KR20030000771A - 반도체장치 제조설비의 카세트 로더장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수의 웨이퍼를 탑재하여 위치되는 카세트가 정확하게 정렬되어 위치되는지 여부를 확인하는 반도체장치 제조설비의 카세트 로더장치에 관한 것으로서, 이에 대한 특징적 구성은, 로드락챔버 내의 테이블 상부에 카세트의 다리와 중심지지대 부위를 각각 안내하도록 복수개 구비되는 소정 형상의 가이드블록과; 상기 가이드블록에 의해 안내되는 상기 중심지지대에 대응하도록 상기 테이블을 관통하여 탄력부재에 의해 탄력적으로 승·하강 가능하게 설치되는 샤프트와; 상기 테이블 하측으로부터 이격된 지지판 상에 고정되는 몸체 일측에 탄력적으로 힌지된 스위치 레버가 상기 샤프트의 하강에 의해 회전 대향하는 상기 몸체 상의 접속단자와 접촉되어 소정 신호를 발생시키도록 형성된 리미트 스위치를 포함하여 구성된 반도체장치 제조설비의 카세트 로더장치에 있어서, 상기 스위치 레버는 미끄러지게 접촉 지지되는 상기 샤프트의 승·하강 길이에 대응하여 상기 접속단자에 접속되기까지의 회전각 거리가 상대적으로 작도록 소정의 경사각을 이루며 설치됨을 특징으로 한다. 이러한 구성에 따르면, 카세트 중심지지대의 돌출 정도에 관계없이 카세트의 위치 감지 및 그 위치 상태 정상 여부가 용이하게 확인되어 안정적인 카세트의 위치됨을 통해 웨이퍼의 이송 및 그에 따른 각종 불량이 방지되는 효과가 있다.

Description

반도체장치 제조설비의 카세트 로더장치{cassette loader equipment of semiconductor device manufacturing equipment}

본 발명은 반도체장치 제조설비의 카세트 로더장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공정 수행을 목적으로 하는 복수의 웨이퍼를 탑재하여 위치되는 카세트가 정확하게 정렬 위치에 존재하는지 여부를 확인하도록 하는 반도체장치 제조설비의 카세트 로더장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체장치는 웨이퍼 상에 사진, 식각, 확산, 화학기상증착, 이온주입, 금속증착 등의 공정을 선택적이고도 반복적으로 수행하는 일련의 과정을 통해 이루어진다. 이렇게 반도체장치로 제조되기까지 웨이퍼는 카세트에 복수개씩 탑재되어 각 공정을 수행하는 각각의 제조설비로 이송되고, 또한, 이들 웨이퍼는 각 공정을 수행하는 반도체장치 제조설비 내에서도 그 내부에 설치된 로봇에 의해 일 매씩 인출되어 요구되는 위치로 이송되는 과정을 거치게 된다. 이때 웨이퍼는로봇에 의해 이송될 수 있는 위치에 있도록 함이 요구되며, 이것은 카세트가 로봇의 구동에 대응하여 정확하게 설정된 위치에 있도록 함으로써 이루어질 수 있는 것이다. 따라서 반도체장치 제조설비의 내부에는 카세트가 정상적으로 위치되도록 안내하고, 또 그 정상 여부를 확인하기 위한 카세트 로더장치가 설치된다. 여기서는 상술한 카세트 로더장치에 대한 종래 기술 구성을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

먼저 일반적인 멀티챔버 구조의 반도체장치 제조설비(10)의 구성을 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수 웨이퍼(W)를 탑재한 카세트(K)가 투입 위치되는 로드락챔버(12)가 있고, 이 로드락챔버(12) 내부는 구비된 도어수단(14a)을 통해 밀폐된 분위기를 이루게 된다. 또한, 로드락챔버(12)의 내부에는 투입되는 카세트(K)를 위치시키기 위한 테이블(16)이 설치되어 있으며, 이 테이블(16) 상에 놓이는 카세트(K)는 탑재된 복수 웨이퍼(W)가 종 방향으로 배열되게 하고, 동시에 각 웨이퍼(W)를 로드락챔버(12)의 다른 일측에 구비되는 도어수단(14b)으로부터의 인출이 가능하게 대향 위치시키게 된다. 그리고, 로드락챔버(12)의 다른 일측으로는 상술한 도어수단(14b)에 의해 선택적으로 연통하는 트랜스퍼챔버(18)가 설치되고, 이 트랜스퍼챔버(18) 내부에는 로드락챔버(12)에 위치되는 웨이퍼(W)를 요구되는 위치로 이송하도록 하는 로봇(20)이 설치된다. 이러한 로봇(20)의 일반적인 구성은, 도 1에 도시된 바와 같이, 트랜스퍼챔버(18)의 중심 부위를 기준하여 각 방향으로 회전 가능하게 설치되며, 일측으로 자바라 형상의 로봇암(22)과 이 로봇암(22)에 의해 연결 설치되어 웨이퍼(W)를 일 매씩 선택적으로 고정 지지하게되는 로봇척(24)이 구비된 구성을 이룬다. 이러한 구성에 더하여, 상술한 트랜스퍼챔버(18)의 소정 측부에는 로봇(20)의 구동에 의해 이송되는 웨이퍼(W)에 대하여 공정을 수행하는 공정챔버(26)와 이 공정챔버(26)에서의 공정 수행 전·후 과정에서 웨이퍼(W)를 냉각 또는 가열시키는 등의 선·후 처리 과정을 수행하는 보조챔버(28) 등이 선택적으로 연통하게 설치되는 구성을 이룬다.

이러한 관계에 있어서, 로드락챔버(12) 내에 투입되는 카세트(K)는 로봇척(24)의 구동 방향 즉 트랜스퍼챔버(18)의 중심 위치로부터 소정 각도 틀어진 상태로 위치되고, 이에 대응하여 로드락챔버(12) 내부에는 투입된 카세트(K)를 로봇척(24)의 진행 방향에 있도록 회전 위치시키도록 구성된다. 이때 카세트(K)는 상술한 로봇(20)으로 하여금 웨이퍼(W)를 정상적으로 인출 및 탑재할 수 있도록 하기 위하여 테이블(16) 상의 설정된 위치에 정확히 위치될 것이 요구된다.

여기서, 상술한 바와 같이, 테이블(16) 상에 카세트(K)를 포함한 웨이퍼(W)가 정확하게 설정된 위치에 있도록 하기 위한 종래의 기술 구성을 도 2를 참조하여 살펴보면, 카세트(K)를 받쳐 지지하는 테이블(16) 상면 상에는 카세트(K)의 다리(B) 부위와 테이블(16) 상면에 대향하는 카세트(K)의 측부에 형성된 중심지지대(C)를 기준하여 카세트(K)의 위치를 제한하도록 안내하는 가이드블록(30a, 30b, 30c)이 설치된다.

또한 카세트(K)의 중심지지대(C)가 사이에 위치되도록 하는 가이드블록(30b, 30c) 사이의 중심 부위에는, 도 3a 또는 도 3b에 도시된 바와 같이, 샤프트(34)가 테이블(16)을 관통하여 탄성부재(36)에 의해 탄력적으로 수직하게 승·하강 가능하게 설치된다. 이 샤프트(34)의 하측 부위에는 테이블(16)에 대응하여 소정 간격을 이루며 이격되게 설치되는 지지판(38) 상에 고정부재(40)에 의해 고정되어 샤프트(34)의 하강 위치됨을 감지하는 리미트 스위치(42)가 구비된다. 이러한 리미트 스위치(42)의 구성은, 지지판(38)에 고정되는 소정 형상의 몸체(43)가 있고, 이 몸체(43)의 일측 부위를 기준하여 스위치 레버(44)가 탄력적으로 회전 가능하게 설치되며, 이 스위치 레버(44)에 회전 대응하는 몸체(43) 상에는 스위치 레버(44)의 회전에 대응하여 접속되는 접속단자(46)가 구비된 구성을 이룬다. 이러한 리미트 스위치(42)의 구성에 있어서, 상술한 샤프트(34)의 하측 단부는 상술한 스위치 레버(44)에 수직 대향하는 위치에 있게 되고, 테이블(16) 상면에 카세트(K)가 위치됨에 의해 그 중심 지지대(C)가 샤프트(34)의 상측 단부를 하중으로 누르게 되면 샤프트(34)는 하강하여 스위치 레버(44)로 하여금 접속단자(46)에 접속되게 회전 위치시키게 되고, 이때 리미트 스위치(42)는 스위치 레버(44)가 접속단자(46)의 접속에 의한 소정의 신호를 발생시켜 이것을 콘트롤러(도면의 단순화를 위하여 생략함)에 인가하게 됨으로써 콘트롤러로 하여금 카세트(K)가 정상 위치되었음을 확인할 수 있도록 하게 된다.

그러나, 상술한 구성에 있어서, 카세트(K)는 그 제조회사와 그 형상이 다르게 제작되며, 여기서 상술한 중심지지대(C)가 카세트(K)의 측부로부터 돌출되는 정도가 상이하게 제작되는 경우가 발생된다. 특히 도 3a에 도시된 바와 같이, 중심 지지대(C)의 돌출된 정도가 작을 경우 카세트(K)가 위치됨에 있어서, 중심지지대(C)에 접촉되는 샤프트(34)의 하강 위치는 리미트 스위치(42)의 스위치레버(44)가 접속단자(46)에 접속되지 않을 정도의 위치에 있게 된다. 또한 상대적으로 상술한 중심지지대(C)의 돌출 정도가 클 경우 샤프트(34)는 그에 대응하는 위치로 충분히 하강하지 못하고, 스위치 레버(44)가 접속단자(46)에 접속 지지되는 위치까지 이르게 되며, 이때 카세트(K)는 샤프트(34)의 상측 단부에 지지되어 테이블(16) 상면으로부터 들뜬 상태로 있게 된다.

여기서, 전자는 카세트(K)가 정상적으로 위치되었음에도 그 위치됨을 감지하지 못하여 공정 진행이 이루어지지 않게 되고, 또 후자는 카세트(K)가 불량하게 틀어진 상태로 위치됨에도 불구하고 콘트롤러는 오히려 정상 위치된 것으로 판단하여 공정을 수행하게 됨에 따라 로봇(20)의 구동시 로봇척(24)은 카세트(K)에 탑재된 웨이퍼(W)와 충돌하는 등 웨이퍼(W)를 손상시키거나 파손시키는 등의 문제를 유발하게 된다.

본 발명의 목적은, 상술한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 각 카세트의 형상에 관계없이 카세트가 정상적으로 위치되도록 하여 웨이퍼의 손상 및 파손을 방지하도록 함과 동시에 그 정렬 위치됨의 확인을 보다 용이하도록 하는 반도체장치 제조설비의 카세트 로더장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 반도체장치 제조설비의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.

도 2는 도 1에 도시된 반도체장치 제조설비의 카세트 로더장치의 구성과 카세트와의 결합관계를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.

도 3a는 도 3b는 도 2에 도시된 테이블에 카세트가 위치됨에 따른 그 구성의 결합 관계를 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 측단면도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카세트 로더장치의 설치 구성을 개략적으로 나타낸 측단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 제조설비 12: 로드락챔버

14a, 14b: 도어수단 16: 테이블

18: 트랜스퍼챔버20: 로봇

22: 로봇암 24: 로봇척

26: 공정챔버28: 보조챔버

30a, 30b, 30c: 가이드블록34, 34a: 샤프트

36: 탄성부재 38: 지지판

40, 40a: 고정부재 42, 42a: 리미트 스위치

43, 43a: 몸체 44, 44a: 스위치 레버

46, 46a: 접속단자

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 특징적 구성은, 로드락챔버 내의테이블 상부에 카세트의 다리와 중심지지대 부위를 각각 안내하도록 복수개 구비되는 소정 형상의 가이드블록과; 상기 가이드블록에 의해 안내되는 상기 중심지지대에 대응하도록 상기 테이블을 관통하여 탄력부재에 의해 탄력적으로 승·하강 가능하게 설치되는 샤프트와; 상기 테이블 하측으로부터 이격된 지지판 상에 고정되는 몸체 일측에 탄력적으로 힌지된 스위치 레버가 상기 샤프트의 하강에 의해 회전 대향하는 상기 몸체 상의 접속단자와 접촉되어 소정 신호를 발생시키도록 형성된 리미트 스위치를 포함하여 구성된 반도체장치 제조설비의 카세트 로더장치에 있어서, 상기 스위치 레버는 미끄러지게 접촉 지지되는 상기 샤프트의 승·하강 길이에 대응하여 상기 접속단자에 접속되기까지의 회전각 거리가 상대적으로 작도록 소정의 경사각을 이루며 설치됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 스위치 레버가 이루는 각도는 상기 샤프트의 승·하강 위치를 기준으로 0° 초과 45° 미만에 있도록 설치되고, 보다 바람직하기로는 5∼40° 사이의 각을 이루도록 함이 바람직하다. 그리고, 상기 스위치 레버는 그 길이에 대한 형상이 탄력적으로 복원되는 재질의 것을 사용함이 바람직하고, 또는 상기 접속단자를 상기 몸체에 대하여 탄력적으로 돌출 및 삽입 가능하게 구성하여 이루어질 수도 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체장치 제조설비의 카세트 로더장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체장치 제조설비의 카세트 로더장치의 구성 및 이들 구성의 결합 관계를 개략적으로 나타낸 단면도로서, 종래와 동일한 부분에 대하여 동일한 부호를 부여하고, 그에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 카세트 로더장치의 구성은, 도 4에 도시된 바와 같이, 테이블(16) 상에 카세트(K)가 위치되어 카세트(K)의 중심지지대(C)가 가이드블록(도면의 단순화를 위하여 생략함) 사이에 위치됨에 따라 이에 대응하는 가이드블록 사이의 테이블(16) 상에는 탄성부재(36)에 의해 탄력적으로 승·하강 가능하게 위치되는 샤프트(34a)를 가압하여 누르도록 구성된다. 이때 샤프트(34a)의 하측 단부에 대응하는 테이블(16) 하측에는 이격된 상태로 위치되는 지지판(38) 상에 소정 형상의 리미트 스위치(42a)의 몸체(43a)가 고정부재(40a)에 의해 고정된 상태로 있고, 이 몸체(43a)의 일측 부위에는 스위치 레버(44a)가 상술한 샤프트(34a)의 하측 단부에 접촉 대응하여 샤프트(34a)의 승·하강에 의해 탄력적으로 회전하도록 힌지 연결된다. 그리고, 스위치 레버(44a)는 샤프트(34a)의 하강에 의해 접촉 가압되어 힌지 연결된 부위를 중심으로 회전하게 되며, 이때 회전각에 대향하는 몸체(43a) 소정 부위에 구비되는 접속단자(46a)와 접촉하여 소정의 신호를 발생하게 된다. 이렇게 발생되는 신호는 콘트롤러(도면의 단순화를 위하여 생략함)에 인가되어 콘트롤러로 하여금 카세트(K)가 위치되었음을 감지하도록 하고, 이를 통해 카세트(K)에 탑재된 웨이퍼(W)를 소정 위치로 이송할 수 있도록 하게 된다. 이러한 구성에 있어서, 상술한 바와 같이, 샤프트(34a)의 하측 단부에 접촉 대응하는 스위치 레버(44a)는 샤프트(34a)의 하강 거리에 비교하여 스위치 레버(44a)의 회전각에 다른 접속단자(46a)와의 대향 거리가 보다 작도록 설치됨이 요구되며, 이에 따라 상술한 리미트 스위치(42a)의 몸체(43a)는 상술한 스위치 레버(44a)가 미끄럼 접촉으로 가압하는 샤프트(34a)의 승·하강 방향을 기준하여, 도 4에 확대하여 도시된 바와 같이, 소정의 경사각(θ)을 이루도록 고정부재(40a)에 의해 고정된다. 여기서, 상술한 스위치 레버(44a)가 이루는 경사각(θ)은 샤프트(34a)의 승·하강 방향을 기준하여 적어도 0° 초과 45°미만의 각도를 이루었을 때 이루어질 수 있으며, 보다 바람직하기로는 5∼40° 사이에 있도록 함이 요구되고, 샤프트(34a)의 승·하강 거리를 더욱 크게 하고자 할 경우, 이것을 도 4의 확대도에서 임의로 도시된 바와 같이 , 샤프트(34a)의 하강 거리 대비 스위치 레버(44a)의 회전각 대향거리를 샤프트(34a) 하강 방향에 대한 스위치 레버(44a)가 이루는 경사각(θ)을 기준하여 직각 삼각형 형상을 설명될 수 있다. 이때 밑변은 스위치 레버(44a)의 회전각에 따른 스위치 레버(44a)와 접속단자(46a)와의 대향거리를 이루고, 상대적으로 삼각 형상의 높이는 경사각(θ)을 이루는 스위치 레버(44a)에 대한 샤프트(34a)의 승·하강 거리를 이루게 된다. 이에 따라 샤프트(34a)의 접촉되어 미끄러지게 하강하는 거리(h)에 대한 스위치 레버(44a)와 접속단자(46a)의 대향거리(q)는 샤프트(34a)의 경사각(θ)을 기준한 탄젠트 값(h tanθ)을 이루게 된다. 그리고 상술한 스위치 레버(44a)는 자체적으로 탄성 복원력을 갖는 재질의 것을 사용토록 하여 샤프트(34a)의 승·하강 거리 변화에 대응하여 탄력적으로 접촉되도록 하거나 상술한 접속단자(46a)를 스위치 레버(44a)에 의한 접촉 가압에 대응하여 탄력적으로 삽입 가능하게 구성하여 형성될 수도 있다. 이것은 카세트(K)의 형상이 다름에 따른 즉 중심지지대(C)의 돌출 정도가 다름에 대응하여 샤프트(34a)의 승·하강 거리 관계에 따른 스위치 레버(44a)와 접속단자(46a) 사이의 접촉이 탄력적으로 접촉될 수 있도록 함과 동시에 스위치 레버(44a)와 접속단자(46a)가 상호 접촉된 상태에서도 샤프트(34a)의 하강이 있도록 하는 것이다.

이러한 구성에 의하면, 스위치 레버(44a)가 이루는 경사각(θ) 보다 작게 형성될수록 샤프트(34a)의 승·하강 거리는 보다 크게 형성되고, 상대적으로 스위치 레버(44a)와 접속단자(46a) 사이의 간격은 보다 작아지게 되며, 이에 따라 테이블(16) 상측으로의 샤프트(34a) 상측 단부의 돌출 정도를 더욱 크게 형성될 수 있고, 이것은 카세트(K)의 중심지지대(C)의 돌출 정도가 작은 경우와 큰 경우에 대응하여 카세트(K)가 테이블(16) 상측으로 들뜨는 경우가 없이 그 위치됨의 확인이 용이하게 된다.

따라서, 본 발명에 의하면, 카세트 측부에 형성되는 중심지지대의 돌출 정도에 관계없이 로드락챔버의 테이블에 그 위치됨을 정확하게 확인함과 동시에 이때 카세트가 들뜨거나 틀어진 상태로 위치되는 것을 방지하게 되어, 로봇의 이송 불량이나 그에 따른 웨이퍼의 손상 및 파손을 방지하게 되는 효과가 있다.

본 발명은 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 할 것이다.

Claims (5)

1. 로드락챔버 내의 테이블 상부에 카세트의 다리와 중심지지대 부위를 각각 안내하도록 복수개 구비되는 소정 형상의 가이드블록과; 상기 가이드블록에 의해 안내되는 상기 중심지지대에 대응하도록 상기 테이블을 관통하여 탄력부재에 의해 탄력적으로 승·하강 가능하게 설치되는 샤프트와; 상기 테이블 하측으로부터 이격된 지지판 상에 고정되는 몸체 일측에 탄력적으로 힌지된 스위치 레버가 상기 샤프트의 하강에 의해 회전 대향하는 상기 몸체 상의 접속단자와 접촉되어 소정 신호를 발생시키도록 형성된 리미트 스위치를 포함하여 구성된 반도체장치 제조설비의 카세트 로더장치에 있어서,

   상기 스위치 레버는 미끄러지게 접촉 지지되는 상기 샤프트의 승·하강 길이에 대응하여 상기 접속단자에 접속되기까지의 회전각 거리가 상대적으로 작도록 소정의 경사각을 이루며 설치됨을 특징으로 하는 반도체장치 제조설비의 카세트 로더장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 스위치 레버가 이루는 경사각은, 상기 샤프트의 승·하강 위치를 기준으로 0° 초과 45° 미만의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조설비의 카세트 로더장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 스위치 레버가 이루는 경사각은, 5∼40° 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조설비의 카세트 로더장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 스위치 레버는 그 길이에 대한 형상이 탄력적으로 복원되는 재질의 것이 사용됨을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조설비의 카세트 로더장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 접속단자는 상기 몸체에 대하여 탄력적으로 돌출 가능하도록 구성됨을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조설비의 카세트 로더장치.