KR20230076960A - 기판 이송 모듈 및 그 습도 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 처리 공간으로 기판을 이송하기 위한 이송 공간을 제공하는 이송 프레임, 상기 이송 프레임 내부를 배기하는 배기 유닛 및 상기 이송 프레임 내부의 습도를 제어하기 위한 습도 제어 유닛을 포함하고, 상기 습도 제어 유닛은, 상기 이송 프레임으로 제1 가스를 공급하는 제1 가스 공급부와; 상기 제1 가스 공급부에 연결된 제1 밸브와; 상기 이송 프레임으로 제2 가스를 공급하는 제2 가스 공급부와; 상기 제2 가스 공급부에 연결된 제2 밸브와; 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브를 제어하는 공급 제어부를 포함하는 기판 이송 모듈을 제시한다.

Description

기판 이송 모듈 및 그 습도 제어 방법{SUBSTRATE TRANSFER MODULE AND HUMIDITY CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 기판 이송 모듈 및 습도 제어 방법에 관한 것이다.
반도체 제조 공정은 높은 청정도를 유지하는 청정실 내에서 진행되며 포토, 식각, 증착, 세정 등 다양한 공정을 거친다. 이때, 각 공정으로의 기판 이송은 다수 기판이 적재될 수 있고 기판을 보호할 수 있는 밀폐형 용기가 주로 사용되고, 이러한 밀폐형 용기의 대표적인 예로는 FOUP(Front Opening Unified Pod)가 있다.
반도체 제조 공정의 자동화 및 클리닝 환경을 위하여 용기는 주로 자동 이송 시스템을 이용하여 이송되고, 각 공정으로 이송된 용기는 공정 장비의 로드 포트(Load port)상에 안착된다. 이후 용기에 수납된 기판들은 기판 이송 모듈(EFEM, Equipment Front End Module)의 인덱스 로봇에 의하여 용기로부터 하나씩 반출되어 공정 장비 내부의 공정 챔버로 반송된다.
일반적으로, EFEM(Equipment Front End Module)은 반도체 전 공정(FAB 공정)용 설비나 측정 장비에 결합하여 청정 상태에서 기판이 핸들링 될 수 있도록 하는 모듈로, 구체적으로 반도체 제조 라인에서 용기에 있는 기판을 공정 처리 모듈로 공급하는데 사용되는 인터페이스 모듈이다.
EFEM은 공정 챔버의 전단에 위치하는 버퍼부에 연결 설치된다.
복수 개의 기판이 탑재된 용기는 로드 포트 상에 놓이며, 용기와 EFEM 사이에는 도어가 설치된다.
용기에 탑재되어 있는 기판은 도어가 개방된 후에 인덱스 로봇에 의하여 버퍼부로 이송된 후 공정 챔버에서 제조 공정을 거치게 된다. 공정 챔버에서 제조 공정을 마친 기판은 버퍼부를 거쳐 다시 인덱스 로봇에 의해서 별도의 용기에 탑재된다. 이러한 단계들을 거쳐 공정이 완료된 모든 기판들이 용기 내에 들어오면, 용기의 도어를 닫고 용기를 EFEM으로부터 제거하게 된다.
EFEM의 상부에 설치된 팬필터유닛(Fan Filter Unit)은 팬(fan)과 필터(filter)가 일체화된 것으로써, 외부의 청정실(clean room)로부터 유입된 공기를 다시 필터를 통해 여과시켜 EFEM 내부로 다운 플로우(down flow)시키는 역할을 한다. 또한 유입된 공기의 배출을 위한 배기구가 저면에 설치된다. 팬필터유닛에 의해서 외부 청정실의 공기는 EFEM의 내부로 흡기되고 배기구에는 설치된 댐퍼(미도시) 조절을 통해 공기의 흐름량을 조절하는데, EFEM의 내부 청정도를 유지하기 위해 외부 공기가 유입되지 않도록 압력을 대기압보다 약간 높은 상압 조건을 유지하도록 한다. 용기가 도어를 통해 기판 이송 프레임과 연결된 상태이므로 용기 내부도 동일하게 상압으로 유지된다.
따라서, 외부의 청정실과 EFEM의 기판 이송 프레임은 온도(상온, 약 23℃) 및 습도(약 45%)가 동일한 조건이며, 청정실에서 유입되는 공기는 팬필터유닛을 통과하여 파티클만 제거된다.
그런데, 기판의 공정이 진행되는 동안 용기 내에서 적재되어 있는 기판들은 정체시간이 길어지게 되고 EFEM 내부 공기의 온도(상온) 및 습도(약 45%)와 동일한 분위기에 노출되어 있으므로, 용기 내의 웨이퍼들은 공기 중의 습기나 오존과 같은 각종 공기중 분자상 오염물질(AMC:Airborne Molecular Contamination)에 노출될 수 있다.
이러한 분자상 오염물질 특히 습기는 웨이퍼 표면에 산화 등을 일으켜 공정수율이 낮아지는 문제점이 발생하게 된다. 집적도가 40~50μm인 경우 특별한 이상은 없으나, 20μm이하인 경우 영향이 있으며, 산화가 생기는 부분에 수율의 영향을 주게 된다. 또한, 집적도가 10μm 이하는 수율 문제에 더 영향이 클 것으로 예상된다. 한편 Metal(특히 Copper 공정), Oxide, Sputter 공정에서도 산화방지가 필요하며, 수율 개선을 위해 습도를 억제할 필요성이 있다. 그러나, 전술한 바와 같이 현재 외부의 청정실에서 EFEM으로 유입되는 공기는 필도를 통해 청정도, 파티클만 관리할 뿐 온도, 습도 관리는 별도로 하지 못하는 상태이다.
따라서 EFEM 내부의 습도를 최적화하는 방안이 많이 연구되고 있다. 일 예로 종래의 EFEM은 퍼지 가스인 질소(N2)가스를 EFEM의 기판 이송 프레임 내부로 공급하여 상대습도를 낮추는 방법이 사용된다. 그러나, EFEM의 유지 보수를 위해서는 내부에 작업자 진입이 필요하고, 이를 위해서는 질소 가스를 공기로 치환해야 한다. 이때, 일반적인 공기로 치환 시 이송 프레임 내부의 습기는 오히려 더욱 증가할 수 있다. 일반적인 공기의 습도는 약 30% 이상으로 기판 상에 오염을 발생시킬 수 있기 때문이다.
따라서 본 발명에서는, 유지 보수 시에도 이송 프레임 내부의 습도를 유지할 수 있는 기판 이송 모듈을 제공하고자 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 처리 공간으로 기판을 이송하기 위한 이송 공간을 제공하는 이송 프레임; 상기 이송 프레임 내부를 배기하는 배기 유닛; 및 상기 이송 프레임 내부의 습도를 제어하기 위한 습도 제어 유닛을 포함하는 기판 이송 모듈이 제공될 수 있다. 상기 습도 제어 유닛은, 상기 이송 프레임 내부로 제1 가스를 공급하는 제1 가스 공급부와; 상기 제1 가스 공급부에 연결된 제1 밸브와; 상기 이송 프레임 내부로 제2 가스를 공급하는 제2 가스 공급부와; 상기 제2 가스 공급부에 연결된 제2 밸브와; 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브를 제어하여 상기 이송 공간으로 제1 가스 또는 제2 가스를 공급하는 공급 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 공급 제어부는, 상기 이송 프레임이 밀폐 상태인 경우 상기 제1 밸브의 폐쇄 상태와 상기 제2 밸브의 개방 상태를 유지할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 공급 제어부는, 상기 밀폐된 이송 프레임을 개방하는 경우 상기 제2 밸브를 폐쇄하고 상기 제1 밸브를 개방할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 가스는 습도가 낮은 클린 드라이 에어(Clean Dry Air) 이고, 상기 제2 가스는 불활성 기체일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판 이송 모듈이 기판을 이송하는 이송 공간 내부의 습도를 목표값 이하로 유지하는 방법으로서, 상기 이송 공간으로 제1 가스를 공급하는 제1 가스 공급 단계; 상기 이송 공간으로 제2 가스를 공급하는 제2 가스 공급 단계; 상기 이송 공간 내부 기류를 치환하는 기류 치환 단계;를 포함하는 기판 이송 모듈의 습도 제어 방법이 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 가스 공급 단계와 상기 제2 가스 공급 단계는 교차로 수행되고, 상기 치환 단계는 제1 가스 공급 단계와 상기 제2 가스 공급 단계 중 후속으로 수행되는 단계와 함께 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 치환 단계는 상기 이송 공간 내부를 배기하는 배기 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 가스 공급 단계는 상기 이송 공간이 밀폐된 상태에서 수행되고, 상기 제2 공급 단계는 상기 이송 공간이 개방된 상태에서 수행될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상황에 따라 기판 이송 모듈 내부의 기류를 비활성 기체 또는 건조 공기 중 하나를 선택적으로 공급함으로써 기판 이송 모듈 내부의 습도를 일정하게 유지할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상황에 따라 기판 이송 모듈 내부의 기류를 비활성 기체 또는 건조 공기 중 하나를 선택적으로 공급함으로써 기판 이송 모듈 내부의 습도를 일정하게 유지할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이 쉽게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있고 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 실시예를 설명하는 데 있어서, 관련된 공지 기능이나 구성에 대한 구체적 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 구체적 설명을 생략하고, 유사 기능 및 작용을 하는 부분은 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용하기로 한다.
명세서에서 사용되는 용어들 중 적어도 일부는 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이기에 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 그 용어에 대해서는 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 해석되어야 한다.
또한, 명세서에서, 어떤 구성 요소를 포함한다고 하는 때, 이것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 그리고, 어떤 부분이 다른 부분과 연결(또는, 결합)된다고 하는 때, 이것은, 직접적으로 연결(또는, 결합)되는 경우뿐만 아니라, 다른 부분을 사이에 두고 간접적으로 연결(또는, 결합)되는 경우도 포함한다.
한편, 도면에서 구성 요소의 크기나 형상, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해를 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해의 형상으로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법 및/또는 허용 오차의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것이 아니라 형상에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 설비를 보여주는 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 기판 처리 설비(1000)는 기판 이송 모듈(10), 버퍼부(20), 그리고 공정 처리 모듈(50)을 포함할 수 있다. 기판 이송 모듈(10), 버퍼부(20), 공정 처리 모듈(50)은 차례대로 일렬로 배치된다. 이하, 기판 이송 모듈(10), 버퍼부(20), 공정 처리 모듈(50)이 배열된 방향을 제1 방향이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제1 방향과 수직한 방향을 제2 방향이라 하며, 제1 방향과 제2 방향을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3 방향으로 정의한다.
기판 이송 모듈(10)은 기판 처리 설비(1000)의 제1 방향 전방에 배치된다. 기판 이송 모듈(10)은 로드 포트(12) 및 인덱스 로봇(13)을 포함한다.
로드 포트(12)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2 방향을 따라 일렬로 배치된다. 로드 포트(12)의 개수는 기판 처리 설비(1000)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건 등에 따라 증가하거나 감소할 수 있다. 로드 포트(12)에는 공정 처리 모듈(50)로 제공될 기판(W) 및 공정 처리가 완료된 기판(W)이 수납된 용기(16)가 안착된다. 용기(16)에는 기판들을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯(미도시)이 형성된다. 용기(16)는 예를 들어 카세트, FOUP(전면개방일체형포드, Front Opening Unifed Pod)일 수 있다.
인덱스 로봇(13)은 로드 포트(13)와 이웃하여 제1 방향으로 배치된다. 인덱스 로봇(13)은 로드 포트(12)와 버퍼부(20) 사이에 설치된다. 인덱스 로봇(13)은 제2방향과 나란하게 제공된 레일 상에 설치되며, 레일을 따라 제2 방향으로 직선 이동된다. 인덱스 로봇(13)은 버퍼부(20)에서 대기하는 기판(W)을 용기(16)로 이송하거나, 용기(16)에서 대기하는 기판(W)을 버퍼부(20)로 이송할 수 있다.
버퍼부(20)는 기판 이송 모듈(10)과 공정 처리 모듈(50) 사이에 설치된다. 버퍼부(20)는 메인 이송 로봇(30)에 의하여 이송되기 전에 공정에 제공될 기판(W) 또는 인덱스 로봇(13)에 의하여 이송되기 전에 공정 처리가 완료된 기판(W)이 일시적으로 수납되어 대기하는 장소이다. 즉, 버퍼부(20)는 기판 이송 모듈(10)과 공정 처리 모듈(50) 간 기판(W)이 반송되기 전의 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다.
메인 이송 로봇(30)은 버퍼부(20)와 기판 처리 장치(1) 간에, 그리고 기판 처리 장치들(1) 간에 기판(W)을 이송한다. 메인 이송 로봇(30)은 공정 처리 모듈(50) 내의 제1 방향을 따라 배치된 이동 통로(40) 상에 설치된다. 메인 이송 로봇(30)은 버퍼부(20)에서 대기하는 공정에 제공될 기판을 각 기판 처리 장치(1)로 이송하거나, 각 기판 처리 장치(1)에서 공정 처리가 완료된 기판을 버퍼부(20)로 이송한다.
이동 통로(40)는 공정 처리 모듈(50) 내의 제1 방향을 따라 배치되며, 메인 이송 로봇(30)이 이동하는 통로를 제공한다. 이동 통로(40)의 양측에는 기판 처리 장치(10)들이 서로 마주보며 제1 방향을 따라 배치될 수 있다. 이동 통로(40)에는 메인 이송 로봇(30)이 제1 방향을 따라 이동한다.
기판 처리 장치(1)는 메인 이송 로봇(30)이 설치되는 이동 통로(40)의 양측에 서로 마주하게 배치된다. 기판 처리 설비(1000)는 적층되게 배치된 다수의 기판 처리 장치(10)를 구비할 수 있다. 기판 처리 장치(1)의 개수는 기판 처리 설비(1000)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건에 따라 증가하거나 감소할 수 있다. 한편, 상술한 바와 달리, 기판 처리 장치(10)는 이동 통로(40)의 일측에만 배치될 수 있다. 또한, 기판 처리 장치(1)는 이동 통로(40)의 일측 또는 양측에 단층으로 제공될 수도 있다. 기판 처리 장치(1)는 기판(W)을 처리하는 공정을 수행한다. 각각의 기판 처리 장치(1)는 동일한 구조를 가질 수 있고, 수행하는 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 일 예로, 기판 처리 장치들(1)은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 기판 처리 장치들은 서로 동일하고, 서로 상이한 그룹에 속하는 기판 처리 장치의 구조는 서로 상이하게 제공될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 모듈(10)의 구성을 보여주는 측단면도이다.
기판 이송 모듈(10)은 로드 포트(12), 인덱스 로봇(13), 이송 프레임(110), 팬 필터 유닛(120), 배기 유닛(140) 및 습도 제어 유닛(300)을 포함할 수 있다. 기판 이송 모듈(10)는 용기(16)로부터 가져온 기판들을 버퍼부(20)로 이송할 수 있다.
로드 포트(12)는 용기(16)의 하면을 지지하고, 이송 프레임(110)과 연결될 수 있다. 로드 포트(12)는 제어부(400)와 연결될 수 있다. 로드 포트(12)는 용기(16) 하면과의 접촉 여부에 따라, 용기(16)가 로딩되었는지를 감지할 수 있다. 일 예로, 로드 포트(12)의 상면에 구비된 버튼이 용기(16)의 하면에 의해 압착되었는지를 통해 용기(16)가 로딩되었는지를 감지할 수 있다.
또한, 로드 포트(12)는 용기(16)의 도어(161)를 기판 이송 모듈(10)의 제1 도어(101)에 밀착시킬 수 있다. 도시되지 않았으나, 로드 포트(12)는 하측면에 도어 오프너를 포함할 수 있다. 로드 포트(12)의 도어 오프너는 용기(16)의 도어(161) 및 기판 이송 모듈(10)의 제1 도어(101)를 개방시킬 수 있다.
또한, 도시된 바와 달리, 로드 포트(12)는 로드 포트 가스 저장부를 포함할 수 있다. 로드 포트 가스 저장부는 용기(16)와 연결되어, 용기(16) 내부에 비활성 기체를 공급할 수 있다. 용기(16)를 지지하는 로드 포트(12)는 복수 개로 제공될 수 있다.
이송 프레임(110)은 일 측면의 하단에서 로드 포트(12)와 연결될 수 있다. 로드 포트(12)가 연결된 일 측면에서, 기판 이송 모듈(10)의 제1 도어(101)는 용기(16)의 도어(161)와 연결될 수 있다. 또한, 이송 프레임(110)은, 로드 포트(12)가 연결된 일 측면과 다른 측면에서, 기판 이송 모듈(10)의 제2 도어(102)를 통해 버퍼부(20)와 연결될 수 있다. 이송 프레임(110)은 하우징(미도시)에 의하여 외부와 차단될 수 있다. 이에 따라, 이송 프레임(110) 내부의 국소 환경(mini environment)이 형성될 수 있다. 또한, 이송 프레임(110)은 이송 프레임(110) 내부의 온도, 산소 농도 및 상대 습도 등의 정보를 감지할 수 있는 내부 센서(133) 및 이송 프레임(110) 외부의 온도, 산소 농도 및 상대 습도 등의 정보를 감지할 수 있는 외부 센서(135)를 포함할 수 있다. 내부 센서(133) 및 외부 센서(135)는 각각 제어부(400)와 연결될 수 있다. 이에 따라, 이송 프레임(110)의 내부 및 외부 정보가 제어부(400)로 전달될 수 있다.
인덱스 로봇(13)은 이송 프레임(110) 내부에 제공될 수 있다. 인덱스 로봇(13)은 용기(16)와 버퍼부(20) 사이에서 기판을 양 방향으로 이송할 수 있다.
팬 필터 유닛(120)은 이송 프레임(110) 상부에 제공될 수 있다. 또한, 습도 제어 유닛(300)은 팬 필터 유닛(120) 상에 제공될 수 있다. 습도 제어 유닛(300)에 대하여 도 3을 참조하여 후술한다. 팬 필터 유닛(120)은 팬(121), 제1 필터(122) 및 제2 필터(123)를 포함할 수 있다. 팬 필터 유닛(120)은 팬(121)의 동작에 의하여 이송 프레임(110) 외부의 공기를 이송 프레임(110) 내부로 유입시킬 수 있다. 즉, 팬(121)의 동작에 의하여 이송 프레임(110)의 내부 압력이 외부 압력보다 높게 유지될 수 있다. 도시되지 않았으나, 팬(121)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(122) 및 제2 필터(123)는 이송 프레임(110) 외부의 공기와 함께 유입될 수 있는 오염 물질을 제거할 수 있다. 예를 들어, 제1 필터(122)는 헤파(High Efficiency Particulate Air, HEPA) 필터 또는 울파(Ultra-Low Penetration Air, ULPA) 필터를 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 필터(122)는 팬(121) 아래에 제공될 수 있다. 또한, 제2 필터(123)는 화학 물질을 포집할 수 있는 화학 필터(Chemical Filter, CF)를 포함할 수 있다. 일 예로, 제2 필터(123)는 팬 필터 유닛(120)과 습도 제어 유닛(300) 사이의 개구부 내에 제공될 수 있다.
배기 유닛(140)은 이송 프레임(110) 내부 공간을 배기할 수 있다. 자세히 도시되지는 않았지만, 배기 유닛(140)은 배기구, 배기관, 감압 부재, 그리고 배기 밸브를 포함할 수 있다. 배기 유닛(140)은 이송 프레임(110)의 바닥면에 설치될 수 있고, 배기 유닛(140)에 의하여 이송 프레임(110) 내부에 형성된 모든 하강 기류가 배기될 수 있다.
습도 제어 유닛(300)은 로드 포트(12), 내부 센서(133), 외부 센서(135), 및 배기 유닛(140)과 연결될 수 있다. 습도 제어 유닛(300)은 로드 포트(12), 내부 센서(133) 및 외부 센서(135)로부터 정보를 전달받을 수 있다. 습도 제어 유닛(300)은 전달받은 정보에 따라 서로 다른 두 가지 상태로 동작할 수 있다. 습도 제어 유닛(300)의 동작에 따라 이송 프레임(110) 내부의 습도가 제어될 수 있다. 습도 제어 유닛(300)의 동작 상태에 대하여 도 3을 참조하여 후술한다. 습도 제어 유닛(300)에 의하여, 이송 프레임(110) 내부로 외부 공기 및/또는 비활성 기체가 선택적으로 유입될 수 있다.
버퍼부(20)는 기판 이송 모듈(10) 및 공정 처리 모듈(50)을 연결할 수 있다. 기판 이송 모듈(10)와 버퍼부(20)는 기판 이송 모듈(10)의 제2 도어(102)를 통해 연결될 수 있다. 또한, 버퍼부(20)는 이송된 기판을 일시적으로 수용할 수 있다. 기판 이송 모듈(10)의 제2 도어(102)는 버퍼부(20)의 진공 상태를 유지하기 위하여 기판을 이송할 필요가 없는 경우에는 폐쇄될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 이송 모듈의 습도 제어 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
습도 제어 유닛(300)은 제1 가스 공급부(310), 제2 가스 공급부(320), 공급 제어부(330)를 포함할 수 있다. 자세히 도시되지 않았으나, 습도 제어 유닛(300)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(300)은 팬 필터 유닛(120)의 제2 필터(123)를 통해 팬 필터 유닛(120)과 연결될 수 있다. 또한, 습도 제어 유닛(300)은 배기 유닛(140)과 연결될 수 있다.
제1 가스 공급부(310)는 제1 가스 공급 라인(312)을 통해 팬 필터 유닛(120)과 연결될 수 있다. 제1 가스 공급 라인(312) 상에는 제1 밸브(314)가 배치될 수 있다. 일 예로, 제1 밸브(314)는 개폐 밸브일 수 있다. 제1 밸브(314)는 제1 가스의 공급량을 조절할 수 있다. 제1 밸브(314)가 열린 상태에서는 제1 가스 공급부(310)로부터의 제1 가스가 팬 필터 유닛(120)을 통해 이송 프레임(110) 내부로 유입될 수 있다. 또한, 제1 밸브(314)가 닫힌 상태에서는 이송 프레임(110) 내부로의 제1 가스 유입이 완전히 차단될 수 있다. 즉, 제1 밸브(314)는 개폐 상태에 따라서 제1 가스의 이송 프레임(110) 내부로의 유입량을 제어할 수 있고, 제1 밸브(314)는 공급 제어부(330)에 의하여 제어될 수 있다. 이때, 제1 가스는 습도가 낮은 클린 드라이 에어(Clean Dry air, CDA)일 수 있고, 제2 필터(123)에 의하여 필터링되어 파티클 및 수분 등이 제거된 상태로 이송 프레임(110) 내부로 공급될 수 있다. 제1 가스로 일반 공기가 아닌 클린 드라이 에어(Clean Dry Air)를 사용함에 따라, 이송 프레임(110) 내부의 습도를 일정 수준으로 유지할 수 있다.
제2 가스 공급부(320)는 제2 가스 공급 라인(322)을 통해 팬 필터 유닛(120)과 연결될 수 있다. 제2 가스 공급 라인(322) 상에는 제2 밸브(324)가 배치될 수 있다. 일 예로, 제2 밸브(324)는 개폐 밸브일 수 있다. 제2 밸브(324)는 제2 가스의 공급량을 조절할 수 있다. 제2 밸브(324)가 열린 상태에서는 제2 가스 공급부(320)로부터의 제2 가스가 팬 필터 유닛(120)을 통해 이송 프레임(110) 내부로 유입될 수 있다. 또한, 제2 밸브(324)가 닫힌 상태에서는 이송 프레임(110) 내부로의 제2 가스 유입이 완전히 차단될 수 있다. 즉, 제2 밸브(324)는 개폐 상태에 따라서 제2 가스의 이송 프레임(110) 내부로의 유입량을 제어할 수 있고, 제2 밸브(324)는 공급 제어부(330)에 의하여 제어될 수 있다. 이때, 제2 가스는 비활성 기체일 수 있고, 제2 필터(123)에 의하여 필터링되어 파티클 및 수분 등이 제거된 상태로 이송 프레임(110) 내부로 공급될 수 있다. 일 예로, 제2 가스는 질소(Nitrogen)일 수 있다.
공급 제어부(330)는 이송 프레임(110)의 상태에 따라 이송 프레임(110) 내부로 공급되는 가스의 종류를 제어할 수 있다. 공급 제어부(330)는 제1 밸브(314) 및 제2 밸브(324)와 연결될 수 있다.
일 예로, 이송 프레임(110)이 밀폐 상태인 경우, 공급 제어부(330)는 제1 밸브(314)를 폐쇄 상태로 유지하고, 제2 밸브(324)를 개방 상태로 유지함으로써 이송 프레임(110) 내부로 제2 가스가 공급되도록 제어한다. 이에 따라, 이송 프레임(110) 내부에는 제2 가스에 의한 기류가 형성될 수 있다.
반면, 이송 프레임(110)에 대한 유지 보수 작업을 수행하기 위하여, 작업자가 이송 프레임(110) 내부로 진입해야하는 경우, 밀폐 상태의 이송 프레임(110)을 개방해야 한다. 이때, 공급 제어부(330)는 제2 밸브(324)를 폐쇄하고, 제1 밸브(314)를 개방하여 이송 프레임(110) 내부의 기류를 치환할 수 있다. 이송 프레임(110) 내부의 기류가 치환되는 때, 배기 유닛(140)에 의한 배기 과정이 수행됨으로써 이송 프레임(110) 내부의 제2 가스가 배기될 수 있다. 배기 과정이 모두 완료되면, 이송 프레임(110) 내부에는 제1 가스에 의한 기류가 형성될 수 있다. 이에 따라 이송 프레임(110) 내부는 작업자가 작업 가능한 환경으로 유지될 수 있다.
이송 프레임(110)에 대한 유지 보수 작업이 완료되면, 대기 개방 상태의 이송 프레임(110)을 다시 밀폐 상태로 전환해야 한다. 이때, 공급 제어부(330)는 제1 밸브(314)를 폐쇄하고 제2 밸브(312)를 다시 개방하여 이송 프레임(110) 내부의 제1 가스에 의한 기류를 제2 가스에 의한 기류로 치환할 수 있다. 기류 치환 과정에서는, 배기 유닛(140)에 의한 배기 과정이 수행됨으로써 이송 프레임(110) 내부의 기존 공기가 배기될 수 있다. 배기 과정이 모두 완료되면, 밀폐된 이송 프레임(110) 내부에는 제2 가스에 의한 기류가 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기판 이송 모듈의 습도 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 기판 이송 모듈의 습도 제어 방법은 기판 이송 공간 내부로 제1 가스를 공급하는 제1 가스 공급 단계(S100)와, 기판 이송 공간 내부로 제2 가스를 공급하는 제2 가스 공급 단계(S200) 및 기판 이송 공간 내부 기류를 치환하는 기류 치환 단계(S300)를 포함할 수 있다.
기판 이송 공간은 전술한 이송 프레임(110)의 내부 공간을 뜻하며, 제1 가스 공급 단계(S100)와 제2 가스 공급 단계(S200)는 교차로 수행될 수 있다.
제1 가스 공급 단계(S100)는 기판 이송 공간이 밀폐된 상태에서 수행될 수 있다. S100 단계에 의하면 밀폐된 기판 이송 공간 내부에는 제1 가스에 의한 기류가 형성될 수 있다. 제1 가스는 비활성 기체일 수 있고, 예를 들어 제1 가스는 질소일 수 있다. 기판 이송 공간으로 공급되는 질소에 의하여 기판 이송 공간의 습도는 기판에 대한 오염이 발생하지 않는 일정 수준 이하의 습도로 유지될 수 있다.
제2 가스 공급 단계(S200)는 밀폐된 기판 이송 공간이 개방된 상태에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 제2 가스 공급 단계(S200)는 기판 이송 공간을 유지 보수해야하는 때 수행될 수 있다. S200 단계에 의하면, 기판 이송 공간 내부에는 제2 가스에 의한 기류가 형성될 수 있다. 제2 가스는 제2 가스는 습도가 낮은 클린 드라이 에어(Clean Dry Air)일 수 있다. 제2 가스 공급 단계(S200)에 의하여 작업자가 기판 이송 공간으로 진입할 수 있는 환경이 구축될 수 있다. 또한, 제1 가스가 일반 공기가 아닌 클린 드라이 에어(Clean Dry Air)로 치환됨에 따라 이송 공간 내 습도를 일정 수준으로 유지할 수 있다.
기류 치환 단계(S300)는 기판 이송 공간 내부 기류를 치환하기 위하여 수행될 수 있다. 기류 치환 단계(S300)는 기판 이송 공간 내부를 배기하는 배기 단계를 포함할 수 있다. 기류 치환 단계(S300)는 제1 가스 공급 단계(S100)와 제2 가스 공급 단계(S200)의 전환 단계에서 수행될 수 있다. 기류 치환 단계(S300)는 제1 가스 공급 단계(S100)와 제2 가스 공급 단계(S200)중 전속으로 수행되는 단계가 중단된 후 수행되며, 후속으로 수행되는 단계와 동시에 시작될 수 있다.
예를 들어, 기류 치환 단계(S300)는 제1 가스 공급 단계(S100)에서 제2 가스 공급 단계(S200)로의 전환 단계에서 수행될 수 있다. 즉, 밀폐된 기판 이송 공간을 개방하는 때 수행될 수 있다. 이때, 기류 치환 단계(S300)는 제1 가스 공급 단계(S100)가 중단된 후 제2 가스 공급 단계(S200)와 함께 수행될 수 있다. 이에 따라, 이송 공간 내부에 존재하던 제1 가스가 배기되는 동시에 제2 가스가 이송 공간 내부로 공급되고, 이에 따라 이송 공간 내부가 제2 가스에 의한 기류로 치환될 수 있다.
또는, 기류 치환 단계(S300)는 제2 가스 공급 단계(S200) 에서 제1 가스 공급 단계(S100)로의 전환 단계에서 수행될 수 있다. 즉, 개방된 기판 이송 공간을 밀폐하는 때 수행될 수 있다. 이때, 기류 치환 단계(S300)는 제2 가스 공급 단계(S200)가 중단된 후 제1 가스 공급 단계(S100)와 함께 수행될 수 있다. 이에 따라, 이송 공간 내부에 존재하던 제2 가스가 배기되는 동시에 제1 가스가 이송 공간 내부로 공급되고, 이에 따라 이송 공간 내부가 제1 가스에 의한 기류로 치환될 수 있다.
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.
10: 기판 이송 모듈
12: 로드 포트
13: 인덱스 로봇
110: 이송 프레임
120: 팬 필터 유닛
300: 습도 제어 유닛

Claims (9)

  1. 처리 공간으로 기판을 이송하기 위한 이송 공간을 제공하는 이송 프레임;
    상기 이송 프레임 내부를 배기하는 배기 유닛; 및
    상기 이송 프레임 내부의 습도를 제어하기 위한 습도 제어 유닛을 포함하고,
    상기 습도 제어 유닛은,
    상기 이송 프레임 내부로 제1 가스를 공급하는 제1 가스 공급부와;
    상기 제1 가스 공급부에 연결된 제1 밸브와;
    상기 이송 프레임 내부로 제2 가스를 공급하는 제2 가스 공급부와;
    상기 제2 가스 공급부에 연결된 제2 밸브와;
    상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브를 제어하여 상기 이송 공간으로 제1 가스 또는 제2 가스를 공급하는 공급 제어부를 포함하는 기판 이송 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공급 제어부는,
    상기 이송 프레임이 밀폐 상태인 경우 상기 제1 밸브의 폐쇄 상태와 상기 제2 밸브의 개방 상태를 유지하는 기판 이송 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 공급 제어부는,
    상기 밀폐된 이송 프레임을 개방하는 경우 상기 제2 밸브를 폐쇄하고 상기 제1 밸브를 개방하는 기판 이송 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가스는 습도가 낮은 클린 드라이 에어(Clean Dry Air) 이고,
    상기 제2 가스는 불활성 기체인 기판 이송 모듈.
  5. 기판 이송 모듈이 기판을 이송하는 이송 공간 내부의 습도를 목표값 이하로 유지하는 방법으로서,
    상기 이송 공간으로 제1 가스를 공급하는 제1 가스 공급 단계;
    상기 이송 공간으로 제2 가스를 공급하는 제2 가스 공급 단계;
    상기 이송 공간 내부 기류를 치환하는 기류 치환 단계;를 포함하는 기판 이송 모듈의 습도 제어 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 가스 공급 단계와 상기 제2 가스 공급 단계는 교차로 수행되고,
    상기 치환 단계는 제1 가스 공급 단계와 상기 제2 가스 공급 단계 중 적어도 하나의 단계와 함께 수행되는 기판 이송 모듈의 습도 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 치환 단계는 상기 이송 공간 내부를 배기하는 배기 단계를 포함하는 기판 이송 모듈의 습도 제어 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제1 가스 공급 단계는 상기 이송 공간이 밀폐된 상태에서 수행되고,
    상기 제2 공급 단계는 상기 이송 공간이 개방된 상태에서 수행되는 기판 이송 모듈의 습도 제어 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 제1 가스는 습도가 낮은 클린 드라이 에어(Clean Dry Air)이고,
    상기 제2 가스는 불활성 가스인 기판 이송 모듈의 습도 제어 방법.
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