KR20130095229A - 반도체 웨이퍼 핸들링 엔드 이펙터를 위한 매쓰 댐퍼 - Google Patents

반도체 웨이퍼 핸들링 엔드 이펙터를 위한 매쓰 댐퍼 Download PDF

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KR20130095229A
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노벨러스 시스템즈, 인코포레이티드
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Abstract

반도체 웨이퍼 핸들링 로봇을 위한 엔드 이펙터들과 함께 이용되기 위한 교정된 매쓰 댐퍼가 설명된다. 교정된 매쓰 댐퍼는 엔드 이펙터 구조의 개조를 요구하지 않으면서 반도체 웨이퍼를 운반하는 엔드 이펙터 내의 진동적 응답을 감소시킨다.

Description

반도체 웨이퍼 핸들링 엔드 이펙터를 위한 매쓰 댐퍼{MASS DAMPER FOR SEMICONDUCTOR WAFER HANDLING END EFFECTOR}
본 출원은 미국 특허법 §119(e) 에 따라 2012 년 2 월 17 일자로 출원된 미국 가출원 번호 제 61/600,515 호에 대한 우선권을 주장하고, 그리고, 2013 년 2 월 1 일자로 출원된 미국 정규 출원 번호 제 13/757,489 호로서 발명의 명칭이 "MASS DAMPER FOR SEMICONDUCTOR WAFER HANDLING END EFFECTOR" 인 출원에 대한 우선권을 주장하는데, 이 출원들은 그 전체로서 참조에 의해 본원에 원용된다.
반도체 디바이스 제작 도중에 수 백 개의 처리 동작들을 수행하기 위하여 툴들의 상이한 타입들이 이용된다. 이러한 동작들 중 거의 전부는 극저압, 즉, 진공 또는 부분적 진공에서 처리 챔버들 내에서 수행된다. 이러한 처리 챔버들은 센트럴 허브 주위에 정렬될 수도 있으며, 그리고 허브 및 처리 챔버들은 거의 동일한 극저압에서 유지될 수도 있다. 웨이퍼들은, 처리 챔버들에 기계적으로 커플링되는 웨이퍼 핸들링 시스템들에 의하여 처리 챔버들로 도입될 수도 있다. 웨이퍼 핸들링 시스템들은 웨이퍼들을 공장 바닥으로부터 처리 챔버로 전달한다. 웨이퍼 핸들링 시스템들은, 웨이퍼들을 대기 조건들 (atmospheric conditions) 로부터 극저압 조건들로 그리고 그 반대로 운반하기 위한 로드 락들 (load locks), 및 웨이퍼 이송 도중에 웨이퍼들을 지지하도록 구성되는 엔드 이펙터들이 탑재된 로봇 암들을 포함할 수도 있다.
본 명세서에서 개시되는 기법들 및 디바이스들은 아래에서 설명되는 다양한 구현형태들을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 방식들로 구현될 수도 있다. 당업자들은 본 명세서에서 설명되는 기법들 및 디바이스들을 이용하여 본 문서에서 개시되는 정보와 일치하는 다른 구현형태들을 생산할 수도 있으며, 그리고 이러한 대안적인 구현형태들도 역시 본 개시물의 범위 내에 속하는 것으로 간주되어야 한다는 것이 이해되어야 한다.
일 구현형태에서는, 웨이퍼 핸들링 로봇의 엔드 이펙터로 견고하게 연결되도록 구성되는 기계적 인터페이스를 포함하는 디바이스가 제공되는데, 엔드 이펙터는 웨이퍼를 지지하도록 구성된다. 또한, 이러한 디바이스는 0.38 lbm 보다 큰 무게를 가지는 교정된 매쓰 댐퍼 (calibrated mass damper; CMD) 를 포함할 수도 있고, 그리고 엔드 이펙터의 제 1 모드 주파수 (modal frequency) 및 엔드 이펙터가 지지하도록 구성되는 웨이퍼의 제 1 모드 주파수 사이에 적어도 하나의 옥타브 (octave) 의 분리 (separation) 를 생성하도록 교정될 수도 있다.
몇 가지 다른 구현형태들에서는, CMD는 대략적으로 0.42 파운드-매쓰 (pound-mass) 일 수도 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, CMD를 제조하기 위하여 텅스텐이 이용될 수도 있다. 또한, CMD는 합금처리될 수도 있는데, 예를 들어 니켈로 합금될 수도 있다.
몇 가지 다른 구현형태들에서는, 엔드 이펙터는 엔드 이펙터의 최대 치수 (largest dimension) 에 대응하는 방향에서 제 1 길이를 가질 수도 있고, CMD가 엔드 이펙터 상에 실장될 때, CMD 및 엔드 이펙터는 엔드 이펙터의 최대 치수에 대응하는 방향에서 결합된 제 2 길이를 가질 수도 있다. 이러한 구현형태들에서는, 제 2 길이는 제 1 길이를 1.35" 이상 초과하지 않을 수도 있다.
몇 가지 구현형태들에서는, CMD는 하우징 및 교정 재료를 포함할 수도 있다. 교정 재료는 하우징 내에 밀봉된 과립형 재료 (granulated material) 일 수도 있다.
다른 실시형태에서는, 엔드 이펙터 레트로피트 키트 (retrofit kit) 가 제공될 수도 있다. 엔드 이펙터 레트로피트 키트는 교정된 매쓰 댐퍼 (CMD) 를 포함할 수도 있다. CMD는 웨이퍼 핸들링 로봇의 엔드 이펙터로 견고하게 연결되도록 구성되는 기계적 인터페이스를 포함할 수도 있고, 차례로 엔드 이펙터는 웨이퍼를 지지하도록 구성될 수도 있다. CMD는 0.38 lbm 보다 큰 무게를 가질 수도 있고, 엔드 이펙터의 제 1 모드 주파수 및 엔드 이펙터가 지지하도록 구성되는 웨이퍼의 제 1 모드 주파수 사이에 적어도 하나의 옥타브의 분리를 생성하도록 교정될 수도 있다.
몇 가지 다른 엔드 이펙터 레트로피트 키트 구현형태들에서는, 이러한 키트는 더 나아가 표준 CMD 접촉 패드를 포함할 수도 있다. 엔드 이펙터는 하나 이상의 표준 접촉 패드들을 포함할 수도 있고, 그리고 표준 CMD 접촉 패드는 레트로피트 동안 엔드 이펙터의 표준 접촉 패드들 중 하나를 대체하도록 구성될 수도 있다. 또한, 표준 CMD 접촉 패드는 표준 접촉 패드의 피쳐들의 서브세트 및 CMD와 인터페이스하고 지지하도록 구성되는 추가적인 피쳐들을 포함할 수도 있다.
몇 가지 다른 엔드 이펙터 레트로피트 키트 구현형태들에서는, 이러한 키트는 배면 (backside) CMD 접촉 패드를 더 포함할 수도 있다. 엔드 이펙터는 하나 이상의 배면 접촉 패드들을 포함할 수도 있고, 그리고 배면 CMD 접촉 패드는 레트로피트 동안 엔드 이펙터의 배면 접촉 패드들 중 하나를 대체하도록 구성될 수도 있다. 또한, 배면 CMD 접촉 패드는 배면 접촉 패드의 피쳐들의 서브세트 및 CMD와 인터페이스하고 지지하도록 구성되는 추가적인 피쳐들을 포함할 수도 있다.
몇 가지 다른 엔드 이펙터 레트로피트 키트 구현형태들에서는, 이러한 키트는 개조된 암 (modified arm) 을 더 포함할 수도 있다. 개조된 암은 레트로피트 동안 웨이퍼 핸들링 로봇의 현존 암을 대체하도록 구성될 수도 있다. 현존 암은 엔드 이펙터에 대한 피치 조절의 제 1 레벨을 허용할 수도 있다. 개조된 암은 엔드 이펙터 상의 결합 피쳐들 (mating features) 과 견고하게 인터페이스하고, 로봇의 운반체 (carriage) 상의 결합 피쳐들과 견고하게 인터페이스하며, 그리고 엔드 이펙터에 대하여, 현존 암에 의하여 제공되는 피치 조절의 제 1 레벨보다 더 큰 피치 조절의 제 2 레벨을 허용하도록 구성되는 피쳐들을 포함할 수도 있다.
몇 가지 다른 엔드 이펙터 레트로피트 키트들에서는, 엔드 이펙터는 엔드 이펙터의 최대 치수에 대응하는 방향에서 제 1 길이를 가질 수도 있고, CMD가 엔드 이펙터 상에 실장될 때, CMD 및 엔드 이펙터는 엔드 이펙터의 최대 치수에 대응하는 방향에서 결합된 제 2 길이를 가질 수도 있으며, 제 2 길이는 제 1 길이를 1.35" 이상 초과하지 않을 수도 있다.
레트로피트 키트 내에서 이용되는 CMD는 디바이스 구현형태에서 위에서 설명된 바와 같이 구현될 수도 있다.
일 구현형태에서는, 엔드 이펙터가 제공될 수도 있다. 엔드 이펙터는 기계적 인터페이스부로서, 기계적 인터페이스부의 제 1 사이드가 웨이퍼 핸들링 로봇의 암에 견고하게 연결되도록 구성되는, 기계적 인터페이스부를 포함할 수도 있다. 또한, 엔드 이펙터는 제 1 사이드와 대체적으로 반대인 (generally opposed) 방향으로 기계적 인터페이스부로부터 연장하는 핑거부, 및 기계적 인터페이스부의 반대의, 핑거부의 단부에 위치되는 선단부를 포함할 수도 있다. 엔드 이펙터는 웨이퍼 전달 동작들 동안 반도체 웨이퍼를 지지하도록 구성될 수도 있다. 또한, 엔드 이펙터는 위에서 설명된 바와 같은 교정된 매쓰 댐퍼 (CMD) 를 포함할 수도 있다. CMD는 선단부에 근접할 수도 있다.
몇 가지 구현형태들에서는, 엔드 이펙터 상에서 이동되는 웨이퍼에서의 진동을 감소시키기 위한 기법이 제공된다. 이러한 기법은 웨이퍼의 공진 주파수를 엔드 이펙터의 공진 주파수로부터 적어도 하나의 옥타브만큼 분리시킴으로써, 엔드 이펙터의 공진 주파수가 언제나 웨이퍼의 공진 주파수보다 낮도록 하는 단계를 포함할 수도 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 웨이퍼 및 엔드 이펙터의 공진 주파수들은 CMD를 엔드 이펙터 상에 실장시킴으로써 분리될 수도 있다.
본 명세서에서 설명되는 청구 대상의 하나 이상의 구현형태들의 세부 사항들이 첨부 도면들 및 아래의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에서 진술될 것이다. 다른 피쳐들, 양태들, 및 이점들이 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 도면들, 및 특허청구범위들로부터 명백해질 것이다.
도 1a 는 로드 락 및 로봇 암 전달 메커니즘의 등각 투상도 (isometric view) 를 도시한다.
도 1b 는 로봇 암이 접힌 상태의, 도 1a 의 로드 락의 등각 투상도를 도시한다.
도 2 는 반도체 제작 챔버에 부착된 로드 락 전달 메커니즘의 등각 투상도를 도시한다.
도 3a 는 암, 엔드 이펙터, 및 운반체의 등각 투상도를 도시한다.
도 3b 는 측면에서 바라본 암, 엔드 이펙터, 및 운반체를 도시한다.
도 4 는 엔드 이펙터의 등각 투상도를 도시한다.
도 5a 는 교정된 매쓰 댐퍼가 있는 엔드 이펙터의 등각 투상도를 도시한다.
도 5b 는 부분적으로 파쇄된 도 5a 의 엔드 이펙터의 등각 투상도를 도시한다.
도 6a 내지 도 6e 는 교정된 매쓰 댐퍼의 평면도, 좌측면도, 우측면도, 이면도, 및 등각 투상도를 도시한다.
도 7 은 CMD 구현 프로세스의 흐름도를 도시한다.
비록 도 1a 내지 도 6e 가 척도에 맞게 도시되었지만, 본 개시물은 도 1a 내지 도 6e 에 도시된 것들과 같은 구조들로 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 명세서에서 개략화된 개념들을 만족시키는 다른 구성들 및 기하학적 구조들이 생산될 수도 있으며, 그리고 본 개시물의 범위 내에 속하는 것으로 관념되어야 한다.
다양한 실시형태들의 예들이 첨부 도면들에서 예시되고 아래에서 더욱 설명된다. 본 명세서에서의 논의는 특허청구범위를 설명된 특정 실시형태들로 제한하려고 의도되는 것이 아니라는 점이 이해될 것이다. 반면에, 이것은 첨부된 특허청구범위들에 의하여 정의되는 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위 내에 포함될 수도 있는 대안들, 개조들, 및 균등물들을 모두 망라하는 것으로 의도된다. 다음의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에서는, 본 발명의 온전한 이해를 제공하기 위하여 다양한 특정 세부사항들이 진술된다. 본 발명은 이러한 특정 세부 사항들 중 일부 또는 전부가 없이 실시될 수도 있다. 다른 실례들에서는, 불필요하게 본 발명을 불명확하게 하지 않기 위하여 주지된 처리 동작들은 상세히 설명되지 않았다.
도 1a 는 로드 락 (100) 을 도시하는데, 이것은 웨이퍼 (102) 를 상이한 압력들의 환경들 사이에서, 예를 들어 대기 또는 대가 근사 (near atmospheric) 조건들로부터, 반도체 제작 챔버 내의 저압, 진공-근사, 또는 진공 조건들로 전달하는데 이용될 수도 있다. 로드 락 (100) 은 모든 구성요소들이 부착된 상태로 도시되지 않는다. 예를 들어, 보통은 로드 락 (100) 의 위에 첩부 (affix) 되는 커버가 도시되지 않음으로써 로드 락 (100) 의 내부가 보이도록 허용한다. 웨이퍼 포트들 (110) 은 웨이퍼가 로드 락 (100) 으로 도입되고 그로부터 인출되도록 허용할 수도 있다.
로드 락 (100) 은 암 (104) 을 포함할 수도 있는데, 이 암 (104) 은 차례로 선형 운동을 위하여 구성되는 운반체 인터페이스 (carriage interface) (미도시) 에 연결되는 운반체에 견고하게 연결될 수도 있다. 운반체 인터페이스는 암 (104) 이 단일 축, 예를 들어 이 예에서는 로드 락 (100) 의 최장 에지에 평행한 축을 따라서 병진되도록 허용함으로써, 암 (104) 이 로드 락 (100) 으로부터 연장되고 그리고 그 속으로 접히도록 허용할 수도 있다.
엔드 이펙터 (106) 는 암 (104) 의 단부에 연결될 수도 있다. 이것은 다양한 상이한 엔드 이펙터들이 로드 락 (100) 의 단일 모델과 함께 이용되도록 허용한다; 또한, 이것은 손상을 입거나 마모된 엔드 이펙터들의 용이한 교체를 허용한다. 엔드 이펙터 클램프 (112) 가 이용되어 엔드 이펙터 (106) 를 암 (104) 에 고정시킬 수도 있는데, 하지만 다른 기법들 또는 고정 메커니즘들이 엔드 이펙터 클램프 (112) 대신에 이용될 수도 있다. 엔드 이펙터 (106) 는 특정 웨이퍼 크기, 예를 들어 300mm 직경 웨이퍼를 위하여 크기 결정될 수도 있다.
또한, 도 1a 에서는 교정된 매쓰 댐퍼 (CMD) (108) 를 볼 수 있는데, 이것은 엔드 이펙터 (106) 의 선단부에 첩부될 수도 있다. 도 1b 는 암 (104) 이 접히고 웨이퍼 (102) 가 로드 락 (100) 의 내부로 인출된 상태의 로드 락 (100) 을 도시한다.
도 2 는 반도체 처리 챔버 (214) 에 연결된 로드 락 (200) 을 도시하는데, 이것은 명확화를 위하여 거의 모든 구성요소들이 제거된 상태로 도시된다. 또한, 도 2 에서는 페데스털 (pedestal; 216) 을 볼 수 있는데, 이것은 엔드 이펙터 (206) 를 가지는 암 (204) 이 연장되어 웨이퍼 (202) 를 반도체 처리 챔버 (214) 내에 배치할 때 웨이퍼 (202) 를 수납하도록 이용될 수도 있다. 리프트 핀들 (lift pins; 234) 은 페데스털 (216) 외부로 수직으로 연장될 수도 있고 웨이퍼 (202) 를 엔드 이펙터 (206) 로부터 들어올릴 수도 있다. 웨이퍼 (202) 가 엔드 이펙터 (206) 로부터 들어올려지면, 암 (204) 은 로드 락 (200) 내로 접혀지고 다른 웨이퍼 (202) 를 수납하도록 대기할 수도 있다. 또한, 이러한 프로시져들은 역방향으로 수행될 수도 있는데, 즉, 웨이퍼 (202) 가 리프트 핀들 (234) 에 의하여 페데스털 (216) 로부터 들어올려질 수도 있고, 암 (204) 은 로드 락 (200) 외부로 연장되어 엔드 이펙터 (206) 를 웨이퍼 (202) 하부에 배치할 수도 있으며, 그러면 리프트 핀들 (234) 이 접히고 웨이퍼 (202) 를 엔드 이펙터 (206) 상으로 하강시킬 수도 있다. 그러면, 암 (204) 은 로드 락 (200) 내로 접혀서, 웨이퍼 (202) 를 반도체 처리 챔버 외부로 전달할 수도 있다.
비록 도시되지는 않았지만, 페데스털 (216) 과 유사한 다른 페데스털들이 반도체 처리 챔버 (214) 내의 다른 스테이션들 내에 위치될 수도 있다. 회전 운동이 가능한 로봇 (미도시), 예를 들어 R-쎄타 (R-theta) 로봇이 이용되어 웨이퍼들을 반도체 처리 챔버 내의 스테이션들 사이에서 전달할 수도 있다. 또한, 이러한 로봇은 본 명세서에서 설명되는 것들과 유사한 엔드 이펙터들을 이용할 수도 있고, 그리고 유사한 CMD들의 혜택을 받을 수도 있다.
도 3a 는 암 (304), 엔드 이펙터 (306), 일부가 도 1a 및 1b 에서는 가려진 다른 연관된 구성요소들을 도시하는데, 이들이 암 어셈블리 (336) 를 형성한다. 암 (304) 은 운반체 (318) 에 연결되는데, 이 운반체 (318) 는 차례로 운반체 인터페이스 (320) 에 연결될 수도 있다. 로드 락 또는 장비의 다른 피스 (piece) 내에 실장되면, 운반체 인터페이스 (320) 는 레일 또는 다른 선형 가이드/드라이브 디바이스 (미도시) 와 체결할 수도 있다. 운반체 인터페이스 (320) 의 운동이 로드 락과 연관된 모션 제어기에 의하여 제어될 수 있는 반면에, 운반체 인터페이스가 선형 가이드/드라이브 디바이스를 따라서 너무 멀리 이동할 경우에는 범퍼들 (322) 이 로드 락의 내벽들과의 첨예한 충격들을 방지하도록 이용될 수도 있다.
엔드 이펙터 (306) 는 엔드 이펙터 클램프 (312) 및/또는 다른 구성요소들 (미도시) 에 의하여 암 (304) 의 반대 단부에 연결될 수도 있다. 교정된 매쓰 댐퍼 (CMD) (308) 는, 예를 들어 엔드 이펙터 (306) 의 선단부에서 엔드 이펙터 (306) 에 부착될 수도 있다. 또한, 도 3a 에서는 접촉 패드들 (324) 및 CMD 접촉 패드 (326) 가 보이는데, 이들은 각각 엔드 이펙터 (306) 의 베이스 (base) 및 선단부에 부착된다.
도 3b 는 암 어셈블리 (336) 의 측면도를 도시한다. 관찰될 수 있는 바와 같이, 암 어셈블리 (336) 의 대부분은 매우 얇으며 일반적으로 평면형일 수도 있다. 예를 들어, 이것은 웨이퍼 (102) 가 리프트 핀들 (134) 에 의하여 페데스털 (216) 로부터 들어올려질 때, 엔드 이펙터 (306) 가 도 1a 및 도 1b 의 웨이퍼 포트들 (110) 또는 웨이퍼 (102) 및 페데스털 (116) 간의 갭과 같은 제한된 수직 클리어런스 (vertical clearance) 를 가지는 개구부들을 통과해서 삽입될 수 있게 허용한다.
엔드 이펙터들 (306) 은 그들이 동작하는 환경들의 환경적 그리고 오염적 제한 요소들 때문에 설계에 있어서 상대적으로 단순할 수도 있다. 예를 들어, 엔드 이펙터들 (306) 은 진공 또는 진공-근사 환경들에 노출될 수도 있는데, 이것은 다양한 메커니즘들의 이용을 방지할 수도 있다. 예를 들어, 엔드 이펙터 (306) 는 마찰 또는 기계적 스탑들 (mechanical stops) 을 이용하여 웨이퍼의 자신에 대한 모션을 한정하도록 구성될 수도 있다. (진공 클램프의 클램핑력을 공급하는) 대기 압력의 상대적인 부재에 기인하여, 다른 기술들, 예컨대 진공 클램핑 메커니즘들은 진공 환경에서는 비효율적일 수도 있다. 기계적인 그리퍼들 또는 다른 운동학적 메커니즘들 (kinematic mechanisms) 이 윤활화된 면들을 포함할 수도 있고, 그리고 이러한 윤활제들이 처리 환경을 오염시킬 수 있기 때문에, 이러한 것들도 유사하게 이러한 환경들에서 이용되기에 부적합할 수도 있다. 또한, 운동학적 메커니즘들은 처리 환경을 더욱 오염시킬 수도 있는 미립자들 (particulates) 을 생성할 수도 있다. 또한, 엔드 이펙터들은 높은 압력들 및 부식성 환경들과도 호환될 필요가 있을 수도 있다.
도 4 는 후크 형상을 가지며 세 개의 접촉 패드들 (424) 을 포함하는 엔드 이펙터 (406) (CMD 없음) 를 도시한다. 접촉 패드들 (424) 은 일반적으로 기준 원 (reference circle) 을 따라서 위치됨으로써 접촉 패드들의 접촉면들이 웨이퍼 이송 동안 웨이퍼의 에지 구역 (점선 웨이퍼 윤곽 (402) 으로 표시됨) 과 체결되도록 할 수도 있는데, 이것이 웨이퍼가 세 지점들에서 안정되게 지지되도록 허용한다. 수 개의 스크류들 (430) 이 접촉 패드들 (424) 을 엔드 이펙터 (406) 로 결착 (fasten) 시키기 위하여 이용될 수도 있다. 엔드 이펙터 (406) 는 엔드 이펙터 (406) 가 암 또는 다른 메커니즘들에 마운트되도록 허용하는 슬롯들 (428) 또는 다른 피쳐들을 포함할 수도 있다. 비록 처리 환경들과 호환되는 다른 재료들도 역시 이용될 수도 있지만, 엔드 이펙터 (406) 및 접촉 패드들 (424) 은 각각 예를 들어, 알루미늄 및 알루미나 (alumina) 로 제조될 수도 있다. 예를 들어, 접촉 패드들 (424) 은 스테인레스 스틸 또는 알루미늄과 같은 금속들로 또는 PEEK 또는 PET와 같은 중합체들로 제조될 수도 있고, 그리고 엔드 이펙터 (406) 는 스테일레스 스틸, 몰리브덴, 또는 알루미나로 제조될 수도 있다.
엔드 이펙터 (406) 는, 예를 들어 대략적으로 0.15" 의 공칭 두께 (nominal thickness) 를 가지며, 대략적으로 길이가 16" 일 수도 있다. 선단부 (432) 로부터, 슬롯들 (428) 을 피쳐링하는 (feature) 엔드 이펙터 (406) 의 인터페이스부에 이르는 엔드 이펙터 (406) 의 핑거부는 길고 얇을 수도 있으며, 테이퍼를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 이러한 핑거부는 선단부 (432) 근처에서는 대략적으로 너비가 0.4" 이며, 슬롯부 근처에서는 너비가 0.6" 이고, 그리고 길이가 10.3" 일 수도 있다. 이러한 엔드 이펙터 (406) 는 300mm 의 공칭 직경을 가지는 웨이퍼들을 핸들링하기 위하여 이용될 수도 있다. 다른 치수들을 가지는 엔드 이펙터들이 웨이퍼들의 다른 크기들을 핸들링하기 위하여 이용될 수도 있다.
비록 마찰 또는 기계적 스탑들이 웨이퍼를 지지하기 위한 단순하고 신뢰성있는 방식을 제공하지만, 이러한 기법들은 일반적으로 엔드 이펙터에 대한 몇 가지 웨이퍼 운동의 가능성을 허용하지 않는다. 예를 들어, 마찰 지지 (friction support) 를 제공하기 위하여 접촉 패드들을 이용하여 웨이퍼를 지지하고 있는 엔드 이펙터의 고속 운동은, 웨이퍼의 관성이 접촉 패드들을 통하여 제공되는 마찰을 뛰어넘을 경우에는 엔드 이펙터에 대하여 웨이퍼가 슬립하도록 야기할 수도 있다. 큰 가속도의 경우들에서는, 웨이퍼는 엔드 이펙터 밖으로 완전히 슬립할 수도 있다. 잠재적인 다른 이슈들에는 웨이퍼 핸드오프 오류들 (wafer handoff errors) 및 이러한 운동에 기인한 감소된 구성요소 수명이 포함될 수도 있다.
비록 급속한 조대 운동 (rapid gross movement) 이 암의 가속도 및 속도를, 예를 들어 프로그램적으로 또는 드라이브 메커니즘의 출력을 제한함으로써 제한하여 회피될 수 있을 수도 있지만, 드라이브 메커니즘, 그리고 결과적으로 엔드 이펙터 및 웨이퍼로부터 암으로의 진동적 입력들에 기인하여, 이러한 마찰-기반의 또는 기계적-스탑-기반의 엔드 이펙터들에서도 슬립 (slippage) 이 역시 발생될 수도 있다. 이러한 진동들은 웨이퍼 및 엔드 이펙터 간에 매우 적지만 순환적인 (cyclic) 상대적 모션을 야기할 수도 있다. 이러한 반복적 변위들이 더 큰 전체 웨이퍼 변위를 초래할 수도 있으며, 또한 웨이퍼 및 접촉 패드들 간의 러빙 (rubbing) 에 기인하여 미립자 오염들의 생성을 초래할 수도 있다.
도 5a 는 엔드 이펙터 (506) 를 도시하는데, 이것은 엔드 이펙터 (506) 의 선단부 (532) 에서의 접촉 패드 (524) 가 CMD 접촉 패드 (526) 로 대체되었으며 CMD (508) 가 어셈블리에 추가되었다는 점을 제외하고는 도 4 의 엔드 이펙터 (406) 와 본질적으로 동일하다. 도 4 에서와 같이, 도 5a 는 엔드 이펙터 (506) 에 의하여 이송될 수도 있는 웨이퍼의 에지 구역을 점선 웨이퍼 윤곽 (502) 으로 표시한다. 도 5b 는 CMD 접촉 패드 (526), CMD (508), 및 스크류 (530) 가 파쇄도에서 도시되는 엔드 이펙터 (506) 를 도시한다. 상이한 경우들에서는 상이한 엔드 이펙터 접촉 패드들 및 대응하는 방식으로 상이한 CMD 접촉 패드들이 엔드 이펙터 상에 이용될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 도 4, 도 5a, 및 도 5b 에 도시되는 패드들은 웨이퍼의 에지를 핸들링하기 위하여 이용될 수도 있고, 그리고 본 명세서에서는 표준 접촉 패드라고 지칭될 수도 있다. 예를 들어, 표준 접촉 패드는 웨이퍼 에지와 인터페이싱하는 경사면을 포함할 수도 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 배면 접촉 패드 (backside contact pad) 가 표준 접촉 패드 대신에 이용될 수도 있다. 배면 접촉 패드는 상승된 접촉 영역, 예를 들어 단 포스트 (short post) 를 포함할 수도 있는데, 이것이 웨이퍼의 후면 (back side) 과 접촉한다. 배면 접촉 패드 구조는, 접촉 인터페이스가 표준 접촉 패드보다 더 웨이퍼 에지로부터 이격되기 때문에 미립자 오염의 더 낮은 확률을 생산할 수도 있다. 본 명세서에서 설명되는 CMD들은 접촉 패드의 둘 중 하나의 타입과 함께, 그리고 본 명세서에 명시적으로 기술되지 않은 다른 접촉 패드 인터페이스들과도 함께 이용될 수도 있다.
웨이퍼의 후면을 핸들링하기 위하여 접촉 패드/CMD 접촉 패드의 상이한 구조가 이용될 수도 있다. CMD (508) 는 다양한 상이한 접촉 패드들/CMD 접촉 패드들 함께 이용될 수도 있다.
CMD (508) 는 텅스텐 또는 반도체 처리 환경에서 이용되기에 적합한 다른 유사한 고밀도 재료로 제조될 수도 있다. 저밀도 재료들도 이용될 수도 있는데, 하지만 이러한 재료들은 콤팩트한 CMD 폼 팩터 (form factor) 를 허용하지 않고, 그러므로 결과적으로 얻어지는 CMD는 처리 챔버 또는 로드 락 내에서 다른 구성요소들과 기계적으로 간섭할 수도 있다. 또한, CMD (508) 는 보호 코팅으로 코팅, 예를 들어 니켈 코팅됨으로써 처리 챔버 내에 존재하는 처리 화학 물질들과 호환되는 CMD (508) 를 제공할 수도 있다.
몇 가지 구현형태들에서는, 300 mm 웨이퍼들을 위한 엔드 이펙터의 일 구현형태에서와 같이, CMD (608) 는 대략적으로 0.38 lbm 또는 그보다 큰, 예를 들어 0.42 또는 0.47 lbm 의 매쓰를 가질 수도 있다. 엔드 이펙터들의 상이한 타입들 및/또는 크기들은 상이한 매쓰들을 가지는 CMD들을 이용할 수도 있다. 예를 들어, 도 6a 의 측면도 및 도 6c 의 정면도에서 도시된 바와 같이, CMD (608) 는 0.185" 의 공칭 두께를 가질 수도 있고 도 6a 및 도 6e 의 저면도 및 평면도에 각각 도시된 바와 같이 일반적으로 형상이 사각형일 수도 있다. 도 6d 는 등각 투상도에서 CMD (608) 를 도시한다. CMD (608) 의 전체 치수들은 장축을 따라서 대략적으로 3.2" 이고 단축을 따라서 1.16" 일 수도 있다. 마운팅 탭 (mounting tab; 638) 이 CMD (608) 의 긴 사이드들 (long sides) 중 하나 외부로 돌출되어 CMD (608) 가 엔드 이펙터에 부착되도록 허용할 수도 있다; 마운팅 탭 (638) 은 기계적 인터페이스 (640), 예컨대 CMD (608) 의 엔드 이펙터로의 실질적으로 견고한 연결을 용이화하는 홀 또는 다른 피쳐들을 포함할 수도 있다. 마운팅 탭 (638) 은 너비에서 대략적으로 0.5" 만큼 돌출되고 0.75" 일 수도 있으며, 어떤 지점에서 실질적으로 더 얇은 너비로 천이할 수도 있다. 탭이 있는 사이드에 반대되는 CMD (608) 의 사이드 상의 모서리들은, 예를 들어 대략적으로 8 °의 각도로 경사지게 (chamfered) 처리됨으로써, CMD (608) 의 짧은 사이드들이 길이에서 대략적으로 1" 일 수도 있도록 할 수도 있다. CMD (608) 의 첨예한 에지들은 둥글게 처리되거나, 경사지게 처리되거나, 또는 다른 방식으로 절단될 수도 있다. CMD의 다른 구조들이 이용되는 엔드 이펙터의 구조에 의존하여 이용될 수도 있다. 후속하는 논의들은 CMD 설계를 가이드하기 위하여 이용될 수도 있는 CMD 선택 프로세스와 관련한 다양한 통찰력들을 제공한다.
논의된 바와 같이, 반도체 처리 챔버들 내에서 이용되도록 설계되는 엔드 이펙터들은 일반적으로 접촉 패드들 및/또는 기계적 스탑들과 같은 단순한 핸들링 표면들을 활용하여 웨이퍼 및 엔드 이펙터 사이의 상대적인 모션을 한정할 수도 있다. 총 운동에 기인한 이러한 엔드 이펙터들에 대한 웨이퍼의 상대적인 운동이, 예를 들어 엔드 이펙터/암에 대한 제어기에 의하여 이용되는 모션 프로파일을 튜닝함으로써 다뤄질 수도 있는 반면에, 암 및 운반체 인터페이스를 통하여 엔드 이펙터로 전해지는 진동들에 의하여 야기되는 상대적인 모션은 이와 같이 용이하게 다뤄질 수 없을 수도 있다. 예를 들어, 진동을 감쇄시키기 위한 많은 공통 방법들, 예를 들어 점탄성 (visco-elastic) 또는 제한 층 (constrained layer) 댐핑은 이용되는 부재들에 기인하여 반도체 처리 환경들에서는 이용되기에 적합하지 않을 수도 있다. 진동을 유발하는 기계적인 노이즈는, 예를 들어 로봇 드라이브 트레인 내의 이러한 노이즈를 감소시키거나 또는 로봇 제어기 모션 프로파일을 최적화함으로써 최소화될 수도 있지만, 이러한 수단들에 의하여 만족스럽게 경감될 수 없는, 로봇 암 및 엔드 이펙터로 전해지는 소정 양의 기계적인 노이즈가 존재할 수도 있다.
엔드 이펙터로 전해지면, 이러한 기계적인 노이즈는 엔드 이펙터가 엔드 이펙터의 제 1 벤딩 모드 (bending mode) 에서 동요하는 벤딩 운동 (oscillating bending movement) 을 경험하도록 야기할 수도 있다. 동시에, 엔드 이펙터에 의하여 지지되는 웨이퍼는 유사한 진동 입력에 노출될 수도 있고, 그리고 웨이퍼의 제 1 벤딩 모드에서 동요하는 벤딩 운동을 경험하기 시작할 수도 있다. 만일 엔드 이펙터와 웨이퍼의 제 1 벤딩 모드들이 가깝게 근접한다면, 엔드 이펙터 및 웨이퍼 벤딩 운동들은, 벤딩의 양 및 결과적으로 웨이퍼 및 접촉 패드들 또는 엔드 이펙터의 다른 접촉 인터페이스들 간의 상대적인 모션의 양을 증폭하는 동적 커플링을 경험할 수도 있다.
이러한 동적 커플링을 완화하기 위하여, 웨이퍼 및 엔드 이펙터의 제 1 벤딩 모드들은 제 1 벤딩 모드들의 분리 (separation) 를 증가시키도록 조절될 수도 있다. 대략적으로 적어도 하나의 옥타브 (octave), 즉 적어도 하나의 반 파장의 모드 분리가 최적이다. 실용적인 문제 (practical matter) 로서, 웨이퍼는 개조될 수 없는데, 그 이유는 그렇게 하면 그 특정 웨이퍼타입에 대한 현존하는 프로세스 정의들 (process definitions), 이러한 웨이퍼들을 이용하여 제조되는 반도체 디바이스들의 신뢰성, 및 이러한 웨이퍼들의 비용에 부정적으로 영향을 미칠 수 있기 때문이다.
엔드 이펙터의 제 1 벤딩 모드의 주파수는, 예를 들어 엔드 이펙터의 강성 (stiffness) 을 변경시킴으로써 튜닝될 수도 있다. 한 가지 접근법은 엔드 이펙터의 강성을 증가시켜서, 엔드 이펙터의 제 1 벤딩 모드의 주파수가 웨이퍼의 제 1 벤딩 모드의 주파수보다 더 크고 그리고 웨이퍼 및 엔드 이펙터의 제 1 벤딩 모드들의 주파수들 간에 모드 분리의 적어도 하나의 옥타브가 존재할 때까지 엔드 이펙터 제 1 벤딩 모드의 주파수를 증가시키는 것일 수도 있다. 예를 들어, 엔드 이펙터의 두께를 증가시키면 벤딩 강성 및 제 1 벤딩 모드의 주파수를 증가시킬 수도 있다. 그러나, 더 두꺼운 엔드 이펙터가 많은 반도체 제작 모듈들에 대해서 요구되는 클리어런스들 (clearances) 과는 호환되지 않을 수도 있기 때문에, 이것은 가능하지 않을 수도 있다.
다른 접근법은, 엔드 이펙터의 제 1 벤딩 모드의 주파수가 제 1 웨이퍼 벤딩 모드의 주파수보다 더 작고 그리고 웨이퍼 및 엔드 이펙터의 제 1 벤딩 모드들 간에 대략적으로 주파수 분리의 적어도 하나의 옥타브가 존재할 때까지 엔드 이펙터의 벤딩 강성을 감소시키는 것이다. 하지만, 엔드 이펙터의 벤딩 강성을 감소시키는 것 역시 엔드 이펙터의 벤딩 변위 (bending displacement) 의 증가를 야기할 수도 있으며, 이것이 (웨이퍼-적재되거나 및/또는 적재되지 않은) 엔드 이펙터가 더 이상 이전에 엔드 이펙터에 의하여 클리어링되었던 장애물들 (obstacles) 을 클리어링하지 않도록 야기할 수도 있다. 이러한 기계적 간섭은 바람직하지 않다.
본 명세서에서 설명되는 바와 같이 CMD를 엔드 이펙터의 선단부에 탑재하는 것은 엔드 이펙터의 제 1 벤딩 모드의 주파수가 엔드 이펙터 강성을 감소시키지 않으면서 감소되도록 허용하고, 그리고 저-에너지 기계적 노이즈를 완화하도록 작용할 수 있는 관성 댐핑 (inertial damping) 도 제공한다. 흔히, 저-에너지 기계적인 노이즈는 암에 의하여 엔드 이펙터로 전해지는 기계적인 노이즈에 매우 만연하여 있다. CMD의 이러한 양태들이 아래에서 더욱 논의된다.
높은 수준으로, 매쓰 댐핑 (mass damping) 이 다음과 같이 설명될 수도 있다. 인가된 부하에 대한 강체 응답 (rigid body response) 은,
Figure pat00001
로서 정의된다.
여기서, Fi 는 입력된 힘이고, m1 은 강체 매쓰이며, a1 은 응답 가속도이다. 강체 댐퍼를 강체 매쓰에 추가하여 이를 증가시키면, 동일한 입력 힘에 대하여 더 작은 응답 가속도를 초래할 것이다. 예를 들어:
Figure pat00002
이다.
여기서, m1 은 초기 매쓰이며, m2 는 매쓰 댐퍼이고 a2 는 더 낮은 응답 가속도이다. 주어진 입력 힘에 대한 응답 가속도에서의 원하는 감소를 생산하기 위하여 필요한 매쓰 댐퍼를 결정하기 위하여, 첫번째 식을 섹션식:
Figure pat00003
으로 대체할 수 있다.
따라서, 응답 가속도 감소비:
Figure pat00004
로서 씌여질 수 있다.
따라서, 주어진 입력 힘에 대한 응답 가속도를 25% 만큼 감소시키려면, 이용되는 매쓰 댐퍼는 강체 매쓰의 33%일 필요가 있을 수 있다. 예를 들어, 표준 엔드 이펙터는 대략적으로 0.3 lbm 의 무게를 가질 수도 있다. 그러면, 표준 엔드 이펙터는 0.5 lbm CMD를 이용하여 증강될 수도 있다. 그러므로, 간략화된 응답 가속도 감소비는 대략적으로 38% 일 수도 있는데, 즉, 응답 가속도의 양은 62% 만큼 감소될 것이다. 위에 표시된 바와 같이, 이것은 고-수준 논의이며, 응답 가속도에 영향을 미칠 수도 있는 다른 인자들, 예컨대 진동에 기인한 기계적인 증폭 효과들을 고려하지 않는다.
단순화된 고 수준에서, CMD와 연관된 진동 격리 (vibration isolation) 는 베이스 입력 (base input) 이 있는 단일-자유도 (single-degree-of-freedom) 근사화로 간주될 수도 있는데, 이것은 다음의 동적 이득 인자를 가지는 것으로 특징지어질 수도 있다:
Figure pat00005
여기서 Q 는 동적 이득 인자이고, X 는 동적 출력이며, A 는 동적 입력이고, ω는 웨이퍼 제 1 벤딩 모드의 주파수이며, ωn은 엔드 이펙터 제 1 벤딩 모드의 주파수이고, 그리고 ζ는 임계 댐핑비이다. ω=ωn 인, 즉 웨이퍼 및 엔드 이펙터 모두가 동일한 제 1 벤딩 모드 주파수를 가지는 (엔드 이펙터/ 웨이퍼 시스템이 공진 조건에 있는) 시나리오에서는, 이것은 Q~1/2ζ로 단순화된다. 그러나, 공진 주파수들이 분리되면, 응답은 이 값으로부터 감소된다. 예를 들어, ω=2ωn, 즉 한 옥타브의 제 1 벤딩 모드 주파수 분리일 경우에는 다음이 성립된다:
Figure pat00006
반도체 제작 시스템들 내에서 통상적으로 이용되는 엔드 이펙터 시스템들에 대한 임계 댐핑비들은 일반적으로 약 0.1 보다 적을 수도 있다. 위에서 논의된 바와 같은 한 옥타브의 타겟 주파수 분리는 90%보다 큰 동적 이득 감소를 허용할 수도 있으며, 이것이 엔드 이펙터/웨이퍼 시스템에 의하여 경험되는 진동의 양을 현저하게 감소시킬 수도 있다. 예를 들어, 0.1 의 임계 댐핑비를 이용하면, 위의 단순화된 모델을 이용할 때 공진 (ω=ωn) 에서의 동적 이득 인자는 5 의 값을 가진다. 그러나, 웨이퍼 및 엔드 이펙터의 제 1 벤딩 모드들 간에 주파수 분리의 1 옥타브 (ω=2ωn) 가 도입되면, 동적 이득 인자는 0.33 의 값으로 떨어지고, 이것은 이득 인자의 93% 감소보다 더 크다. 실용적인 문제로서, 교정된 매쓰 댐퍼를 추가하는 것이 엔드 이펙터의 제 1 벤딩 모드만을 감소시킬 수 있기 때문에, 웨이퍼 제 1 벤딩 모드의 주파수는 결국에 두 개의 제 1 벤딩 모드 주파수들 중 더 높은 것이 될 것이다.
비록 위에서 논의된 고-레벨 접근법이 일반적으로 CMD 파라미터들을 정의하기 위하여 이용될 수도 있지만, 한정 엘리먼트 분석 (finite element analysis) 및 실험적 테스팅이 이용되어 CMD의 다양한 파라미터들을 정제할 수도 있다. 더욱이, 매쓰 댐핑 및 진동 격리가 모두 CMD의 설계를 드라이브할 수도 있는 반면에, CMD의 설계는 원하는 진동 격리의 정도에 의하여 주로 조종될 수도 있다. 예를 들어, CMD는 진동 격리의 원하는 레벨을 생산하기 위하여 설계될 수도 있고, 그리고 결과적인 매쓰 댐핑은 설계 드라이버 (design driver) 가 아니라 이러한 진동 격리 튜닝의 유용한 부수적 효과일 수도 있다. 대안적으로는, 매쓰 댐핑의 특정 양이 또한 원해진다면, CMD는 진동 격리의 원하는 레벨 및 매쓰 댐핑의 원하는 레벨을 적어도 생산하도록 설계될 수도 있다. 예를 들어, 만일 0.4 lbm 의 CMD가 원하는 진동 격리 성능을 제공하지만, 0.5 lbm CMD가 매쓰 댐퍼의 원하는 수준을 제공하기 위하여 필요하다면, CMD는 0.5 lbm 타겟에 따라서 설계될 수도 있다. 이것이 매쓰 댐핑의 원하는 정도를 제공하고 최소 원하는 진동 격리를 넘는 진동적 격리를 제공할 수도 있다.
위에서 논의된 다양한 파라미터들은 엔드 이펙터 설계들마다, 그리고 웨이퍼 타입들마다 상이할 수도 있다. 그러나, 위에서 개략화된 기본 기법들은 다른 구현형태들에 대한 적절한 CMD들을 결정하는 데에도 역시 이용될 수도 있다. 예를 들어, 300 mm 웨이퍼는 대략적으로 21 Hz 의 제 1 벤딩 모드를 가질 수도 있고, 300mm 를 핸들링하도록 구성된 엔드 이펙터는 대략적으로 16 Hz의 제 1 벤딩 모드를 가질 수도 있는데, 이것은 주파수 분리의 적어도 하나의 옥타브의 타겟을 이용하면, 엔드 이펙터가 대략적으로 10.5 Hz 또는 이보다 적은 제 1 벤딩 모드를 가진다는 것을 진술할 수도 있다. 그러나, 200 mm 또는 450 mm 웨이퍼는 300 mm 웨이퍼와는 상이한 제 1 벤딩 모드들을 가질 수도 있으며, 그리고 이러한 웨이퍼들을 핸들링하도록 크기결정된 엔드 이펙터들은 300 mm 웨이퍼들을 핸들링하도록 크기결정된 엔드 이펙터와는 상이한 제 1 벤딩 모드들을 가질 수도 있다. 또한, 특정 웨이퍼는 이것이 어떻게 지지되는지에 의존하여 상이한 제 1 벤딩 모드 주파수들을 가질 수도 있다. 예를 들어, 에지-지지형 (edge-supported) 300 mm 웨이퍼는 동일한 타입의 배면-지지형 (backside-supported) 300 mm 웨이퍼와는 상이한 제 1 벤딩 모드 주파수들을 가질 수도 있다. 이와 유사하게, 일반적으로 반대인 에지들의 한 쌍 상에서 지지되는 웨이퍼, 예컨대 도 1a 에 도시된 웨이퍼 (102) 는 일반적으로 반대인 에지들의 두 쌍들 상에서 지지되는 웨이퍼와는 상이한 제 1 벤딩 모드 주파수를 가질 수도 있다.
또한, 비록 위의 논의들이 1 옥타브의 주파수 분리에 초점을 두었지만, 더 큰 분리들도 역시 이용될 수도 있다는 점이 이해되어야 한다. 더 나아가, 비록 위의 논의들이 0.1 또는 이보다 더 적은 임계 댐핑비에 초점을 두었지만, 그 내부에서 CMD가 이용될 수도 있는 몇 가지 엔드 이펙터 시스템들은 0.1 보다 더 큰 임계 댐핑비들을 피쳐링할 수도 있다는 점이 이해되어야 한다. 또한, 이러한 구현형태들도 본 개시물의 범위 내에 있는 것으로 이해되어야 한다. 일반적으로, 더 큰 주파수 분리들이 더 양호한 진동 감소를 제공할 것이고, 그리고 더 큰 진동 감소가 더 낮은 임계 댐핑비들을 가지는 시스템들 내에서 가능해질 것이다.
CMD들이 없는 엔드 이펙터들, 예컨대 도 4 의 엔드 이펙터 (406) 는 현재 다수의 현존하는 반도체 제작 툴 실장예들에서 이용되고 있을 수도 있다. 일 구현형태에서는, CMD는 무-CMD (CMD-less) 엔드 이펙터 상에 실장될 수도 있는 레트로피트 키트 (retrofit dit) 의 일부로서 제공되어 이것을 CMD를 피쳐링하는 엔드 이펙터로 변환할 수도 있다. 가장 간략화된 형태로서, 이러한 키트들은 엔드 이펙터의 특정한 타입 또는 범위를 위하여 교정된 CMD 만을 포함할 수도 있다. CMD는 엔드 이펙터 내에 이미 존재하는 하드웨어를 이용하여 엔드 이펙터에 부착될 수도 있다.
다른 레트로피트 키트 구현형태들에서는, 키트는 CMD 및 CMD의 엔드 이펙터로의 부착을 용이화하도록 구성되는 맞춤 하드웨어 (custom hardware) 를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 이러한 맞춤 하드웨어는 엔드 이펙터의 선단부에 위치된 현존하는 접촉 패드를 대체하기 위하여 이용되는 CMD 접촉 패드의 형태를 가질 수도 있다. CMD 접촉 패드는 접촉 패드들이 엔드 이펙터와 간섭하는 구역에서, 예를 들어 둥글게 처리된 모서리들을 가지는 사각형 베이스 및 엔드 이펙터 상의 쓰레딩된 홀 (threaded hole) 과 정렬하는 마운팅 홀과 같은, 원 접촉 패드 (original contact pad) 상의 피쳐들과 동일한 피쳐들을 포함할 수도 있다. 또한, CMD 접촉 패드는, CMD 접촉 패드의 웨이퍼와 접촉할 부분 내에서 원 접촉 패드와 동일한 피쳐들을 포함할 수도 있다. 그러나, CMD 접촉 패드는, CMD와 기계적으로 간섭하도록 사용되지만 원 접촉 패드 상에는 존재하지 않는 피쳐들을 역시 포함할 수도 있다. 예를 들어, CMD에는 홀을 피쳐링하는 얇은 탭이 탑재될 수도 있다; 이 탭은 CMD 상에 배치될 수도 있고, 단일 스크류가 탭 홀 및 CMD 접촉 패드 홀을 통과하여 삽입되고 엔드 이펙터로 쓰레딩되어 세 개의 구성요소들 모두를 서로 결합시킬 수도 있다. CMD 접촉 패드/엔드 이펙터 어셈블리의 전체 높이가 원 접촉 패드/엔드 이펙터 어셈블리를 초과하는 것을 방지하기 위하여, CMD 접촉 패드는 CMD 탭을 수납하는 오목화된 영역 (recessed area) 을 피쳐링할 수도 있다. 원 접촉 패드는 이러한 피쳐를 가지지 않을 수도 있다.
제 3 레트로피트 구현형태에서는, 키트는 위에서 설명되는 바와 같이 CMD (및 필요할 경우에는 CMD의 엔드 이펙터로의 부착을 용이화하도록 구성되는 맞춤 하드웨어) 를 포함할 수도 있는데, 하지만 엔드 이펙터 클램프를 이용하여 엔드 이펙터에 부착하도록 구성되는 맞춤 암 (custom arm) 을 포함할 수도 있다. 맞춤 암은 현존 암을 대체할 수도 있다. 현존 암 및 맞춤 암 모두는, 부착된 엔드 이펙터의 피치가 엔드 이펙터를, 예를 들어 페데스털의 리프트 핀들에 의하여 지지되는 웨이퍼의 평면과 정렬시키기 위하여 조절되도록 허용하는 피쳐들을 포함할 수도 있다. 피치 조절의 특정 양이 현존 암 내에 내장될 수도 있는데, 하지만 현존 암 내의 내장된 피치 조절은 CMD의 추가된 무게에 기인하는 엔드 이펙터 내의 추가적인 벤딩의 변위 효과들을 극복하기에 충분하지 않을 수도 있다. 맞춤 암은 현존 암에 의하여 제공되는 것을 넘는 추가적인 피치 조절로서 CMD의 추가된 무게에 기인한 증가된 피치 편향 (pitch deflection) 를 오프셋하기에 필요할 수도 있는 추가적인 피치 조절을 허용한다. 대안적으로는, 만일 피치 조절이 몇 개의 다른 부분에 내장된다면, 이러한 다른 부분에 대한 맞춤 대체 (custom replacement) 가 레트로피트 키트 내에 포함되어 증가되거나 천이된 피치 조절을 제공할 수도 있다.
또한, 위에서 설명된 키트들은 필요할 경우 엔드 이펙터 또는 다른 구성요소들 상의 결착기 인터페이스 피쳐들 (fastener interface features) 와 인터페이스하기 위하여 이용될 수도 있는 표준 또는 맞춤 결착기들을 포함할 수도 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, 동일한 CMD와 함께 상이한 CMD 접촉 패드들이 이용될 수도 있다. 예를 들어, 웨이퍼의 에지들 또는 배면 중 어느 것이 접촉되어야 하는지에 의존하여 상이한 CMD 접촉 패드들이 요구될 수도 있다. 그러나, 웨이퍼 제 1 벤딩 모드 주파수들이 동일하거나 주파수 분리의 원하는 적어도 하나의 옥타브를 초래한다고 가정하면, 동일한 CMD는 이들 중 어떤 것과도 함께 이용될 수도 있다. 레트로피트 키트는 접촉 패드의 하나의 특정한 타입에 전용일 수도 있고, 또는 접촉 인터페이스들의 다중 타입들에 대한 CMD 접촉 패드들을 포함할 수도 있다.
CMD들은 레트로피트 애플리케이션들에 제한되지 않는다. 또한, 엔드 이펙터는 내장형 또는 사전-실장 CMD 와 함께 생산될 수도 있다. 이러한 엔드 이펙터들에서는, CMD는 레트로피트 키트들에 대해서 위에서 설명된 구현형태들과 매우 유사할 수도 있지만, 현존 엔드 이펙터들의 사전 존재하는 피쳐들이 수용될 필요가 없기 때문에, CMD를 엔드 이펙터로 결합시키기 위하여 이용되는 인터페이스의 세부 사항들은 상이할 수도 있다.
다양한 이유들 때문에, 엔드 이펙터 및 CMD를 분리된 부분들로서 제작하고, 그리고 이들을 어셈블리 프로세스 동안 기계적으로 결합시키는 것이 바람직할 수도 있다. 예를 들어, 엔드 이펙터를 알루미늄과 같이 용이하게 머시닝되는 경량 부재로부터 제조하는 것이 바람직할 수도 있다. 그러나, 텅스텐과 같이 매우 밀도가 높은 부재을 이용하여 CMD를 제조하는 것이 또한 바람직할 수도 있다. 각 부분을 제조하기 위하여 이용되는 상이한 부재들 때문에, 두 부분들은 분리되어 제작되고 추후에 결합될 것이다. 레트로피트 애플리케이션들에 대하여 적합한 것들과 같은 기계적인 결착 시스템들이 부분들을 결합시키기 위하여 이용될 수도 있다. 그러나, 두 부분들을 상호 납땜 (soldering) 하거나 확산 접합 (diffusion bonding) 시키는 것과 같이 레트로피트 콘텍스트에서는 가능하지 않을 수도 있는 다른 기법들이 이용될 수도 있다.
CMD의 다른 구현형태는 상이한 부재들을 이용하는 CMD를 수반할 수도 있다. 예를 들어, CMD는 알루미늄과 같은 하나의 부재로 제작된 하우징 및 텅스텐과 같은 다른 부재로 제작된 교정된 매쓰를 피쳐링할 수도 있다. 하우징은, 예를 들어 매우 얇은 벽들을 가짐으로써 매우 경량이 되도록 설계될 수도 있다. 하우징 및 엔드 이펙터는 심지어 동일한 부재로부터 제조될 수도 있다. 교정된 매쓰는 하우징 내에 배치될 수도 있고, 그러면 하우징은 밀봉되어 교정된 매쓰가 탈출하는 것을 방지할 수도 있다. 예를 들어, 몇 가지 구현형태들에서는, 분말형 텅스텐 입자들이 교정된 매쓰를 공급하기 위하여 이용될 수도 있다. 텅스텐 입자들의 이용은 교정된 매쓰의 매우 정밀한 선명도 (definition) 를 허용하는데, 하지만 반도체 제작 프로세스 내의 미립자 오염의 가능성을 제공한다. 그러나, 만일 입자들이 하우징 내에 포함되고 하우징이 반도체 제작 장치 내의 실장 이전에 밀봉되면, 적어도 하우징의 무결성 (integrity) 이 보존되는 한 텅스텐 입자 오염의 가능성이 제거된다. 또한, 입자들을 이용하면, 입자들의 서로에 대한 상대적인 모션에 기인하여 소모될 수도 있는 에너지에 기인한 추가적인 진동 댐핑을 초래할 수도 있다.
본 명세서에서 설명되는 엔드 이펙터들은 일반적으로 단축 (uniaxial) 선형 전달 로봇 암들의 타입을 가져 왔다. 그러나, 본 명세서에서 설명되는 CMD들은 로봇 암들의 다른 타입들을 위한 엔드 이펙터들과 함께 이용될 수도 있다. 예를 들어, CMD는 R-쎄타 로봇 암을 위한 엔드 이펙터 상에 이용될 수도 있는데, 이것은 회전 운동 및 선형 병진이 가능하다. 또한, 이러한 CMD 애플리케이션들이 본 개시물의 범위 내에 속한다는 것이 이해되어야 한다.
본 명세서에서 논의되는 CMD들이 엔드 이펙터의 선단부에 마운트되고 이에 상응하여 크기결정되어 왔지만, CMD들의 다른 구현형태들은 CMD를 엔드 이펙터의 다른 곳에 위치시키는 것을 수반할 수도 있으며, 그리고 비-선단부 마운팅 위치와 연관된 다이네믹스 (dynamics) 에 기반하여 크기결정된 CMD들을 수반할 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 그럼에도 불구하고, 이러한 CMD들은 위에서 개략화된 동일한 일반적인 원리들을 만족하도록 크기결정될 수도 있으며, 예를 들어 CMD-탑재 엔드 이펙터 및 웨이퍼의 제 1 벤딩 모드들 간의 주파수 분리의 대략적으로 한 옥타브 이상을 초래할 수도 있다. 또한, 이러한 구현형태들은 본 개시물의 범위 내에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
도 7 은 웨이퍼를 이송하도록 구성되는 엔드 이펙터에 대한 CMD 구현 프로세스의 흐름도를 도시한다. 블록 (710) 에서는, 엔드 이펙터에 의하여 지지될 때 웨이퍼에 대한 제 1 벤딩 모드 주파수가 결정된다. 이것은 실험적으로 수행되거나, 또는 유한 엘리먼트 기법들 (finite element techniques) 또는 간략화된 물리적 모델들을 이용하여 연산될 수도 있다. 웨이퍼의 제 1 벤딩 모드 주파수를 결정한 이후에, 웨이퍼 제 1 벤딩 모드 주파수보다 낮으며 웨이퍼 제 1 벤딩 모드 주파수로부터 적어도 한 옥타브만큼 분리된, 원하는 엔드 이펙터 제 1 벤딩 모드 주파수가 블록 (720) 에서 결정된다.
블록 (730) 에서는, CMD 매쓰가 연산된다. CMD 매쓰는 원하는 엔드 이펙터 제 1 벤딩 모드 주파수를 생성하기 위하여 연산된다. 유한 요소 방법들을 포함하여 위에서 논의된 바와 같은 기법들이 이용될 수도 있다. 또한, 실험적 기법들이 이용될 수도 있다.
블록 (740) 에서는, 원하는 강체 응답 가속도비가 결정될 수도 있다. 블록 (750) 에서는, 원하는 강체 응답 가속도비를 달성하기 위하여 필요한 CMD 매쓰가 연산될 수도 있다. 강체 응답 가속도비가 설계 드라이버가 아니라면, 즉, 강치 응답 가속도비를 감소시키는 것이 요구되지 않고 그 대신에 부수적 편익 (incident benefit) 이라면, 블록들 (740 및 750) 은 스킵될 수도 있다.
블록 (760) 에서는, 적절한 매쓰의 CMD가 획득될 수도 있다. 예를 들어, 이러한 매쓰는 원하는 제 1 벤딩 모드 주파수 및 원하는 강체 응답 가속도비를 생산하기 위하여 연산된 CMD 매쓰들 중 더 높은 것일 수도 있다. 몇 가지 구현형태들에서는, CMD 매쓰는 원하는 제 1 벤딩 모드 주파수를 생산하도록 연산된 CMD 매쓰일 수도 있다. 예를 들어, 적절하게 크기결정된 CMD는 이것이 원하는 매쓰를 가지도록 제작될 수도 있다. 대안적으로는, 적절하게 크기결정된 CMD는 가용 CMD 크기들의 범위로부터 선택될 수도 있다. 블록 (770) 에서는, 획득된 CMD는 엔드 이펙터 상에 설치되고 웨이퍼들을 핸들링하기 위하여 이용될 수도 있다.
도 7 에서 개략화된 기법은 부분적인 형태로 수행될 수도 있다. 예를 들어, 블록들 (710 내지 770) 은 웨이퍼 핸들링 시스템들의 제조사들에 의하여 수행될 수도 있고, 그러면 결과적인 CMD는 웨이퍼 핸들링 시스템들의 조작자들 (operators) 에게 제공될 수도 있다. 따라서, 블록들 (710 내지 770) 에 의하여 표현되는 모든 동작들이 한 엔티티에 의하여 수행될 것이 요구되지 않으며, 또한 도 7 에 설명된 기법은 부분적으로 수행될 수도 있다. 다른 예에서는, 웨이퍼 핸들링 시스템의 조작자는 특정한 엔드 이펙터와 함께 이용되기 위하여 크기 결정된 CMD를 획득할 수도 있고, 그리고 그 CMD를 엔드 이펙터에 마운트할 수도 있는데, 이것은 엔드 이펙터의 제 1 벤딩 모드 주파수가 감소됨으로써 웨이퍼 제 1 벤딩 모드 및 엔드 이펙터 제 1 벤딩 모드 사이에 한 옥타브보다 큰 주파수 분리가 존재하도록 할 수도 있다.
본 명세서에서 논의되는 CMD들이 웨이퍼로의 잠재적인 손상 및 진공 또는 저압 환경 내에서의 미립자 오염을 감소시키기 위하여 강체 가속도 응답을 감소시키기 위한 목적을 위하여 개발되어 왔지만, 유사한 기법들 및 CMD들이 가시적 강체 변위 응답 (rigid body displacement response) 을 최소화하기 위하여 이용될 수도 있다. 웨이퍼 헬스 (wafer health) 의 관점으로부터, 이러한 변위들은 개수에 있어서 드물기 때문에 이것은 거의 가치가 없을 수도 있다. 그러나, 가시적 변위는 장비를 이용하는 인력에 의하여 관찰가능할 수도 있고 바람직하지 않은 것으로 감지될 수도 있다. CMD는 이러한 행동을 완화할 수 있는 비용 경제적인 방식을 제공할 수도 있다.
강체 변위 응답을 완화하도록 설계된 CMD를 제공하기 위하여, 매쓰:
Figure pat00007
에 따라서 교정될 수도 있다.
여기서, m1 은 CMD가 없는 엔드 이펙터 매쓰이고, m2 는 CMD 매쓰이며, Fi 는 입력 힘이고, δ는 원하는 최대 변위이며, ω는 응답 진동의 각 주파수이다.
위에서 설명된 장치/프로세스는, 예를 들어 반도체 디바이스들, 디스플레이들, LED 들, 광전지 패널들 등의 제작 또는 제조를 위한 리소그래피 패터닝 툴들 또는 프로세스들과 연계하여 이용될 수도 있다. 통상적으로, 이러한 툴들/프로세스들은 공통 제작 설비 내에서 함께 이용되거나 실행될 것이지만, 반드시 그러한 것은 아니다. 통상적으로, 박막의 리소그래피 패터닝은 다음 단계들 중 일부 또는 전부를 포함하는데: (1) 스핀-온 (spin-on) 또는 스프레이-온 (spray-on) 툴을 이용한 포토레지스트의 워크피스, 즉 기판 상에의 적용; (2) 열판 또는 로 (furnace) 또는 UV 경화 툴을 이용한 포토레지스트의 경화; (3) 포토레지스트의 웨이퍼 스테퍼 (wafer stepper) 와 같은 툴을 이용한 가시광선 또는 UV 또는 x-레이 광으로의 노광; (4) 레지스트를 선택적으로 제거하고 이에 의하여 이것을 습식 벤치 (wet bench) 와 같은 툴을 이용하여 패터닝하기 위한 레지스트의 현상; (5) 건식 또는 플라즈마-보조 에칭 툴을 이용한, 레지스트 패턴의 내재된 박막 또는 워크피스로의 전사; 및 (6) RF 또는 극초단파 플라즈마 레지스트 스트리퍼와 같은 툴을 이용한 레지스트의 제거, 각각의 단계는 다수의 가능한 툴들에 의하여 이네이블된다. 본 명세서에서 설명된 바와 같은 엔드 이펙터들 및 CMD들은 기판을 한 툴로부터 다른 툴로 이동시킴으로써, 따라서 제작 프로세스들을 용이하게 하기 위하여 이용될 수도 있다. 본 명세서에서 설명되는 바와 같은 엔드 이펙터들 및 CMD들은, 증착, 에칭, 경화, 열처리 및 반도체 웨이퍼 프로레싱에서 이용되는 다른 툴들을 포함하는 다양한 상이한 반도체 제작 시스템들 중 임의의 것과 함께 이용될 수도 있다.
또한, 특정한 설명된 구현형태들 중 임의의 것 내의 피쳐들이 다른 것과 호환되지 않는 것으로 명백하게 식별되지 않는 한 또는 배경 콘텍스트가 이들이 상호 배타적이며 상보적이거나 및/또는 상호 협동하는 관점에서 용이하게 결합될 수 없다는 것을 암시하지 않는 한, 본 개시물의 전체가 이러한 상보적 구현형태들의 특정 피쳐들이 하나 이상의 망라적이지만 다소 상이한 기술적 해결책들을 제공하도록 선택적으로 결합될 수 있다는 것을 고려하며 예상하고 있다는 것이 이해될 것이다. 그러므로, 위의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용은 오직 예시적인 방식으로 주어진 것이며, 세부 사항에서의 변형들이 본 발명의 범위 내에서 이루어질 수도 있다는 것이 더욱 이해될 것이다.

Claims (19)

  1. 디바이스로서,
    웨이퍼 핸들링 로봇의 엔드 이펙터로 견고하게 연결되도록 구성되는 기계적 인터페이스로서, 상기 엔드 이펙터는 웨이퍼를 지지하도록 구성되는, 상기 기계적 인터페이스; 및
    교정된 매쓰 댐퍼 (calibrated mass damper; CMD) 로서:
    상기 CMD는 반 파운드-매쓰 (pound-mass) 보다 크고, 그리고
    상기 CMD는 상기 엔드 이펙터의 제 1 모드 주파수 (modal frequency) 및 상기 엔드 이펙터가 지지하도록 구성되는 상기 웨이퍼의 제 1 모드 주파수 사이에 적어도 하나의 옥타브 (octave) 의 분리 (separation) 를 생성하도록 교정되는, 상기 CMD를 포함하는, 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 CMD는 대략적으로 반 파운드-매쓰인, 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 CMD는 텅스텐으로 제조되는, 디바이스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 CMD는 니켈-도금되는, 디바이스.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 엔드 이펙터는 상기 엔드 이펙터의 최대 치수 (largest dimension) 에 대응하는 방향에서 제 1 길이를 가지고,
    상기 CMD가 상기 엔드 이펙터 상에 설치될 때, 상기 CMD 및 상기 엔드 이펙터는 상기 엔드 이펙터의 상기 최대 치수에 대응하는 방향에서 결합된 제 2 길이를 가지며, 그리고,
    상기 제 2 길이는 상기 제 1 길이를 1.35" 이상 초과하지 않는, 디바이스.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 CMD는 하우징 및 교정 재료를 포함하고,
    상기 교정 재료는 상기 하우징 내에서 밀봉되며,
    상기 교정 재료는 과립형인, 디바이스.
  7. 엔드 이펙터 레트로피트 키트 (retrofit kit) 로서,
    교정된 매쓰 댐퍼 (CMD) 로서,
    상기 CMD는 웨이퍼 핸들링 로봇의 엔드 이펙터로 견고하게 연결되도록 구성되는 기계적 인터페이스를 포함하되, 상기 엔드 이펙터는 웨이퍼를 지지하도록 구성되고,
    상기 CMD는 반 파운드-매쓰보다 크며, 그리고
    상기 CMD는 상기 엔드 이펙터의 제 1 모드 주파수 및 상기 엔드 이펙터가 지지하도록 구성되는 상기 웨이퍼의 제 1 모드 주파수 사이에 적어도 하나의 옥타브의 분리를 생성하도록 교정되는, 상기 CMD를 포함하는, 엔드 이펙터 레트로피트 키트.
  8. 제 7 항에 있어서,
    표준 CMD 접촉 패드를 더 포함하며,
    상기 엔드 이펙터는 하나 이상의 표준 접촉 패드들을 포함하고,
    상기 표준 CMD 접촉 패드는 표준 접촉 패드의 피쳐들의 서브세트를 포함하며,
    상기 표준 CMD 접촉 패드는 상기 CMD 와 인터페이스하고 상기 CMD 를 지지하도록 구성되는 추가적인 피쳐들을 포함하고,
    상기 표준 CMD 접촉 패드는 레트로피트 동안 상기 엔드 이펙터의 상기 표준 접촉 패드들 중 하나를 대체하도록 구성되는, 엔드 이펙터 레트로피트 키트.
  9. 제 7 항에 있어서,
    배면 (backside) CMD 접촉 패드를 더 포함하고,
    상기 엔드 이펙터는 하나 이상의 배면 접촉 패드들을 포함하고,
    상기 배면 CMD 접촉 패드는 상기 배면 접촉 패드의 피쳐들의 서브세트를 포함하며,
    상기 배면 CMD 접촉 패드는 상기 CMD 와 인터페이스하고 상기 CMD 를 지지하도록 구성되는 추가적인 피쳐들을 포함하고,
    상기 배면 CMD 접촉 패드는 레트로피트 동안 상기 엔드 이펙터의 배면 접촉 패드들 중 하나를 대체하도록 구성되는, 엔드 이펙터 레트로피트 키트.
  10. 제 7 항에 있어서,
    개조된 암 (modified arm) 을 더 포함하며,
    상기 개조된 암은 레트로피트 동안 상기 웨이퍼 핸들링 로봇의 기존 암을 대체하도록 구성되고,
    상기 기존 암은 상기 엔드 이펙터에 대한 피치 조절의 제 1 레벨을 허용하며,
    상기 개조된 암은:
    상기 엔드 이펙터 상의 결합 피쳐들 (mating features) 과 견고하게 인터페이스하고,
    상기 로봇의 운반체 상의 결합 피쳐들과 견고하게 인터페이스하며,
    상기 엔드 이펙터에 대하여, 상기 기존 암에 의하여 제공되는 피치 조절의 상기 제 1 레벨보다 더 큰 피치 조절의 제 2 레벨을 허용하도록 구성되는 피쳐들을 포함하는, 엔드 이펙터 레트로피트 키트.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 CMD는 대략적으로 반 파운드-매쓰인, 엔드 이펙터 레트로피트 키트.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 CMD는 텅스텐으로 제조되는, 엔드 이펙터 레트로피트 키트.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 CMD는 니켈-도금되는, 엔드 이펙터 레트로피트 키트.
  14. 제 7 항에 있어서,
    상기 엔드 이펙터는 상기 엔드 이펙터의 최대 치수에 대응하는 방향에서 제 1 길이를 가지고,
    상기 CMD가 상기 엔드 이펙터 상에 설치될 때, 상기 CMD 및 상기 엔드 이펙터는 상기 엔드 이펙터의 최대 치수에 대응하는 방향에서 결합된 제 2 길이를 가지며, ,
    상기 제 2 길이는 상기 제 1 길이를 1.35" 이상 초과하지 않는, 엔드 이펙터 레트로피트 키트.
  15. 제 7 항에 있어서,
    상기 CMD는 하우징 및 교정 재료를 포함하고,
    상기 교정 재료는 하우징 내에서 밀봉되며,
    상기 교정 재료는 과립형인, 엔드 이펙터 레트로피트 키트.
  16. 엔드 이펙터로서,
    기계적 인터페이스부로서, 상기 기계적 인터페이스부의 제 1 사이드는 웨이퍼 핸들링 로봇의 암에 견고하게 연결되도록 구성되는, 상기 기계적 인터페이스부;
    상기 제 1 사이드와 대체적으로 반대인 방향에서 상기 기계적 인터페이스부로부터 연장하는 핑거부;
    상기 기계적 인터페이스부의 반대의, 상기 핑거부의 단부에 위치되는 선단부 (tip) 로서, 상기 엔드 이펙터는 웨이퍼 이송 동작들 동안 반도체 웨이퍼를 지지하도록 구성되는, 상기 선단부; 및
    교정된 매쓰 댐퍼 (CMD) 로서:
    상기 CMD는 상기 선단부에 근접하고,
    상기 CMD는 반 파운드-매쓰보다 크며, 그리고
    상기 CMD는 상기 엔드 이펙터의 제 1 모드 주파수 및 상기 반도체 웨이퍼의 제 1 모드 주파수 사이에 적어도 하나의 옥타브의 분리를 생성하도록 교정되는, 상기 CMD를 포함하는, 엔드 이펙터.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 CMD는 대략적으로 반 파운드-매쓰인, 엔드 이펙터.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 CMD는 텅스텐으로 제조되는, 엔드 이펙터.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 CMD는 니켈-도금되는, 엔드 이펙터.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180088481A (ko) * 2015-12-22 2018-08-03 베리안 세미콘덕터 이큅먼트 어소시에이츠, 인크. 자기-댐핑 엔드 이펙터

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9521753B1 (en) * 2014-03-04 2016-12-13 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Vibration damping circuit card assembly
US9412638B2 (en) * 2014-03-27 2016-08-09 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. End effector pads
CN104658958B (zh) * 2015-02-13 2018-04-24 苏州工业园区纳米产业技术研究院有限公司 晶片抓取手臂
WO2018157179A2 (en) * 2017-02-24 2018-08-30 Fabworx Solutions, Inc. Atmospheric robotic end effector
CN109461693B (zh) * 2017-09-06 2023-06-02 台湾积体电路制造股份有限公司 晶片传送装置、晶片处理系统及方法
US10041558B1 (en) 2017-10-06 2018-08-07 Topline Corporation Tunable apparatus for adjusting effective performance of particle impact damper
US10021779B1 (en) 2017-11-28 2018-07-10 TopLine Coporation Quick response particle damper for printed circuit boards and planar surfaces
US10704639B2 (en) 2018-08-14 2020-07-07 Topline Corporation Unidirectional particle damper for printed circuit boards and planar surfaces
TWI727735B (zh) * 2020-04-10 2021-05-11 中勤實業股份有限公司 懸臂、其減振結構以及具有該懸臂之卡匣
US12000455B2 (en) * 2022-03-10 2024-06-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Systems and methods for reducing vibration of apparatuses

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030013322A1 (en) * 2001-07-10 2003-01-16 Choy Ping Kong High speed pick and place apparatus
KR100802561B1 (ko) * 2004-06-25 2008-02-13 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 다수 부분형 엔드 이펙터 조립체
JP2010161094A (ja) * 2009-01-06 2010-07-22 Shinkawa Ltd ２方向移動テーブル

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2736393A (en) 1950-06-02 1956-02-28 Houdaille Hershey Corp Tuned vibration damper
US4382587A (en) 1980-03-20 1983-05-10 Kaco Gmbh & Co. Vibration damping element
US5004399A (en) * 1987-09-04 1991-04-02 Texas Instruments Incorporated Robot slice aligning end effector
JPH01166087U (ko) * 1988-05-13 1989-11-21
USD441730S1 (en) 1997-05-21 2001-05-08 Sony Corporation Semiconductor element
US6091574A (en) * 1998-04-30 2000-07-18 Seagate Technology, Inc. Stiffening arm mass damper for a disc drive
US6508343B2 (en) 2000-01-18 2003-01-21 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Vibration damper
US6761085B1 (en) * 2002-02-06 2004-07-13 Novellus Systems Incorporated Method and apparatus for damping vibrations in a semiconductor wafer handling arm
US7461728B2 (en) 2004-03-01 2008-12-09 University Of Vermont And State Agricultural College Active vibration damping system
US7724479B2 (en) * 2006-08-09 2010-05-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for an auxiliary mass damper in each actuator arm notch of a hard disk drive
US8164737B2 (en) * 2007-10-23 2012-04-24 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus having an active damping subassembly
NL1036160A1 (nl) 2007-11-20 2009-05-25 Asml Netherlands Bv Combination of structure and two or more active damping systems, lithographic apparatus, and projection assembly.
US8462510B2 (en) 2011-05-11 2013-06-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Board-level package with tuned mass damping structure

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030013322A1 (en) * 2001-07-10 2003-01-16 Choy Ping Kong High speed pick and place apparatus
KR100802561B1 (ko) * 2004-06-25 2008-02-13 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 다수 부분형 엔드 이펙터 조립체
JP2010161094A (ja) * 2009-01-06 2010-07-22 Shinkawa Ltd ２方向移動テーブル

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180088481A (ko) * 2015-12-22 2018-08-03 베리안 세미콘덕터 이큅먼트 어소시에이츠, 인크. 자기-댐핑 엔드 이펙터

Also Published As

Publication number Publication date
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