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KR102874007B1 - 인덱스 모듈 및 이를 구비하는 기판 처리 시스템 - Google Patents

인덱스 모듈 및 이를 구비하는 기판 처리 시스템

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KR102874007B1
KR102874007B1 KR1020210099601A KR20210099601A KR102874007B1 KR 102874007 B1 KR102874007 B1 KR 102874007B1 KR 1020210099601 A KR1020210099601 A KR 1020210099601A KR 20210099601 A KR20210099601 A KR 20210099601A KR 102874007 B1 KR102874007 B1 KR 102874007B1
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module
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lock chamber
index module
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송명기
이규상
윤태양
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삼성전자주식회사
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Abstract

기판 핸들링 장치를 공유하여 복수 개의 공정 설비를 운용할 수 있는 인덱스 모듈 및 이를 구비하는 기판 처리 시스템을 제공한다. 상기 기판 처리 시스템은, 기판을 탑재한 컨테이너에 안착면을 제공하는 로드 포트 모듈; 기판을 임시 저장하며, 내부 환경을 진공 환경 및 대기압 환경 중 어느 하나로 제어하는 로드락 챔버; 로드 포트 모듈 및 로드락 챔버 간에 기판을 반송하는 인덱스 모듈; 기판을 처리하는 공정 챔버; 및 로드락 챔버 및 공정 챔버 간에 기판을 반송하는 트랜스퍼 모듈을 포함하며, 로드락 챔버, 트랜스퍼 모듈 및 공정 챔버는 인덱스 모듈의 적어도 양측에 배치되어 인덱스 모듈을 공유한다.

Description

인덱스 모듈 및 이를 구비하는 기판 처리 시스템 {Index module and substrate treating system including the same}
본 발명은 기판 처리 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 기판을 이송하는 기판 핸들링 장치를 구비하는 기판 처리 시스템에 관한 것이다.
반도체 소자 제조 공정은 비교적 높은 청정도를 유지하는 청정실(Clean Room) 내에서 진행되며, 최근 들어 자동화 시스템을 이용하여 반도체 칩을 생산하고 있다. 이러한 반도체 소자 제조 공정의 자동화 및 클리닝 환경을 위해, 공정 설비는 용기와 공정 설비 사이에서 기판(Wafer)을 이송하는 기판 핸들링 장치와 연결될 수 있다.
그런데, 종래에는 기판 핸들링 장치가 하나의 공정 설비만을 운용하였다. 그래서 청정실 내에 다수의 공정 설비를 구축하고자 하는 경우, 공정 설비와 동일 대수의 기판 핸들링 장치를 함께 구축해야 하므로, 청정실 내에 설치할 수 있는 공정 설비의 수가 제한될 수 있으며, 이에 따라 공간 효율성이 떨어질 수 있다.
한국공개특허 제10-2020-0063977호 (2020.06.05.)
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는, 기판 핸들링 장치를 공유하여 복수 개의 공정 설비를 운용할 수 있는 인덱스 모듈 및 이를 구비하는 기판 처리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리 시스템의 일 면(Aspect)은, 기판을 탑재한 컨테이너에 안착면을 제공하는 로드 포트 모듈; 상기 기판을 임시 저장하며, 내부 환경을 진공 환경 및 대기압 환경 중 어느 하나로 제어하는 로드락 챔버; 상기 로드 포트 모듈 및 상기 로드락 챔버 간에 상기 기판을 반송하는 인덱스 모듈; 상기 기판을 처리하는 공정 챔버; 및 상기 로드락 챔버 및 상기 공정 챔버 간에 상기 기판을 반송하는 트랜스퍼 모듈을 포함하며, 상기 로드락 챔버, 상기 트랜스퍼 모듈 및 상기 공정 챔버는 상기 인덱스 모듈의 적어도 양측에 배치되어 상기 인덱스 모듈을 공유한다.
또한, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 인덱스 모듈의 일 면은, 기판을 탑재한 컨테이너에 안착면을 제공하는 로드 포트 모듈 및 상기 기판을 처리하는 공정 챔버 간에 상기 기판을 반송하는 인덱스 모듈이며, 레일을 따라 이동하며, 상기 로드 포트 모듈 및 상기 공정 챔버 간에 상기 기판을 반송하는 제1 반송 로봇; 버퍼 유닛; 및 상기 제1 반송 로봇의 엔드 이펙터 상에 안착된 상기 기판을 정렬시키는 정렬 유닛을 포함하고, 상기 공정 챔버는 상기 인덱스 모듈의 적어도 양측에 배치되어 상기 인덱스 모듈을 공유한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 구성하는 제1 반송 로봇의 기판 반송 방법을 설명하기 위한 제1 예시도이다.
도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 구성하는 제1 반송 로봇의 기판 반송 방법을 설명하기 위한 제2 예시도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면 상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다.
본 발명은 기판 핸들링 장치(예를 들어, EFEM, SFEM 등)를 공유함으로써 하나의 기판 핸들링 장치로 복수 개의 공정 설비를 운용할 수 있는 인덱스 모듈 및 이를 구비하는 기판 처리 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 공정 설비의 개수에 대비하여 기판 핸들링 장치의 개수를 줄일 수 있어 메인트(Maint) 공간 확보가 가능하며, 이에 따라 공간 효율성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다. 이하에서는 도면 등을 참조하여 본 발명을 자세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 따르면, 기판 처리 시스템(100)은 로드 포트 모듈(Load Port Module; 110), 인덱스 모듈(Index Module; 120), 로드락 챔버(Load Lock Chamber; 130), 트랜스퍼 모듈(Transfer Module; 140) 및 공정 챔버(Process Chamber; 150)를 포함하여 구성될 수 있다.
기판 처리 시스템(100)은 기판(예를 들어, 웨이퍼(Wafer))을 처리하는 시스템으로서, 식각 공정(Etching Process), 세정 공정(Cleaning Process), 베이크 공정(Bake Process) 등 다양한 공정을 거쳐 복수 개의 기판을 처리할 수 있다. 기판 처리 시스템(100)은 기판의 이송을 처리하는 반송 로봇(210, 220)과 그 주위에 마련되는 기판 처리 모듈인 복수 개의 공정 챔버(150)를 포함하여 멀티 챔버형 기판 처리 시스템으로 마련될 수 있다.
기판 처리 시스템(100)은 인덱스 모듈(120)을 공유하도록 구성될 수 있다. 즉, 인덱스 모듈(120)을 사이에 두고, 그 양측에 로드락 챔버(130a, 130b), 트랜스퍼 모듈(140a, 140b) 및 공정 챔버(150a, 150b)가 각각 설치될 수 있다. 기판 처리 시스템(100)이 이와 같이 구성되면, 하나의 기판 핸들링 장치로 그 양측에 배치되는 각각의 공정 설비 그룹(130a, 130b, 140a, 140b, 150a, 150b)을 운용하는 것이 가능해지며, 이에 따라 메인트 공간 확보 및 공간 효율성 향상의 효과를 얻을 수 있다.
로드 포트 모듈(LPM; 110)은 복수 개의 기판을 탑재하는 컨테이너(230)(예를 들어, FOUP(Front Opening Unified Pod))에 안착면을 제공하는 것이다. 이러한 로드 포트 모듈(110)은 제1 반송 로봇(210)이 컨테이너(230)에 탑재된 기판을 반송할 수 있도록 컨테이너(230)의 도어(Door)를 개폐(Open and Close)시키는 역할을 할 수 있다.
로드 포트 모듈(110)은 인덱스 모듈(120)의 외측에 인접하여 복수 개 설치될 수 있다. 예를 들어, 인덱스 모듈(120)을 중심으로 그 양측에 제1 공정 설비 그룹(130a, 140a, 150a) 및 제2 공정 설비 그룹(130b, 140b, 150b)이 각각 구축되는 경우, 제1 로드 포트 모듈(110a)은 인덱스 모듈(120)의 외측 중 제1 공정 설비 그룹(130a, 140a, 150a)에 인접하는 쪽에 적어도 하나 설치될 수 있으며, 제2 로드 포트 모듈(110b)은 인덱스 모듈(120)의 외측 중 제2 공정 설비 그룹(130b, 140b, 150b)에 인접하는 쪽에 적어도 하나 설치될 수 있다.
제1 로드 포트 모듈(110a)이 제1 공정 설비 그룹(130a, 140a, 150a)에 인접하는 쪽에 복수 개 설치되는 경우, 각각의 제1 로드 포트 모듈(110a) 상에 안착되는 컨테이너(230)는 동일한 물건을 탑재할 수 있으나, 서로 다른 물건을 탑재하는 것도 가능하다. 예를 들어, 어느 하나의 컨테이너(230)는 기판을 탑재하고, 다른 하나의 컨테이너(230)는 소모성 부품(예를 들어, Focus Ring)을 탑재할 수 있다.
마찬가지로, 제2 로드 포트 모듈(110b)이 제2 공정 설비 그룹(130b, 140b, 150b)에 인접하는 쪽에 복수 개 설치되는 경우, 각각의 제2 로드 포트 모듈(110b) 상에 안착되는 컨테이너(230)도 동일한 물건을 탑재하거나, 서로 다른 물건을 탑재할 수 있다.
제1 로드 포트 모듈(110a) 상에 안착되는 컨테이너(230)와 제2 로드 포트 모듈(110b) 상에 안착되는 컨테이너(230)는 상호 마주하도록 구성될 수 있다. 즉, 제1 로드 포트 모듈(110a) 상에 안착되는 컨테이너(230)는 양의 제1 방향(+10)을 지향하도록 배치될 수 있으며, 제2 로드 포트 모듈(110b) 상에 안착되는 컨테이너(230)는 음의 제1 방향(-10)을 지향하도록 배치될 수 있다.
한편, 제1 로드 포트 모듈(110a) 및 제2 로드 포트 모듈(110b)은 제1 공정 설비 그룹(130a, 140a, 150a) 및 제2 공정 설비 그룹(130b, 140b, 150b)에 대해 상호 등지게 배치됨으로써, 컨테이너 이송 장치(예를 들어, OHT(Overhead Hoist Transporter) 라인과 일치시킬 수 있다.
한편, 제1 로드 포트 모듈(110a)은 제2 로드 포트 모듈(110b)과 동일 개수 설치될 수 있으나, 서로 다른 개수 설치되어도 무방하다.
인덱스 모듈(120)은 로드 포트 모듈(110) 상의 컨테이너(230)와 로드락 챔버(130) 사이에서 기판의 반송이 이루어지도록 제공되는 인터페이스 모듈이다. 이러한 인덱스 모듈(120)은 EFEM(Equipment Front End Module), SFEM 등 전방 단부 모듈(FEM; Front End Module)의 형태로 마련될 수 있다.
인덱스 모듈(120)은 인터페이스 모듈로서의 역할을 하기 위해 그 내부에 제1 반송 로봇(210), 버퍼 유닛(Buffer Unit; 310) 및 정렬 유닛(Aligner; 320)을 포함하여 구성될 수 있다. 인덱스 모듈(120)은 예를 들어, 십자가 모양의 형상을 가질 수 있으며, 이 경우 인덱스 모듈(120)의 내측에 위치하는 버퍼 유닛(310) 및 정렬 유닛(320)은 인덱스 모듈(120)의 외측에 위치하는 로드 포트 모듈(110a, 110b)과 동일선 상에 배치될 수 있다.
제1 반송 로봇(210)은 컨테이너(230)에 탑재된 미처리 기판을 반출하여 로드락 챔버(130)에 제공하거나, 로드락 챔버(130)로부터 처리 기판이 제공되면 처리 기판을 컨테이너(230)에 반입하는 역할을 할 수 있다. 제1 반송 로봇(210)은 대기압 환경에서 동작할 수 있으며, 예를 들어 ATM(Atmosphere Transfer Module) Robot으로 마련될 수 있다.
제1 반송 로봇(210)은 제1 로드 포트 모듈(110a) 상에 안착되는 컨테이너(230) 및 제2 로드 포트 모듈(110b) 상에 안착되는 컨테이너(230)를 모두 관리하기 위해, 제1 로드 포트 모듈(110a) 및 제2 로드 포트 모듈(110b) 사이에 설치되는 레일(240)을 따라 이동할 수 있다. 레일(240)은 복수 개의 제1 로드 포트 모듈(110a) 및/또는 복수 개의 제2 로드 포트 모듈(110b)의 배열 방향에 평행한 방향(즉, 제2 방향(20))으로 설치될 수 있다.
제1 반송 로봇(210)은 레일(240) 상에 복수 개 설치될 수 있다. 제1 반송 로봇(210)은 예를 들어, 레일(240) 상에 두 개 설치될 수 있다. 이 경우, 둘 중 어느 하나는 제1 로드 포트 모듈(110a) 상에 안착되는 컨테이너(230)에 탑재된 기판의 반입 및 반출을 담당하고, 다른 하나는 제2 로드 포트 모듈(110b) 상에 안착되는 컨테이너(230)에 탑재된 기판의 반입 및 반출을 담당할 수 있다.
한편, 둘 중 어느 하나가 정상적으로 작동하지 않을 수 있다. 이 경우, 해당 제1 반송 로봇(210)이 기판의 출입을 담당하는 쪽 시스템에서 에러가 발생할 수 있다. 본 실시예에서는 이러한 경우, 정상적으로 작동중인 제1 반송 로봇(210)이 양측 기판의 출입을 모두 담당하도록 제어하는 것도 가능하다. 즉, 본 발명에서는 둘 중 어느 하나의 제1 반송 로봇(210)이 정상적으로 작동하지 않는 경우에도 대비하는 효과를 얻을 수 있다.
버퍼 유닛(310)은 컨테이너(230)로부터 반출된 미처리 기판이나 컨테이너(230)로 반입될 처리 기판을 임시 저장하는 것이다. 이러한 버퍼 유닛(310)은 인덱스 모듈(120)의 내측에서 제1 공정 설비 그룹(130a, 140a, 150a)에 인접하여 적어도 하나 설치될 수 있으며, 마찬가지로 인덱스 모듈(120)의 내측에서 제2 공정 설비 그룹(130b, 140b, 150b)에 인접하여 적어도 하나 설치될 수 있다.
한편, 버퍼 유닛(310)은 기판을 임시 저장하는 동안, 기판을 가열하여 파티클(Particle)이나 퓸(Fume) 등을 제거하는 역할을 할 수도 있다.
정렬 유닛(320)은 제1 반송 로봇(210)이 기판을 반송하는 경우, 제1 반송 로봇(210)의 엔드 이펙터(End Effector) 상에 안착된 기판을 정렬시키는 역할을 한다. 정렬 유닛(320)은 버퍼 유닛(310)과 마찬가지로 인덱스 모듈(120)의 내측에서 제1 공정 설비 그룹(130a, 140a, 150a) 및 제2 공정 설비 그룹(130b, 140b, 150b)에 각각 인접하여 설치될 수 있다.
정렬 유닛(320)은 제1 공정 설비 그룹(130a, 140a, 150a)에 인접하여 단일 개 설치될 수 있다. 이 경우, 버퍼 유닛(310)이 양측에 배치되고 그 사이에 정렬 유닛(320)이 배치될 수 있으나, 정렬 유닛(320)이 일측벽에 인접하여 배치되는 것도 가능하다.
한편, 정렬 유닛(320)이 정상적으로 작동하지 않는 경우, 제1 반송 로봇(210)은 다른 쪽 정렬 유닛을 이용하여 기판을 정렬시킬 수 있다. 본 실시예에서는 이러한 측면을 참작하여 제1 공정 설비 그룹(130a, 140a, 150a)에 인접하여 정렬 유닛(320)을 복수 개 설치하는 것도 가능하다.
한편, 제2 공정 설비 그룹(130b, 140b, 150b)에 인접하여 설치되는 정렬 유닛(320)도 상기와 같은 방식으로 설치될 수 있음은 물론이다.
제1 반송 로봇(210)은 버퍼 유닛(310) 및 정렬 유닛(320)을 지나 로드락 챔버(130)로 기판을 반송할 수 있다. 이 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 기판(W)을 들고 있는 제1 반송 로봇(210)의 로봇 암(211)이 통과하기에 적합하도록, 버퍼 유닛(310)과 정렬 유닛(320)은 충분한 거리(d1)를 두고 이격될 수 있다. 도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 구성하는 제1 반송 로봇의 기판 반송 방법을 설명하기 위한 제1 예시도이다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 버퍼 유닛(310)과 정렬 유닛(320)은 도 3에 도시된 바와 같이 로드락 챔버(130)보다 낮은 위치에 설치되며, 제1 반송 로봇(210)은 버퍼 유닛(310) 및 정렬 유닛(320)의 상부를 지나 로드락 챔버(130)로 기판(W)을 반송하는 것도 가능하다. 도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 구성하는 제1 반송 로봇의 기판 반송 방법을 설명하기 위한 제2 예시도이다.
한편, 제1 공정 설비 그룹(130a, 140a, 150a)에 인접하여 설치되는 버퍼 유닛(310) 및/또는 정렬 유닛(320)은 제2 공정 설비 그룹(130b, 140b, 150b)에 인접하여 설치되는 버퍼 유닛(310) 및/또는 정렬 유닛(320)과 동일 개수 설치될 수 있으나, 서로 다른 개수 설치되는 것도 가능하다.
다시 도 1을 참조하여 설명한다.
로드락 챔버(130)는 기판 처리 시스템(100) 상의 입력 포트(즉, 로드 포트 모듈(110) 및 인덱스 모듈(120))와 출력 포트(즉, 트랜스퍼 모듈(140) 및 공정 챔버(150)) 사이에서 버퍼 역할을 하는 것이다. 이러한 로드락 챔버(130)는 그 내부에 기판이 임시 대기하는 버퍼 스테이지를 구비할 수 있다.
로드락 챔버(130)는 인덱스 모듈(120)과 트랜스퍼 모듈(140) 사이에 복수 개 마련될 수 있다. 예를 들어, 두 개의 로드락 챔버(130)가 인덱스 모듈(120)과 트랜스퍼 모듈(140) 사이에 마련될 수 있다.
복수 개의 로드락 챔버(130)는 인덱스 모듈(120)과 트랜스퍼 모듈(140) 사이에서 제2 방향(20)으로 배치될 수 있다. 여기서, 제2 방향(20)은 인덱스 모듈(120)과 트랜스퍼 모듈(140)의 배열 방향에 대해 수평 방향을 의미한다. 복수 개의 로드락 챔버(130)는 좌우 방향으로 나란하게 배치되는 상호 대칭형 단층 구조로 제공될 수 있다.
복수 개의 로드락 챔버(130)는 인덱스 모듈(120)과 트랜스퍼 모듈(140) 사이에서 제3 방향(30)으로 배치되는 것도 가능하다. 여기서, 제3 방향(30)은 인덱스 모듈(120)과 트랜스퍼 모듈(140)의 배열 방향에 대해 수직 방향을 의미한다. 복수 개의 로드락 챔버(130)는 상하 방향으로 적층되는 복층 구조로 제공될 수 있다.
인덱스 모듈(120)과 트랜스퍼 모듈(140) 사이에 복수 개의 로드락 챔버(130)가 마련되는 경우, 예를 들어 두 개의 로드락 챔버(130)가 마련되는 경우, 두 개의 로드락 챔버(130) 중 어느 하나의 로드락 챔버(130)는 인덱스 모듈(120)로부터 트랜스퍼 모듈(140)로 기판을 이송하고, 다른 하나의 로드락 챔버(130)는 트랜스퍼 모듈(140)로부터 인덱스 모듈(120)로 기판을 이송할 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 두 개의 로드락 챔버(130)가 인덱스 모듈(120)로부터 트랜스퍼 모듈(140)로 기판을 이송하는 역할과 트랜스퍼 모듈(140)로부터 인덱스 모듈(120)로 기판을 이송하는 역할을 모두 수행하는 것도 가능하다.
로드락 챔버(130)는 게이트 밸브 등을 이용하여 그 내부를 진공 환경과 대기압 환경으로 변화시키면서 압력을 유지할 수 있다. 로드락 챔버(130)는 이를 통해 트랜스퍼 모듈(140)의 내부 기압 상태가 변화되는 것을 방지할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 로드락 챔버(130)는 제2 반송 로봇(220)에 의해 기판이 로딩되거나 언로딩되는 경우, 그 내부를 트랜스퍼 모듈(140)의 경우와 동일한(또는 근접한) 진공 환경으로 형성할 수 있다. 또한, 로드락 챔버(130)는 제1 반송 로봇(210)에 의해 기판이 로딩되거나 언로딩되는 경우, 그 내부를 대기압 환경으로 형성할 수 있다.
로드락 챔버(130)는 인덱스 모듈(120)의 일측에 배치되어 제1 공정 설비 그룹에 속하는 제1 로드락 챔버(130a) 및 인덱스 모듈(120)의 타측에 배치되어 제2 공정 설비 그룹에 속하는 제2 로드락 챔버(130b)를 포함할 수 있다. 제1 로드락 챔버(130a) 및 제2 로드락 챔버(130b)는 각각 적어도 하나 설치될 수 있으며, 제1 로드락 챔버(130a) 및 제2 로드락 챔버(130b)가 각각 복수 개 설치되는 경우, 제1 로드락 챔버(130a)는 제2 로드락 챔버(130b)와 동일 개수 설치되거나, 서로 다른 개수 설치될 수도 있다.
트랜스퍼 모듈(140)는 로드락 챔버(130)와 공정 챔버(150) 사이에서 기판을 이송하는 것이다. 트랜스퍼 모듈(140)는 이를 위해 제2 반송 로봇(220)을 포함할 수 있다.
제2 반송 로봇(220)은 미처리 기판을 로드락 챔버(130)에서 공정 챔버(150)로 이송하거나, 기처리 기판을 공정 챔버(150)에서 로드락 챔버(130)로 이송할 수 있다. 트랜스퍼 모듈(140)의 각 변은 이를 위해 로드락 챔버(130) 및 복수 개의 공정 챔버(150)와 연결될 수 있다.
한편, 제2 반송 로봇(220)은 진공 환경에서 동작하며, 회동이 자유롭게 마련될 수 있다.
공정 챔버(150)는 기판을 처리하는 것이다. 이러한 공정 챔버(150)는 식각 공정을 이용하여 기판을 처리하는 에칭 챔버(Etching Chamber), 세정 공정을 이용하여 기판을 처리하는 클리닝 챔버(Cleaning Chamber), 베이크 공정을 이용하여 기판을 처리하는 열처리 챔버 등으로 마련될 수 있다.
공정 챔버(150)는 트랜스퍼 모듈(140)의 둘레에 복수 개 배치될 수 있다. 이 경우, 각각의 공정 챔버(150)는 트랜스퍼 모듈(140)로부터 기판을 공급받아 기판을 공정 처리하며, 공정 처리된 기판을 트랜스퍼 모듈(140)로 제공할 수 있다.
공정 챔버(150)는 원통 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 공정 챔버(150)는 표면이 양극 산화막이 형성된 알루마이트(Alumite)로 이루어질 수 있으며, 그 내부는 기밀하게 구성될 수 있다. 한편, 공정 챔버(150)는 원통 형상 외의 다각형 형상 등으로 형성되는 것도 가능하다.
한편, 인덱스 모듈(120)의 양측에 각각 마련되는 제1 트랜스퍼 모듈(140a) 및 제2 트랜스퍼 모듈(140b)은 동일 개수일 수 있으나, 서로 다른 개수여도 무방하다. 마찬가지로, 인덱스 모듈(120)의 양측에 각각 마련되는 제1 공정 챔버(150a) 및 제2 공정 챔버(150b)도 동일 개수일 수 있으나, 서로 다른 개수여도 무방하다.
기판 처리 시스템(100)은 쿼드 플랫폼(Quad Platform)을 갖는 구조로 형성될 수 있다. 이 경우, 복수 개의 공정 챔버(150)는 트랜스퍼 모듈(140)를 기준으로 쿼드 방식으로 배치될 수 있다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 기판 처리 시스템(100)은 도 4에 도시된 바와 같이 클러스터 플랫폼(Cluster Platform)을 갖는 구조로 형성되는 것도 가능하다. 이 경우, 복수 개의 공정 챔버(150)는 트랜스퍼 모듈(140)를 기준으로 클러스터 방식으로 배치될 수 있다. 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
한편, 기판 처리 시스템(100)은 도 5에 도시된 바와 같이 인라인 플랫폼(In-Line Platform)을 갖는 구조로 형성되는 것도 가능하다. 이 경우, 복수 개의 공정 챔버(150)는 트랜스퍼 모듈(140)를 기준으로 인라인 방식으로 배치될 수 있으며, 각각의 트랜스퍼 모듈(140)의 양측에 한 쌍의 공정 챔버(150)가 직렬로 배치될 수 있다. 도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
한편, 기판 처리 시스템(100)에서 양측에 배치되는 복수 개의 공정 챔버(150)는 동일한 구조(즉, 쿼트 플랫폼, 클러스터 플랫폼, 인라인 플랫폼 중 어느 하나의 구조)를 가질 수 있으나, 공간 효율성 극대화 등을 위해 서로 다른 구조를 가지는 것도 가능하다.
이상 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 기판 처리 시스템(100)은 인덱스 모듈(120)의 양측에 제1 공정 설비 그룹(130a, 140a, 150a) 및 제2 공정 설비 그룹(130b, 140b, 150b)이 각각 마련될 수 있다. 즉, 기판 처리 시스템(100)은 인덱스 모듈(120)의 양측에 배치되어 두 개의 그룹으로 구분되는 로드 포트 모듈(110a, 110b), 로드락 챔버(130a, 130b), 트랜스퍼 모듈(140a, 140b), 공정 챔버(150a, 150b) 등을 포함할 수 있다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 기판 처리 시스템(100)은 인덱스 모듈(120)의 적어도 양측에 세 개 이상의 공정 설비 그룹이 마련되는 것도 가능하다.
예를 들어, 기판 처리 시스템(100)이 네 개의 공정 설비 그룹을 포함하는 경우, 도 6에 도시된 바와 같이 인덱스 모듈(120)의 일측에 제1 공정 설비 그룹(130a, 140a, 150a) 및 제3 공정 설비 그룹(130c, 140c, 150c)이 마련되고, 인덱스 모듈(120)의 타측에 제2 공정 설비 그룹(130b, 140b, 150b) 및 제4 공정 설비 그룹(130d, 140d, 150d)이 마련될 수 있다. 도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이 인덱스 모듈(120)의 사방에 제1 공정 설비 그룹(130a, 140a, 150a), 제2 공정 설비 그룹(130b, 140b, 150b), 제3 공정 설비 그룹(130c, 140c, 150c) 및 제4 공정 설비 그룹(130d, 140d, 150d)이 각각 마련될 수도 있다. 이 경우, 레일(240)은 그 단부에서 제2 방향(20)에서 제1 방향(10)으로 연장될 수 있다. 도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
한편, 기판 처리 시스템(100)은 자동화 시스템으로 마련될 수 있다. 본 실시예에서는 이러한 측면을 참작하여 기판 처리 시스템(100)을 구성하는 각각의 구성요소 즉, 로드 포트 모듈(110), 인덱스 모듈(120), 로드락 챔버(130), 트랜스퍼 모듈(140), 공정 챔버(150) 등을 제어할 수 있는 제어 유닛(400)을 더 포함할 수 있다.
제어 유닛(400)은 프로세스 컨트롤러, 제어 프로그램, 입력 모듈, 출력 모듈(또는 표시 모듈), 메모리 모듈 등을 포함하여 컴퓨터나 서버 등으로 구현될 수 있다. 상기에서, 프로세스 컨트롤러는 기판 처리 시스템(100)을 구성하는 각각의 구성에 대해 제어 기능을 실행하는 마이크로 프로세서를 포함할 수 있으며, 제어 프로그램은 프로세스 컨트롤러의 제어에 따라 기판 처리 시스템(100)의 각종 처리를 실행할 수 있다. 메모리 모듈은 각종 데이터 및 처리 조건에 따라 기판 처리 시스템(100)의 각종 처리를 실행시키기 위한 프로그램 즉, 처리 레시피가 저장되는 것이다.
이상 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기판 처리 시스템(100)에 대하여 설명하였다. 본 발명은 Shared SFEM에 관한 것으로서, 하나의 EFEM(또는 SFEM)으로 두 그룹의 공정 설비를 운용함으로써 공간 효율화를 극대화할 수 있으며, 면적당 설비 개수를 증가시켜 반도체 라인에서 면적 대비 생산성도 향상시킬 수 있다. 또한, SFEM의 양쪽에 장착되는 Load Port를 서로 등지게 배열함으로써 현재의 OHT 배열에 일치시킬 수 있다. 또한, Main System 전체 Down되는 일이 없도록 FI Robot을 복수 대 설치하여 Main EFEM Down에 대응할 수 있다. 본 발명은 Cluster 설비 Layout에 관한 것으로서, EFEM을 사용하는 반도체 모든 설비에 적용될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 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.
100: 기판 처리 시스템 110: 로드 포트 모듈
120: 인덱스 모듈 130: 로드락 챔버
140: 트랜스퍼 모듈 150: 공정 챔버
210: 제1 반송 로봇 220: 제2 반송 로봇
230: 컨테이너 240: 레일
310: 버퍼 유닛 320: 정렬 유닛

Claims (10)

  1. 기판을 탑재한 컨테이너에 안착면을 제공하는 로드 포트 모듈;
    상기 기판을 임시 저장하며, 내부 환경을 진공 환경 및 대기압 환경 중 어느 하나로 제어하는 로드락 챔버;
    상기 로드 포트 모듈 및 상기 로드락 챔버 간에 상기 기판을 반송하는 인덱스 모듈;
    상기 기판을 처리하는 공정 챔버; 및
    상기 로드락 챔버 및 상기 공정 챔버 간에 상기 기판을 반송하는 트랜스퍼 모듈을 포함하며,
    상기 로드락 챔버, 상기 트랜스퍼 모듈 및 상기 공정 챔버는 상기 인덱스 모듈의 적어도 양측에 배치되어 상기 인덱스 모듈을 공유하고,
    상기 인덱스 모듈은,
    레일을 따라 이동하며, 로봇 암을 통해 상기 로드 포트 모듈 및 상기 로드락 챔버 간에 상기 기판을 반송하는 제1 반송 로봇; 및
    상기 제1 반송 로봇의 엔드 이펙터 상에 안착된 상기 기판을 정렬시키는 정렬 유닛을 포함하고,
    상기 정렬 유닛은 상기 로드락 챔버로 향하는 상기 로봇 암의 이동 경로에 인접하여 배치되는 기판 처리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인덱스 모듈은, 버퍼 유닛을 더 포함하며,
    상기 정렬 유닛은 서로 다른 두 버퍼 유닛 사이에 배치되는 기판 처리 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 정렬 유닛은 상기 버퍼 유닛으로부터 이격되어 설치되거나, 또는
    상기 버퍼 유닛 및 상기 정렬 유닛은 상기 로드락 챔버보다 낮은 위치에 설치되는 기판 처리 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 버퍼 유닛 및 상기 정렬 유닛은 상기 인덱스 모듈의 내측에 설치되고,
    상기 로드 포트 모듈은 상기 인덱스 모듈의 외측에 설치되되,
    상기 버퍼 유닛 및 상기 정렬 유닛은 상기 로드 포트 모듈과 동일선상에 설치되는 기판 처리 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 반송 로봇은 상기 로드 포트 모듈, 상기 버퍼 유닛 및 상기 정렬 유닛에 평행한 방향으로 이동하는 기판 처리 시스템.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 반송 로봇은 복수 개 설치되는 기판 처리 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 인덱스 모듈의 각 측에 배치되는 상기 트랜스퍼 모듈 및 상기 공정 챔버는 쿼트 플랫폼, 클러스터 플랫폼 및 인라인 플랫폼 중 어느 하나의 구조로 형성되는 기판 처리 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 로드 포트 모듈, 상기 로드락 챔버, 상기 인덱스 모듈, 상기 공정 챔버 및 상기 트랜스퍼 모듈을 제어하는 제어 유닛을 더 포함하는 기판 처리 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 로드 포트 모듈은 상기 인덱스 모듈의 양측에 배치되며, 상호 등지게 배열되는 기판 처리 시스템.
  10. 기판을 탑재한 컨테이너에 안착면을 제공하는 로드 포트 모듈 및 상기 기판을 임시 저장하는 로드락 챔버 간에 상기 기판을 반송하는 인덱스 모듈로서,
    레일을 따라 이동하며, 로봇 암을 통해 상기 로드 포트 모듈 및 상기 로드락 챔버 간에 상기 기판을 반송하는 제1 반송 로봇; 및
    상기 제1 반송 로봇의 엔드 이펙터 상에 안착된 상기 기판을 정렬시키는 정렬 유닛을 포함하고,
    상기 로드락 챔버는 상기 인덱스 모듈의 적어도 양측에 배치되어 상기 인덱스 모듈을 공유하고,
    상기 정렬 유닛은 상기 로드락 챔버로 향하는 상기 로봇 암의 이동 경로에 인접하여 배치되는 인덱스 모듈.
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