KR20110079829A - 접촉식 웨이퍼 리프터 및 이를 동작시키는 방법 - Google Patents

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Abstract

접촉식 웨이퍼 리프팅 장치는 페데스탈 및 그 페데스탈에 접속된 수직 드라이브를 포함한다. 수직 드라이브는 페데스탈의 제어된 상방향 및 하방향 이동을 제공하도록 정의된다. 접촉식 웨이퍼 리프팅 장치는 또한 페데스탈 상에 배치된 웨이퍼 지지 부재를 포함한다. 접촉식 스위치가 웨이퍼 지지 부재와 페데스탈 사이에 배치되어, 웨이퍼 지지 부재 상의 충분한 하방향 힘이 접촉식 스위치를 활성화시킨다. 접촉식 스위치는 수직 드라이브에 접속되어, 접촉식 스위치의 활성화 시에, 페데스탈 및 그 페데스탈 상에 배치된 웨이퍼 지지 부재의 상방향 이동을 차단한다.

Description

접촉식 웨이퍼 리프터 및 이를 동작시키는 방법{TACTILE WAFER LIFTER AND METHODS FOR OPERATING THE SAME}
집적 회로, 메모리 셀 등과 같은 반도체 디바이스의 제조시에는, 반도체 웨이퍼 ("웨이퍼" 또는 "기판") 상에 피쳐를 정의하기 위해 일련의 제조 동작들이 수행된다. 웨이퍼는 실리콘 기판 상에 정의된 멀티-레벨 구조의 형태로 집적 회로 디바이스들을 포함한다. 기판 레벨에서, 확산 영역을 갖는 트랜지스터 디바이스들이 형성된다. 다음 레벨에서는, 상호접속 금속배선 라인이 패터닝되고 트랜지스터 디바이스에 전기 접속되어, 원하는 집적 회로 디바이스를 정의한다. 또한, 패터닝된 도전층이 유전체 재료에 의해 다른 도전층으로부터 절연된다.
다양한 웨이퍼 제조 동작들은 웨이퍼의 핸들링 및 이동을 요구한다. 예를 들어, 몇몇 제조 동작은 소정의 위치에서 웨이퍼의 수직 이동을 요구하고, 이러한 웨이퍼의 수직 이동을 제공하기 위해 리프팅 디바이스를 이용한다. 기본적인 웨이퍼 리프팅 디바이스는 이동의 수직 경로에 따른 잠재적 간섭 또는 충돌을 고려하지 않고, 웨이퍼를 하나의 수직 레벨로부터 다른 수직 레벨로 단순히 이동시키도록 정의될 수도 있다. 몇몇 웨이퍼 제조 시스템에서는, 웨이퍼 리프팅 디바이스의 이동에 대한 수직 경로에 진입하여, 웨이퍼 리프팅 경로를 따라 간섭 또는 충돌에 대한 잠재성을 발생시킬 수도 있는 다른 이동 컴포넌트들이 존재할 수도 있다. 이러한 간섭 또는 충돌은, 웨이퍼 리프팅 디바이스, 충돌에 관련된 컴포넌트 및/또는 웨이퍼 자체가 그 충돌 시에 웨이퍼 리프팅 디바이스 또는 컴포넌트 상에 존재하면 파손될 수도 있음을 인식해야 한다. 예상되는 바와 같이, 이러한 파손은 제품 손실 및 시스템 고장시간의 측면에서 매우 비용소모적일 수 있다.
일 실시형태에서, 접촉식 웨이퍼 리프팅 장치가 개시된다. 이 접촉식 웨이퍼 리프팅 장치는 페데스탈 및 그 페데스탈에 접속된 수직 드라이브를 포함한다. 수직 드라이브는 페데스탈의 제어된 상하 운동을 제공하도록 정의된다. 접촉식 웨이퍼 리프팅 장치는 또한 페데스탈 상에 배치되는 웨이퍼 지지 부재를 포함한다. 접촉식 스위치가 웨이퍼 지지 부재와 페데스탈 사이에 배치되어, 웨이퍼 지지 부재 상의 충분한 하방향 압력으로 하여금 접촉식 스위치를 활성화시키게 한다. 접촉식 스위치는 수직 드라이브에 접속되어, 그 접촉식 스위치의 활성화 시에 그 위에 배치된 페데스탈 및 웨이퍼 지지 부재의 상방향 움직임을 차단한다.
다른 실시형태에서, 웨이퍼 핸들링 시스템이 개시된다. 웨이퍼 핸들링 시스템은 처리 챔버 내에서 수평으로 이동하도록 정의된 웨이퍼 캐리어를 포함한다. 웨이퍼 캐리어는 개방 영역의 주변부 주위에 배치된 다수의 웨이퍼 지지 탭을 갖는 개방 영역을 포함한다. 웨이퍼 캐리어의 개방 영역은, 웨이퍼 지지 탭 상에 위치된 웨이퍼를 수용하도록 사이징된다. 웨이퍼 핸들링 시스템은 또한, 웨이퍼 캐리어의 수평 이동 경로 아래에서 챔버 내의 고정 위치에 배치된 접촉식 웨이퍼 리프터를 포함한다. 접촉식 웨이퍼 리프터는 페데스탈 및 페데스탈 상에 배치된 웨이퍼 지지 부재를 포함한다. 접촉식 웨이퍼 리프터는 또한 페데스탈에 접속된 수직 드라이브를 포함한다. 수직 드라이브는 페데스탈 및 그 위에 배치된 웨이퍼 지지 부재의 제어된 상하 운동을 제공하도록 정의되어, 페데스탈 및 웨이퍼 지지 부재는, 웨이퍼 캐리어가 접촉식 웨이퍼 리프터 상에 배치된 경우 웨이퍼 캐리어의 개방 영역을 통해 이동가능하다. 접촉식 웨이퍼 리프터는 웨이퍼 지지 부재와 페데스탈 사이에 배치된 접촉식 스위치를 더 포함하여, 웨이퍼 지지 부재 상의 충분한 하방향 힘이 접촉식 스위치의 활성화를 가능하게 한다. 접촉식 스위치는 수직 드라이브에 접속되어, 그 접촉식 스위치의 활성화 시에 그 위에 배치된 페데스탈 및 웨이퍼 지지 부재의 상방향 이동을 차단한다.
다른 실시형태에서, 접촉식 웨이퍼 리프팅 장치를 동작시키는 방법이 개시된다. 이 방법은 접촉식 웨이퍼 리프팅 장치의 웨이퍼 지지 부재를 리프팅하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한, 웨이퍼 지지 부재 상의 충분한 하방향 힘의 인가에 응답하여 접촉식 스위치를 활성화시키는 단계를 포함한다. 접촉식 스위치를 활성화시키는 것에 응답하여, 웨이퍼 지지 부재의 리프팅은 자동으로 차단되고, 웨이퍼 지지 부재는 바닥 위치까지 내려간다.
본 발명의 다른 양태 및 이점은, 본 발명을 예시의 방식으로 설명하는 첨부된 도면을 참조한 다음의 상세한 설명으로부터 더 명백해질 것이다.
도 1a 는 본 발명의 일 실시형태에 따라, 본 명세서에서 설명하는 웨이퍼 핸들링 시스템을 통합하는 웨이퍼 습식 처리 챔버를 도시하는 도면이다.
도 1b 는 본 발명의 일 실시형태에 따라, 웨이퍼가 그 위에 위치되는 웨이퍼 캐리어의 상면도를 도시하는 도면이다.
도 1c 는, 웨이퍼 캐리어가 웨이퍼 리프터 상에 위치되는 경우, 웨이퍼 캐리어가 웨이퍼 지지 부재를 웨이퍼 캐리어의 개방 영역을 통해 확장하도록 동작되는 것을 도시한다.
도 1d 는 웨이퍼 지지 부재가 웨이퍼 캐리어 상에서 확장되는 경우, 웨이퍼가 웨이퍼 리프터의 웨이퍼 지지 부재 상에 배치되는 것을 도시한다.
도 1e 는, 웨이퍼 지지 부재 상에 웨이퍼를 수용한 후, 웨이퍼 리프터가 웨이퍼 지지 부재를 하강시키도록 동작되어, 웨이퍼가 웨이퍼 캐리어의 웨이퍼 지지 탭 상에 안착되는 것을 도시한다.
도 1f 는, 웨이퍼 리프터가 웨이퍼 지지 부재를 완전히 하강된 위치, 즉, 홈 위치까지 하강시키는 것을 도시하며, 웨이퍼 캐리어가 처리 동작 동안 웨이퍼를 수평으로 전달하도록 웨이퍼 지지 부재가 상주한다.
도 1g 는, 웨이퍼 캐리어의 개방 영역이 웨이퍼 리프터에 대해 오정렬되어, 웨이퍼 캐리어로부터 웨이퍼를 제거하는 리프팅 동작 동안 웨이퍼 지지 부재와 웨이퍼 캐리어 사이에 충돌이 발생되는 시나리오를 도시한다.
도 2a 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 접촉식 웨이퍼 리프팅 디바이스를 도시하는 도면이다.
도 2b 는 본 발명의 일 실시형태에 따라, 상부에 배치된 웨이퍼를 갖는, 도 2a 의 접촉식 리프터의 측면도를 도시하는 도면이다.
도 2c 는 본 발명의 일 실시형태에 따라, 접촉식 리프터의 분해도를 도시하는 도면이다.
도 2d 는 본 발명의 일 실시형태에 따라, 접촉식 리프터의 확대 단면도를 조립 형태로 도시하는 도면이다.
도 2e 및 도 2f 는 본 발명의 일 실시형태에 따라, 웨이퍼 지지 부재 허브의 상면 및 락 플레이트의 상면이 노출된 부분적으로 조립된 접촉식 리프터를 도시하는 도면이다.
도 3a 및 도 3b 는 본 발명의 일 실시형태에 따라, 접촉식 스위치의 동작을 도시한다.
도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 따라 페데스탈을 통해 연장되는 코일화된 케이블을 도시하는 접촉식 리프터의 단면도를 도시하는 도면이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시형태에 따라 접촉식 웨이퍼 리프팅 장치를 동작시키는 방법의 흐름도를 도시한다.
다음의 설명에서는, 본 발명의 철저한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부사항들이 기술된다. 그러나, 본 발명은 이러한 특정 세부사항들의 일부 또는 전부없이 실시될 수도 있음은 당업자에게 자명할 것이다. 다른 예에서, 본 발명을 불필요하게 불명료하게 하지 않기 위해 주지의 처리 동작들은 상세히 설명되지 않는다.
도 1a 는, 본 발명의 일 실시형태에 따라, 여기서 설명되는 웨이퍼 핸들링 시스템을 통합한 웨이퍼 습식 처리 챔버 (115) 를 도시하는 도면이다. 챔버 (115) 는, 실질적으로 평행한 측벽 (113A 및 113B) 을 포함하는 외부 벽에 의해 정의된다. 드라이브 레일 (109) 은 실질적인 수평 배향으로 측벽 (113A) 에 부착된다. 가이드 레일 (111) 은 실질적인 수평 배향으로 측벽 (113B) 에 부착된다. 웨이퍼 캐리어 (101) 는 드라이브 레일 (109) 과 가이드 레일 (111) 사이에서 연장되도록 실질적인 수평 배향으로 배치된다. 일 쌍의 드라이브 트럭 (105A/105B) 이 웨이퍼 캐리어 (101) 의 드라이브 측에 부착되고, 드라이브 레일 (109) 의 외부 드라이브 표면에 접촉하도록 위치된다. 일 쌍의 가이드 지지부 (107A/107B) 가 웨이퍼 캐리어 (101) 의 가이드 측에 고정되고, 가이드 레일 (111) 의 가이드 트랙과 인터페이싱하도록 위치된다. 드라이브 트럭 (105A/105B) 내의 핸들 자석은 드라이브 레일 (109) 의 내부 공동 내의 각각의 드라이브 자석에 자기 커플링된다. 따라서, 드라이브 레일 (109) 내의 드라이브 자석의 선형 운동은 화살표 (135) 에 의해 표시된 바와 같이, 드라이브 레일 (109) 을 따라 웨이퍼 캐리어 (101) 의 대응하는 선형 운동을 유발시킬 것이다. 따라서, 웨이퍼 캐리어 (101) 는 처리 챔버 (115) 내에서 수평으로 이동하도록 정의된다.
모터 (125) 는 드라이브 레일 (109) 의 내부 공동 내에서 드라이브 메커니즘에 자기 커플링되어, 드라이브 레일 (109) 의 길이에 따라, 드라이브 레일 (109) 의 내부 공동 내의 드라이브 자석의 제어된 운동을 제공한다. 모터 (125) 는 제어 링크 (139) 를 이용하여 컴퓨터 시스템 (137) 에 커플링된다. 컴퓨터 시스템 (137) 은 모터 (125) 를 제어하도록 정의된다. 일 실시형태에서, 컴퓨터 시스템 (137) 은, 모터 (125) 에 의해 드라이브 레일 (109) 의 내부 공동 내의 드라이브 자석에 인가될 속도 프로파일의 매뉴얼 사양을 제공하도록 정의된 GUI (141) 를 동작시킨다. 전술한 바와 같이, 속도 프로파일은 드라이브 레일 (109) 의 길이에 따른 각각의 위치에서 드라이브 자석의 속도를 특정한다.
챔버 (115) 는 입력 모듈 (129), 처리 모듈 (131) 및 출력 모듈 (133) 을 포함한다. 드라이브 레일 (109) 및 가이드 레일 (111) 은 입력 모듈 (129), 처리 모듈 (131) 및 출력 모듈 (133) 각각을 통해 연속적으로 연장된다. 따라서, 웨이퍼 캐리어 (101) 는, 입력 모듈 (129), 처리 모듈 (131) 및 출력 모듈 (133) 각각을 통해 드라이브 레일 (109) 및 가이드 레일 (111) 을 따라 선형으로 이동될 수 있다. 입력 모듈 (129) 은 도어 어셈블리 (121) 를 포함하고, 그 도어 어셈블리를 통해 웨이퍼는 웨이퍼 핸들링 디바이스에 의해 챔버 (115) 로 삽입될 수 있다. 입력 모듈은 또한, 웨이퍼 캐리어 (101) 가 입력 모듈 (129) 내에서 그 위에 센터링되는 경우, 웨이퍼 캐리어 (101) 의 개방 영역 (103) 을 통해 수직으로 이동하도록 정의되는 웨이퍼 리프터 (117) 를 포함한다. 웨이퍼 리프터 (117) 는, 웨이퍼가 도어 어셈블리 (121) 를 통해 챔버 (115) 로 삽입되는 경우 그 웨이퍼를 수용하도록 상승될 수 있다. 그 후, 웨이퍼 리프터 (117) 는 웨이퍼 캐리어 (101) 상에 웨이퍼를 배치하도록 하강될 수 있고, 웨이퍼 캐리어 (101) 의 이동 경로를 클리어할 수 있다.
처리 모듈 (131) 은, 웨이퍼 캐리어 (101) 에 의해 운반될 웨이퍼와 인터페이싱하도록 배치된 처리 헤드 (127) 를 포함한다. 일 실시형태에서, 처리 헤드 (127) 는 드라이브 레일 (109) 및 가이드 레일 (111) 모두에 탑재되어, 처리 헤드 (127) 의 수직 위치는 드라이브 레일 (109) 의 수직 위치 및 가이드 레일 (111) 의 수직 위치 모두에 인덱싱된다. 처리 헤드 (127) 는 웨이퍼 캐리어 (101) 상에 존재하는 웨이퍼를 처리액에 노출시키도록 정의된다. 몇몇 실시형태에서, 처리 헤드 (127) 는, 웨이퍼가 처리 헤드 (127) 아래를 이동할 때 웨이퍼 표면 상의 처리액의 메니스커스를 생성하도록 정의된다. 처리액은 웨이퍼 표면과 반응하여 특정한 웨이퍼 처리 결과를 달성하도록 포뮬레이팅된다. 일 실시형태에서, 처리 헤드 (127) 는, 웨이퍼가 웨이퍼 캐리어 (101) 에 의해 처리 헤드 (127) 아래에서 이동될 때 다수의 웨이퍼 처리 동작들을 수행하도록 설비된다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 처리 헤드 (127) 는, 웨이퍼가 그 아래를 이동할 때, 웨이퍼 표면을 처리하고, 웨이퍼 표면을 린싱하고, 웨이퍼 표면을 건조시키도록 설비될 수 있다. 또한, 다른 실시형태에서, 다수의 처리 헤드 (127) 가 드라이브 레일 (109) 및 가이드 레일 (111) 에 탑재될 수 있어서, 웨이퍼 캐리어 (101) 는 그 다수의 처리 헤드 (127) 각각의 아래에서 웨이퍼를 이동시킬 수 있다.
웨이퍼 캐리어 (101) 가 처리 모듈 (131) 을 통해 이동하면, 웨이퍼 캐리어 (101) 는 출력 모듈 (133) 에 도달한다. 출력 모듈 (133) 은, 웨이퍼 캐리어 (101) 가 출력 모듈 (133) 내에서 그 위 센터링되는 경우, 웨이퍼 캐리어 (101) 의 개방 영역 (103) 을 통해 수직으로 이동하도록 정의된 웨이퍼 리프터 (119) 를 포함한다. 웨이퍼 리프터 (119) 는 웨이퍼를 웨이퍼 캐리어 (101) 로부터, 챔버 (115) 로부터의 회수를 위한 위치로 리프팅하도록 상승될 수 있다. 출력 모듈 (133) 은 또한 웨이퍼 핸들링 디바이스에 의해 챔버 (115) 로부터 웨이퍼가 회수될 수 있는 도어 어셈블리 (123) 를 포함한다. 웨이퍼가 웨이퍼 리프터 (119) 로부터 회수되면, 웨이퍼 리프터 (119) 는 웨이퍼 캐리어 (101) 의 이동 경로를 클리어하도록 하강될 수 있다. 그 후, 웨이퍼 캐리어 (101) 는 입력 모듈 (129) 로 다시 이동되어, 처리를 위해 다음 웨이퍼를 회수한다.
도 1b 는 본 발명의 일 실시형태에 따라, 상부에 웨이퍼 (104) 가 위치된 웨이퍼 캐리어 (101) 의 상면도를 도시하는 도면이다. 웨이퍼 캐리어 (101) 는 드라이브 레일 (109) 로부터 가이드 레일 (111) 로 실질적으로 수평한 방향으로 연장되도록 배치된다. 웨이퍼 캐리어 (101) 는 개방 영역 (103) 의 주변부 주위에 배치된 다수의 웨이퍼 지지 탭 (143) 을 갖는 중앙에 위치된 개방 영역 (103) 을 포함한다. 개방 영역 (103) 은 웨이퍼 지지 탭 (143) 상에 위치되는 웨이퍼 (104) 를 수용하도록 사이징된다. 도 1b 는 도 1c 내지 도 1g 에 도시된 단면도 A-A 를 식별한다.
도 1c 내지 도 1f 는 전술한 웨이퍼 리프터 (117 및 119) 와 같은 웨이퍼 리프터 (147) 에 의해 수행된 일련의 동작들을 도시한다. 도 1c 는, 웨이퍼 캐리어 (101) 가 웨이퍼 리프터 (147) 위에 위치되는 경우, 웨이퍼 리프터 (147) 가 웨이퍼 지지 부재 (145) 를 웨이퍼 캐리어 (101) 의 개방 영역 (103) 을 통해 연장시키도록 동작된다. 도 1d 는, 웨이퍼 지지 부재가 웨이퍼 캐리어 (101) 상에 연장되는 경우, 웨이퍼 (104) 가 웨이퍼 리프터 (147) 의 웨이퍼 지지 부재 (145) 상에 배치되는 것을 도시한다. 도 1e 는, 웨이퍼 지지 부재 (145) 상에 웨이퍼 (104) 를 수용한 후, 웨이퍼 리프터 (147) 가 웨이퍼 지지 부재 (145) 를 하강시켜 웨이퍼 (104) 가 웨이퍼 캐리어 (101) 의 웨이퍼 지지 탭 (143) 상에 안착되게 동작되는 것을 도시한다. 도 1f 는, 웨이퍼 리프터 (147) 가 웨이퍼 지지 부재 (145) 를 완전히 하강된 위치, 즉, 홈 위치까지 하강시키는 것을 도시하며, 웨이퍼 캐리어 (101) 가 처리 동작 동안 웨이퍼 (104) 를 수평으로 전달하도록 웨이퍼 지지 부재가 상주한다.
웨이퍼를 웨이퍼 캐리어 (101) 로부터 제거하기 위해, 웨이퍼 리프터 (147) 는 필수적으로 도 1c 내지 도 1f 의 동작의 역순을 통해 동작된다. 웨이퍼 지지 부재 (145) 가 웨이퍼 캐리어 (101) 의 개방 영역 (103) 을 통해 리프팅되기 때문에, 웨이퍼 리프터 (147) 에 대한 개방 영역 (103) 의 적절한 정렬은 웨이퍼 지지 부재 (145) 와 웨이퍼 캐리어 (101) 사이의 충돌을 회피하기 위해 필수적임을 인식해야 한다. 예를 들어, 도 1g 는, 웨이퍼 캐리어 (101) 의 개방 영역 (103) 이 웨이퍼 리프터 (147) 에 대해 오정렬되어, 웨이퍼 (104) 를 웨이퍼 캐리어 (101) 로부터 제거하는 리프팅 동작 동안 웨이퍼 지지 부재 (145) 와 웨이퍼 캐리어 (101) 사이에 충돌이 발생되는 시나리오를 도시한다. 웨이퍼 지지 부재 (145) 와 웨이퍼 캐리어 (101) 사이의 이러한 충돌은, 처리 챔버 (115) 의 다른 컴포넌트들을 잠재적으로 손상시킬 뿐만 아니라, 웨이퍼 캐리어 (101), 웨이퍼 지지 부재 (145), 웨이퍼 (104) 자체의 파괴를 유발할 수도 있는 것을 인식해야 한다.
예를 들어, 일 실시형태에서, 웨이퍼 캐리어 (101) 는, 웨이퍼 캐리어 (101) 가 웨이퍼 (104) 를 처리 헤드 (127) 아래에서 이송시킬 때 웨이퍼 (104) 와 처리 헤드 (127) 사이에서 처리 갭이 유지되는 것을 보장하도록 정의된다. 이 실시형태에서, 웨이퍼 캐리어 (101) 는 얇고 딱딱한 것 및 부서지고 깨지기 쉬운 것 둘 모두로 정의된다. 그 결과, 웨이퍼 지지 부재 (145) 와 웨이퍼 캐리어 (101) 사이의 완전한 충돌은, 웨이퍼 캐리어 (101) 및 그 위에 존재하는 웨이퍼 (104) 의 거의 확실한 파괴를 초래할 것이다.
웨이퍼 리프터 (117/119) 와 웨이퍼 캐리어 (101) 사이와 같은, 웨이퍼 리프터와 다른 컴포넌트 사이의 이러한 충돌의 효과를 완화하기 위해, 본 발명은, 충돌을 감지하고 그 충돌에 반응하여, 접촉식 웨이퍼 리프터 (200) 및 그 충돌에 관련된 컴포넌트들의 파괴를 방지하도록 정의된 접촉식 웨이퍼 리프터 (200) 를 제공한다. 여기서 설명된 접촉식 웨이퍼 리프터 (200) 는 도 1a 내지 도 1g 의 처리 챔버 (115) 와 관련하여 설명된 웨이퍼 리프터 (117 및 119) 중 하나 또는 둘 모두에 이용될 수 있다. 또한, 여기서 설명되는 접촉식 웨이퍼 리프터 (200) 는, 웨이퍼 또는 기판을 수직으로 이동시키는 것, 즉, 리프팅/하강시키는 것이 필요한 임의의 다른 시스템에서 본질적으로 이용될 수 있다.
도 2a 는 본 발명의 일 실시형태에 따라, 접촉식 웨이퍼 리프팅 디바이스 (200; 이하, "접촉식 리프터 (200)") 를 도시하는 도면이다. 접촉식 리프터 (200) 는 웨이퍼 지지 부재 (201) 를 제어된 방식으로 수직으로 상승 및 하강시키도록 정의된다. 또한, 접촉식 리프터 (200) 는 웨이퍼 지지 부재 (201) 의 리프팅 동안 웨이퍼 지지 부재 (201) 와 간섭 물체 사이의 충돌을 감지하고, 웨이퍼 지지 부재 (201) 의 수직 운동을 즉시 자동으로 중지시키는 방식으로 그 감지된 충돌에 대응하도록 정의된다. 웨이퍼 지지 부재 (201) 의 수직 운동을 즉시 자동으로 중지시키는 것은, 웨이퍼 지지 부재 (201) 의 파괴, 충돌에 관련된 다른 물체의 파괴, 및/또는 충돌시 웨이퍼 지지 부재 (201) 상에 웨이퍼가 존재한다면 그 웨이퍼의 파괴를 회피하는 방식으로 수행된다.
웨이퍼 지지 부재 (201) 는, 중앙 허브 (201C) 로부터 외곽으로 방사상으로 연장되는 다수의 암 (201A) 을 포함한다. 각각의 암 (201A) 은, 중앙 허브 (201C) 와 암 (201A) 위의 위치에서 웨이퍼를 결속 (engage) 하도록 정의된 각각의 웨이퍼 결속 부재 (201B) 에 의해 종단된다. 도 2b 는 본 발명의 일 실시형태에 따라, 웨이퍼 (104) 가 상부에 배치되는 도 2a 의 접촉식 리프터 (200) 의 측면도를 도시하는 도면이다. 도 2a 및 2b 는 각각의 웨이퍼 결속 부재 (201B) 를 갖는 3 개의 암 (201A) 을 포함한다. 그러나, 다른 실시형태에서, 웨이퍼 지지 부재 (201) 는 4 개 이상의 암 (201A) 을 포함할 수도 있음을 이해해야 한다. 또한, 다른 실시형태에서, 웨이퍼 지지 부재 (201) 가 접촉식 리프터 (200) 위의 위치에서 웨이퍼 (104) 를 안전하게 결속 및 홀딩할 수 있는 한, 웨이퍼 지지 부재 (201) 의 형상은 여기에 명시적으로 도시된 것으로부터 변할 수도 있어서, 접촉식 리프터 (200) 의 동작을 통한 웨이퍼 지지 부재 (201) 의 수직 운동은 그 위에 배치된 웨이퍼 (104) 의 대응하는 수직 운동을 유도할 것이다.
도 2c 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 접촉식 리프터 (200) 의 분해도를 도시하는 도면이다. 도 2d 는 본 발명의 일 실시형태에 따라 접촉식 리프터 (200) 의 확대 단면도를 조립 형태로 도시하는 도면이다. 다음의 설명은 도 2c 및 도 2d 모두에 동등하게 적용될 수 있다. 접촉식 리프터 (200) 는 실질적인 수직 배향으로 고정된 베이스 (203) 를 포함한다. 페데스탈 (205) 은 베이스 (203) 내부에 형성된 수직 채널 내에 배치된다. 일 실시형태에서, 페데스탈 (205) 은 베이스 (203) 내부의 수직 채널을 통해 연정되는 외부의 실린더 본체를 갖도록 정의된다.
일반적으로, 접촉식 리프터 (200) 는 베이스 (203) 의 수직 채널 위아래로 주의깊게 제어된 방식으로 페데스탈 (205) 을 이동시키도록 정의된다. 이를 위해, 페데스탈 (205) 은 수직 드라이브 시스템에 기계적으로 접속된다. 일 실시형태에서, 전기 모터가 수직 드라이브 시스템 내에 포함되어 페데스탈 (205) 의 제어된 수직 운동을 제공한다. 수직 드라이브 시스템은 또한, 전기 모터로부터의 기계적 모션을 페데스탈 (205) 의 수직 모션으로 전달하기 위해 필수적인 기어 및 스프로킷 (sprocket) 과 같은 연관된 기계적 컴포넌트들에 따라, 리드 스크류, 체인, 벨트, 또는 트랙과 같은 드라이브 수단을 포함할 수도 있다. 전술한 수직 드라이브 시스템 실시형태는 전기 모터를 이용하지만, 다른 타입의 수직 드라이브 시스템이 구현되어 페데스탈 (205) 에 제어된 수직 운동을 제공할 수 있는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 다른 실시형태에서는, 공압 (pneumatic) 기반 수직 드라이브 시스템이 이용될 수도 있다.
접촉식 웨이퍼 리프터 (200) 는 도 2a 및 도 2b 에 관해 전술된 웨이퍼 지지 부재 (201) 를 더 포함한다. 웨이퍼 지지 부재 (201) 는 페데스탈 (205) 상에 실질적으로 센터링되는 방식으로 배치된다. 락 플레이트 (217) 는 페데스탈 (205) 의 상면에 고정된다. 웨이퍼 지지 부재 (201) 는 락 플레이트 (217) 에 대해 수직 방향으로 자유롭게 이동하도록 허용된다. 또한, 웨이퍼 지지 부재 (201) 는 탄성적 순응 부재 (213) 에 의해 접촉식 리프터 (200) 내에서 상방향으로 푸시된다. 락 플레이트 (217) 는 웨이퍼 지지 부재 (201) 의 상방향 이동에 대한 하드 스톱을 제공하도록 정의된다. 락 플레이트 (217) 에 의한 웨이퍼 지지 부재 (201) 의 상방향 스톱은 인터페이스 (210) 에서 발생한다.
또한, 락 플레이트 (217) 는 페데스탈 (205) 에 대한 웨이퍼 지지 부재 (201) 를 방위각 방향으로 락킹하도록 정의된다. 이 방위각 락킹을 가능하게 하기 위해, 락 핀 (215) 은 락 플레이트 (217) 의 외부 측벽 내에 고정된다. 일 실시형태에서, 락 핀 (215) 은 스레딩된 접속에 의해 락 플레이트 (217) 에 고정된다. 다른 실시형태에서, 락 핀 (215) 은 락 플레이트 (217) 의 필수적 부분이다. 락 핀 (215) 은 락 플레이트 (217) 에 근접한 위치에서, 웨이퍼 지지 부재 (201) 의 허브 (201C) 의 상면 내에 형성된 채널 (233) 내에 피팅하도록 사이징된다.
도 2e 및 도 2f 는, 본 발명의 일 실시형태에 따라 웨이퍼 지지 부재 허브 (201C) 의 상면 및 락 플레이트 (217) 의 상면이 노출된 부분적으로 조립된 접촉식 리프터 (200) 를 도시하는 도면이다. 도 2e 에 도시된 바와 같이, 채널 (233) 은, 도 2f 에 도시된 바와 같이, 락 플레이트 (217) 의 외부 측벽으로부터 외곽으로 방사상으로 돌출된 락 핀 (215) 을 수용하도록 정의된다. 락 핀 (215) 및 대응하는 채널 (233) 은 락 플레이트 (217) 주위에서 웨이퍼 지지 부재 (201) 의 실질적 회전을 방지하도록 정의된다. 도 2e 및 도 2f 는, 락 플레이트 (217) 주변부 주위의 방사상으로 등거리 위치에서 3 개의 락 핀 (215) 및 대응하는 채널 (233) 의 이용을 도시한다. 그러나, 다른 실시형태에서는 상이한 수의 락 핀 (215) 및 대응하는 채널 (233) 이 이용될 수도 있음을 이해해야 한다.
접촉식 리프터 (200) 는 락 플레이트 (217) 의 중앙 개방 영역 내에 배치된 접촉식 스위치 (207) 를 더 포함한다. 접촉식 스위치 (207) 는 접촉식 스위치 락 너트 (211) 내에 고정되어, 접촉식 스위치 (207) 의 트리거 말단이 상방향으로 배향된다. 접촉식 스위치 (207) 는, 활성 포인트까지 압박되는 경우 개방되어 그에 접속된 회로를 차단하는 통상적으로 폐쇄된 스위치로서 정의된다. 전술한 바와 같이, 다수의 컴포넌트들이 웨이퍼 지지 부재 (201) 에 부착되어, 예를 들어, 충돌을 통해 웨이퍼 지지 부재 (201) 의 하방향 이동이 접촉식 스위치 (207) 로 하여금 압박되게 할 것이다. 접촉식 스위치 (207) 는 수직 드라이브 시스템에 접속되어, 접촉식 스위치 (207) 의 활성화 시에 페데스탈 (205) 및 웨이퍼 지지 부재 (201) 의 상방향 이동을 즉시 자동으로 차단한다.
코일화된 케이블 (231) 이 제공되어, 접촉식 스위치 (207) 를 수직 드라이브 시스템, 즉, 수직 드라이브 시스템의 모터 제어부에 전기 접속시킨다. 도 4 는, 본 발명의 일 실시형태에 따라 페데스탈 (205) 을 통해 연장되는 코일화된 케이블 (231) 을 도시하는 접촉식 리프터 (200) 의 단면도를 도시하는 도면이다. 일 실시형태에서, 코일화된 케이블 (231) 은 접촉식 스위치 (207) 와 전기 접속되는 도전성 와이어의 쌍를 포함하도록 정의된다. 일 실시형태에서, 코일화된 케이블 (231) 내의 도전성 와이어의 쌍 각각은 전기 절연재로 각각 코팅된다. 도전성 와이어의 쌍은 탄성재의 재킷 (jacket) 내에 배치된다. 재킷은 코일부 (407) 를 포함하여, 웨이퍼 지지 부재 (201) 가 페데스탈 (205) 을 통해 상승 및 하강될 때 코일화된 케이블 (231) 의 신장 및 수축을 제공한다.
일 실시형태에서, 코일화된 케이블 (231) 은, 테프론 (Teflon) 으로 각각 코팅된 도전성 와이어 (예를 들어, 38 게이지의 도전성 와이어) 의 쌍에 의해 정의된다. 또한 이 실시형태에서, 테프론 코팅된 도전성 와이어의 쌍은 폴리우레탄 재킷 내에 배치된다. 폴리우레탄 재킷은 코일화된 케이블 (231) 의 코일부 (407) 를 형성 및 유지한다. 일 실시형태에서, 코일화된 케이블 (231) 은 페데스탈 (205) 내에 정의된 슬리브 (405) 내에 배치된다. 슬리브 (405) 는, 코일화된 케이블 (231) 이 페데스탈 (205) 내에서 신장 및 수축할 때 부드러운 이동을 제공한다. 일 실시형태에서, 웨이퍼 지지 부재 (201) 는 약 100 mm 의 수직 범위에 걸쳐 이동할 수 있다. 따라서, 이 실시형태에서, 코일화된 케이블 (231) 은 적어도 100 mm 거리에 걸쳐 신장 및 수축을 제공하도록 정의된다.
접촉식 리프터 (200) 는 또한, 페데스탈 (205) 내의 더 큰 피드스루 (feedthrough) 홀로부터 접촉식 스위치 락 너트 (211) 와 연관된 더 작은 홀까지의 전이를 허용하도록 정의된 스레드 어댑터 (209) 를 포함한다. 페데스탈 (205) 내의 더 큰 피드스루 홀은 접촉식 웨이퍼 리프터 (200) 의 어셈블리를 용이하게 한다. 더 상세하게는, 페데스탈 (205) 내의 더 큰 피드스루 홀은, 페데스탈 (205) 의 바닥을 통해 코일화된 케이블 (231) 을 위로 스레딩하는 것과 반대로, 페데스탈 (205) 의 상단을 통해 코일화된 케이블 (231) 의 삽입을 허용한다.
탄성적 순응 부재 (213) 는 웨이퍼 지지 부재 (201) 와 페데스탈 (205) 사이에 배치된다. 또한, 커버 플레이트 (219) 는 웨이퍼 지지 부재 (201) 의 상면에 고정된다. 밀봉 (227) 은 웨이퍼 지지 부재 허브 (201C) 의 커버 플레이트 (219) 와 상면 사이에 배치된다. 밀봉 (227) 은, 예를 들어, 유체, 화학물질, 부산물 등과 같은 웨이퍼 처리 재료의 접촉식 스위치 (207) 영역으로의 돌출을 방지하도록 정의된다. 커버 플레이트 (219) 는 탄성적 순응 부재 (213) 에 의해 가해지는 상방향 힘에 대항하도록 정의된다. 따라서, 커버 플레이트 (219) 및 웨이퍼 지지 부재 (201) 는 함께 고정되어, 웨이퍼 지지 부재 (201) 상에 가해지는 힘이 커버 플레이트 (219) 를 통해 탄성적 순응 부재 (213) 로 전달되고, 그 역 또한 성립한다.
더 상세하게는, 탄성적 순응 부재 (213) 는, 웨이퍼 지지 부재 (201) 에 고정된 커버 플레이트 (219) 를 통해 웨이퍼 지지 부재 (201) 상에 상방향 힘을 제공하도록 정의된다. 탄성적 순응 부재 (213) 에 의해 가해진 상방향 힘은 정규의 조건 동안, 즉, 웨이퍼 지지 부재 (201) 상의 비정상적 하방향 힘의 부재시에, 접촉식 스위치 (207) 에 대한 상방향으로 배치된 위치에서 웨이퍼 지지 부재 (201) 를 유지한다. 웨이퍼 지지 부재 (201) 의 정상적인 상방향으로 배치된 위치는 인터페이스 (210) 에서 락 플레이트 (217) 와 웨이퍼 지지 부재 (201) 사이의 접촉에 대응한다. 또한, 탄성적 순응 부재 (213) 의 힘, 즉, 스프링 상수는, 페데스탈 (205) 의 상방향 가속의 결과로서 접촉식 스위치 (207) 의 트립을 방지하기에는 충분하지만, 웨이퍼 지지 부재 (201) 와 간섭 물체 사이의 충돌시에 접촉식 스위치 (207) 의 압축 및 트립을 허용할 정도로 충분히 작은 결과적 힘을 제공하도록 정의된다.
탄성적 순응 부재 (213) 는, 웨이퍼 지지 부재 (201) 에 충분한 하방향 힘이 제공되는 경우 스프링과 유사한 방식으로 동작하도록 정의된다. 웨이퍼 지지 부재 (201) 에 인가된 하방향 힘에 기인한 탄성적 순응 부재 (213) 의 압축은 접촉식 스위치 (207) 의 대응하는 압박 및 활성화를 허용한다. 탄성적 순응 부재 (213) 의 힘은, 웨이퍼 지지 부재 (201) 가 웨이퍼 지지 부재 (201) 의 이동 경로 내의 간섭 물체와 접촉시에 하방향으로 이동하여 접촉식 스위치 (207) 를 활성화시도록 설정된다. 또한, 탄성적 순응 부재 (213) 의 힘은, 웨이퍼 지지 부재 (201) 또는 간섭 물체 상에 파괴력이 가해지기 전에 웨이퍼 지지 부재 (201) 의 하방향 이동을 허용하도록 설정된다.
다양한 실시형태에서, 탄성적 순응 부재 (213) 는 본질적으로, 적절한 스프링 특성을 제공하는 탄성적 순응 부재의 임의의 타입일 수 있다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 탄성적 순응 부재 (213) 는 코일화된 스프링이다. 다른 실시형태에서, 탄성적 순응 부재 (213) 는 다수의 코일화된 스프링에 의해 정의된다. 다른 실시형태에서, 탄성적 순응 부재 (213) 는 환형 고무 컴포넌트에 의해 정의된다. 또 다른 실시형태에서, 탄성적 순응 부재 (213) 는, 적절한 스프링 특성을 함께 제공하는 환형 고무 컴포넌트들의 스택에 의해 정의된다.
탄성적 순응 부재 (213) 의 요구된 스프링 상수는 웨이퍼 지지 부재 (201) 또는 잠재적 간섭 물체를 파괴하는데 요구되는 힘에 기초하여 정의됨을 인식해야 한다. 일 실시형태에서, 웨이퍼 캐리어 (101) 와 같은 실리콘 카바이드 웨이퍼 캐리어가 잠재적으로 간섭하는 물체를 나타낸다. 이 실시형태의 일 변형예에서는, 탄성적 순응 부재 (213) 가 인치 당 약 20 내지 60 파운드까지 신장되는 범위 내에서 스프링 상수에 의해 정의된다. 이 실시형태의 다른 변형예에서는, 탄성적 순응 부재 (213) 가 인치 당 약 30 내지 50 파운드까지 신장되는 범위 내에서 스프링 상수에 의해 정의된다.
접촉식 리프터 (200) 는 또한 접촉식 스위치 (207) 상의 위치에서 커버 플레이트 (219) 와 결속되도록 정의된 조정 스크류 (221) 를 포함한다. 조정 스크류 (221) 는, 웨이퍼 지지 부재 (201) 상에 충분한 하방향 힘이 가해지고, 커버 플레이트 (219) 를 통해 조정 스크류 (221) 에 전달되는 경우 접촉식 스위치 (207) 를 압박하도록 정의된다. 접촉식 리프터 (200) 는 조정 락 너트 (223) 를 더 포함하여, 조정 스크류 (221) 의 원하지 않는 회전을 방지한다. 또한, 조정 스크류 커버 (225) 및 밀봉 (229) 이 제공되어, 예를 들어, 유체, 화학물, 부산물 등과 같은 웨이퍼 처리 재료로의 노출로부터 조정 스크류를 보호한다.
커버 플레이트 (219) 에 대한 조정 스크류 (221) 의 수직 위치는, 접촉식 스위치 (207) 를 활성화 지점까지 압박하는데 요구되는 조정 스크류 (221) 의 수직 이동의 양을 제어한다. 더 상세하게는, 조정 스크류 (221) 는 조정 스크류 (221) 와 접촉식 스위치 (207) 사이의 갭 (208) 의 조정을 허용한다. 갭 (208) 의 조정은, 접촉식 스위치 (207) 의 활성화를 위해 웨이퍼 지지 부재 (201) 의 하방향 이동이 얼마나 많이 요구되는지에 대한 조정, 즉 접촉식 리프터 (200) 의 감도에 대한 조정을 제공한다. 일 실시형태에서, 조정 스크류 (221) 는 접촉식 스위치 (207) 에 정확하게 접촉하도록 설정되어, 갭 (208) 은 본질적으로 제로로 설정된다. 다른 실시형태에서, 갭 (208) 은, 접촉식 스위치 (207) 의 상단과 조정 스크류 (221) 사이의 수직 거리가 약 0.01 인치 내지 약 0.015 인치까지 연장된 범위 이내가 되도록 설정된다. 다른 실시형태에서, 갭 (208) 은, 조정 스크류 (221) 가 접촉식 스위치 (207) 를 데드 밴드 (dead band) 내의 위치, 즉, 접촉식 스위치 (207) 의 활성화 지점에 도달하지 않는 위치까지 실질적으로 압박하도록, 네거티브일 수 있다.
도 3a 및 도 3b 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 접촉식 스위치 (207) 의 동작을 도시한다. 접촉식 스위치 (207) 는, 반구형 트리거 말단을 갖도록 정의되어, 반구형 트리거 말단의 임의의 지점에서의 압력은 접촉식 스위치가 활성화 지점으로 하방향으로 이동하게 할 것이다. 따라서, 웨이퍼 결속 부재 (201B) 중 하나 상에 가해진 하방향 힘은 접촉식 스위치 (207) 의 트리거 말단이 압박되게 할 것이다. 접촉식 스위치 (207) 는 화살표 (301) 에 의해 표시된 바와 같이, 완전히 연장된 위치로부터 활성화 지점까지 데드 밴드 이동량을 가질 수도 있다. 접촉식 스위치 (207) 는 데드 밴드를 통해 활성화 지점까지 압박되는 경우 활성화된다.
일 실시형태에서는, 페데스탈 (205) 과 웨이퍼 지지 부재 (201) 사이의 갭 (204) 이 페데스탈 (205) 에 대한 웨이퍼 지지 부재 (201) 의 허용가능한 하방향 이동 범위를 정의하도록 접촉식 리프터 (200) 가 정의된다. 웨이퍼 지지 부재 (201) 가 페데스탈 (205) 에 도달하기 이전에 접촉식 스위치 (207) 가 활성화 지점까지 압박되도록, 갭 (204) 은 페데스탈 (205) 에 대한 웨이퍼 지지 부재 (201) 의 충분한 하방향 이동을 허용할만큼 충분히 크게 설정된다.
예시적인 일 실시형태에서는, 300 mm 웨이퍼를 수용하도록 정의된 웨이퍼 지지 부재 (201) 에 있어서, 갭 (204) 의 수직 높이는 약 0.02 인치 내지 약 0.06 인치까지 연장된 범위 내로 설정된다. 다른 예시적인 실시형태에서는, 300 mm 웨이퍼를 수용하도록 정의된 웨이퍼 지지 부재 (201) 에 있어서, 갭 (204) 의 수직 높이는 약 0.04 인치로 설정된다. 또한, 예시적인 일 실시형태에서는, 200 mm 웨이퍼를 수용하도록 정의된 웨이퍼 지지 부재 (201) 에 있어서, 갭 (204) 의 수직 높이는 약 0.01 인치 내지 약 0.05 인치까지 연장된 범위 내로 설정된다. 다른 예시적인 실시형태에서는, 200 mm 웨이퍼를 수용하도록 정의된 웨이퍼 지지 부재 (201) 에 있어서, 갭 (204) 의 수직 높이는 약 0.03 인치로 설정된다.
접촉식 리프터 (200) 는 또한, 웨이퍼 지지 부재 (201) 가 인터페이스 (210) 에서 락 플레이트 (217) 에 대해 중지하도록 상방향으로 푸시되는 경우, 락 플레이트 (217) 와 커버 플레이트 (219) 사이에 갭 (206) 이 존재하도록 정의된다. 갭 (206) 은 갭 (204) 보다 더 큰 수직 높이를 갖는다. 따라서, 락 플레이트 (217) 에 대한 웨이퍼 지지 부재 (201) 의 하방향 이동은 락 플레이트 (217) 와 커버 플레이트 (219) 사이에서 접촉 이전에 중지될 것이다.
전술한 바와 같이, 도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 따라 접촉식 리프터 (200) 의 단면도를 도시한다. 웨이퍼 지지 부재 (201) 가 페데스탈 (205) 의 상방향 이동에 의해 수직 상방향으로 이동함에 따라, 웨이퍼 지지 부재 (201), 커버 플레이트 (219) 또는 조정 스크류 커버 (225) 중 필수적으로 임의의 일부가 간섭 물체에 접촉할 수도 있어서, 웨이퍼 지지 부재 (201) 의 하방향 이동이 접촉식 스위치 (207) 를 활성화시킨다. 일 실시형태에서는, 화살표 (401) 에 의해 표시된 바와 같이 웨이퍼 결속 부재 (201B) 중 하나 상에 가해진 적어도 0.5 파운드의 하방향 힘이 접촉식 스위치 (207) 를 활성화시키기에 충분하도록 접촉식 리프터 (200) 가 정의된다. 웨이퍼 결속 부재 (201B) 중 하나 상의 이러한 하방향 힘은, 화살표 (409) 에 의해 표시된 바와 같이 웨이퍼 지지 부재 (201) 가 페데스탈 (205) 에 대해 기울어지게 할 수도 있다. 웨이퍼 지지 부재 (201) 의 이러한 기울어짐은 탄성적 순응 부재 (213) 에 의해 인에이블된다. 또한, 일 실시형태에서는, 화살표 (403) 에 의해 표시된 바와 같이 조정 스크류 커버 (225) 에 가해진 적어도 1.8 파운드의 하방향 힘이 접촉식 스위치 (207) 를 활성화시키기에 충분하도록 접촉식 리프터 (200) 가 정의된다. 그러나, 다른 실시형태에서는, 웨이퍼 지지 부재 (201) 가 이동가능하여 전술한 힘과는 다른 힘의 세기 하에서 접촉식 스위치 (207) 의 활성화를 유발하도록 탄성적 순응 부재 (213) 의 스프링 특성이 설정될 수 있다.
도 5 는 본 발명의 일 실시형태에 따라 접촉식 웨이퍼 리프팅 장치 (접촉식 리프터 (200)) 를 동작시키는 방법의 흐름도를 도시한다. 이 방법은, 접촉식 리프터 (200) 의 웨이퍼 지지 부재 (201) 를 리프팅하기 위한 동작 (501) 을 포함한다. 이 방법은 또한, 웨이퍼 지지 부재 (201) 상의 충분한 하방향 힘의 인가에 응답하여 접촉식 스위치 (207) 를 활성화시키는 동작 (503) 을 포함한다. 접촉식 스위치 (207) 는 통상적으로 폐쇄 스위치이다. 웨이퍼 지지 부재 (201) 상으로의 충분한 하방향 힘의 인가는, 접촉식 스위치 (207) 가 개방되어 웨이퍼 지지 부재 (201) 의 리프팅을 제어하는데 이용된 전기 회로를 차단하는 활성화 지점까지 그 접촉식 스위치 (207) 가 압박되게 한다. 일 실시형태에서, 접촉식 스위치 (207) 를 활성화시키는데 요구되는 충분한 하방향 힘은 약 0.5 파운드 내지 약 2 파운드까지 연장된 범위 이내이다.
접촉식 스위치 (207) 를 활성화시키는 것에 응답하여, 이 방법은, 웨이퍼 지지 부재 (201) 의 리프팅을 자동으로 차단하는 동작 (505) 을 포함한다. 일 실시형태에서, 접촉식 리프터 (200) 의 모터의 모멘텀은, 접촉식 리프터 (200) 의 모터의 컷오프 이후 약 3 mm 내지 약 4 mm 까지 연장된 거리 상에서 웨이퍼 지지 부재 (201) 의 연속적 이동을 유발할 수도 있다. 웨이퍼 지지 부재 (201) 는 충분히 순응적이어서, 접촉식 리프터 (200) 모터의 컷오프에 후속하는 웨이퍼 지지 부재 (201) 의 연속적 이동 거리 상에서의 컴포넌트 파괴를 방지한다. 또한, 접촉식 리프터 (200) 는, 접촉식 스위치 (207) 의 활성화 시에, 그리고 접촉식 스위치 (207) 자체의 하드 스톱에 대한 플런징 (plunging) 이전에, 웨이퍼 지지 부재 (201) 의 상방향 이동을 중지하도록 튜닝되어, 접촉식 스위치 (207) 에 대한 손상을 방지한다.
웨이퍼 지지 리프팅의 차단에 후속하여, 이 방법은, 웨이퍼 지지 부재 (201) 를 바닥 위치, 즉, 홈 위치까지 하강시키는 동작 (507) 을 포함한다. 이 방법은 또한, 웨이퍼 지지 부재 (201) 또는 그 웨이퍼 지지 부재 (201) 에 의해 접촉되는 구조의 파괴 이전에 접촉식 스위치 (207) 가 활성화되도록 접촉식 리프터 (200) 의 감도를 설정하는 동작을 포함할 수도 있다.
본 발명을 다수의 실시형태들의 관점에서 설명했지만, 전술한 설명을 읽고 도면을 연구한 당업자들은 다양한 변형예, 추가예, 치환예 및 균등물을 실현할 것이 인식된다. 따라서, 본 발명은, 본 발명의 진정한 사상 및 범주에 속하는 이러한 모든 변형예, 추가예, 치환예 및 균등물을 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (22)

  1. 페데스탈;
    상기 페데스탈에 접속되고, 상기 페데스탈의 제어된 상방향 및 하방향 이동을 제공하도록 정의되는 수직 드라이브;
    상기 페데스탈 상에 배치되는 웨이퍼 지지 부재; 및
    상기 웨이퍼 지지 부재 상의 충분한 하방향 힘에 의해 접촉식 스위치가 활성화되도록 상기 웨이퍼 지지 부재와 상기 페데스탈 사이에 배치되는 상기 접촉식 스위치를 포함하고,
    상기 접촉식 스위치는, 상기 수직 드라이브에 접속되어, 상기 접촉식 스위치의 활성화 시에 상기 페데스탈 및 상기 페데스탈의 위에 배치된 웨이퍼 지지 부재의 상방향 이동을 차단하는, 접촉식 웨이퍼 리프팅 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 지지 부재는 중앙 허브 및 상기 중앙 허브로부터 외곽으로 방사상으로 연장된 다수의 암을 포함하고,
    상기 암 각각은, 상기 중앙 허브 및 상기 다수의 암 위의 위치에서 상기 웨이퍼를 결속 (engage) 하도록 정의된 각각의 웨이퍼 결속 부재에 의해 종단되는, 접촉식 웨이퍼 리프팅 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 지지 부재에 인가된 충분한 하방향 힘이 탄성적 순응 부재의 압축 및 상기 접촉식 스위치의 대응하는 활성화를 유발시키도록, 상기 웨이퍼 지지 부재와 상기 페데스탈 사이에 배치된 상기 탄성적 순응 부재를 더 포함하는, 접촉식 웨이퍼 리프팅 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 지지 부재의 상면에 고정된 커버 플레이트를 더 포함하고,
    상기 커버 플레이트는, 상기 탄성적 순응 부재에 의해 상기 커버 플레이트 상에 가해지는 상방향 힘에 대항하도록 정의되고, 상기 커버 플레이트 및 웨이퍼 지지 부재는 함께 고정되어, 상기 웨이퍼 지지 부재 상에 가해지는 힘이 상기 커버 플레이트를 통해 상기 탄성적 순응 부재에 전달되고, 상기 탄성적 순응 부재에 가해지는 힘이 상기 커버 플레이트를 통해 상기 웨이퍼 지지 부재에 전달되게 하는, 접촉식 웨이퍼 리프팅 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 접촉식 스위치 위의 위치에서 상기 커버 플레이트와 결속되도록 정의되는 조정 스크류를 더 포함하고,
    상기 조정 스크류는, 충분한 하방향 힘이 상기 웨이퍼 지지 부재 상에 가해지고 상기 커버 플레이트를 통해 상기 조정 스크류로 전달되는 경우, 상기 접촉식 스위치를 압박하도록 정의되고, 상기 조정 스크류의 수직 세팅은 상기 접촉식 스위치를 활성화 지점까지 압박하도록 요구되는, 상기 조정 스크류의 수직 이동량을 제어하는, 접촉식 웨이퍼 리프팅 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 페데스탈의 상면에 고정된 락 플레이트를 더 포함하고,
    상기 락 플레이트는, 상기 탄성적 순응 부재로부터 상기 커버 플레이트를 통해 상기 웨이퍼 지지 부재 상에 가해지는 힘에 의해 상기 웨이퍼 지지 부재가 상방향으로 푸시될 때, 상기 웨이퍼 지지 부재의 상방향 이동에 대한 하드 스톱을 제공하도록 정의되는, 접촉식 웨이퍼 리프팅 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 락 플레이트는 상기 락 플레이트의 외곽 주변부 측 내에 고정된 핀을 포함하고, 상기 웨이퍼 지지 부재는 상기 핀을 수용하도록 정의된 채널을 포함하고, 상기 핀 및 채널은 상기 락 플레이트를 중심으로 한 상기 웨이퍼 지지 부재의 실질적 회전을 방지하도록 정의되는, 접촉식 웨이퍼 리프팅 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 접촉식 스위치와 전기 접속되는 도전성 와이어의 쌍을 포함하도록 정의되는 코일화된 케이블을 더 포함하고,
    상기 코일화된 케이블은 상기 페데스탈 내에 정의되는 채널 내에 배치되고, 상기 코일화된 케이블은, 상기 수직 드라이브가 상기 페데스탈을 상방향으로 이동시키도록 동작할 때에는 신장되고, 상기 수직 드라이브가 상기 페데스탈을 하방향으로 이동시키도록 동작할 때에는 수축하도록 정의되는, 접촉식 웨이퍼 리프팅 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 도전성 와이어의 쌍 각각은 전기 절연재에 의해 각각 코팅되고, 상기 도전성 와이어의 쌍은 탄성재의 재킷 (jacket) 내에 배치되고, 상기 재킷은 코일부를 포함하여 상기 코일화된 케이블의 신장 및 수축을 제공하는, 접촉식 웨이퍼 리프팅 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 접촉식 스위치는, 활성화 시에 전기 회로를 차단하도록 개방되는 상시 폐쇄 스위치로서 정의되는, 접촉식 웨이퍼 리프팅 장치.
  11. 처리 챔버 내에서 수평으로 이동하도록 정의되는 웨이퍼 캐리어로서, 상기 웨이퍼 캐리어는 개방 영역을 포함하고, 상기 개방 영역은 상기 개방 영역의 주변부 주위에 배치된 다수의 웨이퍼 지지 탭을 갖고, 상기 개방 영역은, 상기 웨이퍼 지지 탭 상에 웨이퍼가 위치되는 경우 상기 웨이퍼를 수용하도록 사이징되는, 상기 웨이퍼 캐리어; 및
    상기 웨이퍼 캐리어의 수평 이동 경로 아래에서 상기 처리 챔버 내의 고정 위치에 배치된 접촉식 웨이퍼 리프터를 포함하고,
    상기 접촉식 웨이퍼 리프터는,
    페데스탈,
    상기 페데스탈 상에 배치되는 웨이퍼 지지 부재,
    상기 페데스탈에 접속된 수직 드라이브로서, 상기 웨이퍼 캐리어가 상기 접촉식 웨이퍼 리프터 상에 위치되는 경우 상기 페데스탈 및 상기 웨이퍼 지지 부재가 상기 웨이퍼 캐리어의 상기 개방 영역을 통해 이동가능하도록, 상기 페데스탈 및 상기 페데스탈 상에 배치된 웨이퍼 지지 부재의 제어된 상방향 및 하방향 이동을 제공하도록 정의되는, 상기 수직 드라이브, 및
    상기 웨이퍼 지지 부재 상의 충분한 하방향 힘에 의해 접촉식 스위치가 활성화되도록 상기 웨이퍼 지지 부재와 상기 페데스탈 사이에 배치되는 상기 접촉식 스위치를 포함하고,
    상기 접촉식 스위치는, 상기 수직 드라이브에 접속되어, 상기 접촉식 스위치의 활성화 시에 상기 페데스탈 및 상기 페데스탈의 위에 배치된 웨이퍼 지지 부재의 상방향 이동을 차단하는, 웨이퍼 핸들링 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 지지 부재는 중앙 허브 및 상기 중앙 허브로부터 외곽으로 방사상으로 연장된 다수의 암을 포함하고,
    상기 암 각각은, 상기 중앙 허브 및 상기 다수의 암 위의 위치에서 상기 웨이퍼를 결속하도록 정의된 각각의 웨이퍼 결속 부재에 의해 종단되는, 웨이퍼 핸들링 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 지지 부재에 인가된 충분한 하방향 힘이 탄성적 순응 부재의 압축 및 상기 접촉식 스위치의 대응하는 활성화를 유발시키도록, 상기 웨이퍼 지지 부재와 상기 페데스탈 사이에 배치된 상기 탄성적 순응 부재를 더 포함하는, 웨이퍼 핸들링 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 지지 부재의 상면에 고정된 커버 플레이트를 더 포함하고,
    상기 커버 플레이트는, 상기 탄성적 순응 부재에 의해 상기 커버 플레이트 상에 가해지는 상방향 힘에 대항하도록 정의되고, 상기 커버 플레이트 및 웨이퍼 지지 부재는 함께 고정되어, 상기 웨이퍼 지지 부재 상에 가해지는 힘이 상기 커버 플레이트를 통해 상기 탄성적 순응 부재에 전달되고, 상기 탄성적 순응 부재에 가해지는 힘이 상기 커버 플레이트를 통해 상기 웨이퍼 지지 부재에 전달되게 하는, 웨이퍼 핸들링 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 접촉식 스위치 위의 위치에서 상기 커버 플레이트와 결속되도록 정의되는 조정 스크류를 더 포함하고,
    상기 조정 스크류는, 충분한 하방향 힘이 상기 웨이퍼 지지 부재 상에 가해지고 상기 커버 플레이트를 통해 상기 조정 스크류로 전달되는 경우, 상기 접촉식 스위치를 압박하도록 정의되고, 상기 조정 스크류의 수직 세팅은 상기 접촉식 스위치를 활성화 지점까지 압박하도록 요구되는, 상기 조정 스크류의 수직 이동량을 제어하는, 웨이퍼 핸들링 시스템.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 페데스탈의 상면에 고정된 락 플레이트를 더 포함하고,
    상기 락 플레이트는, 상기 탄성적 순응 부재로부터 상기 커버 플레이트를 통해 상기 웨이퍼 지지 부재 상에 가해지는 힘에 의해 상기 웨이퍼 지지 부재가 상방향으로 푸시될 때, 상기 웨이퍼 지지 부재의 상방향 이동에 대한 하드 스톱을 제공하도록 정의되는, 웨이퍼 핸들링 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 락 플레이트는 상기 락 플레이트의 외곽 주변부 측 내에 고정된 핀을 포함하고, 상기 웨이퍼 지지 부재는 상기 핀을 수용하도록 정의된 채널을 포함하고, 상기 핀 및 채널은 상기 락 플레이트를 중심으로 한 상기 웨이퍼 지지 부재의 실질적 회전을 방지하도록 정의되는, 웨이퍼 핸들링 시스템.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 접촉식 스위치는, 활성화 시에 전기 회로를 차단하도록 개방되는 상시 폐쇄 스위치로서 정의되는, 웨이퍼 핸들링 시스템.
  19. 접촉식 웨이퍼 리프팅 장치를 동작시키는 방법으로서,
    상기 접촉식 웨이퍼 리프팅 장치의 웨이퍼 지지 부재를 리프팅하는 단계;
    상기 웨이퍼 지지 부재 상으로의 충분한 하방향 힘의 인가에 응답하여 접촉식 스위치를 활성화시키는 단계; 및
    상기 접촉식 스위치를 활성화시키는 단계에 응답하여,
    상기 웨이퍼 지지 부재의 리프팅을 자동으로 차단하는 단계와
    상기 웨이퍼 지지 부재를 바닥 위치까지 하강시키는 단계를 포함하는, 접촉식 웨이퍼 리프팅 장치를 동작시키는 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 지지 부재 또는 상기 웨이퍼 지지 부재에 의해 접촉되는 구조의 파괴 이전에 상기 접촉식 스위치가 활성화되도록 상기 접촉식 웨이퍼 리프팅 장치의 감도를 설정하는 단계를 더 포함하는, 접촉식 웨이퍼 리프팅 장치를 동작시키는 방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 접촉식 스위치를 활성화시키는데 요구되는 상기 충분한 하방향 힘은 약 0.5 파운드 내지 약 2 파운드까지 연장된 범위 이내인, 접촉식 웨이퍼 리프팅 장치를 동작시키는 방법.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 접촉식 스위치는 상시 폐쇄 스위치이고, 상기 웨이퍼 지지 부재 상으로의 상기 충분한 하방향 힘의 인가는, 상기 웨이퍼 지지 부재의 리프팅을 제어하도록 정의된 전기 회로를 차단하도록 상기 접촉식 스위치가 개방되는 활성화 지점까지 상기 접촉식 스위치가 압박되게 하는, 접촉식 웨이퍼 리프팅 장치를 동작시키는 방법.
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