KR20040065586A - 웨이퍼 로딩 장치 - Google Patents

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KR20040065586A
KR20040065586A KR1020030002585A KR20030002585A KR20040065586A KR 20040065586 A KR20040065586 A KR 20040065586A KR 1020030002585 A KR1020030002585 A KR 1020030002585A KR 20030002585 A KR20030002585 A KR 20030002585A KR 20040065586 A KR20040065586 A KR 20040065586A
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황극필
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Abstract

웨이퍼 가공 장치로 웨이퍼를 로딩하기 위한 웨이퍼 로딩 장치에 있어서, 웨이퍼 수납 용기를 지지하기 위한 로드 포트 상에는 수납 용기를 정확한 안착 위치로 안내하기 위한 안내 부재가 구비된다. 로드 포트 상에는 수납 용기의 안착 위치를 정렬시키고, 수납 용기의 위치를 일정하기 유지하기 위한 정렬 핀이 구비되어 있다. 수납 용기가 로드 포트 상에 안착될 때 안내 부재는 정렬 핀이 수납 용기의 정렬 홈에 정확히 삽입되도록 수납 용기를 안내한다. 따라서, 수납 용기의 안착 불량에 따른 손실이 감소된다.

Description

웨이퍼 로딩 장치{Apparatus for loading a wafer}
본 발명은 웨이퍼를 로딩하는 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 웨이퍼를 수납하기 위한 수납 용기로부터 웨이퍼를 가공하기 위한 장치로 웨이퍼를 로딩하기 위한 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘웨이퍼 상에 전기적인 회로를 형성하는 팹(Fab) 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 반도체 장치들의 전기적인 특성을 검사하는 공정과, 상기 반도체 장치들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.
상기 팹 공정은 반도체 기판 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정과, 상기 막을 평탄화하기 위한 화학적 기계적 연마 공정과, 상기 막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정과, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 막을 전기적인 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 식각 공정과, 반도체 기판의 소정 영역에 특정 이온을 주입하기 위한 이온 주입 공정과, 반도체 기판 상의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정과, 상기 막 또는 패턴이 형성된 반도체 기판의 표면을 검사하기 위한 검사 공정 등을 포함한다.
상기와 같은 반도체 장치의 제조 공정은 일반적으로 청정도 관리가 요구되는 클린룸에서 수행된다. 최근 300mm 웨이퍼에 대한 반도체 장치의 제조 공정은 클린룸의 청정도 관리와 함께 제조 장치의 내부에서 별도의 청정도 관리가 수행되는데,예를 들면, 클린룸의 청정도를 클래스 1000 정도로 관리하고, 제조 장치의 내부 청정도를 클래스 1 정도로 관리한다.
상기와 같은 청정도 관리를 위해 300mm 웨이퍼의 가공 장치에는 별도의 웨이퍼 로딩 장치가 구비된다. 웨이퍼 로딩 장치는 300mm 웨이퍼를 수납하기 위한 풉(front open unified pod; FOUP)을 지지하기 위한 로드 스테이지(load stage)와, 풉의 도어를 개방하기 위한 도어 오프너(door opener)와, 풉을 로드 포트 도어에 밀착시키기 위한 구동 유닛 등을 포함한다. 상기와 같은 웨이퍼 로딩 장치는 일반적으로 로드 포트로 명명되며, 웨이퍼 가공 장치의 이송 챔버와 연결되어 있다.
상기와 같은 로드 포트의 일 예로서, 미합중국 특허 제6,138,721호(issued to Bonora et al.)에는 볼트 체결에 의해 웨이퍼 가공 장치에 결합되는 로드 포트가 개시되어 있다. 이 밖에도, 미합중국 특허 제6,186,723호(issued to Murata et al.), 제6,261,044호(issued to Fosnight et al.) 및 제6,281,516호(issued to Bacchi et al.)에는 로드 포트와 도어 오프너에 대하여 상세히 개시되어 있다.
풉은 다수의 웨이퍼들을 수납하기 위한 다수의 슬릿들을 가지며, 풉 도어에 의해 밀폐된 구조를 갖는다. 로드 스테이지 상에는 풉이 안착되는 로드 플레이트가 구비되며, 로드 플레이트는 로스 스테이지의 내부에 구비되는 구동 유닛과 연결되어 있다. 로드 플레이트 상에는 다수의 정렬 핀이 구비되어 있고, 풉이 안착될 때, 풉의 저면에 형성되어 있는 다수의 정렬 홈에 삽입되어 풉의 안착 위치를 고정시킨다.
풉이 로드 플레이트 상에 안착되면, 구동 유닛은 로드 플레이트를 이동시켜로드 포트 도어에 풉을 밀착시킨다. 로드 포트 도어에는 풉 도어를 개폐를 위한 도어 개폐 유닛이 구비되며, 도어 오프너는 잠금 장치가 해제된 풉 도어와 로드 포트 도어를 동시에 하방으로 이동시켜 풉을 개방시킨다. 풉이 개방되면, 풉에 수납된 웨이퍼는 이송 챔버에 배치된 이송 로봇에 의해 가공 공정의 수행을 위해 이동된다.
이때, 로드 플레이트 상에는 풉의 안착 상태를 감지하기 위한 센서들이 배치되어 있다. 센서들은 풉의 안착 상태를 감지하여 구동 유닛, 도어 개폐 유닛 및 도어 오프너 등의 동작시키기 위한 신호를 제공한다. 예를 들면, 로드 플레이트 상에는 풉과 접촉되어 신호를 발생시키는 접촉 센서와 광을 이용하는 광 센서가 설치된다.
상기와 같은 웨이퍼 로딩 장치를 사용하는 경우, 풉을 로드 플레이트 상에 안착시키는 동안 잦은 에러가 발생한다. 예를 들면, 풉의 저면에 형성되어 있는 정렬 홈들과 로드 플레이트 상의 정렬 핀들이 정확하게 일치하지 않는 경우가 빈번하게 발생한다. 상기와 같은 에러는 숙련되지 않은 작업자의 경우 더욱 빈번하게 발생하며, 더 나아가, 풉이 정확하게 로드 플레이트에 안착되지 않았는데도 불구하고, 센서들이 오작동하여 후속 단계가 수행되는 경우, 더 큰 문제가 발생될 수 있다. 예를 들면, 풉이 정확하게 안착되지 않은 상태에서 구동 유닛이 작동하면, 로드 포트 도어에 구비된 도어 개폐 유닛이 정상적으로 풉 유닛에 도킹되지 않는다. 결과적으로, 도어 개폐 유닛이 손상되는 문제점이 발생할 수 있으며, 이를 교정하기 위한 시간적 물질적인 손실이 발생한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 웨이퍼 수납 용기를 정확한 안착 위치에 용이하게 안착시킬 수 있는 웨이퍼 로딩 장치를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 로딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 안내 부재를 설명하기 위한 확대 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 안내 부재를 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 웨이퍼 로딩 장치를 설명하기 위한 부분적인 단면도이다.
도 5는 웨이퍼 가공 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 수납 용기 100 : 웨이퍼 로딩 장치
110 : 로드 포트 112 : 로드 스테이지
114 : 로드 플레이트 120 : 구동 유닛
130 : 정렬 핀 140 : 안내 부재
142 : 경사면 200 : 웨이퍼 가공 장치
210 : 제1이송 챔버 212 : 제1이송 로봇
220 : 로드록 챔버 230 : 제2이송 챔버
240 : 프로세스 챔버 W : 웨이퍼
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 웨이퍼를 가공하기 위한 장치의 일 측면에 구비되며, 다수의 웨이퍼를 수납하기 위한 수납 용기를 지지하기 위한 로드 포트와, 상기 로드 포트 상에 구비되며, 상기 수납 용기가 로드 포트 상에 안착되어 있는 동안 상기 수납 용기의 위치를 고정시키기 위해 상기 수납 용기의 저면에 형성되어 있는 정렬 홈에 삽입되는 정렬 핀과, 상기 로드 포트 상에 구비되며, 상기 수납 용기가 상기 로드 포트 상에 안착될 때 상기 정렬 핀이 상기 정렬 홈에 삽입되도록 상기 수납 용기를 안내하기 위한 안내 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 로딩 장치를 제공한다.
일 예로서, 상기 안내 부재는 상기 로드 포트에 안착될 때, 상기 수납 부재의 모서리 부위를 안내하기 위한 경사면을 갖는다. 상기 경사면은 경사진 방향으로 형성된 그루브 형상을 갖고, 로드 포트의 가장자리에 한 쌍이 배치된다. 상기 수납 용기로는 300mm 웨이퍼들을 수납하기 위한 풉이 바람직하게 사용될 수 있다.
따라서, 수납 용기를 로드 포트 상에 안착시킬 때, 상기 수납 용기는 안내 부재에 의해 정확한 안착 위치로 안내되므로, 수납 용기의 안착 에러에 따른 부수적인 문제점들이 방지된다. 즉, 수납 용기의 안착 에러에 따른 시간적인 손실이 제거되며, 수납 용기의 안착 에러와 센서의 오작동에 따른 시간적 물질적인 손실이 기본적으로 제거된다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 로딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 1을 참조하면, 웨이퍼 로딩 장치(100)는 로드 포트(110)와 정렬 핀(130)과 안내 부재(140)를 포함한다. 로드 포트(110)는 웨이퍼를 가공하기 위한 장치(미도시)의 일 측면에 구비되며, 다수의 웨이퍼를 수납하기 위한 수납 용기(미도시)를 지지한다. 여기서, 수납 용기는 300mm 웨이퍼를 수납하기 위한 풉을 포함한다. 정렬 핀(130)은 로드 포트(110) 상에 구비되며, 수납 용기가 안착될 때 수납 용기의 안착 위치를 설정하고, 수납 용기가 로드 포트(110) 상에 안착되어 있는 동안 수납 용기가 움직이지 않도록 수납 용기의 위치를 고정시킨다. 안내 부재(140)는 수납 용기가 안착될 때, 수납 용기가 안착 위치에 정확하게 안착되도록 수납 용기를 안내한다. 도시되지는 않았으나, 수납 용기의 저면에는 정렬 핀(130)에 대응하는 정렬 홈이 형성되어 있으며, 안내 부재(140)는 정렬 핀(130)이 정렬 홈에 정확히 삽입될 수 있도록 수납 용기를 안내한다. 도시된 바에 의하면, 3개의 정렬 핀(130)이 로드 포트(110) 상에 구비되어 있으나, 정렬 핀의 수량은 한정되지 않는다.
로드 포트(110) 상에는 수납 용기의 안착 상태를 감지하기 위한 제1센서(150)와 제2센서(152)가 구비되며, 제1센서(150)는 수납 용기와의 접촉에의해 수납 용기의 안착을 감지하는 접촉 센서이고, 제2센서(152)는 발광부와 수광부를 갖는 광센서이다. 여기서, 제1센서(150)와 제2센서(152)의 종류는 다양하게 변경될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 안내 부재를 설명하기 위한 확대 사시도이고, 도 3은 도 1에 도시된 안내 부재를 설명하기 위한 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 안내 부재(140)는 로드 포트(110)의 양측 모서리 부위에 설치되며, 수납 용기의 양측 모서리 부위를 안내한다. 안내 부재(140)는 수납 용기를 안내하기 위한 경사면(142)을 가지며, 경사면(142)의 경사각(α)은 약 50° 정도로 형성된다. 실시예에 따르면, 안내 부재(140)는 전체적으로 부채꼴 형상을 가지며, 안내 부재(140)의 폭과 길이는 각각 53.5mm 및 62.1mm이고, 높이는 27mm이다. 경사면(142)은 수납 용기의 모서리 부위를 안내하기 위해 라운딩 처리되어 있다. 즉, 경사면(142)은 경사진 방향을 따라 형성된 그루브(groove) 형상을 갖는다. 상기 실시예에서 제시된 안내 부재(140)의 치수들은 수납 용기의 형상 및 로드 포트(110)의 형상에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 웨이퍼 로딩 장치를 설명하기 위한 부분적인 단면도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 로드 포트(110)는 로드 스테이지(112)와 로드 플레이트(114)와 로드 포트 도어(116) 및 제1구동 유닛(118)을 포함한다. 로드 스테이지(112)는 웨이퍼(W)를 가공하기 위한 장치(200)와 연결되며, 수평 방향으로 연장되어 있다. 로드 스테이지(112) 상에는 수납 용기(10)를 지지하고, 정렬 핀(130)을 갖는 로드 플레이트(114)가 구비되어 있다. 수납 용기(10)와 마주보는 위치에 로드 포트 도어(116)가 구비되며, 로드 포트 도어(116)는 웨이퍼 가공 장치(200)와 로드 포트(110) 사이에서 웨이퍼(W)의 이동 경로를 제공한다. 로드 스테이지(112)의 내부에는 로드 플레이트(116)를 이동시키기 위한 구동 유닛(118)이 배치되어 있으며, 수납 용기(10)가 로드 플레이트(114)에 안착되면 구동 유닛(118)은 로드 플레이트(114)를 이동시켜 수납 용기(10)를 로드 포트 도어(116)에 밀착시킨다.
로드 스테이지(112)의 하부에는 수납 용기(10)의 도어(12)를 개폐하기 위한 도어 오프너(120)가 배치되어 있다. 상세히 도시되지는 않았으나, 수납 용기(10)가 로드 포트 도어(116)에 밀착되면, 로드 포트 도어(116)에 구비되는 도어 개폐 유닛(미도시)에 의해 수납 용기(10)의 도어(12)의 잠금 장치가 해제된다. 이어서, 도어 오프너(120)는 수납 용기(10)의 도어(12)와 로드 포트 도어(116)를 수평 및 수직 방향으로 이동시켜 수납 용기(10)를 개방시킨다.
따라서, 작업자가 수납 용기(10)를 로드 포트(110) 상에 올려놓는 경우, 작업자는 수납 용기(10)를 정확한 안착 위치에 놓기 위해 신중을 기할 필요가 없다. 즉, 안내 부재(140)가 수납 용기(10)의 안착 위치를 안내하므로 작업자는 용이하게 수납 용기(10)를 로딩할 수 있으며, 수납 용기(10)의 안착 불량에 따른 문제점이 기본적으로 제거된다.
수납 용기(10)가 로드 포트(110)에 정상적으로 안착되면, 제1센서(150) 및 제2센서(152)는 정상적인 신호를 발생시키고, 이에 따라 구동 유닛(118)은 로드 플레이트(114)를 이동시켜 수납 용기(10)를 로드 포트 도어(116)에 밀착시킨다. 이어서, 도어 개폐 유닛 및 도어 오프너(120)가 수납 용기(10)의 도어(12)를 개방시킨다.
한편, 웨이퍼 로딩 장치(100)는 웨이퍼 가공 장치(200)의 제1이송 챔버(210)에 연결되어 있으며, 제1이송 챔버(210)의 내부에는 웨이퍼(W)를 이송하기 위한 제1이송 로봇(212)이 배치되어 있으며, 제1이송 챔버(210)의 상부에는 제1이송 챔버(210) 내부의 청정도를 관리하기 위한 팬 필터 유닛(214, fan filter unit ; FFU)이 배치되어 있다.
도 5는 웨이퍼 가공 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5를 참조하면, 제1이송 챔버(210)는 로드록(load lock) 챔버(220)와 연결되어 있으며, 로드록 챔버(220)는 제2이송 챔버(230)와 연결되어 있다. 제2이송 챔버(230)는 다수개의 프로세스 챔버(240)와 연결되어 있으며, 제2이송 챔버(230)의 내부에는 웨이퍼(W)를 로드록 챔버(220)로부터 프로세스 챔버(240)로 이송하고, 가공 처리된 웨이퍼(W)를 프로세스 챔버(240)로부터 로드록 챔버(220)로 이송하기 위한 제2이송 로봇(232)이 배치되어 있다. 로드록 챔버(220)는 고진공 하에서 공정을 진행하는 프로세스 챔버(240)와 수납 용기(10) 사이의 압력 차이에 따른 공정 효율을 향상시키기 위해 일반적으로 구비되며, 로드록 챔버(220)와 제2이송 챔버(230) 및 프로세스 챔버(240)의 수량 및 배치 관계는 이미 다양하게 공지되어 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같은 웨이퍼 로딩 장치(100)는 다양한 가공 장치에 적용될 수 있다. 바람직하게는 300mm 웨이퍼 가공 장치에 적용될 수 있으며, 화학 기상 증착 공정,물리 기상 증착 공정, 건식 식각 공정 및 다양한 검사 공정 등에 다양하게 적용될 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 웨이퍼를 수납하기 위한 수납 용기는 로드 포트 상에 구비되는 안내 부재에 의해 정확한 안착 위치로 안내된다. 따라서, 숙련되지 않은 작업자라 하더라도 수납 용기의 로딩 작업을 용이하게 수행할 수 있으며, 수납 용기의 안착 불량에 따른 문제점들이 기본적으로 제거된다. 즉, 도어 오프너의 손상을 비롯한 시간적 물질적인 손실들이 방지된다.
또한, 다양한 웨이퍼 가공 장치에 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 로딩 장치를 적용함으로서 웨이퍼 가공 장치의 가동률을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 반도체 장치의 생산성이 향상된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

  1. 웨이퍼를 가공하기 위한 장치의 일 측면에 구비되며, 다수의 웨이퍼를 수납하기 위한 수납 용기를 지지하기 위한 로드 포트;
    상기 로드 포트 상에 구비되며, 상기 수납 용기가 로드 포트 상에 안착되어 있는 동안 상기 수납 용기의 위치를 고정시키기 위해 상기 수납 용기의 저면에 형성되어 있는 정렬 홈에 삽입되는 정렬 핀; 및
    상기 로드 포트 상에 구비되며, 상기 수납 용기가 상기 로드 포트 상에 안착될 때 상기 정렬 핀이 상기 정렬 홈에 삽입되도록 상기 수납 용기를 안내하기 위한 안내 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 로딩 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 안내 부재는 상기 로드 포트에 안착되는 수납 용기를 안내하기 위한 경사면을 갖는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 로딩 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 경사면은 상기 수납 용기의 모서리 부위를 안내하기 위해 경사진 그루브(groove) 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 로딩 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 수납 용기는 풉(FOUP)을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 로딩 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 로드 포트는,
    상기 웨이퍼를 가공하기 위한 장치와 연결되어 수평 방향으로 연장되는 로드 스테이지;
    상기 로드 스테이지 상에 구비되어 상기 수납 용기를 지지하며, 상기 정렬 핀을 갖는 로드 플레이트;
    상기 로드 플레이트에 지지된 수납 용기와 마주보며, 상기 수납 용기와 상기 웨이퍼를 가공하기 위한 장치를 연통시키기 위한 로드 포트 도어; 및
    상기 로드 플레이트를 이동시켜 상기 수납 용기를 상기 로드 포트 도어에 밀착시키기 위한 구동 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 로딩 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 로드 포트는 상기 수납 용기의 도어를 개방하기 위한 도어 오프너(door opener)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 로딩 장치.
KR1020030002585A 2003-01-15 2003-01-15 웨이퍼 로딩 장치 KR20040065586A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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