KR20030091301A - wafer lifter of semiconductor device manufacturing equipment - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체소자 제조설비의 웨이퍼 리프트장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체소자 제조설비 내에서 웨이퍼를 승·하강 위치시키기 위한 리프트장치의 손상 및 오동작에 대하여 설비의 분해 및 복원이 보다 용이하고 신속하게 이루어질 수 있도록 하기 위한 반도체소자 제조설비의 웨이퍼 리프트장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer lift apparatus of a semiconductor device manufacturing facility. More particularly, the disassembly and restoration of the facility is more easy against damage and malfunction of the lift device for raising and lowering the wafer in the semiconductor device manufacturing facility. The present invention relates to a wafer lift apparatus of a semiconductor device manufacturing facility to be made quickly.
일반적으로 반도체소자는 웨이퍼 상에 사진, 에칭, 확산, 화학기상증착, 이온주입, 금속증착 등의 공정을 선택적이고도 반복적으로 수행하게 됨으로써 이루어지고, 이들 공정 중 공정 수행을 목적으로 하는 일 매의 웨이퍼에 대하여 에칭, 확산, 화학기상증착 및 이에 부수적으로 수행되는 애싱 등의 공정을 수행하는 제조설비에는 웨이퍼를 고정하기 위한 척 조립체 상에 고정 위치시킨 상태에서 공정 가스로 하여금 웨이퍼 상이 소정 부위와 반응토록 함으로써 공정을 진행하는 것이 있다. 이러한 반도체소자 제조설비에 있어서, 웨이퍼는 외부로부터 로봇 수단에 의해 공정 수행을 위치 척 조립체 상측으로 이송되고, 이어 척 조립체에 안착되어 공정을 수행한 후 다시 척 조립체로부터 승강 위치된 상태에서 로봇수단에 인계되어 다음 공정으로 이송되게 된다. 여기서, 상술한 바와 같이, 로봇수단으로부터 척 조립체 상면으로 안착 위치시키기 위한 과정과 척 조립체 상에서 다시 로봇수단으로 인계하는 과정을 담당하는 웨이퍼 리프팅장치가 구비되며, 이러한 웨이퍼 리프팅장치에 대한 종래 기술에 대하여 첨부된 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.In general, a semiconductor device is formed by selectively and repeatedly performing a process such as photographing, etching, diffusion, chemical vapor deposition, ion implantation, metal deposition, etc. on a wafer. In a manufacturing facility that performs processes such as etching, diffusion, chemical vapor deposition, and ashing performed incidentally thereto, the process gas is caused to react with a predetermined portion on the wafer while being fixedly positioned on the chuck assembly for fixing the wafer. By doing so, the process may proceed. In such a semiconductor device manufacturing facility, the wafer is transferred from the outside to the upper position chuck assembly by the robot means, and then placed on the chuck assembly to perform the process and then lifted from the chuck assembly to the robot means. It is taken over and transferred to the next process. Here, as described above, there is provided a wafer lifting device which is responsible for the process of seating and positioning from the robot means to the upper surface of the chuck assembly and the process of turning over to the robot means on the chuck assembly. This will be described with reference to FIG. 1.
종래의 반도체소자 제조설비의 웨이퍼 리프팅장치 구성을 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)를 정전 원리 또는 진공압을 이용한 흡착 원리를 이용하여 위치 고정토록 하는 척 조립체(10)가 설치되고, 이 척 조립체(10)의 중심 부위 즉, 웨이퍼(W)가 위치됨에 의해 가려지는 소정 부위에는 환봉 형상을 갖는 리프트핀(12)이 적어도 세 개 이상 슬라이딩 승·하강 가능하게 관통 설치된다. 또한 이들 리프트핀(12)의 하측 단부는 척 조립체(10)의 내부에 구획 형성된 부위로부터 승·하강 가능하게 설치되는 지지대(14)에 고정되며, 이 지지대(14)의 중심 부위 즉, 고정되는 리프트핀(12)을 포함한 지지대(14)의 무게 중심 부위로부터 척 조립체(10)의 하부로 관통하여 승·하강 가능하게 연장된 형상을 이루는 실린더축(16)이 고정된다. 그리고, 이 실린더축(16)의 하측으로는 인가되는 제어신호에 따라 실린더축(16)을 승·하강 위치토록 하는 실린더수단(18)이 구비된 구성을 이룬다.Looking at the configuration of a wafer lifting device of a conventional semiconductor device manufacturing equipment, as shown in Figure 1, the chuck assembly 10 is installed to fix the position of the wafer (W) using the electrostatic principle or the adsorption principle using a vacuum pressure In the center portion of the chuck assembly 10, that is, the predetermined portion covered by the wafer W, the lift pins 12 having a round bar shape are pierced so as to slide up and down at least three or more. In addition, the lower ends of these lift pins 12 are fixed to the support 14 which is installed so as to be lifted and lowered from a part formed in the interior of the chuck assembly 10, that is, the center portion of the support 14, that is fixed A cylinder shaft 16 is formed to extend from the center of gravity of the support 14 including the lift pins 12 to the lower portion of the chuck assembly 10 so as to be lifted and lowered. The cylinder shaft 16 is provided below the cylinder shaft 16 so that the cylinder shaft 16 is moved up and down in accordance with a control signal applied thereto.
이러한 구성의 동작 과정을 살펴보면, 척 조립체(10) 상측으로 통상의 로봇수단(도면의 단순화를 위하여 생략함)에 의해 웨이퍼(W)가 이송 위치되면, 상술한 실린더수단(18)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 인가되는 제어신호에 의해 구동하여 실린더축(16)을 승강 위치시키게 되고, 이때 실린더축(16) 단부에 고정된 지지대(14)는 척 조립체(10)의 상면으로부터 리프트핀(12)이 돌출되게 밀어 올리게 됨으로써 위치되는 웨이퍼(W)를 받쳐 지지하여 그 위치 이상의 높이로 승강 위치시키게 된다.Looking at the operation process of this configuration, when the wafer W is transferred to the upper side of the chuck assembly 10 by the normal robot means (not shown for simplicity of the drawing), the above-described cylinder means 18, Figure 1 As shown in FIG. 2, the cylinder shaft 16 is moved up and down by driving a control signal applied thereto, and the support 14 fixed to the end of the cylinder shaft 16 is lift pins from the upper surface of the chuck assembly 10. By pushing the protrusion 12 upward, the wafer W is positioned to be supported to be positioned up and down at a height higher than that position.
이후 상술한 로봇수단이 웨이퍼(W)와 척 조립체(10) 사이로부터 이격 위치되면, 상술한 실린더수단(18)은 제어신호에 따라 실린더축(16)과 지지대(14) 및 리프트핀(12)을 하강 위치되게 구동하게 됨으로써 인계 지지되는 웨이퍼(W)는 척 조립체(10) 상면에 밀착되게 안착 위치되어 공정을 수행할 수 있는 상태로 있게 된다.Then, when the robot means is spaced apart from the wafer W and the chuck assembly 10, the cylinder means 18 is the cylinder shaft 16, the support 14 and the lift pin 12 in accordance with a control signal. By driving to the downward position, the wafer W being supported to take over is placed in close contact with the upper surface of the chuck assembly 10 to be in a state capable of performing a process.
이러한 상태에서 공정이 수행되어 종료되면, 상술한 실린더수단(18)은 다시 인가되는 제어신호에 따라 상호 고정 연결된 실린더축(16)과 지지대(14) 및 리프트핀(12)을 승강 위치되게 구동하게 되고, 이를 통해 공정을 마친 웨이퍼(W)는 척 조립체(10)의 상면으로부터 상측으로 이격 위치되며, 이후 실린더수단(18)은 그 사이로 로봇수단이 투입 위치됨에 대응하여 웨이퍼(W)를 다시 하강 위치되게 구동함으로써 다음 공정으로의 웨이퍼(W) 이동이 가능하게 하는 것이다.When the process is performed in this state and is finished, the above-described cylinder means 18 drives the cylinder shaft 16, the support 14, and the lift pin 12, which are fixed to each other, according to the control signal applied again to the lifted position. After the process, the wafer W is spaced upward from the top surface of the chuck assembly 10, and then the cylinder means 18 lowers the wafer W again in response to the robot means being inserted therebetween. By being driven in position, the wafer W can be moved to the next process.
여기서, 상술한 실린더수단(18)은 계속적인 구동 과정에서 제조설비 내의 온도 상태, 압력 상태, 다른 구성의 영향 등에 의해 오동작 또는 손상에 의한 교체가 요구될 뿐 아니라 주기적인 제조설비의 정비 과정에서도 척 조립체(10)로부터 분리가 요구되는 관계에 있게 된다.Here, the above-described cylinder means 18 is not only required to be replaced by a malfunction or damage due to the influence of temperature conditions, pressure conditions, and other components in the manufacturing equipment in the continuous driving process, but also in the maintenance process of the periodic manufacturing equipment. There is a relationship that requires separation from the assembly 10.
그러나, 상술한 실린더수단(18)은 척 조립체(10)의 구성 내에 있게 되는 지지대(14)와 실린더축(16)이 고정된 구성을 이루고 있음에 따라 실린더수단(18)의 교체 또는 제조설비의 정비 과정에서 척 조립체(10) 구성의 분해 조립이 필수 불가결한 관계에 있게 된다.However, the above-described cylinder means 18 has a fixed configuration in which the support 14 and the cylinder shaft 16 which are in the configuration of the chuck assembly 10 are fixed. In the course of maintenance, disassembly and assembly of the chuck assembly 10 configuration is indispensable.
이것은 척 조립체(10)의 분해 조립이 불필요한 관계에 있으며, 그 분해 조립에 따른 작업시간의 연장과 작업자의 불필요한 노동에 따른 번거로움이 있게 되며, 또 설비의 분해 조립의 지연으로 인한 설비의 가동률 저하와 생산성 저하 등의 비생산적인 문제가 있게 된다.This is because the disassembly and assembly of the chuck assembly 10 is unnecessary, there is a prolonged working time due to the disassembly and disassembly, and unnecessary labor due to unnecessary labor of the operator. And unproductive problems such as reduced productivity.
본 발명의 목적은, 상술한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 반도체소자 제조설비 내에서 웨이퍼를 승·하강 위치시키기 위한 리프트장치 구성 중 실린더수단의 오동작 또는 손상에 의한 분해 조립 과정을 척 조립체의 분해 조립 과정을 생략하여 용이하게 이루어지도록 함과 동시에 그 작업시간을 보다 단축시키도록 함으로써 제조설비의 분해 조립 시간을 보다 단축시키고, 작업자의 번거로움을 줄이도록 하며, 제조설비의 가동 효율과 생산성을 보다 향상시키도록 하는 반도체소자 제조설비의 웨이퍼 리프팅장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems according to the prior art described above. By eliminating the disassembly and assembly process of the assembly, it is made easy, and the working time is further shortened, thereby shortening the disassembly and assembly time of the manufacturing equipment, reducing the operator's trouble, and improving the operation efficiency of the manufacturing equipment. The present invention provides a wafer lifting apparatus of a semiconductor device manufacturing facility for further improving productivity.
도 1은 종래의 반도체소자 제조설비의 웨이퍼 리프팅장치의 구성 및 이들 구성의 결합 관계를 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a wafer lifting apparatus of a conventional semiconductor device manufacturing facility and a coupling relationship between these configurations.
도 2는 본 발명에 따른 반도체소자 제조설비의 웨이퍼 리프팅장치의 구성 및 이들 구성의 결합 관계를 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 단면도이다.2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the wafer lifting apparatus of the semiconductor device manufacturing apparatus according to the present invention and the coupling relationship of these configurations.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10, 20: 척 조립체12: 리프트핀10, 20: chuck assembly 12: lift pin
14, 24: 지지대16, 30: 실린더축14, 24: support 16, 30: cylinder shaft
18: 실린더수단22: 가이드18: cylinder means 22: guide
26: 탄성부재28: 걸림턱26: elastic member 28: locking jaw
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체소자 제조설비의 웨이퍼 리프팅장치의 구성은, 웨이퍼가 위치되는 척 조립체의 중심 부위를 적어도 하나 이상 관통 가능하게 설치되는 리프트핀과; 척 조립체 내의 구획된 공간에 상기 리프트핀의 하부를 고정 지지하며, 승·하강 가능하게 설치되는 지지대와; 상기 척 조립체의 구획된 내부에 고정되어 상기 지지대의 승·하강 위치됨을 안내하는 가이드와; 상기 척 조립체의 구획된 상부에 지지되어 대향하는 상기 지지대를 하강 위치토록 탄성력을 제공하는 탄성부재; 및 상기 척 조립체의 하측으로부터 구획된 내부로 관통하여 상기 지지대를 접촉 지지하게 되는 실린더축을 갖는 실린더를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The configuration of the wafer lifting apparatus of the semiconductor device manufacturing apparatus according to the present invention for achieving the above object comprises: a lift pin which is installed to penetrate at least one central portion of the chuck assembly in which the wafer is located; A support for fixedly supporting a lower portion of the lift pin in a partitioned space in the chuck assembly, the support pin being provided to be lifted and lowered; A guide fixed to the partitioned interior of the chuck assembly to guide the lifting and lowering of the support; An elastic member supported on the partitioned upper portion of the chuck assembly to provide an elastic force to the lowering position of the opposing support; And a cylinder having a cylinder shaft penetrating into the compartment partitioned from the lower side of the chuck assembly to contact and support the support.
또한, 상기 탄성부재는 상기 리프트핀 또는 가이드 상에 설치되는 압축 코일 스프링으로 구성함이 바람직하고, 상기 가이드의 하측 단부에는 상기 지지대의 하강 위치를 제한하기 위한 걸림턱을 갖는 구성으로 형성함이 바람직하다.In addition, the elastic member is preferably composed of a compression coil spring installed on the lift pin or the guide, it is preferable that the lower end of the guide is formed in a configuration having a locking step for limiting the falling position of the support. Do.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체소자 제조설비의 웨이퍼 리프팅장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a wafer lifting apparatus of a semiconductor device manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체소자 제조설비의 웨이퍼 리프팅장치의 구성 및 이들 구성의 결합 관계를 개략적으로 나타낸 단면도로서, 종래와 동일한 부분에 대하여 동일한 부호를 부여하고, 그에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the wafer lifting apparatus of the semiconductor device manufacturing apparatus and the coupling relationship between the components according to an embodiment of the present invention. The description will be omitted.
본 발명에 따른 반도체소자 제조설비의 웨이퍼 리프팅장치의 구성은, 도 2에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)를 정전 원리 또는 진공압을 이용한 흡착 원리를 이용하여 위치 고정토록 하는 척 조립체(20)의 중심 부위에 환봉 형상을 갖는 적어도 세 개 이상의 리프트핀(12)이 슬라이딩 승·하강 가능하게 관통 설치된다. 또한, 이들 리프트핀(12)의 하측 단부는 척 조립체(20)의 내부에 구획 형성된 공간으로부터 승·하강 가능하게 설치되는 지지대(24)에 위치되고, 또 척 조립체(20) 내부의 구획된 부위에는 상술한 지지대(24)의 승·하강 위치를 수평한 상태가 유지되게 안내는 가이드(22)가 설치된다.In the configuration of the wafer lifting apparatus of the semiconductor device manufacturing apparatus according to the present invention, as shown in FIG. 2, the chuck assembly 20 for fixing the wafer W using an electrostatic principle or an adsorption principle using vacuum pressure may be fixed. At least three or more lift pins 12 having a round bar shape are installed in a central portion thereof so as to slide up and down. In addition, the lower ends of these lift pins 12 are located on the support 24 which is installed to be able to move up and down from the space partitioned inside the chuck assembly 20, and the partitioned portion inside the chuck assembly 20. The guide 22 is provided in the guide so that the horizontal state of the raising / lowering position of the above-mentioned support stand 24 is maintained.
이때 상술한 가이드(22)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 구획된 공간의 상측 부위 즉, 리프트핀(12)이 관통하는 부위에 리프트핀(12)이 승·하강 관통하는 방향으로 연장된 형상으로 설치 고정되는 구성으로 이루어질 수 있고, 또는 지지대(24)의 하측 부위의 대향하는 척 조립체(20)의 구획된 부위 하부에 리프트핀(12)의 승·하강 관통 방향과 나란하게 연장된 형상으로 설치 고정되는 구성으로 이루어질수도 있는 것이다. 그리고, 상술한 척 조립체(20)의 구획된 상부와 지지대(24) 사이에는 척 조립체(20)의 구획된 상부에 지지되어 지지대(24)를 그 하측으로 탄력적으로 밀어내게 탄성력을 제공하는 탄성부재(26)가 설치되고, 이 탄성부재(26)는 상술한 각 리프트핀(12) 또는 상술한 가이드(22)를 감싸는 형상으로 위치되는 압축 코일 스프링으로 구성될 수 있다.At this time, as shown in FIG. 2, the guide 22 extends in a direction in which the lift pin 12 penetrates up and down in an upper portion of the partitioned space, that is, a portion through which the lift pin 12 penetrates. It may be configured to be fixed in the configuration, or extending in parallel with the lifting and lowering through direction of the lift pin 12 in the lower portion of the partitioned portion of the opposite chuck assembly 20 of the lower portion of the support (24). It may also be made of a fixed configuration. In addition, an elastic member is provided between the partitioned upper portion of the chuck assembly 20 and the support 24 to support the partitioned upper portion of the chuck assembly 20 so as to elastically push the support 24 to the lower side thereof. (26) is provided, the elastic member 26 may be composed of a compression coil spring positioned in a shape surrounding the respective lift pins 12 or the guide 22 described above.
이에 더하여, 상술한 가이드(22)의 하측 측부에는 그 외측 방향으로 돌출된 형상을 이루는 걸림턱(28)이 더 형성된 구성을 이루며, 이 걸림턱(28)은 상술한 바와 같이, 안내되어 승·하강 위치되는 지지대(24)의 하강 위치를 제한하게 된다.In addition, the lower side of the above-described guide 22 constitutes a configuration in which a locking jaw 28 is formed to protrude in the outward direction, and the locking jaw 28 is guided and raised as described above. The lowering position of the support 24 to be lowered will be limited.
한편, 상술한 지지대(24)의 하측에 대향하는 척 조립체(20)의 하측에는 실린더축(30)이 그 하측으로부터 구획된 내부로 관통하여 지지대(24)의 저면을 지지하도록 설치되는 실린더수단(18)이 설치되며, 이 실린더수단(18)의 실린더축(30)과 이 실린더축(30) 상측 단부와 대향하는 지지대(24) 사이에는 상호 접촉되게 위치될 뿐 결코 고정되지 않은 상태로 있게 된다.On the other hand, the cylinder means 30 is installed in the lower side of the chuck assembly 20 facing the lower side of the support 24 described above so that the cylinder shaft 30 penetrates from the lower side to support the bottom of the support 24 ( 18) is installed, the cylinder shaft 30 of the cylinder means 18 and the support 24 facing the upper end of the cylinder shaft 30 is positioned in contact with each other, but never fixed. .
이에 따라 상술한 지지대(24)와 이에 고정된 리프트핀(12)들은 실린더수단(18)의 구동에 따라 실린더축(16)이 승강 위치되게 가압하는 과정에서 승강 위치가 제어되고, 이후 실린더수단(18)의 구동에 의한 실린더축(30)의 하강 구동이 있는 경우 상술한 지지대(24)는 탄성부재(26)의 탄성력에 의해 하강 구동에 의해 실린더축(30)의 상측 단부에 지지되는 상태를 유지하며 가이드(22)에 안내되어 수평한 상태로 하강 위치되게 된다.Accordingly, the above-described support 24 and the lift pins 12 fixed thereto are controlled in the lift position in the process of pressing the cylinder shaft 16 to the lift position according to the driving of the cylinder means 18, and then the cylinder means ( In the case of the downward driving of the cylinder shaft 30 by the driving of 18), the above-described support 24 is supported by the upper end of the cylinder shaft 30 by the lower driving by the elastic force of the elastic member 26. It is guided to the guide 22 to be held in a horizontal position to maintain.
이때 상술한 탄성부재(26)는 척 조립체(20)의 구획된 상측 부위와지지대(24) 사이에 설치되는 구성으로 설명되었으나 이것은 지지대(24) 하측과 이에 대향하는 척 조립체(20)의 구획된 부위 하측 사이에 설치되는 인장 코일 스프링으로 구성될 수도 있는 것이다.At this time, the above-described elastic member 26 has been described as a configuration that is installed between the partitioned upper portion of the chuck assembly 20 and the support 24 but this is divided into the lower side of the support 24 and the chuck assembly 20 opposite thereto It may be composed of a tension coil spring installed between the lower portion of the site.
따라서, 상술한 실린더수단(18)은 실린더축(30)이 지지대(24)와 결합 관계가 아닌 상호 접촉 관계로 이루어짐에 따라 실린더수단(18)의 분해 조립이 요구되는 경우 척 조립체(20)를 분리하여 그 내부의 지지대(24)와의 결합을 해체하는 종래 기술 과정이 생략되어 작업이 보다 용이하고 그에 따른 작업시간이 보다 단축되게 된다.Accordingly, the above-described cylinder means 18 may be used to disassemble and assemble the chuck assembly 20 when the cylinder shaft 30 is required to be disassembled and assembled as the cylinder shaft 30 is in mutual contact relationship, not in engagement with the support 24. The prior art process of disassembling and disengaging the coupling with the support 24 therein is omitted so that the operation is easier and the working time is shortened accordingly.
따라서, 본 발명에 의하면, 실린더축과 지지대가 상호 접촉 지지되는 상태로 실린더의 구동과 탄성부재의 탄성력에 의해 리프트핀의 승·하강 위치가 결정됨으로써 실린더의 손상 및 오동작에 대한 설비의 분해 조립 과정에서 척 조립체를 분해하지 않은 상태로 그 분해 및 수리작업을 용이하게 진행할 수 있게 되어 작업시간이 효과적으로 단축된다.Therefore, according to the present invention, the lift pins are lifted and lowered by the driving force of the cylinder and the elastic force of the elastic member while the cylinder shaft and the support are in contact with each other. The disassembly and repair work can be easily performed without disassembling the chuck assembly, thereby effectively reducing the working time.
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.Although the present invention has been described in detail only with respect to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that modifications and variations can be made within the scope of the technical idea of the present invention, and such modifications or changes belong to the claims of the present invention. something to do.
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20210004847A (en) * | 2019-07-05 | 2021-01-13 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Substrate processing apparatus and substrate delivery method |
| CN112349648A (en) * | 2020-10-26 | 2021-02-09 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | Lift needle mechanism and semiconductor process equipment |
-
2002
- 2002-05-27 KR KR1020020029224A patent/KR20030091301A/en not_active Application Discontinuation
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