KR102592920B1 - 로드락 모듈 및 이를 포함하는 반도체 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 기술적 사상은 기판 컨테이너를 수용하는 로드락 챔버를 포함하고, 상기 로드락 챔버의 내부 압력을 대기압과 진공압 사이에서 전환 가능하도록 구성된 로드락 모듈, 및 상기 로드락 챔버에 수용된 상기 기판 컨테이너와 기판에 대한 반도체 제조 공정을 수행하는 공정 모듈 사이에서 기판을 이송하는 이송 모듈을 포함하고, 상기 로드락 모듈은 상기 기판 컨테이너에 연결된 가스 공급 라인을 통해 상기 기판 컨테이너의 내부로 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급부, 및 상기 기판 컨테이너에 연결된 배기 라인을 통해 상기 기판 컨테이너 내의 가스를 배기하는 배기부를 포함하는 반도체 제조 장치를 제공한다.

Description

로드락 모듈 및 이를 포함하는 반도체 제조 장치 {Loadlock module and semiconductor manufacturing apparatus including the same}
본 발명의 기술적 사상은 로드락 모듈 및 이를 포함하는 반도체 제조 장치에 관한 것이다.
최근, 반도체 소자의 고집적화 및 회로의 미세화에 따라, 반도체 제조 공정동안 웨이퍼가 외부 환경에 노출되는 등으로 인하여 발생된 웨이퍼의 오염으로 인하여 반도체 제품의 수율을 떨어뜨리는 것을 방지하기 위해, 반도체 제조 설비는 높은 청정도를 유지할 것이 요청되고 있다. 이러한 요청에 따라, 일반적으로 반도체 제조 설비는 전면 개방 일체식 포드라고 불리는 웨이퍼 캐리어가 안착되는 로드 포트, 높은 청정도를 유지하는 설비 전방 단부 모듈(equipment front end module, EFEM), 임시로 웨이퍼를 수용하며 대기압과 진공압 사이에서 내부 압력이 조절되는 로드락 모듈, 웨이퍼를 이송하는 이송 모듈, 및 웨이퍼에 대한 반도체 제조 공정을 수행하는 공정 모듈로 구성된다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는 로드락 모듈 및 이를 포함하는 반도체 제조 장치를 제공하는데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 기술적 사상은 기판 컨테이너를 수용하는 로드락 챔버를 포함하고, 상기 로드락 챔버의 내부 압력을 대기압과 진공압 사이에서 전환 가능하도록 구성된 로드락 모듈, 및 상기 로드락 챔버에 수용된 상기 기판 컨테이너와 기판에 대한 반도체 제조 공정을 수행하는 공정 모듈 사이에서 기판을 이송하는 이송 모듈을 포함하고, 상기 로드락 모듈은 상기 기판 컨테이너에 연결된 가스 공급 라인을 통해 상기 기판 컨테이너의 내부로 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급부, 및 상기 기판 컨테이너에 연결된 배기 라인을 통해 상기 기판 컨테이너 내의 가스를 배기하는 배기부를 포함하는 반도체 제조 장치를 제공한다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 기술적 사상은 기판 컨테이너를 수용하는 로드락 챔버를 포함하고, 상기 로드락 챔버의 내부 압력을 대기압과 진공압 사이에서 전환 가능하도록 구성된 로드락 모듈, 상기 로드락 챔버에 수용된 상기 기판 컨테이너와 기판에 대한 반도체 제조 공정을 수행하는 공정 모듈 사이에서 기판을 이송하는 이송 모듈, 및 상기 이송 모듈에 연결되고, 상기 공정 모듈에서 반도체 제조 공정이 완료된 기판을 임시로 수용하고, 진공 분위기에서 기판을 정화하도록 구성된 버퍼 모듈을 포함하는 반도체 제조 장치를 제공한다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 기술적 사상은 복수의 기판을 수납할 수 있는 기판 컨테이너를 수용하는 챔버, 상기 챔버 내에 마련되고, 상기 기판 컨테이너가 탑재되는 스테이지, 상기 챔버의 내부로 퍼지 가스를 공급하는 제1 퍼지 가스 공급부, 상기 챔버 내의 가스를 배기하는 제1 배기부, 상기 기판 컨테이너에 연결된 가스 공급 라인을 통해 상기 기판 컨테이너의 내부로 퍼지 가스를 공급하는 제2 퍼지 가스 공급부, 및 상기 기판 컨테이너에 연결된 배기 라인을 통해 상기 기판 컨테이너 내의 가스를 배기하는 제2 배기부를 포함하는 로드락 모듈을 제공한다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 기술적 사상은 기판 컨테이너를 로드락 모듈에 로딩하는 단계, 상기 기판 컨테이너의 내부 압력 및 상기 로드락 모듈의 로드락 챔버의 내부 압력을 대기압에서 진공압으로 전환하는 단계, 상기 기판 컨테이너의 개구가 개방되도록, 상기 기판 컨테이너의 커버를 상기 기판 컨테이너의 본체로부터 분리하는 단계, 상기 기판 컨테이너에 수용된 기판을 공정 모듈로 이송하여, 상기 기판에 대한 반도체 제조 공정을 진행하는 단계, 반도체 제조 공정이 완료된 기판을 상기 기판 컨테이너에 반입하는 단계, 상기 기판 컨테이너의 개구가 폐쇄되도록, 상기 기판 컨테이너의 커버를 상기 본체에 장착하는 단계, 상기 기판 컨테이너의 내부 압력 및 상기 로드락 챔버의 내부 압력을 진공압에서 대기압으로 전환하는 단계, 및 상기 기판 컨테이너를 상기 로드락 모듈로부터 언로딩하는 단계를 포함하는 기판 처리 방법을 제공한다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 반도체 제조 장치에 의하면, 기판 컨테이너가 로드락 모듈에 직접 로딩될 수 있으므로, 반도체 제조 장치의 풋 프린트를 크게 감소시키고 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 개시의 예시적인 실시예들에 따른 반도체 제조 장치를 개략적으로 보여주는 구성도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 개시의 예시적인 실시예들에 따른 반도체 제조 장치를 개략적으로 보여주는 단면도들이다.
도 3은 본 개시의 예시적인 실시예들에 따른 로드락 모듈을 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 4 내지 도 7은 본 개시의 예시적인 실시예들에 따른 커버 홀더를 설명하기 위한 도면들이다.
도 8은 본 개시의 예시적인 실시예들에 따른 기판 정렬 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 개시의 예시적인 실시예들에 따른 스테이지를 설명하기 위한 도면들이다.
도 11은 본 개시의 예시적인 실시예들에 따른 반도체 제조 장치를 이용한 기판 처리 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 12a 내지 도 12e는 본 개시의 예시적인 실시예들에 따른 반도체 제조 장치를 이용한 기판 처리 방법을 순서에 따라 나타내는 도면들이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 도면 상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 개시의 예시적인 실시예들에 따른 반도체 제조 장치(1)를 개략적으로 보여주는 구성도이다.
도 1을 참조하면, 반도체 제조 장치(1)는 로드락 모듈(10), 이송 모듈(20), 공정 모듈(30), 및 버퍼 모듈(40)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반도체 제조 장치(1)는 기판 이송 로봇(220)이 구비된 이송 모듈(20)과, 상기 이송 모듈(20) 주위에 마련된 로드락 모듈(10), 공정 모듈(30) 및 버퍼 모듈(40)을 포함하는 멀티 챔버형 기판 처리 시스템일 수 있다.
로드락 모듈(10)은 기판 컨테이너(60)를 수용하는 내부 공간을 가지는 로드락 챔버(110)를 포함할 수 있다. 기판 컨테이너(60)는 로드락 챔버(110)로 직접 로딩될 수 있으며, 기판에 대한 반도체 제조 공정이 진행되는 동안 로드락 모듈(10)에서 대기하며, 반도체 제조 공정이 완료된 기판이 기판 컨테이너(60)로 수납된 후 로드락 모듈(10)로부터 언로딩될 수 있다.
기판 컨테이너(60)는 웨이퍼와 같은 반도체 기판들을 수납하는 용기로써, 기판의 이송 중에 대기중의 이물이나 화학적인 오염으로부터 기판이 오염되는 것을 방지하기 위하여 밀폐형의 전면 개방 일체식 포드(front open unified pod, FOUP)가 이용될 수 있다. 기판 컨테이너(60)는 기판이 반입 또는 반출되는 개구를 개폐하도록, 기판 컨테이너(60)의 본체(도 3의 610)에 탈착 가능하게 장착된 커버(도 3의 620)를 포함할 수 있다.
로드락 모듈(10)은 로드락 챔버(110)의 내부 압력을 조절할 수 있다. 예를 들어, 로드락 모듈(10)은 대기압과 진공압 사이에서 로드락 챔버(110)의 내부 압력을 조절할 수 있다.
예를 들어, 로드락 챔버(110)에 대한 기판 컨테이너(60)의 로딩 또는 언로딩 동안, 로드락 모듈(10)은 로드락 챔버(110)의 내부 압력이 외부의 압력과 균형을 이루도록 로드락 챔버(110)의 내부 압력을 대기압으로 조절할 수 있다. 로드락 챔버(110)는 로드락 챔버(110)의 개구부(도 2a의 113)를 개폐하는 도어(도 2a의 115)가 개방되기 전에, 로드락 챔버(110) 내의 압력을 대기압으로 조절함으로써, 도어(115)의 개방 시 외기가 로드락 챔버(110)의 내부 공간(도 2a의 111)으로 급격히 유입되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 로드락 챔버(110)에 수용된 기판 컨테이너(60)와 이송 모듈(20) 사이에서 기판이 이송될 때, 로드락 모듈(10)은 로드락 챔버(110) 내의 압력을 진공압으로 조절할 수 있다.
로드락 모듈(10)과 이송 모듈(20) 사이에는 기판을 파지한 이송 아암(221)이 통과할 수 있는 통로를 개폐하는 출입 게이트(81)가 설치되며, 출입 게이트(81)는 로드락 챔버(110)의 내부와 이송 모듈(20)의 이송 챔버(210)의 내부를 연결하거나 또는 분리할 수 있다. 로드락 모듈(10)은 출입 게이트(81)가 개방되기 전에, 로드락 챔버(110) 내의 압력을 진공압으로 조절할 수 있다. 이때, 로드락 챔버(110)의 내부 압력은 이송 모듈(20)의 이송 챔버(210)의 진공압에 근접한 압력을 가지도록 조절될 수 있다. 로드락 챔버(110)의 내부 압력이 이송 챔버(210)의 내부 압력에 근접하도록 조절되므로, 출입 게이트(81)의 개방에 따라 이송 챔버(210)의 압력 상태가 변하는 것을 방지할 수 있다.
이송 모듈(20)은 로드락 모듈(10) 내에 수용된 기판 컨테이너(60), 공정 모듈(30), 및 버퍼 모듈(40) 사이에서 기판의 이송을 담당할 수 있다. 이송 모듈(20)은 진공 분위기에서 기판의 이송을 수행하는 진공 이송 모듈(vaccum transfer module)일 수 있다.
이송 모듈(20)은 진공 분위기를 가지는 이송 챔버(210)와, 이송 챔버(210) 내에 마련되어 기판을 이송하는 기판 이송 로봇(220)을 포함할 수 있다. 기판 이송 로봇(220)은 기판을 파지할 수 있는 이송 아암(221)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이송 모듈(20)과 로드락 모듈(10) 사이의 출입 게이트(81)가 개방되었을 때, 기판 이송 로봇(220)의 이송 아암(221)은 기판 컨테이너(60)의 내부로 진입하여 기판 컨테이너(60)로부터 기판을 반출할 수 있고, 또는 기판 컨테이너(60) 내에 기판을 반입할 수 있다.
공정 모듈(30)은 기판에 대한 반도체 제조 공정을 수행할 수 있다. 공정 모듈(30)과 이송 모듈(20) 사이에는 기판을 파지한 이송 아암(221)이 통과할 수 있는 통로를 개폐하는 출입 게이트(83)가 설치될 수 있다. 공정 모듈(30)은 이송 모듈(20)의 측벽에 배치된 복수의 공정 챔버(310)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 공정 모듈(30)은 건식 식각(dry etch) 설비, 화학 기상 증착(chemical vapor deposition) 설비, 열확산로(thermal furnace), 디벨로프(developing) 설비 또는 세정(cleaning) 설비일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
버퍼 모듈(40)은 공정 모듈(30)에서 반도체 제조 공정이 완료된 기판을 임시로 수용하고, 기판을 정화할 수 있다. 버퍼 모듈(40)은 버퍼 챔버(410) 및 반도체 제조 공정이 완료된 기판이 안착되는 버퍼 스테이지(420)를 포함할 수 있다. 공정 모듈(30)과 버퍼 모듈(40) 사이에는 기판을 파지한 이송 아암(221)이 통과할 수 있는 통로를 개폐하는 출입 게이트(85)가 설치될 수 있다. 다만, 일부 실시예들에서, 출입 게이트(85)는 생략될 수도 있다.
또한, 버퍼 모듈(40)은 버퍼 챔버(410)의 내부에 진공압이 형성되도록 버퍼 챔버(410)의 내부 공간을 배기하는 배기 장치를 포함할 수 있다. 상기 배기 장치에 의해, 버퍼 챔버(410)의 내부에는 진공 분위기가 형성될 수 있다. 버퍼 모듈(40)은 버퍼 챔버(410)의 내부에 진공 분위기를 형성함으로써, 반도체 제조 공정이 완료된 기판으로부터 방출된 탈가스(outgassing)를 제거할 수 있다. 나아가, 버퍼 챔버(410)의 내부에 진공 분위기가 형성되므로, 기판에 잔류하는 가스가 수분이나 이물질과 결합되어 생성된 오염물이 기판에 흡착됨에 따라 기판이 오염되는 문제를 방지할 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 버퍼 스테이지(420)는 복수의 기판을 동시에 적재할 수 있는 스토리지를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 버퍼 모듈(40)은 커퍼 스테이지(420)에 놓인 기판에 퍼지 가스를 분사하도록 구성될 수도 있다.
예시적인 실시예들에서, 버퍼 모듈(40)은 버퍼 챔버(410) 내의 압력이 이송 챔버(210) 내의 압력보다 낮아지도록 버퍼 챔버(410) 내의 압력을 조절할 수 있다. 버퍼 챔버(410)의 내부 압력이 이송 챔버(210)의 내부 압력보다 낮으므로, 이송 챔버(210)로부터 버퍼 챔버(410)를 향하는 기류가 형성될 수 있다. 이송 챔버(210)로부터 버퍼 챔버(410) 사이에서 버퍼 챔버(410)를 향해 흐르는 기류가 형성되므로, 버퍼 챔버(410)에 수용된 기판으로부터 생성된 탈가스 등의 오염 물질은 이송 챔버(210)로 흐르지 않고 외부로 방출될 수 있다.
또한, 반도체 제조 장치(1)는 로드락 모듈(10), 이송 모듈(20), 공정 모듈(30) 및 버퍼 모듈(40)의 동작을 제어하기 위한 제어부(도 3의 50 참조)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부(50)는 일반 PC(Personal Computer), 워크스테이션(workstation), 슈퍼컴퓨터 등으로 구성될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 반도체 제조 장치(1)에 의하면, 기판 컨테이너(60)가 로드락 모듈(10)에 직접 로딩될 수 있으므로, 반도체 제조 장치(1)의 풋 프린트를 크게 감소시키고 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 개시의 예시적인 실시예들에 따른 반도체 제조 장치(1)를 개략적으로 보여주는 단면도들로서, 도 2a는 로드락 챔버(110)의 개구부(113)가 도어(115)에 의해 폐쇄된 상태를 보여주며, 도 2b는 로드락 챔버(110)의 개구부(113)가 개방된 상태를 보여준다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 로드락 챔버(110)는 기판 컨테이너(60)가 반입 또는 반출되는 개구부(113)를 개폐하도록 구성된 도어(115)를 포함할 수 있다. 도어(115)는 기판 컨테이너(60)의 로딩 또는 언로딩 시 기판 컨테이너(60)가 통과할 수 있도록 로드락 챔버(110)의 개구부(113)를 개방할 수 있다. 또한, 도어(115)는 로드락 챔버(110)의 내부 공간(111)을 외부와 단절시키기 위하여 로드락 챔버(110)의 개구부(113)를 폐쇄할 수 있다.
도 2b에 도시된 것과 같이, 로드락 챔버(110)에 대한 기판 컨테이너(60)의 로딩 또는 언로딩은 천정 이송기(overhead hoist transport)와 같은 이송 기구(70)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 이송 기구(70)는 기판 컨테이너(60)를 파지하며, 파지된 기판 컨테이너(60)를 로드락 챔버(110)에 반입하거나 또는 기판 컨테이너(60)를 로드락 챔버(110)로부터 반출할 수 있다.
구체적으로, 기판 컨테이너(60)를 로딩시키기 위하여, 도어(115)는 로드락 챔버(110)의 개구부(113)를 개방하며, 이송 기구(70)는 기판 컨테이너(60)가 로드락 챔버(110) 내의 스테이지(120)에 안착되도록 기판 컨테이너(60)를 하강시키고 기판 컨테이너(60)에 대한 파지를 해제할 수 있다. 또한, 기판 컨테이너(60)를 언로딩시키기 위하여, 도어(115)는 로드락 챔버(110)의 개구부(113)를 개방하며, 이송 기구(70)는 로드락 챔버(110) 내의 스테이지(120)에 안착된 기판 컨테이너(60)를 파지하고, 기판 컨테이너(60)가 로드락 챔버(110)로부터 반출되도록 파지된 기판 컨테이너(60)를 상승시킬 수 있다.
도 3은 본 개시의 예시적인 실시예들에 따른 로드락 모듈(10)을 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 로드락 모듈(10)은 로드락 챔버(110), 스테이지(120), 기판 정렬 장치(150), 커버 홀더(160), 제1 퍼지 가스 공급부(131), 제1 배기부(133), 제2 퍼지 가스 공급부(141), 및 제2 배기부(143)를 포함할 수 있다.
로드락 챔버(110)는 복수의 기판을 수용할 수 있는 기판 컨테이너(60)를 수용할 수 있는 내부 공간(111)을 가질 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 로드락 챔버(110)의 내면에는 파티클 등의 이물질의 부착을 방지하기 위한 보호층이 마련될 수 있다. 또한, 로드락 챔버(110)는 챔버벽에 부착된 이물질이 박리되도록 챔버벽을 가열하도록 구성된 가열 수단을 포함할 수도 있다.
스테이지(120)는 로드락 챔버(110) 내에 마련되며, 로드락 챔버(110)에 수용된 기판 컨테이너(60)를 지지할 수 있다. 스테이지(120)는 기판 컨테이너(60)를 고정할 수 있고, 로드락 챔버(110) 내에서 기판 컨테이너(60)를 이동시키도록 구성될 수 있다.
스테이지(120)는 스테이지 구동부(121)에 연결되어 이동함으로써, 로드락 챔버(110) 내에서 기판 컨테이너(60)를 이동시킬 수 있다. 스테이지(120)는 스테이지 구동부(121)에 의해 로드락 챔버(110) 내에서 수평 이동(예를 들어, X방향 이동 또는 Y방향 이동), 수직 이동(예를 들어, Z 방향 이동) 및/또는 회전(예를 들어, Z 방향으로 회전축으로 하는 회전)하도록 구성될 수 있다.
기판 정렬 장치(150)는 로드락 챔버(110) 내에 마련되며, 기판을 정렬할 수 있다. 기판 정렬 장치(150)는 기판이 공정 모듈로 이송되기 전에, 기판이 미리 설정된 방향을 향하도록 기판을 정렬할 수 있다. 즉, 기판 정렬 장치(150)는 기판의 결정 방위를 검출하고, 검출된 기판의 결정 방위가 미리 설정된 방향을 향하도록 기판을 정렬할 수 나아가. 또한, 기판 정렬 장치(150)는 기판의 결함을 검사하는 기능을 수행할 수도 있다.
일반적으로, 기판 정렬을 위한 정렬 장치가 이송 모듈(20) 내에 마련된 경우, 정렬 장치의 손상 또는 오작동 시, 상기 정렬 장치의 정비(maintenance)를 위해 설비의 공용 부분인 이송 모듈(20)을 중지해야만 하였고, 그에 따라 설비 전체가 중단되어야만 했다. 그러나, 본 개시의 예시적인 실시예들에 의하면, 기판 정렬 장치(150)는 로드락 챔버(110) 내에 마련되므로, 설비 전체를 중단할 필요 없이 정비가 필요한 기판 정렬 장치(150)가 마련된 로드락 챔버(110)만을 중지시켜 기판 정렬 장치(150)에 대한 정비를 수행할 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 기판 정렬 장치(150)는 기판 컨테이너(60)를 지지하는 스테이지(120)와 이송 모듈(20)에 접하는 로드락 챔버(110)의 일측면 사이에 마련될 수 있다. 예를 들어, 기판 정렬 장치(150)는 출입 게이트(81)와 스테이지(120) 사이에 배치될 수 있다. 기판 정렬을 위한 정렬 장치가 이송 모듈(20)의 일측에 마련된 별도의 챔버 내에 마련된 경우, 로드락 모듈(10)로부터 공정 모듈(30)까지의 기판의 이송 경로가 길어질 수 있다. 그러나, 본 개시의 예시적인 실시예들에 의하면, 기판 정렬 장치(150)가 출입 게이트(81)와 스테이지(120) 사이에 배치되기 때문에, 로드락 모듈(10)로부터 공정 모듈(30)까지의 기판의 이송 경로를 보다 더 줄일 수 있다.
커버 홀더(160)는 기판 컨테이너(60)의 커버(620)를 기판 컨테이너(60)의 본체(610)로부터 분리하거나 본체(610)에 장착할 수 있다. 또한, 커버 홀더(160)는 기판 컨테이너(60)의 본체(610)로부터 분리된 커버(620)를 지지할 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 커버 홀더(160)는 기판 컨테이너(60)의 커버(620)를 기계적으로 고정할 수 있다.
예를 들어, 커버 홀더(160)에 의한 커버(620)의 분리 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 스테이지(120)의 이동에 의해 기판 컨테이너(60)의 커버(620)가 커버 홀더(160)에 밀착되면, 커버 홀더(160)는 래치 키(latch key, 도 4의 161 참조)를 이용하여 커버(620)가 본체(610)로부터 분리 가능한 상태인 언락 상태가 되도록 기판 컨테이너(60)의 커버 잠금 장치를 구동시킨다. 커버 홀더(160)는 언락 상태가 된 커버(620)를 고정할 수 있다. 언락 상태인 커버(620)가 커버 홀더(160)에 고정되므로, 스테이지(120)에 의해 기판 컨테이너(60)의 본체(610)가 커버 홀더(160)와 멀어지는 방향으로 이동됨에 따라 커버(620)는 기판 컨테이너(60)의 본체(610)로부터 분리될 수 있다.
또한, 예를 들어, 커버 홀더(160)에 의한 커버(620)의 장착 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 스테이지(120)는 기판 컨테이너(60)의 본체(610)가 커버 홀더(160)에 고정되어 있는 커버(620)에 접하도록 본체(610)를 이동시킨다. 본체(610)가 커버 홀더(160)에 고정되어 있는 커버(620)에 접하면, 커버 홀더(160)는 커버(620)가 커버 홀더(160)로부터 분리 가능한 상태가 되도록 커버(620)에 대한 고정을 해제한다. 커버(620)가 커버 홀더(160)로부터 분리 가능한 상태가 되면, 커버 홀더(160)는 래치 키(161)를 이용하여 커버(620)가 본체(610)에 장착되는 락 상태가 되도록 기판 컨테이너(60)의 커버 잠금 장치를 구동시킬 수 있다.
제1 퍼지 가스 공급부(131)는 로드락 챔버(110)의 내부로 퍼지 가스를 공급할 수 있다. 제1 퍼지 가스 공급부(131)는 로드락 챔버(110)의 내부에 퍼지 가스를 공급하여, 로드락 챔버(110)의 내부 압력을 조절하는 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제1 퍼지 가스 공급부(131)는 로드락 챔버(110)의 내부 압력이 로드락 챔버(110)의 외부의 압력(예를 들어, 대기압)과 균형을 이루도록 로드락 챔버(110)의 내부 압력을 조절할 수 있다.
예를 들어, 제1 퍼지 가스 공급부(131)는 로드락 챔버(110)의 내부로 질소 가스, 불활성 가스 및/또는 청정 건조 공기를 공급할 수 있다.
제1 퍼지 가스 공급부(131)는 제1 퍼지 가스 공급원(1311) 및 제1 가스 공급 라인(1313)을 포함할 수 있다. 제1 가스 공급 라인(1313)은 제1 퍼지 가스 공급원(1311)과 로드락 챔버(110) 사이에서 연장되어 제1 퍼지 가스 공급원(1311)의 퍼지 가스를 로드락 챔버(110)로 전달할 수 있다. 로드락 챔버(110) 내에는 제1 가스 공급 라인(1313)의 일단에 연결된 디퓨저(diffuser)가 마련될 수 있으며, 디퓨져(1315)는 로드락 챔버(110) 내부로 퍼지 가스를 방출할 수 있다.
제1 배기부(133)는 로드락 챔버(110) 내의 가스를 배기할 수 있다. 제1 배기부(133)는 로드락 챔버(110) 내의 가스를 배기하여, 로드락 챔버(110) 내의 압력을 조절할 수 있다. 예를 들어, 제1 배기부(133)는 로드락 챔버(110)의 내부 압력이 진공압이 되도록, 로드락 챔버(110)에 대한 진공 배기를 수행할 수 있다. 제1 배기부(133)는 로드락 챔버(110)의 내부 압력이 이송 챔버(210)의 내부 압력과 균형을 이루도록 로드락 챔버(110)의 내부 압력을 조절할 수 있다.
예를 들어, 제1 배기부(133)는 로드락 챔버(110)의 내부 압력을 10 Torr 이하, 10-1 Torr 이하, 또는 10-3 Torr 이하로 감압할 수 있다.
제1 배기부(133)는 로드락 챔버(110)의 내부의 가스를 배기함으로써, 로드락 챔버(110) 내의 파티클을 외부로 방출할 수 있다. 예를 들어, 제1 배기부(133)는 로드락 챔버(110)의 하부에 마련된 배기구(117)를 통해 로드락 챔버(110)의 내부의 가스를 배기할 수 있다. 이 때, 디퓨져(1315)에 의해 공급된 퍼지 가스는 배기구(117)를 향해 하방으로 흐르며, 로드락 챔버(110) 내의 파티클 등의 이물질은 퍼지 가스의 하방 흐름과 함께 이동되어 배기구(117)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
예를 들어, 제1 배기부(133)는 제1 진공 펌프(1331) 및 제1 배기 라인(1333)을 포함할 수 있다. 제1 배기 라인(1333)은 제1 진공 펌프(1331)와 로드락 챔버(110)의 배기구(117) 사이에서 연장될 수 있다.
제2 퍼지 가스 공급부(141)는 스테이지(120)에 탑재된 기판 컨테이너(60)의 내부로 퍼지 가스를 공급할 수 있다. 제2 퍼지 가스 공급부(141)는 기판 컨테이너(60)의 내부에 퍼지 가스를 공급하여, 기판 컨테이너(60)의 압력을 조절하는 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제2 퍼지 가스 공급부(141)는, 로드락 챔버(110)의 내부 압력이 진공압에서 대기압으로 전환될 때, 기판 컨테이너(60)의 내부 압력이 로드락 챔버(110)의 내부 압력과 균형을 이루도록 기판 컨테이너(60)의 내부 압력을 조절할 수 있다.
예를 들어, 제2 퍼지 가스 공급부(141)는 기판 컨테이너(60)의 내부로 질소 가스, 불활성 가스 및/또는 청정 건조 공기를 공급할 수 있다.
예를 들어, 제2 퍼지 가스 공급부(141)는 제2 퍼지 가스 공급원(1411) 및 제2 가스 공급 라인(1413)을 포함할 수 있다. 제2 가스 공급 라인(1413)은 제2 퍼지 가스 공급원(1411)과 기판 컨테이너(60) 사이에서 연장되고, 기판 컨테이너(60)의 가스 도입구에 연결될 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 제2 가스 공급 라인(1413)은 스테이지(120)를 관통하도록 스테이지(120)에 장착될 수 있으며, 스테이지(120)에 탑재된 기판 컨테이너(60)의 가스 도입구와 연통하도록 스테이지(120)에 장착될 수 있다.
제2 배기부(143)는 기판 컨테이너(60) 내의 가스를 배기할 수 있다. 제2 배기부(143)는 기판 컨테이너(60) 내의 가스를 배기하여, 기판 컨테이너(60) 내의 압력을 조절할 수 있다. 예를 들어, 제2 배기부(143)는 기판 컨테이너(60)의 내부 압력이 진공압이 되도록, 기판 컨테이너(60)에 대한 진공 배기를 수행할 수 있다. 예를 들어, 제2 배기부(143)는 기판 컨테이너(60)의 내부 압력이 로드락 챔버(110)의 내부 압력과 균형을 이루도록 기판 컨테이너(60)의 내부 압력을 조절할 수 있다.
예를 들어, 제2 배기부(143)는 기판 컨테이너(60)의 내부 압력을 10 Torr 이하, 10-1 Torr 이하, 또는 10-3 Torr 이하로 감압할 수 있다.
또한, 제2 배기부(143)는 기판 컨테이너(60)의 내부의 가스를 배기함으로써, 기판 컨테이너(60) 내의 파티클을 외부로 방출할 수 있다. 예를 들어, 반도체 제조 공정이 완료된 기판으로부터 방출된 탈가스는 제2 배기부(143)에 의해 외부로 방출될 수 있다.
예를 들어, 제2 배기부(143)는 제2 진공 펌프(1431) 및 제2 배기 라인(1433)을 포함할 수 있다. 제2 배기 라인(1433)은 제2 진공 펌프(1431)와 기판 컨테이너(60) 사이에서 연장되고, 기판 컨테이너(60)의 가스 유출구에 연결될 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 제2 배기 라인(1433)은 스테이지(120)를 관통하도록 스테이지(120)에 장착될 수 있으며, 스테이지(120)에 탑재된 기판 컨테이너(60)의 가스 유출구와 연통하도록 스테이지(120)에 장착될 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 제2 퍼지 가스 공급부(141)에 의한 기판 컨테이너(60)의 압력 조절 및 제2 배기부(143)에 의한 기판 컨테이너(60)의 압력 조절은 기판 컨테이너(60)의 커버(620)가 본체(610)에 장착된 상태에서 수행될 수 있다. 즉, 기판 컨테이너(60)의 내부 압력은 기판 컨테이너(60)의 내부 공간이 로드락 챔버(110)의 내부 공간(111)과 분리된 상태에서 조절될 수 있다.
기판 컨테이너(60)의 내부 공간이 로드락 챔버(110)의 내부 공간(111)과 분리된 상태에서 기판 컨테이너(60)의 내부 압력이 조절되므로, 기판 컨테이너(60)의 내부 압력은 제2 퍼지 가스 공급부(141) 및 제2 배기부(143)에 의해 독립적으로 조절될 수 있다. 즉, 제1 퍼지 가스 공급부(131) 및 제1 배기부(133)는 로드락 챔버(110)에 대한 내부 압력 조절을 담당하고, 제2 퍼지 가스 공급부(141) 및 제2 배기부(143)는 기판 컨테이너(60)에 대한 내부 압력 조절을 담당할 수 있다.
제어부(50)는 로드락 챔버(110)의 내부 압력 및 기판 컨테이너(60)의 내부 압력을 감지하고, 로드락 챔버(110)의 내부 압력이 조절되도록 제1 퍼지 가스 공급부(131) 및/또는 제1 배기부(133)를 제어하고, 기판 컨테이너(60)의 내부 압력이 조절되도록 제1 퍼지 가스 공급부(131) 및/또는 제1 배기부(133)를 제어하도록 구성될 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 로드락 챔버(110)의 내부 압력이 진공압에서 대기압으로 전환되는 동안, 제어부(50)는 기판 컨테이너(60)의 내부 압력이 로드락 챔버(110)의 내부 압력과 균형을 이루도록 제2 퍼지 가스 공급부(141)를 제어할 수 있다. 또한, 로드락 챔버(110)의 내부 압력이 대기압에서 진공압으로 전환되는 동안, 제어부(50)는 기판 컨테이너(60)의 내부 압력이 로드락 챔버(110)의 내부 압력과 균형을 이루도록 제2 배기부(143)를 제어할 수 있다.
기판 컨테이너(60)의 내부 압력은 로드락 챔버(110)의 내부 압력과 균형을 이루도록 변하므로, 기판 컨테이너(60)의 내부 압력과 로드락 챔버(110)의 내부 압력 간의 압력 차이는 매우 작을 수 있다. 따라서, 기판 컨테이너(60)의 내부 압력과 로드락 챔버(110)의 내부 압력 간의 압력 차이로 인하여, 기판 컨테이너(60)가 변형되는 것을 방지할 수 있다.
도 4 내지 도 7은 본 개시의 예시적인 실시예들에 따른 커버 홀더(160)를 설명하기 위한 도면들이다. 도 4는 기판 컨테이너(60)의 커버(620)가 커버 홀더(160)로부터 분리 가능한 상태에 있는 모습을 보여주는 도면이고, 도 5는 도 4의 일부분을 확대하여 보여주는 도면이다. 도 6은 기판 컨테이너(60)의 커버(620)가 커버 홀더(160)에 고정되어 있는 모습을 보여주는 도면이고, 도 7은 도 6의 일부분을 확대하여 보여주는 도면이다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 커버 홀더(160)는 기판 컨테이너(60)의 커버 잠금 장치를 구동하기 위한 래치 키(161) 및 기판 컨테이너(60)를 지지하기 위한 서포터(163)를 포함할 수 있다.
래치 키(161)는 기판 컨테이너(60)의 커버(620)에 마련된 키 홀(623)에 삽입될 수 있다. 래치 키(161)는 키 홀(623)에 삽입된 상태에서 회전함으로써, 커버(620)가 본체(610)에 장착된 락 상태와 커버(620)가 본체(610)로부터 분리될 수 있는 언락 상태 사이에서 기판 컨테이너(60)의 커버 잠금 장치를 구동할 수 있다.
서포터(163)는 기판 컨테이너(60)의 커버(620)에 마련된 홈(621)에 삽입되는 포스트(1631) 및 포스트(1631)에 장착된 고정 패드(1633)를 포함할 수 있다. 고정 패드(1633)는 팽창 또는 수축하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 고정 패드(1633)는 내부에 공기가 주입될 수 있는 공간을 가지며, 공기 주입에 의해 부피가 증가하고, 공기 방출에 의해 부피가 줄어들 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 커버 홀더(160)는 기판 컨테이너(60)의 커버(620)가 커버 홀더(160)로부터 분리 가능한 상태가 되도록 고정 패드(1633)를 수축시킬 수 있다. 고정 패드(1633)가 수축됨에 따라, 고정 패드(1633)는 커버(620)의 홈(621)으로부터 분리될 수 있고, 기판 컨테이너(60)의 본체(610)에 장착된 커버(620)는 서포터(163)에 고정되지 않고 자유로이 이동될 수 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 커버 홀더(160)는 기판 컨테이너(60)의 커버(620)가 커버 홀더(160)에 고정되도록 고정 패드(1633)를 팽창시킬 수 있다. 고정 패드(1633)가 팽창됨에 따라, 고정 패드(1633)는 커버(620)의 홈(621)에 밀착 고정되고, 기판 컨테이너(60)의 커버(620)는 서포터(163)에 고정될 수 있다. 스테이지(120)가 기판 컨테이너(60)의 본체(610)를 커버 홀더(160)로부터 멀어지도록 이동시킴에 따라, 기판 컨테이너(60)의 커버(620)는 본체(610)로부터 분리되고, 커버(620)는 커버 홀더(160)에 고정될 수 있다.
도 8은 본 개시의 예시적인 실시예들에 따른 기판 정렬 장치(150)를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 기판 정렬 장치(150)는 기판(S)을 고정하는 기판 척(151) 및 기판 척(151)을 회전시킬 수 있는 척 구동부(153)를 포함할 수 있다.
기판 척(151)은 기판(S)을 기계적으로 고정할 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 기판 척(151)은 기판(S)이 안착되는 베이스(1511) 및 베이스(1511)에 안착된 기판(S)을 지지하기 위한 기판 클램프(1513)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 기판 정렬 장치(150)에 의한 기판(S)의 정렬 과정을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 이송 모듈(20)의 기판 이송 로봇(220)은 기판 컨테이너(60)의 기판(S)을 베이스(1511)로 이송한다. 기판 이송 로봇(220)에 의해 기판(S)이 베이스(1511) 상에 안착되면, 기판 클램프(1513)는 기판(S)을 접촉 지지할 수 있다. 기판 클램프(1513)에 의해 기판(S)이 고정되면, 기판 정렬 장치(150)는 기판(S)의 결정 방위을 검출하고, 검출된 결정 방위가 미리 설정된 방향을 향하도록 기판 척(151)을 회전시킬 수 있다. 기판(S)에 대한 정렬이 완료되면, 기판 클램프(1513)는 기판(S)에 대한 고정을 해제하고, 기판 이송 로봇(220)은 정렬된 기판(S)을 공정 모듈(30)로 이송할 수 있다.
본 개시의 예시적인 실시예들에 있어서, 기판 정렬 장치(150)에 의한 기판 정렬은 진공 분위기를 가지는 로드락 챔버(110) 내에서 수행될 수 있다. 이 경우, 진공 분위기에서 기판(S)을 진공 흡착 방식으로 고정하는 것이 어려울 수 있다. 그러나, 본 개시의 예시적인 실시예들에 의하면, 기판 정렬 장치(150)는 기판(S)을 기계적으로 고정할 수 있으므로, 진공 분위기에서도 기판(S)을 안정적으로 고정할 수 있다.
도 9 및 도 10은 본 개시의 예시적인 실시예들에 따른 스테이지(120)를 설명하기 위한 도면들이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 스테이지(120)는 기판 컨테이너(60)가 안착되는 플레이트(122) 및 플레이트(122)에 장착된 잠금 레버(123)를 포함할 수 있다. 잠금 레버(123)는 기판 컨테이너(60)를 고정하기 위한 것으로, 기판 컨테이너(60)를 고정하는 고정 위치와 기판 컨테이너(60)에 대한 고정을 해제하는 풀림 위치 사이에서 전환하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 잠금 레버(123)는 기판 컨테이너(60)의 걸림 턱(613)에 걸려 기판을 고정하도록 구성될 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 플레이트(122)는 기판 컨테이너(60)가 안착되는 상부 플레이트(1223) 및 상부 플레이트(1223)의 아래에 배치된 하부 플레이트(1221)를 포함할 수 있고, 잠금 레버(123)는 하부 플레이트(1221)에 회동 가능하게 장착된 제1 링크(1231) 및 상부 플레이트(1223)에 회동 가능하게 장착된 제2 링크(1233)를 포함할 수 있다. 제2 링크(1233)는 제1 링크(1231)에 연결되며, 제1 링크(1231)의 회동에 연동되어 회동하도록 구성될 수 있다.
상부 플레이트(1223)와 하부 플레이트(1221) 사이의 이격 거리는 조절 가능할 수 있다. 예를 들어, 상부 플레이트(1223)가 하부 플레이트(1221)에 대해 상승 및/또는 하강하도록 구성되거나, 하부 플레이트(1221)가 상부 플레이트(1223)에 대해 상승 및/또는 하강하도록 구성될 수 있다. 또는, 상부 플레이트(1223)의 상승 및/또는 하강과 하부 플레이트(1221)의 상승 및/또는 하강은 함께 이루어질 수도 있다. 이 때, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상부 플레이트(1223)와 하부 플레이트(1221) 사이의 이격 거리가 조절됨에 따라, 잠금 레버(123)는 고정 위치 및 풀림 위치 사이에서 전환하도록 구성될 수 있다.
이하, 도 9 및 도 10을 참조하여, 기판 컨테이너(60)를 스테이지(120)에 고정하는 과정을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 하부 플레이트(1221)와 상부 플레이트(1223) 사이의 이격 거리가 감소함에 따라, 제1 링크(1231)는 제1 회동 방향(예를 들어, 시계 반대 방향)으로 회동할 수 있다. 제1 링크(1231)의 회동에 의해, 제2 링크(1233)는 상부 플레이트(1223)에 결합된 회동축(1235)을 기준으로 제1 회동 방향에 반대된 제2 회동 방향(예를 들어, 시계 방향)으로 회동할 수 있다. 제2 링크(1233)는 기판 컨테이너(60)를 고정하기 위한 고정 위치까지 회동하게 되며, 제2 링크(1233)의 상부는 걸림 턱(613)에 맞물려(engaged) 기판 컨테이너(60)를 고정할 수 있다. 제2 링크(1233)의 상부는 기판 컨테이너(60)의 걸림 턱(613)에 맞물리는 부분으로서, 걸림 턱(613)에 맞물리기에 적합한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 링크(1233)의 상부는 걸림 턱(613)에 맞물리도록 구성된 후크 구조(1237)를 가질 수 있다.
또한, 기판 컨테이너(60)에 대한 고정을 해제하는 과정을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 하부 플레이트(1221)와 상부 플레이트(1223) 사이의 이격 거리가 증가함에 따라, 제1 링크(1231)는 제2 회동 방향으로 회동할 수 있다. 제1 링크(1231)의 회동에 의해, 제2 링크(1233)는 상부 플레이트(1223)에 결합된 회동축(1235)을 기준으로 제1 회동 방향으로 회동할 수 있다. 제2 링크(1233)는 고정 위치로부터 풀림 위치까지 회동되며, 제2 링크(1233)의 상부가 걸림 턱(613)으로부터 분리됨에 따라 기판 컨테이너(60)에 대한 고정이 해제될 수 있다.
도 11은 본 개시의 예시적인 실시예들에 따른 반도체 제조 장치(1)를 이용한 기판 처리 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 12a 내지 도 12e는 본 개시의 예시적인 실시예들에 따른 반도체 제조 장치(1)를 이용한 기판 처리 방법을 순서에 따라 나타내는 도면들이다. 이하에서는, 도 11, 및 도 12a 내지 도 12e를 참조하여, 반도체 제조 장치(1)를 이용한 기판 처리 방법을 설명하기로 한다.
도 11을 참조하면, 복수개의 기판들이 수용된 기판 컨테이너를 로드락 모듈에 로딩한다(S110).
도 2b에 도시된 것과 같이, 도어(115)는 로드락 챔버(110)의 개구부(113)를 개방하며, 기판 컨테이너(60)는 천정 이송기와 같은 이송 기구(70)에 의해 로드락 챔버(110) 내의 스테이지(120)에 안착될 수 있다. 기판 컨테이너(60)는 스테이지(120) 상의 미리 설정된 위치에 정렬되어 배치되며, 스테이지(120)에 고정될 수 있다. 기판 컨테이너(60)가 로드락 모듈(10)에 로딩되면, 도어(115)는 로드락 챔버(110)의 내부 공간(111)이 외부로부터 분리되도록 개구부(113)를 폐쇄할 수 있다.
도 11 및 도 12a를 참조하면, 기판 컨테이너(60)의 내부 압력 및 로드락 챔버(110)의 내부 압력이 진공압이 되도록, 기판 컨테이너(60)의 내부 및 로드락 챔버(110)의 내부를 배기한다(S120).
구체적으로, 제1 배기부(133)는 로드락 챔버(110)의 내부 압력이 대기압에서 진공압으로 전환되도록 로드락 챔버(110) 내의 가스를 배기하고, 제2 배기부(143)는 기판 컨테이너(60)의 내부 압력이 대기압에서 진공압으로 전환되도록 기판 컨테이너(60) 내의 가스를 배기한다. 이 때, 제어부(50)는 로드락 챔버(110)의 내부 압력과 기판 컨테이너(60)의 내부 압력이 서로 균형을 이루도록, 로드락 챔버(110)의 내부 압력 및 기판 컨테이너(60)의 내부 압력을 각각 감지하고, 감지된 정보를 기반으로 제1 배기부(133)에 의한 배기량 및/또는 배기 속도를 조절하고 제2 배기부(143)에 의한 배기량 및/또는 배기 속도를 제어할 수 있다.
도 11, 도 12b 및 도 12c를 참조하면, 로드락 챔버(110)의 내부 압력 및 기판 컨테이너(60)의 내부 압력이 미리 설정된 진공압으로 균형을 이루면, 기판 컨테이너(60)의 커버(620)를 본체(610)로부터 분리한다(S130).
구체적으로, 도 12b에 도시된 것과 같이, 스테이지(120)는 기판 컨테이너(60)의 커버(620)가 커버 홀더(160)에 접하도록, 기판 컨테이너(60)를 이동시킬 수 있다. 이 때, 스테이지(120)는 기판 컨테이너(60)의 커버(620)가 커버 홀더(160)가 마련된 로드락 챔버(110)의 내면을 향하도록 회전하고, 커버(620)가 커버 홀더(160)에 접하도록 수직 이동 및 수평 이동할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 스테이지(120)의 이동에 의해 기판 컨테이너(60)의 커버(620)가 커버 홀더(160)에 접하면, 래치 키(161)는 커버(620)가 언락 상태가 되도록 기판 컨테이너(60)의 커버 잠금 장치를 구동하고, 고정 패드(1633)는 커버(620)의 홈(621)에 고정되도록 팽창될 수 있다. 도 12c에 도시된 바와 같이, 본체(610)가 스테이지(120)에 의해 커버 홀더(160)로부터 멀어지는 방향으로 이동되면, 커버(620)는 본체(610)로부터 분리되어 커버 홀더(160)에 고정되고, 기판 컨테이너(60)의 개구(611)는 개방될 수 있다.
도 11 및 도 12d를 참조하면, 기판 컨테이너(60)의 커버(620)를 본체(610)로부터 분리한 후에, 기판에 대한 반도체 제조 공정을 수행한다(S140).
구체적으로, 이송 모듈(20)은 스테이지(120) 상의 기판 컨테이너(60)로부터 기판 정렬 장치(150)까지 기판을 이송하는 제1 이송(T1)을 수행하며, 기판 정렬 장치(150)는 기판이 미리 설정된 방향을 향하도록 기판을 정렬할 수 있다.
기판 정렬이 완료되면, 이송 모듈(20)은 기판 정렬 장치(150)로부터 공정 모듈(30)까지 기판을 이송하는 제2 이송(T2)을 수행한다. 공정 모듈(30)은 기판에 대한 반도체 제조 공정, 예를 들어 식각 공정, 증착 공정, 세정 공정 등을 수행할 수 있다.
공정 모듈(30)에서 반도체 제조 공정이 완료되면, 이송 모듈(20)은 공정 모듈(30)로부터 버퍼 모듈(40)까지 기판을 이송하는 제3 이송(T3)을 수행한다. 버퍼 모듈(40)은 버퍼 챔버(410) 내에 진공 분위기를 형성하여 기판으로부터 방출된 탈가스를 제거할 수 있다.
이어서, 공정 모듈(30)은 버퍼 모듈(40)로부터 로드락 챔버(110) 내의 기판 컨테이너(60)로 기판을 이송하는 제4 이송(T4)을 수행할 수 있다.
모든 기판에 대한 반도체 제조 공정이 완료되고 모든 기판이 기판 컨테이너(60)에 수납되면, 기판 컨테이너(60)의 개구가 폐쇄되도록, 기판 컨테이너(60)의 커버(620)를 본체(610)에 장착한다(S150).
구체적으로, 스테이지(120)는 기판 컨테이너(60)의 본체(610)가 커버 홀더(160)에 지지된 커버(620)에 접하도록 기판 컨테이너(60)를 이동시킬 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 래치 키(161)는 커버(620)가 본체(610)에 장착된 락 상태가 되도록 기판 컨테이너(60)의 커버 잠금 장치를 구동하고, 고정 패드(1633)는 커버(620)가 커버 홀더(160)로부터 분리 가능하도록 수축할 수 있다. 이후, 스테이지(120)가 커버 홀더(160)로부터 멀어지는 방향으로 이동함에 따라, 본체(610)에 장착된 커버(620)는 스테이지(120)와 함께 이동되어 커버 홀더(160)로부터 분리될 수 있다.
도 11 및 도 12e를 참조하면, 기판 컨테이너(60)의 커버(620)를 본체(610)에 장착한 이후, 기판 컨테이너(60)의 내부 및 로드락 챔버(110)의 내부를 퍼지 가스로 충진한다(S160).
구체적으로, 제1 퍼지 가스 공급부(131)는 로드락 챔버(110)의 내부 압력이 진공압에서 대기압으로 전환되도록 로드락 챔버(110) 내에 퍼지 가스를 공급하고, 제2 퍼지 가스 공급부(141)는 기판 컨테이너(60)의 내부 압력이 진공압에서 대기압으로 전환되도록 기판 컨테이너(60) 내에 퍼지 가스를 공급한다. 이 때, 제어부(50)는 로드락 챔버(110)의 내부 압력과 기판 컨테이너(60)의 내부 압력이 서로 균형을 이루도록, 로드락 챔버(110)의 내부 압력 및 기판 컨테이너(60)의 내부 압력을 각각 감지하고, 감지된 정보를 기반으로 제1 퍼지 가스 공급부(131)에 의한 공급량 및/또는 공급 속도를 조절하고 제2 퍼지 가스 공급부(141)에 의한 공급량 및/또는 공급 속도를 제어할 수 있다.
기판 컨테이너(60)의 내부 압력 및 로드락 챔버(110)의 내부 압력이 대기압으로 전환되면, 기판 컨테이너(60)를 로드락 모듈(10)로부터 언로딩한다(S170). 도 2b에 도시된 것과 같이, 도어(115)는 로드락 챔버(110)의 개구부(113)를 개방하며, 이송 기구(70)는 스테이지(120) 상의 기판 컨테이너(60)를 파지하고 기판 컨테이너(60)를 로드락 챔버(110)로부터 반출할 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
1: 반도체 제조 장치 10: 로드락 모듈
110: 로드락 챔버 120: 스테이지
131: 제1 퍼지 가스 공급부 133: 제1 배기부
141: 제2 퍼지 가스 공급부 143: 제2 배기부
150: 기판 정렬 장치 160: 커버 홀더
20: 이송 모듈 210: 이송 챔버
220: 기판 이송 로봇 30: 공정 모듈
310: 고정 챔버 40: 버퍼 모듈
410: 버퍼 챔버 50: 제어부

Claims (20)

  1. 기판 컨테이너를 수용하는 로드락 챔버를 포함하고, 상기 로드락 챔버의 내부 압력을 대기압과 진공압 사이에서 전환 가능하도록 구성된 로드락 모듈; 및
    상기 로드락 챔버에 수용된 상기 기판 컨테이너와 기판에 대한 반도체 제조 공정을 수행하는 공정 모듈 사이에서 기판을 이송하는 이송 모듈;
    을 포함하고,
    상기 기판 컨테이너는 본체와 상기 본체의 개구를 개폐하도록 상기 본체에 탈착 가능하게 장착된 커버를 포함하고,
    상기 로드락 모듈은,
    상기 기판 컨테이너를 지지하고, 상기 기판 컨테이너를 회전시키도록 구성된 스테이지;
    상기 기판 컨테이너에 연결된 가스 공급 라인을 통해 상기 기판 컨테이너의 내부로 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급부;
    상기 기판 컨테이너에 연결된 배기 라인을 통해 상기 기판 컨테이너 내의 가스를 배기하는 배기부; 및
    상기 기판 컨테이너의 상기 커버를 상기 기판 컨테이너의 상기 본체로부터 분리하고, 상기 기판 컨테이너의 상기 커버를 지지하도록 구성된 커버 홀더;
    를 포함하고,
    상기 로드락 챔버는 상기 커버 홀더가 배치된 제1 측면 및 상기 이송 모듈과 상기 로드락 챔버 사이의 통로를 개폐하기 위한 게이트가 배치된 제2 측면을 포함하고,
    상기 기판 컨테이너의 상기 커버를 상기 기판 컨테이너의 상기 본체로부터 분리할 때, 상기 스테이지는 상기 기판 컨테이너의 상기 커버가 상기 커버 홀더가 배치된 상기 로드락 챔버의 상기 제1 측면과 마주하도록 상기 기판 컨테이너를 회전시키도록 구성되고,
    상기 기판 컨테이너의 상기 커버를 상기 기판 컨테이너의 상기 본체로부터 분리한 이후, 상기 스테이지는 상기 기판 컨테이너의 상기 본체의 상기 개구가 상기 로드락 챔버의 상기 제2 측면과 마주하도록 상기 기판 컨테이너를 회전시키도록 구성되고,
    상기 스테이지는 상기 기판 컨테이너가 안착되는 플레이트 및 상기 플레이트에 회동 가능하게 장착된 잠금 레버를 포함하고,
    상기 잠금 레버는 상기 기판 컨테이너의 걸림 턱에 걸려 상기 기판 컨테이너를 고정하는 고정 위치와 상기 기판 컨테이너의 상기 걸림 턱으로부터 분리되어 상기 기판 컨테이너에 대한 고정을 해제하는 풀림 위치 사이에서 회동하도록 구성되고,
    상기 플레이트는 위 아래로 배치되고 서로 간의 이격 거리가 조절 가능한 상부 플레이트 및 하부 플레이트를 포함하고,
    상기 잠금 레버는 상기 하부 플레이트에 회동 가능하게 장착된 제1 링크 및 상기 상부 플레이트에 회동 가능하게 장착된 제2 링크를 포함하고,
    상기 제1 링크는 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트 사이의 이격 거리가 조절됨에 따라 회동하도록 구성되고,
    상기 제2 링크는 상기 제1 링크의 회동에 연동되어 회동하여, 상기 고정 위치와 상기 풀림 위치 사이에서 회동하도록 구성된,
    반도체 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배기부는, 상기 로드락 챔버의 내부 압력이 대기압에서 진공압으로 전환하는 동안, 상기 커버가 장착된 상기 기판 컨테이너의 내부 압력이 대기압에서 진공압으로 전환되도록 상기 기판 컨테이너 내의 가스를 배기하도록 구성된 반도체 제조 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 퍼지 가스 공급부는, 상기 로드락 챔버의 내부 압력이 진공압에서 대기압으로 전환하는 동안, 상기 커버가 장착된 상기 기판 컨테이너의 내부 압력이 진공압에서 대기압으로 전환되도록 상기 기판 컨테이너의 내부로 퍼지 가스를 공급하도록 구성된 반도체 제조 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버 홀더는 상기 커버의 홈에 삽입되는 포스트 및 상기 포스트에 장착되고 팽창 또는 수축 가능하도록 구성된 고정 패드를 포함하고,
    상기 커버 홀더는,
    상기 고정 패드가 상기 커버의 홈에 고정되도록 상기 고정 패드를 팽창시키거나,
    상기 고정 패드가 상기 커버의 홈으로부터 분리될 수 있도록 상기 고정 패드를 수축시키도록 구성된 반도체 제조 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 로드락 모듈은 상기 로드락 챔버 내에 마련되고 기판을 정렬하도록 구성된 기판 정렬 장치를 포함하는 반도체 제조 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 기판 정렬 장치는 기판을 기계적으로 고정하도록 구성된 기판 척을 포함하는 반도체 제조 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 이송 모듈과 연결된 버퍼 모듈을 더 포함하고,
    상기 버퍼 모듈은 상기 공정 모듈에서 반도체 제조 공정이 완료된 기판을 임시로 수용하고, 진공 분위기에서 기판을 정화하도록 구성된 반도체 제조 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 버퍼 모듈은 제1 진공압이 형성된 버퍼 챔버를 포함하고,
    상기 이송 모듈은 제2 진공압이 형성된 이송 챔버를 포함하고,
    상기 버퍼 챔버의 상기 제1 진공압은 상기 이송 챔버의 상기 제2 진공압보다 작은 반도체 제조 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 기판 컨테이너를 수용하는 로드락 챔버를 포함하고, 상기 로드락 챔버의 내부 압력을 대기압과 진공압 사이에서 전환 가능하도록 구성된 로드락 모듈;
    상기 로드락 챔버에 수용된 상기 기판 컨테이너와 기판에 대한 반도체 제조 공정을 수행하는 공정 모듈 사이에서 기판을 이송하는 이송 모듈; 및
    상기 이송 모듈에 연결되고, 상기 공정 모듈에서 반도체 제조 공정이 완료된 기판을 임시로 수용하고, 진공 분위기에서 기판을 정화하도록 구성된 버퍼 모듈;
    을 포함하고,
    상기 기판 컨테이너는 본체와 상기 본체의 개구를 개폐하도록 상기 본체에 탈착 가능하게 장착된 커버를 포함하고,
    상기 로드락 모듈은,
    상기 기판 컨테이너를 지지하고 상기 기판 컨테이너를 회전시키도록 구성된 스테이지; 및
    상기 기판 컨테이너의 상기 커버를 상기 기판 컨테이너의 상기 본체로부터 분리하고, 상기 기판 컨테이너의 상기 커버를 지지하도록 구성된 커버 홀더;
    를 포함하고,
    상기 로드락 챔버는 상기 커버 홀더가 배치된 제1 측면 및 상기 이송 모듈과 상기 로드락 챔버 사이의 통로를 개폐하기 위한 게이트가 배치된 제2 측면을 포함하고,
    상기 기판 컨테이너의 상기 커버를 상기 기판 컨테이너의 상기 본체로부터 분리할 때, 상기 스테이지는 상기 기판 컨테이너의 상기 커버가 상기 커버 홀더가 배치된 상기 로드락 챔버의 상기 제1 측면과 마주하도록 상기 기판 컨테이너를 회전시키도록 구성되고,
    상기 기판 컨테이너의 상기 커버를 상기 기판 컨테이너의 상기 본체로부터 분리한 이후, 상기 스테이지는 상기 기판 컨테이너의 상기 본체의 상기 개구가 상기 로드락 챔버의 상기 제2 측면과 마주하도록 상기 기판 컨테이너를 회전시키도록 구성되고,
    상기 스테이지는 상기 기판 컨테이너가 안착되는 플레이트 및 상기 플레이트에 회동 가능하게 장착된 잠금 레버를 포함하고,
    상기 잠금 레버는 상기 기판 컨테이너의 걸림 턱에 걸려 상기 기판 컨테이너를 고정하는 고정 위치와 상기 기판 컨테이너의 상기 걸림 턱으로부터 분리되어 상기 기판 컨테이너에 대한 고정을 해제하는 풀림 위치 사이에서 회동하도록 구성되고,
    상기 플레이트는 위 아래로 배치되고 서로 간의 이격 거리가 조절 가능한 상부 플레이트 및 하부 플레이트를 포함하고,
    상기 잠금 레버는 상기 하부 플레이트에 회동 가능하게 장착된 제1 링크 및 상기 상부 플레이트에 회동 가능하게 장착된 제2 링크를 포함하고,
    상기 제1 링크는 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트 사이의 이격 거리가 조절됨에 따라 회동하도록 구성되고,
    상기 제2 링크는 상기 제1 링크의 회동에 연동되어 회동하여, 상기 고정 위치와 상기 풀림 위치 사이에서 회동하도록 구성된,
    반도체 제조 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 로드락 모듈은, 상기 로드락 챔버의 내부 압력이 전환되는 동안, 상기 기판 컨테이너의 내부 압력이 상기 로드락 챔버의 내부 압력과 균형을 이루도록 상기 기판 컨테이너의 내부 압력을 조절하도록 구성된 반도체 제조 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 로드락 모듈은 상기 커버가 장착된 상태에서 상기 기판 컨테이너의 내부 압력을 조절하도록 구성된 반도체 제조 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 로드락 모듈은 기판을 정렬시키도록 구성된 기판 정렬 장치를 더 포함하는 반도체 제조 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 이송 모듈은 상기 로드락 챔버에 수용된 상기 기판 컨테이너로부터 상기 기판 정렬 장치까지 기판을 이송하는 제1 이송, 상기 기판 정렬 장치로부터 상기 공정 모듈까지 기판을 이송하는 제2 이송, 상기 공정 모듈로부터 상기 버퍼 모듈까지 기판을 이송하는 제3 이송, 및 상기 버퍼 모듈로부터 상기 로드락 챔버에 수용된 상기 기판 컨테이너까지 기판을 이송하는 제4 이송을 순차적으로 수행하도록 구성된 반도체 제조 장치.
  17. 복수의 기판을 수납할 수 있는 기판 컨테이너를 수용하고, 상기 기판 컨테이너는 본체와 상기 본체의 개구를 개폐하도록 상기 본체에 탈착 가능하게 장착된 커버를 포함하는, 챔버;
    상기 챔버 내에 마련되고, 상기 기판 컨테이너를 지지하고 상기 기판 컨테이너를 회전시키록 구성된 스테이지;
    상기 챔버의 내부로 퍼지 가스를 공급하는 제1 퍼지 가스 공급부;
    상기 챔버 내의 가스를 배기하는 제1 배기부;
    상기 기판 컨테이너에 연결된 가스 공급 라인을 통해 상기 기판 컨테이너의 내부로 퍼지 가스를 공급하는 제2 퍼지 가스 공급부;
    상기 기판 컨테이너에 연결된 배기 라인을 통해 상기 기판 컨테이너 내의 가스를 배기하는 제2 배기부; 및
    상기 기판 컨테이너의 상기 커버를 상기 기판 컨테이너의 상기 본체로부터 분리하고, 상기 기판 컨테이너의 상기 커버를 지지하도록 구성된 커버 홀더;
    를 포함하고,
    상기 챔버는 상기 커버 홀더가 배치된 제1 측면 및 기판이 반출되는 통로를 개폐하기 위한 게이트가 배치된 제2 측면을 포함하고,
    상기 기판 컨테이너의 상기 커버를 상기 기판 컨테이너의 상기 본체로부터 분리할 때, 상기 스테이지는 상기 기판 컨테이너의 상기 커버가 상기 커버 홀더가 배치된 상기 챔버의 상기 제1 측면과 마주하도록 상기 기판 컨테이너를 회전시키도록 구성되고,
    상기 기판 컨테이너의 상기 커버를 상기 기판 컨테이너의 상기 본체로부터 분리한 이후, 상기 스테이지는 상기 기판 컨테이너의 상기 본체의 상기 개구가 상기 챔버의 상기 제2 측면과 마주하도록 상기 기판 컨테이너를 회전시키도록 구성되고,
    상기 스테이지는 상기 기판 컨테이너가 안착되는 플레이트 및 상기 플레이트에 회동 가능하게 장착된 잠금 레버를 포함하고,
    상기 잠금 레버는 상기 기판 컨테이너의 걸림 턱에 걸려 상기 기판 컨테이너를 고정하는 고정 위치와 상기 기판 컨테이너의 상기 걸림 턱으로부터 분리되어 상기 기판 컨테이너에 대한 고정을 해제하는 풀림 위치 사이에서 회동하도록 구성되고,
    상기 플레이트는 위 아래로 배치되고 서로 간의 이격 거리가 조절 가능한 상부 플레이트 및 하부 플레이트를 포함하고,
    상기 잠금 레버는 상기 하부 플레이트에 회동 가능하게 장착된 제1 링크 및 상기 상부 플레이트에 회동 가능하게 장착된 제2 링크를 포함하고,
    상기 제1 링크는 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트 사이의 이격 거리가 조절됨에 따라 회동하도록 구성되고,
    상기 제2 링크는 상기 제1 링크의 회동에 연동되어 회동하여, 상기 고정 위치와 상기 풀림 위치 사이에서 회동하도록 구성된,
    로드락 모듈.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 로드락 모듈은, 상기 커버가 상기 본체에 장착되었을 때, 상기 기판 컨테이너의 내부 압력이 상기 챔버의 내부 압력과 균형을 이루도록 상기 기판 컨테이너의 내부 압력을 조절하도록 구성된 로드락 모듈.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제1 퍼지 가스 공급부는 상기 챔버의 내부 압력이 진공압에서 대기압으로 전환되도록 상기 챔버의 내부로 퍼지 가스를 공급하도록 구성되고,
    상기 제2 퍼지 가스 공급부는, 상기 제1 퍼지 가스 공급부에 의한 상기 챔버의 내부 압력의 전환 동안, 상기 기판 컨테이너의 내부 압력이 진공압에서 대기압으로 전환되도록 상기 기판 컨테이너의 내부로 퍼지 가스를 공급하도록 구성된 로드락 모듈.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 제1 배기부는 상기 챔버의 내부 압력이 대기압에서 진공압으로 전환되도록 상기 챔버의 내부의 가스를 배기하도록 구성되고,
    상기 제2 배기부는, 상기 제1 배기부 의한 상기 챔버의 내부 압력의 전환 동안, 상기 기판 컨테이너의 내부 압력이 대기압에서 진공압으로 전환되도록 상기 기판 컨테이너의 내부의 가스를 배기하도록 구성된 로드락 모듈.
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