KR102143208B1 - 에어 커튼 유닛을 구비하는 lpm 및 lpp 시스템 - Google Patents

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Abstract

에어 커튼 유닛을 구비하는 LPM 및 LPP 시스템에 관한 발명이다. 본 발명의 에어 커튼 유닛을 구비하는 LPM 및 LPP 시스템은, 필터 박스; 상기 필터 박스의 일측에 연결되며, 상기 필터부에 의해 필터링된 에어(Air)가 유동되는 에어 덕트 바디; 및 상기 에어 덕트 바디에 결합되며, 상기 에어 덕트 바디 내에서 유동되는 에어를 분사하는 다수의 에어 분사 노즐을 포함한다.

Description

에어 커튼 유닛을 구비하는 LPM 및 LPP 시스템{Load Port Module and Load Purge Purge System Having Air Curtain Unit}
본 발명은, 에어 커튼 유닛을 구비하는 LPM 및 LPP 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 풉(FOUP)으로의 파티클(Particle) 유입을 억제할 수 있음은 물론 웨이퍼의 이송 과정에서 웨이퍼 상의 불순물을 제거하여 공정 효율 향상에 기여할 수 있는 에어 커튼 유닛을 구비하는 LPM 및 LPP 시스템에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼(Wafer)는 IC를 제조하는 출발원료인 실리콘 등 반도체의 얇은 판을 일컫는다. 웨이퍼를 실리콘 기판이라고도 한다.
경우에 따라 웨이퍼 표면에 트랜지스터나 다이오드 등의 소자가 만들어지고 전극이 만들어진 상태, 즉 몇 백 개의 IC칩이 배열된 것도 웨이퍼라고 한다.
이와 같은 반도체 웨이퍼에 대한 가공은 각종 박막을 증착하고, 패턴을 노광한 후, 이를 에칭하고 세정하는 공정의 연속이다. 이와 같은 공정은 해당 기능을 수행하는 챔버(Chamber) 내에서 진행된다.
챔버 내에서 해당 공정을 마친 웨이퍼는 풉 이송 모듈(EFEM, Equipment Front End Module)에 의해 이송된 후, 로드 포트 모듈(LPM, Load Port Module)의 작용으로 풉(FOUP, Front Opening Unified Pod)으로 들어가 자동 이송 기기를 통해 다른 장비로 이송될 수 있다.
풉(FOUP)이 장비에 도착되면 풉(110)의 도어가 오픈(Open)되며, 이어 웨이퍼가 풉(FOUP)에서 나와 챔버에서 해당 공정을 진행한 후, 다시 위의 과정으로 풉(FOUP)에 인입된다. 이와 같은 공정을 통해 반도체 웨이퍼가 가공될 수 있게 되는 것이다.
그런데, 종래기술의 경우에는 구조적인 한계로 인해 풉의 도어가 개방될 때, 그 개구를 통해 풉으로 파티클이 유입될 소지가 높으며, 도어의 오픈(Open) 후 웨이퍼가 인출 또는 인입될 때, 웨이퍼 상에 불순물, 예컨대 공정 개스 입자 혹은 파티클 등이 그대로 잔존됨에 따라 공정 효율을 떨어뜨릴 수 있다는 점을 고려해볼 때, 이를 해결하기 위한 기술 개발이 요구된다.
대한민국특허청 출원번호 제10-1999-0022317호 대한민국특허청 출원번호 제10-1999-0066989호 대한민국특허청 출원번호 제20-1994-0030911호 대한민국특허청 출원번호 제20-1995-0055214호
본 발명의 목적은, 풉(FOUP)으로의 파티클(Particle) 유입을 억제할 수 있음은 물론 웨이퍼의 이송 과정에서 웨이퍼 상의 불순물을 제거하여 공정 효율 향상에 기여할 수 있는 에어 커튼 유닛을 구비하는 LPM 및 LPP 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 웨이퍼(Wafer)가 담기는 풉(FOUP, Front Opening Unified Pod); 상기 풉의 일측에 배치되며, 상기 풉의 도어(Door)를 개폐하는 로드 포트 모듈(LPM, Load Port Module); 상기 웨이퍼를 챔버(Chamber)와 상기 풉으로 이송시키는 웨이퍼 이송 모듈(EFEM, Equipment Front End Module); 및 상기 로드 포트 모듈의 일측에 마련되며, 상기 도어가 개방되어 형성되는 개구로 에어 커튼(Air Curtain)을 형성시키는 에어 커튼 유닛(Air Curtain Unit)을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 커튼 유닛을 구비하는 LPM 및 LPP 시스템에 의해 달성된다.
상기 에어 커튼 유닛은, 필터 박스; 상기 필터 박스의 일측에 연결되며, 상기 필터부에 의해 필터링된 에어(Air)가 유동되는 에어 덕트 바디; 및 상기 에어 덕트 바디에 결합되며, 상기 에어 덕트 바디 내에서 유동되는 에어를 분사하는 다수의 에어 분사 노즐을 포함할 수 있다.
상기 에어 커튼 유닛은, 상기 에어 덕트 바디에 마련되며, 상기 에어 덕트 바디를 로드 포트 모듈(LPM, Load Port Module)의 일측에 각도 조정 가능하게 설치하는 다수의 각도 조절 설치부를 더 포함하며, 상기 각도 조절 설치부는, 상기 에어 덕트 바디에 결합되는 제1 설치부; 상기 로드 포트 모듈에 결합되는 제2 설치부; 및 상기 제1 및 제2 설치부가 상대 회전 가능하게 상기 제1 및 제2 설치부에 연결되는 각도 조절용 연결부를 포함할 수 있다.
상기 도어의 개폐 여부를 감지하는 감지부; 상기 에어 커튼 유닛과 연결되고 상기 에어 커튼 유닛으로 에어가 공급되게 구동하는 유닛 구동부; 및 상기 감지부의 감지신호에 기초하여 상기 유닛 구동부의 동작을 컨트롤하는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 로드 포트 모듈에 의한 상기 도어의 오픈(Open) 시작시와 오픈(Open) 이후에 상기 유닛 구동부가 동작되어 상기 에어 커튼 유닛으로부터의 에어 커튼이 상기 도어가 개방되어 형성되는 개구로 형성되게 컨트롤할 수 있다.
본 발명에 따르면, 풉(FOUP)으로의 파티클(Particle) 유입을 억제할 수 있음은 물론 웨이퍼의 이송 과정에서 웨이퍼 상의 불순물을 제거하여 공정 효율 향상에 기여할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 시스템의 구도도이다.
도 2는 에어 커튼 유닛의 설치 상태 사시도이다.
도 3은 에어 커튼 유닛의 확대 사시도이다.
도 4는 도 3의 부분 절개 사시도이다.
도 5는 웨이퍼 이송 시스템의 제어블록도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
예컨대, 실시예들은 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있기 때문에 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니기 때문에 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 명세서에서, 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
따라서 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 사전적 의미에 제한되지 않으며, 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 실시예의 설명 중 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하며, 경우에 따라 동일한 참조부호에 대한 설명은 생략하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 시스템의 구도도, 도 2는 에어 커튼 유닛의 설치 상태 사시도, 도 3은 에어 커튼 유닛의 확대 사시도, 도 4는 도 3의 부분 절개 사시도, 그리고 도 5는 웨이퍼 이송 시스템의 제어블록도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 웨이퍼 이송 시스템은 풉(110, FOUP, Front Opening Unified Pod)으로의 파티클(Particle) 유입을 억제할 수 있음은 물론 웨이퍼의 이송 과정에서 웨이퍼 상의 불순물을 제거하여 공정 효율 향상에 기여할 수 있도록 한 것이다.
이와 같은 효과를 제공할 수 있는 본 실시예에 따른 웨이퍼 이송 시스템은 풉(110, FOUP, Front Opening Unified Pod), 로드 포트 모듈(120, LPM, Load Port Module), 웨이퍼 이송 모듈(130, EFEM, Equipment Front End Module), 그리고 에어 커튼 유닛(140, Air Curtain Unit)을 포함할 수 있다.
풉(110, FOUP)은 웨이퍼(Wafer)가 담기는 일종의 카세트이다. 내부에 보관되는 웨이퍼의 개수에 따라 풉(110)의 종류가 결정될 수 있다.
로드 포트 모듈(120, LPM)은 풉(110)의 일측에 배치되며, 풉(110)의 도어(Door, 미도시)를 개폐하는 장치이다. 로드 포트 모듈(120)이 동작되어 풉(110)의 도어를 오픈(Open)시키면 도 2처럼 개방되어 개구(A)가 형성된다.
웨이퍼 이송 모듈(130, EFEM)은 웨이퍼를 챔버(Chamber)와 풉(110)으로 이송시키는 역할을 한다.
앞서 기술한 것처럼 반도체 웨이퍼 가공은 각종 박막을 증착하고, 패턴을 노광한 후, 이를 에칭하고 세정하는 공정의 연속이다. 이와 같은 공정은 해당 기능을 수행하는 챔버(Chamber) 내에서 진행되는데, 이들 챔버와 풉(110)으로 웨이퍼를 이송시키는 역할을 웨이퍼 이송 모듈(130)이 담당한다.
한편, 에어 커튼 유닛(140)은 로드 포트 모듈(120)의 일측에 마련되며, 도어가 개방되어 형성되는 개구(A)로 에어 커튼(Air Curtain)을 형성시키는 역할을 한다.
이러한 에어 커튼 유닛(140)은 필터 박스(141), 에어 덕트 바디(142), 에어 분사 노즐(143), 그리고 각도 조절 설치부(144)를 포함한다.
필터 박스(141)는 공급되는 에어 내의 불순물을 필터링하는 역할을 한다. 다양한 종류의 필터가 필터 박스(141)에 포함될 수 있다.
에어 덕트 바디(142)는 필터 박스(141)의 일측에 연결되며, 필터 박스(141)에 의해 필터링된 에어(Air)가 유동되는 장소를 이룬다.
에어 분사 노즐(143)은 에어 덕트 바디(142)에 결합되며, 에어 덕트 바디(142) 내에서 유동되는 에어를 도어가 개방된 개구(A)로 분사해서 에어 커튼이 형성되게 하는 역할을 한다.
이때, 사용되는 에어, 즉 개스(Gas)는 청정한 Air(XCDA)를 기본으로 하나 공정에 따라 N2도 사용 가능하다.
각도 조절 설치부(144)는 에어 덕트 바디(142)에 마련되며, 에어 덕트 바디(142)를 로드 포트 모듈(120)의 일측에 각도 조정 가능하게 설치하는 역할을 한다.
이러한 각도 조절 설치부(144)는 에어 덕트 바디(142)에 결합되는 제1 설치부(144b)와, 로드 포트 모듈(120)에 결합되는 제2 설치부(144a)와, 제1 및 제2 설치부(144b,144a)가 상대 회전 가능하게 제1 및 제2 설치부(144b,144a)에 연결되는 각도 조절용 연결부(144c)를 포함할 수 있다.
각도 조절 설치부(144)가 적용됨에 따라 에어 커튼 유닛(140)을 용이하게 설치할 수 있음은 물론 에어 분사 노즐(143)로부터 에어가 분사되어 형성되는 에어 커튼의 기류 방향을 조절할 수 있다. 즉 분사 노즐(143)로부터 에어가 분사되어 형성되는 에어 커튼의 기류 방향이 풉(110)의 내부로 향하지 않게끔 각도 조절 설치부(144)를 조정해서 설치할 수 있다.
한편, 위의 구성들 외에도 본 실시예에 따른 웨이퍼 이송 시스템에는 감지부(150), 유닛 구동부(170), 그리고 컨트롤러(160)가 더 갖춰진다.
감지부(150)는 도어의 개폐 여부를 감지한다. 따라서 감지부(150)는 풉(110)의 도어 영역에 센터의 형태로 탑재될 수도 있고, 혹은 로드 포트 모듈(120)에 탑재될 수도 있다.
유닛 구동부(170)는 에어 커튼 유닛(140)과 연결되고 에어 커튼 유닛(140)으로 에어가 공급되게 구동하는 장치이다.
예컨대, 컴프레서와 배관 등으로 구현될 수 있으며, 컨트롤러(160)에 의한 동작 시 에어가 발생되게 하여 에어 커튼 유닛(140)의 필터 박스(141)로 에어를 공급한다. 그러면 필터 박스(141)에서 필터링된 후, 에어 덕트 바디(142) 및 다수의 에어 분사 노즐(143)을 통해 분사됨으로써 에어 커튼을 형성한다. 따라서 풉(110) 내로 파타클의 유입을 차단할 수 있다.
컨트롤러(160)는 감지부(150)의 감지신호에 기초하여 유닛 구동부(170)의 동작을 컨트롤한다. 본 실시예에서 컨트롤러(160)는 로드 포트 모듈(120)에 의한 도어의 오픈(Open) 시작시와 오픈(Open) 이후에 유닛 구동부(170)가 동작되어 에어 커튼 유닛(140)으로부터의 에어 커튼이 도어가 개방되어 형성되는 개구(A)로 형성되게 컨트롤한다. 물론, 이러한 동작 시점은 얼마든지 조절 가능하다.
이러한 역할을 수행하는 컨트롤러(160)는 중앙처리장치(161, CPU), 메모리(162, MEMORY), 그리고 서포트 회로(163, SUPPORT CIRCUIT)를 포함할 수 있다.
중앙처리장치(161)는 본 실시예에서 감지부(150)의 감지신호에 기초하여 유닛 구동부(170)의 동작을 컨트롤하기 위해서 산업적으로 적용될 수 있는 다양한 컴퓨터 프로세서들 중 하나일 수 있다.
메모리(162, MEMORY)는 중앙처리장치(161)와 연결된다. 메모리(162)는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로서 로컬 또는 원격지에 설치될 수 있으며, 예를 들면 랜덤 액세스 메모리(RAM), ROM, 플로피 디스크, 하드 디스크 또는 임의의 디지털 저장 형태와 같이 쉽게 이용가능한 적어도 하나 이상의 메모리일 수 있다.
서포트 회로(163, SUPPORT CIRCUIT)는 중앙처리장치(161)와 결합되어 프로세서의 전형적인 동작을 지원한다. 이러한 서포트 회로(163)는 캐시, 파워 서플라이, 클록 회로, 입/출력 회로, 서브시스템 등을 포함할 수 있다.
본 실시예에서 컨트롤러(160)는 로드 포트 모듈(120)에 의한 도어의 오픈(Open) 시작시와 오픈(Open) 이후에 유닛 구동부(170)가 동작되어 에어 커튼 유닛(140)으로부터의 에어 커튼이 도어가 개방되어 형성되는 개구(A)로 형성되게 컨트롤하는데, 이러한 일련의 컨트롤 프로세스 등은 메모리(162)에 저장될 수 있다. 전형적으로는 소프트웨어 루틴이 메모리(162)에 저장될 수 있다. 소프트웨어 루틴은 또한 다른 중앙처리장치(미도시)에 의해서 저장되거나 실행될 수 있다.
본 발명에 따른 프로세스는 소프트웨어 루틴에 의해 실행되는 것으로 설명하였지만, 본 발명의 프로세스들 중 적어도 일부는 하드웨어에 의해 수행되는 것도 가능하다. 이처럼, 본 발명의 프로세스들은 컴퓨터 시스템 상에서 수행되는 소프트웨어로 구현되거나 또는 집적 회로와 같은 하드웨어로 구현되거나 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합에 의해서 구현될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 에어 커튼 유닛(140)을 적용하는 한편 이의 동작을 컨트롤러(160)로 컨트롤할 경우, 에어 커튼으로 인해 풉(110)으로의 파티클 유입 및 오염을 억제할 수 있다. 즉 에어 커튼이 형성되면 풉(110)의 도어 오픈(Open) 시 로드 포트 모듈(120) 내부와 풉(110)의 기압차로 인한 파티클 유입을 막아 줄 수 있다.
또한 도어의 오픈(Open) 후 웨이퍼가 인출 또는 인입될 때, 웨이퍼 상에 불순물, 예컨대 공정 개스 입자 혹은 파티클 등이 에어로 인해 제거될 수 있어서 공정 효율 향상을 기대할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따르면, 풉(110)으로의 파티클 유입을 억제할 수 있음은 물론 웨이퍼의 이송 과정에서 웨이퍼 상의 불순물을 제거하여 공정 효율 향상에 기여할 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
110 : 풉 120 : 로드 포트 모듈
130 : 웨이퍼 이송 모듈 140 : 에어 커튼 유닛
141 : 필터 박스 142 : 에어 덕트 바디
143 : 에어 분사 노즐 144 : 각도 조절 설치부
144a : 제1 설치부 144b : 제2 설치부
144c : 각도 조절용 연결부 150 : 감지부
160 : 컨트롤러 170 : 유닛 구동부

Claims (5)

  1. 웨이퍼(Wafer)가 담기는 풉(110);
    상기 풉(110)의 일측에 배치되며, 상기 풉(110)의 도어(Door)를 개폐하는 로드 포트 모듈(120)(LPM, Load Port Module);
    상기 웨이퍼를 챔버(Chamber)와 상기 풉(110)으로 이송시키는 웨이퍼 이송 모듈(130); 및
    상기 로드 포트 모듈(120)의 일측에 마련되며, 상기 도어가 개방되어 형성되는 개구로 에어 커튼(Air Curtain)을 형성시키는 에어 커튼 유닛(140)을 포함하고
    상기 에어 커튼 유닛(140)은, 필터 박스(141); 상기 필터 박스(141)의 일측에 연결되며, 상기 필터 박스(141)에 의해 필터링된 에어(Air)가 유동되는 에어 덕트 바디(142); 및 상기 에어 덕트 바디(142)에 결합되며, 상기 에어 덕트 바디(142) 내에서 유동되는 에어를 분사하는 다수의 에어 분사 노즐(143)을 포함하며,
    상기 에어 커튼 유닛(140)은, 상기 에어 덕트 바디(142)에 마련되며, 상기 에어 덕트 바디(142)를 로드 포트 모듈(120)(LPM, Load Port Module)의 일측에 각도 조정 가능하게 설치하는 다수의 각도 조절 설치부(144)를 더 포함하며,
    상기 각도 조절 설치부(144)는, 상기 에어 덕트 바디(142)에 결합되는 제1 설치부(144b); 상기 로드 포트 모듈(120)에 결합되는 제2 설치부(144a); 및 상기 제1 및 제2 설치부(144b,144a)가 상대 회전 가능하게 상기 제1 및 제2 설치부(144b,144a)에 연결되는 각도 조절용 연결부(144c)를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 커튼 유닛을 구비하는 LPM 및 LPP 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 도어의 개폐 여부를 감지하는 감지부(150);
    상기 에어 커튼 유닛(140)과 연결되고 상기 에어 커튼 유닛(140)으로 에어가 공급되게 구동하는 유닛 구동부(170); 및
    상기 감지부(150)의 감지신호에 기초하여 상기 유닛 구동부(170)의 동작을 컨트롤하는 컨트롤러(160)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 커튼 유닛을 구비하는 LPM 및 LPP 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 컨트롤러(160)는,
    상기 로드 포트 모듈(120)에 의한 상기 도어의 오픈(Open) 시작시와 오픈(Open) 이후에 상기 유닛 구동부(170)가 동작되어 상기 에어 커튼 유닛(140)으로부터의 에어 커튼이 상기 도어가 개방되어 형성되는 개구로 형성되게 컨트롤하는 것을 특징으로 하는 에어 커튼 유닛을 구비하는 LPM 및 LPP 시스템.
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