KR20230108117A - 슬립 방지 구조의 웨이퍼 블록 - Google Patents

슬립 방지 구조의 웨이퍼 블록 Download PDF

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Abstract

본 발명은 슬립 방지 구조의 웨이퍼 블록에 관한 것이다. 슬립 방지 구조의 웨이퍼 블록은 서로 분리되어 웨이퍼(W)의 둘레 면을 따라 위치하도록 배치된 다수 개의 블록 몸체(13_1 내지 13_3); 각각의 블록 몸체(13_1 내지 13_3)로부터 서로 마주보는 방향으로 돌출되도록 형성된 접촉 돌기(14); 및 접촉 돌기(14)와 웨이퍼(W)가 접촉되는 면의 적어도 일부에 형성된 슬립 방지 수단을 포함한다.

Description

슬립 방지 구조의 웨이퍼 블록{A Wafer Block for Preventing a Wafer from Slipping}
본 발명은 슬립 방지 구조의 웨이퍼 블록에 관한 것이고, 구체적으로 슬립 방지를 위한 수단에 의하여 이송 과정에서 웨이퍼가 정해진 위치에 고정되도록 하는 슬립 방지 구조의 웨이퍼 블록에 관한 것이다.
트랙 장비는 반도체 공정 또는 디스플레이 제조 공정 중 포토 공정에서 포토레지스트를 코팅하는 장비에 해당하고, 트랙 장비에서 포토레지스트 코팅 과정과 포토레지스트 베이킹 공정이 진행될 수 있다. 이와 같은 기능을 가지는 트랙 장비는 포토레지스트를 균일하게 코팅하는 스핀 유닛과 포토레지스트를 용제(solvent)로 열에너지에 의하여 증발시키는 히터 블록 유닛으로 나누어질 수 있고 서로 다른 유닛 사이에 웨이퍼가 이동되면서 공정이 진행될 수 있다. 2 내지 4개의 스핀 유닛과 10 내지 24개의 히터 블록 유닛 사이에 웨이퍼는 로봇에 의하여 이동될 수 있고, 로봇은 상하 좌우로 고속으로 움직일 수 있다. 이와 같은 웨이퍼의 이송과 관련된 선행기술로 실용신안공개번호 10-2000-0020163은 반도체 트랙장비의 웨이퍼 이송 암에 대하여 개시한다. 또한 특허공개번호 10-2002-0017710은 반도체 트랙장비용 핫 플레이트의 웨이퍼 위치조정장치에 대하여 개시한다. 로봇에 의하여 웨이퍼가 이송되는 과정에서 로봇의 고속 이동으로 인하여 웨이퍼 슬라이딩 또는 슬립이 발생될 수 있고, 이에 따른 웨이퍼와 로봇 암 또는 이송 암의 충돌로 인하여 다양한 문제가 발생될 수 있다. 그러므로 로봇의 이동 속도와 관계없이 웨이퍼가 정해진 위치에 고정될 수 있도록 하는 기술이 만들어질 필요가 있다. 그러나 선행기술은 이에 대하여 개시하지 않는다.
본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
선행기술1: 실용신안공개번호 10-2000-0020163(현대반도체 주식회사, 2000.11.25. 공개) 반도체 트랙장치의 웨이퍼 이송 암 선행기술2: 특허공개번호 10-2002-0017710(주식회사 하이닉스반도체, 2002.03.07. 공개) 반도체 트랙장비용 핫 플레이트의 웨이퍼 위치조정장치
본 발명의 목적은 웨이퍼의 이송 수단에 형성되어 이송 과정에서 웨이퍼의 슬라이딩 또는 슬립이 방지되도록 하는 슬립 방지 구조의 웨이퍼 블록을 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 슬립 방지 구조의 웨이퍼 블록은 서로 분리되어 웨이퍼의 둘레 면을 따라 위치하도록 배치된 다수 개의 블록 몸체; 각각의 블록 몸체로부터 서로 마주보는 방향으로 돌출되도록 형성된 접촉 돌기; 및 접촉 돌기와 웨이퍼가 접촉되는 면의 적어도 일부에 형성된 슬립 방지 수단을 포함한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 다수 개의 블록 몸체는 이송을 위하여 웨이퍼의 둘레 면을 따라 연장되는 한 쌍의 암 핸드에 형성된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 다수 개의 블록 몸체는 반도체 공정 또는 디스플레이 공정을 위한 트랙 장비에서 웨이퍼를 이송시키는 로봇에 형성된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 슬립 방지 수단은 도마뱀 붙이(Gecko) 구조가 된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 슬립 방지 수단은 평면으로부터 수직이 되는 방향으로 돌출되는 분리 돌기; 및 분리 돌기의 위쪽 끝 부분에 형성되면서 분리 돌기에 비하여 큰 수평 방향의 단면적을 가지는 접착 머리로 이루어진 다수 개의 접착 돌기를 포함한다.
본 발명에 따른 슬립 방지 구조의 웨이퍼 블록은 예를 들어 반도체 공정 또는 디스플레이 공정을 위한 트랙 장비에 설치되어 웨이퍼를 이송시키는 로봇에 형성될 수 있다. 서로 다른 공정 과정으로 웨이퍼를 이송시키는 로봇은 웨이퍼가 고정된 상태에서 빠르게 이동할 수 있고 이에 따라 웨이퍼가 한쪽 방향으로 슬립 또는 슬라이딩이 되면서 웨이퍼 블록과 충돌할 수 있고, 이로 인하여 웨이퍼 블록이 파손될 수 있다. 이와 같은 파손 부위에 웨이퍼의 끼임 현상이 발생하여 웨이퍼 파손의 원인이 될 수 있고, 이와 같은 현상은 PM(Preventive Maintenance) 또는 BM(Breakdown Maintenance) 발생의 원인이 되어 가동률을 저하시킬 수 있다. 본 발명에 따른 웨이퍼 블록은 이와 같은 웨이퍼 블록의 파손이 방지되도록 한다. 또한 웨이퍼 블록은 포토레지스트 흄(fume)에 의하여 오염되고, 이에 따라 포토레지스트 찌꺼기가 굳은 상태로 유지될 수 있다. 웨이퍼에 의한 충돌은 이와 같은 찌꺼기가 분리되어 웨이퍼를 오염시킬 수 있고 이로 인하여 웨이퍼 수율이 저하될 수 있다. 본 발명에 따른 웨이퍼 블록은 이와 같은 웨이퍼의 오염이 방지되도록 한다. 본 발명에 따른 웨이퍼 블록은 웨이퍼의 이송을 위한 다양한 종류의 로봇, 로봇 암 또는 이송 암에 적용될 수 있고 이에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 슬립 방지 구조의 웨이퍼 블록의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 블록의 다양한 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 블록에 적용되는 슬립 방지 패드의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 블록이 적용되는 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 슬립 방지 구조의 웨이퍼 블록의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 슬립 방지 구조의 웨이퍼 블록은 서로 분리되어 웨이퍼(W)의 둘레 면을 따라 위치하도록 배치된 다수 개의 블록 몸체(13_1 내지 13_3); 각각의 블록 몸체(13_1 내지 13_3)로부터 서로 마주보는 방향으로 돌출되도록 형성된 접촉 돌기(14); 및 접촉 돌기(14)와 웨이퍼(W)가 접촉되는 면의 적어도 일부에 형성된 슬립 방지 수단을 포함한다.
웨이퍼 블록은 이송을 위하여 또는 이와 유사한 목적으로 웨이퍼(W)를 정해진 위치에 고정시키는 수단 또는 수단의 일부가 될 수 있다. 예를 들어 웨이퍼 블록은 웨이퍼(W)의 이송을 위한 이송 암, 로봇 또는 로봇 암의 일부를 형성할 수 있다. 다수 개의 블록 몸체(13_1 내지 13_3)는 웨이퍼(W)를 고정시킬 수 있는 위치에 배치될 수 있고, 예를 들어 세 개의 블록 몸체(13_1, 13_2, 13_3)이 삼각형 형태로 배치되어 웨이퍼(W)의 원주를 따라 120도 간격으로 분리되어 위치할 수 있다. 웨이퍼(W)는 이송 암에 의하여 이송될 수 있고, 이송 암은 암 몸체(11); 암 몸체(11)로부터 바깥쪽으로 볼록한 곡면 또는 반원 형상으로 서로 마주보도록 연장되는 한 쌍의 암 핸드(12a, 12b); 암 몸체(11)와 암 핸드(12a, 12b)에 결합된 세 개의 블록 몸체(13_1, 13_2, 13_3); 및 각각의 블록 몸체(13_1, 13_2, 13_3)로부터 안쪽 방향으로 돌출되는 접촉 돌기(14)를 포함할 수 있다. 웨이퍼(W)의 이송을 위한 로봇 또는 로봇 암이 이와 같은 이송 암과 동일 또는 유사한 웨이퍼 고정 수단을 포함할 수 있다. 본 발명의 하나의 실시 예에 따르면, 접촉 돌기(14)에 슬립 방지 수단이 형성될 수 있고, 슬립 방지 수단은 웨이퍼(W)가 접촉 돌기(14)와 접촉되는 부위에 형성될 수 있다. 슬립 방지 수단은 예를 들어 게코(gecko) 도마뱀의 발바닥의 구조와 같은 도마뱀 붙이 구조가 표면에 형성된 패드 형상이 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 구체적으로 슬립 방지 수단은 수평 방향에 대한 이동을 제한하면서 수직 방향의 이동은 웨이퍼(W)의 무게에 대응되는 힘으로 이동될 수 있도록 하는 구조를 가질 수 있다. 이와 같은 슬립 방지 수단에 의하여 웨이퍼(W)가 이송 암 또는 이와 유사한 이송 수단이 수평 방향으로 이동 방향 또는 이동 속도에 관계없이 정해진 위치에 안정적으로 고정되도록 한다. 도 1의 오른쪽을 참조하면, 웨이퍼(W)는 세 개의 블록 몸체(13_1 내지 13_3)에 형성된 세 개의 접촉 돌기(14)에 받쳐진 상태로 이송 암에 고정되어 서로 다른 공정 과정으로 이동될 수 있다. 이송 암에 의한 웨이퍼(W)의 이송 과정에서 웨이퍼(W)가 수평 방향을 힘을 받아 슬라이딩 또는 슬립이 될 수 있다. 슬립 방지 수단은 이와 같은 수평 방향의 힘에 따른 이동을 제한하는 기능을 가질 수 있다.
아래에서 이와 같은 접촉 돌기의 구조에 대하여 구체적으로 설명된다.
도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 블록의 다양한 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 웨이퍼 블록은 바깥쪽으로 볼록한 곡면 형상 또는 이와 유사한 형상이 되는 블록 몸체(13a, 13b, 13c); 및 블록 몸체(13a, 13b, 13c)의 길이 방향으로 중간 부분에 형성되면서 길이 방향에 대하여 수직이 되는 방향으로 돌출되는 접촉 돌기(14a, 14b, 14c)를 포함한다. 또한 블록 몸체(13a, 13b, 13c)와 접촉 돌기(14a, 14b, 14c)는 일체로 형성되거나, 독립적으로 만들어져 결합되는 구조가 될 수 있다. 각각의 블록 몸체(13a, 13b, 13c)는 예를 들어 위에서 설명된 암 핸드와 같은 웨이퍼 이송 부품에 결합될 수 있는 구조를 가질 수 있고, 체결 홀에 결합되는 스크루 또는 볼트에 의하여 웨이퍼 이송 부품에 고정될 수 있다. 제1 접촉 돌기(14a)로부터 점차로 폭이 좁아지도록 양쪽 테두리가 곡선 형상으로 연장된 이후 끝 부분이 사각 형상이 될 수 있다. 사각 형상이 되는 끝 부분의 위쪽 면에 사각 판 형상의 제1 슬립 방지 패드(22a)가 부착되어 고정될 수 있다. 슬립 방지 패드(22a)는 얇은 판 또는 필름 형상이 될 수 있고, 접착제 또는 이와 유사한 접착 수단에 의하여 견고하게 제1 접촉 돌기(14a)에 부착될 수 있다. 슬립 방지 패드(22a)의 위쪽 평면에 게코 돌기 구조가 형성될 수 있다. 제2 블록 몸체(13b)는 곡선 형상으로 연장되는 판 형상 또는 제1 블록 몸체(13a)와 유사한 구조를 가질 수 있다. 제2 접촉 돌기(14b)는 제2 블록 몸체(13b)의 중간 부분으로부터 안쪽으로 돌출될 수 있고, 양쪽 테두리가 곡선 형상이 되면서 점차로 폭이 좁아질 수 있다. 그리고 양쪽 테두리의 끝 부분이 직선 형태로 연결될 수 있다. 이와 같은 형상을 가지는 제2 접촉 돌기(14b)의 위쪽 면에 원형의 고정 판(23)이 배치될 수 있고, 고정 판(23)에 원형의 또는 동전 형상의 제2 슬립 방지 패드(22b)가 고정될 수 있다. 제2 슬립 방지 패드(22b)의 위쪽 면에 제1 슬립 방지 패드(22a)의 위쪽 면에 형성된 게코 돌기 구조와 유사한 돌기 구조가 형성될 수 있다. 제3 블록 몸체(13c)는 곡면 형상으로 연장되는 수평 연장 판 및 수평 연장 판의 안쪽의 위쪽 테두리로부터 아래쪽으로 수직 방향으로 연장되는 수직 연장 판으로 이루어질 수 있다. 수직 연장 판의 연장 방향의 중간 부분으로부터 제3 접촉 돌기(14c)가 형성될 수 있다. 제3 접촉 돌기(14c)는 수직 연장 판에 결합되는 균형 판(21c); 균형 판(21c)으로부터 판 형상으로 연장되는 받침 판(24); 및 받침 판(24)의 위쪽 면에 형성된 제3 슬립 방지 패드(22c)로 이루어질 수 있다. 제3 슬립 방지 패드(22c)는 동전 형상 또는 원판 형상이 될 수 있고, 제3 슬립 방지 패드(22c)의 위쪽 면에 위에서 설명된 것과 같은 게코 돌기가 형성될 수 있다. 제1, 2 및 3 웨이퍼 블록은 각각 300 ㎜, 150 ㎜ 및 200 ㎜ 웨이퍼에 적용될 수 있다. 웨이퍼의 직영에 따라 제1, 2 및 3 웨이퍼 블록은 그에 적절한 구조로 만들어질 수 있고, 웨이퍼 블록의 구조에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다.
도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 블록에 적용되는 슬립 방지 패드의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 슬립 방지 패드는 판 또는 필름 형상의 베이스(31); 베이스(31)의 위쪽 표면에 균일하게 분포된 다수 개의 접착 돌기(32_1 내지 32_N)로 이루어질 수 있다. 그리고 각각의 접착 돌기(32_1 내지 32_N)는 평면으로부터 수직이 되는 방향으로 돌출되는 분리 돌기(321); 및 분리 돌기(321)의 위쪽 끝 부분에 형성되면서 분리 돌기(321)에 비하여 큰 수평 방향의 단면적을 가지는 접착 머리(322)로 이루어진 다수 개의 접착 돌기(32_1 내지 32_N)로 이루어질 수 있다. 베이스(31) 또는 다수 개의 접착 돌기(32_1 내지 32_N)는 예를 들어 실록산 계(siloxanes), 실리콘 계(silicones), 실리카, 백금, 셀렌(salen), 클로로 옥탄올(chloro octanol) 또는 이와 유사한 소재로 만들어질 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 다수 개의 접착 돌기(32_1 내지 32_N)는 섬모 형태로 베이스(31)의 표면에 균일하게 분포될 수 있다. 분리 돌기(321)는 원기둥 형상이 될 수 있고, 접착 머리(322)는 분리 돌기(321)의 단면에 해당하는 원의 면적과 동일하거나 큰 단면을 가지면서 위쪽으로 볼록한 곡면 형상 또는 렌즈 형상이 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
도 3의 오른쪽에 도시된 것처럼, 각각의 접착 돌기(32_1, 32_2)는 서로 분리되어 돌출될 수 있고, 접착 돌기(32_1, 32_2)의 높이(H) 또는 베이스(31)로부터 돌출되는 길이는 0.01 내지 10.0 ㎛가 될 수 있다. 또한 서로 다른 접착 돌기(32_1, 32_2) 사이의 거리(L)가 0.01 내지 10.0 ㎛가 될 수 있고, 각각의 접착 돌기(32_1, 32_2)의 직경이 0.01 내지 10.0 ㎛가 될 수 있다. 웨이퍼 블록은 고온 환경에 노출될 수 있고, 이와 같은 환경에서 물리적 특성이 유지될 필요가 있다. 예를 들어 250 내지 400 ℃의 온도 조건에서 접착 돌기(32_1 내지 32_N)의 높이(H), 거리(L) 또는 직경은 상온 조건에 대하여 10 %의 이하의 변화율을 가지도록 만들어지는 것이 유리하다. 이와 같은 게코 도마뱀 구조 또는 도마뱀 붙이 구조는 다양한 형태로 만들어질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 블록이 적용되는 실시 예를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 웨이퍼 블록(10)은 반도체 또는 디스플레이 공정을 위한 트랙 장비의 로봇(41)의 웨이퍼 가이드에 형성될 수 있다. 세 개의 블록 몸체(13a, 13b, 13c)가 웨이퍼(W)가 고정되는 원형의 웨이퍼 가이드의 원주를 따라 동일 간격으로 배치될 수 있다. 웨이퍼(W)는 각각의 블록 몸체(13a, 13b, 13c)에 형성된 접촉 돌기(14a)에 형성된 슬립 방지 패드(22a)에 의하여 안정적으로 고정될 수 있다. 도 4의 오른쪽에 도시된 것처럼, 슬립 방지 패드(22a)가 형성되지 않는 경우 웨이퍼(W)가 접촉 돌기(14a)에 의하여 지지되어 이동되는 경우 웨이퍼(W)가 블록 몸체(13a)에 충돌하여 패인 홀(IP)을 만들 수 있다. 이로 인하여 웨이퍼(W)의 가장자리가 홀(IP)에 삽입되는 끼임 현상이 발생될 수 있다. 또한 블록 몸체(13a)에 흄(hume) 찌꺼기와 같은 이물질이 부착될 수 있고, 웨이퍼(W)의 이송 과정에서 이와 같은 찌꺼기가 웨이퍼(W)로 이동되어 웨이퍼 불량을 발생시킬 수 있다. 접촉 돌기(14a)에 슬립 방지 패드(22a)가 결합되어 이와 같은 문제점이 개선될 수 있다. 다양한 웨이퍼 이송 장치에 본 발명에 따른 웨이퍼 블록이 적용될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
11: 암 몸체 12a, 12b: 암 핸드
13_1 내지 13_3: 블록 목체 14: 접촉 돌기
31: 베이스 32_1 내지 32_N: 접착 돌기
321: 분리 돌기 322: 접착 머리

Claims (5)

  1. 서로 분리되어 웨이퍼(W)의 둘레 면을 따라 위치하도록 배치된 다수 개의 블록 몸체(13_1 내지 13_3);
    각각의 블록 몸체(13_1 내지 13_3)로부터 서로 마주보는 방향으로 돌출되도록 형성된 접촉 돌기(14); 및
    접촉 돌기(14)와 웨이퍼(W)가 접촉되는 면의 적어도 일부에 형성된 슬립 방지 수단을 포함하는 슬립 방지 구조의 웨이퍼 블록.
  2. 청구항 1에 있어서, 다수 개의 블록 몸체(13_1 내지 13_3)는 이송을 위하여 웨이퍼(W)의 둘레 면을 따라 연장되는 한 쌍의 암 핸드(12a, 12b)에 형성되는 것을 특징으로 하는 슬립 방지 구조의 웨이퍼 블록.
  3. 청구항 1에 있어서, 다수 개의 블록 몸체(13_1 내지 13_3)는 반도체 공정 또는 디스플레이 공정을 위한 트랙 장비에서 웨이퍼(W)를 이송시키는 로봇에 형성되는 것을 특징으로 하는 슬립 방지 구조의 웨이퍼 블록.
  4. 청구항 1에 있어서, 슬립 방지 수단은 도마뱀 붙이(Gecko) 구조가 되는 것을 특징으로 하는 슬립 방지 구조의 웨이퍼 블록.
  5. 청구항 1에 있어서, 슬립 방지 수단은 평면으로부터 수직이 되는 방향으로 돌출되는 분리 돌기(321); 및 분리 돌기(321)의 위쪽 끝 부분에 형성되면서 분리 돌기(321)에 비하여 큰 수평 방향의 단면적을 가지는 접착 머리(322)로 이루어진 다수 개의 접착 돌기(32_1 내지 32_N)를 포함하는 슬립 방지 구조의 웨이퍼 블록.
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KR1020220003511A KR20230108117A (ko) 2022-01-10 2022-01-10 슬립 방지 구조의 웨이퍼 블록

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20000020163A (ko) 1998-09-18 2000-04-15 김영환 반도체장치의 제조방법
KR20020017710A (ko) 2000-08-31 2002-03-07 박종섭 반도체 트랙장비용 핫 플레이트의 웨이퍼 위치조정장치

Patent Citations (2)

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