KR20020020096A - 반도체 제조 장치에서 웨이퍼 이송시 웨이퍼 브로큰방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조장치에서 웨이퍼를 이송하는 설비에 관한 것으로, 특히 입/출입 도어에 의해 웨이퍼 이송시 발생하는 웨이퍼 브로큰 문제를 해결하기 위하여 입/출입 도어를 제어하여 웨이퍼 브로큰을 방지할 수 있는 반도체 제조장치에서 웨이퍼 이송시 웨이퍼 브로큰 방지장치에 관한 것이다. 이를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 반도체 제조장치에서 웨이퍼 이송시에 발생하는 웨이퍼 브로큰을 방지하는 장치는: 입/출입 도어(들); 특정 공간 내에서 상기 웨이퍼의 정위치를 감지할 수 있는 소정 위치에 설치되어 상기 웨이퍼가 정위치 하였는가를 감지하여 그 감지결과를 출력하는 웨이퍼 감지 센서; 구동전원이 인가되면 상기 입/출입 도어(들)를 오픈 하는 제1 솔레노이드 밸브; 상기 구동전원이 인가되면 상기 입/출입 도어(들)를 클로즈 하는 제2 솔레노이드 밸브; 상기 제1 및 제2 솔레노이드 밸브의 제어에 의해 상기 입/출입 도어(들)의 오픈/클로즈를 제어하며, 상기 입/출입 도어가 오픈 된 상태에서 상기 웨이퍼 감지센서로부터 상기 웨이퍼가 정위치 하였음을 감지하는 신호가 입력되는 경우에만 상기 입/출입 도어를 클로즈 하도록 상기 제2솔레노이드 밸브를 제어하는 밸브 제어부;를 구비함을 특징으로 한다.

Description

반도체 제조장치에서 웨이퍼 이송시 웨이퍼 브로큰 방지장치{APPARATUS FOR HOLDING IN CHECK WAFER BROKEN IN SEMICONDUCTOR MANUFACTURE EQUIPMENTS}

본 발명은 반도체 제조장치에서 웨이퍼를 이송하는 설비에 관한 것으로, 특히 입/출입 도어에 의해 웨이퍼 이송시 발생하는 웨이퍼 브로큰 문제를 해결하기 위하여 입/출입 도어를 제어하여 웨이퍼 브로큰을 방지할 수 있는 반도체 제조장치에서 웨이퍼 이송시 웨이퍼 브로큰 방지장치에 관한 것이다.

반도체 제조장치에서 웨이퍼(wafer)의 브로큰(Broken)은 여러 가지 이유에 의해 발생할 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼를 이송시키는 로봇 팔(robot arm)과 웨이퍼와의 갭 차이에 의해 발생할 수도 있고, 웨이퍼가 카세트에 제대로 정렬되어 있지 않아서 발생할 수도 있으며, 도어(Door)에 웨이퍼가 걸려 브로큰이 발생할 수도 있다. 이중 브로큰 발생의 첫 번째와 두 번째 경우는 웨이퍼 브로큰을 방지하기 위한 여러 장치들이 이미 제안되어 있으나, 마지막 경우의 도어에 걸려 웨이퍼가 브로큰 되는 현상을 방지하는 장치는 아직 제안되지 않았다. 도 1에 도시된 통상적인 웨이퍼 이송 설비의 구성 및 동작 흐름도를 통해 상기 웨이퍼가 이송시에 도어에 결려 브로큰 되는 경우를 살펴본다.

도 1은 통상적인 웨이퍼 이송 설비의 구성 및 동작 흐름도로서, 반도체 식각(ETCH) 장비인 "AUTO ETCH 490설비"를 예를 든 것이다. 상기 "AUTO ETCH 490설비"는 중앙의 프로세스 챔버(Process Chamber)(30) 양측 사이드에 대기 챔버인 입구 로드 락 챔버(Entrance Load Lock Chamber)(20)와 출구(Exit) 로드 락 챔버(40)가 형성되며, 이들과 연결되는 각 통로에는 도어(Door)가 설치된다. 상기 도 1에 도시된 도어는 모두 4개로 구성된다. 이를 좌측에 위치한 도어부터 제1~제4도어(11~14)라 명명한다. 상기 제1도어(11)는 챔버 외부에서 상기 입구 로드 락 챔버(20)로 웨이퍼가 인입하기 위한 입구쪽의 도어이며, 상기 제2도어(12)는 상기 프로세스 챔버(30)로의 입구 도어이며, 상기 제3도어(13)는 상기 프로세스 챔버(30)에서 상기 출구 로드 락 챔버(40)로 아웃하기 위한 도어이며, 상기 제4도어(14)는 상기 출구 로드 락 챔버(40)에서 외부로 아웃하기 위한 도어이다.

상기의 구성을 통해 간략하게 동작 흐름을 설명한다.

먼저, 제1도어(11)가 오픈(open) 되면 상기 입구 로드 락 챔버(20)에 위치한 제1암(arm)(도시되지 않음)이 상기 오픈된 제1도어(11) 외부로 아웃되어 웨이퍼(10)를 세팅(setting)한다. 이후 상기 제1암이 다시 제1도어(11)를 통해 상기 입구 로드 락 챔버(20) 내로 리턴한 후 상기 제1도어(11)를 클로즈(close) 한다. 그런 후, 상기 입구 로드 락 챔버(20)의 내부를 HI VACUUM 상태로 만든 후, 상기 제2도어(12)를 오픈 한다. 상기 오픈 된 제2도어(12)를 통해 웨이퍼가 세팅된 상기 제1암이 상기 프로세스 챔버(30) 내부로 웨이퍼(10)를 로딩(lpading) 한 후 상기 입구 로드 락 챔버(20)로 리턴 된다. 다시 제2도어(12)가 클로즈 되면 프로세싱(식각 공정)이 진행되고 프로세스가 종료되면 상기 제3도어(13)가 오픈 된다. 그러면, 출구 로드 락 챔버(40)에 위치한 제2암이 프로세스 챔버(30)로 들어와 상기 프로세스 챔버(30)로부터 웨이퍼(10)를 상기 출구 로드 락 챔버(40)로 언로딩(Unloading) 하여 리턴한다. 리턴이 종료되면 다시 제3도어(13)가 클로즈 되고, 상기 출구 로드 락 챔버(40)를 대기압 상태로 만든 후, 상기 제4도어(14)를 오픈 하여 상기 웨이퍼(10)를 외부로 아웃 시켜 종료한다.

여기서, 상기 웨이퍼(10)가 슬라이딩(sliding)되어 브로큰 되는 상황은 크게 두 가지 경우가 있는데, 하나는 제2도어(12)가 오픈 되어 제1암이 상기 프로세스 챔버(30)로 로딩한 후 리턴되어 상기 제2도어(12)가 클로즈 될 때 슬라이드 중인 웨이퍼(10)가 아직 제2도어(12)를 통과중일 경우 상기 웨이퍼(10)가 제2도어(12)에 결려 브로큰 되는 경우이며, 다른 하나는 프로세스 종료후 상기 제3도어(13)가 오픈 되어 제2암이 상기 프로세스 챔버(30)의 웨이퍼(10)를 언로딩할 시 슬라이딩 된는 웨이퍼가 제3도어에 결려 있을 때 상기 제3도어(13)가 클로즈 되어 브로큰 되는 경우이다. 이는 상기 도 1과 같은 통상적인 웨이퍼 이송 설비에서 도어를 제어하는 메카니즘이 암(Arm)의 위치정보에 의해 도어의 오픈/클로즈를 제어하는 것이기 때문이다. 따라서, 이러한 브로큰이 발생하지 않도록 하는 새로운 메카니즘을 적용한설비가 필요하게 되었다.

따라서 본 발명의 목적은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 반도체 제조장치에서 웨이퍼 이송시에 브로큰이 발생하지 않도록 하는 새로운 메카니즘을 적용한 웨이퍼 브로큰 방지장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 웨이퍼의 정위치를 감지함에 의해 도어의 개/폐를 제어하는 웨이퍼 브로큰 방지장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 반도체 제조장치에서 웨이퍼 이송시에 발생하는 웨이퍼 브로큰을 방지하는 장치는: 입/출입 도어(들); 특정 공간 내에서 상기 웨이퍼의 정위치를 감지할 수 있는 소정 위치에 설치되어 상기 웨이퍼가 정위치 하였는가를 감지하여 그 감지결과를 출력하는 웨이퍼 감지 센서; 구동전원이 인가되면 상기 입/출입 도어(들)를 오픈 하는 제1 솔레노이드 밸브; 상기 구동전원이 인가되면 상기 입/출입 도어(들)를 클로즈 하는 제2 솔레노이드 밸브; 상기 제1 및 제2 솔레노이드 밸브의 제어에 의해 상기 입/출입 도어(들)의 오픈/클로즈를 제어하며, 상기 입/출입 도어가 오픈 된 상태에서 상기 웨이퍼 감지센서로부터 상기 웨이퍼가 정위치 하였음을 감지하는 신호가 입력되는 경우에만 상기 입/출입 도어를 클로즈 하도록 상기 제2솔레노이드 밸브를 제어하는 밸브 제어부;를 구비함을 특징으로 한다.

도 1은 통상적인 웨이퍼 이송 설비의 구성 및 동작 흐름도

도 2는 본 발명에 따라 웨이퍼 감지센서가 설치된 웨이퍼 이송 설비의 구성 및 웨이퍼 정위치시의 감지 동작도

도 3은 본 발명에 따라 웨이퍼 감지센서가 설치된 웨이퍼 이송 설비의 구성 및 웨이퍼 슬라이딩 상태시의 감지 동작도

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 웨이퍼 이송시에 도어에 의해 웨이퍼가 브로큰 되는 것을 방지하기 위하여 도어의 오픈 및 클로즈의 온/오프를 제어하는 밸브 제어 회로도

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 웨이퍼 감지센서의 감지결과에 따라 도어 클로즈를 제어하기 위한 회로 구성도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 웨이퍼 10-1: 정위치 웨이퍼

10-2: 슬라이딩 중인 웨이퍼 11: 제1도어

12: 제2도어 13: 제3도어

14: 제4도어 20: 입구 로드 락 챔버

30: 프로세스 챔버 40: 출구 로드 락 챔버

50: 웨이퍼 감지센서 61: 제1 솔레노이드 밸브

62: 제2 솔레노이드 밸브 70: 밸브 제어부

71: 시그널 단자 72: 인터락 단자

73: 릴레이 80: 메인 설비 구동전원

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 하기의 설명에서 구체적인 회로 구성과 같은 많은 특정 상세들은 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들 없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명에 따라 웨이퍼 감지센서가 설치된 웨이퍼 이송 설비의 구성 및 웨이퍼 정위치시의 감지 동작도이고, 도 3은 본 발명에 따라 웨이퍼 감지센서가 설치된 웨이퍼 이송 설비의 구성 및 웨이퍼 슬라이딩 상태시의 감지 동작도로서, 상기 웨이퍼(10)가 챔버 내의 특정 위치에 정위치 하였음을 감지하는 웨이퍼 감지센서(50)를 소정 위치에 설치하는 것이다. 상기 도 2는 상기 제3도어(13)에 의해 발생되는 웨이퍼 브로큰을 방지하기 위해 설치되는 웨이퍼 감지센서(50)를 예로 든 것으로, 도어에 의해 브로큰이 발생하는 모든 설비에 이와 유사하게 적용 가능함으로 여기서는 제3도어의 경우에 한정하여 설명한다. 상기 도 2 및 도 3에서 웨이퍼 감지센서(50)는 예를 들어 레이저 센서(Laser Sensor)를 사용하는데, 상기 웨이퍼(10)가 상기 출구 로드 락 챔버(40)의 정중앙에 위치한 "정위치" 했을 때의 최외각에 설치한다. 이러한 레이저 센서는 챔버의 커버(cover)가 투명한 경우에 적합한 것으로서, 레이저 센서의 작용이 어떤 물체에 빛이 닿으면 다시 반사되어 돌아오는 수직 반사형임을 이용한 것이다. 상기 도 2와 같은 경우 상기 웨이퍼 감지센서(50)는 상기 웨이퍼(10)가 정위치 하는 경우 상기 웨이퍼의 정위치를 감지하여 제1감지신호를 출력하며, 상기 도 3과 같은 경우 상기 웨이퍼(10)가 아직 슬라이딩 중이므로 정위치까지 도착하지 못하였으므로 상기 웨이퍼 감지센서(50)는 상기 웨이퍼를 감지하지 못하였다는 제2감지신호를 출력한다.

상기 웨이퍼 감지센서(50)로부터 출력된 제1 및 제2감지신호는 도 4에 도시된 밸브 제어부로 입력되는데, 이를 도 4 및 도 5에 도시된 회로를 통해 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 웨이퍼 이송시에 도어에 의해 웨이퍼가 브로큰 되는 것을 방지하기 위하여 도어의 오픈 및 클로즈의 온/오프를 제어하는 밸브 제어 회로도로서, 상기 제3도어(DOOR3)의 오픈을 제어하는 제1 솔레노이드 밸브(61)와 상기 제3도어의 클로즈를 제어하는 제2 솔레노이드 밸브(62)로 구성된 솔레노이드 밸브가 구비되며, 이들 밸브는 각각 두 개의 단자를 구비한다.

이 중 문제되는 상기 제3도어의 클로즈에 따른 웨이퍼 브로큰을 방지하기 위한 제어 회로를 설명하면 다음과 같다. 상기 제1 솔레노이드 밸브(61)의 1번 단자는 그라운드 되고, 제2단자는 상기 밸브를 구동하는 구동전원을 공급하는 메인 설비의 구동전원에 연결된다. 한편, 본 발명에 따른 웨이퍼 브로큰 방지장치는 상기 솔레노이드 밸브를 제어하는 밸브 제어부(70)를 구비하는데, 상기 밸브 제어부(70)는 두 개의 단자를 가지고 상기 제1 솔레노이드 밸브의 두 단자의 출력에 각각 연결되는 시그널 단자(71)와, 두 단자를 가지는 인터락(Interlock) 단자(72)를 구비한다. 상기 인터락 단자(72)의 1번 단자는 상기 제2 솔레노이드 밸브(62)의 2번 단자에 연결되고, 상기 인터락 단자의 2번 단자는 상기 메인 설비의 구동전원에 연결되어 있다. 상기 제2 솔레노이드 밸브(62)의 1번 단자는 그라운드 되어 있다. 그래서 상기 밸브 제어부(70)는 상기 웨이퍼 감지센서(50)로부터의 감지신호가 웨이퍼의 정위치를 감지하지 못하는 제2감지신호인 경우 상기 제3도어의 클로즈를 제어하는 제2 솔레노이드 밸브(62)로 공급되는 구동전원을 강제로 차단시켜 상기 제3도어(13)가 클로즈 되지 못하도록 한다. 이때, 상기 웨이퍼 감지신호가 웨이퍼의 정위치를 감지하는 제1감지신호일 수도 있는데, 상기 밸브 제어부(70)에서 상기 제1 또는 제2감지신호에 의거한 제3도어의 클로즈 제어는 상기 도 4에는 도시하지 않은 릴레이를 사용한다. 이 동작을 제어하기 위한 회로 구성을 보다 간략하게 구성한 것이 도 5이다.

상기 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 웨이퍼 감지센서의 감지결과에 따라 도어 클로즈를 제어하기 위한 회로의 간략한 구성도이다.

먼저, 프로세스 챔버(30)에서 언로딩된 웨이퍼(10)가 출구 로드 락 챔버(40)에 도달하였을 때 조금이라도 정위치를 벗어나게 되면 상기 웨이퍼 감지센서(50)는 상기 웨이퍼(10)를 감지하지 못하여 제2감지신호를 출력한다. 만약 정위치에 있다면 상기 웨이퍼 감지센서(50)는 제1감지신호를 출력한다. 이렇게 출력된 제1 또는 제2감지신호는 상기 밸브 제어부(70)의 릴레이(73)로 입력되어 상기 인터락 단자(72)의 연결을 제어하게 되는데, 만약 상기 제2감지신호가 상기 릴레이(73)로입력되면 상기 릴레이(73)는 오프 되어 상기 솔레노이드 구동전원(예를 들어, DC 24V)이 상기 인터락 단자(72)의 2번 단자에 입력되었을 때 강제로 그라운드 시킴으로써 상기 인터락 단자(72)의 1번 단자에는 상기 솔레노이드 구동전원이 공급되지 않아 상기 제3도어의 제2 솔레노이드 밸브(62) 2번 단자에는 상기 솔레노이드 구동전원이 공급되지 않으며, 따라서 상기 제3도어가 클로즈 되지 않게 된다.

그러나, 상기 제1감지신호가 상기 릴레이(73)로 입력되면 상기 릴레이(73)는 온 되어 상기 솔레노이드 구동전원이 상기 인터락 단자(72)의 2번 단자에 입력되었을 때 상기 인터락 단자(72)의 1번 단자를 2번 단자에 연결시켜 상기 제3도어의 제2 솔레노이드 밸브(62)의 2번 단자에 메인 설비(80)로부터의 상기 솔레노이드 구동전원을 공급하며, 따라서 상기 제3도어가 상기 솔레노이드 구동전원에 의해 클로즈 동작한다.

이상에서의 예와 같이 본 발명은 웨이퍼의 정위치를 감지함에 따라 도어의 클로즈를 제어함으로써 도어에 의해 발생되던 웨이퍼 브로큰 현상을 방지할 수 있게 된다. 한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 반도체 제조장치에서 웨이퍼의 정위치를 감지함에 의해 도어의 개/폐를 제어함으로써 웨이퍼 이송시에 도어에 의해 발생되는 웨이퍼 브로큰을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (5)

1. 반도체 제조장치에서 웨이퍼 이송시에 발생하는 웨이퍼 브로큰을 방지하는 장치에 있어서,

   입/출입 도어(들);

   특정 공간 내에서 상기 웨이퍼의 정위치를 감지할 수 있는 소정 위치에 설치되어 상기 웨이퍼가 정위치 하였는가를 감지하여 그 감지결과를 출력하는 웨이퍼 감지 센서;

   구동전원이 인가되면 상기 입/출입 도어(들)를 오픈 하는 제1 솔레노이드 밸브;

   상기 구동전원이 인가되면 상기 입/출입 도어(들)를 클로즈 하는 제2 솔레노이드 밸브;

   상기 제1 및 제2 솔레노이드 밸브의 제어에 의해 상기 입/출입 도어(들)의 오픈/클로즈를 제어하며, 상기 입/출입 도어가 오픈 된 상태에서 상기 웨이퍼 감지센서로부터 상기 웨이퍼가 정위치 하였음을 감지하는 신호가 입력되는 경우에만 상기 입/출입 도어를 클로즈 하도록 상기 제2솔레노이드 밸브를 제어하는 밸브 제어부;를 구비함을 특징으로 하는 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 밸브 제어부는,

   상기 웨이퍼 감지센서로부터 상기 웨이퍼 정위치 감지신호가 있으면 상기 제2 솔레노이드 밸브에 상기 구동전원을 연결하고, 상기 웨이퍼 정위치 감지신호가 아니면 상기 제2 솔레노이드 밸브로의 구동전원 공급을 강제로 차단하는 릴레이를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조장치에서 웨이퍼 이송시 웨이퍼 브로큰 방지장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 밸브 제어부는:

   두 개의 단자로 이루어져 하나의 단자는 그라운드 연결되고, 다른 하나의 단자는 구동전원에 연결되는 시그널 단자; 및

   두 개의 단자로 이루어져 하나의 단자는 제2솔레노이드 밸브에 연결되고, 다른 하나의 단자는 구동전원에 연결되는 인터락 단자;를 포함하여,

   상기 제2감지신호가 입력되면 상기 릴레이에의해 상기 인터락 단자의 연결을 제어하여 상기 제2 솔레노이드 밸브로 공급되는 구동전원을 강제로 차단함을 특징으로 하는 반도체 제조장치에서 웨이퍼 이송시 웨이퍼 브로큰 방지장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 제1 솔레노이드 밸브는 두 개의 단자를 구비하여 제1단자는 상기 시그널 단자의 2번 단자에 연결되어 그라운드 되고, 제2단자는 상기 시그널 단자의 1번단자에 연결되어 구동전원에 연결됨을 특징으로 하는 반도체 제조장치에서 웨이퍼 이송시 웨이퍼 브로큰 방지장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 제2 솔레노이드 밸브는 두 개의 단자를 구비하여 제1단자는 그라운드에 연결되고, 제2단자는 상기 인터락 단자의 1번 단자에 연결됨을 특징으로 하는 반도체 제조장치에서 웨이퍼 이송시 웨이퍼 브로큰 방지장치.