KR20210000366A - Apparatus for transferring substrate comprising humidity control unit - Google Patents

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KR20210000366A KR1020190075257A KR20190075257A KR20210000366A KR 20210000366 A KR20210000366 A KR 20210000366A KR 1020190075257 A KR1020190075257 A KR 1020190075257A KR 20190075257 A KR20190075257 A KR 20190075257A KR 20210000366 A KR20210000366 A KR 20210000366A
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Abstract

The present invention discloses a substrate transfer device, which includes: a load port in which a substrate storage device is loaded; a transfer chamber connected between the load port and a load lock chamber; a humidity control unit on the transfer chamber; and a control portion controlling a switchgear and a gas valve in accordance with a loading state of the substrate storage device on the load port. In this case, the humidity control unit includes a switchgear for controlling the inflow of external air, a gas storage part storing an inert gas, and a gas valve connected to the gas storage part.

Description

습도 제어 유닛을 포함하는 기판 이송 장치{Apparatus for transferring substrate comprising humidity control unit}Substrate transfer device including a humidity control unit TECHNICAL FIELD

본 발명은 기판 이송 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 습도 제어 유닛을 포함하는 기판 이송 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate transfer apparatus, and more particularly, to a substrate transfer apparatus including a humidity control unit.

반도체의 제조 공정에 있어, 수율이나 품질의 향상을 위해 청정한 클린룸 내에서 기판의 처리가 이루어지고 있다. 그러나 소자의 고집적화, 회로의 미세화 및 기판의 대형화가 진행됨에 따라 클린룸 내부 전체를 청정한 상태로 유지하는 데 어려움이 있다.In the semiconductor manufacturing process, substrates are processed in a clean clean room to improve yield and quality. However, as devices are highly integrated, circuits are miniaturized, and substrates are enlarged, it is difficult to keep the entire interior of the clean room in a clean state.

이에 따라, 최근에는 전방 개방 통합 포드(Front Openig Unified Pod, FOUP)와 같이 밀폐된 공간 내부에 기판을 보관하는 기판 저장 장치 및 장비 전방 단부 모듈(Equipment Front End Module, EFEM)과 같이 기판을 로드락 챔버 등으로 전달하는 기판 이송 장치 등이 이용되고 있다.Accordingly, recently, a substrate storage device that stores a substrate in an enclosed space, such as a front open unified pod (FOUP), and load-locks a substrate such as an equipment front end module (EFEM). A substrate transfer device for transferring to a chamber or the like is used.

본 발명의 일 기술적 과제는 습도를 제어할 수 있는 습도 제어 유닛을 포함하는 기판 이송 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a substrate transfer apparatus including a humidity control unit capable of controlling humidity.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the relevant technical field from the following description.

상술한 기술적 과제들을 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 기판 이송 장치는 기판 저장 장치가 로딩되는 로드 포트, 상기 로드 포트와 로드락 챔버 사이에 연결되는 이송 챔버, 상기 이송 챔버 상의 습도 제어 유닛, 및 상기 로드 포트 상의 상기 기판 저장 장치의 로딩 상태에 따라, 개폐기 및 가스 밸브를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 습도 제어 유닛은 외부 공기 유입을 제어하는 개폐기, 비활성 기체를 저장하는 가스 저장부, 및 상기 가스 저장부와 연결된 가스 밸브를 포함할 수 있다.In order to solve the above technical problems, a substrate transfer apparatus according to an embodiment of the present invention includes a load port into which a substrate storage device is loaded, a transfer chamber connected between the load port and a load lock chamber, a humidity control unit on the transfer chamber, And a controller for controlling an open/closer and a gas valve according to a loading state of the substrate storage device on the load port. In this case, the humidity control unit may include an switch for controlling the inflow of external air, a gas storage unit for storing an inert gas, and a gas valve connected to the gas storage unit.

상기 제어부는, 상기 기판 저장 장치가 상기 로드 포트 상에 로딩되는 경우에 상기 개폐기는 닫고 상기 가스 밸브는 열고, 상기 기판 저장 장치가 상기 로드 포트 상에 없는 경우에 상기 개폐기는 열고 상기 가스 밸브는 닫을 수 있다.When the substrate storage device is loaded on the load port, the control unit closes the switch and opens the gas valve, and when the substrate storage device is not on the load port, the switch opens and closes the gas valve. I can.

상기 이송 챔버와 상기 습도 제어 유닛 사이에 팬 필터 유닛을 더 포함하되, 상기 팬 필터 유닛은 상기 이송 챔버 내부로 기체를 유입시키는 팬, 상기 팬 아래의 제1 필터, 및 상기 팬과 상기 습도 제어 유닛 사이의 제2 필터를 포함할 수 있다.Further comprising a fan filter unit between the transfer chamber and the humidity control unit, wherein the fan filter unit is a fan for introducing gas into the transfer chamber, a first filter under the fan, and the fan and the humidity control unit It may include a second filter between.

상기 제1 필터는 헤파(HEPA) 필터 또는 울파(ULPA) 필터를 포함하고, 상기 제2 필터는 화학 필터를 포함할 수 있다.The first filter may include a HEPA filter or a ULPA filter, and the second filter may include a chemical filter.

상기 이송 챔버 내부의 온도, 산소 농도 및 상대 습도를 감지하여 상기 제어부로 감지한 정보를 전달하는 내부 센서, 및 상기 이송 챔버 외부의 온도, 산소 농도 및 상대 습도를 감지하여 상기 제어부로 감지한 정보를 전달하는 외부 센서를 더 포함할 수 있다.An internal sensor that senses the temperature, oxygen concentration, and relative humidity inside the transfer chamber and transmits the information detected by the control unit, and the information sensed by the control unit by sensing the temperature, oxygen concentration, and relative humidity outside the transfer chamber. It may further include an external sensor to transmit.

상기 습도 제어 유닛은 하우징, 상기 하우징 내부로 비활성 기체를 유입시키는 가스 디퓨저, 및 상기 가스 저장부와 상기 가스 디퓨저를 연결하는 가스 라인을 더 포함할 수 있다.The humidity control unit may further include a housing, a gas diffuser for introducing an inert gas into the housing, and a gas line connecting the gas storage unit and the gas diffuser.

상기 하우징은 세라믹 및 다공성 막 중 어느 하나를 포함할 수 있다.The housing may include any one of a ceramic and a porous membrane.

상기 가스 디퓨저는 상기 하우징의 양 측면에 제공될 수 있다.The gas diffuser may be provided on both sides of the housing.

상기 제어부와 연결되어, 상기 개폐기의 개폐를 제어하는 개폐기 구동부를 더 포함할 수 있다.It is connected to the control unit, it may further include a switch driving unit for controlling the opening and closing of the switch.

상기 개폐기는 회전축들 및 회전판들을 포함하고, 상기 개폐기 구동부는 상기 개폐기의 상기 회전축들을 제어할 수 있다.The switch may include rotation shafts and rotation plates, and the switch drive unit may control the rotation shafts of the switch.

본 발명의 실시예에 따르면, 습도 제어 유닛이 비활성 기체를 이송 챔버 내부로 유입시켜 기판 이송 장치 및 기판 저장 장치 내부의 습도를 제어할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the humidity control unit may control the humidity inside the substrate transfer device and the substrate storage device by introducing an inert gas into the transfer chamber.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 습도 제어 유닛의 개폐기 구조를 통해 비활성 기체 또는 외부 공기를 이송 챔버에 선택적으로 공급할 수 있어서, 비활성 기체의 사용량을 절감할 수 있다.Further, according to an embodiment of the present invention, inert gas or external air can be selectively supplied to the transfer chamber through the switch structure of the humidity control unit, so that the amount of inert gas used can be reduced.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 이송 장치를 포함하는 기판 처리용 클러스터 설비를 설명하기 위한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 습도 제어 유닛을 포함하는 기판 이송 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기판 이송 장치의 습도 제어 유닛의 동작을 설명하기 위한 단면도들로, 도 2의 A 부분을 확대한 단면도들이다.
도 5는 기판 저장 장치의 로딩 상태에 따라 습도 제어 유닛의 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 습도 제어 유닛을 사용한 경우와 사용하지 않은 경우에, 기판 저장 장치의 최하층 슬롯에서의 시간에 따른 상대 습도를 비교하여 도시한 그래프이다.1 is a plan view illustrating a cluster facility for processing a substrate including a substrate transfer apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view illustrating a substrate transfer apparatus including a humidity control unit according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are cross-sectional views for explaining the operation of the humidity control unit of the substrate transfer apparatus according to an embodiment of the present invention, and are enlarged cross-sectional views of portion A of FIG. 2.
5 is a flowchart illustrating an operation process of the humidity control unit according to the loading state of the substrate storage device.
6 is a graph showing a comparison of relative humidity over time in a lowermost layer slot of a substrate storage device when a humidity control unit is used and not used according to an exemplary embodiment of the present invention.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 습도 제어 유닛 및 습도 제어 유닛을 포함하는 기판 이송 장치를 상세히 설명한다.Hereinafter, a substrate transfer apparatus including a humidity control unit and a humidity control unit according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 이송 장치를 포함하는 기판 처리용 클러스터 설비를 설명하기 위한 평면도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 습도 제어 유닛을 포함하는 기판 이송 장치를 설명하기 위한 단면도이다.1 is a plan view illustrating a cluster facility for processing a substrate including a substrate transfer device according to an embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view illustrating a substrate transfer apparatus including a humidity control unit according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 기판 처리용 클러스터 설비(10)는 기판 저장 장치(100), 기판 이송 장치(200), 로드락 챔버(300) 및 기판 가공 장치(400)를 포함할 수 있다.1 and 2, the cluster facility 10 for processing a substrate may include a substrate storage device 100, a substrate transfer device 200, a load lock chamber 300, and a substrate processing device 400. .

기판 저장 장치(100)는 복수의 슬롯들을 포함할 수 있다. 일 예로, 기판 저장 장치(100)는 25개의 슬롯들을 포함할 수 있다. 기판 저장 장치(100)는 복수의 기판들을 최하층 슬롯(100B)부터 최상층 슬롯(100T)까지 기판 저장 장치(100)의 하면(102)에 수직한 방향으로 적층하여 수납할 수 있다. 기판 저장 장치(100)는 도어(101)를 통해 기판 이송 장치(200)와 연결될 수 있다. 기판 저장 장치(100)의 도어(101)는 외부 물질에 의한 기판 오염을 방지하기 위하여 기판을 이송할 필요가 없는 경우에는 폐쇄될 수 있다. 기판 저장 장치(100)는 복수 개로 제공될 수 있다.The substrate storage device 100 may include a plurality of slots. As an example, the substrate storage device 100 may include 25 slots. The substrate storage device 100 may store a plurality of substrates by stacking them in a direction perpendicular to the lower surface 102 of the substrate storage device 100 from the lowermost slot 100B to the uppermost slot 100T. The substrate storage device 100 may be connected to the substrate transfer device 200 through the door 101. The door 101 of the substrate storage device 100 may be closed when there is no need to transfer the substrate in order to prevent contamination of the substrate by external substances. The substrate storage device 100 may be provided in plural.

기판 이송 장치(200)는 로드 포트(210), 제1 이송 챔버(230), 제1 이송 로봇(250), 팬 필터 유닛(270), 습도 제어 유닛(290) 및 제어부(600)를 포함할 수 있다. 기판 이송 장치(200)는 기판 저장 장치(100)로부터 가져온 기판들을 로드락 챔버(300)로 이송할 수 있다.The substrate transfer device 200 includes a load port 210, a first transfer chamber 230, a first transfer robot 250, a fan filter unit 270, a humidity control unit 290, and a control unit 600. I can. The substrate transfer device 200 may transfer substrates obtained from the substrate storage device 100 to the load lock chamber 300.

로드 포트(210)는 기판 저장 장치(100)의 하면(102)을 지지하고, 제1 이송 챔버(230)와 연결될 수 있다. 로드 포트(210)는 제어부(600)와 연결될 수 있다. 로드 포트(210)는 기판 저장 장치(100)의 하면(102)과의 접촉 여부에 따라, 기판 저장 장치(100)가 로딩되었는지를 감지할 수 있다. 일 예로, 로드 포트(210)의 상면의 버튼이 기판 저장 장치(100)의 하면(102)에 의해 압착되었는지를 통해 기판 저장 장치(100)가 로딩되었는지를 감지할 수 있다. 이에 따라, 기판 저장 장치(100)가 로딩되었는지 아닌지에 대한 정보가 제어부(600)로 전달될 수 있다. 또한, 로드 포트(210)는 기판 저장 장치(100)의 도어(101)를 기판 이송 장치(200)의 제1 도어(201)에 밀착시킬 수 있다. 도시되지 않았으나, 로드 포트(210)는 하측면에 도어 오프너를 포함할 수 있다. 로드 포트(210)의 도어 오프너는 기판 저장 장치(100)의 도어(101) 및 기판 이송 장치(200)의 제1 도어(201)를 개방시킬 수 있다. 또한, 도시된 바와 달리, 로드 포트(210)는 로드 포트 가스 저장부를 포함할 수 있다. 로드 포트 가스 저장부는 기판 저장 장치(100)와 연결되어, 기판 저장 장치(100) 내부에 비활성 기체를 공급할 수 있다. 기판 저장 장치(100)를 지지하는 로드 포트(210)는 복수 개로 제공될 수 있다.The load port 210 supports the lower surface 102 of the substrate storage device 100 and may be connected to the first transfer chamber 230. The load port 210 may be connected to the control unit 600. The load port 210 may detect whether the substrate storage device 100 is loaded according to whether the substrate storage device 100 is in contact with the lower surface 102. For example, whether the substrate storage device 100 is loaded may be detected through whether a button on the upper surface of the load port 210 is pressed by the lower surface 102 of the substrate storage device 100. Accordingly, information on whether or not the substrate storage device 100 is loaded may be transmitted to the controller 600. In addition, the load port 210 may bring the door 101 of the substrate storage device 100 into close contact with the first door 201 of the substrate transfer device 200. Although not shown, the load port 210 may include a door opener on the lower side. The door opener of the load port 210 may open the door 101 of the substrate storage device 100 and the first door 201 of the substrate transfer device 200. In addition, unlike shown, the load port 210 may include a load port gas storage. The load port gas storage unit is connected to the substrate storage device 100 to supply an inert gas into the substrate storage device 100. A plurality of load ports 210 supporting the substrate storage device 100 may be provided.

제1 이송 챔버(230)는 일 측면의 하단에서 로드 포트(210)와 연결될 수 있다. 로드 포트(210)가 연결된 일 측면에서, 기판 이송 장치(200)의 제1 도어(201)는 기판 저장 장치(100)의 도어(101)와 연결될 수 있다. 또한, 제1 이송 챔버(230)는, 로드 포트(210)가 연결된 일 측면과 다른 측면에서, 기판 이송 장치(200)의 제2 도어(202)를 통해 로드락 챔버(300)와 연결될 수 있다. 제1 이송 챔버(230)의 프레임(231)은 제1 이송 챔버(230)를 외부와 차단할 수 있다. 이에 따라, 제1 이송 챔버(230) 내부의 국소 환경(mini environment)이 형성될 수 있다. 제1 이송 챔버(230)는 내부 센서(233) 및 외부 센서(235)를 포함할 수 있다. 내부 센서(233)는 제1 이송 챔버(230) 내부의 온도, 산소 농도 및 상대 습도 등의 정보를 감지할 수 있다. 외부 센서(235)는 제1 이송 챔버(230) 외부의 온도, 산소 농도 및 상대 습도 등의 정보를 감지할 수 있다. 내부 센서(233) 및 외부 센서(235)는 각각 제어부(600)와 연결될 수 있다. 이에 따라, 제1 이송 챔버(230) 내부 및 외부의 정보가 제어부(600)로 전달될 수 있다.The first transfer chamber 230 may be connected to the load port 210 at the lower end of one side. In one side to which the load port 210 is connected, the first door 201 of the substrate transfer device 200 may be connected to the door 101 of the substrate storage device 100. In addition, the first transfer chamber 230 may be connected to the load lock chamber 300 through the second door 202 of the substrate transfer apparatus 200 on one side and the other side to which the load port 210 is connected. . The frame 231 of the first transfer chamber 230 may block the first transfer chamber 230 from the outside. Accordingly, a mini environment inside the first transfer chamber 230 may be formed. The first transfer chamber 230 may include an internal sensor 233 and an external sensor 235. The internal sensor 233 may detect information such as temperature, oxygen concentration, and relative humidity inside the first transfer chamber 230. The external sensor 235 may detect information such as temperature, oxygen concentration, and relative humidity outside the first transfer chamber 230. The internal sensor 233 and the external sensor 235 may be connected to the controller 600, respectively. Accordingly, information inside and outside the first transfer chamber 230 may be transferred to the controller 600.

제1 이송 로봇(250)은 제1 이송 챔버(230) 내부에 제공될 수 있다. 제1 이송 로봇(250)은 기판 저장 장치(100)와 로드락 챔버(300) 사이에서 기판을 양 방향으로 이송할 수 있다.The first transfer robot 250 may be provided inside the first transfer chamber 230. The first transfer robot 250 may transfer a substrate in both directions between the substrate storage device 100 and the load lock chamber 300.

팬 필터 유닛(270)은 제1 이송 챔버(230) 상에 제공될 수 있다. 또한, 습도 제어 유닛(290)은 팬 필터 유닛(270) 상에 제공될 수 있다. 습도 제어 유닛(290)에 대하여 도 3 및 도 4를 참조하여 후술한다. 팬 필터 유닛(270)은 팬(271), 제1 필터(272) 및 제2 필터(273)를 포함할 수 있다. 팬 필터 유닛(270)은 팬(271)의 동작에 의하여 제1 이송 챔버(230) 외부의 공기를 제1 이송 챔버(230) 내부로 유입시킬 수 있다. 즉, 팬(271)의 동작에 의하여 제1 이송 챔버(230)의 내부 압력이 외부 압력보다 높게 유지될 수 있다. 도시되지 않았으나, 팬(271)은 공기의 유동을 일으키는 날개차와 날개차로 유입되는 공기의 유동을 안내하기 위한 케이싱을 포함할 수 있다. 날개차는 원주 상에 등간격으로 배치되는 다수의 날개를 가지고 회전하는 원통일 수 있다. 제1 필터(272) 및 제2 필터(273)는 제1 이송 챔버(230) 외부의 공기와 함께 유입될 수 있는 오염 물질을 제거할 수 있다. 예를 들어, 제1 필터(272)는 헤파(High Efficiency Particulate Air, HEPA) 필터 또는 울파(Ultra-Low Penetration Air, ULPA) 필터를 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 필터(272)는 팬(271) 아래에 제공될 수 있다. 또한, 제2 필터(273)는 화학 물질을 포집할 수 있는 화학 필터(Chemical Filter, CF)를 포함할 수 있다. 일 예로, 제2 필터(273)는 팬 필터 유닛(270)과 습도 제어 유닛(290) 사이의 개구부(OP) 내에 제공될 수 있다.The fan filter unit 270 may be provided on the first transfer chamber 230. In addition, the humidity control unit 290 may be provided on the fan filter unit 270. The humidity control unit 290 will be described later with reference to FIGS. 3 and 4. The fan filter unit 270 may include a fan 271, a first filter 272 and a second filter 273. The fan filter unit 270 may introduce air outside the first transfer chamber 230 into the first transfer chamber 230 by the operation of the fan 271. That is, the internal pressure of the first transfer chamber 230 may be maintained higher than the external pressure by the operation of the fan 271. Although not shown, the fan 271 may include an impeller for causing the flow of air and a casing for guiding the flow of air introduced into the impeller. The impeller may be a cylinder that rotates with a plurality of blades arranged at equal intervals on the circumference. The first filter 272 and the second filter 273 may remove contaminants that may be introduced together with air outside the first transfer chamber 230. For example, the first filter 272 may include a High Efficiency Particulate Air (HEPA) filter or an Ultra-Low Penetration Air (ULPA) filter. For example, the first filter 272 may be provided under the fan 271. In addition, the second filter 273 may include a chemical filter (CF) capable of collecting chemical substances. For example, the second filter 273 may be provided in the opening OP between the fan filter unit 270 and the humidity control unit 290.

제어부(600)는 로드 포트(210), 내부 센서(233), 외부 센서(235) 및 습도 제어 유닛(290)과 연결될 수 있다. 제어부(600)는 로드 포트(210), 내부 센서(233) 및 외부 센서(235)로부터 정보를 전달받을 수 있다. 제어부(600)는 전달받은 정보에 따라 습도 제어 유닛(290)을 서로 다른 두 가지 상태로 동작시킬 수 있다. 습도 제어 유닛(290)의 동작 상태에 대하여 도 3, 도 4 및 도 5를 참조하여 후술한다. 제어부(600)가 습도 제어 유닛(290)을 제어함에 따라, 제1 이송 챔버(230) 내부로 외부 공기 및/또는 비활성 기체가 선택적으로 유입될 수 있다.The controller 600 may be connected to the load port 210, the internal sensor 233, the external sensor 235, and the humidity control unit 290. The controller 600 may receive information from the load port 210, the internal sensor 233, and the external sensor 235. The controller 600 may operate the humidity control unit 290 in two different states according to the received information. The operating state of the humidity control unit 290 will be described later with reference to FIGS. 3, 4 and 5. As the control unit 600 controls the humidity control unit 290, external air and/or an inert gas may be selectively introduced into the first transfer chamber 230.

로드락 챔버(300)는 기판 이송 장치(200) 및 기판 가공 장치(400)를 연결할 수 있다. 기판 이송 장치(200)와 로드락 챔버(300)는 기판 이송 장치(200)의 제2 도어(202)를 통해 연결될 수 있다. 또한, 로드락 챔버(300)는 이송된 기판을 일시적으로 수용할 수 있다. 기판 이송 장치(200)의 제2 도어(202)는 로드락 챔버(300)의 진공 상태를 유지하기 위하여 기판을 이송할 필요가 없는 경우에는 폐쇄될 수 있다.The load lock chamber 300 may connect the substrate transfer apparatus 200 and the substrate processing apparatus 400. The substrate transfer apparatus 200 and the load lock chamber 300 may be connected through the second door 202 of the substrate transfer apparatus 200. In addition, the load lock chamber 300 may temporarily accommodate the transferred substrate. The second door 202 of the substrate transfer apparatus 200 may be closed when there is no need to transfer the substrate to maintain the vacuum state of the load lock chamber 300.

기판 가공 장치(400)는 제2 이송 챔버(410), 제2 이송 로봇(420) 및 공정 챔버들(430)을 포함할 수 있다. 제2 이송 챔버(410)는 로드락 챔버(300) 및 복수의 공정 챔버들(430)과 연결될 수 있다. 제2 이송 로봇(420)은 제2 이송 챔버(410)의 내부에 제공될 수 있다. 제2 이송 로봇(420)은 로드락 챔버(300)와 공정 챔버들(430)의 사이 또는 공정 챔버들(430)의 사이에서 기판을 이송할 수 있다. 각각의 공정 챔버들(430)에서 다양한 반도체 제조 공정이 수행될 수 있다. 도시되지 않았으나, 로드락 챔버(300) 및 기판 가공 장치(400)는 진공 상태를 유지하기 위하여 진공 제공부와 연결될 수 있다.The substrate processing apparatus 400 may include a second transfer chamber 410, a second transfer robot 420, and process chambers 430. The second transfer chamber 410 may be connected to the load lock chamber 300 and a plurality of process chambers 430. The second transfer robot 420 may be provided inside the second transfer chamber 410. The second transfer robot 420 may transfer a substrate between the load lock chamber 300 and the process chambers 430 or between the process chambers 430. Various semiconductor manufacturing processes may be performed in each of the process chambers 430. Although not shown, the load lock chamber 300 and the substrate processing apparatus 400 may be connected to a vacuum providing unit to maintain a vacuum state.

도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기판 이송 장치의 습도 제어 유닛의 동작을 설명하기 위한 단면도들로, 도 2의 A 부분을 확대한 단면도들이다. 도 3은 습도 제어 유닛의 개폐기가 닫힌 상태를 설명하기 위한 단면도이고, 도 4는 습도 제어 유닛의 개폐기가 열린 상태를 설명하기 위한 단면도이다.3 and 4 are cross-sectional views illustrating the operation of the humidity control unit of the substrate transfer apparatus according to an embodiment of the present invention, and are enlarged cross-sectional views of portion A of FIG. 2. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a closed state of the humidity control unit, and FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an open state of the humidity control unit.

도 3 및 도 4를 참조하면, 습도 제어 유닛(290)은 개폐기(291), 개폐기 구동부(294), 가스 저장부(295), 가스 라인(296), 가스 밸브(297), 가스 디퓨저(298) 및 하우징(299)을 포함할 수 있다. 도시되지 않았으나, 습도 제어 유닛(290)은 매뉴얼 밸브(manual valve), 레귤레이터(regulator), 플로우 미터(flow meter), 스피드 컨트롤러(speed controller) 및/또는 가스 필터(gas filter) 등을 더 포함할 수 있다. 습도 제어 유닛(290)은 팬 필터 유닛(270)의 제2 필터(273)를 통해 팬 필터 유닛(270)과 연결될 수 있다.3 and 4, the humidity control unit 290 includes an switch 291, a switch driver 294, a gas storage unit 295, a gas line 296, a gas valve 297, and a gas diffuser 298. ) And a housing 299. Although not shown, the humidity control unit 290 may further include a manual valve, a regulator, a flow meter, a speed controller, and/or a gas filter. I can. The humidity control unit 290 may be connected to the fan filter unit 270 through the second filter 273 of the fan filter unit 270.

개폐기(291)는 습도 제어 유닛(290)의 하우징(299)의 상부에 제공될 수 있다. 개폐기(291)는 복수 개의 회전축들(292) 및 복수 개의 회전판들(293)을 포함할 수 있다. 회전판들(293) 각각은 회전축들(292) 각각과 연결될 수 있다. 복수 개의 회전축들(292)은 하나의 개폐기 구동부(294)와 연결될 수 있다. 개폐기 구동부(294)는 복수 개의 회전축들(292)과 연결되어 복수 개의 회전판들(293)이 동시에 닫히거나 열리게 할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것일 뿐, 회전축들(292) 및 회전판들(293)을 이용하는 방법 이외에도, 개폐기(291)를 한번에 열고 닫을 수 있는 다양한 방법들이 적용될 수 있다. 개폐기(291)가 열린 상태에서는 습도 제어 유닛(290) 및 팬 필터 유닛(270)을 통해 제1 이송 챔버(230)의 내부로 외부 공기가 유입될 수 있다. 또한, 개폐기(291)가 닫힌 상태에서는 외부 공기가 습도 제어 유닛(290)의 내부는 물론 제1 이송 챔버(230)의 내부로 유입되지 않을 수 있다. 즉, 개폐기(291)는 개폐 상태에 따라서 외부 공기의 제1 이송 챔버(230) 내부로의 유입을 제어할 수 있다.The switch 291 may be provided on the upper portion of the housing 299 of the humidity control unit 290. The switch 291 may include a plurality of rotation shafts 292 and a plurality of rotation plates 293. Each of the rotating plates 293 may be connected to each of the rotating shafts 292. The plurality of rotation shafts 292 may be connected to a single switch drive unit 294. The switch drive unit 294 may be connected to the plurality of rotation shafts 292 to close or open the plurality of rotation plates 293 at the same time. However, this is only exemplary, and in addition to the method of using the rotating shafts 292 and the rotating plates 293, various methods for opening and closing the switch 291 at once may be applied. When the switch 291 is open, external air may be introduced into the first transfer chamber 230 through the humidity control unit 290 and the fan filter unit 270. In addition, when the switch 291 is closed, external air may not flow into the interior of the humidity control unit 290 as well as the interior of the first transfer chamber 230. That is, the switch 291 may control the inflow of external air into the first transfer chamber 230 according to the open/close state.

가스 저장부(295)는 하우징(299)의 외부에 제공될 수 있다. 가스 저장부(295)는 복수 개로 제공될 수 있다. 일 예로, 가스 저장부(295)는 하우징(299)의 양 측면에 이격되어 제공될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것일 뿐 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 도시된 바와 달리, 가스 저장부(295)는 기판 이송 장치(도 2의 200)의 하면 및 로드 포트(도 2의 210)의 하면이 접촉하는 바닥면에 제공될 수 있다. 가스 저장부(295)는 내부에 비활성 기체를 저장할 수 있다. 일 예로, 가스 저장부(295)는 내부에 질소(Nitrogen)를 저장할 수 있다. 가스 저장부(295)는 가스 라인(296)을 통해 가스 밸브(297) 및 가스 디퓨저(298)와 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 가스 라인(296)은 가스 저장부(295)로부터 가스 디퓨저(298)까지 연장될 수 있다. 가스 라인(296) 중 임의의 한 지점에 가스 밸브(297)가 제공될 수 있다. 일 예에 따르면, 가스 라인(296)은 하우징(299)과 가스 저장부(295) 사이의 이격 거리만큼 연장되어 가스 저장부(295)와 연결될 수 있다. 다른 일 예에 따르면, 도시된 바와 달리, 가스 라인(296)은 기판 이송 장치(도 2의 200)의 높이만큼 연장되어 가스 저장부(295)와 연결될 수 있다. 가스 밸브(297)는 가스 라인(296)을 통한 비활성 기체의 흐름을 제어할 수 있다. 가스 디퓨저(298)는 비활성 기체가 단시간 내에 고르게 하우징(299) 내부로 유입되도록 할 수 있다. 일 예로, 가스 디퓨저(298)는 하우징(299)의 양 측면에 제공될 수 있다.The gas storage unit 295 may be provided outside the housing 299. The gas storage unit 295 may be provided in plurality. As an example, the gas storage unit 295 may be provided to be spaced apart from both sides of the housing 299. However, this is only exemplary, and the present invention is not limited thereto, and unlike shown, the gas storage unit 295 has a lower surface of the substrate transfer device (200 in FIG. 2) and a lower surface of the load port (210 in FIG. 2) It may be provided on the bottom surface in contact. The gas storage unit 295 may store an inert gas therein. As an example, the gas storage unit 295 may store nitrogen therein. The gas storage unit 295 may be connected to the gas valve 297 and the gas diffuser 298 through a gas line 296. More specifically, the gas line 296 may extend from the gas storage unit 295 to the gas diffuser 298. A gas valve 297 may be provided at any one of the gas lines 296. According to an example, the gas line 296 may extend by a distance between the housing 299 and the gas storage unit 295 to be connected to the gas storage unit 295. According to another example, unlike illustrated, the gas line 296 may extend as much as the height of the substrate transfer device (200 in FIG. 2) to be connected to the gas storage unit 295. The gas valve 297 may control the flow of the inert gas through the gas line 296. The gas diffuser 298 may allow an inert gas to evenly flow into the housing 299 within a short time. For example, the gas diffuser 298 may be provided on both sides of the housing 299.

하우징(299)은, 일 예로, 돔(dome) 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 하우징(299)은 세라믹과 같은 단열재를 포함할 수 있다. 다른 일 예로, 하우징(299)은 내부에 다공성 막을 포함하는 다층 구조로 제공될 수 있다. 가스 저장부(295) 내부의 비활성 기체가 가열 또는 냉각되어 제공되는 경우, 하우징(299)은 내부와 외부의 단열을 통해 비활성 기체의 온도를 유지할 수 있다.The housing 299 may be provided in a dome structure, for example. For example, the housing 299 may include an insulating material such as ceramic. As another example, the housing 299 may be provided in a multilayer structure including a porous membrane therein. When the inert gas inside the gas storage unit 295 is heated or cooled and provided, the housing 299 may maintain the temperature of the inert gas through heat insulation of the inside and the outside.

도 5는 기판 저장 장치의 로딩 상태에 따라 습도 제어 유닛의 동작 과정을 도시한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating an operation process of the humidity control unit according to the loading state of the substrate storage device.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 습도 제어 유닛(290)이 동작하는 과정은 기판 저장 장치(100)가 로드 포트(210)에 로딩되었는지 확인하는 단계(S10)로 시작될 수 있다. 제어부(600)는 기판 저장 장치(100)가 로드 포트(210)에 로딩되었는지 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 2 to 5, the process of operating the humidity control unit 290 may begin with a step S10 of checking whether the substrate storage device 100 is loaded in the load port 210. The controller 600 may check whether the substrate storage device 100 is loaded into the load port 210.

기판 저장 장치(100)가 로드 포트(210)에 로딩되면, 제어부(600)는 개폐기(291) 및 가스 밸브(297)에 제1 신호를 전달할 수 있다. 기판 저장 장치(100)가 로딩되었다는 제1 신호가 전달되면, 개폐기(291)가 닫히고 가스 밸브(297)가 열릴 수 있다(S20). 이에 따라, 외부 공기의 유입이 차단되고, 가스 저장부(295)의 비활성 기체가 습도 제어 유닛(290) 내부로 유입될 수 있다. 습도 제어 유닛(290)으로 유입된 비활성 기체는 팬 필터 유닛(270)을 통해 제1 이송 챔버(230) 내부로 유입될 수 있다(S21).When the substrate storage device 100 is loaded into the load port 210, the controller 600 may transmit a first signal to the switch 291 and the gas valve 297. When the first signal indicating that the substrate storage device 100 is loaded is transmitted, the switch 291 may be closed and the gas valve 297 may be opened (S20). Accordingly, inflow of external air is blocked, and an inert gas of the gas storage unit 295 may be introduced into the humidity control unit 290. The inert gas introduced into the humidity control unit 290 may be introduced into the first transfer chamber 230 through the fan filter unit 270 (S21).

이와 반대로, 기판 저장 장치(100)가 로드 포트(210)에 로딩되지 않으면, 제어부(600)는 개폐기(291) 및 가스 밸브(297)에 제2 신호를 전달할 수 있다. 기판 저장 장치(100)가 로딩되지 않았다는 제2 신호가 전달되면, 개폐기(291)가 열리고 가스 밸브(297)가 닫힐 수 있다(S30). 이에 따라, 외부 공기가 습도 제어 유닛(290) 내부로 유입되고, 가스 저장부(295)의 비활성 기체는 유입이 차단될 수 있다. 습도 제어 유닛(290)으로 유입된 외부 공기는 팬 필터 유닛(270)을 통해 제1 이송 챔버(230) 내부로 유입될 수 있다(S31).Conversely, when the substrate storage device 100 is not loaded into the load port 210, the control unit 600 may transmit a second signal to the switch 291 and the gas valve 297. When a second signal indicating that the substrate storage device 100 is not loaded is transmitted, the switch 291 may be opened and the gas valve 297 may be closed (S30). Accordingly, external air may be introduced into the humidity control unit 290, and the inert gas of the gas storage unit 295 may be blocked. External air introduced into the humidity control unit 290 may be introduced into the first transfer chamber 230 through the fan filter unit 270 (S31).

기판 저장 장치(100)의 로딩 여부에 따라 개폐기(291) 및 가스 밸브(297)의 동작을 제어함으로써, 반도체 제조 공정에서 사용되는 비활성 기체의 양이 절감될 수 있다.By controlling the operation of the switch 291 and the gas valve 297 depending on whether the substrate storage device 100 is loaded, the amount of inert gas used in the semiconductor manufacturing process can be reduced.

도 6은 본 발명에 따른 습도 제어 유닛을 사용한 경우와 사용하지 않은 경우에, 기판 저장 장치의 최하층 슬롯에서의 시간에 따른 상대 습도를 비교하여 도시한 그래프이다.6 is a graph showing a comparison of the relative humidity over time in the lowermost layer slot of the substrate storage device when the humidity control unit according to the present invention is used and not used.

도 2 및 도 6을 참조하면, 제1 곡선(G1)은 본 발명에 따른 습도 제어 유닛(290)을 사용하지 않은 경우의 시간에 따른 상대 습도를 나타낸 그래프이고, 제2 곡선(G2)은 본 발명에 따른 습도 제어 유닛(290)을 사용한 경우의 시간에 따른 상대 습도를 나타낸 그래프이다.2 and 6, the first curve G1 is a graph showing the relative humidity over time when the humidity control unit 290 according to the present invention is not used, and the second curve G2 is A graph showing the relative humidity over time when the humidity control unit 290 according to the present invention is used.

습도 제어 유닛(290)은 제1 이송 챔버(230)뿐 아니라 기판 저장 장치(100) 내부의 상대 습도를 제어할 수 있다. 이때, 기판 저장 장치(100)의 최하층 슬롯(100B)에서의 상대 습도가 최상층 슬롯(100T)의 상대 습도에 비해 높을 수 있다. 따라서, 상대 습도의 측정은 기판 저장 장치(100)의 최하층 슬롯(100B)에서 수행될 수 있다. 최하층 슬롯(100B)에서 상대 습도를 측정할 때, 습도 제어 유닛(290)의 사용 여부에 따른 상대 습도의 차이가 보다 뚜렷하게 확인될 수 있다.The humidity control unit 290 may control relative humidity inside the substrate storage device 100 as well as the first transfer chamber 230. In this case, the relative humidity in the lowermost slot 100B of the substrate storage device 100 may be higher than the relative humidity in the uppermost slot 100T. Accordingly, the measurement of the relative humidity may be performed in the lowermost layer slot 100B of the substrate storage device 100. When measuring the relative humidity in the lowermost slot 100B, a difference in the relative humidity depending on whether the humidity control unit 290 is used may be more clearly identified.

제1 곡선(G1)의 경우, 도어 개방 시점(G11)부터 도어 폐쇄 시점(G12)까지 측정한 상대 습도 값들은 약 25% 내지 35%일 수 있다. 반면, 제2 곡선(G2)의 경우, 도어 개방 시점(G21)부터 도어 폐쇄 시점(G22)까지 측정한 상대 습도 값들은 약 5% 내지 15%일 수 있다. 이때, 도어는 기판 저장 장치(100) 및 제1 이송 챔버(230)의 도어(101, 201)를 의미한다.In the case of the first curve G1, relative humidity values measured from the door opening point G11 to the door closing point G12 may be about 25% to 35%. On the other hand, in the case of the second curve G2, relative humidity values measured from the door opening point G21 to the door closing point G22 may be about 5% to 15%. In this case, the door refers to the substrate storage device 100 and the doors 101 and 201 of the first transfer chamber 230.

한편, 회로 선폭이 10nm 이하인 공정에서 상대 습도 값이 적어도 약 15% 이하로 줄어야 불량율이 개선될 수 있다. 즉, 습도 제어 유닛(290)을 사용한 경우, 기판 저장 장치(100)의 최상층 슬롯(100T) 및 제1 이송 챔버(230) 내부의 습도뿐 아니라 기판 저장 장치(100)의 최하층 슬롯(100B)의 습도가 불량율 개선에 효과가 있는 정도로 개선될 수 있다.Meanwhile, in a process where the circuit line width is 10 nm or less, the relative humidity value must be reduced to at least about 15% or less to improve the defect rate. That is, when the humidity control unit 290 is used, not only the humidity in the uppermost slot 100T and the first transfer chamber 230 of the substrate storage device 100, but also the lowermost layer slot 100B of the substrate storage device 100 The humidity can be improved to the extent that it is effective in improving the defect rate.

이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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.As described above, embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. You can understand that there is. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting.

100: 기판 저장 장치
200: 기판 이송 장치
210: 로드 포트
230: 이송 챔버
250: 이송 로봇
270: 팬 필터 유닛
290: 습도 제어 유닛
300: 로드락 챔버
400: 기판 가공 장치
600: 제어부100: substrate storage device
200: substrate transfer device
210: load port
230: transfer chamber
250: transfer robot
270: fan filter unit
290: humidity control unit
300: load lock chamber
400: substrate processing apparatus
600: control unit

Claims (10)

기판 저장 장치가 로딩되는 로드 포트;
상기 로드 포트와 로드락 챔버 사이에 연결되는 이송 챔버;
상기 이송 챔버 상의 습도 제어 유닛으로서, 상기 습도 제어 유닛은 외부 공기 유입을 제어하는 개폐기, 비활성 기체를 저장하는 가스 저장부, 및 상기 가스 저장부와 연결된 가스 밸브를 포함하는 것; 및
상기 로드 포트 상의 상기 기판 저장 장치의 로딩 상태에 따라, 상기 개폐기 및 상기 가스 밸브를 제어하는 제어부를 포함하되,
상기 습도 제어 유닛은 상기 제어부에 의하여 비활성 기체 또는 외부 공기를 상기 이송 챔버 내부로 선택적으로 유입시키는 기판 이송 장치.A load port into which the substrate storage device is loaded;
A transfer chamber connected between the load port and the load lock chamber;
A humidity control unit on the transfer chamber, wherein the humidity control unit includes an switch for controlling inflow of external air, a gas storage unit for storing an inert gas, and a gas valve connected to the gas storage unit; And
In accordance with the loading state of the substrate storage device on the load port, comprising a control unit for controlling the switch and the gas valve,
The humidity control unit selectively introduces an inert gas or external air into the transfer chamber by the control unit. 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 기판 저장 장치가 상기 로드 포트 상에 로딩되는 경우에 상기 개폐기는 닫고 상기 가스 밸브는 열고,
상기 기판 저장 장치가 상기 로드 포트 상에 없는 경우에 상기 개폐기는 열고 상기 가스 밸브는 닫는 기판 이송 장치.The method of claim 1,
The control unit, when the substrate storage device is loaded on the load port, closes the opener and opens the gas valve,
When the substrate storage device is not on the load port, the switch is opened and the gas valve is closed. 제 1 항에 있어서,
상기 이송 챔버와 상기 습도 제어 유닛 사이에 팬 필터 유닛을 더 포함하되,
상기 팬 필터 유닛은 상기 이송 챔버 내부로 기체를 유입시키는 팬, 상기 팬 아래의 제1 필터, 및 상기 팬과 상기 습도 제어 유닛 사이의 제2 필터를 포함하는 기판 이송 장치.The method of claim 1,
Further comprising a fan filter unit between the transfer chamber and the humidity control unit,
The fan filter unit includes a fan for introducing gas into the transfer chamber, a first filter under the fan, and a second filter between the fan and the humidity control unit. 제 3 항에 있어서,
상기 제1 필터는 헤파(HEPA) 필터 또는 울파(ULPA) 필터를 포함하고,
상기 제2 필터는 화학 필터를 포함하는 기판 이송 장치.The method of claim 3,
The first filter includes a HEPA filter or a ULPA filter,
The second filter is a substrate transfer apparatus including a chemical filter. 제 1 항에 있어서,
상기 이송 챔버 내부의 온도, 산소 농도 및 상대 습도를 감지하여 상기 제어부로 감지한 정보를 전달하는 내부 센서; 및
상기 이송 챔버 외부의 온도, 산소 농도 및 상대 습도를 감지하여 상기 제어부로 감지한 정보를 전달하는 외부 센서를 더 포함하는 기판 이송 장치.The method of claim 1,
An internal sensor that senses temperature, oxygen concentration, and relative humidity inside the transfer chamber and transmits the detected information to the control unit; And
The substrate transfer apparatus further comprising an external sensor for detecting the temperature, oxygen concentration and relative humidity outside the transfer chamber and transmitting the detected information to the control unit. 제 1 항에 있어서,
상기 습도 제어 유닛은 하우징, 상기 하우징 내부로 비활성 기체를 유입시키는 가스 디퓨저, 및 상기 가스 저장부와 상기 가스 디퓨저를 연결하는 가스 라인을 더 포함하는 기판 이송 장치.The method of claim 1,
The humidity control unit further includes a housing, a gas diffuser for introducing an inert gas into the housing, and a gas line connecting the gas storage unit and the gas diffuser. 제 6 항에 있어서,
상기 하우징은 세라믹 및 다공성 막 중 어느 하나를 포함하는 기판 이송 장치.The method of claim 6,
The housing is a substrate transfer apparatus including any one of a ceramic and a porous film. 제 6 항에 있어서,
상기 가스 디퓨저는 상기 하우징의 양 측면에 제공되는 기판 이송 장치.The method of claim 6,
The gas diffuser is a substrate transfer device provided on both sides of the housing. 제 1 항에 있어서,
상기 제어부와 연결되어, 상기 개폐기의 개폐를 제어하는 개폐기 구동부를 더 포함하는 기판 이송 장치.The method of claim 1,
The substrate transfer apparatus further comprises an switch drive unit connected to the control unit to control the opening and closing of the switch. 제 9 항에 있어서,
상기 개폐기는 회전축들 및 회전판들을 포함하고,
상기 개폐기 구동부는 상기 개폐기의 상기 회전축들을 제어하는 기판 이송 장치.The method of claim 9,
The switch includes rotating shafts and rotating plates,
The switch drive unit is a substrate transfer device for controlling the rotational axes of the switch.
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