KR20020052648A - 챔버장치에서의 웨이퍼 운반시스템 - Google Patents

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서병규
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윤종용
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Abstract

본 발명은 챔버를 포함하는 반도체 소자의 제조장치에서 센서를 구비한 웨이퍼 운반 시스템에 관한것이다.본 발명은 트랜스퍼 암, 상기 트랜스퍼 암의 끝단에 설치된 발광부 및 상기 발광부와 대향되는 위치의 상기 챔버 내부에 설치된 수광부를 갖는 센서 및 상기 수광부의 감지신호로 트랜스퍼 암을 제어하는 제어부를 구비한다. 본 발명에 따르면, 트랜스퍼 암이 정확하게 챔버 출입구 위치로 이동할 수 있게 하고, 트랜스퍼 암이 오동작 할 경우에도 웨이퍼 및 트랜스퍼 암을 보호할 수 있게 한다.

Description

챔버장치에서의 웨이퍼 운반시스템{A wafer transfer system for chamber mechanism}
본 발명은 반도체 소자 제조장치에 관한 것으로, 상세하게는 챔버장치에서의 센서를 구비한 웨이퍼 운반 시스템에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하는 과정에서 웨이퍼는 박막 증착공정, 식각공정, 애싱(ashing)공정등 여러가지 단계의 공정을 거치게 된다. 이러한 공정들을 진행하기 위해서는 공정에 필요한 챔버의 출입구로 웨이퍼를 운반한 후 상기 챔버 내부로 웨이퍼를 로딩시켜야 한다. 현재 웨이퍼 운반 시스템은 스텝 모터(step motor)의 구동에 의한 트랜스퍼 암(transfer arm)이 회전운동 및 직선운동을 하여 웨이퍼를 챔버 내부로 운반하고 있다. 상기 스텝 모터는 모터의 스텝수에 의하여 챔버의 위치를 찾고, 챔버의 내부로 웨이퍼를 운반한다.
그러나, 상기 스텝 모터는 기계적 고장 및 소프트웨어(software)적 오류로 인하여 오동작을 일으킬 수 있다. 이러한 스텝 모터의 오동작은 웨이퍼를 운반하는 트랜스퍼 암이 챔버의 출입구 위치를 찾기 힘들게 한다. 또한, 웨이퍼를 탑재한 트랜스퍼 암이 상기 챔버의 출입구를 통하여 챔버 내부로 이동되는 과정에서 설비의 오동작 또는 작업자의 실수로 챔버 출입구가 닫혀 있는 경우에는 상기 트랜스퍼 암이 상기 챔버 출입구에 충돌하는 돌발 상황이 발생될 수 있다.
발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 웨이퍼 운반용 트랜스 암이 정확한 위치로 동작되고 오동작시 인터락(interlock)을 걸수 있는 웨이퍼 운반 시스템을 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 운반 시스템을 설명하기 위하여 도시한 개략적인 평면도이다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 본 발명에 따른 웨이퍼 운반 시스템의 동작원리를 설명하기 위하여 도시한 단면도들이다.
<도면의 주요부분의 부호에 대한 설명>
100 : 락부(lock unit), 110 : 로더락(loadlock),
120 : 언로드락(unloadlock), 200 : 트랜스퍼 암(transfer arm),
210 : 회전축, 220 : 암(arm),
230 : 암 플레이트(arm plate), 300 : 센서,
310 : 수광부, 320 : 발광부,
400 : 챔버장치, 410 : 챔버,
420 : 챔버 출입구, 500 : 제어부.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 챔버장치에서의 웨이퍼 운반 시스템은 출입구가 있는 챔버 내부로 웨이퍼를 운반하는 트랜스퍼 암, 상기 트랜스퍼 암의 끝단에 설치된 발광부 및 상기 발광부와 대향되는 위치의 상기 챔버 내부에 설치된 수광부를 갖는 센서 및 상기 수광부의 감지신호로 트랜스퍼 암을 제어하는 제어부를 구비한다.
여기서, 상기 발광부는 상기 트랜스퍼 암 끝단의 중심점에 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 수광부는 상기 챔버 내부 측벽에 설치되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 실시예가 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서의 요소의 형상등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위하여 과장되게 표현된 부분이 있을 수 있으며, 도면상에서 동일 부호로 표시된 요소는 동일 요소를 의미한다.
도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 운반 시스템을 설명하기 위하여 도시한 개략적인 평면도이다.
도 1을 참조하면, 웨이퍼 운반 시스템은 락부(lock unit,100)와 다수의 챔버장치(400) 사이의 공간에 설치된 트랜스퍼 암(200), 상기 트랜스퍼 암(200)의 끝단에 설치된 발광부(320) 및 상기 발광부(320)와 대향되는 위치의 상기 챔버(410) 내부에 설치된 수광부(310)을 갖는 센서(300) 및 상기 센서(300)와 상기 트랜스퍼 암(200)에 연결되어 있는 제어부(500)으로 구성된다. 상기 웨이퍼 운반 시스템은 회전운동을 하여 로더락(110)에 적재되는 웨이퍼를 챔버(410)의 출입구(420)위치까지 운반시킨 후, 상기 웨이퍼를 상기 챔버의 출입구(420)을 통하여 챔버(410) 내부로 직선운동으로 이동시키는 기능을 수행한다.
상기 락부(100)는 로더락(loadlock,110)과 언로더락(unloadlock,120)으로 이루어져 있다. 상기 로더락(110)은 웨이퍼가 가공공정을 진행하기 위해서 챔버장치(400)로 운반되기 전에 다수개의 웨이퍼가 적재되어 곳으로서, 웨이퍼 운반 시스템의 트랜스퍼 암(200)에 의해 챔버(410) 내부로 이동된다. 상기 언로더락(120)은 상기 챔버장치(400)에서의 가공공정이 끝난 후 다음 공정을 위해 다수개의 웨이퍼가 적재되어 있는 곳이다.
상기 트랜스퍼 암(200)은 회전축(210), 회전축에 연결된 암(220) 및 암의 끝단의 암 플레이트(230)으로 이루어져 있다. 상기 회전축(210)은 스템모터(미도시)에 연결되어 있고, 스텝모터의 작동에 의하여 회전운동을 하는 축이다. 상기 회전축(210)은 로더락(110)의 웨이퍼를 챔버(4100) 내부로 운반하기 위하여 다수개의 챔버(400)중 웨이퍼 가공공정에 필요한 챔버의 위치까지 회전운동을 한다. 상기 암(220)은 상기 챔버(410) 내부로 웨이퍼를 운반하기 위하여 2차원 운동을 한다. 즉, 상기 회전축(210)의 회전운동에 의하여 챔버 출입구(420)앞에 정확히 웨이퍼를 이동시킨 후, 상기 암(220)의 직선운동에 의하여 챔버(410) 내부로 웨이퍼를 이동시킨다. 상기 암 플레이트(230)는 상기 암의 끝단에 있으며 웨이퍼를 운반할 때 웨이퍼가 안착되는 부분이다.
상기 발광부(320)는 수광부(310)에서 빛을 감지하도록 빛을 발하는 부분이다. 로더락(110)에 적재된 웨이퍼를 원하는 챔버의 출입구(420) 앞으로 회전시킬때 계속적으로 빛을 발하게 하여 수광부(310)와 대향되는 위치에 오게 되면 수광부(310)가 신호를 감지하여 트랜스퍼 암의 회전축(210)이 정지된다. 상기 발광부(320)는 트랜스퍼 암(200) 끝단의 중심점에 설치되는 것이 바람직하다.
상기 수광부(310)는 상기 발광부(320)에서 발하는 빛을 감지하는 부분으로서 상기 발광부(320)의 빛을 감지하였을 때는 감지신호를 제어부(500)에 전달한다. 상기 수광부(310)는 상기 발광부(320)과 대향되는 위치의 챔버(410) 내부에 설치함으로서, 상기 발광부(320)가 설치된 트랜스퍼 암(200)을 정확하게 챔버 출입구에 위치하도록 할 수 있다. 바람직하게는 챔버(410) 내부의 벽에 설치하는 것이 바람직하다. 그러므로 상기 트랜스퍼 암(200)이 상기 챔버(410) 내부로 이동하기 위하여 직선운동을 할때 상기 트랜스퍼 암(200)은 챔버 출입구(420) 및 챔버(410)측벽에 부딪치지 않는다.
상기 제어부(500)는 상기 수광부(310)에서 감지한 신호를 전달 받아서 상기 트랜스퍼 암(200)을 제어하는 기능을 한다. 즉, 트랜스퍼 암(200)의 회전운동시 챔버 출입구(420) 앞의 일정한 위치에서 수광부(10)가 빛을 감지하면 상기 제어부(500)가 상기 트랜스퍼 암(200)의 회전운동을 정지시킨다. 또한, 상기 트랜스퍼 암(200)이 챔버(400) 내부로 직선운동을 할때 상기 수광부(310)가 발광부(320)의 빛을 감지하지 못한 상태에서 상기 트랜스퍼 암(200)이 작동되면 제어부(500)가 상기 트랜스퍼 암(200)의 작동을 정지시킨다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 본 발명에 따른 웨이퍼 운반 시스템의 동작원리를 설명하기 위하여 도시한 단면도들이다. 도 2(a)는 챔버(410)의 출입구(420)가 닫혀 있는 상태이고, 도 2(b)는 챔버의 출입구(420)가 열려 있는 상태이다.
도 2(a)에서 상기 챔버의 출입구(420)가 닫혀 있는 상태에서 상기 트랜스퍼 암(200)이 상기 챔버 내부로 진입하는 경우가 있다. 이 경우 상기 수광부(310)는 발광부(320)에서 발하는 빛을 감지하지 못하고 있는 상태이다. 따라서, 상기 트랜스퍼 암(200) 챔버(410) 내부로 진입하는 경우 상기 제어부(500)에서 상기 트랜스퍼 암에 전기적 신호를 보내어 상기 트랜스퍼 암의 이동을 정지시키게 한다. 그러므로 챔버 출입구(420)가 닫혀 있는 상태에서 트랜스퍼 암(200)의 수동작에 의한 작업자의 실수나 소프트 웨어적 오류에 의한 트랜스퍼 암(200)의 오동작이 있을때 트랜스퍼 암(200)의 충돌에 의한 사고를 미리 방지할 수 있다.
도 2(b)를 참조하면, 로드락(도 1의 110)에 적재된 웨이퍼가 트랜스퍼 암(200)의 암 플레이트(220)에 올려진 후, 상기 트랜스퍼 암(200)은 회전축(210)에 연결된 스텝모터(미도시)에 의해 회전운동을 한다. 상기 트랜스퍼 암(200) 회전운동시 상기 발광부(320)는 계속해서 빛을 발하고 있는 상태이고 상기 트랜스퍼 암(200)이 상기 챔버(410)의 출입구의 일정한 위치로 회전하였을 때 상기 챔버의 출입구(420)는 열려진 상태이고 이때 상기 수광부는 발광부(320)에서 발하는 빛을 감지하여 상기 제어부에 감지신호를 보낸다. 상기 제어부(500)가 상기 감지신호를 받아서 상기 트랜스퍼 암(200)에 전기적 신호를 보내게 되면 트랜스퍼 암(200)이상기 챔버 출입구(420)앞에 정확히 정지한다.
상술한 바와 같이 본 발명은, 챔버 내부에 수광부를 구비함으로써, 트랜스퍼 암이 물리적 충돌없이 정확하게 챔버 출입구 위치로 이동할 수 있게 하고, 트랜스퍼 암이 오동작 할 경우 웨이퍼 및 트랜스퍼 암을 보호할 수 있게 한다. 따라서 반도체 소자의 제조 공정을 안정적으로 진행시킬수 있다.

Claims (3)

  1. 출입구가 있는 챔버 내부로 웨이퍼를 운반하는 트랜스퍼 암;
    상기 트랜스퍼 암의 끝단에 설치된 발광부 및 상기 발광부와 대향되는 위치의 상기 챔버 내부에 설치된 수광부를 갖는 센서; 및
    상기 수광부의 감지신호로 트랜스퍼 암을 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 챔버장치에서의 웨이퍼 운반 시스템.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 발광부는 상기 트랜스퍼 암 끝단의 중심점에 설치되는 것을 특징으로 하는 챔버장치에서의 웨이퍼 운반 시스템.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 수광부는 상기 챔버 내부 측벽에 설치되는 것을 특징으로 하는 챔버장치에서의 웨이퍼 운반 시스템.
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