WO2019221356A1 - 웨이퍼 이송 기구 및 그를 구비한 cvd 장치 - Google Patents

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WO2019221356A1
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wafer
blade
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support block
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이세리
피중호
조장수
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에스케이실트론 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a wafer manufacturing apparatus, and more particularly to a wafer transfer mechanism.
  • the silicon wafer manufacturing process is obtained by a single crystal growing process for making a single crystal ingot, a slicing process in which a single crystal ingot is sliced to obtain a thin disk-shaped wafer, and a slicing process.
  • Edge Grinding process to process the outer periphery to prevent cracking and distortion of the wafer, and lapping to improve the flatness of the wafer by removing damage caused by mechanical processing remaining on the wafer.
  • Wafers manufactured in this manner are called polished wafers.
  • a polysid wafer manufactured through a series of manufacturing processes as described above may be physically and chemically stressed and may cause defects during manufacturing.
  • the defect of the wafer is removed through an annealing process in a separate heat treatment apparatus (Furnace), such a wafer is called a heat treatment wafer or an annealed wafer (Annealed Wafer).
  • epitaxial wafers Wafers manufactured through an epitaxial process of growing another single crystal film (or “epitaxial layer”) on the surface of a polysid wafer are called epitaxial wafers.
  • the epitaxial layer has high purity and excellent crystal characteristics, and thus epitaxial wafers grown with epitaxially have fewer surface defects than polysilicon wafers, and have characteristics that can control the concentration of impurities and the like.
  • epitaxial wafers offer advantages in improving the yield and device characteristics of semiconductor devices that are becoming highly integrated.
  • the wafer manufacturing apparatus for performing the above-mentioned epitaxial process has a cluster-type arrangement including a transfer chamber, a loadlock chamber and a plurality of process chambers CVD (Chemical Vapor Deposition) device may be included.
  • CVD Chemical Vapor Deposition
  • the load lock chamber and the process chambers may be disposed around the transfer chamber, and the process chambers, the interior of the load lock chamber, and the transfer chamber may have an atmosphere necessary for processing such as high temperature and gas supply.
  • the wafer may be moved into the process chamber by a wafer transfer mechanism having a blade and a robot arm. That is, the wafer is supported by the blade and can be transferred from the transfer chamber to the process chamber, from the process chamber to the load lock chamber, etc. by the operation of the robot arm.
  • a lift pin is installed inside the process chamber to guide and support the wafer from the blade.
  • the blade and wafer are heated together until the wafer is supported by the lift pins in the process chamber. Over time, the blade and wafer temperatures increase and the temperature rise of the wafer is greater than the blade temperature.
  • the wafer may expand and scratch the edge of the blade to generate particles or damage the blade and the wafer.
  • the particles when the particles remain on the wafer and are deposited together with the epi layer on the wafer surface while undergoing an epitaxial growth process, the particles may act as impurities to act as surface defects of the wafer.
  • An object of the present invention is to provide a wafer transfer mechanism and a CVD apparatus having the same that can prevent blades and wafers from being damaged or particles generated by thermal expansion of the wafer, and can also increase the cleanliness of the epitaxial process.
  • the present invention is a first blade coupled to the robot arm; Second and third blades extending from the first blade, respectively; An inner seating portion provided on the first blade and supporting one side of the wafer; And an outer seating portion provided on the outer side of the second and third blades to support the other side of the wafer, wherein the outer seating portion includes: a support block for supporting an inner region of the other edge of the wafer; Edge blocks spaced apart from each other to surround edges of the wafer; And a recess located below the edge of the wafer, the recess having a recess formed between the support block and the edge block.
  • the support block and the edge block may have an outwardly convex shape to have a curvature corresponding to the curvature of the wafer.
  • the width of the recess may be equal to or greater than the width of the support block.
  • the edge block may be larger than the height of the support block.
  • An upper surface of the edge block may have a stepped surface that rises outward.
  • At least one top edge of the support block may be chamfered.
  • the support blocks may be located on opposite sides facing each other, and may have inclined surfaces that slope downward from the top surface to the outside.
  • the edge blocks may be positioned on opposite outer sides facing each other, and may have an inclined surface inclined downward from the top to the outside.
  • the present invention can be provided with a CVD apparatus including the wafer transfer mechanism described above.
  • the edge of the wafer is seated on the blade without contacting the wafer, the blade and the wafer can be prevented from being broken or particles are generated by thermal expansion, and the transferred wafer Since it does not contain particles, it is possible to increase the cleanliness of the epitaxial process.
  • FIG. 1 is a perspective view of a wafer transfer mechanism according to an embodiment.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the wafer seating portion of FIG. 1.
  • FIG. 3 is an enlarged view of area “A” of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a side view illustrating the second blade of FIG. 3.
  • FIG 5 is a side view of the blade as a comparative example.
  • each layer (region), region, pattern, or structure is “on” or “under” the substrate, each layer (film), region, pad, or pattern.
  • “up” and “under” include both “directly” or “indirectly” formed through another layer. do.
  • the criteria for up / down or down / down each layer will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 1 is a perspective view of a wafer transfer mechanism according to an embodiment.
  • the wafer transfer mechanism 1 of the embodiment includes a blade 100 for supporting the wafer W and a robot arm 200, 300, 400, for transferring the wafer W.
  • the wafer transfer mechanism 1 of the embodiment may be mounted to a chemical vapor deposition (CVD) apparatus, although not shown in detail.
  • CVD chemical vapor deposition
  • the blade 100 may support the bottom surface of the wafer W so that the top surface of the wafer W is exposed. That is, the wafer W may be seated on the blade 100. Therefore, the blade 100 may be referred to as a wafer seating portion, a wafer chuck, or the like.
  • Robotic arm 200, 300, 400 includes a plurality of arms 200, 300, 400.
  • the plurality of arms 200, 300, and 400 have a form in which adjacent ends thereof are connected to each other, and any one arm 200 is coupled to the blade 100.
  • the plurality of arms 200, 300, and 400 may move the wafer W seated on the blade 100 while operating in a manner of being folded or unfolded with each other.
  • the robot arms 200, 300, and 400 are armed in the form of three bars, that is, the three stages of the robot arms 200, 300, and 400 are stacked on top of each other from the driver 500.
  • the form is illustrated, the number, shape, arrangement, and the like of the robot arms 200, 300, and 400 may be modified.
  • the driving unit 500 may include a motor, and may transmit the driving force of the motor to the robot arms 200, 300, and 400 so that the robot arms 200, 300, and 400 perform linear and rotational motions. . At least one arm of the robot arms 200, 300, and 400 may be rotatably connected to the driver 500.
  • the wafer W can move into the process chamber in the trans chamber by the wafer transfer mechanism 1 having the above-described configuration. That is, the wafer W is supported by the blade 100 and may be transferred from the transfer chamber to the process chamber and from the process chamber to the load lock chamber by the operation of the robot arms 200, 300, and 400.
  • the wafer transfer mechanism 1 of the embodiment can suppress the blade 100 and the wafer W from being damaged or generate particles due to thermal expansion of the wafer W, and can also increase the cleanliness of the epitaxial process.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the blade of FIG. 1
  • FIG. 3 is an enlarged view of the region “A” of FIG. 2
  • FIG. 4 is a side view showing the second blade of FIG. 3
  • FIG. 5 is a blade as a comparative example. Side view.
  • the blade 100 is combined with the robot arms 200, 300, and 400 to function as a wafer seating portion on which the wafer W is seated.
  • the blade 100 of the embodiment may be divided into three parts, the first blade 110, the second blade 130, the third blade 140.
  • the first blade 110 may be formed in one plate form as a part connected to the robot arms 200, 300, and 400. One side of the first blade 110 may be detachably coupled to the robot arms 200, 300, and 400, and the other side of the first blade 110 may be connected to the second blade 130 and the third blade 140, respectively. .
  • the first blade 110 may be provided with an inner seating part 120 that supports one side edge area of the wafer (W).
  • the inner seating part 120 may correspond to the shape of the wafer W, and may be implemented as a rounded step on which an edge region of the wafer W may be seated.
  • the inner seating portion 120 has the highest height of the portion connected to the robot arms 200, 300, and 400, and the lowest portion of the inner mounting portion 120 connected to the second blade 130 and the third blade 140.
  • the first blade 110 may be formed as a step surface.
  • the inner seating part 120 may be formed of one continuous step in the first blade 110, and may be implemented as a step of two parts in which some sections are cut by the through hole 112 as in the embodiment.
  • a central through hole 113 may be further formed in the central region of the first blade 110 to maintain rigidity and balance of the first blade 110.
  • the second blade 130 and the third blade 140 may be coupled to the outer edge of the first blade 110 to face each other. That is, the second blade 130 and the third blade 140 extend from the first blade 110, respectively, and are spaced apart between the second blade 130 and the third blade 140.
  • the first blade 110, the second blade 130, and the third blade 140 may be combined or integrally formed with each member.
  • the second blade 130 and the third blade 140 may each include an inclined surface inclined outward from the top surface for stiffness and balance.
  • the second blade 130 and the third blade 140 may have a shape symmetrical with each other. As described above, the second blade 130 and the third blade 140 may not include an inclined surface, and the shape may be modified.
  • the outer mounting portion 150, 160 are provided on the outside of the second blade 130 and the third blade 140, respectively.
  • the outer seats 150 and 160 support the other edge region of the wafer W together with the inner seat 120 supporting one edge region of the wafer W while the blade 100 seats the wafer W. Let's do it.
  • the outer seating parts 150 and 160 may include support blocks 151 and 161, edge blocks 153 and 163, and recessed grooves 152, 162 and grooves.
  • the outer seating parts 150 and 160 may include a first outer seating part 150 provided at the outside of the second blade 130 and a second outer seating part 160 provided at the outside of the third blade 140. It may include.
  • the first outer seating part 150 includes a first support block 151, a first edge block 153, and a first recessed groove 152
  • the second outer seating part 160 has a second support block. 161, a second edge block 163, and a second recessed groove 162.
  • the first outer seating part 150 and the second outer seating part 160 may be disposed to be symmetrical with each other while having the same configuration. Therefore, for convenience of description, the first outer seating unit 150 and a configuration including the same will be described as representative.
  • the first outer seating part 150 includes a first support block 151 for supporting the inner region of the other edge of the wafer W, a first edge block 153 disposed to surround the edge of the wafer W,
  • the first support block 151 and the first edge block 153 may include a recess recess 152 formed between.
  • the first support block 151 may protrude to a certain height from the second blade 130.
  • the height of the first support block 151 may have the same height as the step of the inner seating part 120 described above.
  • the first support block 151 may not be in contact with the edge of the wafer W, and may be disposed in an end region of the second blade 130 so as to support a region below the inner edge of the edge.
  • the first support block 151 may have a shape that is convex outward so as to have a curvature corresponding to the curvature of the wafer (W).
  • At least one top edge 151a or 151b of the first support block 151 may be chamfered in a round shape.
  • the upper edge refers to edges 151a and 151b formed by the upper surface, the left side, and the right side when the second blade 130 is viewed from the side.
  • the left and right upper surface edges 151a and 151b of the first support block 151 are chamfered in a round shape. As such, when the first support block 151 includes the chamfered surfaces 151a and 151b, it is possible to prevent particles from being generated while the wafer W and the first support block 151 are in friction.
  • the outer sides of the first support block 151 and the second support block 152 may have inclined surfaces 151c and 161c which are inclined downward from the opposite upper surfaces facing each other. have.
  • the contact area with the wafer W can be reduced to prevent particles from being generated during friction. have.
  • the first edge block 153 may form an end edge of the second blade 130 while being spaced apart from the first support block 151 by a predetermined distance. That is, the first recessed groove 152 is positioned between the first edge block 153 and the first support block 151 and spaces apart the first edge block 153 and the first support block 151.
  • the first edge block 153 is disposed to surround the edge of the wafer W, and the wafer W is not contacted or supported. That is, even when the wafer W is seated on the first support block 151 in consideration of thermal expansion of the wafer W, the edges of the first edge block 153 and the wafer W are spaced apart from each other with a predetermined gap.
  • the first edge block 153 may have a shape that is convex outward so as to have a curvature corresponding to the curvature of the wafer (W). That is, the first edge block 153 described above may have a curvature corresponding to the first support block 151.
  • the height H2 of the first edge block 153 may be greater than the height H1 of the first support block 151 to prevent the wafer W from escaping outward.
  • the upper surface 153a of the first edge block 153 may have a stepped surface 153b that rises outward.
  • first edge block 153 and the second edge block 163 may have inclined surfaces 153c and 163c which are inclined downward from the top to the outside, respectively.
  • inclined surfaces 153c and 163c when the upper surfaces of the first edge block 153 and the second edge block 163 include the inclined surfaces 153c and 163c, it is possible to reduce the contact area with the edges of the wafer W to generate particles during friction. You can prevent it.
  • the first recessed groove 152 may be located between the first edge block 153 and the first support block 151 so that the edge of the wafer W does not contact the second blade 130.
  • the first recessed groove 152 may have a curvature that is convex outward to correspond to the shape of the first edge block 153 and the second support block 161.
  • the width L2 of the first recessed groove 152 may be equal to or larger than the size of the width L1 of the first support block 151. Width L2 of the first recessed groove 152 may be modified in consideration of the non-contact degree of the edge of the wafer (W).
  • the blade 100 may further be subjected to surface treatment such as a Teflon coating to prevent surface damage such as scratches when the wafer W contacts the surface on which the wafer W is seated.
  • surface treatment such as a Teflon coating to prevent surface damage such as scratches when the wafer W contacts the surface on which the wafer W is seated.
  • the wafer W transfer mechanism 1 of the embodiment including such a configuration can support the lower surface of the wafer W through the inner seating portion 120 and the outer seating portions 150 and 160 of the blade 100. Can be.
  • the edge of the wafer W is not contacted by the recessed grooves 152 and 162. 1 is supported by the support block 151, so as not to scratch the blade (100).
  • the wafer transfer mechanism of the embodiment since the edge of the wafer is seated on the blade without contact, the blade and the wafer can be prevented from being broken or particles are generated by thermal expansion, and the transferred wafer contains particles. This can increase the cleanliness of the epitaxial process.
  • the present invention can be used in a wafer manufacturing apparatus such as CVD.

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Abstract

본 발명은 로봇암과 결합되는 제1 블레이드; 상기 제1 블레이드에서 각각 연장되는 제2 및 제3 블레이드; 상기 제1 블레이드에 구비되며, 웨이퍼의 일측을 지지하는 내측 안착부; 및 상기 제2 및 제3 블레이드의 외측에 각각 구비되어 상기 웨이퍼의 타측을 지지하는 외측 안착부를 포함하며, 상기 외측 안착부는, 상기 웨이퍼의 타측 가장자리 내측 영역을 지지하는 지지블럭; 상기 웨이퍼의 가장자리를 감싸도록 이격 배치되는 에지블럭; 및 상기 웨이퍼의 가장자리 아래에 위치하며, 상기 지지블럭과 상기 에지블럭 사이에 형성된 함몰홈을 포함하는, 웨이퍼 이송 기구를 제공한다.

Description

웨이퍼 이송 기구 및 그를 구비한 CVD 장치
본 발명은 웨이퍼 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼의 이송기구에 관한 것이다.
실리콘 웨이퍼의 제조 공정은, 단결정 잉곳(Ingot)을 만들기 위한 단결정 성장(Growing) 공정과, 단결정 잉곳을 슬라이싱(Slicing)하여 얇은 원판 모양의 웨이퍼를 얻는 슬라이싱(Slicing) 공정과, 슬라이싱 공정에 의해 얻어진 웨이퍼의 깨짐, 일그러짐을 방지하기 위해 그 외주부를 가공하는 외주 그라인딩(Edge Grinding) 공정과, 웨이퍼에 잔존하는 기계적 가공에 의한 손상(Damage)을 제거하여 웨이퍼의 평탄도를 향상시키기 위한 랩핑(Lapping) 공정과, 웨이퍼를 경면화하는 연마(Polishing) 공정과, 연마된 웨이퍼에 부착된 연마제나 이물질을 제거하는 세정(Cleaning) 공정으로 이루어진다.
이러한 방법으로 제조된 웨이퍼를 폴리시드 웨이퍼(Polished Wafer)라 한다.
상기와 같은 일련의 제조공정을 거쳐 제조된 폴리시드 웨이퍼는 제조되는 도중에 물리적 및 화학적으로 스트레스를 받아 결함이 발생될 수 있다. 이러한 웨이퍼의 결함은 별도의 열처리장치(Furnace)에서 어닐링(Annealing) 공정을 통해 제거되며, 이러한 웨이퍼를 열처리 웨이퍼 또는 어닐드 웨이퍼(Annealed Wafer)라 한다.
폴리시드 웨이퍼 표면에 또다른 단결정막(또는 "에피층")을 성장시키는 에피택셜 공정을 통해 제조된 웨이퍼를 에피택셜 웨이퍼(Epitaxial Wafer)라고 한다. 에피층은 순도가 높고 결정 특성이 우수하여, 에피칭을 성장시킨 에피택셜 웨이퍼는 폴리시드 웨이퍼보다 표면 결함이 적고, 불순물의 농도 등의 제어가 가능한 특성을 갖게 된다. 따라서 에피택셜 웨이퍼는 고집적화되고 있는 반도체 장치의 수율 및 소자 특성 향상에 유리한 장점을 제공한다.
한편, 상술한 에피택셜 공정들을 수행하는 웨이퍼 제조 장치는 트랜스퍼 챔버(Transfer Chamber), 로드락 챔버(Loadlock Chamber) 및 복수의 공정 챔버(Process Chamber)들을 포함하는 클러스터(Cluster) 타입의 배치 형태를 갖는 CVD(Chemical Vapor Deposition) 장치를 포함할 수 있다.
CVD 장치에서 로드락 챔버와 공정 챔버들은 트랜스퍼 챔버의 둘레에 배치될 수 있으며, 공정 챔버들과 로드락 챔버 및 트랜스퍼 챔버의 내부는 고온과 가스 공급 등 공정에 필요한 분위기가 조성될 수 있다.
트랜스 챔버 내에서 웨이퍼는 블레이드와 로봇암을 구비하는 웨이퍼 이송 기구에 의해 공정 챔버로 이동할 수 있다. 즉, 웨이퍼는 블레이드에 의해 지지되며 로봇암의 동작에 의해 트랜스퍼 챔버에서 공정 챔버로, 공정 챔버에서 로드락 챔버 등으로 이송될 수 있다.
한편, 공정 챔버 내부에는 블레이드로부터 웨이퍼를 인도받아 지지하는 리프트 핀이 설치된다. 공정 챔버 내에서 리프트 핀에 의해 웨이퍼가 지지될 때까지 블레이드와 웨이퍼는 함께 열을 받게 된다. 시간이 지남에 따라 블레이드와 웨이퍼의 온도는 증가하게 되며 웨이퍼의 온도 상승 정도는 블레이드의 온도보다 크게 된다.
블레이드와 웨이퍼의 가장자리는 인접하고 있기 때문에 온도의 상승에 따라 웨이퍼는 팽창하면서 블레이드의 가장자리를 긁어 파티클을 발생시키거나 블레이드와 웨이퍼의 파손을 가져올 수 있다.
또한, 이러한 파티클이 웨이퍼에 잔존한 상태로 에피택셜 성장 공정을 거치면서 웨이퍼 표면에서 에피층과 함께 적층되면, 불순물로 작용하여 웨이퍼의 표면 결함으로 작용할 수 있다.
본 발명은 웨이퍼의 열팽창에 의해 블레이드와 웨이퍼가 파손되거나 파티클이 발생하는 것을 억제할 수 있고, 아울러 에피택셜 공정의 청정도를 높일 수 있는 웨이퍼 이송 기구 및 그를 구비한 CVD 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 로봇암과 결합되는 제1 블레이드; 상기 제1 블레이드에서 각각 연장되는 제2 및 제3 블레이드; 상기 제1 블레이드에 구비되며, 웨이퍼의 일측을 지지하는 내측 안착부; 및 상기 제2 및 제3 블레이드의 외측에 각각 구비되어 상기 웨이퍼의 타측을 지지하는 외측 안착부를 포함하며, 상기 외측 안착부는, 상기 웨이퍼의 타측 가장자리 내측 영역을 지지하는 지지블럭; 상기 웨이퍼의 가장자리를 감싸도록 이격 배치되는 에지블럭; 및 상기 웨이퍼의 가장자리 아래에 위치하며, 상기 지지블럭과 상기 에지블럭 사이에 형성된 함몰홈을 포함하는, 웨이퍼 이송 기구를 제공한다.
상기 지지블럭 및 에지블럭은 상기 웨이퍼의 곡률에 대응하는 곡률을 갖도록 외측으로 볼록한 형상을 가질 수 있다.
상기 함몰홈의 폭은 상기 지지블럭의 폭보다 같거나 클 수 있다.
상기 에지블럭은 상기 지지블럭의 높이보다 더 클 수 있다.
상기 에지블럭의 상면은 외측으로 높아지는 단차면을 가질 수 있다.
상기 지지블럭의 적어도 어느 하나의 상면 모서리는 모따기가 이루어질 수 있다.
지지블럭들은 서로 마주하는 반대편 외측에 각각 위치하며, 상면에서 외측으로 갈수록 아래로 경사진 경사면을 가질 수 있다.
상기 에지블럭들은 서로 마주하는 반대편 외측에 각각 위치하며, 상면에서 외측으로 갈수록 아래로 경사진 경사면을 가질 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 웨이퍼 이송기구를 포함하는 CVD 장치를 구비할 수 있다.
실시예의 웨이퍼 이송 기구 및 그를 구비한 CVD 장치에 따르면, 웨이퍼의 가장자리가 접촉되지 않은 상태로 블레이드에 안착되므로 열팽창에 의해 블레이드와 웨이퍼가 파손되거나 파티클이 발생하는 것을 억제할 수 있고, 아울러 이송된 웨이퍼가 파티클을 포함하지 않게 되므로 에피택셜 공정의 청정도를 높일 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 웨이퍼 이송 기구에 대한 사시도이다.
도 2는 도 1의 웨이퍼 안착부에 대한 확대도이다.
도 3은 도 2의 "A" 영역에 대한 확대도이다.
도 4는 도 3의 제2 블레이드를 보여주는 측면도이다.
도 5는 비교예로서 블레이드의 측면도이다.
이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 또한 동일한 참조번호는 도면의 설명을 통하여 동일한 요소를 나타낸다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 설명한다.
도 1은 실시예에 따른 웨이퍼 이송 기구에 대한 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 실시예의 웨이퍼 이송 기구(1)는 웨이퍼(W)를 지지하기 위한 블레이드(100, Blade)와, 웨이퍼(W)의 이송을 위한 로봇암(200, 300, 400, Robot Arm)과, 로봇암(200, 300, 400)을 구동시키는 구동부(500)를 포함할 수 있다. 실시예의 웨이퍼 이송 기구(1)는 자세히 도시하지는 않았지만 CVD(Chemical Vapor Deposition) 장치에 장착될 수 있다.
블레이드(100)는 웨이퍼(W)의 상면이 노출되도록 웨이퍼(W)의 하면을 지지할 수 있다. 즉, 웨이퍼(W)는 블레이드(100)에 안착될 수 있다. 따라서 블레이드(100)는 웨이퍼 안착부, 웨이퍼 척 등으로 불릴 수 있다.
로봇암(200, 300, 400)은 다수의 암(200, 300, 400)들을 포함한다. 다수의 암들(200, 300, 400)은 인접한 것꺼리 단부가 서로 연결된 형태로서 어느 하나의 암(200)은 블레이드(100)와 결합된다. 다수의 암들(200, 300, 400)은 서로 포개지거나 펼쳐지는 방식으로 동작하면서 블레이드(100)에 안착된 웨이퍼(W)를 이송시킬 수 있다.
실시예에서 로봇암(200, 300, 400)은 3개의 바(Bar) 형태의 암(Arm), 즉 3 단의 로봇암(200, 300, 400)이 구동부(500)로부터 상측으로 서로 포개진 형태를 도시하였으나 로봇암(200, 300, 400)의 개수와 형상, 배치 구조 등은 변형 실시 가능하다.
구동부(500)는 모터(Motor)를 포함하며, 로봇암(200, 300, 400)으로 모터의 구동력을 전달하여 로봇암(200, 300, 400)이 직선과 회전 운동 동작을 수행하도록 할 수 있다. 구동부(500)에는 로봇암(200, 300, 400)의 적어도 어느 하나의 암이 회전가능하게 연결될 수 있다.
상술한 구성을 포함하는 웨이퍼 이송 기구(1)에 의해 트랜스 챔버 내에서 웨이퍼(W)는 공정 챔버로 이동할 수 있다. 즉, 웨이퍼(W)는 블레이드(100)에 의해 지지되며 로봇암(200, 300, 400)의 동작에 의해 트랜스퍼 챔버에서 공정 챔버로, 공정 챔버에서 로드락 챔버 등으로 이송될 수 있다.
실시예의 웨이퍼 이송 기구(1)는 웨이퍼(W)의 열팽창에 의해 블레이드(100)와 웨이퍼(W)가 파손되거나 파티클이 발생하는 것을 억제할 수 있고, 아울러 에피택셜 공정의 청정도를 높일 수 있다.
이하, 상술한 효과를 제공하는 실시예에서 웨이퍼 이송 기구(1)에 대해서 좀 더 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 도 1의 블레이드에 대한 확대도이며, 도 3은 도 2의 "A" 영역에 대한 확대도이고, 도 4는 도 3의 제2 블레이드를 보여주는 측면도이며, 도 5는 비교예로서 블레이드의 측면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 블레이드(100)는 로봇암(200, 300, 400)과 결합되어 웨이퍼(W)가 안착되는 웨이퍼 안착부로서 기능한다.
실시예의 블레이드(100)는 제1 블레이드(110), 제2 블레이드(130), 제3 블레이드(140)의 세 부분으로 크게 나눌 수 있다.
제1 블레이드(110)는 로봇암(200, 300, 400)과 연결되는 부분으로서 하나의 플레이드(Plate) 형태로 이루어질 수 있다. 제1 블레이드(110)의 일측은 로봇암(200, 300, 400)과 착탈 결합되고, 제1 블레이드(110)의 타측은 제2 블레이드(130)와 제3 블레이드(140)와 각각 연결될 수 있다.
제1 블레이드(110)에는 웨이퍼(W)의 일측 가장자리 영역을 지지하는 내측 안착부(120)가 마련될 수 있다.
내측 안착부(120)는 웨이퍼(W)의 형상의 대응하여, 웨이퍼(W)의 가장자리 영역이 안착될 수 있는 라운드진 단턱으로 실시될 수 있다. 예를 들어 내측 안착부(120)는 로봇암(200, 300, 400)과 연결되는 부분의 높이가 가장 높고, 제2 블레이드(130)와 제3 블레이드(140)와 연결되는 부분이 가장 낮도록 제1 블레이드(110)에서 단차면으로 이루어질 수 있다.
내측 안착부(120)는 제1 블레이드(110)에서 하나의 연속된 단턱으로 이루어질 수 있으며, 실시예처럼 관통공(112)에 의해 일부 구간이 절개된 2 부분의 단턱으로 실시될 수도 있다.
제1 블레이드(110)의 중심 영역에는 제1 블레이드(110)의 강성, 균형 유지 등을 위한 중심통공(113)이 더 형성될 수 있다.
제1 블레이드(110)의 외측 가장자리에는 제2 블레이드(130)와 제3 블레이드(140)가 마주 보도록 결합될 수 있다. 즉, 제2 블레이드(130) 및 제3 블레이드(140)는 제1 블레이드(110)에서 각각 연장되며, 제2 블레이드(130)와 제3 블레이드(140)의 사이는 이격된다. 여기서 제1 블레이드(110), 제2 블레이드(130) 및 제3 블레이드(140)는 각각의 부재들이 결합된 형태이거나 일체로 구성될 수 있다.
제2 블레이드(130)와 제3 블레이드(140)는 도시하지는 않았지만 강성, 균형 등을 위해서 각각 상면으로부터 외측으로 경사진 경사면을 각각 포함할 수 있다. 제2 블레이드(130)와 제3 블레이드(140)는 서로 대칭을 이루는 형상을 가질 수 있다. 상술한 제2 블레이드(130)와 제3 블레이드(140)는 도시된 바와 같이 경사면을 포함하지 않을 수도 있으며, 그 형상은 변형 실시될 수 있다.
한편, 제2 블레이드(130)와 제3 블레이드(140)의 외측에는 외측 안착부(150, 160)가 각각 구비된다.
외측 안착부(150, 160)는 웨이퍼(W)의 일측 가장자리 영역을 지지하는 내측 안착부(120)와 함께 웨이퍼(W)의 타측 가장자리 영역을 지지하면서 블레이드(100)가 웨이퍼(W)를 안착시키도록 한다. 외측 안착부(150, 160)는 지지블럭(151, 161), 에지블럭(153, 163), 함몰홈(152, 162, Groove)을 포함할 수 있다.
여기서 외측 안착부(150, 160)는 제2 블레이드(130)의 외측에 구비되는 제1 외측 안착부(150)와, 제3 블레이드(140)의 외측에 구비되는 제2 외측 안착부(160)를 포함할 수 있다.
그러므로 제1 외측 안착부(150)는 제1 지지블럭(151), 제1 에지블럭(153) 및 제1 함몰홈(152)을 포함하고, 제2 외측 안착부(160)는 제2 지지블럭(161), 제2 에지블럭(163) 및 제2 함몰홈(162)을 포함할 수 있다.
제1 외측 안착부(150)와 제2 외측 안착부(160)는 서로 동일한 구성을 가지면서 서로 대칭을 이루도록 배치될 수 있다. 따라서 설명의 편의상 제1 외측 안착부(150)와 그를 포함하는 구성을 대표적으로 설명하기로 한다.
제1 외측 안착부(150)는 웨이퍼(W)의 타측 가장자리 내측 영역을 지지하는 제1 지지블럭(151)과, 웨이퍼(W)의 가장자리를 감싸도록 배치되는 제1 에지블럭(153)과, 제1 지지블럭(151)과 제1 에지블럭(153) 사이에 형성된 제 함몰홈(152)을 포함할 수 있다.
제1 지지블럭(151)은 제2 블레이드(130)에서 일정한 높이로 돌출될 수 있다. 예를 들어 제1 지지블럭(151)의 높이는 전술한 내측 안착부(120)의 단턱과 동일한 높이를 가질 수 있다.
제1 지지블럭(151)은 웨이퍼(W)의 가장자리와 닿지 않고, 가장자리 내측 아래 영역을 지지하도록 제2 블레이드(130)의 단부 영역에 배치될 수 있다.
여기서 제1 지지블럭(151)은 웨이퍼(W)의 곡률에 대응하는 곡률을 갖도록 외측으로 볼록한 형상을 가질 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 제1 지지블럭(151)의 적어도 어느 하나의 상면 모서리(151a, 151b)는 라운드 형상으로 모따기가 이루어질 수 있다. 여기서 상면 모서리는 제2 블레이드(130)를 측면에서 바라보았을 때, 상면과 좌측면과 우측면이 이루는 모서리(151a, 151b)를 의미한다.
실시예에서 제1 지지블럭(151)의 좌우측 상면 모서리(151a, 151b)가 모두 라운드지게 모따기된 형상을 도시하였다. 이와 같이 제1 지지블럭(151)이 모따기면(151a, 151b)을 포함하면, 웨이퍼(W)와 제1 지지블럭(151)이 마찰하면서 파티클을 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 지지블럭(151)과 제2 지지블럭(152)의 외측에는 각각 서로 마주하는 반대편 상면에서 외측으로 갈수록 아래로 경사진 경사면(151c, 161c)을 가질 수 있다. 이와 같이 제1 지지블럭(151) 및 제2 지지블럭(161)의 상면이 경사면(151c, 161c)을 포함하면, 웨이퍼(W)와의 접촉면적을 줄임으로써 마찰시 파티클을 발생하는 것을 방지할 수 있다.
제1 에지블럭(153)은 제1 지지블럭(151)과 일정한 거리 이격되면서 제2 블레이드(130)의 단부 가장자리를 이룰 수 있다. 즉, 제1 함몰홈(152)은 제1 에지블럭(153)과 제1 지지블럭(151)의 사이에 위치하며 제1 에지블럭(153)과 제1 지지블럭(151)을 이격시킨다.
제1 에지블럭(153)은 웨이퍼(W)의 가장자리를 감싸도록 배치되며, 웨이퍼(W)가 접촉되거나 지지되지 않는다. 즉, 웨이퍼(W)의 열팽창을 고려하여 웨이퍼(W)가 제1 지지블럭(151)에 안착되더라도 제1 에지블럭(153)과 웨이퍼(W)의 가장자리는 일정한 간극을 가지며 이격된다.
여기서 제1 에지블럭(153)은 웨이퍼(W)의 곡률에 대응하는 곡률을 갖도록 외측으로 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상술한 제1 에지블럭(153)은 제1 지지블럭(151)에 대응하는 곡률을 가질 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 제1 에지블럭(153)의 높이(H2)은 웨이퍼(W)가 외측으로 이탈하는 것을 방지하도록 제1 지지블럭(151)의 높이(H1)보다 더 클 수 있으며, 제1 에지블럭(153)의 상면(153a)은 외측으로 높아지는 단차면(153b)을 가질 수 있다.
마찬가지로 제1 에지블럭(153)과 제2 에지블럭(163)의 서로 마주하는 반대편 외측에는 각각 상면에서 외측으로 갈수록 아래로 경사진 경사면(153c, 163c)을 가질 수 있다. 이와 같이 제1 에지블럭(153) 및 제2 에지블럭(163)의 상면이 경사면(153c, 163c)을 포함하면, 웨이퍼(W)의 가장자리와의 접촉면적을 줄임으로써 마찰시 파티클을 발생하는 것을 방지할 수 있다.
제1 함몰홈(152)은 웨이퍼(W)의 가장자리가 제2 블레이드(130)에 접촉하지 않도록 제1 에지블럭(153)과 제1 지지블럭(151)의 사이에 위치할 수 있다. 제1 함몰홈(152)은 제1 에지블럭(153)과 제2 지지블럭(161)의 형상에 대응하도록 외측으로 볼록한 곡률을 가질 수 있다.
여기서 제1 함몰홈(152)의 폭(L2)은 제1 지지블럭(151)의 폭(L1)의 크기와 같거나 클 수 있다. 제1 함몰홈(152)의 폭(L2)은 웨이퍼(W) 가장자리의 비접촉 정도를 고려하여 변형실시될 수 있다.
상술한 블레이드(100)는 웨이퍼(W)가 안착되는 표면에 웨이퍼(W)의 접촉 시 스크래치와 같은 표면 손상을 방지하기 위해 테플론 코팅(Teflon coating) 등 표면처리가 더 실시될 수 있다.
이와 같은 구성을 포함하는 실시예의 웨이퍼(W) 이송 기구(1)는, 블레이드(100)의 내측 안착부(120)와 외측 안착부(150, 160)를 통해 웨이퍼(W)의 하면을 지지할 수 있다.
여기서 로봇암(200, 300, 400)에 의해 이송되어 공정 챔버로 이동한 웨이퍼(W)가 열에 의해 팽창하더라도 웨이퍼(W)의 가장자리는 함몰홈(152, 162)에 의해 접촉되지 않은 상태에서 제1 지지블럭(151)에 지지되므로 블레이드(100)를 긁지 않는다.
비교예로서 도 5에 도시된 바와 같이 웨이퍼(W)의 가장자리가 블레이드(13)의 단부(15)와 접촉된 상태에 있으면 블레이드(100)가 마모되어 파티클(P)이 발생하면서 웨이퍼(W)의 표면에 부착될 수 있다.
반면에 실시예의 웨이퍼 이송 기구에 따르면, 웨이퍼의 가장자리가 접촉되지 않은 상태로 블레이드에 안착되므로 열팽창에 의해 블레이드와 웨이퍼가 파손되거나 파티클이 발생하는 것을 억제할 수 있고, 아울러 이송된 웨이퍼가 파티클을 포함하지 않게 되므로 에피택셜 공정의 청정도를 높일 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명은 CVD 등 웨이퍼 제조장치에 사용될 수 있다.

Claims (9)

  1. 로봇암과 결합되는 제1 블레이드;
    상기 제1 블레이드에서 각각 연장되는 제2 및 제3 블레이드;
    상기 제1 블레이드에 구비되며, 웨이퍼의 일측을 지지하는 내측 안착부; 및
    상기 제2 및 제3 블레이드의 외측에 각각 구비되어 상기 웨이퍼의 타측을 지지하는 외측 안착부를 포함하며,
    상기 외측 안착부는,
    상기 웨이퍼의 타측 가장자리 내측 영역을 지지하는 지지블럭;
    상기 웨이퍼의 가장자리를 감싸도록 이격 배치되는 에지블럭; 및
    상기 웨이퍼의 가장자리 아래에 위치하며, 상기 지지블럭과 상기 에지블럭 사이에 형성된 함몰홈을 포함하는, 웨이퍼 이송 기구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지블럭 및 상기 에지블럭은 상기 웨이퍼의 곡률에 대응하는 곡률을 갖도록 외측으로 볼록한 형상을 갖는, 웨이퍼 이송 기구.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 함몰홈의 폭은 상기 지지블럭의 폭보다 같거나 큰, 웨이퍼 이송 기구.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 에지블럭의 높이는 상기 지지블럭의 높이보다 더 큰, 웨이퍼 이송 기구.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 에지블럭의 상면은 외측으로 높아지는 단차면을 갖는, 웨이퍼 이송 기구.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 지지블럭의 적어도 어느 하나의 상면 모서리는 모따기가 이루어진, 웨이퍼 이송 기구.
  7. 제1항에 있어서,
    지지블럭들은 서로 마주하는 반대편 외측에 각각 위치하며, 상면에서 외측으로 갈수록 아래로 경사진 경사면을 갖는, 웨이퍼 이송 기구.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 에지블럭들은 서로 마주하는 반대편 외측에 각각 위치하며, 상면에서 외측으로 갈수록 아래로 경사진 경사면을 갖는, 웨이퍼 이송 기구.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 웨이퍼 이송 기구를 포함하는 CVD 장치.
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