KR20230012360A - 웨이퍼 이송 시스템 및 이를 이용한 반도체 소자 제조 방법 - Google Patents

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조규범
김영욱
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Abstract

본 발명의 기술적 사상은 웨이퍼 및 상기 웨이퍼를 검사하기 위한 감지 장치 중 어느 하나를 로딩하도록 구성된 전방 개방 통합 포드(Front Opening Unified Pod); 상기 전방 개방 통합 포드를 이송하도록 구성된 OHT; 상기 감지 장치를 충전하도록 구성된 충전부를 포함하며, 상기 웨이퍼 및 상기 감지 장치 중 어느 하나를 로딩하도록 구성된 웨이퍼 저장 장치; 및 상기 충전부 및 상기 OHT의 동작을 제어하도록 구성된 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 시스템을 제공한다.

Description

웨이퍼 이송 시스템 및 이를 이용한 반도체 소자 제조 방법{Wafer transportation system and method of manufacturing semiconductor device using the same}
본 발명은 웨이퍼 이송 시스템 및 이를 이용한 반도체 소자 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선 충전 기술을 이용한 웨이퍼 이송 시스템 및 이를 이용한 반도체 소자 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 소자 제조를 위해, 웨이퍼 상에 포토 리소그래피 공정, 증착 공정, 성장 공정 및 식각 공정 등 다양한 종류의 공정들이 수행될 수 있다. 반도체 소자의 제조가 수행되는 동안, 웨이퍼는 공정이 수행된 반도체 소자 제조 설비로부터 웨이퍼 카세트 및 웨이퍼 캐리어 등의 이송 수단 및 보관 수단을 통해 후속 공정을 수행하는 반도체 소자 제조 설비로 이송될 수 있다.
최근 반도체 소자의 초고집적화로 인해, 반도체 소자 제조 설비 내부의 오염원에 대한 엄격한(robust) 모니터링의 필요성이 증대되고 있다. 상기 오염원은 예를 들면, 승화된 고체상 미립자, 비산된 액체상 미립자 및 기체 상의 입자 등을 포함할 수 있으며, 반도체 소자에 결함을 유발하여 반도체 소자 제조의 수율의 저하시키는 요인이 될 수 있다. 따라서, 반도체 소자 제조 시 상기 미립자 오염물 또는 가스 오염물의 유무 및 그 양을 모니터링하기 위한 다양한 기술들이 제시되고 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 감지 장치를 무선 방식으로 충전하는 웨이퍼 이송 시스템 및 이를 이용한 반도체 소자 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 기술적 사상은 웨이퍼 및 상기 웨이퍼를 검사하기 위한 감지 장치 중 어느 하나를 로딩하도록 구성된 전방 개방 통합 포드(Front Opening Unified Pod); 상기 전방 개방 통합 포드를 이송하도록 구성된 웨이퍼 이송 장치; 상기 감지 장치를 충전하도록 구성된 충전부를 포함하며, 상기 웨이퍼 및 상기 감지 장치 중 어느 하나를 로딩하도록 구성된 웨이퍼 저장 장치; 및 상기 충전부 및 상기 웨이퍼 이송 장치의 동작을 제어하도록 구성된 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 시스템을 제공한다.
본 개시의 예시적인 실시예로, 웨이퍼를 검사하도록 구성된 감지 장치의 충전 잔량을 모니터링 하는 단계; 충전 잔량이 임계치 이하인 경우, 상기 감지 장치가 로딩된 전방 개방 통합 포드를 웨이퍼 저장 장치로 이송시키는 단계; 상기 전방 개방 통합 포드를 상기 웨이퍼 저장 장치에 포함된 충전부에 로딩하는 단계; 상기 감지 장치를 상기 충전부를 이용하여 충전하는 단계; 및 상기 전방 개방 통합 포드를 상기 충전부로부터 언로딩 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법을 제공한다.
본 개시의 기술적 사상에 따른 웨이퍼 이송 장치 및 이를 이용한 반도체 소자 제조 방법은 웨이퍼 저장 장치에 충전부를 포함하여, 감지 장치를 무선 방식으로 충전할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 제어부는 감지 장치의 충전 잔량이 임계치 이하이고, 감지 장치가 오프 듀티 상태인 경우 감지 장치를 충전하도록 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 저장 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 저장 장치의 충전부에 전방 개방 통합 포드가 로딩된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전방 개방 통합 포드의 내부 구성을 나타내는 도면들이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 저장 장치를 나타내는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 저장 장치의 내부 구조를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 도면 상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이송 시스템(10)을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 저장 장치(100a)를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 저장 장치(100a)의 충전부(110)에 전방 개방 통합 포드(300)가 로딩된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전방 개방 통합 포드(300)의 내부 구성을 나타내는 도면들이다. 보다 구체적으로 도 4a는 웨이퍼(510)가 로딩된 전방 개방 통합 포드(300)를 도시하고, 도 4b는 감지 장치(520)가 로딩된 전방 개방 통합 포드(300)를 도시한다.
도 1 내지 도 4b를 참조하면, 웨이퍼 이송 시스템(10)은 웨이퍼 저장 장치(100a), OHT(Overhead Hoist Transport)(200), 전방 개방 통합 포드(Front Opening Unified Pod)(300) 및 제어부(400)를 포함할 수 있다.
웨이퍼 이송 시스템(10)은 웨이퍼(510)가 로딩된 전방 개방 통합 포드(300)를 이송하도록 구성될 수 있다. 웨이퍼 이송 시스템(10)은 웨이퍼(510)에 소정의 공정을 수행하는 제1 웨이퍼 처리 장치로부터 후속하는 공정을 수행하는 제2 웨이퍼 처리 장치로 전방 개방 통합 포드(300)를 이송할 수 있다. 웨이퍼 이송 시스템(10)의 전반적인 동작은 후술하듯 제어부(400)에 의해 제어될 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼 이송 시스템(10)은 반도체 소자 제조에 대한 물류 자동화를 제공할 수 있다.
웨이퍼 저장 장치(100a)는 전방 개방 통합 포드(300)를 보관할 수 있다. 웨이퍼 저장 장치(100a)는 제1 수평 프레임들(101), 제2 수평 프레임들(102) 및 수직 프레임들(103)을 포함할 수 있다. 제1 수평 프레임들(101) 및 제2 수평 프레임들(102)은 설치 공간의 바닥면과 대략 평행할 수 있고, 수직 프레임들(103)은 설치공간의 바닥면과 대략 수직할 수 있다. 제1 수평 프레임들(101)은 수직 프레임들(103)을 사이에 두고 제2 수평 프레임들(102)과 이격될 수 있다. 웨이퍼 저장 장치(100a)는 웨이퍼 이송 시스템(10)이 설치되는 공간의 바닥면으로부터 이격될 수 있다.
웨이퍼 저장 장치(100a)는 충전부(110)를 포함할 수 있다. 충전부(110)는 무선 방식으로 감지 장치(520)를 충전할 수 있다. 예를 들어, 무선 방식을 위하여 충전부(110)는 무선 충전 코일, 설비 감지 센서, 과전류 차단기, 자석, 자석 센서 및 SMPS(Switched Mode Power Supply)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 설비 감지 센서는 충전부(110)에 로딩된 설비의 종류를 판별할 수 있다. 예를 들어, 감지 장치(520)가 충전부(110)에 로딩된 경우, 설비 감지 센서는 종류 및 사양(Specification)을 포함하는 감지 장치(520)의 정보에 대한 신호를 생성할 수 있다. 제어부(400)는 설비 감지 센서에 의해 생성된 감지 장치(520)의 정보에 관한 신호에 기초하여, 충전부(110)에서 전방 개방 통합 포드 충전부(530)로 전송하는 전류 및 전압을 제어할 수 있다. 감지 장치(520)는 전방 개방 통합 포드(300)에 적재된 상태일 수 있다.
충전부(110)는 예컨대 전자기 유도에 기초한 무선 충전 방식을 이용할 수 있다. 하지만 이에 제한되는 것은 아니고, 충전부(110)는 자기 공진(Magnetic resonance)에 기초한 무선 충전 방식을 이용하거나, 또는 전자기파 방식의 무선 충전 방식을 이용할 수도 있다. 예를 들어, 충전부(110)는 전방 개방 통합 포드 포트(132) 상에 배치될 수 있다.
웨이퍼 저장 장치(100a)는 전방 개방 통합 포드 포트(132)에 전방 개방 통합 포드(300)를 로딩하도록 구성된 전방 개방 통합 포드 픽업 장치(120a)를 포함할 수 있다. 전방 개방 통합 포드 픽업 장치(120a)는 제2 수평 프레임들(102) 상에서 이동할 수 있다. 전방 개방 통합 포드 픽업 장치(120a)는 OHT(200)로부터 전방 개방 통합 포드 포트(132)로 전방 개방 통합 포드(300)를 로딩할 수 있다. 또한, 전방 개방 통합 포드 픽업 장치(120a)는 전방 개방 통합 포드(300)를 충전부(110)에서 언로딩하고, 상기 전방 개방 통합 포드(300)를 OHT(200)에 로딩할 수 있다.
웨이퍼 저장 장치(100a)의 제1 수평 프레임들(101)이 서로 직각으로 배치되어, 전방 개방 통합 포드(300)가 로딩 될 수 있는 전방 개방 통합 포드 포트(132)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 충전부(110)는 전방 개방 통합 포드 포트(132) 내부에 위치할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 웨이퍼 저장 장치(100a)의 제1 수평 프레임들(101), 제2 수평 프레임들(102) 및 수직 프레임들(103)에 의해 정의되는 전체적인 형상은 직육면체일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 웨이퍼 저장 장치(100a)는 전방 개방 통합 포드(300)를 보관하기에 적합한 임의의 형상을 가질 수 있다.
도 1에서 웨이퍼 이송 시스템(10)이 두 개의 웨이퍼 저장 장치(100a)를 포함하고, 각각의 웨이퍼 저장 장치(100a)는 네 개의 전방 개방 통합 포드 포트(132)를 포함하는 것으로 도시되었으나, 이는 어떠한 의미에서도 본 발명의 기술적 사상을 제한하지 않는다. 당업계의 통상의 기술자는 여기에 기술된 바에 기초하여, 웨이퍼 저장 장치(100a)가 한 개 내지 세 개 또는 다섯 개 이상의 전방 개방 통합 포드 포트(132)를 포함하는 예시 및 웨이퍼 이송 시스템(10)이 한 개 또는 세 개 이상의 웨이퍼 저장 장치(100a)를 포함하는 예시에 용이하게 도달할 수 있을 것이다.
비제한적 예시로써, 웨이퍼 이송 시스템(10)은 복수의(예컨대, 두 개의) 웨이퍼 저장 장치(100a) 및 그 사이에 개재된 레일(210)을 포함할 수 있다. 레일(210)이 이웃한 웨이퍼 저장 장치들(100a) 사이에 개재된 경우, 레일(210)이 각각의 웨이퍼 처리 장치들(100a)에 의해 공유될 수 있는바, 웨이퍼 이송 시스템(10)의 공간 효율이 제고될 수 있다.
OHT(200)는 전방 개방 통합 포드(300)를 이송하도록 구성될 수 있다. OHT(200)는 전방 개방 통합 포드(300)를 외부로부터 웨이퍼 저장 장치(100a)의 내부로 이송할 수 있다. 반대로, 필요에 따라 OHT(200)는 전방 개방 통합 포드(300)를 웨이퍼 저장 장치(100a)의 내부로부터 외부로 이송할 수 있다.
OHT(200)는 레일(210)을 따라 이동할 수 있다. 레일(210)은 설치 공간의 바닥면으로부터 이격될 수 있다.
전방 개방 통합 포드(300)는 웨이퍼(510)가 수입되거나 수출될 수 있는 개방부 및 웨이퍼(510)가 로딩되도록 구성된 로딩부를 포함하는 캐리어일 수 있다. 전방 개방 통합 포드(300)는 로딩된 웨이퍼(510)를 오염으로부터 보호하고 안전하게 고정할 수 있다. 전방 개방 통합 포드(300)는 예컨대, 웨이퍼(510)의 세정, 적재, 보관 및 이송 등의 반도체 소자 제조의 물류 자동화에 사용될 수 있다. 전방 개방 통합 포드(300)는 그 내부 공간에 감지 장치(520)를 로딩할 수 있다. 전방 개방 통합 포드(300)는 웨이퍼(510) 및 감지 장치(520) 중 적어도 하나를 로딩하도록 구성될 수 있다.
여기서 웨이퍼(510)의 직경은 약 300mm일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 웨이퍼(510)의 직경은, 예컨대, 약 150mm, 약 200mm 또는 약 450mm 이거나, 그 이상일 수도 있다. 웨이퍼(510)는 예컨대, 반도체 소자를 제조하기 위한 실리콘 기판일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 웨이퍼(510)는 SiC 기판, GaAs 기판, GaN 기판 및 사파이어 기판 중 어느 하나일 수도 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 전방 개방 통합 포드(300)에 감지 장치(520)가 로딩된 경우, 전방 개방 통합 포드(300)는 감지 장치(520)를 충전하도록 구성된 전방 개방 통합 포드 충전부(530)를 더 로딩할 수 있다. 전방 개방 통합 포드(300)에 로딩된 전방 개방 통합 포드 충전부(530)는 감지 장치(520)보다 아래에 배치될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
전방 개방 통합 포드(300)는, 도 4a에 도시된 것과 같이 내부에 웨이퍼(510)가 실장되도록 구성된 복수의 슬롯(310)들을 포함할 수 있다. 복수의 웨이퍼(510)들은 슬롯(310)을 따라 서로 수직으로 중첩되도록 로딩될 수 있다.
전방 개방 통합 포드(300)는 도 4b에 도시된 것과 같이 감지 장치(520) 및 전방 개방 통합 포드 충전부(530)를 로딩할 수 있다. 감지 장치(520)는 OHT(200) 및 전방 개방 통합 포드(300)에 의해 로딩 및 이송될 수 있다. 전방 개방 통합 포드 충전부(530)는 감지 장치(520)의 배터리 및 진동 센서의 배터리를 포함할 수 있다.
감지 장치(520), 진동 센서, 전방 개방 통합 포드 충전부(530)는 전방 개방 통합 포드(300) 내부 슬롯(310)에 끼움 장착될 수 있다.
제어부(400)는 충전부(110)의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(400)는 전방 개방 통합 포드(300) 및 전방 개방 통합 포드(300)에 포함된 다양한 요소들(Element)을 더 제어할 수 있다.
제어부(400)는 전방 개방 통합 포드(300)로부터 감지 장치(520)의 충전 잔량 및 상기 전방 개방 통합 포드(300)의 로딩 여부의 신호를 수신할 수 있다. 제어부(400)는 상기 신호에 기초하여, 감지 장치(520)의 동작 상태를 판별할 수 있고, 감지 장치(520)의 충전 잔량을 임계치와 비교할 수 있다. 제어부(400)는 전방 개방 통합 포드(300)에 로딩된 감지 장치(520)의 충전 잔량 및 감지 장치(520)의 동작 상태에 기초하여, 감지 장치(520) 충전의 수행 여부를 결정할 수 있다.
예를 들어, 충전부(110)에 충전 대상(예컨대, 감지 장치(520) 또는 진동 센서)이 로딩되지 않은 경우, 충전부(110)는 충전을 수행하지 않을 수 있다. 충전 대상(예컨대, 감지 장치(520) 또는 진동 센서)의 충전 잔량이 임계치 이하이고, 충전 대상(예컨대, 감지 장치(520) 또는 진동 센서)이 충전부(110)에 로딩된 경우 충전부(110)는 충전 대상(예컨대, 감지 장치(520) 또는 진동 센서)을 충전할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제어부(400)는 OHT(200)의 위치나 OHT(200)의 작업 상태에 관한 정보를 수신할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 웨이퍼 이송 시스템(10)은 레일(210)에 설치된 무선 통신 모듈을 더 포함할 수 있다. 이에 따라, OHT(200)는 상기 무선 통신 모듈을 통해 제어부(400)와 양 방향으로 통신(communicate)할 수 있다. 제어부(400)는 최단 경로 탐색 알고리즘을 이용해 OHT(200)의 이동 경로를 계산할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어부(400)는 웨이퍼(510)의 이송 및 감지 장치(520)의 이송을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(400)는 감지 장치(520) 및 진동 센서의 충전 과정을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(400)는 주기적으로 감지 장치(520)의 충전 잔량을 확인할 수 있다. 감지 장치(520)의 충전 잔량이 임계치 이하이고, 감지 장치(520)가 오프 듀티인 경우(즉, 검사를 수행하지 않는 경우), 제어부(400)는, 감지 장치(520)가 로딩된 전방 개방 통합 포드(300)를 충전부(110) 상에 로딩함으로써, 감지 장치(520)를 충전할 수 있다. 감지 장치(520)가 온 듀티(즉, 검사를 수행하는 중)인 경우, 제어부(400)는 감지 장치(520)가 로딩된 전방 개방 통합 포드(300)를 충전부(110)로 로딩하지 않을 수 있다.
웨이퍼 저장 장치(100a)의 충전부(110)에 전방 개방 통합 포드(300)가 로딩된 경우, 충전부(110)의 설비 감지 센서는 전방 개방 통합 포드(300)에 로딩된 충전 대상을 감지할 수 있다. 제어부(400)는 충전 대상이 되는 장치의 종류에 따라 충전부(110) 내부의 무선 충전 코일에 인가되는 전류 및 전압을 조절할 수 있다.
충전이 완료된 경우, 제어부(400)는 충전부(110)에 충전 완료 신호를 송신할 수 있다. 제어부(400)는 OHT(200) 및 전방 개방 통합 포드 픽업 장치(120a)를 제어하여 충전이 끝난 감지 장치(520) 또는 충전이 끝난 진동 센서가 로딩된 전방 개방 통합 포드(300)를 충전부(110)에서 언로딩할 수 있다.
충전부(110)에 전방 개방 통합 포드(300)가 언로딩된 경우, 충전이 필요한 다른 감지 장치(520)는 충전부(110)에 로딩되어 충전될 수 있다. 또한, 충전부(110)에 충전이 필요하지 않은 다른 장치가 로딩되어 있는 경우, 제어부(400)는 충전이 필요하지 않은 다른 장치를 충전부(110)에서 언로딩 시켜 다른 곳으로 이송할 수 있다. 그 후, 제어부(400)는 충전이 필요한 장치를 충전부(110)에 로딩할 수 있다.
감지 장치(520) 또는 진동 센서가 일정량 이상 충전되거나, 감지 장치(520) 또는 진동 센서에 의한 검사가 필요한 경우, 제어부(400)는 감지 장치(520) 또는 진동 센서의 충전을 중단하고 감지 장치(520) 또는 진동 센서가 로딩된 전방 개방 통합 포드(300)를 충전부(110)에서 언로딩할 수 있다.
감지 장치(520) 또는 진동 센서가 오프 듀티인 경우, 제어부(400)는 감지 장치(520) 또는 진동 센서가 로딩된 전방 개방 통합 포드(300)를 수시로 충전할 수 있다.
상기 제어부(400)는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제어부(400)는 워크 스테이션 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, 랩 탑 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터 등의 컴퓨팅 장치일 수 있다. 예를 들어, 제어부(400)는 ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory) 등의 메모리 장치와, 소정의 연산 및 알고리즘을 수행하도록 구성된 프로세서, 예를 들어 마이크로 프로세서, CPU(Central Processing Unit), GPU(Graphics Processing Unit) 등을 포함할 수 있다. 또한, 제어부(400)는 전기적 신호를 수신 및 송신하기 위한 수신기 및 전송기를 포함할 수 있다.
각 공정이 수행된 웨이퍼(510)는 전방 개방 통합 포드(300)에 로딩되어 후속하는 공정 설비로 이동될 수 있다. 웨이퍼(510)가 전방 개방 통합 포드(300)에 로딩되어 이송될 때, 전방 개방 통합 포드(300) 내에 웨이퍼(510)로부터 유발된 퓸(fume) 및 기체 상의 부산물(by product)이 형성될 수 있다.
여기서, 퓸은 가열이나 화학 반응 등에 의해 고체가 승화되거나 액체가 기화되어 형성되는 미세한 고체상의 미립자일 수 있다. 퓸은 반도체 소자 제조 공정이 수행된 후 웨이퍼(510)의 표면 상에 잔존하는 화학 물질로부터 유발될 수 있다. 기체상의 부산물은, 예컨대, 에천트(etchant) 또는 패시번트(passivant) 등과 같은 공정 가스들로부터 파생되는 부차적인 물질일 수 있다. 퓸 및/또는 기체 상의 부산물은 웨이퍼(510) 표면을 손상시킬 수 있다.
웨이퍼 이송 시스템(10)은 퓸 및/또는 기체 상의 부산물을 제거할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 퓸 및/또는 기체 상의 부산물은 예컨대, 퍼지 가스(purge gas)에 의해 제거될 수 있다. 퍼지 가스는, 예를 들어, 불활성 가스(inert gas)를 포함할 수 있다. 다른 예로, 퍼지 가스는 질소 가스(N2)를 포함할 수도 있다. 퍼지 가스의 일부는 퓸 및/또는 기체 상의 부산물이 제거된 후에 전방 개방 통합 포드(300)의 내부에 잔류할 수 있다.
감지 장치(520)는 웨이퍼(510)를 검사하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 감지 장치(520)는 전방 개방 통합 포드(300)의 내부의 대기 조성비를 감지할 수 있다. 감지 장치(520)는 전방 개방 통합 포드(300)의 내부의 대기 조성비를 감지하여 상기 퍼지 가스의 농도를 검사할 수 있다. 잔류 퍼지 가스는 전방 개방 통합 포드(300) 외부에서 전방 개방 통합 포드(300) 내부로 확산될 수 있다. 감지 장치(520)는 전방 개방 통합 포드(300) 내부의 대기 조성비를 감지할 수 있다. 감지 장치(520)는 전방 개방 통합 포드(300) 내부의 대기 조성비를 감지하여, 웨이퍼 이송 시스템(10) 또는 전방 개방 통합 포드(300) 내부의 잔류 퍼지 가스의 농도를 계산할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 감지 장치(520)는 퍼지 가스 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 퍼지 가스 센서는 질소 가스 센서일 수 있다. 퍼지 가스 센서는, 전방 개방 통합 포드(300) 내부의 퍼지 가스의 농도를 측정할 수 있다. 감지 장치(520)는 퍼지 가스 센서에서 측정한 값을 제어부(400)로 전송할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제어부(400)는 감지 장치(520)의 퍼지 가스 센서 의 값이 임계치 이상일 때, 퍼지 가스의 제거를 위한 신호를 생성할 수 있다.
다른 예시적인 실시예들에 따르면, 감지 장치(520)는 웨이퍼(510) 상의 오염원을 이미지 베이스로 검출하기 위해 카메라를 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에 따르면, 감지 장치(520)는 카메라를 통해 검출한 이미지 데이터 또한 제어부(400)에 전송할 수 있다. 감지 장치(520)는 제어부(400)와 통신을 위한 통신 모듈을 포함할 수 있다.
웨이퍼 이송 시스템(10)은 진동 센서를 포함할 수 있다. 진동 센서는 OHT(200)의 레일(210)의 진동을 감지하여 레일(210)과 천장 간의 결합 강도를 측정할 수 있다. 감지 장치(520) 및 진동 센서는 전방 개방 통합 포드(300) 내부에 로딩될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 저장 장치를 나타내는 평면도이다.
도 5를 참조하면, 웨이퍼 저장 장치(100b)는 충전부(110), 이송 로봇(120b), 전방 개방 통합 포드 적재부(134), 로드 포트(load port)(140) 및 진공 펌프(150)를 포함할 수 있다.
웨이퍼 저장 장치(100b)는 일면이 웨이퍼 이송 시스템(10, 도 1 참조)이 설치되는 공간의 바닥면에 인접할 수 있다. 웨이퍼 저장 장치(100a)는 바닥면(104)과 및 벽면들(105, 도 6 참조)을 포함할 수 있다. 바닥면(104)은 설치 공간의 바닥면과 대략 평행할 수 있고, 벽면들(105, 도 6 참조)은 설치공간의 바닥면과 대략 수직할 수 있다. 웨이퍼 저장 장치(100b)의 바닥면(104) 및 벽면들(105, 도 6 참조)에 의해 정의되는 전체적인 형상은 직육면체일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
이송 로봇(120b)은 웨이퍼 저장 장치(100b) 내부에 배치될 수 있다. 이송 로봇(120b)은 웨이퍼 저장 장치(100b) 내부에서 전방 개방 통합 포드(300)를 이송 할 수 있다. 예를 들어, 이송 로봇(120b)은 전방 개방 통합 포드(300)를 전방 개방 통합 포드 적재부(134)에 로딩하거나 또는 웨이퍼 저장 장치(100b)에 의해 정의된 내부 공간의 하부에 위치한 충전부(110)에 로딩할 수 있다. 충전이 완료된 이후, 이송 로봇(120b)은 충전이 완료된 감지 장치(520) 또는 충전이 완료된 진동 센서가 담긴 전방 개방 통합 포드(300)를 충전부(110)에서 언로딩할 수 있다. 충전부(110)는 도 1 내지 도 4b를 참조하여 설명한 것과 실질적으로 동일하므로, 충전부(110)의 기능 및 구성에 대한 중복된 설명은 생략한다.
웨이퍼 저장 장치(100b)는 웨이퍼 저장 장치(100b)의 바닥면(104) 상에 전방 개방 통합 포드 적재부(134)를 포함할 수 있다. 전방 개방 통합 포드 적재부(134)는 웨이퍼 저장 장치(100b)에 의해 정의된 내부 공간에 위치할 수 있다. 도 5에서는 예시적으로, 전방 개방 통합 포드 적재부(134)가 웨이퍼 저장 장치(100b) 내부 모서리에 위치한 것으로 도시되었으나, 전방 개방 통합 포드 적재부(134)의 위치는 이에 한정되지 않는다.
웨이퍼 저장 장치(100b)의 벽면들(105, 도 6 참조)은 웨이퍼 저장 장치(100b)의 바닥면(104)에 의하여 지지될 수 있다. 전방 개방 통합 포드 적재부(134)는 복수 개의 전방 개방 통합 포드(300)들이 로딩될 수 있도록 전면이 개방된 내부 공간을 구비할 수 있다.
로드 포트(140)는 웨이퍼 저장 장치(100b)로 이송된 전방 개방 통합 포드(300, 도 1 참조)의 문을 선택적으로 개방하거나 폐쇄할 수 있다. 전방 개방 통합 포드(300, 도 1 참조)는 이송 로봇(120b)에 의해 웨이퍼 저장 장치(100b)의 전방 개방 통합 포드 적재부(134)로 이동될 수 있다. 웨이퍼 저장 장치(100b)는 전방 개방 통합 포드 적재부(134)에 이송된 웨이퍼(510, 도 4a 참조)를 저장할 수 있다. 로드 포트(140)는 웨이퍼 컨테이너(140a) 및 웨이퍼 컨테이너 지지부(140b)를 포함할 수 있다. 웨이퍼 컨테이너(140a)는 웨이퍼(510, 도 4a 참조)를 적재할 수 있다. 웨이퍼 컨테이너 지지부(140b)는 웨이퍼 컨테이너(140a)를 지지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 로드 포트(140)는 웨이퍼 저장 장치(100b)의 일측 또는 양측에 위치할 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에 따르면, 로드 포트(140)는 웨이퍼 저장 장치(100b)와 이격된 별도의 구성일 수도 있다. 로드 포트(140)는 OHT(200, 도 1 참조)를 통해 이송된 웨이퍼(510, 도 4a 참조)를 웨이퍼 저장 장치(100b)에 저장할 수 있다.
진공 펌프(150)는 웨이퍼 저장 장치(100b) 내부에 가스를 제거할 수 있다. 진공 펌프(150)는 웨이퍼 저장 장치(100b) 내부에 진공을 형성함으로써 웨이퍼(510)가 오염원(예를 들어, 퓸 및/또는 기체 상의 부산물)에 의해 손상되는 것을 완화하거나 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 저장 장치의 내부 구조를 나타내는 사시도이다.
도 6을 참조하면, 웨이퍼 저장 장치(100b)는 내부에 충전부(110), 이송 로봇(120b) 및 전방 개방 통합 포드 적재부(134)를 포함할 수 있다.
전방 개방 통합 포드 적재부(134)는 전방 개방 통합 포드(300, 도 1 참조)가 로딩되는 거치대를 포함할 수 있다. 거치대는 내측에 전방 개방 통합 포드(300)의 적어도 일부가 삽입될 수 있도록 구성된 복수 개의 슬릿들(134a)을 포함할 수 있다. 복수개의 슬릿들(134a)은 설치 공간의 바닥면과 평행한 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 복수개의 슬릿들(134a)이 이격된 간격은 전방 개방 통합 포드(300)의 규격에 따라 달라질 수 있다.
전방 개방 통합 포드 적재부(134)는 상부 커버 및 바닥판을 포함할 수 있다. 상부 덮개 및 바닥판은 거치대의 상부 및 하부에 각각 설치될 수 있다. 전방 개방 통합 포드 적재부(134)는 바닥판 상에서 상부 덮개를 지지하는 덮개 지지대를 포함할 수 있다.
충전부(110)가 전방 개방 통합 포드 적재부(134)에 설치된 경우, 충전부(110)는 슬릿(134a) 위에 적재될 수 있다. 따라서, 전방 개방 통합 포드(300)는 충전부(110)에 로딩될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1 내지 도 4b 및 도 7을 함께 참조하면, P100에서 제어부(400)는 감지 장치(520)의 충전 잔량을 측정할 수 있다. P200에서 제어부(400)는 감지 장치(520)의 충전 잔량과 임계치를 비교할 수 있다. 감지 장치(520)의 충전 잔량이 임계치보다 작은 경우, 제어부(400)는 P300에서 감지 장치(520)의 동작 상태를 감지할 수 있다. 감지 장치(520)의 충전 잔량이 임계치 이상인 경우, 웨이퍼 이송 시스템(10)은 상기 감지 장치(520)를 충전하지 않을 수 있다.
P300에서 제어부(400)는 감지 장치(520)의 동작 상태를 판단할 수 있다. 상기 감지 장치(520)가 오프 듀티(off duty)인 경우, 웨이퍼 이송 시스템(10)은 상기 감지 장치(520)가 로딩된 전방 개방 통합 포드(300)를 충전부(110)로 이동할 수 있다. 상기 감지 장치(520)가 온 듀티(on duty) 인 경우, 제어부(400)는 감지 장치(520)가 오프 듀티가 될 때까지 충전을 연기할 수 있다. 여기서 온 듀티는 감지 장치(520)가 동작 중인 상태를 의미하고, 오프 듀티는 감지 장치(520)가 동작 중이 아닌 상태를 의미한다.
P400에서 웨이퍼 이송 시스템(10)은 충전 잔량이 임계치 이하이고 및 오프 듀티 상태인 감지 장치(520)가 로딩된 전방 개방 통합 포드(300)를 충전부(110)에 로딩할 수 있다. OHT(200)는 감지 장치(520)가 로딩된 전방 개방 통합 포드(300)를 웨이퍼 저장 장치(100a)로 이송할 수 있다. 상기 전방 개방 통합 포드(300)는 웨이퍼 저장 장치(100a) 내부의 충전부(110)에 로딩될 수 있다. 전방 개방 통합 포드 픽업 장치(120a)는 전방 개방 통합 포드(300)를 웨이퍼 저장 장치(100a)에 로딩할 수 있다. OHT(200)가 감지 장치(520)가 로딩된 전방 개방 통합 포드(300)를 웨이퍼 저장 장치(100b)로 이송하는 경우, 이송 로봇(120b)은 전방 개방 통합 포드(300)를 웨이퍼 저장 장치(100b)에 로딩할 수 있다.
P500에서 충전부(110)는 설비 감지 센서를 통해 로딩된 감지 장치(520)의 종류를 파악할 수 있다. 제어부(400)는 감지 장치(520)의 종류에 따라 충전 전압 및 전류를 설정할 수 있다.
P600에서 제어부(400)는 감지 장치(520)의 충전 완료 여부를 판단할 수 있다. 여기서 충전이 완료 되었음은 감지 장치(520)의 충전 잔량이 100%이거나 또는 감지 장치(520)의 충전 잔량이 충전 임계치 이상인 것을 의미한다.
이어서, P700에서 감지 장치(520)가 충전된 경우, 상기 감지 장치(520)가 로딩된 전방 개방 통합 포드(300)는 충전부(110)에서 언로딩될 수 있다. 일 예로, 도 1의 웨이퍼 저장 장치(100a)의 경우, 전방 개방 통합 포드 픽업 장치(120a)는 전방 개방 통합 포드(300)를 언로딩할 수 있다. 다른 예로, 도 5의 웨이퍼 저장 장치(100b)의 경우, 전방 개방 통합 포드(300)는 이송 로봇(120b)에 의해 언로딩될 수 있다.
10: 웨이퍼 이송 시스템 100a, 100b: 웨이퍼 저장 장치
110: 충전부 200: OHT
210: 레일 300: 전방 개방 통합 포드
400: 제어부 510: 웨이퍼
520: 감지 장치 530: 전방 개방 통합 포드 충전부

Claims (10)

  1. 웨이퍼 및 상기 웨이퍼를 검사하기 위한 감지 장치 중 어느 하나를 로딩하도록 구성된 전방 개방 통합 포드(Front Opening Unified Pod);
    상기 전방 개방 통합 포드를 이송하도록 구성된 OHT(Over Head Transport);
    상기 감지 장치를 충전하도록 구성된 충전부를 포함하며, 상기 웨이퍼 및 상기 감지 장치 중 어느 하나를 로딩하도록 구성된 웨이퍼 저장 장치; 및
    상기 충전부 및 상기 OHT의 동작을 제어하도록 구성된 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 충전부는 무선 방식으로 상기 감지 장치를 충전하도록 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 감지 장치는 상기 전방 개방 통합 포드 내부의 대기 조성비를 감지함으로써 상기 전방 개방 통합 포드 내부의 퍼지 가스의 농도를 검출하거나 또는 상기 웨이퍼 상의 이물질을 이미지 베이스로 검출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 충전부는 상기 OHT의 레일의 진동을 감지하는 진동 센서를 충전하도록 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 감지 장치의 충전 잔량 및 상기 감지 장치의 동작 상태에 기초하여, 상기 충전부를 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 감지 장치의 종류에 기초하여, 상기 충전부를 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 시스템.
  7. 웨이퍼를 검사하도록 구성된 감지 장치의 충전 잔량을 모니터링 하는 단계;
    상기 충전 잔량이 임계치 이하인 경우, 상기 감지 장치가 로딩된 전방 개방 통합 포드를 웨이퍼 저장 장치로 이송시키는 단계;
    상기 전방 개방 통합 포드를 상기 웨이퍼 저장 장치에 포함된 충전부에 로딩하는 단계;
    상기 감지 장치를 상기 충전부를 이용하여 충전하는 단계; 및
    상기 전방 개방 통합 포드를 상기 충전부로부터 언로딩 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 충전부는 무선 방식으로 상기 감지 장치를 충전하도록 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 감지 장치는 상기 전방 개방 통합 포드 내부의 대기 조성비를 감지함으로써 상기 전방 개방 통합 포드 내부의 퍼지 가스의 농도를 검출하거나 또는 상기 웨이퍼 상의 이물질을 이미지 베이스로 검출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 전방 개방 통합 포드를 상기 웨이퍼 저장 장치에 포함된 충전부에 로딩하는 단계는,
    상기 감지 장치의 동작 상태를 결정하는 단계; 및
    상기 감지 장치의 동작 상태에 기초하여 상기 전방 개방 통합 포드가 상기 충전부에 로딩하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102598384B1 (ko) * 2023-02-24 2023-11-06 주식회사 지앤케이솔루션즈 반도체 소자 제조 장치 시스템

Cited By (1)

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KR102598384B1 (ko) * 2023-02-24 2023-11-06 주식회사 지앤케이솔루션즈 반도체 소자 제조 장치 시스템

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