KR20040079615A

KR20040079615A - 웨이퍼 카세트의 위치 제어용 감지기를 구비한 반도체소자 제조용 로드락 챔버

Info

Publication number: KR20040079615A
Application number: KR1020030014585A
Authority: KR
Inventors: 송호기
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-03-08
Filing date: 2003-03-08
Publication date: 2004-09-16

Abstract

본 발명은 반도체 소자 제조 설비에 사용되는 로드락 챔버(load-lock chamber)에 관한 것으로서, 상세하게는 로드락 챔버의 본체 내측 상부에 엘리베이터(elevator)에 의한 웨이퍼 카세트(wafer cassette)의 상승 한계 위치를 검출할 수 있는 제 1 감지기가 설치되고, 본체의 내측 하부에는 엘리베이터에 의한 웨이퍼 카세트의 하강 한계 위치를 검출할 수 있는 제 2 감지기가 설치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 카세트의 위치 제어용 감지기를 구비한 반도체 소자 제조용 로드락 챔버에 관한 것인데, 이러한 본 발명의 구조에 의하면, 리드 스크류(lead screw)에 구성되어 있는 하드 스톱 키(hard stop key)의 위치 설정이 잘못되거나 손상되는 등 엘리베이터의 상승 및 하강에 필요한 기준점이 변경되는 문제가 발생하더라도 엘리베이터 또는 웨이퍼 카세트가 로드락 챔버의 본체 상부 또는 하부와 충돌하는 것을 방지하고 더불어 그로 인한 웨이퍼 카세트 내의 웨이퍼 손상 및 전동기의 과부하 발생 요인을 제거할 수 있는 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 구성에 따라서는 감지기를 통해 하드 스톱 키의 역할까지 수행하도록 함으로써 하드 스톱 키를 제거하는 등 구성 자체를 단순화시킬 수 있는 효과도 얻을 수 있다.

Description

웨이퍼 카세트의 위치 제어용 감지기를 구비한 반도체 소자 제조용 로드락 챔버{Load-lock chamber for semiconductor device manufacture including the sensor for position control of wafer cassette}

본 발명은 반도체 소자 제조 설비에 사용되는 로드락 챔버(load-lock chamber)에 관한 것으로서, 상세하게는 엘리베이터(elevator)에 의해 웨이퍼 카세트(wafer cassette)가 상승 또는 하강할 경우 그 각각에 따른 한계 위치를 검출할 수 있는 웨이퍼 카세트의 위치 제어용 감지기를 구비한 반도체 소자 제조용 로드락 챔버에 관한 것이다.

반도체 소자를 제조하기 위한 여러 공정들 중 많은 공정들이 공정용 챔버를 사용하여 이루어지고 있는데, 그러한 공정용 챔버의 내부에는 일반적으로 고진공,고온, 고압 등과 같은 특수한 환경 조건이 조성된다. 그러한 공정용 챔버 내의 특수한 환경 조건은 그 내부로의 직접적인 웨이퍼 공급 시 웨이퍼에 대한 스트레스(stress)로 작용하여 웨이퍼의 손상을 유발할 수 있으며, 아울러 공정용 챔버 내부로의 직접적인 웨이퍼 공급은 정밀하게 유지되어야 할 공정용 챔버 내부의 환경 조건을 불안정하게 만드는 요인으로 작용할 수 있다. 로드락 챔버는 이러한 문제들을 방지하고자 사용되는 일종의 완충용 챔버로서, 웨이퍼가 공정용 챔버 내로 공급되기에 앞서 공정용 챔버 내의 환경 조건에 근접한 환경 조건을 접할 수 있도록 하며, 또한 공정용 챔버 내의 환경 조건이 외부로부터 영향을 받지 않도록 차단하는 차단 지역으로서의 역할을 할 수 있도록 구성되어 있다.

로드락 챔버는 일반적으로 웨이퍼가 수납된 웨이퍼 카세트와, 웨이퍼 카세트의 출입을 위한 도어(door)가 구비된 본체와, 본체의 내부에 구성되어 본체 내에 놓여지는 웨이퍼 카세트에 대한 상승 및 하강 동작을 수행하는 엘리베이터와, 엘리베이터를 구동하기 위한 구동부와, 구동부에 대한 제어를 수행하는 제어부를 포함한 구조를 하고 있는데, 이하 도면을 참조하여 종래의 일반적인 반도체 소자 제조용 로드락 챔버에 대해 계속 설명한다.

도 1은 종래의 일반적인 반도체 소자 제조용 로드락 챔버의 구조 및 문제점을 개략적으로 보여주는 도이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 종래의 일반적인 반도체 소자 제조용 로드락 챔버는 웨이퍼 카세트(50)가 도어(114)를 통해 본체(100) 내부의 엘리베이터(140) 위에 놓여지면 엘리베이터(140)가 하강하게 되고, 하강된 엘리베이터(140) 위의 웨이퍼카세트(50)에서는 수납된 웨이퍼(10)들이 핸들러(handler; 172)를 통해 트랜스퍼 챔버(transfer chamber; 170)로 이송되도록 구성되어 있다. 웨이퍼 카세트(50) 내 웨이퍼(10)의 유무 확인은 본체(100) 내부의 중간 부분에 구성된 웨이퍼 검출기(112)를 통하여 웨이퍼 카세트(50)의 상승 또는 하강 시 수행되며, 웨이퍼(10)가 모두 이송되어진 웨이퍼 카세트(50)는 엘리베이터(140)에 의해 원래의 위치로 상승하여 도어(114)를 통해 외부로 배출된다. 엘리베이터(140)는 하강 동작이 완료되었을 경우에 그 하부와 본체(100)의 내측 하부면과의 거리가 5mm 이하이며, 상승 동작이 완료되었을 경우에는 엘리베이터(140) 위에 놓여진 웨이퍼 카세트(50)의 상부와 본체(100)의 내측 상부면과의 거리가 5mm 이하이다.

엘리베이터(140)는 그 하부에 연결되어 있는 구동축(153)을 통해 상승 및 하강 동작을 수행하며, 구동축(153)은 리드 스크류(lead screw; 152)의 회전량에 대응하여 상승 및 하강의 직선 동작을 수행하는 드라이브 암(drive arm; 154)과 연동하여 움직이는데, 리드 스크류(152)는 전동기(151)의 회전 동작에 의해 회전하고 전동기(151)는 제어부(160)로부터 엘리베이터(140)의 위치 및 동작에 대응하는 신호를 받아 동작한다. 리드 스크류(152)에는 그 상부의 일정 부분에 하드 스톱 키(hard stop key; 155)가 구성되는데, 이는 드라이브 암(154)의 상승 시 드라이브 암(154)에 형성된 하드 스톱 핀(hard stop pin) 등의 부분과 접촉하여 전동기(151)를 초기화시킴으로써 엘리베이터(140)의 상승 및 하강 동작에 따른 기준점의 역할을 하기 때문에 엘리베이터(140)의 상승 및 하강 동작의 한계 위치를 결정하는데 중요하다.

이러한 종래의 일반적인 반도체 소자 제조용 로드락 챔버의 구조에서는 엘리베이터의 상승 및 하강에 따른 웨이퍼 카세트의 상승 및 하강에 있어서, 리드 스크류에 구성된 하드 스톱 키의 위치 설정이 잘못되거나 손상되는 등 엘리베이터의 상승 및 하강에 필요한 기준점이 변경되는 문제가 발생할 경우, 엘리베이터는 기존의 상승 및 하강 한계 위치를 이탈하여 동작하게 되므로 엘리베이터 또는 엘리베이터 위에 놓여진 웨이퍼 카세트가 로드락 챔버 본체의 상부 또는 하부와 충돌하는 문제가 발생할 수 있었으며, 이는 웨이퍼 카세트 내에 수납되어 있는 웨이퍼에 대한 손상 및 전동기에 대한 과부하 발생의 요인으로 작용할 수 있었다.

따라서, 본 발명은 엘리베이터 및 그에 의한 웨이퍼 카세트의 상승 및 하강 한계 위치를 감지함으로써, 엘리베이터 및 웨이퍼 카세트의 로드락 챔버 본체와의 충돌 등을 방지하고, 나아가 그로 인한 웨이퍼 카세트 내의 웨이퍼 손상 및 전동기에 대한 과부하의 발생 요인을 제거할 수 있도록 구성한 반도체 소자 제조용 로드락 챔버의 제공을 그 목적으로 한다.

도 1은 종래의 일반적인 반도체 소자 제조용 로드락 챔버(load-lock chamber)의 구조 및 문제점을 개략적으로 보여주는 도,

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 웨이퍼 카세트(wafer cassette)의 위치 제어용 감지기를 구비한 반도체 소자 제조용 로드락 챔버의 구조를 보여주는 도,

도 3은 도 2의 A부분을 확대하여 보여주는 도,

도 4는 도 2의 B부분을 확대하여 보여주는 도,

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 웨이퍼 카세트의 위치 제어용 감지기를 구비한 반도체 소자 제조용 로드락 챔버의 구조를 보여주는 도,

도 6은 도 5의 C부분을 확대하여 보여주는 도, 및

도 7은 도 5의 D부분을 확대하여 보여주는 도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

L : 레이저(laser) 10 : 웨이퍼

50 : 웨이퍼 카세트 100, 200, 300 : 본체

112, 212, 312 : 웨이퍼 검출기 114, 214, 314 : 도어(door)

220 : 제 1 레이저 감지기 230 : 제 2 레이저 감지기

222, 232 : 발광부 224, 234 : 수광부

320 : 제 1 리미트 스위치(limit switch) 330 : 제 2 리미트 스위치

140, 240, 340 : 엘리베이터 150, 250, 350 : 구동부

152, 252, 352 : 리드 스크류(lead screw) 151, 251, 351 : 전동기

154, 254, 354 : 드라이브 암(drive arm) 153, 253, 353 : 구동축

172, 272, 372 : 핸들러(handler) 160, 260, 360 : 제어부

155, 255, 355 : 하드 스톱 키(hard stop key)

170, 270, 370 : 트랜스퍼 챔버(transfer chamber)

이러한 목적을 이루기 위하여, 본 발명은, 웨이퍼가 수납된 웨이퍼 카세트와, 웨이퍼 카세트의 출입을 위한 도어가 구비된 본체와, 본체의 내부에 구성되어 본체 내에 놓여지는 웨이퍼 카세트에 대한 상승 및 하강 동작을 수행하는 엘리베이터와, 엘리베이터를 구동하기 위한 구동부와, 구동부에 대한 제어를 수행하는 제어부를 포함하는 반도체 소자 제조용 로드락 챔버에 있어서, 본체의 내측 상부에는엘리베이터에 의한 웨이퍼 카세트의 상승 한계 위치를 검출할 수 있는 제 1 감지기가 설치되고, 본체의 내측 하부에는 엘리베이터에 의한 웨이퍼 카세트의 하강 한계 위치를 검출할 수 있는 제 2 감지기가 설치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 카세트의 위치 제어용 감지기를 구비한 반도체 소자 제조용 로드락 챔버를 제공한다.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 웨이퍼 카세트의 위치 제어용 감지기를 구비한 반도체 소자 제조용 로드락 챔버에 대해 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 웨이퍼 카세트의 위치 제어용 감지기를 구비한 반도체 소자 제조용 로드락 챔버의 구조를 보여주는 도이고, 도 3은 도 2의 A부분을 확대하여 보여주는 도이며, 도 4는 도 2의 B부분을 확대하여 보여주는 도이다.

도 2 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 로드락 챔버는 그 전체적인 구성에 있어서, 웨이퍼 카세트(50)가 도어(214)를 통해 본체(200) 내부의 엘리베이터(240) 위에 놓여지면 엘리베이터(240)가 하강하고, 하강된 엘리베이터(240) 위의 웨이퍼 카세트(50)에서는 수납된 웨이퍼(10)들이 핸들러(272)를 통해 트랜스퍼 챔버(270)로 이송되도록 구성되어 있다. 그리고, 본체(200)의 내측 상부와 하부에는 제 1 레이저 감지기(the 1st laser sensor; 220)와 제 2 레이저 감지기(230)가 설치되어 엘리베이터(240)의 상승 및 하강에 따른 엘리베이터(240) 및 웨이퍼 카세트(50)의 한계 위치를 검출하도록 되어 있다.

제 1 레이저 감지기(220)는 본체(200)의 내측 상부에 발광부(222)와수광부(224)가 수평으로 일직선을 이루도록 설치되고, 제 2 레이저 감지기(230)는 본체(200)의 내측 하부에 역시 발광부(232)와 수광부(234)가 수평으로 일직선을 이루도록 설치되는데, 각각의 설치 위치는 엘리베이터(240)의 상승 및 하강에 따른 엘리베이터(240) 및 웨이퍼 카세트(50)의 한계 위치로서 각각의 레이저 감지기들(220, 230)은 한계 위치를 벗어난 엘리베이터(240)의 하부 또는 웨이퍼 카세트(50)의 상부에 의해 발광부(222, 232)와 수광부(224, 234) 사이의 레이저(L)가 차단되는 현상을 통하여 엘리베이터(240) 또는 웨이퍼 카세트(50)가 한계 위치에 도달했음을 감지한다. 레이저 감지기들(220, 230)을 통해 엘리베이터(240)가 한계 위치를 이탈하여 동작하는 것이 감지되면 그에 따른 감지 신호가 제어부(260)에 전달되어 구동부(250)의 동작을 중지시키거나 그에 대응하는 일련의 동작을 수행한다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 웨이퍼 카세트의 위치 제어용 감지기를 구비한 반도체 소자 제조용 로드락 챔버의 구조를 보여주는 도이고, 도 6은 도 5의 C부분을 확대하여 보여주는 도이며, 도 7은 도 5의 D부분을 확대하여 보여주는 도이다.

도 5 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 로드락 챔버는 그 전체적인 구성에 있어서, 웨이퍼 카세트(50)가 도어(314)를 통해 본체(300) 내부의 엘리베이터(340) 위에 놓여지면 엘리베이터(340)가 하강하고, 하강된 엘리베이터(340) 위의 웨이퍼 카세트(50)에서는 수납된 웨이퍼(10)들이 핸들러(372)를 통해 트랜스퍼 챔버(370)로 이송되도록구성되어 있다. 본체(300)의 내측 상부와 하부에는 제 1 리미트 스위치(the 1st limit switch; 320)와 제 2 리미트 스위치(330)가 설치되어 엘리베이터(340)의 상승 및 하강에 따른 엘리베이터(340) 및 웨이퍼 카세트(50)의 한계 위치를 검출하도록 되어 있다.

제 1 리미트 스위치(320)는 본체(300)의 내측 상부에 있어서 엘리베이터(340)의 상승 한계 위치 이탈에 의한 웨이퍼 카세트(50)와의 충돌이 발생할 수 있는 위치에 설치되고, 제 2 리미트 스위치(330)는 본체(300)의 내측 하부에 있어서 엘리베이터(340)의 하강 한계 위치 이탈에 의한 엘리베이터(340) 하부와의 충돌이 발생할 수 있는 위치에 설치되는데, 각각의 설치 위치는 엘리베이터(340)의 상승 및 하강에 따른 엘리베이터(340) 및 웨이퍼 카세트(50)의 한계 위치로서 각각의 리미트 스위치들(320, 330)은 한계 위치를 벗어난 엘리베이터(340) 또는 웨이퍼 카세트(50)에 의해 리미트 스위치(320 또는 330)가 눌려지는 현상을 이용하여 엘리베이터(340)가 한계 위치를 이탈하여 동작함을 감지한다. 리미트 스위치들(320, 330)을 통해 엘리베이터(340)가 한계 위치를 이탈하여 동작하는 것이 감지되면 그에 따른 감지 신호가 제어부(360)에 전달되어 구동부(350)의 동작을 중지시키거나 그에 대응하는 일련의 동작을 수행한다.

이렇듯 레이저 감지기, 리미트 스위치 등과 같은 감지기를 이용하여 엘리베이터 또는 웨이퍼 카세트의 한계 위치 이탈 여부를 감지하는 것은, 리드 스크류에 구성되어 있는 하드 스톱 키의 위치 설정이 잘못되거나 손상되는 등 엘리베이터의 상승 및 하강에 필요한 기준점이 변경되는 문제가 발생하더라도 엘리베이터 또는엘리베이터 위에 놓여진 웨이퍼 카세트가 로드락 챔버 본체의 상부 또는 하부와 충돌하는 등의 문제를 방지할 수 있게 한다.

이와 같이, 본 발명에 따른 웨이퍼 카세트의 위치 제어용 감지기를 구비한 반도체 소자 제조용 로드락 챔버의 구조에 의하면, 로드락 챔버의 본체 내부에 설치되는 감지기를 통해 엘리베이터의 한계 위치 이탈 여부를 감지할 수 있기 때문에 리드 스크류에 구성되어 있는 하드 스톱 키의 위치 설정이 잘못되거나 손상되는 등 엘리베이터의 상승 및 하강에 필요한 기준점이 변경되는 문제가 발생하더라도 엘리베이터 또는 웨이퍼 카세트가 로드락 챔버의 본체 상부 또는 하부와 충돌하는 것을 방지하고 더불어 그로 인한 웨이퍼 카세트 내의 웨이퍼 손상 및 전동기의 과부하 발생 요인을 제거할 수 있는 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 구성에 따라서는 감지기를 통해 하드 스톱 키의 역할까지 수행하도록 함으로써 하드 스톱 키를 제거 하는 등 구성 자체를 단순화시킬 수 있는 효과도 얻을 수 있다.

Claims

웨이퍼(wafer)가 수납된 웨이퍼 카세트(wafer cassette);

상기 웨이퍼 카세트의 출입을 위한 도어(door)가 구비된 본체;

상기 본체의 내부에 구성되어 상기 본체 내에 놓여지는 상기 웨이퍼 카세트에 대한 상승 및 하강 동작을 수행하는 엘리베이터(elevator);

상기 엘리베이터를 구동하기 위한 구동부; 및

상기 구동부에 대한 제어를 수행하는 제어부;를 포함하는 반도체 소자 제조용 로드락 챔버(load-lock chamber)에 있어서,

상기 본체의 내측 상부에는 상기 엘리베이터에 의한 상기 웨이퍼 카세트의 상승 한계 위치를 검출할 수 있는 제 1 감지기;가 설치되고,

상기 본체의 내측 하부에는 상기 엘리베이터에 의한 상기 웨이퍼 카세트의 하강 한계 위치를 검출할 수 있는 제 2 감지기;가 설치되는 것을

특징으로 하는 웨이퍼 카세트의 위치 제어용 감지기를 구비한 반도체 소자 제조용 로드락 챔버.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 감지기 및 상기 제 2 감지기는 각각 발광부와 수광부를 포함한 레이저 감지기(laser sensor)인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 카세트의 위치 제어용 감지기를 구비한 반도체 소자 제조용 로드락 챔버.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 감지기 및 상기 제 2 감지기는 리미트 스위치(limit switch)인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 카세트의 위치 제어용 감지기를 구비한 반도체 소자 제조용 로드락 챔버.