KR100546294B1

KR100546294B1 - 웨이퍼 정렬용 롤러 구조체

Info

Publication number: KR100546294B1
Application number: KR1019990030349A
Authority: KR
Inventors: 이상열; 홍종원
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 1999-07-26
Filing date: 1999-07-26
Publication date: 2006-01-26
Also published as: KR20010011122A

Abstract

본 발명은 반도체장치 제조용 웨이퍼의 정렬을 위한 롤러 구조체에 관한 것이다. 본 발명에 따른 웨이퍼 정렬용 롤러 구조체는, 지지축과 그 지지축에 끼워져서 각 웨이퍼에 접촉되는 다수의 링부재를 갖춘 정렬롤러를 구비하므로, 웨이퍼들의 정렬시에 웨이퍼들의 파손이나 또는 그 웨이퍼들의 정렬을 위한 구성요소의 파손에 의한 파티클의 발생을 효과적으로 억제할 수 있을 뿐만 아니라 그 파티클 발생의 가능성을 줄이기 위한 비용이 절감될 수 있다.

Description

웨이퍼 정렬용 롤러 구조체{Roller structure for aligning wafers}

도 1은 일반적인 웨이퍼 정렬용 롤러 구조체가 설치된 프레임 위에 캐리어가 놓여진 상태를 나타낸 개략적 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 부위의 Ⅱ-Ⅱ선 개략적 단면도,

도 3은 도 2에 도시된 캐리어 내에 웨이퍼가 비정렬 상태로 수용된 경우를 나타낸 개략적 단면도,

도 4는 종래 웨이퍼 정렬용 롤러 구조체의 개략적 외관 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 웨이퍼 정렬용 롤러 구조체의 개략적 외관 사시도,

도 6은 도 5에 도시된 정렬롤러의 Ⅵ-Ⅵ선 개략적 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1...프레임 5...캐리어

50...정렬롤러 51...지지축

511...홈부 52...링부재

60...가이드롤러 W...웨이퍼

본 발명은 반도체장치 제조용 웨이퍼의 정렬을 위한 롤러 구조체에 관한 것으로서, 특히 웨이퍼의 정렬시에 파티클이 발생되는 것을 효과적으로 억제할 수 있도록 구조가 개선된 웨이퍼 정렬용 롤러 구조체에 관한 것이다.

반도체장치 제조공정에는 웨이퍼에 불순물을 확산시키기 위한 확산설비, 웨이퍼위에 포토레지스트를 도포하기 위한 설비, 소정의 패턴이 형성된 마스크를 통하여 그 포토레지스트를 노광시키고 현상하기 위한 설비 등 다수의 설비가 마련된다. 상술한 설비들에 의해 프로세스가 진행될 웨이퍼들은, 잘 알려진 바와 같이, 소위 캐리어라 불리우는 용기 내에 나란하게 다수매(일반적으로 25매)가 수용된 상태로 그 설비들 측으로 이동된다. 상기 각 설비에는 캐리어에 수용된 상태로 이송되어 온 웨이퍼들을 그 설비 내외로 출입시키기 위한 웨이퍼 로딩/언로딩부가 마련되어 있다. 그리고, 웨이퍼 로딩/언로딩부에는 캐리어 내에 수용된 웨이퍼들을, 각 웨이퍼의 플랫존(flat zone)들이 서로 동일한 방향으로 위치하도록, 정렬시키기 위한 웨이퍼 정렬용 롤러 구조체가 마련되어 있다. 이러한 웨이퍼 정렬용 롤러 구조체의 일례로, 확산설비의 로딩/언로딩장치에 마련되는 롤러 구조체를 도 1 및 도 2에 개략적으로 도시하였다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 웨이퍼 정렬용 롤러 구조체는 상술한 웨이퍼 로딩/언로딩부의 프레임(1) 내에 설치된 정렬롤러(2)와 가이드롤러(3)를 구비한다. 종래의 웨이퍼 정렬용 롤러 구조체에서는 상기 정렬롤러(2)가 도 4에 도시된 바와 같이, 스테인리스 소재의 지지축(21)에 하나의 몸체로 된 실리콘 소재의 피복부(22)가 감싸여진 형태로 제작되어 있다. 도 1 및 도 2에서 괄호 내의 참조 번호 50 및 60은 본 발명의 롤러 구조체를 설명하기 위해 부여해 둔 번호이다.

웨이퍼(W)들을 수용한 캐리어(5)가 프레임(1) 위로 이송되어 오면, 정렬롤러(2)가 웨이퍼(W)들의 하측에 접촉된 상태로 모터 등의 회전수단(미도시)에 의해 회전되면서 그 정렬롤러(2)에 접촉된 웨이퍼(W)들에 회전력을 전달하게 되고, 가이드롤러(3)는 공압실린더(미도시)에 의해 도 2에 가상선으로 도시한 위치로부터 실선으로 도시한 위치로 상승되어 웨이퍼(W)에 접촉하게 된다.

캐리어(5) 내의 웨이퍼(W)가 원하는 자세 즉 도 2에 도시된 바와 같이 플랫존(FZ)이 정하방을 향하는 자세로 정렬되어 있을 때에는, 가이드롤러(3)가 웨이퍼(W)의 플랫존(FZ)의 일측 끝부분에 접촉되어 있게 된다. 이러한 경우에는, 정렬롤러(2)들이 화살표(A) 방향으로 회전되더라도, 웨이퍼(W)는 그 플랫존(FZ)과 가이드롤러(3)간의 간섭에 의해 회전이 방지되어서 정렬된 상태를 유지하게 된다. 만일, 웨이퍼(W)가 상기 원하는 자세로 정렬되어 있지 않고 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이 비정렬된 상태로 되어 있는 경우에는 가이드롤러(3)가 그 비정렬된 웨이퍼(W)의 플랫존(FZ)이 아닌 원주면에 접촉되게 된다. 이러한 경우에는, 정렬롤러(2)의 화살표(A) 방향으로의 회전시에 그 비정렬된 웨이퍼(W)는 가이드롤러(3)에 간섭을 받지 않고 그 가이드롤러(3)와 접촉된 상태로 회전되게 된다. 이와 같이 정렬롤러(2)에 의해 회전되는 상기 비정렬된 웨이퍼(W)는 소정각도 회전된 후(도 3에 도시된 형태로 되어 있는 경우에는 거의 1바퀴 회전된 후), 플랫존(FZ)이 도 2에 도시된 바와 같이 가이드롤러(3)에 걸림으로써, 정렬롤러(2)의 회전이 계속되더라도 비정렬된 웨이퍼(W)는 회전이 정지되면서 정렬이 완료되게 된다.

한편, 잘 알려진 바와 같이, 웨이퍼(W)들은 캐리어(5) 내에서 좌우로 요동되는 것이 방지되도록 수직선에 대해 소정각도(약 2°정도) 경사진 상태로 캐리어(5)에 수납되며, 그에 따라 정렬롤러(2)는 웨이퍼(W)의 외주면이 아닌 예리한 모서리부와 접촉되게 된다. 따라서, 웨이퍼(W)가 정렬되어서 정렬롤러(2)만 그 웨이퍼(W)에 접촉된 상태로 공회전하는 경우에는, 웨이퍼(W)의 예리한 모서리부가 정렬롤러(2)의 표면을 긁게 되고 그러한 과정이 다수회 반복되면 정렬롤러(2)에는 웨이퍼(W)와 접촉되는 부위의 표면이 원주방향을 따라 깎이면서 고리형의 홈이 형성됨과 동시에 파티클이 발생되게 된다.

그런데, 종래의 웨이퍼 정렬용 롤러 구조체에서는 상기 정렬롤러(2)에 구비된 하나의 피복부(22)가 웨이퍼(W)들과 동시에 접촉되도록 되어 있어서, 어느 하나의 웨이퍼와 접촉되는 부위만이라도 긁혀 있는 경우에는 그 부위로부터 파티클이 발생되는 것을 방지하기 위하여 정렬롤러(2) 전체를 교환하여 주어야 하므로 비용면에서 많은 손실을 감수하여야 하였다. 만일 비용의 절감을 위하여 정렬롤러(2)의 교환을 소홀히 하면 상술한 바와 같이 파티클이 발생되어 웨이퍼의 품질에 악영향을 미친다는 문제점이 있다.

또한 종래의 롤러 구조체에서는 상기 가이드롤러(3)가 석영(quartz)으로 제작되어 있는데, 그 가이드롤러(3)의 승강을 위한 공압실린더의 부품의 마모 등에 의해 공압실린더 내로의 공급공기량이 변동되어 가이드롤러(3)의 상승속도가 빨라지고 상승량이 증대될 경우에, 석영 소재의 경질의 가이드롤러(3)는 캐리어(5) 내의 비정렬 상태의 웨이퍼(W)에 큰 힘으로 충돌되어 그 웨이퍼(W)의 가장자리부나 가이드롤러(3)가 파손되어 파티클이 발생된다는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 웨이퍼들의 정렬시에 웨이퍼들의 파손이나 또는 그 웨이퍼들의 정렬을 위한 구성요소의 파손에 의한 파티클의 발생을 효과적으로 억제할 수 있을 뿐만 아니라 그 파티클 발생의 가능성을 줄이기 위한 비용이 절감될 수 있도록 구조가 개선된 웨이퍼 정렬용 롤러 구조체를 제공함에 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 웨이퍼 정렬용 롤러 구조체는, 캐리어 내에 나란하게 배치된 다수의 웨이퍼를 정렬시키기 위한 것으로, 상기 웨이퍼들과 접촉된 상태로 회전되면서 그 웨이퍼들을 회전시키는 정렬롤러와, 상기 웨이퍼들의 회전도중에 그 웨이퍼들의 플랫존에 접촉됨으로써 그 웨이퍼의 회전을 정지시키는 가이드롤러를 구비하는 웨이퍼 정렬용 롤러 구조체에 있어서, 상기 정렬롤러는, 그 길이방향으로 다수 배치된 고리형의 홈부를 가지는 지지축과, 상기 각 홈부에 끼워져서 상기 웨이퍼와 접촉 가능하며 탄성을 지니는 다수의 링부재를 포함하는 점에 특징이 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

도 5에는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 정렬용 롤러 구조체가 도시되어 있다.

도 5를 도 1 내지 도 3과 함께 참조하면, 본 실시예의 웨이퍼 정렬용 롤러 구조체에 있어서 정렬롤러(50)와 가이드롤러(60)가 구비된 점은 종래 롤러 구조체에 있어서와 동일하다.

한편, 종래의 롤러 구조체의 정렬롤러(2)와는 달리, 본 실시예의 롤러 구조체에 있어서의 정렬롤러(50)는, 다수의 고리형 홈부(511)를 가지는 지지축(51)과, 상기 지지축(51)의 각 홈부(511)에 끼워진 링부재(52)들을 구비하고 있다. 상기 지지축(51)의 홈부(511)들은 지지축(51)의 길이방향을 따라 배치되어 있으며, 그 지지축(51)의 홈부(511)들에 각각 끼워진 링부재(52)들은 도 6에도 도시된 바와 같이 그에 대응되는 웨이퍼(W)와 접촉되게 된다. 각 링부재(52)는 지지축(51)의 회전시에 그 링부재(52)에 접촉된 웨이퍼(W)를 회전시키기에 충분한 마찰계수를 가지며 또한 상기 지지축(51)의 홈부(511)에 끼워지거나 빠지는데 필요한 신축성을 가지는 실리콘 고무 등의 탄성소재에 의해 형성된다.

그리고 본 실시예에 있어서 상기 가이드롤러(60)는, 상기 웨이퍼(W)들과의 접촉시의 충격을 완화시키도록, 예를 들어 아세탈이나 폴리에테르에테르케톤(PEEK; polyetheretherketone) 등과 같이 종래의 가이드롤러(3) 소재인 석영보다 경도가 낮으며 탄성을 가지는 소재로 제조되는 것이 바람직하다.

이러한 구성을 가지는 본 실시예의 웨이퍼 정렬용 롤러 구조체의 기본적인 기능이나 작동과정 자체는 도 2 및 도 3을 참조하면서 설명한 종래 웨이퍼 정렬용 롤러 구조체와 다를 바 없으므로, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 본 실시예의 웨이퍼 정렬용 롤러 조립체에 의해서 웨이퍼(W)의 정렬을 위한 작업을 행하는 경우에도, 캐리어(5) 내의 웨이퍼(W)가 정확하게 정렬되어서 정렬롤러(50)만 공회전되는 과정이 다수회 반복되어 정렬롤러의 표면 일부에 긁힘이 발생하게 된다. 그러나, 본 실시예의 웨이퍼 정렬용 롤러 조립체에 있어서는 그와 같이 긁힘이 발생되는 경우에 그 긁힌 부분만 즉, 긁힘이 발생된 링부재(52)만 새것으로 교환하여 주면 파티클의 발생이 방지될 수 있다.

즉, 본 발명에 따르면, 정렬롤러(50)는 각 웨이퍼(W)와 접촉되는 부위에 각각 별도로 마련된 링부재(52)를 포함하므로, 웨이퍼(W)의 정렬을 행하기 전에 손상된 부위의 링부재(52)만 교체하여 주면 파티클을 발생시키지 않게 된다. 따라서, 종래 롤러 구조체에서의 문제점 즉, 정렬롤러(2)가 웨이퍼들 모두에 동시에 접촉되는 하나의 피복부(22)만을 구비함으로써 그 피복부(22)의 일부에만 긁힘현상이 발생되어 있더라도 그 정렬롤러(2) 전체를 교환하여야 함에 따르는 막대한 비용의 손실이 초래된다는 문제점이 본 발명에 따르면 효과적으로 개선될 수 있다.

또한 종래의 롤러 구조체에서는 가이드롤러가 석영으로 제작되어 있는데 대하여, 본 실시예에서와 같이 가이드롤러(60)를 석영보다 연질의 탄성소재로 사용하게 되면, 그 가이드롤러(60)가 캐리어(5) 내의 비정렬상태의 웨이퍼(W)에 충돌되더라도 그 충격은 상기 탄성소재의 가이드롤러(60)에 의해 흡수되므로 웨이퍼(W)의 가장자리부나 가이드롤러(60) 자체의 파손에 의한 파티클의 발생이 효과적으로 방지될 수 있다.

본 실시예에서는 정렬롤러(50)가 한 쌍이 구비된 것으로 도시되어 있으나, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 정렬롤러(50)는, 본발명의 기술 적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 하나만 설치되거나 또는 3개 이상이 설치될 수도 있으며 그러한 경우에도 본발명이 추구하는 목적은 충분히 달성될 수 있을 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 웨이퍼 정렬용 롤러 구조체는, 지지축과 그 지지축에 끼워져서 각 웨이퍼에 접촉되는 다수의 링부재를 갖춘 정렬롤러를 구비하므로, 웨이퍼들의 정렬시에 웨이퍼들의 파손이나 또는 그 웨이퍼들의 정렬을 위한 구성요소의 파손에 의한 파티클의 발생을 효과적으로 억제할 수 있을 뿐만 아니라 그 파티클 발생의 가능성을 줄이기 위한 비용이 절감될 수 있다.

Claims

캐리어 내에 나란하게 배치된 다수의 웨이퍼를 정렬시키기 위한 것으로, 상기 웨이퍼들과 접촉된 상태로 회전되면서 그 웨이퍼들을 회전시키는 정렬롤러와, 상기 웨이퍼들의 회전도중에 그 웨이퍼들의 플랫존에 접촉됨으로써 그 웨이퍼의 회전을 정지시키는 가이드롤러를 구비하는 웨이퍼 정렬용 롤러 구조체에 있어서,

상기 정렬롤러는,

그 길이방향으로 다수 배치된 고리형의 홈부를 가지는 지지축과,

탄성을 지니며 상기 각 홈부에 끼워져서 상기 웨이퍼와 접촉되는 다수의 링부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 정렬용 롤러 구조체.
제1항에 있어서,

상기 각 링부재는 실리콘고무 소재로 된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 정렬용 롤러 구조체.
제1항에 있어서,

상기 가이드롤러는 상기 웨이퍼들과의 접촉시의 충격을 완화시키도록 탄성을 가지는 소재로 제조된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 정렬용 롤러 구조체.