KR20230145669A - 웨이퍼 이송 장치 - Google Patents

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KR20230145669A
KR20230145669A KR1020220044306A KR20220044306A KR20230145669A KR 20230145669 A KR20230145669 A KR 20230145669A KR 1020220044306 A KR1020220044306 A KR 1020220044306A KR 20220044306 A KR20220044306 A KR 20220044306A KR 20230145669 A KR20230145669 A KR 20230145669A
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Abstract

웨이퍼 이송 장치가 제공된다. 본 발명의 일 측면에 따른 웨이퍼 이송 장치는 소정의 위치로 이동할 수 있는 판상의 지지 플레이트; 소정의 직경을 가지는 판상의 제1 웨이퍼를 제1 세기로 당겨 상기 제1 웨이퍼가 상기 지지 플레이트에 접촉하지 않은 상태로 상기 제1 웨이퍼를 상기 지지 플레이트의 하측에 위치시킬 수 있는 흡착 부재; 및 상기 제1 웨이퍼가 상기 지지 플레이트에 접촉하지 않은 상태에서 회전하지 않도록 상기 제1 웨이퍼의 제1 위치에 접촉되는 제1 회전 방지 부재; 를 포함할 수 있다.

Description

웨이퍼 이송 장치{Apparatus for transferring wafer}
본 발명은 웨이퍼 이송 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비접촉식으로 웨이퍼를 흡착하여 이송하는 웨이퍼 이송 장치에 관한 것이다. 잠시만
반도체 집적회로란, 다양한 기능을 처리하고 저장하기 위해 많은 소자를 하나의 칩 안에 집적한 전자부품을 말한다.
이러한 반도체 집적회로는 실리콘(Si), 갈륨 아세나이드(GaAs) 등을 성장시켜 만든 단결정 기둥을 적당한 두께로 얇게 썰어서 형성되는 웨이퍼라는 얇은 기판 위에 다수의 동일 회로를 만들어 제조한다. 이때, 집적회로는 집적화를 위하여 미세한 공정을 통해 제조된다.
이렇게 완성 웨이퍼는 검사를 위하여 필연적으로 이송이 필요하다. 이때, 미세 공정에 의하여 형성된 집적회로는 손상이 되기 쉬우므로 집적회로의 손상을 방지하기 위한 웨이퍼 이송 기술이 필요하다.
최근 웨이퍼를 안전하게 이송하기 위하여 웨이퍼를 일면을 비접촉식으로 흡착하여 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 이송 장치가 개발되고 있다. 이러한 비접촉식 웨이퍼 이송 장치는 웨이퍼에 이송 장치가 접촉되지 않아서 접촉에 의한 손상을 원천적으로 방지할 수 있다.
하지만, 이러한 비접촉식 웨이퍼 이송 장치는 웨이퍼를 흡착력에만 의존한 이송하므로 웨이퍼가 회전을 하거나 이송 중에 미세한 움직임이 발생하는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 비접촉식으로 웨이퍼를 이송 시 웨이퍼의 회전이나 미세한 움직임을 방지할 수 있는 웨이퍼 이송 장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 직경이 다른 웨이퍼를 하나의 웨이퍼 이송 장치를 통해 이송할 수 있는 웨이퍼 이송 장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 웨이퍼를 척에 내려놓기 전 웨이퍼의 위치를 정렬시킬 수 있는 웨이퍼 이송 장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 웨이퍼 이송 장치는 소정의 위치로 이동할 수 있는 판상의 지지 플레이트; 소정의 직경을 가지는 판상의 제1 웨이퍼를 제1 세기로 당겨 상기 제1 웨이퍼가 상기 지지 플레이트에 접촉하지 않은 상태로 상기 제1 웨이퍼를 상기 지지 플레이트의 하측에 위치시킬 수 있는 흡착 부재; 및 상기 제1 웨이퍼가 상기 지지 플레이트에 접촉하지 않은 상태에서 회전하지 않도록 상기 제1 웨이퍼의 제1 위치에 접촉되는 제1 회전 방지 부재; 를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1 웨이퍼의 제1 위치는 복수로 형성되되 상기 제1 웨이퍼의 둘레를 따라 소정의 간격으로 형성되고, 상기 제1 회전 방지 부재는 상기 지지 플레이트의 하면의 상기 제1 위치에 대응되는 위치에 복수 개로 구비될 수 있다.
이때, 상기 흡착 부재는 상기 지지 플레이트의 하면으로부터 함몰되어 형성되되 상기 지지 플레이트의 하부면을 따라 방사 방향으로 기체를 방출함으로써 중앙부에 상대적인 저기압을 만들어 상기 제1 웨이퍼를 상기 지지 플레이트의 하면 측으로 당기는 흡착력을 제공할 수 있다.
이때, 상기 지지 플레이트의 하면으로부터 돌출 형성되는 제1 돌기; 를 더 포함하고, 상기 제1 회전 방지 부재는 중공의 원통형으로 형성되고 상기 제1 돌기가 일 측으로 삽입되어 결합될 수 있다.
이때, 상기 제1 회전 방지 부재는 스펀지(sponge)로 형성될 수 있다.
이때, 하측으로 연장되고 상기 지지 플레이트의 일측에 방사 방향으로 이동 가능하도록 결합되는 정렬 부재; 를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 정렬 부재는 상기 제1 웨이퍼의 외주면을 지지하여 상기 제1 웨이퍼를 정렬시킬 수 있다.
이때, 상기 정렬 부재의 하단부로부터 상기 제1 웨이퍼의 중심 측으로 돌출되는 지지 돌기; 를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 지지 플레이트의 상면으로부터 상측으로 돌출되는 레일; 및
상기 레일에 결합되어 상기 지지 플레이트의 승강을 제어하는 결합부를 구비하는 지지 부재; 를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 흡착 부재는 제2 세기로 당겨 상기 제1 웨이퍼보다 직경이 작은 판상의 제2 웨이퍼를 상기 지지 플레이트에 접촉하지 않은 상태로 상기 지지 플레이트의 하측에 위치시킬 수 있고, 상기 제1 회전 방지 부재의 내측에 배치되고 상기 제2 웨이퍼가 상기 지지 플레이트에 접촉하지 않은 상태에서 회전하지 않도록 상기 제2 웨이퍼의 제2 위치에 접촉되는 제2 회전 방지 부재; 를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 제2 회전 방지 부재는 상기 흡착 부재에 의하여 상기 제1 웨이퍼가 비접촉식으로 상기 지지 플레이트의 하면에 흡착 시 상측으로 이동되고, 상기 제2 웨이퍼가 비접촉식으로 상기 지지 플레이트의 하면에 흡착되는 경우 하측으로 이동되어 상기 제2 위치에 접촉될 수 있다.
이때, 일 측이 상기 제2 회전 방지 부재에 결합되고 타측이 상기 지지 플레이트에 형성되는 관통 홀의 상측에 결합되어 상기 제2 회전 방지 부재의 상하 방향 으로 이동시키는 승강 부재를 더 포함하고, 상기 승강 부재는 하측으로 개방된 컵형으로 형성되고 상기 지지 플레이트의 상기 관통 홀의 상측에 결합되는 하우징; 상기 하우징의 내주면에 상하 방향으로 슬라이딩 가능하도록 결합되어 상기 하우징의 내면과 상부면으로 정의되는 내부 공간을 형성하고 하측에 상기 제2 회전 방지 부재가 결합되는 이동체; 및 상기 내부 공간의 압력을 제어하도록 상기 하우징의 상측에 연결되는 압력조절관; 을 포함할 수 있다.
이때, 상기 승강 부재는 상기 이동체의 하단부에 하측으로 돌출되는 제2 돌기; 를 더 포함하고, 상기 제2 회전 방지 부재는 중공의 원통형으로 형성되고 상기 제2 돌기가 일 측으로 삽입되어 결합될 수 있다.
이때, 상기 제1 웨이퍼 또는 상기 제2 웨이퍼에 따라 상기 흡착 부재의 흡착력을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 제어부는 상기 흡착 부재에 상기 제1 웨이퍼가 흡착된 경우 상기 내부 공간의 압력을 낮춰 상기 이동체를 상측으로 이동시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치는, 제1 회전 방지 부재를 구비함으로써 비접촉식으로 웨이퍼를 이송 시 웨이퍼의 회전이나 미세한 움직임을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치는, 제2 회전 방지 부재를 구비함으로써 직경이 다른 웨이퍼를 하나의 웨이퍼 이송 장치를 통해 이송할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치는, 정렬 부재를 구비함으로써, 웨이퍼를 척에 내려놓기 전 웨이퍼의 위치를 정렬시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치를 일 방향으로 바라본 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치를 타 방향으로 바라본 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치의 저면도이다.
도 4는 도 3의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 3의 B-B선에 따른 단면도로서, 제2 회전 방지 부재가 상측으로 이동된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 3의 B-B선에 따른 단면도로서, 제2 회전 방지 부재가 하측으로 이동된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 3의 C-C선에 따른 단면도로서, 정렬 부재가 외측으로 이동된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 8은 도 3의 C-C선에 따른 단면도로서, 정렬 부재가 내측으로 이동된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치의 제어부를 개략적으로 도시한 블록도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 단어와 용어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않고, 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 발명자가 용어와 개념을 정의할 수 있는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
그러므로 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 해당하고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로 해당 구성은 본 발명의 출원시점에서 이를 대체할 다양한 균등물과 변형예가 있을 수 있다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 설명하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 다른 구성 요소와 바로 접하여 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 배치되는 것뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 구성 요소가 배치되는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결"되어 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 서로 직접 연결되는 것뿐만 아니라 간접적으로 서로 연결되는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치를 일 방향으로 바라본 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치를 타 방향으로 바라본 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치의 저면도이다. 도 4는 도 3의 A-A선에 따른 단면도이다. 도 5는 도 3의 B-B선에 따른 단면도로서, 제2 회전 방지 부재가 상측으로 이동된 상태를 나타내는 단면도이다. 도 6은 도 3의 B-B선에 따른 단면도로서, 제2 회전 방지 부재가 하측으로 이동된 상태를 나타내는 단면도이다. 이하에서는 도 1의 X축이 향하는 방향은 전방, Y축이 향하는 방향은 측방, Z축이 향하는 방향은 상방으로 규정하여 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치(1)는 지지 플레이트(10), 흡착 부재(20), 제1 회전 방지 부재(30), 제1 돌기(32), 지지 부재(70) 및 제어부(80)를 포함한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 지지 플레이트(10)는 판상으로 형성된다. 지지 플레이트(10)는 제1 웨이퍼(3) 또는 제2 웨이퍼(5)가 하면에 흡착될 수 있으면 크기와 판의 형상에 제한이 있는 것은 아니다.
이때, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 웨이퍼(3) 및 제2 웨이퍼(5)는 소정의 직경을 가진 판상으로 형성된다. 다만 제2 웨이퍼(5)의 직경(D2)은 제1 웨이퍼(3)의 직경(D1)보다 작은 판상으로 형성된다. 제1 웨이퍼(3) 및 제2 웨이퍼(5)는 공지된 반도체 웨이퍼로서 일면에 집적 회로가 형성된 원형의 판을 의미한다. 제1 웨이퍼(3) 및 제2 웨이퍼(5)는 공지된 웨이퍼가 배치될 수 있으면, 제1 웨이퍼(3) 및 제2 웨이퍼(5)에 대한 상세한 설명은 생략한다.
지지 플레이트(10)는 하면에 제1 웨이퍼(3) 또는 제2 웨이퍼(5)를 위치한 상태로 제1 웨이퍼(3) 또는 제2 웨이퍼(5)를 소정의 위치로 이동하게 된다. 이때, 제1 웨이퍼(3) 또는 제2 웨이퍼(5)가 이동되는 소정의 위치는 웨이퍼의 검사를 위한 척(2) 또는 제1 웨이퍼(3) 또는 제2 웨이퍼(5)가 저장되는 카세트 등이 될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 지지 플레이트(10)에는 제1 웨이퍼(3) 또는 제2 웨이퍼(5)를 지지 플레이트(10)의 하면 측에 위치시키기 위하여 제1 웨이퍼(3) 또는 제2 웨이퍼(5)를 소정의 세기로 잡아당기는 흡착 부재(20)가 배치된다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 흡착 부재(20)는 제1 웨이퍼(3)를 제1 세기로 당겨 제1 웨이퍼(3)를 지지 플레이트(10)에 접촉하지 않은 상태로 제1 웨이퍼(3)를 지지 플레이트(10)의 하측에 위치시킬 수 있다.
이때, 흡착 부재(20)는 제1 웨이퍼(3)가 지지 플레이트(10)의 하면으로부터 이격된 채로 제1 웨이퍼(3)가 지지 플레이트(10)의 하면 척에 위치한 상태를 유지시킬 수 있으면 공지된 다양한 부품을 사용할 수 있다.
본 실시예에서 흡착 부재(20)는 일면 베르누이 패드일 수 있다. 이를 보다 상세히 설명하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 흡착 부재(20)는 지지 플레이트(10)의 하면으로부터 상측으로 함몰되어 형성된다.
이때, 흡착 부재(20)는 흡착 부재(20)의 중심부로부터 함몰된 흡착 부재(20)의 굴곡면과 이와 이어지는 지지 플레이트(10)의 하면을 따라 방사 방향으로 기체를 방출한다. 이에 따라, 지지 플레이트(10)를 따라 흐르는 기체는 상대적으로 속도가 높아 흡착 부재(20)의 중심부 측에 상대적으로 저기압이 형성되면서 흡착 부재(20)는 제1 웨이퍼(3)를 지지 플레이트(10)의 하면 측으로 당기는 흡착력을 제공하게 된다.
이때, 흡착 부재(20)를 통해 배출하는 기체의 양과 세기를 조절하여 제1 세기로 흡착력을 조절하면, 제1 웨이퍼(3)의 무게와 흡착력을 동일하게 조절할 수 있게 되고, 제1 웨이퍼(3)를 지지 플레이트(10)의 하면에 위치시킨 상태를 유지할 수 있게 된다.
이와 같이, 지지 플레이트(10)에 제1 웨이퍼(3)를 접촉없이 흡착시킨 상태를 이용하여 제1 웨이퍼(3)를 이송하는 경우 제1 웨이퍼(3)의 표면에 접촉에 의한 손상이 발생하는 것을 원천적으로 차단할 수 있게 된다.
이때, 흡착 부재(20)에는 제1 웨이퍼(3)보다 직경이 작은 제2 웨이퍼(5)가 흡착될 수 있으면, 제2 웨이퍼(5)를 흡착하는 방식은 제1 웨이퍼(3)를 흡착하는 방식과 동일하므로 중복된 내용을 생략한다. 다만, 제2 웨이퍼(5)는 제1 웨이퍼(3)보다 무게가 다르므로, 흡착 부재(20)가 제2 웨이퍼(5)를 잡아당기는 흡착력은 제1 세기보다 작은 제2 세기일 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 흡착 부재(20)는 지지 플레이트(10)의 하면에 복수 개로 형성될 수 있다. 흡착 부재(20)의 개수는 지지 플레이트(10)의 하면의 면적과 흡착 부재(20)의 흡착력의 최대 세기에 따라 다르게 설계될 수 있다.
흡착 부재(20)가 복수 개로 구비되는 경우에는, 흡착 부재(20)는 제1 웨이퍼(3) 또는 제2 웨이퍼(5)가 지지 플레이트(10)에 흡착되는 상태는 기준으로 중심에 하나가 배치되고, 원주를 따라 소정의 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 지지 플레이트(10)의 하면에는 제1 회전 방지 부재(30)가 배치된다. 제1 회전 방지 부재(30)는 제1 웨이퍼(3)가 지지 플레이트(10)의 하면에 흡착된 상태에서 회전하지 않도록 한다.
제1 웨이퍼(3)가 흡착 부재(20)에 의하여 지지 플레이트(10)에 접촉하지 않은 상태로 흡착되는 경우, 제1 웨이퍼(3)를 고정하는 구성이 없기 때문에 제1 웨이퍼(3)가 회전을 하거나 미세하게 움직일 수 있다.
이때, 제1 회전 방지 부재(30)는 제1 웨이퍼(3)와 지지 플레이트(10)의 하면 사이에 배치되어 제1 웨이퍼(3)의 상면의 특정 위치로서 제1 위치(4)에 접촉함으로써 제1 웨이퍼(3)가 회전하는 것을 방지하게 된다. 즉, 제1 회전 방지 부재(30)가 제1 위치(4)에 접촉한 상태에서 제1 위치(4)와 제1 회전 방지 부재(30)의 회전 방향 마찰력에 의해 제1 웨이퍼(3)가 회전하거나 움직이는 것을 방지할 수 있게 된다.
이때, 제1 회전 방지 부재(30)가 접촉하게 되는 제1 위치(4)는 제1 웨이퍼(3)의 상면 중 집적회로가 형성되지 않는 테두리부에 형성된다. 또한, 제1 위치(4)는 제1 웨이퍼(3)의 테두리부를 따라 소정의 간격으로 이격하여 형성될 수 있도록 복수로 형성될 수 있다.
이에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 회전 방지 부재(30)는 제1 위치(4)의 개수만큼 복수 개로 구비될 수 있으며, 제1 위치(4)에 대응되도록 지지 플레이트(10)의 하면에 배치될 수 있다.
제1 회전 방지 부재(30)는 제1 웨이퍼(3)와 접촉 시 제1 웨이퍼(3)를 손상시키지 않기 위하여 부드러운 재질로 형성된다. 예를 들면, 스펀지(sponge) 형태로 형성될 수 있다. 이때, 제1 웨이퍼(3)는 탄성적으로 변형이 될 수 있으며, 이에 따라 흡착 부재(20)의 흡착력이 제1 웨이퍼(3)의 무게보다 조금 크게 가해지더라도 제1 웨이퍼(3)의 무게 및 제1 회전 방지 부재(30)의 탄성 복원력의 합력을 흡착 부재(20)의 흡착력과 동일하게 제어하여, 제1 웨이퍼(3)를 보다 견고하게 지지 플레이트(10)에 흡착시킬 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 회전 방지 부재(30)는 하측으로 연장되는 원통형으로 형성될 수 있다. 이때, 제1 회전 방지 부재(30)는 연장 방향으로 중앙이 관통되는 중공의 원통형으로 형성된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 지지 플레이트(10)의 하면에는 제1 회전 방지 부재(30)의 관통된 일 측으로 삽입되는 제1 돌기(32)가 형성된다. 제1 돌기(32)의 개수는 제한이 없고 상술한 바와 같이, 제1 위치(4)와 이에 따른 제1 회전 방지 부재(30)의 개수에 대응되도록 형성된다.
제1 돌기(32)는 제1 회전 방지 부재(30)가 지지 플레이트(10)에 용이하게 결합될 수 있는 구조를 제공한다. 작업자는 제1 회전 방지 부재(30)를 제1 돌기(32)에 쉽게 끼우거나 분리할 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼의 종류에 따라 마찰력의 정도나 표면 거칠기 정도를 정하여 제조된 제1 회전 방지 부재(30)로 제1 회전 방지 부재(30)를 쉽게 교체할 수 있게 된다.
이를 위하여, 제1 돌기(32)는 지지 플레이트(10)의 하측으로 연장되는 제1 돌기 몸체(34)와 제1 돌기 몸체(34)의 하단부로부터 방사 방향으로 돌출되는 돌출부(36)가 형성될 수 있다. 이때, 돌출부(36)의 하측에는 제1 회전 방지 부재(30)의 삽입 방향으로 경사지게 형성되는 경사면(38)이 형성되어 제1 회전 방지 부재(30)의 삽입을 가이드할 수 있게 된다.
한편, 상술한 바와 같이, 흡착 부재(20)에 의하여 지지 플레이트(10)에 제1 웨이퍼(3)가 흡착된 상태로 지지 부재(70)는 이동하게 된다. 이에 따라 지지 플레이트(10)에 흡착된 제1 웨이퍼(3)는 척(2)이나 카세트 등으로 이송될 수 있게 된다.
이때, 지지 플레이트(10)가 이동되는 방식에는 제한이 없으며 공지된 다양한 방식이 적용될 수 있다.
본 실시예에서는 지지 플레이트(10)의 상면으로부터 상측으로 연장되는 레일(12)이 형성되고, 레일(12)에 지지 부재(70)가 결합되어 지지 플레이트(10)의 승강을 정밀하게 제어하게 된다.
이를 보다 상세하게 설명하면, 지지 부재(70)는 레일(12)의 외주면에 결합되는 결합부(72)가 일측에 형성된다. 이때, 지지 부재(70)는 웨이퍼가 지지 플레이트(10)에 흡착되지 않은 상태에서 전 방향으로 병진 및 회전 운동이 가능하게 제조된다.
다만, 지지 플레이트(10)에 웨이퍼가 흡착된 상태에서는 웨이퍼의 이탈로 인해 고가의 웨이퍼가 손상되는 것을 방지하기 위하여 지지 플레이트(10)는 지지 플레이트(10)의 하면이 지면에 평행하게 배치된 상태로 이동된다. 지지 플레이트(10)가 척(2)의 상측에 배치된 상태에서는 결합부(72)에 결합된 레일(12)이 하측으로 정밀하게 이동됨으로써 척(2)의 상측에 웨이퍼를 안전하게 이송할 수 있게 된다.
도 7은 도 3의 C-C선에 따른 단면도로서, 정렬 부재가 외측으로 이동된 상태를 나타내는 단면도이다. 도 8은 도 3의 C-C선에 따른 단면도로서, 정렬 부재가 내측으로 이동된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 2 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치(1)는 정렬 부재(40)를 더 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 정렬 부재(40)는 제1 웨이퍼(3) 또는 제2 웨이퍼(5)의 외주면을 웨이퍼의 중심 방향으로 가압하여 웨이퍼를 정렬시킨다. 이를 위하여 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 정렬 부재(40)는 지지 플레이트(10)의 하면의 일측에 방사 방향으로 이동 가능하도록 결합된다.
이때, 웨이퍼의 정렬을 위하여 정렬 부재(40)는 적어도 3개가 구비될 수 있다. 3개의 정렬 부재(40)는 제1 웨이퍼(3) 또는 제2 웨이퍼(5)의 테두리를 따라 원주 방향으로 120도 간격으로 배치될 수 있다.
정렬 부재(40)가 지지 플레이트(10)에서 방사 방향으로 왕복 이동 가능하게 하는 구조는 공지된 다양한 구조가 적용될 수 있으면 제한이 있는 것은 아니다.
도 7에 도시된 바와 같이, 정렬 부재(40)는 하측으로 연장되는 정렬 부재 몸체(42)와 정렬 부재 몸체(42)의 하단부에 형성되는 지지 돌기(44)를 구비한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 정렬 부재 몸체(42)는 원통형으로 형성되어 내측으로 이동하여 제1 웨이퍼(3) 또는 제2 웨이퍼(5)의 외주면과의 접촉 시 접촉 면적을 최소화하도록 형성된다.
지지 돌기(44)는 상측에 지지면(46)이 형성되도록 정렬 부재 몸체(42)의 하단부로부터 제1 웨이퍼(3) 또는 제2 웨이퍼(5)의 중심 측으로 돌출되어 형성된다. 이때, 지지 돌기(44)의 형상에는 제한이 있는 것은 아니다. 예를 들면, 본 실시예에서는 지지 돌기(44)가 정렬 부재 몸체(42)의 하단부로부터 방사 방향으로 돌출되어 일측이 제1 웨이퍼(3) 또는 제2 웨이퍼(5)의 중심 측을 향할 수 있도록 형성된다.
도 8에 도시된 바와 같이 지지 돌기(44)는 비접착식 흡착 부재(20)에 의하여 지지 플레이트(10)에 제1 웨이퍼(3) 또는 제2 웨이퍼(5)가 흡착된 상태에서 흡착 부재(20)의 오작동으로 인해 흡착력이 상실된 경우, 지지면(46)에 제1 웨이퍼(3) 또는 제2 웨이퍼(5)의 테두리부 하면이 지지됨으로써 웨이퍼가 지지 플레이트(10)로부터 완전히 이탈되는 것을 방지할 수 있게 된다. 이를 통해 고가의 웨이퍼의 예상치 못한 손상을 사전에 예방할 수 있게 된다.
도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치(1)는 제2 회전 방지 부재(50) 및 승강 부재(60)를 더 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제2 회전 방지 부재(50)는 제1 회전 방지 부재(30)의 내측에 배치된다. 제2 회전 방지 부재(50)는 제1 회전 방지 부재(30)와 배치 위치에 대한 차이가 있을 뿐이고, 동일한 형상으로 형성되며 동일한 기능을 수행한다. 또한, 제2 회전 방지 부재(50)도 복수 개로 형성될 수 있다. 이하에서는, 제2 회전 방지 부재(50)에 대한 설명 중 제1 회전 방지 부재(30)와 중복되는 설명을 생략한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제2 회전 방지 부재(50)는 제1 웨이퍼(3)가 아닌 제2 웨이퍼(5)가 흡착 부재(20)에 의하여 지지 플레이트(10)에 흡착된 상태에서 제2 웨이퍼(5)의 둘레부에 위치된 제2 위치(6)에 접촉된다.
다만, 도 6에 도시된 바와 같이, 흡착 부재(20)에 제1 웨이퍼(3)가 흡착된 상태에서는 제2 회전 방지 부재(50)에 제1 웨이퍼(3)의 상부면에 접촉될 수 있으므로, 이를 피하기 위하여 제2 회전 방지 부재(50)는 흡착 부재(20)에 의하여 제1 웨이퍼(3)가 비접촉식으로 지지 플레이트(10)의 하면에 흡착되는 경우 상측으로 이동된다. 즉, 흡착 부재(20)에 제2 웨이퍼(5)가 흡착되는 경우에만 하측으로 이동되어 제2 웨이퍼(5)의 회전이나 이동을 방지하게 된다.
이때, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 회전 방지 부재(50)의 승강을 위해, 승강 부재(60)가 제2 회전 방지 부재(50)의 상측에 배치된다. 승강 부재(60)는 일 측이 제2 회전 방지 부재(50)에 결합되고 타측이 지지 플레이트(10)에 형성되는 관통 홀(14)의 상측에 결합된다. 제2 회전 방지 부재(50)는 지지 플레이트(10)에 형성되는 관통 홀(14)을 내측에 배치됨으로써 상측으로 이동하게 된다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치(1)의 승강 부재(60)는 하우징(62), 이동체(64), 압력조절관(66) 및 제2 돌기(52)를 포함한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 하우징(62)은 하측으로 개방된 컵형으로 형성된다. 하우징(62)의 개방된 하측은 지지 플레이트(10)의 관통 홀(14)의 상측에 결합된다. 컵의 단면의 형상에는 제한이 없다. 본 실시예에서는 원형으로 형성된다.
하우징(62)의 내측에는 이동체(64)가 배치된다. 이동체(64)는 컵형의 하우징(62)의 내주면에 외주면이 결합될 수 있도록 형성된다. 이에 따라, 하우징(62)의 내면과 이동체(64)의 상면으로 내부 공간(61)이 규정된다.
이때, 이동체(64)의 외주면과 하우징(62)의 내주면은 밀폐된 채로, 이동체(64)는 하우징(62)의 내주면으로 따라 상하 방향으로 슬라이딩될 수 있다. 이동체(64)의 하측에는 제2 회전 방지 부재(50)가 결합된다. 제2 회전 방지 부재(50)의 이동체(64)와 함께 상하 방향으로 이동 가능하게 된다.
이때, 이동체(64)의 승강 운동을 제어하기 위하여 내부 공간(61)의 압력을 제어하도록 하우징(62)의 상측에는 압력조절관(66)이 연결된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 압력조절관(66)을 통해 내부 공간(61)으로 기체가 유입되는 경우 이동체(64)가 하측으로 이동하면서 제2 회전 방지 부재(50)가 관통 홀(14)로부터 하측으로 돌출될 수 있다.
반면, 도 6에 도시된 바와 같이, 압력조절관(66)을 통해 내부 공간(61)의 기체가 외부로 유출되는 경우, 이동체(64)가 상측으로 이동하면서 제2 회전 방지 부재(50)가 관통 홀(14)로 삽입된다.
이와 같이, 내부 공간(61)의 압력을 이용하여 이동체(64)의 움직임을 제어하게 되면, 별도의 모터를 구비하지 않고, 흡착 부재(20)의 작동을 위해 구비되는 펌프를 이용하여 이동체(64)의 움직임까지 제어할 수 있어서 웨이퍼 이송 장치(1)의 구성을 단순화할 수 있고 부피를 최소화할 수 있다. 또한, 별도의 모터를 구비하는 경우 모터로부터 필연적으로 발생하는 진동에 의하여 웨이퍼를 정밀하게 이동할 수 없게 되는 것을 방지할 수 있게 된다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 이동체(64)의 하단부에는 하측으로 돌출되는 제2 돌기(52)가 구비된다. 제2 돌기(52)는 상술한 제1 돌기(32)와 동일한 형상으로 형성되므로, 제2 돌기(52)에 대한 상세한 설명은 상술한 제1 돌기(32)에 대한 설명으로 대체한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치의 제어부를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치(1)는 지지 부재(70), 흡착 부재(20), 승강 부재(60)를 제어하는 제어부(80)를 포함한다.
제어부(80)는 지지 부재(70)의 움직임을 제어한다. 이에 따라, 지지 플레이트(10)의 이동을 제어하게 된다. 제어부(80)는 지지 플레이트(10)에 제1 웨이퍼(3) 또는 제2 웨이퍼(5)가 흡착되는 경우, 지지 플레이트(10)의 하면이 지면에 수평하게 배치되는 상태를 유지한 채로 이동하게 될 수 있다. 또한, 척(2)에 제1 웨이퍼(3) 또는 제2 웨이퍼(5)를 내려놓는 경우 지지 부재(70) 자체의 승강이 아닌 레일(12)을 이용하여 지지 플레이트(10)를 하강함으로써 척(2)에 제1 웨이퍼(3) 또는 제2 웨이퍼(5)를 내려놓을 수 있다.
제어부(80)는 지지 플레이트(10)에 제1 웨이퍼(3)를 흡착시키는 경우, 흡착 부재(20)가 제1 세기로 제1 웨이퍼(3)를 흡착시키도록 제어한다. 반면, 지지 플레이트(10)에 제2 웨이퍼(5)를 흡착시키는 경우에는 흡착력을 제어하여 제2 세기로 제2 웨이퍼(5)를 흡착하게 된다.
제어부(80)는 지지 플레이트(10)에 제2 웨이퍼(5)가 흡착되는 경우에는 승강 부재(60)의 하우징(62)의 내부 공간(61)에 기체를 주입하여 이동체(64)를 하강시킨 상태에서 흡착 부재(20)를 이용하여 제2 웨이퍼(5)를 지지 플레이트(10)에 흡착시킨다.
반면, 제어부(80)는 지지 플레이트(10)에 제1 웨이퍼(3)가 흡착되는 경우에 승강 부재(60)의 하우징(62)의 내부 공간(61)에 기체를 압력조절관(66)을 통해 배출하여 이동체(64)를 상승시킨 상태에서 흡착 부재(20)를 이용하여 제1 웨이퍼(3)를 지지 플레이트(10)에 흡착시킨다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술한 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
1 웨이퍼 이송 장치 40 정렬 부재
2 척 42 정렬 부재 몸체
3 제1 웨이퍼 44 지지 돌기
4 제1 위치 46 지지면
5 제2 웨이퍼 50 제2 회전 방지 부재
6 제2 위치 52 제2 돌기
10 지지 플레이트 60 승강 부재
12 레일 61 내부 공간
14 관통 홀 62 하우징
20 흡착 부재 64 이동체
30 제1 회전 방지 부재 66 압력조절관
32 제1 돌기 70 지지 부재
34 제1 돌기 몸체 72 결합부
36 돌출부 80 제어부
38 경사면

Claims (15)

  1. 소정의 위치로 이동할 수 있는 판상의 지지 플레이트;
    소정의 직경을 가지는 판상의 제1 웨이퍼를 제1 세기로 당겨 상기 제1 웨이퍼가 상기 지지 플레이트에 접촉하지 않은 상태로 상기 제1 웨이퍼를 상기 지지 플레이트의 하측에 위치시킬 수 있는 흡착 부재; 및
    상기 제1 웨이퍼가 상기 지지 플레이트에 접촉하지 않은 상태에서 회전하지 않도록 상기 제1 웨이퍼의 제1 위치에 접촉되는 제1 회전 방지 부재; 를 포함하는, 웨이퍼 이송 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 웨이퍼의 제1 위치는 복수로 형성되되 상기 제1 웨이퍼의 둘레를 따라 소정의 간격으로 형성되고,
    상기 제1 회전 방지 부재는 상기 지지 플레이트의 하면의 상기 제1 위치에 대응되는 위치에 복수 개로 구비되는, 웨이퍼 이송 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 흡착 부재는
    상기 지지 플레이트의 하면으로부터 함몰되어 형성되되 상기 지지 플레이트의 하부면을 따라 방사 방향으로 기체를 방출함으로써 중앙부에 상대적인 저기압을 만들어 상기 제1 웨이퍼를 상기 지지 플레이트의 하면 측으로 당기는 흡착력을 제공하는, 웨이퍼 이송 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 지지 플레이트의 하면으로부터 돌출 형성되는 제1 돌기; 를 더 포함하고,
    상기 제1 회전 방지 부재는 중공의 원통형으로 형성되고 상기 제1 돌기가 일 측으로 삽입되어 결합되는, 웨이퍼 이송 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 회전 방지 부재는 스펀지(sponge)로 형성되는, 웨이퍼 이송 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    하측으로 연장되고 상기 지지 플레이트의 일측에 방사 방향으로 이동 가능하도록 결합되는 정렬 부재; 를 더 포함하는, 웨이퍼 이송 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 정렬 부재는 상기 제1 웨이퍼의 외주면을 지지하여 상기 제1 웨이퍼를 정렬시키는, 웨이퍼 이송 장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 정렬 부재의 하단부로부터 상기 제1 웨이퍼의 중심 측으로 돌출되는 지지 돌기; 를 더 포함하는, 웨이퍼 이송 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 지지 플레이트의 상면으로부터 상측으로 돌출되는 레일; 및
    상기 레일에 결합되어 상기 지지 플레이트의 승강을 제어하는 결합부를 구비하는 지지 부재; 를 더 포함하는, 웨이퍼 이송 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 흡착 부재는 제2 세기로 당겨 상기 제1 웨이퍼보다 직경이 작은 판상의 제2 웨이퍼를 상기 지지 플레이트에 접촉하지 않은 상태로 상기 지지 플레이트의 하측에 위치시킬 수 있고,
    상기 제1 회전 방지 부재의 내측에 배치되고 상기 제2 웨이퍼가 상기 지지 플레이트에 접촉하지 않은 상태에서 회전하지 않도록 상기 제2 웨이퍼의 제2 위치에 접촉되는 제2 회전 방지 부재; 를 더 포함하는, 웨이퍼 이송 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 회전 방지 부재는 상기 흡착 부재에 의하여 상기 제1 웨이퍼가 비접촉식으로 상기 지지 플레이트의 하면에 흡착 시 상측으로 이동되고, 상기 제2 웨이퍼가 비접촉식으로 상기 지지 플레이트의 하면에 흡착되는 경우 하측으로 이동되어 상기 제2 위치에 접촉되는, 웨이퍼 이송 장치.
  12. 제10 항에 있어서,
    일 측이 상기 제2 회전 방지 부재에 결합되고 타측이 상기 지지 플레이트에 형성되는 관통 홀의 상측에 결합되어 상기 제2 회전 방지 부재의 상하 방향 으로 이동시키는 승강 부재를 더 포함하고,
    상기 승강 부재는
    하측으로 개방된 컵형으로 형성되고 상기 지지 플레이트의 상기 관통 홀의 상측에 결합되는 하우징;
    상기 하우징의 내주면에 상하 방향으로 슬라이딩 가능하도록 결합되어 상기 하우징의 내면과 상부면으로 정의되는 내부 공간을 형성하고 하측에 상기 제2 회전 방지 부재가 결합되는 이동체; 및
    상기 내부 공간의 압력을 제어하도록 상기 하우징의 상측에 연결되는 압력조절관; 을 포함하는, 웨이퍼 이송 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 승강 부재는
    상기 이동체의 하단부에 하측으로 돌출되는 제2 돌기; 를 더 포함하고,
    상기 제2 회전 방지 부재는 중공의 원통형으로 형성되고 상기 제2 돌기가 일 측으로 삽입되어 결합되는, 웨이퍼 이송 장치.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 웨이퍼 또는 상기 제2 웨이퍼에 따라 상기 흡착 부재의 흡착력을 제어하는 제어부를 더 포함하는, 웨이퍼 이송 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 흡착 부재에 상기 제1 웨이퍼가 흡착된 경우 상기 내부 공간의 압력을 낮춰 상기 이동체를 상측으로 이동시키는, 웨이퍼 이송 장치.
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