KR20110065154A - 다수의 공정 챔버를 구비한 반도체 제조 장치의 웨이퍼 로딩 시스템 - Google Patents

다수의 공정 챔버를 구비한 반도체 제조 장치의 웨이퍼 로딩 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 장비의 예방 점검 또는 모니터링 중에도 로트 사이클 타임을 감소시킬 수 있는 다수의 공정 챔버를 구비한 반도체 제조 장치의 웨이퍼 로딩 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 다수의 공정 챔버를 구비한 반도체 제조 장치의 웨이퍼 로딩 시스템은 로봇 암으로부터 반입된 다수의 웨이퍼를 수납할 수 있도록 웨이퍼의 가장자리를 지지하는 다수의 슬롯이 일정한 간격으로 떨어져 상하로 적층된 슬롯 유닛; 상기 슬롯 유닛의 하부를 지지하여 상기 슬롯 유닛을 상하 방향으로 구동시키는 리드 스크류; 상기 리드 스크류의 하부에 연결된 타이밍 벨트와 연동하여 동력을 전달하는 모터 유닛; 상기 슬롯 유닛의 일측에 구비되어 웨이퍼의 가장자리의 나치 또는 플랫 존을 감지하는 센서 유닛; 및 상기 슬롯 유닛에 수납된 웨이퍼를 일정한 방향으로 정렬시키는 얼라인 유닛;으로 이루어진 오리엔트 챔버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다수의 공정 챔버를 구비한 반도체 제조 장치의 웨이퍼 로딩 시스템에 의하면 장비의 모니터링 중에도 로트 사이클 타임의 증가를 방지할 수 있는 효과가 있다.
멀티 챔버 시스템(Multi Chamber System), 모니터링, 오리엔트 챔버

Description

다수의 공정 챔버를 구비한 반도체 제조 장치의 웨이퍼 로딩 시스템{Wafer loading system of semiconductor manufacturing equipment with multi process chambers}
본 발명은 다수의 공정 챔버를 구비한 반도체 제조 장치의 웨이퍼 로딩 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 장비의 예방 점검 또는 모니터링 중에도 로트 사이클 타임을 감소시킬 수 있는 다수의 공정 챔버를 구비한 반도체 제조 장치의 웨이퍼 로딩 시스템에 관한 것이다.
최근 반도체 제조 장비들은 다수의 웨이퍼를 능률적으로 처리하기 위해서, 혹은 관련된 일련의 과정을 동일한 설비 내에서 연속적으로 처리하기 위해 멀티 챔버 시스템(Multi Chamber System)으로 이루어져 있는 경우가 많이 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 멀티 챔버 시스템의 개략도를 나타낸 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 멀티 챔버 시스템(10)은 중앙부에 트랜스퍼 로봇 아암(transfer robot arm)(도시되지 않음)이 구비된 다각형 형태의 트랜스 퍼 모듈(TM;transfer module)(11)이 구비되어 있고, 상기 트랜스퍼 모듈(11)의 일 측면에는 복수의 공정 챔버(12a, 12b, 12c)가 장착된다.
또한 상기 공정 챔버 내에 웨이퍼를 일정한 방향으로 반입하기 위하여 자체적으로 웨이퍼의 위치를 정렬시켜주는 얼라이너(aligner)가 구비된 오리엔트 챔버(13)가 상기 트랜스퍼 모듈(11)의 일 측면에 장착된다.
박막 증착 공정 또는 식각 공정이 멀티 챔버 시스템으로 진행되는 경우 로드락 챔버(14a, 14b)에 존재하는 카세트에 수납된 다수의 웨이퍼는 트랜스퍼 모듈(11)의 로봇 아암에 의하여 순차적으로 오리엔트 챔버(13)를 경유하여 각각의 공정 챔버(12)로 로딩하게 된다.
그러나 종래의 기술에 따른 오리엔트 챔버는 단 하나의 슬롯을 구비하여 단일 공정 진행할 때는 문제가 되지 않지만 멀티 공정 진행하는 경우 또는 특정한 공정 챔버에 대해서 테스트 로트(test lot)를 진행하거나 모니터링(monitoring)을 진행하는 경우에 로트 사이클 타임(Lot Cycle Time)이 오래 걸리는 문제점이 있다.
예를 들어, 다수의 공정 챔버 중에서 하나의 공정 챔버가 주기적인 장비의 예방 정비(preventive maintenance; PM)를 수행하고나서 모니터링을 진행해야 하는데, 어플라이드 머트리얼(Applied Material)社의 멀티 챔버 시스템은 로드락 챔버가 두 개가 장착되어 있어 그 중 하나의 로드락 챔버에서는 생산 웨이퍼의 런(Run)을 진행하고, 다른 하나의 로드락 챔버에서는 테스트 런을 진행할 수가 있다.
그러나 오리엔트 챔버는 단 하나만이 장착되어 있어, 만약 오리엔트 챔버에 테스트 웨이퍼가 진행 중이라면, 생산 웨이퍼는 대기하는 시간이 더 걸리게 되어 전체적인 생산 런의 사이클 타임이 증가하는 문제점이 있는 것이다.
따라서 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 장비의 모니터링 중에도 로트 사이클 타임을 감소시킬 수 있는 다수의 공정 챔버를 구비한 반도체 제조 장치의 웨이퍼 로딩 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 다수의 공정 챔버를 구비한 반도체 제조 장치의 웨이퍼 로딩 시스템은 로봇 암으로부터 반입된 다수의 웨이퍼를 수납할 수 있도록 웨이퍼의 가장자리를 지지하는 다수의 슬롯이 일정한 간격으로 떨어져 상하로 적층된 슬롯 유닛; 상기 슬롯 유닛의 하부를 지지하여 상기 슬롯 유닛을 상하 방향으로 구동시키는 리드 스크류; 상기 리드 스크류의 하부에 연결된 타이밍 벨트와 연동하여 동력을 전달하는 모터 유닛; 상기 슬롯 유닛의 일측에 구비되어 웨이퍼의 가장자리의 나치 또는 플랫 존을 감지하는 센서 유닛; 및 상기 슬롯 유닛에 수납된 웨이퍼를 일정한 방향으로 정렬시키는 얼라인 유닛;으로 이루어진 오리엔트 챔버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센서 유닛은 발광부와 수광부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 얼라인 유닛은 웨이퍼의 배면을 파지하는 척과 연동하여 웨이퍼를 회전시키는 소형 모터를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다수의 공정 챔버를 구비한 반도체 제조 장치의 웨이퍼 로딩 시스템에 의하면 장비의 모니터링 중에도 로트 사이클 타임의 증가를 방지할 수 있는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 실시할 수 있도록 상세히 설명하면 다음과 같다.
다만, 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼 로딩 시스템의 오리엔트 챔버를 설명하기 위한 개략도이고, 도 2b는 도 2a의 슬롯 유닛의 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼 로딩 시스템의 로딩 과정을 설명하기 위한 개략도이다.
첨부된 도 2a 내지 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 다수의 공정 챔버를 구비한 반도체 제조 장치의 웨이퍼 로딩 시스템은 오리엔트 챔버(130)를 포함하여 이루어져 있다.
상기 오리엔트 챔버(130)는 슬롯 유닛(310), 리드 스크류(320), 모터 유닛(330), 센서 유닛(340) 및 얼라인 유닛(350)으로 이루어진 것이다.
상기 슬롯 유닛(310)은 트랜스퍼 모듈의 로봇 암(도시되지 않음)으로부터 반입된 다수의 웨이퍼(20)를 수납할 수 있도록 웨이퍼의 가장자리를 지지하는 다수의 슬롯이 일정한 간격으로 떨어져 상하로 적층되어 이루어진 것이다.
종래의 기술에 의하면 단 하나의 슬롯을 구비하여 웨이퍼 로딩 과정에서 대기시간이 길어지는 문제가 있었으나, 본 발명은 다수의 슬롯을 구비한 슬롯 유닛(310)에 의하여 대기 시간이 길어지는 것을 방지할 수 있는 것이다.
상기 리드 스크류(lead screw)(320)는 상기 슬롯 유닛(310)의 하부를 지지하여 상기 슬롯 유닛(310)을 상하 방향으로 구동시키는 유닛이고, 상기 모터 유닛(330)은 상기 리드 스크류(320)의 하부에 연결된 타이밍 벨트(331)와 연동하여 동력을 전달하는 유닛이다.
상기 센서 유닛(340)은 상기 슬롯 유닛(310)의 일측에 구비되어 웨이퍼(20)의 가장자리의 나치(notch) 또는 플랫 존(flat zone)을 감지하는 센서이다. 여기서 상기 센서 유닛(340)은 발광부(341)와 수광부(342)로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 얼라인 유닛(350)은 상기 슬롯 유닛(310)에 수납된 웨이퍼(20)를 일정한 방향으로 정렬시키는 유닛이다. 여기서 상기 얼라인 유닛(350)은 웨이퍼(20)의 배면을 파지하는 척(chuck)(351)과 연동하여 웨이퍼를 회전시키는 소형 모터(352)를 구비하는 것이 바람직하다.
이때 상기 척(351)은 진공 척(vacuum chuck)을 사용하고, 상기 소형 모 터(352)는 스테핑 모터(stepping motor)를 사용하는 것이 바람직하다.
첨부된 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 공정 챔버를 구비한 반도체 제조 장치의 웨이퍼 로딩 시스템에 의하여 웨이퍼를 로딩하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저 박막 증착 공정 내지 모니터링을 실시하고자 하는 웨이퍼 카세트가 로드락 챔버에 로딩되고 펌핑과 동시에 웨이퍼 매핑(mapping)이 진행된다. 이후 로드락 챔버에 소정의 압력이 유지되면, 트랜스퍼 모듈에 구비된 로봇 아암에 의하여 웨이퍼 카세트에 수납된 웨이퍼는 오리엔트 챔버(130)로 이송된다.
이때 오리엔트 챔버(130)에는 다수의 슬롯이 구비된 슬롯 유닛(310)이 존재하여 다수의 웨이퍼(20)가 동시에 수납되고, 상기 얼라인 유닛(350)에 의하여 웨이퍼 얼라인 과정이 진행된다.
이러한 얼라인 과정에서 얼라인 유닛(350)은 해당 슬롯으로 웨이퍼(20)를 받기 위해 업/다운(up/down) 동작을 한다. 상기 업/다운 동작은 투 슬롯 베이스(to slot base)/투 슬롯 델타(to slot delta)에서 명령을 받는다.
여기서 상기 투 슬롯 베이스는 웨이퍼가 슬롯 사이로 들어올 수 있는 공간을 의미하며, 상기 투 슬롯 델타는 웨이퍼가 슬롯 사이 얼라인 슬롯에 안착되는 공간을 의미한다.
이후 얼라인 유닛(350)이 정렬하고자 하는 웨이퍼가 존재하는 슬롯으로 이동하게 되면 슬롯 유닛이 투 슬롯 베이스로 포지션 변경을 하여 얼라인 유닛(350)의 진공 척(351) 위에 웨이퍼가 안착 된다.
얼라인 유닛(350)은 상기 웨이퍼를 회전시키고, 센서 유닛(340)을 통해서 나치 또는 플랫 존을 감지한다. 상기 웨이퍼의 회전은 노치 감지 시그널을 받아 정지되고, 회전이 정지된 웨이퍼는 투 슬롯 델타 후 슬롯에서 빠져나간다.
따라서 본 발명의 일실시예에 따른 다수의 공정 챔버를 구비한 반도체 제조 장치의 웨이퍼 로딩 시스템에 의하면, 다수의 슬롯이 구비된 슬롯 유닛이 존재하여 다수의 웨이퍼가 동시에 수납되고, 얼라인 유닛에 의하여 웨이퍼 얼라인 과정이 진행되어 둘 이상의 공정이나 테스트 모니터링을 수행하여도 로트 사이클 타임을 감소시킬 수 있는 것이다.
본 발명은 전술한 실시 예에 한정되지 아니하고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정·변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명한 것이다.
도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼 로딩 시스템의 오리엔트 챔버를 설명하기 위한 개략도,
도 2b는 도 2a의 슬롯 유닛의 평면도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼 로딩 시스템의 로딩 과정을 설명하기 위한 개략도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 멀티 챔버 시스템 11 : 트랜스퍼 모듈
12 : 공정 챔버 13, 130 : 오리엔트 챔버
14 : 로드락 챔버 20 : 웨이퍼
310 : 슬롯 유닛 320 : 리드 스크류
330 : 모터 유닛 340 : 센서 유닛
350 : 얼라인 유닛 331 : 타이밍 벨트
341 : 발광부 342 : 수광부
351 : 척 352 : 소형 모터

Claims (3)

  1. 로봇 암으로부터 반입된 다수의 웨이퍼를 수납할 수 있도록 웨이퍼의 가장자리를 지지하는 다수의 슬롯이 일정한 간격으로 떨어져 상하로 적층된 슬롯 유닛; 상기 슬롯 유닛의 하부를 지지하여 상기 슬롯 유닛을 상하 방향으로 구동시키는 리드 스크류; 상기 리드 스크류의 하부에 연결된 타이밍 벨트와 연동하여 동력을 전달하는 모터 유닛; 상기 슬롯 유닛의 일측에 구비되어 웨이퍼의 가장자리의 나치 또는 플랫 존을 감지하는 센서 유닛; 및 상기 슬롯 유닛에 수납된 웨이퍼를 일정한 방향으로 정렬시키는 얼라인 유닛;으로 이루어진 오리엔트 챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 공정 챔버를 구비한 반도체 제조 장치의 웨이퍼 로딩 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 센서 유닛은 발광부와 수광부로 이루어진 것을 특징으로 하는 다수의 공정 챔버를 구비한 반도체 제조 장치의 웨이퍼 로딩 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 얼라인 유닛은 웨이퍼의 배면을 파지하는 척과 연동하여 웨이퍼를 회전시키는 소형 모터를 구비하는 것을 특징으로 하는 다수의 공정 챔버를 구비한 반도체 제조 장치의 웨이퍼 로딩 시스템.
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