KR101553709B1 - 반도체 소자 제조용 로드락 챔버와 이를 이용한 반도체 소자의 제조장치 - Google Patents

반도체 소자 제조용 로드락 챔버와 이를 이용한 반도체 소자의 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 로드락 챔버에 수납되는 웨이퍼의 미끄럼을 최소화함과 아울러 웨이퍼의 파손을 방지할 수 있도록 한 반도체 소자의 제조용 로드락 챔버와 이를 이용한 반도체 소자의 제조장치에 관한 것으로, 반도체 소자 제조용 로드락 챔버는 웨이퍼를 임시 보관하는 웨이퍼 수납장치를 포함하는 반도체 소자 제조용 로드락 챔버에 있어서, 상기 웨이퍼 수납장치는 복수의 웨이퍼를 수납하기 위한 수납 프레임; 상기 각 웨이퍼를 지지하도록 상기 수납 프레임의 측벽에 금속재질로 형성된 복수의 웨이퍼 지지대; 및 상기 복수의 웨이퍼 지지대 각각에 마련되어 상기 웨이퍼 지지대와 상기 웨이퍼간의 온도 차이에 의한 상기 웨이퍼의 미끄럼을 방지하는 웨이퍼 미끄럼 방지수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
로드락 챔버, 웨이퍼, 미끄럼, 온도차, 지지대

Description

반도체 소자 제조용 로드락 챔버와 이를 이용한 반도체 소자의 제조장치{LOADROCK CHAMBER FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE AND APPARATUS FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 반도체 제조장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 로드락 챔버에 수납되는 웨이퍼의 미끄럼을 최소화함과 아울러 웨이퍼의 파손을 방지할 수 있도록 한 반도체 소자의 제조용 로드락 챔버와 이를 이용한 반도체 소자의 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자의 제조 공정은 크게 증착 공정, 사진 공정, 식각 공정 및 이온 주입 공정 등으로 구분되며, 이들 공정들을 반복적으로 수행하여 웨이퍼 상에 복수의 반도체 소자들을 형성한다.
반도체 소자의 제조 공정 중에서 웨이퍼 상에 박막을 증착시키는 증착 공정은 주로 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition)법에 의해 이루어진다. 화학기상증착법은 가스 상태의 화학적 소스(Chemical source)를 확산로 내에 공급하고 웨이퍼 표면에 확산을 일으켜 웨이퍼 표면에 유전체막, 도전막 및 반도전막 등과 같은 박막을 생성한다. 이와 같은, 반도체 소자의 제조 공정에서는 웨이퍼는 밀폐형 용기인 웨이퍼 수납용기(Front Open Unified Pod: FOUP)에 보관되어 제조 장비들 간에 이동하게 된다.
일반적으로, 반도체 소자의 제조장치는 반도체 제조 공정을 수행하기 위한 공정 챔버와 공정 챔버에 투입될 웨이퍼 또는 공정 챔버에서 반도체 제조 공정이 완료된 웨이퍼를 웨이퍼 수납용기로 이송하기 위해 일시적으로 보관하는 로드락 챔버를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 반도체 제조 공정 중에는 고온, 고진공 내에서 이루어지는 공정이 많기 때문에 공정 챔버에서 반도체 제조 공정이 완료된 웨이퍼는 고온으로 가열된 상태로 로드락 챔버로 이송된다.
로드락 챔버는 적어도 하나의 웨이퍼를 수납하기 위한 웨이퍼 수납장치를 포함하여 구성된다.
웨이퍼 수납장치는 웨이퍼 이송 암에 의해 이송되는 웨이퍼의 에지부를 지지하기 위한 복수의 웨이퍼 지지대를 포함한다. 이때, 복수의 웨이퍼 지지대 각각은 금속 재질, 즉 스테인레스 재질로 형성된다.
상술한 종래의 웨이퍼 수납장치에서는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 열전도도가 높고 마찰계수가 높은 금속재질의 웨이퍼 지지대와 고온으로 가열된 웨이퍼간의 온도 차이로 인하여 웨이퍼 지지대에 접촉되는 웨이퍼 접촉부에서 열팽창이 발생하기 때문에 웨이퍼가 미끄러지거나 파손된다는 문제점이 있다.
둘째, 웨이퍼 이송 암이 웨이퍼 지지대에서 미끄러진 웨이퍼를 다른 공정 챔 버로 이송할 경우 이송 중에 웨이퍼가 웨이퍼 수납장치의 벽과 접촉하여 파손될 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 로드락 챔버에 수납되는 웨이퍼의 미끄럼을 최소화함과 아울러 웨이퍼의 파손을 방지할 수 있도록 한 반도체 소자의 제조용 로드락 챔버와 이를 이용한 반도체 소자의 제조장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 로드락 챔버에 수납되는 웨이퍼의 위치를 얼라인함과 아울러 미끄럼을 최소화할 수 있도록 한 반도체 소자의 제조용 로드락 챔버와 이를 이용한 반도체 소자의 제조장치를 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 로드락 챔버는 웨이퍼를 임시 보관하는 웨이퍼 수납장치를 포함하는 반도체 소자 제조용 로드락 챔버에 있어서, 상기 웨이퍼 수납장치는 복수의 웨이퍼를 수납하기 위한 수납 프레임; 상기 각 웨이퍼를 지지하도록 상기 수납 프레임의 측벽에 금속재질로 형성된 복수의 웨이퍼 지지대; 및 상기 복수의 웨이퍼 지지대 각각에 마련되어 상기 웨이퍼 지지대와 상기 웨이퍼간의 온도 차이에 의한 상기 웨이퍼의 미끄럼을 방지하는 웨이퍼 미끄럼 방지수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 웨이퍼 지지대 각각은 상기 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 안착부; 및 상기 웨이퍼 안착부로부터 단차진 단턱부를 포함하며, 상기 단턱부의 높이는 상기 웨이퍼 두께의 절반 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 웨이퍼 미끄럼 방지수단은 8×10-6/℃ 이하의 열팽창계수를 가지는 재질로 이루어져 상기 웨이퍼 안착부의 상면에 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 웨이퍼 지지대 각각은 상기 웨이퍼 안착부에 형성된 요철부를 포함하며, 상기 웨이퍼 미끄럼 방지수단은 요철부 상에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 8×10-6/℃ 이하의 열팽창계수를 가지는 재질은 산화 알루미늄(Al2O3), 질화 알루미늄(AlN), 산화이트륨(Y2O3), 쿼츠(Quartz), 실리콘(Si), 실리콘카바이드(SiC), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 및 몰리브덴(Mo) 중 어느 하나의 재질인 것을 특징으로 한다.
상기 웨이퍼 미끄럼 방지수단은 상기 웨이퍼 안착부에 설치된 적어도 하나의 내열성 탄성체인 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 내열성 탄성체는 고무, 테프론 및 실리콘 중 어느 하나의 재질로 이루어진 오-링(O-Ring) 또는 패드인 것을 특징으로 한다. 또한 상기 내열성 탄성체는 캡(Cap) 형태를 가지도록 고무, 테프론 및 실리콘 중 어느 하나의 재질로 이루어져 상기 웨이퍼 안착부가 삽입되는 것을 특징으로 한다.
상기 웨이퍼 미끄럼 방지수단은 상기 웨이퍼 안착부에 형성되어 진공 흡착력에 의해 상기 웨이퍼를 흡착하는 적어도 하나의 진공 흡착 패드인 것을 특징으로 한다.
상기 웨이퍼 미끄럼 방지수단은 상기 복수의 웨이퍼 지지대 각각에 설치된 에어 실린더; 및 상기 에어 실린더의 구동에 따라 상기 웨이퍼 안착부에 안착된 상기 웨이퍼를 이동시켜 상기 웨이퍼의 위치를 얼라인함과 동시에 고정하는 그리퍼를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 로드락 챔버는 웨이퍼를 임시 보관하는 웨이퍼 수납장치를 포함하는 반도체 소자 제조용 로드락 챔버에 있어서, 상기 웨이퍼 수납장치는 복수의 웨이퍼를 수납하기 위한 수납 프레임; 상기 각 웨이퍼를 지지하도록 상기 수납 프레임의 측벽에 설치된 복수의 웨이퍼 지지대를 포함하며, 상기 복수의 웨이퍼 지지대 각각은 8×10-6/℃ 이하의 열팽창계수를 가지는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 지지대 각각은 상기 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 안착부; 및 상기 웨이퍼 안착부로부터 단차진 단턱부를 포함하며, 상기 단턱부의 높이는 상기 웨이퍼 두께의 절반 이상인 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 웨이퍼 미끄럼 방지수단을 통해 웨이퍼 안착부로 전달되는 웨이퍼의 열을 빠르게 분산시킴으로써 웨이퍼의 열팽창을 최소화하여 웨이퍼의 미끄럼을 최소화함과 아울러 방지할 수 있다는 효과가 있다.
둘째, 에어 실린더를 포함하는 웨이퍼 미끄럼 방지수단을 통해 웨이퍼의 위치를 얼라인함으로써 웨이퍼 이송 암의 티칭(Teaching) 불량을 방지함과 아울러 웨 이퍼 이송시 웨이퍼가 웨이퍼 수납장치의 벽과 접촉되는 것을 방지할 수 있다는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조장치는 공정 챔버(100); 트랜스퍼 챔버(110); 제 1 및 제 2 로드락 챔버(120, 130); 진공 장치(140); 및 제어부(150)를 포함하여 구성된다.
공정 챔버(100)는 트랜스퍼 챔버(110)에 인접하도록 설치되어 트랜스퍼 챔버(110)로부터 로딩되는 웨이퍼(W)에 대한 반도체 제조 공정을 수행한다. 이때, 공정 챔버(110)는 고온, 고진공 분위기에서 웨이퍼 상에 반도체 제조 공정을 수행할 수 있다. 여기서, 웨이퍼(W)는 해당 반도체 제조 공정을 위해 일정 온도 이상으로 가열되거나, 해당 반도체 제조 공정에 의해 일정 온도 이상으로 가열될 수 있다.
트랜스퍼 챔버(110)는 웨이퍼 이송 암(114)을 가지는 트랜스퍼 로봇(112)을 이용하여 로드락 챔버(120, 130)에 수납된 웨이퍼(W)를 공정 챔버(100)로 이송하거나, 공정 챔버(100)에서 반도체 제조 공정이 완료된 웨이퍼(W)를 로드락 챔버(120, 130)로 이송한다.
제 1 및 제 2 로드락 챔버(120, 130)는 공정 챔버(100)에 투입될 웨이퍼(W) 또는 공정 챔버(100)에서 해당 반도체 제조 공정이 완료된 웨이퍼(W)를 일시적으로 보관한다. 예를 들어, 제 1 로드락 챔버(120)는 공정 챔버(100)에 투입될 웨이퍼(W)를 일시적으로 보관할 수 있고, 제 2 로드락 챔버(130)는 공정 챔버(100)에서 해당 반도체 제조 공정이 완료된 웨이퍼(W)를 일시적으로 보관할 수 있다. 이를 위해, 제 1 및 제 2 로드락 챔버(120, 130) 각각은 웨이퍼 수납장치(200)를 포함하여 구성된다. 이러한, 웨이퍼 수납장치(200)에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
한편, 제 1 및 제 2 로드락 챔버(120, 130) 각각은 입력 포트를 통해 트랜스퍼 챔버(110)에 선택적으로 연통됨과 아울러 출력 포트를 통해 외부로의 웨이퍼 이송장치(미도시)에 연통된다. 여기서, 웨이퍼 이송장치는 제 1 및 제 2 로드락 챔버(120, 130)에서 수납된 웨이퍼(W)를 인출하여 밀폐형 용기인 웨이퍼 수납용기(Front Open Unified Pod: FOUP)에 보관하여 다른 반도체 제조장치로 이송하거나, 웨이퍼 수납용기에 보관된 웨이퍼(W)를 제 1 및 제 2 로드락 챔버(120, 130)로 이송하는 역할을 한다.
진공 장치(140)는 제어부(150)의 제어에 따라 공정 챔버(100); 트랜스퍼 챔버(110); 제 1 및 제 2 로드락 챔버(120, 130) 각각의 내부에 진공 분위기를 형성한다.
제어부(150)는 웨이퍼(W)의 반도체 제조 공정의 진행상태에 따라 반도체 소자의 제조장치의 전반적인 동작을 제어한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 로드락 챔버의 웨이퍼 수납장치를 설명하 기 위한 도면이다.
도 2을 도 1과 결부하면, 본 발명의 실시 예에 따른 웨이퍼 수납장치(200)는 수납 프레임(210); 및 복수의 웨이퍼 지지대(220)를 포함하여 구성된다.
수납 프레임(210)은 트랜스퍼 챔버(110)에 설치된 트랜스퍼 로봇(112)의 웨이퍼 이송 암(114)이 출입할 수 있도록 일측이 개구된 형태의 구조물로써, 적어도 하나의 웨이퍼(W)를 수납한다.
본 발명의 제 1 실시 예에 따른 복수의 웨이퍼 지지대(220)는 수납 프레임(210)의 측벽으로부터 돌출되도록 설치되어 트랜스퍼 로봇(112)의 웨이퍼 이송 암(114)에 의해 이송되어 수납되는 웨이퍼(W)의 배면 에지부를 지지한다.
이를 위해, 복수의 웨이퍼 지지대(220) 각각은, 도 3에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 안착부(222); 및 단턱부(224)를 포함하여 구성된다.
웨이퍼 안착부(222)는 복수의 웨이퍼 지지대(220)의 끝단에 형성되어 수납되는 웨이퍼(W)의 배면 에지부를 지지한다.
단턱부(224)는 이송되는 웨이퍼(W)의 측면에 마주보도록 웨이퍼 안착부(220)의 일측과 수납 프레임(210)의 측벽 사이에 소정 높이로 돌출됨으로써 웨이퍼 안착부(222)와 소정의 높이를 가지도록 단차진다. 이때, 단턱부(224)는 웨이퍼(W) 두께의 절반 이상의 높이(H)를 가지도록 돌출된다. 또한, 단턱부(224)의 단턱면(226)은 웨이퍼(W)의 곡률과 동일한 곡면을 가지도록 형성될 수 있다.
이와 같은, 복수의 웨이퍼 지지대(220)는 8×10-6/℃ 이하의 열팽창계수를 가지는 재질로 이루어진다. 여기서, 8×10-6/℃ 이하의 열팽창계수를 가지는 재질은 산화 알루미늄(Al2O3), 질화 알루미늄(AlN), 산화이트륨(Y2O3), 쿼츠(Quartz), 실리콘(Si), 실리콘카바이드(SiC), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 및 몰리브덴(Mo) 중 어느 하나가 될 수 있다.
한편, 복수의 웨이퍼 지지대(220)에 지지되는 웨이퍼(W)는 공정 챔버(100)에서 고온으로 가열된 상태이기 때문에 웨이퍼 지지대(220)와 웨이퍼(W)간의 온도 차이로 인하여 웨이퍼 안착부(222)에 접촉되는 웨이퍼(W)의 접촉부에서 열팽창이 발생하여 웨이퍼(W)가 미끄러지는 현상이 발생하게 된다. 이에 따라, 본 발명의 웨이퍼 지지대(220) 각각이 8×10-6/℃ 이하의 열팽창계수를 가지기 때문에 웨이퍼 안착부(222)로 전달되는 웨이퍼(W)의 열을 빠르게 분산시킴으로써 웨이퍼(W)의 열팽창을 최소화하여 웨이퍼(W)의 미끄럼을 최소화함과 아울러 방지할 수 있다.
또한, 웨이퍼(W)의 미끄럼이 발생될 경우, 웨이퍼(W)가 복수의 웨이퍼 지지대(220) 중 어느 하나의 상부 표면으로 올라타는 현상이 발생하여 웨이퍼(W)가 하방으로 추락하여 파손되는 경우가 발생될 수 있다. 그러나, 본 발명의 웨이퍼 지지대(220) 각각의 단턱부(224)가 웨이퍼(W) 두께의 절반 이상의 높이(H)를 가지도록 웨이퍼 안착부(222)로부터 단턱짐으로써 웨이퍼(W)의 미끄럼이 발생되더라도 웨이퍼(W)가 웨이퍼 지지대(220)의 상부 표면으로 올라타는 현상을 방지하여 웨이퍼(W)가 추락하여 파손되는 것을 원척적으로 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 웨이퍼 수납장치에 있어서, 제 2 실시 예 에 따른 웨이퍼 지지대를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 도 2와 결부하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 복수의 웨이퍼 지지대(320)는 웨이퍼 안착부(322); 단턱부(324); 및 웨이퍼 미끄럼 방지수단(328)을 포함하여 구성된다.
웨이퍼 안착부(322)는 복수의 웨이퍼 지지대(320)의 끝단에 형성되어 수납되는 웨이퍼(W)의 배면 에지부가 안착된다.
단턱부(324)는 이송되는 웨이퍼(W)의 측면에 마주보도록 웨이퍼 안착부(320)의 일측과 수납 프레임(210)의 측벽 사이에 소정 높이로 돌출됨으로써 웨이퍼 안착부(322)로부터 소정의 높이로 단차지도록 돌출된다. 이때, 단턱부(324)는 웨이퍼(W) 두께의 절반 이상의 높이(H)를 가지도록 돌출된다. 또한, 단턱부(324)의 단턱면(326)은 웨이퍼(W)의 곡률과 동일한 곡면을 가지도록 형성될 수 있다.
이러한, 웨이퍼 안착부(322)와 단턱부(324)는 수납 프레임(210)과 열팽창계수가 동일한 금속재질로 이루어진다.
웨이퍼 미끄럼 방지수단(328)은 웨이퍼 안착부(322)에 형성되는 것으로, 8×10-6/℃ 이하의 열팽창계수를 가지는 산화 알루미늄(Al2O3), 질화 알루미늄(AlN), 산화이트륨(Y2O3), 쿼츠(Quartz), 실리콘(Si), 실리콘카바이드(SiC), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 및 몰리브덴(Mo) 중 어느 하나의 재질로 이루어진다.
한편, 웨이퍼 안착부(322)의 표면에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 요철면(323)이 형성될 수 있다. 이러한, 요철면(323)은 웨이퍼 안착부(322)와 웨이 퍼(W)간의 접촉면을 감소시킴으로써 웨이퍼 안착부(322)와 웨이퍼(W)간의 접촉부에서의 열팽창을 최소화하여 웨이퍼(W)의 미끄럼을 최소화함과 아울러 방지하게 된다.
상술한, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 복수의 웨이퍼 지지대(320)은 웨이퍼 미끄럼 방지수단(328)을 통해 웨이퍼 안착부(222)로 전달되는 웨이퍼(W)의 열을 빠르게 분산시킴으로써 웨이퍼(W)의 열팽창을 최소화하여 웨이퍼(W)의 미끄럼을 최소화함과 아울러 방지하게 된다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 웨이퍼 수납장치에 있어서, 제 3 실시 예에 따른 웨이퍼 지지대를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 도 2와 결부하면, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 복수의 웨이퍼 지지대(320)는 웨이퍼 안착부(322); 단턱부(324); 및 웨이퍼 미끄럼 방지수단(328)을 포함하여 구성된다.
웨이퍼 안착부(322)와 단턱부(324)는 상술한 제 2 실시 예에 따른 복수의 웨이퍼 지지대(320)와 실질적으로 동일하게 구성되므로 이들에 대한 설명은 상술한 설명으로 대신하기로 한다.
웨이퍼 미끄럼 방지수단(328)은 오-링(O-Ring) 또는 패드 형태를 가지는 내열성 탄성체로써 웨이퍼 안착부(322)에 복수로 설치된다. 여기서, 내열성 탄성체는 내열고무, 테프론, 및 실리콘 중 어느 하나의 재질일 수 있다.
한편, 웨이퍼 미끄럼 방지수단(328)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 상술한 캡(Cap) 형태를 가지는 내열성 탄성체로써 웨이퍼 지지대(320)를 감싸도록 형성될 수 있다. 즉, 웨이퍼 지지대(320)는 웨이퍼 미끄럼 방지수단(328)에 삽입된다. 그리고, 웨이퍼(W)가 접촉되는 웨이퍼 미끄럼 방지수단(328)의 웨이퍼 접촉면에는 적어도 하나의 돌기(329)가 형성될 수 있다.
상술한, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 복수의 웨이퍼 지지대(320)은 웨이퍼 미끄럼 방지수단(328)을 통해 웨이퍼 안착부(222)로 전달되는 웨이퍼(W)의 열을 빠르게 분산시킴과 아울러 웨이퍼 안착부(322)와 웨이퍼(W)간의 접촉면을 감소시킴으로써 웨이퍼 안착부(322)와 웨이퍼(W)간의 접촉부에서의 열팽창을 최소화하여 웨이퍼(W)의 미끄럼을 최소화함과 아울러 방지하게 된다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 웨이퍼 수납장치에 있어서, 제 4 실시 예에 따른 웨이퍼 지지대를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 도 1과 결부하면, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 복수의 웨이퍼 지지대(320)는 웨이퍼 안착부(322); 단턱부(324); 및 웨이퍼 미끄럼 방지수단(328)을 포함하여 구성된다.
웨이퍼 안착부(322)와 단턱부(324)는 상술한 제 2 실시 예에 따른 복수의 웨이퍼 지지대(320)와 실질적으로 동일하게 구성되므로 이들에 대한 설명은 상술한 설명으로 대신하기로 한다.
웨이퍼 미끄럼 방지수단(328)은 진공 흡착 패드로써 안착되는 웨이퍼(W)의 배면을 진공 흡착하기 위해 웨이퍼 안착부(322)에 복수로 형성된다. 이러한, 진공 흡착 패드는 웨이퍼 안착부(322) 및 수납 프레임(210) 각각의 내부에 형성된 에어 라인(329)을 통해 공급되는 진공 흡입력에 의해 웨이퍼(W)를 진공 흡착함으로써 웨이퍼(W)의 유동을 방지한다. 이를 위해, 에어 라인(329)은 도 1에 도시된 진공장치(140)에 접속된다.
상술한, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 복수의 웨이퍼 지지대(320)은 웨이퍼 미끄럼 방지수단(328)을 이용하여 웨이퍼 안착부(222)에 웨이퍼(W)를 진공 흡착함으로써 웨이퍼(W)의 미끄럼을 방지할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 웨이퍼 수납장치에 있어서, 제 5 실시 예에 따른 웨이퍼 지지대를 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 도 1과 결부하면, 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 복수의 웨이퍼 지지대(320)는 웨이퍼 안착부(322); 단턱부(324); 및 웨이퍼 미끄럼 방지수단(328)을 포함하여 구성된다.
웨이퍼 안착부(322)와 단턱부(324)는 상술한 제 2 실시 예에 따른 복수의 웨이퍼 지지대(320)와 실질적으로 동일하게 구성되므로 이들에 대한 설명은 상술한 설명으로 대신하기로 한다.
웨이퍼 미끄럼 방지수단(328)은 에어 실린더(410); 및 그리퍼(420)를 포함하여 구성된다.
에어 실린더(410)는 단턱부(324) 상부에 설치되는 실린더 몸체(412); 제 1 에어 포트(414); 제 2 에어 포트(416); 및 구동축(418)을 포함하여 구성된다. 이러한, 에어 실린더(410)는 제 1 에어 라인(413)을 통해 제 1 에어 포트(414)에 에어가 공급될 경우 구동축(418)을 정위치에서 웨이퍼 안착부(322) 쪽으로 전진시키며, 제 2 에어 라인(417)을 통해 제 2 에어 포트(416)에 에어가 공급될 경우 구동 축(418)을 후퇴시켜 정위치로 복귀시킨다.
한편, 제 1 및 제 2 에어 라인(413) 각각에는 도 1에 도시된 제어부(150)의 제어에 따라 진공장치(140)로부터 일정 이상의 압력을 가지는 에어가 공급된다. 이때, 제 1 및 제 2 에어 라인(413) 각각에는 제어부(150)에 의해 제어되는 솔레노이드 밸브(미도시)가 설치된다.
또한, 제어부(150)는 도 1에 도시된 트랜스퍼 로봇(112)에 설치된 위치 센서(116)로부터 웨이퍼 이송 암(114)의 위치에 대응되는 위치 검출신호에 따라 진공장치(140)로부터의 에어가 제 1 에어 라인(413) 또는 제 2 에어 라인(417)에 공급되도록 솔레노이드 밸브를 제어한다. 여기서, 웨이퍼 이송 암(114)은 웨이퍼 지지대(220) 상부에 대응되는 제 1 위치로 이동한 후 하강하여 제 2 위치에서 웨이퍼(W)를 웨이퍼 지지대(220)에 안착시킨 다음 제 3 위치로 더 하강한 후 트랜스퍼 챔버(110)로 복귀하게 된다. 이때, 웨이퍼 이송 암(114)의 제 1 내지 제 3 위치로의 하강은 연속적으로 이루어진다. 이에 따라, 위치 센서(116)는 웨이퍼 이송 암(114)이 제 2 위치에서 제 3 위치로 하강될 때, 즉 웨이퍼(W)가 웨이퍼 지지대(320)에 의해 지지될 때 웨이퍼 이송 암(114)의 위치 검출신호를 생성하여 제어부(150)에 제공한다.
도 10a 내지 도 10f는 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 복수의 웨이퍼 지지대에 있어서, 웨이퍼 미끄럼 방지수단의 동작을 단계적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 10a 내지 도 10f를 참조하여 웨이퍼 미끄럼 방지수단의 동작을 단계적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 10a에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 이송 암(114)은 웨이퍼(W)를 지지한 상태로 트랜스퍼 챔버(110)에서 웨이퍼 지지대(320)의 상부에 대응되는 제 1 위치(P1)로 이동한다. 이때, 웨이퍼 미끄럼 방지수단(328)의 그리퍼(420)는 정위치로 복귀한 상태에 있게 된다.
이어, 도 10b에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 이송 암(114)이 제 1 위치(P1)에서 하강함으로써 웨이퍼(W)는 웨이퍼 이송 암(114)의 제 2 위치(P2)에서 웨이퍼 지지대(320)의 웨이퍼 안착부(322)에 안착된다.
이어, 도 10c에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 지지대(320)의 웨이퍼 안착부(322)에 안착되면, 위치 센서(116)가 웨이퍼 이송 암(114)이 제 2 위치(P2)에서 제 3 위치(P3)로 하강될 때를 검출하여 위치 검출신호(PS)를 제어부(150)에 제공한다. 이에, 제어부(150)는 위치 센서(116)로부터의 위치 검출신호(PS)에 응답하여 제 1 에어 라인(413)에 설치된 솔레노이드 밸브를 개방시킴으로써 진공장치(140)로부터의 에어가 제 1 에어 라인(413)을 통해 각 웨이퍼 지지대(320)에 설치된 에어 실린더(410)의 제 1 에어 포트(414)에 공급되도록 한다. 이로 인하여, 각 웨이퍼 지지대(320)에 설치된 에어 실린더(410)의 구동축(418)이 웨이퍼(W)의 측면 쪽으로 전진함으로써 그리퍼(420)는 웨이퍼(W)를 슬라이딩시킨다. 따라서, 웨이퍼(W)의 위치는 각 그리퍼(420)의 푸싱(Pushing)에 의해 정위치로 얼라인됨과 동시에 고정된다.
한편, 웨이퍼 이송 암(114)이 웨이퍼 지지대(320)에서 웨이퍼(W)를 인출할 경우에 상술한 웨이퍼 미끄럼 방지수단(328)은 상술한 동작과 반대로 동작하게 된 다.
구체적으로, 도 10d에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 이송 암(114)은 트랜스퍼 챔버(110)에서 웨이퍼 지지대(320)의 하부에 대응되는 제 3 위치(P3)로 이동한다. 이때, 웨이퍼 미끄럼 방지수단(328)의 그리퍼(420)는 웨이퍼(W)의 측면에 접촉되거나 근접하게 전진된 상태에 있게 된다.
이어, 도 10e에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 이송 암(114)이 제 3 위치(P3)에서 상승하여 상술한 제 2 위치(P2)에 도달하게 되면, 위치 센서(116)가 웨이퍼 이송 암(114)의 위치를 검출하여 위치 검출신호(PS)를 검출하고, 이에 제어부(150)는 위치 검출신호(PS)에 응답하여 에어 실린더(410)의 제 2 에어 포트(416)에 에어가 공급되도록 한다. 이에 따라, 그리퍼(420)는 에어 실린더(410)의 구동축(418)의 후퇴에 의해 정위치로 복귀한다.
이어, 도 10f에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 이송 암(114)은 제 2 위치(P2)에서 제 1 위치(P1)로 계속 상승하여 웨이퍼 지지대(320)에 안착된 웨이퍼(W)를 지지함과 아울러 상승시킨다.
이어, 웨이퍼 이송 암(114)은 지지된 웨이퍼(W)를 트랜스퍼 챔버(110)를 통해 공정 챔버(100)로 이송한다.
상술한, 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 복수의 웨이퍼 지지대(320)은 웨이퍼 미끄럼 방지수단(328)을 이용하여 웨이퍼 안착부(222)에 웨이퍼(W)를 정위치로 푸싱하여 위치를 얼라인함과 동시에 고정시킴으로써 웨이퍼(W)의 미끄럼을 방지할 수 있으며, 웨이퍼 이송 암에 의한 웨이퍼(W) 이송시 웨이퍼(W)가 웨이퍼 수납장치 의 벽과 접촉되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 로드락 챔버의 웨이퍼 수납장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 웨이퍼 수납장치에 있어서, 제 1 실시 예에 따른 웨이퍼 지지대를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 웨이퍼 수납장치에 있어서, 제 2 실시 예에 따른 웨이퍼 지지대를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 웨이퍼 수납장치에 있어서, 제 2 실시 예에 따른 웨이퍼 지지대의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 웨이퍼 수납장치에 있어서, 제 3 실시 예에 따른 웨이퍼 지지대를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 웨이퍼 수납장치에 있어서, 제 3 실시 예에 따른 웨이퍼 지지대의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 웨이퍼 수납장치에 있어서, 제 4 실시 예에 따른 웨이퍼 지지대를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 웨이퍼 수납장치에 있어서, 제 5 실시 예에 따른 웨이퍼 지지대를 설명하기 위한 도면이다.
도 10a 내지 도 10f는 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 복수의 웨이퍼 지지대 에 있어서, 웨이퍼 미끄럼 방지수단의 동작을 단계적으로 설명하기 위한 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 >
100: 공정 챔버 110: 트랜스퍼 챔버
120, 130: 로드락 챔버 140: 진공장치
150: 제어부 200: 웨이퍼 수납장치
210: 수납 프레임 220, 320: 웨이퍼 지지대
222: 웨이퍼 안착부 224: 단턱부

Claims (16)

  1. 웨이퍼를 임시 보관하는 웨이퍼 수납장치를 포함하는 반도체 소자 제조용 로드락 챔버에 있어서,
    상기 웨이퍼 수납장치는,
    복수의 웨이퍼를 수납하기 위한 수납 프레임;
    상기 각 웨이퍼를 지지하도록 상기 수납 프레임의 측벽에 형성된 복수의 웨이퍼 지지대; 및
    상기 복수의 웨이퍼 지지대 각각 상에 배치되고, 상기 복수의 웨이퍼 지지대 각각에 지지된 웨이퍼를 슬라이딩시켜 상기 웨이퍼의 위치를 얼라인하는 복수의 웨이퍼 미끄럼 방지수단을 포함하며,
    상기 복수의 웨이퍼 지지대 각각은,
    상기 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 안착부; 및
    상기 웨이퍼의 곡률과 동일한 곡면을 가지면서 상기 웨이퍼 두께의 절반 이상의 높이를 가지도록 상기 웨이퍼 안착부로부터 단차진 단턱부를 포함하며,
    상기 복수의 웨이퍼 미끄럼 방지수단 각각은,
    상기 단턱부의 상부에 설치된 에어 실린더; 및
    원호 형태를 가지면서 상기 웨이퍼 안착부 상에서 전진하거나 후퇴할 수 있도록 배치되고, 상기 에어 실린더의 구동에 따라 상기 웨이퍼 안착부에 안착된 상기 웨이퍼를 푸싱(Pushing)하여 상기 웨이퍼의 정위치를 얼라인하는 그리퍼를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조용 로드락 챔버.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 기재된 로드락 챔버;
    상기 로드락 챔버에 보관된 웨이퍼 상에 반도체 제조 공정을 수행하기 위한 공정 챔버;
    상기 로드락 챔버에 수납된 상기 웨이퍼를 상기 공정 챔버로 이송하거나 상기 공정 챔버에서 상기 웨이퍼를 인출하여 상기 로드락 챔버에 수납시키는 트랜스퍼 로봇을 가지는 트랜스퍼 챔버;
    상기 로드락 챔버와 상기 공정 챔버 및 상기 트랜스퍼 챔버 내부에 진공 분위기를 형성하기 위한 진공 장치; 및
    상기 진공 장치를 제어하기 위한 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조장치.
  6. 삭제
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