KR20070088089A

KR20070088089A - 반도체 웨이퍼의 이송 장치 및 이를 이용한 웨이퍼의 이송방법

Info

Publication number: KR20070088089A
Application number: KR1020060018255A
Authority: KR
Inventors: 박정수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-02-24
Filing date: 2006-02-24
Publication date: 2007-08-29

Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼의 이송 장치 및 이를 이용한 웨이퍼의 이송 방법을 개시한 것으로서, 웨이퍼 캐리어의 슬롯들에 웨이퍼의 적재 상태를 검출하는 수단을 구비하여, 웨이퍼의 매핑 결과와 비교한 후 그 결과에 따라 이송 로봇의 구동을 제어하도록 함으로써, 이송 로봇과 캐리어 내 웨이퍼의 충돌 등에 의한 웨이퍼 파손 및 이로 인한 캐리어 내 웨이퍼의 2 차적 오염을 방지할 수 있는 반도체 웨이퍼의 이송 장치 및 이를 이용한 웨이퍼의 이송 방법을 제공할 수 있다.

웨이퍼 캐리어, 슬롯, 감지부, 매핑, 이송 로봇

Description

반도체 웨이퍼의 이송 장치 및 이를 이용한 웨이퍼의 이송 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSFERING SEMICONDUCTOR WAFER}

도 1은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 이송 장치가 설치된 반도체 제조 설비의 일 예를 도시해 보인 개략적 구성도,

도 2 및 도 3은 각각 도 1에 도시된 웨이퍼 캐리어의 개략적 사시도 및 단면도,

도 4는 도 1에 도시된 반도체 제조 설비의 측단면도,

도 5는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 이송 방법을 설명하기 위해 도시해 보인 개략적 흐름도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 로드 포트 110 : 웨이퍼 캐리어

112 : 하우징 114 : 슬롯

116 : 도어 120 : 감지부

200 : 이송 모듈 210 : 매핑 유닛

220 : 이송 로봇 230 : 제어부

300 : 로드락 챔버 400 : 트랜스퍼 챔버

410 : 로봇 아암 500 : 공정 챔버

본 발명은 반도체 제조 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 제조 공정이 진행되는 설비에 웨이퍼를 반출입하는 반도체 웨이퍼의 이송 장치 및 이를 이용한 반도체 웨이퍼의 이송 방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자는 반도체 웨이퍼 상에 사진, 식각, 확산, 금속 증착 등의 공정을 선택적이면서도 반복적으로 수행함으로써 제조되며, 이렇게 반도체 소자로 형성되기까지 반도체 웨이퍼는 각 공정에서 요구되는 특정 위치로 이송되어 진다.

통상 동일한 공정이 수행되는 복수의 반도체 웨이퍼는 소정 단위 개수로 웨이퍼 캐리어(Carrier)에 수용되어 각 공정 설비로 이송되며, 공정 설비 내로 반입되기 전에 매핑 장치를 이용하여 웨이퍼 캐리어에 웨이퍼가 적재된 상태를 확인하고, 적재 상태가 정상일 경우 캐리어로부터 웨이퍼를 인출하여 각 공정 설비 내의 공정 수행 위치로 이송하게 된다.

그런데, 일반적으로 공정 설비 내로 웨이퍼를 이송할 때 웨이퍼의 매핑 공정은 이송 로봇에 의해 웨이퍼가 이송되기 전에 진행되며, 이러한 웨이퍼의 매핑 결과에 기초하여 웨이퍼 캐리어에 이송 로봇을 반입시켜 웨이퍼를 연속적으로 이송하기 때문에, 웨이퍼의 매핑 후 외부 충격 등의 원인에 의해 웨이퍼가 캐리어의 슬롯에 엇갈리게 적재되는 등 웨이퍼의 적재 상태가 비정상일 경우에는 이송 로봇과 웨 이퍼의 충돌에 의해 웨이퍼가 파손될 뿐만 아니라, 이로 인해 캐리어 내의 웨이퍼가 2 차적으로 오염되는 등의 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 통상적인 반도체 웨이퍼의 이송 장치가 가진 문제점을 감안하여 이를 해소하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 웨이퍼의 파손을 방지할 수 있는 반도체 웨이퍼의 이송 장치 및 이를 이용한 반도체 웨이퍼의 이송 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 반도체 웨이퍼의 이송 장치는, 반도체 제조 공정이 진행되는 설비에 웨이퍼를 반출입하는 반도체 웨이퍼의 이송 장치에 있어서, 다수의 웨이퍼들이 적재된 웨이퍼 캐리어가 놓여지는 로드 포트와; 상기 웨이퍼 캐리어의 슬롯들에 각각 설치되어 웨이퍼의 적재 여부를 검출하는 감지부와; 상기 로드 포트와 상기 설비 사이에 배치되며, 상기 웨이퍼 캐리어와 상기 설비 간에 웨이퍼를 이송하는 이송 로봇을 가지는 이송 모듈과; 상기 이송 모듈에 설치되어 상기 웨이퍼 캐리어의 슬롯에 웨이퍼가 적재된 상태를 검출하는 매핑 유닛과; 상기 감지부와 상기 매핑 유닛으로부터 전송되는 검출 신호에 대응하여 소정의 제어 신호를 생성시켜 상기 이송 로봇의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 반도체 웨이퍼의 이송 방법은, 다수의 웨이퍼들이 적재된 웨이퍼 캐리어로부터 반도체 제조 설비로 웨 이퍼를 이송하는 방법에 있어서, 매핑 유닛를 이용하여 상기 웨이퍼 캐리어의 슬롯에 웨이퍼가 적재된 상태를 검출하고, 상기 캐리어의 웨이퍼 적재 상태가 정상이면 웨이퍼 이송을 수행하며, 상기 웨이퍼 캐리어로부터 상기 반도체 제조 설비로 웨이퍼를 이송하는 동안에 상기 웨이퍼 캐리어의 슬롯들에 각각 설치된 감지부를 통해 웨이퍼의 적재 여부를 연속적으로 검출하여, 상기 매핑 유닛과 상기 감지부의 검출 데이터를 비교해서 불일치하는 경우 웨이퍼 이송 장치를 인터록시키는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 이송 장치 및 이를 이용한 웨이퍼의 이송 방법을 상세히 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

( 실시예 )

도 1은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 이송 장치가 설치된 반도체 제조 설비의 일 예를 도시해 보인 개략적 구성도이고, 도 2 및 도 3은 각각 도 1에 도시된 웨이퍼 캐리어의 개략적 사시도 및 단면도이며, 도 4는 도 1에 도시된 반도체 제조 설비의 측단면도이다. 그리고, 도 5는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 이송 방법을 설명하기 위해 도시해 보인 개략적 흐름도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 다수의 웨이퍼(W)들이 수납된 웨이퍼 캐리어(110)가 로드 포트(100)에 놓여진다. 로드 포트(100)와 인접하게 이송 모듈(200)이 배치되며, 이송 모듈(200)은 웨이퍼 캐리어(110)로부터 로드락 챔버(300)로 웨이퍼를 이송한다. 로드락 챔버(300)는 후술할 공정 챔버들(500)로 기판을 이송하기 위해 초기 저진공 상태로 감압된다. 그리고, 로드락 챔버(300)와 공정 챔버들(500) 사이에는 트랜스퍼 챔버(400)가 배치된다. 로드락 챔버(300) 내의 웨이퍼는 트랜스퍼 챔버(400)에 구비된 로봇 아암(410)에 의해 공정 챔버들(500)로 이송되어 소정의 반도체 제조 공정이 진행된다.

웨이퍼 캐리어(110)는 동일한 공정이 수행되는 복수의 웨이퍼들을 소정 단위 개수로 수용하여 각 공정 설비로 이송하기 위한 수단으로, 개방형 캐리어인 풉(Front Opening Unified Pod, FOUP)이 사용될 수 있다. 웨이퍼 캐리어(110)는 하우징(112)과 하우징(112)의 내측에 설치되며 웨이퍼가 적재되는 복수의 슬롯들(114) 및 하우징(112)을 개폐하는 도어(116)를 가진다. 슬롯(114a,114b)들은 서로 대향하도록 하우징(112) 내의 좌우 양측에 각각 설치되며, 각각의 슬롯(114a,114b)들은 상하 방향으로 정렬된다. 그리고, 슬롯들(114)에는 웨이퍼의 적재 여부를 검출하는 감지부(120)가 설치된다. 감지부(120)는 하우징(112)의 전면을 중심으로 슬롯들(114)에 적재되는 웨이퍼의 양측 가장자리 상단에 각각 설치된다. 감지부(120)는 발광부와 수광부가 일체형으로 구비된 광 센서를 포함한다. 감지부(120)가 웨이퍼의 양측에 설치되어 있기 때문에 어느 일 측의 수광부에서 광 신호를 수광하지 못하게 되면 웨이퍼가 캐리어(110)의 슬롯들(114)에 엇갈리게 적재된 것으로 판단한 다. 그리고 양측의 수광부 모두 광 신호를 수광하지 못하게 되면 해당 슬롯에 웨이퍼가 적재되지 않은 것으로 판단한다. 이와 같은 방법에 의해 웨이퍼의 적재 여부 및 적재된 웨이퍼의 수평 상태 여부를 검출할 수 있다. 상기와 같은 구성을 가지는 웨이퍼 캐리어(110)는 OHT(Over Head Transport), AGV(Automated Guideline Vehicle) 또는 RGV(Railed Guideline Vehicle) 등과 같은 자동화 시스템(미도시)에 의해 설비 간에 운반되어 로드 포트(100)에 놓여지게 된다.

로드 포트(100)에 웨이퍼 캐리어(110)가 놓여지면, 로드 포트(100)에 인접하게 설치된 이송 모듈(200)에 의해 캐리어(110) 내의 웨이퍼는 후술할 로드락 챔버(300)로 이송된다. 이송 모듈(200)은 매핑 유닛(210)과 이송 로봇(220))을 가진다. 그리고 이송 모듈(200)에는 웨이퍼 캐리어(110)의 도어(116)를 개폐하는 도어 개폐 장치(미도시)가 설치된다. 도어 개폐 장치(미도시)에 의해 캐리어(110)의 도어가 개방되면, 매핑 유닛(210)은 상하 방향으로 이동하면서 캐리어(110)의 슬롯들(114)에 웨이퍼가 적재되어 있는지 여부 및 적재된 웨이퍼의 수를 계측하는 등 웨이퍼의 적재 상태를 검출한다. 그리고, 제어부(230)는 캐리어(100)의 슬롯들(114)에 설치된 감지부(120)와 매핑 유닛(210)으로부터 전송되는 검출 신호들을 비교 분석하고, 그 결과에 따라 소정의 제어 신호를 생성시켜 이송 로봇(220)의 구동을 제어한다. 감지부(120)와 매핑 유닛(210)의 검출 데이터 비교 결과가 불일치하는 경우 제어부(230)는 이송 로봇(220)에 인터록 신호를 전송하여 이송 로봇(220)의 작동을 멈추게 한다. 반면에 감지부(120)와 매핑 유닛(210)의 검출 데이터를 비교해서 일치하는 경우, 이송 로봇(210)은 제어부(230)의 제어 신호에 의해 캐리어(110) 내로 진 입하여 슬롯들(114)에 적재된 웨이퍼를 반출한 후 로드락 챔버(300)로 이송한다. 그리고, 웨이퍼 캐리어(110)로부터 로드락 챔버(300)로 웨이퍼를 이송하는 동안에 웨이퍼 캐리어(110)의 슬롯들(114)에 각각 설치된 감지부(120)를 통해 웨이퍼의 적재 여부를 연속적으로 검출하여, 상술한 바와 같은 과정을 반복 수행함으로써, 캐리어(110) 내의 웨이퍼를 로드락 챔버(300)로 이송하는 작업을 완료하게 된다.

로드락 챔버(300)로 웨이퍼(W)의 이송이 완료되면, 콘트롤러(미도시)는 로드락 챔버(300)의 내부로 불순물이 들어가지 않도록 공기를 뽑아내어 로드락 챔버(300)의 내측을 저진공 상태로 만든다. 그리고, 로드락 챔버(300)와 공정 챔버들(500)의 사이에는 트랜스퍼 챔버(400)가 배치되며, 트랜스퍼 챔버(400)의 내측에는 웨이퍼(W)를 이송하기 위한 적어도 하나의 로봇 아암(410)이 구비된다. 로봇 아암(410)은 모터(미도시) 등과 같은 구동 수단에 의해 구동되어, 로드락 챔버(330)와 공정 챔버들(500) 간에 웨이퍼(W)를 이송한다. 공정 챔버들(500)에 이송된 웨이퍼 상에는 챔버 내에 구비된 장치의 특성에 따라 다양한 반도체 제조 공정이 진행된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석 되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 웨이퍼 캐리어의 슬롯들에 웨이퍼의 적재 상태를 검출하는 수단을 구비하여, 웨이퍼의 매핑 결과와 비교한 후 그 결과에 따라 이송 로봇의 구동을 제어함으로써, 이송 로봇과 캐리어 내 웨이퍼의 충돌 등에 의한 웨이퍼 파손 및 이로 인한 캐리어 내 웨이퍼의 2 차적 오염을 방지할 수 있다.

Claims

반도체 제조 공정이 진행되는 설비에 웨이퍼를 반출입하는 반도체 웨이퍼의 이송 장치에 있어서,

다수의 웨이퍼들이 적재된 웨이퍼 캐리어가 놓여지는 로드 포트와;

상기 웨이퍼 캐리어의 슬롯들에 각각 설치되어 웨이퍼의 적재 여부를 검출하는 감지부와;

상기 로드 포트와 상기 설비 사이에 배치되며, 상기 웨이퍼 캐리어와 상기 설비 간에 웨이퍼를 이송하는 이송 로봇을 가지는 이송 모듈과;

상기 이송 모듈에 설치되어 상기 웨이퍼 캐리어의 슬롯에 웨이퍼가 적재된 상태를 검출하는 매핑 유닛과;

상기 감지부와 상기 매핑 유닛으로부터 전송되는 검출 신호에 대응하여 소정의 제어 신호를 생성시켜 상기 이송 로봇의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 이송 장치.
다수의 웨이퍼들이 적재된 웨이퍼 캐리어로부터 반도체 제조 설비로 웨이퍼를 이송하는 방법에 있어서,

매핑 유닛를 이용하여 상기 웨이퍼 캐리어의 슬롯에 웨이퍼가 적재된 상태를 검출하고, 상기 캐리어의 웨이퍼 적재 상태가 정상이면 웨이퍼 이송을 수행하며, 상기 웨이퍼 캐리어로부터 상기 반도체 제조 설비로 웨이퍼를 이송하는 동안에 상 기 웨이퍼 캐리어의 슬롯들에 각각 설치된 감지부를 통해 웨이퍼의 적재 여부를 연속적으로 검출하여, 상기 매핑 유닛과 상기 감지부의 검출 데이터를 비교해서 불일치하는 경우 웨이퍼 이송 장치를 인터록시키는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 이송 방법.