KR20040070786A - 로드 락 챔버의 인덱스 플레이트 회전 위치 감지장치 - Google Patents

Abstract

로드 락 챔버의 인덱스 플레이트 회전 위치를 감지하기 위한 장치에 있어서, 승강축의 회전운동에 연동되는 인덱스 플레이트의 저면 모서리에 입사된 광을 반사시킬 수 있도록 마련되는 한쌍의 반사부와, 상기 한쌍의 반사부와 대응하는 위치에 광센서가 설치되되, 상기 광센서는 인덱스 플레이트가 회전되기 이전의 상태에서 한쌍의 반사부 중 어느 하나의 반사부와 대응하도록 설치되는 아웃 센서와, 인덱스 플레이트가 회전된 상태에서 한쌍의 반사부와 모두 대응하도록 설치되는 인 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 인덱스 플레이트 하부에 웨이퍼카세트의 회전 위치를 감지할 수 있는 센서를 구비하여 상승부재의 상하 운동따라 견인되는 센서 케이블을 생략할 수 있다.

Description

로드 락 챔버의 인덱스 플레이트 회전 위치 감지장치{APPARATUS OF SIGNAL INDEX PLATE LOTATION POSITION FOR LOAD LOCK CHAMBER}

본 발명은 반도체 소자의 제조 공정을 수행하는 장비의 로드 락 챔버의 엘리베이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼카세트의 회전 위치를 감지하기 위한 센서를 인덱스 플레이트 하부에 설치하고 이를 감지할 수 있는 센서를 그 하부에 구비하여 센서 케이블을 생략할 수 있는 로드 락 챔버의 인덱스 플레이트 회전 위치 감지장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자의 제조 공정을 수행하기 위하여 공정이 진행될 공정 챔버 내부로 웨이퍼를 로딩하기 전에 고진공과 같은 공정 챔버 내부의 환경으로 인해 웨이퍼에 급격한 변화가 발생하지 않도록 공정 조건에 근접한 조건을 갖는 로드 락 챔버에 웨이퍼를 장착한다.

로드 락 챔버 내에 웨이퍼를 로딩/언로딩시키기 위하여 보통, 일정한 갯수의 웨이퍼를 장착한 웨이퍼카세트를 카세트 이송아암에 의해 로드 락 챔버 내로 로딩/언로딩시키며, 로드 락 챔버 내에 웨이퍼카세트를 그냥 둔 상태에서 웨이퍼만을 웨이퍼 이송아암에 의해 공정 챔버로 로딩/언로딩시킨다.

반도체 소자의 제조공정에 사용되는 로드 락 챔버를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 기술에 따른 로드 락 챔버를 도시한 측단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A'선에 따른 단면도이다.

도시된 바와 같이, 로드 락 챔버(10)는 정면에 웨이퍼카세트(1)가 출입하기 위해 도어(20)가 전후로 회동가능하게 설치되며, 하측에 내측으로 장착된 웨이퍼카세트(1)를 수직방향으로 왕복이동시키는 엘리베이터(30)가 구비된다.

엘리베이터(30)는 로드 락 챔버(10)의 내측에 위치하며 상면에웨이퍼카세트(1)가 안착되는 인덱스 플레이트(31)과, 인덱스 플레이트(31)의 저면에 수직으로 결합되어 로드 락 챔버(10)의 저면을 관통하는 승강축(32)과, 승강축(32) 일단에 수평방향으로 돌출되어 고정 결합되는 승강부재(33)와, 승강부재(33)를 수직방향으로 이송할 수 있도록 그 일단에 나사결합되는 리드스크류(34)와, 승강부재(33)의 하측으로부터 연장 형성되어 리드스크류(34)의 회전을 지지하는 가이드부재(35)와, 리드스크류(34)를 회전시킬 수 있도록 벨트(36)로 연결되는 모터(37)와, 모터(37)를 제어하는 제어부(38)를 포함한다.

로드 락 챔버(10)의 인덱스 플레이트(31)에 안착된 웨이퍼카세트(1)로부터 웨이퍼 이송아암(미도시)에 의해 웨이퍼가 공정 챔버(미도시)로 하나씩 로딩되거나 그와 반대로 언로딩되면 제어부(38)가 모터(37)를 구동시켜 웨이퍼카세트(1)가 안착된 인덱스 플레이트(31)을 일정 간격으로 승하강시킨다.

즉, 제어부(38)가 모터(37)를 구동시킴으로써 벨트(36)에 의해 리드스크류(34)가 회전하고, 리드스크류(34)의 회전에 의해 승강부재(33)가 수직방향으로 이동하며, 승강부재(33)의 이동에 의해 승강축(32)과 함께 인덱스 플레이트(31)이 승하강한다.

한편, 가이드부재(35)는 승강부재(33)가 수직방향으로 이동시 리드스크류(34)를 따라 슬라이딩됨으로써 승강부재(33)를 가이드한다.

제어부(38)는 웨이퍼카세트(1)의 위치제어를 위해 기준위치를 설정해야 하고 그 기준위치로부터 필요한 승하강 거리에 대한 제어를 수행한다.

특히, 급속 열처리 공정을 진행하는 RTP(rapid thermal process) 장비의 로드 락 챔버(10)는 승강축(32)을 회전시키는 회전 작동부(40)를 구비한다. 회전 작동부(40)는 트랜스퍼 챔버(미도시됨)가 8각형의 형태를 가지고 있어 이송아암의 로봇 블레이드가 웨이퍼를 핸들링할 수 있도록 웨이퍼카세트의 방향을 로봇 블레이드와 일직선을 유지하도록 승강축(32)을 일정각도 로봇 방향으로 틀어주어야 한다. 승강축(32)의 회전은 승강축(32) 끝단부에 결합된 회전장치(40)에 의해 이루어지며, 승강축(32)의 회전 위치는 광센서(41)에 의해 감지되며, 공압 실린더로 작동된다. 이를 위해, 승강축(32)과 함께 연동되면서 수직방향으로 이동하는 승강부재(33) 일단에 광센서(41)가 마련되고, 승강축(32)과 함께 연동되면서 회전방향으로 이동하는 감지편(42)이 광센서(41)에 의해 감지될 수 있도록 승강축(32)의 일단에 마련된다. 광센서(41)는 도 2 에 도시된 바와 같이, 감지편(42)과 광센서(41)가 각각 한 쌍을 이루어 승강축(32)이 회전되기 이전의 상태와 회전된 이후의 상태를 감지한다.

한편, 승강부재(33)의 광센서(41)에 전기적 신호를 공급하기 위한 센서 케이블(43)이 접속되고, 센서 케이블(43)은 로드 락 챔버(10)의 저면에 설치된 센서 케이블 트레이(44)로부터 수직방향으로 연장되어 승강축(32)의 상하운동에 따라 상하로 견인된다.

그러나, 이와 같은 종래의 로드 락 챔버(10)의 센서 케이블(43)은 승강축(32)의 상하운동에 따라 견인되기 때문에 잦은 이동에 의해 경화되어 단선될 우려가 있다. 센서 케이블의 단선은 웨이퍼카세트의 위치상태를 감지하지 못하게 되어 트랜스퍼 챔버 내에서 이송아암의 충돌 사고를 가져올 수 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 종래의 단점을 해소하기 위한 것으로, 인덱스 플레이트 하부에 웨이퍼카세트의 회전 위치를 감지할 수 있는 센서를 구비하여 상승부재의 상하 운동따라 견인되는 센서 케이블을 생략할 수 있는 로드 락 챔버의 인덱스 플레이트 회전위치 감지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 로드 락 챔버의 인덱스 플레이트 회전 위치를 감지하기 위한 장치에 있어서, 승강축의 회전운동에 연동되는 인덱스 플레이트의 저면 모서리에 입사된 광을 반사시킬 수 있도록 마련되는 한쌍의 반사부와, 상기 한쌍의 반사부와 대응하는 위치에 광센서가 설치되되, 상기 광센서는 인덱스 플레이트가 회전되기 이전의 상태에서 한쌍의 반사부 중 어느 하나의 반사부와 대응하도록 설치되는 아웃 센서와, 인덱스 플레이트가 회전된 상태에서 한쌍의 반사부와 모두 대응하도록 설치되는 인 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래기술에 따른 로드 락 챔버를 도시한 단면도,

도 2는 도 1의 A-A'선 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 로드 락 챔버의 인덱스 플레이트 회전 위치 감지장치를 도시한 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 인덱스 플레이트의 인/아웃(in/out) 위치 상태를 도시한 평면도,

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

31 ; 인덱스 플레이트 32 ; 승강축

40 ; 인덱스 플레이트 회전 위치 감지장치 41 ; 제 1 반사부

42 ; 제 2 반사부 43 ; 아웃 센서

44 ; 제 1 인(in) 센서 45 ; 제 2 인(in) 센서

이하, 본 고안의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 로드 락 챔버의 인덱스 플레이트 회전 위치 감지장치를 도시한 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 인덱스 플레이트의 인/아웃(in/out) 위치 상태를 도시한 평면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 로드 락 챔버(10)에 로딩된 인덱스 플레이트(31)는 로드 락 챔버(10)로부터 공정 챔버(미도시됨) 등으로 이송되기 위해서는 트랜스퍼 챔버의 이송아암의 로봇 블레이드(46)의 이송방향과 일직선 상태를 유지하기 위해 일정각도 회전된다. 도 3에서 은선으로 도시된 인덱스 플레이트(31)가 회전되기 이전의 상태이며, 실선으로 도시된 인덱스 플레이트(31)가 회전되어 로봇 블레이드(46)의 이송방향과 일직선 상태를 유지하고 있는 상태이다.

본 발명에 따르면, 인덱스 플레이트의 회전 위치 감지장치는 정사각형상을 갖는 인덱스 플레이트 저면 모서리 중 로드 락 챔버(10)의 입구쪽에 위치하는 2개소의 모서리에 각각 제 1 반사부(41)와 제 2 반사부(42)가 마련된다. 제 1 및 제 2 반사부(41, 42)는 거울면을 형성함으로써 쉽게 구현할 수 있다.

한편, 로드 락 챔버(10)의 바닥면에는 제 1 및 제 2 반사부(41, 42)와 대응하는 위치에 각각 광센서 등으로 이루어지는 인/아웃 센서(43, 44, 45)가 마련된다.

본 발명에 따른 광센서는 반사부로 적외선을 조사하는 발광부와 반사부로부터 반사되는 적외선을 수광하는 수광부가 일체로 구성되는 것에 특징이 있다.

본 발명에 따른 아웃 센서(43)는 인덱스 플레이트(31)가 회전되기 이전의 상태에서 한쌍의 반사부 중 어느 하나의 반사부와 대응하는 위치에 설치된다. 예시도면에서는 아웃 센서(43)가 제 1 반사부(41)와 대응하는 것을 실선으로 도시하고 있다.

본 발명에 따른 인 센서(44, 45)는 인덱스 플레이트(31)가 회전된 상태에서 제 1 반사부(41) 및 제 2 반사부(42)에 모두 대응하는 위치에 설치되며, 예시도면에서 은선으로 도시된 인덱스 플레이트(31)의 반사부와 대응하는 것을 알 수 있다.

즉, 종래기술에서는 승강축(32)의 회전을 광센서를 통해 감지하는 구조이나, 본 발명에서는 승강축(32)과 연동하는 인덱스 플레이트(31)의 실제 위치를 감지하는 구조로서 동일한 결과를 가져올 수 있다.

즉, 웨이퍼카세트가 로드 락 챔버(10)에 로딩되어 승강축(32)이 회전되기 이전에는 아웃 센서(43)에 한쌍의 반사부 중 어느 하나의 반사부가 그 상부에 위치하여 아웃 센서가 턴-온(turn-on)되고, 로드 락 챔버(10)에 로딩된 후 로봇 블레이드(46)에 의해 공정 챔버 등으로 이송되기 위해서는 승강축(32)의 회전에 의해 로봇 블레이드(46)의 운동방향과 일직선 상태를 유지해야 한다. 이때에는 한쌍의 인 센서(44, 45)에 한쌍의 반사부(41, 42) 가 동시에 그 상부에 위치하여 인 센서가 턴-온 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 인덱스 플레이트 하부에 웨이퍼카세트의 회전 위치를 감지할 수 있는 센서를 구비하여 상승부재의 상하 운동따라 견인되는 센서 케이블을 생략할 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 고안에 따른 로드 락 챔버의 인덱스 플레이트 승강축 회전위치 감지장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 실용신안등록청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 고안의 기술적정신이 있다고 할 것이다.

Claims (1)

1. 로드 락 챔버의 인덱스 플레이트 회전 위치를 감지하기 위한 장치에 있어서,

   승강축의 회전운동에 연동되는 인덱스 플레이트의 저면 모서리에 입사된 광을 반사시킬 수 있도록 마련되는 한쌍의 반사부와,

   상기 한쌍의 반사부와 대응하는 위치에 광센서가 설치되되,

   상기 광센서는 인덱스 플레이트가 회전되기 이전의 상태에서 한쌍의 반사부 중 어느 하나의 반사부와 대응하도록 설치되는 아웃 센서와, 인덱스 플레이트가 회전된 상태에서 한쌍의 반사부와 모두 대응하도록 설치되는 인 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 로드 락 챔버의 인덱스 플레이트 회전위치 감지장치.