KR19990038730A

KR19990038730A - 액츄에이터를 갖는 스퍼터링 장치의 카세트 수납부

Info

Publication number: KR19990038730A
Application number: KR1019970058567A
Authority: KR
Inventors: 양봉석; 박호근; 박병석
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1997-11-06
Filing date: 1997-11-06
Publication date: 1999-06-05

Abstract

본 발명은 웨이퍼를 가공하는 반도체 제조 장치 중에서 웨이퍼에 금속 박막을 형성하는 스퍼터링 장치(Sputtering Apparatus)에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 웨이퍼가 장착된 카세트가 수용되는 카세트 수납부 몸체를 덮는 덮개가 반자동으로 개폐되는 스퍼터링 장치의 카세트 수납부에 관한 것이며, 이를 위하여 종래 덮개를 지지하던 단순한 지지대를 유압에 의해 작동되는 액츄에이터(Actuator)로 변경하여 지지하는 구조를 개시하고 또한 액츄에이터를 실린더와 피스톤 및 실린더에 연결된 유압관 등을 포함하는 구조로 개시하며, 이러한 구조를 통하여 덮개를 액츄에이터에 연결된 제어기를 통하여 작동시킴으로써 종래 작업자의 수작업에 의해 덮개를 개폐시킴으로 인한 작업자의 불편을 방지하고 또한 작업자의 안전사고를 방지할 수 있으며 결과적으로 공정 작업의 효율을 향상한다.

Description

액츄에이터를 갖는 스퍼터링 장치의 카세트 수납부

본 발명은 웨이퍼의 표면에 금속 박막을 형성하는 스퍼터링 장치(Sputtering apparatus)에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는 웨이퍼들이 카세트 단위로 수용되는 카세트 수납부 몸체를 덮는 덮개가 반자동으로 개폐되는 스퍼터링 장치의 카세트 수납부에 관한 것이다.

웨이퍼를 가공하는 공정에서, 웨이퍼의 표면에 분자기체를 반응시켜 필요한 막을 형성하는 공정을 화학기상증착(CVD ; Chemical Vapor Deposition ; 이하 "CVD" 라 한다) 공정이라 하며, 이러한 CVD 공정이 화학가스를 이용하는 것에 대비하여 적용되는 공정으로 스퍼터링(Sputtering) 방법과 같이 금속 타겟(Target) 등을 이용하여 금속 박막을 형성하는 공정을 총칭하여 PVD 공정이라 한다.

본 발명에서는 위와 같은 PVD 공정에 쓰이는 스퍼터링 장치를 일본진공기술 사(日本眞空技術社)의 "엠시에이치-4500"("MCH-4500") 장치를 예로 들어 설명한다. "엠시에이치-4500"과 같은 스퍼터링 장치는 웨이퍼를 카세트 단위로 가공할 수 있는 양산 장치의 한 예이다.

도 1은 위의 스퍼터링 장치(100)에서 카세트 수납부 몸체(10)를 중심으로 간략하게 도시한 사시도이다. 도 1을 참고로 하여 카세트 수납부 몸체(10)를 중심으로 종래의 스퍼터링 장치(100)를 살펴보면 다음과 같다. 실제 웨이퍼가 가공되는 반응실(도시되지 않음) 등을 포함하는 스퍼터링 장치(100)의 주몸체(20)가 있으며, 웨이퍼가 장착되는 카세트(도시되지 않음)가 수용될 수 있는 내부공간(12)이 형성된 카세트 수납부 몸체(10)가 내부공간(12)의 상부를 주몸체(20)의 상면으로 노출시키며 한 쌍으로 형성되고, 내부공간(12)을 덮을 수 있는 덮개(30)가 내부공간(12)이 노출된 주몸체(20)의 상면의 일 지점에서 연결수단(도시되지 않음)을 통해 결합되어 있다. 덮개(30)와 카세트 수납부 몸체(10) 사이에는 지지대(40)가 형성되어 있으며, 덮개(30)가 주몸체(20)와 결합된 부분의 반대편으로 덮개(30)에 손잡이(32)가 형성되어 있다.

이상과 같은 구조를 통한 스퍼터링 장치에서, 카세트 수납부 몸체의 내부공간은 웨이퍼가 반응실로 이송되기 전에 일차적으로 놓여지는 대기실이며, 반응실과의 압력을 맞추기 위하여 덮개가 덮여진 후 진공펌프(도시되지 않음)와 연결된 배기관(도시되지 않음)을 통하여 진공상태로 유지된다. 이러한 특징에 맞추어 덮개는 내부공간의 진공상태를 밀봉하기 용이하도록 무거운 재질로 제작되는 것이 일반적이다.

종래에 있어서는 카세트를 스퍼터링 장치로 공급하거나 또는 스퍼터링 장치에서 카세트를 수거하기 위하여, 덮개에 형성된 손잡이를 이용하여 작업자가 수작업으로 덮개를 열고 닫는 동작을 실시하였다. 지지대는 덮개가 완전히 열려진 상태에서 고정되는 단순한 형태이므로, 열고 닫는 동작의 중간에서는 덮개의 무게를 완전히 지탱할 수 없었다. 이러한 구조적 불리함으로 인하여 작업자가 수작업으로 덮개를 개폐시킬 때, 작업자가 무거운 덮개를 직접 들어올려야 하는 불편을 야기하였으며 또한 손을 다치는 등의 작업자의 안전사고가 발생할 수 있었다.

본 발명의 목적은 카세트 수납부의 덮개가 반자동으로 개폐되는 스퍼터링 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 덮개를 개폐시킬 때 덮개의 무게로 인하여 발생하던 안전사고를 방지하는 것이다.

도 1은 종래의 스퍼터링 장치의 카세트 수납부를 나타낸 사시도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치의 카세트 수납부를 나타낸 사시도,

도 3은 도 2의 액츄에이터의 작동에 따른 덮개의 움직임을 간략히 나타낸 구성도,

도 4는 도 2의 액츄에이터와 액츄에이터에 연결된 제어기를 간략히 나타낸 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

10, 110 : 카세트 수납부 몸체 12, 112 : 내부공간

20, 120 : 주몸체 30, 130 : 덮개

32, 132 : 손잡이 40 : 지지대

100, 200 : 스퍼터링 장치 114 : 배기관

116 : 승강기 118 : 상판

134 : 연결수단 140 : 액츄에이터

142 : 실린더 144 : 피스톤

146, 148 : 끝단 150 : 제어기

152 : 유압관

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 종래의 단순한 지지대를 유압을 이용하여 반자동으로 작동되는 액츄에이터(Actuator)로 변경한 스퍼터링 장치를 제공한다. 액츄에이터는 실린더와 피스톤 및 실린더에 유압을 전달하는 유압관 등의 구성을 갖는다.

본 발명에 따른 스퍼터링 장치를 설명하면 다음과 같다.

종래와 마찬가지로, 반응실 등이 형성된 스퍼터링 장치의 주몸체가 있으며, 웨이퍼가 장착되는 카세트가 수용될 수 있는 내부공간이 형성된 카세트 수납부 몸체가 내부공간의 상부가 노출되도록 주몸체 내에 한 쌍으로 형성되고, 내부공간을 덮을 수 있는 덮개가 내부공간이 노출된 주몸체의 상면의 일 지점에서 연결수단을 통해 결합되어 있다. 주몸체와 결합된 부분의 반대편으로 손잡이가 덮개에 형성되어 있으며, 카세트 수납부 몸체와 덮개 사이에는 지지대가 형성되어 있다. 이때 지지대는 종래의 단순한 형태의 지지대가 아니라 유압을 이용하여 덮개를 반자동으로 개폐시킬 수 있는 액츄에이터가 사용된다. 이러한 액츄에이터에 사용되는 유체는 공기 등과 같이 쉽게 사용될 수 있는 유체를 사용하며, 또한 덮개와 주몸체를 결합하는 연결수단은 경첩과 같은 수단이 바람직하다.

액츄에이터는 카세트 수납부 몸체의 일 측면과 그에 대응하는 덮개의 하면에 실린더와 피스톤의 끝단들이 각기 연결되어 있고, 유압을 공급하는 유압관이 실린더에 연결되어 있는 구조를 갖는다. 이러한 액츄에이터는 유압관으로 공급되는 유압을 제어할 수 있는 제어기와 연결되어 있으며, 제어기를 작업자가 조작함으로써 덮개를 반자동으로 개폐시킬 수 있다.

액츄에이터의 작동을 더욱 상세히 설명하면, 실린더와 실린더의 내부에 일부분이 수용될 수 있는 피스톤이 각기 카세트 수납부 몸체의 일 측면과 그에 대응하는 덮개의 하면에서 자유로운 각도로 회전할 수 있도록 결합되어 있으며, 실린더로 공급되는 유압의 크기에 따라 피스톤이 왕복운동을 실시하고, 이러한 피스톤의 왕복운동에 따라 액츄에이터의 전체적인 길이가 조절된다. 따라서 이와 같이 덮개와 카세트 수납부 몸체를 각기 잇는 액츄에이터의 길이가 가변적으로 조절됨으로써, 액츄에이터의 길이가 최대로 늘어날 때 덮개는 주몸체와 결합된 연결수단을 축으로 회전하여 내부공간을 개방하며 액츄에이터의 길이가 최소로 줄어들 때 덮개는 역으로 회전하여 내부공간을 폐쇄한다.

이하 첨부도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치(200)에서 카세트 수납부 몸체(110)를 중심으로 간략하게 도시한 사시도이며, 도 3 및 도 4는 도 2에 나타난 액츄에이터(140)의 작동에 따른 덮개(130)의 움직임 및 액츄에이터(140)와 액츄에이터(140)에 연결된 제어기(150)의 구성을 간략히 나타낸 구성도이다. 도 2 내지 도 4를 참고로 하여 본 발명의 일 실시예를 설명하면 다음과 같다. 복수개의 웨이퍼들이 장착된 카세트가 놓여지는 상판(118)을 가지며 카세트를 상하로 움직일 수 있는 승강기(116)가 있고, 승강기(116)를 둘러싸며 카세트가 수용될 수 있도록 상부가 개방된 내부공간(112)이 형성된 카세트 수납부 몸체(110)가 있다. 카세트 수납부 몸체(110)의 하부에는 진공펌프(도시되지 않음)와 연결되는 배기관(114)이 형성되어 있으며 이러한 카세트 수납부 몸체(110)가 내부공간(112)의 상부가 주몸체(120)의 상면에 노출되도록 주몸체(120)에 수용되어 한 쌍으로 형성된다. 내부공간(112)을 덮을 수 있는 덮개(130)가 내부공간(112)이 노출된 주몸체(120)의 일 지점에서 연결수단(134)을 통해 결합되어 있다. 덮개(130)와 카세트 수납부 몸체(110) 사이에는 지지대가 형성되어 있으며, 연결수단(134)이 형성된 반대편으로 손잡이(132)가 덮개(130)에 형성되어 있다. 이때 지지대는 종래의 단순한 형태의 지지대(40)가 아니라 유압을 이용하여 덮개(130)를 반자동으로 개폐시킬 수 있는 액츄에이터(140)가 사용된다.

액츄에이터(140)는 카세트 수납부 몸체(110)의 일 측면과 그에 대응하는 덮개(130)의 하면에 실린더(142)와 피스톤(144)의 끝단들(146, 148)이 각기 연결되어 있고, 유압을 공급하는 유압관(152)이 실린더(142)에 연결되어 있는 구조를 갖는다. 액츄에이터(140)의 작동을 더욱 상세히 설명하면, 실린더(142)와 실린더(142)의 내부에 일부분이 수용될 수 있는 피스톤(144)이 각기 카세트 수납부 몸체(110)의 일 측면과 그에 대응하는 덮개(130)의 하면에서 자유로운 각도로 회전할 수 있도록 결합되어 있으며, 실린더(142)로 공급되는 유압의 크기에 따라 피스톤(144)이 A 방향으로 왕복운동을 실시하고, 이러한 피스톤(144)의 왕복운동에 따라 액츄에이터(140)의 전체적인 길이가 조절된다. 따라서 액츄에이터(140)의 길이가 최대로 늘어날 때 덮개(130)는 주몸체(120)와 결합된 연결수단(134)을 축으로 회전하여 내부공간(112)을 개방하며 액츄에이터(140)의 길이가 최소로 줄어들 때 덮개(130)는 역으로 회전하여 내부공간(112)을 폐쇄한다. 또한 액츄에이터(140)는 유압관(152)으로 공급되는 유압을 제어할 수 있는 제어기(150)와 연결되어 있으며, 제어기(150)를 작업자가 조작함으로써 덮개(130)를 반자동으로 개폐시킬 수 있다.

본 발명에 따른 스퍼터링 장치는 카세트가 수용되는 카세트 수납부 몸체와 카세트 수납부 몸체를 덮는 덮개 사이에 액츄에이터와 같은 지지대를 형성함으로써 덮개를 지지하며, 액츄에이터를 작동시키기 위한 유압을 조절할 수 있는 제어기를 형성한 후 제어기를 조작하여 액츄에이터를 조절함으로써 종래 작업자의 수작업에 의한 개폐동작을 액츄에이터를 이용하여 반자동으로 실시하여 작업자의 부담을 줄이고, 작업자의 안전사고 등을 방지하여 결과적으로 공정작업의 효율을 향상한다.

Claims

상부가 개방된 내부공간이 형성되어 있으며 복수개의 웨이퍼가 장착된 카세트가 수용되는 카세트 수납부 몸체;

상기 카세트 수납부 몸체를 둘러싸며, 상기 내부공간의 상부가 노출되는 상면을 갖는 주몸체; 및

상기 주몸체의 상면의 일 지점에서 상기 상면과 결합되며, 상기 내부공간의 상부를 덮어 상기 내부공간을 밀봉할 수 있는 덮개;

를 포함하는 스퍼터링 장치의 카세트 수납부에 있어서,

상기 덮개는

상기 카세트 수납부 몸체의 일 측면에 고정된 실린더;

상기 일 측면과 대응하는 상기 덮개의 하면에 고정된 피스톤; 및

상기 실린더에 연결되어 유압을 전달하는 유압관;

을 포함하는 액츄에이터에 의해 지지되며 상기 액츄에이터에 의해 개폐되는 것을 특징으로 하는 액츄에이터를 갖는 스퍼터링 장치의 카세트 수납부.
제 1 항에 있어서, 상기 카세트 수납부는 한 쌍으로 형성된 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치의 카세트 수납부.
제 1 항에 있어서, 상기 유압관에 공급되는 유체는 공기인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치의 카세트 수납부.
제 3 항에 있어서, 상기 액츄에이터는 상기 유체의 압력을 제어할 수 있는 제어기와 연결되며, 상기 제어기를 이용하여 상기 덮개를 반자동으로 개폐시키는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치의 카세트 수납부.
제 1 항에 있어서, 상기 덮개는 경첩을 이용하여 상기 주몸체의 상면에 결합되는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치의 카세트 수납부.