KR20020065984A - 척을 구비한 웨이퍼 반송 장치 - Google Patents

Abstract

진공척을 사용하지 않는 웨이퍼 반송 장치에 관해 개시한다. 진공척 대신 작은 면적을 갖는 마찰계수가 크고 탄성이 좋은 물질로 이루어진 웨이퍼 홀더를 이용함으로써, 하드성 입자에 의한 웨이퍼의 오염을 방지할 수 있고, 오염 면적을 최소화할 수 있다.

Description

척을 구비한 웨이퍼 반송 장치{Apparatus of transfering wafer with chuck}

본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 특히 웨이퍼 반송 장치에 관한 것이다.

반도체 소자의 제조 공정 시, 웨이퍼는 척을 구비한 로봇 또는 기계 장치에 의해 운반된다. 종래의 웨이퍼 척은 그 위에 웨이퍼를 고정시키기 위해 고진공을 유도하여 웨이퍼를 척 상에 완전히 밀착시킨다. 배치 타입으로 진행되는 공정에서, 진공척은 다수개의 웨이퍼를 연속적으로 운반하게 된다. 따라서, 전단계의 웨이퍼로부터 오염된 입자가 진공척에 부착되고, 진공척에 부착된 입자는 다음 단계의 웨이퍼 뒷면에 부착하게 된다, 특히, 진공을 이용하여 척과 웨이퍼의 뒷면이 완전히 밀착되므로, 진공척으로부터 다음 단계의 웨이퍼로 오염되는 입자들은 웨이퍼 뒷면에 강하게 부착된다. 이러한 입자들을 하드(hard)성 입자라 한다. 하드성 입자들은 화학 약품에 의해서도 잘 제거되지 않는다. 예를 들면, 불화 수소(HF)를 이용한 세정 공정의 진행 시, 웨이퍼 뒷면에 오염된 입자는 불화 수소(HF)에 의해 제거되어 세정액 중에 있다가 다음 진행되는 웨이퍼의 전면에 전사되어 재흡착되기도 한다. 재흡착된 입자들은 세정 공정의 종류와 세정액에 따라 차이는 있지만 완전히 제거되지는 않는다. 제거되지 않고 웨이퍼 뒷면에 남아있는 입자들은 결함의 원인이 되어 반도체 소자의 전기적 특성의 손상 및 생산의 수율 저하를 유발한다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 진공척을 사용하지 않음으로써, 하드성 입자에 의한 웨이퍼의 오염을 방지할 수 있는 웨이퍼 반송 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 웨이퍼와 척의 밀착 부분의 면적을 감소시킴으로써 오염 면적을 최소화할 수 있는 웨이퍼 반송 장치를 제공하는 것이다.

도 1a 내지 도 1f는 본 발명에 의한 웨이퍼 척 및 척에 접촉되는 웨이퍼 표면의 접촉 포인트를 나타낸 도면이다.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 이용될 수 있는 웨이퍼 홀더의 여러 모양을 나타낸 측면도이다.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 의한 상부가 오목한 모양의 웨이퍼 홀더를 이용하여 웨이퍼를 잡는 방법의 실시예를 나타낸 측면도이다.

본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 반송 장치는 웨이퍼가 놓여질 판 및 판의 에지 영역에 부착된, 탄성이 좋고 마찰계수가 큰 물질로 이루어진 다수개의 웨이퍼 홀더를 포함하는 척을 구비한다.

상기 웨이퍼 홀더는 켐라즈(Chemraz), 칼레즈(Kalrez) 및 불소고무 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 웨이퍼 홀더는 상부가 오목한 모양을 이루는 것이 바람직하다.

상기 웨이퍼 홀더는 밸브 및 웨이퍼 홀더 중앙에 형성된 웨이퍼 홀더의 상부와 하부를 관통하는 구멍과 상기 밸브를 연결하는 관을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 밸브는 솔레노이드 밸브인 것이 바람직하다.

상기 웨이퍼 홀더는 상부와 하부의 폭이 동일한 모양일 수 있다.

상기 웨이퍼 홀더는 상부의 폭이 하부의 폭보다 좁은 모양일 수 있다.

상기 웨이퍼 홀더는 상부가 볼록한 모양일 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 본 발명의 개시가 완전해지도록 하며, 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다. 도면 상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 구성 요소를 의미한다. 또한, 어떤 막이 다른 막 또는 반도체 기판의 '상'에 있다 라고 기재되는 경우에 상기 어떤 막은 상기 다른 막 또는 반도체 기판에 직접 접촉하여 존재할 수 있고, 또는 그 사이에 제3의 막이 개재되어질 수도 있다.

이하 도 1a 내지 도 1f, 도 2a 내지 도 2d 및 도 3a 내지 도 3d를 참고로 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1a 내지 도 1f는 본 발명에 의한 웨이퍼 척 및 척에 접촉되는 웨이퍼 표면의 접촉 포인트를 나타낸 도면이다.

도 1a 및 도 1d에는, 웨이퍼(110,210)가 놓여지는 부분의 형태가 다른 척(100,200)의 평면도가 도시되어 있다. 척(100,200)은 웨이퍼가 놓여지는 판(100a,200a), 핸들(100b,200b) 및 웨이퍼 홀더(A,B)로 구성되어 있다. 도 1b 및 도 1e에는 접촉 포인트가 표시된 웨이퍼(110,210)의 평면도이다. 도 1c 및 도 1f는 웨이퍼(110,210)가 놓여진 척의 측면도이다. 도면에 A,B로 표시된 부분은 각각 웨이퍼(110,210)를 고정시키는 웨이퍼 홀더이고, A',B'로 표시된 것은 각각 웨이퍼 홀더에 대응되는 웨이퍼(110,210) 표면의 접촉 포인트를 나타낸다. 도 1a 및 도 1d에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(110,210)가 놓여지는 판의 형태에 관계없이, 웨이퍼 홀더(A,B)는 웨이퍼가 놓여지는 판(100a,200a)의 에지 영역에, 작은 면적의 포인트로 다수개가 배치되어 있다. 따라서, 도 1c 및 도 1f에서 보여지는 바와 같이, 웨이퍼(110,210)와 척(100,200)은 웨이퍼 홀더(A,B)의 면적 만큼만 접촉하게 된다. 웨이퍼 홀더(A,B)는 내화학성이 강하고 탄성이 좋고 마찰계수가 큰 물질, 예를 들면, 켐라즈(Chemraz), 칼레즈(Kalrez) 및 불소고무 중에서 선택된 어느 하나로 구성한다. 그렇게 함으로써, 웨이퍼 표면에 증착된 여러가지 막들의 화학 반응에 영향을 덜 받으면서, 웨이퍼를 잘 잡을 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 웨이퍼 홀더가 입자에 의해 오염되더라도, 웨이퍼와 접촉되는 면적이 작으므로 오염량이 적다. 아울러, 진공을 이용하지 않아서, 오염된 입자의 밀착이 강하지 않으므로 입자를 쉽게 제거할 수 있다.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 이용될 수 있는 웨이퍼 홀더의 여러 모양을 나타낸 측면도이다. 척의 웨이퍼가 놓여지는 판은 도면에 각각 300, 310, 320, 330으로, 웨이퍼 홀더는 각각 c1, c2, c3, c4로 표시되어 있다.

도 2a는 상부와 하부의 폭이 동일한 모양의 웨이퍼 홀더(c1)를 구비한 척의 판을 나타낸다.

도 2b는 상부가 볼록한 모양의 웨이퍼 홀더(c2)를 구비한 척의 판을 나타낸다.

도 2c는 상부의 폭이 하부의 폭보다 좁은 모양의 웨이퍼 홀더(c3)를 구비한 척의 판을 나타낸다.

도 2d는 상부가 오목한 모양의 웨이퍼 홀더(c4)를 구비한 척이다.

도 3a 내지 도 3d는 도 2d에 도시된, 상부가 오목한 모양의 웨이퍼 홀더를 이용하여 웨이퍼를 잡는 방법의 실시예를 나타낸 측면도이다.

도 3a에서 웨이퍼 홀더(400)의 중앙에는 상부와 하부를 관통하는 구멍(410)이 형성되어 있고, 구멍과 연결된 관(430) 및 관에 설치된 밸브(420)가 척의 내부에 설치되어 있다. 밸브(420)는 솔레노이드 밸브를 이용하는 것이 바람직하다.

도 3b에서, 웨이퍼 홀더(400) 위에 웨이퍼(440)를 놓는다. 이때, 밸브(420)는 열려 있다. 웨이퍼 홀더(400)는 상부가 오목하므로 웨이퍼와 완전히 접촉되지 않고, 그 사이에 공간(s)이 생긴다. 웨이퍼(440)의 무게에 의해 오목한 공간(s)에 있던 공기가 구멍(410) 및 관(430)을 따라 빠져나간다. 도면의 화살표는 공기의 이동을 표시한 것이다.

따라서, 도 3c에 도시된 바와 같이, 오목한 공간(s)은 자연 진공 상태가 된다. 이 때, 밸브(420)를 잠그면 자연 진공 상태가 유지되고, 웨이퍼(440)는 웨이퍼 홀더(400) 위에 밀착된다.

도 3d에서, 밸브를 열면, 관을 통해 진공을 유지하던 공간(s)에 공기가 유입되어 웨이퍼는 웨이퍼 홀더와의 밀착 상태를 풀게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에서는 진공척을 이용하지 않고, 마찰계수가 크고 탄성이 좋은 물질로 이루어진 웨이퍼 홀더를 이용하여 웨이퍼를 잡음으로써, 웨이퍼가 하드성 입자에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 접촉 면적이 작은 다수개의 웨이퍼 홀더를 이용하여 웨이퍼를 잡음으로써, 웨이퍼 홀더가 오염되더라도 웨이퍼와 접촉되는 면적이 작으므로 오염 면적을 최소화할 수 있다.

Claims (8)

1. 웨이퍼가 놓여질 판; 및

   상기 판의 에지 영역에 부착된, 탄성이 좋고 마찰계수가 큰 물질로 이루어진 다수개의 웨이퍼 홀더를 포함하는 척을 구비하는 웨이퍼 반송 장치.
2. 제1 항에 있어서, 상기 웨이퍼 홀더는 켐라즈(Chemraz), 칼레즈(Kalrez) 및 불소고무 중에서 선택된 어느 하나로 이루어진 척을 구비하는 웨이퍼 반송 장치.
3. 제1 항에 있어서, 상기 웨이퍼 홀더는 상부가 오목한 모양을 이루는 웨이퍼 반송 장치.
4. 제3 항에 있어서, 상기 웨이퍼 홀더는,

   밸브; 및

   상기 웨이퍼 홀더 중앙에 형성된 상기 웨이퍼 홀더의 상부와 하부를 관통하는 구멍과 상기 밸브를 연결하는 관을 포함하는 척을 구비하는 웨이퍼 반송 장치.
5. 제4 항에 있어서, 상기 밸브는 솔레노이드 밸브인 척을 구비하는 웨이퍼 반송 장치.
6. 제2 항에 있어서, 상기 웨이퍼 홀더는 상부와 하부의 폭이 동일한 모양인 웨이퍼 반송 장치.
7. 제2 항에 있어서, 상기 웨이퍼 홀더는 상부의 폭이 하부의 폭보다 좁은 모양인 웨이퍼 반송 장치.
8. 제2 항에 있어서, 상기 웨이퍼 홀더는 상부가 볼록한 모양인 웨이퍼 반송 장치.