KR20100029771A - 통합된 전기적 콘택트를 갖는 기판 그리퍼 - Google Patents

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Abstract

기판 홀딩 및 이송 어셈블리가 개시된다. 이 기판 홀딩 및 이송 어셈블리는 베이스판 및 그 베이스판에 이격된 배향으로 접속되는 한 쌍의 클램프를 포함하며, 한 쌍의 클램프의 이격된 배향은 적어도 2 개의 독립적 포인트로 기판의 지지를 가능하게 한다. 또한, 이 기판 홀딩 및 이송 어셈블리는, 한 쌍의 클램프의 실질적으로 그 사이에 있는 위치에서 베이스판에 접속되는 전극 어셈블리를 포함한다. 전극 어셈블리는, 기판이 제공되어 상기 한 쌍의 클램프에 의해 홀딩되는 경우 그 기판에 전기적 콘택트를 부여하도록 정의된다.
기판, 그리퍼, 클램프, 전기적 콘택트

Description

통합된 전기적 콘택트를 갖는 기판 그리퍼{SUBSTRATE GRIPPER WITH INTEGRATED ELECTRICAL CONTACTS}
배경기술
1. 기술분야
본 발명은 일반적으로 기판을 핸들링하는 것에 관한 것이며, 더 상세하게는, 전기적 콘택트를 제공하는 동안 처리 헤드를 통한 기판들의 동시적 움직임에 관한 것이다.
2. 관련 기술
반도체 기판 처리는 에칭, 적층 (deposition), 세정 및 연마를 포함하지만 이에 한정되지는 않는 다양한 처리 공정을 포함할 수도 있다. 적층 처리를 수행하는 일 방법은 전기 도금을 이용하는 것이다. 전기 도금 처리에서는, 기판이 전기 도금 처리 유체에 노출될 때에 기판과의 전기적 콘택트가 이루어져야 한다. 전기 도금을 수행하기 위해 다양한 방법들이 이용될 수 있지만, 전기적 콘택트가 도금 처리에 간섭할 수 있기 때문에, 기판 전체에 걸쳐 일정한 도금을 달성하는 것은 어려울 수도 있다. 예를 들어, 전기 도금의 일 방법은 전기 도금 유체의 탱크에 기판을 침지시키는 것이다. 탱크에 침지된 복수의 전기적 콘택트를 이용하여 기판과의 전기적 콘택트가 이루어질 수 있다. 그러나, 기판과의 전기적 콘택트가 이루어질 때마다, 도금 재료의 적층의 불규칙성이 발생할 수 있 다.
전술한 관점에서, 도금 재료의 적층의 불규칙성을 최소화하면서 전기 도금 환경에서 매우 신뢰할 수 있는 전기적 콘택트를 제공할 수 있는 개선된 기판 핸들링이 요구된다.
개요
일 실시형태에서는, 기판 홀딩 및 이송 어셈블리가 개시된다. 기판 홀딩 및 이송 어셈블리는 베이스판 및 그 베이스판에 이격된 배향으로 접속되는 한 쌍의 클램프를 포함한다. 이격된 배향은 적어도 2 개의 독립적 포인트로 기판의 지지를 가능하게 하도록 정의될 수 있고, 그 2 개의 독립적 포인트는 한 쌍의 클램프에 의해 정의된다. 기판 홀딩 및 이송 어셈블리는 또한, 실질적으로 한 쌍의 클램프의 사이에 있는 위치에서 그 베이스판에 접속되는 전극 어셈블리를 포함한다. 전극 어셈블리는, 한 쌍의 클램프에 의해 제공 및 홀딩되는 기판에 전기적 콘택트를 부여하도록 정의된다.
또 다른 실시형태에서는, 기판에 전기적 콘택트를 클램핑 및 제공하기 위한 방법이 제공된다. 이 방법은, 클로즈드 위치로 독립적으로 작동될 수 있는 수용 위치에서 통합된 전극 어셈블리를 갖는 클램핑 어셈블리를 제공하는 단계를 포함한다. 또한, 클램핑 어셈블리는 수용 위치에서 적어도 2 개의 기판 클램프를 갖고, 기판 클램프는 클램핑 위치로 독립적으로 작동될 수 있다. 또 다른 동작에서, 이 방법은 클램핑 어셈블리에서 기판을 수용하고, 기판 클램프를 클램핑 위치로 작동시킨다. 클램핑 위치는 기판 클램프를 기판과 콘택트시킨다. 또 다른 동작에서, 전극 어셈블리는 클로즈드 위치로 작동되며, 전극 어셈블리의 클로즈드 위치는 복수의 전극을 기판과 콘택트시킨다. 기판과 콘택트하는 복수의 전극은 전기적 콘택트를 제공한다.
또 다른 실시형태에서는, 기판 핸들링 어셈블리가 개시된다. 기판 핸들링 어셈블리는 베이스판 및 그 베이스 판에 커플링된 제 1 기판 클램프를 포함한다. 제 1 기판 클램프는, 제공된 기판을 홀딩 및 수용하도록 구성된 클램핑 면을 갖는다. 또한, 제 1 기판 클램프는 오픈 위치 및 클로즈드 위치를 갖고, 클로즈드 위치는 기판을 고정하도록 정의된다. 또한, 기판 핸들링 어셈블리는, 베이스 판에 커플링되고, 제공된 기판을 홀딩 및 수용하도록 구성된 클램핑 면을 또한 갖는 제 2 기판 클램프를 포함한다. 제 2 기판 클램프는 베이스 판을 따라 제 1 기판 클램프로부터 클램핑 거리만큼 이격되어 기판의 지지체를 정의한다. 제 2 기판 클램프는 오픈 위치 및 클로즈드 위치를 갖고, 클로즈드 위치는 기판을 고정하도록 정의된다. 또한, 기판 핸들링 어셈블리는, 실질적으로 제 1 기판 클램프와 제 2 기판 클램프의 사이에 있는 위치에서 베이스 판에 접속된 전극 어셈블리를 포함한다. 전극 어셈블리는, 오픈 위치와 클로즈드 위치를 갖는 복수의 전극을 갖는다. 클로즈드 위치는 복수의 전극을 베이스 판 쪽으로 천이시켜 제공된 기판과 콘택트하도록 정의된다.
본 발명의 다른 양태 및 이점은 본 발명의 원리를 예시의 방식으로 설명하는 첨부된 도면과 관련된 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명은 추가적 이점과 함께, 첨부된 도면과 관련된 다음의 설명을 참조하 여 최상으로 이해될 수도 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 처리 모듈 (102) 의 하이 레벨 개략도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 처리 스테이션 및 기판과 관련된 그리퍼 어셈블리의 개략적 개관이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 그리퍼 어셈블리의 클로즈업 뷰를 개략적으로 나타낸다.
도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 그리퍼 어셈블리의 분해도이다.
도 5 및 도 6 은 본 발명의 실시형태들에 따른 기판 클램프 (402 및 404) 의 개략도이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 콘택트 레버의 도면이다.
도 8 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 전극 매니폴드 어셈블리의 도면이다.
도 8a 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 전극 매니폴드의 도면이다.
도 8b 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 전극 암 (804) 의 도면이다.
도 8c 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 전극 확산기의 예시적인 개략도이다.
도 9 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 그리퍼 어셈블리에 인스톨되는 기판 클램프 어셈블리의 측면도를 개략적으로 나타낸다.
도 10 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 그리퍼 어셈블리에 인스톨되는 전극 어셈블리의 측면도를 개략적으로 나타낸다.
도 11a 및 도 11b 는 본 발명의 실시형태들에 따라, 다양한 클램핑 거리 및 기판의 상대적 휘어짐을 나타내는 개략도이다.
도 12a 및 도 12b 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 그리퍼 어셈블리를 이동시키기 위한 이송 시스템의 개략적 도면이다.
도 13 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 처리 어셈블리를 통해 기판을 이송시키는 과정을 도시하는 흐름도이다.
상세한 설명
기판을 홀딩 및 이송하는 발명이 개시된다. 기판의 홀딩 및 이송은 소정의 반도체 기판의 처리 속도 및 수율에 영향을 줄 수 있다. 근접 헤드를 이용하여 적용된 다양한 프로세스에의 간섭을 최소화하면서 기판을 홀딩 및 이송할 수 있는 능력은 잠재적 오염원을 감소시켜 수율을 증가시킬 수 있다. 또한, 처리 속도는 도금 및 세정과 같은 다수의 처리들을 단일 근접 헤드 내에 통합함으로써 증가될 수도 있다. 그러나, 기판 이송 디바이스가 기판과 계속 콘택트하기 때문에 세정 처리를 통합하는 것은 어려울 수 있다.
기판을 위한 홀딩 및 이송 시스템의 일 실시형태는 기판을 근접 헤드로 홀딩 및 이동시키기 위해 2 개의 그리퍼를 이용한다. 이 실시형태에서는, 초기에 제 1 그리퍼가 기판의 에지를 따르는 배제 영역에서 기판을 픽업한다. 제 1 그리퍼는 기판을 근접 헤드로 이송하고, 오직 그 기판만 처리 케미스트리에 노출된다. 기판이 근접 헤드로부터 나옴에 따라, 방금 처리된 기판을 수용하기 위해 제 2 그리퍼가 위치된다. 일 실시형태에서, 제 2 그리퍼가 기판을 클램핑한 이후 제 1 그리퍼와 제 2 그리퍼 사이에서 기판의 핸드오프가 발생한다. 다음의 설명에서는, 본 발명의 철저한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정한 세부사항들이 기술된다. 그러나, 이러한 특정한 세부사항들의 일부 또는 전부가 없어도 본 발명이 실시될 수도 있음은 당업자에게 자명할 것이다. 다른 예에서는, 본 발명을 불필요하게 모호하게 하지 않기 위해 주지된 처리 단계들은 상세히 기술하지 않았다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 처리 모듈 (102) 의 하이 레벨 개략도이다. 이 실시형태에서, 처리 모듈 (102) 은 클린룸 (108) 에 위치되어 컴퓨터 (106) 와 접속된다. 컴퓨터 (106) 는 처리 모듈 (102) 에서 수행되는 처리들의 직접 제어 및 모니터링을 제공할 수 있다. 또한, 컴퓨터 (106) 를 컴퓨터 네트워크에 접속시키는 것은 처리 모듈 (102) 의 원격 제어 및 모니터링을 제공할 수 있다. 클린룸 (108) 은, 처리 유체를 처리 모듈 (102) 에 공급하고 처리 모듈 (102) 로부터 제거할 수 있는 퍼실러티 (109) 를 제공할 수 있다. 유체 제어부 (112) 는 퍼실러티 (109) 에 의해 공급되는 처리 유체를 저장할 수 있다. 처리 화학물질 또는 탈이온수 저장부 (114) 로부터의 플로우는 플로우 제어기 (116) 및 밸브 (118) 를 이용하여 제어될 수 있다.
처리 모듈 (102) 은, 공기 필터, 히터, 가습 디바이스 및 탈습 디바이스를 포함할 수 있지만 이에 한정되지는 않는 주위 제어부 (110) 를 포함할 수 있다. 또한, 처리 모듈 (102) 에서 다양한 처리 스테이션이 발견된다. 처리 모듈 (102) 은 처리 스테이션 A, B, 및 C 를 포함하지만, 더 적거나 추가적인 처리 스테이션을 갖는 처리 모듈을 가질 수도 있기 때문에, 이는 예시적인 것으로 의도된다. 처리 스테이션 B 는 그리퍼 어셈블리 (121) 및 그리퍼 어셈블리 (121a), 도금 어셈블리 (120) 및 기판 핸들러 (123) 를 포함한다. 일 실시형태에서, 그리퍼 어셈블리 (121) 는 기판 (150) 을 클램핑하여 기판 핸들러 (123) 로부터 도금 어셈블리 (120) 로 이동시키도록 위치된다. 도금 이외의 대안적이고 추가적인 처리들이 수행될 수 있음을 유의해야 한다. 또한, 처리 스테이션에 의해 수행된 처리들은 단일 근접 처리 헤드 또는 다수의 근접 처리 헤드에 의해 수행될 수 있음을 유의해야 한다.
기판 (150) 이 도금 어셈블리 (120) 로부터 나옴에 따라, 그리퍼 어셈블리 (121a) 는 그 기판 (150) 을 수용하도록 위치된다. 기판 (150) 의 적절한 양이 도금 어셈블리 (150) 로부터 나온 경우, 그리퍼 어셈블리 (121a) 는 기판 (150) 을 클램핑하여, 도금 어셈블리를 통과하도록 기판 (150) 을 풀링할 수 있다. 일 실시형태에서, 그리퍼 어셈블리 (121) 는 기판 (150) 의 푸시를 계속한다. 기판 (150) 을 도금 어셈블리 (120) 를 통해 통과시키기 위해, 그리퍼 (121) 는 기판 (150) 을 릴리스하고, 그리퍼 (121a) 가 기판 (150) 의 풀링을 계속한다. 다른 실시형태에서, 처리 스테이션 B 는 도금 어셈블리 (120) 이외에 그리고 그에 추가하여 다양한 처리 어셈블리들 및 근접 헤드들을 포함할 수 있다. 유사하게, 처리 스테이션 A 및 C 는 다양한 처리 어셈블리를 수용 및 용이하게 할 수 있다.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 처리 스테이션 (204) 및 기판 (150) 과 관련된 그리퍼 어셈블리 (121) 의 개략적 개관이다. 전술한 바와 같이, 그리퍼 어셈블리 (121) 는 기판 (150) 을 릴리스하였다. 이 실시형태에서, 기판 (150) 은 처리 스테이션 (204) 로부터 나왔으며, 명확화를 위해, 기판을 풀링할 제 2 그리퍼는 도시하지 않았다. 처리 스테이션 (204) 이 전기 도금 공정을 수행한 시나리오에서, 그리퍼 어셈블리 (121) 및 제 2 그리퍼는 기판 클램프를 이용하여 기판을 고정시키고, 그리퍼 어셈블리에 통합된 전극 어셈블리로 전하를 인가하도록 구성된다.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 그리퍼 어셈블리 (121) 의 클로즈업 뷰를 개략적으로 나타낸다. 설명을 위해, 그리퍼 어셈블리 (121) 는 다음의 3 개의 서브어셈블리, 즉, 클램프 어셈블리 (300), 전극 어셈블리 (302) 및 클램프 어셈블리 (304) 로 분할될 수 있다. 그리퍼 어셈블리의 다른 실시형태들은 단일 클램프 어셈블리 또는 추가적 클램프 어셈블리를 포함할 수 있다. 유사하게, 그리퍼 어셈블리 (121) 의 대안적 실시형태에는 추가적 전극 어셈블리들이 포함될 수 있다. 도 3 에 도시된 실시형태에서, 클램프 어셈블리 (300 및 304) 는 기판이 존재하지 않는 경우에도 클로즈드 위치인 것으로 도시되어 있다. 또한, 전극 어셈블리 (302) 는 오픈 위치인 것으로 도시되어 있다. 다른 실시형태에서는, 기판이 존재하지 않는 경우, 클램프 어셈블리가 오픈 위치일 수 있고 전극 어셈블리가 클로즈드 위치일 수 있다.
일 실시형태에서, 그리퍼 어셈블리 (121) 는, 클램프 어셈블리 (300 및 304) 는 클로즈드 위치이고 전극 어셈블리 (302) 는 오픈 위치인 채로 정지된 기판에 접근한다. 그리퍼 어셈블리 (121) 가 기판에 접근함에 따라, 클램프 어셈블리 (300 및 304) 는 오픈 위치로 작동될 수 있다. 그리퍼 어셈블리 (121) 가 기판 주위에 적절하게 위치된 경우, 클램프 어셈블리 (300 및 304) 는 기판의 적절한 영역 상에서 클로즈드될 수 있다. 일 실시형태에서, 기판의 적절한 영역은 기판의 에지에서의 배제 영역을 포함한다. 클로즈드로 작동된 경우, 기판 클램프 어셈블리 (300 및 304) 는 기판을 그리퍼 어셈블리 (121) 에 고정시킨다. 일 실시형태에서, 클램프 어셈블리 (300) 는 클램프 어셈블리 (304) 로부터 독립적으로 이동할 수 있다. 이것은, 클램프 어셈블리 (300) 가 먼저 기판에 클로즈드되고, 그 후, 클램프 어셈블리 (304) 가 클로즈드되는 것 또는 그 역을 허용할 수 있다. 다른 실시형태에서는, 독립적 클램프 어셈블리 (300 및 304) 의 작동은 동시에 발생한다.
클램프 어셈블리 (300 및 304) 가 기판을 고정시킨 이후, 전극 어셈블리 (302) 는 클로즈드 위치로 작동되어 전극을 기판에 콘택트시킬 수 있다. 일 실시형태에서, 전극은 기판의 에지에서의 배제 영역에서 기판에 콘택트한다. 전극 어셈블리 (302) 는 기판에 선택적으로 인가될 수 있다. 이것은, 전극의 인가를 요구하지 않는 처리 모듈을 통해 그리퍼 어셈블리 (121) 가 기판을 이송시킬 수 있기 때문에 이점이 있을 수 있다. 다른 실시형태에서는, 그리퍼 어셈블리 (121) 가, 필요에 따라, 전극 어셈블리 (302) 또는 클램프 어셈블리 (300 또는 304) 의 빠른 추가, 제거 또는 대체를 허용하는 모듈 컴포넌트로서 제조될 수 있다. 다른 실시형태들은, 전극 어셈블리가 추가적 클램프 어셈블리로 교환되게 할 수 있다.
도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 그리퍼 어셈블리 (121) 의 분해도이 다. 일 실시형태에서, 클램프 어셈블리 (300 및 304) 는 작동기 (407), 기판 클램프 (404) 또는 기판 클램프 (402), 압축 모듈 (408) 및 정지 블록 (412) 을 포함한다. 일 실시형태에서, 기판 클램프 (404 및 402) 는 커플링 포인트에서 베이스 (410) 에 커플링된다. 커플링 포인트는, 기판 클램프 (402 및 404) 가 오픈 위치와 클로즈드 위치에서 피봇하는 것을 허용한다. 또한, 커플링 포인트 주위에서 기판 클램프 (402 및 404) 를 오픈 위치로 피봇시킬 수 있는 작동기 (407) 가 커플링된다.
기판 클램프 (402 및 404) 는 압축 모듈 (408) 과 인터페이싱하는 피쳐 (414) 를 포함한다. 도 4 에 도시된 실시형태에서, 피쳐 (414) 는 압축 모듈 (408) 을 수용하는 카운터보어 (counterbore) 영역이다. 압축 모듈 (408) 은 스프링으로서 도시되어 있지만, 다른 실시형태에서 압축 모듈은 기판 클램프 (402 및 404) 상에 일정하고 반복가능한 힘을 제공할 수 있는 작동기일 수 있기 때문에, 이는 예시적이다.
정지 블록 (412) 는 상단 (416) 에 커플링되고, 기판 클램프 (402 및 404) 가 작동기 (407) 에 의해 오픈 위치로 이동되는 경우 그 기판 클램프에 대한 이동의 상위 한계를 제공할 수 있다. 다른 실시형태에서는, 작동기 (407) 가 이동의 최대 거리를 제한하도록 구성될 수 있기 때문에, 정지 블록 (412) 은 요구되지 않는다.
전극 어셈블리 (302) 는 콘택트 레버 (406), 전극 매니폴드 어셈블리 (400), 작동기 (407) 및 장력 모듈 (414; 미도시) 을 포함한다. 일 실시형태에서, 전 극 매니폴드 어셈블리 (400) 는 콘택트 레버 (406) 에 커플링되고, 콘택트 레버 (406) 는 베이스 (410) 에 커플링된다. 콘택트 레버 (406) 가 오픈 위치와 클로즈 위치로 피봇할 수 있는 커플링 포인트에서, 콘택트 레버 (406) 는 베이스에 커플링된다. 전극 매니폴드 어셈블리 (400) 에 대한 추가적인 예시적 세부사항들은 추후 도 8 내지 도 8c 의 설명에서 제공될 것이다. 일 실시형태에서, 장력 모듈 (414) 은 베이스 (410) 와 전극 매니폴드 어셈블리 (400) 사이에 위치된다. 장력 모듈 (414) 은, 전극 매니폴드 어셈블리 (400) 를 오픈 위치로 피봇시키는 정하중 (constant force) 을 제공할 수 있다. 작동기 (407) 는 상단 (416) 에 커플링될 수 있고, 작동되는 경우 전극 매니폴드 어셈블리 (400) 를 클로즈드 위치로 낮출 수 있다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 작동기 (407) 는 공기압으로 동작될 수 있지만, 작동기 (407) 의 다른 실시형태들은 다양한 대안적 기술을 이용하여 동작될 수 있다.
도 5 및 도 6 은 본 발명의 실시형태에 따른 기판 클램프 (402 및 404) 의 개략도이다. 기판 클램프 (402 및 404) 는, 클램핑 표면 (500) 을 포함하는 바닥측을 갖는다. 제공된 기판 및 근접한 위치에 있는 기판 클램프 (402 및 404) 에 의해, 클램핑 표면 (500) 은 기판과 콘택트할 것이다. 도 5 및 도 6 에 도시된 기판 클램프 (402 및 404) 는 약 300 mm 의 직경을 갖는 원형 기판을 수용하도록 구성된다. 클램핑 표면 (500) 은 기판의 배제 영역으로서 콘택트하도록 의도되고, 클램핑 표면 (500) 은 2 개의 반경 R1 및 R2 에 의해 부분적으로 정의된다. 일 실시형태에서, R1 은 약 145 mm 이고, R2 는 약 150 mm 이다. R1 및 R2 에 대해 리스트된 값들은 약 300 mm 의 직경을 갖는 기판에 대해 예시적이다. 대안적인 직경의 기판을 수용하도록 기판 클램프를 제조하기 위해 R1 및 R2 의 값들은 변형될 수 있음을 당업자는 인식할 것이다. 또한, 원형 기판을 이용하는 것 및 그에 수반하는 기판 클램프의 반경들은 한정적인 것으로 의도되지 않는다. 기판 클램프 (402 및 404) 의 다른 실시형태들은 비-원형 기판을 수용하도록 구성될 수 있다.
일 실시형태에서, 기판 클램프 (402 및 404) 는 약 66 mm 인 전체 길이 L, 약 20 mm 인 폭 W 및 약 20 mm 인 높이 H 를 가질 수 있다. 피봇 홀 (506) 은 기판 클램프 (402 또는 404) 의 폭을 가로지를 수 있으며, 기판 클램프와 베이스 사이에서 커플링 위치를 제공할 수 있다.
도 7 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 콘택트 레버 (406) 의 도면이다. 쓰루 홀 (702) 은, 콘택트 레버 (406) 를 가로지르며, 장력 모듈이 베이스와 전극 매니폴드 어셈블리에 대해 고정될 수 있게 한다. 마운팅 홀 (700a 및 700b) 은 전극 매니폴드 어셈블리와 콘택트 레버 (406) 사이에 커플링 위치를 제공하도록 정의된다. 피봇 홀 (704) 은 콘택트 레버 (406) 의 폭을 가로지를 수 있고, 콘택트 레버 (406) 와 베이스 사이에 커플링 포인트를 제공할 수 있다.
도 8 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 전극 매니폴드 어셈블리 (300) 의 도면이다. 일 실시형태에서, 전극 매니폴드 어셈블리 (300) 는 콘택트 매니폴드 (800), 전극 암 (804), 및 전극 확산기 (802) 를 포함한다. 이하, 전극 매니폴드 어셈블리 (300) 의 개별 컴포넌트를 설명한다.
도 8a 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 전극 매니폴드 (800) 의 도면이다. 마운팅 홀 (814) 은 전극 매니폴드와 콘택트 레버 사이에 커플링 위치를 제공하도록 위치된다. 또한, 아웃렛 홀 (810) 은 전극 튜브를 수용하도록 위치되고, 그 튜브를 수용하기 위한 사이즈를 갖는다. 아웃렛 홀 (810) 은 가스 매니폴드 (816) 와 교차하고, 가스 매니폴드는 포트 (812) 및 포트 (818) 에서 2 개의 개구부를 갖는다. 가스 매니폴드 (816) 는, 포트 (812) 또는 포트 (818) 를 통해 도입된 가압된 가스가 아웃렛 홀 (810) 로 분배될 수 있게 한다.
도 8b 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 전극 암 (804) 의 도면이다. 일 실시형태에서, 전극 암 (804) 은 전기적 도전 재료로부터 형성된 공동 (hollow) 실린더이다. 전극 암 (804) 은 약 23 mm 의 전체 길이, 약 2 mm 의 외부 직경 및 약 1 mm 의 내부 직경을 갖는다. 또한, 전극 암 (804) 은 매니폴드 엔드 (820) 및 전극 엔드 (822) 를 갖는다. 매니폴드 엔드 (820) 는 전극 매니폴드 (800) 의 아웃렛 홀 (810) 과 커플링하도록 구성되고, 전극 엔드 (822) 는 전극 확산기 (802) 와 커플링되도록 구성된다. 가압된 가스가 전극 암 (804) 의 공동을 통해 통과할 수 있기 때문에, 매니폴드 엔드 (820) 와 전극 매니폴드 (800) 사이의 커플링은 실질적으로 밀폐될 수 있다. 유사하게, 전극 엔드 (822) 와 전극 확산기 (802) 사이의 커플링 또한 실질적으로 밀폐될 수 있다. 전극 암 (804) 은 다양한 단면 프로파일을 갖는 다양한 재료로부터 구성될 수 있기 때문에, 전술한 실시형태들은 예시적이며, 한정적인 것으로 고려되어서는 안된다. 예를 들어, 전극 암 (804) 의 다른 실시형태들은 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형 등의 단면을 갖는 튜브로부터 구성될 수도 있다.
도 8c 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 전극 확산기 (802) 의 예시적인 개략도이다. 전극 확산기 (802) 는 전기적 도전 재료로 형성될 수 있고, 약 3 mm 로 측정되는 최대 직경 D 를 갖는 실질적인 실린더형일 수 있다. 일 실시형태에서, 전극 확산기 (802) 는 약 3 mm 의 전체 길이 L 을 갖는다. 전극 확산기 (802) 의 제 1 엔드는, 전극 튜브의 전극 엔드와 일치하도록 구성되는 커플링 캐비티 (830) 를 갖는다. 커플링 캐비티 (830) 의 반대쪽 엔드인 제 2 엔드에서는, 제 2 엔드로부터 커플링 캐비티 쪽으로 가로지르는 복수의 홀 (834) 이 존재한다. 홀 (834) 은 전극 암을 통과한 압축된 가스를 기판 쪽으로 확산시키도록 동작할 수 있다.
전극 팁 (835) 은 전극 확산기와 동축으로 정렬되고, 전극 확산기 (802) 의 제 2 엔드로부터 연장된다. 전극 팁 (835) 은, 약 0.8 mm 의 직경 d 를 갖는 실질적인 실린더형인 콘택트 표면을 가질 수 있다. 또한, 콘택트 표면 (832) 은 전극 확산기 (802) 의 제 2 엔드로부터 약 1mm 만큼 오프셋될 수 있다. 전극 어셈블리 (400) 가 클로즈드 위치에 배치된 경우, 전하는 전극 어셈블리 (400) 에 인가될 수 있다. 전하는 전기적 도전 전극 암 (804) 을 통해 이동하여 전극 팁 (802) 을 통해 기판으로 이동할 수 있다. 전하의 인가와 동시에, 압축된 가스가 전극 암 (804) 의 공동을 통해 전달되어 확산기 (802) 를 통해 기판에 인가될 수 있다. 압축된 가스의 인가는 전극 팁과 기판 사이의 전하의 흐름으로부터 발생된 열을 분산시킬 수 있다.
도 9 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 그리퍼 어셈블리에 인스톨된 기판 클램프 어셈블리의 측면도를 개략적으로 도시한다. 이 실시형태에서, 압축 모듈 (408) 은, 기판 클램프 (404) 에 정하중을 가하여 기판 클램프 (404) 가 클로즈드 위치로 디폴트되게 하는 스프링이다. 기판 클램프 (404) 를 오픈시키기 위해, 작동기 (407) 는, 커플링 포인트 (506) 주위에서 기판 클램프 (404) 를 피봇시키고 클램핑 표면 (500) 을 리프트시키는 기판 클램프 (404) 를 푸시한다.
도 10 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 그리퍼 어셈블리에 인스톨된 전극 어셈블리의 일측을 개략적으로 도시한다. 이 실시형태에서, 장력 모듈 (414) 은, 전극 매니폴드 (400) 에 정하중을 가하여 전극 어셈블리를 오픈 위치로 디폴트시킬 수 있는 스프링이다. 전극 어셈블리를 클로즈드 위치로 배치하기 위해, 작동기 (407) 는 전극 어셈블리를 푸시하여 전극 팁을 기판과 콘택트되도록 낮춘다. 전극 팁이 기판과 콘택트할 때, 전극 암 (804) 은 스프링 효과를 제공하도록 구부러져, 기판과의 매우 신뢰도 높은 전기적 콘택트를 용이하게 할 수 있다.
도 11a 및 도 11b 는 본 발명의 실시형태들에 따라, 다양한 클램핑 거리 및 기판 (150) 의 상대적 휘어짐을 나타내는 개략도이다. 일 실시형태에서는, 단일 그리퍼 어셈블리가 클램핑 거리만큼 분리된 2 개의 기판 클램프에서 초기에 기판 (150) 을 홀딩한다. 클램핑 거리는 기판 (150) 의 에지로부터의 거리 X 로서 정의될 수 있다. 대안적으로 기판 거리는 클램핑 영역들 (500) 사이의 거리 Y 로서 정의될 수 있다.
클램핑 거리와 무관하게, 기판 클램프에 의해 일단 홀딩된 기판은 캔틸레버 부재처럼 동작할 수 있다. 도 11a 및 도 11b 에 도시된 바와 같이, 기판 (150) 의 질량은, 대략적으로 기판 클램프가 기판 (150) 과 콘택트하고 있는 곳에 위치된 받침점에 의해 모멘트 암을 생성할 수 있다. 이 모멘트 암은, 기판 (150) 이 길이 d 만큼 휘어지게 할 수 있다. 도 11a 및 도 11b 에 도시된 휘어짐 d 는 예시를 위해 과장되어 있다. 휘어짐 d 만큼, 응력 및 스트레인이 기판 (150) 에 유도된다. 따라서, 클램핑 거리 및 그에 따른 기판 (150) 의 휘어짐은 응력 및 스트레인에 대한 기판 (150) 의 감도에 의해 부분적으로 제한될 수 있다. 클램핑 거리에 대한 또 다른 가능한 제한 요소는 처리 어셈블리의 폭이다. 넓은 처리 어셈블리는, 다수의 기판이 처리 어셈블리 내에 포함될 수 있도록 더 작은 클램핑 거리를 필요로 할 수도 있다. 반대로, 좁은 처리 어셈블리는 더 큰 클램핑 거리를 허용할 수도 있다.
도 12a 및 도 12b 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 그리퍼 어셈블리를 이동시키는 이송 시스템의 개략도이다. 엔드에서 관측되는 그리퍼 어셈블리 (121) 는 암 (1202) 의 엔드에서 볼 수 있다. 암 (1202) 은 가이드 (1204a) 및 가이드 (1204b) 에 커플링될 수 있다. 가이드 (1204a) 및 가이드 (1204b) 는 암의 운동을 레일 (1206) 에 수직한 방향으로 제한하도록 구성될 수 있다. 일 실시형태에서, 레일 (1206) 은, 도 12b 에 도시된 바와 같이, 암 (1202) 이 방향 X 에서 이동할 수 있게 하는 선형 작동기의 일부이다.
그리퍼 어셈블리의 질량 및 그리퍼에 제공되는 기판의 추가에 기초하여 암 (1202) 에 모멘트가 전개된다. 따라서, 암 (1202) 의 재료 및 형상은 휘어짐에 저항할 수 있는 능력에 기초하여 선택될 수 있다. 잠재적으로 부식성인 처리 유체가 암 (1202) 에 근접하여 이용될 수도 있기 때문에, 암 (1202) 을 위한 재료의 화학적 저항성이 추가적 고려사항이다. 일 실시형태에서, 암 (1202) 은, American Society for Testing and Material (ASTM) 의 스테인레스 강 타입 316 을 이용하여 제조된다. 다른 실시형태에서는, 플라스틱, 비철 금속, 코팅된 철 금속 및 대안적 타입의 스테인레스 강과 같은 다른 재료들이 이용될 수도 있다.
도 13 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 처리 어셈블리를 통해 기판을 이송하는 과정을 도시하는 흐름도이다. 이 과정은, 제 1 그리퍼 어셈블리에 대한 기판 클램프 및 전극 어셈블리가 오픈 위치로 배치되는 공정 1302 에서 시작한다. 다음으로 공정 1304 에서는, 제 1 그리퍼 어셈블리가 기판을 홀딩하기 위한 위치로 이동된다. 다음으로, 공정 1306 에서는, 기판 상에서 기판 클램프를 클로즈하고, 다음으로 공정 1308 에서는 기판 상에서 전극 어셈블리를 클로즈한다. 이 과정은 공정 1310 으로 계속되어, 기판을 기판 처리 어셈블리로 이동시킨다. 후속하여 공정 1312 에서는, 제 2 그리퍼 어셈블리에 대한 기판 클램프 및 전극 어셈블리가 오픈 위치로 배치된다.
다음으로, 공정 1814 에서는, 기판이 처리되어 처리 어셈블리로부터 나올 때 그 기판을 수용하는 위치로 제 2 그리퍼 어셈블리를 위치시킨다. 처리된 기판이 처리 어셈블리로부터 충분히 나왔다면, 공정 1316 에서는, 처리된 기판 상에서 제 2 그리퍼 어셈블리의 기판 클램프를 클로즈한다. 후속하여 공정 1318 에서는, 처리된 기판 상에서 제 2 그리퍼 어셈블리의 전극 어셈블리가 클로즈된다. 이 과정은 공정 1320 으로 계속되어, 제 1 및 제 2 그리퍼가 기판을 처리 어셈블리를 통해 계속하여 이동시킨다. 특정한 포인트에서, 공정 1322 에서 제 1 그리퍼 어셈블리의 전극 어셈블리를 오픈하고, 이에 후속하여 공정 1324 에서 제 1 그리퍼 어셈블리의 기판 클램프를 오픈한다.
전술한 발명은 명확한 이해를 위해 몇몇 세부사항으로 설명되었지만, 첨부한 청구항의 범주 내에서 특정한 변경예 및 변형예가 실시될 수도 있음은 자명할 것이다. 따라서, 이 실시형태들은 예시적인 것이고 제한적이 아닌 것으로 고려되어야 하며, 본 발명은 여기서 제공된 세부사항들로 한정되는 것이 아니고, 첨부한 청구항의 범주 및 균등물 내에서 변형될 수도 있다.

Claims (20)

  1. 베이스 판;
    상기 베이스 판에 이격된 배향으로 접속되는 한 쌍의 클램프로서, 상기 이격된 배향은 적어도 2 개의 독립적 포인트로 기판의 지지를 가능하게 하도록 정의되고, 상기 적어도 2 개의 독립적 포인트는 상기 한 쌍의 클램프 각각에 의해 정의되는, 상기 한 쌍의 클램프; 및
    실질적으로 상기 한 쌍의 클램프 사이에 있는 위치에서 상기 베이스 판에 접속되는 전극 어셈블리를 포함하며,
    상기 전극 어셈블리는, 상기 기판이 제공되어 상기 한 쌍의 클램프에 의해 홀딩되는 경우 상기 기판에 전기적 콘택트를 부여하도록 정의되는, 기판 홀딩 및 이송 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스 판에 접속되며, 상기 한 쌍의 클램프를 오픈 위치로 이동시키도록 구성되는 한 쌍의 클램프 작동기를 더 포함하는, 기판 홀딩 및 이송 어셈블리.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상단 판에 접속되며, 전극 작동기를 클로즈드 위치로 이동시키도록 구성되는 전극 작동기를 더 포함하는, 기판 홀딩 및 이송 어셈블리.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 클램프 작동기 및 상기 전극 작동기는 독립적으로 제어되는, 기판 홀딩 및 이송 어셈블리.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 어셈블리는, 상기 기판이 제공되는 경우 상기 기판에 가스를 분배하도록 정의되는, 기판 홀딩 및 이송 어셈블리.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판이 제공되는 경우, 상기 기판을 홀딩하기 위해 압축 모듈이 상기 한 쌍의 클램프 상에 일정한 압력을 가하는, 기판 홀딩 및 이송 어셈블리.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 압축 모듈은 스프링인, 기판 홀딩 및 이송 어셈블리.
  8. 클램핑 어셈블리를 제공하는 단계로서, 상기 클램핑 어셈블리는, 독립적으로 클로즈드 위치로 작동될 수 있는 수용 위치에서의 통합된 전극 어셈블리 및 수용 위치에서의 적어도 2 개의 기판 클램프를 가지며, 상기 기판 클램프는 클램핑 위치로 독립적으로 작동될 수 있는, 상기 클램핑 어셈블리를 제공하는 단계;
    상기 클램핑 어셈블리에서 상기 기판을 수용하는 단계;
    상기 기판과 콘택트하도록 상기 기판 클램프를 배치하는 위치인 클램핑 위치로 상기 기판 클램프를 작동시키는 단계; 및
    상기 기판과 콘택트하도록 상기 전극 어셈블리의 복수의 전극을 배치하는 위치인 클로즈드 위치로 상기 전극 어셈블리를 작동시키는 단계를 포함하며,
    상기 기판과 콘택트하는 상기 복수의 전극은 전기적 콘택트를 제공하는, 기판을 클램핑하고 기판에 전기적 콘택트를 제공하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 전극 어셈블리는, 상기 기판이 제공되는 경우 상기 기판의 상면에 가스를 분배하도록 구성되는 확산기를 더 포함하는, 기판을 클램핑하고 기판에 전기적 콘택트를 제공하는 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 기판 클램프의 상면 상에 정하중을 가하도록 상기 기판 클램프의 위에 압축 모듈이 위치되는, 기판을 클램핑하고 기판에 전기적 콘택트를 제공하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 압축 모듈은 스프링인, 기판을 클램핑하고 기판에 전기적 콘택트를 제공하는 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 기판 클램프의 작동은 공기압으로 수행되는, 기판을 클램핑하고 기판에 전기적 콘택트를 제공하는 방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 전극 어셈블리의 작동은 공기압으로 수행되는, 기판을 클램핑하고 기판에 전기적 콘택트를 제공하는 방법.
  14. 베이스 판;
    상기 베이스 판에 커플링되고, 기판이 제공되는 경우 상기 기판을 홀딩하고 수용하도록 구성된 클램핑 면을 갖는 제 1 기판 클램프로서, 상기 제 1 기판 클램프는 오픈 위치 및 클로즈드 위치를 갖고, 상기 클로즈드 위치는 상기 기판을 고정하도록 정의되는, 상기 제 1 기판 클램프;
    상기 베이스 판에 커플링되고, 기판이 제공되는 경우 상기 기판을 홀딩하고 수용하도록 구성된 클램핑 면을 갖는 제 2 기판 클램프로서, 상기 제 2 기판 클램프는 상기 베이스 판을 따라 상기 제 1 기판 클램프로부터 클램핑 거리만큼 이격되어 상기 기판을 위한 지지를 정의하고, 오픈 위치 및 클로즈드 위치를 갖고, 상기 클로즈드 위치는 상기 기판을 고정하도록 정의되는, 상기 제 2 기판 클램프; 및
    실질적으로 상기 제 1 기판 클램프와 상기 제 2 기판 클램프의 사이에 있는 위치에서 상기 베이스 판에 접속되는 전극 어셈블리로서, 상기 전극 어셈블리는 복수의 전극을 갖고, 오픈 위치 및 클로즈드 위치를 가지며, 상기 클로즈드 위치는, 기판이 제공되는 경우 상기 복수의 전극을 상기 베이스 판 쪽으로 이동시켜 상기 기판과 콘택트하도록 정의되는, 상기 전극 어셈블리를 포함하는, 기판 핸들링 어셈블리.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 클램프, 상기 제 2 기판 클램프 및 상기 전극 어셈블리 각각은 독립적 작동기를 갖는, 기판 핸들링 어셈블리.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 전극 어셈블리는, 기판이 제공되는 경우 그 기판의 상면에 가스를 분배하도록 구성되는 확산기를 더 포함하는, 기판 핸들링 어셈블리.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 클램프의 상면의 위에 위치되는 압축 모듈을 더 포함하며,
    상기 제 1 기판 클램프가 클로즈드 위치에 있는 경우, 상기 압축 모듈이 상기 제 1 기판 클램프의 상면 상에 정하중을 가하는, 기판 핸들링 어셈블리.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 압축 모듈은 스프링인, 기판 핸들링 어셈블리.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 클램프 및 상기 제 2 기판 클램프는 비금속 재료로 형성되는, 기판 핸들링 어셈블리.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 작동기는 공기압인, 기판 핸들링 어셈블리.
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