KR20040006353A - 반도체소자 제조설비의 카세트 로더장치 및 그 방법 - Google Patents

반도체소자 제조설비의 카세트 로더장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 로드락챔버 내에 투입된 카세트로부터 트랜스퍼챔버의 로봇이 카세트에 탑재된 웨이퍼를 용이하게 인출할 수 있도록 상기 카세트의 위치를 제한하는 반도체소자 제조설비의 카세트 로더장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 이에 대한 특징적인 구성은, 카세트가 놓이는 지지판을 지지하며, 승·하강 및 회전력을 전달하는 회동축과; 상기 회동축에 대응 설치되어 회동축의 회전각을 제한하는 스토퍼와; 상기 회동축에 연결되어 유체 공급부로부터 유체 공급라인을 통한 유체 공급에 따라 상기 회동축을 회전시키는 실린더; 및 상기 유체 공급라인 상에 설치되어 유체의 유동압을 조절하는 조절부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다. 이러한 구성에 의하면, 실린더에 공급되는 유체의 공급압과 속도가 조절부에 의해 조절되어 카세트를 지지하는 지지판의 회전각 속도가 소정 구간에서 완화되어 회전의 정지 위치에서 충격이 완충되고, 이로부터 웨이퍼가 카세트로부터 돌출 또는 이탈이 방지되고, 이에 따라 로봇에 의한 웨이퍼 이송이 정상적으로 이루어져 웨이퍼의 손상이나 파손 방지 및 제조수율의 향상과 설비의 가동률이 향상되는 효과가 있다.

Description

반도체소자 제조설비의 카세트 로더장치 및 그 방법{cassette loader assembly of semiconductor dives manufacturing equipment and the loading method there of}
본 발명은 반도체소자 제조설비의 카세트 로더장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 로드락챔버 내에 투입된 카세트로부터 트랜스퍼챔버의 로봇이 카세트에 탑재된 웨이퍼를 용이하게 인출할 수 있도록 상기 카세트의 위치를 제한하는 반도체소자 제조설비의 카세트 로더장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체소자는 웨이퍼 상에 사진, 식각, 확산, 화학기상증착, 이온주입, 금속증착 등의 공정을 선택적이고도 반복적으로 수행하여 만들어진다.
이렇게 반도체소자로 제조되기까지 웨이퍼는 카세트에 복수개 탑재되어 각 공정을 수행하는 각각의 제조설비로 이송되고, 또한, 이들 웨이퍼는 각 공정을 수행하는 반도체소자 제조설비 내에서도 그 내부에 설치된 로봇에 의해 인출되어 요구되는 위치로 이송된다.
이때 웨이퍼는 로봇에 의해 이송될 수 있는 설정 위치에 있어야 하며, 이것은 카세트가 로봇에 대향하여 정확하게 위치될 것과 웨이퍼가 카세트 상의 제한된 범위 내에 있을 것이 필요하다.
따라서, 반도체소자 제조설비 내부에는 카세트를 설정 위치에 있도록 안내하는 카세트 로더장치가 설치된다.
이러한 카세트 로더장치에 대한 설명에 앞서 이에 관계하는 반도체소자 제조설비(10)의 통상적인 구성을 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수 웨이퍼(W)를 탑재한 카세트(C)가 투입됨에 따라 도어수단(D, D')의 구동에 의해 밀폐된 분위기와 선택적으로 상압 또는 진공압 분위기를 이루는 로드락챔버(La, Lb)가 있고, 이 로드락챔버(La, Lb)의 다른 일측에는 진공압 분위기를 이루며, 도어수단(D')의 개폐에 의한 출입구(G)를 통해 로드락챔버(La, Lb)와 선택적으로 연통하는 트랜스퍼챔버(버퍼챔버:B)가 이웃한다.
또한, 트랜스퍼챔버(B) 내부에는 상술한 출입구의 개방을 통해 로드락챔버(La, Lb)에 놓이는 카세트(C)로부터 웨이퍼(W)를 인출 또는 탑재토록 하거나 웨이퍼(W)를 공정이 이루어지는 공정챔버(P1, P2) 또는 공정 수행을 보조하는 보조챔버(S1, S2, S3, S4)로 이송시키는 통상의 로봇수단(R)이 설치된다.
그리고, 로드락챔버(La, Lb)의 내부에는 상술한 로봇수단(R)의 구동에 대응하여 카세트(C)를 설정 위치에 있도록 하는 카세트 로더장치가 설치된다.
여기서, 종래 기술에 따른 카세트 로더장치의 구성은, 도 2에 도시된 바와 같이, 로드락챔버(La, Lb) 내부로 투입된 카세트(C)를 받쳐 지지하는 지지판(T)이 있고, 이 지지판(T)은 그 하부로부터 승·하강 및 회전력을 전달하는 회동축(12)에지지된다.
또한, 상술한 회동축(12)의 측부 소정 부위는, 도 3a 또는 도 3b에 도시된 바와 같이, 회전 중심에 대하여 소정 각도로 절개된 형상을 이루고, 이 절개된 부위에는 회동축(12)의 회전각을 제한하기 위한 스토퍼(22)가 로드락챔버(La, Lb)의 소정 부위에 통상의 방법으로 고정되어 있다.
따라서, 지지판(T)의 회전 위치는 상술한 스토퍼(22)에 의한 회동축(12)의 회전각 범위에 있게 된다.
그리고, 상술한 회동축(12)의 하부 소정 부위에는, 외부의 유체 공급부(16)로부터 유체 공급라인(18a, 18b)을 통한 유체 공급에 따라 회동축(12)을 회전시키는 실린더(14)가 설치되어 있다.
한편, 로드락챔버(La, Lb) 하부 소정 위치에는 브래킷(24)에 지지되어 제어부(도면의 단순화를 위하여 생략함)로부터 제어신호의 수신에 따라 연결된 스크루로드(28)를 회전시키는 모터(26)가 설치되어 있고, 상술한 회동축(12)은 스크루로드(28)와 나사 결합되는 지지대(30)에 고정되어 모터(26)의 회전 방향에 따라 승·하강 구동하는 구성을 이룬다.
이러한 구성에 의하면, 로드락챔버(La, Lb) 내부의 지지판(T) 상에 카세트(C)가 투입되어 놓이면 제어부는 로드락챔버(La, Lb) 내부를 밀폐된 분위기와 진공압 분위기 등을 형성하고, 유체 공급부(16)를 구동시켜 실린더(14)에 유체를 공급토록 함으로써 이에 따른 실린더(14)의 구동을 회동축(12)과 연결된 지지판(T) 및 카세트(C)를 트랜스퍼챔버(B)에 설치된 로봇(R)에 대향하도록 회전시키게 된다.
이때 회동축(12)을 회전시키기 위한 실린더(14)는 유체의 계속적인 공급에 따라 회동축(12) 상의 절개면이 스토퍼(22)에 의해 접촉 지지되기까지 가속되고, 이때 카세트(C)에 탑재된 웨이퍼(W)는 회전 정지됨에 따른 충격 및 관성에 의해 카세트(C)의 설정 위치로부터 벗어나거나 그 충격이 심할 경우 이탈하는 경우가 발생된다.
이것은 웨이퍼(W)의 손상 또는 파손을 의미하며, 이에 따른 웨이퍼(W) 조각이나 다른 구성부와의 충돌에 의한 파티클 생성 및 그에 따른 로드락챔버(La, Lb)와 다른 구성부의 오염이 발생되고, 이것을 복원하기 위하여 제조설비의 분해 조립과 세정작업이 요구되는 등 제조설비의 가동률과 생산성 및 제조수율이 저하되는 문제가 있었다.
또한, 웨이퍼(W)가 카세트(C) 상의 설정 위치로부터 벗어나 상태로 있을 경우 로봇(R)에 대하여 정상적으로 인계되지 않게 되며, 이러한 상태로 다른 공정 수행 위치로 이송될 경우 공정 불량이 야기되는 문제가 발생된다.
본 발명의 목적은, 상술한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 실린더에 공급되는 유체의 공급압과 공급량 및 그 속도를 조절토록 하여 카세트를 지지하는 지지판의 회전각 속도가 소정 구간에서 완화되어 안정적으로 회전 위치되도록 함으로써 카세트로부터 웨이퍼의 돌출 및 이탈을 방지토록 하는 반도체소자 제조설비의 카세트 로더장치를 제공함에 있다.
또한, 상술한 목적으로부터 웨이퍼의 정상 위치에서 로봇에 인계될 수 있도록 함으로써 웨이퍼 정상적인 이송과 그에 따른 공정이 정상적으로 이루어지도록 하며, 웨이퍼의 손상이나 파손 방지와 제조설비의 분해 조립 회수를 줄이도록 함으로써 제조설비의 가동률과 제조수율을 향상시키도록 하는 반도체소자 제조설비의 카세트 로더장치 및 그 방법을 제공함에 있다.
도 1은 일반적으로 카세트 로더장치가 설치되는 반도체소자 제조설비를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 로드락챔버 내에 설치되는 카세트 로더장치의 종래 기술 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 회동축과 스토퍼의 결합 관계를 부분 절취하여 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체소자 제조설비의 카세트 로더장치 구성 및 이들 구성의 동작 관계를 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 4의 카세트 로더장치의 구성으로부터 변형 실시 관계의 구성을 나타낸 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 제조설비 12: 회동축
14: 실린더 16: 유체 공급부
18a, 18b: 유체 공급라인 20a, 20b: 포트
24: 브래킷 26: 모터
28: 스크루로드 30: 지지대
40, 42a, 42b: 조절부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 구성은, 카세트가 놓이는 지지판을 지지하며, 승·하강 및 회전력을 전달하는 회동축과; 상기 회동축에 대응 설치되어 회동축의 회전각을 제한하는 스토퍼와; 상기 회동축에 연결되어 유체 공급부로부터 유체 공급라인을 통한 유체 공급에 따라 상기 회동축을 회전시키는 실린더; 및 상기 유체 공급라인 상에 설치되어 유체의 유동압을 조절하는 조절부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
또한, 상기 실린더는 유체의 유입 및 배출을 상호 교환하는 포트가 각각 구비된 양방향 실린더로 이루어지고, 상기 유체 공급부는 상기 각 포트에 대하여 연결되는 각 유체 공급라인 중 어느 하나에 선택적으로 유체 공급압을 제공하며, 상기 조절부는 상기 각 유체 공급라인에 각각 설치되는 구성으로 이루어진다.
그리고, 상기 조절부는 인가되는 제어신호에 따라 구동하여 상기 유체 공급라인의 개폐를 조절하는 솔레노이드 밸브, 에어밸브, 주름관밸브 중 어느 하나의것으로 구성함이 바람직하다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 카세트 로딩방법은, 카세트가 놓이는 지지판을 지지하며, 승·하강 및 회전력을 전달하는 회동축과; 상기 회동축에 대응 설치되어 회동축의 회전각을 제한하는 스토퍼와; 상기 회동축에 연결되어 유체 공급부로부터 유체 공급라인을 통한 유체 공급에 따라 상기 회동축을 회전시키는 실린더; 및 상기 유체 공급라인 상에 설치되어 유체의 유동압을 조절하는 조절부를 포함하여 구성하고, 상기 지지판을 회전시키기 위한 상기 유체 공급부의 유체 공급으로부터 상기 지지판이 회전 정지되기까지의 시간 내에 상기 실린더로 공급되는 유체 공급량을 점차적으로 감소되게 조절하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체소자 제조설비의 홀딩장치 구성에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체소자 제조설비의 카세트 로더장치와 그 작동 관계를 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 5는 도 4의 구성으로부터 유추되는 카세트 로더장치의 변형 실시예를 개략적으로 나타낸 구성도로서, 종래와 동일한 부분에 대하여 동일한 부호를 부여하고, 그에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에 따른 반도체소자 제조설비의 카세트 로더장치는, 도 4에 도시된 바와 같이, 로드락챔버(La, Lb) 내부로 투입된 카세트(C)를 받쳐 지지하는 지지판(T)이 있고, 이 지지판(T)은 그 하부로부터 승·하강 및 회전력을 전달하는회동축(12)에 지지된다.
또한, 상술한 회동축(12)의 측부 소정 부위는, 회전 중심에 대하여 소정 각도로 절개된 형상을 이루고, 이 절개된 부위에는 회동축(12)의 회전각을 제한하기 위한 스토퍼(22)가 로드락챔버(La, Lb)의 소정 부위에 통상의 방법으로 고정 설치되어 있다.
따라서, 지지판(T)의 회전 위치는 상술한 스토퍼(22)에 의한 회동축(12)의 회전각 범위에 있게 된다.
그리고, 상술한 회동축(12)의 하부 소정 부위에는, 외부의 유체 공급부(16)로부터 유체 공급라인(18a, 18b)을 통한 유체 공급에 따라 회동축(12)을 회전시키는 실린더(14)가 설치되어 있다.
이러한 실린더(14)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 유체의 유입 및 배출이 상호 교환적으로 이루어지는 각각의 포트(20a, 20b)가 구비된 양방향 실린더로 구성될 수 있으며, 여기서, 상술한 각 포트(20a, 20b)를 편의상 유입 포트와 배출 포트로 구분하는 것으로 도시되어 있으나 각각의 포트(20a, 20b)는 단일 구성으로 이루어져 실린더(14) 내부에 대한 유체의 유입 및 배출이 하나의 포트(20a or 20b)를 통해 이루어지는 것에 대하여도 가능한 것이다.
그리고, 상술한 실린더(14)를 양방향 실린더로 구성하는 것은 실린더(14)의 구동을 어느 하나의 포트(20a or 20b)에 대한 유체의 공급압으로 제어할 수 있도록 하기 위한 것과, 다른 포트(20b or 20a)를 통한 실린더(14) 내에 공급된 유체의 배출을 조절하여 그 구동 힘을 조절하기 용이하도록 하는데 있는 것이다.
이에 더하여 실린더(14)에 유체를 공급하기 위한 유체 공급부(16)는 상술한 각 포트(20a, 20b)와 각각 유체 공급라인(18a, 18b)으로 연결되고, 제어부로부터 인가되는 제어신호에 따라 어느 하나의 유체 공급라인(18a, 18b)에 대하여 선택적으로 유체의 공급압을 제공하는 것이다.
또한, 상술한 각 유체 공급라인(18a, 18b) 상에는 유체의 유동압 즉, 유체의 유동량을 조절하는 조절부(40, 42a, 42b)가 연통하여 설치되며, 이러한 조절부(40, 42a, 42b)의 구성으로는 제어부로부터 인가되는 제어신호 또는 이미 설정된 구동조건에 의해 구동하여 유체 공급라인의 개폐 정도를 조절하는 솔레노이드 밸브, 에어밸브, 주름관 밸브 중 어느 하나의 것으로 구성될 수 있다.
이러한 조절부(40, 42a, 42b)는 실린더(14)를 구동시키는 유체의 유동량을 제어부로부터 인가되는 제어신호에 따라 조절함으로써 실린더(14)의 구동 속도를 조절할 수 있는 것으로서, 지지판(T)을 회전시키는 시작 시점에서 회전이 종료되는 시점까지의 유체의 유동압을 점차적으로 줄이는 방식으로 구동한다.
이러한 구성에 의하면, 로드락챔버(La, Lb) 내에 카세트(C)가 투입되어 지지판(T) 상에 놓이면 제어부는 로드락챔버(La, Lb) 내부를 밀폐 분위기와 진공압 분위기로 형성한 후 유체 공급부(16)를 통해 실린더(14)에 유체를 공급토록 함으로써 카세트(C)를 포함한 지지판(T)을 회전시키게 된다.
이때 조절부(40, 42a, 42b)는 제어부 또는 설정된 데이터 등에 의한 제어신호에 따라 유체 공급부(16)에서 실린더(14)로 유동하는 유체의 유동압을 조절하게 됨으로써 실린더(14)의 구동 속도 즉, 카세트(C)를 포함한 지지판(T)의 회전 속도를 점차적으로 완화시키게 되고, 이때 지지판(T)의 회전 정지는 유연하게 이루어져 카세트(W)로부터 탑재된 웨이퍼(W)가 설정된 위치를 벗어나지 않은 상태로 있게 된다.
따라서, 본 발명에 의하면, 실린더에 공급되는 유체의 공급압과 속도가 조절부에 의해 조절되어 카세트를 지지하는 지지판의 회전각 속도가 소정 구간에서 완화되어 회전의 정지 위치에서 충격이 완충되고, 이로부터 웨이퍼가 카세트로부터 돌출 또는 이탈이 방지되고, 이에 따라 로봇에 의한 웨이퍼 이송이 정상적으로 이루어져 웨이퍼의 손상이나 파손 방지 및 제조수율의 향상과 설비의 가동률이 향상되는 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 (4)

  1. 카세트가 놓이는 지지판을 지지하며, 승·하강 및 회전력을 전달하는 회동축과;
    상기 회동축에 대응 설치되어 회동축의 회전각을 제한하는 스토퍼와;
    상기 회동축에 연결되어 유체 공급부로부터 유체 공급라인을 통한 유체 공급에 따라 상기 회동축을 회전시키는 실린더; 및
    상기 유체 공급라인 상에 설치되어 유체의 유동압을 조절하는 조절부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 반도체소자 제조설비의 카세트 로더장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 실린더는 유체의 유입 및 배출을 상호 교환하는 포트가 각각 구비된 양방향 실린더로 이루어지고, 상기 유체 공급부는 상기 각 포트에 대하여 연결되는 각 유체 공급라인 중 어느 하나에 선택적으로 유체 공급압을 제공하는 것으로 이루어지며, 상기 조절부는 상기 각 유체 공급라인에 각각 설치되는 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 상기 반도체소자 제조설비의 카세트 로더장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 조절부는 인가되는 제어신호에 따라 구동하여 상기 유체 공급라인의 개폐를 조절하는 솔레노이드 밸브, 에어밸브, 주름관밸브 중 어느 하나의 것임을 특징으로 하는 상기 반도체소자 제조설비의 카세트 로더장치.
  4. 카세트가 놓이는 지지판을 지지하며, 승·하강 및 회전력을 전달하는 회동축과; 상기 회동축에 대응 설치되어 회동축의 회전각을 제한하는 스토퍼와; 상기 회동축에 연결되어 유체 공급부로부터 유체 공급라인을 통한 유체 공급에 따라 상기 회동축을 회전시키는 실린더; 및 상기 유체 공급라인 상에 설치되어 유체의 유동압을 조절하는 조절부를 포함하여 구성하고,
    상기 지지판을 회전시키기 위한 상기 유체 공급부의 유체 공급으로부터 상기 지지판이 회전 정지되기까지의 시간 내에 상기 실린더로 공급되는 유체 공급량을 점차적으로 감소되게 조절하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 반도체소자 제조설비의 카세트 로딩방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN100447970C (zh) * 2005-03-15 2008-12-31 三星电子株式会社 芯片焊接装置及利用此装置的芯片焊接方法

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