KR20090037178A - 반도체 소자 제조 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 소자 제조 시스템을 제공한다. 반도체 소자 제조 시스템은 대기 상태에서 다수의 반도체 기판들을 보관하는 로드 포트, 로드 포트로부터 반도체 기판들을 이송 받아 진공 상태에서 반도체 기판들을 보관하는 버퍼 챔버, 버퍼 챔버 내에 고정되어 설치되며, 상기 반도체 기판들이 안착되는 스테이지, 버퍼 챔버와 연결되며 반도체 기판들의 이송 통로를 제공하는 트랜스퍼 챔버, 트랜스퍼 챔버를 중심으로 양측에 다층으로 설치되어 반도체 기판들에 공정을 수행하는 다수의 프로세스 챔버 및 트랜스퍼 챔버 내에 설치되어 스테이지로부터 다수의 프로세스 챔버 각각으로 반도체 기판을 이송하는 트랜스퍼 모듈을 포함한다.
생산성, 상하 구동, 이송

Description

반도체 소자 제조 시스템{System for manufacturing semiconductor device}
본 발명은 반도체 소자 제조 시스템에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 반도체 소자 제조의 생산성을 향상시킬 수 있는 반도체 소자 제조 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 반도체 기판에 박막을 형성할 수 있는 확산(deposition) 공정, 마스크(mask) 또는 레티클(reticle)의 패턴을 이용하여 반도체 기판 상의 박막 표면에 패턴을 형성하는 사진(photo lithography) 공정, 박막 표면의 패턴을 따라 반응 가스 또는 화학 용액을 이용하여 박막을 선택적으로 제거하는 식각(etch) 공정 등을 반복적으로 수행하여 제조된다.
이러한 각 공정들은 로드락 챔버로부터 반도체 기판을 이송 받아 프로세스 챔버 내에서 수행된다. 그리고 프로세스 챔버에서 공정이 종료된 반도체 기판은 기판 상에 잔류하는 공정 가스 또는 오염물을 제거하기 위해 클리닝 모듈로 전달되어 클리닝된다.
이러한 순서에 따라 반도체 소자를 제조할 때, 프로세스 챔버 내에 반도체 기판 한 장씩 이송하여 공정을 진행한다. 따라서 반도체 소자의 생산성을 높이기 위해 프로세스 챔버가 다수개 설치되어 반도체 소자 제조 시스템을 구성하고 있다. 또한, 반도체 소자 제조 시스템은 반도체 소자의 생산성을 향상시키기 위해 프로세스 챔버들을 다층으로 구성할 수 있다.
이와 같이 프로세스 챔버들이 다층으로 구성됨에 따라, 기판을 프로세스 챔버로 이송하는 트랜스퍼 모듈 또한 다층으로 구비된다. 따라서, 로드락 챔버로부터 각층의 트랜스퍼 모듈로 기판을 이송하기 위해 상하로 구동하는 상하 구동 로봇이 요구된다.
이에 따라, 기판을 이송하는 시간이 길어져 반도체 소자의 생산성이 저하되며, 기판을 이송하기 위한 장치들의 수가 많아 반도체 소자 제조 시스템의 원가가 증가할 수 있다. 또한, 반도체 소자 제조 시스템을 구성하는 설비들을 유지 및 보수하는데 시간이 증가할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 안출된 것으로서, 반도체 소자의 생산성을 향상시킬 수 있는 반도체 소자 제조 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 시스템은 대기 상태에서 다수의 반도체 기판들을 보관하는 로드 포트, 로드 포트로부터 반도체 기판들을 이송 받아 진공 상태에서 반도체 기판들을 보관하는 버퍼 챔버, 버퍼 챔버 내에 고정되어 설치되며, 반도체 기판들이 안착되는 스테이지, 버퍼 챔버와 연결되며 반도체 기판들의 이송 통로를 제공하는 트랜스퍼 챔버, 트랜스퍼 챔버를 중심으로 양측에 다층으로 설치되어 반도체 기판들에 공정을 수행하는 다수의 프로세스 챔버 및 트랜스퍼 챔버 내에 설치되어 스테이지로부터 다수의 프로세스 챔버 각각으로 반도체 기판들을 이송하는 트랜스퍼 모듈을 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 반도체 소자 제조 시스템은 상하층으로 구비된 다수의 프로세스 챔버들로 반도체 기판을 이송하기 위해, 상하층에 위치하는 버퍼 스테이지를 구비하는 대신 하나의 고정된 버퍼 스테이지를 이용하고, 프로세스 챔버들과 버퍼 챔버 사이에 위치하는 트랜스퍼 챔버 내에 상하로 구동할 수 있는 하나의 트랜스퍼 모듈을 구비하여 버퍼 스테이지로부터 상하로 구비된 다수의 프로세스 챔버들로 각각 반도체 기판을 이송시킬 수 있다.
이에 따라, 다층으로 구비된 다수의 프로세스 챔버들로 반도체 기판들을 이송하기 위한 이송 시간을 단축시킬 수 있으며, 이송 장치들의 수를 감소시킬 수 있다. 그러므로, 반도체 소자 제조 시스템의 유지 및 보수 시간이 감소될 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 시스템의 개략적인 평면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 시스템의 x축 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 시스템의 y축 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 반도체 소자 제조 시스템은 로드 포트(10), 로더부(20), 버퍼 챔버(30), 트랜스퍼 챔버(40), 프로세스 챔버(50)을 포함한다.
로드 포드(10)는 다수(예를 들면, 25매)의 반도체 기판(W)들이 놓여지는 장치이다. 로드 포트(10)에는 대구경(예를 들면, 300㎜ 웨이퍼)의 반도체 기판(W)들을 보관하기 위해, 내부에 다수의 슬릿이 소정의 간격으로 이격 설치되어 있다. 이에 따라, 로드 포트(10) 내에 다수의 반도체 기판(W)들을 수평으로 보관할 수 있다. 이러한 로드 포트(10)는 반도체 기판(W)들이 보관되어 있는 캐리어와 캐리어를 적재한 상태로 이송하는 캐리어 박스가 통합되어 전방 개방형 일체식 포드(Front Opening Unified Pod; FOUP) 방식이 대표적이다.
로더부(20)는 대기 상태의 로드 포트(10) 내에 보관된 반도체 기판(W)을 진공 상태의 공간인 버퍼 챔버(30)로 제공한다. 로더부(20)는 반도체 기판(W)이 이송될 때 오염 물질에 노출되는 것을 억제하기 위해 챔버 형태로 이루어져 있다. 그리고, 로더부(20)의 일측은 로드 포트(10)의 개방된 전면과 연결되어 있으며, 반대측은 버퍼 챔버(30)와 연결되어 있다. 또한, 로더부(20) 내에는 반도체 기판(W)을 한 매씩 이송하기 위한 기판 이송 장치(100)와, 기판 이송 장치(100)에 의해 이송되는 반도체 기판(W)을 정렬하기 위한 얼라이너(미도시)가 구비될 수 있다. 이러한 로더부(20)는 대개 EFEM(Equipment Front End Module) 시스템이 대표적이다.
로더부(20) 내에는 가이드 레일(22)이 설치되어 있어 기판 이송 장치(100)가 가이드 레일을 따라 좌우로 이동할 수 있다. 그리고 기판 이송 장치(100)는 상하 구동이 가능하여, 로드 포트(10) 내에 적층되어 보관된 반도체 기판을 한 매씩 언로딩하는 것이 가능하다. 또한 기판 이송 장치(100)는 회전 운동하여 로드 포트(10)에서 언로딩한 반도체 기판을 버퍼 챔버(30)로 이송할 수 있다.
한편, 버퍼 챔버(30)는 일종의 로드락 챔버(load lock chamber)로서, 반도체 기판(W)들을 프로세스 챔버(50)들로 이송하기 전에, 프로세스 챔버(50) 내의 환경 조건에 근접한 환경 조건을 접할 수 있도록 하고, 프로세스 챔버(50) 내의 환경 조건이 외부로부터 영향을 받지 않도록 차단하는 역할을 한다. 이러한 버퍼 챔버(30)의 일면은 로더부(20)와 연결되어 있으며 다른 일면은 트랜스퍼 챔버(40)와 연결된다. 따라서 단위 공정 진행 전후의 반도체 기판(W)들이 버퍼 챔버(30) 내로 이송되어 버퍼 챔버(30) 내에 위치한다.
이러한 버퍼 챔버(30) 내에는 고정된 버퍼 스테이지가 구비되어 있어, 각각의 반도체 기판들이 단위 공정 전후에 버퍼 스테이지에 안착되었다가 이송된다. 버퍼 스테이지는 다수의 반도체 기판들이 위치할 수 있도록 슬롯을 포함할 수 있으며, 버퍼 챔버(30) 내에 고정된 버퍼 스테이지가 하나 이상 설치될 수도 있을 것이다. 그리고 버퍼 스테이지는 반도체 기판들을 이송할 때 반도체 기판의 위치가 변 동되는 것을 방지하기 위해, 반도체 기판을 정렬하는 얼라이너를 포함할 수 있다.
트랜스퍼 챔버(40)는 버퍼 챔버(30) 및 다수의 프로세스 챔버(50)들과 연결되어 있으며, 일정한 진공 상태로 유지되는 공간이다. 즉, 트랜스퍼 챔버(40)는 하나의 공간을 이루고 있으며, 다층의 프로세스 챔버(50a, 50b)들에 대해 공통으로 이용된다. 이러한 트랜스퍼 챔버(40) 내에는 다수의 프로세스 챔버(50)들로 반도체 기판을 이송하는 하나의 트랜스퍼 모듈(200)이 구비되어 있다. 따라서, 버퍼 챔버(30)와 프로세스 챔버(50) 내의 반도체 기판이 트랜스퍼 챔버(40)를 거쳐 한 매씩 이송된다.
트랜스퍼 챔버(40) 내에 구비된 트랜스퍼 모듈(200)은 구동부, 로봇암 및 엔드 이펙터(end effecter)로 이루어져 있으며, 상하, 좌우 및 회전 운동이 가능하다. 따라서 반도체 기판을 이송시 엔드 이펙터 상부에 기판을 안착시키고 상하 및 좌우 이동하여 반도체 기판을 버퍼 챔버(30), 프로세스 챔버(50)로 이송한다.
그리고, 트랜스퍼 챔버(40) 내에는 트랜스퍼 모듈(200)이 좌우 및 상하로 이동할 수 있는 경로를 제공하는 가이드 레일(220)이 설치되어 있다. 따라서 하나의 트랜스퍼 모듈(200)이 좌우로 배치된 프로세스 챔버(50a)들로 각각 반도체 기판을 이송할 수 있으며, 상, 하층으로 구비된 프로세스 챔버(50a, 50b)들로 각각 반도체 기판을 이송할 수 있다.
즉, 트랜스퍼 모듈(200)이 버퍼 챔버(30) 내에 고정되어 있는 버퍼 스테이지 상의 반도체 기판을 다층으로 설치되어 있는 프로세스 챔버(50a, 50b)들 각각으로 이송할 수 있다.
한편, 프로세스 챔버(50)들은 반도체 소자를 제조하기 위한 단위 공정들이 수행되는 공간으로써 각 단위 공정들의 공정 조건에 따라 일정한 분위기로 유지된다. 프로세스 챔버(50)는 반도체 소자의 생산성을 향상시키기 위해 다수 개가 구비되며, 트랜스퍼 챔버(40)를 중심으로 양측에 설치될 수 있으며, 다층으로 배치될 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 시스템에서 반도체 기판의 처리 과정을 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 로더부(20) 내의 기판 이송 장치(100)를 이용하여 로드 포트(10)로부터 버퍼 챔버(30) 내의 고정된 버퍼 스테이지로 반도체 기판을 이송한다. 이에 따라 반도체 기판은 대기 상태에서 진공 상태로 이동한다. 이와 같은 과정은 반복되어 버퍼 챔버(30) 내에 다수의 반도체 기판이 보관될 수 있다.
그리고 나서, 버퍼 챔버(30) 내의 반도체 기판을 트랜스퍼 챔버(40) 내의 트랜스퍼 모듈(200)을 이용하여 각각의 프로세스 챔버(50a, 50b)로 이송한다.
즉, 트랜스퍼 모듈(200)이 반복적으로 구동하여 버퍼 스테이지 상의 반도체 기판을 하층에 위치하는 프로세스 챔버(50a)들 각각에 이송한다. 이 때, 트랜스퍼 모듈(200)은 좌우 및 회전 구동만을 반복하여 프로세스 챔버(50a)들 각각엥 반도체 기판을 이송할 수 있다.
하층에 위치하는 프로세스 챔버(50a)들 내에 반도체 기판을 각각 이송한 다음에는, 트랜스퍼 모듈(200)을 통해 상층의 프로세스 챔버(50b)들 각각으로 반도체 기판을 이송한다. 여기서 트랜스퍼 모듈(200)은 상하, 좌우 및 회전 운동을 반복적 으로 수행하여 반도체 기판을 각각 이송할 수 있다.
이와 같이, 하나의 트랜스퍼 모듈(200)을 이용하여 상하층으로 설치된 다수의 프로세스 챔버(50a, 50b)들 각각으로 반도체 기판을 이송한 다음에는, 프로세스 챔버들(50a, 50b)로부터 공정이 종료된 반도체 기판을 버퍼 스테이지로 다시 이송한다. 즉, 반도체 기판을 버퍼 스테이지에서 프로세스 챔버(50a, 50b)들로 이송한 순서대로 다시 프로세스 챔버(50a, 50b)에서 버퍼 스테이지로 이송한다.
상기한 바와 같이, 상하층으로 구비된 다수의 프로세스 챔버들(50a, 50b)로 반도체 기판을 이송하기 위해, 상하층에 위치하는 버퍼 스테이지를 구비하는 대신 하나의 고정된 버퍼 스테이지를 이용하고, 프로세스 챔버들(50a, 50b)과 버퍼 챔버(30) 사이에 위치하는 트랜스퍼 챔버(40) 내에 상하로 구동할 수 있는 하나의 트랜스퍼 모듈(200)을 구비하여 버퍼 스테이지로부터 상하층으로 구비된 다수의 프로세스 챔버들(50a, 50b)로 각각 반도체 기판을 이송시킬 수 있다.
이에 따라, 다층으로 구비된 다수의 프로세스 챔버들(50a, 50b)로 반도체 기판들을 이송하기 위한 이송 시간을 단축시킬 수 있으며, 이송 장치들의 수를 감소시킬 수 있다. 그러므로, 반도체 소자 제조 시스템의 유지 및 보수 시간이 감소될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므 로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 시스템의 개략적인 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 시스템의 x축 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 시스템의 y축 단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10: 로드 포트 20: 로더부
30: 버퍼 챔버 40: 트랜스퍼 챔버
50, 50a, 50b: 프로세스 챔버 100: 기판 이송 장치
200: 트랜스퍼 모듈

Claims (4)

  1. 대기 상태에서 다수의 반도체 기판들을 보관하는 로드 포트;
    상기 로드 포트로부터 상기 반도체 기판들을 이송 받아 진공 상태에서 상기 반도체 기판들을 보관하는 버퍼 챔버;
    상기 버퍼 챔버 내에 고정되어 설치되며, 상기 반도체 기판들이 안착되는 스테이지;
    상기 버퍼 챔버와 연결되며 상기 반도체 기판들의 이송 통로를 제공하는 트랜스퍼 챔버;
    상기 트랜스퍼 챔버를 중심으로 양측에 다층으로 설치되어 상기 반도체 기판들에 공정을 수행하는 다수의 프로세스 챔버; 및
    상기 트랜스퍼 챔버 내에 설치되어 상기 스테이지로부터 상기 다수의 프로세스 챔버 각각으로 상기 반도체 기판들을 이송하는 트랜스퍼 모듈을 포함하는 반도체 소자 제조 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 프로세스 챔버는 상층 및 하층으로 설치된 반도체 소자 제조 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 트랜스퍼 챔버는 상층 및 하층으로 설치된 상기 다수의 프로세스 챔버들에 대해 공통으로 연결된 반도체 소자 제조 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 트랜스퍼 모듈은 상하, 좌우 및 회전 구동하여 상기 다수의 프로세스 챔버들 각각으로 상기 반도체 기판을 한 매씩 이송하는 반도체 소자 제조 시스템.
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