KR20210137081A - 원형 웨이퍼 측방향 위치 설정 장치 - Google Patents

원형 웨이퍼 측방향 위치 설정 장치 Download PDF

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아론 시걸
다니엘 야히데스
야코브 레거바움
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코아 플로우 리미티드
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Abstract

웨이퍼 위치 설정 장치는, 클램핑된 위치의 주변에서 척(chuck)의 표면에 위치되는 적어도 하나의 고정된 스탑, 및 연장 가능한 핑거를 포함한다. 핑거 연장 기구는 핑거를 척 표면의 중심 쪽으로 외측으로 연장시키고 또한 핑거를 그 척 표면의 중심으로부터 멀어지게 후퇴시킨다. 핑거는, 웨이퍼가 척 표면 상에 배치되고 핑거 연장 기구가 작동되어 핑거를 외측으로 연장시키면, 핑거의 원위 단부가 클램핑된 위치의 주변에 있을 때 웨이퍼의 가장자리가 적어도 하나의 고정된 스탑에 접촉할 때까지 웨이퍼를 적어도 하나의 고정된 스탑 쪽으로 측방향으로 밀도록 구성되어 있다.

Description

원형 웨이퍼 측방향 위치 설정 장치
본 발명은 웨이퍼 처리에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 원형 웨이퍼의 측방향 위치 설정을 위한 장치에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼의 제조시의 많은 공정에서는, 순차적으로 처리되는 웨이퍼를 반복 가능한 위치에 정확하게 위치시키는 것이 요구된다. 전형적으로, 반도체 웨이퍼는, 예컨대, 원통형 보울(boule)의 형태로 성장되는 전형적으로 결정질 재료로부터 웨이퍼를 얇게 자른 결과로 원형 형상을 갖는다. 이러한 정밀한 위치 설정은 다양한 종류의 제품을 제조하기 위해 처리의 반복성을 가능하게 한다. 예컨대 신뢰적인 반도체 기반 전자 부품을 제조하기 위해 웨이퍼가 정밀하게 위치되어 있을 때 다양한 처리 단계가 그 웨이퍼의 노출된 표면에 가해질 수 있다.
웨이퍼를 그의 면에 수직인 방향으로 높은 반복성으로 위치시킬 수 있는 정밀한 위치 설정을 가능하게 해주는 많은 장치들이 설명되었다. 이러한 장치는 다양한 종류의 척(chuck) 및 비접촉 지지 표면을 포함한다. 예컨대, 가압 공기(또는 다른 유체)의 유출을 위한 또한 흡인을 가하기 위한 점재된 포트들을 포함하는 예컨대 비접촉 지지 표면은 웨이퍼를 요구되는 높이에 유지시키는 유체 스프링 효과를 나타낼 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 웨이퍼 위치 설정 장치가 제공되며, 이 웨이퍼 위치 설정 장치는, 클램핑된 위치의 주변에서 척(chuck)의 표면에 위치되는 적어도 하나의 고정된 스탑; 연장 가능한 핑거; 및 핑거를 척 표면의 중심 쪽으로 외측으로 연장시키고 또한 핑거를 그 척 표면의 중심으로부터 멀어지게 후퇴시키는 핑거 연장 기구를 포함하고, 핑거는, 웨이퍼가 척 표면 상에 배치되고 핑거 연장 기구가 작동되어 핑거를 외측으로 연장시키면, 핑거의 원위 단부가 클램핑된 위치의 주변에 있을 때 웨이퍼의 가장자리가 적어도 하나의 고정된 스탑에 접촉할 때까지 웨이퍼를 적어도 하나의 고정된 스탑 쪽으로 측방향으로 밀도록 구성되어 있다.
더욱이, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 클램핑된 위치의 주변은 원형이다.
더욱이, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 적어도 하나의 고정된 스탑은 척의 표면의 면으로부터 외측으로 연장되어 있는 적어도 하나의 핀을 포함한다.
더욱이, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 핀은 척의 표면에 실질적으로 수직하게 연장되어 있다.
더욱이, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 적어도 하나의 핀은, 서로 다른 방위 위치에서 클램핑된 위치의 주변에 있는 2개의 핀을 포함한다.
더욱이, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 적어도 하나의 핀은 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)을 포함한다.
더욱이, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 핑거 연장 기구는 회전 가능한 아암 및 이 아암을 회전시키기 위한 회전 기구를 포함하고, 회전 기구의 작동에 의해 아암이 한 방향으로 회전되어 핑거가 척 표면의 중심 쪽으로 외측으로 연장되고 또한 회전 기구의 작동에 의해 아암이 반대 방향으로 회전되어 핑거가 척 표면의 중심으로부터 멀어지게 후퇴되도록 핑거가 아암에 부착되어 있다.
더욱이, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 아암은 회전 가능한 칼럼에 연결되어 있다.
더욱이, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 아암의 근위 단부가 상기 회전 가능한 칼럼에 연결되어 있다.
더욱이, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 회전 기구는 공압적으로 작동된다.
더욱이, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 회전 기구는 2개의 공압 입구에 연결되며, 가압된 가스가 공압 입구 중의 하나에 가해지면 회전 기구가 아암을 한 방향으로 회전시키고, 가압된 가스가 다른 공압 입구에 가해지면 회전 기구가 아암을 반대 방향으로 회전시킨다.
더욱이, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 회전 기구와 아암은, 웨이퍼가 척 표면 상에 배치되어 있지 않을 때 핑거가 완전히 연장되도록 아암이 회전되면 그 핑거의 원위 단부가 상기 클램핑된 위치의 주변 내부에 있도록 구성되어 있다.
더욱이, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 아암은 가요적이고 탄력적이다.
더욱이, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 아암은 U-형 굴곡부를 포함한다.
더욱이, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 아암은 2개의 실질적으로 평행한 핑거 아암 또는 나선형 아암을 포함한다.
더욱이, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 회전 기구와 아암은, 핑거가 완전히 후퇴되도록 아암이 회전되면 그 핑거의 원위 단부가 클램핑된 위치의 주변 외부에 있도록 구성되어 있다.
더욱이, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 아암의 하우징은, 핑거가 완전히 후퇴되어 있을 때 척 표면 위에서의 웨이퍼의 측방향 움직임을 제한하는 원위 돌출부를 포함한다.
더욱이, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 웨이퍼 위치 설정 장치는 척을 포함한다.
더욱이, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 핑거 연장 기구는 길이 방향으로 병진 가능한 아암을 포함하고, 핑거는 탄성 요소에 의해 상기 아암에 부착된다.
더욱이, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 핑거 연장 기구는 2개의 다리부를 갖는 아암을 포함하고, 다리부 중의 하나의 근위 단부에 있는 발부가 고정되어 있고, 다른 다리부의 근위 단부에 있는 발부는 선형적으로 병진 가능하다.
본 발명을 더 잘 이해하고 또한 그의 실용적인 적용을 알기 위해, 다음과 같은 도면들이 제공되고 이하 참조된다. 도면은 단지 예로서 주어진 것이고 본 발명의 범위를 한정하는 것은 결코 아님을 유의해야 한다. 유사한 구성품은 유사한 참조 번호로 나타나 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 원형 웨이퍼 측방향 위치 설정 장치를 개략적으로 도시한다.
도 1b는 도 1a에 나타나 있는 원형 웨이퍼 측방향 위치 설정 장치의 개략적인 상면도이다.
도 1c는 도 1a에 나타나 있는 원형 웨이퍼 측방향 위치 설정 장치의 개략적인 측면도이다.
도 2는 도 1a에 나타나 있는 원형 웨이퍼 측방향 위치 설정 장치의 고정된 스탑을 개략적으로 도시한다.
도 3은 도 1a에 나타나 있는 원형 웨이퍼 측방향 위치 설정 장치의 핑거 어셈블리를 개략적으로 도시한다.
도 4는 도 3에 나타나 있는 핑거 어셈블리를 개략적으로 도시하며, 그 핑거 어셈블리의 커버는 제거되어 있다.
도 5a는 도 4에 나타나 있는 핑거 어셈블리를 위한 곧은 핑거 아암의 일 예를 개략적으로 도시한다.
도 5b는 2개의 곧은 아암을 갖는 핑거 아암의 일 예를 개략적으로 도시한다.
도 5c는 척 표면의 면에 대해 상이한 높이에 있는 2개의 평평한 아암을 갖는 핑거 아암의 일 예를 개략적으로 도시한다.
도 5d는 척 표면의 면에 대해 상이한 높이에 있는 2개의 아암을 갖는 핑거 아암의 일 예를 개략적으로 도시한다.
도 5e는 강성적인 아암과 핑거에 대한 탄성적인 연결부를 갖는 핑거 아암의 일 예를 개략적으로 도시한다.
도 5f는 나선형 핑거 아암의 일 예를 개략적으로 도시한다.
도 5g는 이중 아암의 두 부분이 서로 다른 배향으로 있는 복합 핑거 아암의 일 예를 개략적으로 도시한다.
도 6a는 V-형 노치를 갖는 핑거를 개략적으로 도시한다.
도 6b는 U-형 노치를 갖는 핑거를 개략적으로 도시한다.
도 7a는 핑거에 대한 선형 스프링 연결부를 갖는 선형 병진 가능한 핑거 아암을 개략적으로 도시한다.
도 7b는 핑거에 대한 판 스프링 연결부를 갖는 선형 병진 가능한 핑거 아암을 개략적으로 도시한다.
도 8은 복합 핑거 아암을 개략적으로 도시한다.
이하의 상세한 설명에서, 본 발명에 대한 철저한 이해를 제공하기 위해 많은 특정한 상세점이 설명된다. 그러나, 당업자는, 본 발명은 이들 특정한 상세점이 없이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 다른 경우에, 잘 알려져 있는 방법, 절차, 구성품, 모듈, 유닛 및/또는 회로는 본 발명을 모호하게 하지 않도록 상세히 설명되지 않았다.
본 발명의 실시 형태는 이에 대해 한정되지 않지만, 예컨대 "처리하는", "컴퓨터로 계산하는", "계산하는", "결정하는", "확립하는", "분석하는", "확인하는" 등과 같은 용어를 이용하는 논의는, 컴퓨터의 레지스터 및/또는 메모리 내에 물리적(예컨대, 전자적) 양으로 나타나 있는 데이터를, 작동 및/또는 프로세스를 수행하기 위해 지시를 저장할 수 있는 컴퓨터의 레지스터 및/또는 메모리 또는 다른 비일시적 정보 저장 매체(예컨대, 메모리) 내에 물리적 양으로 유사하게 나타나 있는 다른 데이터로 되게 조작 및/또는 변형시키는 컴퓨터, 컴퓨팅 플랫폼, 컴퓨팅 시스템 또는 다른 전자 컴퓨팅 장치의 작동(들) 및/또는 프로세스(들)를 말하는 것일 수 있다. 본 발명의 실시 형태는 이에 대해 한정되지 않지만, 여기서 사용되는 바와 같은 "복수" 및 "복수의" 라는 용어는 예컨대 "다수의" 또는 "2개 이상의"을 포함할 수 있다. 복수" 또는 "복수의" 라는 용어는 2개 이상의 구성품, 장치, 요소, 유닛, 파라미터 등을 설명하기 위해 명세서 전체에 걸쳐 사용될 수 있다. 다른 명시적인 언급이 없다면, 여기서 설명되는 방법 실시 형태는 특정한 순서 또는 시퀀스에 구속되지 않는다. 추가로, 설명되는 방법 실시 형태 또는 그의 요소 중의 일부는 동시에, 같은 시점에 또는 함께 일어나거나 수행될 수 있다. 다른 지시가 없다면, 여기서 사용되는 접속사 "또는"은 포괄적인(언급된 옵션 중의 임의의 것 또는 모두를 포함하는) 것으로 이해해야 한다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 원형 웨이퍼에 과도한 압축력을 가하지 않고 그 원형 웨이퍼를 높은 반복성으로 측방향 위치시키는 장치가 제공된다. 전형적으로, 처리될 웨이퍼의 표면은 예컨대 척에 의해 정밀한 높이에(예컨대, 처리될 웨이퍼의 표면의 면에 수직인 치수로) 지지될 수 있고, 그 척은 척 표면 위에서 웨이퍼의 적어도 제한된 측방향 슬라이딩을 가능하게 헤주는 비접촉 지지 표면 또는 다른 표면을 포함한다. 예컨대, 웨이퍼를 위치시킬 때, 웨이퍼와 척 면 사이의 마찰을 줄이기 위해 유체 압력(예컨대, 공기 압력)이, 웨이퍼가 안착되는 척의 면을 통해 가해질 수 있다. 웨이퍼가 측방향으로 위치된 후에, 그 웨이퍼를 척 면에 유지시키기 위해 흡인이 그 척 면을 통해 가해질 수 있다. 다른 예에서, 척 표면에 점재되어 있는 압력 포트와 진공 포트를 통해 압력과 흡인을 동시에 가하면, 웨이퍼를 척 면 위쪽의 정밀한 높이에 유지시키는 유체 스프링을 형성할 수 있다.
여기서 사용되는 바와 같이, 웨이퍼의 측방향 움직임 또는 위치 설정은, 노출되는 또는 처리가 가해질 웨이퍼의 표면의 면에 실질적으로 평행한 움직임 또는 위치 설정 치수를 말하는 것이다. 측방향 위치 설정 장치가 웨이퍼를 유지시키는 웨이퍼의 측방향 위치를 여기서 웨이퍼의 클램핑된 위치라고 한다. 여기서 사용되는 바와 같이, 척은 웨이퍼가 여기서 설명하는 바와 같은 측방향 위치 설정 장치에 의해 위치되어 있을 때 그 웨이퍼를 지지할 수 있는 표면을 말한다. 여기서 웨이퍼의 측방향 위치 설정을 언급하지만, 여기서 설명하는 바와 같은 장치는 척으로 지지되는 평평한 면을 갖는 어떤 원형 대상물이라도 측방향으로 위치시키기 위해 이용될 수 있다. 따라서, 여기서 웨이퍼의 언급은, 임의의 그러한 대상물(및 반드시 필요한 것은 아니지만 반도체 웨이퍼)을 말하는 것으로 이해되어야 한다. 원형 웨이퍼의 측방향 위치 설정을 설명하고 있지만, 여기서 설명하는 바와 같은 장치는 다각형, 타원형 또는 다른 비원형 형상을 갖는 웨이퍼 또는 대상물을 측방향으로 위치 설정하기 위해, 아마도 어느 정도의 한계(예컨대, 웨이퍼 또는 대상물의 특정한 배향)를 가지고, 이용될 수 있다.
측방향 웨이퍼 위치 설정 장치는, 웨이퍼의 클램핑된 위치의 원형 주변에서 에서 2개 이상의 서로 다른 방위 위치에 위치되거나 그 위치까지 연장되어 있는 고정된 스탑의 형태로 된 하나 이상의 정적 부품을 포함한다. 따라서, 고정된 스탑은 클램핑된 위치에 유지되는 웨이퍼의 가장자리에 접하도록 위치된다.
예컨대, 각 고정된 스탑은, 척의 표면의 면으로부터 외측으로, 예컨대, 척의 표면에 수직하게 또는 그 표면에 대해 다른 각도로 연장되어 있는 핀을 포함할 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 방위적으로 기다란(예컨대, 아치형인) 단일의 고정된 스탑이, 예컨대, 클램핑된 위치에 유지되는 웨이퍼의 가장자리 상에 있는 적어도 2개의 서로 다른 위치에 접하도록, 클램핑된 위치의 주변 주위에서 그 클램핑된 위치의 주변 주위에 있는 적어도 2개의 방위적으로 분리된 위치까지 연장되어 있을 수 있다.
가동 부품은 척의 표면 위에서 반경 방향 내측 또는 외측으로 움직일 수 있다. 전형적으로, 가동 부품은 클램핑된 위치의 주변부 근처에 위치되는 핑거의 형태로 되어 있고, 이 핑거는 척 표면의 중심 쪽으로 내측으로 연장 가능하고 또한 척 표면의 중심으로부터 멀어지게 외측으로 후퇴 가능하다. 어떤 경우에, 하나 보다 많은 가동 부품이 제공될 수 있다. 예컨대, 2개 이상의 핑거가 척 표면의 주변부를 따라 방위적으로 분리된 위치에 위치될 수 있다. 어떤 경우에, 장치는 어떤 고정된 스탑 없이 3개 이상의 핑거를 포함할 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 가동 부품은 클램핑된 위치의 주변부 주위에서 방위적으로 기다랗게 되어 있을 수 있다. 기다란 가동 부품이 내측으로 움직이면, 그 가동 부품은 2개 이상의 서로 다른 위치에서 웨이퍼의 가장자리와 접촉할 수 있다. 이 경우에, 고정된 스탑은 가동 부품의 실질적으로 직경 방향 반대편에 위치되는 단일의 고정된 스탑을 포함할 수 있다. 어떤 경우에, 장치는 2개 이상의 기다란 가동 부품을 포함할 수 있고 고정된 스탑은 포함하지 않을 수 있다.
연장 가능한 핑거를 포함하는 조절 가능한 핑거 어셈블리가 클램핑된 위치의 주변 상에 있는 다른 상이한(고정된 스탑과 상이한) 방위 위치에 위치된다. 그 핑거는 이 핑거가 클램핑된 위치에 대해 원위에서 최대로 후퇴되어 있는 개방 위치와 핑거가 최대로 연장되어 있는 폐쇄 위치 사이에서 움직일 수 있다. 핑거가 최대로 연장되어 있고 웨이퍼가 척상에 존재하지 않으면, 핑거는 근위 방향으로 클램핑된 위치의 주변 내부까지 연장된다.
핑거는 가요성 아암에 장착되며, 그래서 웨이퍼가 척 상에 존재하고 핑거 어셈블리가 폐쇄 상태에 있을 때, 핑거가 웨이퍼의 측방향 가장자리를 밀게 된다. 이 밀기에 의해 웨이퍼는 고정된 스탑에 밀리게 된다. 웨이퍼가 고정된 스탑에 밀리면, 그 웨이퍼는 클램핑된 위치에 있다. 따라서, 핑거 어셈블리가 폐쇄 상태에 있을 때, 웨이퍼의 주변은 클램핑된 위치의 주변에서 고정된 스탑 및 핑거에 접촉하고, 클램핑된 위치에서 웨이퍼에 접한다.
전형적으로, 각 고정된 스탑의 적어도 일부분 및 웨이퍼와 접촉하도록 구성된 핑거는 그 웨이퍼에 대한 처리를 방해지 않는 재료로 만들어질 수 있다. 예컨대, 고정된 스탑과 핑거에 사용되는 재료는, 웨이퍼가 처리되는 온도에서 악화되지 않고 또한 정전기 방지 특성을 갖는 재료일 수 있다. 적절한 재료의 예는, 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 다른 열가소성 재료 또는 다른 재료를 포함한다.
핑거 및 고정된 스탑에 의해 웨이퍼의 원형 가장자리에 가해지는 측방향 힘은 접점에서 측방향 내측으로 향한다. 측방향 힘은 웨이퍼의 처리 동안에 웨이퍼를 클램핑된 위치에 유지시키기에 충분하도록 되어 있다. 추가로, 접선 방향으로 가해지는 마찰력이 웨이퍼의 회전을 저지할 수 있다. 아암의 가요성에 의해, 핑거에 의해 웨이퍼의 가장자리에 가해지는 힘은 미리 결정된 최대 힘을 초과하지 않는다. 예컨대, 미리 결정된 최대 힘은, 웨이퍼가 휘어지거나 뒤틀리는 위험이 없이 그 웨이퍼가 제위치에 유지되는 것을 보장하도록 선택될 수 있다.
예컨대, 핑거 어셈블리는 가요성 아암의 근위 단부가 부착되는 회전 가능한 칼럼을 포함할 수 있다. 핑거는 아암의 원위 부분에 장착되고, 그 아암으로부터 측방향 외측으로(척 표면의 중심 쪽으로) 연장된다. 칼럼은 동력화된 기구 또는 다른 기구에 의해 회전될 수 있다. 한 예에서, 칼럼에 연결되어 있는 회전 가능한 베인의 한 단부에 공압 압력을 가하면(예컨대, 하나의 포트를 통해), 칼럼이 한 방향으로 회전될 수 있다. 베인의 다른 단부에 공압 압력을 가하면(예컨대, 다른 포트를 통해), 회전 방향이 반대로 될 수 있다. 다른 기계적, 전자기적, 공압식, 유압식 또는 다른 기구를 이용하여 칼럼을 회전시킬 수 있다.
칼럼을 한 방향으로 회전시키면, 핑거를 갖는 아암의 원위 단부가 클램핑된 위치 쪽으로 연장되도록 아암이 회전될 수 있다. 칼럼을 반대 방향으로 회전시키면, 원위 단부에 있는 핑거가 외측으로 회전되어 핑거를 클램핑된 위치로부터 멀어지게 후퇴시키도록 아암이 회전될 수 있다.
칼럼에는, 아암이 미리 결정된 회전 각도 범위를 넘어 회전하는 것을 방지하는 스탑이 제공될 수 있다. 예컨대, 스탑은 칼럼으로부터 외측으로 연장되도록 탭(tab)을 포함할 수 있다. 탭이 핑거 어셈블리의 하우징에 있는 돌출부와 접촉하면, 가해지는 힘이 그 방향으로의 칼럼의 추가 회전을 저지할 수 있다. 칼럼의 회전을 위한 토크를 제공하는 모터 또는 다른 기구에 대한 칼럼의 연결부는, 추가 회전이 방지될 때 연결을 해제시키는 클러치 기구를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 전기 회로 또는 전자 회로가, 칼럼이 허용된 회전 각도 범위를 넘어 더 회전하는 것을 방지할 수 있다. 예컨대, 회전이 회전 범위의 끝까지 일어나면, 기계적 스위치, 또는 광학적, 전자적, 전자기적 기구 또는 다른 기구가 작동되어 모터의 작동을 중단시키거나 전동 기구를 분리시키거나 또는 아니면 칼럼의 회전을 중단시킬 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 원형 웨이퍼 측방향 위치 설정 장치를 개략적으로 도시한다. 도 1b는 도 1a에 나타나 있는 원형 웨이퍼 측방향 위치 설정 장치의 개략적인 상면도이다. 도 1c는 도 1a에 나타나 있는 원형 웨이퍼 측방향 위치 설정 장치의 개략적인 측면도이다.
원형 웨이퍼 위치 설정 장치(10)는 원형 웨이퍼(12)를 클램핑된 위치에서 척 헤드(11)의 척 표면(28) 상에 유지하도록 구성된다. 예컨대, 원형 웨이퍼 위치 설정 장치(10) 및 척 헤드(11)는 장착 돌출부(27), 볼트(22) 등 중의 하나 이상을 사용하여 지지 고정구에 장착될 수 있다.
예컨대, 척 표면(28)은, 원형 웨이퍼(12)와 척 표면(28) 사이에 고정된 거리(전형적으로 고정된 높이)를 유지하는 유체 스프링 효과를 나타내는 비접촉 플랫폼을 포함할 수 있다. 이 경우에, 웨이퍼 지지 표면(28)은 유체 압력 및 흡인의 하나 이상의 소스에 연결되는 점재된 압력 및 진공 포트의 배열을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 원형 웨이퍼(12)를 측방향에서 척 표면(28) 상에 위치 설정하는 동안에 마찰을 줄이기 위해 압력이 척 표면(28) 내의 개구를 통해 가해질 수 있고, 이어서, 원형 웨이퍼(12)를 척 표면(28)에 유지시키기 위해 흡인이 가해진다. 다른 예에서, 척 표면(28)은 다른 적절한 종류의 표면(예컨대, 비접착 재료로 코팅되어 있는 표면)을 포함할 수 있다.
나타나 있는 예에서, 원형 웨이퍼 위치 설정 장치(10)는 척 표면(28) 주위의 서로 다른 방위 위치에서 2개의 고정된 스탑(14)을 포함한다. 핑거 어셈블리(16)가 고정된 스탑(14)의 방위 위치와 다른 제3 방위 위치에 위치되어 있다. 나타나 있는 예에서, 2개의 고정된 스탑(14) 및 핑거 어셈블리(16)는 대략 120°간격으로 척 표면(28)의 원주 주위에 대략 등간격으로 이격되어 있다. 다른 예에서, 장치는 2개 보다 많은 고정된 스탑(14)을 포함할 수 있고, 방위 분리는 120°보다 크거나 작을 수 있다(하지만, 예컨대 180°보다는 작음). 핑거(20)가 원형 웨이퍼(12)를 클램핑된 위치에 유지시키기 위해 핑거 어셈블리(16) 밖으로 연장될 수 있고, 클램핑된 위치에서 원형 웨이퍼(12)는 적어도 2개의 고정된 스탑(14) 및 핑거(20)의 원위 단부에 접하여 유지된다. 핑거(20)의 연장 전에, 원형 웨이퍼(12)의 움직임은 핑거 어셈블리(16)에 있는 원위 돌출부(24)에 의해 제한될 수 있다.
도 2는 도 1a에 나타나 있는 원형 웨이퍼 측방향 위치 설정 장치의 고정된 스탑을 개략적으로 도시한다.
나타나 있는 예에서, 고정된 스탑(14)은 스탑 기부(26)에 장착되는 핀의 형태로 되어 있고, 스탑 기부는 척 헤드(11)의 일 측에 장착된다. 각 고정된 스탑(14)은 척 표면(28)의 면에 수직하게 연장되어 있다.
각 고정된 스탑(14)은 그 고정된 스탑(14)에 접촉하는 원형 웨이퍼(12)의 외측 움직임을 방지하기에 충분히 강성적이다. 각 고정된 스탑(14)은, 원형 웨이퍼(12)와 접촉해도 그 원형 웨이퍼(12)를 손상 또는 훼손시킬 위험이 없고(예컨대, 긁힘, 균열 또는 다른 종류의 손상을 방지하여) 또는 원형 웨이퍼(12)에 대한 처리를 방해하는 위험이 없는(예컨대, 정전기 전하의 축적을 방지하거나, 원치 않는 열전도를 방지하거나 또는 처리에 대한 다른 방해를 방지하여) 재료로 만들어지거나 그러한 재료로 코팅될 수 있다. 예컨대, 고정된 스탑(14)은 PEEK, 또는 다른 적절한 재료를 포함하거나 그로 코팅될 수 있다. 유사하게, 적어도 핑거(20)의 원위 단부는 PEEK와 같은 유사한 재료로 만들어지거나 코팅될 수 있다.
도 3은 도 1a에 나타나 있는 원형 웨이퍼 측방향 위치 설정 장치의 핑거 어셈블리를 개략적으로 도시한다.
나타나 있는 예에서, 핑거 어셈블리(16)의 핑거(20)를 연장 또는 후퇴시키기 위한 기구의 부품은 어셈블리 커버(30) 내부에 수용된다. 핑거(20)의 연장 또는 후퇴는 칼럼 회전 기구(18)의 작동으로 일어나, 핑거(20)가 연결되어 있는 회전 가능한 칼럼(40)(도 4에서 볼 수 있음)을 회전시킨다.
나타나 있는 예에서, 예컨대 공압 입구(17) 중의 어느 하나에 가스 압력을 가함으로써 칼럼 회전 기구(18)가 공압적으로 작동될 수 있다. 예컨대, 기다란 베인이 칼럼 회전 기구(18) 내부의 회전 가능한 칼럼(40)에 연결될 수 있다. 공압 입구(17) 중의 하나를 통해 제공되는 공압 압력이 베인의 한 단부에 힘을 가할 수 있고, 그래서 칼럼을 한 방향으로 회전시키는 토크를 제공할 수 있다. 다른 공압 입구(17)를 통해 제공되는 공압 압력은 베인의 반대편 단부에 힘을 가하여, 칼럼을 반대 방향으로 회전시키는 토크를 제공할 수 있다. 밸브(19)(예컨대, 니들 밸브 또는 다른 종류의 밸브의 형태임)가 작동되어 각 공압 입구(17)를 통과하는 공압 유입 흐름을 조절할 수 있다. 그 유입 흐름의 조절에 의해, 공압적으로 작동되는 칼럼 회전 기구(18)의 효율적인 작동이 가능하다.
대안적으로 또는 추가적으로, 칼럼 회전 칼럼(18)은, 핑거(20)가 연결되는 칼럼을 회전시키기 위한 다른 기구를 포함할 수 있다. 예컨대, 칼럼 회전 기구(18)는 전기 모터 또는 다른 회전 기구를 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 전기적 연결부 또는 다른 제어 또는 전력 공급 부품이 공압 입구(17)와 밸브(19)를 대체할 수 있다.
나타나 있는 예에서, 어셈블리 커버(30)는 원위 돌출부(24)를 포함한다. 이 원위 돌출부(24)는, 핑거(20)가 후퇴되어 있거나 완전히 연장되어 있지 않을 때 척 표면(28) 위에서의 원형 웨이퍼(12)의 측방향 움직임을 제한하도록 구성될 수 있다. 측방향 움직임의 제한에 의해, 핑거(20)를 연장시킬 때 원형 웨이퍼 위치 설정 장치(10)에 의한 원형 웨이퍼(12)의 측방향 위치 설정이 용이하게 된다.
도 4는 도 3에 나타나 있는 핑거 어셈블리를 개략적으로 도시하며, 그 핑거 어셈블리의 커버는 제거되어 있다.
나타나 있는 예에서, 회전 가능한 칼럼(40)은 칼럼 회전 기구(18)의 작동에 의해 회전 가능하다. 예컨대, 회전 가능한 칼럼(40)은 칼럼 회전 기구(18)의 베인, 모터 또는 다른 토크 발생 기구에 의해 회전되는 구동 칼럼의 일 단부를 나타낼 수 있다. 다른 예에서, 회전 가능한 칼럼(40)은 전동(transmission) 기구에 의해 별도의 구동 칼럼에 연결될 수 있다. 구동 칼럼은 칼럼 회전 기구(18)의 토크 발생 기구에 의해 직접 구동되어 회전될 수 있다. 전동 기구는 구동 칼럼으로부터 토크를 회전 가능한 칼럼(40)에 전달하기 위한 하나 이상의 기어, 벨트 또는 다른 기구를 포함할 수 있다.
칼럼 회전 기구(18)는 전형적으로 회전 가능한 칼럼(40) 또는 이 회전 가능한 칼럼(40)이 연결되는 구동 칼럼의 회전을 제한하기 위한 기구를 포함한다. 예컨대, 회전 가능한 칼럼(40)이 회전할 수 있는 전형적인 회전 범위는 90°미만일 수 있다. 회전 제한 기구는 회전 가능한 칼럼(40)(또는 구동 칼럼 또는 전동 장치의 부품)에 있는 탭(tab), 스탑, 또는 다른 돌출부를 포함할 수 있고, 이는 칼럼 회전 기구(18) 내부의 대응하는 구조와 결합하여, 회전 가능한 칼럼(40)이 허용된 회전 범위의 끝을 넘어 회전하는 것을 제한하도록 구성되어 있다. 대응하는 구조는 돌출부가 제한 회전 각도를 넘어 더 회전하는 것을 물리적으로 방지하는 기계적 돌출부를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 돌출부는, 돌출부가 제한 각도로 회전될 때 스위치를 작동시켜 모터를 끄거나 전동 장치와의 결합을 해제시킬 수 있다. 다른 예에서, 제한 기구는, 회전 가능한 칼럼(40)이 제한 회전 각도까지 또는 이 각도를 넘어 회전하는 것을 검출하기 위한 광학적, 전자기적 또는 전자적 기구 또는 다른 기구를 포함할 수 있다. 어떤 경우에, 예컨대, 칼럼 회전 기구(18)가 전기 모터를 포함하는 경우에, 전동 장치는, 회전 가능한 칼럼(40)의 추가 회전이 기계적으로 방지될 때 구동 칼럼이 회전 가능한 칼럼(40)과의 결합에서 해제될 수 있게 해주는 클러치 기구를 포함할 수 있다.
나타나 있는 예에서, 핑거 아암(42)의 근위 단부는 회전 가능한 칼럼(40)에 아암 클램프(44)에 의해 클램핑된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 그렇지 않으면 핑거 아암(42)은 회전 가능한 칼럼(40)에 연결될 수 있다. 예컨대, 핑거 아암(42)은 회전 가능한 칼럼(40)에 하나 이상의 스크류 또는 칩에 의해, 회전 가능한 칼럼(40)에 있는 홈 또는 개구 안으로의 삽입으로, 용접 또는 접착제 또는 다른 방식으로 연결될 수 있다. 다른 예에서, 핑거 아암(42)은 회전 기구에 의해 직접 회전될 수 있다.
핑거(20)는 핑거 아암(42)의 원위 단부에 장착된다. 핑거 아암(42)은, 핑거 아암(42)이 회전 가능한 칼럼(40)으로부터 연장되어 있는 방향에 실질적으로 수직인 방향으로 핑거 어셈블리(16)로부터 측방향 외측으로 연장되어 있다. 따라서, 핑거 아암(42)이 한 방향(나타나 있는 예에서는 반시계 방향)으로 회전하면, 핑거(20)가 외측으로 척 표면(28)의 중심 쪽으로 연장된다. 핑거 아암(42)이 반대 방향으로 회전하면 핑거(20)가 척 표면(28)의 중심으로부터 멀어지게 후퇴된다.
다른 예에서, 그렇지 않으면 핑거(20)는 핑거 아암(42)에 연결될 수 있다. 예컨대, 핑거(20)는 핑거 아암(42)의 일 단부로부터 길이 방향으로 또는 핑거 아암(42)에 대해 경사 각도를 이루어 연장될 수 있다. 그렇지 않으면 핑거 아암(42)은 회전 가능한 칼럼(40) 또는 다른 종류의 핑거 연장 기구(예컨대, 핑거(20)를 연장시키거나 후퇴시키도록 작동 가능한 길이 방향 병진 기구 또는 다른 기구)에 연결될 수 있다. 핑거(20)는, 아암 클램프(44)에 대해 원위에 있지만 핑거 아암(42)의 원위 단부에 대해 근위에 있는 핑거 아암(42)의 일 지점으로부터 연장될 수 있다.
칼럼 회전 기구(18)는, 핑거(20)가 최대로 연장될 때(예컨대, 나타나 있는 예에서는 회전 가능한 칼럼(40)이 최대 반시계 방향 회전 각도로 회전될 때) 또한 원형 웨이퍼(12)가 척 표면(28) 상에 배치되어 있지 않을 때 핑거(20)의 원위 단부가 척 표면(28) 상의 원형 웨이퍼(12)의 클램핑된 위치의 주변 내부까지 연장되도록 구성될 수 있다. 유사하게, 핑거(20)가 최대로 후퇴될 때(나타나 있는 예에서는 회전 가능한 칼럼(40)이 최대 시계 방향 회전 각도로 회전될 때), 핑거(20)의 원위 단부는, 척 표면(28) 상의 원형 웨이퍼(12)의 주변 외부에 있는 위치까지 물러난다. 예컨대, 핑거(20)의 원위 단부는, 핑거 어셈블리(16)의 어셈블리 커버(30)에 있는 원위 돌출부(24)까지의 반경 방향 거리 보다 큰 척 표면(28)의 중심으로부터의 반경 방향 거리까지 물러날 수 있다.
핑거 아암(42)은 가요적이고 탄성적이도록 구성될 수 있다. 예컨대, 핑거 아암(42)은, 부러짐이 없이 다수회 구부려질 수 있는 재료로 만들어질 수 있다. 예컨대, 핑거 아암(42)은, 굴곡시 구부려지기에 충분한 가요성을 갖지만 굽힘력이 제거되면 원래의 형상으로 복귀하기에 충분한 강성과 탄력성을 갖는 금속, 플라스틱 또는 다른 적절한 재료의 평평한, 혹시 구부려진 스트립으로 만들어질 수 있다. 나타나 있는 예에서, 핑거 아암(42)에는, 핑거 아암(42)을 기계적으로 피로하게 함이 없이 탄성 굽힘을 용이하게 해주는 특징적 부분이 제공된다. 나타나 있는 예에서, 핑거 아암(42)은 U-형 굴곡부(41)를 포함하고, 그래서 핑거 아암(42)의 근위 세그먼트는 핑거 아암(42)의 원위 세그먼트에 실질적으로 평행하다. 핑거 아암(42)의 원위 부분은, 핑거 아암(42)의 원위 부분의 기다란 치수에 실질적으로 평행한 길이 방향 슬롯(43)을 포함한다.
따라서, 핑거 아암(42)이 핑거(20)를 최대로 연장시키도록 회전되면, 원형 웨이퍼(12)의 외측 가장자리가 핑거(20)의 원위 단부와 접촉하여, 핑거(20)의 완전한 연장을 방지할 수 있다. 결과적으로, 핑거(20) 근처에 있는 핑거 아암(42)의 원위 단부는 척 표면(28)의 중심으로부터 외측으로 구부려질 수 있다. 따라서 핑거 아암(42)의 탄성이 핑거(20)에 힘을 가하여, 원형 웨이퍼(12)에 대한 핑거(20)의 누름력을 유지할 수 있다. 따라서 그 누름력에 의해, 원형 웨이퍼(12)의 외측 가장자리가 2개 이상의 고정된 스탑(14)에 가압된 상태로 유지된다. 핑거(20) 및 고정된 스탑(14)에 의해 원형 웨이퍼(12)에 가해지는 힘은 원형 웨이퍼(12)를 클램핑된 위치에서 척 표면(28) 상에 유지시키기에 충분할 수 있다.
어떤 경우에, 핑거(20)가 장착되는 핑거 아암(42) 또는 다른 구조물은 강성적일 수 있다. 이 경우에, 핑거(20)가 원형 웨이퍼(12)를 클램핑된 위치에서 척 표면(28) 상에 유지시키기 위해 연장될 때 원형 웨이퍼(12)의 외측 가장자리에 누름력을 가할 수 있도록 핑거(20) 자체는 가요적이고 탄력적인 재료로 만들어질 수 있다.
어떤 경우에, 핑거 어셈블리(16) 및 고정된 스탑(14)의 작동에 의해 원형 웨이퍼(12)가 클램핑된 위치에서 척 표면(28) 상에 위치되면, 척 표면(28) 내의 개구를 통해 흡인이 가해질 수 있다. 이 흡인에 의해 원형 웨이퍼(12)가 척 표면(28)에 유지될 수 있다. 척 표면(28)과 이 척 표면(28)과 마주하는 원형 웨이퍼(12)의 면 사이의 결과적인 마찰은 원형 웨이퍼(12)를 제자리에 유지시키기에 충분할 수 있다. 이 경우에, 흡인이 가해진 후에, 핑거 어셈블리(16)는 핑거(20)를 후퇴시키도록 작동될 수 있다.
따라서, 핑거(20)가 완전히 후퇴되면 원형 웨이퍼(12)는 고정된 스탑(14)과 핑거 어셈블리(16) 사이에서 척 표면(28) 상에 배치될 수 있다. 서로 인접하는 고정된 스탑(14) 사이의 또는 핑거(20)와 인접 고정된 스탑(14) 사이의 간격이 원형 웨이퍼(12)의 직경 보다 크지 않도록, 고정된 스탑(14) 및 핑거(20)(또는 다른 종류의 고정된 부품 및 가동 부품)이 척 표면(28)의 주변부 주위에 위치될 수 있다. 따라서, 원형 웨이퍼(12)의 크기가 대략 척 표면(28)의 크기이면, 서로 인접하는 위치 설정 부품(예컨대, 고정된 스탑(14) 및 핑거(20)) 사이의 방위 분리는 약 180°보다 클 수 없다(또는, 원형 웨이퍼(12)와 척 표면(28)의 상대 크기에 따라 더 작을 수 있음).
원형 웨이퍼(12)가 먼저 척 표면(28) 상에 배치되면, 그 원형 웨이퍼(12)는 척 표면(28) 위에서 자유롭게 슬라이딩할 수 있다. 예컨대, 공기 또는 다른 가스 또는 유체가 척 표면(28) 상의 개구를 통해 방출되어 원형 웨이퍼(12)와 척 표면(28) 사이의 마찰을 줄여줄 수 있다. 대안적으로, 척 표면(28)은, 유체 스프링 효과를 나타내는 유체 쿠션을 형성하기 위해 압력과 흡인을 동시에 가하기 위한 점재된 개구들을 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 척 표면(28)은 비접착 표면 재료로 만들어지거나 코팅될 수 있다.
칼럼 회전 기구(18)는 핑거 어셈블리(16)의 핑거(20)를 연장시키도록 작동될 수 있다. 예컨대, 압력 소스로부터 공기 압력이 공압 입구(17) 중의 하나에 제공되어, 회전 가능한 칼럼(40) 및 부착된 핑거 아암(42)을 회전시켜 핑거(20)를 외측으로 연장시킬 수 있다. 핑거(20)의 원위 단부가 원형 웨이퍼(12)의 가장자리와 접촉하면, 핑거(20)의 계속된 연장에 의해 원형 웨이퍼(12)는 고정된 스탑(14) 쪽으로 밀릴 수 있다. 원형 웨이퍼(12)가 고정된 스탑(14)에 밀리면, 그 원형 웨이퍼(12)의 측방향 움직임이 멈출 수 있고 핑거(20)의 추가 연장에 의해 핑거 아암(42)이 구부려져 측방향 힘을 가하여 원형 웨이퍼(12)를, 고정된 스탑(14) 및 핑거(20)에 접한 상태에서, 클램핑된 위치에 유지시킨다.
클램핑된 위치에서 원형 웨이퍼(12)가 측방향으로 위치되면, 척 표면(28)이 그렇게 하도록 구성된 경우에, 원형 웨이퍼(12)와 척 표면(28) 사이의 마찰이 증가될 수 있다. 예컨대, 흡인이 척 표면(28) 내의 개구를 통해 원형 웨이퍼(12)에 가해져 원형 웨이퍼(12)를 척 표면(28)에 대해 유지시킬 수 있다.
그런 다음에 원형 웨이퍼(12)에 대한 처리(예컨대, 수정 또는 검사)가 진행될 수 있다. 처리가 완료되면, 원형 웨이퍼(12)는 척 표면(28)으로부터 해제될 수 있다. 예컨대, 핑거(20)는 원형 웨이퍼(12)로부터 멀어지는 방향으로 완전히 후퇴될 수 있다. 척 표면(28)을 통해 흡인을 가하는 것이 중단될 수 있다. 그런 다음에 원형 웨이퍼(12)가 척 표면(28)으로부터 제거될 수 있다.
전형적으로, 원형 웨이퍼 위치 설정 장치(10)의 작동은 제어기로 제어될 수 있다. 이 제어기는 프로그램된 지시에 따라 작동하도록 구성된 하나 이상의 유닛을 포함할 수 있다. 예컨대, 제어기는 칼럼 회전 기구(18)를 작동시켜 핑거(20)를 연장 또는 후퇴시킬 수 있다. 어떤 경우에, 제어기는 다른 기능을 작동시키는 하나 이상의 제어기를 또한 작동시키거나 그와 연통할 수 있다. 따라서, 칼럼 회전 기구(18)와 원형 웨이퍼 위치 설정 장치(10)의 작동은 다른 기능과 조화될 수 있다. 이들 다른 기능은 유체 압력, 흡인 또는 둘 모두를 척 표면(28) 상의 개구에 가하는 것, 원형 웨이퍼(12)에 대한 처리, 원형 웨이퍼(12)를 척 표면(28)에 또한 그로부터 전달하는 것 또는 하나 이상의 원형 웨이퍼(12)에 대한 처리에 관련된 다른 기능 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 웨이퍼 위치 설정 장치는 다른 구성의 핑거 및 핑거 연장 기구를 포함할 수 있다. 어떤 구성에서, 핑거는 원형 웨이퍼(12)가 예컨대 흡인에 의해 척 표면(28)에 고정될 때까지 원형 웨이퍼(12)를 클램핑된 위치에 측방향으로 위치시키기 위해 척 표면(28)에 실질적으로 수직인 방향으로 움직일 수 있다.
어떤 구성에서, 핑거는 척 표면에 실질적으로 평행한 방향으로 움직일 수 있다.
도 5a는 도 4에 나타나 있는 핑거 어셈블리를 위한 곧은 핑거 아암의 일 예를 개략적으로 도시한다.
나타나 있는 예에서, 핑거(20)는 곧은 핑거 아암(50)의 원위 단부로부터 측방향으로 연장되어 있고, 그 핑거 아암의 근위 단부는 회전 가능한 칼럼(40)에 부착되어 있다. 곧은 핑거 아암(50)은 평평한 단면 또는 다른 단면을 갖는 단일의 기다란 아암을 포함할 수 있고, 이 아암은 가요적이고 탄력적이어서 적어도 측방향 굽힘을 가능하게 할 수 있다.
도 5b는 2개의 곧은 아암을 갖는 핑거 아암의 일 예를 개략적으로 도시한다.
나타나 있는 예에서, 핑거(20)는, 2개의 곧은 평행한 그리고 측방향으로 변위된 핑거 아암(52)의 원위 단부로부터 측방향으로 연장되어 있고, 그 핑거 아암의 근위 단부는 회전 가능한 칼럼(40)에 부착되어 있다. 각 핑거 아암(52)은 평평한(예컨대, 척 표면(28)의 면에 실질적으로 수직인) 단면 또는 다른 단면을 가질 수 있고, 가요적이고 탄성적이어서 예컨대 적어도 측방향 굽힘을 가능하게 할 수 있다.
도 5c는 척 표면의 면에 대해 상이한 높이에 있는 2개의 평평한 아암을 갖는 핑거 아암의 일 예를 개략적으로 도시한다.
나타나 있는 예에서, 핑거(20)는 2개의 곧은 평행한 핑거 아암(54)의 원위 단부로부터 측방향으로 연장되어 있고, 그 핑거 아암의 근위 단부는 회전 가능한 칼럼(40)에 부착되어 있다. 나타나 있는 예에서, 각 핑거 아암(54)은 척 표면(28)의 면에 실질적으로 평행한 평평한 단면을 갖는다. 핑거 아암(54)은 척 표면(28)의 면에 수직인 축선을 따라 서로로부터 변위된다. 각 핑거 아암(54)은 가요적이고 탄성적이어서 예컨대 적어도 척 표면(28)의 면에 수직인 방향으로의 굽힘을 가능하게 할 수 있다.
도 5d는 척 표면의 면에 대해 상이한 높이에 있는 2개의 아암을 갖는 핑거 아암의 일 예를 개략적으로 도시한다.
나타나 있는 예에서, 핑거(20)는 2개의 곧은 평행한 핑거 아암(56)의 원위 단부로부터 측방향으로 연장되어 있고, 그 핑거 아암의 근위 단부는 회전 가능한 칼럼(40)에 부착되어 있다. 나타나 있는 예에서, 각 핑거 아암(56)은 원형 단면 또는 평평하지 않는 다른 단면을 갖는다. 핑거 아암(56)은 척 표면(28)의 면에 수직인 축선을 따라 서로로부터 변위된다. 각 핑거 아암(56)은 가요적이고 탄력적이어서, 측방향 굽힘과 척 표면(28)의 면에 수직인 방향으로의 굽힘 둘 다를 가능하게 할 수 있다.
도 5e는 강성적인 아암과 핑거에 대한 탄성적인 연결부를 갖는 핑거 아암의 일 예를 개략적으로 도시한다.
나타나 있는 예에서, 핑거(20)는 스프링(60) 형태의 탄성(예컨대, 가요적이고 탄력적인) 요소에 의해 연결되어 있어, 강성적인 아암(58)의 원위 단부로부터 측방향으로 연장되며, 그 강성적인 아암의 근위 단부는 회전 가능한 칼럼(40)에 부착된다. 강성적인 아암(58)에 대한 탄성 연결부에 의해, 핑거(20)는 측방향으로 또한 척 표면(28)의 면에 수직인 방향으로 강성적인 아암(58)에 대해 움직일 수 있다.
도 5f는 나선형 핑거 아암의 일 예를 개략적으로 도시한다.
나타나 있는 예에서, 핑거(20)는 나선형 아암(62)의 원위 단부로부터 길이 방향으로 연장되며, 그 나선형 아암의 근위 단부는 회전 가능한 칼럼(40)에 부착된다. 나선형 아암(62)은 가요적이고 탄력적이어서, 예컨대, 측방향 굽힘과 척 표면(28)의 면에 수직인 방향으로의 굽힘 둘 다를 가능하게 할 수 있다.
도 5g는 이중 아암의 두 부분이 서로 다른 배향으로 있는 복합 핑거 아암의 일 예를 개략적으로 도시한다.
나타나 있는 예에서, 핑거(20)는 복합 핑거 아암(66)의 원위 단부로부터 측방향으로 연장되어 있고, 그 핑거 아암의 근위 단부는 회전 가능한 칼럼(40)에 부착되어 있다. 나타나 있는 예에서, 복합 핑거 아암(66)은 근위 부분은, 척 표면(28)의 면에 수직인 축선을 따라 서로로부터 변위되는 2개의 핑거 아암(54)을 포함한다. 복합 핑거 아암(66)의 원위 부분은 2개의 곧고 평행한 그리고 측방향으로 변위된 핑거 아암(52)을 포함한다. 근위 부분과 원위 부분은 커넥터(64)에 연결된다. 각 핑거 아암(54, 52)은 가요적이고 탄력적이어서, 예컨대, 측방향 굽힘과 척 표면(28)의 면에 수직인 방향으로의 굽힘 둘 다를 가능하게 할 수 있다.
핑거(20)는 원형 디스크(12)를 척 표면(28)으로부터 미리 결정된 거리에 유지시키도록 구성될 수 있다. 예컨대, 핑거(20)는, 원형 디스크(12)의 가장자리를 핑거(20)의 원위 단부를 따른 특정한 부분에 안내하도록 구성된 홈 또는 노치를 포함할 수 있다.
도 6a는 V-형 노치를 갖는 핑거를 개략적으로 도시한다.
척 표면(28) 상에 지지되는 원형 디스크(12)의 가장자리는 핑거(20)의 원위 단부에 있는 V-형 노치(70) 안으로 안내될 수 있다. 따라서, 핑거(20)가 연장되어 원형 디스크(12)를 척 표면(28) 상에서 클램핑된 위치로 이동시킴에 따라 그 가장자리는 V-형 노치(70)에 유지될 수 있다.
도 6b는 U-형 노치를 갖는 핑거를 개략적으로 도시한다.
척 표면(28) 상에 지지되는 원형 디스크(12)의 가장자리는 핑거(20)의 원위 단부에 있는 U-형 노치(72) 안으로 안내될 수 있다. 따라서, 핑거(20)가 연장되어 원형 디스크(12)를 척 표면(28) 상에서 클램핑된 위치로 이동시킴에 따라 그 가장자리는 U-형 노치(72)에 유지될 수 있다.
도 7a는 핑거에 대한 선형 스프링 연결부를 갖는 선형 병진 가능한 핑거 아암을 개략적으로 도시한다.
연장 기구(80)는 길이 방향 운동(88)으로 핑거 아암(82)을 연장시키고 후퇴시키도록 구성된다. 예컨대, 연장 기구(80)는 전기 모터(예컨대, 회전 운동을 선형 운동으로 변환시키는 전동 장치), 전기 또는 전자기 선형 액츄에이터 또는 다른 유압 작동식, 공압 작동식, 전자기 작동식 기구 또는 다른 방식으로 작동되는 기구를 포함할 수 있다. 길이 방향 운동(88)은 중실 핑거 아암(82)의 선형 운동 또는 가변 길이를 갖는 핑거 아암(82)의 길이 연장 및 단축(예컨대, 신축자재형, 아코디언 펼침과 접힘, 팽창과 수축 또는 다른 방식에 의한)을 나타낼 수 있다.
핑거(20)는 탄성 요소로 핑거 아암(82)에 연결될 수 있다. 탄성 요소는 원형 디스크(12)에 대한 손상의 위험이 없이 핑거(20)와 원형 디스크(12) 사이의 접촉을 유지하는 것을 용이하게 할 수 있다.
나타나 있는 예에서, 핑거(20)를 핑거 아암(82)의 원위 단부에 연결하는 탄성 요소는 선형 스프링(84)을 포함한다.
도 7b는 핑거에 대한 판 스프링 연결부를 갖는 선형 병진 가능한 핑거 아암을 개략적으로 도시한다.
나타나 있는 예에서, 핑거(20)를 핑거 아암(82)의 원위 단부에 연결하는 탄성 요소는 판 스프링(86)을 포함한다. 나타나 있는 예에서, 판 스프링(86)은 폐쇄되어 있다. 다른 예에서, 판 스프링(86)은 개방되어 있을 수 있다(예컨대, U-형 프로파일을 가짐).
도 8은 복합 핑거 아암을 개략적으로 도시한다.
복합 핑거 아암(90)의 다리부(90a)의 근위 단부에 있는 고정된 발부(92)가 핑거 연장 기구에 또는 그 근처에 있는 고정점에 부착될 수 있다. 다리부(90b)의 근위 단부에 있는 가동 발부(94)가, 화살표(96)으로 나타나 있는 바와 같이, 핑거 연장 기구에 의해 외측으로 또한 내측으로 움직이도록 선형적으로 병진 가능하다. 예컨대, 가동 발부(94)는 가동 발부(94)의 선형적인 양방향 운동을 발생시키기 위한 선형 액츄에이터 또는 다른 기구에 의해 움직일 수 있다. 가동 발부(94)의 외측 및 내측 운동에 의해, 대략적으로 화살표(98)로 표시되어 있는 방향을 따라 핑거(20)를 연장 또는 후퇴시킬 수 있는 고정된 발부(92)에 대한 복합 핑거 아암(90)의 흔들림 운동이 일어날 수 있다.
상이한 실시 형태들이 여기에 개시되어 있다. 특정한 실시 형태의 특징은 다른 실시 형태의 특징과 조합될 수 있으며, 따라서 특정한 실시 형태는 다수의 실시 형태의 특징들의 조합일 수 있다. 본 발명의 실시 형태에 대한 앞의 설명은 실례 들기 및 설명의 목적으로 주어진 것이다. 그것은 포괄적이거나 본 발명을 개시된 바로 그 형태에 한정하려는 의도는 없다. 당업자는, 위의 교시에 비추어 많은 수정, 변화, 치환, 변경, 및 등가물이 가능함을 알 것이다. 그러므로, 첨부된 청구 범위는 본 발명의 진정한 정신 내에 포함되는 모든 그러한 수정과 변경을 포함하도록 되어 있음을 이해할 것이다.
여기서 본 발명의 특정한 특징을 도시하고 설명했지만, 이제 당업자는 많은 수정, 치환, 변경 및 등가물을 생각할 수 있을 것이다. 그러므로, 첨부된 청구 범위는 본 발명의 진정한 정신 내에 포함되는 모든 그러한 수정과 변경을 포함하도록 되어 있음을 이해할 것이다.

Claims (20)

  1. 웨이퍼 위치 설정 장치로서,
    척(chuck)의 표면 상에 클램핑된 위치의 주변에 위치되는 적어도 하나의 고정된 스탑;
    연장 가능한 핑거; 및
    상기 핑거를 척 표면의 중심 쪽으로 외측으로 연장시키고 또한 상기 핑거를 그 척 표면의 중심으로부터 멀어지게 후퇴시키는 핑거 연장 기구를 포함하고,
    상기 핑거는, 웨이퍼가 상기 척 표면 상에 배치되고 핑거 연장 기구가 작동되어 핑거를 외측으로 연장시키면, 핑거의 원위 단부가 상기 클램핑된 위치의 주변에 있을 때 웨이퍼의 가장자리가 적어도 하나의 고정된 스탑에 접촉할 때까지 웨이퍼를 상기 적어도 하나의 고정된 스탑 쪽으로 측방향으로 밀도록 구성되어 있는, 웨이퍼 위치 설정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 클램핑된 위치의 주변은 원형인, 웨이퍼 위치 설정 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 고정된 스탑은 척의 표면의 면으로부터 외측으로 연장되어 있는 적어도 하나의 핀을 포함하는, 웨이퍼 위치 설정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 핀은 척의 표면에 실질적으로 수직하게 연장되어 있는, 웨이퍼 위치 설정 장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 핀은, 서로 다른 방위 위치에서 상기 클램핑된 위치의 주변에 있는 2개의 핀을 포함하는, 웨이퍼 위치 설정 장치.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 핀은 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)을 포함하는, 웨이퍼 위치 설정 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핑거 연장 기구는 회전 가능한 아암 및 이 아암을 회전시키기 위한 회전 기구를 포함하고, 회전 기구의 작동에 의해 아암이 한 방향으로 회전되어 핑거가 척 표면의 중심 쪽으로 외측으로 연장되고 또한 회전 기구의 작동에 의해 아암이 반대 방향으로 회전되어 핑거가 척 표면의 중심으로부터 멀어지게 후퇴되도록 상기 핑거가 아암에 부착되어 있는, 웨이퍼 위치 설정 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 아암은 회전 가능한 칼럼에 연결되어 있는, 웨이퍼 위치 설정 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 아암의 근위 단부가 상기 회전 가능한 칼럼에 연결되어 있는, 웨이퍼 위치 설정 장치.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전 기구는 공압적으로 작동되는, 웨이퍼 위치 설정 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 회전 기구는 2개의 공압 입구에 연결되며, 가압된 가스가 공압 입구 중의 하나에 가해지면 회전 기구가 아암을 한 방향으로 회전시키고, 가압된 가스가 다른 공압 입구에 가해지면 회전 기구가 아암을 반대 방향으로 회전시키는, 웨이퍼 위치 설정 장치.
  12. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전 기구와 아암은, 웨이퍼가 척 표면 상에 배치되어 있지 않을 때 핑거가 완전히 연장되도록 아암이 회전되면 그 핑거의 원위 단부가 상기 클램핑된 위치의 주변 내부에 있도록 구성되어 있는, 웨이퍼 위치 설정 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 아암은 가요적이고 탄력적인, 웨이퍼 위치 설정 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 아암은 U-형 굴곡부를 포함하는, 웨이퍼 위치 설정 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 아암은 2개의 실질적으로 평행한 핑거 아암 또는 나선형 아암을 포함하는, 웨이퍼 위치 설정 장치.
  16. 제7항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전 기구와 아암은, 핑거가 완전히 후퇴되도록 아암이 회전되면 그 핑거의 원위 단부가 상기 클램핑된 위치의 주변 외부에 있도록 구성되어 있는, 웨이퍼 위치 설정 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 아암의 하우징은, 핑거가 완전히 후퇴되어 있을 때 상기 척 표면 위에서의 웨이퍼의 측방향 움직임을 제한하는 원위 돌출부를 포함하는, 웨이퍼 위치 설정 장치.
  18. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핑거 연장 기구는 길이 방향으로 병진 가능한 아암을 포함하고, 핑거는 탄성 요소에 의해 상기 아암에 부착되는, 웨이퍼 위치 설정 장치.
  19. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핑거 연장 기구는 2개의 다리부를 갖는 아암을 포함하고, 상기 다리부 중의 하나의 근위 단부에 있는 발부가 고정되어 있고, 다른 다리부의 근위 단부에 있는 발부는 선형적으로 병진 가능한, 웨이퍼 위치 설정 장치.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    척을 더 포함하는 웨이퍼 위치 설정 장치.
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