KR20220011171A - 웨이퍼를 위한 기판 취급 장치 - Google Patents

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KR20220011171A
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마누엘 아이블
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젬시스코 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 웨이퍼를 위한 기판 취급 장치, 웨이퍼를 위한 기판 취급 시스템 및 기판 취급 방법에 관한 것이다. 기판 취급 장치는, - 엔드 이펙터, - 교정 링, 및 - 흡입 컵을 포함한다. 흡입 컵은, 교정 링 내에 배열된다. 적어도 교정 링은, 엔드 이펙터에 해제 가능하게 부착된다. 흡입 컵의 제1 부분이, 진공 공급원에 연결 가능하며, 그리고 흡입 컵의 제2 부분이, 진공 공급원에 의해 제공되는 감압에 의해 기판에 부착 가능하다. 흡입 컵은, 정상 압력 상태에서 교정 링으로부터 돌출한다. 흡입 컵은, 기판이 흡입 컵에 의해 유지되는 감압 상태에서 교정 링과 동일한 높이에 놓이며, 그에 따라 교정 링은 기판과 접촉한다.

Description

웨이퍼를 위한 기판 취급 장치
본 발명은, 웨이퍼를 위한 기판 취급 장치(substrate handling device), 웨이퍼를 위한 기판 취급 시스템 및 기판 취급 방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 얇은 기판을 위한 단일 웨이퍼 취급에 관한 것이다. 얇은 기판은, 수백 내지 100 마이크로미터 미만의 기판을 의미한다.
반도체 및 인접 산업(패키징, 태양 전지판 등)에서 웨이퍼 처리, 일반적으로 기판 처리는, 매우 자주 얇은 기판의 신뢰성있는 취급을 필요로 한다. 기판의 스크래칭(scratching), 파괴, 강한 굽힘(bending), 또는 심지어 균열(cracking) 없이, 프로세스 툴(process tool)에서 취급하는 로봇 또는 보관 카세트로부터 수직 또는 수평 위치에 기판을 픽업, 배치 또는 교체하기 위한 신뢰성 있는 수단이 요구된다. 얇은 기판들은, 수백 내지 때로는 100 마이크로미터 훨씬 미만의 기판을 의미한다.
얇은 영향으로 인해, 매우 자주 이러한 기판은 매우 취약하고 이미 구부러져서, 지지 구조체 없이 유지되는 경우에는 평평한 기판을 형성하거나 표시하지 못한다. 재료의 응력 또는 단지 중력으로 인해 유발되는 기판 굽힘의 이러한 자연적인 발생은, 얇은 웨이퍼를 취급하고자 하는 경우, 특히 기판의 하나 또는 다수의 장소에 특정량의 진공을 인가함으로써 기판을 제자리에 유지하는 취급 도구(handling tool)로 얇은 기판을 취급하고자 하는 경우에 주요 관심사이다.
기판이 이동하는 취급 장치에서 떨어지지 않을 정도로 충분히 강한 진공을 인가할 때, 기판이 이미 존재하는 변형에 추가적으로 진공력을 통해 변형되는 것이 현재 존재하는 시스템에서 일어난다. 이러한 추가적인 변형은, 많은 경우에는 진공 흡입력이 상실되고 기판이 취급 장치로부터 떨어지거나, 특정 경우에는 진공력이 인가되는 위치에서 추가적인 변형으로 인해 균열 및 파괴되는 것으로 이어진다.
WO 2015/134258 A1은 웨이퍼 취급 엔드 이펙터(wafer-handling end effector), 및 웨이퍼 취급 엔드 이펙터를 포함하고, 및/또는 그것이 이용되는 반도체 제조 장치를 개시한다. 엔드 이펙터는, 엔드 이펙터 본체, 및 엔드 이펙터 본체에 의해 지지되고 웨이퍼와 적어도 부분적으로 면대면 접촉을 형성하도록 구성되는 복수의 웨이퍼 접촉 표면을 구비한다. 엔드 이펙터는, 엔드 이펙터 본체의 로봇 근위 단부와 복수의 웨이퍼 접촉 표면 사이에서 연장되는, 진공 분배 매니폴드(vacuum distribution manifold)를 더 포함한다. 엔드 이펙터는 또한, 복수의 웨이퍼 접촉 표면 내에 한정되며 그리고 복수의 웨이퍼 접촉 표면과 진공 분배 매니폴드 사이에서 연장되는, 복수의 진공 개구를 구비한다. 엔드 이펙터는, 복수의 밀봉 구조체를 더 포함하며, 복수의 밀봉 구조체는 각각 복수의 웨이퍼 접촉 표면 중 개별적인 하나와 연관된다.
이미 구부러진 얇은 기판이 예를 들어 WO 2015/134258 A1의 엔드 이펙터에 의해 접촉되는 경우, 기판은 구부러진 상태로 유지되거나 훨씬 더 구부러지며, 이는 개스킷(gasket)이 기판의 주어진 굽힘 상태로 그 변형을 조정하기 때문이다. 이러한 변형은, 진공 흡입력이 상실되고, 기판이 취급 장치로부터 떨어지고 및/또는 균열되는 것으로 이어진다.
또한, 진공이 오프(off)되는 경우에 그러한 진공 유지 시스템으로부터 웨이퍼를 해제하는 데 상당한 지연이 있다. 기판은, 진공 소스에 통합된 웨이퍼 접촉 표면과 밀접 접촉하기 때문에, 진공이 웨이퍼를 해제할 정도로 충분히 약해질 때까지 수백 마이크로초 내지 수초 사이가 걸린다. 이러한 해제 지연은, 매일 수십만 개의 웨이퍼를 취급하는 대규모 제조 작업에서 상당한 처리 및 제조 지연으로 이어진다.
따라서, 특히 얇은 기판의 보다 양호한 취급을 허용하는 개선된 기판 취급 장치를 제공할 필요가 있을 수 있다.
본 발명의 문제점은, 독립 청구항의 대상에 의해 해결되며, 추가 실시예들이 종속 청구항들에 포함된다. 하기에 설명되는 본 발명의 양태들은, 웨이퍼를 위한 기판 취급 장치, 웨이퍼를 위한 기판 취급 시스템 및 기판 취급 방법에도 적용된다는 점에 주목해야 한다.
본 발명에 따르면, 웨이퍼를 위한 기판 취급 장치가 제시된다. 기판 취급 장치는,
- 엔드 이펙터,
- 교정 링(straightening ring), 및
- 흡입 컵(suction cup)
을 포함한다.
흡입 컵은, 교정 링 내에 배열된다. 흡입 컵의 제1 부분이, 엔드 이펙터를 통해 진공 공급원에 연결 가능하며, 그리고 흡입 컵의 제2 부분이, 진공 공급원에 의해 제공되는 감압에 의해 기판에 부착 가능하다. 흡입 컵은, 정상 압력 상태에서 교정 링으로부터 돌출한다. 흡입 컵은, 기판이 흡입 컵에 의해 유지되는 감압 상태에서 교정 링과 동일한 높이에 놓이며, 그에 따라 교정 링은 기판과 접촉한다.
기판 취급 장치는, 기판을 취급하도록 구성된다. 취급될 기판은 웨이퍼일 수 있다. 기판은 얇거나 초박형일 수 있으며, 이는 수백 내지 100 마이크로미터 미만, 바람직하게는 10 내지 750 ㎛, 보다 바람직하게는 20 내지 100 ㎛의 두께를 갖는 기판으로 이해되어야 한다. 그러한 두께를 갖는 기판은, 중력, 재료 내의 응력 등으로 인해, 종종 매우 취약하며 그리고 이미 초기에 구부러져 있을 수 있다. 이것은, 얇은 기판이 지지체 없이 유지될 때, 종종 평평한 표면을 갖거나 형성하지 않는다는 것을 의미한다.
흡입 컵은, 교정 링 내에 배열된다. 흡입 컵은, 교정 링의 중앙에 배열될 수 있다. 교정 링은, 흡입 컵을 둘러쌀 수 있다. 이에 의해, 교정 링은, 흡입 컵을 제한한다. 그것은 흡입 컵의 (반경방향) 변형을 제한하거나 방지하고, 흡입 컵이 기판의 주어진 굽힘 상태에 따라 변형되지 않게 한다. 결과적으로, 얇고 종종 비-평면형인 기판의 경우에도 진공 흡입력이 상실되지 않으며, 그러한 기판은 균열되지도 손상되지도 않는다.
교정 링은, 엔드 이펙터에 해제 가능하게 부착될 수 있다. 교정 링은, 엔드 이펙터에 제거 가능하거나 교환 가능하게 연결될 수 있다. 다시 말해서, 교정 링은, 엔드 이펙터의 일부도 아니고, 엔드 이펙터와 통합되지도 않고, 엔드 이펙터와 일체형도 아닐 수 있다. 교정 링은, 엔드 이펙터에 고정적으로 또는 영구적으로 연결되지 않을 수 있으며, 대신에, 보다 새롭거나 다른 특성, 형상 또는 크기를 갖는, 다른 교정 링으로 교환되거나 교체될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 흡입 컵은, 엔드 이펙터에 해제 가능하게 부착될 수 있다.
일 실시예에서, 교정 링은, 엔드 이펙터와 교정 링 사이에 배열되는 지지 요소를 통해 간접적으로 또는 직접적으로 엔드 이펙터에 연결될 수 있다. 교정 링은, 엔드 이펙터 또는 지지 요소에 장착될 때, 형상 끼워맞춤(form fit), 억지 끼워맞춤(force fit) 또는 나사 연결을 제공하며, 그에 따라 교정 링이 용이하게 해제, 교환 또는 교체될 수 있다.
일 실시예에서, 흡입 컵은, 엔드 이펙터와 교정 링 사이에 배열된 지지 요소를 통해 간접적으로 또는 직접적으로 엔드 이펙터에 연결될 수 있다. 흡입 컵은, 교정 링과 독립적으로 엔드 이펙터에 연결될 수 있으며, 그에 따라 교정 링의 분해는 흡입 컵에 영향을 미치지 않을 수 있다. 흡입 컵은, 엔드 이펙터 또는 지지 요소에 장착될 때, 형상 끼워맞춤, 억지 끼워맞춤 또는 나사 연결을 제공하고, 그에 따라 흡입 컵이 용이하게 해제, 교환 또는 교체될 수 있다.
기판 취급 장치의 작동 도중에, 흡입 컵의 제1 부분은, 진공 공급원에 연결되며, 그리고 흡입 컵의 제2 부분은, 기판 또는 웨이퍼를 흡인하게 된다.
정상 압력 상태 또는 주변 압력에서, 흡입 컵은, 교정 링으로부터 돌출한다. 특히, 흡입 컵의 기판 접촉 표면은, 교정 링으로부터 돌출할 수 있다. 다시 말해서, 흡입 컵의 외부 에지가, 초기에 교정 링에 비해 엔드 이펙터 본체로부터 더 멀리 특정 거리만큼 연장될 수 있다.
진공 공급원에 의해 제공되는 감압 상태에서, 흡입 컵은, 교정 링과 동일한 높이에 놓인다. 다시 말해서, 흡입 컵의 외부 에지가, 교정 링과 동일한 높이에 도달할 수 있다. 감압 상태에서, 교정 링은, 기판과 접촉할 수 있고, 감압 또는 진공이 기판 표면에 가해질 수 있으며, 흡입 컵은 기판을 제자리에 유지할 수 있다. 교정 링은, 기판과의 특정 접촉 영역(특정 영역 프로파일)을 제공하고, 이에 의해 구부러지고 및/또는 다른 방식으로 변형되는 기판을 또한 교정하기 위한 수단을 제공한다. 결과적으로, 감압 또는 진공에 의해 유발되는 기판의 곡률과, 해당되는 경우 기판의 초기 또는 기존 곡률 또한 현저하게 감소될 수 있다.
이에 의해, 본 발명에 따른 웨이퍼를 위한 기판 취급 장치는, 얇은 기판의 보다 양호한 취급을 허용한다. 그것은, 취약한 기판 취급의 성능 및 기능을 현저하게 향상시킨다. 디스크 형상의 교정 링은, 진공 흡입 개스킷으로서의 역할을 하는 흡입 컵 주위에 배열된다. 이에 의해, 교정 링은, 흡입 컵의 (반경 방향) 변형을 제한하거나 방지하며, 그리고 흡입 컵이 기판의 주어진 굽힘 상태에 따라 변형되지 않도록 한다. 결과적으로, 얇고 종종 비-평면형인 기판의 경우에도, 진공 흡입력이 상실되지 않으며, 그러한 기판은 균열되지도 손상되지도 않는다. 이에 의해, (이송 카세트 또는 특정 처리 챔버 또는 장비 등과 같이) 기판 두께에 근접한 치수를 갖는 매우 작은 간극 내외로의 얇고 및/또는 구부러진 기판의 안전한 이동이 가능해진다. 다시 말해서, 얇으며, 심지어 두틀리고, 구부러지고, 휘어진, 및/또는 다른 방식으로 비-평면형인 웨이퍼/기판이, 취급, 유지 및/또는 이송될 수 있다. 그러한 기판은, 취급하는 도중에 교정되거나 편평하게 되어 감소된 공간 요건 하에서도 이동을 허용할 수 있다.
일 실시예에서, 교정 링으로부터의 흡입 컵의 돌출 속도 또는 해제 속도가, 흡입 컵으로부터 기판을 제어된 방식으로 해제하기 위해, 흡입 컵에 인가되는 압력 또는 진공을 제어함으로써 조정 가능할 수 있다. 따라서, 감압 또는 진공은, 오프되거나 점차적으로 감소될 수 있다. 결과적으로, 기판은, 사전결정된 시점에 해제될 수 있다. 흡입 컵의 해제 및 이에 의한 교정 링으로부터의 기판의 해제는, 즉시로부터 비교적 느린 속도까지 모든 속도로 실행될 수 있다. 그것은 이젝팅(ejecting)일 수 있거나, 조심스럽고 부드럽게 실행될 수 있다. 일부 경우에, 주요 이점은, 기판의 해제가 제어되지 않은 지연 없이 달성될 수 있다는 것일 수 있다. 또한, 감압 또는 진공이 의도적으로 기판을 해제하기에 충분히 약해지기 이전에, 마이크로초 내지 수초의 기판 해제에서의 의도적인 지연이 있을 수 있다. 기판이 다시 해제될 때, 감압 또는 진공이 오프되거나 점차적으로 감소될 수 있다. 결과적으로, 흡입 컵은, 초기 위치로 다시 상승하거나, 이동하거나, 확장되며, 교정 링에 비해 엔드 이펙터 본체로부터 더 멀리 소정 거리만큼 다시 연장된다. 결과적으로, 기판은 교정 링으로부터 멀리 밀려나고, 어떠한 어려움 또는 해제 지연 없이 사전결정된 순간에 흡입 컵으로부터 해제될 수 있다. 다시 말해서, 기판의 해제는 요구에 따라 결정된 순간에 즉시이다. 이에 의해, 기판 취급 및 기판 취급 시간이 현저하게 향상되고, 기판 해제 지연으로 인한 웨이퍼 파손 위험이 현저하게 제거된다.
일 실시예에서, 교정 링은, 교정 링이 기판과 접촉하며 그리고 기판이 비-평면형인 경우, 비-평면형 기판을 적어도 부분적으로 교정한다. 교정 링은, 기판과 접촉할 뿐만 아니라, 이미 초기에 구부러지거나 만곡된 기판의 교정을 조심스럽게 실시할 수 있다. 교정은, 진공의 강도, 및/또는 교정 링의 크기 및/또는 형상에 따라 달라질 수 있다. 다시 말해서, 구부러진 기판에 대한 교정 효과는, 인가되는 진공 또는 감압의 강도, 및/또는 교정 링의 크기 및/또는 형상을 통해 조정될 수 있다. 일 실시예에서, 흡입 컵은, 인가되는 진공 또는 감압의 강도와 함께 후퇴될 수 있다. 따라서, 얇은(초박형) 기판을 손상시키지 않고 구부러진 기판을 평평하게 하는 것이 용이해질 수 있다.
기판은, 전도체 플레이트, 반도체 기판, 필름 기판, 본질적으로 플레이트 형상의 금속 또는 금속화 가공물(metallized workpiece) 등을 포함할 수 있다. 진공 또는 감압은, 흡입 컵을 통해 기판에, 바람직하게는 기판의 후면에 공급될 수 있다. 기판의 후면은, 해당되는 경우, 예를 들어 전자 구성요소로서의 구조체가 없거나 보다 적은 기판의 측면이다. 그러나, (보다 많은) 구조체 또는 전자 구성요소를 갖는 측면인 기판의 전면도 접촉될 수 있다. 구조체 또는 전자 구성요소는, 예를 들어 구조체 또는 전자 구성요소의 상부에 퇴적된 패시베이션 층(passivation layer)에 의해, 접촉 손상으로부터 보호될 수 있다. 진공 출구는, 교정 링 아래에, 바람직하게는 교정 링까지 소정 거리를 두고서, 위치될 수 있다.
엔드 이펙터는, 복수의 기판 취급 표면 접촉부를 포함하고, 진공 또는 감압을 이용하여 엔드 이펙터 상에 기판 또는 웨이퍼를 유지할 수 있다. 인가되는 진공 또는 감압의 강도는, 상이한 기판의 요건 및 이들의 굽힘 프로파일에 맞게 조정 가능할 수 있다. 또한, 교정 링의 형상, 치수 및 재료는, 상이한 기판 및 이들의 굽힘 프로파일의 요건에 맞게 조정 가능할 수 있다. 흡입 컵에도 동일하게 적용된다.
흡입 컵은, 탄성, 연성 및/또는 가요성일 수 있다. 흡입 컵은, 탄성, 연성 및/또는 가요성 재료로 이루어질 수 있다. 흡입 컵은, 기판을 오염시키지 않는 재료로 이루어질 수 있다. 흡입 컵은, 실리콘으로 이루어질 수 있다.
교정 링 또는 디스크는, 링 형상 또는 비-링 형상으로 수행될 수 있으며, 이는, 원형, 타원형 또는 정사각형, 또는 유익한 효과를 제공할 수 있는 임의의 다른 형상일 수 있다. 교정 링은, 강직성, 경질 및/또는 강성일 수 있다. 일 실시예에서, 교정 링은, 흡입 컵의 재료보다 강성인 재료로 이루어진다. 교정 링은, 예를 들어 SiC와 같은 세라믹, 또는 예를 들어 PEEK와 같은 플라스틱으로 제조될 수 있다.
일 실시예에서, 기판 취급 장치는, 복수의 흡입 컵을 더 포함한다. 바람직하게는, 기판 취급 장치는, 2개 내지 20개, 보다 바람직하게는 2개, 3개 또는 4개의 흡입 컵을 포함한다.
일 실시예에서, 기판 취급 장치는, 흡입 컵들 중의 하나를 각각 둘러싸는 복수의 교정 링을 더 포함한다. 바람직하게는, 기판 취급 장치는, 흡입 컵들 중의 하나를 각각 둘러싸는 2개 내지 20개, 보다 바람직하게는 2개, 3개 또는 4개의 교정 링을 포함한다. 기판 취급 장치는, 바람직하게는 동일한 양의 흡입 컵 및 교정 링을 포함한다.
일 실시예에서, 흡입 컵은, 감압 상태에서 지면에 대해 모든 위치 또는 여러 선택된 위치 또는 임의의 위치에 기판을 유지할 수 있다. 바람직하게는, 기판 취급 장치 및 흡입 컵은, 감압 상태에서 본질적으로 수평 또는 수직 위치에 기판을 유지할 수 있다. 기판 및 기판 취급 장치가, 수평으로 연장되는 방향으로 위치되는 경우, 기판은 기판 취급 장치의 흡입 컵의 상부에 배치되거나 놓일 수 있다. 기판이 이전에 배치되었던 장소로부터 기판을 픽업하기 위해 취급 장치가 거꾸로 뒤집혔을 때, 기판은, 흡입 컵 아래에 장착될 수도 있다. 기판 및 기판 취급 장치가, 예를 들어 보관 또는 이송 카세트 내부에, 수직으로 연장되는 방향으로 위치되는 경우, 기판은 흡입 컵 옆에 평행하게 그리고 수직으로 연장되어 배치되거나 놓일 수 있다. 감압 또는 진공으로 인해, 흡입 컵은, 수평 또는 수직 위치에서 기판에 부착되며, 그리고 기판이 교정 링에 접촉할 때까지 기판을 보다 근접하게 당길 수 있다.
일 실시예에서, 교정 링의 외주부가 흡입 컵의 외주부보다 더 크다. 이것은, 교정 링이 흡입 컵을 넘어서 반경방향으로 연장될 수 있다는 점에서 이해될 수 있다.
일 실시예에서, 정상 압력 상태에서, 흡입 컵은, 교정 링으로부터 소정 거리만큼 돌출한다. 기판의 크기에 대한 거리 비율은, 30:1 내지 800:1, 바람직하게는 100:1 내지 600:1의 범위 이내일 수 있을 것이다. 다시 말해서, 정상 압력 상태에서, 흡입 컵은, 교정 링 위로 축방향으로 연장될 수 있을 것이다. 대조적으로, 감압 상태에서, 흡입 컵은, 교정 링과 동일한 높이에 놓일 수 있을 것이다.
본 발명에 따르면, 또한 웨이퍼를 위한 기판 취급 시스템이, 제시된다. 기판 취급 시스템은, 본원에 설명된 바와 같은 기판 취급 장치 및 진공 공급원를 포함한다. 진공 공급원는, 기판 취급 장치의 흡입 컵의 제1 부분에 연결된다.
일 실시예에서, 기판 취급 시스템은, 기판 취급 장치의 교정 링을 교체하기 위한 적어도 하나의 교체 교정 링을 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 또한 기판 취급 방법이, 제시된다. 기판 취급 방법은, 반드시 이러한 순서는 아니지만 하기의 단계를 포함한다:
a) 교정 링 내에 배열되는 흡입 컵을 제공하는 단계.
적어도 교정 링은 엔드 이펙터에 해제 가능하게 부착된다. 흡입 컵의 제1 부분이 엔드 이펙터를 통해 진공 공급원에 연결된다. 흡입 컵은 정상 압력 상태에서 교정 링으로부터 돌출한다.
b) 흡입 컵의 제2 부분과 기판 사이의 접촉을 제공하는 단계.
c) 기판이 흡입 컵에 의해 유지되도록 진공 공급원에 의해 감압 상태를 제공하는 단계.
흡입 컵은 감압 상태에서 교정 링과 동일한 높이에 놓이며, 그에 따라 교정 링은 기판과 접촉한다.
교정 링은, 감압 상태에서 기판과 접촉하며 그리고, 기판이 비-평면형인 경우에, 기판을 적어도 부분적으로 교정할 수 있다.
장치, 시스템 및 방법은, 특히 구조화된 반도체 기판, 전도체 플레이트 및 필름 기판을 처리하기에 적합할 뿐만 아니라, 평평한 금속 및 금속화 기판의 전체 표면을 처리하기에도 적합하다. 장치, 시스템 및 방법은 또한, 본 발명에 따라, 태양 에너지 생성을 위한 대형 표면 광전 패널, 또는 대규모 모니터 패널을 생산하는 데 사용될 수 있다.
독립 청구항에 따른 웨이퍼를 위한 기판 취급 시스템, 장치 및 방법은, 특히 종속 청구항에 한정되는 바와 같은 유사 및/또는 동일한 바람직한 실시예를 갖는다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예들은, 각각의 독립 청구항과 종속 청구항의 임의의 조합일 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
본 발명의 이들 및 다른 양태들은 이하에서 설명되는 실시예들을 참조하여 명백해지고 명료해질 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 하기에서 설명될 것이다:
도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼를 위한 기판 취급 장치의 실시예를 개략적으로 및 예시적으로 도시한다.
도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼를 위한 기판 취급 장치(10)의 실시예를 개략적으로 및 예시적으로 도시한다. 기판 취급 장치(10)는, 약 20 내지 500 ㎛의 두께를 가질 수 있는 얇은 또는 초박형인 기판 또는 웨이퍼(도시되지 않음)를 취급하도록 구성된다. 그러한 두께를 갖는 기판은, 종종 매우 취약하고, 이미 초기에 구부러져 있으며, 평평한 표면을 갖지 않는다.
기판 취급 장치(10)는,
- 엔드 이펙터(11),
- 교정 링(12), 및
- 흡입 컵(13)
을 포함한다.
엔드 이펙터(11)는, 기판과 접촉하며 그리고 흡입 컵(13) 또는 엔드 이펙터(11) 상에 기판을 유지하기 위해 진공 또는 감압을 활용하는, 복수의 흡입 컵(13)(하나만 도시됨)을 포함한다.
교정 링(12)은, 흡입 컵(13)보다 강성이고, 흡입 컵(13)은, 교정 링(12)보다 더욱 연성이고 더욱 탄성이다. 교정 링(12)은, 엔드 이펙터(11)에 해제 가능하게 부착된다. 교정 링(12)의 외주부가 흡입 컵(13)의 외주부보다 더 크다. 이것은, 교정 링(12)이 흡입 컵(13)을 넘어서 반경방향으로 연장된다는 점에서 이해될 수 있다.
흡입 컵(13)은, 교정 링(12) 내에서 교정 링(12)의 중앙에 배열된다. 교정 링(12)은, 흡입 컵(13)을 둘러싸며 그리고 이에 의해 흡입 컵(13)을 제한한다. 그것은, 흡입 컵(13)의 반경방향 변형을 제한하거나 방지하며, 그리고 개스킷으로서의 흡입 컵(13)이 얇은 기판의 주어진 굽힘 상태에 따라 변형되지 않도록 한다. 결과적으로, 얇고 종종 비-평면형인 기판의 경우에도, 진공 흡입력이 상실되지 않으며, 그러한 기판은 균열되지도 손상되지도 않는다.
흡입 컵(13)의 제1 부분이, 엔드 이펙터(11)의 진공 출구(15)를 통해 진공 공급원에 연결되며, 그리고 흡입 컵(13)의 제2 부분이, 진공 공급원에 의해 제공되는 감압에 의해 기판에 부착 가능하다. 기판 취급 장치(10)의 작동 도중에, 진공 공급원이 활성화되며 그리고 흡입 컵(13)의 제2 부분은 기판에 흡인된다. 도 1에서, 기판은 흡입 컵(13)의 상부에서 수평으로 연장되어 놓일 것이다.
도시된 바와 같이, 흡입 컵(13)은, 정상 압력 상태에서 교정 링(12)으로부터 돌출한다. 특히, 흡입 컵(13)의 기판 접촉 표면(14) 또는 외부 에지가, 교정 링(12)으로부터 축방향으로 돌출한다. 그것은, 교정 링(12)에 비해 엔드 이펙터 본체로부터 더 멀리 특정 거리만큼 연장된다. 흡입 컵(13)은, 감압 상태(도시되지 않음)에서, 교정 링(12)과 동일한 높이에 놓일 것이며, 이때 교정 링(12)은 기판과 접촉하고, 따라서 기판은 흡입 컵(13)에 의해 유지된다. 흡입 컵(13)의 외부 에지는, 교정 링(12)과 동일한 높이에 도달할 것이며, 그리고 이에 의해 잠재적으로 구부러진 기판을 교정할 것이다.
기판이 해제되어야 할 때, 감압 또는 진공은 오프되고 점차적으로 감소될 것이다. 결과적으로, 흡입 컵(13)은 초기 위치로 다시 상승하고, 엔드 이펙터 본체 및 교정 링(12)으로부터 더 멀리 다시 연장될 것이다. 그 결과, 기판은, 교정 링으로부터 밀려난 후에, 사전결정된 순간에 흡입 컵(13)으로부터 해제될 것이다.
교정 링(12) 및 흡입 컵(13)은, 해제 가능하고, 제거 가능하며, 교환 가능하게 엔드 이펙터(11)에 부착된다. 이들은, 보다 새롭거나 다른 특성, 형상 또는 크기를 갖는, 다른 교정 링(12) 또는 흡입 컵(13)으로 교환되거나 교체될 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 상이한 대상을 참조하여 설명된다는 점에 주목해야 한다. 특히, 일부 실시예들은, 방법 유형 청구항을 참조하여 설명되는 반면, 다른 실시예는 장치 유형 청구항을 참조하여 설명된다. 그러나, 당업자라면, 달리 고지되지 않는 한, 하나의 유형의 대상에 속하는 특징들의 임의의 조합에 부가하여, 상이한 대상과 관련된 특징들 사이의 임의의 조합도 본 출원과 함께 개시된 것으로 간주된다는 것을 상기 및 하기의 설명으로부터 이해할 것이다. 그러나, 모든 특징은 조합되어 특징들의 단순합 초과의 시너지 효과를 제공할 수 있다.
본 발명은 도면 및 전술한 설명에서 상세하게 도시 및 설명되었지만, 그러한 도시 및 설명은 제한적인 것인 아니라, 설명적이거나 예시적인 것으로 간주되어야 한다. 본 발명은 개시된 실시예에 제한되지 않는다. 개시된 실시예에 대한 다른 변형은, 도면, 명세서 및 종속 청구항의 연구로부터, 청구된 발명을 실시함에 있어서 당업자에 의해 이해 및 실행될 수 있다.
청구범위에서, 단어 "포함하는(comprising)"은 다른 요소 또는 단계를 배제하지 않으며, 부정관사("a" 또는 "an")는 복수를 배제하지 않는다. 단일 프로세서 또는 다른 유닛이 청구범위에 기재된 여러 항목의 기능을 수행할 수 있다. 특정 수단이 서로 상이한 종속 청구항에 기재되어 있다는 단순한 사실은 이러한 수단의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내지는 않는다. 청구범위에 있어서의 임의의 참조부호는 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (15)

  1. 웨이퍼를 위한 기판 취급 장치(10)로서,
    - 엔드 이펙터(end effector)(11),
    - 교정 링(straightening ring)(12), 및
    - 흡입 컵(13)
    을 포함하고,
    상기 흡입 컵(13)은 상기 교정 링(12) 내에 배열되며 그리고 적어도 상기 교정 링(12)은 상기 엔드 이펙터(11)에 해제 가능하게 부착되고,
    상기 흡입 컵(13)의 제1 부분이, 진공 공급원에 연결 가능하며, 그리고 상기 흡입 컵(13)의 제2 부분이, 상기 진공 공급원에 의해 제공되는 감압에 의해 기판에 부착 가능하고,
    상기 흡입 컵(13)은, 정상 압력 상태에서 상기 교정 링(12)으로부터 돌출되며, 그리고
    상기 흡입 컵(13)은, 기판이 상기 흡입 컵(13)에 의해 유지되는 감압 상태에서 상기 교정 링(12)과 동일한 높이에 놓이며, 그에 따라 상기 교정 링(12)은 기판과 접촉하는 것인, 기판 취급 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 흡입 컵(13)은 또한, 상기 엔드 이펙터(11)에 해제 가능하게 부착되는 것인, 기판 취급 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 교정 링(12)은, 상기 흡입 컵(13)을 둘러싸며 그리고 상기 흡입 컵(13)의 반경 방향 변형을 제한하는 것인, 기판 취급 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡입 컵(13)은, 감압 상태에서 지면에 대해 본질적으로 수평인 위치 또는 본질적으로 수직인 위치에 기판을 유지하는 것인, 기판 취급 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 교정 링(12)은, 기판과 접촉하며 그리고, 기판이 비-평면형인 경우, 상기 교정 링(12)은, 비-평면형 기판을 적어도 부분적으로 교정하는 것인 기판 취급 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡입 컵(13)은, 정상 압력 상태에서 상기 교정 링(12)으로부터 거리(d)만큼 돌출하며, 그리고 기판의 크기(s)에 대한 거리(d)의 비율이, 30:1 내지 800:1 사이의 범위 이내인 것인, 기판 취급 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 교정 링(12)의 외주부가, 상기 흡입 컵(13)의 외주부보다 더 큰 것인, 기판 취급 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡입 컵(13)의 기판 접촉 표면(14)이, 정상 압력 상태에서 상기 교정 링(12)으로부터 돌출하는 것인, 기판 취급 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 교정 링(12)은, 상기 흡입 컵(13)의 컵 재료보다 더욱 강성인 재료로 이루어지는 것인, 기판 취급 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 흡입 컵(13)을, 그리고 바람직하게 3개의 흡입 컵(13)을, 더 포함하는 것인, 기판 취급 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 흡입 컵들(13) 중의 하나를 각각 둘러싸는 복수의 교정 링(12)을, 그리고 바람직하게 3개의 교정 링(12)을, 더 포함하는 것인, 기판 취급 장치.
  12. 웨이퍼를 위한 기판 취급 시스템으로서,
    제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 기판 취급 장치(10) 및, 상기 기판 취급 장치(10)의 흡입 컵(13)의 제1 부분에 연결되는, 진공 공급원를 포함하는 것인, 기판 취급 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 기판 취급 장치(10)의 교정 링(12)을 교체하기 위한 적어도 하나의 교체 교정 링을 더 포함하는 것인, 기판 취급 시스템.
  14. 기판 취급 방법으로서,
    - 교정 링(12) 내에 배열되는 흡입 컵(13)을 제공하는 단계로서, 적어도 상기 교정 링(12)은 엔드 이펙터(11)에 해제 가능하게 부착되고, 상기 흡입 컵(13)의 제1 부분이 진공 공급원에 연결되며, 그리고 상기 흡입 컵(13)은 정상 압력 상태에서 상기 교정 링(12)으로부터 돌출하는 것인, 흡입 컵(13)을 제공하는 단계,
    - 상기 흡입 컵(13)의 제2 부분과 기판 사이의 접촉을 제공하는 단계, 및
    - 기판이 상기 흡입 컵(13)에 의해 유지되도록 상기 진공 공급원에 의해 감압 상태를 제공하는 단계로서, 상기 흡입 컵(13)은, 감압 상태에서 상기 교정 링(12)과 동일한 높이에 놓이며, 그에 따라 상기 교정 링(12)은 기판과 접촉하는 것인, 감압 상태를 제공하는 단계
    를 포함하는 것인, 기판 취급 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 교정 링(12)은, 기판과 접촉하며 그리고, 기판이 비-평면형인 경우에, 감압 상태에서 기판을 적어도 부분적으로 교정하는 것인, 기판 취급 방법.
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