KR100557854B1 - 반도체 제조장치의 웨이퍼 카세트 스테이지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼의 각 처리공정에서 웨이퍼가 대기되는 스테이지에 있어서, 각 카세트의 규격에 따른 가이드수단이 마련된 베이스패널을 승강장치로 매개로 적층 조합되도록 하여 가이드수단이 배치되는 카세트에 따라 가변되도록 함으로써, 하나의 스테이지로 각기 다른 웨이퍼카세트가 장착되도록 하는 반도체 제조장치의 웨이퍼 카세트 스테이지가 개시된다.

이를 위한 본 발명은 반도체 웨이퍼가 운반되는 웨이퍼 카세트의 각 규격에 따라 이 카세트의 장착위치를 제공하는 가이드 수단이 마련된 베이스패널이 각각 마련되어 상하로 배열되어지되, 그 상하 배열된 베이스 패널에는 이를 승강시키는 승강장치가 마련되어 상하로 배열되는 한편, 상하로 배열된 베이스패널에는 가이드 수단이 상방에 위치된 베이스패널을 관통하여 돌출되도록 마련되며, 상기 각 가이드수단은 최상의 베이스패널을 관통하여 위치될 때, 다른 가이드수단에 따른 다른 카세트의 배치구역을 회피하여 장착된 것이다.

여기서, 8인치 카세트의 베이스패널을 6인치 카세트의 베이스패널의 상방에 두고 8인치 카세트의 가이드블록 영역 내부로 6인치 카세트의 가이드블록이 돌출되도록 하여 8인치 카세트의 배치영역 내부에 6인치 카세트가 배치되는 한편, 이들의 저부에 가이드핀이 장착된 12인치 카세트의 베이스패널이 배치된 것이다.

Description

반도체 제조장치의 웨이퍼 카세트 스테이지{Wafer Casette Stage for Semiconductor Manufacturing Process}

도 1 은 종래 웨이퍼 카세트 스테이지를 나타낸 외관설명도,

도 2a 는 본 발명에 따른 웨이퍼 카세트 스테이지에 8인치 카세트가 장착된 것을 나타낸 외관설명도,

도 2b 는 본 발명에 따른 웨이퍼 카세트 스테이지에 12인치 카세트가 장착된 것을 나타낸 외관설명도,

도 3 은 본 발명에 따른 웨이퍼 카세트 스테이지에서 각 카세트에 따른 작동상태를 외관설명도와 A-A선 단면설명도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

10a,10b,10c - 카세트, 12 - 가이드 수단,

16 - 승강장치, 20a - 제 1 베이스패널,

20b - 제 2 베이스패널, 20c - 제 3 베이스패널,

30 - 가이드 블럭, 32 - 가이드 블럭,

34 - 가이드핀, 36 - 이격틀,

38 - 가이드블럭 관통홀, 40 - 가이드핀 관통홀,

본 발명은 반도체 제조장치의 웨이퍼 카세트 스테이지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 웨이퍼의 각 처리공정에서 웨이퍼가 대기되는 스테이지에 있어서, 각 카세트의 규격에 따른 가이드수단이 마련된 베이스패널을 승강장치로 매개로 적층 조합되도록 하여 가이드수단이 배치되는 카세트에 따라 가변되도록 함으로써, 하나의 스테이지로 각기 다른 웨이퍼 카세트가 선택적으로 수용되는 반도체 제조장치의 웨이퍼 카세트 스테이지에 관한 것이다.

일반적으로 반도체는 웨이퍼에 각 공정에 따라 그 표면이 처리되어 형성된다.

예를 들어, 표면연마된 웨이퍼는 회로설계와 마스크 제작을 거쳐 산화공정과 감광액도포공정과 노광공전과 현상공정 및 식각과 화학기상증착 등 여러가지 단계의 공정을 거치게 된다.

이러한 일련의 공정을 수행하기 위하여는 웨이퍼를 이송시킬 장치가 마련되어야 하며, 반도체 제조공정은 그 공정 중에 이물질의 침입을 허락하지 않는 클린공정이 수행된다.

따라서, 대량의 반도체 자동화 공정에서는 예시도면 도 1 과 같이 웨이퍼(1)가 적층된 카세트(2)(3)가 사용되며, 이 카세트(2)(3)에서 웨이퍼를 로딩/언로딩시키기 위하여 로봇아암(4)이 매개되어 있다.

한편, 웨이퍼(1)는 현재 구경 6인치와 8인치 및 12인치의 것이 사용되며, 이 에 따라 카세트가 규격화되어 있으며, 상기 로봇아암의 제어수치를 일련화하기 위함이기도 하다.

도시된 것은 8인치 카세트(2)와 12인치 카세트(3)가 스테이지에 장착된 것을 나타내고 있으며, 이러한 카세트의 초기위치를 세팅하기 위하여 스테이지(5)는 카세트 마다 달라지게 된다.

즉, 8인치 카세트(2)나 6인치 카세트(미도시)는 가이드 블럭(6)을 이용하여 카세트(2)의 단부를 고정시킴으로써 그 세팅위치를 제공하게 되며, 12인치 카세트(3)는 가이드 핀(7)을 이용하여 그 세팅위치가 제공된다.

그런데, 이러한 카세트는 구경에 따른 카세트 별로 스테이지(5)가 별도로 마련되어야 하는 공정상 불합리가 뒤따르게 된다.

이를 좀 더 상세히 설명하면, 상술된 바와 같이 스테이지(5)는 규격화된 카세트의 세팅위치를 제공하여 주며, 이에 따라 반도체 제조장치에 있어서, 구경을 달리하는 경우, 이에 따른 제조장치의 교체작업이 필요하게 된다.

상기 스테이지 경우도 마찬가지여서, 웨이퍼의 구경이 달라지게 되는 경우 스테이지의 교체작업이 필요하게 되며, 반도체 제조공정은 여러단계가 조합된 일련의 공정으로, 그 공정마다의 스테이지 교체작업은 장시간 공정중단이라는 결과를 초래한다.

물론, 웨이퍼의 각 구경에 따라, 제조장치를 별도로 마련하는 것도 가능하지만, 이것은 공장에서의 물리적 공간과 과도한 설비투입 등이 고려되어야 할 것이고, 또한 구경에 따른 각기 다른 장치배치에 있어서도, 그 주문량에 따라 그 배치 비율이 융통적으로 변경될 수 있는 것인데, 카세트에 마추어 제공된 스테이지는 이러한 융통성과 호환성을 갖기 어려운 것이다.

이에 본 발명은 상기 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 각 카세트의 규격에 따른 가이드수단이 마련된 베이스패널을 승강장치로 매개로 적층 조합되도록 하여 가이드수단이 배치되는 카세트에 따라 가변되도록 함으로써, 반도체 제조장치에 있어서, 하나의 스테이지로 각기 다른 웨이퍼카세트가 장착되도록 하는 반도체 제조장치의 웨이퍼 카세트 스테이지를 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

이를 위한 본 발명은 반도체 웨이퍼가 운반되는 웨이퍼 카세트의 각 규격에 따라 이 카세트의 장착위치를 제공하는 가이드 수단이 마련된 베이스패널이 각각 마련되어 상하로 배열되어지되, 그 상하 배열된 베이스 패널은 이를 승강시키는 승강장치에 설치되어 상하로 배열되는 한편, 상하로 배열된 베이스패널에는 가이드 수단이 상방에 위치된 베이스패널을 관통하여 돌출되도록 마련되며, 상기 각 가이드수단은 최상의 베이스패널을 관통하여 위치될 때, 다른 가이드수단에 따른 다른 카세트의 배치구역을 회피하여 장착된 반도체 제조장치의 웨이퍼 카세트 스테이지 이다.

여기서, 베이스패널과 여기에 장착되는 가이드수단은 카세트 규격에 의한 가이드수단인 가이드블록들과 가이드핀에 따라, 가이드블록인 경우 장착영역이 큰 가이드블록의 영역내부로 장착영역이 작은 가이드블록이 관통되어 위치되도록 상기 가이드블록이 제 1 베이스패널에 설치되고, 이 제 1 베이스패널 하부에 상기 가이드블록이 제 2 베이스패널에 설치되는 한편, 이 가이드블럭들이 이루는 장착영역을 관통하여 그 위로 가이드핀이 돌출되어 위치되도록 상기 장착영역외측으로 이격틀이 배치됨과 더불어 상기 장착영역을 관통하는 가이드핀이 제 3 베이스패널에 설치된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 카세트 스테이지.

또한, 베이스패널과 여기에 장착되는 가이드수단은 제 1 베이스패널은 8인치 웨이퍼가 수납되는 카세트용이고, 제 2 베이스패널은 6인치 웨이퍼가 수납되는 카세트용이며, 제 3 베이스패널은 12인치 웨이퍼가 수납되는 카세트용으로, 제 1 베이스패널에는 6인치 웨이퍼 카세트용의 가이드블럭과 12인치 웨이퍼 카세트용의 가이드핀이 돌출될 수 있도록 가이드블럭 관통홀과 가이드핀 관통홀이 형성되며, 제 2 베이스패널에는 그 하부의 12인치 웨이퍼 카세트용의 가이드핀이 관통되도록 상기 가이드핀 관통홀과 동일선상으로 가이드핀 관통홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 가이드 수단은 상방의 베이스패널을 관통하여 돌출되어 장착위치를 제공하도록 관통되는 베이스패널을 감안하여 각 베이스패널로부터의 장착길이가 결정된 것이며, 가이드 수단은 웨이퍼 카세트를 통해 웨이퍼가 동일한 중심선상으로 위치되게 배치된 것을 특징으로 한다.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.

참고로 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예 중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것으로, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경이 가능한 것이고, 균등한 타의 실시예가 가능한 것이다.

예시도면 도 2 은 본 발명에 따른 카세트 스테이지에 카세트가 장착된 것을 나타낸 외관개념도이고, 예시도면 도 3 은 본 발명에 따른 카세트 스테이지의 작동상태를 나타낸 외관설명도와 A-A선 단면설명도로서, 본 발명은 반도체 웨이퍼가 운반되는 웨이퍼 카세트들(10a,10b,10c)의 각 규격에 따라 이 웨이퍼 카세트(10a,10b,10c)의 장착위치를 제공하는 가이드 수단(12:30,32,34)이 각각 마련된 베이스패널(20a,20b,20c)이 각각 마련되어 상하로 배열되어지되, 그 상하 배열된 베이스 패널은 이를 승강시키는 승강장치(16)에 설치되어 상하로 배열되는 한편, 상하로 배열된 베이스패널(20a,20b,20c)에는 가이드 수단(12)이 상방에 위치된 베이스패널을 관통하여 돌출되도록 마련되며, 상기 각 가이드수단(12)은 최상의 베이스패널을 관통하여 위치될 때, 다른 가이드수단에 따른 다른 카세트의 배치구역을 회피하여 장착된 반도체 제조장치의 웨이퍼 카세트 스테이지이다.

상기된 바와 같이 본 발명은 각 카세트의 규격에 따른 가이드수단이 마련된 베이스패널을 승강장치로 매개로 적층 조합되도록 함으로써, 반도체 제조장치에 있 어서, 웨이퍼 구경에 따라 하나의 스테이지가 공유되도록 한 것이다.

이러한 본 발명은 규격화된 웨이퍼 카세트들(10a,10b,10c)의 장착위치와 이에 따른 가이드수단이 서로 조합되기 위해 그 바람직한 적층의 배열을 갖게된다.

즉, 어느 웨이퍼 카세트가 장착될 때, 여기에만 허용되는 가이드수단이 필요하며, 이때 다른 가이드수단은 이 웨이퍼 카세트의 외부와 간섭되지 말아야 할 것이 요구된다.

예를 들어, 가이드수단에 따른 장착영역에서 6인치 카세트의 장착영역이 8인치 카세트의 장착영역보다 좁다.

따라서, 6인치 카세트(10a)의 장착을 위한 베이스패널이 최상단에 위치되고, 8인치 카세트의 장착을 위한 베이스패널이 하방이 위치될 경우, 8인치 카세트(10b)의 가이드블럭이 돌출되면, 6인치 카세트의 가이드블럭이 그 장착영역 내에 간섭되어 동일평면상에 카세트가 배치되기 어렵게 된다.

이에 의해 본 발명에서 베이스패널과 여기에 장착되는 가이드수단은 카세트 규격에 의한 가이드수단(12)인 가이드블록들(30)(32)과 가이드핀(34)에 따라, 가이드블록(30)(32)인 경우 장착영역이 큰 가이드블록(32)의 영역내부로 장착영역이 작은 가이드블록(30)이 관통되어 위치되도록 상기 가이드블록(30)이 제 1 베이스패널(20b)에 설치되고, 이 제 1 베이스패널(20b) 하부에 상기 가이드블록(30)이 제 2 베이스패널(20a)에 설치되는 한편, 이 가이드블럭(30)(32)들이 이루는 장착영역을 관통하여 그 위로 가이드핀(34)이 돌출되어 위치되도록 상기 장착영역외측으로 이격틀(36)이 배치됨과 더불어 상기 장착영역을 관통하는 가 이드핀(34)이 제 3 베이스패널(20c)에 설치된 것을 특징으로 한다.

그리고, 제 1 베이스패널(20b)은 8인치 웨이퍼가 수납되는 카세트(10b)용이고, 제 2 베이스패널(20a)은 6인치 웨이퍼가 수납되는 카세트용(10a)이며, 제 3 베이스패널(20c)은 12인치 웨이퍼가 수납되는 카세트용(10c)으로, 제 1 베이스패널(20b)에는 6인치 웨이퍼 카세트(10a)용의 가이드블럭(30)과 12인치 웨이퍼 카세트(10c)용의 가이드핀(34)이 돌출될 수 있도록 가이드블럭 관통홀(38)과 가이드핀 관통홀(40)이 형성되며, 제 2 베이스패널(20a)에는 그 하부의 12인치 웨이퍼 카세트(10c)용의 가이드핀(34)이 관통되도록 상기 가이드핀 관통홀(40)과 동일선상으로 가이드핀 관통홀(40)이 형성된 것이다.

그리고, 바람직하기로 상기 가이드 수단(12)은 웨이퍼 카세트를 통해 웨이퍼가 동일한 중심선상으로 위치되게 배치된 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명은 먼저 8인치 웨이퍼 카세트(10b)용인 제 1 베이스패널(20b)을 최상방의 기준패널로 한다.

그리고, 이 8인치 웨이퍼 카세트(10b)의 베이스패널(10b) 하방에 6인치 웨이퍼 카세트(10a)용인 베이스패널(20a)이 배치된다.

이에 의해 8인치 카세트의 가이드블럭(32)의 배치영역에 6인치 카세트의 가이드블럭(30)의 배치영역이 포함되며, 6인치 카세트(10a)용인 제 2 베이스패널(20a)이 승강되어 가이드블럭(30)이 돌출되는 경우, 6인치 카세트(10a)는 제 1 베이스패널(20b)의 가이드블럭(32) 배치영역내에 장착된다(도 3a 참조).

한편, 8인치 카세트(20b)가 장착될 경우, 6인치 카세트의 베이스패널(20a)이 하강되어 가이드블럭(30)의 돌출이 해제되면, 8인치 카세트(20)는 다른 가이드수단과의 간섭이 없이 그 배치영역내에 장착된다(도 3a 및 도 2a 참조).

물론, 이러한 8인치 카세트와 6인치 카세트의 상하 배치를 반대로 하는 것도 가능하지만, 이 경우 상기 가이드블럭의 배치상 동일평면내로 한정하기는 어렵고 가이드블럭의 간섭을 회피하기 위해 상하의 이격격차를 두어야 한다.

다음으로, 상기 제 1 및 제 2 베이스패널(20b)(20a) 하부로 12인치 웨이퍼 카세트(10c)용의 장착을 위한 제 3 베이스패널(20c)이 배치된다.

전술된 바와 같이 12인치 웨이퍼 카세트(10c)는 그 규격에 따라 가이드 핀(34)으로 그 장착위치를 확보하도록 되어 있으며, 가이드핀(34)은 상기 가이드블럭(30)(32)들과 간섭되지는 않으나, 가이드블럭(30)(32)들의 장착영역 내부를 관통하게 된다.

또한, 12인치 카세트(22)는 그 규격상 그 외관케이스가 동일평면에서는 가이드블럭과 간섭되어짐을 회피할 수 없고, 따라서 본 발명에서 12인치 웨이퍼 카세트(10c)는 상기 가이드블럭(30)(32)을 회피하여 상방에 배치된다(도 3c 및 도 2b 참조).

즉, 이격틀(36)을 통해 그 배치위치가 가이드블럭의 상방으로 한정되며, 상기 이격틀(36)은 최상의 베이스패널에서 최소한 가이드블럭(30)(32)의 높이보다 큼은 당연하다.

이 이격틀(36)과 가이드핀(34)에 의해 12인치 카세트의 장착이 수행되며, 상기 가이드핀(34)은 상기 이격거리와 상기 다른 베이스패널의 두께 등 돌출거리가 감안되어 장착된다.

따라서, 본 발명의 작용을 도 3 에 의거 종합적으로 설명하면, 먼저 6인치 웨이퍼 카세트(10a)가 장착될 경우, 기준이 되는 제 1 베이스패널(20b)로 제 2 베이스패널(20a)이 상승되어 그 가이드블럭(30)이 가이드블럭(32)의 장착영역내로 돌출되며, 이때 제 3 베이스패널(20c) 및 그 가이드핀(34)은 제 1 베이스패널(20a)에 돌출되지 않도록 하방에 위치된다.

이에 의해 6인치 웨이퍼 카세트(10a)가 스테이지에 장착될 가이드수단이 제공된다.

다음으로, 8인치 웨이퍼 카세트(10b)가 장착될 경우, 6인치 카세트의 가이드블럭(30)과 12인치 카세트의 가이드핀(34)이 상기 제 1 베이스패널(20b)로 돌출되지 않도록 하강된 위치에 놓이게 되며, 이에 의해 8인치 웨이퍼 카세트(10b)가 스테이지에 장착될 가이드수단이 제공된다.

여기서, 상기 각 베이스패널을 배치시키기 위한 승강장치(16)는 공압식이나 유압식실린더 또는 기어를 이용한 기계식 중 어느 하나가 이용될 수 있으며, 이는 일반적인 승강장치에 따르므로, 그 상세한 설명은 생략한다.

한편, 12인치 웨이퍼 카세트(10c)가 장착될 경우, 최상방의 제 1 베이스패널(10b)에 모든 가이드수단(12)이 관통되어 배치된다.

그러나, 가이드핀(34)은 상기 6인치와 8인치 카세트용의 가이드블럭(30)(32)을 초과하여 그 상방으로 돌출되고, 이때 이격틀(36)은 상기 가이드블럭(30)(32) 상방으로 카세트(10c)의 장착위치를 한정시키게 되며, 이에 의해 12인치 웨이퍼 카 세트(10c)는 제1 베이스패널(20b) 상방에 안착되는 것이다.

이러한 카세트의 배치는 웨이퍼의 중심이 일치되도록 함이 바람직하며, 이것은 웨이퍼의 중심이 일치되게 가이드수단을 배치할 경우, 로봇아암이 작동되는 변위세팅이 동일하게 될 수 있다.

상술된 바와 같이 본 발명에 따르면, 웨이퍼의 구경에 따른 카세트가 정위치에 안착될 수 있는 스테이지가 제공되며, 이는 하나의 스테이지로 각 카세트의 정위치 안착을 제공하게 되므로, 구경에 따라 구분된 웨이퍼 가공에 따라 스테이지의 교체작업이 필요없게 되고, 이에 따라 반도체 제조의 생산성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 반도체 웨이퍼가 운반되는 하나의 스테이지에서 웨이퍼 카세트의 규격에 따라 이를 선택적으로 수용하도록 상기 웨이퍼 카세트(10:10a,10b,10c)의 각 규격에 따라 이 웨이퍼 카세트의 장착위치를 제공하는 가이드 수단(12:30,32,36)이 마련된 베이스패널(20:20a,20b,20c)이 각각 마련되어 상하로 배열되어지되, 그 상하 배열된 베이스 패널에는 이를 승강시키는 승강장치(16)가 마련되어 상하로 배열되는 한편, 상하로 배열된 베이스패널(20)에는 가이드 수단(12)이 상방에 위치된 베이스패널(20)을 관통하여 돌출되도록 마련되며, 상기 각 가이드수단(12)은 최상의 베이스패널(20)을 관통하여 위치될 때, 다른 가이드수단(12)에 따른 다른 카세트(10)의 배치구역을 회피하여 장착된 반도체 제조장치의 웨이퍼 카세트 스테이지.
2. 제 1 항에 있어서, 베이스패널과 여기에 장착되는 가이드수단은 카세트 규격에 의한 가이드수단(12)인 가이드블록들(30)(32)과 가이드핀(34)에 따라, 가이드블록(30)(32)인 경우 장착영역이 큰 가이드블록(32)의 영역내부로 장착영역이 작은 가이드블록(30)이 관통되어 위치되도록 상기 가이드블록(30)이 제 1 베이스패널 (20b)에 설치되고, 이 제 1 베이스패널(20b) 하부에 상기 가이드블록(30)이 제 2 베이스패널(20a)에 설치되는 한편, 이 가이드블럭(30)(32)들이 이루는 장착영역을 관통하여 그 위로 가이드핀(34)이 돌출되어 위치되도록 상기 장착영역외측으로 이격틀(36)이 배치됨과 더불어 상기 장착영역을 관통하는 가이드핀(34)이 제 3 베이 스패널(20c)에 설치된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 카세트 스테이지.
3. 제 2 항에 있어서, 베이스패널과 여기에 장착되는 가이드수단은 제 1 베이스패널(20b)은 8인치 웨이퍼가 수납되는 카세트(10b)용이고, 제 2 베이스패널(20a)은 6인치 웨이퍼가 수납되는 카세트용(10a)이며, 제 3 베이스패널(20c)은 12인치 웨이퍼가 수납되는 카세트용(10c)으로, 제 1 베이스패널(20b)에는 6인치 웨이퍼 카세트(10a)용의 가이드블럭(30)과 12인치 웨이퍼 카세트(10c)용의 가이드핀(34)이 돌출될 수 있도록 가이드블럭 관통홀(38)과 가이드핀 관통홀(40)이 형성되며, 제 2 베이스패널(20a)에는 그 하부의 12인치 웨이퍼 카세트(10c)용의 가이드핀(34)이 관통되도록 상기 가이드핀 관통홀(40)과 동일선상으로 가이드핀 관통홀(40)이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치의 웨이퍼 카세트 스테이지.
4. 제 1 항에 있어서, 가이드 수단(12)은 웨이퍼 카세트를 통해 웨이퍼가 동일한 중심선상으로 위치되게 배치된 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치의 웨이퍼 카세트 스테이지.

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