KR100475120B1 - 복층의 청정실을 갖는 반도체 장치의 제조시스템 - Google Patents

복층의 청정실을 갖는 반도체 장치의 제조시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복층의 청정실을 가진 반도체 장치의 제조시스템에 관한 것이다. 본 발명의 복층의 청정실을 가진 반도체 장치의 생산라인은, 상하 복층의 제1 및 제2청정실을 갖는 반도체 장치의 생산라인에 있어서, 제1 및 제2청정실은 장방형의 평면공간을 형성하고 이 제1 및 제2청정실의 내부를 가로방향을 따라 크게 구획된 복수의 본 배이와, 본 배이들과 수직으로 교차하여 본 배이들을 복수개의 보조배이들로 구획 분리하는 복수의 통로들, 및 이 통로를 따라서 보조배이에 마련되고 제1청정실과 제2청정실 사이를 수직 관통하여 설치되어 반도체 기판용 카세트를 상하 수직방향으로 이동시키는 반도체 기판 이동용 자반기를 포함한다.
이렇게 제1청정실과 제2청정실 사이에 보조배이들 사이를 수직으로 관통하여 반도체 기판 이동용 자반기를 마련함으로써, 반도체 기판의 이동동선을 현저히 감소시켜 반도체 장치의 생산성과 생산효율을 증가시킬 수 있다.

Description

복층의 청정실을 갖는 반도체 장치의 제조시스템{Fabrication system having double layered clean room for producing semiconductor device}
본 발명은 반도체 장치를 제조하는 제조시스템에 관한 것으로서, 특히, 청정실이 상하 복층으로 배치된 반도체 장치의 제조시스템에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치를 제조하는 생산라인은 작업 공간이 고도의 청정조건을 요구하기 때문에, 반도체 제조 장치의 배치도 반도체 기판의 공정을 주로 취급하는 주장치부와 고도의 청정도를 요구하지 않는 보조 장치들로 분리되어 각각 다른 위치에 배치된다. 그리하여, 청정실과 부수하여 그 하부에는 서비스 공간으로서 청정도가 낮은 서비스층을 포함하고 있다. 그리고, 반도체 장치의 생산 능력(capacity)을 크게 증가시키기 위해서, 동일한 면적에 보다 넓은 청정실을 확보하기 위해서 두 개의 청정실이 복층으로 형성된 반도체 장치의 제조라인을 건설하기도 한다.
도 1 내지 도 2는 종래의 일반적인 청정실을 갖는 반도체 장치의 생산라인을 나타낸 사시도와 청정실의 구조를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 반도체 장치의 생산라인은, 상부에서 본 평면도가 방형으로 형성된 청정실(1113)과, 이 청정실(1113)의 하부에는 반도체 장치의 부수장치들이 배치되는 서비스층(1111)을 포함하고 있다. 구체적으로, 반도체 제조장치가 배치되어 고도의 청정도(cass 1 정도)가 유지되는 청정실(1113)과, 반도체 제조장치의 부수장치로서 진공펌프 및 스크러버와 배기 배출관 등이 설치되어 있는 서비스층(1111)으로 구성되어 있다.
도 2를 참조하면, 청정실(1113)은, 방형의 형태를 가진 청정실(1113) 내를 어느 일변을 중심으로 가로방향으로 길게 구획되어 배치된 배이들(1133)이 있고, 이 배이들(1133) 내에는 반도체 장치들(200)이 소정의 순서로 배열되어 있다. 그리고, 배이(1133)의 중앙에는 길이방향으로 배이통로(1137)가 형성되어 있고, 배이들(1133)의 중앙을 가로질러 관통하여 형성된 중앙통로(1131)와, 중앙통로(1131)와 배이(1133)가 만나는 배이입구(1135) 영역에 반도체 기판을 담은 카세트를 각 배이로 이동시키는 반도체 기판 이동용 자반기(1300)가 설치되어 있다. 그리하여, 각 배이(1133)에서 반도체 공정이 완료된 후 다음 공정을 진행하기 위해서 다른 배이(1133)로 반도체 기판을 이동시킬 때 반도체 기판 이동용 자반기(1300)를 이용하여 동일층에 배치된 다른 배이(1133)로 반도체 기판을 전달할 수 있게 되어 있다.
그런데, 이러한 종래의 반도체 제조시스템은, 하나의 청정실(1113)이 매우 넓은 공간을 가지고 있고 하나의 배이(1133)가 측방으로 길게 배치되어 있어, 이들 사이를 왕복하는 공정들에 대해서는 작업자가 반도체 기판을 담은 카세트를 가지고 이동하는 동선이 길어서 이동시간에 의한 작업 시간을 소요하여 생산성을 크게 떨어뜨리는 단점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 각 배이 간의 반도체 기판의 이동시에 동선을 단축하고 생산성을 높일 수 있는 복층의 청정실을 갖는 반도체 장치의 제조시스템을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제들을 달성하기 위하여, 본 발명의 복층의 청정실을 가진 반도체 장치 생산라인은, 상하 복층의 제1 및 제2청정실을 갖는 반도체 장치의 생산 라인에 있어서, 제1 및 제2청정실은 장방형의 평면공간을 형성하고 제1 및 제2청정실에 일련의 반도체 공정을 진행할 수 있는 반도체 제조장치들이 가로방향을 따라 배치되도록 형성된 복수의 본 배이들과, 이들 본 배이들과 수직으로 교차하여 본 배이들을 복수개의 보조배이들로 구획 분리하는 복수의 통로들, 및 이 통로를 보조 배이들에 마련되고 제1청정실과 제2청정실 사이를 수직 관통하도록 설치되어 반도체 기판용 카세트를 상하 수직방향으로 이동시키는 반도체 기판 이동용 자반기를 포함한다.
여기서, 통로들을 본 배이들과 중앙에서 수직으로 교차하는 중앙통로 및 중앙통로의 양측으로 각각 하나씩 중앙통로와 나란히 형성되어 있는 보조통로들을 포함하는 것이 청정실 내의 작업자나 물류의 흐름을 원활하게 하고, 본 배이 및 보조배이 내에서의 동선을 감소시킬 수 있고, 중앙통로에 의해서 분리된 본 배이의 중앙에서 수직으로 교차하는 것이 동선을 최소화할 수 있어 바람직하다.
한편, 통로는 보조 통로없이 중앙통로만 복수개 형성하는 것이, 물류의 이동로를 넓게 확보하고 동선을 최소할 수 있어 바람직하다.
보조 배이의 길이방향을 따라서 통로와 직교하도록 연결되는 배이통로가 형성되어 있는 것이 작업자나 기타 물류의 통과를 원활히 할 수 있어 바람직하다.
각 보조 배이들에는 이러한 배이통로를 따라서 어느 일 측에만 반도체 제조장치들이 일렬로 배치되어 있을 수도 있고, 배이 통로를 따라서 양측으로 반도체 장치들이 배치될 수도 있다.
반도체 기판 이동용 자반기는, 제1청정실과 제2청정실에서 반도체 기판용 카세트를 인입 및 인출하는 제1 및 제2인출입부와, 제1청정실과 제2청정실의 배이 간을 수직으로 연결하여 제1 및 제2 인출입부를 연결하는 관통관 및 이 관통관을 통하여 제1 및 제2인출입부 사이를 왕복하면서 제1 및 제2인출입부로 인입되는 카세트를 상하로 이동시키는 카세트 이동수단을 포함한다. 여기서, 제1 및 제2인출입부는 복수의 카세트를 저장할 수 있는 카세트 저장부를 더 포함하는 것이 원활한 카세트 이동을 위해서 바람직하다.
그리고, 반도체 기판 이동용 자반기는, 제1청정실의 보조배이와 제2청정실의 보조배이 사이를 상하로 관통하여 형성되되, 이 보조 배이들은 상호 연속되는 공정을 진행하는 반도체 장치들이 배치되어 있어, 상호 연속으로 공정을 진행하는 것이 반도체 기판의 이동 동선을 감소시킬 수 있어 바람직하다.
이때, 상호 연속되는 공정으로서 제1청정실의 보조배이는 포토 공정(Photo)과 이온 주입공정(Implanting) 중 어느 하나를 진행하는 보조 배이이고, 제2청정실은 포토 공정과 이온주입 공정 중 나머지 공정을 진행하는 것이 바람직하다.
또한, 상호 연속되는 공정으로서, 제1청정실의 보조배이는 포토 공정과 건식식각공정 중 어느 하나를 진행하고, 제2청정실의 보조배이는 포토 공정과 건식식각공정 중 나머지 공정을 진행하는 것이 바람직하다.
이상과 같은 구성을 가진 본 발명은, 복층으로 형성된 청정실을 갖는 반도체 장치의 생산라인에서, 상호 연속하여 진행되는 공정들이 상하로 분리되어 배치된 보조 배이들 사이에 상하 수직으로 배치하고 이들 사이에 수지이동이 가능한 반도체 기판 이동용 자반기를 설치함으로써, 복층으로 형성된 청정실을 갖는 반도체 자치의 생산라인에서 나타나는 이동 동선의 문제를 해결하고, 반도체 기판의 이동 동선을 최적화 및 최소화할 수 있어 반도체 장치의 생산능력을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.
도 3은 본 발명의 복층의 청정실을 갖는 반도체 장치의 제조시스템을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 복층의 청정실을 갖는 반도체 장치의 제조시스템의 제1청정실을 나타낸 평면도이다. 미도시된 제2청정실의 평면도는 제1청정실의 평면도와 동일하다. 이하 설명에서 제1청정실의 구성요소와 동일한 제2청정실의 구성요소에 대해서는 참조부호의 백의 자리만 '2'로 달리하여 지칭한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 복층의 청정실을 갖는 반도체 장치의 제조시스템은, 제1청정실(13)과 이 제1청정실(13) 하부에 형성된 제1서비스층(11)으로 구성된 제1층(10)과, 제2청정실(23)과 이 제2청정실(23)의 하부에 형성된 제2서비스층(21)으로 구성되고 제1층(10) 위에 배치되는 제2층(20)을 포함한다.
도 4를 참조하면, 제1청정실(13)은 그 형태가 장방형으로 형성되어 있으며, 제1청정실(13)내에는 제1청정실(13)의 일측을 따라서 일렬로 길게 배치된 복수의 본 배이들(133)과, 이 본 배이(133)들과 직교하여 제1청정실(13) 중앙에 형성된 중앙통로(131)와, 본 배이(133)를 길이방향과 수직으로 교차하면서 분리하여 보조 배이들(133a)을 형성하는 보조 통로(132)를 포함한다. 그리고, 이들 보조 통로(132)를 따라서 보조 통로(132)의 입구(135) 영역에 마련되어 반도체 기판을 제1층(10)의 제1청정실(13)에 있는 보조 배이(133a)로부터 제2층(도 3의 20)의 제2청정실(23)에 있는 보조 배이(도 3의 233a)로 수직 이동시키는 반도체 기판 이송용 자반기(300)를 포함한다. 여기서, 중앙통로(131)는 일반적으로 일반물류나 새로운 장치를 각 보조 배이들로 이동할 수 있을 정도로 충분히 폭이 넓은 통로를 의미하며, 보조통로(132)는 작업자들이 카세트를 운반하거나 정비자가 정비용 공구를 들고 이동할 수 있을 정도의 폭을 가진 비교적 좁은 통로를 의미한다.
구체적으로, 제1청정실(13)에서, 본 배이(133)는 중앙통로(131)를 중심으로 양측으로 크게 양분되어 있고, 다시 보조 통로(132)에 의해서 다시 분리되어 복수의 보조배이(133a)를 형성한다.
보조 배이(133a)는 길이방향으로 형성된 배이통로(133b)를 갖고 있고, 이 배이통로(133b)를 통해서 직업자가 통행을 하고 물류를 이동시킬 수 있다. 중앙통로(131)와 접하는 보조배이(133a)는 양측으로 통로 입구(135)를 가지고 있고, 일 측이 청정실(13) 벽과 접하는 보조배이(133a)는, 어느 일 측에만 하나의 통로 입구(135)가 형성된다. 동일한 보조 배이(133a)에는 유사한 공정을 진행할 수 있는 반도체 제조장치들(200)이 배치되어 있다. 보조배이(133a)는 일측에 배이통로(133b)를 끼고서 일 측 벽으로만 반도체 제조장치(200)들이 일렬로 배열될 수 있고, 배이통로(133b)를 중앙에 끼고서 양측으로 반도체 제조장치들(200)이 나란히 배열될 수도 있다.
반도체 기판 이동용 자반기(300)는, 보조 배이(133a) 내의 통로 입구(135)와 인접하여 설치되어 있고, 그 위치는 제1청정실(13)과 제2청정실(23)을 상하로 수직 관통하여 반도체 기판들이 이동해야 하는 위치에 설치되어 있다. 즉, 상하로 배치된 제1청정실(13) 및 제2청정실(23)에 위치한 보조배이(133a) 간에 상호 연속하여 진행되는 공정을 진행할 때, 이러한 반도체 기판 이동용 자반기(300)가 설치되어 있다.
도 5는 본 발명의 복층의 청정실을 가진 반도체 장치의 생산라인에 설치된 반도체 기판 이동용 자반기를 나타낸 단면도이다.
반도체 기판 이동용 자반기(300)는, 제1청정실(10)에 배치된 어느 한 보조배이(133a)와 제2청정실(23)에 배치된 보조 배이(133a)에 각각 반도체 기판을 담은 카세트를 인입 및 인출하는 제1 및 제2인출입부(311,312)와, 제1청정실(13)과 제2청정실(23) 사이에 형성된 벽을 관통하여 제1인출입부(311)와 제2인출입부(312)를 수직으로 연결하는 관통관(320)와, 이 관통관(320) 내에서 왕복하면서 제1인출입부(311)와 제2인출입부(312) 사이에서 카세트(100)를 이동시키는 카세트 이동수단(330)을 포함할 수도 있다. 여기서, 제1인출입부(311)와 제2인출입부(312)에는 왕래하는 카세트들(100)을 보관하기 위하여 복수의 카세트 저장고(미도시)를 가진 카세트 저장부(미도시)를 더 포함하고 있다. 이러한 카세트 저장부는 제1 및 제2인출입부(311,312)로 이동하는 카세트들(100)이 다 수일 때 카세트 저장부에 순차적으로 저장하였다가 순서대로 관통관(320)을 통하여 제1 및 제2청정실(13,23)의 보조배이(133a)로 이동시키는 기능을 한다.
이렇게 반도체 기판 이동용 자반기(300)는, 제2층(20)의 제2청정실(23)과 제1층(10)의 제1청정실(13) 사이에 상호 대응되어 연속하는 공정을 진행하는 반도체 제조장치들(200)이 배치된 제1층(10) 및 제2층(20)의 보조 배이들(133a,233a) 사이에 반도체 기판을 최단거리 동선인 수직방향으로 이동시키는 역할을 한다. 이때, 연속되는 공정으로는 포토 공정(photo-lithography)과 이온 주입공정(ion implanting)을 예로 들 수 있다. 그리하여, 제1청정실(13)의 어느 하나의 보조배이(133a)에는 포토 공정(Photo process)을 진행할 수 있는 반도체 제조장치들(200)이 배치되고, 제1청정실(13)의 보조배이(133a)의 직상방에 배치된 제2청정실(23)의 보조배이(233a)에는 이온 주입 공정(Ion implanting)을 진행할 수 있는 반도체 제조장치들(200)을 배치한다. 그러면, 제1층(10)에 배치된 제1청정실(13)의 포토공정용 보조배이(133a)에서 포토 공정을 수행하고 바로 반도체 기판들을 통로입구(135)에 설치된 반도체 기판 이동용 자반기(300)를 통하여 제2층(20)의 제2청정실(23)에 배치된 이온 주입 공정용 보조배이(233a)로 수직 이동시켜서 공정을 진행하면 된다.
한편, 이러한 연속공정으로 포토 공정(Photo-lithography)과 건식식각 공정(Dry etching)도 적용될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 복층의 청정실을 갖는 반도체 장치의 생산라인은, 상부층과 하부층으로 분리된 제1청정실(13) 및 제2청정실(23)을 보조통로(132)를 이용하여 복수의 보조배이(133a,233a)로 분리하고 각 보조 통로(132)의 입구(135)에 제1청정실(13)과 제2청정실(23) 사이에 반도체 기판을 수직으로 이동시키는 반도체 기판 이동용 자반기(300)를 마련함으로써, 반도체 공정을 진행할 때 이동동선을 최소화하여 반도체 기판의 이동에 의한 시간 손실을 방지하고 생산성을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 복층의 청정실을 가진 반도체 장치의 생산라인은, 제1 및 제2청정실(13,23)의 벽을 따라서 별도의 이동통로(미도시)를 마련할 수도 있다. 그리고, 보조통로(132) 대신 중앙통로(131)를 두 개 형성하여 구성할 수도 있다. 그러면, 복수로 형성된 중앙통로(131)를 통한 물류의 이동이 원활하게 진행되고, 작업자의 동선도 크게 감소된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 복층의 청정실을 가진 반도체 장치의 생산라인은, 작업자의 동선을 줄일 수 있어, 반도체 장치의 제조에 필요한 소요시간이 감소되어 생산성을 높일 수 있다.
그리고, 복층으로 형성된 청정실을 가짐으로써, 공정용 반도체 제조장치를 수용하는 청정실의 면적을 배가시킬 수 있어 반도체 장치들의 배치운용을 다양하게 할 수 있고, 생산능력을 크게 증가시킬 수 있다.
도 1은 종래의 복층의 청정실을 갖는 반도체 장치의 제조시스템을 나타낸 사시도이다.
도 2는 종래의 복층의 청정실을 갖는 반도체 제조시스템의 청정실을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 복층의 청정실을 갖는 반도체 장치의 제조시스템을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 의한 복층의 청정실을 갖는 반도체 장치의 제조시스템을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 5는 본 발명에 의한 복층의 청정실을 갖는 반도체 장치의 제조시스템에 설치된 반도체 기판 이동용 자반기를 나타낸 단면도이다.

Claims (12)

  1. 상하 복층의 제1 및 제2청정실을 갖는 복층 구조의 반도체 장치의 제조시스템에 있어서,
    상기 제1 및 제2청정실은 장방형의 평면 공간을 형성하고, 상기 제1 및 제2 청정실 내부를 가로방향으로 크게 구획하는 복수의 본 배이들;
    상기 본 배이들과 수직으로 교차하여 상기 본 배이들을 복수개의 보조 배이들로 구획분리하는 복수의 통로들; 및
    상기 통로를 따라서 상기 보조 배이에 마련되고 상기 제1청정실과 상기 제2청정실의 보조 배이를 수직 방향으로 연결하여 반도체 카세트를 이동시키도록 설치된 복수의 반도체 기판 이동용 자반기들을 포함하되, 각각의 상기 반도체 기판 이동용 자반기에 의해 연결된 상기 제1청정실과 제2청정실의 보조 배이들에는 적어도 한번 이상 상기 반도체 기판 이동용 자반기를 이용하여 연속 공정이 이루어지는 동선이 형성되도록 반도체 장치들이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 복층의 청정실을 가진 반도체 장치의 제조 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 통로들을 상기 본 배이들 중앙에서 수직으로 교차하는 중앙통로; 및
    상기 중앙통로의 양측으로 각각 하나씩 중앙통로와 나란히 형성되어 있는 보조 통로들을 포함하는 것을 특징으로 하는 복층의 청정실을 가진 반도체 장치의 제조시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 통로들을 상기 본 배이들 중앙에서 수직으로 교차하는 복수의 중앙통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 복층의 청정실을 가진 반도체 장치의 제조시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 보조통로는 상기 중앙통로에 의해서 분리된 본 배이의 중앙에서 수직으로 교차하는 것을 특징으로 하는 복층의 청정실을 가진 반도체 장치의 제조시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 보조 배이의 길이방향을 따라서 상기 통로와 직교하도록 연결되는 배이 통로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 복층의 청정실을 가진 반도체 장치의 제조시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 배이 통로를 따라서 어느 일측에 상기 반도체 제조장치들이 일렬로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 복층의 청정실을 가진 반도체 장치의 제조시스템.
  7. 제5항에 있어서, 상기 배이 통로를 따라서 양측으로 반도체 장치들이 일렬로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 복층의 청정실을 가진 반도체 장치의 제조시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 반도체 기판 이동용 자반기는,
    상기 제1청정실과 제2청정실에 마련되어 상기 반도체 기판용 카세트를 인입 및 인출하는 제1 및 제2인출입부;
    상기 제1청정실과 제2청정실을 수직으로 연결하여 상기 제1 및 제2 인출입부를 연결하도록 형성된 관통관; 및
    상기 관통관을 통하여 제1 및 제2인출입부 사이를 왕복하면서 상기 제1 및 제2 인/출입부로 인입되는 상기 카세트를 상하로 이동시키는 카세트 이동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 복층의 청정실을 가진 반도체 장치의 제조시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 및 제2 인/출입부는 복수의 카세트를 저장할 수 있는 카세트 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복층의 청정실을 가진 반도체 장치의 제조시스템.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1청정실의 상기 보조배이는 포토 공정(Photo)과 이온 주입공정(Implanting) 중 어느 하나를 진행하는 보조배이이고, 상기 제2청정실의 보조배이는 상기 포토공정과 이온주입공정 중 나머지 공정을 진행하는 것을 특징으로 하는 복층의 청정실을 가진 반도체 장치의 제조시스템.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1청정실의 상기 보조배이는 포토 공정과 건식식각 공정 중 어느 하나를 진행하고, 상기 제2청정실의 상기 보조배이는 상기 포토공정과 건식식각공정 중 나머지 공정을 진행하는 것을 특징으로 하는 복층의 청정실을 가진 반도체 장치의 제조시스템.
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