KR20050006999A - 반도체 제조설비 - Google Patents

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KR20050006999A
KR20050006999A KR1020030047000A KR20030047000A KR20050006999A KR 20050006999 A KR20050006999 A KR 20050006999A KR 1020030047000 A KR1020030047000 A KR 1020030047000A KR 20030047000 A KR20030047000 A KR 20030047000A KR 20050006999 A KR20050006999 A KR 20050006999A
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transfer
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박용우
하상록
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삼성전자주식회사
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Abstract

반도체 제조설비를 제공한다. 이 반도체 제조설비는 웨이퍼가 로딩되는 로드락모듈 챔버와, 웨이퍼에 소정 프로세스를 진행시키는 프로세스모듈 챔버와, 상기 챔버간 웨이퍼를 이송시켜주는 웨이퍼 이송로봇과, 로드락모듈 챔버와 프로세스모듈 챔버 사이에 개재되며 웨이퍼 이송로봇이 내부에 설치되도록 소정 공간이 마련되고 상면에 웨이퍼 이송로봇을 점검할 수 있도록 일정크기의 정비홀이 개구된 트랜스퍼모듈 챔버몸체와, 이 트랜스퍼모듈 챔버몸체의 정비홀을 선택적으로 밀폐시켜주는 트랜스퍼모듈 챔버리드와, 트랜스퍼모듈 챔버몸체에 장착되며 트랜스퍼모듈 챔버리드가 트랜스퍼모듈 챔버몸체로부터 분리 및 결합되도록 트랜스퍼모듈 챔버리드를 상하이동시켜주는 리드이동장치 및, 트랜스퍼모듈 챔버리드가 상기 트랜스퍼모듈 챔버몸체에 결합될 때, 상기 트랜스퍼모듈 챔버리드와 트랜스퍼모듈 챔버몸체 사이에 소정 물체가 끼워지는 것을 감지하는 물체감지센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 제조설비{Semiconductor manufacturing equipment}
본 발명은 반도체 디바이스를 제조하는 반도체 제조설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 제조설비의 내부에서 공정진행에 따라 웨이퍼(Wafer)를 이송해주는 반도체 제조설비의 트랜스퍼모듈 챔버(Transfer module chamber)에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 디바이스(Device)는 순수 실리콘 웨이퍼(Silicon wafer) 상에 소정 회로패턴(Pattern)을 갖는 박막을 복층으로 적층하는 과정을 반복함으로써 제조된다. 이에 하나의 반도체 디바이스를 제조하기 위해서는 소정 회로패턴을 갖는 박막을 형성 및 적층하는 사진공정, 식각공정, 박막증착공정, 금속배선공정 등 다수의 단위공정을 반복 수행해야만 한다.
따라서, 순수 실리콘으로 가공된 웨이퍼는 포토레지스트(Photoresist)가 도포되는 사진공정에서부터 소정 금속이 배선되는 금속배선공정 등에까지 공정진행에 따라 순차적으로 이송되게 되는 것이다.
한편, 이와 같이 이송되는 웨이퍼의 처리방식에는 챔버내에서 1매씩의 웨이퍼를 처리하는 싱글 웨이퍼(Single wafer) 방식과 다수의 웨이퍼를 한꺼번에 처리하는 배치(Batch) 방식 등이 있다.
이때, 싱글 웨이퍼 방식은 처리의 균일성 및 프로세스(Process)의 질을 높일 수 있다는 장점이 있고, 배치 방식은 단위시간당 처리량인 스루풋(Throughput)을 높일 수 있다는 장점이 있다. 이에, 각 방식은 각 단위공정에 따라 처리의 균일성과 프로세스의 질 및 웨이퍼 스루풋을 포괄적으로 감안하여 적절하게 채택 및 사용되고 있는 실정이다.
그러나, 최근 웨이퍼의 사이즈가 대구경화되면서 웨이퍼 상에 형성되는 반도체 디바이스의 수도 대폭 증가함에 따라 대부분의 단위공정에서는 이러한 웨이퍼의 처리방식으로 싱글 웨이퍼 방식을 채택하고 있다. 그리고, 이와 같은 대부분의 단위공정에서는 이러한 싱글 웨이퍼 방식으로 스루풋을 향상시키기 위해 챔버 타입(Chamber type)을 멀티챔버 타입(Multi-chamber type)으로 구현하고 있다.
예를 들면, 웨이퍼 상에 형성된 소정 박막을 식각하는 플라즈마(Plasma) 건식식각 설비는 선행공정을 수행한 다수의 웨이퍼가 로딩(Laoding) 및 정렬되는 로드락모듈 챔버(Loadlock module chamber)와, 이러한 웨이퍼를 식각해주는 다수의 프로세스모듈 챔버(Process module chamber)와, 로드락모듈 챔버와 프로세스챔버 모듈 사이에 개재되며 로드락모듈 챔버의 웨이퍼를 다수의 프로세스모듈 챔버에 각각 순차적으로 이송시켜주는 웨이퍼 이송로봇(Robot)이 설치된 트랜스퍼모듈 챔버 및, 플라즈마 건식식각 설비를 전반적으로 제어해주는 중앙제어모듈로 구성된다.
따라서, 종래 플라즈마 건식식각 설비 같은경우 선행공정을 수행한 웨이퍼가 로드락모듈 챔버에 로딩되면, 웨이퍼 이송로봇은 웨이퍼가 식각될 수 있도록 로드락모듈 챔버의 웨이퍼를 다수의 트랜스퍼모듈 챔버로 각각 순차적으로 이송시켜주게 되며, 웨이퍼의 식각이 완료된 후에는 다시 다수의 트랜스퍼모듈 챔버에 이송된 웨이퍼를 순차적으로 로드락모듈 챔버에 이송시켜주게 된다. 이에 종래 플라즈마 건식식각 설비에 의해서 식각되는 웨이퍼는 전체적으로 균일하게 처리되면서도 매우 높은 수준의 프로세스 질로 처리되게 되는 것이다. 그리고, 이러한 종래 플라즈마 건식식각 설비에 의해서 식각되는 웨이퍼는 다수의 프로세스모듈 챔버에서 각각 별도로 식각되기 때문에 그 스루풋이 상당부분 향상되게 되는 것이다.
한편, 이와 같은 종래 플라즈마 건식식각 설비가 원활하게 구동되기 위해서는 무엇보다 웨이퍼를 공정진행에 따라 로드락모듈 챔버에서 프로세스모듈 챔버로 또는 프로세스모듈 챔버에서 로드락모듈 챔버로 이송시켜주는 웨이퍼 이송로봇이 원활하게 구동되어야 한다.
이에, 종래에는 일정기간마다 트랜스퍼모듈 챔버를 트랜스퍼모듈 챔버몸체(이하, 'TM 챔버몸체'라 칭함)와 트랜스퍼모듈 챔버리드(Transfer module chamber lid;이하, 'TM 챔버 리드'라 칭함)로 분리한 다음 TM 챔버몸체 내부에 설치된 웨이퍼 이송로봇을 예방정비하게 된다.
구체적으로 설명하면, 종래 트랜스퍼모듈 챔버는 크게 TM 챔버몸체와, TM 챔버리드와, TM 챔버몸체 내부에 설치되는 웨이퍼 이송로봇과, TM 챔버리드를 상하이동시켜줌으로 TM 챔버몸체로부터 TM 챔버리드를 분리 및 결합시켜주는 리드이동장치 및, 리드이동장치를 온(On)/오프(Off)시키는 리드스위치로 구성된다.
따라서, 작업자는 리드스위치를 온시킴으로 리드이동장치로 하여금 TM 챔버리드를 분리시키도록 한 다음 TM 챔버몸체 내부에 설치된 웨이퍼 이송로봇을 예방정비하게 되는 것이다. 그리고, 예방정비 작업후에는 리드스위치를 오프시킴으로 리드이동장치로 하여금 TM 챔버리드를 강제 결합시키도록 하게 되는 것이다.
그러나, 이와 같은 종래 플라즈마 건식식각 설비에는 TM 챔버리드가 TM 챔버몸체에 결합되는 동안 비상상황이 발생될 경우 TM 챔버리드를 자동으로 작동정지시킬 수 있는 인터락(Interlock) 수단이 전혀 구비되지 않는 문제점이 발생된다.
이에, 종래 플라즈마 건식식각 설비에 설치된 웨이퍼 이송로봇을 예방정비한다음 TM 챔버리드를 TM 챔버몸체에 강제 결합시킴에 있어서, 작업자의 실수 등으로 소정 장비나 작업자의 신체 일부가 TM 챔버몸체 내부에서 미쳐 빠져나오지 못할 경우 소정 장비나 작업자의 신체 일부 등은 TM 챔버리드와 TM 챔버몸체 사이에 끼워져서 파손되거나 치명적인 상처를 입게되는 문제점이 발생된다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 TM 챔버리드를 TM 챔버몸체에 강제 결합시킴에 있어서, 소정 장비나 작업자의 신체일부가 TM 챔버몸체 내부에서 미쳐 빠져나오지 못하는 등의 비상상황이 발생될 경우 결합되고 있는 TM 챔버리드를 작동정지시킬 수 있는 반도체 제조설비를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 제조설비의 일실시예를 개략적으로 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 제조설비 중 트랜스퍼모듈 챔버를 도시한 사시도.
도 3은 도 2에 도시한 트랜스퍼모듈 챔버의 측면도.
**** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ****
100 : 반도체 제조설비 120 : 로드락모듈 챔버
140 : 트랜스퍼모듈 챔버 141 : 물체감지센서
146 : 웨이퍼 이송로봇 147 : 리드이동장치
148 : 리드 가이드 160 : 프로세스모듈 챔버
이와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명 반도체 제조설비는 웨이퍼가 로딩되는 로드락모듈 챔버와, 웨이퍼에 소정 프로세스를 진행시키는 프로세스모듈 챔버와, 상기 챔버간 웨이퍼를 이송시켜주는 웨이퍼 이송로봇과, 로드락모듈 챔버와 프로세스모듈 챔버 사이에 개재되며 웨이퍼 이송로봇이 내부에 설치되도록 소정 공간이 마련되고 상면에 웨이퍼 이송로봇을 점검할 수 있도록 일정크기의 정비홀(Hole)이 개구된 트랜스퍼모듈 챔버몸체와, 이 트랜스퍼모듈 챔버몸체의 정비홀을 선택적으로 밀폐시켜주는 트랜스퍼모듈 챔버리드와, 트랜스퍼모듈 챔버몸체에 장착되며 트랜스퍼모듈 챔버리드가 트랜스퍼모듈 챔버몸체로부터 분리 및 결합되도록 트랜스퍼모듈 챔버리드를 상하이동시켜주는 리드이동장치 및, 트랜스퍼모듈 챔버리드가상기 트랜스퍼모듈 챔버몸체에 결합될 때, 상기 트랜스퍼모듈 챔버리드와 트랜스퍼모듈 챔버몸체 사이에 소정 물체가 끼워지는 것을 감지하는 물체감지센서(Sensor)를 포함한다.
이때, 상기 물체감지센서는 발광부와 수광부로 구성되는 적어도 하나 이상의 광센서(Photo sensor)임이 바람직하다.
그리고, 상기 발광부와 수광부 중 어느 하나는 트랜스퍼모듈 챔버몸체에 장착됨이 바람직하며, 상기 발광부와 수광부 중 다른 하나는 트랜스퍼모듈 챔버리드에 장착됨이 바람직하다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 제조설비(100)의 일실시예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 이때, 본 발명에서는 반도체 제조설비(100)의 일실시예로 플라즈마 건식식각 설비를 예로 들기로 한다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예인 반도체 제조설비(100)는 선행공정을 수행한 다수의 웨이퍼(90)가 로딩 및 정렬되는 로드락모듈 챔버(120)와, 이러한 웨이퍼(90)를 식각해주는 다수의 프로세스모듈 챔버(160)와, 로드락모듈 챔버(120)와 프로세스모듈 챔버(160)사이에 개재되는 트랜스퍼모듈 챔버(140) 및, 반도체 제조설비(100)를 전반적으로 제어해주는 중앙제어모듈(미도시)로 구성되며, 각 챔버와 챔버 사이에는 웨이퍼(90)가 왕래할 수 있도록 슬릿밸브(Slit valve,190)가 구비된다.
이때, 본 발명의 핵심부분은 트랜스퍼모듈 챔버(140) 부분인 바, 이하에서는 트랜스퍼모듈 챔버(140)를 구체적으로 설명하기로 한다.
즉, 본 발명에 따른 트랜스퍼모듈 챔버(140)는 크게 TM 챔버몸체(144)와, TM 챔버몸체(144)를 밀폐시켜주는 TM 챔버리드(145)와, TM 챔버몸체(144) 내부에 설치되는 웨이퍼 이송로봇(146)과, TM 챔버리드(145)를 상하이동시켜줌으로 TM 챔버몸체(144)로부터 TM 챔버리드(145)를 분리 및 결합시켜주는 리드이동장치(147)와, 리드이동장치(147)를 온/오프시키는 리드스위치(미도시) 및, TM 챔버리드(145)가 TM 챔버몸체(144)에 결합되는 동안 비상상황이 발생될 경우 TM 챔버리드(145)의 결합을 자동으로 작동정지시킬 수 있는 인터락 수단으로 구성된다.
여기에서, TM 챔버몸체(144)는 웨이퍼 이송로봇(146)이 설치될 수 있도록 내부에 소정공간이 구비된 통체형상으로 형성되고, 상면에는 작업자가 웨이퍼 이송로봇(146)을 예방정비할 수 있도록 소정크기로 개구된 정비홀(150)이 형성된다.
그리고, TM 챔버리드(145)는 평판타입(Type)으로 형성되며, 이와 같이 개구된 정비홀(150)을 선택적으로 밀폐시키는 역할을 수행한다.
또한, 웨이퍼 이송로봇(146)은 TM 챔버몸체(144) 내부에 설치되며, 공정진행에 따라 팽창, 수축, 회전 등의 동작으로 웨이퍼(90)를 이송시켜주는 역할을 수행한다. 즉, 웨이퍼 이송로봇(146)은 로드락모듈 챔버(120)의 웨이퍼(90)를 다수의 프로세스모듈 챔버(160)에 또는 프로세스모듈 챔버(160)의 웨이퍼(90)를 로드락모듈 챔버(120)에 각각 순차적으로 이송시켜주는 역할을 수행한다.
한편, TM 챔버리드(145)를 상하이동시켜줌으로 TM 챔버몸체(144)로부터 TM 챔버리드(145)를 분리 및 결합시켜주는 리드이동장치(147)는 에어의 입출 등으로 TM 챔버리드(145)를 상하이동시켜주는 에어실린더(Air cylinder)로 구현된다. 그리고, 이러한 에어실린더에는 에어가 입출되는 에어라인(Air line,149)과 TM 챔버리드(145)를 가이드해주는 리드 가이드(Lid guide,148)가 구비된다.
따라서, 이러한 에어라인(149)으로 에어가 유입될 경우 TM 챔버리드(145)는 리드 가이드(148)를 따라 상측으로 이동되어 TM 챔버몸체(144)로부터 분리되어지며, 에어가 유출될 경우에는 TM 챔버리드(145)가 리드 가이드(148)를 따라 하측으로 이동되어 TM 챔버몸체(144)와 다시 결합되어진다.
마지막으로, TM 챔버리드(145)가 TM 챔버몸체(144)에 결합되는 동안 비상상황이 발생될 경우 TM 챔버리드(145)의 결합을 자동으로 작동정지시킬 수 있는 인터락 수단은 물체감지센서(141)로 구현된다.
즉, TM 챔버리드(145)가 TM 챔버몸체(144)에 결합되는 동안 소정 장비나 작업자의 신체일부가 TM 챔버몸체(144) 내부에서 미쳐 빠져나오지 못하는 등의 비상상황이 발생될 경우, 물체감지센서(141)는 이러한 소정 장비나 작업자의 신체일부를 미연에 감지한 다음 이 감지된 데이타(Data)를 중앙제어모듈로 전송하게 되며, 중앙제어모듈은 이 전송된 데이타에 의해 결합되고 있는 TM 챔버리드(145)를 자동으로 작동정지시키는 인터락을 수행하게 되는 것이다.
여기에서, 물체감지센서(141)는 소정 장비나 작업자의 신체일부 등을 감지할 수 있는 다양한 센서로 구현가능한데, 본 발명에서는 일실시예로 발광부(142)와 수광부(143)로 구성되는 광센서(141)로 구현되며, 적어도 하나이상 설치됨으로 구현된다.
이때, 발광부(142)와 수광부(143) 중 어느 하나는 TM 챔버몸체(144)의 정비홀(150) 가장자리 부분에 설치됨이 바람직하며, 발광부(142)와 수광부(143) 중 다른 하나는 TM 챔버몸체(144)의 정비홀(150) 가장자리 부분에 대향되는 TM 챔버리드(145)에 설치됨이 바람직하다.
이하, 이와 같이 구성된 본 발명 반도체 제조설비(100)의 작용 및 효과를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 선행공정을 수행한 웨이퍼(90)가 웨이퍼 카세트(Wafer cassette,80) 등에 정렬되어 로드락모듈 챔버(120) 내부로 로딩되면, 트랜스퍼모듈 챔버(140) 내부의 웨이퍼 이송로봇(146)은 슬릿밸브(190)를 통해 로드락모듈 챔버(120) 내부의 웨이퍼(90)를 다수의 프로세스모듈 챔버(160) 내부로 각각 이송하게 된다.
이후, 트랜스퍼모듈 챔버(160)에서는 식각과 같은 소정 프로세스가 진행된다.
계속해서, 소정 프로세스가 진행완료되면, 웨이퍼 이송로봇(146)은 다시 프로세스모듈 챔버(160) 내부의 웨이퍼(90)를 로드락모듈 챔버(120) 내부로 이송한 다음 순차적으로 정렬하게 되며, 이로써 소정 프로세스는 진행완료된다.
한편, 이상과 같이 구성된 본 발명 반도체 제조설비(100)의 웨이퍼 이송로봇(146)을 예방정비하고자 할 경우, 작업자는 리드스위치를 온으로 전환하게 된다.
이에, 리드이동장치(147)는 TM 챔버몸체(144) 내부를 밀폐시키고 있는 TM 챔버리드(145)를 상측으로 소정거리 이동시킴으로써 TM 챔버몸체(144)로부터 TM 챔버리드(145)를 분리시키게 된다.
따라서, 작업자는 TM 챔버몸체(144)의 상면에 형성된 정비홀(150)을 통해 TM 챔버몸체(144) 내부에 설치된 웨이퍼 이송로봇(146)을 예방정비하게 된다.
이후, 예방정비가 완료되면, 작업자는 리드스위치를 오프로 전환하게 된다.
이에 리드이동장치(147)는 TM 챔버몸체(144)로부터 분리되어있는 TM 챔버리드(145)를 하측으로 소정거리 이동시킴으로써 TM 챔버리드(145)와 TM 챔버몸체(144)를 결합시키게 된다. 이에 TM 챔버몸체(144) 내부는 밀폐되어지며, 웨이퍼 이송로봇(146)의 예방정비는 완료된다.
이때, TM 챔버리드(145)가 TM 챔버몸체(144)에 결합되는 동안 소정 장비나 작업자의 신체일부가 TM 챔버몸체(144) 내부에서 미쳐 빠져나오지 못하는 등의 비상상황이 발생될 경우, 본 발명의 인터락 수단인 물체감지센서(141)는 이러한 소정 장비나 작업자의 신체일부를 미연에 감지한 다음 이 감지된 데이타를 중앙제어모듈로 전송하게 된다.
이에, 중앙제어모듈은 이 전송된 데이타에 의해 결합되고 있는 TM 챔버리드(145)를 자동으로 작동정지시키는 인터락을 수행하게 된다. 즉, 본 발명에서 사용되는 리드이동장치(147)는 에어실린더인 바, 중앙제어모듈은 에어실린더로 유입되는 구동 에어를 차단함으로써 인터락을 수행하게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 반도체 제조설비(100)로 예방정비를 진행할 경우, 앞에서 설명한 바와 같은 비상상황이 발생될 경우에도 TM 챔버몸체(144)와 TM 챔버리드(145) 사이에 소정 장비나 신체의 일부가 끼이게 되는 등의 치명적인 사고를 미연에 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 제조설비에는 TM 챔버리드와 TM 챔버몸체 사이에 물체감지센서가 구비되기 때문에 TM 챔버리드를 TM 챔버몸체에 결합시킴에 있어서 소정 장비나 작업자의 신체일부가 TM 챔버몸체 내부에서 미쳐 빠져나오지 못하는 등의 비상상황이 발생될 경우, 이러한 비상상황을 미연에 감지할 수 있는 효과가 있다.
이에, 본 발명에 따른 반도체 제조설비는 이와 같은 물체감지센서의 감지에 따라 TM 챔버몸체에 결합되고 있는 TM 챔버리드를 인터락시키게 된다. 따라서, 앞에서 설명한 바와 같은 비상상황이 발생될 경우에도 TM 챔버몸체와 TM 챔버리드 사이에 소정 장비나 신체의 일부가 끼이게 되는 등의 치명적인 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 웨이퍼가 로딩되는 로드락모듈 챔버;
    상기 웨이퍼에 소정 프로세스를 진행시키는 프로세스모듈 챔버;
    상기 챔버간 웨이퍼를 이송시켜주는 웨이퍼 이송로봇;
    상기 로드락모듈 챔버와 상기 프로세스모듈 챔버 사이에 개재되며, 상기 웨이퍼 이송로봇이 내부에 설치되도록 소정 공간이 마련되고, 상면에 상기 웨이퍼 이송로봇을 점검할 수 있도록 일정크기의 정비홀이 개구된 트랜스퍼모듈 챔버몸체;
    상기 트랜스퍼모듈 챔버몸체의 정비홀을 선택적으로 밀폐시켜주는 트랜스퍼모듈 챔버리드;
    상기 트랜스퍼모듈 챔버몸체에 장착되며, 상기 트랜스퍼모듈 챔버리드가 상기 트랜스퍼모듈 챔버몸체로부터 분리 및 결합되도록 상기 트랜스퍼모듈 챔버리드를 상하이동시켜주는 리드이동장치 및;
    상기 트랜스퍼모듈 챔버리드가 상기 트랜스퍼모듈 챔버몸체에 결합될 때, 상기 트랜스퍼모듈 챔버리드와 상기 트랜스퍼모듈 챔버몸체 사이에 소정 물체가 끼워지는 것을 감지하는 물체감지센서를 포함한 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 물체감지센서는 발광부와 수광부로 구성되는 적어도 하나 이상의 광센서인 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 발광부와 수광부 중 어느 하나는 상기 트랜스퍼모듈 챔버몸체에 장착되며, 상기 발광부와 수광부 중 다른 하나는 상기 트랜스퍼모듈 챔버리드에 장착된 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비.
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CN100383916C (zh) * 2005-12-08 2008-04-23 北京圆合电子技术有限责任公司 平台开盖机构

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