KR100853095B1 - 웨이퍼 얼라인이 가능한 리프트 후프 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 반도체 제조 설비의 패스 스루 챔버에 있어서의 웨이퍼 리프트 후프 장치에 관한 것으로서, 특히 웨이퍼의 정렬이 가능하도록 하여, 웨이퍼의 정렬을 위한 별도의 오리엔트 챔버를 구비하지 않더라도 패스 스루 챔버 하나에서 오리엔트 챔버의 역할을 동시에 수행할 수 있도록 하는 웨이퍼 정렬이 가능한 웨이퍼 리프트 후프 장치에 관한 것이다.

본 발명에서는, 로봇 블레이드(B)의 진입에 따라 상승 및 하강하는 업다운 베이스(100); 상기 업다운 베이스(100)의 상부 3지점 이상에 반경방향 내외측으로 회동가능하게 설치되는 웨이퍼 가이드(110); 및 상기 업다운 베이스(100)를 반경방향 내외측으로 회동시키는 가이드 회동수단(120)을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 얼라인이 가능한 리프트 후프 장치가 제공된다.

리프트 후프, 패스 스루 챔버, 웨이퍼, 정렬, 오리엔트 챔버

Description

웨이퍼 얼라인이 가능한 리프트 후프 장치{Lift foop apparatus able to align the wafer}

도 1a는 종래의 리프트 후프 장치를 나타내는 도면

도 1b는 도 1a의 평면도

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리프트 후프 장치를 나타내는 정면도

도 3은 도 2의 평면도

도 4a 내지 도 4c는 각각 본 발명에 따른 리프트 후프 장치에 웨이퍼가 안착되고, 안착된 웨이퍼를 정렬하며, 정렬된 웨이퍼를 로봇의 블레이드가 리프트하는 과정을 순차적으로 나타내는 도면

<도면의 주요 부분에 대한 부분의 설명>

100 : 업다운 베이스 102 : 베이스 구동부

110 : 웨이퍼 가이드 112 : 힌지축

120 : 가이드 회전수단 122 : 누름구

124 : 컬럼 126 : 축

B : 로봇 블레이드 W : 웨이퍼

본 발명은, 반도체 제조 설비의 패스 스루 챔버에 있어서의 웨이퍼 리프트 후프 장치에 관한 것으로서, 특히 웨이퍼의 정렬이 가능하도록 하여, 웨이퍼의 정렬을 위한 별도의 오리엔트 챔버를 구비하지 않더라도 패스 스루 챔버 하나에서 오리엔트 챔버의 역할을 동시에 수행할 수 있도록 하는 웨이퍼 정렬이 가능한 웨이퍼 리프트 후프 장치에 관한 것이다.

반도체 제조 공정에 있어서, 실리콘 웨이퍼는 확산, 사진, 식각, 화학기상증착 및 금속증착 등의 공정을 반복적으로 수행함으로써 반도체 소자로 제조된다.

이러한 반도체 소자 제조 설비에 있어서는, 실질적인 공정이 진행되는 프로세스 챔버(Process chamber) 이외에도 웨이퍼의 이송을 위한 여러 가지 챔버들이 있다.

상기 각 챔버들 사이에서 웨이퍼를 이송하는 것은, 공정 장비 중앙의 버퍼 로봇과 트렌스퍼 로봇(이하, 로봇이라고 통칭함)에 의해 이루어지며, 상기 로봇의 암(Arm)에는 웨이퍼가 안착되는 블레이드(Blade)가 구비되어 있다.

웨이퍼에 대한 실질적인 공정을 진행하는 프로세스 챔버 이외의 챔버중 대표적인 것은, 웨이퍼를 공정에 투입하기에 앞서 웨이퍼의 얼라인(Align)을 맞추기 위 한 오리엔트 챔버(Orient chamber)와, 버퍼 챔버(Buffer chamber)에서 트렌스퍼 챔버(Transfer chamber)로 이송할 때 중간단계로 사용되는 패스 스루 챔버(Pass through chamber)가 있다.

상기한 오리엔트 챔버는, 웨이퍼의 포지션(중심)을 측정하여 로봇 블레이드의 정확한 위치에 웨이퍼를 올려 놓을 수 있도록 하기 위해 고안되었으며, 이를 위해 레이저 다이오드(Laser diode)를 사용하는 등, 고도의 기술을 요한다.

이에 반해, 상기한 패스 스루 챔버는, 단지 버퍼 챔버에서 트랜스퍼 챔버로 웨이퍼를 이송하는 도중에 버퍼 챔버와 트랜스퍼 챔버가 진공적인 측면에서 직접적으로 연통하지 못하도록 즉, 진공 브레이크(Vacuum break)를 막기 위해 버퍼 챔버와 트랜스퍼 챔버 사이에 마련되는 챔버로서 웨이퍼의 포지션과는 그다지 큰 상관관계는 없다.

첨부도면 도 1a 및 도 1b는, 상기한 패스 스루 챔버에 있어서, 웨이퍼가 올려지는 리프트 후프 장치(10)를 나타내는 것으로서, 웨이퍼(W)는 버퍼 챔버에서 트랜스퍼 챔버로 이송되는 과정에서 패스 스루 챔버의 리프트 후프 장치(10) 위에 올려져 로봇의 블레이드가 진입하기를 기다린다.

로봇의 블레이드가 진입되면 업다운 구동부(22)에 의해 하강하여 웨이퍼(W)를 로봇의 블레이드에 안착시킨다.

이러한 리프트 후프 장치(10)에는 업다운 베이스(20)의 상부에 3개의 웨이퍼 가이드(30)가 설치되어 있다.

여기서, 상기 웨이퍼 가이드(30)들이 이루는 내경은 웨이퍼(W)의 외경에 비 해 직경으로 약10mm의 여유 마진(M, Margin = M/2 + M/2)을 가지고 있다. 이와 같이 웨이퍼 가이드(30)와 웨이퍼(W) 사이에 여유 마진(M)을 두는 이유는, 웨이퍼를 받아들이는 공간을 넓게 하여 웨이퍼의 낙하나 파손을 방지하기 위함이다.

따라서, 상기 웨이퍼 가이드(30) 위에 놓인 웨이퍼(W)가 10mm 정도 미끄러지더라도 웨이퍼가 벗어나지 않게 되는데, 이를 역으로 생각하면 웨이퍼(W)는 이송 도중에 10mm의 미끄럼이 생길 수 있다는 것을 알 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은, 패스 스루 챔버의 리프트 후프 장치에서 웨이퍼의 중심을 맞출 수 있도록 하여 패스 스루 챔버에서 오리엔트 챔버의 역할을 동시에 수행할 수 있도록 하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는, 로봇 블레이드의 진입에 따라 상승 및 하강하는 업다운 베이스; 상기 업다운 베이스의 상부 3지점 이상에 반경방향 내외측으로 회동가능하게 설치되는 웨이퍼 가이드; 및 상기 업다운 베이스를 반경방향 내외측으로 회동시키는 가이드 회동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 얼라인이 가능한 리프트 후프 장치가 제공된다.

이와 같은 본 발명은, 상기 업다운 베이스의 상승 및 하강에 따라 상기 가이드 회동수단에 의해 웨이퍼 가이드가 반경방향 내외측으로 회동됨으로써, 웨이퍼가 리프트 후프 장치에 안정적으로 안착됨과 동시에 웨이퍼의 중심이 자동적으로 맞추어지게 된다.

본 발명에 있어서, 상기 웨이퍼 가이드는 반경방향 내측 하단부가 상기 업다운 베이스에 회동가능하게 힌지되고, 상기 가이드 회동수단은, 웨이퍼 가이드의 상부에 설치되어, 상기 업다운 베이스의 상승 및 하강에 따라 상기 웨이퍼 가이드의 외측을 눌러 반경방향 내측으로 회동시키거나, 웨이퍼 가이드의 외측이 이탈되어 반경방향 외측으로 회동되도록 하는 누름구를 구비할 수 있다.

여기서, 상기 누름구는 구형의 볼로 이루어질 수 있다.

한편, 상기 누름구는 구형의 볼로 이루어지며, 상기 구형의 볼이 상기 업다운 베이스 측방에 입설되는 컬럼에 상하방향으로 회전가능하게 설치되도록 구설될 수 있다.

이하, 첨부된 예시도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리프트 후프를 나타내는 것으로서, 도 2에는 정면도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 2의 평면도가 도시되어 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 웨이퍼 얼라인이 가능한 리프트 후프 장치에 있어서는, 업다운 베이스(100)의 상부에 웨이퍼 가이드(110)가 반경방향 내외측으로 회동가능하게 설치되고, 상기 웨이퍼 가이드(110)를 작동시키 기 위한 가이드 회동수단(120)이 구비되어 있다.

상기 업다운 베이스(100)는, 앞서 설명한 바와 같이, 베이스 구동부(102)에 의해 로봇 블레이드의 진입에 따라 상승 및 하강 운동을 수행한다.

상기 웨이퍼 가이드(110)는, 상기 업다운 베이스(100)의 상부 3지점 이상에 설치된다.

본 발명에 있어서는, 상기 웨이퍼 가이드(110)는, 상기 업다운 베이스(100)의 상승과 하강에 맞추어 자동적으로 반경방향 내,외측으로 회동할 수 있다.

이를 위하여, 상기 웨이퍼 가이드(110)는 반경방향 내측 하단부가 상기 업다운 베이스(100)에 회동가능하게 힌지된다. 도면에 도시된 실시예에서는, 상기 웨이퍼 가이드(110)의 반경방향 내측 하단부가 힌지축(112)에 의해 힌지되어 있다.

따라서, 웨이퍼 가이드(110)를 자유롭게 하면 반경방향 외측으로 회동되어 상부 입구부분을 확장시킴으로써 웨이퍼가 원할히 안착되도록 유도한다. 그렇지 않고 상기 웨이퍼 가이드(110)를 반경방향 내측으로 누르거나 당기면 반경방향 내측으로 회동되어 웨이퍼의 외주를 구속함으로써 웨이퍼의 중심을 잡아주게 된다.

또한, 상기 가이드 회동 수단(120)은, 웨이퍼 가이드(120)의 상부에 설치되는 누름구(122)를 포함한다.

도면에 도시된 실시예에 있어서, 상기 누름구(122)는 구형의 볼(Ball)로 이루어져 있으며, 이 구형의 볼이 상기 업다운 베이스(100)의 측방에 입설되는 컬럼(124)에 회전가능하게 설치된다. 구체적으로, 상기 누름구(122)는 상기 컬럼(124)에 축(126)에 의해 상하방향으로 회전가능하게 힌지되어 있다.

상기 누름구(122)는, 도면에 도시된 실시예와 같은 구형의 볼 이외에 원통형의 롤러로 이루어질 수도 있고, 굳이 회전가능하게 설치되지 않고 고정되어 있어도 무방하다. 누름구(122)가 고정되어 있는 경우에는 웨이퍼 가이드(110)와 접촉시 미끄럼 운동을 하게 된다.

한편, 본 발명에 있어서는, 상기 가이드 회동수단(120)이 도면에 도시된 실시예에만 한정되지는 않는다.

예컨대, 상기 가이드 회동 수단(120)은, 전기적 액츄에이터, 공압실린더 또는 유압실린더에 의해 웨이퍼 가이드(110)를 회동시킬 수 있도록 구성할 수도 있다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 웨이퍼 얼라인이 가능한 리프트 후프 장치가 구동되는 과정이 첨부도면 도 4a 내지 도 4c에 도시되어 있다.

여기서, 도 4a에는 리프트 후프 장치에 웨이퍼를 안착(로딩)시키기 위한 초기 상태가 도시되어 있고, 도 4b에는 안착된 웨이퍼를 정렬하는 상태가 도시되어 있으며, 도 4c에는 정렬된 웨이퍼를 로봇의 블레이드가 리프트(언로딩)하는 상태가 도시되어 있다.

도 4a에 있어서, 리프트 후프 장치에 웨이퍼(W)가 얹혀진 로봇 블레이드(B)가 수평방향으로 진입해 들어오면, 웨이퍼(W)를 로딩하기 위해 상기 업다운 베이스(100)가 상승하게 된다.

상기 업다운 베이스(100)가 상승되기 전에는, 업다운 베이스(100) 위에 설치된 웨이퍼 가이드(110)가 반경방향 외측으로 회동되어 있으므로, 웨이퍼 가이드(110)의 상부 입구부분이 확장됨으로써 웨이퍼(W)의 외경과 웨이퍼 가이드(110) 사이에 일정한 여유 마진(M)이 유지된다. 따라서, 웨이퍼(W)의 중심이 약간 어긋나더라도 상기 여유 마진(M) 이내에서는 안정적으로 안착될 수 있다.

상기한 상태에서 업다운 베이스(100)가 상승하면, 웨이퍼 가이드(110)의 상단 외측이, 도 4a의 점선으로 도시한 것과 같이 상기 누름구(122)에 접촉하기 시작한다.

상기와 같이, 웨이퍼 가이드(110)의 상단 외측이 상기 누름구(122)에 접촉한 상태에서, 상기 업다운 베이스(100)가 계속적으로 상승하면, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼 가이드(110)는 상기 누름구(122)에 의해 눌려 반경방향 내측으로 회동되게 됨과 아울러 로봇 블레이드(B)에 안착된 웨이퍼(W)를 들어올리게 된다. 그리고, 상승 말미로 갈수록 반경방향 내측으로 최대한 회동되어 웨이퍼(W)의 외주를 구속하게 된다. 이렇게 되면 상기 웨이퍼(W)는 상기 웨이퍼 가이드(110)에 의해 자동적으로 중심이 맞추어지게 된다.

상기와 같은 상태에서 대기하고 있다가, 웨이퍼를 다음 공정으로 이송시키기 위해, 다시 로봇 블레이드(B)가 웨이퍼(W) 아래로 다시 진입하면, 상기 업다운 베이스(100)는 하강하여 구속하고 있던 웨이퍼(W)를 로봇 블레이드(B)에 올려 놓으려는 동작을 시작하게 된다.

업다운 베이스(100)가 하강을 시작하면, 도 4c에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 가이드(110)는 누름구(122)로부터 이탈을 시작하여 반경방향 외측으로 회동을 시작하게 되고, 이와 동시에 웨이퍼(W)의 구속상태가 풀림으로써 웨이퍼(W)는 최초에 맞추어진 중심을 그대로 유지한 채 상기 로봇 블레이드(B)에 정확히 안착되게 된다.

계속하여, 상기 업다운 베이스(100)가 하강하게 되면, 상기 웨이퍼 가이드(110)는 상기 누름구(122)로부터 완전히 이탈됨으로써, 최초와 같이, 반경방향 외측으로 최대한 회동된 상태를 유지하게 된다.

이상에서는, 첨부 도면에 도시된 본 발명의 구체적인 실시예가 상세하게 설명되었으나, 이는 하나의 예시에 불과한 것이며, 본 발명의 보호범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이상과 같은 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 및 균등한 다른 실시가 가능한 것이며, 이러한 변형 및 균등한 다른 실시예는 본 발명의 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는, 업다운 베이스의 상승 및 하강에 따라 웨이퍼 가이드가 반경방향 내외측으로 회동됨으로써, 웨이퍼가 안정적으로 안착됨과 동시에 웨이퍼의 중심이 자동적으로 맞추어지게 된다.

따라서. 본 발명에 따른 웨이퍼 얼라인이 가능한 리프트 후프 장치가 반도체 제조 설비의 패스 스루 챔버에 적용되는 경우에는, 이 패스 스루 챔버에서 웨이퍼의 얼라인이 자동적으로 수행된다.

종래에는 웨이퍼의 정렬을 위해 별도의 오리엔트 챔버를 더 구비하여야 하였으므로, 그에 따라 비용이 상승된다는 단점이 있었다.

그러나, 본 발명에 의한 리프트 후프 장치를 패스 스루 챔버에 채용하면, 패스 스루 챔버에서 웨이퍼의 얼라인이 자동적으로 수행됨으로써, 별도의 오리엔트 챔버를 구비하지 않더라도 웨이퍼의 정렬 기능도 동시에 수행할 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 로봇 블레이드의 진입에 따라 상승 및 하강하는 업다운 베이스;

   상기 업다운 베이스의 상부 3지점 이상에 설치되며, 내측에 웨이퍼가 안착되며, 내외측으로 회동가능하도록 반경방향 내측 하단부가 상기 업다운 베이스의 상면에 힌지된 웨이퍼 가이드; 및

   상기 업다운 베이스 상부에서 상기 3지점 인근에 배치되며, 상기 업다운 베이스가 상승하면 힌지된 상기 웨이퍼 가이드는 반경방향 내측으로 회동되도록 하며, 상기 업다운 베이스가 하강하면 상기 웨이퍼 가이드를 반경방향 외측으로 회동되도록 하는 가이드 회동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 얼라인이 가능한 리프트 후프 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 가이드 회동수단은, 웨이퍼 가이드의 상부에 설치되어, 상기 업다운 베이스의 상승에 따라 상기 웨이퍼 가이드의 외측을 눌러 반경방향 내측으로 회동시켜 상기 웨이퍼 가이드에 안착된 웨이퍼의 외주를 누르거나, 상기 업다운 베이스의 하강에 따라 상기 웨이퍼 가이드의 외측이 이탈되어 반경방향 외측으로 회동되도록 하여 상기 웨이퍼 가이드의 상부 입구가 넓어지도록 하는 누름구를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 얼라인이 가능한 리프트 후프 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 누름구는 구형의 볼로 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 얼라인이 가능한 리프트 후프 장치.
4. 제2항에 있어서,

   상기 누름구는 구형의 볼로 이루어지며, 상기 구형의 볼이 상기 업다운 베이스 측방에 입설되는 컬럼에 상하방향으로 회전가능하게 설치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 얼라인이 가능한 리프트 후프 장치.

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