KR20220081216A - 내열성 및 전도성을 갖는 반도체 웨이퍼 이송용 미끄럼 방지 패드 - Google Patents

내열성 및 전도성을 갖는 반도체 웨이퍼 이송용 미끄럼 방지 패드 Download PDF

Info

Publication number
KR20220081216A
KR20220081216A KR1020200170870A KR20200170870A KR20220081216A KR 20220081216 A KR20220081216 A KR 20220081216A KR 1020200170870 A KR1020200170870 A KR 1020200170870A KR 20200170870 A KR20200170870 A KR 20200170870A KR 20220081216 A KR20220081216 A KR 20220081216A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
slip pad
poly
wafer
blade
heat
Prior art date
Application number
KR1020200170870A
Other languages
English (en)
Inventor
장동준
이승원
이봄
신진용
오영택
Original Assignee
주식회사 글린트머티리얼즈
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 글린트머티리얼즈 filed Critical 주식회사 글린트머티리얼즈
Priority to KR1020200170870A priority Critical patent/KR20220081216A/ko
Priority to PCT/KR2020/018290 priority patent/WO2022124458A1/ko
Publication of KR20220081216A publication Critical patent/KR20220081216A/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
    • H01L21/67—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
    • H01L21/67763—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 the wafers being stored in a carrier, involving loading and unloading
    • H01L21/67766—Mechanical parts of transfer devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/0095—Manipulators transporting wafers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/009—Gripping heads and other end effectors with pins for accurately positioning the object on the gripping head
    • 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
    • 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
    • H01L21/683—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 supporting or gripping
    • H01L21/687—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 supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • 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
    • H01L21/683—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 supporting or gripping
    • H01L21/687—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 supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68707—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 supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a robot blade, or gripped by a gripper for conveyance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (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)

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 이송용 로봇암에 장착되는 미끄럼 방지 패드는 블레이드의 상면에 장착되는 베이스부 및 베이스부의 상면에 형성되며 하나 이상의 미세패턴을 포함하는 패턴부를 포함하고, 베이스부 및 패턴부는 신축성이 있는 베이스 소재 및 내열성 소재를 포함하여, 고온의 웨이퍼 이송 공정에서도 안정성을 확보할 수 있으며, 웨이퍼에 응집된 전하들을 중성화시켜 웨이퍼와 미끄럼 방지 패드 사이에 정전기적 인력에 의한 과도한 장착력이 발생되지 않도록 하여 언로딩 과정에서 공정 안정성을 기할 수 있다.

Description

내열성 및 전도성을 갖는 반도체 웨이퍼 이송용 미끄럼 방지 패드{HEAT RESISTANT AND CONDUCTIVE ANTI-SLIP PAD FOR TRANSFERING SEMICONDUCTOR WAFER}
본 발명은 반도체 소자 제조 공정 중 고온으로 가열된 웨이퍼가 이송용 로봇에 안정적으로 장착되도록 하는 내열성 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 방지 패드가 부착되어 있다. 이러한 미끄럼 방지 패드에 웨이퍼가 직접적으로 접촉하게 된다. 일반적으로 미끄럼 방지 패드의 재질은 고무로 형성되어 있으며, 300도씨 이상의 고온에서 쉽게 변형되는 특성을 갖게 된다. 고온에 취약한 특성으로 인해 미끄럼 방지 패드가 고온용 설비에 사용되는 경우, 패드의 표면 특성 및 구조의 변형이 야기된다. 이로 인해 웨이퍼가 블레이드에 안정적으로 장착되기가 어렵게 되며, 이송 과정에서 이동 및 회전 관성에 의해 블레이드로부터 웨이퍼가 이탈될 위험성도 있다.
또한, 고무 재질의 미끄럼 방지 패드는 절연 특성을 갖게 되고, 반도체 소자 제조 공정 중 대전된 웨이퍼에 의해 미끄럼 방지 패드의 표면에 전하가 응집될 수 있다. 웨이퍼가 블레이드에 안착 시 표면의 분극 전하로 인해 정전기적 인력이 발생하고, 웨이퍼와 미끄럼 방지 패드 사이에 과도한 장착력이 발생될 수 있다. 이 경우, 웨이퍼를 블레이드에서 분리하는 언로딩 과정에서 웨이퍼가 쉽게 분리되지 않거나, 무리한 힘을 가하여 분리하는 경우 웨이퍼가 장비에서 이탈되거나 파손되는 문제가 발생될 수 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 고온의 반도체 웨이퍼를 안정적으로 로봇암에 장착되도록 하는 반도체 웨이퍼 이송용 미끄럼 방지 패드를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예는 반도체 제조 공정 중 미끄럼 방지 패드의 표면 전하에 의해 웨이퍼가 블레이드로부터 분리가 용이하지 않거나 분리 과정에서 웨이퍼가 장비에서 이탈되거나 파손되는 문제점을 해결하기 위한 반도체 웨이퍼 이송용 미끄럼 방지 패드를 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 미끄럼 방지 패드는, 블레이드의 상면에 장착되는 베이스부 및 상기 베이스부의 상면에 형성되며 하나 이상의 미세패턴을 포함하는 패턴부를 포함하고, 상기 베이스부 및 상기 패턴부는 신축성이 있는 베이스 소재 및 내열성 소재를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 미끄럼 방지 패드에서 상기 베이스 소재는 신축성이 있는 탄성중합체(elastomer), 실리콘계 탄성중합체(Si based elastomer), 플루오르엘라스토머(FKM, fluoroelastomer), 퍼플루오르엘라스토머(FFKM, perfluoroelastomer) 또는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE, polytetrafluoroethylene)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 미끄럼 방지 패드에서 상기 내열성 소재는 탄소나노튜브(carbon nano tube), 그래핀(Graphene), C60, C540, C70, 비정질카본(amorphous carbon), 흑연, 폴리이미드(poly imide), 폴리아세틸렌(poly acetylene), 폴리티오펜(poly thiophene), 폴리아닐린(poly aniline), 폴리피롤(poly pyrrole), 폴리파라페닐렌(poly p phenylene), 폴리페닐렌비닐렌(poly phenylene vinylene), 폴리파라페닐렌설파이드(poly p phenylene sulphide), 폴리파라페닐렌비닐렌(poly p phenylene vinylene), 폴리이소티아나프텐(poly iso thianaphthene), 폴리헤드럴올리고머릭실세스퀴옥산(polyhedral oligomeric silsesquioxanes), 다이메틸실록산-다이페닐실록산 공중합체(dimethylsiloxane-diphenylsiloxane copolymer), 퓸드실리카(fumed silica) 또는 폴리티에닐렌비닐렌(poly thienylene vinylene)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 미끄럼 방지 패드에서 상기 내열성 소재는 0.5 내지 50 wt%로 포함될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 미끄럼 방지 패드에서 상기 하나 이상의 미세패턴은 기둥 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 기둥의 단면 형상은 다각형, 원 또는 타원일 수 있으며, 상기 기둥의 높이는 0.3㎛ 내지 100㎛이고, 상기 기둥의 직경은 0.3㎛ 내지 100㎛일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 미끄럼 방지 패드에서 상기 하나 이상의 미세패턴은 홈 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 홈의 단면 형상은 다각형, 원 또는 타원일 수 있으며, 상기 홈의 깊이는 0.3㎛ 내지 100㎛이고, 상기 홈의 직경은 0.3㎛ 내지 100㎛일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 미끄럼 방지 패드에서 상기 하나 이상의 미세패턴은 라인 형상으로 형성되며, 상기 라인의 폭은 0.3㎛ 내지 100㎛이고, 상기 라인의 높이는 0.3㎛ 내지 100㎛일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 미끄럼 방지 패드에서 상기 웨이퍼의 하면과 상기 패턴부의 상면 사이에는 반데르발스 힘(Van der Waals)에 의한 장착력이 발생될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 미끄럼 방지 패드에 포함되는 베이스부 및 패턴부는 내열성 소재를 포함하여 반도체 제조 공정 중 고온의 반도체 웨이퍼를 안정적으로 로봇암에 장착되도록 함으로써 공정 안정성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 미끄럼 방지 패드에 포함되는 베이스부 및 패턴부는 내열성 및 전도성 소재를 포함하여 미끄럼 방지 패드 표면에 응집된 표면 전하를 블레이드로 접지함으로써 표면 전하에 의해 웨이퍼가 미끄럼 방지 패드에 과도한 장착력으로 장착되지 않도록 하여 웨이퍼가 파손되는 것을 방지하여 공정 안정성을 향상시킬 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 로봇의 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 블레이드를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도5는 본 발명의 실시예에 따른 미끄럼 방지 패드의 구성을 설명하기 위한 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 실시예에 따른 웨이퍼 이송 로봇의 개략적인 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 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 블레이드를 설명하기 위한 도면이다.
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 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 도5는 도 2에 도시된 미끄럼 방지 패드(140)의 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)의 상면과 이루는 각도는 동일하지 않을 수 있다.
하나 이상의 기둥 또는 돌기(1431)들이 상방을 향해 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 상이할 수도 있다. 하나 이상의 기둥 또는 돌기(1431)들은 단면이 원형으로 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 0.3㎛ 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 0.3㎛ 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.
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)의 상면과 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 상이할 수도 있다. 하나 이상의 홈 또는 홀(1433)들은 단면이 원형으로 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 0.3㎛ 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 0.3㎛ 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.
도 5를 참조하면, 미끄럼 방지 패드에서 패턴부(143)는 하나 이상의 라인(1435)을 포함할 수 있다. 라인(1435)은 벽과 유사한 형상으로 형성되며, 베이스부(141)의 상면에 대해 수직으로 연장되어 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 수직이 아닌 소정의 각도를 이루며 형성될 수도 있다. 각각의 라인(1435)들이 베이스부(141)의 상면과 이루는 각도는 동일하지 않을 수 있다.
도 5를 참조하면 하나 이상의 라인(1435)들이 평면도 상에서 일직선으로 형성되는 것을 예로 들어 설명하지만, 이에 한정되지 않고 꺽이거나 휘어진 형태로 형성될 수도 있다.
하나 이상의 라인(1435)들은 상호 이격되게 배치되며, 이격 거리는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. 하나 이상의 라인(1435)들의 상부 끝단은 평평할 수도 있지만, 라운딩 형상으로 형성될 수도 있다.
하나 이상의 라인(1435)들은 0.3㎛ 내지 100㎛의 높이로 형성될 수 있으며, 각각의 라인(1435)들은 동일한 높이로 형성될 수 있지만 이에 한정되지 않고 상이한 높이로 형성될 수도 있다.
하나 이상의 라인(1435)들은 0.3㎛ 내지 100㎛의 폭으로 형성될 수 있으며, 각각의 라인(1435)들은 동일한 폭으로 형성될 수 있지만 이에 한정되지 않고 상이한 폭으로 형성될 수도 있다.
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.
베이스부(141) 및 패턴부(143)는 일체로 동시에 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 순차적으로 형성되거나 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 소재로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 상이한 소재로 형성될 수 있다. 베이스부(141) 및 패턴부(143)는 신축성이 있는 베이스 소재 및 내열성 소재를 포함하여 형성될 수 있다.
신축성이 있는 베이스 소재는 탄성중합체(elastomer), 실리콘계 탄성중합체(Si based elastomer), 플루오르엘라스토머(FKM, fluoroelastomer), 퍼플루오르엘라스토머(FFKM, perfluoroelastomer) 또는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE, polytetrafluoroethylene)를 포함할 수 있다.
내열성 소재는 고분자 소재를 포함할 수 있으며, 그래핀, 탄소나노튜브 등의 탄소계 소재를 포함할 수도 있다. 또한, 내열성 소재는 고분자 소재 및 탄소계 소재가 혼합되어 포함될 수도 있다. 내열성 소재에 포함될 수 있는 고분자 소재에는 폴리이미드(poly imide), 폴리아세틸렌(poly acetylene), 폴리티오펜(poly thiophene), 폴리아닐린(poly aniline), 폴리피롤(poly pyrrole), 폴리파라페닐렌(poly p phenylene), 폴리페닐렌비닐렌(poly phenylene vinylene), 폴리파라페닐렌설파이드(poly p phenylene sulphide), 폴리파라페닐렌비닐렌(poly p phenylene vinylene), 폴리이소티아나프텐(poly iso thianaphthene), 폴리헤드럴올리고머릭실세스퀴옥산(polyhedral oligomeric silsesquioxanes), 다이메틸실록산-다이페닐실록산 공중합체(dimethylsiloxane-diphenylsiloxane copolymer), 퓸드실리카(fumed silica) 또는 폴리티에닐렌비닐렌(poly thienylene vinylene)이 포함될 수 있다. 내열성 소재에 포함될 수 있는 탄소계 소재에는 탄소나노튜브(carbon nano tube), 그래핀(Graphene), C60, C540, C70, 비정질카본(amorphous carbon) 또는 흑연이 포함될 수 있다.
베이스부(141) 및 패턴부(143)에 포함되는 내열성 소재는 0.5 내지 50 wt%로 포함될 수 있다. 내열성 소재가 0.5 wt% 미만으로 포함되면 내열 특성이 낮아지며, 50 wt%를 초과하여 포함되면 베이스부(141) 및 패턴부(143)가 딱딱해져 성형성이 저하될 수 있다.
아래 표 1은 12인치 실리콘 웨이퍼를 본 발명의 실시예에 따라 내열성 소재가 1 wt% 포함된 미끄럼 방지 패드가 부착된 지그에 로딩 후 슬립(slip) 테스트를 진행한 결과를 나타낸다. 슬립 각도는 웨이퍼가 미끄럼 방지 패드 상에 더 이상 안착되지 않고 미끄러지기 시작하는 각도로서 웨이퍼 및 수평면이 이루는 각도이다. 비교예로서 내열성 소재를 포함하지 않은 미끄럼 방지 패드의 슬립 테스트 각도는 열처리 전 80도에서 열처리 후 50도로 감소하였다.
샘플 샘플 1 샘플 2 샘플 2 평균
열처리 전 82.1 78.5 79.6 80.0
열처리 후
(300℃ 1시간)		 72.1 71.7 72.9 72.2
(단위: 각도)
본 발명의 실시예에 따른 미끄럼 방지 패드의 슬립 테스트 각도 변화량은 열처리 전후 평균 약 8도로서, 비교예 대비 26% 수준으로 나타났다. 이는 반도체 소자 제조 공정 중 고열로 가열된 웨이퍼가 미끄럼 방지 패드에 로딩되더라도, 미끄럼 방지 패드 표면의 특성이나 구조의 변화가 최소화됨으로써 내열 특성이 매우 우수함을 나타낸다. 따라서, 미끄럼 방지 패드에 고열의 웨이퍼가 로딩되어 이송되더라도 웨이퍼와의 장착력이 유지되어 공정 안정성을 확보할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 미끄럼 방지 패드는 내열성 소재로서 전도성 고분자 소재 및 탄소계 소재를 포함하여 전도 특성 또한 가질 수 있다. 상술하였지만, 전도성 고분자 소재에는 폴리이미드(poly imide), 폴리아세틸렌(poly acetylene), 폴리티오펜(poly thiophene), 폴리아닐린(poly aniline), 폴리피롤(poly pyrrole), 폴리파라페닐렌(poly p phenylene), 폴리페닐렌비닐렌(poly phenylene vinylene), 폴리파라페닐렌설파이드(poly p phenylene sulphide), 폴리파라페닐렌비닐렌(poly p phenylene vinylene), 폴리이소티아나프텐(poly iso thianaphthene), 폴리헤드럴올리고머릭실세스퀴옥산(polyhedral oligomeric silsesquioxanes), 다이메틸실록산-다이페닐실록산 공중합체(dimethylsiloxane-diphenylsiloxane copolymer), 퓸드실리카(fumed silica) 또는 폴리티에닐렌비닐렌(poly thienylene vinylene)이 포함될 수 있다. 또한, 탄소계 소재에는 탄소나노튜브(carbon nano tube), 그래핀(Graphene), C60, C540, C70, 비정질카본(amorphous carbon) 또는 흑연이 포함될 수 있다.
반도체 소자 제조 공정 중, 양전하 또는 음전하로 대전된 웨이퍼가 미끄럼 방지 패드에 로딩되는 경우, 일반적으로 고무 등의 절연체로 형성되는 미끄럼 방지 패드는 상하부에 걸쳐 분극현상이 일어나게 된다. 웨이퍼와 근접하는 미끄럼 방지 패드의 상부 즉, 패턴부에는 웨이퍼와 다른 극성의 전하가 응집되고, 서로 다른 극성의 전하들로 인해 웨이퍼와 패턴부 사이에는 정전기적 인력이 작용하게 된다. 위와 같은 정전기적 인력은 웨이퍼와 미끄럼 방지 패드 사이에서 과도한 장착력을 발생시키기 때문에, 언로딩 과정에서 웨이퍼를 블레이드로부터 분리하기 위해서는 과도한 힘이 필요하게 된다. 이 과정에서 웨이퍼가 블레이드에서 튀어오르는 파핑(popping) 현상이 발생하게 되고, 과도한 경우 장착 또는 이송 장비를 이탈하여 웨이퍼가 파손되는 문제가 발생될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 미끄럼 방지 패드는 전도성을 갖는 내열성 소재를 포함하여 분극 현상이 일어나지 않는다. 미끄럼 방지 패드는 로딩 과정에서 웨이퍼와 전기적으로 연결되고, 웨이퍼에 응집된 전하들을 블레이드 등 외부로 접지시킴으로써 전기적으로 중성화시킬 수 있다. 이로 인해 웨이퍼와 미끄럼 방지 패드 사이에 발생하는 불필요한 정전기적 인력을 제거함으로써, 언로딩 과정에서 발생하는 파핑 현상을 용이하게 제거할 수 있기 때문에 공정 안정성을 향상시킬 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 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 범위 뿐만 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: 미끄럼 방지 패드
141: 베이스부
143: 패턴부
1431: 기둥 또는 돌기
1433: 홈 또는 홀
1435: 라인

Claims (8)

  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 베이스부 및 상기 패턴부는 신축성이 있는 베이스 소재 및 내열성 소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 미끄럼 방지 패드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 소재는 신축성이 있는 탄성중합체(elastomer), 실리콘계 탄성중합체(Si based elastomer), 플루오르엘라스토머(FKM, fluoroelastomer), 퍼플루오르엘라스토머(FFKM, perfluoroelastomer) 또는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE, polytetrafluoroethylene)을 포함하는 것을 특징으로 하는 미끄럼 방지 패드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 내열성 소재는 탄소나노튜브(carbon nano tube), 그래핀(Graphene), C60, C540, C70, 비정질카본(amorphous carbon), 흑연, 폴리이미드(poly imide), 폴리아세틸렌(poly acetylene), 폴리티오펜(poly thiophene), 폴리아닐린(poly aniline), 폴리피롤(poly pyrrole), 폴리파라페닐렌(poly p phenylene), 폴리페닐렌비닐렌(poly phenylene vinylene), 폴리파라페닐렌설파이드(poly p phenylene sulphide), 폴리파라페닐렌비닐렌(poly p phenylene vinylene), 폴리이소티아나프텐(poly iso thianaphthene), 폴리헤드럴올리고머릭실세스퀴옥산(polyhedral oligomeric silsesquioxanes), 다이메틸실록산-다이페닐실록산 공중합체(dimethylsiloxane-diphenylsiloxane copolymer), 퓸드실리카(fumed silica) 또는 폴리티에닐렌비닐렌(poly thienylene vinylene)을 포함하는 것을 특징으로 하는 미끄럼 방지 패드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 내열성 소재는 0.5 내지 50 wt%인 것을 특징으로 하는 미끄럼 방지 패드.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 미세패턴은 기둥 형상으로 형성되며,
    상기 기둥의 단면 형상은 다각형, 원 또는 타원이며,
    상기 기둥의 높이는 0.3㎛ 내지 100㎛이고,
    상기 기둥의 직경은 0.3㎛ 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 미끄럼 방지 패드.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 미세패턴은 홈 형상으로 형성되며,
    상기 홈의 단면 형상은 다각형, 원 또는 타원이며,
    상기 홈의 깊이는 0.3㎛ 내지 100㎛이고,
    상기 홈의 직경은 0.3㎛ 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 미끄럼 방지 패드.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 미세패턴은 라인 형상으로 형성되며,
    상기 라인의 폭은 0.3㎛ 내지 100㎛이고,
    상기 라인의 높이는 0.3㎛ 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.
KR1020200170870A 2020-12-08 2020-12-08 내열성 및 전도성을 갖는 반도체 웨이퍼 이송용 미끄럼 방지 패드 KR20220081216A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200170870A KR20220081216A (ko) 2020-12-08 2020-12-08 내열성 및 전도성을 갖는 반도체 웨이퍼 이송용 미끄럼 방지 패드
PCT/KR2020/018290 WO2022124458A1 (ko) 2020-12-08 2020-12-14 내열성 및 전도성을 갖는 반도체 웨이퍼 이송용 미끄럼 방지 패드

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200170870A KR20220081216A (ko) 2020-12-08 2020-12-08 내열성 및 전도성을 갖는 반도체 웨이퍼 이송용 미끄럼 방지 패드

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220081216A true KR20220081216A (ko) 2022-06-15

Family

ID=81973642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200170870A KR20220081216A (ko) 2020-12-08 2020-12-08 내열성 및 전도성을 갖는 반도체 웨이퍼 이송용 미끄럼 방지 패드

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20220081216A (ko)
WO (1) WO2022124458A1 (ko)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60239361D1 (de) * 2002-07-29 2011-04-14 Du Pont Kohlefaser-kompositmaterial mit reflektierender oberfläche für transferelemente
KR102135466B1 (ko) * 2011-12-16 2020-07-17 브룩스 오토메이션 인코퍼레이티드 이송 장치
US9698035B2 (en) * 2013-12-23 2017-07-04 Lam Research Corporation Microstructures for improved wafer handling
US9370863B2 (en) * 2014-02-04 2016-06-21 Asm Ip Holding B.V. Anti-slip end-effector for transporting workpiece
US9991152B2 (en) * 2014-03-06 2018-06-05 Cascade Microtech, Inc. Wafer-handling end effectors with wafer-contacting surfaces and sealing structures

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022124458A1 (ko) 2022-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4951677B2 (ja) ウエハー移送装置
TWI233658B (en) Electrostatic absorbing apparatus
KR20130088748A (ko) 표면저항이 높은 정전 척
JP6506290B2 (ja) 基板粒子生成が低減する基板支持装置
CN106489194B (zh) 基板传送机械手终端受动器
US9704821B2 (en) Stamp with structured posts
US9983229B2 (en) Test socket for testing semiconductor chip package and method of manufacturing the same
Thanh et al. Transfer‐Printing of As‐Fabricated Carbon Nanotube Devices onto Various Substrates
US7430104B2 (en) Electrostatic chuck for wafer metrology and inspection equipment
JP2007532003A (ja) 半導体デバイスの製造中に導電性断片を移送する方法及び装置
WO2012033922A2 (en) High conductivity electrostatic chuck
JP5117500B2 (ja) 静電チャック機構の製造方法
TW202027214A (zh) 具有電荷消散塗層之靜電卡盤
US9818645B2 (en) Through electrode, manufacturing method thereof, and semiconductor device and manufacturing method thereof
KR20220081216A (ko) 내열성 및 전도성을 갖는 반도체 웨이퍼 이송용 미끄럼 방지 패드
JP5146056B2 (ja) 半導体装置の製造方法および半導体装置の支持装置
TWI681496B (zh) 減少製程腔室內基板滑動之設備及方法
KR102342156B1 (ko) 미끄럼 방지 패드를 포함한 반도체 웨이퍼 이송용 캐리어
KR20220027475A (ko) 관통홀을 포함한 반도체 웨이퍼 이송용 로봇암 블레이드 및 이에 장착되는 미끄럼 방지 패드
KR20210117444A (ko) 표면 전하를 제거하여 파핑 현상을 제거한 반도체 웨이퍼 이송용 미끄럼 방지 패드
JP2022020327A (ja) 異方導電性シート、異方導電性シートの製造方法、電気検査装置および電気検査方法
JP6510356B2 (ja) ウエハ支持装置
KR102343984B1 (ko) 파핑 현상을 방지하는 반도체 웨이퍼 이송용 미끄럼 방지 패드 및 이를 장착한 로봇암 블레이드
KR101715501B1 (ko) 신축성 소자용 기판의 제조방법, 이에 의해 제조된 신축성 소자용 기판 및 이를 포함하는 전자 장치
KR102382452B1 (ko) 컨벡스, 컨케이브 및 플랫 웨이퍼 이송 로봇암에 장착되는 미끄럼 방지 패드

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application