KR20190001227A - 반도체 웨이퍼의 정밀이송을 위한 경량 진공척 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼의 정밀이송을 위한 경량 진공척에 관한 것으로서, 외부 동력장치와 연결되어 상기 외부 동력장치에 의해 내부에 잔존하는 공기를 배출시켜 진공상태로 형성시키는 몸체와, 상기 몸체 하부에 결합되며 상기 몸체의 내부 공기가 배출될 때 진공판 내부의 공기도 함께 배출될 수 있도록 복수 개의 관통로가 형성된 진공판과, 상부는 상기 진공판의 하부에 결합되고 하부는 웨이퍼에 밀착되며 상기 관통로가 형성된 부위에 다수의 흡착홀이 형성되어 있어 상기 몸체가 진공상태가 되면 상기 웨이퍼를 흡착시키는 흡착판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 웨이퍼의 정밀이송을 위한 경량 진공척{Lightweight vacuum chuck for precise transfer of semiconductor wafers}
본 발명은 반도체 웨이퍼의 정밀이송을 위한 경량 진공척에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 로봇에 장착된 후 웨이퍼를 진공으로 흡착하여 다음 공정으로 이송시키는 반도체 웨이퍼의 정밀이송을 위한 경량 진공척에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조공정은 웨이퍼 표면에 정밀한 회로를 형성하는 Front-End 공정과 기판위에 만들어진 회로를 하나씩 분리하고 외부와 접속할 선을 연결하여 하나의 상품으로 만드는 과정인 Back-End 공정으로 나뉜다.
진공척은 반도체 Back-End 공정에 절대적으로 필요한 핵심 부품으로 각각의 공정에서 공정이 끝난 후 다음 공정으로 웨이퍼가 이동 하게 되는데, 이때 진공척이 웨이퍼를 흡착하여 각각의 공정으로 공급하게 된다.
이러한 진공척은 일정한 압력으로 웨이퍼를 흡착하여 각각의 공정으로 공급될 때, 위치결정도 및 공급 속도가 문제가 되면 공정상 불량으로 이어지기 때문에 흡착한 웨이퍼를 공정 시 정확한 위치에 공급이 될 수 있도록 해야 한다.
한국특허 공개번호 제10-1997-0040258호는 반도체 웨이퍼 이송용 진공척에 관한 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 내부에 각기 분리된 적어도 두 개 이상의 진공통로가 형성된 아암(32)과, 상기 아암(32)의 단부에 연장, 형성되어 웨이퍼의 저면에 대응하도록 상면이 평탄면을 이루는 몸체(36)와, 웨이퍼의 저면을 지지하도록 상기 몸체(36)의 일측에 연장, 형성된 복수개의 핑거(38a, 38b)와, 상기 몸체(36)와 핑거(38a, 38b)의 상면에 소정 폭과 깊이로 장방형 또는 굴곡된 장방형 형상으로 복수개 형성되는 진공홈(40a, 40b) 및 상기 각각의 진공홈(40a, 40b) 상에 형성되며, 상기 각각의 진공통로에 구분되어 연결되는 진공홀(42a, 42b)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 웨이퍼 이송용 진공척이 게시되어 있다.
그러나 상기와 같은 종래 기술의 경우 세라믹으로 제작된 진공척의 무게가 무거워 암 형태의 Articulated Robot이 가속, 감속을 할 때 공정 시 웨이퍼가 정확한 위치에 안착이 되지 않아 잦은 불량으로 이어지는 문제가 발생되고 있다.
또한 상기와 같은 종래 기술의 경우 공정이 반복적으로 이루지면서 세라믹으로 형성된 진공척으로부터 미립자가 발생하여 공정상 웨이퍼에 악영향을 미쳐 불량을 일으키게 되는 문제점이 있었다.
또한 진공척의 마모로 인해 교체해야 하는 경우 교체할 때 마다 여러 공정이 멈추게 되는 일이 발생하여 공정 수율이 저하되고, 생산량이 감소되는 문제점이 있었다.
한국특허 공개번호 제10-1997-0040258호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 진공척의 재질을 알루미늄으로 형성시켜 무게를 경량화하고 미립자 발생을 감소시켜 웨이퍼 이송시 발생되는 불량을 감소시키는 반도체 웨이퍼의 정밀이송을 위한 경량 진공척을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은 웨이퍼를 흡착할 때 웨이퍼에 접촉되는 부위 전체를 흡착하여 웨이퍼를 안정적으로 이송시킬 수 있는 반도체 웨이퍼의 정밀이송을 위한 경량 진공척을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 반도체 웨이퍼의 정밀이송을 위한 경량 진공척은 외부 동력장치와 연결되어 상기 외부 동력장치에 의해 내부에 잔존하는 공기를 배출시켜 진공상태로 형성시키는 몸체와, 상기 몸체 하부에 결합되며 상기 몸체의 내부 공기가 배출될 때 진공판 내부의 공기도 함께 배출될 수 있도록 복수 개의 관통로가 형성된 진공판과, 상부는 상기 진공판의 하부에 결합되고 하부는 웨이퍼에 밀착되며 상기 관통로가 형성된 부위에 다수의 흡착홀이 형성되어 있어 상기 몸체가 진공상태가 되면 상기 웨이퍼를 흡착시키는 흡착판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 반도체 웨이퍼의 정밀이송을 위한 경량 진공척의 상기 몸체는 외측 지름보다 작게 형성되어 상부를 향해 돌출되며 내부는 비어 있는 돌출단과, 상기 돌출단의 중앙에서 내측으로 파여져 로봇에 장착될 수 있도록 형성되는 장착홈과, 상기 돌출단의 상부에 형성된 후 상기 외부 동력장치와 연결되어 상기 돌출단 내부 공기를 배출시키는 니플과, 일단은 상기 돌출단의 상부에 형성되고, 타단은 상기 몸체의 가장자리에 형성되어 상기 돌출단의 내부와 상기 진공판의 상기 관통로를 연결시키는 연결관으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 반도체 웨이퍼의 정밀이송을 위한 경량 진공척의 상기 진공판은 상기 몸체에 공기를 흡입하기 위해 형성된 연결관이 삽입될 수 있도록 가장자리에 형성되는 삽입홈과, 상기 삽입홈과 연결되며 중심을 향해 방사형으로 연결되는 복수 개의 관통로로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 반도체 웨이퍼의 정밀이송을 위한 경량 진공척의 상기 몸체, 상기 진공판, 상기 흡착판의 재질은 알루미늄으로 형성되고 경질 양극산화피막을 이용하여 표면의 경도, 내식성, 내마모성, 전기적 절연성을 높인 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 정밀이송을 위한 경량 진공척에 의하면 진공척의 재질을 알루미늄으로 형성시켜 무게를 경량화하고 미립자 발생을 감소시켜 웨이퍼 이송시 발생되는 불량을 감소시키는 효과가 있다.
또한 본 발명의 반도체 웨이퍼의 정밀이송을 위한 경량 진공척에 의하면 웨이퍼를 흡착할 때 웨이퍼에 접촉되는 부위 전체를 흡착하여 웨이퍼를 안정적으로 이송시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 진공척을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 정밀이송을 위한 경량 진공척의 상부 외형을 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 정밀이송을 위한 경량 진공척의 웨이퍼와 결합되는 진공판 및 흡착판을 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 정밀이송을 위한 경량 진공척의 진공판을 나타낸 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 정밀이송을 위한 경량 진공척의 흡착판을 나타낸 평면도.
본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 이하에서 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
본 발명은 반도체 웨이퍼의 정밀이송을 위한 경량 진공척에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 로봇에 장착된 후 웨이퍼를 진공으로 흡착하여 다음 공정으로 이송시키는 반도체 웨이퍼의 정밀이송을 위한 경량 진공척에 관한 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참고로 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 정밀이송을 위한 경량 진공척의 상부 외형을 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 정밀이송을 위한 경량 진공척의 웨이퍼와 결합되는 진공판 및 흡착판을 나타낸 사시도이다.
도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 정밀이송을 위한 경량 진공척은 외부 동력장치(도시되지 않음)와 연결되어 외부 동력장치(도시되지 않음)에 의해 내부에 잔존하는 공기를 배출시켜 진공상태로 형성시키는 몸체(100)와, 몸체(100) 하부에 결합되며 몸체(100)의 내부 공기가 배출될 때 진공판(200) 내부의 공기도 함께 배출될 수 있도록 복수 개의 관통로(220)가 형성된 진공판(200)과, 상부는 진공판(200)의 하부에 결합되고 하부는 웨이퍼에 밀착되며 관통로(220)가 형성된 부위에 다수의 흡착홀(310)이 형성되어 있어 몸체(100)가 진공상태가 되면 웨이퍼를 흡착시키는 흡착판(300)을 포함한다.
또한 몸체(100)는 외측 지름보다 작게 형성되어 상부를 향해 돌출되며 내부는 비어 있는 돌출단(110)과, 돌출단(110)의 중앙에서 내측으로 파여져 로봇에 장착될 수 있도록 형성되는 장착홈(111)과, 돌출단(110)의 상부에 형성된 후 외부 동력장치(도시되지 않음)와 연결되어 돌출단(110) 내부 공기를 배출시키는 니플(120)과, 일단은 돌출단(110)의 상부에 형성되고, 타단은 몸체(100)의 가장자리에 형성되어 돌출단(110)의 내부와 진공판(200)의 관통로(220)를 연결시키는 연결관(130)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
몸체(100)는 원판형으로 형성되어 있으며 상부에는 몸체(100)의 외측 지름보다 작게 형성된 돌출단(110)이 돌출된 후 중앙에 로봇에 결합될 수 있도록 원형의 장착홈(111)이 내측으로 파여져 있게 된다.
이때 돌출단(110)의 내부는 중공으로 형성되어 있어 내부가 비어 있게 되며, 내부가 밀폐된 상태에서 돌출단(110)의 상부에는 외부 동력장치(도시되지 않음)와 연결되는 니플(120)과 진공판(200)과 연결되는 연결관(130)이 장착되게 된다.
니플(120)은 에어호스를 통해 외부 동력장치(도시되지 않음)와 연결되게 되고, 외부 동력장치(도시되지 않음)는 돌출단(110) 내부에 잔류하는 공기를 흡입하여 돌출단(110) 내부를 진공상태로 만들 수 있게 된다.
연결관(130)은 진공판(200)과 돌출단(110)을 연결시키기 위한 것으로, 일단은 돌출단(110)의 상부에 결합되고 타단은 몸체(100)의 가장자리에 연결된 후 몸체(100) 하부에 결합되는 진공판(200)의 가장자리에 형성된 삽입홀(210)에 삽입되어 고정되게 된다.
돌출단(110) 내부에 공기가 외부 동력장치(도시되지 않음)로 흡입되면 돌출단(110) 내부의 압력이 낮아지고 진공판(200) 내부의 관통로(220)에 잔류하는 공기가 압력차에 의해 돌출단(110) 내부로 흡입된다.
이때 진공판(200) 하부에 결합되는 흡착판(300)은 다수의 진공홀을 통해 외부 공기를 진공판(200) 내부로 유입시키게 되며, 흡착판(300)의 하부면에 웨이퍼가 밀착되면 외부에서 진공홀로 유입되는 공기가 차단되면서 진공판(200)과 돌출단(110) 내부는 진공상태가 되어 흡입력이 발생하게 된다.
흡입력을 통해 웨이퍼가 흡착판(300) 하부면에 완전히 밀착되면 로봇의 웨이퍼를 다음공정으로 이송시킬 수 있게 된다.
또한 몸체(100), 진공판(200), 흡착판(300)의 재질은 알루미늄으로 형성되고 경질 양극산화피막을 이용하여 표면의 경도, 내식성, 내마모성, 전기적 절연성을 높인 것을 특징으로 한다.
몸체(100), 진공판(200), 흡착판(300)은 알루미늄을 이용하여 제조되어 전체적인 무게가 가볍게 형성시켜 로봇이 가속 또는 감속 중에 발생되는 모멘트를 감소시켜 웨이퍼가 이송되는 위치가 틀어지지 않도록 방지할 수 있게 된다.
또한 알루미늄은 경질 양극산화피막 공법을 이용하여 알루미늄 재질이 가지는 물리적인 특성을 향상시킬 수 있어 웨이퍼 이송 중이 발생되는 미립자 발생을 방지하고, 마모를 방지하여 정전척을 수명을 향상시킬 수 있게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 정밀이송을 위한 경량 진공척의 진공판(200)을 나타낸 평면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 진공판(200)은 몸체(100)에 공기를 흡입하기 위해 형성된 연결관(130)이 삽입될 수 있도록 가장자리에 형성되는 삽입홈과, 삽입홈과 연결되며 중심을 향해 방사형으로 연결되는 복수 개의 관통로(220)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
진공판(200)의 가장자리에는 도 2의 연결관(130)이 삽입될 수 있도록 다수의 삽입홀(210)이 형성되어 있으며, 각각의 삽입홀(210)의 측면에는 가장자리에서 중심을 향해 방사형으로 형성되는 복수 개의 관통로(220)가 형성되게 된다.
관통로(220)는 진공판(200)의 상부와 하부가 관통되도록 형성되어 있으며, 상부는 도 2의 몸체(100) 하부면에 결합되면서 밀폐되고, 하부는 도 4의 흡착판(300)이 결합되면서 흡착판(300)에 형성된 도 5의 흡착홀(310)을 통해 외부 공기가 유입될 수 있게 된다.
각각의 관통로(220)는 도 2의 연결관(130)이 삽입되는 삽입홀(210)의 수량에 대응되어 형성되며, 가장자리에서 중앙으로 이동할수록 면적이 좁아지도록 형성된다.
또한 도 2의 니플(120)이 배치된 위치에 따라 니플(120)로부터 먼 곳에 위치한 도 2의 연결관(130)은 공기가 흡입되는 양이 상대적으로 적어지기 때문에 각각의 관통로(220)에 가해지는 흡입력이 달리지게 된다.
이때 흡입력을 균일하게 하기 위해 각각의 관통로(220)의 중단에는 각각의 관통로(220)를 연결시키는 연결홈(230)이 형성되어 있으며, 연결홈(230)을 통해 각각의 관통로(220)가 서로 연결되어 웨이퍼에 가해지는 흡입력을 균일하게 제공할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 정밀이송을 위한 경량 진공척의 흡착판(300)을 나타낸 평면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 정밀이송을 위한 경량 진공척의 흡착판(300)은 원판형으로 형성되며 도 4의 관통로(220)에 대응되는 형상으로 상부와 하부를 관통하는 흡착홀(310)이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
흡착홀(310)은 공기를 흡입력을 높이기 위해 다수의 흡착홀(310)이 도 4의 관통로(220)를 따라 형성되어, 가장자리에서 중앙을 향해 방사형을 가지게 된다.
이때 각각의 흡착홀(310)은 서로 연결되지 않고 설정된 간격으로 이격되어 있게 되며, 흡착홀(310)이 방사형으로 형성됨에 따라 웨이퍼와 흡착되는 면적이 높아지게 되어 웨이퍼를 안정적으로 이송시킬 수 있게 된다.
이상과 같이 본 발명은, 바람직한 실시 예를 중심으로 설명하였지만 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어야 한다.
100 : 몸체
110 : 돌출단
111 : 장착홈
120 : 니플
130 : 연결관
200 : 진공판
210 : 삽입홀
220 : 관통로
230 : 연결홈
300 : 흡착판
310 : 흡착홀

Claims (4)

  1. 외부 동력장치와 연결되어 상기 외부 동력장치에 의해 내부에 잔존하는 공기를 배출시켜 진공상태로 형성시키는 몸체와;
    상기 몸체 하부에 결합되며 상기 몸체의 내부 공기가 배출될 때 진공판 내부의 공기도 함께 배출될 수 있도록 복수 개의 관통로가 형성된 진공판과;
    상부는 상기 진공판의 하부에 결합되고 하부는 웨이퍼에 밀착되며 상기 관통로가 형성된 부위에 다수의 흡착홀이 형성되어 있어 상기 몸체가 진공상태가 되면 상기 웨이퍼를 흡착시키는 흡착판;을 포함하는 것을 특징으로 하는
    반도체 웨이퍼의 정밀이송을 위한 경량 진공척.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 몸체는
    외측 지름보다 작게 형성되어 상부를 향해 돌출되며 내부는 비어 있는 돌출단과;
    상기 돌출단의 중앙에서 내측으로 파여져 로봇에 장착될 수 있도록 형성되는 장착홈과;
    상기 돌출단의 상부에 형성된 후 상기 외부 동력장치와 연결되어 상기 돌출단 내부 공기를 배출시키는 니플과;
    일단은 상기 돌출단의 상부에 형성되고, 타단은 상기 몸체의 가장자리에 형성되어 상기 돌출단의 내부와 상기 진공판의 상기 관통로를 연결시키는 연결관;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는
    반도체 웨이퍼의 정밀이송을 위한 경량 진공척.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 진공판은
    상기 몸체에 공기를 흡입하기 위해 형성된 연결관이 삽입될 수 있도록 가장자리에 형성되는 삽입홈과;
    상기 삽입홈과 연결되며 중심을 향해 방사형으로 연결되는 복수 개의 관통로;로 이루어지는 것을 특징으로 하는
    반도체 웨이퍼의 정밀이송을 위한 경량 진공척.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 몸체, 상기 진공판, 상기 흡착판의 재질은 알루미늄으로 형성되고 경질 양극산화피막을 이용하여 표면의 경도, 내식성, 내마모성, 전기적 절연성을 높인 것을 특징으로 하는
    반도체 웨이퍼의 정밀이송을 위한 경량 진공척.
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KR101140589B1 (ko) * 2011-12-19 2012-05-02 (주)로픽 진공 흡착형 그리퍼

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