KR20130067412A - 웨이퍼 처리장치 - Google Patents

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Abstract

웨이퍼 처리장치가 개시된다. 본 발명에 따른 웨이퍼 처리장치는, 풉의 내부를 밀폐시킨 상태에서 불활성 가스를 풉의 내부로 직접 주입하고 배출하므로, 불활성 가스가 풉으로 주입될 때 및 배출될 때, 불활성 가스가 상호 부딪히지 않는다. 즉, 불활성 가스의 부딪힘에 의한 난류가 형성되지 않으므로, 풉 내부의 오염 물질이 완전히 배출된다. 따라서, 풉 내부의 청정도가 향상되는 효과가 있다. 그리고, 도어가 판형상의 단일구조로 형성되므로 구조가 간단하다. 따라서, 원가가 절감되는 효과가 있다.

Description

웨이퍼 처리장치 {WAFER PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 웨이퍼가 적재 저장된 풉의 내부로 직접 불활성 가스를 주입하고 배출하는 웨이퍼 처리장치에 관한 것이다.
전방 개구부 인터페이스 기계적 표준(FIMS: Front-opening Interface Mechanical Standard)(이하, "FIMS"라 함) 시스템은, 반도체 제조 공정에 있어서, 세계 반도체 제조 장비 재료 협회(SEMI: Semiconductor Equipment and Materials International)에서 권고하는 표준안이다.
FIMS 시스템에는 웨이퍼(Wafer) 또는 레티클(Reticle) 등을 자동으로 반송하는 로더(Loader)라는 웨이퍼 처리장치가 사용된다. 로더는 로봇아암을 매개로 웨이퍼가 적재 저장된 풉(FOUP: Front Opening Unified Pod)을 FIMS 시스템의 다음 공정을 위한 필요처로 전달한다.
즉, 로더는 웨이퍼를 FIMS 시스템의 이송장치인 로봇 등으로 넘겨주는 인터페이스 장치로서, SMIF(Standard Mechanical Interface) 시스템을 구성하는 장비에 포함된다.
SMIF는 웨이퍼 제조 공정 중 발생하는 공기 중의 미세 오염 물질인 파티클의 차단에 대해 최소한의 공통 규격을 제안하고 있다. 상세히 설명하면, 웨이퍼 제조 공정 중 발생하는 파티클의 차단을 위해, 밀폐된 풉의 공간만을 청정상태로 유지하는 국부청정장치(ME: Mini Environment), 풉과 ME 또는 웨이퍼 제조 공정장비 간의 인터페이스를 위한 장치들에 관해 파티클의 차단에 대한 최소한의 공통 규격을 제안하고 있다.
예를 들어 설명하면, 풉에 웨이퍼를 적재 저장한 상태에서, 소정 시간이 경과하면, 풉으로 침투한 외부의 산소 등과 같은 오염 물질에 의하여 웨이퍼에 산화막이 형성되어 웨이퍼가 손상된다. 이를 방지하기 위하여, 풉에 적재 저장된 웨이퍼를 다음 공정으로 투입하기 전에 풉의 내부로 N2 등과 같은 불활성 가스를 주입한 후 배출함으로써, 오염 물질을 배출시키도록 제안하고 있다.
풉으로 불활성 가스를 주입 및 배출하는 종래의 기술로는 한국등록특허공보 제10-0593424호에 개시된 "이중 도어 구조를 갖는 FIMS 로더" 등이 있다.
상기 FIMS 로더는 외측 도어부(80)의 상면에 가스 공급 노즐(81)과 가스 배기 노즐(83)이 형성되고, 가스 제어부(60)의 제어에 의하여 풉(200)으로 불활성 가스를 주입하고 배기한다.
상세히 설명하면, 스테이지부(20)에 풉(200)이 탑재되어, 풉(200)의 도어가 내측 도어부(70)에 밀착되면, 내측 도어부(70)가 외측 도어부(80)측으로 이동하면서 풉(200)의 도어를 개방한다. 그러면, 가스 공급 노즐(81)을 통하여 불활성 가스가 주입되고, 불활성 가스는 내측 도어부(70)와 외측 도어부(80) 사이의 간격을 통하여 풉(200)의 내부로 주입된다. 그리고, 풉(80)으로 주입된 불활성 가스는 내측 도어부(70)와 외측 도어부(80)로 유입된 후, 가스 배기 노즐(83)을 통하여 배출된다.
상기와 같은 종래의 FIMS 로더는 불활성 가스가 내측 도어부(70)와 외측 도어부(80) 사이의 간격을 통하여 풉(200)의 내부로 주입되거나 외측 도어부(80)의 외부로 배출된다. 그러면, 내측 도어부(70)와 외측 도어부(80) 사이의 간격에서 풉(200)으로 주입되는 불활성 가스들끼리 부딪히고, 풉(200)에서 내측 도어부(70)와 외측 도어부(80) 사이의 간격으로 배출되는 불활성 가스들끼리 부딪혀 난류를 생성하게 되므로, 불활성 가스의 주입 및 배출이 원활하지 못하다. 이로 인해, 풉(200) 내부의 오염 물질이 완전히 제거되기 어려우므로, 풉(200) 내부의 청정도가 상대적으로 저하되는 단점이 있었다.
그리고, FIMS의 도어부가 이중 구조의 내측 도어부(70)와 외측 도어부(80)로 형성되므로, 구조가 복잡하여 원가가 상승하는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점들을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 풉의 내부로 직접 불활성 가스를 주입하고 배출함으로써, 풉 내부의 청정도를 향상시킬 수 있는 웨이퍼 처리장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 원가를 절감할 수 있는 웨이퍼 처리장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 처리장치는, 개방부가 형성된 프레임; 상기 프레임의 일면에 설치되고, 웨이퍼가 적재 저장되는 풉(FOUP: Front Opening Unified Pod)이 탑재 지지되며, 상기 풉의 개방된 일면에 결합된 커버를 상기 개방부측으로 이송하는 스테이지; 상기 프레임의 타면에 설치되며, 상기 프레임이 일면과 타면 방향으로 유동하면서 상기 커버를 흡착하여 상기 커버를 유동시키고, 상기 프레임의 일측면과 타측면 방향으로 직선운동하면서 상기 개방부를 개폐함과 동시에 상기 커버를 직선운동시켜 상기 풉의 내부와 상기 개방부를 연통 또는 차단시키는 도어; 상기 풉을 밀폐시킨 상태에서, 상기 풉의 내부로 불활성 가스를 직접 주입한 후, 상기 풉의 외부로 직접 배출하는 수단을 포함한다.
상기 수단은, 상기 스테이지와 접촉하는 상기 풉의 하면에 각각 형성된 주입공 및 배출공과, 상기 스테이지에 형성되어 상기 주입공 및 상기 배출공에 각각 삽입되는 주입포트 및 배출포트를 포함할 수 있다.
상기 도어는 단일(單一) 구조로 형성될 수 있다.
상기 도어는 상기 개방부와 대응되는 판 형상으로 형성될 수 있다.
상기 개방부는 상기 커버측과 상기 도어에 의하여 밀폐되고, 상기 도어의 테두리부측에는 상기 도어와 상기 개방부 사이를 실링하는 실링부재가 설치될 수 있다.
상기 프레임의 타면에는 슬라이딩가능하게 설치되어 상기 도어를 슬라이딩시키는 슬라이딩부재가 설치되고, 상기 슬라이딩부재에는 상기 도어를 상기 프레임의 일면측에서 타면측으로 이동시키기 위한 실린더가 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 웨이퍼 처리장치는, 풉의 내부를 밀폐시킨 상태에서 불활성 가스를 풉의 내부로 직접 주입하고 배출하므로, 불활성 가스가 풉으로 주입될 때 및 배출될 때, 불활성 가스가 상호 부딪히지 않는다. 즉, 불활성 가스의 부딪힘에 의한 난류가 형성되지 않으므로, 풉 내부의 오염 물질이 완전히 배출된다. 따라서, 풉 내부의 청정도가 향상되는 효과가 있다.
그리고, 도어가 판 형상의 단일구조로 형성되므로 구조가 간단하다. 따라서, 원가가 절감되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 처리장치의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 풉의 저면 사시도.
도 3는 도 1에 도시된 도어의 배면측 사시도.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시하여 도시한 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있도록 충분히 상세하게 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 상호 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 특정 구조 및 특성은 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미가 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에 도시된 실시예들의 길이, 면적, 두께 및 형태는, 편의상, 과장되어 표현될 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 처리장치를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 처리장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 풉의 저면 사시도이다.
도시된 바와 같이, 웨이퍼 처리장치는 사각 형상으로 형성되어 FIMS(Front-opening Interface Mechanical Standard) 시스템의 어느 장치인 상대물에 결합되는 프레임(110)을 포함하며, 프레임(110)의 상측 부위에는 개방부(112)가 형성된다.
개방부(112) 하측의 프레임(110)의 전면 부위에는 스테이지(120)가 결합되고, 스테이지(120)에는 웨이퍼(미도시)가 적재 저장되는 풉(FOUP: Front Opening Unified Pod)(50)이 탑재 지지된다.
풉(50)의 전면은 개방되어 커버(51)가 결합되고, 커버(51)는 후술할 도어(130)에 밀착되어 도어(130)에 의하여 슬라이딩되면서 풉(50)의 내부 공간을 개방부(112)와 연통 또는 차단시킨다. 스테이지(120)는 직선운동하면서 풉(50)의 커버(51)를 개방부(112)측으로 이송한다.
스테이지(120)에는 풉(50)의 하면에 형성된 지지공(53)에 삽입되어 풉(50)을 지지하는 복수의 지지핀(121), 풉(50)이 스테이지(120)에 탑재 지지되었을 때 풉(50)의 위치를 감지하는 센서(123) 및 스테이지(120)에 탑재된 풉(50)을 스테이지(120)측으로 눌러서 풉(50)을 지지하는 클램퍼(미도시)가 설치된다.
개방부(112)가 형성된 프레임(110)의 후면에는 도어(130)가 설치된다. 도어(130)는, 프레임(110)을 기준으로, 프레임(110)의 전후면 방향으로 유동가능함과 동시에 프레임(110)의 좌우방향으로 직선왕복운동가능하게 설치된다. 도어(130)에 대해서는 후술한다.
개방부(112) 외측의 프레임(110)의 전면 부위에는 제어부(160)가 설치된다.
풉(50)에 상기 웨이퍼를 적재 저장한 상태에서, 소정 시간이 경과하면, 풉(50)으로 침투한 외부의 산소 등과 같은 오염 물질에 의하여 상기 웨이퍼에 산화막이 형성되어 웨이퍼가 손상된다. 이를 방지하기 위하여, 풉(50)의 내부로 N2 등과 같은 불활성 가스를 주입하여 배출함으로써, 오염 물질을 배출시켜, 풉(50)을 청정한 상태로 유지하여야 한다.
이를 위하여, 본 실시예에 따른 웨이퍼 처리장치에는, 풉(50)을 밀폐시킨 상태에서 풉(50)의 내부로 불활성 가스를 직접 주입한 후 배출하는 수단이 마련된다. 상기 수단은 스테이지(120)와 접촉하는 풉(50)의 하면에 각각 형성된 주입공(55) 및 배출공(57)과, 스테이지(120)에 형성되어 주입공(55) 및 배출공(57)에 각각 삽입되는 주입포트(125) 및 배출포트(127)를 포함한다.
즉, 주입포트(125)가 주입공(55)에 삽입되어 밀폐된 상태의 풉(50)의 내부와 직접 연통되고, 배출포트(127)가 배출공(57)에 삽입되어 밀폐된 상태의 풉(50)의 내부와 직접 연통된다. 그러므로, 불활성 가스가 풉(50)으로 주입될 때 불활성 가스가 상호 부딪히지 않으므로 난류가 형성되지 않고, 풉(50)으로 주입된 불활성 가스가 외부로 배출될 때 상호 부딪히지 않으므로 난류가 형성되지 않는다. 따라서, 풉(50) 내부의 오염 물질이 완전히 배출되므로, 풉(50) 내부의 청정도가 향상된다.
주입포트(125)는 불활성 가스가 저장된 가스탱크(미도시)와 연통되고, 배출포트(127)는 펌프(미도시) 등과 같은 펌핑수단과 연통된다. 그리고, 불활성 가스를 풉(50)으로 주입할 때는, 제어부(160)에 의하여 불활성 가스를 풉(50)으로 주입하는 압력과 상기 펌핑수단의 압력이 적절하게 제어된다.
도어(130)에 대하여 도 1 내지 도 3를 참조하여 설명한다. 도 3는 도 1에 도시된 도어의 배면측 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 웨이퍼 처리장치의 도어(130)는 단일(單一) 구조로 형성되며, 개방부(112)와 대응되는 판 형상으로 형성된다. 즉, 도어(130)를 종래의 도어부(70)처럼 이중으로 구성할 필요가 없다. 이는, 불활성 가스가 밀폐된 상태의 풉(50)의 내부로 직접 주입되고, 풉(50)의 내부로 주입된 불활성 가스가 밀폐된 상태의 풉(50)의 내부에서 외부로 직접 배출되므로, 가능하다.
본 실시예에 따른 웨이퍼 처리장치의 도어(130)는 판 형상의 단일구조로 형성되므로, 구조가 간단하다.
전술한 바와 같이, 도어(130)는 프레임(110)의 전후방향으로 유동하면서 스테이지(120)에 지지된 풉(50)의 커버(51)에 착탈가능하게 결합되고, 좌우방향으로 직선운동하면서 지지된 풉(50)의 커버(51)를 개폐한다.
상세히 설명하면, 도어(130)에는 풉(50)의 커버(51)를 흡착하는 흡착판(131)과 커버(51)에 형성된 래치홈(미도시)에 삽입되어 풉(50)에 대한 커버(51)의 잠금 상태를 해제하거나 풉(50)에 대하여 커버(51)를 잠그는 래치(133)가 설치된다.
흡착판(131)의 일단부측은 도어(130)의 외측으로 노출되고, 타단부측은 도어(130)의 내측에 위치되어 펌프(미도시)측과 연통된다. 그리하여, 스테이지(120)에 풉(50)이 탑재 지지되면, 흡착판(131)이 커버(51)를 흡착하고, 흡착판(131)에 커버(51)가 흡착되면, 래치(133)는 상기 래치홈에 삽입 결합되어, 정방향으로 회전한다. 그러면, 풉(50)에 대한 커버(51)의 잠금 상태가 해제된다.
이후, 도어(130)가 프레임(110)의 후면방향으로 유동한 다음 프레임(110)의 좌측방향으로 직선운동하면 커버(51)도 함께 운동한다. 그러면, 도어(130)에 의하여 개방부(112)가 개방되고, 커버(51)에 의하여 풉(50)의 내부 공간이 개방부(112)와 연통된다.
개방부(112) 및 풉(50)의 내부 공간이 개방되면, FIMS(Front-opening Interface Mechanical Standard) 시스템 내의 로봇(미도시)이 상기 웨이퍼를 다음 공정을 위한 필요처로 반송한다.
상기 웨이퍼의 반송이 완료되면, 도어(130)가 프레임(110)의 우측방향으로 직선운동한 다음 프레임(110)의 전면방향으로 유동하여, 커버(51)를 운동시킨다. 그러면, 도어(130)에 의하여 개방부(112)가 폐쇄되고, 커버(51)에 의하여 풉(50)의 내부 공간이 폐쇄된다. 커버(51)에 의하여 풉(50)의 내부 공간이 폐쇄되면, 래치(133)가 상기 래치홈에 삽입된 후 역방향으로 회전하여, 풉(50)에 대하여 커버(51)를 잠근다.
프레임(110)의 후면에는 도어(130)를 프레임(110)의 좌우방향으로 직선운동시키기 위한 슬라이딩부재(140)가 설치된다. 슬라이딩부재(140)는 프레임(110)의 후면에 설치되며 프레임(110)의 좌우방향과 평행을 이루는 한쌍의 안내바(143)에 연결되어 안내바(143)를 따라 실린더(미도시)에 의하여 운동한다.
슬라이딩부재(140)에는 도어(130)를 프레임(110)의 전후방향으로 유동시키기 위한 실린더(145)가 설치된다. 그리고, 개방부(112)는 풉(50)의 커버(51)측과 도어(130)에 의하여 밀폐되며, 도어(130)의 테두리부측에는 도어(130)와 개방부(112) 사이를 실링하는 실링부재(150)가 설치된다.
이상에서는, 본 발명의 실시예들에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.
50: 풉
55: 주입공
57: 배출공
110: 프레임
120: 스테이지
125: 주입포트
127: 배출포트
130: 도어
140: 슬라이딩부재

Claims (6)

  1. 개방부가 형성된 프레임;
    상기 프레임의 일면에 설치되고, 웨이퍼가 적재 저장되는 풉(FOUP: Front Opening Unified Pod)이 탑재 지지되며, 상기 풉의 개방된 일면에 결합된 커버를 상기 개방부측으로 이송하는 스테이지;
    상기 프레임의 타면에 설치되며, 상기 프레임이 일면과 타면 방향으로 유동하면서 상기 커버를 흡착하여 상기 커버를 유동시키고, 상기 프레임의 일측면과 타측면 방향으로 직선운동하면서 상기 개방부를 개폐함과 동시에 상기 커버를 직선운동시켜 상기 풉의 내부와 상기 개방부를 연통 또는 차단시키는 도어;
    상기 풉을 밀폐시킨 상태에서, 상기 풉의 내부로 불활성 가스를 직접 주입한 후, 상기 풉의 외부로 직접 배출하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수단은,
    상기 스테이지와 접촉하는 상기 풉의 하면에 각각 형성된 주입공 및 배출공과, 상기 스테이지에 형성되어 상기 주입공 및 상기 배출공에 각각 삽입되는 주입포트 및 배출포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 도어는 단일(單一) 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 도어는 상기 개방부와 대응되는 판 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 개방부는 상기 커버측과 상기 도어에 의하여 밀폐되고,
    상기 도어의 테두리부측에는 상기 도어와 상기 개방부 사이를 실링하는 실링부재가 설치된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 프레임의 타면에는 슬라이딩가능하게 설치되어 상기 도어를 슬라이딩시키는 슬라이딩부재가 설치되고,
    상기 슬라이딩부재에는 상기 도어를 상기 프레임의 일면측에서 타면측으로 이동시키기 위한 실린더가 설치된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 처리장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109969595A (zh) * 2017-12-28 2019-07-05 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 一种foup盒用自动门及foup盒自动开启和密封方法

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