KR20100077818A - 웨이퍼 홀더 - Google Patents

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KR20100077818A
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Abstract

본 발명은 공정챔버 내에 웨이퍼를 로딩하기 위해 트랜스퍼 아암이 웨이퍼를 웨이퍼 홀더의 플레이트에 올려놓은 후 플레이트 상에 웨이퍼를 정렬된 상태로 고정시킬 때 푸쉬핀이 웨이퍼 노치부에 수직방향으로 이동되어 접촉 고정되도록 함으로써 웨이퍼 노치부에서의 접촉 손상에 의한 파티클 발생을 방지할 수 있도록 하는 웨이퍼 홀더에 관한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명의 웨이퍼 홀더는, 웨이퍼가 안착되는 플레이트; 상기 웨이퍼의 노치부와 웨이퍼 중심의 연결선상에서 왕복이동되고, 상기 노치부의 양측 경사면에 접촉되어 상기 웨이퍼를 상기 플레이트의 상부면에 고정시키는 푸쉬핀; 상기 푸쉬핀의 왕복이동을 위한 구동력을 전달하는 구동부;및 상기 플레이트 상에 구비되어 상기 푸쉬핀의 작동으로 이동되는 웨이퍼의 측면에 접촉되어 지지하는 고정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
웨이퍼 홀더, 푸쉬핀, 노치핀, 사이드핀, 고정핀, 가이드바.

Description

웨이퍼 홀더{WAFER HOLDER}
본 발명은 공정챔버 내에 웨이퍼를 로딩시 웨이퍼를 고정하는 웨이퍼 홀더에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공정챔버 내에 웨이퍼를 로딩하기 위해 트랜스퍼 아암이 웨이퍼를 웨이퍼 홀더의 플레이트에 올려놓은 후 플레이트 상에 웨이퍼를 정렬된 상태로 고정시킬 때 푸쉬핀이 웨이퍼 노치부에 수직방향으로 이동되어 접촉 고정되도록 함으로써 웨이퍼 노치부에서의 접촉 손상에 의한 파티클 발생을 방지할 수 있도록 하는 웨이퍼 홀더에 관한 것이다.
반도체 공정의 최근 흐름은 점차 소형화, 고집적화로 진행되고 있다.
따라서, 선폭의 세밀화에 따른 불량 발생이 나타날 수 있는 확률이 점점 높아지고, 이에 따른 수율(yield) 향상의 중요성도 그만큼 높아지고 있다. 따라서 수율 향상을 위해서는 사람, 공정, 장비 상에서 발생되는 파티클에 의한 불량 발생을 최소화시켜야 한다.
한편, 반도체 공정들을 수행할 때 공정 장비나 계측 장비 내부로 웨이퍼를 로딩해야 하는데, 웨이퍼는 일반적으로 로봇암과 같은 이송 장치를 이용하여 장비 내에 구비되는 웨이퍼 홀더의 상부면으로 이동하거나 장비의 특성에 따라 웨이퍼를 홀더에 고정시킨 후 홀더 자체를 장비 내로 로딩하기도 한다.
반도체 공정의 대부분은 진공하에서 이루어지므로 웨이퍼 이송 장치의 중요한 목적은 웨이퍼의 이동 중에 발생하는 파티클을 최대한 억제시키고, 웨이퍼를 이탈없이 고정시키는 것으로 요약할 수 있다.
또한, 반도체 공정을 진행하기 위하여 웨이퍼 정렬이 필요한 경우 핀 정렬 방식의 웨이퍼 홀더를 사용하고 있다.
도 1은 종래 웨이퍼 홀더의 작동상태를 나타낸 평면도, 도 2는 종래 웨이퍼 홀더의 구조를 나타낸 도면, 도 3은 종래 웨이퍼 홀더의 작동에 따른 웨이퍼 노치부와 노치핀 간의 접촉부를 나타낸 확대도, 도 4는 종래 웨이퍼 홀더의 작동에 의해 웨이퍼 노치부가 손상된 모습을 나타낸 사진이다.
도 1을 참조하면, (a)는 웨이퍼(W)를 공정챔버 내에 로딩시키기 위해서 로봇암(미도시)이 웨이퍼를 웨이퍼 홀더(1)의 플레이트(5)에 올려 놓은 상태로서 푸쉬핀(10)이 동작하기 전의 모습을 나타내고, (b)는 푸쉬핀(10)이 가이드홈(15)을 따라 동작하여 웨이퍼를 노치핀(20)과 사이드핀(30)측으로 이동시켜 고정된 모습을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 종래의 웨이퍼 홀더(1)는 웨이퍼(W)가 놓여지는 플레이트(5), 웨이퍼의 측면과 접촉하여 웨이퍼를 플레이트(5)의 상부면에 고정시키기 위한 푸쉬핀(10), 노치핀(20) 및 사이드핀(30)과 상기 푸쉬핀(10)의 왕복이동을 위한 구동력을 전달하는 구동부(40)를 포함한다.
푸쉬핀(10)은 구동부(40)의 이동판(46)에 나사결합에 의해 체결될 수 있도록 하는 스크류(12)와, 스크류(12)에 결합되는 내측링(14) 및 내측링(14)을 감싸도록 구비되는 외측링(18)으로 구성된다. 외측링(18)은 외부에서 가해지는 힘에 의해 수평 회전되며, 내측링(14)과 외측링(18) 사이에는 수평 회전시에 발생하는 마찰을 감소시키기 위한 베어링(16)이 포함된다. 외측링(18)의 외측면은 위쪽이 넓고 아래쪽으로 갈수록 좁아지는 테이퍼 구조를 갖는다.
그리고, 노치핀(20)과 사이드핀(30)은 상기 푸쉬핀(10)의 구성과 유사하지만, 플레이트(5)에 고정되어 있는 점에서 차이가 있다.
구동부(40)는 전원의 인가시 구동축(42)을 회전시키는 구동모터(41)와, 구동축(42)의 일부분을 감싸며 형성되는 리드스크류(44)와, 푸쉬핀(10)과 나사결합에 의해 체결되고 리드스크류(44)와 맞물려 리드스크류(44)의 회전운동을 병진운동으로 변환하여 푸쉬핀(10)을 이동시키는 이동판(46)과, 이동판(46)의 양측벽을 지지하여 이동판(46)의 병진운동시 이동판(46)의 이탈을 방지하는 이동가이드(48) 및 푸쉬핀(10)의 상부를 지지하여 푸쉬핀(10)의 병진운동시 푸쉬핀(10)의 이탈을 방지하도록 내부에 장공(15a)이 형성된 가이드편(15)으로 구성된다.
그런데, 상기와 같은 구성을 갖는 종래의 웨이퍼 홀더(1)는 푸쉬핀(10)을 동작시켜 웨이퍼를 노치핀(20)과 사이드핀(30)측으로 이동시켜 고정하는 방식을 취함에 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이 웨이퍼(W)의 가장 취약한 부분인 노치부(2)와 금속재질로 이루어진 노치핀(20)이 접촉될 때 접촉부(4)에 스트레스를 가하게 되어 도 4의 사진에서 보는 바와 같이 물리적인 손상으로 인해 파티클이 발생된다.
이러한 노치부(2)의 접촉부(4)에서 발생되는 파티클은 챔버의 오염을 유발할 수 있으며, 이후 로딩되는 새로운 웨이퍼도 오염시킬 수 있을 뿐만 아니라 챔버가 오염되는 경우에는 파티클의 제거를 위한 클리닝 작업에 많은 시간이 소요되어 제품 생산성을 떨어뜨리게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 웨이퍼를 웨이퍼 홀더의 플레이트에 정렬된 상태로 고정시킬 때 웨이퍼의 노치부에서 접촉 마찰에 의한 손상으로 파티클이 발생되는 것을 최소화함으로써 웨이퍼의 수율을 향상시킬 수 있도록 하는 웨이퍼 홀더를 제공함에 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 웨이퍼 홀더는, 웨이퍼가 안착되는 플레이트; 상기 웨이퍼의 노치부와 웨이퍼 중심의 연결선상에서 왕복이동되고, 상기 노치부의 양측 경사면에 접촉되어 상기 웨이퍼를 상기 플레이트의 상부면에 고정시키는 푸쉬핀; 상기 푸쉬핀의 왕복이동을 위한 구동력을 전달하는 구동부;및 상기 플레이트 상에 구비되어 상기 푸쉬핀의 작동으로 이동되는 웨이퍼의 측면에 접촉되어 지지하는 고정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구동부는 전원의 인가시 구동축을 회전시키는 구동모터; 상기 구동축의 일부분을 감싸며 형성되는 리드스크류; 상기 푸쉬핀과 나사결합에 의해 체결되고, 상기 리드스크류와 맞물려 상기 리드스크류의 회전운동을 병진운동으로 변환하여 상기 푸쉬핀을 이동시키는 이동판; 상기 이동판의 양측벽을 지지하여 상기 이동판의 병진운동시 상기 이동판의 이탈을 방지하는 이동가이드;및 상기 푸쉬핀의 상부를 지지하여 상기 푸쉬핀의 병진운동시 상기 푸쉬핀의 이탈을 방지하는 가이드편;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 고정부는, 상기 웨이퍼의 외측면을 감싸는 곡선형태의 가이드바와, 상기 가이드바의 내측면에 양측으로 구비되어 상기 웨이퍼 측면에 접촉시 충격을 완화하는 재질로 이루어진 고정핀을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 고정핀은 세라믹 또는 플라스틱 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 고정핀의 외측면은 위쪽이 넓고 아래쪽으로 갈수록 좁아지는 테이퍼 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 웨이퍼 홀더에 의하면, 웨이퍼를 웨이퍼 홀더의 플레이트에 정렬된 상태로 고정시킬 때 푸쉬핀이 웨이퍼의 노치부에 수직방향으로 이동되어 접촉 고정됨과 아울러 웨이퍼의 측면을 고정하는 고정핀이 충격을 완화할 수 있는 재질로 이루어져 노치부에서의 파티클 발생을 최소화할 수 있고 이에 따라 웨이퍼의 수율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명에 따른 웨이퍼 홀더의 작동상태를 나타낸 평면도, 도 6은 본 발명에 따른 웨이퍼 홀더의 구조를 나타낸 도면, 도 7은 본 발명에 따른 웨이퍼 홀더의 작동에 따른 웨이퍼 노치부와 노치핀 간의 접촉부를 나타낸 확대도이다.
본 발명에 따른 웨이퍼 홀더(100)는 웨이퍼(W)가 안착되는 플레이트(5)와, 상기 웨이퍼의 노치부(2)와 웨이퍼 중심의 연결선상에서 왕복이동되고, 노치부(2) 의 양측 경사면에 접촉되어 웨이퍼를 플레이트(5)의 상부면에 고정시키는 푸쉬핀(10)과, 상기 푸쉬핀(10)의 왕복이동을 위한 구동력을 전달하는 구동부(40) 및 상기 플레이트(5) 상에 구비되어 푸쉬핀(10)의 작동으로 이동되는 웨이퍼의 측면에 접촉되어 웨이퍼를 지지하는 고정부(50)를 포함한다.
상기 푸쉬핀(10)의 구조는 종래기술에서 설명된 바와 마찬가지로 구동부(40)의 이동판(46)에 나사결합에 의해 체결될 수 있도록 하는 스크류(12)와, 스크류(12)에 결합되는 내측링(14) 및 내측링(14)을 감싸도록 구비되는 외측링(18)으로 구성된다. 외측링(18)은 외부에서 가해지는 힘에 의해 수평 회전되며, 내측링(14)과 외측링(18) 사이에는 수평 회전시에 발생하는 마찰을 감소시키기 위한 베어링(16)이 포함된다. 외측링(18)의 외측면은 위쪽이 넓고 아래쪽으로 갈수록 좁아지는 테이퍼 구조를 갖는다.
그러나, 종래기술에서와 달리 본 발명에서는 푸쉬핀(10)이 수직으로 동작하여 노치부(2)에 접촉되는 것을 특징으로 한다.
이러한 푸쉬핀(10)의 동작에 의하면, 푸쉬핀(10)이 수직방향으로 이동되어 웨이퍼 노치부(2)의 양측 경사면(2a,2b, 도 7 참조)에 접촉되도록 하여, 웨이퍼(W)의 양측 모서리부(2c,2d)에 비스듬하게 접촉되어 파티클이 유발되는 것을 방지할 수 있게 된다.
도 5의 (a)는 웨이퍼(W)를 공정챔버 내에 로딩시키기 위해서 로봇암(미도시)이 웨이퍼를 웨이퍼 홀더(100)의 플레이트(5) 상부면에 올려 놓은 상태로서 푸쉬핀(10)이 동작하기 전의 모습을 나타내고, (b)는 푸쉬핀(10)이 가이드홈(15)을 따 라 동작하여 웨이퍼를 고정부(50)측으로 이동시켜 고정된 모습을 나타낸다.
본 발명의 적용을 위해서는 로봇암이 웨이퍼를 웨이퍼 홀더(100)의 플레이트(5) 상부면에 올려 놓을 때, 푸쉬핀(10)이 가이드편(15)을 따라 왕복이동되는 수직선상에 웨이퍼의 노치부(2)가 위치될 수 있도록 로봇암의 표적을 설정해야 한다.
그리고, 상기 고정부(50)는 웨이퍼의 외측면을 감싸는 곡선 형태의 가이드바(55)와, 웨이퍼의 측면 중 노치부(2)가 형성된 부분의 반대 측면을 지지하여 고정시키기 위하여 상기 가이드바(55)의 내측면에 양측으로 구비된 고정핀(52)으로 이루어진다. 상기 고정핀(52)은 푸쉬핀(10)의 동작시 웨이퍼의 수직방향 이동을 제한하여 웨이퍼를 고정시키는 역할을 한다.
그리고, 본 발명에서는 웨이퍼가 수직방향으로 이동되기 때문에 상기 고정핀(52)의 구조는 베어링을 포함하여 구성될 필요가 없다. 즉, 종래기술에서는 웨이퍼가 사선방향으로 이동되기 때문에 노치핀(20)과 사이드핀(30)의 외측링은 수평 회전이 가능하도록 구성되었으나, 본 발명에서는 한 쌍의 고정핀(52)에 웨이퍼의 측면이 동시에 지지되어 고정되므로 웨이퍼와 고정핀(52)간의 접촉시에도 회전에 의한 스트레스를 최소화시킬 수 있다.
따라서, 상기 고정핀(52)은 종래의 금속 베어링을 사용할 필요가 없으므로 웨이퍼 측면과의 접촉시에 충격을 완화할 수 있는 재질로 구성되어 파티클의 발생을 최소화하도록 구성됨이 바람직하며, 예컨대 세라믹 또는 폴리카보네이트 등 엔지니어링 플라스틱으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 고정핀(52)의 외측면은 위쪽이 넓고 아래쪽으로 갈수록 좁아지는 테이퍼 구조로 구성됨으로써 웨이퍼 측면과의 접촉에 의한 파티클 발생을 최소화시킬 수 있도록 구성됨이 바람직하다.
한편, 상기 푸쉬핀(10)을 왕복이동시키기 위한 구동부(40)는, 전원의 인가시 구동축(42)을 회전시키는 구동모터(41)와, 구동축(42)의 일부분을 감싸며 형성되는 리드스크류(44)와, 푸쉬핀(10)과 나사결합에 의해 체결되고 리드스크류(44)와 맞물려 리드스크류(44)의 회전운동을 병진운동으로 변환하여 푸쉬핀(10)을 이동시키는 이동판(46)과, 이동판(46)의 양측벽을 지지하여 이동판(46)의 병진운동시 이동판(46)의 이탈을 방지하는 이동가이드(48) 및 푸쉬핀(10)의 상부를 지지하여 푸쉬핀(10)의 병진운동시 푸쉬핀(10)의 이탈을 방지하도록 내부에 장공(15a)이 형성된 가이드편(15)으로 구성될 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정·변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
도 1은 종래 웨이퍼 홀더의 작동상태를 나타낸 평면도,
도 2는 종래 웨이퍼 홀더의 구조를 나타낸 도면,
도 3은 종래 웨이퍼 홀더의 작동에 따른 웨이퍼 노치부와 노치핀 간의 접촉부를 나타낸 확대도,
도 4는 종래 웨이퍼 홀더의 작동에 의해 웨이퍼 노치부가 손상된 모습을 나타낸 사진,
도 5는 본 발명에 따른 웨이퍼 홀더의 작동상태를 나타낸 평면도,
도 6은 본 발명에 따른 웨이퍼 홀더의 구조를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명에 따른 웨이퍼 홀더의 작동에 따른 웨이퍼 노치부와 노치핀 간의 접촉부를 나타낸 확대도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1,100 : 웨이퍼 홀더 2 : 노치부
4 : 접촉부 5 : 플레이트
10 : 푸쉬핀 12 : 스크류
14 : 내측링 15 : 가이드편
16 : 베어링 18 : 외측링
20 : 노치핀 30 : 사이드핀
40 : 구동부 41 : 구동모터
42 : 구동축 44 : 리드스크류
46 : 이동판 48 : 이동가이드
50 : 고정부 52 : 고정핀
55 : 가이드바

Claims (5)

  1. 공정챔버 내에 웨이퍼를 로딩시 웨이퍼를 정렬된 상태로 고정시키는 웨이퍼 홀더에 있어서,
    웨이퍼가 안착되는 플레이트;
    상기 웨이퍼의 노치부와 웨이퍼 중심의 연결선상에서 왕복이동되고, 상기 노치부의 양측 경사면에 접촉되어 상기 웨이퍼를 상기 플레이트의 상부면에 고정시키는 푸쉬핀;
    상기 푸쉬핀의 왕복이동을 위한 구동력을 전달하는 구동부;및
    상기 플레이트 상에 구비되어 상기 푸쉬핀의 작동으로 이동되는 웨이퍼의 측면에 접촉되어 지지하는 고정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 홀더.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는,
    전원의 인가시 구동축을 회전시키는 구동모터;
    상기 구동축의 일부분을 감싸며 형성되는 리드스크류;
    상기 푸쉬핀과 나사결합에 의해 체결되고, 상기 리드스크류와 맞물려 상기 리드스크류의 회전운동을 병진운동으로 변환하여 상기 푸쉬핀을 이동시키는 이동판;
    상기 이동판의 양측벽을 지지하여 상기 이동판의 병진운동시 상기 이동판의 이탈을 방지하는 이동가이드;및
    상기 푸쉬핀의 상부를 지지하여 상기 푸쉬핀의 병진운동시 상기 푸쉬핀의 이탈을 방지하는 가이드편;을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 홀더.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고정부는,
    상기 웨이퍼의 외측면을 감싸는 곡선형태의 가이드바와, 상기 가이드바의 내측면에 양측으로 구비되어 상기 웨이퍼 측면에 접촉시 충격을 완화하는 재질로 이루어진 고정핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 홀더.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 고정핀은 세라믹 또는 플라스틱 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 웨이퍼 홀더.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 고정핀의 외측면은 위쪽이 넓고 아래쪽으로 갈수록 좁아지는 테이퍼 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 웨이퍼 홀더.
KR1020080135872A 2008-12-29 2008-12-29 웨이퍼 홀더 KR20100077818A (ko)

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CN107924851A (zh) * 2015-09-11 2018-04-17 科麦特有限公司 测量仪器用晶片定心装置
WO2018135708A1 (ko) * 2017-01-17 2018-07-26 주식회사 네패스 반도체 패키지의 제조 방법
CN110178209A (zh) * 2017-01-17 2019-08-27 Nepes 株式会社 半导体封装件的制造方法

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