KR20210021183A - 챔버 도킹 장치 - Google Patents

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KR20210021183A
KR20210021183A KR1020190099564A KR20190099564A KR20210021183A KR 20210021183 A KR20210021183 A KR 20210021183A KR 1020190099564 A KR1020190099564 A KR 1020190099564A KR 20190099564 A KR20190099564 A KR 20190099564A KR 20210021183 A KR20210021183 A KR 20210021183A
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이광윤
윤해경
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명은 챔버 도킹 장치를 제공한다. 챔버 도킹 장치는 제1챔버와 인접한 바닥면에 제2챔버의 도킹 방향을 따라 제공되는 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임 상에 설치되고, 상기 제2챔버가 안착되는 제1위치에서 상기 제2챔버가 상기 제1챔버에 도킹되는 제2위치까지 제공되는 레일; 및 상기 제2챔버가 안착되며, 상기 제1위치에서 상기 제2위치로 슬라이드 이동 가능하도록 상기 레일 상에 설치되는 이동 부재를 포함할 수 있다.

Description

챔버 도킹 장치{ chamber Docking Apparatus }
본 발명은 챔버 도킹 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치는 포토 공정, 식각 공정, 확산 공정, 화학기상증착 공정, 이온 주입 공정 및 금속 증착 공정 등의 다양한 공정을 선택적 및 반복적으로 수행함에 의해서 제조된다.
이러한 반도체 제조 설비는 통상 하나의 설비에 다수의 프로세스 챔버를 구비하여 동시에 다수의 기판을 가공하는 멀티 챔버 타입으로 이루어진다.
즉, 중앙에는 이송 로봇이 구비되는 트랜스퍼 챔버를 구비하고, 이 트랜스퍼 챔버의 일측에는 통상 하나 또는 두 곳에 로드락 챔버가 구비되도록 하며, 로드락 챔버와 대응하는 타측에는 복수의 프로세스 챔버가 구비되도록 하는 것이다.
이렇게 반도체 제조 설비는 중앙의 트랜스퍼 챔버에서 외주면을 따라 로드락 챔버와 프로세스 챔버가 밀착되도록 하면서 클램핑되는 결합 구조를 갖는다.
이러한 반도체 제조 설비를 제조하는 생산업체에서는 조립이 완료된 프로세스 챔버들을 출하(납품)하기 전에 트랜스퍼 챔버에 연결하여 테스트를 거치게 된다.
그러나, 프로세스 챔버의 무게가 상당하기 때문에 운반에 어려움이 있고, 트랜스퍼 챔버의 연결 포인트에 프로세스 챔버를 정확하게 도킹하는 작업은 작업자의 숙련도에 따라 작업 시간에 큰 차이가 발생하게 된다.
본 발명의 일 과제는 프로세스 챔버를 트랜스퍼 챔버에 안전하고 편리하게 도킹시킬 수 있는 챔버 도킹 장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 제1챔버와 인접한 바닥면에 제2챔버의 도킹 방향을 따라 제공되는 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임 상에 설치되고, 상기 제2챔버가 안착되는 제1위치에서 상기 제2챔버가 상기 제1챔버에 도킹되는 제2위치까지 제공되는 레일; 및 상기 제2챔버가 안착되며, 상기 제1위치에서 상기 제2위치로 슬라이드 이동 가능하도록 상기 레일 상에 설치되는 이동 부재를 포함하는 챔버 도킹 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 베이스 프레임은 상기 바닥면 상에서 수평을 맞추기 위한 높이조절구를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이동 부재는 상기 레일의 외측면을 따라 이동하는 주행롤러; 및 상기 레일의 내측면을 따라 이동하는 가이드 롤러를 포함할 수 있다.
또한, 상기 주행롤러는 상기 베이스 프레임의 수평면에 대해 수직방향으로 회전가능하도록 상기 이동 부재에 설치되고, 상기 가이드 롤러는 상기 베이스 프레임의 수평면에 대해 수평방향으로 회전가능하도록 상기 이동 부재에 설치될 수 있다.
또한, 상기 이동 부재는 상기 제2챔버가 안착되는 안착면을 갖는 이동 플레이트를 포함하고, 상기 주행롤러와 상기 가이드 롤러는 상기 이동 플레이트의 저면에 설치되며, 상기 이동 플레이트에는 상기 제2챔버가 기설정된 안착위치에 정확하게 위치되도록 위치 고정부가 제공될 수 있다.
또한, 상기 이동 플레이트는 상기 제2챔버의 유틸리티 라인들이 통과할 수 있도록 다수의 개구들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 프로세스 챔버를 트랜스퍼 챔버에 도킹하는 작업을 신속하고 정확하게 수행할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비를 상부에서 바라본 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 기판 처리 설비를 측면에서 바라본 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 챔버 도킹 장치를 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 챔버 도킹 장치의 평면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 챔버 도킹 장치의 측면도이다.
도 6은 도 4에 표시된 A-A선을 따라 절취한 단면도이다.
도 7 내지 도 10은 챔버 도킹 장치에 의해 공정 챔버가 이동 챔버에 도킹되는 과정을 단계적으로 보여주는 도면들이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장된 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 설비를 상부에서 바라본 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 기판 처리 설비를 측면에서 바라본 도면이다.
기판 처리 설비(1000)는 설비 전방 단부 모듈(equipment front end module)(100)과 공정 설비(200) 그리고 챔버 도킹 장치(300)를 포함할 수 있다.
설비 전방 단부 모듈(100)은 공정 설비(200)의 전방에 장착되어, 기판들(S)이 수용된 용기(160)와 공정 설비(200)간에 기판(S)을 이송한다. 설비 전방 단부 모듈(100)은 복수의 로드 포트들(load ports)(120)과 프레임(frame)(140)을 가진다. 프레임(140)은 로드 포트(120)와 공정 설비(200) 사이에 위치된다.
기판(S)을 수용하는 용기(160)는 오버헤드 트랜스퍼(overhead transfer), 오버헤드 컨베이어(overhead conveyor), 또는 자동 안내 차량(automatic guided vehicle)과 같은 이송 수단(미도시)에 의해 로드 포트(120) 상에 놓여진다. 용기(160)는 전면 개방 일체식 포드(front open unified pod)와 같은 밀폐용 용기가 사용될 수 있다.
프레임(140) 내에는 로드 포트(120)에 놓여진 용기(160)와 공정 설비(200) 간에 기판(S)을 이송하는 프레임 로봇(180)이 설치된다. 프레임(140) 내에는 용기(160)의 도어를 자동으로 개폐하는 도어 오프너(미도시)가 설치될 수 있다. 또한, 프레임(140)에는 청정 공기가 프레임(140) 내 상부에서 하부로 흐르도록 청정 공기를 프레임(140) 내로 공급하는 팬필터유닛(fan filter unit)(미도시)이 제공될 수 있다.
공정 설비(200)는 로드락 챔버(loadlock chamber)(220), 이송 챔버(transfer chamber)(240), 그리고 공정 챔버(process chamber)(260)를 포함할 수 있다.
이송 챔버(240)는 상부에서 바라볼 때 다각형의 형상을 가질 수 있다. 이송챔버(240)의 측면에는 로드락 챔버(220) 또는 공정 챔버(260)가 위치될 수 있다. 로드락 챔버(220)는 이송 챔버(240)의 측부들 중 설비 전방 단부 모듈(100)과 인접한 측부에 접속되고, 공정 챔버(260)는 다른 측부에 접속된다.
로드락 챔버(220)는 하나 또는 복수 개가 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 로드락 챔버(220)는 두 개가 제공될 수 있다. 두 개의 로드락 챔버들(220) 중 하나에는 공정 진행을 위해 공정 설비(200)로 유입되는 기판들(S)이 일시적으로 머무르고, 다른 하나에는 공정이 완료되어 공정 설비(200)로부터 유출되는 기판들(S)이 일시적으로 머무를 수 있다. 이와 달리 로드락 챔버(220)는 하나 또는 복수 개가 제공되고, 각각의 로드락 챔버(220)에서 기판의 로딩 및 언로딩이 이루어질 수 있다.
로드락 챔버(220) 내에서 기판들은 서로 상하로 이격되어 서로 대향되도록 놓인다. 로드락 챔버에는 기판의 가장자리 영역 일부를 지지하는 슬롯들이 복수 개 제공될 수 있다.
설비 전방 단부 모듈(100)은 대기압 환경으로 유지되고, 이송 챔버(140)는 진공환경으로 유지된다. 로드락 챔버(220)의 기능은 기판을 대기환경에서 진공환경으로 전송하거나 또는 역방향으로 전송하는 것이다. 로드락 챔버(220) 내부는 진공 및 대기압으로 전환될 수 있다. 로드락 챔버(220)는 외부 오염물질이 이송 챔버(240) 및 공정 챔버(260)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
로드락 챔버(220)와 이송 챔버(240) 사이, 그리고 로드락 챔버(220)와 설비 전방 단부 모듈(100) 사이에는 게이트 밸브(미도시)가 설치된다. 설비 전방 단부 모듈(100)과 로드락 챔버(220) 간에 기판(S)이 이동되는 경우 로드락 챔버(220)와 이송 챔버(240) 사이에 제공되는 게이트 밸브가 닫히고, 로드락 챔버(220)와 이송 챔버(240) 간에 기판(S)이 이동되는 경우, 로드락 챔버(220)와 설비 전방 단부 모듈(100) 사이에 제공되는 게이트 밸브가 닫힌다.
이송 챔버(240) 내에는 기판 이송 유닛(290)이 장착된다. 기판 이송 유닛(290)은 공정 챔버(260)와 로드락 챔버(220) 간에 기판(S)을 이송한다. 또한, 공정 챔버들(260)이 복수 개 제공되는 경우, 기판 이송 유닛(290)은 공정 챔버들(260) 간에 기판(S)을 이송할 수 있다.
공정 챔버(260)는 기판(S)에 대해 소정의 공정을 수행한다. 예컨대, 공정 챔버(260)는 애싱, 증착, 에칭 또는 측정 등과 같은 공정을 수행하는 챔버일 수 있다. 공정 챔버(260)는 이송 챔버(220)의 측부에 하나 또는 복수 개가 제공된다. 공정 챔버(260)가 복수 개 제공되는 경우, 각각의 공정 챔버(260)는 기판(S)에 대해 서로 동일한 공정을 수행할 수 있다. 선택적으로, 공정 챔버(260)가 복수 개 제공되는 경우, 공정 챔버들(260)은 순차적으로 기판(S)에 대해 일련의 공정을 수행할 수 있다.
한편, 공정 챔버(260)와 이송 챔버(220)는 게이트 밸브(GV)를 통해 연결될 수 있다. 공정 챔버는 게이트 밸브(GV)가 공정 챔버(260)의 일측면에 장착된 상태에서 이송 챔버에 결합될 수 있다. 공정 챔버(260)는 바닥 프레임(262)에 이동 바퀴(264)들과 받침대(미도시됨)들이 제공될 수 있다.
반도체 제조 설비를 제조하는 생산업체에서 조립이 완료된 공정 챔버(260)는 출하(납품)하기 전에 이송 챔버(220)에 연결하여 테스트를 거치게 된다. 이러한 테스트를 진행하기 위해 공정 챔버(260)는 이송 챔버(220)에 도킹되며, 챔버 도킹 장치(300)는 이러한 챔버 도킹 작업을 위해 설치된다.
즉, 본 발명의 기판 처리 설비(1000)는 반도체 생산 라인이 아니라 공정 챔버를 제작 생산하는 제조 업체에 설치되어 테스트용으로 운용될 수 있다. 기판 처리 설비에서 설비 전방 단부 모듈과 로드락 챔버 그리고 이송 챔버는 픽스되며, 공정 챔버만 이송 챔버에 도킹 후 테스트를 마친후 분리되어 반도체 생산 라인으로 출하된다.
도 3은 도 1에 도시된 챔버 도킹 장치를 보여주는 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 챔버 도킹 장치의 평면도이며, 도 5는 도 3에 도시된 챔버 도킹 장치의 측면도이고, 도 6은 도 4에 표시된 A-A선을 따라 절취한 단면도이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 챔버 도킹 장치(300)는 이송 챔버(220)와 인접한 바닥면에 설치된다. 챔버 도킹 장치(300)는 일단이 이송 챔버(220)의 프레임에 고정될 수 있다. 챔버 도킹 장치(300)는 베이스 프레임(310), 레일(320), 그리고 이동 부재(330)를 포함할 수 있다.
베이스 프레임(310)은 이송 챔버(220)와 인접한 바닥면에 공정 챔버(260)의 도킹 방향(D)을 따라 제공될 수 있다. 베이스 프레임(310)은 바닥면 상에서 수평을 맞추기 위한 높이 조절구(312)들을 포함할 수 있다. 높이조절구(312)는 지면에 밀착되는 받침판부 및 받침판부에 연결되어 베이스 프레임에 체결된 나사체결 조정용 보울트를 포함할 수 있다.
레일(320)은 베이스 프레임(310) 상에 공정 챔버(260)의 도킹 방향(D)을 따라 나란히 설치될 수 있다. 레일(320)은 공정 챔버(260)가 안착되는 제1위치(P1)에서 공정 챔버(260)가 이송 챔버(220)에 도킹되는 제2위치(P2)까지 형성될 수 있다. 본 실시예에서 레일은 그 단면이 "ㄷ"자 형태로 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
참고로, 제1위치(P1)는 도 9에 도시된 위치이고, 제2위치(P2)는 도 10에 도시된 위치이다.
이동 부재(330)는 레일(320) 상에서 슬라이드 이동 가능하도록 제공될 수 있다. 이동 부재는(330) 제1위치(P1)에서 제2위치(P2)로 슬라이드 이동된다. 이동 부재(330)는 이동 플레이트(332)와 롤러(340)들을 포함할 수 있다.
이동 플레이트(332)는 공정 챔버(260)가 안착되는 안착면을 가지며, 안착면에는 공정 챔버(260)가 기설정된 안착 위치에 정확하게 위치되도록 위치 고정부(334)가 제공될 수 있다. 또한, 이동 플레이트에는 다수의 관통공(336)들이 제공될 수 있다. 관통공(336)들은 공정 챔버의 유틸리티 라인들이 통과할 수 있는 위치에 제공된다.
롤러(340)들은 주행롤러(342)와 가이드롤러(344)를 포함할 수 있다. 주행 롤러(342)는 레일(320)의 외측면을 따라 이동 가능하게 제공되며, 가이드 롤러(344)는 레일(320)의 내측면을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 주행 롤러(342)는 베이스 프레임(310)의 수평면에 대해 수직방향으로 회전 가능하도록 이동 플레이트(332)의 저면에 설치되고, 가이드 롤러(344)는 베이스 프레임(310)의 수평면에 대해 수평방향으로 회전가능하도록 이동 플레이트(332)의 저면에 설치될 수 있다.
도 7 내지 도 10은 챔버 도킹 장치에 의해 공정 챔버가 이동 챔버에 도킹되는 과정을 단계적으로 보여주는 도면들이다. 참고로, 도킹 대상인 공정 챔버는 제작이 완료되어 테스트를 거쳐야 하는 챔버일 수 있다.
도 7 내지 도 10을 참조하면, 작업자는 공정 챔버(260)를 도킹되어야 할 이송 챔버(220)에 전방에 설치된 챔버 도킹 장치(300)에 위치시킨다(도 7). 이때, 공정 챔버(260)는 바닥이 이동 플레이트(330) 보다 높은 상태에서 이동 플레이트(330) 상에 위치시킨다(도 8). 이동 플레이트(330) 상에 공정 챔버(260)가 위치되면, 이동 바퀴(264)의 높이를 낮춰 공정 챔버(260)를 이동 플레이트(330)에 안착시킨다(도 9). 공정 챔버(260)가 이동 플레이트(330)에 안착되면, 이동 플레이트(330)를 제1위치에서 제2위치로 이동시키고, 이에 따라 공정 챔버(260)가 이송 챔버(220)에 도킹이 완료된다(도 10).
상기와 같이, 공정 챔버는 이동 플레이트에 안착된 상태에서 이동 플레이트와 함께 제2위치로 이동되면 이송 챔버의 도킹 위치에 정확하게 도킹될 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 상술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 설비 전방 단부 모듈 200 : 공정 설비
300 : 챔버 도킹 장치 310 : 베이스 프레임
320 : 레일 330 : 이동 부재

Claims (6)

  1. 제1챔버에 제2챔버를 도킹시키는 챔버 도킹 장치에 있어서:
    상기 제1챔버와 인접한 바닥면에 상기 제2챔버의 도킹 방향을 따라 제공되는 베이스 프레임;
    상기 베이스 프레임 상에 설치되고, 상기 제2챔버가 안착되는 제1위치에서 상기 제2챔버가 상기 제1챔버에 도킹되는 제2위치까지 제공되는 레일; 및
    상기 제2챔버가 안착되며, 상기 제1위치에서 상기 제2위치로 슬라이드 이동 가능하도록 상기 레일 상에 설치되는 이동 부재를 포함하는 챔버 도킹 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 프레임은 상기 바닥면 상에서 수평을 맞추기 위한 높이조절구를 포함하는 챔버 도킹 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이동 부재는
    상기 레일의 외측면을 따라 이동하는 주행롤러; 및
    상기 레일의 내측면을 따라 이동하는 가이드 롤러를 포함하는 챔버 도킹 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 주행롤러는
    상기 베이스 프레임의 수평면에 대해 수직방향으로 회전가능하도록 상기 이동 부재에 설치되고,
    상기 가이드 롤러는
    상기 베이스 프레임의 수평면에 대해 수평방향으로 회전가능하도록 상기 이동 부재에 설치되는 챔버 도킹 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 이동 부재는
    상기 제2챔버가 안착되는 안착면을 갖는 이동 플레이트를 포함하고,
    상기 주행롤러와 상기 가이드 롤러는 상기 이동 플레이트의 저면에 설치되며,
    상기 이동 플레이트에는 상기 제2챔버가 기설정된 안착위치에 정확하게 위치되도록 위치 고정부가 제공되는 챔버 도킹 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 이동 플레이트는
    상기 제2챔버의 유틸리티 라인들이 통과할 수 있도록 다수의 개구들을 갖는 챔버 도킹 장치.
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