KR900006017B1 - 가변직경형 웨이퍼운송장치 - Google Patents

가변직경형 웨이퍼운송장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

가변직경형 웨이퍼운송장치
제1도는 본 발명 가변직경형 웨이퍼운송장치의 전체단면도.
제2도는 본 발명 가변직경형 웨이퍼운송장치의 기계팔지지대로서,
(a)는 기계팔지지대가 가이드샤프트에 설치된 상태를 보인 단면도.
(b)는 (a)의 측면도.
(c)는 기계팔지지대가 가이드샤프트에 스테인레스선 단자가 설치된 상태를 보인 단면도.
제3도는 본 발명 가변직경웨이퍼 운송장치의 기계팔지지대로서,
(a)는 기계팔지지대의 평면도.
(b)는 (a)의 측면도.
(c)는 기계팔지지대의 볼 리테이너의 일부단면도.
제4도는 본 발명 가변직경형 웨이퍼지지대로서,
(a)는 세종류의 판스프링과 웨이퍼고정핀이 설치된 상태를 보인 웨이퍼지지대의 평면도.
(b)는 (a)의 측면도.
(c)는 일곱종류의 판스프링과 웨이퍼고정핀이 설치된 상태를 보인 웨이퍼지지대의 평면도.
(d)는 (c)의 측면도.
제5도는 본 발명 가변직경 웨이퍼 위치고정장치로서,
(a)는 가변직경웨이퍼 위치고정장치의 일부 평면도.
(b)는 정압스프링이 설치되는 상태를 보인 일부발췌 정면도.
(c)는 (a)의 일부 측단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 운송장치의 장치대 11 : 가이드샤프트
111 : 스테인레스선 112 : 롤러브라켓
113 : 롤러 114 : 풀리
115 : 풀리축 116 : 풀리베아링
117 : 베아링덮게 118 : 기어
12 : 턴테이블 121, 122 : 베아링
123, 127 : 베아링커버 124 : 타이밍벨트
125 : 타이밍벨트풀리 126 : 턴테이블축
128 : 베아링하우징 13 : 암스테핑모터
131 : 피니언기어 14 : 턴테이블 스테핑모터
141 : 스테핑모터하우징 142 : 타이밍 벨트 풀리
20 : 기계팔지지대 21 : 직선운동베아링
22 : 선단자 23 : 선장력조절나사
24 : 선단자고정장치 30 : 기계팔
31 : 암 슬라이드 32 : 충격흡수판
33 : 암 슬라이드 볼 34 : 볼 리테이너
35 : 기계팔 고정브라켓 36 : 암 슬라이드압력조절나사
40 : 가변직경형 웨이퍼지지대 41, 411, 412 : 웨이퍼 고정핀
42 : 판스프링 43 : 웨이퍼 평형핀
44, 441-446 : 웨이퍼 고정핀 45, 451-455 : 판스프링
50 : 웨이퍼위치 고정장치 51 : 스프링지지판
52 : 암 슬라이드정지핀 53 : 정압스프링
54 : 스프링 리테이너 55 : 베아링
56 : 베아링힌지
본 발명은 반도체 제조장치인 가변직경형 웨이퍼 운송장치에 관한 것으로 특히 직경이 2인치에서 8인치의 웨이퍼를 웨이퍼의 지지장치의 고체없이 웨이퍼 중심을 반응로 중심으로 운송이 가능하게 하는 동시에 반응로로부터 웨이퍼를 진공 적하장치로 운송할 수 있도록한 가변직경형 웨이퍼운송장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체제조에는 직경 2인치에서 6인치의 다양한 웨이퍼가 사용되고 있으며 이 제조공정중 유독가스 실란(SiH4) 암모니아(NH3)를 사용하는 경우가 많으며 또한 반도체소자의 집적도를 증가시키기 위해서는 미세 패턴형성이 요구되며 이를 위해서는 작은 미립자 등에 의한 웨이퍼의 오염을 방지시켜주어야 한다.
따라서 미립자오염방지 및 유독가스 누출방지를 위하여 고성능 반도체 제조장치로서 대부분 진공적하장치(vacuum load lock system)가 요구되며 이 진공적하장치에는 카세트(cassette) 또는 웨이퍼 공급장치로부터 공정이 이루어지는 반응로로 웨이퍼를 이송하기 위한 웨이퍼 운송장치가 요구된다.
따라서 현재 사용되고 있는 웨이퍼 운송장치중 미립자 발생이 가장 적고 진공시스템 내부에서 동작할 수 있으며 신뢰성이 가장 뛰어난 시스템으로 기계팔을 이용한 웨이퍼 운송장치를 사용하고 있는바 종래의 기계팔을 이용한 웨이퍼 운송장치는 대부분 사용할 수 있는 웨이퍼의 직경이 고정되어 있거나 적용범위가 제한되어 있으며 또한 가변직경형 기계팔인 경우에는 지지장치를 웨이퍼의 직경에 따라 고체하여야만 주어진 반응로의 중심 및 진공적하 장치의 중심으로 이송이 가능하도록 되어 있기 때문에 제조과정의 번거로움 및 사용상의 제한에 따른 생산성의 저하를 가져오게 되는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 상기와같은 문제점을 해결하기 위하여 웨이퍼중심을 반응로중심으로 이송하고 반응로로부터 웨이퍼를 진공적하장치로 운송하는 기계팔전방에 다수개의 웨이퍼 고정핀과 웨이퍼 평형핀을 형성한 가변직경형 웨이퍼지지대를 형성하고 상기 기계팔의 후방저면에는 정압스프링 암 슬라이드를 설치하여 웨이퍼 직경에 따라 운송장치의 교체 및 수정없이 웨이퍼중심을 주어진 일정한 위치에서 정해진 위치로 정확하고 안전하게 운송할 수 있도록 한 것으로 이하 첨부된 도면에 의하여 본발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
직경 2인치부터 8인치 웨이퍼의 중심을 주어진 반응로의 중심 및 진공적하장치의 중심으로 기계팔의 교체없이 이송하기 위한 가변직경형 웨이퍼 운송장치를 설명하면 다음과 같다.
제1도 및 제2도는 본 발명 가변직경형 웨이퍼 운송장치의 전체종단면도로서 웨이퍼 운송장치의 장치대(1)의 상부에는 가변직경형 기계팔(30)이 설치되고 그 하부에는 상기 기계팔(30)의 회전운동을 위한 턴테이블(12)을 설치하되 이 턴테이블(12)의 회전축(126)은 베아링(121)(122) 및 베아링커버(123)(127) 및 베아링 하우징(128)에 의해 장치대(1)에 고정하되 상기 장치대(1)의 하부 일측에는 턴테이블(12)의 회전을 위한 스테핑모터(14)를 스테핑모터 하우징(141)으로 장치대(1)에 고정하고 이 스테핑모터(14)의 회전운동은 모터축(144)에 고정되어 있는 타이밍벨트 풀리(142)와 타이밍벨트(124)를 통하여 턴테이블(12)의 축(126)에 고정되어 있는 타이밍풀리(125)에 연동되게 하며 상기 가변직경형 기계팔(30)은 지지대(20) 상면에 고정하여 턴테이블축(126) 내부에 장착되어 있는 기계팔 스테핑모터(13)에 의해 구동되도록하고 그 스테핑모터(13)의 회전운동은 피니언기어(131)를 통하여 풀리(114)에 부착된 기어(118)를 구동시켜 풀리축(115)을 턴테이블(12)에 고정되게 하며 상기 풀리(114)는 턴테이블(12)의 양단에 위치롤러브라켓(112)에 삽입되어 있는 두 개의 롤러(113)와 지지대(20) 양단에 연결된 스테인레스선(111)으로 상기 풀리(114)의 회전운동을 지지대(20)의 직선운동으로 바꾸어주도록하고 상기 지지대(20)는 롤러브라켓(112)에 고정되어있는 두 개의 가이드샤프트(11)를 따라 운동하며 직선운동을 돕기 위해 지지대(20)에는 직선운동베어링(21)을 설치하였다.
상기 스테인레스선(111)은 지지대(20)의 설치된 제2도에 도시한 바와 같이 선단자(22)와 선단자고정나사(24)에 의해 지지대(20)에 고정하고 스테인레스선(111)이 고정되어 있는 선 장력조절나사(23)는 선 단자(22)에 체결되어 있어서 선장력조절나사(23)를 회전시켜서 스테인레스선(111)의 장력을 조정할 수 있도록하였다.
상기 각각 스테핑모터(14)와 (13)에는 진동감쇠장치(143)(132)가 각각 설치되어 진동을 감쇠하도록 하였다. 한편 상기 가변직경형 기계팔(30)은 제3도, 제4도 및 제5도에 도시한 바와같이 기계팔(30)의 후단에는 이를 고정하기 위한 브라켓이 설치되고 그 전단에는 웨이퍼를 이송할 시 잡아주고 이송이 끝난 후 놓아주기 위한 암 슬라이드(31)를 설치하며 가변직경형 웨이퍼지지대(40)는 기계팔(30) 끝에 부착되어 있다.
기계팔(30)의 일정한 위치에 서로 다른 직경의 웨이퍼의 중심을 일치시키기 위해 웨이퍼지지대(40)는 제4도에서 도시한 바와같이 되어 있으며, 제4도(b)는 3″-5″또는 4″-6″사이 등의 서로다른 세종류의 직경을 가진 웨이퍼이송을 위한 웨이퍼운송용 지지대로서 선단에 서로다른 높이의 웨이퍼 고정핀(41)(411)(412)을 설치하되 그 저면에는 가장 작은 직경의 웨이퍼고정을 위한 핀(412)을 돌출시키기 위한 판스프링(42)이 설치되고 그 후단에 세 직경의 웨이퍼중 가장 큰 직경의 웨이퍼의 수평을 유지하기 위한 핀(43)을 형성하였다.
제4도(c)는 2″-8″사이의 서로 다른 일곱종류의 직경을 가진 웨이퍼 이송을 위한 웨이퍼운송용 지지대로서 그 선단에 웨이퍼고정핀(44)(441)(442)(443)(444)(445)(446)을 형성하고 그 저면에는 하방으로 서로다른 높이의 고정핀(441)-(446)을 돌출시키기 위한 판스프링(45)(451)(452)(453)(454)(455)을 형성시켜 웨이퍼 지지대(40)위에 웨이퍼가 놓여 있을 경우 지지대의 중심으로부터 고정핀사이의 거리가 웨이퍼 반경보다 적은 경우의 고정핀(44)(441)(442)(443)(444)(445)(446)들은 웨이퍼의 무게에 의해 핀들이 늘려지게 되며 웨이퍼 반경밖에 있는 핀들은 돌출되어 있는 상태이다. 따라서 암 슬라이드(3)에 의해 위에퍼는 밀려져서 가장 가까운 곳에 돌출되어 있는 핀에 밀착되어 웨이퍼의 중심과 지지대(40)의 중심을 일치시킨다.
이와같은 방법으로 2″-8″직경의 웨이퍼를 고정시키기 위한 암 슬라이드(31)는 6″이상의 범위에 걸쳐 일정한 힘으로 밀어주어야 한다.
이를위해 암 슬라이드(31)에는 제5도에서 도시한 가변직경 웨이퍼 위치고정장치를 부착하되 그 중앙부에는 웨이퍼를 일정한 힘으로 밀어주기 위한 정압스프링(53)을 설치하고 그 정압스프링(53)은 그 일측에 형성된 베아링(55)에 감겨져 있으며 다른 한쪽 끝은 스프링지지판(51)에 고정되어 있고 스프링지지판(51)은 기계팔(30)에 고정되어 있다.
정압스프링(53)이 감겨져있는 베아링(55)은 베아링힌지(56)에 의해 암 슬라이드(31)에 고정되어 있는 웨이퍼 위치고정장치(50)에 고정되어 있다.
54는 스프링리테이너이고 52는 암 슬라이드 정지핀이다. 상기 암 슬라이드(31)의 끝부분에는 충격흡수판(32)이 설치되어 있으며 암 슬라이드(31)의 운동을 원활하게 하기 위해 볼 리테이너(34)와 암 슬라이드 볼(33)이 암 슬라이드(31)와 기계팔(30) 사이에 장착되어 있다.
상기와같이 구성된 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다. 먼저 장치에 전원을 인가하면 턴테이블(12)을 회전시키기 위한 스테핑모터하우징(141)에 장착된 스테핑모터(14)가 구동하여 이 모터축(144)에 설치된 타이밍 벨트풀리(142)와 타이밍벨트(124)를 통하여 턴테이블(12)에 고정되어 있는 타이밍풀리(125)에 전달되어 따라서 이와 연결된 턴테이블축(126)에 회전되게 되고 이어서 턴테이블축(126) 내부에 장착되어 있는 기계팔 스테핑모터(13)는 구동하게 되면 스테핑모터(13)의 회전운동은 피니언기어(131)를 통하여 풀리(114)에 부착되어 있는 기어(118)를 구동시킨다.
따라서 풀리(114)도 회전운동을 하게되는데 이 풀리(114)에는 스테인레스선(111)이 감겨져 턴테이블(12) 상면 양단에 위치한 롤러브라켓(112)에 삽입되어 있는 롤럴(113)를 통하여 기계팔(30)이 재치된 지지대(20)의 양단에 연결되어 있어서 풀리(114)의 회전운동을 지지대(20)의 직선운동으로 바꾸어줌으로써 지지대(20)를 롤러브라켓(112)에 고정되어 있는 가이드샤프트(11)를 따라 직선운동을 하게함으로써 이 지지대(20)에 설치된 다수개의 웨이퍼 고정핀(44)(441-446)과 판스프링(45)(451-455), 웨이퍼평형핀(43)이 설치된 가변직경형 기계팔(30)을 직선운동을 시키게 되는 것이다.
한편 가변직경형 기계팔(30)의 전단 웨이퍼지지대(40)상에 웨이퍼고정핀(44)(441-446)을 갖는 판스프링(45)(451-455) 및 웨이퍼평형핀(43)상에 웨이퍼를 놓여지게 되면 상기 고정핀(41)(411)(412)(44)(441-446)이 웨이퍼의 무게에 의하여 이 웨이퍼의 반경이 작은 고정핀(441-446) 하방으로 눌러지게 되며 웨이퍼 반경밖에 있는 고정핀(441-446)으로 돌출되어 암 슬라이드(31)에 의하여 웨이퍼를 밀어주게 되어 웨이퍼지지대(40)의 중심과 웨이퍼의 중심을 일치시키게 된다.
이어서 기계팔(30)이 스테핑모터(13)에 의하여 직선운동을 하여 암 슬라이드(31) 정지핀(52)이 롤러브라켓(112)에 도달하면 기계팔(30)은 직선운동을 계속하게 되고 암 슬라이드의 운동은 정지핀(52)에 의하여 정지되어 웨이퍼를 놓아주게 된다.
이어서 웨이퍼가 웨이퍼지지대(40)위에 얹혀지고 난다음 이송을 위해 기계팔(30)은 후퇴한다. 기계팔(30)이 후퇴를 시작하면 암 슬라이드(31)는 기계팔(30)에 대하여 전진을 하여 웨이퍼를 웨이퍼지지대(40)의 고정핀(451-455)에 밀착시키고난 다음 기계팔(30)을 따라 후퇴하여 이때 암 슬라이드(31)와 기계팔(30) 사이에는 볼 리테이너(34)와 암 슬라이드 볼(33)과 충격흡수판(32)을 설치하여 기계팔(30)의 전후진시 웨이퍼에 가해지는 기계적인 충격을 흡수토록함을 동시에 암 슬라이드(31)의 운동을 원활하게 하였다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 기계판의 지지대상에 다수개 판스프링과 웨이퍼 고정핀 및 암 슬라이드를 설치하고 이에 정압스프링을 이용하여 서로 다른 직경의 웨이퍼중심을 일치시켜줄 수 있을 뿐만 아니라 웨이퍼중심을 주어진 일정한 위치에서 정해진 위치로 정확하고 안전하게 이송할 수 있어 서로 다른직경의 웨이퍼를 기계팔 운송장치의 교체 또는 수정없이 간단용이하게 이송할 수 있으며 또한 웨이퍼 직경이 8인치이상인 경우에도 기계팔의 수정이 이송할 수 있는 장점을 제공해줄 수 있는 것이다.

Claims (8)

  1. 턴테이블(12)에 부착된 직선운동의 기계팔(30)을 이용한 웨이퍼운송장치에 있어서 기계팔(30)의 전단에는 판스프링(45)(451-455)에 부착된 웨이퍼고정핀(44)(441-446)을 설치하고 그 후단에 암 슬라이드(31) 정압스프링(53), 충격흡수판(32) 및 암 슬라이드정지핀(52)을 설치하여 운송기구의 수정없이 각기 다른 직경의 웨이퍼의 중심을 일치시키면서 이송시킬 수 있게한 것을 특징으로 하는 가변직경형 웨이퍼운송장치.
  2. 제1항에 있어서 상기 판스프링(45)(451-455)에 부착된 웨이퍼고정핀(44)(441-446)에 의하여 서로 다른 직경의 웨이퍼중심을 일치시킬 수 있게 한 것을 특징으로 하는 가변직경형 웨이퍼운송장치.
  3. 제1항에 있어서 기계팔(30)의 전단에 고정핀(41)(411)을 설치하고 그 후면에 판스프링(42)에 고정핀(412)을 설치하여 서로 다른 직경의 웨이퍼 중심을 일치시킬 수 있게한 것을 특징으로 하는 가변직경형 웨이퍼운송장치.
  4. 제1항에 있어서 판스프링(45)(451-455)에 설치된 웨이퍼고정핀(44)(441-446)의 높이 위치를 달리하여 서로다른 직경의 웨이퍼중심을 일치시키도록한 것을 특징으로 하는 가변직경형 웨이퍼운송장치.
  5. 제1항에 있어서 암 슬라이드(31)의 후단에 정합스프링(53)을 설치하여 서로다른 직경의 웨이퍼중심을 일치시키도록한 것을 특징으로 하는 가변직경형 웨이퍼운송장치.
  6. 제1항에 있어서 암 슬라이드(31)에 충격흡수판(32)을 설치하여 기계팔(30)의 전후진시 웨이퍼의 충격을 방지할 수 있도록한 것을 특징으로 하는 가변직경형 웨이퍼운송장치.
  7. 제1항에 있어서, 기계판(30)과 암 슬라이드(31) 사이에 볼 리테이너(34)와 암 슬라이드볼(33)을 설치하여 암 슬라이드(31)의 직선운동을 원활하게할 수 있도록한 것을 특징으로 하는 가변직경형 웨이퍼운송장치.
  8. 제1항에 있어서 암 슬라이드(31)의 후단에 암 슬라이드정지핀(52)을 설치하여 기계팔(30)은 직선운동을 계속하고 암 슬라이드(31)는 정지시켜 웨이퍼를 놓아주게한 것을 특징으로 하는 가변직경형 웨이퍼운송장치.
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