KR20240044112A - 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치 - Google Patents

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KR20240044112A
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Abstract

본 발명은 로드포트모듈에서 웨이퍼 용기의 내부에 설치되어 웨이퍼의 온도와 습도를 측정하는 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치에 관한 것으로서, 웨이퍼 용기의 내부에 설치되는 지그부와, 이 지그부의 하부에 설치되는 센서 보드부와, 웨이퍼의 온도와 습도를 측정하는 센서부와, 웨이퍼의 온도와 습도를 실시간으로 제공하는 웨이퍼 보드부와, 외부와 무선으로 통신하며 전원을 제공하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은 온도와 습도를 실시간으로 측정하고 무선으로 통신함으로써, 웨이퍼 용기의 내부공간의 온도와 습도를 실시간으로 확보하여 실시간으로 온도와 습도를 제어하는 동시에 제어 정확도를 증가시킬 수 있고 웨이퍼 용기의 처리공정의 처리효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

Description

웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치{APPARATUS FOR SENSING TEMPERATURE AND HUMIDITY OF FOUP}
본 발명은 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 로드포트모듈에서 웨이퍼 용기의 내부에 설치되어 웨이퍼의 온도와 습도를 측정하는 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치에 관한 것이다.
반도체 제조 공정에 있어서 웨이퍼 및 이에 형성되는 반도체 소자는 고정밀도의 물품으로, 보관 및 운반 시 외부의 오염 물질과 충격으로부터 손상되지 않도록 주의해야 한다. 특히, 웨이퍼의 보관 및 운반의 과정에서 그 표면이 먼지, 수분, 각종 유기물 등과 같은 불순물에 의해 오염되지 않도록 관리가 필요하다.
종래에는 반도체의 제조 수율 및 품질의 향상을 위하여, 클린룸(clean room) 내에서의 웨이퍼의 처리가 이루어지곤 하였다. 그러나 소자의 고집적화, 미세화, 웨이퍼의 대형화가 진행됨에 따라, 비교적 큰 공간인 클린룸을 관리하는 것이 비용적으로도 기술적으로도 곤란해져 왔다.
이에 최근에는 클린룸 내 전체의 청정도를 향상시키는 대신, 웨이퍼 주위의 국소적인 공간에 대하여 집중적으로 청정도를 향상시키는 국소환경(mini-environment)의 청정 방식이 적용된다.
한편, 반도체 제조 공정은 식각, 증착, 에칭과 같은 다양한 단위 공정들이 순차적으로 반복된다. 각 공정 처리 과정에서 웨이퍼 상에 이물질 또는 오염 물질이 잔존하게 되어 불량이 발생하거나 반도체 공정 수율이 낮아지는 문제가 있었다.
따라서 반도체 공정에 있어서, 웨이퍼는 여러 프로세스 챔버 또는 반도체처리 공간으로 이송되는데 이때, 웨이퍼를 하나의 처리 공간에서 다른 처리 공간으로 이송시키는 동안 웨이퍼에 이물질이나 오염 물질이 부착되는 것을 최소화하기 위한 다양한 수단이 구비되어 있다.
EFEM(Equipment Front End Module)을 포함하는 반도체 공정장치는, 도 1에 나타낸 바와 같이 로드포트모듈(110; LPM(Load Port Module)), 웨이퍼 용기(120; FOUP(Front Opening Unified Pod)), 팬필터유닛(130; FFU(Fan Filter Unit)) 및 웨이퍼 반송실(140)을 포함하여 이루어져 있다.
웨이퍼를 고청정한 환경에서 보관하기 위하여 개구 통합형 포드(Front-Opening Unified Pod ; FOUP)라는 웨이퍼 용기(120)가 사용되며, 웨이퍼 용기(120) 에서 반도체 처리공간으로 웨이퍼가 이동하는 경로에 웨이퍼 반송실(140)이 형성되고, 웨이퍼 반송실(140)은 팬필터유닛(130)에 의하여 청정한 공간으로 유지된다.
웨이퍼 반송실(140) 내에 설치된 아암 로봇 등의 웨이퍼 반송수단에 의해, 웨이퍼 용기(120) 내의 웨이퍼가 로드포트모듈(110) 를 통하여 웨이퍼 반송실(140) 내로 반출되거나 또는 웨이퍼 반송실(140)로부터 웨이퍼 용기(120) 내에 장착할 수 있도록 구성된다.
로드포트모듈(110)의 도어와 웨이퍼 용기(120)의 전방면에 설치된 도어가 밀착된 상태에서 동시에 개방되고, 개방된 영역을 통하여 웨이퍼가 반출되거나 또는 장착된다.
일반적으로, 반도체 처리 공정을 거친 웨이퍼 표면에는 공정 후 발생하는 퓸 (Fume)이 잔류하고 이에 의해 화학반응 발생되어 반도체 웨이퍼의 생산성을 저하시키는 원인으로 작용한다.
나아가 웨이퍼의 반출 또는 장착을 위하여 웨이퍼 용기(120)의 도어가 오픈된 경우, 웨이퍼 용기(120)의 내부의 퍼지 가스 농도는 일정 수준 유지되도록 제어되고 웨이퍼 용기 내로 유입된 외기는 필터링되도록 동작한다.
하지만, 웨이퍼 용기(120) 내부로 유입된 외기에 의해 웨이퍼 용기(120)의 내부에 일부 필터링되지 않은 공기가 존재하게 되고, 웨이퍼 반송실(140)의 대기 환경은 미립자가 제어된 청정 공기이기는 하지만 산소, 수분 등이 포함되어 있고, 이러한 공기가 웨이퍼 용기(120)의 내부로 유입되어 내부 습도가 상승하게 되면 웨이퍼의 표면이 외기에 함유된 수분 또는 산소에 의해 산화될 가능성이 있다.
따라서, 웨이퍼 반송실(140)로부터 웨이퍼 용기(120)로 외기가 유입되는 것을 효과적으로 차단할 수 있는 수단으로서, 종래에는 로드포트모듈(110)과 웨이퍼 용기(120)의 덮개의 개폐에 의해 이중의 도어 개폐 수단을 구비함으로써 외기를 차단할 수는 있으나, 상하 방향으로 슬라이딩 이동하는 도어 부재를 구비함으로써 로드 포트의 구성이 상당히 복잡해지는 문제가 있었다.
그 뿐만 아니라, 도어 부재를 상하로 이동시켜 외기를 차단함에 따라, 웨이퍼의 반출 및 장착에 소요되는 시간이 상당히 증가하게 되고, 이로 인해 웨이퍼 용기의 내부 습도가 변화되어 반도체의 제조 수율의 감소로 이어지게 되는 문제점이 있었다.
특히, 웨이퍼 용기(120)에서 웨이퍼가 출입하는 출입구에서 외기가 웨이퍼 용기(120)의 내부로 유입되어 출입구에서 내부 습도가 상승하게 되면 웨이퍼의 표면이 외기에 함유된 수분 또는 산소에 의해 손상되어 수율이 저하되는 문제도 있었다.
즉, 최근 반도체 공정에서 습도의 중요성이 강조 되고 있고, EFEM 설비의 로드포트모듈(110)과 웨이퍼 용기(120)의 내부의 웨이퍼(Wafer)는 공정대기 또는 공정 진행중에 있어서 40~50 RH%의 작업환경 내의 H2O와 O2로 인해 웨이퍼(Wafer)의 표면에 자연 산화막을 성장시켜 반도체 소자 특성에 해를 끼치고 생산성을 저하 시키는 등의 악영향을 끼친다.
이러한 드포트모듈(110)과 웨이퍼 용기(120)의 내부 분위기를 제어하도록 내부공간의 온도와 습도를 측정해야 하나, 종래의 측정장치는 센서지그로 데이터를 측정한 후에 회수하여 PC에서 데이터를 다운로드 할 수 있으며 센서지그의 개별로 데이터를 각각 유선으로 연결하여 다운로드해서 데이터를 획득해야 하는 불편이 있었다.
또한, 종래의 측정장치의 센서지그는 웨이퍼의 국소 부위에만 설치하여 다양한 부위의 데이터 측정이 어렵고, 웨이퍼의 형상과 상이하여 웨이퍼의 표면과 똑같은 부위에 대한 온도와 습도의 측정이 어렵다는 문제도 있었다.
대한민국 공개특허 제10-2019-0048205호 (2019년05월09일) 대한민국 등록특허 제10-2236844호 (2021년04월06일) 대한민국 등록특허 제10-2256132호 (2021년05월25일)
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 센서부에서 측정된 웨이퍼 용기의 온도와 습도를 실시간으로 제공하고 측정데이터를 무선으로 통신하는 웨이퍼 보드부와 제어부를 구비함으로써, 웨이퍼 용기의 내부공간의 온도와 습도를 실시간으로 확보하여 실시간으로 온도와 습도를 제어하는 동시에 제어 정확도를 증가시킬 수 있고 웨이퍼 용기의 처리공정의 처리효율을 향상시킬 수 있는 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 지그부로서 웨이퍼 용기의 내부에 장착되는 웨이퍼와 대등한 형상으로 형성된 지그프레임을 구비함으로써, 웨이퍼의 다양한 부위에 대응하는 부위에서 온도와 습도를 측정하여 측정 정밀도를 향상시키는 동시에 온도와 습도를 효율적으로 관리할 수 있는 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 센서 보드부와 센서부를 웨이퍼의 전후좌우 및 중앙과 대각부위 등의 다양한 위치에 배치함으로써, 웨이퍼의 전체부위에 대한 다양한 측정데이터를 신속하게 획득하는 동시에 실질적인 웨이퍼 표면의 온도와 습도의 변화를 확인할 수 있는 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 웨이퍼 보드부로서 저장수단과 통신수단과 제어수단을 구비함으로써, 센서지그에 블루투스 통신모듈을 장착하여 실시간으로 PC에서 측정데이터를 확인하고 저장할 수 있고 웨이퍼 용기의 내부의 온도 및 습도를 효율적으로 관리할 수 있는 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 제어부로서 제어보드와 송수신 수단과 연결수단을 구비함으로써, 지그전원으로 USB 소켓으로 충전 가능한 충전밧데리 또는 화학 밧데리를 사용할 수 있고 제어보드에 블루투스 통신모듈을 장착하여 외부의 PC에서 측정데이터를 저장해서 그래프로 시각화 할 수 있고 인터넷을 통해 자료를 공유할 수 있는 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 로드포트모듈에서 웨이퍼 용기의 내부에 설치되어 웨이퍼의 온도와 습도를 측정하는 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치로서, 웨이퍼 용기의 내부에 설치되는 지그부(10); 상기 지그부(10)의 하부에 설치되는 센서 보드부(20); 상기 지그부(10)의 상부에 설치되되 상기 센서 보드부(20)에 연결되어 웨이퍼의 온도와 습도를 측정하는 센서부(30); 상기 지그부(10)의 하부에 설치되되 상기 센서 보드부(20)와 연결되어, 상기 센서부(30)에서 측정된 웨이퍼의 온도와 습도를 실시간으로 제공하는 웨이퍼 보드부(40); 및 상기 지그부(10)의 하부에 설치되되 상기 웨이퍼 보드부(40)와 연결되어, 외부와 무선으로 통신하며 전원을 제공하는 제어부(50);를 포함하고, 상기 센서부(30)는, 상기 지그부(10)의 후방에 설치된 제1 센서; 상기 지그부(10)의 전방에 설치된 제2 센서; 상기 지그부(10)의 일측방에 설치된 제3 센서; 상기 지그부(10)의 타측방에 설치된 제4 센서; 상기 지그부(10)의 중앙부위에 설치된 제5 센서; 상기 지그부(10)의 후방과 일측방 사이에 설치된 제6 센서; 상기 지그부(10)의 후방과 타측방 사이에 설치된 제7 센서; 상기 지그부(10)의 전방과 일측방 사이에 설치된 제8 센서; 및 상기 지그부(10)의 전방과 타측방 사이에 설치된 제9 센서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 지그부(10)는, 웨이퍼 용기의 내부에 설치되도록 웨이퍼와 대등한 형상으로 형성된 지그프레임; 및 상기 지그프레임의 내부에 설치되는 지그베이스;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 센서 보드부(20)는, 상기 지그부(10)의 후방에 설치된 제1 센서보드; 상기 지그부(10)의 전방에 설치된 제2 센서보드; 상기 지그부(10)의 일측방에 설치된 제3 센서보드; 상기 지그부(10)의 타측방에 설치된 제4 센서보드; 상기 지그부(10)의 중앙부위의 일방에 설치된 제5 센서보드; 및 상기 지그부(10)의 중앙부위의 타방에 설치된 제5 센서보드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 웨이퍼 보드부(40)는, 상기 지그부(10)의 하부 중앙부위에 설치되는 웨이퍼 보드; 상기 웨이퍼 보드의 일방에 설치되어, 측정결과 데이터를 저장하는 저장수단; 상기 웨이퍼 보드의 타방에 설치되어, 외부와 측정결과 데이터를 통신하는 통신수단; 및 상기 웨이퍼 보드의 일단에 설치되어, 상기 저장수단과 상기 통신수단의 동작을 제어하는 제어수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 센서부에서 측정된 웨이퍼 용기의 온도와 습도를 실시간으로 제공하고 측정데이터를 무선으로 통신하는 웨이퍼 보드부와 제어부를 구비함으로써, 웨이퍼 용기의 내부공간의 온도와 습도를 실시간으로 확보하여 실시간으로 온도와 습도를 제어하는 동시에 제어 정확도를 증가시킬 수 있고 웨이퍼 용기의 처리공정의 처리효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 지그부로서 웨이퍼 용기의 내부에 장착되는 웨이퍼와 대등한 형상으로 형성된 지그프레임을 구비함으로써, 웨이퍼의 다양한 부위에 대응하는 부위에서 온도와 습도를 측정하여 측정 정밀도를 향상시키는 동시에 온도와 습도를 효율적으로 관리할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 센서 보드부와 센서부를 웨이퍼의 전후좌우 및 중앙과 대각부위 등의 다양한 위치에 배치함으로써, 웨이퍼의 전체부위에 대한 다양한 측정데이터를 신속하게 획득하는 동시에 실질적인 웨이퍼 표면의 온도와 습도의 변화를 확인할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 웨이퍼 보드부로서 저장수단과 통신수단과 제어수단을 구비함으로써, 센서지그에 블루투스 통신모듈을 장착하여 실시간으로 PC에서 측정데이터를 확인하고 저장할 수 있고 웨이퍼 용기의 내부의 온도 및 습도를 효율적으로 관리할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 제어부로서 제어보드와 송수신 수단과 연결수단을 구비함으로써, 지그전원으로 USB 소켓으로 충전 가능한 충전밧데리 또는 화학 밧데리를 사용할 수 있고 제어보드에 블루투스 통신모듈을 장착하여 외부의 PC에서 측정데이터를 저장해서 그래프로 시각화 할 수 있고 인터넷을 통해 자료를 공유할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치가 설치된 로드포트모듈을 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치가 설치된 웨이퍼 용기를 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치가 설치된 웨이퍼 용기의 상태를 나타내는 측면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치가 설치된 웨이퍼 용기의 상태를 나타내는 평면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치가 설치된 로드포트모듈의 상태를 나타내는 상태도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치를 나타내는 저면도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치를 나타내는 상면도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치의 웨이퍼 보드부의 하부를 나타내는 구성도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치의 웨이퍼 보드부의 상부를 나타내는 구성도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치를 나타내는 측면도.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치의 측정예를 나타내는 그래프.
도 12는 종래의 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치의 측정예를 나타내는 그래프.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치가 설치된 로드포트모듈을 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치가 설치된 웨이퍼 용기를 나타내는 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치가 설치된 웨이퍼 용기의 상태를 나타내는 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치가 설치된 웨이퍼 용기의 상태를 나타내는 평면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치가 설치된 로드포트모듈의 상태를 나타내는 상태도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치를 나타내는 저면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치를 나타내는 상면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치의 웨이퍼 보드부의 하부를 나타내는 구성도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치의 웨이퍼 보드부의 상부를 나타내는 구성도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치를 나타내는 측면도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치의 측정예를 나타내는 그래프이고, 도 12는 종래의 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치의 측정예를 나타내는 그래프이다.
본 실시예의 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치가 장착되는 로드포트모듈의 웨이퍼 용기를 구비한 반도체 공정장치는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 로드포트모듈(110; LPM(Load Port Module)), 웨이퍼 용기(120; FOUP(Front Opening Unified Pod)), 팬필터유닛(130; FFU(Fan Filter Unit)) 및 웨이퍼 반송실(140)을 포함하여 이루어져, 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치가 장착된 웨이퍼 용기를 구비한 EFEM(Equipment Front End Module)으로 이루어질 수 있다.
로드포트모듈(110; LPM)은, 반도체 제조용 웨이퍼를 담아두는 웨이퍼 용기(120; FOUP(Front Opening Universal Pod))의 도어(111)를 열거나 닫으면서 웨이퍼가 반송될 수 있도록 해주는 장치이다.
이러한 로드포트모듈(110; LPM)은, 스테이지 유닛에 웨이퍼 용기(120; FOUP(Front Opening Unified Pod))가 장착되면 웨이퍼 용기(120)의 내부로 질소가스를 주입하고, 웨이퍼 용기(120)의 내부의 오염물질을 웨이퍼 용기(120)의 외부로 배출하여 웨이퍼 용기(120)의에 저장되어 이송되는 웨이퍼가 오염물질로 인하여 훼손되는 것을 방지하는 구성이다.
웨이퍼 용기(120)는 내부에 복수의 웨이퍼가 적재되는 적재공간이 형성되고, 도어가 개방되며 웨이퍼가 반출되도록 하거나 또는 장착되도록 한다. 이러한 웨이퍼 용기(120)는 개구 통합형 포드(Front-Opening Unified Pod ; FOUP)로 이루어질 수 있다.
팬필터유닛(130)은, 웨이퍼 반송실(140)의 상부에 설치되며, 퓸과 같은 분자성 오염 물질, 먼지와 같은 미립자가 제거함으로써 웨이퍼 반송실(140) 내의 공기를 청정하게 유지한다. 통상 웨이퍼 반송실(140) 내의 공기의 흐름은 팬필터유닛(130)이 설치된 상부에서 하부로 형성된다.
웨이퍼 반송실(140)은, 복수의 웨이퍼가 적재되는 웨이퍼 용기(120)와, 반도체 공정에 의해 웨이퍼가 처리되는 처리공간(미도시)의 사이에 형성되는 공간으로서, 웨이퍼 반송실(140)은 웨이퍼를 하나의 처리 공간에서 다른 처리 공간으로 반송로봇 등의 이송수단에 의해 이송되는 동안 웨이퍼에 이물질이나 오염 물질이 부착되는 것을 최소화하기 위하여 청정한 공간으로 유지하게 된다.
도 2 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치는, 지그부(10), 센서 보드부(20), 센서부(30), 웨이퍼 보드부(40) 및 제어부(50)를 포함하여 이루어져, 로드포트모듈에서 웨이퍼 용기의 내부에 설치되어 웨이퍼의 온도와 습도를 측정하는 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치이다.
지그부(10)는, 웨이퍼 용기(120)의 내부에 설치되어 장착되는 지그부재로서, 웨이퍼 용기(120)의 내부에 형성되어 웨이퍼가 상하로 적재되는 복수개의 슬롯 중 일방의 슬롯에 삽입되어 장착되며, 도 6 및 도 10에 나타낸 바와 같이 지그프레임(11), 지그베이스(12), 충전단자(13) 및 전원스위치(14)로 이루어져 있다.
지그프레임(11)은, 웨이퍼 용기(120)의 내부에 설치된 슬롯에 삽입되어 장착되도록 웨이퍼와 대등한 원형이나 원판 형상으로 형성된 프레임부재로서, 웨이퍼와 같이 슬롯에 삽입 및 장착이 용이하도록 둘레부위가 외향으로 확장 형성되어 있다.
지그베이스(12)는, 지그프레임(11)의 내부에 설치되는 베이스부재로서, 지그프레임(11)의 내부에 센서 보드부(20), 센서부(30), 웨이퍼 보드부(40) 및 제어부(50) 등과 같은 각종 수단들이 설치되는 평판 형상의 베이스 플레이트로 이루어져 있다.
충전단자(13)는, 지그프레임(11)의 일방에 설치되는 단자부재로서, 센서 보드부(20), 센서부(30), 웨이퍼 보드부(40) 및 제어부(50) 등에 전원을 공급하는 충전지나 배터리 등의 전원수단을 외부의 전원으로부터 충전시키게 된다.
전원스위치(14)는, 지그프레임(11)의 타방에 설치되는 전원 개폐부재로서, 센서 보드부(20), 센서부(30), 웨이퍼 보드부(40) 및 제어부(50) 등에 전원을 공급하는 충전지나 배터리 등의 전원수단의 통전을 개폐하게 된다.
센서 보드부(20)는, 지그부(10)의 하부에 설치되되 센서부(30)가 각각 연결되는 보드부재로서, 도 6 및 도 8에 나타낸 바와 같이 제1 센서보드(21), 제2 센서보드(22), 제3 센서보드(23), 제4 센서보드(24), 제5 센서보드(25) 및 제6 센서보드(26)로 이루어져 있다.
제1 센서보드(21)는, 지그부(10)의 후방에 설치된 센서보드로서, 인접한 슬롯에 배치된 웨이퍼의 후방부위에 대한 기류의 온도와 습도를 측정하는 제1 센서(31)가 연결되어 있다.
제2 센서보드(22)는, 지그부(10)의 전방에 설치된 센서보드로서, 인접한 슬롯에 배치된 웨이퍼의 전방부위에 대한 기류의 온도와 습도를 측정하는 제2 센서(32)가 연결되어 있다.
제3 센서보드(23)는, 지그부(10)의 일측방에 설치된 센서보드로서, 인접한 슬롯에 배치된 웨이퍼의 일측방부위에 대한 기류의 온도와 습도를 측정하는 제3 센서(33)가 연결되어 있다.
제4 센서보드(24)는, 지그부(10)의 타측방에 설치된 센서보드로서, 인접한 슬롯에 배치된 웨이퍼의 타측방부위에 대한 기류의 온도와 습도를 측정하는 제4 센서(34)가 연결되어 있다.
제5 센서보드(25)는, 지그부(10)의 중앙부위의 일방에 설치된 센서보드로서, 인접한 슬롯에 배치된 웨이퍼의 중앙부위에 대한 기류의 온도와 습도를 측정하는 제5 센서(35)가 연결되어 있다.
제5 센서보드(25)는, 지그부(10)의 중앙부위의 일방에 설치된 센서보드로서, 인접한 슬롯에 배치된 웨이퍼의 대각선 방향의 외곽부위에 대한 기류의 온도와 습도를 측정하는 제6 센서(36) 내지 제9 센서(39)가 연결되어 있다.
센서부(30)는, 지그부(10)의 상부에 설치되되 센서 보드부(20)에 각각 연결되어 복수매의 웨이퍼가 장착된 웨이퍼 용기 내부에 흐르는 기류의 온도와 습도를 측정하는 센서부재로서, 도 7 및 도 9에 나타낸 바와 같이 제1 센서(31), 제2 센서(32), 제3 센서(33), 제4 센서(34), 제5 센서(35), 제6 센서(36), 제7 센서(37), 제8 센서(38) 및 제9 센서(39)로 이루어져 있다.
따라서, 이러한 센서부(30)는, 웨이퍼의 후방부위와 전방부위와 일측방부위와 타측방부위와 중앙부위와 전방과 일측방 사이부위와 전방과 타측방 사이부위와 후방과 일측방 사이부위와 후방과 타측방 사이부위의 총 9개 부위에 대한 웨이퍼 용기 내부에 흐르는 기류의 온도와 습도를 측정할 수 있게 된다.
제1 센서(31)는, 지그부(10)의 전방에 설치된 센서부재로서, 제1 센서보드(21)에 연결되어 인접한 슬롯에 배치된 웨이퍼의 후방부위에 대한 웨이퍼 용기 내부에 흐르는 기류의 온도와 습도를 측정하게 된다.
제2 센서(32)는, 지그부(10)의 후방에 설치된 센서부재로서, 제2 센서보드(22)에 연결되어 인접한 슬롯에 배치된 웨이퍼의 전방부위에 대한 웨이퍼 용기 내부에 흐르는 기류의 온도와 습도를 측정하게 된다.
제3 센서(33)는, 지그부(10)의 일측방에 설치된 센서부재로서, 제3 센서보드(23)에 연결되어 인접한 슬롯에 배치된 웨이퍼의 일측방부위에 대한 웨이퍼 용기 내부에 흐르는 기류의 온도와 습도를 측정하게 된다.
제4 센서(34)는, 지그부(10)의 타측방에 설치된 센서부재로서, 제4 센서보드(24)에 연결되어 인접한 슬롯에 배치된 웨이퍼의 타측방부위에 대한 웨이퍼 용기 내부에 흐르는 기류의 온도와 습도를 측정하게 된다.
제5 센서(35)는, 지그부(10)의 중앙부위에 설치된 센서부재로서, 제5 센서보드(25)에 연결되어 인접한 슬롯에 배치된 웨이퍼의 중앙부위에 대한 웨이퍼 용기 내부에 흐르는 기류의 온도와 습도를 측정하게 되며, 상부에는 제5 센서모듈이 설치되어 있고 하부에는 센서지그가 설치되어 있다.
제6 센서(36)는, 지그부(10)의 전방과 일측방 사이에 설치된 센서부재로서, 제6 센서보드(26)에 연결되어 인접한 슬롯에 배치된 웨이퍼의 전방과 일측방 사이의 부위에 대한 웨이퍼 용기 내부에 흐르는 기류의 온도와 습도를 측정하게 된다.
제7 센서(37)는, 지그부(10)의 전방과 타측방 사이에 설치된 센서부재로서, 제6 센서보드(26)에 연결되어 인접한 슬롯에 배치된 웨이퍼의 전방과 타측방 사이의 부위에 대한 웨이퍼 용기 내부에 흐르는 기류의 온도와 습도를 측정하게 된다.
제8 센서(38)는, 지그부(10)의 후방과 일측방 사이에 설치된 센서부재로서, 제6 센서보드(26)에 연결되어 인접한 슬롯에 배치된 웨이퍼의 후방과 일측방 사이의 부위에 대한 웨이퍼 용기 내부에 흐르는 기류의 온도와 습도를 측정하게 된다.
제9 센서(39)는, 지그부(10)의 후방과 타측방 사이에 설치된 센서부재로서, 제6 센서보드(26)에 연결되어 인접한 슬롯에 배치된 웨이퍼의 후방과 타측방 사이의 부위에 대한 웨이퍼 용기 내부에 흐르는 기류의 온도와 습도를 측정하게 된다.
이러한 센서부(30)로는 웨이퍼의 온도와 습도를 측정하는 온도센서와 습도센서 뿐만 아니라 산소량이나 질소량의 체크가 가능한 센서를 더 포함하여 이루어지는 것이 가능하고, 산소량이나 질소량의 설정 범위 벗어날 경우에 알람을 제공하는 기능을 포함하는 것도 가능함은 물론이다.
이러한 센서부(30)에 의하면 웨이퍼의 온도와 습도에 대한 측정결과로서 도 11에 나타낸 바와 같이 웨이퍼의 전후좌우 및 중앙과 대각부위 등의 다양한 위치에서 정밀한 측정이 가능하게 되며, 종래의 센서부에서 웨이퍼의 온도와 습도에 대한 측정결과인 도 12와 비교해서 측정정밀도의 차이를 나타내게 된다.
웨이퍼 보드부(40)는, 지그부(10)의 하부에 설치되되 센서 보드부(20)와 연결되어 센서부(30)에서 측정된 웨이퍼의 온도와 습도를 실시간으로 제공하는 보드부재로서, 웨이퍼 보드, 저장수단, 통신수단 및 제어수단으로 이루어져 있다.
웨이퍼 보드는, 지그부(10)의 하부 중앙부위에 설치되는 보드부재로서, PCB(PRINTED CIRCUIT BOARD) 등과 같은 회로보드로 이루어져 센서부(30)에서 측정된 웨이퍼의 온도와 습도를 실시간으로 외부와 블루투스 등과 같은 무선통신에 의해 제공하게 된다.
저장수단은, 웨이퍼 보드의 일방에 설치되어 센서부(30)의 측정결과 데이터를 저장하는 저장부재로서, 센서부(30)의 의해 측정된 웨이퍼의 각각의 부위에 대한 기류의 온도측정 데이터와 습도측정 데이터를 실시간으로 저장하여 전송하는 메모리로 이루어져 있다.
통신수단은, 웨이퍼 보드의 타방에 설치되어 외부와 센서부(30)의 측정결과 데이터를 무선으로 통신하는 통신부재로서, 센서부(30)의 의해 측정된 웨이퍼의 각각의 부위에 대한 기류의 온도측정 데이터와 습도측정 데이터를 실시간으로 무선 전송하는 블루투스(Bluetooth) 또는 와이파이(WiFi: Wireless Fidelity) 등과 같은 다양한 전송수단으로 이루어져 있다.
제어수단은, 웨이퍼 보드의 일단에 설치되어 저장수단과 통신수단의 동작을 제어하는 제어부재로서, 센서부(30)의 의해 측정된 웨이퍼의 각각의 부위에 대한 기류의 온도측정 데이터와 습도측정 데이터를 실시간으로 저장하고 전송하도록 제어하게 된다.
제어부(50)는, 지그부(10)의 하부에 설치되되 웨이퍼 보드부(40)와 연결되어 외부와 무선으로 통신하며 전원을 제공하는 제어부재로서, 제어케이스, 제어보드, 송수신 수단 및 연결수단으로 이루어져 있다.
제어케이스는, 지그부(10)의 하부 일방에 설치되는 케이스부재로서, 대략 사각형상의 박스체로 형성되어 내부에 제어보드, 송수신 수단 및 연결수단과 배터리 등이 설치되는 케이스로 이루어져 있다.
제어보드는, 제어케이스의 내부에 설치되는 보드부재로서, 송수신 수단 및 연결수단 등이 장착된 PCB(PRINTED CIRCUIT BOARD) 등과 같은 회로보드로 이루어져 센서부(30)에서 측정된 웨이퍼의 온도와 습도를 실시간으로 외부와 블루투스 등과 같은 무선통신에 의해 제공하도록 송수신 수단 및 연결수단 등을 제어하게 된다.
송수신 수단은, 제어보드의 일방에 설치되어 외부와 센서부(30)의 측정결과 데이터를 무선으로 송수신하는 송수신 부재로서, 센서부(30)의 의해 측정된 웨이퍼의 각각의 부위에 대한 기류의 온도측정 데이터와 습도측정 데이터를 실시간으로 무선 전송하는 블루투스(Bluetooth) 또는 와이파이(WiFi: Wireless Fidelity) 등과 같은 다양한 전송수단으로 이루어져 있다.
따라서, 송수신 수단에 의하면, 웨이퍼 용기의 내부에 센서부(30)를 장착하여 웨이퍼 용기의 내부에 흐르는 기류의 온도와 습도를 9개의 부위에서 센서부(30)로 각각 측정하여 측정된 데이터를 실시간으로 전송할 수 있다.
또한, 이와 같이 전송된 데이터를 제어보드와 연결된 PC프로그램(Program)에서 그래프와 수치로 실시간 표시할 수 있게 되고, 외부의 콘트롤 보드와 PC(150)는 블루투스(Bluetooth) 또는 와이파이(WiFi: Wireless Fidelity) 등과 같은 무선통신을 사용하여 데이터를 실시간으로 송수신할 수 있으며, 데이터의 저장 간격은 2∼10초 간격 등과 같이 다양한 간격으로 지정할 수 있게 된다.
이러한 블루투스(Bluetooth)의 무선통신 기술을 이용하여 웨이퍼 용기의 기류에 대한 온도 및 습도의 측정데이를 확보할 수 있고, 확보된 데이터는 응용 기술을 적용하여 확보한 데이터를 저장하고 그래프로 시각화할 수 있으며, 해당 시스템에서 바로 인터넷을 통해 데이터 자료의 공유도 가능하게 된다.
연결수단은, 제어케이스의 일방에 설치되어 외부로부터 전력을 충전받도록 연결되는 연결부재로서, 센서 보드부(20), 센서부(30), 웨이퍼 보드부(40) 및 제어부(50) 등에 전원을 공급하는 충전지나 배터리 등의 전원수단을 외부의 전원으로부터 충전시키도록 USB 소켓으로 이루어져 있다.
이러한 연결수단에 의해 충전되는 전원수단으로는 USB 소켓으로 이루어져 있고, 충전 가능한 충전배터리 또는 화학 배터리 등과 같이 다양한 전원공급수단에 연결하여 사용 가능함은 물론이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 센서부에서 측정된 웨이퍼 용기의 온도와 습도를 실시간으로 제공하고 측정데이터를 무선으로 통신하는 웨이퍼 보드부와 제어부를 구비함으로써, 웨이퍼 용기의 내부공간의 온도와 습도를 실시간으로 확보하여 실시간으로 온도와 습도를 제어하는 동시에 제어 정확도를 증가시킬 수 있고 웨이퍼 용기의 처리공정의 처리효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 지그부로서 웨이퍼 용기의 내부에 장착되는 웨이퍼와 대등한 형상으로 형성된 지그프레임을 구비함으로써, 웨이퍼의 다양한 부위에 대응하는 부위에서 온도와 습도를 측정하여 측정 정밀도를 향상시키는 동시에 온도와 습도를 효율적으로 관리할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 센서 보드부와 센서부를 웨이퍼의 전후좌우 및 중앙과 대각부위 등의 다양한 위치에 배치함으로써, 웨이퍼의 전체부위에 대한 다양한 측정데이터를 신속하게 획득하는 동시에 실질적인 웨이퍼 표면의 온도와 습도의 변화를 확인할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 웨이퍼 보드부로서 저장수단과 통신수단과 제어수단을 구비함으로써, 센서지그에 블루투스 통신모듈을 장착하여 실시간으로 PC에서 측정데이터를 확인하고 저장할 수 있고 웨이퍼 용기의 내부의 온도 및 습도를 효율적으로 관리할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 제어부로서 제어보드와 송수신 수단과 연결수단을 구비함으로써, 지그전원으로 USB 소켓으로 충전 가능한 충전밧데리 또는 화학 밧데리를 사용할 수 있고 제어보드에 블루투스 통신모듈을 장착하여 외부의 PC에서 측정데이터를 저장해서 그래프로 시각화 할 수 있고 인터넷을 통해 자료를 공유할 수 있는 효과를 제공한다.
이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러 가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
10: 지그부
20: 센서 보드부
30: 센서부
40: 웨이퍼 보드부
50: 제어부

Claims (4)

  1. 로드포트모듈에서 웨이퍼 용기의 내부에 설치되어 웨이퍼의 온도와 습도를 측정하는 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치로서,
    웨이퍼 용기의 내부에 설치되는 지그부(10);
    상기 지그부(10)의 하부에 설치되는 센서 보드부(20);
    상기 지그부(10)의 상부에 설치되되 상기 센서 보드부(20)에 연결되어 웨이퍼의 온도와 습도를 측정하는 센서부(30);
    상기 지그부(10)의 하부에 설치되되 상기 센서 보드부(20)와 연결되어, 상기 센서부(30)에서 측정된 웨이퍼의 온도와 습도를 실시간으로 제공하는 웨이퍼 보드부(40); 및
    상기 지그부(10)의 하부에 설치되되 상기 웨이퍼 보드부(40)와 연결되어, 외부와 무선으로 통신하며 전원을 제공하는 제어부(50);를 포함하고,
    상기 센서부(30)는,
    상기 지그부(10)의 후방에 설치된 제1 센서;
    상기 지그부(10)의 전방에 설치된 제2 센서;
    상기 지그부(10)의 일측방에 설치된 제3 센서;
    상기 지그부(10)의 타측방에 설치된 제4 센서;
    상기 지그부(10)의 중앙부위에 설치된 제5 센서;
    상기 지그부(10)의 후방과 일측방 사이에 설치된 제6 센서;
    상기 지그부(10)의 후방과 타측방 사이에 설치된 제7 센서;
    상기 지그부(10)의 전방과 일측방 사이에 설치된 제8 센서; 및
    상기 지그부(10)의 전방과 타측방 사이에 설치된 제9 센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지그부(10)는,
    웨이퍼 용기의 내부에 설치되도록 웨이퍼와 대등한 형상으로 형성된 지그프레임; 및
    상기 지그프레임의 내부에 설치되는 지그베이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서 보드부(20)는,
    상기 지그부(10)의 후방에 설치된 제1 센서보드;
    상기 지그부(10)의 전방에 설치된 제2 센서보드;
    상기 지그부(10)의 일측방에 설치된 제3 센서보드;
    상기 지그부(10)의 타측방에 설치된 제4 센서보드;
    상기 지그부(10)의 중앙부위의 일방에 설치된 제5 센서보드; 및
    상기 지그부(10)의 중앙부위의 타방에 설치된 제6 센서보드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 보드부(40)는,
    상기 지그부(10)의 하부 중앙부위에 설치되는 웨이퍼 보드;
    상기 웨이퍼 보드의 일방에 설치되어, 측정결과 데이터를 저장하는 저장수단;
    상기 웨이퍼 보드의 타방에 설치되어, 외부와 측정결과 데이터를 통신하는 통신수단; 및
    상기 웨이퍼 보드의 일단에 설치되어, 상기 저장수단과 상기 통신수단의 동작을 제어하는 제어수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 용기의 습도 및 온도 센싱 장치.
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