기 관형 부재의 개방 상단에 의해 형성된다. 또한, 상기 캐리어 지지부는 상기 지지면 상에 상기 캐리어가 놓임으로써 상기 관형 부재의 개방 상단이 밀봉된 상태에서 상기 흡인 기구에 의해 상기 관형 부재의 내측 공간으로부터 공기를 흡인하여 상기 교환 위치로부터 상기 지지면을 하강시킨다.
바람직하게, 이러한 웨이퍼 홀더에서, 상기 고정부 각각은, 일단에서 상기 수용면이 개방되고, 상기 웨이퍼가 상기 웨이퍼 수용부 상에 놓임으로써 밀봉가능 하게 되고, 상기 흡인 기구에 의한 공기 흡인이 가능한 흡인 구멍을 포함한다.
본 발명의 웨이퍼 홀더에 따르면, 캐리어에 적재되어 있는 웨이퍼를 다른 물체와 접촉시키는 기회를 증가시키는 일없이 유지할 수 있다.
이하에, 본발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명할 것이다.
도 1은 웨이퍼 홀더(10)의 사시도이고, 도 2는 캐리어(15)의 사시도이며, 도 3은 검사 스테이지(12, 13)에서 캐리어(15)가 초기 위치(B)의 지지면(25)(도 4)에 적절하게 놓인 경우의 웨이퍼 홀더(10)의 사시도이다. 도 4는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 절취한 웨이퍼 홀더(10)의 단면도이고, 도 5는 검사 스테이지(12, 13)에서 캐리어(15)가 분리 위치(E)의 지지면(25)(도 6)에 적절하게 놓인 경우의 웨이퍼 홀더(10)의 사시도이고, 도 6은 도 5의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 절취한 웨이퍼 홀더(10)의 단면도이다. 도 5에서 웨이퍼(14) 및 캐리어(15)는 이해를 쉽게 하기 위해 수직 방향으로 간격을 크게한 것임에 유의한다. 그러나, 도 6에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(14)와 캐리어(15)는 분리 위치(E)의 지지면(25)에 간격을 두기만 하면 된다.
도 1에 도시한 바와 같이 웨이퍼 홀더(10)는 홀더 본체(11)에 마련된 검사 스테이지(12, 13)를 구비한다. 검사 스테이지(12, 13)는 웨이퍼가 적재된 캐리어(15)를 처리함으로써 웨이퍼(14)를 유지하는 것이다. 본 실시예에서, 웨이퍼 홀더(10)는 웨이퍼 표면 검사 장치가 되도록 구성된다.
도 2에서, 캐리어(15)는 사각형 판형상이고 중앙에 원형 관통 구멍(15a)을 포함한다. 관통 구멍(15a)의 외주 테두리는 계단형(도 4의 16, 16a)으로 형성되어 있고, 그 계단부의 면은 아래쪽으로부터 원형 웨이퍼(14)의 외주 테두리(14a)(도 3, 도 5)를 지지하기 위한 적재면(16)이다. 벽부(16a)는 적재면(16)에 직교하는 면을 따라 연장되도록 형성되고, 적재면(16)을 따른 웨이퍼(14)의 이동을 막는다. 웨이퍼(14)가 적재된 캐리어(15)는 검사 스테이지(12, 13)(도 1) 상에서 처리된다. 검사 스테이지(12, 13) 각각은 웨이퍼(14)를 캐리어(15)로부터 분리하여 웨이퍼 검사를 위해 웨이퍼(14)를 유지한다. 검사 스테이지(12, 13)의 구성 및 동작은 동일하므로, 검사 스테이지(12)만을 설명할 것이다. 검사 스테이지(12)의 구성요소와 같은 검사 스테이지(13)의 구성요소에는 동일한 도면 부호가 주어진다. 도 1, 3, 5에서 동일한 동작은 검사 스테이지(12, 13) 상에서 동시에 행해지지만, 그들 중 하나만 동작시키는 것도 가능하다.
검사 스테이지(12)는, 캐리어(15)의 원형 공간(15c)(도 2)을 통해 삽입할 수 있는 기둥형 척 테이블(17)과 이 척 테이블(17)을 둘러싸는 4개의 흡착 패드(18)를 포함한다. 척 테이블(17)은 웨이퍼 수용부(19)와 개구부(20)를 포함한다.
웨이퍼 수용부(19)는 링형상이고, 척 테이블(17)의 상면(17a)의 외주 테두리(17b) 전체가 위쪽 방향으로 돌출된다(도 1, 4, 6). 웨이퍼 수용부(19)의 상부 표면은 수용면(21)을 형성하는 수평한 표면이다. 이하에서, 수용면(21)의 직교 방향은 수직 방향이 된다.
개구부(20)(도 1)의 일단은 웨이퍼 수용부(19)보다 더 안쪽 위치에서 척 테이블(17)의 상면(17a)이 개방하는 반면, 개구부(20)의 타단은 상면(17a)이외의 척 테이블의 바깥쪽(도시하지 않음)이 개방된다. 웨이퍼(14)가 웨이퍼 수용부(19)의 수용면(21)상에 적절하게 놓이는 경우, 척 테이블(17)의 상면(17a)과 웨이퍼 수용부(19) 사이에 공간(S)(도 4)이 형성될 것이다. 개구부(20)는 웨이퍼 홀더(10)가 배치되는 주변 영역과 연통되는 공간(S)을 형성하게 하고, 그의 압력이 상기 주변 영역의 대기압과 동일해지게 하는 역할을 한다.
웨이퍼 수용부(19)는 복수의 웨이퍼 흡인 구멍(23)을 포함한다. 웨이퍼 흡인구멍(23)들은 링형 웨이퍼 수용부(19) 상에 소정 간격으로 배열된다. 도 4, 도 6에 도시된 바와 같이, 각 웨이퍼 흡인 구멍(23)은 일단에서 수용면(21)이 개방되고 타단에서 흡인 장치(P)와 접속된다. 웨이퍼 홀더(10)는, 웨이퍼(14)가 웨이퍼 수용부(19)의 수용면(21) 상에 적절하게 위치하는 동안, 흡인 장치(P)가 각 웨이퍼 흡인 구멍(23)으로부터 공기를 흡인함으로써 웨이퍼(14)를 유지하도록 구성된다. 웨이퍼 흡인 구멍(23)은 웨이퍼 수용부(19)의 수용면(21) 및 흡인 장치(P)와 협력하여 웨이퍼(14)를 고정하기 위한 고정 위치로서의 역할을 한다. 웨이퍼(14) 아래에서는 척 테이블(17)의 상면(17a)과 웨이퍼 수용부(19) 사이에 공간(S)이 형성된다. 4개의 흡착 패드(18)(도 1)는 캐리어(15)가 웨이퍼(14)와 분리되어 있는 동안, 흡인력에 의해 웨이퍼 수용부(19) 상에 웨이퍼(14)를 유지하도록 제공된다.
각 흡착 패드(18)는 탄성 변형 부재로 이루어진 아코디언 신축형의 관형 부재이다. 각 흡착 패드(18)의 하단(18a)은 캐리어 지지대(24)(후술될 오목부(24d)의 하면)에 기밀하게(air tightly) 부착된다. 각 흡착 패드(18)의 상단(18b)은 수직 방향에 직교하는 동일면 상에 설정되고, 캐리어(15)를 아래 방향으로부터 지지할 수 있는 지지면(25)을 형성한다. 따라서, 지지면(25)은 웨이퍼 수용부(19)의 수용면(21)과 평행하다. 캐리어(15)를 지지면(25) 상에 적절하게 위치시키면 각 흡착 패드(18)의 내측 공간(I)이 밀봉될 수 있다. 즉, 각 상단(18b)의 개구부는 기밀하게 폐쇄된다.
본 실시예에서, 캐리어를 검사 스테이지(12) 상에 적절하게 놓는 것은, 흡착 패드(18)의 상단(18b)에 의해 형성된 지지면(25) 상에 캐리어를 적절하게 놓는 것을 의미한다. 웨이퍼(14)는 지지면(25) 상에 위치결정된 캐리어(15) 상에 놓인다. 캐리어(15), 웨이퍼 수용부(19) 및 웨이퍼(14) 간의 위치 관계는, 웨이퍼(14)가 적재된 캐리어(15)를 수직 방향으로 평행하게 이동시켜, 웨이퍼(14)가 웨이퍼 수용부(19)의 수용면(21) 상에 적절하게 놓이도록 결정된다.
캐리어 지지대(24) 각각은, 지지면(25) 상에 지지된 캐리어의 위치 이탈을 막기 위한 캐리어(15)의 위치 결정 구멍(15b)에 대응하는 돌출부(24b)(도 1)를 포함한다. 또한, 캐리어 지지대(24) 각각은 최상단면(24c)이 개방되고 수축할 때 각 흡착 패드(18)를 수용하는 오목부(24d)를 포함한다. 캐리어 지지대(24)의 최상단면(24c)은 수직 방향으로 직교한 동일면 상에 오도록 설정된다. 각 흡착 패드(18)는 오목부(24d)의 하면(24a)에 기밀하게 부착된다.
외부로부터의 어떠한 부하도 없는 상태에서 각 흡착 패드(18)의 크기와 직경은 캐리어(15)의 적재면(16)이 수용부(19)의 수용면(21)보다 더 위쪽에 위치하도록 설정된다. 즉, 캐리어(15) 상의 웨이퍼(14)는 수용면(21) 위에 간격을 두고 위치한다. 이 때, 지지면(25)의 이 위치는 초기 위치(B)(도 4)가 되도록 한정된다.
각 흡착 패드(18)는 지지면(25) 상의 캐리어(15)의 적재면(16)이 오목부(24d)에 수용되도록 웨이퍼 수용부(19)의 수용면(21) 보다 더 하강하는 위치로 수축할 수 있다. 지지면(25)의 이 위치는 분리 위치(E)(도 6)가 되도록 정한다. 각 흡착 패드(18)는, 외부로부터 부하가 주어지면, 지지면(25)을 분리 위치(E)로 이동하도록 수축할 수 있고, 외부로부터의 부하로부터 자유로워지면, 지지면(25)을 초기 위치(B)로 이동하도록 자기의 복원력(탄성력)에 의해 초기의 크기로 되돌아 올 수 있다.
또한, 웨이퍼(14)가 적재된 캐리어(15)가, 서로 협동하여 상단(18b)에 의해 형성된 지지면(25)에 적재되는 경우, 캐리어(15)와 웨이퍼(14)의 무게에 의해 각 흡착 패드(18)가 수축하게 되어, 지지면(25)은 초기 위치(B)로부터 교환 위치(T)(도 4)까지 아래 방향으로(도 4의 화살표(A1)) 완만하게 평행이동한다. 지지면(25)은 교환 위치(T)(분리 위치(E) 보다 높은 위치)에서 캐리어(15)만 지지한다. 흡착 패드(18)는, 지지면(25)이 교환 위치(T)에 있을 때, 신장/수축하지 않도록 하는 이러한 스프링력을 갖도록 구성된다.
각 캐리어 지지대(24)는, 흡착 패드(18)의 지지면(25)을 분리 위치(E)로 하강시키기 위해, 캐리어 흡인 구멍(26)을 더 포함한다.
각 캐리어 흡인 구멍(26)은 흡착 패드(18)의 내측 공간(I)과 연통하도록 일 단이 오목부(24d)의 하면(24a)을 개방하는 반면, 타단이 단일의 흡인 장치(P)에 접속되어 있다. 각 캐리어 흡인 구멍(26)과 각 웨이퍼 흡인 구멍(23)은 각 타단이 단일의 흡인 장치(P)에 접속되어 있다. 본 발명에 따른 웨이퍼 홀더(10)에서, 검사 스테이지(12, 13)는 흡인 장치(P)와 접속되어 있고, 흡인 장치(P)와 연통하는 흡인 구멍은 필요시 선택적으로 개방되거나 폐쇄될 수 있다. 검사 스테이지(12, 13) 중 하나 이상은 흡인 장치(P)에 의해 동작할 수 있다.
캐리어(15)가 각 내측 공간(I)을 밀봉하도록 적절하게 지지면(25) 상에 적재되는 경우, 흡인 장치(P)는 각 내측 공간(I)으로부터 공기를 흡인하여 각 내측 공간(I)을 감압시킨다. 이로써, 캐리어(15)는 각 흡착 패드(18)에 흡착되고 동시에 각 흡착 패드(18)는 수축하여, 상면(18b)에 의해 형성된 지지면(25)이 분리 위치(E)(도 5, 도 6)로 하강한다. 이와 같이, 흡착 패드(18) 각각은 각 캐리어 흡인 구멍(26) 및 흡인 장치(P)와 협동하여 캐리어 지지부로서의 역할을 한다.
다음에, 웨이퍼 홀더(10)의 동작을 설명한다.
작업자는 웨이퍼(14)가 적재된 캐리어(15)를 검사 스테이지(12)(또는 검사 스테이지(13))로 옮기고, 초기 위치(B)의 지지면(25)(도 3, 도 4에서 이점 쇄선으로 표시) 상에 적절히 놓는다. 이후, 캐리어(15)는 각 흡착 패드(18)의 내측 공간(I)이 기밀하게 밀봉되고 웨이퍼(14)와 캐리어(15)의 무게에 의해 흡착 패드(18)가 수축하게 되어, 지지면(25)이 초기 위치(B)로부터 교환 위치(T)로 평행하게 하강(도 4에서 이점 쇄선으로 표시한 화살표(A1))하게 한다.
전술한 바와 같이, 각 흡착 패드(18)는 지지면(25)이 분리 위치(E)(도 6)로 하강할 때까지 수축가능하도록 구성되고, 웨이퍼 수용부(19)를 갖는 척 테이블(17)은 캐리어(15)의 원형 공간(15c)에 삽입가능하게 구성된다. 따라서, 지지면(25)이 초기 위치(B)(도 4)로부터 분리 위치(E)(도 6)로 이동하는 동안 또는 각 흡착 패 드(18)가 수축되는 동안, 지지면(25)에 의해 지지되는 캐리어(15) 상의 웨이퍼(14)는 위쪽부터 웨이퍼 수용부(19)의 수용면(21)과 접촉되게 된다. 여기서, 캐리어(15) 상의 웨이퍼(14)는 아래쪽으로부터 적재면(16)에 의해 외주부(14a)에서 지지된다. 즉, 상측으로의 이동에 구속이 없다. 이 때문에, 웨이퍼(14)는, 적재면(16)을 수용면(21) 보다 아래로 이동시켜, 캐리어(15)의 적재면(16)으로부터 웨이퍼 수용부(19)의 수용면(21)으로 이송된다. 웨이퍼(14)가 캐리어(15)로부터 웨이퍼 수용부(19)로 이송될 때, 교환 위치(T)(도 4)는 각 흡착 패드(18)의 지지면(25)의 위치이다. 지지면(25)이 캐리어(15)만을 지지하여 (분리 위치(E) 보다 더 위)에 있는 동안, 각 흡착 패드(18)는 신장 또는 수축하지 않는 강도(스프링력)를 갖는다. 따라서, 흡착 패드(18)는, 교환 위치(T)에서 캐리어(15)를 지지하는 경우, 위를 향해 또는 아래를 향해 이동하는 것을 멈춘다. 즉, 지지면(25)이 교환 위치(T)에 있는 경우, 캐리어(15)의 적재면(16)은 웨이퍼 수용부(19)의 수용면(21)과 동일 평면 또는 수용면(21)보다 조금 아래에 위치한다.
지지면(25) 상에 캐리어(15)가 적절히 놓여있다는 것은 캐리어(15) 상의 웨이퍼(14)가 웨이퍼 수용부(19)의 수용면(21) 상에 적절하게 놓인 것을 의미한다. 각 흡착 패드(18)의 지지면(25)이 교환 위치(T)에 있고, 캐리어(15)가 수용면(21) 상에 적절하게 놓이는 경우, 수용면(21)에 의해 웨이퍼(14)의 아래 방향으로의 이동은 제한되고, 수직 방향과 직교하는 면에 따르는 이동은 캐리어(15)의 적재면(16)을 둘러싸는 벽부(16a)에 의해 제한된다(도 4). 따라서, 웨이퍼 홀더(10)가 움직이는 경우에도, 웨이퍼(14)는 수용면(21) 상에 적절한 위치로부터 이탈되는 것 을 막을 수 있다.
이 후, 흡인 장치(P)는 흡착 패드(18)의 내측 공간(I)과 웨이퍼 흡인 구멍(23)을 기밀하게 밀봉하여 공기를 흡인하도록 동작한다. 이렇게 하여 웨이퍼 수용부(19)의 수용면(21)상의 웨이퍼(14)가 웨이퍼 수용부(19)상에 흡착되도록 그리고 동시에 캐리어(15)가 내측 공간(I)의 감압에 기인하여 흡착 패드(18)상에 흡착되도록 한다. 이 상태에서, 흡착 패드(18)는 수축하여 상단부(18b)에 의해 형성된 지지면(25)이 교환 위치(T)로부터 분리 위치(E)(도 6)(도 4의 화살표 A2)로 아래를 향해 이동한다. 이러한 방법으로, 본 실시예에 따른 웨이퍼 홀더(10)는 웨이퍼(14)를 캐리어(15)로부터 분리할 수 있고, 흡착에 의해 웨이퍼(14)를 유지하고 또한 분리 위치(E)에서 지지면(25) 상의 분리된 캐리어(15)를 흡착에 의해 유지할 수 있다. 본 실시예에서, 웨이퍼 홀더(10)는, 수직 방향에 직교한 면과 평행하게 흡착에 의해 상이한 위치에서 웨이퍼(14)와 캐리어(15)를 유지할 수 있다. 즉, 지지면(25)이 분리 위치(E)에 있고, 각 흡착 패드(18)가 오목부(24d)에 수용되며, 캐리어(15)가 동일면 상의 캐리어 지지대(24)의 최상단면(24c) 상에 위치하고, 캐리어(15)의 상면이 웨이퍼 수용부(19)에 부착된 웨이퍼(14)의 상면보다 아래에 있게 된다.
흡인 장치(P)는, 내측 공간(I) 및 웨이퍼 흡인 구멍(23)으로부터 공기를 흡인하기에 충분한 흡착력을 갖고, 웨이퍼 수용부(19) 상의 웨이퍼(14)의 흡착 유지 및 흡착 패드(18)에 의한 캐리어(15)의 흡착 유지를 지속할 수 있도록 설정된다.
검사 스테이지(12)에서, 웨이퍼(14)와 캐리어(15)가 분리하여 유지되는 동안, 웨이퍼(14) 상에서 원하는 동작을 행한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명 에 따라서, 웨이퍼(14) 상의 도시되지 않은 칩이 검사된다. 칩이 검사되는 동안 부적격함이 발견되는 경우, 잉크펜(22)(만년필)으로 불량 표식을 할 것이다. 캐리어(15)가 표식 동작을 방해하는 것을 막기 위해, 웨이퍼 홀더(10)는 캐리어(15)의 상면을 웨이퍼(14)의 상면보다 아래에 위치하게 구성한다. 즉, 표식 처리에서, 잉크펜(22)은 웨이퍼(14)의 상면보다 0.2 ㎜ 내지 0.5 ㎜ 높은 위치에서 웨이퍼(14)의 상면과 상대적으로 평행하게 이동(화살표 A3)하고, 잉크펜(22)의 펜 끝은 상면 상의 표식점을 향해 돌출되어 있다. 잉크펜(22)이 웨이퍼(14) 상이 아니라 캐리어(15) 상에 상대적으로 평행하고(화살표 A3 및 이중 쇄선으로 표시), 캐리어(15)의 상면은 웨이퍼(14)의 상면보다 위에 있는 경우, 잉크펜(22)과 캐리어(15)는 서로 방해할 수 있다.
유지된 웨이퍼(14)에 대한 원하는 작업의 완료 후에, 흡인 장치(P)는 웨이퍼 수용부(19) 상의 웨이퍼(14) 및 흡착 패드(18) 상의 캐리어(15)의 유지를 해제하도록 동작한다. 흡착 패드(18)의 복원력은 지지면(25)이 분리 위치(E)(도 6)로부터 교환 위치(T)(도 4)를 경유하여 초기 위치(B)로 위쪽 방향으로 이동하게 한다.
이러한 상승 과정에서, 상승하는 캐리어(15)의 적재면(16)은 아래방향으로부터(교환 위치(T)) 흡착 유지가 해제된 웨이퍼(14)와 접촉하게 하여, 웨이퍼(14)가 수용면(21) 대신에 적재면(16)에 의해 지지된다. 이로써, 웨이퍼(14)는 캐리어(15)의 적재면(16) 상에 적절하게 놓일 수 있게 된다. 도 4에 도시한 바와 같이, 흡착 패드(18)의 지지면(25)이 교환 위치(T)에 오는 경우, 웨이퍼(14)가 적재된 캐리어(15)는 지지면(25) 상에 적절하게 설정된다. 이후, 캐리어(15)는 웨이퍼(14)를 처리하기 위해 적재면(16)으로부터 언로드된다. 캐리어(15)의 언로딩에 의해, 흡착 패드(18)는 자신의 탄성력에 의해 초기 사이즈로 돌아가고 지지면(25)은 초기 위치(B)로 돌아간다.
전술한 바와 같이, 웨이퍼 홀더(10)는 웨이퍼(14)를 캐리어(15)로부터 분리하여 웨이퍼를 흡착에 의해 웨이퍼 수용부(19)의 수용면(21) 상에 유지하므로, 웨이퍼(14)가 분리 및 홀딩 처리시 수용면(21)을 제외한 다른 구성 요소와 접촉하는 것을 피하게 할 수 있다. 웨이퍼 홀더(10)는 웨이퍼(14)가, 교환시 또는 그 외에 웨이퍼(14)와 웨이퍼(14)를 수용하는 수용면(21)에 접촉하지 않는 캐리어(15)의 적재면(16)에만 적절하게 접촉하여 유지할 수 있다.
웨이퍼(14)와 캐리어(15)를 분리하여 이들을 개별적으로 유지한 후에, 웨이퍼 홀더(10)는, 웨이퍼(14)가 수용면(21)을 제외한 다른 구성요소와 접촉하는 것을 방지하는 동안 웨이퍼(14)를 캐리어(15)의 적재면(16)상에 적절하게 위치시킬 수 있다. 따라서, 웨이퍼 홀더(10)를 이용하여, 웨이퍼(14)를 캐리어(15)의 적재면(16) 상에 즉, 캐리어(15)에 적절하게 놓기 위해 원하는 작업을 행할 수 있다. 이것은 작업자가 웨이퍼(14)에 닿을 필요가 없게 하고, 웨이퍼(14)가 적재면(16)을 제외한 다른 구성요소와 접촉하게 되는 것을 방지한다.
또한, 웨이퍼 홀더(10)에서, 작업자는 웨이퍼(14) 대신에 캐리어(15)를 처리할 수 있고, 작업자는 웨이퍼(14)를 처리할 때만큼 집중이나 신중함을 요하지 않는다. 이 때문에, 웨이퍼(14)에 원하는 작업을 하기 위한 준비 시간이 단축될 수 있고 준비시 웨이퍼(14)가 뜻하지 않게 오염되거나 긁히는 것을 방지할 수 있다.
웨이퍼 홀더(10)에서, 웨이퍼(14)와 캐리어(15)가 분리되어 유지되는 동안, 웨이퍼(14)는 원하는 작업을 하기 쉬워질 수 있다. 따라서, 캐리어(15)가 작업시 이동하여 손상되는 것과 캐리어(15)의 이동에 기인하여 먼지가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
웨이퍼 홀더(10)에서, 캐리어 흡인 구멍(26)의 타단부와 웨이퍼 흡인 구멍(23)의 타단부는 단일 흡인 장치(P)에 접속된다. 동력원으로서 단일 흡인 장치(P)의 흡인에 의해, 웨이퍼(14)와 캐리어(15)의 유지와 캐리어 지지부의 지지면(25)의 수직 이동을 달성할 수 있다.
또한, 웨이퍼 홀더(10)는 적재면(16)을 수직이동 이동시켜 웨이퍼(14)를 웨이퍼 수용부(19)의 수용면(21)과 캐리어(15)의 적재면(16) 사이에서 교환하도록 구성된다. 2 면 사이에서 웨이퍼(14)를 유지하여 이동시키는 것과 비교하여, 웨이퍼(14)는 오염되거나 긁히기 쉽지 않다.
또한, 웨이퍼 홀더(10)는, 수직 위치를 역으로 하기 위해 적재면(16)을 수직으로 이동시켜 웨이퍼(14)를 적재면(16)과 수용면(21) 사이에서 교환하도록 구성된다. 이것은 웨이퍼(14)가 수용면(21)과 적재면(16)의 상대적인 높이로 오류가 있어도 안전하게 유지할 수 있게 한다. 반대로, 캐리어 상의 웨이퍼가 일체로 유지되는 경우, 수용면(21)과 적재면(16)의 상대적인 높이가 웨이퍼의 안전한 유지에 있어서 결정적이다. 즉, 적재면이 수용면 보다 높이 있는 경우, 웨이퍼는 흡착에 의해 수용면 상에 유지될 수 없고, 반면 수용면이 적재면 보다 더 높은 경우, 웨이퍼는 수용면 상에 유지되기 전에 적재면에서 떨어질 것이다.
웨이퍼 홀더(10)에서, 캐리어(15) 상의 웨이퍼(14)는 초기 위치(B)에서 지지면(25)에 놓이는 경우, 웨이퍼(14)와 캐리어(15)의 무게는 지지면(25)이 천천히 하강하게 하고, 이로써 웨이퍼(14)를 적재면(19)에서 수용면(21)으로 옮긴다. 이것은 웨이퍼(14)가 오염되거나 긁히는 것을 방지할 수 있다.
또한, 웨이퍼 홀더(10)는 개구부(20)를 갖는 척 테이블(17)을 포함한다. 개구부(20)의 설치는 웨이퍼(14)가 흡인력에 의해 웨이퍼 수용부(19) 상에 유지되는 동안, 웨이퍼(14)와 척 테이블(17)의 상면(17a) 사이의 공간(S)이 웨이퍼 흡인 구멍(23)으로부터 공기 흡인에 기인하여 부압(negative pressure)이 되는 것을 방지할 수 있다. 이것은 공간(S)의 부압에 기인하여 웨이퍼(14)의 이탈을 방지하는 결과를 가져온다.
또한, 웨이퍼 홀더(10)는, 캐리어(15)의 상면이 웨이퍼(14)의 상면보다 더 하강시켜, 웨이퍼(14)와 캐리어(15)를 분리 상태로 유지할 수 있다. 이 때문에, 캐리어(15)는 웨이퍼(14) 상에 칩 검사와 같은 원하는 작업이 방해받거나, 본 실시예에서 잉크펜(22)으로 표식하는 것을 막을 수 있다.
또한, 웨이퍼 홀더(10)는, 흡착 패드(18)의 지지면(25)이 교환 위치(T)에 남아 있고, 웨이퍼(14)가 수용면(21) 상에 적절하게 놓이는 동안, 수용면(21)에 의해 웨이퍼(14)의 아래 방향으로의 이동 및 벽부(16a)에 의해 수직 방향에 직교하는 면을 따라 웨이퍼(14)의 이동을 제한하도록 구성된다. 따라서, 흡인 장치(P)가 동작하기 전에도, 웨이퍼(14)는 수용면(21) 상의 바른 위치로부터 벗어날 수 없다.
또한, 웨이퍼 홀더(10)에서는 2개의 검사 스테이지(12, 13)에서, 분리된 웨 이퍼(14)와 캐리어(15)를 적절하게 유지할 수 있으므로, 웨이퍼(14)에 대해 원하는 동작을 효율적으로 행할 수 있다.
웨이퍼 홀더(10)는 단일 흡인 장치(P)의 흡인에 의해 검사 스테이지(12, 13) 상에서 웨이퍼(14)와 캐리어(15)의 분리 유지를 달성할 수 있다. 즉, 2개의 검사 스테이지(12, 13)에서의 웨이퍼(14)의 흡착 유지, 그 웨이퍼(14)와 캐리어(15)의 분리 및 캐리어(15)의 흡착 유지는 전부, 동력원인 흡인 장치(P)에 의해 행해질 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 웨이퍼 홀더(10)는 웨이퍼(14)가 다른 물체와 접촉을 만드는 가능성을 증가시키는 일 없이 캐리어(15) 상의 웨이퍼(14)를 유지할 수 있다.
상기의 실시예는, 웨이퍼 수용부(19) 상에 웨이퍼(14)를 유지하기 위해, 웨이퍼 흡인 구멍(23)으로부터 공기를 흡인하는 고정부로서 흡인 장치(P)를 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 웨이퍼가 웨이퍼 수용부(19) 상에 고정되는 한, 고정부는 웨이퍼 수용부 상에 웨이퍼를 고정시키는 복수의 훅(hook)으로 구성될 수 있다.
상기 실시예는 웨이퍼 홀더(10)는 웨이퍼(14) 상에 칩을 검사하는 예를 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 웨이퍼 홀더(10)는 광을 조사하여 웨이퍼의 표면 성막 또는 도포되는 광 감광제(포토레지스트)에 회로 패턴을 노광하여 전사하는 반도체 노광 장치, 웨이퍼를 유지하여 옮기는 웨이퍼 캐리어 장치 등에 적용할 수 있다.
상기 실시예는 흡착 패드(18)와 캐리어 흡인 구멍(26) 및 흡인 장치(P)가 캐리어 지지부를 구성하는 예를 설명하였다. 그러나 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 다른 구성은 적재면과 수용면 사이에서 웨이퍼를 교환하는 한 캐리어를 지지하는 지지면을 수직으로 이동시켜 캐리어의 적재면과 웨이퍼 수용부의 수용면 사이의 위치 관계를 역으로 달성할 수 있는 한 적용될 수 있다.
전술한 실시예는 각 캐리어 흡인 구멍(26)의 타단과 각 웨이퍼 흡인 구멍(23)의 타단이 단일의 흡인 장치(P)에 접속되는 예를 설명하였다. 그러나, 본 발명은 여기에 한정되지 않는다. 각 캐리어 흡인 구멍(26)의 타단과 각 웨이퍼 흡인 구멍(23)의 타단이 상이한 흡인 장치들에 개별적으로 접속할 수도 있다.
전술한 실시예는 지지면(25) 상에 캐리어를 적절하게 놓는 것으로 흡착 패드(18)의 내측 공간(I)을 밀봉하게 하는 구조를 설명했다. 그러나, 본 발명은 여기에 한정되지 않는다. 예를 들어, 판 부재는 지지면(25)으로서 판 부재의 상면을 사용하여 각 흡착 패드의 상단부 상에 제공될 수 있다. 이러한 예에서, 웨이퍼로부터 분리된 캐리어가 흡착에 의해 유지될 수 없어도, 웨이퍼 수용부 상의 웨이퍼 유지와 캐리어 지지부에 의한 지지면의 수직 이동은 가능할 수 있다.
본 발명에 따르면, 웨이퍼 홀더는 웨이퍼로부터 캐리어를 분리하여 웨이퍼 수용부 상에 웨이퍼를 놓을 수 있는 단일 구성의 캐리어 지지부를 포함하도록 구성된다. 관형 부재는 웨이퍼와 캐리어의 무게에 의해 초기 위치에서 교환 위치로 점차 수축하도록 관형 부재의 강도(스프링력)를 설정함으로써, 웨이퍼가 웨이퍼 수용부 상에 놓이는 경우, 웨이퍼가 오염되거나 긁히는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른, 웨이퍼 홀더는, 캐리어가 웨이퍼로부터 분리된 후에 웨이퍼 수용부 상의 웨이퍼의 위치에서 홀더 본체의 캐리어 지지부 상에 고정될 수 있도록 단일 구성으로 캐리어 지지부를 포함하도록 구성된다.
본 발명에 따른, 웨이퍼 홀더는, 흡인 장치의 공기 흡인은 캐리어 지지부의 지지면을 더 하강시키고, 웨이퍼 수용부 상에 웨이퍼를 고정하도록 구성된다. 따라서, 캐리어 지지부와 고정부는 공동 구동력에 의해 구동될 수 있다.
본 발명은 예시적인 실시예에 대하여 기술하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 당업자에 의해 본 발명의 특허청구 범위에 한정된 바와 같이 본 발명의 범위를 이탈하지 않게 변형을 행할 수 있음을 인식할 수 있어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 홀더의 사시도이다.
도 2는 웨이퍼가 적재된 캐리어의 사시도이다.
도 3은 검사 스테이지 상에서 교환 위치와 초기 위치에 캐리어가 지지면 상에 적절하게 놓인 경우의 웨이퍼 홀더의 사시도이다.
도 4는 도 3의 I-I를 따라 절취한 웨이퍼 홀더의 단면도이다.
도 5는 검사 스테이지 상에서 캐리어가 분리 위치에 지지면 상에 적절하게 놓은 경우의 웨이퍼 홀더의 사시도이다.
도 6은 도 5의Ⅱ를 따라 절취한 웨이퍼 홀더의 단면도이다.

Claims (6)

  1. 웨이퍼 홀더에 있어서,
    외주 테두리에 형성된 링형 웨이퍼 수용부를 갖는 척 테이블을 갖는 홀더 본체와;
    상기 웨이퍼 수용부 상에 웨이퍼의 외주 테두리를 고정하여 상기 웨이퍼를 유지시키는 복수의 고정부와;
    상기 웨이퍼 수용부 상에 고정되기 전에 상기 웨이퍼의 외주 테두리를 아래 방향으로부터 지지하고 상기 척 테이블을 수용하는 원형의 캐리어
    를 포함하고,
    상기 홀더 본체는, 상기 웨이퍼 수용부의 수용면이 상기 웨이퍼와 평행한 경우 상기 캐리어를 지지하며, 상기 수용면에 직교하는 방향으로 높이를 변경할 수 있는 지지면을 형성하고, 상기 캐리어가 상기 지지면 상에 놓이는 동안, 상기 웨이퍼가 상기 웨이퍼 수용부에 접촉하는 교환 위치에서 상기 지지면을 위치시키는 캐리어 지지부를 포함하고,
    상기 캐리어 지지부는, 상기 교환 위치로부터 상기 캐리어를 지지하는 상기 지지면을 하강시켜 상기 웨이퍼를 상기 캐리어로부터 분리시킴으로써, 상기 고정부가 상기 웨이퍼를 고정시키는 것인 웨이퍼 홀더.
  2. 제1항에 있어서, 상기 캐리어 지지부는, 상기 캐리어가 상기 지지면 상에 놓 이지 않는 동안, 상기 교환 위치보다 더 높은 초기 위치에 상기 지지면을 위치시키고, 상기 캐리어를 지지하는 상기 지지면을 교환 위치에 또는 그 아래로 하강시켜 상기 웨이퍼를 상기 웨이퍼 수용부 상에 놓이게 하도록 구성되는 것인 웨이퍼 홀더.
  3. 제2항에 있어서, 상기 캐리어 지지부는, 아코디언 신축형의 탄성 변형 부재로 이루어진 관형 부재, 및 상기 홀더 본체로부터 상기 관형 부재의 내측 공간으로부터 공기를 흡인할 수 있는 흡인 장치를 포함하고,
    상기 캐리어가 초기 위치에서 상기 지지면 상에 놓인 경우, 상기 관형 부재는 상기 캐리어 무게에 의해 상기 초기 위치로부터 상기 교환 위치로 상기 지지면을 하강시키고, 상기 흡인 기구의 흡인에 의해 상기 교환 위치로부터 상기 지지면을 하강시키는 것인 웨이퍼 홀더.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 관형 부재는 개방 상단을 포함하고,
    상기 지지면은 상기 관형 부재의 개방 상단에 의해 형성되고,
    상기 캐리어 지지부는 상기 지지면 상에 상기 캐리어가 놓임으로써 상기 관형 부재의 개방 상단이 밀봉된 상태에서 상기 흡인 기구에 의해 상기 관형 부재의 내측 공간으로부터 공기를 흡인하여 상기 교환 위치로부터 상기 지지면을 하강시키도록 구성되는 것인 웨이퍼 홀더.
  5. 제3항에 있어서, 상기 고정부 각각은, 일단에서 상기 수용면이 개방되고, 상기 웨이퍼가 상기 웨이퍼 수용부 상에 놓임으로써 밀봉가능하게 되고, 상기 흡인 기구에 의한 공기 흡인이 가능한 흡인 구멍을 포함하는 것인 웨이퍼 홀더.
  6. 제4항에 있어서, 상기 고정부 각각은, 일단에서 상기 수용면이 개방되고, 상기 웨이퍼가 상기 웨이퍼 수용부 상에 놓임으로써 밀봉가능하게 되고, 상기 흡인 기구에 의한 공기 흡인이 가능한 흡인 구멍을 포함하는 것인 웨이퍼 홀더.
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