KR20210100782A - 컨벡스, 컨케이브 및 플랫 웨이퍼 이송 로봇암에 장착되는 미끄럼 방지 패드 - Google Patents

컨벡스, 컨케이브 및 플랫 웨이퍼 이송 로봇암에 장착되는 미끄럼 방지 패드 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 미끄럼 방지 패드는, 웨이퍼 이송 로봇에 구비되어 웨이퍼를 로딩 및 언로딩하는 블레이드(blade)에 장착되는 미끄럼 방지 패드로서, 반도체 소자의 제조 공정 중 다양한 형상으로 휘어진 웨이퍼를 후속 공정을 위해 이송 로봇에 장착하는 경우, 휘어진 웨이퍼에 밀착되도록 형성된 미끄럼 방지 패드를 제공하여, 웨이퍼가 블레이드에 안정적으로 장착될 수 있도록 함으로써 공정 안정성 및 공정 속도를 향상시킬 수 있다.

Description

컨벡스, 컨케이브 및 플랫 웨이퍼 이송 로봇암에 장착되는 미끄럼 방지 패드{ANTI-SLIP PAD FOR CONVEX, CONCAVE AND FLAT WAFER TRANSFER ROBOT ARM}
본 발명은 반도체 제조 공정 중에서 발생된 휘어진 웨이퍼 및 플랫 웨이퍼가 이송 로봇에 안정적으로 장착되도록 하는 미끄럼 방지 패드에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 단결정의 실리콘 웨이퍼(Silicon wafer) 상에 원하는 회로 패턴에 따라 다층막을 형성하여 제조된다. 이를 위해 증착 공정, 포토리소그래피 공정, 산화 공정, 식각 공정, 이온주입 공정 및 금속배선 공정 등 다수의 단위 공정들이 단계에 따라 반복적으로 수행된다.
이러한 각 단위 공정들이 절차에 따라 진행되기 위해서는 각각의 공정이 완료된 후 후속공정이 행해질 장비로 웨이퍼가 이동된다. 이 때 웨이퍼는 각각 개별적으로 이송되거나, 카세트와 같은 장비에 복수 매의 웨이퍼가 적재되어 이송될 수 있다.
카세트에 적재된 복수 매의 웨이퍼를 하나씩 특정의 장비에 로딩하거나 이송하는 공정에 있어서는 일반적으로 웨이퍼 이송 로봇이 사용될 수 있다.
종래의 웨이퍼 이송 로봇은 웨이퍼를 직접적으로 다루는 블레이드(blade)를 구비하는데, 이러한 블레이드에는 웨이퍼의 미끄러짐을 방지하기 위한 미끄럼 방지용 패드가 부착되어 있다. 이러한 미끄럼 방지용 패드에 웨이퍼가 직접적으로 접촉하게 된다. 플랫 웨이퍼의 미끄러짐을 최소화하기 위해, 미끄럼 방지용 패드는 플랫 웨이퍼와 대응되도록 높이가 일정한 평평한 시트(sheet) 또는 필름(film) 형태로 제작된다.
한편, 실리콘 웨이퍼는 금속막 증착 등의 패턴 형성 과정을 거치는 동안 국부적 또는 전체적으로 휘어지는(warpage) 것이 일반적이다. 증착물질과 실리콘 웨이퍼와의 열팽창 계수의 차이, 격자상수의 불일치 등으로 인해 응력이 작용하게 되며, 이로 인해 실리콘 웨이퍼가 휘어지게 된다. 특히 웨이퍼 적층 공정에서 웨이퍼 연삭 과정을 거쳐 두께가 얇아진 웨이퍼는 잔류응력의 영향으로 크게 휘어지게 된다. 또한 적층 횟수가 증가할수록 웨이퍼의 휘어지는 현상은 증가하게 된다.
웨이퍼가 휘어진 경우 후속 공정을 위한 이송 과정에서 웨이퍼가 로봇암의 블레이드 상면에 장착될 때, 플랫 웨이퍼에 대응되도록 제작된 높이가 일정한 평평한 미끄럼 방지 패드는 웨이퍼와의 접촉 면적이 감소된다. 이로 인해 웨이퍼가 블레이드에 안정적으로 장착되기가 어렵게 되며, 이송 과정에서 이동 및 회전 관성에 의해 블레이드로부터 웨이퍼가 이탈될 위험성도 있다.
관련 선행기술로는, 대한민국특허 공개번호 10-2016-0055010호(발명의 명칭: 웨이퍼 이송 로봇 및 그 제어 방법) 등이 있다.
본 발명의 실시예는 반도체 제조 공정 중 받게 되는 인장 또는 압축 응력으로 인하여 웨이퍼가 휘어지는 등, 다양한 형태로 변형된 웨이퍼가 후속 공정을 위한 이송 과정 중 로봇암에 보다 더 안정적으로 장착되도록 하는 웨이퍼 이송 로봇용 미끄럼 방지 패드를 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 미끄럼 방지 패드는, 블레이드의 상면에 장착되는 베이스부 및 상기 베이스부의 상면에 형성되며 하나 이상의 미세패턴을 포함하는 패턴부를 포함하고, 상기 패턴부의 상면은 상기 웨이퍼가 휘어짐(warpage)에 의해 형성되는 곡면에 평행하는 곡면을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 미끄럼 방지 패드는, 하방으로 볼록한 형상을 갖는 컨벡스 웨이퍼(convex wafer)에 대해, 상기 패턴부는 상기 컨벡스 웨이퍼의 하면과 접촉하도록 형성된 제1 패턴부를 포함하고, 상기 제1 패턴부의 상면은 상기 컨벡스 웨이퍼의 하면에 평행하는 곡면을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 미끄럼 방지 패드는, 하방으로 오목한 형상을 갖는 컨케이브 웨이퍼(concave wafer)에 대해, 상기 패턴부는 상기 컨케이브 웨이퍼의 하면과 접촉하도록 형성된 제3 패턴부를 포함하고, 상기 제3 패턴부의 상면은 상기 컨케이브 웨이퍼의 하면에 평행하는 곡면을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 미끄럼 방지 패드는, 평평한 형상을 갖는 플랫 웨이퍼에 대해, 상기 패턴부는 상기 평평한 웨이퍼의 하면과 접촉하도록 형성된 제2 패턴부를 포함하고, 상기 제2 패턴부의 상면은 상기 평평한 웨이퍼의 하면에 평행하는 곡면을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 미끄럼 방지 패드에서 하나 이상의 미세패턴은 기둥 형상으로 형성되며, 상기 기둥의 단면 형상은 다각형, 원 또는 타원이며, 상기 기둥의 높이는 10㎚ 내지 100㎛이고, 상기 기둥의 직경은 10㎚ 내지 100㎛로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 미끄럼 방지 패드에서 하나 이상의 미세패턴은 홈 형상으로 형성되며, 상기 홈의 단면 형상은 다각형, 원 또는 타원이며, 상기 홈의 깊이는 10㎚ 내지 100㎛이고, 상기 홈의 너비는 10㎚ 내지 100㎛로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 미끄럼 방지 패드는, 상기 웨이퍼의 하면과 상기 패턴부의 상면 사이에는 반데르발스 힘(Van der Waals)에 의한 장착력이 발생될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 미끄럼 방지 패드에서, 상기 베이스부 및 상기 패턴부는 신축성이 있는 탄성중합체(elastomer), 실리콘계 탄성중합체(Si based elastomer), 플루오르엘라스토머(FKM, fluoroelastomer), 퍼플루오르엘라스토머(FFKM, perfluoroelastomer) 또는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE, polytetrafluoroethylene)로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 반도체 제조 공정을 거치면서 받게 되는 인장 또는 압축 응력으로 인하여 웨이퍼가 휘어지는 경우, 다양한 형태로 변형된 웨이퍼가 후속 공정을 위한 이송 과정 중 본 발명의 실시예들에 따른 미끄럼 방지용 패드를 통해 로봇암에 안정적으로 장착되어, 공정 안정성을 향상시키고 이로 인해 공정 속도를 향상시킬 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 미끄럼 방지 패드가 장착되는 웨이퍼 이송 로봇의 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 블레이드의 도면이다.
도 3 내지 도 5는 도 2에 도시된 미끄럼 방지 패드의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 하방으로 볼록하게 휘어진 형상을 갖는 컨벡스 웨이퍼에 대응되도록 형성된 미끄럼 방지 패드의 도면이다.
도 7은 하방으로 오목하게 휘어진 형상을 갖는 컨케이브 웨이퍼에 대응되도록 형성된 미끄럼 방지 패드의 도면이다.
도 8은 플랫 웨이퍼, 컨벡스 웨이퍼 및 컨케이브 웨이퍼에 대응되도록 형성된 미끄럼 방지 패드의 도면이다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 로봇의 개략적인 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 로봇(100)은, 예를 들면 해당 공정이 완료된 웨이퍼를 다음의 공정으로 옮기거나 카세트와 같은 적재 공간으로 이송시키기 위한 것으로서, 개략적으로는, 로봇몸체(110)와, 로봇몸체(110)의 상부에 장착되는 다관절 타입의 로봇암(robot arm, 120)을 포함할 수 있다.
로봇몸체(110)의 하단부에는 휠(미도시) 등이 구비되어 로봇몸체(110)의 이동이 가능하다. 로봇암(120)은, 도 1에 도시된 것처럼, 복수 개의 암(121, 123, 125)들을 포함할 수 있는데, 본 실시예의 경우, 제1 암(121), 제2 암(123) 및 제3 암(125)을 포함할 수 있다.
제1 암(121)과 로봇몸체(110)는 샤프트(111)에 의해 결합되어 샤프트(111)를 중심으로 제1 암(121)을 회전할 수 있으며, 아울러 제1 암(121)과 제2 암(123), 그리고 제2 암(123)과 제3 암(125)도 샤프트에 의해 결합되어 각각의 암(121, 123, 125)들이 원하는 방향으로 회전될 수 있다.
따라서, 암(121, 123, 125)들의 각각의 동작에 의해 제3 암(125)에 장착된 블레이드(blade, 130)는 원하는 위치로 이동할 수 있다. 특히, 로봇몸체(110)와 제1 암(121)을 연결하는 샤프트(111)의 경우는 승강이 가능하며, 이로 인해 블레이드(130)에 웨이퍼를 로딩시키거나 또는 언로딩시키는 동작을 수행할 수도 있다.
블레이드(130)는 제3 암(125)에 회전 동작이 가능하도록 결합된 암 장착부재(127)에 결합될 수 있다. 도 2에 도시된 것처럼, 블레이드(130)에는 나사홀(133)이 형성되어 있고 이에 대응되게 암 장착부재(127)에도 나사가 결합될 수 있는 홀(미도시)이 형성되어 블레이드(130)는 암 장착부재(127)에 결합됨은 물론 필요에 따라 용이하게 분리될 수도 있다.
도 2는 도 1에 도시된 블레이드(130)의 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 블레이드(130)는 웨이퍼를 장착하기 위한 블레이드 몸체(131)와, 블레이드 몸체(131)의 상면에 장착되어 웨이퍼의 일면이 지지되는 복수 개의 미끄럼 방지 패드(140)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 블레이드 몸체(131)는, 2개의 블레이드 팁(135)을 포함할 수 있다. 2개의 블레이드 팁(135)은 전체적으로 호 형상으로 마련되어 그 상부에 웨이퍼가 지지될 수 있다. 블레이드 몸체(131)는 또한 원형의 블레이드 팁(미도시)으로 마련될 수 있다.
이러한 블레이드 팁(135)에 미끄럼 방지 패드(140)가 장착될 수 있는데, 도 2에 도시된 것처럼, 블레이드 팁(135)들의 각 단부와 블레이드 팁(135)을 연결하는 그 사이 영역에 장착되며, 따라서 웨이퍼를 균일하게 지지할 수 있다. 다만, 미끄럼 방지 패드(140)의 배치 구조가 이에 한정되는 것은 아니며, 웨이퍼를 지지하기에 적당하다면 다른 위치에 장착될 수 있음은 자명하다. 미끄럼 방지 패드(140)는 하면에 접착층(미도시)을 포함할 수 있으며, 접착층을 통해 블레이드 몸체(131)에 장착될 수 있다.
도 3 내지 도 5는 도 2에 도시된 미끄럼 방지 패드의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 미끄럼 방지 패드(140)는 베이스부(141) 및 패턴부(143)를 포함할 수 있다. 베이스부(141)는 패턴부(143)를 지지하도록 형성되며, 패턴부(143)는 하나 이상의 기둥 또는 돌기(1431)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 기둥 또는 돌기(1431)는 베이스부(141)의 상면에 대해 수직으로 연장되어 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 수직이 아닌 소정의 각도를 이루며 형성될 수도 있으며, 각각의 기둥 또는 돌기(1431)들이 베이스부(141)와 이루는 각도는 동일하지 않을 수 있다.
하나 이상의 기둥 또는 돌기(1431)들이 일직선으로 형성되는 것을 예로 들어 설명하지만, 이에 한정되지 않고 휘어진 형태로 형성될 수도 있다.
하나 이상의 기둥 또는 돌기(1431)들은 상호 이격되게 배치되며, 이격 거리는 동일할 수도 있고 서로 상이할 수도 있다. 하나 이상의 기둥 또는 돌기(1431)들은 원기둥 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 단면이 삼각형, 사각형 또는 오각형 등의 다각형이거나 타원형 등 다양한 단면 형상으로 형성될 수도 있다. 하나 이상의 기둥 또는 돌기(1431)들의 상부 끝단은 평평할 수도 있지만, 라운딩 형상으로 형성될 수도 있다.
하나 이상의 기둥 또는 돌기(1431)들은 10㎚ 내지 100㎛의 높이로 형성될 수 있으며, 각각의 기둥 또는 돌기(1431)들은 동일한 높이로 형성될 수 있지만 이에 한정되지 않고 상이한 높이로 형성될 수도 있다.
하나 이상의 기둥 또는 돌기(1431)들은 10㎚ 내지 100㎛의 직경 또는 두께로 형성될 수 있으며, 각각의 기둥 또는 돌기(1431)들은 동일한 직경 또는 두께로 형성될 수 있지만 이에 한정되지 않고 상이한 직경 또는 두께로 형성될 수도 있다.
베이스부(141) 및 패턴부(143)는 일체로 형성되는 것도 가능하나, 이에 한정되지 않고 별도로 형성된 후 결합될 수도 있다. 베이스부(141) 및 패턴부(143)가 일체로 형성되는 경우 미리 제작된 몰드를 이용해 일체로 형성될 수 있다. 베이스부(141) 및 패턴부(143)는 동일한 재료로 형성될 수 있다. 베이스부(141) 및 패턴부(143)는 고분자 소재로 형성될 수 있으며, 그래핀, 탄소나노튜브 등의 탄소 소재와 고분자 소재를 혼합하여 형성될 수도 있다. 베이스부(141) 및 패턴부(143)는 신축성이 있는 탄성중합체(elastomer), 실리콘계 탄성중합체(Si based elastomer), 플루오르엘라스토머(FKM, fluoroelastomer), 퍼플루오르엘라스토머(FFKM, perfluoroelastomer) 또는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE, polytetrafluoroethylene)로 형성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 미끄럼 방지 패드에서 패턴부(143)는 하나 이상의 홈 또는 홀(1433)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 홈 또는 홀(1433)은 베이스부(141)의 상면을 향해 하방으로 수직 연장되어 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 수직이 아닌 소정의 각도를 이루며 형성될 수도 있으며, 각각의 홈 또는 홀(1433)들이 베이스부(141)와 이루는 각도는 동일하지 않을 수 있다.
하나 이상의 홈 또는 홀(1433)들이 일직선으로 형성되는 것을 예로 들어 설명하지만, 이에 한정되지 않고 휘어진 형태로 형성될 수도 있다.
하나 이상의 홈 또는 홀(1433)들은 상호 이격되게 배치되며, 이격 거리는 동일할 수도 있고 서로 상이할 수도 있다. 하나 이상의 홈 또는 홀(1433)들은 단면이 원형의 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 단면이 삼각형, 사각형 또는 오각형 등의 다각형이거나 타원형 등 다양한 단면 형상으로 형성될 수도 있다. 하나 이상의 홈 또는 홀(1433)들의 바닥은 평평할 수도 있지만, 라운딩 형상으로 형성될 수도 있다.
하나 이상의 홈 또는 홀(1433)들은 10㎚ 내지 100㎛의 깊이로 형성될 수 있으며, 각각의 홈 또는 홀(1433)들은 동일한 깊이로 형성될 수 있지만 이에 한정되지 않고 상이한 깊이로 형성될 수도 있다.
하나 이상의 홈 또는 홀(1433)들은 10㎚ 내지 100㎛의 너비로 형성될 수 있으며, 각각의 홈 또는 홀(1433)들은 동일한 너비로 형성될 수 있지만 이에 한정되지 않고 상이한 너비로 형성될 수도 있다.
베이스부(141) 및 패턴부(143)는 일체로 형성되는 것도 가능하나, 이에 한정되지 않고 별도로 형성된 후 결합될 수도 있다. 베이스부(141) 및 패턴부(143)가 일체로 형성되는 경우 미리 제작된 몰드를 이용해 일체로 형성될 수 있다. 베이스부(141) 및 패턴부(143)는 동일한 재료로 형성될 수 있다. 베이스부(141) 및 패턴부(143)는 고분자 소재로 형성될 수 있으며, 그래핀, 탄소나노튜브 등의 탄소 소재와 고분자 소재를 혼합하여 형성될 수도 있다. 베이스부(141) 및 패턴부(143)는 신축성이 있는 탄성중합체(elastomer), 실리콘계 탄성중합체(Si based elastomer), 플루오르엘라스토머(FKM, fluoroelastomer), 퍼플루오르엘라스토머(FFKM, perfluoroelastomer) 또는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE, polytetrafluoroethylene)로 형성될 수 있다.
도 5를 참조하면, 패턴부(143)는 웨이퍼의 중력에 의한 수직항력에 대응하여 고마찰력을 제공함으로써 웨이퍼가 블레이드 팁(135)에 장착되는 장착력을 강화시킬 수 있다. 또한, 패턴부(143)의 상면과 웨이퍼의 하면 사이에는 반데르발스 힘(Van der Waals force)에 의한 인력이 발생될 수 있다.
미끄럼 방지 패드(140)는 두께가 일정한 베이스부(141)에 두께가 일정한 패턴부(143)가 형성되어 전체적인 두께가 일정할 수 있다. 여기에서 미끄럼 방지 패드(140)의 전체적인 두께란 베이스부(141)의 하면부터 패턴부(143)의 상부 끝단까지의 길이를 의미한다. 이러한 형상의 미끄럼 방지 패드(140)는 휘어짐(warpage)이 없는 플랫 웨이퍼(150)가 로딩되는 경우 플랫 웨이퍼(150)와의 사이에 접촉 면적이 최대가 되어 블레이드(150)가 플랫 웨이퍼(150)를 지지해주는 장착력이 최대가 될 수 있다. 그러나, 평평하지 않은 웨이퍼가 로딩되는 경우 패턴부(143) 전면이 아닌 일부 면만 웨이퍼의 하면과 접촉하게 되어, 접촉 면적이 작아짐으로써 장착력이 감소될 수 있다.
웨이퍼는 금속막 증착 또는 하면 연삭 등의 공정을 거치는 동안 국부적 또는 전체적으로 휘어지는 것이 일반적이다. 증착물질과 실리콘 웨이퍼와의 열팽창 계수의 차이, 격자상수의 불일치 등으로 인해 압축(compressive) 또는 인장(tensile) 응력이 작용하게 되며, 이로 인해 실리콘 웨이퍼가 휘어지게 된다. 특히 웨이퍼 적층 공정에서 웨이퍼 연삭 과정을 거쳐 두께가 얇아진 웨이퍼는 잔류응력의 영향으로 크게 휘어지게 되며, 적층 횟수가 증가할수록 웨이퍼의 휘어지는 현상은 증가하게 된다. 또한, 웨이퍼의 사이즈가 증가할 수록 휘어짐의 정도는 더욱 커지게 된다.
웨이퍼의 휘어짐으로 블레이드에 장착되는 장착력이 감소되는 경우, 웨이퍼 이탈을 방지하기 위해 이송 로봇의 구동 속도를 불가피하게 감소시켜야 하며, 전체적인 공정 시간이 증가되어 생산성이 감소하는 문제를 발생시킬 수 있다. 또한, 웨이퍼 이송 과정 중 웨이퍼가 일부 이탈되어 증착 장비 등에 로딩이 제대로 되지 않거나, 낙하되어 파손되는 경우 피해는 막대할 수 있다.
도 6 및 도 7은 휘어진 웨이퍼(warpage wafer)에 대응되는 미끄럼 방지 패드의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 베이스부의 상면은 하방으로 볼록하게 휘어진 형상을 갖는 컨벡스 웨이퍼(convex wafer, 250)에 대응되도록 형성될 수 있다. 컨벡스 웨이퍼(250)는 실리콘 기판에 인장(tensile) 응력이 작용하여 휘어진 웨이퍼이다. 베이스부의 상면을 따라 하나 이상의 기둥 또는 홈을 포함한 패턴부가 형성됨으로써 미끄럼 방지 패드(240)의 상면이 전체적으로 컨벡스 웨이퍼(250) 하면의 평면과 대응되도록 형성될 수 있다. 여기에서 대응된다는 의미는 컨벡스 웨이퍼(250) 하면 전체와 미끄럼 방지 패드(240)의 상면 전체가 평면 상으로 완전히 일치한다는 의미로 한정되지 않고, 일부 평면이 일치해도 된다는 의미로 폭넓게 해석되어야 한다. 따라서, 컨벡스 웨이퍼(250)의 하면을 이루는 평면과 미끄럼 방지 패드(240)의 상면을 이루는 평면이 하나의 점 또는 직선상에서만 교차하는 것이 아닌 일부 평면을 공유하면서 교차될 수 있다.
베이스부의 상면이 컨벡스 웨이퍼(250)의 하면과 대응되도록 형성될 수 있지만, 이에 한정되지 않고 베이스부의 상면이 컨벡스 웨이퍼(250)의 하면과 대응되지 않도록 형성될 수도 있으며, 이 경우 상이한 두께로 형성되는 패턴부에 의해 패턴부의 상면이 컨벡스 웨이퍼(250)의 하면과 대응되도록 형성될 수도 있다.
도 7을 참조하면, 베이스부의 상면은 하방으로 오목하게 휘어진 형상을 갖는 컨케이브 웨이퍼(concave wafer, 350)에 대응되도록 형성될 수 있다. 컨케이브 웨이퍼(350)는 실리콘 기판에 인장(tensile) 응력이 작용하여 휘어진 웨이퍼이다. 베이스부의 상면을 따라 하나 이상의 기둥 또는 홈을 포함한 패턴부가 형성됨으로써 미끄럼 방지 패드(240)의 상면이 전체적으로 컨케이브 웨이퍼(350) 하면의 평면과 대응되도록 형성될 수 있다. 여기에서 대응된다는 의미는 컨케이브 웨이퍼(350) 하면 전체와 미끄럼 방지 패드(240)의 상면 전체가 평면 상으로 완전히 일치한다는 의미로 한정되지 않고, 일부 평면이 일치해도 된다는 의미로 폭넓게 해석되어야 한다. 따라서, 컨케이브 웨이퍼(350)의 하면을 이루는 평면과 미끄럼 방지 패드(240)의 상면을 이루는 평면이 하나의 점 또는 직선상에서만 교차하는 것이 아닌 일부 평면을 공유하면서 교차될 수 있다.
베이스부의 상면이 컨케이브 웨이퍼(350)의 하면과 대응되도록 형성될 수 있지만, 이에 한정되지 않고 베이스부의 상면이 컨케이브 웨이퍼(350)의 하면과 대응되지 않도록 형성될 수도 있으며, 이 경우 상이한 두께로 형성되는 패턴부에 의해 패턴부의 상면이 컨케이브 웨이퍼(350)의 하면과 대응되도록 형성될 수도 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 미끄럼 방지 패드(440)의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 베이스부(441)의 상면은 플랫 웨이퍼(150), 컨벡스 웨이퍼(250) 및 컨케이브 웨이퍼(350) 모두에 대응되도록 형성될 수 있다. 장착되는 웨이퍼의 중심을 기준으로 차례대로 컨벡스 웨이퍼(250), 평면 웨이퍼(150) 및 컨케이브 웨이퍼(350)에 대응되도록 베이스부(441)의 상면이 형성될 수 있다. 또한, 베이스부(441)의 상면이 각각 플랫 웨이퍼(150), 컨벡스 웨이퍼(250) 및 컨케이브 웨이퍼(350)의 하면에 대응되지 않도록 형성될 수도 있으며, 이 경우 후술하는 패턴부의 두께를 조절하여 패턴부의 상면이 각 웨이퍼(150, 250, 350)의 하면에 밀착되도록 미끄럼 방지 패드가 형성될 수 있다.
구체적으로, 장착되는 웨이퍼의 중심을 기준으로 가장 안쪽에 형성되어 컨벡스 웨이퍼(250)에 대응되는 베이스부(441) 상면에는 제1패턴부(443)가 형성될 수 있다. 제1 패턴부(443)에 형성된 하나 이상의 기둥 또는 홈은 동일한 높이 또는 깊이로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 컨벡스 웨이퍼(250)의 하면에 밀착될 수 있도록 다양한 높이 또는 깊이로 형성될 수도 있다. 이 경우, 컨벡스 웨이퍼(250)의 하면과 제1패턴부(443)의 상면 사이에는 반데르발스 힘에 의한 장착력이 발생될 수 있다.
장착되는 웨이퍼의 중심을 기준으로 가장 바깥쪽에 형성되어 컨케이브 웨이퍼(350)에 대응되는 베이스부(441) 상면에는 제3 패턴부(447)가 형성될 수 있다. 제3 패턴부(447)에 형성된 하나 이상의 기둥 또는 홈은 동일한 높이 또는 깊이로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 컨케이브 웨이퍼(350)의 하면에 밀착될 수 있도록 다양한 높이 또는 깊이로 형성될 수도 있다. 이 경우, 컨케이브 웨이퍼(350)의 하면과 제3패턴부(447)의 상면 사이에는 반데르발스 힘에 의한 장착력이 발생될 수 있다.
제1 패턴부(443)와 제3패턴부(445) 사이에는 플랫 웨이퍼(150)에 대응하는 제2 패턴부(445)가 형성될 수 있다. 제2 패턴부(445)는 하나 이상의 기둥 또는 홈을 포함하며, 하나 이상의 기둥 또는 홈은 동일한 높이 또는 깊이로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 플랫 웨이퍼(150)의 하면에 밀착될 수 있도록 다양한 높이 또는 깊이로 형성될 수도 있다. 이 경우, 플랫 웨이퍼(150)의 하면과 제2패턴부(445)의 상면 사이에는 반데르발스 힘에 의한 장착력이 발생될 수 있다.
도 8을 참조하면, 영역별로 서로 다른 형태를 갖는 베이스부 또는 패턴부를 포함하는 미끄럼 방지 패드(440)를 블레이드 팁(135)에 장착함으로써, 평평하거나 어떠한 형태로든 휘어진 웨이퍼가 블레이드에 로딩되더라도 장착력을 극대화하여 이송 과정에서의 공정 안정성 향상 및 이로 인해 공정 속도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 웨이퍼 이송 로봇
110: 로봇몸체
111: 샤프트
120: 로봇암
121: 제1 암
123: 제2 암
125: 제3 암
127: 암 장착부재
130: 블레이드
131: 블레이드 몸체
133: 나사홀
135: 블레이드 팁
140, 240, 340, 440: 미끄럼 방지 패드
141, 441: 베이스부
143: 패턴부
1431: 기둥
1433: 홈
150, 250, 350: 웨이퍼
443: 제1 패턴부
445: 제2 패턴부
447: 제3 패턴부

Claims (9)

  1. 웨이퍼 이송 로봇에 구비되어 웨이퍼를 로딩 및 언로딩하는 블레이드(blade)에 장착되는 미끄럼 방지 패드에 있어서,
    상기 블레이드의 상면에 장착되는 베이스부; 및
    상기 베이스부의 상면에 형성되며 하나 이상의 미세패턴을 포함하는 패턴부;를 포함하고,
    상기 패턴부의 상면은 상기 웨이퍼가 휘어짐(warpage)에 의해 형성되는 곡면에 평행하는 곡면을 포함하는 것을 특징으로 하는 미끄럼 방지 패드.
  2. 제1항에 있어서,
    하방으로 볼록한 형상을 갖는 컨벡스 웨이퍼(convex wafer)에 대해,
    상기 패턴부는 상기 컨벡스 웨이퍼의 하면과 접촉하도록 형성된 제1 패턴부를 포함하고,
    상기 제1 패턴부의 상면은 상기 컨벡스 웨이퍼의 하면에 평행하는 곡면을 포함하는 것을 특징으로 하는 미끄럼 방지 패드.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    하방으로 오목한 형상을 갖는 컨케이브 웨이퍼(concave wafer)에 대해,
    상기 패턴부는 상기 컨케이브 웨이퍼의 하면과 접촉하도록 형성된 제3 패턴부를 포함하고,
    상기 제3 패턴부의 상면은 상기 컨케이브 웨이퍼의 하면에 평행하는 곡면을 포함하는 것을 특징으로 하는 미끄럼 방지 패드.
  4. 제2항에 있어서,
    평평한 형상을 갖는 플랫 웨이퍼에 대해,
    상기 패턴부는 상기 플랫 웨이퍼의 하면과 접촉하도록 형성된 제2 패턴부를 포함하고,
    상기 제2 패턴부의 상면은 상기 플랫 웨이퍼의 하면에 평행하는 곡면을 포함하는 것을 특징으로 하는 미끄럼 방지 패드.
  5. 제3항에 있어서,
    평평한 형상을 갖는 플랫 웨이퍼에 대해,
    상기 패턴부는 상기 플랫 웨이퍼의 하면과 접촉하도록 형성된 제2 패턴부를 포함하고,
    상기 제2 패턴부의 상면은 상기 플랫 웨이퍼의 하면에 평행하는 곡면을 포함하는 것을 특징으로 하는 미끄럼 방지 패드.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 미세패턴은 기둥 형상으로 형성되며,
    상기 기둥의 단면 형상은 다각형, 원 또는 타원이며,
    상기 기둥의 높이는 10㎚ 내지 100㎛이고,
    상기 기둥의 직경은 10㎚ 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 미끄럼 방지 패드.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 미세패턴은 홈 형상으로 형성되며,
    상기 홈의 단면 형상은 다각형, 원 또는 타원이며,
    상기 홈의 깊이는 10㎚ 내지 100㎛이고,
    상기 홈의 직경은 10㎚ 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 미끄럼 방지 패드.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 하면과 상기 패턴부의 상면 사이에는 반데르발스 힘(Van der Waals)에 의한 장착력이 발생되는 것을 특징으로 하는 미끄럼 방지 패드.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 베이스부 및 상기 패턴부는 신축성이 있는 탄성중합체(elastomer), 실리콘계 탄성중합체(Si based elastomer), 플루오르엘라스토머(FKM, fluoroelastomer), 퍼플루오르엘라스토머(FFKM, perfluoroelastomer) 또는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE, polytetrafluoroethylene)로 형성되는 것을 특징으로 하는 미끄럼 방지 패드.
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