KR20050005034A - 정렬부를 갖는 반도체소자 제조설비 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 단위 공정의 수행을 목적으로 하는 복수 웨이퍼를 카세트에 탑재하여 반도체소자 제조설비 내부로 투입하는 과정에서 웨이퍼들의 위치 상태를 정렬토록 하는 정렬부를 갖는 반도체소자 제조설비에 관한 것으로서, 이에 대한 특징적인 구성은, 카세트가 놓이는 테이블의 하부에 설치한 가이드; 상기 가이드의 안내를 받아 승·하강하는 리프트; 상기 리프트에 고정하여 구비한 피스톤을 카세트상의 웨이퍼 인출 방향과 나란하게 신축 구동시키는 실린더; 상기 피스톤에 수직하게 고정되어 카세트로부터 웨이퍼들의 인출 방향에 대향하는 푸셔; 상기 리프트와 실린더의 구동을 제어하는 컨트롤러를 포함하여 이루어진다.

Description

정렬부를 갖는 반도체소자 제조설비{Semiconductor device fabricating equipment having the aligning part}
본 발명은 단위 공정의 수행을 목적으로 하는 복수 웨이퍼를 카세트에 탑재하여 반도체소자 제조설비 내부로 투입하는 과정에서 웨이퍼들의 위치 상태를 정렬토록 하는 정렬부를 갖는 반도체소자 제조설비에 관한 것이다.
일반적으로 반도체소자는 웨이퍼 상에 포토리소그래피, 식각, 이온주입, 확산, 금속증착 등의 공정을 선택적이고도 반복적으로 수행하여 복수의 회로 패턴을 적층하는 것으로 만들어진다. 이렇게 반도체소자로 제조되기까지 웨이퍼는 각 단위 공정을 수행하는 제조설비로 이송이 이루어질 뿐 아니라 제조설비 내에서도 공정 수행 위치 또는 공정 수행에 보조하는 각 구성부 위치로 이송이 이루어진다.
이때 제조설비 내에서 웨이퍼의 이송은, 웨이퍼가 설정 위치에 정확하게 놓일 것을 필수조건으로 하고 있다. 이에 관련하는 기술 구성에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 종래의 기술에 따른 반도체소자 제조설비(10) 구성과 이에 대한 웨이퍼(W)의 이송과정을 살펴보면, 도 1에 도시한 바와 같이, 공정 수행을 목적으로 하는 복수 웨이퍼(W)들이 카세트(C)에 탑재된 상태로 생산라인과 접하는 도어(D)의 선택적인 개방으로부터 제조설비(10)를 이루는 로드락챔버(L/C) 또는 로드락챔버(L/C)로 이송되기 전 과정의 버퍼챔버(B/C) 내부로 투입된다.
여기서, 로드락챔버(L/C) 또는 버퍼챔버(B/C)는 내부에 카세트(C)를 받쳐 지지하기 위한 테이블(T)을 구비하고 있으며, 이 테이블(T)은 그 상면에 카세트(C)의 설정 위치를 안내하는 가이드블록(G/B)을 구비하고 있다. 이때 복수 웨이퍼(W)들의 위치 상태는 카세트(C)가 설정 위치에 놓이는 관계로부터 결정된다.
이로부터 카세트(C)는 버퍼챔버(B/C)에 위치한 경우 컨베이어(도시 안됨)에 의해 로드락챔버(L/C)로의 이송과정을 거친다. 이러한 과정을 포함하여 카세트(C)가 로드락챔버(L/C) 내에 위치한 경우, 웨이퍼(W)들의 인출 방향은 다른 도어(D')의 선택적인 개방으로부터 이웃하여 연통하는 트랜스퍼챔버(T/C) 방향으로 향하고, 이에 따른 웨이퍼(W)들은 트랜스퍼챔버(T/C) 내의 대향 위치에 구비된 로봇(R)의 구동으로부터 순차적으로 인출되어 이송되는 과정을 거친다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 웨이퍼(W)들은 카세트(C)에 탑재된 상태로 그 위치가 결정되는 관계에 있으며, 이러한 관계에서 상술한 버퍼챔버(B/C) 또는 로드락챔버() 내에 카세트(C)가 놓이는 과정에서 다른 구성부와의 충돌을 포함한 물리적인 작용이 있는 경우 웨이퍼(W)들은 카세트(C)의 인출 방향으로 돌출한 상태를 이루고, 이러한 웨이퍼(W)들의 불안정한 위치 상태는 이후 로봇(R)의 구동으로부터 정확한 이송이 어려운 관계에 놓인다.
이에 따라 제조설비(10)는 내부에 웨이퍼(W)를 정렬 위치시키기 위한 별도의 정렬부(도면의 단순화를 위하여 생략함)를 더 구비하는 것이 있으나 이러한 정렬부는 로봇(R)의 구동으로부터 인출된 웨이퍼(W)를 인계 받아 웨이퍼(W)가 갖는 플랫존을 기준으로 하여 정렬시키고, 이어 다시 로봇(R)에 인계하는 기능을 담당한다. 하지만 이러한 경우는 카세트(C)에 대하여 불안정한 위치 상태를 이루는 웨이퍼(W)를 로봇(R)이 인출하는 과정에서 웨이퍼(W)가 로봇(R)으로부터 이탈하는 결과를 초래할 뿐 아니라 로봇(R)에 의해 정렬부로 이송되는 과정에서 다른 구성부와의 충돌 또는 미끄러짐 등에 의해 손상 및 파손이 발생하는 문제를 갖는다.
또한, 상술한 문제의 발생은 제조설비의 분해와 조립에 따른 번거로움과 제조설비의 가동률 저하 및 생산성 저하로 이어진다.
본 발명의 목적은, 상술한 종래 기술에 따른 문제를 해결하기 위한 것으로서, 제조설비 내부에 투입된 카세트로부터 웨이퍼들의 위치상태를 안정적으로 형성토록 함으로써 이후의 웨이퍼들의 이송에 따른 손상 및 파손의 발생을 하는 것을 방지하도록 정렬부를 갖는 반도체소자 제조설비를 제공함에 있다.
도 1은 일반적인 반도체소자 제조설비의 일 예를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 제조설비 상에 설치한 정렬부의 구성과 이들 구성의 구동관계를 설명하기 위하여 개략적으로 나타낸 부분 절취 사시도이다.
도 3은 도 2의 구성을 포함한 반도체소자 제조설비를 개략적으로 나타낸 단면 구성도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10, 20: 반도체소자 제조설비 22: 정렬부
24: 가이드 26: 리프트
28: 실린더 30: 피스톤
32: 푸셔 32a: 지지플레이트
32b: 접촉플레이트 32c: 가이드포스트
32d: 탄성체 32e: 간격감지센서
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 구성은, 카세트가 놓이는 테이블의 하부에 설치한 가이드; 상기 가이드의 안내를 받아 승·하강하는 리프트; 상기 리프트에 고정하여 구비한 피스톤을 카세트상의 웨이퍼 인출 방향과 나란하게 신축 구동시키는 실린더; 상기 피스톤에 수직하게 고정되어 카세트로부터 웨이퍼들의 인출 방향에 대향하는 푸셔; 상기 리프트와 실린더의 구동을 제어하는 컨트롤러를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 푸셔는 상기 피스톤에 고정시킨 지지플레이트; 상기 지지플레이트로부터 가이드포스트에 의해 슬라이딩 가능하게 지지를 받으며, 웨이퍼들의 인출 방향에 대향하는 접촉플레이트; 상기 지지플레이트에 지지되어 상기 접촉플레이트를 탄력적으로 밀어내는 탄성체; 상기 지지플레이트와 접촉플레이트 사이에서 웨이퍼와의 접촉으로부터 상기 접촉플레이트에 작용하는 압력 상태를 감지하여 그 신호를 상기 컨트롤러에 인가하는 간격감지센서를 포함한 구성으로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 간격감지센서로는 포토커플러, 마그네틱 스위치, 리미트 스위치, 토글 스위치 중 어느 하나의 것으로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 컨트롤러는 상기 간격감지센서로부터 감지신호의 수신으로부터 웨이퍼의 위치 상태를 판단하고, 상기 실린더에 의한 피스톤을 수축시키는 방향으로의 구동을 정지시킴과 동시에 상기 피스톤을 신장시키는 방향으로의 구동시키도록 제어하는 기능을 갖도록 함이 바람직하고, 이에 더하여 상기 간격감지센서의 간격감지신호를 수신하여 웨이퍼의 위치 상태를 판단하여 작업자에 의한 재정렬이 필요한 것으로 판단한 경우 그 사항을 확인할 수 있도록 하는 출력부를 더 구비하여 구성함이 보다 효과적이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 정렬부를 갖는 반도체소자 제조설비에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 제조설비 상에 설치한 정렬부의 구성과 이들 구성의 구동관계를 설명하기 위하여 개략적으로 나타낸 부분 절취 사시도이고, 도 3은 도 2의 구성을 포함한 반도체소자 제조설비를 개략적으로 나타낸 단면 구성도로서, 종래와 동일한 부분에 대하여 동일한 부호를 부여하고, 그에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체소자 제조설비(20)는, 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 복수 웨이퍼(W)들을 탑재한 카세트(C)는 그 하부를 받쳐 지지하는 테이블(T)에 놓이고, 이때 카세트(C)는 테이블(T) 상에 구비된 가이드블록(G/B)의 안내를 받아 설정 위치에 있게 된다.
또한, 테이블(T)의 하측 부위에는 카세트(c)에 탑재된 웨이퍼(W)들이 카세트(C)의 설정 위치에 있도록 정렬시키는 정렬부(22)의 설치가 이루어진다.
한편, 상술한 정렬부(22)의 구성을 보다 상세히 살펴보면, 도 2 또는 도 3에 도시한 바와 같이, 테이블(T)의 하측 부위로부터 상·하 방향으로 늘어선 형상의 가이드(24)의 설치가 이루어지며, 이러한 가이드(24)의 형상은 비록 도 2에서 레일 형상의 것으로 표현되어 있으나 이러한 구성은 가이드홈 또는 가이드 홀을 갖는 플레이트 형상 등 상·하 방향으로 물체의 이동을 안내하는 통상적인 형상의 것이 사용될 수 있다. 또한, 가이드(24)가 지시하는 방향은 가능한 설정 위치에 놓인 카세트(C)가 갖는 복수 슬롯(S)들의 배열 방향 즉, 설정 위치에서 정상적으로 위치한 복수 웨이퍼(W)들의 배열 방향과 나란하도록 함이 바람직하며, 경우에 따라서는 도시하지는 않았지만 복수 슬롯(S)들 또는 웨이퍼(W)들의 배열 방향에 대하여 소정의 각도로 기울어지게 설치할 수도 있다.
한편, 상술한 가이드(24) 상에는 가이드(24)의 안내를 받아 승·하강 구동하는 리프트(26)를 설치하고, 이러한 리프트(26) 상에는 구비한 피스톤(30)을 카세트(C)로부터 웨이퍼(W)들의 인출이 이루어지는 방향과 나란하게 신축 구동시키는 실린더(28)를 고정 설치한다. 그리고, 상술한 피스톤(30)의 단부에는 피스톤(30)의 신축 방향과 수직한 형상을 이루는 푸셔(32)를 고정하며, 이 푸셔(32)는 리프트(26)의 승·하강 구동에 의해 위치한 카세트(C)로부터 웨이퍼(W)들의 인출 방향에 대향하거나 또는 그 하측에 위치하게 된다.
여기서, 상술한 푸셔(32)의 구성을 보다 상세히 살펴보면, 도 3에 도시한 바와 같이, 피스톤(30)의 단부에 고정한 지지플레이트(32a)가 있고, 이 지지플레이트(32a) 상에는 웨이퍼(W)의 인출 방향에 대하여 나란하게 지지되는 가이드포스트(32c)와 이 가이드포스트(32c)에 안내되어 슬라이딩 위치 이동이 가능한 접촉플레이트(32b)가 구비된다. 이때 접촉프레이트(32b)는 리프트(26)에 의해 상부에 위치할 경우 카세트(C)로부터 복수 웨이퍼(W)들의 인출 방향에 대향하게 된다. 그리고, 상술한 지지플레이트(32a)와 접촉플레이트(32b) 사이에는 접촉플레이트(32b)에 작용하는 물리적인 힘에 대하여 지지플레이트(32a)로부터 접촉플레이트(32b)를 탄력적으로 밀어내는 탄성체(32d)가 구비되고, 또 지지플레이트(32a)와 접촉플레이트(32b) 사이에는 접촉플레이트(32b)가 웨이퍼와의 접촉으로부터 작용하는 압력 상태 즉, 탄성체(32d)와 상대적으로 작용하는 힘으로부터 지지플레이트(32a)에 대하여 접촉플레이트(32b)가 근접하는 간격을 감지하는 간격감지센서(32e)가 구비된다.
이러한 구성에 의하면, 테이블(T) 상에 카세트(C)가 놓이는 것으로부터 리프트(26)가 가이드(24)의 안내를 받아 승강 구동하고, 이때 푸셔(32)는 카세트(C)의 각 슬롯(S) 상에 있는 복수 웨이퍼(W)들에 대하여 그 인출 방향을 가로막는 형상을이룬다.
이어서 실린더(28)는 컨트롤러(도면의 단순화를 위하여 생략함)로부터 인가되는 제어신호에 따라 피스톤(30)을 수축시킨 위치에 있도록 구동하고, 이에 따라 푸셔(32)는 점차적으로 카세트(C) 상의 웨이퍼(W)들에 근접 진행하고, 결국 웨이퍼(W)들과 접촉하며 웨이퍼(W)들을 카세트(C)의 설정위치까지 밀어 넣는다. 이 과정에서 웨이퍼(W)들이 카세트(C) 내에 정상적으로 위치된 경우 접촉플레이트(32b)는 실린더(28)의 구동으로부터 웨이퍼(W)들과의 접촉에 따른 상대적인 압력을 받으며, 가이드포스트(32c)의 안내를 받아 지지플레이트(32a) 방향으로 밀린다. 이에 대하여 간격감지센서(32e)는 접촉플레이트(32b)의 밀림에 따른 지지플레이트(32a)에 근접하는 간격 정도 즉, 탄성체(32d)에 대응하여 작용하는 물리적인 힘을 감지하고, 이 감지신호를 컨트롤러에 인가하여 상술한 실린더(28)의 구동을 정지토록 함과 동시에 접촉플레이트(32b)가 웨이퍼(W)들로부터 벌어진 위치에 있도록 한다.
이러한 과정에서 웨이퍼(W)들은 정렬 위치한 카세트(C)의 설정 위치에 놓이고, 이어 리프트(24)의 하강으로부터 카세트(C)에 대한 웨이퍼(W)들의 인출이 가능한 상태로 있게 된다.
이러한 구성에 있어서, 푸셔(32)를 구성하는 접촉플레이트(32b)가 지지플레이트(32a)에 대하여 탄력적으로 슬라이딩 가능하게 지지를 받는 구성은, 웨이퍼(W)들과의 접촉 과정에서 절개면 형상의 플랫존을 갖는 웨이퍼(W)들에 대하여는 그 플랫존을 일 방향에 있도록 하는 정렬까지도 가능한 것이다. 또한, 상술한 플랫존의정렬 관계에 있어서, 플랫존의 방향이 틀어져 있는 경우에 대하여는 접촉플레이트(32b)가 웨이퍼(W)들과의 접촉에 의해 뒤로 밀리는 위치가 정상적인 위치에 있는지 여부를 판단토록 함으로써 플랫존의 정렬에 대한 감지가 이루어질 수 있다. 그리고, 이로부터 정렬의 불량으로 판단되는 경우 작업자로 하여금 그 정렬 상태를 수정토록 하여 재투입을 지시토록 할 수도 있다.
이러한 구성에 있어서, 상술한 정렬부(22)의 구성은 테이블(T)의 하측 부위에 위치하는 것으로 기술하였으나 이것은 상대적으로 정렬 위치한 카세트(C)의 상측에 설치하는 구성으로 이루어질 수 있음은 명백한 것이며, 이러한 구성 또한 본 발명의 청구범위 내에 속한다고 할 것이다.
따라서, 본 발명에 의하면, 제조설비 내에 웨이퍼를 탑재한 카세트를 투입하는 과정에서 웨이퍼의 인출 방향으로부터 푸셔가 슬라이딩 이동하여 가압하는 과정에서 웨이퍼들의 정렬이 이루어지고, 정렬이 어려운 상태의 것에 대하여는 그 신호를 컨트롤러에 인가하여 작업자로 하여금 조정토록 함으로써 별도의 정렬부 구성을 추가하지 않고도 카세트에 대한 웨이퍼의 정렬 불량에 따른 문제의 발생을 방지하고, 이로부터 웨이퍼의 손상 및 파손이 방지되는 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. 카세트가 놓이는 테이블의 하부에 설치한 가이드;
    상기 가이드의 안내를 받아 승·하강하는 리프트;
    상기 리프트에 고정하여 구비한 피스톤을 카세트상의 웨이퍼 인출 방향과 나란하게 신축 구동시키는 실린더;
    상기 피스톤에 수직하게 고정되어 카세트로부터 웨이퍼들의 인출 방향에 대향하는 푸셔;
    상기 리프트와 실린더의 구동을 제어하는 컨트롤러를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 정렬부를 갖는 반도체소자 제조설비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 푸셔는 상기 피스톤에 고정시킨 지지플레이트;
    상기 지지플레이트로부터 가이드포스트에 의해 슬라이딩 가능하게 지지를 받으며, 웨이퍼들의 인출 방향에 대향하는 접촉플레이트;
    상기 지지플레이트에 지지되어 상기 접촉플레이트를 탄력적으로 밀어내는 탄성체;
    상기 지지플레이트와 접촉플레이트 사이에서 웨이퍼와의 접촉으로부터 상기 접촉플레이트에 작용하는 압력 상태를 감지하여 그 신호를 상기 컨트롤러에 인가하는 간격감지센서를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 상기 정렬부를 갖는 반도체소자 제조설비.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 간격감지센서는 포토커플러, 마그네틱 스위치, 리미트 스위치, 토글 스위치 중 어느 하나의 것임을 특징으로 하는 상기 정렬부를 갖는 반도체소자 제조설비.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 간격감지센서로부터 감지신호의 수신으로부터 웨이퍼의 위치 상태를 판단하고, 상기 실린더에 의한 피스톤을 수축시키는 방향으로의 구동을 정지시킴과 동시에 상기 피스톤을 신장시키는 방향으로의 구동시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 상기 정렬부를 갖는 반도체소자 제조설비.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 간격감지센서의 간격감지신호를 수신하여 웨이퍼의 위치 상태를 판단하고, 이로부터 작업자에 의한 재정렬이 필요한 것으로 판단한 경우그 사항을 확인할 수 있도록 하는 출력부를 더 구비하여 이루어짐을 특징으로 하는 상기 정렬부를 갖는 반도체소자 제조설비.
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