KR102344253B1 - 사이드 스토리지 유닛 및 이를 구비하는 기판 처리 시스템 - Google Patents

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KR102344253B1
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Abstract

보관중인 웨이퍼의 센터링을 할 수 있는 모듈을 포함하는 사이드 스토리지 유닛 및 이를 구비하는 기판 처리 시스템을 제공한다. 상기 기판 처리 시스템은, 캐리어가 안착되는 로드 포트; 캐리어에 탑재된 제1 기판이 이동 중에 일시 보관되는 로드락 챔버; 제1 기판을 처리하는 공정 챔버; 로드 포트와 로드락 챔버 사이에 배치되어 제1 기판을 반송하는 인덱스; 로드락 챔버와 공정 챔버 사이에 배치되어 제1 기판을 반송하는 트랜스퍼 챔버; 및 인덱스의 측면에 배치되어 공정 챔버에 의해 처리된 제1 기판 및 더미 용도의 제2 기판을 보관하며, 내부에 적재되는 제1 기판 및 제2 기판을 정렬시키는 사이드 스토리지 유닛을 포함한다.

Description

사이드 스토리지 유닛 및 이를 구비하는 기판 처리 시스템 {Side storage unit and system for treating substrate with the side storage unit}
본 발명은 기판 처리 시스템 및 이에 구비되는 사이드 스토리지 유닛에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 식각 공정을 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리 시스템 및 이에 구비되는 사이드 스토리지 유닛에 관한 것이다.
반도체 소자는 기판 상에 소정의 패턴을 형성함으로써 제조될 수 있다. 기판 상에 소정의 패턴을 형성할 때에는 증착 공정(depositing process), 사진 공정(lithography process), 식각 공정(etching process) 등 다수의 공정이 반도체 제조 공정에 사용되는 설비 내에서 연속적으로 수행될 수 있다.
한국공개특허 제10-2017-0037293호 (공개일: 2017.04.04.)
반도체 소자를 제조하는 데에 이용되는 건식 식각 공정(dry etching process)은 기판 식각 설비 내에서 수행될 수 있다. 이때 기판 식각 설비는 건식 식각 공정이 수행되는 플라즈마 반응 챔버(plasma reaction chamber)로 웨이퍼를 이송하기 위해 설비 전방 단부 모듈(EFEM; Equipment Front End Module)을 구비할 수 있다.
그런데 설비 전방 단부 모듈의 사이드 스토리지(side storage)에 보관되는 웨이퍼(W/F)의 경우, 얼라인(align)을 해줄 수 있는 장치가 없어, 해당 웨이퍼 사용 횟수 증가에 따라 웨이퍼 센터링(W/F centering)에 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 보관중인 웨이퍼의 센터링을 할 수 있는 모듈을 포함하는 사이드 스토리지 유닛을 제공하는 것이다.
또한 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 보관중인 웨이퍼의 센터링을 할 수 있는 모듈을 포함하는 사이드 스토리지 유닛을 구비하는 기판 처리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리 시스템의 일 면(aspect)은, 캐리어가 안착되는 로드 포트; 상기 캐리어에 탑재된 제1 기판이 이동 중에 일시 보관되는 로드락 챔버; 상기 제1 기판을 처리하는 공정 챔버; 상기 로드 포트와 상기 로드락 챔버 사이에 배치되어 상기 제1 기판을 반송하는 인덱스; 상기 로드락 챔버와 상기 공정 챔버 사이에 배치되어 상기 제1 기판을 반송하는 트랜스퍼 챔버; 및 상기 인덱스의 측면에 배치되어 상기 공정 챔버에 의해 처리된 상기 제1 기판 및 더미 용도의 제2 기판을 보관하며, 내부에 적재되는 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 정렬시키는 사이드 스토리지 유닛을 포함한다.
상기 사이드 스토리지 유닛은, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 보관하기 위한 공간을 제공하며, 일측면이 개구되는 하우징; 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판에 대해 틀어짐을 감지하는 센서부; 및 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판이 틀어진 것으로 감지되면 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 정렬시키는 얼라인부를 포함할 수 있다.
상기 센서부는 상기 하우징의 내부에 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판이 반입 또는 반출될 때마다 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판에 대해 틀어짐을 감지할 수 있다.
상기 얼라인부는, 상기 하우징의 일측면 전부를 개폐하도록 설치되며, 상기 하우징의 일측면 전부를 폐쇄할 때 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 상기 하우징의 타측면이 위치한 방향으로 가압하는 도어; 및 상기 하우징의 일측면 일부를 개폐하도록 설치되며, 상기 하우징의 일측면 일부를 폐쇄할 때 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판을 상기 하우징의 타측면이 위치한 방향으로 가압하는 압착판 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 도어는 상하 방향으로 이동 가능하도록 상기 하우징의 하부에 설치되거나, 측 방향으로 이동 가능하도록 상기 하우징의 측부에 설치되며, 상기 압착판은 상기 하우징의 일측면에 상하 방향으로 이동 가능하도록 상기 하우징의 일측면 상에 설치될 수 있다.
상기 사이드 스토리지 유닛은, 상기 하우징의 일측면과 마주하는 상기 하우징의 타측면을 밀폐시키도록 설치되는 고정판; 및 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 지지하도록 상기 하우징의 내부에 적층되어 설치되는 슬롯을 더 포함할 수 있다.
상기 센서부는 상기 하우징의 상부에 설치되며, AWC(Auto Wafer Centering) 센서를 포함할 수 있다.
상기 하우징은 상기 일측면에서 상기 타측면으로 갈수록 폭이 좁아질 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 사이드 스토리지 유닛의 일 면은, 공정 챔버에 의해 처리된 제1 기판 및 더미 용도의 제2 기판을 보관하기 위한 공간을 제공하며, 일측면이 개구되는 하우징; 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판에 대해 틀어짐을 감지하는 센서부; 및 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판이 틀어진 것으로 감지되면 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 정렬시키는 얼라인부를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 다른 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 또다른 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드 스토리지 유닛의 구조를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 사이드 스토리지 유닛을 구성하는 얼라인부의 일 실시 형태를 보여주는 예시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 일 실시 형태에 따른 얼라인부의 작동 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 도 4에 도시된 사이드 스토리지 유닛을 구성하는 얼라인부의 다른 실시 형태를 보여주는 예시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 다른 실시 형태에 따른 얼라인부의 작동 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 9는 도 4에 도시된 사이드 스토리지 유닛을 구성하는 얼라인부의 또다른 실시 형태를 보여주는 예시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 또다른 실시 형태에 따른 얼라인부의 작동 방법을 설명하기 위한 제1 예시도이다.
도 11은 도 9에 도시된 또다른 실시 형태에 따른 얼라인부의 작동 방법을 설명하기 위한 제2 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 보관중인 기판(예를 들어, 웨이퍼(W/F))의 센터링(centering)을 할 수 있는 모듈을 포함하는 사이드 스토리지 유닛(side storage unit) 및 이를 구비하는 기판 처리 시스템에 관한 것이다. 이하에서는 도면 등을 참조하여 본 발명을 자세하게 설명하기로 한다.
도 1은 일 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1에 따르면, 기판 처리 시스템(100)은 로드 포트(load port; 110), 인덱스(120), 로드락 챔버(loadlock chamber; 130), 트랜스퍼 챔버(transfer chamber; 140), 공정 챔버(process chamber; 150) 및 사이드 스토리지 유닛(160)을 포함하여 구성될 수 있다.
기판 처리 시스템(100)은 복수 개의 기판을 처리하는 시스템이다. 이러한 기판 처리 시스템(100)은 복수 개의 기판에 대해 식각 공정(예를 들어, 건식 식각 공정(dry etching process))을 수행하는 기판 식각 설비로 구현될 수 있다.
기판 처리 시스템(100)은 기판 식각 설비로 구현되는 경우, 기판 이송을 담당하는 반송 로봇(121, 141)과 그 주위에 마련되는 기판 처리 모듈인 복수 개의 공정 챔버(150)를 포함하는 멀티 챔버형 기판 처리 시스템으로 구현될 수 있다.
로드 포트(110)는 복수 개의 기판이 탑재된 캐리어(111)(예를 들어, FOUP(Front Opening Unified Pod), 카세트(cassette) 등)가 안착되는 것이다. 이러한 로드 포트(110)는 인덱스(120)의 전방에 복수 개 배치될 수 있다.
인덱스(120)는 로드 포트(110)와 로드락 챔버(130) 사이에 배치되어, 로드 포트(110) 상의 캐리어(111)와 로드락 챔버(130) 간에 기판을 이송하도록 인터페이스하는 것이다. 이러한 인덱스(120)는 설비 전방 단부 모듈(EFEM; Equipment Front End Module)로 구현될 수 있다.
인덱스(120)는 기판 이송을 담당하는 제1 반송 로봇(121)을 구비할 수 있다. 이러한 제1 반송 로봇(121)은 대기압 환경에서 동작하며, 캐리어(111)와 로드락 챔버(130) 사이에서 기판을 이송할 수 있다.
사이드 스토리지 유닛(160)은 인덱스(120)의 측면에 설치될 수 있다. 이 경우, 인덱스(120)는 그 측면이 개방되도록 형성될 수 있다. 인덱스(120)가 이와 같이 형성되면, 제1 반송 로봇(121)은 인덱스(120)의 개방된 측면(122)을 통해 사이드 스토리지 유닛(160)으로 기판을 반입시킬 수 있으며, 인덱스(120)의 개방된 측면(122)을 통해 사이드 스토리지 유닛(160)으로부터 기판을 반출시킬 수도 있다.
로드락 챔버(130)는 기판 처리 시스템(100) 상의 입력 포트와 출력 포트 사이에서 버퍼 역할을 하는 것이다. 이러한 로드락 챔버(130)는 그 내부에 기판이 임시 대기하는 버퍼 스테이지를 구비할 수 있다.
로드락 챔버(130)는 인덱스(120)와 트랜스퍼 챔버(140) 사이에 복수 개 구비될 수 있다. 본 실시예에서는 예를 들어, 제1 로드락 챔버(131)와 제2 로드락 챔버(132) 등 두 개의 로드락 챔버(131, 132)가 인덱스(120)와 트랜스퍼 챔버(140) 사이에 구비될 수 있다.
제1 로드락 챔버(131)와 제2 로드락 챔버(132)는 인덱스(120)와 트랜스퍼 챔버(140) 사이에서 제1 방향(10)으로 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 로드락 챔버(131)와 제2 로드락 챔버(132)는 좌우 방향으로 나란하게 배치되는 상호 대칭형 단층 구조로 제공될 수 있다. 상기에서, 제1 방향(10)은 인덱스(120)와 트랜스퍼 챔버(140)의 배열 방향에 대해 수평 방향을 의미한다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 로드락 챔버(131)와 제2 로드락 챔버(132)는 인덱스(120)와 트랜스퍼 챔버(140) 사이에서 제3 방향(30)으로 배치되는 것도 가능하다. 이 경우, 제1 로드락 챔버(131)와 제2 로드락 챔버(132)는 상하 방향으로 배치되는 복층 구조로 제공될 수 있다. 상기에서, 제3 방향(30)은 인덱스(120)와 트랜스퍼 챔버(140)의 배열 방향에 대해 수직 방향을 의미한다.
제1 로드락 챔버(131)는 인덱스(120)로부터 트랜스퍼 챔버(140)로 기판을 이송하고, 제2 로드락 챔버(132)는 트랜스퍼 챔버(140)로부터 인덱스(120)로 기판을 이송할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 로드락 챔버(131)는 트랜스퍼 챔버(140)로부터 인덱스(120)로 기판을 이송하고, 제2 로드락 챔버(132)는 인덱스(120)로부터 트랜스퍼 챔버(140)로 기판을 이송하는 것도 가능하다.
로드락 챔버(130)는 트랜스퍼 챔버(140)의 제2 반송 로봇(141)에 의해 기판이 로딩되거나 언로딩될 수 있다. 로드락 챔버(130)는 인덱스(120)의 제1 반송 로봇(121)에 의해 기판이 로딩되거나 언로딩될 수도 있다.
로드락 챔버(130)는 게이트 밸브 등을 이용하여 그 내부를 진공 환경과 대기압 환경으로 변화시키면서 압력을 유지할 수 있다. 로드락 챔버(130)는 이를 통해 트랜스퍼 챔버(140)의 내부 기압 상태가 변화되는 것을 방지할 수 있다.
구체적으로 설명하면, 로드락 챔버(130)는 제2 반송 로봇(141)에 의해 기판이 로딩되거나 언로딩되는 경우, 그 내부를 트랜스퍼 챔버(140)의 경우와 동일한(또는 근접한) 진공 환경으로 형성할 수 있다. 또한 로드락 챔버(130)는 제1 반송 로봇(121)에 의해 기판이 로딩되거나 언로딩되는 경우(즉, 제1 반송 로봇(121)으로부터 미(未) 가공된 기판을 공급받거나, 기(旣) 가공된 기판을 인덱스(120)로 이송하는 경우), 그 내부를 대기압 환경으로 형성할 수 있다.
트랜스퍼 챔버(140)는 로드락 챔버(130)와 공정 챔버(150) 사이에서 기판을 이송하는 것이다. 트랜스퍼 챔버(140)는 이를 위해 적어도 하나의 제2 반송 로봇(141)을 구비할 수 있다.
제2 반송 로봇(141)은 미(未)처리 기판을 로드락 챔버(130)에서 공정 챔버(150)로 이송하거나, 기(旣)처리 기판을 공정 챔버(150)에서 로드락 챔버(130)로 이송한다. 트랜스퍼 챔버(140)의 각 변은 이를 위해 로드락 챔버(130) 및 복수 개의 공정 챔버(150)와 연결될 수 있다.
한편, 제2 반송 로봇(141)은 진공 환경에서 동작하며, 회동이 자유롭게 마련될 수 있다.
공정 챔버(150)는 기판을 처리하는 것이다. 이러한 공정 챔버(150)는 건식 식각 공정을 이용하여 기판을 처리하는 건식 식각 챔버로 구현될 수 있으며, 예를 들어 플라즈마 공정을 이용하여 기판을 식각 처리하는 플라즈마 반응 챔버(plasma reaction chamber)로 구현될 수 있다.
공정 챔버(150)는 트랜스퍼 챔버(140)의 둘레에 복수 개 배치될 수 있다. 이 경우, 각각의 공정 챔버(150)는 트랜스퍼 챔버(140)로부터 기판을 공급받아 기판을 공정 처리하며, 공정 처리된 기판을 트랜스퍼 챔버(140)로 제공할 수 있다.
공정 챔버(150)는 원통 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 공정 챔버(150)는 표면이 양극 산화막이 형성된 알루마이트(alumite)로 이루어질 수 있으며, 그 내부는 기밀하게 구성될 수 있다. 한편, 공정 챔버(150)는 본 실시예에서 원통 형상 외의 다른 형상으로 형성되는 것도 가능하다.
사이드 스토리지 유닛(160)은 내부에 적재되는 기판을 가열하여 파티클(particle), 퓸(fume) 등을 제거하는 것이다. 이러한 사이드 스토리지 유닛(160)은 인덱스(120)의 일측에 복수 개(예를 들어, 두 개) 배치될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 사이드 스토리지 유닛(160)은 도 2에 도시된 바와 같이 인덱스(120)의 양측에 복수 개(예를 들어, 두 개) 배치되는 것도 가능하다. 도 2는 다른 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
사이드 스토리지 유닛(160)은 내부에 적재되는 기판의 센터링(centering)을 할 수 있는 모듈을 포함할 수 있다. 사이드 스토리지 유닛(160)에 대한 보다 자세한 설명은 후술하기로 한다.
기판 처리 시스템(100)은 클러스트 플랫폼(clust platform)을 갖는 구조로 형성될 수 있다. 이 경우, 트랜스퍼 챔버(140)와 복수 개의 공정 챔버(150)는 클러스트 방식으로 배치될 수 있으며, 복수 개의 로드락 챔버(130)는 제1 방향(10)으로 배치될 수 있다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 기판 처리 시스템(100)은 도 3에 도시된 바와 같이 인라인 플랫폼(inline platform)을 갖는 구조로 형성되는 것도 가능하다. 이 경우, 복수 개의 공정 챔버(150)는 인라인 방식으로 배치될 수 있으며, 각각의 트랜스퍼 챔버(140)의 양측에 한 쌍의 공정 챔버(150)가 직렬로 배치될 수 있다.
한편, 서로 다른 두 트랜스퍼 챔버(140) 사이에는 기판이 일시적으로 머무르는 버퍼 챔버(170)가 구비될 수 있다. 이러한 버퍼 챔버(170)는 공정 챔버(150)에 대응하여 기판을 정렬하여 대기시키는 정렬 모듈(aligner)가 구비될 수 있다. 도 3은 또다른 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
다음으로 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드 스토리지 유닛(160)에 대해 자세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드 스토리지 유닛의 구조를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 4에 따르면, 사이드 스토리지 유닛(160)은 하우징(210), 고정판(220), 슬롯(230), 센서부(240) 및 얼라인부(aligner)를 포함하여 구성될 수 있다.
하우징(210)은 기판을 보관하기 위한 공간을 제공하는 것이다. 이러한 하우징(210)은 비어 있는 그 내부에 복수 개의 기판이 보관될 수 있도록 복수 개의 슬롯(230)을 구비할 수 있다.
하우징(210)은 그 전면과 그 후면이 개방되는 형태로 형성될 수 있다. 반송 로봇(121)은 하우징(210)의 전면에 형성된 개구부(211)를 통해 기판을 슬롯(230) 상에 유효하게 안착시킬 수 있다.
하우징(210)은 제2 방향(20)으로 갈수록 폭이 좁아지는 형태로 형성될 수 있다. 구체적으로, 하우징(210)은 개구부(211)가 형성된 전면으로부터 후면으로 갈수록 폭이 좁아지는 형태로 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 하우징(210)의 이러한 구조를 통해 복수 개의 기판을 하우징(210)의 후방으로 밀어줄 경우, 복수 개의 기판이 자동으로 정렬되는 효과를 제공할 수 있다.
하우징(210)은 그 후면이 탈부착 가능하게 설치되는 고정판(220)에 의해 밀폐될 수 있다. 하우징(210)의 후면이 이와 같이 고정판(220)에 의해 밀폐되면, 전면에서 힘을 가해 기판을 뒤로 밀 경우, 후면의 고정판(220)에 따라 모든 기판이 동일한 위치로 정렬할 수 있다.
하우징(210)의 전면과 후면이 개방되는 경우, 상기와 같이 후면이 고정판(220)에 의해 폐쇄될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 하우징(210)은 그 전면만 개방되고 그 후면이 폐쇄되도록 형성되는 것도 가능하다. 이 경우, 고정판(220)은 하우징(210)의 후면에 설치되지 않아도 무방하다.
슬롯(230)은 기판을 지지하는 것이다. 이러한 슬롯(230)은 하우징(210)의 내부에 복수 개 설치될 수 있으며, 기판이 안착될 수 있도록 소정 크기의 면적을 제공할 수 있다.
슬롯(230)은 하우징(210)의 내부에 복수 개 설치되는 경우, 상하 방향(즉, 제3 방향(30))으로 소정의 간격을 두고 적층되어 설치될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 슬롯(230)은 좌우 방향(즉, 제1 방향(10))으로 소정의 간격을 두고 이격되어 설치되는 것도 가능하다.
센서부(240)는 하우징(210) 내의 슬롯(230) 상에 보관되는 복수 개의 기판의 틀어짐(센터링 변화)을 감지하는 것이다. 종래에는 하우징(210)의 내부에 보관되는 기판을 정렬시킬 수가 없어서, 하우징(210)의 내부에 일정 개수 이상의 기판이 보관될 경우 센터링 문제가 발생할 수 있었다. 본 실시예에서는 센서부(240)를 통해 하우징(210)의 내부에 보관되는 복수 개의 기판에 대해 틀어짐을 감지함으로써, 센터링 문제가 발생하는 것을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.
센서부(240)는 하우징(210) 내에 기판이 반입 또는 반출될 때마다 하우징(210) 내에 보관되는 기판에 대해 틀어짐을 감지할 수 있다. 이러한 센서부(240)는 본 실시예에서 AWC(Auto Wafer Centering) 센서로 구현될 수 있다.
한편, 센서부(240)는 복수 개의 기판이 연속적으로 반입되거나 반출될 수 있는 경우를 고려하여, 소정의 시간동안 기판이 추가적으로 반입되거나 반출되지 않으면, 그 후에 하우징(210) 내에 보관되어 있는 기판에 대해 틀어짐을 감지하는 것도 가능하다.
센서부(240)는 하우징(210)의 상부에 설치될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 센서부(240)는 하우징(210)의 하부에 설치되는 것도 가능하다. 한편, 센서부(240)는 하우징(210)의 상부 및 하부에 모두 설치될 수도 있다.
센서부(240)는 발광 센서와 수광 센서 등 한 쌍의 센서를 포함할 수 있다. 센서부(240)가 하우징(210)의 상부에 설치되는 경우, 발광 센서와 수광 센서 모두 하우징(210)의 상부에 설치될 수 있으며, 센서부(240)가 하우징(210)의 상부 및 하부에 모두 설치되는 경우, 발광 센서와 수광 센서 중 어느 하나는 하우징(210)의 상부에 설치되고 다른 하나는 하우징(210)의 하부에 설치될 수 있다.
센서부(240)는 사이드 스토리지 유닛(160) 내에 적어도 하나 설치될 수 있다. 센서부(240)가 사이드 스토리지 유닛(160) 내에 복수 개 설치되는 경우, 복수 개의 센서부(240)는 하우징(210)의 상부 및 하부 중 어느 한 곳에 전부 설치될 수 있으며, 몇몇은 하우징(210)의 상부에 설치되고 다른 몇몇은 하우징(210)의 하부에 설치되는 것도 가능하다.
얼라인부는 센서부(240)의 센싱 결과를 기초로 하우징(210) 내에 보관되는 복수 개의 기판에 대해 틀어짐을 보정하는 것이다. 이러한 얼라인부는 센서부(240)의 센싱 결과로 복수 개의 기판에 대한 틀어짐이 감지되면, 상기와 같은 기능을 수행할 수 있다. 본 실시예에서 얼라인부에 의해 틀어짐이 보정될 수 있는 기판은 플랫 존(flat zone)이 있는 웨이퍼(W/F) 뿐만 아니라 플랫 존이 없고 노치(notch)만 있는 웨이퍼도 가능함은 물론이다.
센서부(240)는 사이드 스토리지 유닛(160)의 상/하부에 기판의 출입에 따라 센터링의 변화를 감지할 수 있다. 이때 사이드 스토리지 유닛(160)에서 기판의 출입에 따라 AWC를 기록하고, 복수 개의 기판이 특정 위치 이상 벌어진 것으로 판단되면, 얼라인부는 복수 개의 기판에 대해 틀어짐을 보정할 수 있다.
사이드 스토리지 유닛(160)은 크게 다음과 같은 두 가지 목적으로 사용되고 있다.
첫째, 퍼지 가스(예를 들어, N2 Purge)를 이용하여 공정 진행이 끝난 기판에서 잔류 가스를 제거한다.
둘째, 복수 개의 공정 챔버(150) 중에 적어도 하나의 공정 챔버(150)에 유휴 상황(idle)이 발생하는 경우, 첫 장 이펙트(effect)를 제거하기 위한 더미 기판(Dummy W/F)을 보관한다.
그런데, 필요의 경우, 이펙트 제거 용도로 보관 중이던 더미 기판을 로봇 티칭(robot teaching)에 사용할 수 있는데, 이때 기판의 중심이 정확하지 않으면, 로봇의 티칭을 정확하게 진행할 수가 없다. 그러나, 앞서 설명한 바와 같이, 종래에는 하우징(210)의 내부에 보관되는 기판을 정렬시킬 수가 없기 때문에(즉, 하우징(210) 내에 기판의 센터링을 확인하고 보정시켜줄 수 있는 모듈이 없기 때문에), 더미 기판을 로봇 티칭용으로 사용할 수가 없다.
본 실시예에 따르면, 센서부(240)와 얼라인부를 통해 기판의 출입에 따른 센터링 변화를 감지하여 사이드 스토리지 유닛(160) 내에 보관되는 복수 개의 기판에 대해 틀어짐을 보정할 수 있으므로, 더미 기판의 중심치를 일정하게 유지하여 보관할 수 있으며, 필요의 경우 정밀한 로봇 티칭에도 더미 기판을 사용할 수가 있다.
얼라인부는 하우징(210) 내에 보관되는 복수 개의 기판 중에 틀어짐이 감지된 기판의 개수가 기준 개수(예를 들어, N 개, 여기서 N은 2 이상의 자연수) 이상일 때, 복수 개의 기판에 대해 틀어짐을 보정할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 얼라인부는 하우징(210) 내에 보관되는 복수 개의 기판 중에 단 하나라도 틀어짐이 감지된 기판이 있으면, 복수 개의 기판에 대해 틀어짐을 보정하는 것도 가능하다.
한편, 후술하겠지만, 얼라인부가 도어(310)로 구현되는 경우, 전자의 경우(하우징(210) 내에 보관되는 복수 개의 기판 중에 틀어짐이 감지된 기판의 개수가 기준 개수 이상일 때, 복수 개의 기판에 대해 틀어짐을 보정함)와 같이 작동할 수 있으며, 얼라인부가 압착판(320)으로 구현되는 경우, 후자의 경우(하우징(210) 내에 보관되는 복수 개의 기판 중에 단 하나라도 틀어짐이 감지된 기판이 있으면, 복수 개의 기판에 대해 틀어짐을 보정함)와 같이 작동할 수 있다.
얼라인부는 하우징(210) 내에 보관되는 복수 개의 기판에 대해 틀어짐을 보정하기 위해, 하우징(210)의 전면에 위치하는 개구부(211)에서 복수 개의 기판이 후방으로 밀리도록 힘을 가할 수 있다. 본 실시예에서는 얼라인부를 통해 하우징(210)의 개구부(211)에서 힘을 가해 복수 개의 기판을 뒤로 밀 경우, 하우징(210)의 후면에 설치되는 고정판(220)에 따라 하우징(210) 내에 보관되는 모든 기판이 동일한 위치로 정렬될 수가 있다.
하우징(210)의 개구부(211)에서 복수 개의 기판에 힘을 가하는 방식은 필요에 따라 다음과 같이 두 가지로 구성할 수 있다.
첫째, 도 5에 도시된 바와 같이 하우징(210)의 하부에 도어(310)를 배치하고, 이 도어(310)를 얼라인부로 이용한다. 도 5는 도 4에 도시된 사이드 스토리지 유닛을 구성하는 얼라인부의 일 실시 형태를 보여주는 예시도이다. 이하 설명은 도 5를 참조한다.
도어(310)는 하우징(210)의 개구되어 있는 전면을 개폐시키는 것이다. 이러한 도어(310)는 하우징(210)의 개구부(211)를 폐쇄시키면서, 동시에 비정렬 상태인 복수 개의 기판을 가압하여 고정판(220)이 위치한 하우징(210)의 후면으로 밀 수 있다. 도어(310)는 이를 통해 하우징(210) 내에 보관되는 복수 개의 기판에 대해 틀어짐을 보정할 수 있다.
도어(310)는 하우징(210)의 개구부(211)를 개방시키는 경우, 하우징(210)의 하부에 배치될 수 있다. 이러한 도어(310)는 하우징(210)의 개구부(211)를 폐쇄시키는 경우, 도 6에 도시된 바와 같이 상 방향으로 이동하여 하우징(210)의 개구부(211)를 밀폐시킬 수 있다. 이 방식의 경우, 주기적으로 도어(310)를 닫아 하우징(210) 후면의 고정판(211)에 맞추어 복수 개의 기판을 정렬시킬 수 있다. 또한, 인덱스(120)와 사이드 스토리지 유닛(160)을 공간적으로 분리하여 N2 퍼지를 통한 기판 내 잔류 가스 제거 성능을 향상시킬 수 있다. 도 6은 도 5에 도시된 일 실시 형태에 따른 얼라인부의 작동 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
한편, 도어(310)는 하우징(210)의 개구부(211)를 개방시키는 경우, 도 7에 도시된 바와 같이 하우징(210)의 측부에 배치되는 것도 가능하다. 이 경우, 도어(310)는 하우징(210)의 개구부(211)를 폐쇄시키기 위해, 도 8에 도시된 바와 같이 측 방향으로 이동하여 하우징(210)의 개구부(211)를 밀폐시킬 수 있다. 도 7은 도 4에 도시된 사이드 스토리지 유닛을 구성하는 얼라인부의 다른 실시 형태를 보여주는 예시도이며, 도 8은 도 7에 도시된 다른 실시 형태에 따른 얼라인부의 작동 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
한편, 도어(310)는 힌지(hinge)를 이용하여 하우징(210)에 설치되고, 측 방향으로 회전하여 하우징(210)의 개구부(211)를 밀폐시키는 것도 가능하다.
둘째, 도 9에 도시된 바와 같이 하우징(210)의 전면에 위치하는 개구부(211)에서 상하 방향으로 이동하는 압착판(320)을 배치하고, 이 압착판(320)을 얼라인부로 이용한다. 도 9는 도 4에 도시된 사이드 스토리지 유닛을 구성하는 얼라인부의 또다른 실시 형태를 보여주는 예시도이다. 이하 설명은 도 9를 참조한다.
압착판(320)은 소형으로 제작될 수 있으며, 하우징(210)의 개구부(211) 일부를 밀폐시킬 수 있는 정도의 크기로 형성될 수 있다. 압착판(320)은 하우징(210)의 개구부(211)의 상/하에 위치할 수 있으며, 센터링이 틀어진 기판이 있는 경우 해당 위치로 이동하여 기판을 안쪽으로 밀어 넣는 역할을 할 수 있다. 압착판(320)은 예를 들어, 센터링이 틀어진 기판이 하우징(210) 내 상측에 위치하는 경우, 도 10에 도시된 바와 같이 상 방향으로 이동하여 해당 기판을 안쪽으로 밀어 넣을 수 있으며, 센터링이 틀어진 기판이 하우징(210) 내 하측에 위치하는 경우, 도 11에 도시된 바와 같이 하 방향으로 이동하여 해당 기판을 안쪽으로 밀어 넣을 수 있다.
압착판(320)은 도어(310)와 달리 빠른 속도로 기판 정렬(wafer align)이 가능하며, 반송 로봇(121)이 다른 슬롯을 사용하는 데에 방해가 되지 않는 장점이 있다. 도 10은 도 9에 도시된 또다른 실시 형태에 따른 얼라인부의 작동 방법을 설명하기 위한 제1 예시도이며, 도 11은 도 9에 도시된 또다른 실시 형태에 따른 얼라인부의 작동 방법을 설명하기 위한 제2 예시도이다.
이상 도 4 내지 도 11을 참조하여 본 발명에 따른 사이드 스토리지 유닛(160)에 대하여 설명하였다. 본 발명에 따른 사이드 스토리지 유닛(160)이 가지는 특징을 다시 한번 정리하여 보면 다음과 같다.
첫째, 하우징(210) 내에 기판이 출입할 때 틀어짐을 감지할 수 있는 센서부(240)를 장착한다.
둘째, 하우징(210)의 후면에 설치되는 고정판(220)은 도어(310), 압착판(320) 등과 같은 얼라인부가 하우징(210)의 전면에서 기판을 밀어줄 때 기판을 받쳐 주는 역할을 하며, 이 곳을 기준으로 모든 기판이 동일한 위치에 정렬될 수 있도록 도와준다.
셋째, 하우징(210)의 전면에서 기판을 밀어주는 방식은 필요에 따라 두 가지 중에서 선택할 수 있다.
(a) 상/하로 개폐 가능한 도어(310)를 사용하여 기판을 정렬한다.
(b) 압착판(320)은 상/하로 움직이며 해당 기판 위치로 이동할 수 있다. 해당 위치 이동 후 기판을 후면으로 밀어 주어 후면 고정판(220)의 위치에 기판이 위치할 수 있게 이동시켜 주는 역할을 한다.
넷째, 더미 기판은 종래의 경우 챔버의 A/G 진행용으로만 사용하였으나, 본 발명에 따르면 로봇의 티칭용으로도 사용이 가능해진다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 기판 처리 시스템 110: 로드 포트
120: 인덱스 130: 로드락 챔버
140: 트랜스퍼 챔버 150: 공정 챔버
160: 사이드 스토리지 유닛 210: 하우징
211: 개구부 220: 고정판
230: 슬롯 240: 센서부
310: 도어 320: 압착판

Claims (10)

  1. 캐리어가 안착되는 로드 포트;
    상기 캐리어에 탑재된 제1 기판이 이동 중에 일시 보관되는 로드락 챔버;
    상기 제1 기판을 처리하는 공정 챔버;
    상기 로드 포트와 상기 로드락 챔버 사이에 배치되어 상기 제1 기판을 반송하는 인덱스;
    상기 로드락 챔버와 상기 공정 챔버 사이에 배치되어 상기 제1 기판을 반송하는 트랜스퍼 챔버; 및
    상기 인덱스의 측면에 배치되어 상기 공정 챔버에 의해 처리된 상기 제1 기판 및 더미 용도의 제2 기판을 보관하며, 내부에 적재되는 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 정렬시키는 사이드 스토리지 유닛을 포함하며,
    상기 사이드 스토리지 유닛은,
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 보관하기 위한 공간을 제공하며, 일측면이 개구되는 하우징;
    상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판에 대해 틀어짐을 감지하는 센서부; 및
    상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판이 틀어진 것으로 감지되면 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 정렬시키는 얼라인부를 포함하는 기판 처리 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서부는 상기 하우징의 내부에 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판이 반입 또는 반출될 때마다 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판에 대해 틀어짐을 감지하는 기판 처리 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 얼라인부는,
    상기 하우징의 일측면 전부를 개폐하도록 설치되며, 상기 하우징의 일측면 전부를 폐쇄할 때 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 상기 하우징의 타측면이 위치한 방향으로 가압하는 도어; 및
    상기 하우징의 일측면 일부를 개폐하도록 설치되며, 상기 하우징의 일측면 일부를 폐쇄할 때 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판을 상기 하우징의 타측면이 위치한 방향으로 가압하는 압착판 중 어느 하나를 포함하는 기판 처리 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 도어는 상하 방향으로 이동 가능하도록 상기 하우징의 하부에 설치되거나, 측 방향으로 이동 가능하도록 상기 하우징의 측부에 설치되며,
    상기 압착판은 상기 하우징의 일측면에 상하 방향으로 이동 가능하도록 상기 하우징의 일측면 상에 설치되는 기판 처리 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 사이드 스토리지 유닛은,
    상기 하우징의 일측면과 마주하는 상기 하우징의 타측면을 밀폐시키도록 설치되는 고정판; 및
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 지지하도록 상기 하우징의 내부에 적층되어 설치되는 슬롯을 더 포함하는 기판 처리 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서부는 상기 하우징의 상부에 설치되며, AWC(Auto Wafer Centering) 센서를 포함하는 기판 처리 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 일측면에서 타측면으로 갈수록 폭이 좁아지는 기판 처리 시스템.
  9. 공정 챔버에 의해 처리된 제1 기판 및 더미 용도의 제2 기판을 보관하기 위한 공간을 제공하며, 일측면이 개구되는 하우징;
    상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판에 대해 틀어짐을 감지하는 센서부; 및
    상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판이 틀어진 것으로 감지되면 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 정렬시키는 얼라인부를 포함하며,
    상기 얼라인부는,
    상기 하우징의 일측면 전부를 개폐하도록 설치되며, 상기 하우징의 일측면 전부를 폐쇄할 때 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 상기 하우징의 타측면이 위치한 방향으로 가압하는 도어; 및
    상기 하우징의 일측면 일부를 개폐하도록 설치되며, 상기 하우징의 일측면 일부를 폐쇄할 때 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판을 상기 하우징의 타측면이 위치한 방향으로 가압하는 압착판 중 어느 하나를 포함하는 사이드 스토리지 유닛.
  10. 삭제
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