KR101330990B1 - 반도체 제조 설비 - Google Patents

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Abstract

반도체 제조 설비는 웨이퍼를 대상으로 소정의 공정을 수행하기 위한 적어도 하나의 공정 챔버를 포함하는 공정 처리부와, 웨이퍼를 복수매 수납하는 수납용기가 로드되는 적어도 하나의 로드 포트와, 로드 포트와 인접하여 배치되고 로드 포트와 공정 처리부 사이에서 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 이송부와, 웨이퍼 이송부에 의해 수납되어 있는 웨이퍼들이 공정 처리부로 이송되어 빈 수납용기를 로드 포트로부터 이송 받고 빈 수납용기에 대한 세정을 수행하는 용기 세정부를 포함한다. 따라서, 수납용기에 대한 세정이 용이해지므로 수납용기를 항상 청정한 상태로 유지하여 반도체 소자의 수율을 향상시킬 수 있다.

Description

반도체 제조 설비{Equipment for manufacturing a semiconductor device}
본 발명은 반도체 제조 설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼의 이송을 위하여 복수매의 웨이퍼들을 수납하는 수납용기를 이용하는 반도체 제조 설비에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 반도체 웨이퍼로 사용되는 실리콘웨이퍼를 대상으로 여러 단위 공정들을 수행하여 실리콘웨이퍼 상에 전기 소자들을 포함하는 전기적인 회로를 형성함으로써 제조된다.
반도체 소자를 제조하기 위한 공정 방식 중 하나로 복수매의 웨이퍼들을 그룹단위로 처리하는 로트(lot) 방식을 들 수 있다. 로트 방식의 반도체 제조 설비는 웨이퍼에 대한 제조 공정이 수행되는 공정 처리부와, 설비 내에서 웨이퍼들을 공정 처리부로 이송하고 반대로 공정 처리부로부터 공정을 마친 웨이퍼들을 반송하기 위한 웨이퍼 이송부 및 웨이퍼의 공급 및 수거가 이루어지는 로드 포트를 포함한다. 이러한 반도체 제조 설비에서 복수매의 웨이퍼들을 수납하여 취급하는 수납용기가 이용된다. 수납용기는 웨이퍼를 지지하기 위한 복수의 슬릿이 형성되어 있어 복수매의 웨이퍼들을 수납하는 풉(FOUP:Front Opening Unified Pod)을 예로 들 수 있다.
상기 수납용기를 이용한 반도체 제조 설비의 동작은 공정 처리할 웨이퍼들이 수납된 수납용기를 반도체 제조 설비의 로드 포트에 로드시킨 뒤에, 수납용기에 수납되어 있는 웨이퍼들을 공정 처리부로 이송하여 웨이퍼에 대한 처리 공정을 진행한다. 공정이 완료된 웨이퍼들은 수납용기의 빈 공간 또는 다른 빈 상태의 수납용기에 수납되며, 수납용기가 모두 채워지면 후속 공정을 진행하기 위하여 수납용기 단위로 후속 공정을 위한 제조 설비로 이송된다.
제조 과정에서 수납용기를 반복 사용하게 되면 웨이퍼들이 수납되는 수납용기의 내부 공간에 파트클이나 전후 공정에서 사용된 화학적인 오염물질이 부착되는 현상이 발생한다. 이러한 파티클이나 오염물질은 수납되는 웨이퍼에 재부착 되어 웨이퍼를 오염시킴으로써, 웨이퍼를 대상으로 하는 후속 공정에서 불량을 유발시키는 원인으로 작용하고 있다. 따라서, 오염됨 수납용기는 제품의 수율 저하를 초래하므로, 수납용기는 소정 횟수를 사용하면 세정을 수행하여 청정한 상태로 유지하는 과정이 수반되어야 한다.
하지만, 종래에는 오염된 수납용기에 대한 세정이 용이하지 못해 수납용기를 청정한 상태로 유지하는데 어려움이 따르고 있어 이의 개선이 요구되고 있다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 복수매의 웨이퍼를 수납하는 수납용기의 세정이 용이하여 수납용기를 항상 청정한 상태로 유지함으로써 반도체 소자의 수율을 향상시킬 수 있는 반도체 제조 설비를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 반도체 제조 설비는 웨이퍼를 대상으로 소정의 공정을 수행하기 위한 적어도 하나의 공정 챔버를 포함하는 공정 처리부와, 상기 웨이퍼를 복수매 수납하는 수납용기가 로드되는 적어도 하나의 로드 포트와, 상기 로드 포트와 인접하여 배치되고 상기 로드 포트와 상기 공정 처리부 사이에서 상기 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 이송부, 그리고 상기 웨이퍼 이송부에 의해 수납되어 있는 상기 웨이퍼들이 상기 공정 처리부로 이송되어 빈 수납용기를 상기 로드 포트로부터 이송 받고 상기 빈 수납용기에 대한 세정을 수행하는 용기 세정부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 용기 세정부는 상기 빈 수납용기의 세정을 수행하기 위한 세정 공간을 제공하는 세정 챔버 및 상기 빈 수납용기를 세정하기 위한 세정 물질을 공급하는 세정 수단을 구비하는 세정부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 세정 수단은 상기 세정 챔버 내부로 이온 발생용 가스를 공급하는 이온 가스 공급라인과, 상기 세정 챔버의 내부에 배치되어 외부의 이온 발생 전원에 연결되며 상기 이온 발생용 가스를 이용하여 이온 가스를 발생시키기 위한 이온 발생 전극, 그리고 상기 세정 챔버 내부로 퍼지(purge)용 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급라인을 포함할 수 있다. 또한, 상기 용기 세정부는 상기 세정 챔버와 연결되고, 상기 세정 챔버 내부에 진공을 형성하거나 상기 세정 챔버 내부의 가스를 배출하기 위한 진공 펌프를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 세정 수단은 상기 빈 수납용기로 세정액을 분사하기 위한 세정 노즐 및 상기 세정 챔버의 외부에 배치되고 상기 분사 노즐과 연결되어 상기 세정액을 공급하는 세정액 공급부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 세정 챔버는 상기 세정액을 상기 세정 챔버의 외부로 배출하기 위한 세정액 배출구가 구비될 수 있다. 또한, 상기 세정액은 나노 워터(Nano Water), 마이크로 버블(Micro Bubble), 스팀(steam)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 용기 세정부는 건조부 및 퍼지부를 더 포함할 수 있다. 상기 건조부는 상기 세정 챔버와 연결되고, 세정을 거친 상기 빈 수납용기의 건조를 수행하기 위한 건조 공간을 제공하는 건조 챔버 및 상기 세정을 거친 빈 수납용기의 건조를 위한 건조용 에어를 분사하는 건조 노즐을 포함할 수 있다. 상기 퍼지부는 상기 건조 챔버와 연결되고 건조를 거친 상기 빈 수납용기에 대한 퍼지 공정을 수행하기 위한 퍼지 공간을 제공하는 퍼지 챔버 및 상기 퍼지 챔버 내부로 퍼지용 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급라인을 포함할 수 있다. 또한, 상기 건조 챔버는 상기 건조용 에어를 외부로 배출하기 위한 에어 배출구를 포함하고, 상기 퍼지부는 상기 퍼지 챔버와 연결되고 상기 퍼지 챔버는 상기 퍼지 챔버 내부에 진공을 형성하거나 상기 퍼지 가스를 외부로 배출하기 위한 진공 펌프를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 세정 챔버와 상기 건조 챔버 및 상기 건조 챔버와 상기 퍼지 챔버는 각각 게이트에 의해 차폐 가능하고 상기 빈 수납용기의 이송을 위한 이송 통로를 통해 연결되고, 상기 퍼지 챔버는 게이트에 의해 차폐 가능하며 세정이 완료된 상기 빈 수납용기를 반출하기 위한 반출 통로가 연결된 구조일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 용기 세정부는 상기 공정 처리부 및 상기 웨이퍼 이송부와 동일 케이싱 내부에 배치된 일체형 구조일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 용기 세정부는 상기 공정 처리부 및 상기 웨이퍼 이송부가 그 내부에 배치되는 케이싱 외벽에 부착되는 구조일 수 있다.
본 발명의 반도체 제조 설비에 따르면, 복수매의 웨이퍼를 수납하는 수납용기에 대한 세정이 용이해지므로 수납용기를 항상 청정한 상태로 유지할 수 있으므로, 수납용기의 오염에 의한 문제점을 개선하여 반도체 소자의 수율을 향상시킬 수 있다.
또한, 수납되어 있는 웨이퍼들이 모두 공정 진행을 위한 위치로 이송되어 빈 상태의 수납용기에 대해서 설비 내에서 세정을 수행할 수 있으므로, 수납용기의 세정에 소요되는 시간을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 설비를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 반도체 제조 설비를 나타내는 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 용기 세정부의 일 예를 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 4는 도 1에 도시된 용기 세정부의 다른 예를 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 제조 설비를 나타내는 개략적인 측면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 설비에 대하여 설명한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 발명의 명확성을 기하기 위해 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 설명하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 설비를 나타내는 개략적인 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 반도체 제조 설비를 나타내는 측면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 설비(100)는 공정 처리부(110), 로드 포트(120), 웨이퍼 이송부(130) 및 용기 세정부(140)를 포함한다.
반도체 제조 설비(100)는 웨이퍼(10)를 복수매 단위로 취급하기 위하여 수납용기(20)를 이용한다. 수납용기(20)는 복수매의 웨이퍼들(10)을 수납한다. 수납용기(20)는 제조 설비에서 공정을 진행할 미처리 웨이퍼들(10)을 공정 처리부(110)에 제공하고, 공정 처리부(110)에서 공정이 진행된 처리 웨이퍼들(10)을 다시 수거(수납)하기 위하여 이용된다. 수납용기(20)는 복수매의 웨이퍼들(10)을 수직 방향으로 적층하는 구조를 갖는다. 예를 들어, 수납용기(20)는 25매의 웨이퍼들(10)을 수납할 수 있다. 수납용기(20)는 웨이퍼들(10)을 수납하기 위한 수납공간을 형성하고 상기 수납공간의 내벽에 웨이퍼(10)를 지지하기 위한 복수의 슬롯(또는 지지대)이 형성된 본체(22)와, 상기 수납공간을 밀폐하는 도어(24)를 포함한다. 본체(22)는 웨이퍼들(10)의 출입을 위하여 전방이 개구되고, 도어(24)는 이러한 본체(22)의 전방 개구에 결합되어 상기 수납공간을 밀폐시킨다.
공정 처리부(110)는 웨이퍼(10)에 대하여 소정의 공정을 진행한다. 공정 처리부(110)는 공정 챔버(111), 이송 챔버(112) 및 로드락 챔버(loadlock chamber;113)를 포함한다.
공정 처리부(110)는 웨이퍼(10)를 대상으로 소정의 공정을 수행하기 위한 적어도 하나의 공정 챔버(111)를 포함하며, 일반적으로는 복수개의 공정 챔버들(111)를 포함한다. 공정 챔버(111)에서 수행되는 공정으로는 예컨대 식각 공정, 세정 공정, 증착 공정, 건조 공정 등일 수 있다. 또한, 복수개의 공정 챔버들(111) 중에는 동일 공정을 수행하는 공정 챔버들(111)이 구비될 수 있다. 이송 챔버(112)는 복수의 공정 챔버들(111) 각각에 미처리 웨이퍼(10)를 공급하거나, 공정 챔버들(111) 각각으로부터 공정 처리된 웨이퍼(10)를 수거한다. 이송 챔버(112)는 복수의 공정 챔버들(111)과 연결되며, 그 내부에 웨이퍼(10)의 이송을 위한 이송 로봇(112a)을 구비한다. 예를 들면, 이송 챔버(112)는 평면적으로 볼 때 다각 형상을 가질 수 있고, 공정 챔버들(111) 및 로드락 챔버(113)와 연결될 수 있다. 공정 챔버들(111) 및 로드락 챔버(113) 각각은 게이트 밸브(111a)를 통해 이송 챔버(112)와 연결되며, 게이트 밸브(111a)를 통해 각기 선택적으로 차폐된다.
로드락 챔버(113)는 이송 챔버(112)와 연결되며, 또한 웨이퍼 이송부(130)와 연결된다. 즉, 로드락 챔버(113)는 웨이퍼 이송부(130)와 이송 챔버(112) 사이에 배치되어 두 챔버를 연결하는 통로 역할을 한다. 로드락 챔버(113)는 공정 진행을 위하여 공정 챔버들(111)로 유입되는 미처리 웨이퍼들(10)이 일시적으로 머무르는 로딩 챔버(113a)와, 공정 챔버들(111)에서 공정 처리가 완료되어 인출된 처리 웨이퍼들(10)이 일시적으로 머무르는 언로딩 챔버(113b)를 포함할 수 있다. 로드락 챔버(113)는 복수의 웨이퍼들(10)이 머무르는 구조일 수 있다. 로드락 챔버(113)의 내부는 진공 및 대기압으로 전환될 수 있고, 이송 챔버(112) 및 공정 챔버들(111)은 진공으로 유지되는 구조일 수 있으며, 이 경우 로드락 챔버(113)는 외부 오염물질이 공정 챔버들(111) 및 이송 챔버(112)로 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다.
로드 포트(120)에는 복수매의 웨이퍼들(10)을 수납하는 수납용기(20)가 로드된다. 로드 포트(120)는 적어도 하나가 구비되며, 일반적으로는 복수의 로드 포트(120)가 구비된다. 로드 포트(120)는 수납용기(20)가 실질적으로 안착되는 안착부(121)를 갖는다. 상세히 도시하지는 않았지만, 로드 포트(120)에는 수납용기(20)의 도어(24)를 오픈시키기 위한 오프너가 구비된다. 따라서, 수납용기(20)는 로드 포트(120)에 로드된 다음 상기 오프너에 의해 도어(24)가 오픈(open) 됨으로써, 수납되어 있는 웨이퍼들(10)이 노출된다. 로드 포트(120)는 웨이퍼 이송부(130)와 인접하여 배치된다. 즉, 로드 포트(120)에 수납용기(20)가 로드되면, 수납용기(20)의 도어(24)가 오픈되면서 웨이퍼 이송부(130)와 연결될 수 있는 구조를 갖는다. 한편, 경우에 따라서는 로드 포트(120)에 로드된 상태에서 수납용기(20)가 수평 이동(예컨대 슬라이드 이동)하여 웨이퍼 이송부(130)와 연결되는 구조를 가질 수도 있다.
로드 포트(120)는 빈 수납용기(20)를 임시 보관하기 위한 용기 버퍼부(122)를 더 포함할 수 있다. 용기 버퍼부(122)에는 빈 수납용기(20)가 보관되어 있다. 공정 진행에 따라 필요시에 용기 버퍼부(122)에 보관되어 있던 수납용기(20)가 로드 포트(120)에 로드되어 처리 완료된 웨이퍼들(10)을 수납하게 된다.
웨이퍼 이송부(130)는 로드 포트(120)와 인접하여 배치되고, 로드 포트(120)와 공정 처리부(110) 사이에서 웨이퍼(10)를 이송하는 역할을 한다. 다시 말해서, 웨이퍼 이송부(130)는 로드 포트(120)에 로드된 수납용기(20)로부터 미처리 웨이퍼(10)를 인출하여 공정 처리부(110)로 제공하고, 공정 처리부(110)에서 공정이 완료된 처리 웨이퍼(10)를 제공받아 로드 포트(120)에 로드된 수납용기(20)에 수납하는 역할을 한다. 여기서, 미처리 웨이퍼(10)의 인출과 처리 웨이퍼(10)의 수납이 이루어지는 수납용기(20)는 동일 용기일 수도 있고, 서로 다른 용기일 수도 있다. 다시 말해서, 일 방식에 따르면 첫 번째 로드 포트(120)에 로드된 수납용기(20)에서 미처리 웨이퍼(10)를 인출하여 공정 처리부(110)로 제공하고, 처리된 웨이퍼(10)를 미처리 웨이퍼(10)의 인출에 의해 발생한 빈 수납위치에 수납할 수 있다. 다른 방식에 따르면, 첫 번째 로드 포트(120)에 로드된 수납용기(20)에서 미처리 웨이퍼(10)를 인출하여 공정 처리부(110)로 제공하고, 처리된 웨이퍼(10)는 두 번째 로드 포트(120)에 로드된 비어 있는 상태의 다른 수납용기(20)에 수납하는 방식일 수 있다. 또는, 앞서 설명한 두 가지 방식을 병행하는 방식일 수 있다.
웨이퍼 이송부(130)는 이송 공간을 제공하는 이송 챔버(131)와, 이송 챔버(131)의 내부에 구비되고 실질적으로 웨이퍼(10)의 이송을 수행하는 이송 로봇(132)을 포함할 수 있다. 이송 로봇(132)은 이송 챔버(131) 내부에서 위치를 이동할 수 있게 구성되어, 각 로드 포트(120)에 로드된 수납용기(20)로부터 웨이퍼(10)를 인출/수납하기 좋은 위치로 이동하는 구조일 수 있다. 이송 로봇(132)은 한 번의 동작으로 한 매의 웨이퍼(10)를 이송하는 구조 일 수 있고, 또는 한 번의 동작으로 복수 매의 웨이퍼(10)를 이송하는 구조(예컨대, 웨이퍼(10)를 지지하는 암이 다수개인 구성)일 수 있다. 여기서, 이송 로봇(132)의 구성에 의해 본 발명이 제한되지는 않을 것이다.
웨이퍼 이송부(130)는 로드락 챔버(113)와 연결됨으로써, 공정 처리부(110)와 연결된다. 이때, 웨이퍼 이송부(130)와 로드락 챔버(113)의 연결은 게이트 밸브(111a)를 통해서 이루어진다. 따라서, 웨이퍼 이송부(130)와 로드락 챔버(113) 사이는 선택적으로 차폐될 수 있다.
여기서, 상세히 도시하지는 않았지만 공정 처리부(110) 및 웨이퍼 이송부(130)는 하나의 케이싱 내부에 배치된 구성을 가질 수 있다. 예를 들면, 별도의 케이싱(미도시)를 구비하고 상기 케이싱 내부에 공정 처리부(110) 및 웨이퍼 이송부(130)가 배치되는 구조일 수 있다. 또는, 공정 처리부(110) 및 웨이퍼 이송부(130)의 외벽들이 케이싱을 이루는 일체형 구조일 수 있다.
용기 세정부(140)는 로드 포트(120)로부터 이송 받은 빈 수납용기(20)를 세정하는 역할을 한다. 수납용기(20)는 로드 포트(120)에 로드된 상태에서 웨이퍼 이송부(130)에 의해 수납되어 있는 웨이퍼들(10)이 모두 공정 처리부(110)로 이송됨에 따라서 빈 상태가 된다. 이렇게 빈 수납용기(20)는 로드 포트(130)로부터 용기 세정부(140)로 이송되고, 용기 세정부(140) 내부에서 빈 수납용기(20)를 수용하여 빈 수납용기(20)에 대한 세정을 수행한다. 특히, 용기 세정부(140)는 공정 처리부(110) 및 웨이퍼 이송부(130)가 배치된 케이싱 내부에 함께 배치될 수 있다. 다시 말해서, 용기 세정부(140)는 공정 처리부(110) 및 웨이퍼 이송부(130)와 동일한 케이싱 내부에 배치된 일체형 구조를 가질 수 있다. 또한, 예를 들어 용기 세정부(140)는 도시된 바와 같이 웨이퍼 이송부(130)의 상부에 배치될 수 있다. 도 1에 도시된 평면도에서는 용기 세정부(140)가 웨이퍼 이송부(130)의 상부에 배치됨에 따라 서로 중첩되므로 평면도상에서 웨이퍼 이송부(130)를 나타내기 위하여 용기 세정부(140)의 일부만을 도시하였다.
용기 세정부(140)는 세정부(141, 142)를 포함할 수 있으며, 세정부(141, 142)는 세정 공간을 제공하는 세정 챔버(141) 및 세정 물질을 공급하는 세정 수단(142)을 포함한다. 구체적으로, 세정 챔버(141)는 빈 수납용기(20)를 충분히 수용할 수 있는 크기를 가지며, 빈 수납용기(20)를 대상으로 한 세정을 수행하기 위한 공간을 제공한다. 세정 수단(142)은 세정 공간 내부로 빈 수납용기(20)의 세정을 진행하기 위한 세정 물질을 공급하는 역할을 한다. 즉, 세정 수단(142)에 의해 세정 물질이 공급됨으로써 빈 수납용기(20)에 대한 실질적인 세정이 수행된다.
이하에서, 용기 세정부(140)의 실시 형태들에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 도 1에 도시된 용기 세정부의 일 예를 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 3을 참조하면, 용기 세정부(140)는 건식 세정법을 이용한 구조일 수 있다. 용기 세정부(140)는 세정 챔버(141) 및 세정 수단(142)을 포함하는 세정부를 포함한다. 구체적으로, 세정 수단(142)은 이온 가스 공급라인(142a), 이온 발생 전극(142b) 및 퍼지 가스 공급라인(142c)을 포함한다. 이온 가스 공급라인(142a)은 세정 챔버(141) 내부로 이온 발생용 가스를 공급한다. 이온 발생 전극(142b)은 세정 챔버(141) 내부에 배치되고, 이온 가스 공급라인(142a)에 의해 세정 챔버(141) 내부로 공급된 이온 발생용 가스를 이용하여 이온 가스를 발생시킨다. 이를 위해, 이온 발생 전극(142b)은 이온 발생 동작을 위하여 외부의 이온 발생 전원(142d)과 연결된다. 퍼지 가스 공급라인(142c)은 세정 챔버(141) 내부로 퍼지용 가스를 공급함으로써, 이온을 이용한 세정 공정 이후에 세정 챔버(141) 내부에 잔류하는 이온 가스를 퍼지시키는 역할을 한다.
이러한, 용기 세정부(140)의 세정 동작에 대하여 설명하면, 빈 수납용기(20)를 세정 챔버(141) 내부에 배치시킨다. 이때, 빈 수납용기(20)는 효율적인 세정을 위하여 본체(22)와 도어(24)로 분리되어 서로 소정간격 이격시킨 상태로 배치된다. 빈 수납용기(20)가 세정 챔버(141) 내부에 배치된 상태에서 이온 가스 공급라인(141a)을 통해 세정 챔버(141) 내부로 이온 발생용 가스를 공급한다. 이온 발생용 가스가 공급되면, 이온 발생 전극(142)이 외부의 이온 발생 전원(142a)의로부터 공급되는 전원에 의해 동작하여, 이온 발생용 가스로부터 이온 가스를 발생시킨다. 이렇게 발생된 이온 가스에 의해 빈 수납용기(20)가 세정된다. 이온 가스에 의한 빈 수납용기(20)의 세정이 진행되고 나면, 퍼지 가스 공급라인(142c)을 통해 세정 챔버(141) 내부로 퍼지용 가스를 공급함으로써, 세정 챔버(141) 내부의 이온 가스를 세정 챔버(141) 외부로 배출시킨다. 퍼지 가스를 통해 세정 챔버(141) 내부에 잔류하는 이온 가스를 모두 배출시키면, 빈 수납용기(20)의 본체(22)와 도어(24)를 조립하여 재사용하기 위한 위치로 이송한다.
용기 세정부(140)에서 이온 가스를 이용한 빈 수납용기(20)의 세정 과정에서는 세정 챔버(141) 내부에 진공이 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 세정 챔버(141)에는 세정 챔버(141) 내부에 진공을 형성하거나, 세정 챔버(141) 내부의 잔류 가스 예컨대 이온 가스 또는 퍼지 가스를 완전히 배출시키기 위한 진공 펌프(141a)가 연결될 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 용기 세정부의 다른 예를 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 4를 참조하면, 용기 세정부(150)는 습식 세정법을 이용한 구조를 가질 수 있다. 용기 세정부(150)는 크게 세정부(150a), 건조부(150b) 및 퍼지부(150c)를 포함할 수 있다.
세정부(150a)는 빈 수납용기(20)를 대상으로 세정을 수행하기 위한 세정 공간을 제공하는 세정 챔버(151) 및 빈 수납용기(20)의 세정을 위한 세정 수단(152)으로써 세정 노즐(152a) 및 세정액 공급부(152b)를 포함한다. 세정 노즐(152a)은 빈 수납용기(20)를 향해서 세정액을 직접 분사하는 역할을 한다. 세정액 공급부(152b)는 세정 노즐(152a)과 연결되고, 세정 노즐(152a)에서 세정액의 분사가 가능하도록 세정액을 공급한다. 앞서의 경우에서 설명한 바 있듯이, 빈 수납용기(20)의 효율적인 세정을 위하여 본체(22)와 도어(24)로 분리하여 서로 소정간격 이격시킨 상태로 배치하여 세정을 진행하는 것이 바람직하다. 이 경우, 세정 노즐(152a)은 본체(22) 및 도어(24)를 향해 각각 세정액을 분사하는 구조를 갖는 것이 바람직하다. 세정액 공급부(152b)를 통해 공급되는 세정액의 예로는 나노 워터(Nano Water), 마이크로 버블(Micro Bubble), 스팀(steam)을 포함할 수 있다. 아울러, 세정 챔버(151)는 세정 노즐(152a)과 세정액 공급부(152b)로 이루어진 세정 수단(152)에 의해 빈 수납용기(20)로 공급된 세정액을 세정 챔버(151) 외부로 배출하기 위하여, 세정액 배출구(151a)를 구비한다.
건조부(150b)는 세정부(150a)에서 세정액을 이용해 습식 세정된 빈 수납용기20)를 이송 받아, 건조 공정을 진행하다. 건조부(150b)는 빈 수납용기(20)에 대한 건조 공정을 수행하기 위한 건조 공간을 제공하는 건조 챔버(153) 및 건조 수단(154)을 포함하며, 건조 수단(154)은 건조 노즐(154a) 및 건조 에어 공급부(154b)를 포함한다. 건조 노즐(154a)은 빈 수납용기(20)를 향해서 건조용 에어를 분사하는 역할을 한다. 건조 에어 공급부(154b)는 건조 노즐(154a)과 연결되고, 건조 노즐(154a)에서 건조용 에어의 분사가 가능하도록 건조용 에어를 공급한다. 빈 수납용기(20)는 효율적인 건조를 위하여 건조 챔버(153) 내에서 본체(22)와 도어(24)로 분리된 상태로 건조가 수행된다. 건조 챔버(153)는 건조 챔버(153) 내부에 잔류하는 건조용 에어를 외부로 배출하기 위하여 에어 배출구(153a)가 구비될 수 있다.
퍼지부(150c)는 건조부(150b)에서 건조용 에어를 이용해 건조된 빈 수납용기(20)를 이송 받아, 퍼지 공정을 진행하다. 퍼지부(150c)는 빈 수납용기(20)에 대한 퍼지 공정을 수행하기 위한 퍼지 공간을 제공하는 퍼지 챔버(155) 및 퍼지 수단(156)으로써 퍼지 가스 공급라인을 포함한다. 상기 퍼지 가스 공급라인은 퍼지 챔버(155) 내부로 퍼지용 가스를 공급함으로써, 빈 수납용기(20)에 대한 퍼지 공정을 진행한다. 퍼지 챔버(155)에는 진공을 형성하거나 퍼지용 가스를 외부로 배출하기 위한 진공 펌프(157)가 연결된다. 빈 수납용기(20)는 효율적인 퍼지를 위하여 퍼지 챔버(155) 내부에서 본체(22)와 도어(24)로 분리되어 취급되며, 최종적으로 반출되기 전 결합하여 반출된다.
한편, 세정부(150a), 건조부(150b) 및 퍼지부(150c)는 연계하여 동작이 가능하도록 서로 연결된 구조를 가질 수 있다. 구체적으로, 세정 챔버(151)와 건조 챔버(153) 사이 및 건조 챔버(153)와 퍼지 챔버(155) 사이는 각각 용기 이송용 게이트 밸브(158)를 통해 연결된다. 또한, 퍼지 챔버(155)는 세정 공정이 모두 완료된 수납용기(20)를 반출하기 위한 반출용 게이트 밸브(159)가 연결된다. 따라서, 게이트 밸브(158)를 통해서 세정부(150a), 건조부(150b) 및 퍼지부(150c) 사이에서는 빈 수납용기(20)의 이송이 이루어지며, 개별적인 공정 진행시에는 서로 차폐된다. 또한, 퍼지부(150c)는 게이트 밸브(159)를 통해 외부와 연결되고 차폐된다.
이러한, 용기 세정부(150)의 세정 동작에 대하여 간략하게 설명하면, 빈 수납용기(20)는 세정부(150a)에서 세정액에 의해 습식 세정되고, 건조부(150b)로 이송되어 건조용 에어를 이용한 건조 공정을 거치며, 최종적으로 퍼지부(150c)로 이송되어 퍼지 공정을 거쳐 세정이 완료된다.
상세히 도시하지는 않았지만, 세정부(150a), 건조부(150b) 및 퍼지부(150c) 사이에는 빈 수납용기(20)를 이송하기 위한 이송 부재(예컨대 이송 로봇 등)가 구비될 수 있다.
이와 같이, 수납용기(20)의 세정을 위한 용기 세정부(140)가 설비 내부에 일체형으로 구성됨으로써, 수납용기(20)의 세정이 용이해진다. 또한, 수납용기(20)의 세정을 위하여 멀리 수납용기(20)를 이송하지 않아도 되므로 수납용기(20)의 세정에 소요되는 시간을 줄일 수 있다. 따라서, 수납용기(20)를 항상 청정한 상태로 유지하는 것이 가능하며, 이로써 수납용기(20)의 오염에 의한 수율 저하를 개선할 수 있다.
반도체 제조 설비(100)의 동작에 대하여 간략하게 설명한다.
미처리 웨이퍼(10)들이 수납되어 있는 수납용기(20)가 로드 포트(120)에 로드되고, 수납용기(20)의 도어(24)가 오픈되어 웨이퍼 이송부(130)와 연결된다. 웨이퍼 이송부(130)의 이송 로봇(132)은 수납용기(20)에 수납되어 있는 웨이퍼들(10)을 반출하여 공정 처리부(110)로 이송한다. 공정 처리부(110)에서는 웨이퍼 이송부(130)에 의해 공급되어진 미처리 웨이퍼(10)들에 대하여 소정의 공정을 수행한다. 웨이퍼 이송부(130)에 의해 수납용기(20)에 수납되어 있는 미처리 웨이퍼들(10)이 모두 이송되어 빈 상태가 된다. 이렇게 빈 수납용기(20)에 대하여 세정을 수행하지 않을 땐, 웨이퍼 이송부(130)에 공정 처리부(110)에서 공정이 수행된 웨이퍼들(10)이 이송되어 수납된다. 이와 달리, 빈 수납용기(20)에 대하여 세정을 수행할 땐, 빈 수납용기(20)는 용기 세정부(140)로 이송된다. 이러한, 빈 수납용기(20)의 이송은 별도로 구성되는 이송 유닛(미도시)에 의해 이루어질 수 있고, 또는 사용자에 의해 이송할 수 있다. 용기 세정부(140)로 이송된 빈 수납용기(20)는 앞서 설명한 용기 세정부(140)의 방법에 따라 세정된다. 세정을 마친 빈 수납용기(20)는 로드 포트(120)에 로드되어 공정 처리된 웨이퍼들(10)이 수납되거나, 용기 버퍼부(122)에 보관되었다 필요에 따라 추후에 로드 포트(120)에 로드되어 웨이퍼들(10)의 수납이 이루어진다.
이처럼, 수납용기(20)의 세정이 설비 내부에 일체형으로 구비되는 용기 세정부(140)에 의해 간편하게 이루어지므로, 용기 세정에 소요되는 시간을 줄일 수 있으며 수납용기(20)의 청결 유지에 소요되는 관리비용을 절감할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 제조 설비를 나타내는 개략적인 측면도이다.
다른 실시예에 따른 반도체 제조 설비는 용기 세정부의 배치 관계를 제외하고는 도 1 내지 도 4에서 설명한 반도체 제조 설비(100)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 그 중복되는 설명은 생략하고 차이점 위주로 간략하게 설명하기로 한다.
도 5를 참조하면, 반도체 제조 설비(200)는 공정 처리부(210), 로드 포트(220), 웨이퍼 이송부(230) 및 용기 세정부(240)를 포함한다.
공정 처리부(210)는 웨이퍼(10)를 대상으로 소정의 공정을 수행하는 적어도 하나의 공정 챔버(미도시)를 포함하고, 웨이퍼(10)의 공급을 위해 이송 챔버(미도시) 및 로드락 챔버(213)를 포함한다.
로드 포트(220)에는 복수매의 웨이퍼들(10)을 수납하는 수납용기(20)가 로드된다. 로드 포트(220)는 수납용기(20)가 실질적으로 로드되는 안착부(221)를 포함하고, 빈 수납용기(20)가 임시 저장되는 용기 버퍼부(222)를 더 포함할 수 있다.
웨이퍼 이송부(230)는 로드 포트(220)와 공정 처리부(210) 사이에서 웨이퍼(10)를 이송하는 역할을 한다. 웨이퍼 이송부(230)는 로드 포트(220)와 인접하게 배치되어, 로드 포트(220)에 수납용기(20)가 로드되면 도어(24)가 오픈된 상태로 연결될 수 있는 구조를 갖는다.
용기 세정부(240)는 로드 포트(220)로부터 웨이퍼들(10)이 모두 이송되어 빈 수납용기(20)를 이송 받고, 빈 수납용기(20)에 대한 세정을 수행한다. 특히, 용기 세정부(240)는 개별적인 케이싱 구조를 가질 수 있다. 구체적으로, 공정 처리부(210) 및 웨이퍼 이송부(230)는 동일 케이싱 내부에 배치되는 구조를 가지며, 이러한 케이싱의 외벽에 용기 세정부(240)가 부착되는 구조를 갖는다.
이처럼, 공정 처리부(210) 및 웨이퍼 이송부(230)가 하나의 케이싱 구조를 이루고 용기 세정부(240)가 서로 별도의 케이싱 구조를 가지면서, 두 케이싱이 서로 부착된 구조를 가짐으로써 보다 안정적으로 분리된 공간을 확보할 수 있다. 예컨대, 빈 수납용기(20)의 세정 과정에서 발생할 수 있는 흄 등의 오염물질이 웨이퍼(10)의 이송 영역 또는 공정 영역으로 유입될 수 있는 가능성이 없다. 따라서, 웨이퍼(10)의 오염 방지에 보다 유리할 수 있다.
용기 세정부(240)는 빈 수납용기(20)에 대한 세정 공간을 제공하는 세정 챔버(141) 및 세정 물질을 공급하기 위한 세정 수단(242)을 포함한다.
용기 세정부(240)의 구성은 앞서 도 3을 참조하여 설명한 용기 세정부(140) 및 도 4를 참조하여 설명한 용기 세정부(150)의 예들과 실질적으로 유사한 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 반도체 제조 설비는 수납용기를 이용하는 제조 설비에서 두루 사용될 수 있으며, 수납용기를 이용한 제조 설비에서 수납용기를 항상 청정한 상태로 유지함으로써 반도체 소자의 수율을 향상시키기 위하여 바람직하게 사용될 수 있다.
또한, 종래 수납용기를 세정하기 위하여 멀리까지 이동함으로써 소요되는 시간을 절약할 수 있으므로, 수납용기를 사용하는 모든 제조 설비에서 수납용기의 세정에 소요되는 시간을 절감하여 생산성을 향상시키기 위하여 사용될 수 있다.
100, 200: 반도체 제조 설비 110, 120: 공정 처리부
111: 공정 챔버 112: 이송 챔버
112a: 이송 로봇 113, 213: 로드락 챔버
113a: 로딩 챔버 113b: 언로딩 챔버
120, 220: 로드 포트 121, 221: 안착부
122, 222: 용기 버퍼부 130, 230: 웨이퍼 이송부
131, 231: 이송 챔버 132, 232: 이송 로봇
140, 150, 240: 용기 세정부 141, 151, 241: 세정 챔버
142, 152, 242: 세정 수단 141a: 진공 펌프
142a: 이온 가스 공급라인 142b: 이온 발생 전극
142c: 퍼지 가승 공급라인 142d: 이온 발생 전원
150a: 세정부 150b: 건조부
150c: 퍼지부 151a: 세정액 배출구
152a: 세정 노즐 152b: 세정액 공급부
153: 건조 챔버 153a: 에어 배출구
154: 건조 수단 154a: 건조 노즐
154b: 건조 에어 공급부 155: 퍼지 챔버
156: 퍼지 수단 157: 진공 펌프
158, 159: 게이트 밸브 10: 웨이퍼
20: 수납용기 22: 본체
24: 도어

Claims (12)

  1. 웨이퍼를 대상으로 소정의 공정을 수행하기 위한 적어도 하나의 공정 챔버를 포함하는 공정 처리부;
    상기 웨이퍼를 복수매 수납하는 수납용기가 로드되는 적어도 하나의 로드 포트;
    상기 로드 포트와 인접하여 배치되고, 상기 로드 포트와 상기 공정 처리부 사이에서 상기 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 이송부; 및
    상기 웨이퍼 이송부에 의해 수납되어 있는 상기 웨이퍼들이 상기 공정 처리부로 이송되어 빈 수납용기를 상기 로드 포트로부터 이송 받고 상기 빈 수납용기의 세정을 수행하기 위한 세정 공간을 제공하는 세정 챔버 및 상기 빈 수납용기를 세정하기 위한 세정 물질을 공급하는 세정 수단을 포함하는 용기 세정부를 포함하되,
    상기 용기 세정부의 세정 수단은 상기 세정 챔버 내부로 이온 발생용 가스를 공급하는 이온 가스 공급라인과, 상기 세정 챔버의 내부에 배치되어 외부의 전원 공급원에 연결되며, 상기 이온 발생용 가스를 이용하여 이온 가스를 발생시키기 위한 이온 발생 전극 및 상기 세정 챔버 내부로 퍼지(purge)용 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 용기 세정부는 상기 세정 챔버와 연결되고, 상기 세정 챔버 내부에 진공을 형성하거나 상기 세정 챔버 내부의 가스를 배출하기 위한 진공 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
  5. 삭제
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  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서, 상기 용기 세정부는 상기 공정 처리부 및 상기 웨이퍼 이송부와 동일 케이싱 내부에 배치된 일체형 구조인 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
  12. 제1항에 있어서, 상기 용기 세정부는 상기 공정 처리부 및 상기 웨이퍼 이송부가 그 내부에 배치되는 케이싱 외벽에 부착되는 구조인 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
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