KR20090072189A - 웨이퍼 이송 장치 - Google Patents

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Abstract

웨이퍼 이송시 발생하는 미세 입자에 의한 웨이퍼의 오염을 방지하기 위한 구조를 갖는 웨이퍼 이송 장치가 제공된다. 웨이퍼 이송 장치는, 프로세스 모듈과 연결된 제1 진공 챔버와, 제1 진공 챔버 내부에 위치하며 내부에 웨이퍼를 이송하는 로봇을 포함하는 제2 진공 챔버와, 제1 진공 챔버 내부에서 제2 진공 챔버를 이동시키는 이동부를 포함한다.
웨이퍼 이송 장치, 진공 챔버, 이중 챔버

Description

웨이퍼 이송 장치{Apparatus for transferring wafer}
본 발명은 웨이퍼 이송 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 웨이퍼 이송시 발생하는 미세 입자에 의한 웨이퍼의 오염을 방지하기 위한 구조를 갖는 웨이퍼 이송 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조 공정 중 웨이퍼 가공 공정에는 감광액 도포 공정(Photoresist Coating), 현상 공정(Develop), 식각 공정(Etching), 화학기상증착 공정(Chemical Vapor Deposition), 애싱 공정(Ashing) 등이 있으며, 각각의 여러 단계의 공정을 수행하기 위해서는 웨이퍼를 각 프로세스 모듈로 신속하게 이송할 수 있어야 하며, 이러한 작업은 웨이퍼 이송 장치에 의해 자동으로 수행된다.
한편, 웨이퍼 처리 공정 중에 미세 입자(particle)의 침투는 제품의 불량을 유발시키기 때문에 웨이퍼 처리 공정은 고청정 조건에서 이루어 진다. 그러나, 웨이퍼 이송 과정에서 각 부품 간의 마찰로 인한 미세 입자의 생성은 불가피하다. 특히, 이송 로봇이 각 프로세스 모듈 사이를 이동하면서 발생되는 미세 입자는 제품의 불량 발생이 매우 큰 영향을 주게 되어, 미세 입자의 발생을 근본적으로 방지할 수 있는 구조가 요구된다. 그러나 현실적으로 마찰에 의한 미세 입자의 발생을 근 본적으로 방지하는 것은 한계가 있어 적어도 발생된 미세 입자가 웨이퍼에 도달하는 것을 차단할 수 있는 구조가 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 과제는 웨이퍼 이송시 발생하는 미세 입자에 의한 웨이퍼의 오염을 방지하기 위한 구조를 갖는 웨이퍼 이송 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치는, 프로세스 모듈과 연결된 제1 진공 챔버와, 상기 제1 진공 챔버 내부에 위치하며 내부에 웨이퍼를 이송하는 로봇을 포함하는 제2 진공 챔버와, 상기 제1 진공 챔버 내부에서 상기 제2 진공 챔버를 이동시키는 이동부를 포함한다.
상술한 바와 같은 본 발명에 실시예들에 따른 웨이퍼 이송 장치는 웨이퍼의 이송 과정에서 발생되는 미세 입자가 웨이퍼에 접근하는 것을 물리적으로 차단하는 효과가 있다.
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 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 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, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치에 관하여 상세히 설명한다. 여기서, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치를 포함하는 웨이퍼 처리 시스템의 개략적인 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치를 포함하는 웨이퍼 처리 시스템의 개략적인 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치(100)를 포함하는 웨이퍼 처리 시스템(10)은 웨이퍼를 이용하여 반도체를 제조하기 위한 각종 처리를 자동화 방식으로 구현시킨 반도체 제조 시스템이다. 이러한 웨이퍼 처리 시스템(1)은 다수의 프로세스 모듈(210, 220, 230, 240, 250, 260), 웨이퍼 이송 장치(100), 얼라이너(aligner)(400), 로드락 챔버(310, 320) 및 로드 포트(410, 420, 430)를 포함한다.
프로세스 모듈(210, 220, 230, 240, 250, 260)은 다양한 기판 공정을 수행하 는 다수의 챔버들로 구비될 수 있다. 예를 들면, 프로세스 모듈(210, 220, 230, 240, 250, 260)은 기판 상에 물질막의 증착을 위해 반응 가스들을 공급하도록 구성된 화학 기상 증착(CVD) 모듈, 증착된 물질막의 식각을 위해 가스를 공급하도록 구성된 식각 모듈 또는 사진 공정 후 기판 상에 남아 있는 감광막 층을 제거하도록 구성된 에싱(Ashing) 모듈 등을 포함한다.
웨이퍼 이송 장치(100)는 프로세스 모듈(210, 220, 230, 240, 250, 260) 및 로드락 챔버(310, 320) 사이에 웨이퍼를 이송하는 역할을 하며, 프로세스 모듈(210, 220, 230, 240, 250, 260) 및 로드락 챔버(310, 320)와 인접하여 배치된다.
도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치(100)에 포함되는 제1 진공 챔버(110), 제2 진공 챔버(120) 및 이동부(160)에 관하여 구체적으로 설명한다. 도 3은 도 1의 웨이퍼 처리 시스템을 III-III' 선으로 절단한 단면도이고, 도 4는 도 1의 웨이퍼 처리 시스템을 IV-IV' 선으로 절단한 단면도이다.
웨이퍼 이송 장치(100)는 각 프로세스 모듈(210, 220, 230, 240, 250, 260)과 연결된 제1 진공 챔버(110)와 제1 진공 챔버(110) 내부에서 이동하는 제2 진공 챔버(120)를 포함한다. 제1 진공 챔버(110)와 각 프로세스 모듈(210, 220, 230, 240, 250, 260)은 웨이퍼가 이동 가능한 통로를 통하여 서로 연결되어 있으며, 이와 같은 통로에는 제1 슬롯 밸브(215, 225, 235, 245, 255, 256)가 구비되어 있어, 웨이퍼의 이송 상황에 따라 통로를 개폐하게 된다.
제1 진공 챔버(110)는 외부로부터 불순물이 침입하는 것을 방지하며, 웨이퍼를 각 프로세스 모듈(210, 220, 230, 240, 250, 260)로 이송하는 통로가 된다. 이러한 제1 진공 챔버(110)는 웨이퍼의 이송시 개폐되는 제1 슬롯 밸브(215, 225, 235, 245, 255, 256)를 제외하면 외부와는 완전히 격리되어 진공 상태를 유지하게 된다. 제1 진공 챔버(110)의 외벽에는 각 프로세스 모듈(210, 220, 230, 240, 250, 260)이 연결된다. 제1 진공 챔버(110)와 각 프로세스 모듈(210, 220, 230, 240, 250, 260)가 연결되는 제1 진공 챔버(110)의 외벽에는 제1 슬롯 밸브(215, 225, 235, 245, 255, 256)가 형성되어 있으며, 제1 슬롯 밸브(215, 225, 235, 245, 255, 256)는 각 프로세스 모듈(210, 220, 230, 240, 250, 260)과 제1 진공 챔버(110) 사이에 웨이퍼가 이동될 때에만 개방된다. 제1 슬롯 밸브(215, 225, 235, 245, 255, 256)는 제1 진공 챔버(110)의 진공압에 충분히 견딜 수 있도록 형성되며, 슬라이드식으로 개폐되는 제1 슬롯 밸브(215, 225, 235, 245, 255, 256)로 형성될 수 있다.
한편, 제2 진공 챔버(120)는 제1 진공 챔버(110) 내부를 이동하며 웨이퍼를 각 프로세스 모듈(210, 220, 230, 240, 250, 260)로 이송하는 역할을 한다. 이러한 제2 진공 챔버(120)는 제1 진공 챔버(110)와 격리되고 내부는 진공 상태를 유지하도록 하여 외부로부터 유입될 수 있는 미세 입자들을 물리적으로 차단하게 된다.
제2 진공 챔버(120)는 내부에 웨이퍼를 이송하기 위한 제2 이송 로봇(140)을 탑재하고 있으며, 외벽에 제2 슬롯 밸브(151, 152)를 포함하고 있어 웨이퍼가 출입되는 경우를 제외하면 외부와 격리된다. 제2 슬롯 밸브(151, 152)는 웨이퍼가 출입할 때에만 개방된다.
한편, 제2 진공 챔버(120)는 각 프로세스 모듈(210, 220, 230, 240, 250, 260)에 웨이퍼를 이송하기 위해서 제1 진공 챔버(110) 내부를 이동하게 된다. 이때 제1 진공 챔버(110)의 형상은 다양하게 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 진공 챔버는 다각형의 외형을 갖고 제2 진공 챔버가 제1 진공 챔버 내부에서 회전 운동을 하면서 각 프로세스 모듈이 위치한 곳으로 이동할 수 있다. 또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 진공 챔버(110)는 일측으로 길게 연장된 박스형 챔버로 형성되고, 제2 진공 챔버(120)는 제1 진공 챔버(110) 내부에서 직선 운동을 하면서 웨이퍼를 이송하는 인-라인 트랜스퍼 챔버 방식(In-Line Transfer Chamber Type)으로 형성될 수 있다. 이러한 제1 진공 챔버(110)는 필요에 따라 챔버의 길이를 조절할 수 있으며, 일정한 크기의 단위 챔버를 연결하여 사용할 수도 있다. 단위 챔버를 연결하여 사용하는 경우에는 각 챔버 사이에 슬롯 밸브를 구비하고 이송 로봇이 탑재된 제2 진공 챔버 사이에 웨이퍼를 연속적으로 이어 받는 방식이 될 수 있다.
이동부(160)는 제1 진공 챔버(110) 내에서 제2 진공 챔버(120)가 이동할 수 있도록 하는 역할을 하는 것으로서, 제2 진공 챔버(120) 내의 제2 이송 로봇(140)이 웨이퍼를 파지하고, 프로세스 모듈(210, 220, 230, 240, 250, 260) 또는 로드락 챔버(310, 320)로 이동할 수 있도록 한다. 이러한 이동부(160)는 챔버 지지부(161)와 구동부(162)를 포함한다. 제2 진공 챔버(120)는 챔버 지지부(161) 상에 안착되며, 챔버 지지부(161)는 하부의 구동부(162)에 의하여 이동하게 된다. 여기서 구동부(162)는 도 4에 도시된 바와 같이 롤러 방식으로 직선 운동을 하는 방식 뿐만 아니라, 회전 운동을 하는 구동부를 구비할 수 있다. 이와 같은 구동부는 필요에 따 라 다양한 실시예가 가능할 것이다.
제2 이송 로봇(140)은 제2 진공 챔버(120)의 지지대(130)에 고정되며 웨이퍼를 파지하여 로드락 챔버(310, 320)와 각 프로세스 모듈(210, 220, 230, 240, 250, 260)로 이송한다. 이러한 제2 이송 로봇(140)은 지지대(130)를 기준으로 회전 이동 할 수 있어, 필요에 따라 각 프로세스 모듈(210, 220, 230, 240, 250, 260) 방향으로 로봇 암을 회전할 수 있으며, 로봇 암을 이용하여 웨이퍼를 파지하여 프로세스 모듈(210, 220, 230, 240, 250, 260) 또는 로드락 챔버(310, 320)에 웨이퍼를 안착시킬 수 있다.
로드락 챔버(310, 320)는 웨이퍼 이송 장치(100)의 일 측에 배치된다. 로드락 챔버(310, 320)는 프로세스 모듈(210, 220, 230, 240, 250, 260)로 이송되는 웨이퍼가 임시로 놓이는 로딩 챔버와 공정이 완료되어 프로세스 모듈(210, 220, 230, 240, 250, 260)로부터 전달받은 웨이퍼가 임시로 놓이는 언로딩 챔버를 포함한다. 웨이퍼가 로드락 챔버(310, 320) 내로 이송되면, 컨트롤러(미도시)가 로드락 챔버(310, 320)의 내부를 감압하여 진공 상태로 만들고, 이를 통해 외부 물질이 프로세스 모듈(210, 220, 230, 240, 250, 260) 및 웨이퍼 이송 장치(100)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
제1 내지 제3 로트 포트(load port)(410, 420, 430)는 대기압 상태로 유지되고 있는 내부에 웨이퍼를 적재하고 있다. 적재된 웨이퍼는 제1 이송 로봇에 의해 이송되어 얼라이너(400)에 의해 정렬되며, 다시 로드락 챔버(310, 320)로 이송된다. 이때, 로드락 챔버(310, 320)는 웨이퍼를 적재하고 내부를 진공 상태로 만든 다. 이러한 웨이퍼는 웨이퍼 이송 장치(100)에 의해 각 프로세스 모듈(210, 220, 230, 240, 250, 260)로 이송되어 일련의 웨이퍼 처리 공정이 수행된다.
일련의 웨이퍼 이송 과정을 설명하면, 제1 내지 제3 로드 포트(410, 420, 430)에 적재되어 있는 웨이퍼를 이송 로봇이 이송하여 얼라이너(400)에 얹어 놓으면, 얼라이너(400)는 이송된 웨이퍼를 정확하게 정렬한다. 그 다음에 이송 로봇은 제1 및 제2 로드락 챔버(310, 320)의 쉘프로 웨이퍼를 하나 이상씩 이송하여 적재한다. 이렇게 제1 내지 제3 로드 포트(410, 420, 430)에 적재되어 있는 웨이퍼가 모두 제1 로드락 챔버(310)나 제2 로드락 챔버(320)로 이송이 완료되면 로드락 챔버(310, 320)는 슬롯 밸브를 닫고 불순물을 제거하고 제2 이송 로봇(140)이 웨이퍼를 이송할 수 있도록 로드락 챔버(310, 320)를 진공 상태로 만든다. 그 후, 제2 진공 챔버(40) 내의 제2 이송 로봇(140)은 제1 로드락 챔버(310)나 제2 로드락 챔버(320)의 쉘프에 적재된 웨이퍼를 각 프로세스 모듈(210, 220, 230, 240, 250, 260)까지 공급하여 해당 프로세스를 진행한다. 프로세스가 진행되는 동안에 프로세스가 완료된 웨이퍼는 제2 이송 로봇(140)에 의해 다시 로드락 챔버(310, 320)의 쉘프로 이송되고 로드락 챔버(310, 320)에 가스를 주입하여 상압으로 벤트(Vent)시키고 슬롯 밸브 열면 제1 이송 로봇은 로드락 챔버(310, 320)의 쉘프에 적재된 웨이퍼를 제1 로드 포트 내지 제3 로드 포트(410, 420, 430)로 이송시킨다. 이러한 동작을 반복 수행하여 다수의 웨이퍼를 가공하도록 한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치를 포함하는 웨이퍼 처리 시스템의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 장치를 포함하는 웨이퍼 처리 시스템의 개략적인 평면도이다.
도 3은 도 1의 웨이퍼 처리 시스템을 III-III' 선으로 절단한 단면도이다.
도 4는 도 1의 웨이퍼 처리 시스템을 IV-IV' 선으로 절단한 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 웨이퍼 처리 시스템 100: 웨이퍼 이송 장치
110: 제1 진공 챔버 120: 제2 진공 챔버
130: 지지대 140: 이송 로봇
151, 152: 제2 슬롯 밸브 160: 이동부
215, 225, 235, 245, 255, 256: 제1 슬롯 밸브

Claims (5)

  1. 프로세스 모듈과 연결된 제1 진공 챔버;
    상기 제1 진공 챔버 내부에 위치하며 내부에 웨이퍼를 이송하는 로봇을 포함하는 제2 진공 챔버; 및
    상기 제1 진공 챔버 내부에서 상기 제2 진공 챔버를 이동시키는 이동부를 포함하는 웨이퍼 이송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세스 모듈과 상기 제1 진공 챔버 사이의 통로를 개폐하는 제1 슬롯 밸브를 더 포함하는 웨이퍼 이송 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 진공 챔버는 상기 웨이퍼가 출입하는 제2 슬롯 밸브를 더 포함하는 웨이퍼 이송 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 슬롯 밸브는 상기 제1 슬롯 밸브와 정렬된 상태에서 개폐되는 웨이퍼 이송 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이동부는 상기 제2 진공 챔버 외부에 위치하는 웨이퍼 이송 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20180113057A (ko) * 2017-04-05 2018-10-15 코스텍시스템(주) 웨이퍼 이송 장치
CN112447548A (zh) * 2019-09-03 2021-03-05 中微半导体设备(上海)股份有限公司 一种半导体处理设备及腔室间传送口结构

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