KR20060078634A - 로드 락 챔버의 웨이퍼 손상 방지 장치와 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로드 락 챔버에서 웨이퍼 이송아암이 비정상적인 위치로 홈에 도착하였을 때 웨이퍼 이송 시스템의 동작을 정지시켜 웨이퍼 이송아암의 오동작에 따른 웨이퍼의 손상을 방지할 수 있도록 하는 로드 락 챔버의 웨이퍼 손상 방지 장치와 그 방법에 관한 것이다.

이를 실현하기 위한 본 발명은, 로드 락 챔버에서 웨이퍼카세트의 승하강 및 웨이퍼의 이송을 위한 전반적인 동작을 제어하는 시스템 콘트롤러, 상기 시스템 콘트롤러에 웨이퍼이송아암의 홈위치를 안착여부 감지신호를 전송하는 홈센서, 웨이퍼의 불량안착을 감지하는 웨이퍼슬라이딩감지부를 포함하여 이루어진 로드 락 챔버의 웨이퍼 손상 방지 장치에 있어서, 상기 홈센서의 직하방에 웨이퍼이송아암의 홈위치여부를 감지하는 제2 홈센서를 추가로 설치하고, 상기 제2 홈센서의 신호출력단을 웨이퍼슬라이딩감지부의 전원공급단에 직렬로 개재시켜, 상기 시스템 콘트롤러는 상기 제2 홈센서로부터 웨이퍼이송아암이 홈위치에 정위치하지 않은 불량안착신호를 입력받는경우 웨이퍼이송아암의 구동을 정지시키는 인터록기능을 갖춘 것을 특징으로 하는 발명임.

반도체제조, 로드 락 챔버, 홈센서, 인터록, 웨이퍼이송아암

Description

로드 락 챔버의 웨이퍼 손상 방지 장치와 그 방법{Device and method for preventing scratch and broken of wafer in loadlock chamber}

도 1은 종래의 기술에 따른 로드 락 챔버의 측단면도,

도 2는 도 1의 A-A'선 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 인터록기능을 위해 홈센서바에 설치되는 홈센서의 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 인터록기능이 부가된 웨이퍼슬라이딩 검출회로도를 나타낸다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 -- 로드 락 챔버, 20 -- 도어,

31 -- 승강판, 32 -- 승강축,

33 -- 승강부재, 40 -- 홈위치 감지부,

44 -- 수직축(홈센서바), 45 -- 감지편,

50 -- 홈위치 감지부, 52 -- 제2 홈센서,

54 -- 시스템 콘트롤러.

본 발명은 로드 락 챔버에서 웨이퍼이송아암의 오동작에 따른 웨이퍼 손상을 방지하기 위한 로드 락 챔버의 웨이퍼 손상 방지 장치와 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼 이송아암이 비정상적인 위치로 홈에 도착하였을 때 웨이퍼 이송 시스템의 동작을 정지시켜 웨이퍼 이송아암의 오동작에 따른 웨이퍼의 손상을 방지할 수 있도록 하는 로드 락 챔버의 웨이퍼 손상 방지 장치와 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자의 제조공정에서 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 웨이버를 수납한다.

로드 락 챔버내에 웨이퍼를 로딩/언로딩시킬 때 일정한 수량의 웨이퍼를 장착한 웨이퍼카세트를 카세트 이송아암에 의해 로드 락 챔버내로 로딩/언로딩시키며, 로드 락 챔버내에서 웨이퍼카세트를 그냥 둔 상태에서 웨이퍼만을 웨이퍼 이송아암에 의해 공정 챔버로 로딩/언로딩시키게 된다.

도 1은 종래의 기술에 따른 로드 락 챔버의 측단면도를 나타내고, 도 2는 도 1의 A-A'선 단면도를 나타낸다.

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

상기 엘리베이터(30)는 로드 락 챔버(10)의 내측에 위치하며 상면에 웨이퍼카세트(1)가 안착되는 승강판(31), 로드 락 챔버(10)의 저면을 수직으로 관통하여 슬라이딩 결합되며 상단에 승강판(31)의 저면에 결합되는 승강축(32), 승강축(32)에 일측이 고정 결합되는 승강부재(33), 승강부재(33)의 타측에 나사결합되는 리드스크류(34), 리드스크류(34)에 슬라이딩 결합되어 승강부재(33)의 하측에 결합되는 가이드부재(35)와, 리드스크류(34)에 회전축이 벨트(36)로 연결되는 모터(37)와, 모터(37)를 제어하는 시스템 콘트롤러(38)를 포함한다.

그리하여, 상기 로드 락 챔버(10)의 승강판(31)에 안착된 웨이퍼카세트(1)로부터 웨이퍼이송아암(미도시)에 의해 웨이퍼가 공정 챔버(미도시)로 하나씩 로딩되거나 그와 반대로 언로딩되면 시스템 콘트롤러(38)가 모터(37)를 구동시켜 웨이퍼카세트(1)가 안착된 승강판(31)을 일정 간격으로 승하강시킨다. 즉, 시스템 콘트롤러(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 승강판(31)이 승하강한다. 한편, 가이드부재(35)는 승강부재(33)가 수직방향으로 이동시 리드스크류(34)를 따라 슬라이딩됨으로써 승강부재(33)를 가이드한다.

시스템 콘트롤러(38)는 웨이퍼카세트(1)의 위치제어를 위해 기준위치를 설정해야 하고 그 기준위치로부터 필요한 승하강 거리에 대한 제어를 수행한다. 이를 위해, 로드 락 챔버(10)는 웨이퍼카세트(1)의 기준위치가 되는 홈위치를 감지하는 홈위치 감지부(40)가 구비된다. 상기 감지부(40)는 승강부재(33)의 측부에 결합되며 "ㄷ"자 형상을 가지는 장착홈(41a)이 형성되는 장착부재(41)와, 장착부재(41)의 장착홈(41a)에 서로 마주보게 설치되는 일정한 파장을 가지는 빛을 출력하는 발광소자(42a) 및 상기 발광소자(42a)로부터 출력되는 빛을 수신함과 아울러 홈위치 감지신호를 출력하는 수광소자(42b)로 이루어진 홈센서(42), 발광소자(42a) 및 수광소자(42b)로부터 일정한 간격을 두고 형성되는 수직축(44)과, 수직축(44)의 일정부분에 측방향으로 돌출되게 형성됨과 아울러 승강판(31)에 안착된 웨이퍼카세트(1)가 홈위치에 도달시 발광소자(42a) 및 수광소자(42b)사이에 위치하는 감지편(45)을 포함한다.

따라서, 모터(37)의 회전에 의해 승강부재(33)가 수직방향으로 이동시 발광소자(42a) 및 수광소자(42b) 사이에 감지편(45)이 위치하면 수광소자(42b)로부터 홈위치 감지신호를 수신하는 시스템 콘트롤러(38)는 초기화 동작을 수행하며, 이 때의 홈위치는 시스템 콘트롤러(38)가 초기화 이후 웨이퍼카세트(1)의 이동에 대한 제어시 기준위치가 된다.

이와 같은, 승강축(32) 및 승강부재(33)의 진동이나 외부충격 등에 의하여 홈센서(42; 42a 및 42b) 또는 감지편(45)의 위치가 변동됨으로써 올바른 홈위치를 감지할 수 없을 뿐만 아니라 심지어는 이들이 서로 충돌하여 파손되며, 외부로 돌 출된 홈센서(42)에 연결된 전원공급선 및 감지신호라인이 장치의 진동으로 인해 이들로부터 분리되는 문제점을 가지고 있었다.

이러한 문제점들로 인해 홈위치 감지부(40)가 제기능을 수행하지 못하는 상태에서 동작명령을 주면 정상적으로 동작을 하게 되는데, 비정상적으로 홈에 위치한 후 동작을 진행하게 되면 웨이퍼이송아암이 웨이퍼를 로딩하거나 언로딩할 때 웨이퍼와 웨이퍼의 중간에 오는 것이 아니라 웨이퍼의 윗면이나 밑면에 닿게되어 웨이퍼와 충돌하여 웨이퍼를 손상시키는 심각한 결과를 초래하게 된다. 또한 웨이퍼 이송아암이 충격에 의해 레벨이 틀어지게 되면 로봇 캘리브레이션을 실시해야 하며 이를 실행할 시에는 공정챔버의 로봇 캘리브레이션도 병행해야 하므로 공정챔버 클린도 실시하여야 함에 따라 장비고장으로 인한 정지시간의 증가와 장비수명을 단축시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 개선하기 위하여 발명한 것으로, 웨이퍼 이송아암이 정상적으로 홈위치에 도착하지 못하고 벗어난 것으로 판단되면 인터록 기능을 수행하여 로드 락 챔버내에서 웨이퍼카세트를 승하강시키는 엘리베이터의 승하강동작을 완전히 멈추게 하여 웨이퍼 이송아암에 의하여 웨이퍼 카세트에 있는 웨이퍼가 손상을 입지 않도록 된 로드 락 챔버의 웨이퍼 손상 방지 장치와 그 방법을 제공하고자 함에 발명의 목적이 있다.

상기한 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 로드 락 챔버에서 웨이퍼카세트의 승하강 및 웨이퍼의 이송을 위한 전반적인 동작을 제어하는 시스템 콘트롤러, 상기 시스템 콘트롤러에 웨이퍼이송아암의 홈위치 안착여부 감지신호를 전송하는 홈센서, 웨이퍼의 불량안착을 감지하는 웨이퍼슬라이딩감지부를 포함하여 이루어진 로드 락 챔버의 웨이퍼 손상 방지 장치에 있어서, 상기 홈센서의 직하방에 웨이퍼이송아암의 홈위치여부를 감지하는 제2 홈센서를 추가로 설치하고, 상기 제2 홈센서의 신호출력단을 웨이퍼슬라이딩감지부의 전원공급단에 직렬로 개재시켜, 상기 시스템 콘트롤러는 상기 제2 홈센서로부터 웨이퍼이송아암이 홈위치에 정위치하지 않은 불량안착신호를 입력받는경우 웨이퍼이송아암의 구동을 정지시키는 인터록기능을 갖춘 것을 특징으로 한다.

상기에 있어서, 상기 홈센서는 발광부와 수광부로 이루어지고, 상기 발광부와 수광부 사이에 웨이퍼이송아암의 홈위치시 홈센서바가 개재되도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 로드 락 챔버의 웨이퍼 손상 방지 방법은, 웨이퍼이송아암의 홈위치에 복귀시 정위치 복귀여부를 감지하는 단계, 상기 단계에서 정상적으로 홈위치에 복귀한 것으로 판단되면 후속동작을 진행시키는 한편 홈위치에 복귀상태가 비정상적인 것으로 판단하는 경우 웨이퍼슬라이딩감지수단의 전원공급단의 전원을 차단하는 단계, 상기 전원차단에 의거 웨이퍼이송아암의 구동을 정지시키는 단계를 포함하여 이루어져 있다.

이하 본 발명의 바람직한 일실시예에 대한 구성 및 작용을 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 인터록기능을 위해 수직축(홈센서바)에 설치되는 홈센서의 구성도이다.

시스템 콘트롤러(58)는 기존과 같이 웨이퍼카세트(1)의 위치제어를 위해 기준위치를 설정해야 하고 그 기준위치로부터 필요한 승하강 거리에 대한 제어를 수행하기 위해, 웨이퍼카세트(1)의 기준위치가 되는 홈위치를 감지하는 홈센서(42)를 구비함과 아울러 본 발명에 따른 인터록기능을 수행하기 위한 제2 홈센서(52)가 구비된다. 상기 제2 홈센서(52)는 홈센서(42)와 마찬가지로 승강부재(33)의 측부에서 홈센서(42)의 상측 또는 그 하측에 인접된 위치에서 결합되며, 도면에는 일측 방향에만 도시되어 하나의 센서만이 도시되어 있으나, 홈센서(42)와 마찬가지로 일정한 파장을 가지는 빛을 출력하는 발광소자 및 상기 발광소자로부터 출력되는 빛을 수신함과 아울러 홈위치 감지신호를 출력하는 수광소자로 이루어져, 그 사이에 개재되는 감지편(45)의 유무에 따라 발광소자에서 발산된 빛이 수광소자로 전달 혹은 차단되도록 설치된 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 인터록기능이 부가된 웨이퍼슬라이딩 검출회로도를 나타낸다.

시스템 콘트롤러(54)의 일측에는 웨이퍼카세트(1)의 기준위치가 되는 홈위치 를 감지하기 위한 홈센서(42)가 연결되어 있고, 웨이퍼 카세트에 장착된 웨이퍼의 슬라이딩 여부를 감지하기 위한 것으로 일정한 파장을 가지는 빛을 출력하는 웨이퍼 슬라이드 발광소자(54a) 및 상기 웨이퍼 슬라이드 발광소자로부터 출력되는 빛을 수신함과 아울러 웨이퍼 이송 아암의 홈위치 감지신호를 출력하는 웨이퍼 슬라이드 수광소자(54b)가 연결되어 있다.

상기 웨이퍼 슬라이드 발광소자(54a)는 구동전원이 입력되는 단자(24V)와 접지측에 연결되는 공통단자(24V COMM)를 구비하고 있어서 시스템 콘트롤러(54)로부터 구동전원이 입력되면 빛을 발산하도록 이루어져 있다. 이와 한쌍을 이루는 웨이퍼 슬라이드 수광소자(54b)는 구동전원이 입력되는 단자(24V)와 접지측에 연결되는 공통단자(24V COMM) 그리고 수광신호를 출력하는 신호단자(SIGNAL)를 구비하고 있어서 상기 웨이퍼 슬라이드 발광소자(54a)에서 발산되는 빛을 수광하게 되면 신호단자(SIGNAL)로 수광신호를 출력하여 시스템 콘트롤러(54)로 입력시키게 된다.

이와 같은 웨이퍼 슬라이딩 검출회로에 있어서 본 발명에 따른 인터록기능을 부가하기 위하여 웨이퍼 슬라이드 수광소자(54b)에서 구동전원이 입력되는 단자(24V)와 구동전원공급단 사이에는 도 3에 의거 설명된 바와 같은 제2 홈센서(52)를 연결한다. 즉 상기 제2 홈센서(52)는 광센서로 이루어지는 것으로서, 발광측과 수광측의 구동전원이 입력되는 단자(24V)와 접지측에 연결되는 공통단자(24V COMM) 그리고 수광신호를 출력하는 신호단자(SIGNAL)를 구비하고 있는 바, 웨이퍼 슬라이드 수광소자(54b)의 단자(24V)에 구동전원을 공급하는 구동전원공급단에 상기 제2 홈센서(52)의 구동전원 입력단자(24V)를 연결하는 한편 상기 제2 홈센서(52)의 신 호단자(SIGNAL)에는 웨이퍼 슬라이드 수광소자(54b)의 구동전원 입력단자(24V)를 연결한다.

그리하여 제2 홈센서(52)의 중앙에 감지편(45)이 위치할경우 24V 구동전원이 도통하여 웨이퍼 슬라이드 수광소자(54b)의 구동전원 입력단자(24V)로 공급되어지는 반면에, 제2 홈센서(52)의 중앙에 감지편(45)이 위치하지 않을경우 24V 구동전원이 접지측으로 흘러 웨이퍼 슬라이드 수광소자(54b)의 구동전원 입력단자(24V)로는 구동전원이 공급되어지지 않게 된다.

이와 같이 웨이퍼 슬라이드 수광소자(54b)로 구동전원이 인가되지 않을 때 시스템 콘트롤러(54)에서는 웨이퍼가 정위치에서 벗어났음을 알리는 오류신호를 발생하여 엘리베이터(30)의 작동과 웨이퍼 이송 아암의 작동을 정지시킨다.

따라서 웨이퍼 이송 아암이 로드 락 챔버(10) 안으로 들어가지 않게 되어 웨이퍼에 긁힘이 발생하거나 파손되는 등의 손상이 발생되지 않는다.

상기한 바와 같이 로드 락 챔버에서 웨이퍼이송아암이 비정상적으로 홈위치에 도달하는 경우 계속적인 후속동작을 진행시키지 않음으로써 웨이퍼 손상 발생률을 감소할 수 있어 생산수율 향상과 함께 장비 고장시간을 줄일 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 로드 락 챔버에서 웨이퍼카세트의 승하강 및 웨이퍼의 이송을 위한 전반적인 동작을 제어하는 시스템 콘트롤러, 상기 시스템 콘트롤러에 웨이퍼이송아암의 홈위치 안착여부 감지신호를 전송하는 홈센서, 웨이퍼의 불량안착을 감지하는 웨이퍼슬라이딩감지부를 포함하여 이루어진 로드 락 챔버의 웨이퍼 손상 방지 장치에 있어서, 상기 홈센서의 직하방에 웨이퍼이송아암의 홈위치 여부를 감지하는 제2 홈센서를 추가로 설치하고, 상기 제2 홈센서의 신호출력단을 웨이퍼슬라이딩감지부의 전원공급단에 직렬로 개재시켜, 상기 시스템 콘트롤러는 상기 제2 홈센서로부터 웨이퍼이송아암이 홈위치에 정위치하지 않은 불량안착신호를 입력받는경우 웨이퍼이송아암의 구동을 정지시키는 인터록기능을 갖춘 것을 특징으로 하는 로드 락 챔버의 웨이퍼 손상 방지 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 홈센서는 발광부와 수광부로 이루어지고, 상기 발광부와 수광부 사이에 웨이퍼이송아암의 홈위치시 홈센서바가 개재되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 로드 락 챔버의 웨이퍼 손상 방지 장치.
3. 웨이퍼이송아암의 홈위치에 복귀시 정위치 복귀여부를 감지하는 단계, 상기 단계에서 정상적으로 홈위치에 복귀한 것으로 판단되면 후속동작을 진행시키는 한편 홈위치에 복귀상태가 비정상적인 것으로 판단하는 경우 웨이퍼슬라이딩감지수단의 전원공급단의 전원을 차단하는 단계, 상기 전원차단에 의거 웨이퍼이송아암의 구동을 정지시키는 단계를 포함하여 이루어진 로드 락 챔버의 웨이퍼 손상 방지 방법.

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