KR20010027021A - 웨이퍼 핀 리프트 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼 핀 리프트 장치에 관한 것으로서, 웨이퍼와 직접 닿아 상기 웨이퍼를 상승시키거나 하강시키는 웨이퍼 핀, 상기 웨이퍼 핀의 통로가 되는 홀이 형성되며 상기 웨이퍼가 놓이는 작업대 및 상기 웨이퍼 핀에 동작을 위한 압력을 작용시키는 에어 실린더를 구비하여 이루어지는 웨이퍼 핀 리프트 장치에 있어서, 상기 에어 실린더는 상기 웨이퍼 핀과 일체형으로 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 종래의 웨이퍼 핀 리프트 장치에서 핀 하강용 코일 스프링이 파손되어 발생할 수 있는 공정 가동율 저하 및 웨이퍼 위치 에러에 따른 재작업, 폐기의 문제가 없이 웨이퍼 핀의 동작을 확실히 통제할 수 있다.

Description

웨이퍼 핀 리프트 장치 {An apparatus for lifting pins used in wafer loading and unloading}

본 발명은 반도체장치 제조장비의 웨이퍼 탈착용 웨이퍼 핀 리프트 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체장치 제조를 위해 웨이퍼를 가공할 때 웨이퍼를 일정 평면에 이송용 로봇 아암 등을 이용하여 놓거나 가져오기 편리하도록 웨이퍼를 들거나 내려놓는 웨이퍼 핀 리프트 장치에 관한 것이다.

반도체장치는 웨이퍼에 다수의 반도체, 부도체 및 도체 막을 형성하고 가공하여 다수의 전자전기 소자를 형성하고 배선하여 이루어지는 정밀하고 복잡한 장치이다. 이러한 미세하고 복잡한 구조를 좁은 면적에 형성하기 위해서는 다양한 물리, 화학적 현상을 이용하는 엄격하고 잘 통제된 다수의 공정이 필요하다. 이들 공정을 거쳐서 웨이퍼에 반도체장치를 형성하기 위해 웨이퍼는 여러 위치에 있는 다수의 설비 사이를 이동하게 된다. 설비에서 웨이퍼는 가공되기 위해 정해진 평면에 장착되는 경우가 많은데, 웨이퍼 이송로봇을 이용하기 위해서는 웨이퍼 하면과 웨이퍼가 장착될 평면 사이에 이송로봇의 아암이 들어갈 공간이 필요하다.

설비에서 이런 공간을 제공하는 역할은 대개 웨이퍼 핀에 의해 이루어진다. 도1은 웨이퍼 가공이 이루어지는 공간의 작업대와 웨이퍼 핀 리프트 장치의 구성을 나타내는 개략적인 구성도이다. 공정 공간을 이루는 공정 챔버에 웨이퍼가 놓이는 작업대(11) 평면이 설치되어 있고, 이 작업대(11) 평면에는 복수개의 홀이 형성되어 웨이퍼 핀(13)이 작업대(11) 평면 위 아래로 상하운동을 할 수 있다. 각 웨이퍼 핀(13)은 작업대(11) 평면 아래에서 웨이퍼 핀(13)의 위치가 변동되지 않도록 바른 위치에 정렬시켜주는 정렬대(15)에 의해 평면적으로는 고정된다. 웨이퍼 핀(13)의 하부에는 상승 동작시 웨이퍼 핀(13)을 위로 밀어주는 역할을 하는 동작 스크류(17)가 있다. 그리고 모든 동작 스크류(17)는 에어 실린더(23)의 피스톤(21)과 연결된 판(19) 위에 설치되어 있다. 동작 스크류(17)는 웨이퍼 핀(13) 상승시에 웨이퍼 핀(13)을 밀어주는 역할을 하는 동시에 판(19) 위에서 동작 스크류(17)를 회전시킴에 의해서 판(19) 위로 돌출되는 길이를 조절할 수 있으므로 웨이퍼가 얹히는 웨이퍼 핀(13) 상단의 레벨을 동일하게 조절하고 균형을 맞추는 역할을 한다. 웨이퍼 핀(13) 하부에는 옆으로 돌출된 턱이 형성되고 턱과 정렬대(15) 사이에서 핀을 둘러싸는 코일 스프링(25)이 설치된다.

이런 구성을 가진 웨이퍼 핀에서 웨이퍼가 장착될 때 우선 에어 실린더에 공기가 유입된다. 실린더에 유입된 공기가 에어 실린더의 피스톤을 밀면 피스톤에 연결된 판에 놓인 각 동작 스크류는 각각의 웨이퍼 핀을 밀어 올리고, 작업대 평면 아래 있던 웨이퍼 핀이 홀을 통해 웨이퍼가 놓이는 작업대 평면 위로 올라간 상태가 된다. 이때 웨이퍼 핀 하단의 턱과 정렬대 사이에 위치한 코일 스프링은 웨이퍼 핀 하단이 상승함에 따라 압축된 상태가 된다. 이송로봇의 아암은 웨이퍼를 핀 위에 놓고 핀 상단보다 낮은 위치를 취하며 빠져나오게 된다. 웨이퍼를 균형있게 잡기 위해 핀은 3개 이상이 준비되며, 핀 상단에 웨이퍼가 놓인 상태에서 에어 실린더에 유입되어 있던 공기는 유출되어 에어 실린더의 피스톤과 연결된 판, 동작 스크류가 동시에 내려가게 된다. 웨이퍼 핀도 압축된 상태에 있던 코일 스프링이 복원되면서 웨이퍼 핀 하단의 턱을 누르게 되므로 함께 내려오게 되고 웨이퍼는 작업대에 장착된다. 웨이퍼가 작업대에서 공정을 마친 경우 이러한 웨이퍼 핀의 동작은 역으로 진행되어 상승하고 이송용 로봇 아암이 상승된 웨이퍼와 작업대 사이에 들어와 웨이퍼를 얹어 나가면 웨이퍼 핀은 상승 상태를 유지하거나 하강하게 된다.

그런데 이런 구성을 가진 웨이퍼 핀 리프트 장치에서는 웨이퍼 핀이 에어 실린더 및 동작 스크류를 구비하여 이루어지는 핀 리프트 어셈블리에 일체로 결합되지 않아 만약에 웨이퍼 핀 하강에 사용되는 코일 스프링이 파손될 경우, 코일 스프링의 복원에 의존하는 웨이퍼 핀의 하강이 확실하지 않게 된다. 그리고 웨이퍼를 상단에 얹고 있는 복수의 웨이퍼 핀 가운데 하나라도 다른 핀들과 함께 복원되지 않을 경우에는 웨이퍼는 균형을 잃고 미끄러져 정위치에서 벗어나게 된다. 이 경우 핀이 내려오지 않은 것을 감지할 수 있는 센서가 웨이퍼 핀 리프트 장치에 결합되어 있다면 이상이 감지되어 이상을 수정하기 위해서 시간과 노력이 소모되어 공정 가동율을 떨어뜨리는 문제가 생기고, 만약 센서가 웨이퍼 핀 자체와 결합되지 않고 핀 리프트 어셈블리에 결합되어 있다면 웨이퍼가 잘못 위치된 상태로 공정이 진행되어 공정 웨이퍼 재작업이나 불량으로 인해 폐기되는 문제까지 초래될 수 있다.

본 발명에서는 핀 리프트 장치에서 핀 리프트 어셈블리가 웨이퍼 핀과 일체로 이루어지지 않고 코일 스프링의 복원에 의해 하강하므로 코일 스프링에 문제가 발생하는 경우 웨이퍼 핀이 정확히 하강하지 못하고 웨이퍼 핀에 얹힌 웨이퍼가 균형을 잃고 정위치를 벗어나는 현상을 방지할 수 있는 새로운 방식의 웨이퍼 핀 리프트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1은 웨이퍼 가공이 이루어지는 공간의 작업대와 웨이퍼 핀 리프트 장치의 구성을 부분 단면을 통해 나타내는 개략적인 구성도이다.

도2는 본 발명의 일 실시예를 나타내는 개략적 부분 단면도이다.

도3은 본 발명의 다른 예를 나타내는 개략적 부분 단면도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11:작업대 13: 웨이퍼 핀

15: 정렬대 17: 동작 스크류

19: 판 21: 피스톤

23: 에어 실린더 25: 코일 스프링

27: 커버 31: 용접부

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 웨이퍼 핀 리프트 장치는, 웨이퍼와 직접 닿아 상기 웨이퍼를 상승시키거나 하강시키는 웨이퍼 핀, 상기 웨이퍼 핀의 통로가 되는 홀이 형성되며 상기 웨이퍼가 놓이는 작업대 및 상기 웨이퍼 핀에 동작을 위한 압력을 작용시키는 에어 실린더를 구비하여 이루어지는 웨이퍼 핀 리프트 장치에 있어서, 상기 에어 실린더는 상기 웨이퍼 핀과 일체형으로 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 에어 실린더와 웨이퍼 핀이 일체형으로 결합된다는 것은 에어 실린더가 에어의 유출입에 의해 에어 실린더의 피스톤이 상승, 하강할 때 항상 동시에 웨이퍼 핀이 상승, 하강할 수 있도록 직접 혹은 간접으로 결합된다는 것을 의미한다.

이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 좀 더 살펴보기로 한다.

도2는 본 발명의 일 실시예를 나타내는 개략적 측단면도이다. 도1의 종래의 예에서와 같이 에어 실린더(23)에는 피스톤(21)과 연결된 판(19)과 상기 판(19) 위로 웨이퍼 핀(13) 하부에 각각 형성되는 동작 스크류(17)가 결합되어 하나의 조립체를 형성하고 있다. 이 상태에서 다시 동작 스크류(17) 위에 웨이퍼 핀(13)이 접촉되도록 놓이게 하고, 별도의 결합부재로 커버(27)를 씌워 동작 스크류(17)가 웨이퍼 핀(13)과 접촉된 상태를 유지하게 하고 있다. 따라서 종래의 스프링은 제거된 상태이며, 웨이퍼 핀(13)은 커버(27) 위쪽의 홀을 통해 나와있는 상태에서 웨이퍼 핀(13) 하단의 턱만 커버(27)에 걸려있다. 그리고 커버(27)는 에어 실린더(23)의 피스톤(21)과 연결된 판(19)에 별도의 스크류를 통해 고정되어 있다.

따라서, 에어 실린더에 공기가 유입되면 동작 스크류가 웨이퍼 핀에 압력을 가하여 웨이퍼 핀을 상승시키고, 에어 실린더에 공기가 빠져나가면 피스톤이 하강하면서 피스톤에 연결된 판과 판에 고정된 커버도 하강하고, 웨이퍼 핀 하단의 턱이 걸려있는 웨이퍼 핀도 하강하게 된다.

도3에 나타난 본 발명의 다른 예에 의하면 웨이퍼 핀(13) 하단과 동작 스크류(17) 상단이 서로 용접부(31)에 의해 직접 결합되어 있다. 본 예는 웨이퍼 핀이 동작 스크류와 일체로 성형된 것과 동일한 효과를 갖게 된다. 이들 예에서는 동작 스크류(17)가 에어 실린더(23) 피스톤(21)의 동작에 따라 움직이면 동작 스크류(17)와 일체화된 웨이퍼 핀(13)이 같이 움직이게 된다.

본 발명에 따르면, 종래의 웨이퍼 핀 리프트 장치에서 핀 하강용 코일 스프링이 파손되어 발생할 수 있는 공정 가동율 저하 및 웨이퍼 위치 에러에 따른 재작업, 폐기의 문제가 없이 웨이퍼 핀의 동작을 확실히 통제할 수 있다.

Claims (3)

1. 웨이퍼와 직접 닿아 상기 웨이퍼를 상승시키거나 하강시키는 웨이퍼 핀, 상기 웨이퍼 핀의 통로가 되는 홀이 형성되며 상기 웨이퍼가 놓이는 작업대 및 상기 웨이퍼 웨이퍼 핀에 동작을 위한 압력을 작용시키는 에어 실린더를 구비하여 이루어지는 웨이퍼 핀 리프트 장치에 있어서,

   상기 에어 실린더는 상기 웨이퍼 핀과 일체형으로 결합되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 핀 리프트 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 에어 실린더에는 피스톤과 연결된 판과 상기 판 위로 웨이퍼 핀 하부에 각각 형성되는 동작 스크류가 결합되어 하나의 조립체를 형성하고, 커버형 결합부재의 상부 홀에 상기 웨이퍼 핀 하단의 턱이 걸려 상기 웨이퍼 핀은 상기 동작 스크류 위에 항상 접촉된 상태를 유지하게 되며, 상기 커버형 결합부재는 상기 판에 별도의 스크류로 고정되도록 형성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 핀 리프트 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 커버형 결합부재 대신 용접으로 상기 웨이퍼 핀과 상기 동작 스크류가 결합되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 핀 리프트 장치.