KR100452713B1 - 반도체 제품을 제조하기 위한 장치 - Google Patents

반도체 제품을 제조하기 위한 장치 Download PDF

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KR100452713B1 KR10-2001-7014215A KR20017014215A KR100452713B1 KR 100452713 B1 KR100452713 B1 KR 100452713B1 KR 20017014215 A KR20017014215 A KR 20017014215A KR 100452713 B1 KR100452713 B1 KR 100452713B1
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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 클린 룸(1) 내에서 반도체 제품을 제조하기 위한 장치에 관한 것이다. 반도체 제품을 제조 유닛(2)으로 공급하기 위한 수송 시스템으로서 갠트리 크레인이 제공되며, 상기 갠트리 크레인은 제조 유닛(2)의 상부로 가이드되어, 상기 제조 유닛(2)에 이르기까지 하강될 수 있는 적어도 하나의 수송 컨테이너(8)를 갖는다.

Description

반도체 제품을 제조하기 위한 장치 {SYSTEM FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR PRODUCTS}
상기와 같은 장치는 특히 웨이퍼 가공 장치로서 형성될 수 있다는 것이 DE 37 35 449 A1호, US 5 803 932호, 그리고 US 5 443 346호에 공지되어 있다. 이러한 장치는 상이한 제조 공정을 실행하는 다수의 제조 유닛을 포함한다. 이러한 제조 공정에서 특히 에칭 공정, 습식 화학 방법, 확산 공정 및 예컨대 CMP 방법(화학 기계적 폴리싱)과 같은 다양한 정화 방법이 다루어진다. 이러한 각각의 공정시 하나 또는 다수의 제조 유닛이 제공된다.
전체 제조 공정은 엄격한 청결 조건을 토대로 이루어지기 때문에, 제조 유닛들은 이러한 클린 룸 또는 클린 룸의 시스템 내에 배치된다.
웨이퍼는 규정된 배치 사이즈(batch size)의 카세트로 수송 시스템에 의해 개별 제조 유닛으로 공급된다. 이러한 웨이퍼 가공 후의 카세트 수송도 수송 시스템에 의해 이루어진다.
상기 수송 시스템은 통상적으로 예컨대 롤러 컨베이어의 형태로 형성된 운송시스템을 갖는다. 여기서, 웨이퍼를 갖춘 카세트는 롤러 컨베이어 상에서 수송된다.
상기와 같은 수송 시스템은 클린 룸을 통해 선형으로 연장된다. 웨이퍼를 갖춘 카세트를 제조 유닛으로 확실히 공급하기 위해서, 상기 운송 시스템은 적합한 방식으로 분기된다. 이러한 방식으로 클린 룸 내부에는 롤러 컨베이어의 하나 또는 소수의 폐쇄된 네트워크가 생성된다. 또한 제조 유닛의 적재 및 하역을 위해 그립퍼(gripper)가 제공되는데, 상기 그립퍼는 롤러 컨베이어로부터 카세트를 들어내거나 가공 후에 상기 카세트를 재차 상기 롤러 컨베이어 상에 올려놓는다.
상기와 같은 수송 시스템에서의 단점은 적어도 클린 룸의 거의 전 면을 카세트로 커버하기 위해 매우 큰 설치 비용을 필요로 한다는데 있다. 이를 위해, 롤러 컨베이어의 네트워크는 다수의 분기를 가져야만 한다. 즉, 전체 클린 룸 내의 롤러 컨베이어가 큰 전체 길이를 갖기 때문에 큰 재료 비용이 요구될 뿐 아니라, 롤러 컨베이어의 네트워크를 위한 제어 비용도 상당하다.
롤러 컨베이어의 네트워크가 세밀하게 분기되도록 설계될지라도, 클린 룸 내의 전 면에 카세트가 제공될 수는 없다.
이러한 단점을 극복하기 위해서, 제조 유닛은 통상적으로 롤러 컨베이어가 위치한 곳에 배치된다. 그 결과, 개별 제조 유닛은 서로에 대해 기능에 적합하지 않게 배치될 수 있다. 또한 상기와 같이 배치될 때 변화 및 확대는 매우 복잡하게 실행될 수 밖에 없다는 단점이 있다.
본 발명은 청구항 1항의 서문에 따른 반도체 제품을 제조하기 위한 장치에 관한 것이다.
도 1은 웨이퍼 가공 장치에 대한 개략적인 평면도이고,
도 2는 도 1에 따른 장치의 종단면도이다.
본 발명의 목적은 서두에 언급된 방식의 장치를 위해 반도체 제품이 제조 유닛의 전 면에 제공될 수 있도록 형성된 수송 시스템을 제조하는데 있다.
상기 목적은 청구항 1항의 특징에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예 및 바람직한 개선예는 종속항에 제시된다.
본 발명에 따라 반도체 제품을 제조 유닛으로 공급하기 위한 수송 시스템은 갠트리 크레인(gantry crane)로서 형성되며, 상기 갠트리 크레인은 제조 유닛의 상부로 가이드되어, 제조 유닛에 이르기까지 하강할 수 있는 적어도 하나의 수송 컨테이너를 갖는다.
여기서, 갠트리 크레인 또는 갠트리 크레인의 배치는 하나 또는 다수의 수송 컨테이너가 제조 유닛의 상부에서 전체 클린 룸 위로 이동될 수 있도록 설계된다. 상기 수송 컨테이너가 반도체 제품이 공급된 제조 유닛의 상부에 위치하자마자, 수송 컨테이너는 정확하게 제조 유닛의 바로 앞에서 하강됨으로써, 반도체 제품은 수송 컨테이너로부터 분기되어, 제조 유닛에 직접 공급될 수 있다.
본 발명에 따른 수송 시스템의 장점은 수송 컨테이너가 가이드의 제한없이 제조 유닛의 상부에서 이동될 수 있고 반도체 제품의 적재 또는 하역을 위해 클린 룸 내의 임의의 위치에서 하강될 수 있다는데 있다.
여기서, 상기와 같은 수송 시스템을 위한 설치 비용은 매우 적기 때문에, 장치의 작동 비용은 감소된다. 부가의 장점은 수송 컨테이너가 클린 룸 내의 임의의 장소에 배치된다는데 있다. 여기서, 제조 유닛의 상부에 수송 컨테이너를 직접 공급함으로써 수송 시간은 매우 짧아진다.
최종적으로 제조 유닛은 기능적으로 적합하게 수송 시스템과는 별도로 클린 룸 내에 배치될 수 있다는 것이 바람직하다.
이와 마찬가지로 수송 시스템과는 별도로 클린 룸 내에서의 제조 유닛의 배치도 간단한 방식으로 변경될 수 있다.
본 발명은 하기 도면에 의해 더 자세히 설명된다.
도 1 및 도 2에는 반도체 제품 제조 장치가 개략적으로 도시되며, 본 실시예에서는 웨이퍼 가공 장치가 다루어진다. 웨이퍼 가공을 위해 필요한 제조 공정을 실행하기 위해서 클린 룸(1)에는 다수의 제조 유닛(2)이 배치된다. 도 1에는 개관의 용이함을 위해 단지 8개의 제조 유닛(2) 만이 도시된다. 이에 대한 대안으로서, 다수의 클린 룸(1)에도 제조 유닛(2)이 분포될 수 있다.
제조 공정은 특히 에칭 공정, 습식 화학 방법, 확산 공정 및 정화 방법을 포함한다. 전체적인 제조 공정을 위해 하나 또는 다수의 제조 유닛(2)이 제공된다.
상기 제조 유닛(2)은 미리 정해진 위치에서 클린 룸(1)의 바닥(3) 위에 설치된다. 상기 제조 유닛(2)은 도시되지 않은 제어 유닛의 조작자에 의해 제어된다. 또한 제조 유닛(2)은 각각 적재 및 하역 스테이션(4)을 가지며, 상기 적재 및 하역 스테이션(4)을 통해 가공될 웨이퍼가 제조 유닛 내로 공급되어, 가공 후에 재차 상기 제조 유닛으로부터 분리된다.
웨이퍼는 카세트로 적재되어, 수송 시스템에 의해 제조 유닛(2)으로 공급된다. 도면에 도시된 수송 시스템은 갠트리 크레인으로 이루어진다. 상기 갠트리 크레인은 제조 유닛(2)의 상부에서 연장되는 2개의 크레인 레일(5)을 갖는다. 상기 크레인 레일(5)은 각각 지지부(6) 위에 놓이고, 상기 지지부(6)는 클린 룸(1)의 바닥(3) 내에 고정된다. 도 2에는 2개의 지지부(6)가 도시되며, 상기 지지부(6)는 하나의 크레인 레일(5)을 갖는다. 상기 크레인 레일(5)의 길이에 따라 다수의 지지부(6)가 제공될 수도 있다. 이에 대한 대안으로서, 크레인 레일(5)도 클린 룸(1)의 덮개 위에 걸려있는 구조로 고정된다.
상기 크레인 레일(5)은 미리 주어진 간격으로 서로 평행하게 연장되어, 각각 동일한 길이를 갖는다. 여기서, 크레인 레일(5)은 직사각형 클린 룸(1)의 종측 내벽에 가깝게 서로 마주놓이도록 배치되어, 클린 룸(1)의 전 길이에 걸쳐 연장된다.
상기 크레인 레일(5)에 대해 횡으로 연장되는 캐리어(7)의 종측 단부는 크레인 레일(5) 내에 이동가능하게 지지된다. 상기 캐리어(7)에는 웨이퍼를 갖춘 카세트를 수용하기 위한 수송 컨테이너(8)가 고정되며, 상기 수송 컨테이너(8)는 캐리어(7)의 종측 방향으로 이동가능하게 배치된다.
상기 크레인 레일(5) 내로 캐리어(7)를 가이드하기 위해 상기 캐리어(7)의 종측 단부에는 각각 하나의 갠트리 기어(9)가 제공된다. 바람직하게는 각각의 갠트리 기어(9)는 도시되지 않은 정해진 수의 휠 또는 롤러를 갖는다. 상기 롤러 도는 휠은 마찬가지로 도시되지 않은 레일 가이드에서 크레인 레일(5) 내로 가이드된다.
수송 컨테이너(8)는 수직 방향으로 이동가능한 고정 장치(10)에 의해 갠트리 기어(11)에 고정되며, 상기 갠트리 기어(11)는 캐리어(7) 위에 이동가능하게 지지된다. 고정 장치(10)는 특히 이동가능한 로드등을 가질 수 있다. 상기 캐리어(7)에 있는 갠트리 기어(11)도 바람직하게 도시되지 않은 정해진 수의 롤러 도는 휠을 가지며, 상기 롤러 또는 휠은 이와 마찬가지로 도시되지 않은 캐리어(7) 내의 레일 가이드 내에서 이동할 수 있다. 상기 갠트리 기어(11)에 의해 수송 컨테이너(8)는 캐리어(7)를 따라 이동될 수 있으며, 상기 고정 장치(10)에 의해 수송 컨테이너(8)는 수직 방향으로 이동될 수 있다.
최종적으로 고정 장치(10)와 수송 컨테이너(8) 사이에는 회전 장치(12)가 제공되며, 상기 회전 장치(12)에 의해 수송 컨테이너(8)는 정확한 위치 설정을 위해 고정 장치(10)에 대해 수직 방향으로 이동할 수 있다.
캐리어(7)에서의 수송 컨테이너(8)의 이동 경로 및 고정 장치(10) 및 회전 장치(12)의 이동 경로는 도시되지 않은 하나 또는 다수의 NC 제어 장치에 의해 제어된다. 상기 NC 제어 장치는 마찬가지로 도시되지 않은 중앙 제어 장치에 연결되며, 상기 중앙 제어 장치는 갠트리 크레인의 전체 제어를 수행한다. 이에 대한 대안으로서 또는 부가로 필요시에는 제어 장치의 개별적인 기능들이 수동으로 작동될 수 있다.
본 발명에 따른 갠트리 크레인에 의해 클린 룸(1) 내에 임의로 배치된 제조 유닛(2)에는 웨이퍼가 신속 간단하게 공급될 수 있다. 이를 위해, 상기 수송 컨테이너(8)는 도시되지 않은 저장 장치, 컨베이어 벨트 등으로부터 나와 웨이퍼가 존재하는 카세트로 채워진다. 그리고 나서, 크레인 레일에 있는 캐리어(7)는 공급될 제조 유닛(2)의 높이에 이를때까지 이동된다. 여기서, 수송 컨테이너(8)는 제조 유닛(2)의 상부에서 이동된다. 이러한 방식으로 웨이퍼의 수송은 제조 유닛(2)의 배치에 의해 방해받지 않는다.
이어서, 수송 컨테이너(8)는 캐리어(7)를 따라 수송 컨테이너(8)가 공급될 제조 유닛(2)의 상부에 있을 때까지 이동된다. 이에 대한 대안으로서 캐리어(7) 및 수송 컨테이너(8)는 동시에 이동될 수 있다. 수송 컨테이너(8)가 공급될 제조 유닛(2)의 상부에 위치한 후에, 수송 컨테이너(8)는 고정 장치(10)의 이동에 의해, 수송 컨테이너(8)가 제조 유닛(2)의 적재 및 하역 스테이션(4)의 바로 앞에 위치할때까지 하강된다. 수송 컨테이너(8)의 하강되는 동안 동시에 회전 장치(12)의 자동적인 또는 수동적인 동작에 의해 정확한 위치 설정이 이루어질 수 있다. 이어서, 웨이퍼의 수송이 이에 상응하는 방식으로 이루어진다.
갠트리 크레인은 전체 클린 룸(1) 위로 연장되기 때문에, 장치의 전체 면에 웨이퍼가 공급될 수 있으며, 수송 컨테이너(8)의 개별 제조 유닛(2)으로의 이동은 전체 제조 유닛(2)의 상부에서 진행됨으로써, 수송 컨테이너(8)의 이동 경로 중에 가이드의 제한은 나타나지 않는다.
클린 룸(1) 내의 정화 및 안전 요구를 충족시키기 위해서는 갠트리 크레인의 전체 구동 장치는 하나의 캡슐을 가지며, 바람직하게는 폭발에 대해 안전한 캡슐이 사용된다. 또한 바람직하게 갠트리 기어(9, 11)도 캡슐을 갖는다.
최종적으로는 바람직하게 갠트리 기어(9, 11)의 이동 부분, 특히 롤러 또는 휠, 그리고 크레인 레일(5) 및 캐리어(7)에 있는 지지면에는 가스를 방출하지 않는 내마모성 재료가 사용되는데, 이때 상기 지지면 위에 갠트리 기어(9, 11)가 가이드된다. 이를 위해, 특히 저항력이 있는 플라스틱이 고려된다.
이러한 처리에 의해, 갠트리 크레인의 이동된 부분은 클린 룸 공기를 해칠 수 있는 입자를 결코 방출하지 않거나 거의 방출하지 않게 된다.
도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서 웨이퍼의 수송은 전체 클린 룸(1) 위로 연장되는 갠트리 크레인에 의해 이루어진다.
특히 클린 룸(1)이 클 경우에 상기와 같은 갠트리 크레인은 큰 길이(span)를 가져야만 하기 때문에, 갠트리 크레인의 설치시 정역학적 문제가 야기될 수 있다. 또한 도 1에 따른 실시예와의 차이에 있어서 클린 룸(1)의 기본 윤곽은 직각일 뿐만 아니라, 구불구불하게 형성될 수도 있다.
상기와 같은 경우, 웨이퍼가 전 면에 공급되기 위해 갠트리 트레인은 옆으로 나란히 및/또는 아래로 나란히 다중 배치되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 배치될 경우에 2개의 갠트리 크레인 간의 경계선에는 예컨대 스토커(stocker)와 같은 하나 또는 다수의 웨이퍼용 저장 시스템이 제공될 수 있다. 그리고 나서, 상기 저장 장치는 개별 갠트리 크레인 간의 연결 부재를 형성한다. 왜냐하면, 상기 갠트리 크레인에는 웨이퍼의 적재 및 하역을 위한 각각의 수송 컨테이너(8)가 배치될 수 있기 때문이다.
바람직한 실시예에서 갠트리 크레인은 갠트리 크레인의 크레인 레일(5) 위에다수의 캐리어(7)가 수송 컨테이너(8)에 의해 이동가능하게 배치되도록 확대될 수 있다.
바람직하게는 캐리어(7)는 갠트리 크레인에 각각 별도로 이동가능하게 배치되며, 중앙 제어 장치에 의한 이동 경로의 조정이 실행된다.
부가의 바람직한 실시예에서 갠트리 크레인은 캐리어(7)에 아래로 나란히 배치된 다수의 수송 컨테이너(8)가 이동가능하게 배치되도록 확장될 수 있다.
그리고 나서, 수송 컨테이너(8)는 상이한 제조 유닛(2) 또는 적재 및 하역을 위한 저장 시스템에 개별적으로 배치될 수 있다. 바람직하게는 중앙 제어 장치에 의해 캐리어(7)에서의 수송 컨테이너(8)의 이동 경로의 조정이 이루어진다.

Claims (21)

  1. 적어도 하나의 클린 룸 내에 제조 유닛이 배치되도록 형성된, 반도체 제품을 제조하기 위한 장치로서,
    반도체 제품을 제조 유닛(2)으로 공급하기 위한 수송 시스템으로서 갠트리 크레인이 제공되며, 상기 갠트리 크레인은 상기 제조 유닛(2)의 상부에서 서로에 대해 평행하게 연장되는 2개의 크레인 레일(5)을 가지며, 상기 크레인 레일(5)에 대해 평행하게 연장되는 캐리어(7)의 종측 단부는 상기 크레인 레일(5) 내에 이동가능하게 지지되며, 상기 캐리어(7)에는 상기 제조 유닛(2)의 상부에서 가이드되어, 제조 유닛(2)에 이르기까지 하강될 수 있는 적어도 하나의 수송 컨테이너(8)가 이동가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 반도체 제품 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반도체 제품은 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 반도체 제품 제조 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐리어(7)의 종측 단부는 각각 하나의 갠트리 기어(9)를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 제품 제조 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    각각의 상기 크레인 레일(5)은 상기 갠트리 기어(9)를 위한 레일 가이드를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 제품 제조 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 크레인 레일(5)은 지지부(6) 위에 지지되는 것을 특징으로 하는 반도체 제품 제조 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수송 컨테이너(8)는 상기 캐리어(7)를 따라 이동가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체 제품 제조 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 캐리어(7)는 레일 가이드를 가지며, 상기 레일 가이드에는 갠트리 기어(11)가 가이드되며, 상기 갠트리 기어(11)에 수송 컨테이너(8)가 고정되는 것을 특징으로 하는 반도체 제품 제조 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 수송 컨테이너(8)는 수직 방향으로 이동가능한 고정 장치(10)에 의해 상기 갠트리 기어(11)에 고정되는 것을 특징으로 하는 반도체 제품 제조 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 고정 장치(10)와 수송 컨테이너(8) 사이에는 하나의 회전 장치(12)가 제공되며, 상기 회전 장치(12)에 의해 상기 수송 컨테이너(8)가 정확한 위치 설정을 위해 고정 장치(10)에 대해 수직 방향으로 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 반도체 제품 제조 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐리어(7)에서의 상기 수송 컨테이너(8)의 이동 경로는 NC 제어 장치에 의해 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는 반도체 제품 제조 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 갠트리 크레인용 구동 장치는 하나의 캡슐을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 제품 제조 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 구동 장치는 폭발에 대해 안전한 캡슐을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 제품 제조 장치.
  13. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 갠트리 기어(9, 11)는 하나의 캡슐을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 제품 제조 장치.
  14. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 갠트리 기어(9, 11), 크레인 레일(5) 및 캐리어(7) 위에 제공되는 상기 갠트리 기어(9, 11)용 지지면은 가스를 방출하지 않는 내마모성 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 제품 제조 장치.
  15. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 갠트리 크레인은 중심 제어 장치에 의해 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는 반도체 제품 제조 장치.
  16. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 갠트리 크레인은 상기 클린 룸(1)의 전체 표면 위로 연장되는 것을 특징으로 하는 반도체 제품 제조 장치.
  17. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 클린 룸(1) 내에 갠트리 트레인이 옆으로 나란히 및/또는 아래로 나란히 다중 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체 제품 제조 장치.
  18. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 갠트리 크레인의 크레인 레일(5)에는 수송 컨테이너(8)를 갖는 다수의 캐리어(7)가 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체 제품 제조 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 캐리어(7)는 상기 갠트리 크레인에 각각 별도로 이동가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체 제품 제조 장치.
  20. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐리어(7)에는 아래로 나란히 배치되는 다수의 수송 컨테이너(8)가 이동가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체 제품 제조 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 수송 컨테이너(8)는 상기 캐리어(7) 위에 각각 별도로 이동가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체 제품 제조 장치.
KR10-2001-7014215A 1999-05-07 2000-05-05 반도체 제품을 제조하기 위한 장치 KR100452713B1 (ko)

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