KR20130095180A - 웨이퍼 형상의 아티클을 홀딩하기 위한 디바이스 - Google Patents
웨이퍼 형상의 아티클을 홀딩하기 위한 디바이스 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20130095180A KR20130095180A KR1020127029163A KR20127029163A KR20130095180A KR 20130095180 A KR20130095180 A KR 20130095180A KR 1020127029163 A KR1020127029163 A KR 1020127029163A KR 20127029163 A KR20127029163 A KR 20127029163A KR 20130095180 A KR20130095180 A KR 20130095180A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- wafer
- chuck
- pins
- damping
- shaped article
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
- H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
- H01L21/68785—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the mechanical construction of the susceptor, stage or support
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
- H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
- H01L21/68728—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a plurality of separate clamping members, e.g. clamping fingers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
- H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
- H01L21/68735—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by edge profile or support profile
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
- H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
- H01L21/68792—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the construction of the shaft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
Abstract
반도체 웨이퍼들을 홀딩하기 위한 스핀 척은, 척 핀들이 5 웨이퍼 시프트 이후 웨이퍼 에지에 부딪히는 힘을 제한하기 위한 하나 이상의 댐핑 메카니즘들을 포함한다. 댐핑 메카니즘은 선형 또는 회전형 대시포트일 수도 있다. 대시포트 또는 대시포트들은 척 바디의 표면 상에 탑재되고, 방사상으로의 내측 및 외측 이동 동안 척 핀들을 교대로 구동하는 공통 기어 링에 콘택하는 제어 암을 포함한다.
Description
본 발명은 웨이퍼 형상의 아티클들, 예컨대 반도체 웨이퍼들을 홀딩하기 위한 디바이스들에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼들은 식각, 세정, 연마 및 재료 성막과 같은 다양한 표면 처리 공정들로 처리된다. 이러한 공정들을 제공하기 위해서, 단일 웨이퍼는, 예를 들어 미국 특허 Nos. 4,903,717 및 5,513,668 에 기재된 바와 같이, 회전가능한 캐리어와 결부된 척에 의해 하나 이상의 처리 유체 노즐들과 관련하여 지지될 수도 있다.
상기 언급된 특허들은 베르누이 (Bernoulli) 원칙에 따라 운용되어, 웨이퍼가 척과의 콘택에 의해서라기 보다는 가스 쿠션으로부터 아래에 있는 지지체를 수용한다. 이러한 척들은 그럼에도 불구하고 대개, 척 상에 배치된 웨이퍼의 방사상 외측으로 배치되는 원형 시리즈의 핀들을 포함한다. 이 핀들은 척에 대한 웨이퍼의 측부 변위 (lateral displacement) 를 방지한다.
미국 특허 No. 4,903,717 에 기재된 바와 같이, 각 핀들이 각각의 추축 베이스 (pivotal base) 로부터 상측으로 돌출하도록 핀들을 구성하는 것이 또한 이롭다. 핀 및 베이스의 축들은 수직이지만 서로로부터 오프셋되어, 베이스의 피보팅 (pivoting) 이 관련 핀으로 하여금 원형 아크를 따라 이동하게 하여 그 방사상 위치에서 조절될 수 있게 한다. 추축 베이스들에는 각각 기어 치부 (gear teeth) 가 제공되며, 이것은 척의 회전 축과 동축인 공통 기어 링의 치부와 맞물린다. 이로써 척에 대한 기어 링의 회전은 모든 핀들로 하여금 공동으로 (conjointly) 그리고 동일한 정도로 이동하도록 한다.
이 구성은, 핀들이 웨이퍼의 설치 또는 제거를 위해 방사상 외측으로 이동되고, 이후 웨이퍼의 주변 에지와 콘택하도록 방사상 내측으로 이동되는 것을 허용한다. 이러한 콘택은 척에 대한 웨이퍼의 측부 변위뿐만 아니라 척이 스핀될 때 웨이퍼와 척 사이의 상대적인 회전도 방지한다.
척에 대한 웨이퍼의 회전을 "웨이퍼 시프트"라 한다. 웨이퍼 및 척은 일반적으로 서로에 대해 이동하도록 의도되지 않지만, 핀들이 웨이퍼를 터치하는 영역에서의 웨이퍼 베벨의 정확한 세정 및/또는 식각을 보장하기 위해서는 제어된 양의 웨이퍼 시프트가 바람직하다. 이것은, 세정 및 식각 단계 동안 척에 대해 여러가지 각도들만큼 웨이퍼를 시프트하는 것을 수반한다. 웨이퍼 시프트는 특정 시간 간격으로 수행된다. 이 시간 간격 내에, 척 내측의 기어 링이 척의 핀들을 열고 웨이퍼가 시프트된다. 기어 링은 스프링 힘에 의해 되돌아 이동된다.
예컨대 Lam Research Corporation 에 의해 만들어진 것들과 같은, 단일 웨이퍼 습식 프로세싱용 공정 모듈들에 이용되는 스핀 척들에서, 웨이퍼 시프트는 공정 단계들 동안 척을 가속화 또는 감속화함으로써 수행될 수 있다. 즉, 척 핀들을 구동하는, 기어 링의 관성은, 척의 가속화 및 감속화 동안 기어 링과 척 바디 사이에 약간의 상대적인 회전이 있다는 것이며, 이것은 핀들로 하여금 열림 및 닫힘 이동을 수행하도록 하고 척이 가속화 또는 감속화될 때 수 밀리초 동안 웨이퍼를 풀어주게 한다. 그 간격 동안 웨이퍼는 클램핑되지 않으며 척에 대해 여러가지 각도들만큼 회전한다. 마찬가지로, 치형 기어 (tooth gear) 가 척 베이스 바디 대신에 구동되는 경우에는, 치형 기어에 대항한 척 베이스 바디의 상대 이동이 척 베이스 바디의 관성에 의해 야기되며, 척 핀들에 대해 동일한 효과가 있다.
본 발명자들은, 상술된 종류의 척들에서, 핀들이 매우 빠르게 닫히고, 이것은 시간이 지남에 따라 핀들 내의 홈 형성 및 과도한 마모를 야기시킨다는 것을 발견하였다. 이것은 결과적으로 척의 작업 수명을 저하시킬 수 있고 웨이퍼 프로세싱 동안 소망하는 제어된 웨이퍼 시프트를 해할 수 있다.
본 발명에 따라서, 웨이퍼 형상의 아티클들, 예컨대 반도체 웨이퍼들을 홀딩하기 위한 디바이스에는, 디바이스의 콘택 엘리먼트들이 워크피스에 부딪히는 힘을 제어하는 댐핑 메카니즘이 장착되어 있다. 본 발명의 바람직한 실시형태는, 댐핑 메카니즘이 힘을 제어 및 제한하고, 이것에 의해 웨이퍼 시프트 이후에 핀들이 웨이퍼와의 콘택을 재개하는 경우 척 핀들이 웨이퍼 주변에 부딪히는, 스핀 척이며, 특히 단일 웨이퍼 습식 프로세싱용 공정 모듈 내의 스핀 척이다.
본 발명의 다른 목적들, 특성들 및 이점들은, 첨부된 도면들을 참조하여 제공된, 하기의 본 발명의 바람직한 실시형태들의 상세한 설명을 읽은 후 보다 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른, 웨이퍼가 배치되어 있는, 척의 상부로부터의 개략 사시도이다.
도 2는 하부 베이스 바디가 제거되고, 그 상태에 상응하여 웨이퍼가 척 핀들에 의해 그립되어 있는, 도 1의 척의 아래로부터의 개략 사시도이다.
도 3은 도 2 의 도면과 유사한 도면이지만, 그 상태에 상응하여, 웨이퍼가 척 핀들에 의해 그립되어 있지 않은 도면이다.
도 4a는 척의 열림 위치 (open position) 에서의 댐퍼 메카니즘 (51) 의 개략 단면도이다.
도 4b는 척의 닫힘 위치 (closed position) 에서의 댐퍼 메카니즘 (51) 의 개략 단면도이다.
도 5a는 척의 열림 위치에서의 댐퍼 메카니즘 (51) 의 대안되는 실시형태의 개략 단면도이다.
도 5b는 척의 닫힘 위치에서의 댐퍼 메카니즘 (51) 의 대안되는 실시형태의 개략 단면도이다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른, 웨이퍼가 배치되어 있는, 척의 상부로부터의 개략 사시도이다.
도 2는 하부 베이스 바디가 제거되고, 그 상태에 상응하여 웨이퍼가 척 핀들에 의해 그립되어 있는, 도 1의 척의 아래로부터의 개략 사시도이다.
도 3은 도 2 의 도면과 유사한 도면이지만, 그 상태에 상응하여, 웨이퍼가 척 핀들에 의해 그립되어 있지 않은 도면이다.
도 4a는 척의 열림 위치 (open position) 에서의 댐퍼 메카니즘 (51) 의 개략 단면도이다.
도 4b는 척의 닫힘 위치 (closed position) 에서의 댐퍼 메카니즘 (51) 의 개략 단면도이다.
도 5a는 척의 열림 위치에서의 댐퍼 메카니즘 (51) 의 대안되는 실시형태의 개략 단면도이다.
도 5b는 척의 닫힘 위치에서의 댐퍼 메카니즘 (51) 의 대안되는 실시형태의 개략 단면도이다.
도 1에서, 척 (10) 은 작업 위치에 있으며, 이것은 웨이퍼 (W) 가 핀들 (25) 에 의해 홀딩되는 것을 의미한다. 원형 화살표는 척의 시계방향 회전을 도시한다. 척 (10) 은 상부 베이스 바디 (11) 및 하부 베이스 바디 (12) 를 포함한다. 웨이퍼는, 각각이 편심으로 (eccentrically) 탑재된 척 핀 (25) 을 포함하는, 일련의 핀 어셈블리들 (23) 에 의해 주변에서 홀딩된다. 상기에서 논의된 바와 같이, 핀 어셈블리 (23) 가 (척의 회전축에 평행한) 그 축 주위에서 회전되는 경우, 핀 (25) 은 웨이퍼 에지 측으로 그리고 웨이퍼 에지로부터 멀리 이동된다.
척 (10) 은 바람직하게 베르누이 척이며, 여기서 웨이퍼가 다수의 가스 노즐들 (미도시) 에 의해 제공되는 가스 쿠션 상에 플로팅되며, 또한 베르누이 효과에 기인하여 가스 쿠션에 의해 아래로부터 지지된다.
도 2에서, 원형 화살표가 척의 시계방향 회전을 다시 도시하지만, 이 도면에서는 척이 아래로부터 나타낸 것에 기인하여 화살표 자체는 반시계 방향을 향한다. 예시의 용이함을 위해, 하부 베이스 바디 (12) 는 나타내지 않는다. 이로써, 도 2에서는, 상부 베이스 바디 (11) 및 핀 어셈블리들 (23) 뿐만 아니라 링 기어 (30) 도 볼 수 있으며, 링 기어 (30) 의 치부 (37) 는 각 핀 어셈블리 (23) 의 저부 상에 형성된 치부 (27) 와 맞물리는 관계 (meshing engagement) 에 있다.
코일 스프링들 (43) 은 일 말단이 링 기어 (30) 의 각 스포크들 (32) 에 연결되고, 그 반대측 말단이 상부 베이스 바디 (11) 에 연결된다. 핀들 (25) 을 그 방사상 내부 위치로 가져가기 위해서 핀 어셈블리들 (23) 이 피보팅되도록, 스프링들 (43) 은 링 기어 (30) 가 상부 베이스 바디에 대해 회전하도록 힘을 더하며 (urge), 여기서 핀들 (25) 이 웨이퍼 (W) 와 콘택되며, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 "닫힘 위치"가 된다.
척 베이스 바디는 구동 샤프트 (미도시) 에 연결되며, 척이 도시된 시계 방향으로 구동되는 경우, 상술된 바와 같이, 척의 가속화 동안 링 기어 (30) 의 관성이 핀들 (25) 로 하여금 순간 열리도록 할 것이다. 반대로, 척이 반시계 방향으로 회전되는 경우, 척은 핀들을 순간 열리게 하기 위해서 감속되어야 한다.
제어된 웨이퍼 시프트를 위한 통상적인 각 가속도는 3200 deg/s²일 것이다.
상기에서 논의된 바와 같이, 본 발명자들은, 척의 가속화 또는 감속화 동안 기어 링이 열림 위치에서 닫힘 위치로 되돌아 가는 경우, 특히 스프링들 (43) 에 의해 보조되는 경우, 웨이퍼 (W) 의 주변 에지와 척 핀들 (25) 의 비제어된 부딪힘이 점차적으로 핀들을 손상시킨다는 것을 발견하였다.
핀들의 수명을 연장하기 위해서 및/또는 보다 안정된 시프트 성능을 얻기 위해서, 댐퍼 시스템이 척에 설치된다. 특히, 이 실시형태는, 상부 베이스 바디 (11) 에 탑재된 댐퍼 (51) 를 포함한다. 댐퍼는, 댐퍼 내의 코일 스프링에 의해 돌출 ("암 아웃 (armed out)") 위치 측으로 힘이 더해지는 로드 (53) 를 포함한다. 척이 닫히고 핀들 (256) 이 웨이퍼 에지에 콘택하는 경우, 댐퍼의 로드 (53) 는 기어 링 (30) 의 인접하는 스포크 (32) 와 콘택되지만; 로드 (53) 가 스포크 (32) 에 고정되지 않는 것이 바람직하다.
도 3에서, 척은 열림 위치에 있으며, 이것은 웨이퍼가 핀들 (25) 에 의해 홀딩되지 않아 척에 대해 자유롭게 회전할 수 있다는 것을 의미한다. 도 3에서의 원형 화살표는 척의 가속화된 시계방향 회전을 다시 도시한다. 링 기어 (30) 의 관성으로 인해, 링 기어 (30) 는 (여전히 시계방향으로 회전하지만) 척 (10) 의 베이스 바디 (12) 에 대해 반시계 방향으로 회전된다. 이러한 반시계 방향의 상대 운동은 코일 스프링들 (43) 의 힘에 대항하여 실행되며, 이것은 보통 링 기어가 닫힘 위치 측으로 피보팅하게 힘을 더한다. 따라서, 핀 어셈블리들 (23) 은 2번째 부분을 위해 시계 방향으로 회전하며 핀들 (25) 은 웨이퍼를 풀어준다. 도 3은 척이 막 가속화되고 치형 기어가 그 가속화를 아직 뒤따르지 않은 위치에서의 척을 도시힌다. 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 댐퍼 (51) 의 로드 (53) 는 아직 암 아웃되지 않았고, 이로써 스포크 (32) 에 아직 콘택되지 않는다.
치형 기어 (30) 가 닫힘 위치 측으로 되돌아 드로잉되는 경우, 스포크 (32) 는 로드 (53) 를 터치할 것이고, 로드 (53) 는 이미 조금 암 아웃될 것이다. 결과적으로, 척을 뒤따르는 치형 기어의 빠른 이동은 이후 로드 (53) 에 의해 방지되고, 천천히 드로잉될 것이며, 이로써 댐퍼 (51) 가 치형 기어의 닫힘 위치 측으로의 이동의 속도를 제한한다.
웨이퍼 시프트 동안 핀 닫힘 단계는 기어 링의 관성 및 스프링 힘에 의해 구동된다. 6개의 척 핀들을 갖는 종래의 스핀 척에서, 6개의 척 핀들에 의해 해소되어야 하는 전체 닫힘 에너지는 0.246 Nm 인 것으로 결정되었다. 기술적인 고려사항으로 인해, 이 에너지는 탄성 에너지, 플라스틱 에너지 및 "마모 에너지" (핀들의 폴리머 재료의 마멸 및 크랙 형성) 로 변환되는 것으로 생각된다.
또한, 웨이퍼와 핀들 사이의 높은 콘택 힘 및 핀 굽힘으로 인해, 일 공정 동안의 멀티플 웨이퍼 시프트들이 종래의 스핀 척들에 의해 실현 불가능하다고 할 수 있다. 이러한 멀티플 웨이퍼 시프트 기능저하 (malfunction) 에 대한 근본 원인은, 높은 클램핑력에 의해 형성되는 높은 마찰력 및 핀 굽힘으로 인한 교착상태 (deadlocking) 인 것으로 생각된다.
본 발명에 의한 댐퍼 시스템은 척 핀들에 의해 해소되어야 하는 에너지 양을 감소시킨다. 충격 흡수체와 일부 관련하여 유사한 댐퍼 시스템, 및/또는 회전 브레이크는 웨이퍼 시프트 동안 닫힘 에너지를 저하 또는 제거하기 위해서 설치된다. 또한, 댐퍼는 조절가능한 것이 바람직하며, 본 발명자들은 댐퍼에 의해 해소되는 에너지가 "댐퍼 스트로크" 의 거의 선형 함수라고 결정하였다. "댐퍼 스트로크" 및 이로써 댐퍼 메카니즘에 의해 해소되는 에너지가 제어될 수 있다. 현재 바람직한 에너지 해소 타켓 범위는 이론적인 닫힘 에너지의 20% ~ 80 % 이다.
댐핑 엘리먼트는, 클램핑 엘리먼트 닫힘 속도가 대략 1 cm/s (0.01 m/s) 를 넘지않도록 설계된다.
웨이퍼 시프트를 감소 및 제어시킬 추가 가능성은 회전 브레이크의 사용을 수반한다. 회전 브레이크는 양 방향으로 작용할 수 있다. 이것은, 링 기어의 열림 이동 및 닫힘 이동 동안 브레이크가 링 기어의 이동을 반대하는 힘을 발생시킨다는 것을 의미한다. 척 내측의 상이한 조절수단은 물론 상이한 회전 브레이크들을 사용함으로써, 브레이크 토크가 조절될 수 있다.
웨이퍼 시프트 동안의 웨이퍼의 임의의 축 이동은, 웨이퍼가 베르누이 효과로 인해 가스 쿠션 상에서 플로팅되고 동시에 상기 가스 쿠션에 의해 홀딩되는 베르누이 척을 사용함으로써 피할 수 있다. 대안으로, 웨이퍼 시프트 동안의 웨이퍼의 임의의 축 이동은, 가리비형 (scalloped) 또는 버섯 형상의 핀들을 사용함으로써 피할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 척의 열림 (도 4a) 및 닫힘 (도 4b) 위치들에서의 댐퍼 메카니즘 (51) 을 도시한다. 로드 (53) 에는 링 기어 (30) 의 인접하는 스포크 (32) 와 콘택하기 위해 확장 헤드 (55) 가 제공된다. 댐퍼 메카니즘 (51) 의 하우징 내에서는, 로드 (53) 가 코일 스프링 (57) 상에 부착판을 개재하여 지탱된다. 코일 스프링 (57) 의 스프링 힘은 코일 스프링들 (43) 의 스프링 힘보다 작아서, 일단 기어 링의 관성이 극복되면, 코일 스프링 (57) 은 도 4a 에 나타낸 완화 상태로부터 도 4b에 나타낸 압축 상태로 이동한다.
도 4a 및 도 4b는 압축으로 작용하는 스프링을 도시하지만, 댐퍼는 또한 텐션으로 작용하는 스프링, 예를 들어, 일 말단이 하우징에 부착되고 다른 말단이 로드 (53) 의 말단부에 부착되는, 댐퍼 메카니즘 (51) 의 하우징 내의 로드 (53) 상에 계류된 스프링을 포함할 수도 있다.
스프링 기반의 디바이스들 이외의 댐핑 메카니즘들이 또한 사용될 수도 있다. 도 5a 및 도 5b는 탄성 재료로부터 형성된 스트립 또는 멤브레인 (59) 이 스프링 대신에 사용되는 대안의 댐퍼 메카니즘을 도시한다.
바람직하게 대시포트 (유압식 (hydraulic) 댐퍼) 가 댐핑 메카니즘으로 사용된다.
대시포트들은 운동에 저항하기 위해 점성 마찰을 이용한다. 대시포트들은, 예를 들어, 충격 흡수체 내에서, 스프링과 함께 점성 유체를 통해 이동하는 피스톤으로 이루어진다. 댐핑력은 이동 속도에 비례한다. 운동 동안, 이 댐핑력은 반대 방향으로 반응한다. 반대로 향하는 이 댐핑력은 운동에 저항하고 에너지를 흡수한다.
주로 대시포트들의 특징이 되는 2가지 파라미터들은 스트로크 및 댐핑 계수이다. 대시포트의 선형 변위는 스트로크에 의해 측정되는 한편, 단위 속도 당 댐핑력은 댐핑 계수에 의해 측정된다.
선형 대시포트가 사용되는 경우, 댐핑 계수의 바람직한 범위는 2 - 200 Ns/m, 바람직하게 6 - 60 Ns/m (예를 들어: 20 Ns/m) 이다.
회전형 대시포트가 사용되는 경우, 댐핑 계수의 바람직한 범위는 0.07 - 7 Nms/rad (토크/각속도), 바람직하게 0.2 - 2 Nms/rad (예를 들어: 0.7 Nms/rad) 이며, 이것은 치형 기어가 댐핑될 때의 실제 댐핑 계수이다.
도 2 및 도 3은 단일 댐퍼 메카니즘을 도시하지만, 척의 주변 상에 보다 균일하게 브레이크 힘을 분포시키고 보다 작은 독립된 메카니즘 및 보다 가벼운 스프링들의 사용을 허용하기 위해서 복수의 댐퍼 메카니즘들이 또한 사용될 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 6개의 핀 어셈블리들을 갖는 스핀 척에는 1개, 3개 또는 6개의 댐퍼 메카니즘들이 장착될 수 있다.
본 발명을 스핀 척들과 관련하여 설명하였지만, 또한 비회전식 척에서 이용할 수도 있다. 더욱이, 본 발명을 습식 화학 프로세싱용 척과 관련하여 설명하였지만, 또한 건식 공정에도 이용될 수 있다.
본 발명을 다양한 바람직한 실시형태들과 관련하여 설명하였지만, 이 실시형태들은 단지 본 발명을 예시하기 위해 제공된 것이고, 첨부된 청구범위의 진정한 범위 및 사상에 의해 부여되는 보호 범위를 제한하기 위한 구실로 사용되어서는 안됨을 이해할 것이다.
Claims (13)
- 웨이퍼 형상의 아티클을 홀딩하기 위한 디바이스로서,
상기 웨이퍼 형상의 아티클의 주변 에지와 콘택하도록 구성되고, 닫힘 위치 측으로 바이어스되는 클램핑 엘리먼트들, 및
상기 클램핑 엘리먼트들이 상기 닫힘 위치로 이동하는 경우 웨이퍼 에지에 부딪히는 힘을 제어하는 적어도 하나의 댐핑 메카니즘을 포함하는, 웨이퍼 형상의 아티클을 홀딩하기 위한 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 클램핑 엘리먼트들은 외부 열림 위치로부터 상기 닫힘 위치로 공동으로 (conjointly) 이동가능한 일련의 핀들이고, 상기 외부 열림 위치에서는 상기 핀들이 상기 웨이퍼 형상의 아티클과 콘택하지 않는, 웨이퍼 형상의 아티클을 홀딩하기 위한 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 디바이스는 단일 웨이퍼 습식 프로세싱용 공정 모듈 내의 스핀 척인, 웨이퍼 형상의 아티클을 홀딩하기 위한 디바이스. - 제 2 항에 있어서,
상기 핀들은 원형 시리즈로 배열되고,
각 핀은 추축 베이스 (pivotal base) 의 추축으로부터 오프셋되고 상기 추축 베이스의 추축에 평행하는 축에 따라 각각의 추축 베이스로부터 상측으로 돌출되는, 웨이퍼 형상의 아티클을 홀딩하기 위한 디바이스. - 제 4 항에 있어서,
각 추축 베이스 상에 형성된 기어 치부 (gear teeth) 와 맞물리는 관계에 있는 공통 기어 링을 더 포함하는, 웨이퍼 형상의 아티클을 홀딩하기 위한 디바이스. - 제 5 항에 있어서,
상기 댐핑 메카니즘은, 상기 디바이스의 바디와 상기 공통 기어 링 사이의 상대 운동을 댐핑하도록, 상기 디바이스의 바디와 상기 공통 기어 링에 연결되는, 웨이퍼 형상의 아티클을 홀딩하기 위한 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 댐핑 메카니즘은 상기 디바이스의 바디에 부착되는 하우징 및 상기 하우징으로부터 돌출되고 상기 하우징으로부터 외측으로 힘을 더하며 (urge) 상기 클램핑 엘리먼트들을 위한 작동 메카니즘과 콘택하도록 배치되는 로드를 포함하여, 상기 바디와 상기 작동 메카니즘 사이의 제 1 방향의 상대 운동이 상기 로드를 바이어스 인가 (bias-exerting) 메카니즘의 작용에 대항하여 상기 하우징의 내측으로 강제하는, 웨이퍼 형상의 아티클을 홀딩하기 위한 디바이스. - 제 7 항에 있어서,
상기 바이어스 인가 메카니즘은 코일 스프링인, 웨이퍼 형상의 아티클을 홀딩하기 위한 디바이스. - 제 7 항에 있어서,
상기 바이어스 인가 메카니즘은 탄성 스트립 또는 멤브레인인, 웨이퍼 형상의 아티클을 홀딩하기 위한 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 댐핑 메카니즘은, 상기 클램핑 엘리먼트들이 1 cm/s (0.01 m/s) 이하의 닫힘 속도를 갖도록 구성되는, 웨이퍼 형상의 아티클을 홀딩하기 위한 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 댐핑 메카니즘은 댐핑 계수 (힘/속도) 가 2 - 200 Ns/m 범위인 선형 대시포트 (dashpot) 를 포함하는, 웨이퍼 형상의 아티클을 홀딩하기 위한 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 댐핑 메카니즘은 댐핑 계수 (토크/각속도) 가 0.07 - 7 Nms/rad 범위인 회전형 대시포트를 포함하는, 웨이퍼 형상의 아티클을 홀딩하기 위한 디바이스. - 제 5 항에 있어서,
상기 댐핑 메카니즘은 상기 공통 기어 링에 작용하는 전체 댐핑 계수가 0.07 - 7 Nms/rad (토크/각속도) 범위이도록 구성되는, 웨이퍼 형상의 아티클을 홀딩하기 위한 디바이스.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US12/775,992 US9130002B2 (en) | 2010-05-07 | 2010-05-07 | Device for holding wafer shaped articles |
US12/775,992 | 2010-05-07 | ||
PCT/IB2011/051800 WO2011138706A2 (en) | 2010-05-07 | 2011-04-26 | Device for holding wafer shaped articles |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020187018685A Division KR20180078339A (ko) | 2010-05-07 | 2011-04-26 | 웨이퍼 형상의 아티클을 홀딩하기 위한 디바이스 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20130095180A true KR20130095180A (ko) | 2013-08-27 |
Family
ID=44901428
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020187018685A KR20180078339A (ko) | 2010-05-07 | 2011-04-26 | 웨이퍼 형상의 아티클을 홀딩하기 위한 디바이스 |
KR1020127029163A KR20130095180A (ko) | 2010-05-07 | 2011-04-26 | 웨이퍼 형상의 아티클을 홀딩하기 위한 디바이스 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020187018685A KR20180078339A (ko) | 2010-05-07 | 2011-04-26 | 웨이퍼 형상의 아티클을 홀딩하기 위한 디바이스 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9130002B2 (ko) |
JP (1) | JP6021803B2 (ko) |
KR (2) | KR20180078339A (ko) |
CN (1) | CN102884616B (ko) |
SG (1) | SG184863A1 (ko) |
TW (1) | TWI455242B (ko) |
WO (1) | WO2011138706A2 (ko) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180074006A (ko) * | 2016-12-23 | 2018-07-03 | 무진전자 주식회사 | 웨이퍼 고정 장치의 상태를 검출하는 방법 |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
PL2926941T3 (pl) * | 2014-04-03 | 2017-08-31 | Bystronic Laser Ag | Urządzenie do obróbki strumieniowej |
CN105789089B (zh) * | 2014-12-23 | 2019-11-05 | 中微半导体设备(上海)股份有限公司 | 真空处理装置、用于改善真空处理装置工艺结果的方法 |
US10276426B2 (en) | 2016-05-31 | 2019-04-30 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | System and method for performing spin dry etching |
TWI765936B (zh) * | 2016-11-29 | 2022-06-01 | 美商東京威力科創Fsi股份有限公司 | 用以對處理腔室中之微電子基板進行處理的平移與旋轉夾頭 |
CN108987330B (zh) * | 2018-07-20 | 2024-03-12 | 长江存储科技有限责任公司 | 一种单片式清洗机及其卡盘 |
CN111244021B (zh) * | 2020-01-16 | 2022-12-09 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 卡盘基座及半导体加工设备 |
CN115346905B (zh) * | 2022-10-18 | 2023-03-24 | 智程半导体设备科技(昆山)有限公司 | 一种薄型半导体基材旋转定位装置 |
CN116276270B (zh) * | 2023-01-09 | 2023-09-01 | 哈尔滨理工大学 | 一种消除盘销摩擦磨损过程中共振离心偏移现象的复合装置 |
Family Cites Families (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT389959B (de) * | 1987-11-09 | 1990-02-26 | Sez Semiconduct Equip Zubehoer | Vorrichtung zum aetzen von scheibenfoermigen gegenstaenden, insbesondere von siliziumscheiben |
IT1229810B (it) * | 1988-11-11 | 1991-09-13 | Pirelli Cavi Spa | Procedimento ed apparecchiatura per inserire un supporto rigido in un manicotto per giunti di cavi elettrici. |
US5046909A (en) * | 1989-06-29 | 1991-09-10 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for handling semiconductor wafers |
EP0405301B1 (en) * | 1989-06-29 | 1995-08-30 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for handling semiconductor wafers |
US4989345A (en) * | 1989-12-18 | 1991-02-05 | Gill Jr Gerald L | Centrifugal spin dryer for semiconductor wafer |
JPH0735395Y2 (ja) | 1990-09-27 | 1995-08-09 | 株式会社エンヤシステム | スピンチャック |
JPH059155U (ja) | 1991-01-18 | 1993-02-05 | 松下電工株式会社 | 整流子モータの刷子支持装置 |
DE59407361D1 (de) * | 1993-02-08 | 1999-01-14 | Sez Semiconduct Equip Zubehoer | Träger für scheibenförmige Gegenstände |
JP3447869B2 (ja) * | 1995-09-20 | 2003-09-16 | 株式会社荏原製作所 | 洗浄方法及び装置 |
JPH1140656A (ja) * | 1997-07-22 | 1999-02-12 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板回転保持装置および回転式基板処理装置 |
US6073681A (en) * | 1997-12-31 | 2000-06-13 | Temptronic Corporation | Workpiece chuck |
JPH11251414A (ja) | 1998-03-05 | 1999-09-17 | Zetekku Kk | 機械式スピンチャック |
US6702900B2 (en) * | 2001-03-22 | 2004-03-09 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Wafer chuck for producing an inert gas blanket and method for using |
JP4488646B2 (ja) | 2001-04-23 | 2010-06-23 | 株式会社トプコン | ウェーハ保持装置 |
JP4681148B2 (ja) * | 2001-04-27 | 2011-05-11 | 芝浦メカトロニクス株式会社 | スピン処理装置 |
KR200264564Y1 (ko) * | 2001-11-07 | 2002-02-19 | 아남반도체 주식회사 | 스핀 스크러버의 웨이퍼 스핀 척 |
KR100471872B1 (ko) | 2002-10-22 | 2005-03-08 | 현대자동차주식회사 | 자동변속기용 밸브 바디 |
JP4312475B2 (ja) * | 2003-03-05 | 2009-08-12 | 株式会社渡辺商行 | 基板搬送ガイドおよび同ユニット並びに基板搬送装置 |
JP4460477B2 (ja) * | 2005-02-25 | 2010-05-12 | セメス株式会社 | 基板移送装置 |
JP2006310709A (ja) * | 2005-05-02 | 2006-11-09 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 半導体ウェハ保持装置及び方法 |
CN100437966C (zh) * | 2005-12-07 | 2008-11-26 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 可分区控温的静电卡盘系统 |
KR100876100B1 (ko) | 2007-04-04 | 2008-12-26 | (주)이노맥스 | 웨이퍼 스핀척 어셈블리 |
CN101987435B (zh) * | 2009-07-29 | 2014-02-19 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 夹具 |
KR100949256B1 (ko) | 2009-12-24 | 2010-03-25 | 이인오 | 웨이퍼 고정용 척 |
-
2010
- 2010-05-07 US US12/775,992 patent/US9130002B2/en active Active
-
2011
- 2011-04-26 JP JP2013508589A patent/JP6021803B2/ja active Active
- 2011-04-26 KR KR1020187018685A patent/KR20180078339A/ko not_active IP Right Cessation
- 2011-04-26 CN CN201180022423.8A patent/CN102884616B/zh active Active
- 2011-04-26 SG SG2012076352A patent/SG184863A1/en unknown
- 2011-04-26 WO PCT/IB2011/051800 patent/WO2011138706A2/en active Application Filing
- 2011-04-26 KR KR1020127029163A patent/KR20130095180A/ko active Search and Examination
- 2011-05-03 TW TW100115510A patent/TWI455242B/zh active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180074006A (ko) * | 2016-12-23 | 2018-07-03 | 무진전자 주식회사 | 웨이퍼 고정 장치의 상태를 검출하는 방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013526074A (ja) | 2013-06-20 |
WO2011138706A3 (en) | 2012-04-12 |
TWI455242B (zh) | 2014-10-01 |
TW201205715A (en) | 2012-02-01 |
US9130002B2 (en) | 2015-09-08 |
SG184863A1 (en) | 2012-11-29 |
JP6021803B2 (ja) | 2016-11-09 |
WO2011138706A2 (en) | 2011-11-10 |
CN102884616B (zh) | 2015-11-25 |
CN102884616A (zh) | 2013-01-16 |
US20110272874A1 (en) | 2011-11-10 |
KR20180078339A (ko) | 2018-07-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20130095180A (ko) | 웨이퍼 형상의 아티클을 홀딩하기 위한 디바이스 | |
US8043042B2 (en) | Industrial robot | |
EP3230017B1 (en) | Flexible gripping device for a part stacking system, part stacking system and positioning method for positioning gripping elements for a part stacking system | |
US6167893B1 (en) | Dynamic chuck for semiconductor wafer or other substrate | |
KR101675606B1 (ko) | 가구플랩의 작동장치용 조립체고정장치 | |
RU2016107071A (ru) | Инструментальная машина, имеющая устройство для посадки инструмента | |
CN103874562B (zh) | 适用于机床的机械部件支撑和夹持装置 | |
US7712808B2 (en) | End effector with centering grip | |
CN217444364U (zh) | 半导体工艺设备及其抓取装置 | |
CN102437079B (zh) | 盘状物夹持装置 | |
CN109304723B (zh) | 一种柔性夹持机构的作业方法 | |
KR100872889B1 (ko) | 웨이퍼 스핀 척 | |
CA2630807A1 (en) | Device and method for holding a substrate | |
EP2676767B1 (en) | Tool holding system and method for setting an axial position of a tool or tool part | |
KR100876100B1 (ko) | 웨이퍼 스핀척 어셈블리 | |
CN1153271C (zh) | 夹持装置 | |
TWI711108B (zh) | 基板處理裝置 | |
EP3764375B1 (en) | Magnetic stopper for a rotary motion system | |
CN109441938B (zh) | 一种可开关吸盘结构 | |
CN110323159B (zh) | 基板处理装置 | |
JP6730178B2 (ja) | 成形品の堰折り装置 | |
KR200189494Y1 (ko) | 스핀 스크러버의 안전 착지장치 | |
CN114619466A (zh) | 夹持装置 | |
CN116713800A (zh) | 用于旋转机构的抱闸装置及数控机床 | |
KR101670114B1 (ko) | 작업편 이송 장치용 가동 범위 조정 기구 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
AMND | Amendment | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
J201 | Request for trial against refusal decision | ||
J301 | Trial decision |
Free format text: TRIAL NUMBER: 2018101002782; TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20180629 Effective date: 20191030 |