JP4951677B2 - ウエハー移送装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウエハー移送装置に関し、より詳しくは、静電気力を利用してウエハーを把持するブレードを含むウエハーを移送するためのウエハー移送装置に関する。

一般的に、半導体装置は、半導体基板として使用されるシリコンウエハー上に膜を形成し、前記膜を回路パターンで形成することによって製造される。前記パターンは、化学気相蒸着、スパッタ法、フォトリソグラフィー、エッチング、イオン注入、化学機械研磨（ＣＭＰ）などのような単位工程の順次的または反復的遂行によって形成される。前述のような単位工程においてはウエハーを把持し、移送するためのウエハー移送装置が使用される。

前記ウエハー移送装置は、前記ウエハーを把持するために、摩擦力、真空力、静電気力などを利用する。前記静電気力を利用するウエハー移送装置は、真空環境で使用することができ、前記ウエハー移送装置のブレードは静電気力を発生するために、電極と誘電体を含む。セラミックなどの物質を含む前記誘電体を製造する過程で微細なホールが前記誘電体表面に形成される。前記ホールには空気中の水分または汚染物質が入る。前記ウエハー移送時、前記水分または汚染物質が前記ウエハーを汚染させる。

前記ウエハー移送装置は、静電気力を高めるために加わる電圧を高めるかまたは誘電体の厚さを減らす。この場合、前記誘電体は、前記高い電圧によって損傷されることがあり、前記ウエハーが前記損傷された誘電体を通じて前記電極と電気的に接続されることができるため、前記ウエハーもやはり損傷される可能性がある。

また、高い電圧によって、前記誘電体に蓄積された電荷を放電できず、前記ウエハーが分離されないという問題がある。従って、前記静電気力発生のために提供された電圧と反対極性の電圧をかけなければならない問題がある。

本発明の実施例は、誘電体の汚染を防ぎながら、ウエハーを固く把持できるウエハー移送装置を提供する。

本発明の一側面によれば、ウエハー移送装置はウエハーを支持するためのセラミックブレードと、前記ブレード内部に備えられ、前記ウエハーを吸着するための静電気力を発生する電源が印加される電極と、前記ブレードの上部面に備えられ、前記ブレード上においてのウエハー流動を抑制するために前記ウエハーとの間で摩擦力を提供する複数のパッドと、前記ブレードと接続され、前記ブレードを移動させるためのロボットアームを含むことができる。

本発明の実施例によれば、前記パッドと前記電極との間の間隔は、前記電極と前記ブレードの上部面との間の間隔より大きくてもよい。

本発明の実施例によれば、前記パッドは、シリコン、ポリイミド、ゴムなどを含むことができ、これらは、単独または混合形態で使用することができる。

本発明の実施例によれば、前記装置は、前記パッドが位置された部位を除いた前記ブレードの上部面の付近上に備えられるコーティング膜をさらに含むことができる。

本発明の実施例によれば、前記コーティング膜は、酸化物、窒化物、酸窒化物などを含むことができ、これらは、単独または混合形態で使用することができる。

本発明の実施例によれば、前記コーティング膜は、前記ブレードより高緻密度を有することができる。

本発明の実施例によれば、前記コーティング膜は、化学気相蒸着工程、プラズマ強化化学気相蒸着工程、高密度プラズマ化学気相蒸着工程、スパッタ法工程などを通じて形成することができる。

本発明の実施例によれば、前記電極は、正の電源が印加される第１電極と負の電源が印加される第２電極を含むことができる。

本発明の他の側面によれば、ウエハー移送装置はウエハーを支持するためのセラミックブレードと、前記ブレード内部に備えられ、前記ウエハーを吸着するための静電気力を発生する電源が印加される電極と、前記ブレードの上に備えられて、前記ブレードより緻密なコーティング膜と、前記ブレードと接続され、前記ブレードを移動させるためのロボットアームを含むことができる。

このような構成の本発明によれば、ウエハーを把持するために要求される静電気力は、ブレード上のパッドとウエハーとの間の摩擦力によって減少することができる。これによって、前記静電気力を発生されるために、電極に印加される電力を減少させることができる。従って、前記ウエハーに電気が流れることによって発生することができるウエハーの損傷が減少することができる。また、ブレードより緻密度が高いコーティング膜によってウエハーの汚染を防ぐことができる。

本発明の一実施例に従ったウエハー移送装置を説明するための平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ’線に沿って切断した断面図である。 本発明の他の実施例に従ったウエハー移送装置を説明するための平面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ’線に沿って切断した断面図である。 本発明のまた他の実施例によるウエハー移送装置を説明するための平面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ’線に沿って切断した断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の表示装置の望ましい実施例をより詳しく説明する。本発明は多様な変更を加えることができ、様々な形態を有することができるため、特定実施例を図面に例示し、本明細書に詳しく説明する。しかし、これは本発明を特定の開示形態に対して限定しようとすることではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物、ないしは代替物を含むことと理解されるべきである。各図面を説明しながら類似する参照符号を、類似する構成要素に対して使用した。添付図面において、構造物のサイズは本発明の明確性に基づくために実際より拡大して示した。

第１、第２などの用語は多様な構成要素を説明するにあたって使用することができるが、各構成要素は使用される用語によって限定されるものではない。各用語は１つの構成要素を他の構成要素と区別する目的で使用されるものであって、例えば、明細書中において、第１構成要素を第２構成要素に書き換えることも可能であり、同様に第２構成要素を第１構成要素とすることができる。単数表現は文脈上、明白に異なる意味を有しない限り、複数の表現を含む。

本明細書において、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部分品、またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとすることであって、１つまたはそれ以上の別の特徴、数字、段階、動作、構成要素、部分品、またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないことと理解されるべきである。また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あるとする場合、これは他の部分の「すぐ上に」ある場合のみでなく、その中間にさらに他の部分がある場合も含む。反対に、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「下に」あるとする場合、これは他の部分の「すぐ下に」ある場合のみでなく、その中間にさらに他の部分がある場合も含む。

また、別に定義しない限り、技術的或いは科学的用語を含んで、ここにおいて使用される全ての用語は本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、一般的に理解されることと同一な意味を有する。一般的に使用される辞書において定義する用語と同じ用語は関連技術の文脈上に有する意味と一致する意味を有することと理解されるべきで、本明細書において明白に定義しない限り、理想的或いは形式的な意味として解釈しない。

図１は、本発明の一実施例に従ったウエハー移送装置を説明するための平面図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ’線に沿って切断した断面図である。

図１及び図２を参照すると、ウエハー移送装置１００は、ブレード１１０、電極１２０、複数のパッド１３０、ロボットアーム１４０を含む。

前記ブレード１１０は、セラミック材質を含み、ウエハーＷを支持する。前記ブレード１１０は、「Ｕ」の形状を有する。

前記電極１２０は、前記ブレード１１０の内部に具備されて、前記ウエハーＷを把持するための静電気力を発生する。本発明の一実施例によれば、図１及び図２に示したように、前記電極１２０は、第１電極１２２と第２電極１２４を含む。前記第１電極１２２と前記第２電極１２４は、各々ブレードの外側部位及び内側部位に沿って各々延びることができる。また、第１及び第２電極は対向して延びる複数の電極ピンを各々有することができ、互いに接続しない。前記第１電極１２２と前記第２電極１２４は、互いに異なる電源が印加される。例えば、前記１電極１２２には、正電位を発生するための電源が印加され、前記２電極１２４には、負電位を発生するための電源が印加されることができる。本発明の他の実施例によれば、前記電極１２０は、１つの電極であることができる。

前記電極１２０は、金属材質を含む。前記金属の例としては、タングステン、モリブデン、またはこれらの合金を挙げることができる。

前記電極１２０と前記ウエハーＷとの間にある前記ブレード１１０の上部は、誘電体の役割をする。

前記パッド１３０は、前記ブレード１１０の上部面に具備される。前記パッド１３０は、前記ブレード１１０に支持されたウエハーＷとの摩擦を通じて前記ウエハーＷの離脱を防
ぐ。

本発明の一実施例によれば、図２に示したように、前記パッド１３０は、前記ブレード１１０の上部面に形成された溝１１２に各々挿入される。前記ウエハーＷの下部面と接触するための前記パッド１３０は、前記ブレード１１０から突出するように具備される。前記パッド１３０の突出の高さが高いと、前記パッド１３０によって前記ウエハーＷが撓むことがある。また、前記ブレード１１０と前記ウエハーＷとの間の空気層が誘電体の役割をするため、前記電極１２０による静電気力が弱くなる場合がある。このとき、前記パッド１３０の突出の高さは、最大約１００μｍを越さず、数μｍ〜数十μｍ程度であることが好ましい。他の例として、前記パッド１３０の上部面は、前記ブレード１１０の上部面と同一高さを有することができる。

本発明の他の実施例によれば、前記パッド１３０は、前記ブレード１１０の上部面に各々具備される。前記パッド１３０の厚さは、最大約１００μｍを越さず、数μｍ〜数十μｍ程度であることが好ましい。

一方、前記パッド１３０と前記電極１２０との間のブレード１１０の上部面と平行な方向における間隔Ｄ１が、前記電極１２０の上部面と前記ブレード１１０の上部面との間のブレードの上部面に直交する方向における間隔Ｄ２と同一であるかまたは小さい場合、前記電極１２０に印加された電流が前記パッド１３０を通じて前記ウエハーＷに達することがある。この場合、前記電流は、前記ウエハーＷを損傷させることがある。従って、前記パッド１３０と前記電極１２０との間の間隔Ｄ１は、前記電極１２０の上部面と前記ブレード１１０の上部面との間の間隔Ｄ２より大きい。

前記パッド１３０の材質としては、シリコン、ポリイミド、またはゴムなどを含むことができる。

前記ウエハーＷと前記パッド１３０との間に摩擦力ほど前記ウエハーを吸着するための静電気力を減らすことができる。即ち、前記電極１２０に加わる電圧の大きさを減らすかまたは前記電極１２０の上部のブレード１１０の厚さを増加させることができる。従って、前記高い電圧または前記ブレード１１０の損傷による電流漏洩によって前記ウエハーが損傷することを防げる。

また、前記静電気力が減少することによって前記ウエハーＷの下部面部位に蓄積された電荷の量を減らすことができて、前記ウエハーを前記ブレード１１０から容易に分離することができる。一方、前記ブレード１１０と前記ウエハーＷとの間の空気層が誘電体の役割をして、前記静電気力が弱くなることができる。従って、前記ウエハーＷの下部面部位に蓄積された電荷の量を減らすことができて、前記ウエハーを前記ブレード１１０から容易に分離することができる。

前記ロボットアーム１４０は、前記ブレード１１０と接続され、回転軸（図示せず）を基準にして回転する。前記ロボットアーム１３０は、回転を通じて前記ブレード１１０を移動させる。従って、前記ブレード１１０に把持されたウエハーＷを移送することができる。

図３は、本発明の他の実施例に従ったウエハー移送装置を説明するための平面図であり、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ’線に沿って切断した断面図である。

図３及び図４を参照すれば、ウエハー移送装置２００は、ブレード２１０、電極２２０、コーティング膜２３０、及びロボットアーム２４０を含む。

前記コーティング膜２３０を除いた前記ブレード２１０、電極２２０、及びロボットアーム２４０に対する具体的な説明は、図１及び図２に示したブレード１１０、電極２１０、及びロボットアーム１４０に対する具体的な説明と実質的に同一である。

前記コーティング膜２３０は、前記ブレード２１０の平坦な上部面に具備される。前記コーティング膜２３０は、絶縁物質の酸化物、窒化物、または酸窒化物を含むことができる。前記酸化物の例としては、アルミニウム酸化物（Ａｌ_２Ｏ_３）、シリコン酸化物（ＳｉＯ_２）、チタン酸化物（ＴｉＯ_２）などを挙げることができる。前記窒化物の例としては、アルミニウム窒化物（ＡｌＮ）、シリコン窒化物（ＳｉＮ）、チタン窒化物（ＴｉＮ）などを挙げることができる。前記コーティング膜２３０は、化学気相蒸着工程、プラズマ強化化学気相蒸着工程、高密度プラズマ化学気相蒸着工程、スパッタ法工程によって形成されることができる。従って、前記コーティング膜２３０は、燒結工程によって形成される前記ブレード２１０より緻密な構造を有する。即ち、前記コーティング膜２３０の緻密度が前記ブレード２１０の緻密度より高い。また、前記コーティング膜２３０は、前記ブレード２１０より機械的特性も優れている。従って、前記コーティング膜２３０は、表面に微細なホールを形成することが容易ではないため、空気中の水分または汚染物質によって前記ウエハーＷが汚染されることを防ぐことができる。

図５は、本発明のまた他の実施例によるウエハー移送装置を説明するための平面図であり、図６は、図５のＩＶ−ＩＶ’線に沿って切断された断面図である。

図５及び図６を参照すると、ウエハー移送装置３００は、ブレード３１０、電極３２０、複数のパッド３３０、コーティング膜３４０、及びロボットアーム３５０を含む。

前記コーティング膜３４０を除いた前記ブレード３１０、電極３２０、複数のパッド３３０、及びロボットアーム３５０に対する具体的な説明は、図１及び図２に示したブレード１１０、電極１２０、複数のパッド１３０、及びロボットアーム１４０に対する具体的な説明と実質的に同一である。

前記コーティング膜３４０が、前記パッド３３０が形成された部位を除いた前記ブレード３１０の上部面に形成されることを除けば、前記コーティング膜３４０に対する具体的な説明は、前記図３及び図４に示したコーティング膜２３０に対する説明と実質的に同一である。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特徴請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

前述のように、本発明の実施例によるウエハー移送装置は、ブレード上に複数のパッドを備えるため、従来技術と比較してウエハーを吸着するための静電気力を相対的に減らすことができる。従って、高い電圧またはブレードの損傷による電流漏洩によって前記ウエハーが損傷されることを防ぐことができる。

また、前記パッドの摩擦力による静電気力の減少と前記ブレードと前記ウエハーとの間に形成される空気層による静電気力の減少によって前記ウエハーに蓄積される電荷の量を減らすことができる。従って、前記ウエハーを前記ブレードから容易に分離することができる。

一方、前記ウエハー移送装置は、前記ブレードの上部面に緻密な構造のコーティング膜を具備する。前記コーティング膜は、表面に微細ホールが形成されないため、空気中の水分または汚染物質によって前記ウエハーが汚染されることを防ぐことができる。

Claims (7)

1. ウエハーを支持するためのセラミックブレードと、
   前記ブレード内部に備えられ、前記ウエハーを吸着するための静電気力を発生する電源が印加される電極と、
   前記ブレードの上部面に備えられ、前記ブレード上においてのウエハー流動を抑制するために前記ウエハーとの間で摩擦力を提供する複数のパッドと、
   前記ブレードと接続され、前記ブレードを移動させるためのロボットアームとを有し、
   前記パッドと前記電極との間の、ブレードの上部面と平行な方向における間隔Ｄ１が、前記電極の上部面と前記ブレードの上部面との間の、ブレードの上部面に直交する方向における間隔Ｄ２より大きいことを特徴とするウエハー移送装置。
2. 前記パッドは、シリコン、ポリイミド、ゴムなどを含むことを特徴とする請求項１に記載のウエハー移送装置。
3. 前記パッドが配置された部位を除いた前記ブレードの上部面の付近上に備えられるコーティング膜をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のウエハー移送装置。
4. 前記コーティング膜は、酸化物、窒化物、酸窒化物などを含むことを特徴とする請求項３に記載のウエハー移送装置。
5. 前記コーティング膜は、前記ブレードより高緻密度を有することを特徴とする請求項３に記載のウエハー移送装置。
6. 前記コーティング膜は、化学気相蒸着工程、プラズマ強化化学気相蒸着工程、高密度プラズマ化学気相蒸着工程、スパッタ法工程のうちの１つによって形成されることを特徴とする請求項３に記載のウエハー移送装置。
7. 前記電極は、正の電源が印加される第１電極と負の電源が印加される第２電極を含むことを特徴とする請求項１に記載のウエハー移送装置。

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