KR20020089897A - 반도체장치의 제조를 위한 로드락 장치 - Google Patents

Abstract

웨이퍼의 손상을 최소화하면서 웨이퍼를 저장하는 로드락 장치가 개시되어 있다. 로드락 챔버와, 상기 로드락 챔버 내에 구비되고, 전면 및 배면이 개방된 형태를 갖는 하우징과, 상기 하우징의 양쪽 측면에 나란하게 수평 방향으로 형성되는 다수개의 슬릿과, 상기 슬릿의 상부면에서 돌출되는 돌출부를 구비하는 로드락 장치가 제공된다. 따라서 웨이퍼는 상기 돌출부의 상부면에 놓여지게 되어 상기 웨이퍼가 접촉되는 부위의 면적이 감소되고, 이에 따라 웨이퍼의 열적 스트레스가 감소되어 웨이퍼의 손상을 최소화 할 수 있다.

Description

반도체 장치의 제조를 위한 로드락 장치{Apparatus for load lark in semiconductor processing}

본 발명은 로드락 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 웨이퍼를 저장하기 위한 로드락 스테이션을 포함하는 로드락 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 장치는 웨이퍼 상에 사진, 식각, 증착 등과 같은 일련의 공정을 반복적으로 수행하여 형성된다. 상기 웨이퍼는 25매가 웨이퍼 카세트에 적재되는 런(run)단위로 이송되면서 상기 단위 공정들을 수행한다.

상기 웨이퍼 카세트에 적재된 웨이퍼를 공정을 수행하기 위한 장치로 이송할 때, 상기 웨이퍼 카세트로부터 직접 웨이퍼를 공정을 수행하기 위한 장치로 이송하기도 하지만, 상기 웨이퍼 카세트에 담겨있는 웨이퍼를 로드락 챔버로 이송한 다음, 상기 로드락 챔버내의 웨이퍼를 공정을 수행하기 위한 장치로 이송하기도 한다.

특히 진공이 유지되는 챔버내에서 공정이 수행되는 공정 장치는 웨이퍼를 상기 챔버내로 인입할 때 외부 공기가 인입되어 상기 챔버내의 공정 분위기를 깨뜨리는 것을 방지하기 위해 상기 로드락 장치가 반드시 구비되어야 한다. 상기 로드락 장치는 로드락 챔버가 구비되고, 상기 로드락 챔버내에는 웨이퍼가 놓여지는 로드락 스테이션(loadlock station)이 구비된다.

상기 로드락 장치에 대한 일 예는 미합중국 특허 제6,039,770호(issued to Yang et al.)와 미합중국 특허 제5,902,088호(issued to Fairbairn et al.)에 개시되어 있다.

상기 로드락 스테이션은, 전면 및 배면이 개방된 형태를 갖는 하우징과, 상기 하우징의 양쪽 측면에서 수평 방향으로 나란하게 연장되는 다수개의 슬릿(slot)이 구비된다. 따라서 상기 슬릿의 상부면에 다수매의 웨이퍼가 놓여진다. 상기 슬릿은 상기 웨이퍼의 가장자리 부위를 넓게 지지하고, 재질은 금속으로 형성한다.

그러나 상기 로드락 스테이션에 웨이퍼가 놓여질 때, 상기 슬릿과 상기 슬릿의 상부면에 놓이는 웨이퍼와의 온도차에 의해 웨이퍼가 손상되는 일이 빈번히 발생된다. 이를 자세히 설명하면, 웨이퍼는 공정 챔버내에서 고온으로 공정이 진행되기 때문에 공정을 완료한 웨이퍼는 고온을 유지한다. 반면에 금속 재질을 갖는 슬릿은 온도가 상대적으로 낮다. 그러므로 상기 슬릿과 고온의 웨이퍼가 접촉할 때, 상기 웨이퍼는 열적 스트레스를 받게되어 웨이퍼가 깨지는 등의 불량이 발생되고, 이에 따라 반도체 장치의 생산성 저하에 심각한 영향을 주는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 웨이퍼의 손상이 최소화하면서 웨이퍼를 저장하는 로드락 장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로드락 장치를 설명하기 위한 구성도이다.

도 2는 본 발명의 로드락 장치에서 로드락 스테이션에 구비되는 핀 형태의 돌출부를 설명하기 위한 단면도이다.

도 3은 본 발명의 로드락 장치에서 로드락 스테이션에 구비되는 엠보싱 가공에 의해 형성된 돌출부를 설명하기 위한 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 챔버 12: 로드락 스테이션

14 : 아우징 16 : 슬릿

18 : 돌출부

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 로드락 장치는, 로드락 챔버와, 상기 로드락 챔버내에 구비되고, 전면 및 배면이 개방되는 형태를 갖는 하우징과, 상기 하우징의 양쪽 측면에 나란하게 수평 방향으로 형성되는 다수개의 슬릿과, 상기 슬릿의 상부면에서 돌출되는 돌출부를 구비한다.

따라서 상기 로드락 장치에 저장되는 웨이퍼는 상기 돌출부와 접촉하면서 놓여지므로, 웨이퍼와 직접 접촉하는 부위의 면적이 작다. 때문에 고온의 웨이퍼가 상기 로드락 장치에 저장되더라도 상기 웨이퍼의 열적스트레스가 감소되어 웨이퍼의 손상을 최소화할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라서 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로드락 장치를 설명하기 위한 도면이다.

하기에 설명하는 로드락 장치는 웨이퍼 카세트에 적재된 웨이퍼를 공정 챔버로 이송하거나 또는 공정 챔버내의 웨이퍼를 상기 웨이퍼 카세트로 이송할 때 상기 웨이퍼를 일시동안 저장하는 역할을 한다.

도 1를 참조하면, 로드락 챔버(10)가 구비된다. 상기 로드락 챔버(10)의 전면에는 외부에서 상기 로드락 챔버(10)내로 웨이퍼를 인입하기 위한 도어(도시안함)가 구비된다. 상기 도어와 대향하는 상기 로드락 챔버(10)의 배면에는 공정 챔버로 상기 웨이퍼를 인입하는 인입구(도시안함)가 마련된다.

상기 로드락 챔버(10)내에는 다수매의 웨이퍼가 놓여지는 로드락 스테이션(12)이 구비된다. 상기 로드락 스테이션(12)은 좌, 우 및 상, 하로 분할하여 구비할 수도 있다. 상기 로드락 스테이션(12)은 전면과 배면이 개방된 형태를 갖는 하우징(14)과, 상기 하우징(14)의 양쪽 측면에 나란하게 다수개의 슬릿(16)이 형성되는 구성을 갖는다. 상기 슬릿(16)은 상기 하우징(14)의 양쪽 측면에서 수평방향으로 연장되고, 상기 슬릿(16)과 슬릿(16)사이 간격은 각각 동일하도록 형성된다. 상기 슬릿(16)은 금속 재질로 형성된다.

상기 하우징(14)의 양쪽 측면에 나란히 형성되어 있는 한 쌍의 슬릿(16)의 상부에 웨이퍼의 이면의 가장자리 부위가 놓여서 웨이퍼가 저장된다. 상기 슬릿(16)은 상기 하우징(14)의 양쪽 측면에 각각 25 내지 28개가 구비되어, 한 런(run)의 웨이퍼를 동시에 저장할 수 있다. 상기 로드락 스테이션(12)에 저장된웨이퍼는 슬릿(16)의 상부에 놓여있지 않는 웨이퍼의 이면의 중심 부위를 이송 장치에 의해 파지하여 공정 챔버 또는 카세트로 이송한다.

상기 웨이퍼가 놓여지는 슬릿(16)의 상부면에는 돌출부(18)가 형성되어 있다. 상기 돌출부(18)는 상기 슬릿(16)의 상부면의 소정 부위에 형성되고, 상기 웨이퍼는 상기 돌출부(18)상에 놓여진다. 따라서 상기 웨이퍼는 상기 슬릿(16)의 상부면 전체와 접촉하는 것이 아니라, 상기 슬릿(16)의 상부면에 형성된 돌출부(18)와 접촉한다. 상기 돌출부(18)는 웨이퍼가 수평을 유지하고, 안정되게 놓여지도록 다양한 형태로 구성할 수 있으며, 도시된 바와 같이 길이가 동일한 다수개의 가이드 핀으로 구성할 수도 있다.

도 2는 본 발명의 로드락 장치에서 로드락 스테이션에 구비되는 핀 형태의 돌출부를 설명하기 위한 단면도이다.

도 2를 참조하면, 로드락 장치에서 웨이퍼(W)가 저장되는 로드락 스테이션(12)은 상기에서 설명한 바와 같이 하우징(14)과, 상기 하우징(14)의 양쪽 측면에 나란하게 슬릿(16)이 형성되는 구성을 갖는다.

상기 슬릿(16)의 각 상부면에는 다수개의 가이드 핀(18a)이 형성되어 있다. 따라서 상기 가이드 핀(18a)의 머리 부분에 웨이퍼(W)의 이면이 놓여져서 상기 로드락 스테이션(12)내에 상기 웨이퍼(W)가 저장된다. 상기 가이드 핀(18a)은 하우징(14)의 양쪽 측면에 나란하게 형성되어 있는 슬릿(16)의 상부면에 각각 2개 이상이 형성되어 상기 웨이퍼(W)를 안착시킨다. 바람직하게는, 상기 가이드 핀(18a)을 각 슬릿(16)에 2개씩 구비하여 4개의 가이드 핀(18a)의 머리 부위에 상기 웨이퍼(W)가 놓이게 함으로서, 상기 가이드 핀(18a)과 웨이퍼(W)와의 접촉 면적의 감소시키면서 상기 웨이퍼(W)가 안정되게 놓이도록 한다.

상기 가이드 핀(18a)의 높이는 각 슬릿(16)의 상부면으로부터 동일한 길이만큼 돌출하도록 형성된다. 따라서 상기 가이드 핀(18a)의 머리 부분에 놓여지는 웨이퍼(W)는 수평하게 놓여진다. 그리고 상기 가이드 핀(18a)은 상기 슬릿(16)과 슬릿(16) 사이의 간격의 5 내지 30% 만큼 돌출하도록 설치한다. 이 때 상기 가이드 핀(18a)의 머리 부분에 놓여지는 웨이퍼(W)는 상기 웨이퍼(W)의 상부에 위치하는 슬릿(16)과 접촉되지 않도록, 상기 가이드 핀(18a)의 머리 부분과 이에 대향하는 슬릿(16)과의 간격이 상기 웨이퍼(W)의 두께에 비해 충분히 넓게 형성한다. 만일 슬릿(16)과 슬릿(16)사이의 간격이 1㎝인 로드락 스테이션(12)에서 상기 가이드 핀(18a)은 0.5 내지 3㎜의 높이로 형성할 수 있다.

설명한 바와 같이, 상기 웨이퍼는 상기 가이드 핀(18a)의 머리 부분에만 접촉하면서 상기 로드락 스테이션(12)에 저장되므로, 상기 웨이퍼(W)의 이면과 접촉되는 부위의 면적이 매우 작다. 그러므로 상기 웨이퍼(W)는 공정 챔버에서 고온으로 공정이 진행한 후에 상기 로드락 스테이션(12)으로 이송하여도, 상기 고온의 웨이퍼가 접촉되는 부위와 상기 웨이퍼(W)와의 온도차에 의해 발생되는 상기 웨이퍼(W)의 열적 스트레스가 최소화된다. 특히 증착 공정이 완료된 웨이퍼(W)는 500 내지 600℃를 유지하기 때문에 상기 로드락 스테이션(12)에 웨이퍼를 안착하면 차가운 금속 재질의 슬릿(16)과 접촉하면서 웨이퍼(W)가 깨지는 현상이 빈번히 발생되었으나, 상기 웨이퍼(W)와 접촉되는 면적이 감소됨에 따라 상기 웨이퍼(W)가손상되는 불량을 최소화할 수 있다.

상기 로드락 스테이션(12)에서 상기 돌출부는 핀 형태 외에도 상기 슬릿의 상부면을 엠보싱 가공처리하여 형성할 수 있다.

도 3은 본 발명의 로드락 장치에서 로드락 스테이션에 구비되는 엠보싱 가공에 의해 형성된 돌출부를 설명하기 위한 단면도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 상기 슬릿(16)의 각 상부면에는 엠보싱 가공처리에 의해 다수개의 돌기(18b)가 형성된다. 따라서 상기 형성된 돌기(18b)의 상부에 웨이퍼(W)의 이면이 놓여진다.

상기 엠보싱 가공처리에 의해 상기 슬릿(16)의 상부면에 형성되는 돌기(18b)는 상기 슬릿(16)과 슬릿(16)사이 간격의 5 내지 30% 만큼 돌출하도록 형성된다. 또한 상기 돌기(18b)의 상부면에 놓여지는 웨이퍼(W)는 상기 웨이퍼(W)의 상부에 위치한 슬릿(16)과 접촉하지 않도록, 상기 돌기(18b)의 상부면과 이에 대향하는 슬릿(16)과의 간격이 상기 웨이퍼(W)의 두께에 비해 충분히 넓게 형성된다. 상기 돌기(18b)는 상기 각 슬릿(16)의 상부면으로부터 동일한 높이로 형성하여 웨이퍼(W)가 수평하게 놓여지도록 한다.

설명한 바와 같이, 상기 웨이퍼는 상기 슬릿의 상부면에 형성된 돌기에만 접촉되어 상기 로드락 스테이션에 저장되므로 상기 웨이퍼의 이면이 접촉되는 부위는 매우 작다. 그러므로 상기 웨이퍼는 공정 챔버에서 고온으로 공정이 진행된 후에 상기 로드락 스테이션에 이송되더라도, 상기 웨이퍼와 상기 웨이퍼가 접촉되는 부위와의 온도차에 의해 발생되는 상기 웨이퍼의 열적 스트레스가 최소화할 수 있다.

본 발명에 의하면, 상기 로드락 장치는 웨이퍼를 저장할 때 상기 웨이퍼가 접촉되는 부위의 면적이 감소되고, 이에 따라 상기 웨이퍼와 상기 웨이퍼가 접촉되는 부위의 온도차에 의해 발생되는 웨이퍼의 열적 스트레스가 최소화된다. 따라서 상기 열적 스트레스에 의해 빈번히 발생한 웨이퍼의 깨짐 등과 같은 불량이 감소되어 반도체 장치의 생산성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 로드락 챔버;

   상기 로드락 챔버 내에 구비되고, 전면 및 배면이 개방된 형태를 갖는 하우징;

   상기 하우징의 양쪽 측면에 나란하게 수평 방향으로 형성되는 다수개의 슬릿; 및

   상기 슬릿의 상부면에서 돌출되는 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조를 위한 로드락 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 돌출부는 다수개의 가이드 핀으로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조를 위한 로드락 장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 다수개의 가이드 핀은 상기 각각 슬릿의 상부면에서 동일한 길이만큼 돌출되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조를 위한 로드락 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 돌출부는 상기 슬릿의 상부면을 엠보싱 가공처리하여 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조를 위한 로드락 장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 돌출부는 상기 슬릿과 슬릿 사이의 간격의 10 내지 30% 만큼 돌출되는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 반도체 장치의 제조를 위한 로드락 장치.