KR20050101722A - 반도체 제조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 제조장치의 로드록 챔버 내에서 슬롯에 비정상적으로 놓여 있는 웨이퍼를 이송로봇이 로드 또는 언로드 할 때 발생하는 웨이퍼 손상을 방지할 수 있는 반도체 제조장치를 개시한다.
개시된 본 발명에 따른 반도체 제조장치는 버퍼챔버와 상기 버퍼챔버에 연결된 하나 이상의 프로세스 챔버와 상기 버퍼챔버 내에 배치되는 이송 로봇과 상기 버퍼챔버에 연결되는 로드록 챔버를 포함하여 구성되며, 상기 로드록 챔버는 슬릿 밸브를 갖는 챔버 케이스와, 상기 챔버 케이스 내에 배치되는 웨이퍼 카세트와, 상기 슬릿 밸브의 측면에 위치하여 웨이퍼를 감지하는 감지센서들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 제조장치{SEMICONDUCTOR MANUFACTURING SYSTEM}
본 발명은 반도체제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 제조장치의 로드록 챔버 내에서 슬롯에 비정상적으로 놓여 있는 웨이퍼를 이송로봇이 로드 또는 언로드 할 때 발생하는 웨이퍼 손상을 방지할 수 있는 반도체 제조장치에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 반도체 제조 장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 제1 또는 제2 로드 포트(10, 12)에 적재되어 있는 웨이퍼를 ATM 로봇(22)이 이송하여 ATM 얼라이너(24)에 얹혀 놓으면, ATM 얼라이너(24)는 이송한 웨이퍼를 제1 내지 제4 프로세싱 챔버(52, 54, 56, 58)의 중심에 위치시키기 위해 정렬한다. 이때 ATM 로봇(22)은 엘리베이터상에 장착된 카세트로 웨이퍼를 하나 또는 복수개씩 이송하여 적재한다.
제1 또는 제2 로드 포트(10, 12)에 적재되어 있는 웨이퍼가 모두 제1 또는 제2 로드록 챔버(30, 32)로 이송이 완료되면 해당 로드록 챔버는 도어를 닫고 불순물이 들어가지 않도록 압력을 뽑아내어 진공 상태를 만든다.
그런 후 이송 로봇(42)은 해당 로드록 챔버에 적재된 웨이퍼를 제1 내지 제4 프로세싱 챔버(52, 54, 56, 58)로 공급하여 해당 프로세싱 동작을 진행하고, 웨이퍼의 프로세스 진행이 완료됨에 따라 쿨링 챔버(60)로 웨이퍼를 이송시켜 쿨링 동작을 수행하게 된다. 이때 복수개의 웨이퍼가 쿨링 동작을 완료하면, 예를 들어, 25개의 웨이퍼가 모두 제1 또는 제2 로드록 챔버(30, 32)내의 카세트로 이송되어 해당 로드록 챔버의 도어가 열리게 된다. 그러면 ATM 로봇은 제1 로드록 챔버(30)나 제2 로드록 챔버(32)의 카세트에 적재된 웨이퍼 모두를 제1 또는 제2 로드포트(10, 12)로 이송시킨다.
도 2a는 도 1의 로드록 챔버의 간략한 구성을 보여주는 단면도이고, 도 2b은 도 2a의 로드록 챔버의 슬릿밸브를 보여주는 도면이다.
도면들을 참조하면, 상기 로드록 챔버(10)는 웨이퍼가 이송되는 통로인 슬릿 밸브(15)를 갖는 챔버케이스(11)와, 상기 챔버케이스(11) 내에 배치되어 상기 웨이퍼들(19)을 슬롯(slot)에 적층하여 보관하는 웨이퍼 카세트(13)와, 상기 웨이퍼 카세트(13)를 상하로 이동시키는 인덱서(14)를 포함하여 구성된다.
상기 슬릿 밸브(15)는 평상시에는 닫혀 있으며 로드록 챔버(10)에서 또는 로드록 챔버로부터 웨이퍼를 이동하고자 할 때에 열려 개구부가 형성된다.
도 3a는 로드록 챔버 내에 있는 웨이퍼들이 웨이퍼 카세트의 슬롯에 정상적으로 놓여진 경우를 보여주는 도면이고, 도 3b는 로드록 챔버 내에 있는 웨이퍼들이 웨이퍼 카세트의 슬롯에 비정상적으로 놓여진 경우, 즉 웨이퍼가 놓이는 두 개의 슬롯의 높이가 서로 다른 경우를 보여주는 도면이다.
도 3a에서와 같이 웨이퍼가 웨이퍼 카세트(13)의 슬롯에 정상적으로 놓여진 경우 이송 로봇(42)이 웨이퍼를 이송시키기 위해 로드록 챔버(10)에 들어오면 이송로봇(42)은 수평으로 로드록 챔버 내부로 들어와 웨이퍼를 로드 또는 언로드시킨다. 그러나 도 3b에서와 같이 웨이퍼가 웨이퍼 카세트(13)의 슬롯에 비정상적으로 놓여진 경우 이송 로봇이 웨이퍼를 집기 위하여 로드록 챔버에 들어오면 웨이퍼가 평형 상태로 놓여 있지 않으므로 웨이퍼가 이송로봇에 의해 파손되게 된다는 문제점이 있다.
이에 본 발명은 상기 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 로드록 챔버 내부의 웨이퍼가 슬롯에 정상적으로 놓여져 있는 여부를 감지함으로써 웨이퍼가 슬롯에 비정상적으로 놓인 상태에서 이송로봇이 로드록 챔버에 들어옴으로써 웨이퍼가 손상되는 현상을 방지할 수 있는 반도체 제조장비를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 제조장치는 버퍼챔버와 상기 버퍼챔버에 연결된 하나 이상의 프로세스 챔버와 상기 버퍼챔버 내에 배치되는 이송 로봇과 상기 버퍼챔버에 연결되는 로드록 챔버를 포함하여 구성되며, 상기 로드록 챔버는 슬릿 밸브를 갖는 챔버 케이스와, 상기 챔버 케이스 내에 배치되는 웨이퍼 카세트와, 상기 슬릿 밸브의 측면에 위치하여 웨이퍼가 상기 웨이퍼 카세트의 슬롯에 정상적으로 놓여있는지 여부를 감지하는 감지센서들을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 감지센서들은 상기 슬릿밸브의 좌측 끝단에 위치하는 제 1웨이퍼 감지센서와 상기 슬릿밸브의 우측 끝단에 위치하는 제 2웨이퍼 감지센서로 이루어진다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 감지센서들은 반사되어 나오는 광신호를 측정함으로써 대상물의 위치를 측정할 수 있는 광학 센서이며, 상기 로드록 챔버의 내부로 챔버의 하부면과 수평방향으로 광신호를 보낸다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 로드록 챔버는 상기 감지센서들이 모두 웨이퍼를 감지하는 경우에만 상기 이송로봇이 웨이퍼를 이송하도록 한다.
이하, 본 발명에 따른 반도체 제조장치의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 도면을 참조하여 설명되는 본 발명의 실시예들은 본 발명과 관련한 산업기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조장치의 로드록 챔버의 간략한 구성을 보여주는 도면이고, 도 4b는 도 4a의 로드록 챔버의 슬릿밸브 부분을 보여주는 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조장치는 버퍼챔버와 상기 버퍼챔버에 연결된 하나 이상의 프로세스 챔버와 상기 버퍼챔버 내에 배치되는 이송 로봇과 슬릿 밸브를 갖는 챔버 케이스와 상기 챔버 케이스 내에 배치되는 웨이퍼 카세트를 포함하며, 상기 버퍼챔버에 연결되는 로드록 챔버를 포함하여 구성된다.
도 4a 및 4b를 참조하면, 상기 로드록 챔버(100)는 웨이퍼가 이송되는 통로인 슬릿 밸브(150)를 갖는 챔버케이스(110)와, 상기 챔버케이스(110) 내에 배치되어 상기 웨이퍼들(190)을 슬롯(slot)에 적층하여 보관하는 웨이퍼 카세트(130)와, 상기 웨이퍼 카세트(130)를 상하로 이동시키는 인덱서(140)를 포함하여 구성되며, 상기 슬릿 밸브(150)의 좌우 양측에 제 1 및 2 웨이퍼 감지센서를 배치된다.
상기 제 1 및 2 웨이퍼 감지센서(S1,S2)는 반사되어 나오는 광신호를 측정함으로써 대상물의 위치를 측정할 수 있는 광학 센서를 사용할 수 있고, 발광부와 수광부로 구성되어 발광부로부터 나오는 빛을 수광부에서 감지하는지 여부에 따라 웨이퍼의 존재여부를 감지하는 감지센서를 사용할 수도 있으며, 그 외에도 대상물의 위치를 측정할 수 있는 모든 종류의 센서를 사용할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 웨이퍼에 적외선을 발광하고 그 반사되는 정도에 따라 웨이퍼가 감시센서와 평행한 위치에 정상적으로 위치하고 있는지를 판단할 수 있는 적외선 센서를 사용하는 것을 예로 들어 설명한다.
도 5a 및 5b는 웨이퍼 감지센서가 웨이퍼의 존재여부를 감지하는 것을 설명하기 위한 도면이다. 도 5a 및 5b를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조장치에서 웨이퍼가 로드록 챔버의 슬롯에 정상적으로 놓여 있는지 여부를 판단하는 동작을 설명한다.
먼저, 평상시에는 로드록 챔버의 슬릿밸브(150)는 닫혀 있으므로, 슬릿밸브(150)를 통하여 웨이퍼(190)가 이동될 수 없다. 웨이퍼의 프로세싱을 위해 로드록 챔버로부터 프로세스 챔버로 웨이퍼를 이동시키고자 할 경우에는 상기 슬릿밸브(150)가 열린다.
로드록 챔버 내에 있는 웨이퍼 카세트(130)에는 다수 개의 웨이퍼가 각 슬롯에 놓여있다. 프로세스 챔버로 이동되어야 할 웨이퍼를 슬릿 밸브를 통해 이동되도록 하기 위하여 인덱서(140)는 상기 웨이퍼 카세트(130)를 상하로 이동시켜 해당 웨이퍼를 슬릿 밸브(150)와 평행한 위치에 위치하도록 한다.
다음으로, 제 1 및 제 2 웨이퍼감지센서(S1,S2)에서는 로드록 챔버와 평행한 방향으로 웨이퍼 카세트(130) 방향으로 적외선을 발광하여 그 반사되는 빛을 감지한다.
제 1 및 제 2 웨이퍼 감지센서(S1,S2)에 의해 모두 웨이퍼가 감지된 경우에만 이송로봇이 로드록 챔버 내부에 들어와 웨이퍼를 집어 이동시킨다.
도 5a에서와 같이 웨이퍼(190)가 로드록 챔버(100)내의 웨이퍼 카세트(130)에 정상적으로 놓여 있는 경우, 즉 웨이퍼(190)가 웨이퍼 카세트(130)의 챔버 하부면과 수평을 이루도록 놓여 있는 경우에는 제 1 웨이퍼 감지센서(S1)와 제 2웨이퍼 감지센서(S2) 역시 챔버 하부면과 수평을 이루고 있으므로 인덱서(140)가 웨이퍼 카세트(130)의 높이를 정확하게 맞추어 웨이퍼 카세트(130)를 상하 이동시켰다면 상기 제 1 및 제 2 웨이퍼 감지센서(S1,S2)에 의해 모두 웨이퍼가 감지될 것이다.
그러나 도 5b에서 볼 수 있는 바와 같이, 웨이퍼(190)가 로드록 챔버(100)내의 웨이퍼 카세트(130)에 비정상적으로 놓여 있는 경우, 즉 웨이퍼(190)가 웨이퍼 카세트(130)의 챔버 하부면과 수평을 이루지 못하고 챔버의 하부면과 일정한 각도로 경사지도록 놓여 있는 경우에는 제 1 웨이퍼 감지센서(S1)와 제 2웨이퍼 감지센서(S2) 중 어느 하나의 감지센서에서만 웨이퍼가 감지되거나 상기 제 1 및 제 2 웨이퍼 감지센서 중 어느 감지센서에도 웨이퍼가 감지되지 않을 수도 있다.
상기 이송 로봇은 상기 인덱서(140)에서 웨이퍼 카세트(130)를 상하로 이동시켜 일정한 위치에 도달하였을 때 보내오는 이송신호를 받아야만 이동을 개시하는데, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조장치에서는 상기 제 1 및 제 2 웨이퍼 감지센서(S1,S2)에서 모두 웨이퍼가 감지된 경우에만 상기 인덱서(140)가 상기 이송 로봇에 이송신호를 전송한다.
따라서, 상기 제 1 및 제 2 웨이퍼 감지센서(S1,S2)에서 모두 웨이퍼가 감지되지 않은 경우에는 상기 인덱서(140)가 정확하게 위치하고 있더라도 상기 인덱서(140)에서 상기 이송 로봇에 이송신호를 전송하지 않게 되므로 상기 이송 로봇은 웨이퍼를 로드록 챔버에서 다른 챔버로 이송하지 않는다. 그리고 상기 제 1 및 제 2 웨이퍼 감지센서(S1,S2)에서 모두 웨이퍼가 감지되어 웨이퍼가 슬롯에 정상적으로 놓여 있는 것이 확인된 경우에만 상기 인덱서(140)에서 상기 이송 로봇에 이송신호를 전송하여 이송 로봇이 웨이퍼를 로드록 챔버에서 프로세스 챔버로 이송하게 된다.
이상에서, 본 발명에 따른 회로의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 로드록 챔버 내부의 웨이퍼가 슬롯에 정상적으로 놓여져 있는 여부를 감지함으로써 웨이퍼가 슬롯에 비정상적으로 놓인 상태에서 이송로봇이 로드록 챔버에 들어옴으로써 웨이퍼가 손상되는 현상을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 일반적인 반도체 제조 장치의 구성도.
도 2a는 도 1의 로드록 챔버의 간략한 구성을 보여주는 단면도.
도 2b은 도 2a의 로드록 챔버의 슬릿밸브를 보여주는 도면.
도 3a는 로드록 챔버 내에 있는 웨이퍼들이 웨이퍼 카세트의 슬롯에 정상적으로 놓여진 경우를 보여주는 도면.
도 3b는 로드록 챔버 내에 있는 웨이퍼들이 웨이퍼 카세트의 슬롯에 비정상적으로 놓여진 경우를 보여주는 도면.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조장치의 로드록 챔버의 간략한 구성을 보여주는 도면.
도 4b는 도 4a의 로드록 챔버의 슬릿밸브 부분을 보여주는 도면.
도 5a 및 5b는 웨이퍼 감지센서가 웨이퍼의 존재여부를 감지하는 것을 설명하기 위한 도면.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10, 11, 100 : 로드록챔버
S1 : 제 1 웨이퍼 감지센서
S2 : 제 2 웨이퍼 감지센서

Claims (5)

  1. 버퍼챔버와
    상기 버퍼챔버에 연결된 하나 이상의 프로세스 챔버와
    상기 버퍼챔버 내에 배치되는 이송 로봇과
    상기 버퍼챔버에 연결되는 로드록 챔버를 포함하여 구성되며,
    상기 로드록 챔버는 슬릿 밸브를 갖는 챔버 케이스와, 상기 챔버 케이스 내에 배치되는 웨이퍼 카세트와, 상기 슬릿 밸브의 측면에 위치하여 웨이퍼를 감지하는 감지센서들을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 로드록 챔버는 상기 감지센서들이 모두 웨이퍼를 감지하는 경우에만 상기 이송로봇이 웨이퍼를 이송하도록 하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 감지센서들은 상기 로드록 챔버의 내부로 챔버의 하부면과 수평방향으로 광신호를 보내며 반사되어 나오는 광신호를 측정함으로써 웨이퍼의 위치를 측정할 수 있는 광학 센서인 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 감지센서들은 상기 슬릿밸브의 좌측면에 위치하는 제 1웨이퍼 감지센서와 상기 슬릿밸브의 우측면에 위치하는 제 2웨이퍼 감지센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1웨이퍼 감지센서 및 제 2웨이퍼 감지센서는 상기 로드록 챔버의 내부로 챔버의 하부면과 수평방향으로 광신호를 보내며 반사되어 나오는 광신호를 측정함으로써 웨이퍼의 위치를 측정할 수 있는 광학 센서인 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100829920B1 (ko) * 2006-07-25 2008-05-16 세메스 주식회사 복층 구조의 반도체 제조 설비 및 그의 웨이퍼 이송 방법
US20210050240A1 (en) * 2019-08-13 2021-02-18 Tokyo Electron Limited Transfer method and transfer apparatus for substrate processing system

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