KR20160131569A - 웨이퍼 처리 시스템 - Google Patents

웨이퍼 처리 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20160131569A
KR20160131569A KR1020150064294A KR20150064294A KR20160131569A KR 20160131569 A KR20160131569 A KR 20160131569A KR 1020150064294 A KR1020150064294 A KR 1020150064294A KR 20150064294 A KR20150064294 A KR 20150064294A KR 20160131569 A KR20160131569 A KR 20160131569A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
guide rail
wafer carrier
wafer
carrier
electromagnet
Prior art date
Application number
KR1020150064294A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101713637B1 (ko
Inventor
손병철
Original Assignee
주식회사 케이씨텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 케이씨텍 filed Critical 주식회사 케이씨텍
Priority to KR1020150064294A priority Critical patent/KR101713637B1/ko
Priority to CN201520480039.8U priority patent/CN204819125U/zh
Publication of KR20160131569A publication Critical patent/KR20160131569A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101713637B1 publication Critical patent/KR101713637B1/ko

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
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • 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
    • H01L21/677—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 conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67703—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 conveying, e.g. between different workstations between different workstations
    • H01L21/67706—Mechanical details, e.g. roller, belt
    • 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
    • H01L21/677—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 conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67703—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 conveying, e.g. between different workstations between different workstations
    • H01L21/6773—Conveying cassettes, containers or carriers

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)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 웨이퍼 처리 시스템에 관한 것으로, 가이드 레일과; 웨이퍼를 보유한 상태로 상기 가이드 레일을 따라 상기 웨이퍼의 연마 공정이 행해지는 연마 정반을 통과하는 제1경로로 이동하되, 상기 가이드 레일에 대하여 부상되어 상기 가이드 레일의 일부 이상의 구간에서 비접촉 상태로 이동하는 웨이퍼 캐리어를; 포함하여 구성되어, 웨이퍼를 웨이퍼 캐리어에 탑재한 상태로 가이드 레일을 타고 이송시키는 과정에서, 웨이퍼 캐리어와 가이드 레일의 사이에서 발생하는 충격이나 진동, 소음을 방지할 수 있고, 특히, 웨이퍼를 탑재한 웨이퍼 캐리어가 서로 이격되거나 단턱진 가이드 레일을 통과할 때에 발생되는 충격이나 마모의 발생을 원천적으로 방지하는 웨이퍼 처리 시스템을 제공한다.

Description

웨이퍼 처리 시스템 {WAFER TREATMENT SYSTEM}
본 발명은 웨이퍼 처리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연마 정반에서 연마 공정을 행하기 위하여 웨이퍼 캐리어가 웨이퍼를 탑재하고 가이드 레일을 타고 이송하는 과정에서 발생되는 진동 및 소음과 마모 입자에 의하여 연마 공정의 정확도가 저하되는 문제를 해결한 웨이퍼 처리 시스템에 관한 것이다.
반도체 소자는 미세한 회로선이 고밀도로 집적되어 제조됨에 따라, 이에 상응하는 정밀 연마가 웨이퍼 표면에 행해진다. 웨이퍼의 연마를 보다 정밀하게 행하기 위해서는 기계적인 연마 뿐만 아니라 화학적 연마가 병행되는 화학 기계적 연마 공정(CMP공정)이 행해진다.
최근에는 하나의 웨이퍼에 대하여 다양한의 연마 공정을 행하여 정교한 연마층의 두께 제어를 행하고 있다. 다양한의 연마 공정을 행하기 위하여, 웨이퍼가 다수의 처리 정반을 거치면서 이동하는 형태의 웨이퍼 처리 시스템이 대한민국 공개특허공보 제2011-13384호, 대한민국 공개특허공보 제2011-65464호, 대한민국 등록특허공보 제10-1188579호에 의해 개시되어 있다.
이 중에, 대한민국 공개특허공보 제2011-65464호 등은 웨이퍼가 회전 가능한 캐루셀의 헤드에 탑재되어, 캐루셀이 회전하면서 순서대로 정해진 처리 정반에서 다양한의 연마 공정을 행하는 구성을 개시하고 있는 데, 웨이퍼의 독립적인 이동이 불가능하여 이송 효율이 저하되는 원인이 되었다.
이와 같은 문제를 본 출원인에 의한 대한민국 등록특허공보 제10-1188579호에서는 웨이퍼 캐리어가 웨이퍼를 탑재한 상태로 가이드 레일을 따라 이동하는 구성을 개시하고 있다. 그러나, 웨이퍼 캐리어의 바퀴가 가이드 레일을 타고 이동하는 구조이므로 이동 중에 마찰이 발생되면서 이물질이 지속적으로 발생될 뿐만 아니라, 진동에 의하여 웨이퍼를 웨이퍼 캐리어로부터 놓치게 되는 오류가 발생되는 문제가 있었다.
또한, 웨이퍼 캐리어가 뾰족한 경로를 따라 이동하기 위한 캐리어 홀더로 이동할 때에는, 캐리어 홀더에 구비된 레일과 가이드 레일 사이에 빈 공간이나 단턱이 발생되는데, 빈 공간이나 단턱을 넘어 왕래할 때에 웨이퍼 캐리어의 바퀴의 마모가 두드려지고 소음과 진동이 매우 크게 유발되어, 화학 기계적 연마 공정에 악영향을 미치는 문제도 야기되었다.
본 발명은 전술한 기술적 배경하에서 창안된 것으로, 정해진 연마정반에서 연마 공정을 행하기 위하여 웨이퍼를 웨이퍼 캐리어에 탑재한 상태로 가이드 레일을 타고 이송시키는 과정에서, 웨이퍼 캐리어와 가이드 레일의 사이에서 발생하는 충격이나 진동, 소음을 방지하는 웨이퍼 처리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 통해, 본 발명은 독립적으로 다수 이동하는 웨이퍼 캐리어의 진동에 의하여 연마 공정이 행해지고 있는 다른 웨이퍼 캐리어에 탑재된 웨이퍼의 연마 공정이 방해받지 않고 정교한 두께 제어를 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 웨이퍼를 탑재한 웨이퍼 캐리어가 서로 이격되거나 단턱진 가이드 레일을 통과할 때에 발생되는 충격이 발생되지 않게 되어, 다른 웨이퍼 캐리어에 탑재된 웨이퍼의 연마 공정이 방해받지 않고 정교한 두께 제어를 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 웨이퍼 캐리어가 가이드 레일을 타고 이동하면서 바퀴에 발생되는 마모의 발생량을 줄이는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명은 웨이퍼를 탑재한 웨이퍼 캐리어가 서로 이격되거나 단턱진 가이드 레일을 통과할 때에 발생되는 충격에 의하여, 웨이퍼 캐리어와 가이드 레일이 손상되는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 가이드 레일과; 웨이퍼를 보유한 상태로 상기 가이드 레일을 따라 상기 웨이퍼의 연마 공정이 행해지는 연마 정반을 통과하는 제1경로로 이동하되, 상기 가이드 레일에 대하여 부상되어 상기 가이드 레일의 일부 이상의 구간에서 비접촉 상태로 이동하는 웨이퍼 캐리어를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 시스템을 제공한다.
이는, 웨이퍼를 보유한 웨이퍼 캐리어가 가이드 레일에 부상된 비접촉 상태로 이동함으로써, 연마정반에서 연마 공정을 행하기 위하여 웨이퍼를 웨이퍼 캐리어에 탑재한 상태로 가이드 레일을 타고 이송시키는 과정에서, 웨이퍼 캐리어와 가이드 레일의 사이에서 발생하는 충격이나 진동, 소음을 방지할 수 있도록 하기 위함이다. 이를 통해, 독립적으로 다수 이동하는 웨이퍼 캐리어의 진동에 의하여 연마 공정이 행해지고 있는 다른 웨이퍼 캐리어에 탑재된 웨이퍼의 연마 공정 중에 진동이 전달되어 연마 공정에서의 두께 제어를 방해하지 않게 된다.
이 뿐만 아니라, 웨이퍼 캐리어가 가이드 레일에 대하여 접촉 없이 부상된 상태로 이송되므로, 종래에 웨이퍼 캐리어의 바퀴와 가이드 레일과의 접촉에 의한 마모량을 줄일 수 있으며, 특히, 웨이퍼를 탑재한 웨이퍼 캐리어가 서로 이격되거나 단턱진 가이드 레일을 통과할 때에 발생되는 충격이나 마모량을 원천적으로 해결할 수 있게 된다.
이를 위하여, 상기 가이드 레일은 금속 재질로 형성되고; 상기 웨이퍼 캐리어는 상기 가이드 레일의 하측에 상기 가이드 레일을 향하여 자력을 발생시키는 부상 전자석을 포함하는 부상 유닛이 구비되어, 상기 부상 전자석의 자력에 의하여 상기 웨이퍼 캐리어가 상기 가이드 레일에 대하여 이격된 상태로 부상시키게 구성될 수 있다.
또는, 상기 웨이퍼 캐리어에는 금속편이 상기 가이드 레일의 하측에 구비되고; 상기 가이드 레일에는 상기 금속편을 향하여 자력을 발생시키는 부상 전자석을 포함하는 부상 유닛이 구비되어, 상기 부상 전자석의 자력에 의하여 상기 웨이퍼 캐리어가 상기 가이드 레일에 대하여 이격된 상태로 부상시키게 구성될 수도 있다.
이와 별개 또는 병행하여, 상기 가이드 레일은 영구 자석을 포함하여 이루어지고; 상기 웨이퍼 캐리어에는 상기 영구 자석의 반대 극을 형성하는 부상 전자석을 포함하는 부상 유닛이 구비되어, 상기 부상 전자석의 자력에 의하여 상기 웨이퍼 캐리어가 상기 가이드 레일에 대하여 이격된 상태로 부상시키게 구성될 수 있다.
그리고, 상기 웨이퍼 캐리어에는 영구 자석이 구비되고, 가이드 레일에는 상기 영구 자석을 향하여 자력을 발생시키는 부상 전자석을 포함하는 부상 유닛이 구비되어, 상기 부상 전자석의 자력에 의하여 상기 웨이퍼 캐리어가 상기 가이드 레일에 대하여 이격된 상태로 부상시키게 구성될 수 있다.
한편, 상기 가이드 레일은 상기 웨이퍼 캐리어의 양측에 각각 구비되는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 웨이퍼 캐리어는 가이드 레일에 대하여 양측에서 부상력이 인가되어 부상함으로써, 부상된 자세를 안정되게 유지할 수 있는 효과가 있다.
무엇보다도, 본 발명은, 상기 웨이퍼 캐리어는 상기 가이드 레일의 상측에 하방으로 간섭되는 면이 형성되어, 상기 웨이퍼 캐리어가 부상되지 않은 상태에서는 상기 가이드 레일 상에 접촉하게 위치하게 구성된다. 이에 의하여, 화학 기계적 연마 공정 중에는 웨이퍼 캐리어가 부상되지 않고 가이드 레일에 접촉된 상태를 유지하여, 상하 방향으로 요동없이 안정적으로 제위치를 유지할 수 있다.
그리고, 상기 웨이퍼 캐리어의 일면에는 영구 자석편이 N극과, S극이 교대로 다수 배열되고, 상기 영구 자석편과 대향하는 면에 이동 전자석이 형성되어, 상기 이동 전자석에 인가되는 전류 제어에 의하여 상기 영구 자석편과의 자력에 의하여 상기 웨이퍼 캐리어를 상기 가이드 레일을 따라 이동시킨다.
여기서, 상기 영구 자석편은 상기 웨이퍼 캐리어의 상면 중앙부에 배치되어, 웨이퍼 캐리어가 가이드 레일에 대하여 부상된 상태에서 이동시키고자 하는 구동력에 의해 웨이퍼 캐리어를 정확하게 이송시킬 수 있다.
한편, 프레임에는 영구 자석편이 N극과, S극이 교대로 배치되고, 상기 웨이퍼 캐리어에는 상기 영구 자석편과 대향하는 면에 이동 전자석이 형성되어, 상기 전자석에 인가되는 전류 제어에 의하여 상기 영구 자석편과의 자력에 의하여 상기 웨이퍼 캐리어를 상기 가이드 레일을 따라 이동시키게 구성될 수도 있다.
이 경우에는, 상기 이동 전자석은 상기 웨이퍼 캐리어의 상면 중앙부에 배치되는 것이 바람직하다.
한편, 웨이퍼 캐리어가 이동하는 상기 제1경로에는 상기 연마 정반이 2개 이상 배치될 수 있다. 이에 의하여, 웨이퍼 캐리어가 제1경로를 따라 이동하면서 하나의 웨이퍼에 대하여 2단계 이상의 연마 공정을 행할 수 있다.
이 때, 상기 웨이퍼 캐리어가 이동하는 상기 제1경로는 순환형 경로로 형성되어, 웨이퍼 캐리어가 웨이퍼를 로딩받아 탑재한 이후에 연마 공정을 마치고, 연마 공정을 행한 웨이퍼 캐리어가 언로딩 유닛에서 연마 공정을 마친 웨이퍼를 언로딩한 후, 다시 로딩 유닛에서 웨이퍼 캐리어가 웨이퍼를 로딩받아 탑재하여 연마 공정을 행하도록 이동할 수 있다. 이와 같이 웨이퍼 캐리어가 중단없이 순환하면서 웨이퍼를 탑재하여 연마 공정을 행하게 구성됨으로써, 웨이퍼의 연마 공정이 각 연마 정반에서 연속적으로 행해져 생산성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
여기서, 상기 연마 공정은 버핑 연마 공정이거나 화학 기계적 연마 공정일 수 있다.
이를 위하여, 상기 가이드 레일은 폐루프 형태로 형성될 수 있다.
또는, 상기 가이드 레일은, 상기 웨이퍼 캐리어에 보유한 상기 웨이퍼가 연마 정반을 통과하는 경로로 배열된 제1가이드레일과, 상기 제1가이드레일과 제1방향으로 이격되어 상기 웨이퍼 캐리어가 이동하는 제2가이드레일과, 상기 제1가이드레일의 끝단으로부터 이격된 제1위치와 상기 제2가이드레일의 끝단으로부터 이격된 제2위치를 연결하는 형태로 배열된 연결레일을 포함하여 이루어지고; 상기 연결레일에는 상기 제1가이드레일과 상기 제2가이드레일 중 어느 하나에 위치한 상기 웨이퍼 캐리어를 수용할 수 있고, 상기 웨이퍼 캐리어를 수용한 상태로 왕복 이동 가능하게 설치되고, 상기 연결레일을 따라 왕복 이동하다가 수용하고 있던 상기 웨이퍼 캐리어가 상기 제1가이드레일과 상기 제2가이드레일 중 어느 하나와 왕래할 수 있는 위치로 이동하는 캐리어 홀더를; 더 포함하여 구성되어, 웨이퍼 캐리어가 순환형 경로를 따라 이동하게 구성될 수 있다.
특히, 이 경우에는, 상기 웨이퍼 캐리어에는 상기 웨이퍼 캐리어를 수용하는 보조 가이드레일이 형성되고, 상기 웨이퍼 캐리어는 상기 제1가이드레일 및 상기 제2가이드 레일 중 어느 하나와 상기 보조 가이드 레일의 사이를 부상된 상태로 이송하여, 가이드 레일과 보조 가이드 레일의 사이에 틈새나 단턱이 있더라도, 웨이퍼 캐리어가 이동할 때에 충격없이 왕래하는 것이 가능해진다.
이에 따라, 종래에 웨이퍼 캐리어가 바퀴로 가이드 레일에 접촉하면서 구름 이동할 때에, 가이드 레일과 보조 가이드 레일 사이의 틈새나 단턱에서 크게 발생하던 소음과 진동 및 마모 문제를 일거에 해결할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '보유', '탑재', '장착'이라는 용어는 웨이퍼가 웨이퍼 캐리어와 함께 이동하는 형태를 지칭하는 것으로 정의하기로 한다. 따라서, 웨이퍼 캐리어에 '보유'되거나 '탑재'되거나 '장착'된 웨이퍼는 웨이퍼 캐리어의 내부에 위치해야 하는 등의 특정한 형태나 위치에 국한되는 것은 아니다.
본 명세서 및 본 특허청구범위에 기재된 '연마'라는 용어는 기계적인 연마를 포함할 뿐만 아니라, 화학적인 연마 및 화학 기계적 연마(CMP)를 모두 포함하는 것으로 정의하기로 한다.
본 명세서 및 본 특허청구범위에 기재된 '가이드 레일'이라는 용어는 웨이퍼 캐리어가 직접 타고 이동하는 모든 형태의 레일을 포함한다. 따라서, 후술하는 실시예에서 제1가이드레일(G1), 제2가이드레일(G2), 제3가이드레일(G3)을 포함할 뿐만 아니라, 캐리어 홀더(H)에 형성된 보조 가이드 레일(HR)도 가이드 레일의 범주에 속하는 것으로 정의하기로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은, 웨이퍼를 보유한 웨이퍼 캐리어가 가이드 레일을 따라 부상되어 비접촉 상태로 가이드 레일을 따라 이동하면서 연마 정반에서 연마 공정이 행해지도록 구성되므로, 웨이퍼를 웨이퍼 캐리어에 탑재한 상태로 가이드 레일을 타고 이송시키는 과정에서, 웨이퍼 캐리어와 가이드 레일의 사이에서 발생하는 충격이나 진동, 소음을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
따라서, 본 발명은, 정해진 순환형 경로를 따라 이동하는 웨이퍼 캐리어에 의하여 진동이 유발되지 않으므로, 어느 하나의 웨이퍼 캐리어로부터 발생된 진동이 연마 공정 중인 웨이퍼에 전달될 여지가 없으므로, 웨이퍼 캐리어가 가이드 레일을 따라 이동하면서 연마 공정을 행하더라도, 웨이퍼의 연마 두께를 보다 정확하게 제어할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
무엇보다도, 웨이퍼 캐리어가 타고 이동하는 레일의 사잇 틈새나 단턱이 불가피한 경우에도, 웨이퍼 캐리어가 부상된 상태로 이송되므로, 사잇 틈새를 통과하거나 단턱을 넘으면서 발생되는 큰 충격이나 진동을 원천적으로 방지할 수 있으면서, 동시에 틈새나 단턱을 지나면서 발생되었던 바퀴 및 레일의 마모 현상을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
이를 통해, 각각의 구성 부품의 사용 내구성을 안정적으로 확보할 수 있으면서, 고무 등의 미세 마모 입자가 공중에서 부유하면서 연마 정반으로 유입되어 웨이퍼의 연마 공정을 방해하는 것을 방지하므로, 신뢰성있는 연마 공정을 행할 수 있는 잇점이 얻어진다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 처리 시스템의 평면도,
도2는 도1의 연마 영역의 작동 원리를 설명하기 위한 도면,
도3은 가이드 레일을 따라 이동하는 웨이퍼 캐리어가 연결 레일로 왕래하는 작동 원리를 설명하는 도면,
도4는 도3의 웨이퍼 캐리어의 사시도,
도5a는 도4의 종단면도,
도5b는 웨이퍼 캐리어의 부상 원리를 설명하기 위한 도면,
도6 내지 도8은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 웨이퍼 캐리어의 부상 원리를 설명하기 위한 도면,
도9는 도3의 웨이퍼 캐리어에 도킹 유닛이 도킹된 상태를 도시한 사시도,
도10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 처리 시스템의 평면도,
도11은 도10의 연마 영역의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 처리 시스템(1)을 상술한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해서는 동일 또는 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 처리 시스템(1)은 웨이퍼(W)의 처리 공정이 행해지는 처리 영역(X1)과, 처리 공정이 행해진 웨이퍼(W)에 대하여 세정 및 건조 공정이 행해지는 세정 영역(X2)으로 구분된다.
상기 연마 영역(X1)에는, 웨이퍼(W)를 보유한 상태로 이동하는 웨이퍼 캐리어(C)와, 제1연마정반(P1)과 제2연마정반(P2)을 통과하도록 배열되고 웨이퍼 캐리어(C)가 이동할 수 있게 설치된 제1가이드레일(G1)과, 또 다른 제1연마정반(P1)과 제2연마정반(P2)을 통과하게 배열되어 웨이퍼 캐리어(C)가 이동할 수 있게 설치된 제3가이드레일(G3)과, 제1가이드레일(G1)과 제3가이드레일(G3)의 사이에 배열되어 웨이퍼 캐리어(C)가 이동하는 제2가이드레일(G2)과, 제1가이드레일(G1)의 일단(S3)과 이격된 제1위치(S4)와 제3가이드레일(G3)의 일단과 이격된 제2위치(S4')를 연결하는 제1연결레일(CR1)과, 제1가이드레일(G1)의 타단(S2)과 이격된 제3위치(S1)와 제3가이드레일(G3)의 타단과 이격된 제4위치(S1')를 연결하는 제2연결레일(CR2)과, 제1연결레일(CR1)을 따라 이동하면서 웨이퍼 캐리어(C)를 수용할 수 있는 제1캐리어홀더(H1) 및 제2캐리어 홀더(H2)와, 제2연결레일(CR2)을 따라 이동하면서 웨이퍼 캐리어(C)를 수용할 수 있는 제3캐리어홀더(H3) 및 제4캐리어 홀더(H4)로 구성된다.
본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 제1연결레일(CR1)에는 하나의 캐리어 홀더가 구비되어 제1연결레일(CR1)을 따라 이동하고, 제2연결레일(CR2)에도 하나의 다른 캐리어 홀더가 구비되어 제2연결레일(CR2)을 따라 이동하도록 구성될 수 있다.
상기 웨이퍼 캐리어(C)는 가이드 레일(G1, G2, G3; G)에서는 단독으로 이동하며, 연결 레일(CR1, CR2; CR)에서는 캐리어 홀더(H1, H2, H3, H4; H)에 수용된 상태로 캐리어 홀더(H)의 이동에 의해 이동한다. 그리고, 웨이퍼 캐리어(C)와 캐리어 홀더(H)는 모두 서로 연동하여 이동 제어될 수 있지만, 독립적으로 이동 제어된다. 도1 및 도2의 배치도에서 다수의 수직선으로 형성된 직사각형 형태가 웨이퍼 캐리어(C)를 단순화하여 표시한 것이다.
그리고, 도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 캐리어(C)는 상측에 N극 영구자석편(128n)과 S극 영구자석편(128s)이 교대로 배열되며, 내부에는 구동 모터나 공압 공급 장치가 구비되지 않는 무동력 상태로 구성된다. 이에 따라, 도3에 도시된 바와 같이, 연마 정반(P1, P2; P)의 상측에 형성된 프레임(F)에 설치된 이동 전자석(90)에 인가되는 전원(88)의 전류 방향을 제어하는 것에 의하여, 웨이퍼 캐리어(C)는 리니어 모터의 원리로 영구 자석편(128n, 128s; 128)의 배열 방향으로 이동시키는 추진력이 발휘되어 이동한다.
그리고, 웨이퍼 캐리어(C)가 연마 정반(P)의 상측에 위치하면, 도킹 유닛(D)이 웨이퍼 캐리어(C)에 결합하여, 웨이퍼(W)를 회전 구동시키는 회전 구동력과 웨이퍼(W)를 하방으로 가압하기 위한 공압이 공급된다.
이를 위하여, 도4 및 도5a에 도시된 바와 같이, 회전 구동력을 전달받기 위하여 내주면에 N극과 S극의 영구 자석이 교대로 배열되는 자기 커플러(124)가 형성되고, 도킹 유닛(D)의 구동축(186)의 외주면에도 원주 방향을 따라 N극과 S극의 영구 자석이 교대로 배열된다. 또한, 웨이퍼 캐리어(C)의 외주면에는 공압 파이프가 결합되는 공압 공급구(123x)가 외면에 형성되어, 도킹 유닛(D)이 웨이퍼 캐리어(C)로 근접(8)하여 도킹할 수 있게 배치된다.
그리고, 웨이퍼 캐리어(C)는 가이드 레일(G)과 연결 레일(CR)을 따르는 이동 경로 중에 회전하지 않는 상태가 지속된다. 따라서, 도킹 유닛(D)이 웨이퍼 캐리어(C)의 정해진 한면에서만 도킹되도록 구성될 수도 있지만, 이 경우에는 제2가이드레일(G2)과 제1가이드레일(G1)의 간격 및 제2가이드레일(G2)과 제3가이드레일(G3)의 간격 중 어느 하나가 필요이상으로 커져야 하므로, 전체적인 공간 효율을 낮추게 된다.
따라서, 도1에 도시된 바와 같이, 제1가이드레일(G1)에 대해서는 도킹 유닛(D)이 바깥쪽(도1을 기준으로 상측)에 배치되고, 제3가이드레일(G3)에 대해서는 도킹 유닛(D)도 바깥쪽(도1을 기준으로 하측)에 배치되어, 서로 반대 방향에서 서로 반대 방향으로 이동(8)하여 도킹하도록 구성되는 것이 전체적인 공간 효율을 높이는 데 효과적이다. 이 때, 웨이퍼 캐리어(C)는 회전하지 않는 상태로 경로를 이동하므로, 웨이퍼 캐리어(C)는 상측과 하측(도1기준)에서 접근하는 도킹 유닛(D)과 결합할 수 있도록, 도5에 도시된 바와 같이 공압 결합부(123) 및 자기 커플러(124)가 서로 반대측에 위치한 2개의 면에 형성된다. 이를 통해, 웨이퍼 처리 시스템의 배치를 보다 콤팩트하게 유지하면서도, 웨이퍼 캐리어(C)를 회전시켜야 하는 복잡한 제어 및 구조를 회피할 수 있는 잇점을 얻을 수 있다.
도면 중 미설명 부호인 121은 웨이퍼 캐리어(C)의 연마 헤드(CH)와의 연결 결합부이다.
한편, 도킹 유닛(D)은 도9에 도시된 바와 같이 프레임(F)에 고정되어, 가이드 레일(G)을 따라 이동하는 웨이퍼 캐리어(C)에 결합할 수 있도록 수평 왕복 이동(8)이 가능하게 설치된다. 이를 위하여, 이동 모터(181)에 의하여 회전축(182)을 회전 구동하면, 회전축(182)에 리드 스크류의 원리로 이동 플레이트(184)가 왕복 이동(8)을 하게 된다.
그리고, 이동 플레이트(184)에는 회전 구동 모터(185)가 고정되어 회전 구동 모터(185)에 의하여 회전 구동되는 구동축(186)이 마련되어, 이동 모터(181)에 의하여 이동 플레이트(184)를 이동시키는 것에 의하여 구동축(186)이 웨이퍼 캐리어(C)의 자기 커플러(124)로 삽입되면서 회전 구동력을 웨이퍼 캐리어(C)에 전달할 수 있는 상태가 된다. 이와 동시에, 이동 플레이트(184)의 이동에 따라 공압 공급관(187a)의 결합부(187)가 웨이퍼 캐리어(C)의 공압 공급부(123x)와 결합되면서, 공압도 공급할 수 있는 상태가 된다.
상기 캐리어 홀더(H)는 도3에 도시된 바와 같이 웨이퍼 캐리어(C)를 수용하기 위한 보조 가이드 레일(HR)이 형성되어, 연결 레일(CR)의 배치와 무관하게 가이드 레일(G)을 따라 이동하는 웨이퍼 캐리어(C)를 수용할 수 있게 구성된다. 이를 위하여, 캐리어 홀더(H)의 상측에도 코일(209)이 형성되어, 웨이퍼 캐리어(C)의 상측에 배열된 영구자석(128)과의 상호 작용으로 캐리어 홀더(H)로 이동시키는 동작을 행할 수 있게 된다. 그리고, 도5a 내지 도8에 도시된 방식으로 웨이퍼 캐리어(C)를 부상시킨다.
캐리어 홀더(H)는 하나의 연결 레일(CR)마다 2개씩 배치될 수 있다. 제1연결레일(CR1)에 대해서는 제1캐리어 홀더(H1)와 제2캐리어홀더(H2)가 설치되어 제1연결레일(CR1)을 따라 이동할 수 있다. 그리고 제2연결레일(CR2)에 대해서는 제3캐리어 홀더(H3)와 제4캐리어홀더(H4)가 설치되어 제2연결레일(CR2)을 따라 이동할 수 있다.
제1캐리어 홀더(H1)는 제1가이드레일(G1)과 제2가이드레일(G2) 중 어느 하나에 위치한 웨이퍼 캐리어(C)를 수용할 수 있고, 웨이퍼 캐리어(C)를 수용한 상태로 제1연결레일(CR1)을 따라 왕복 이동 가능하며, 제1연결레일(CR1)을 따라 왕복 이동하다가 수용하고 있던 웨이퍼 캐리어(C)가 제1가이드레일(G1)과 제2가이드레일(G2) 어느 하나로 이동할 수 있는 위치로 이동한다.
이와 유사하게, 제2캐리어 홀더(H2)는 제2가이드레일(G2)과 제3가이드레일(G3) 중 어느 하나에 위치한 웨이퍼 캐리어(C)를 수용할 수 있고, 웨이퍼 캐리어(C)를 수용한 상태로 제1연결레일(CR1)을 따라 왕복 이동 가능하며, 제1연결레일(CR1)을 따라 왕복 이동하다가 수용하고 있던 웨이퍼 캐리어(C)가 제2가이드레일(G2)과 제3가이드레일(G3) 중 어느 하나로 이동할 수 있는 위치로 이동한다.
또한, 제3캐리어 홀더(H3)는 제1가이드레일(G1)과 제2가이드레일(G2) 중 어느 하나에 위치한 웨이퍼 캐리어(C)를 수용할 수 있고, 웨이퍼 캐리어(C)를 수용한 상태로 제2연결레일(CR2)을 따라 왕복 이동 가능하며, 제2연결레일(CR2)을 따라 왕복 이동하다가 수용하고 있던 웨이퍼 캐리어(C)가 제1가이드레일(G1)과 제2가이드레일(G2) 어느 하나로 이동할 수 있는 위치로 이동한다.
이와 유사하게, 제4캐리어 홀더(H4)는 제2가이드레일(G2)과 제3가이드레일(G3) 중 어느 하나에 위치한 웨이퍼 캐리어(C)를 수용할 수 있고, 웨이퍼 캐리어(C)를 수용한 상태로 제2연결레일(CR2)을 따라 왕복 이동 가능하며, 제2연결레일(CR2)을 따라 왕복 이동하다가 수용하고 있던 웨이퍼 캐리어(C)가 제2가이드레일(G2)과 제3가이드레일(G3) 중 어느 하나로 이동할 수 있는 위치로 이동한다.
이에 따라, 웨이퍼 캐리어(C)는 가이드 레일(G)과 연결 레일(CR)을 필요에 따라 자유자재로 넘나들면서 이동할 수 있다. 이와 같이, 가이드 레일(G)과 연결 레일(CR)로 웨이퍼 캐리어(C)의 이동 경로를 형성함에 따라, 가이드 레일(G)과 연결 레일(CR)이 꼭지점을 이루는 경로를 형성하더라도 웨이퍼 캐리어(C)가 원활하게 이동할 수 있는 잇점이 얻어지고, 동일한 개수와 크기의 연마 정반을 설치하고서도 X1으로 표시된 공간을 보다 작게 형성하여 콤팩트한 배치 구조를 구현할 수 있다.
한편, 도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 캐리어(C)의 양측면에는 가이드 레일(G)을 수용하는 'ㄷ'자 단면의 요홈부(120v)가 형성되고, 요홈부(120v)의 상측에는 부상 전자석(190)이 설치된다. 이와 같이, 웨이퍼 캐리어(C)의 양측에 요홈부(120v)가 요입 형성되고, 요홈부(120v)에 가이드 레일이 삽입되게 배치됨으로써, 웨이퍼 캐리어(C)에 부상력이 작용하더라도 웨이퍼 캐리어(C)의 자세가 안정되게 부상된 상태를 유지할 수 있다.
부상 전자석(190)은 코일의 감긴축이 수직 방향으로 배치되어, 부상 전자석(190)에 인가되는 전류의 방향에 따라 상하 방향으로 N극-S극, S극-N극으로 전환된다. 그리고, 부상 전자석(190)과 대향하는 가이드 레일(G)의 표면에는 영구 자석(Mp)이 고정된다.
이에 따라, 부상 전자석(190)은 가이드 레일(G)에 고정된 영구 자석(Mp)과 동일한 극이 서로 대향하도록 코일에 전류를 인가하여(도5a에서는 서로 S극이 대향하도록 인가된 구성이 도시되어 있음), 영구 자석(Mp)과 부상 전자석(190)의 반발력(Lf)을 유도하여, 부상 전자석(190)과 함께 웨이퍼 캐리어(C)가 도5a에 도시된 바와 같이 중력 반대 방향으로 부상시키게 된다.
따라서, 웨이퍼 캐리어(C)는 캐리어 헤드(CH)에 웨이퍼(W)를 탑재한 상태로 이동할 때에, 부상 전자석(190)과 가이드 레일(G)의 영구 자석(Mp)의 반발력(Lf)에 의해 중력 반대 방향으로 부상된 상태를 유지하면서, 웨이퍼 캐리어(C)의 중앙부 상면에 이동 방향을 따라 교대로 배열된 N극과 S극의 영구 자석편(128)과 이동 전자석(90)의 상호작용에 의한 추진력을 이용하여, 도1 및 도2의 가이드 레일(G)을 따라 가이드 레일(G)에 대하여 부상된 비접촉 상태로 이동하게 된다.
이를 통해, 웨이퍼(W)를 보유한 웨이퍼 캐리어(C)가 가이드 레일(G)을 따라 부상되어 비접촉 상태로 가이드 레일(G)을 따라 이동하면서 연마 정반(P1, P2)에서 연마 공정이 행해지므로, 웨이퍼(W)를 웨이퍼 캐리어(C)에 탑재한 상태로 가이드 레일을 타고 이송시키는 과정에서 웨이퍼 캐리어와 가이드 레일의 사이에 충격이나 진동, 소음의 발생을 원천적으로 방지할 수 있다. 따라서, 웨이퍼 캐리어(C)에 전달되는 충격에 의하여 탑재하고 있던 웨이퍼를 놓쳐버리는 문제를 해결할 수 있다.
또한, 정해진 제1경로(R)를 따라 이동하는 웨이퍼 캐리어(C)에 의하여 진동이 유발되지 않으므로, 어느 하나의 웨이퍼 캐리어(C)로부터 발생된 진동이 가이드 레일(G)을 통해 연마 공정 중인 다른 웨이퍼 캐리어(C)에 전달되어 연마 공정 중인 웨이퍼(W)의 연마 품질을 저하시켰던 종래의 문제를 해소할 수 있다. 따라서, 웨이퍼 캐리어(C)에 의하여 웨이퍼(W)를 가 가이드 레일을 따라 이동하면서 연마 공정을 행하더라도, 웨이퍼의 연마 두께를 보다 정확하게 제어할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 웨이퍼 캐리어(C)가 부상된 상태로 이동하다가 웨이퍼(W)의 연마 공정이 행해지는 연마 정반(P1, P2)의 상측에 도달하면, 부상 전자석(190)에 인가하였던 전류를 서서히 제거하여, 웨이퍼 캐리어(C)의 자중에 의한 중력이 부상 전자석(190)과 연구 자석(Mp)과의 반발력보다 조금 더 크게 조절하여, 웨이퍼 캐리어(C)의 'ㄷ'자형 요홈부(120v, 보다 정확하게는, 전자석(190)의 저면)에 상하 방향으로 간섭되어, 도5b에 도시된 바와 같이 웨이퍼 캐리어(C)의 요홈부(120v)의 상면(120s)이 가이드 레일(G)에 걸터 앉은 상태가 된다.
그 다음, 도킹 유닛(D)의 구동축(186)이 웨이퍼 캐리어(C)의 자기 커플러(124)에 접근하여 삽입된 상태로 회전하면, 도5b에 도시된 바와 같이, 자기 커플러(124)에 회전 구동력이 전달되어 회전 구동(124r)된다. 따라서, 자기 커플러(124)와 연동하여 회전하는 회전축(125)이 함께 회전(125r)하며, 회전축(125)의 회전 구동력은 기어 등의 동력 전달 수단에 의하여 수직축(126)을 회전 구동(126r)시키면서 연마 헤드(CH)에 전달되어, 연마 공정 중에 웨이퍼(W)를 회전 구동시킨다. 이 때, 도킹 유닛(D)의 구동축(186)이 자기 커플러(124)에 삽입되는 것을 안내하도록 자기 커플러(124)의 중앙부에는 안내축(124o)이 형성될 수 있다.
또한, 웨이퍼 캐리어(C)의 외주면에는 공압 파이프가 결합되는 공압 공급구(123x)가 외면에 형성되어, 도킹 유닛(D)이 웨이퍼 캐리어(C)로 근접(8)하여 도킹하면, 도킹 유닛(D)의 공압 파이프(187a)의 결합부(187)가 공압 공급구(123x)에 끼워지면서, 공압 공급구(123x)로부터 연장되는 공압 공급로(123, 129)를 통해 회전하는 연마 헤드(CH)로 전달된다.
이에 따라, 웨이퍼 캐리어(C)는 가이드 레일(G) 상에서 접촉한 형태로 위치한 상태에서, 캐리어 헤드(CH)의 저면에 탑재된 웨이퍼(W)의 연마 공정을 안정적으로 행하게 된다.
한편, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 도6에 도시된 바와 같이, 부상 전자석(190)은 가이드 레일(G)의 하측에 위치할 수도 있다. 이 경우에도 부상 전자석(190)에 대향하는 가이드 레일(G)의 저면에 영구 자석(Mp)이 설치되며, 부상 전자석(190)과 영구 자석(Mp)이 서로 잡아당기는 인력(引力)이 작용하여, 웨이퍼 캐리어(C)를 중력 반대 방향으로 들어올리는 인상력(Lf)이 발휘되게 한다.
도면에는 가이드 레일(G)의 저면에 영구 자석(Mp)이 설치된 구성을 예로 들었지만, 가이드 레일(G)이 자력에 의해 인력이 작용하는 금속 소재로 형성될 수도 있다.
이 경우에는, 연마 공정 중에 웨이퍼 캐리어(C)가 부상된 상태가 아니라 가이드 레일(G) 상에 접촉하여 연마 공정을 행할 때에, 요홈부(120v)의 상측면(120s)이 가이드 레일(G)과 맞닿는 면이 된다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따르면, 도7에 도시된 바와 같이, 부상 전자석(290)은 가이드 레일(G)에 위치하고, 웨이퍼 캐리어(C)의 요홈부(120v) 상측에 자력에 의해 인력이 작용할 수 있는 금속편(188)이 구비된다. 이에 따라, 부상 전자석(290)에 인가되는 전류의 크기가 높을 수록, 부상 전자석(290)이 금속편(188)을 잡아당기는 인력(Lf)이 더 커지므로, 웨이퍼 캐리어(C)는 중력 반대 방향으로 부상하게 된다.
이와 유사하게, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따르면, 도8에 도시된 바와 같이, 부상 전자석(290)은 가이드 레일(G)에 위치하고, 웨이퍼 캐리어(C)의 요홈부(120v) 하측에 영구 자석(Mp)이 설치된다. 이에 따라, 부상 전자석(290)에 인가되는 전류의 방향을 제어하여, 영구 자석(Mp)과 반발력(Lf)이 작용하도록 부상 전자석(290)의 코일에 전류를 인가함으로써, 웨이퍼 캐리어(C)를 중력 반대 방향으로 부상시킬 수 있게 된다.
도5b 내지 도8에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 캐리어(C)와 가이드 레일(G) 중 어느 하나 이상에 부상 전자석(190, 290)이 구비되어, 웨이퍼 캐리어(C)를 가이드 레일(G)로부터 부상되어 비접촉인 상태로 이송함으로써, 웨이퍼 캐리어(C)의 이송에 의한 충격, 진동, 소음을 원천적으로 발생하지 않게 유도할 수 있으며, 이를 통해, 웨이퍼(W)의 연마 공정이 항상 일정한 상태에서 정교하게 이루어질 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 도1 및 도2에 도시된 웨이퍼 처리 시스템(1)에서는, 도3에 도시된 바와 같이, 연결 레일(CR)을 이동하는 캐리어 홀더(H)와 가이드 레일(G1, G2, G3)을 왕래하는 수단이 반드시 필요하다. 이를 위하여, 캐리어 홀더(H)에는 웨이퍼 캐리어(C)를 수용하는 보조 가이드 레일(HR)이 형성되고, 가이드 레일(G1, G2, G3)을 따라 이동하던 웨이퍼 캐리어(C)는 보조 가이드 레일(HR)로 이송된다.
그런데, 캐리어 홀더(H)는 연결 레일(CR1, CR2; CR)을 따라 이동해야 하므로, 캐리어 홀더(H)에 구비된 보조 가이드 레일(HR)은 가이드 레일(G1, G2, G3)과 연속인 형태로 형성될 수 없다. 따라서, 보조 가이드 레일(HR)과 가이드 레일(G1, G2, G3)의 사이에는 도3에 도시된 틈새나 높이 차이(단턱)이 형성될 수 밖에 없다.
그러나, 본 발명에 따른 웨이퍼 캐리어(C)는 가이드 레일(G1, G2, G3) 및 보조 가이드 레일(HR)에 대하여 부상된 상태로 이동 가능하므로 (도5a 내지 도8의 가이드 레일의 구성이 보조 가이드 레일(HR)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있음), 가이드 레일(G1, G2, G3)로부터 보조 가이드 레일(HR)로 이동할 때에 충격이나 진동, 소음이 발생되지 않는 상태가 된다.
더욱이, 웨이퍼 캐리어(C)가 바퀴를 이용하여 가이드 레일(G1, G2, G3, HR)을 따라 왕래할 때에는 바퀴와 틈새 및 바퀴와 단턱의 충격에 의하여 마모되거나 손상되었지만, 웨이퍼 캐리어(C)가 부상된 상태로 가이드 레일(G1, G2, G3, HR)을 따라 왕래할 때에는 웨이퍼 캐리어(C)와 가이드 레일(G1, G2, G3, HR) 사이에 충격이나 손상이 발생되지 않게 된다.
즉, 웨이퍼 캐리어(C)가 타고 이동하는 레일(G1, G2, G3, HR)의 사잇 틈새나 단턱이 불가피한 경우에도, 웨이퍼 캐리어(C)는 부상된 상태로 이송되므로, 사잇 틈새를 통과하거나 단턱을 넘으면서 발생되는 큰 충격이나 진동이 원천적으로 발생되지 않으며, 틈새나 단턱을 지나면서 발생되었던 마모 및 손상 문제도 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 웨이퍼 캐리어(C)와 가이드 레일(G1, G2, G3, HR)의 사용 연한을 안정적으로 연장할 수 있으면서, 종래 미세 마모 입자가 공중에서 부유하면서 연마 정반으로 유입되어 웨이퍼의 연마 공정을 방해하는 것을 차단하므로, 보다 신뢰성있는 연마 공정을 행할 수 있는 잇점이 얻어진다.
상기 제1가이드레일(G1)은 웨이퍼 캐리어(C)이 보유하고 있는 웨이퍼(W)를 제1연마정반(P1)에서 연마 공정을 할 수 있도록 배치된다. 마찬가지로, 상기 제3가이드레일(G3)은 웨이퍼 캐리어(C)이 보유하고 있는 웨이퍼(W)를 제2연마정반(P2)에서 연마 공정을 할 수 있도록 배치된다.
한편, 웨이퍼 캐리어(C)에 탑재된 웨이퍼(W)는 각각의 순환 경로(R)를 따라 이동하면서 각각의 연마 정반(P1, P2)에서 단계적으로 화학 기계적 연마 공정이 행해질 수도 있고, 연마 정반들(P1, P2) 중 어느 하나에서만 연마 공정이 행해질 수도 있다. 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 경우에는 연마 정반(P)에 슬러리 공급부, 컨디셔너 등이 배치되며, 버핑 연마 공정이 행해지는 경우에는 웨이퍼에 공급하는 액체(순수나 알카리수 등)을 공급하는 용액 공급부 등이 배치된다. 연마 정반(P)에서 버핑 연마 공정이 행해지는 경우에는 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 경우에 설치되는 우레탄 계열의 연마 패드에 비하여 보다 경도가 낮은 연마 패드가 연마 정반 상에 입혀진다.
웨이퍼 캐리어(C)는 제3캐리어 홀더(H3)나 제4캐리어 홀더(H4)에 수용된 상태로 제2연결레일(CR2)을 따라 이동하면서, 연마 공정을 행할 예정인 새로운 웨이퍼(W)를 로봇 핸들러(RH1, RH2)에 의해 로딩 유닛(20)에서 공급받고, 연마 공정을 완료한 웨이퍼(W)를 예비 세정 장치(30)에 의해 예비 세정되며, 예비 세정된 웨이퍼(W)는 언로딩 유닛(10)에서 반전기(50)에 의하여 180도 뒤집힌 상태로 세정 유닛(1C, 2C)이 배치된 세정 영역(X2)으로 이송된다.
도면에 도시된 바와 같이, 로딩 유닛(20)과 예비 세정 장치(30) 및 언로딩 유닛(10)은 제3캐리어 홀더(H3) 및 제4캐리어 홀더(H4)의 이동 영역에 각각 배치될 수 있다.
이와 같이, 웨이퍼 캐리어(C)가 가이드 레일(G1, G2, G3)과 연결 레일(CR1, CR2)을 연결하는 순환형 경로(R)로 이동함에 따라, 웨이퍼 캐리어(C)가 웨이퍼(W)를 로딩 유닛(20)에서 로딩받아 탑재한 이후에 연마 정반(P1, P2)에서 연마 공정을 마치고, 연마 공정을 행한 웨이퍼 캐리어(C)가 언로딩 유닛(10)에서 연마 공정을 마친 웨이퍼를 언로딩한 후, 다시 로딩 유닛(20)에서 웨이퍼 캐리어(C)가 웨이퍼(W)를 로딩받아 탑재하여 연마 공정을 행할 수 있다. 이와 같이 웨이퍼 캐리어(C)가 중단없이 순환하면서 웨이퍼를 탑재하여 연마 공정을 행하게 구성됨으로써, 웨이퍼의 연마 공정이 각 연마 정반에서 연속적으로 행해져 생산성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
경우에 따라, 도1에 도시된 바와 같이, 언로딩 유닛(10)에서 언로딩되기에 앞서, 웨이퍼 캐리어(C)에 탑재된 웨이퍼(W)는 예비 세정 유닛(30)에서 세정액을 고압 분사하는 것 등에 의해 간략히 세정되어, 웨이퍼(W)에 잔류하는 이물질의 양을 줄인 상태로, 세정 영역(X2)의 세정 모듈(C1, C2, C3, C3)로 이동할 수 있다.
도면 중 미설명 부호인 RH1은 연마 영역(X1)으로부터 세정 영역(X2)으로 웨이퍼(W)를 옮기는 제1이송아암이고, RH2는 새로운 웨이퍼를 연마 영역(X1)에 공급하기 위하여 제1이송아암(RH1)에 전달하는 이송 아암이다. 그리고, 도면중 미설명 부호인 Gr은 세정 공정을 위하여 웨이퍼(W)를 파지하는 파지부이고, Rx는 파지부(Gr)가 이송되는 이송 레일(Rx)이다.
그리고, 도1에 도시된 바와 같이, 연마 영역(X1)에서 연마 정반(P1, P2)이 각각 배치된 제1가이드레일(G1)과 제3가이드레일(G3)을 구비하고, 세정 영역(X2)에서도 각각의 세정 유닛(1C, 2C)이 각각 배치됨으로써, 최소한의 공간에 보다 많은 양의 처리 공정을 행할 수 있다.
한편, 도10 및 도11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 웨이퍼 처리 시스템(2)은, 캐리어 홀더(H)를 구비하는 대신에, 가이드 레일(G1, G2)이 자체로 폐루프 형태의 순환 경로(R1, R2)를 형성하게 구성될 수도 있다. 이 경우에는, 서로 다른 2개의 가이드 레일(G1, G2)이 만나는 지점(J1)과 하나의 가이드 레일로부터 분기되는 지점(J2)에서는 철로와 유사하게 웨이퍼 캐리어를 이송할 수 있다.
즉, 웨이퍼 캐리어(C)가 R1, R2로 표시된 폐루프 형태의 순환형 가이드 레일(G1, G2)을 따라 이동하면서 연마 정반(P1, P2)에서 연마 공정을 행하고, 예비 세정 장치에서 웨이퍼 캐리어(C)에 장착된 웨이퍼(W)에 고압의 세정액을 분사하여 1차적으로 덩어리가 큰 이물질을 제거하고, 제3분기점(J3)에서 Ge로 표시된 레일로 이동하여 언로딩 유닛(10)에서 언로딩 한 후, 웨이퍼(W)를 세정 영역(X2)으로 이송시킨다. Ge로 표시된 레일로 이송되었던 웨이퍼 캐리어(C)는 다시 제3분기점(J3)으로 복귀하여 로딩 유닛(20)으로부터 새로운 웨이퍼(W)를 공급받는다.
이 경우에도, 도5a 내지 도8에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 캐리어(C)는 부상 전자석(190, 290)에 의하여 가이드 레일(G)에 대하여 부상된 비접촉 상태를 유지하고, 이동 전자석(90)에 의하여 웨이퍼 캐리어(C)를 이동시키는 추진력을 작용시킴으로써, 무소음 상태로 충격이나 진동없이 웨이퍼 캐리어(C)를 이동시키는 것이 가능해진다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 처리 시스템(1, 2)은, 웨이퍼를 보유한 웨이퍼 캐리어(C)가 가이드 레일(G)을 따라 부상되어 비접촉 상태로 가이드 레일(G)을 따라 이동하면서 연마 정반(P)에서 연마 공정이 행해지도록 구성되므로, 웨이퍼(W)를 웨이퍼 캐리어에 탑재한 상태로 가이드 레일(G)을 따라 이동시키는 과정에서, 웨이퍼 캐리어(C)와 가이드 레일(G)의 사이에서 발생하는 충격이나 진동, 소음의 발생을 원천적으로 방지할 수 있다.
또한, 웨이퍼 캐리어는 정해진 순환형 경로를 따라 이동하면서 진동이 유발되지 않으므로, 어느 하나의 웨이퍼 캐리어(C)로부터 발생된 진동이 연마 공정 중인 웨이퍼에 전달되지 않으므로, 웨이퍼 캐리어(C)가 가이드 레일(G)을 따라 이동하면서 연마 공정을 행하더라도, 웨이퍼의 연마 두께를 보다 정확하게 제어할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
이상에서 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 예시적으로 설명하였으나, 본 발명은 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명에서 제시한 기술적 사상, 구체적으로는 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있을 것이다.
10: 로딩 유닛 20: 언로딩 유닛
1, 2: 웨이퍼 처리 시스템 D: 도킹 유닛
P: 연마정반 C: 웨이퍼 캐리어
H: 캐리어 홀더 W: 웨이퍼

Claims (17)

  1. 가이드 레일과;
    웨이퍼를 보유한 상태로 상기 가이드 레일을 따라 상기 웨이퍼의 연마 공정이 행해지는 연마 정반을 통과하는 제1경로로 이동하되, 상기 가이드 레일에 대하여 부상되어 상기 가이드 레일의 일부 이상의 구간에서 비접촉 상태로 이동하는 웨이퍼 캐리어를;
    포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가이드 레일은 금속 재질로 형성되고;
    상기 웨이퍼 캐리어는 상기 가이드 레일의 하측에 상기 가이드 레일을 향하여 자력을 발생시키는 부상 전자석을 포함하는 부상 유닛이 구비되어, 상기 부상 전자석의 자력에 의하여 상기 웨이퍼 캐리어가 상기 가이드 레일에 대하여 이격된 상태로 부상시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 웨이퍼 캐리어에는 금속편이 상기 가이드 레일의 하측에 구비되고;
    상기 가이드 레일에는 상기 금속편을 향하여 자력을 발생시키는 부상 전자석을 포함하는 부상 유닛이 구비되어, 상기 부상 전자석의 자력에 의하여 상기 웨이퍼 캐리어가 상기 가이드 레일에 대하여 이격된 상태로 부상시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 가이드 레일은 영구 자석을 포함하여 이루어지고;
    상기 웨이퍼 캐리어에는 상기 영구 자석의 반대 극을 형성하는 부상 전자석을 포함하는 부상 유닛이 구비되어, 상기 부상 전자석의 자력에 의하여 상기 웨이퍼 캐리어가 상기 가이드 레일에 대하여 이격된 상태로 부상시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 웨이퍼 캐리어에는 영구 자석이 구비되고,
    가이드 레일에는 상기 영구 자석을 향하여 자력을 발생시키는 부상 전자석을 포함하는 부상 유닛이 구비되어, 상기 부상 전자석의 자력에 의하여 상기 웨이퍼 캐리어가 상기 가이드 레일에 대하여 이격된 상태로 부상시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 가이드 레일은 상기 웨이퍼 캐리어의 양측에 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 웨이퍼 캐리어는 상기 가이드 레일의 상측에 하방으로 간섭되는 면이 형성되어, 상기 웨이퍼 캐리어가 부상되지 않은 상태에서는 상기 가이드 레일 상에 접촉하게 위치하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 웨이퍼 캐리어는 연마 공정 중에는 부상되지 않고 상기 가이드 레일 상에 접촉하게 위치하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 시스템.
  9. 제 1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 캐리어의 일면에는 영구 자석편이 N극과, S극이 교대로 다수 배열되고, 상기 영구 자석편과 대향하는 면에 이동 전자석이 형성되어, 상기 이동 전자석에 인가되는 전류 제어에 의하여 상기 영구 자석편과의 자력에 의하여 상기 웨이퍼 캐리어를 상기 가이드 레일을 따라 이동시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 시스템.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 영구 자석편은 상기 웨이퍼 캐리어의 상면 중앙부에 배치된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 시스템.
  11. 제 1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    프레임에는 영구 자석편이 N극과, S극이 교대로 배치되고, 상기 웨이퍼 캐리어에는 상기 영구 자석편과 대향하는 면에 이동 전자석이 형성되어, 상기 전자석에 인가되는 전류 제어에 의하여 상기 영구 자석편과의 자력에 의하여 상기 웨이퍼 캐리어를 상기 가이드 레일을 따라 이동시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 시스템.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 이동 전자석은 상기 웨이퍼 캐리어의 상면 중앙부에 배치된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 시스템.
  13. 제 1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1경로에는 상기 연마 정반이 2개 이상 배치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 시스템.
  14. 제 1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 캐리어가 이동하는 상기 제1경로는 순환형 경로인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 시스템.
  15. 제 1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가이드 레일은 폐루프 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 시스템.
  16. 제 1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가이드 레일은, 상기 웨이퍼 캐리어에 보유한 상기 웨이퍼가 연마 정반을 통과하는 경로로 배열된 제1가이드레일과, 상기 제1가이드레일과 제1방향으로 이격되어 상기 웨이퍼 캐리어가 이동하는 제2가이드레일과, 상기 제1가이드레일의 끝단으로부터 이격된 제1위치와 상기 제2가이드레일의 끝단으로부터 이격된 제2위치를 연결하는 형태로 배열된 연결레일을 포함하여 이루어지고;
    상기 연결레일에는 상기 제1가이드레일과 상기 제2가이드레일 중 어느 하나에 위치한 상기 웨이퍼 캐리어를 수용할 수 있고, 상기 웨이퍼 캐리어를 수용한 상태로 왕복 이동 가능하게 설치되고, 상기 연결레일을 따라 왕복 이동하다가 수용하고 있던 상기 웨이퍼 캐리어가 상기 제1가이드레일과 상기 제2가이드레일 중 어느 하나와 왕래할 수 있는 위치로 이동하는 캐리어 홀더를; 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 시스템.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 웨이퍼 캐리어에는 상기 웨이퍼 캐리어를 수용하는 보조 가이드레일이 형성되고, 상기 웨이퍼 캐리어는 상기 제1가이드레일 및 상기 제2가이드 레일 중 어느 하나와 상기 보조 가이드 레일의 사이를 부상된 상태로 이송하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리 시스템.
KR1020150064294A 2015-05-08 2015-05-08 웨이퍼 처리 시스템 KR101713637B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150064294A KR101713637B1 (ko) 2015-05-08 2015-05-08 웨이퍼 처리 시스템
CN201520480039.8U CN204819125U (zh) 2015-05-08 2015-07-06 晶片处理系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150064294A KR101713637B1 (ko) 2015-05-08 2015-05-08 웨이퍼 처리 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160131569A true KR20160131569A (ko) 2016-11-16
KR101713637B1 KR101713637B1 (ko) 2017-03-08

Family

ID=54676766

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150064294A KR101713637B1 (ko) 2015-05-08 2015-05-08 웨이퍼 처리 시스템

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101713637B1 (ko)
CN (1) CN204819125U (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200025168A (ko) 2018-08-29 2020-03-10 고려대학교 산학협력단 조혈모세포의 분화 및 자가증식 조절기능을 갖는 ｐｄｃｄ２의 용도

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114012569B (zh) * 2021-11-04 2023-08-18 南京蓝洋智能科技有限公司 一种半导体圆晶清洗抛光机

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110123957A (ko) * 2010-05-10 2011-11-16 삼성전자주식회사 이동식 화학 기계적 연마시스템 및 기판 이송 방법
US20150122180A1 (en) * 2013-11-07 2015-05-07 Samsung Display Co., Ltd. Substrate transfer apparatus and thin film deposition apparatus having the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110123957A (ko) * 2010-05-10 2011-11-16 삼성전자주식회사 이동식 화학 기계적 연마시스템 및 기판 이송 방법
US20150122180A1 (en) * 2013-11-07 2015-05-07 Samsung Display Co., Ltd. Substrate transfer apparatus and thin film deposition apparatus having the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200025168A (ko) 2018-08-29 2020-03-10 고려대학교 산학협력단 조혈모세포의 분화 및 자가증식 조절기능을 갖는 ｐｄｃｄ２의 용도

Also Published As

Publication number Publication date
CN204819125U (zh) 2015-12-02
KR101713637B1 (ko) 2017-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8172643B2 (en) Polishing system having a track
CN112091809B (zh) 处理组件及处理方法
US8382555B2 (en) Substrate supporting unit, and apparatus and method for polishing substrate using the same
US7749052B2 (en) Carrier head using flexure restraints for retaining ring alignment
CN104015109A (zh) 研磨装置及研磨方法
KR20190070532A (ko) 로드 컵 및 이를 포함하는 화학기계적 연마 장치
KR20110054176A (ko) 수직형 리니어모터를 이용한 자기부상 반송장치
KR101713637B1 (ko) 웨이퍼 처리 시스템
US6817923B2 (en) Chemical mechanical processing system with mobile load cup
KR101664784B1 (ko) 다양한 처리 공정이 가능한 웨이퍼 처리 시스템
KR101329760B1 (ko) 진공 증착 시스템
KR102313563B1 (ko) 다양한 웨이퍼 연마 공정을 처리할 수 있는 웨이퍼 처리 시스템
KR102576193B1 (ko) 화학 기계식 연마시스템의 웨이퍼 캐리어의 이송 장치
JP2020027849A (ja) 基板回転装置、基板洗浄装置および基板処理装置ならびに基板回転装置の制御方法
KR102439631B1 (ko) 자기 부상 이송 장치
KR20190087985A (ko) 진공 챔버 내에서의 캐리어의 이송을 위한 장치, 및 진공 챔버 내에서의 캐리어의 이송을 위한 방법
KR101527898B1 (ko) 지지 유닛, 기판 처리 장치, 기판 처리 설비, 그리고 기판 처리 방법
KR20080107069A (ko) 이송 로봇 장치
KR101649894B1 (ko) 다양한 웨이퍼 연마 공정을 처리할 수 있는 화학 기계적 연마 시스템
CN218697518U (zh) 一种化学机械抛光系统
KR20190115636A (ko) 기판 처리 시스템
KR102702320B1 (ko) 자기 부상 타워 리프트
JP7494306B2 (ja) キャリア輸送システム、基板のためのキャリア、真空処理装置及び、真空チャンバ内のキャリア輸送方法
KR102461597B1 (ko) 기판 처리 시스템
KR102506050B1 (ko) 기판 처리 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200121

Year of fee payment: 4