KR102523143B1 - 이에프이엠 - Google Patents

Abstract

이에프이엠에 대한 발명이 개시된다. 개시된 이에프이엠은: 본체의 내부를 가스압축순환존과 가스워킹존으로 구획한 채, 건조가스를 함유한 공기를 본체 내부에서 가스압축순환존에서 가스워킹존으로 순환 유동 안내하는 내부순환안내부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이에프이엠{EQUIPMENT FRONT END MODULE}

본 발명은 이에프이엠에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이에프이엠(EFEM)의 본체 내부의 가스압축순환존에서의 질소가스를 필터유닛에 통과시키며 오염물질을 필터링한 후 가스워킹존에 대기 중인 웨이퍼를 건조 유도하고 나서, 필터유닛과 이웃하게 배치되는 팬모듈의 작동으로 질소가스를 가스압축순환존으로 직접 순환 유도함에 따라 질소가스의 관로손실을 최소화하고, 본체 내부에서 질소가스가 정체되는 영역에서 질소가스를 강제 순환 및 배기 유도함으로써 본체 내부에서 질소 농도와 공기의 산소 농도를 일정하게 유지하고자 하는 이에프이엠에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼는 웨이퍼에 전기적인 특성을 형성하는 증착 공정, 웨이퍼에 미세한 회로 패턴을 형성하는 노광공정, 형성된 회로 패턴을 제외한 나머지 부분을 제거하는 식각 공정 및 제거된 부분을 씻어 내는 세정 공정 등을 거치며 가공된다.

각 단계의 공정라인은 복수 개의 웨이퍼가 담긴 풉(FOUP:Front Opening Unified Pod)을 이송하는 이송용 로봇, 풉을 고정한 후 풉의 커버를 여는 엘피엠(LPM:Load Port Module), 풉에서 복수 개의 웨이퍼를 순차적으로 빼내어 로드락 챔버로 이송시키는 이에프이엠(EFEM:Equipment Front End Module) 및 로드락 챔버로부터 웨이퍼를 이송하여 공정챔버로 이송하는 트랜스퍼 모듈(Transfer Module)이 연결된 구조이다.

풉 내부에서, 가공되는 웨이퍼 전에 가공된 웨이퍼는 대기하며 이에프이엠의 대기 분위기에 노출되면서, 이에프이엠의 공기 중에 있는 습기나 오존과 같은 각종 공기의 분자상 오염물질(AMC: Airborne Molecular Contamination)에 장시간 노출된다.

특히, 분자상 오염물질 가운데 습기는 웨이퍼 표면을 산화시켜 웨이퍼에 표면에 잔류하고 있는 식각 가스를 응축(Condensation)시키며 패턴화된 회로를 붙게 하는 문제를 야기 시킨다.

현재, 이러한 문제를 해결하고자 이에프이엠의 챔버의 습기를 제거할 수 있는 방법 및 장치가 다양하게 개발되고 있다.

관련기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2003-0001542호에 제안된 바 있다.

상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.

기존 이에프이엠(EFEM)은 분자상 오염물질을 필터링하는 필터를 통과한 질소가스를 함유한 공기를 하부에서 포집하여 순환을 위해 파이프로 유동 안내함에 따라 질소가스의 관로손실이 발생함으로써 추가로 공급되어야 하는 질소가스의 양이 많아지게 되는 문제점이 있다.

아울러, 기존 이에프이엠은 가스워킹존(gas working zone)의 내부에서 질소가스를 함유한 공기가 정체되어 유동되지 않는 영역이 발생됨에 따라, 가스워킹존 내부에서 공기의 질소가스 농도가 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 이에프이엠(EFEM)의 본체 내부의 가스압축순환존에서의 질소가스를 필터유닛에 통과시키며 오염물질을 필터링한 후 가스워킹존에 대기 중인 웨이퍼를 건조 유도하고 나서, 필터유닛과 이웃하게 배치되는 팬모듈의 작동으로 질소가스를 가스압축순환존으로 직접 순환 유도함에 따라 질소가스의 관로손실을 최소화하고자 하는 이에프이엠을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 본체 내부에서 질소가스가 정체되는 영역에서 질소가스를 강제 순환 및 배기 유도함으로써 본체 내부에서 질소 농도와 공기의 산소 농도를 일정하게 유지하고자 하는 이에프이엠을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 이에프이엠은: 본체; 상기 본체의 내부를 가스압축순환존과 가스워킹존으로 구획한 채, 건조가스를 함유한 공기를 상기 본체 내부에서 상기 가스압축순환존에서 상기 가스워킹존으로 순환 유동 안내하는 내부순환안내부; 및 상기 가스워킹존 또는 상기 가스압축순환존에 대응되는 상기 본체 내부로 상기 건조가스를 공급하는 가스공급부를 포함한다.

상기 본체는 공기가 정체되는 상기 가스워킹존의 해당 영역에 대응되도록 강제배기부를 연결하여 상기 공기를 단속적으로 배기 조절 안내하는 것을 특징으로 한다.

상기 내부순환안내부는, 상기 가스워킹존과 상기 가스압축순환존을 구획하는 설정 위치의 상기 본체 내부 전체에 걸쳐 구비되는 틀 형상인 프레임; 상기 프레임의 일부를 막고, 상기 가스압축순환존의 공기를 상기 가스워킹존으로 통과 허용하는 필터; 및 상기 프레임의 나머지를 막고, 상기 가스워킹존 내부의 공기 압력이 설정치 이상이거나 또는 강제 구동되며 상기 가스워킹존의 공기를 상기 가스압축순환존으로 순환 이동 안내하는 팬모듈을 포함한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이에프이엠은 종래 기술과 달리 이에프이엠(EFEM)의 본체 내부의 가스압축순환존에서의 질소가스를 필터유닛에 통과시키며 오염물질을 필터링한 후 가스워킹존에 대기 중인 웨이퍼를 건조 유도하고 나서, 필터유닛과 이웃하게 배치되는 팬모듈의 작동으로 질소가스를 가스압축순환존으로 직접 순환 유도함에 따라 질소가스의 관로손실을 최소화할 수 있다.

본 발명은 본체 내부에서 질소가스가 정체되는 영역에서 질소가스를 강제 순환 및 배기 유도함으로써, 본체 내부에서 질소 농도와 공기의 산소 농도를 일정하게 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이에프이엠의 개략적 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이에프이엠의 개략적 종단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이에프이엠의 내부순환안내부의 사시도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 이에프이엠의 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이에프이엠의 개략적 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이에프이엠의 개략적 종단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이에프이엠의 내부순환안내부의 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이에프이엠(100)은 본체(110), 내부순환안내부(120) 및 가스공급부(140)를 포함한다.

특히, 본 발명에 따른 이에프이엠(EFEM:Equipment Front End Module,100)은 반도체용 웨이퍼의 처리 장치 중 풉(FOUP;Front Opening Unified Pod,20)을 갖는 엘피엠(LPM;Load Port Module,10)을 일측에 구비한다. 그리고, 이에프이엠(100)은 풉(20) 내부에 공급하기 위해 대기 중인 웨이퍼의 표면에 묻은 물기를 제거하기 위한 건조가스를 필터링한 후 순환 안내하여 지속적으로 오염물질을 걸러낸다.

본체(110)는 이에프이엠(100)의 외형을 형성한다. 이때, 본체(110)는 다양한 형상 및 다양한 재질로 적용 가능하다.

그리고, 내부순환안내부(120)는 본체(110)의 내부를 가스압축순환존(113)과 가스워킹존(114)으로 구획한 채, 건조가스를 함유한 공기를 본체(110) 내부에서 가스압축순환존(113)에서 가스워킹존(114)으로 순환 유동 안내하는 역할을 한다.

특히, 내부순환안내부(120)는 본체(110)의 내부를 일측과 타측으로 구획한다. 편의상, 내부순환안내부(120)는 본체(110)의 상측의 가스압축순환존(113)과 하측의 가스워킹존(114)으로 구획하도록 구비된다.

내부순환안내부(120)는 본체(110) 내부에 충진된 건조가스를 함유한 공기를 자연 흐름에 의해 순환 안내할 수도 있고, 해당 공기를 강제 순환 안내할 수도 있다. 이때, 건조가스는 물기를 증발하거나 제거할 수 있는 질소가스 등 다양한 기체로 적용 가능하다.

특히, 본 발명에서 내부순환안내부(120)는 프레임(122), 필터(124) 및 팬모듈(126)을 포함한다.

프레임(122)은 가스워킹존(114)과 가스압축순환존(113)을 구획하는 설정 위치의 본체(110) 내부 전체에 걸쳐 구비되고, 틀 형상으로 이루어진다. 즉, 프레임(122)은 본체(110)의 내부에서 평면상 동일 위치의 내측면을 따라 고정 설치된다.

필터(124)는 프레임(122)의 개방된 일부를 막고, 팬모듈(126)은 프레임(122)의 개방된 나머지 부위에 설치된다. 그래서, 필터(124)와 팬모듈(126)은 프레임(122)의 개방측 전체에 걸쳐 구비되고, 프레임(122)의 개방측에 이웃하게 배치된다.

이때, 필터(124)는 가스압축순환존(113)의 공기를 가스워킹존(114)으로 통과 허용하며, 공기에 함유된 오염물질을 필터링한다.

아울러, 팬모듈(126)은 가스워킹존(114) 내부의 공기 압력이 설정치 이상이거나 또는 외력에 의해 강제 구동되며, 가스워킹존(114)의 공기를 가스압축순환존(113)으로 순환 이동 안내한다.

이에 따라, 가스압축순환존(113)에서 건조가스를 포함한 공기는 필터(124)를 통과하며 오염물질이 필터링된 후 가스워킹존(114)으로 유동된다.

이때, 본체(110)는 가스워킹존(114) 내부에 웨이퍼이송모듈(115)을 구비한다. 그리고, 웨이퍼이송모듈(115)은 웨이퍼를 대기한 후 풉(20) 내부로 이송시키는 역할을 한다. 특히, 웨이퍼이송모듈(115)에 대기 중인 웨이퍼는 건조가스에 의해 건조 처리된다.

웨이퍼의 표면을 건조한 건조가스와 공기는 오염될 수 있다. 그래서, 해당 건조가스를 함유한 공기는 팬모듈(126)을 통과하며 가스압축순환존(113)으로 이동 후 필터(124)를 통해 가스워킹존(114)으로 순환 유동된다.

이에 따라, 필터(124)는 가스워킹존(114)의 웨이퍼이송모듈(115)의 상부에 위치하도록 프레임(122)에 구비되는 것으로 한다.

한편, 본체(110)는 완전히 밀폐된 상태가 아니기 때문에, 건조가스는 본체(110) 내부에 주기적 또는 간헐적으로 공급되어야 한다.

그래서, 가스공급부(140)가 구비된다.

가스공급부(140)는 가스워킹존(114) 또는 가스압축순환존(113)에 대응되는 본체(110) 내부로 건조가스를 공급하는 역할을 한다.

이때, 가스공급부(140)는 가스압축순환존(113)으로 직접적으로 건조가스를 공급하도록 본체(1110)에 연결되는 것으로 한다.

이는, 가스공급부(140)에 의해 공급되는 외부의 건조가스가 필터(124)를 통과하면서 오염물질을 필터링 후 순수 가스 상태로 가스워킹존(114)으로 공급되도록 하기 위함이다.

아울러, 외부의 건조가스가 가스공급부(140)에 의해 가스압축순환존(113)으로 공급됨으로써, 가스압축순환존(113) 내부의 압력이 증가함에 따라, 가스압축순환존(113)의 건조가스를 함유한 공기가 필터(124)를 통과하며 원활하게 가스워킹존(114)으로 이동된다.

특히, 외부의 건조가스가 가스공급부(140)에 의해 가스워킹존(114)으로 공급시, 가스워킹존(114)의 내부 압력이 높아, 가스압축순환존(113) 내부의 공기가 원활하게 필터(124)를 통과하지 못할 수 있다.

이때, 가스공급부(140)는, 도시하지 않았지만, 가스탱크 및 공급펌프 등을 포함할 수 있다.

한편, 본체(110)는 웨이퍼이송모듈(115)에 대응되는 일측에 엘피엠(10)을 구비하고, 엘피엠(10) 측으로 개방되는 개방구(111)를 형성한다. 아울러, 개방구(111)는 개폐판(112)을 개폐 가능하게 구비한다.

아울러, 본체(110)는 개폐판(112)을 개폐하기 위해 일측 내부에 개폐작동부(도시하지 않음)을 구비하게 된다. 이에 따라, 본체(110)는 가스워킹존(114)에서 웨이퍼이송모듈(115)과 개폐판(112) 사이에 비교적 협소한 공간이 형성된다. 그래서, 공기가 가스워킹존(114)의 해당 공간에서 정체되어 체류하게 된다.

이 경우, 가스워킹존(114) 내부 일부에서 공기의 체류로 인해, 가스워킹존(114)의 건조가스 농도가 옅어지게 된다.

이를 방지하기 위해, 강제배기부(150)가 구비된다.

강제배기부(150)는 공기가 정체되는 가스워킹존(114)의 사공간(dead zone)에서 정체되는 공기를 강제 배기하는 역할을 한다.

특히, 배기되는 공기의 일부는 외부로 배기 유도하고, 나머지는 공기의 흐름의 원활한 가스워킹존(114)의 해당 영역으로 공급될 수도 있다.

즉, 가스공급부(140)가 가스순환덕트(130)로 건조가스를 공급하고, 강제배기부(150)가 건조가스의 농도가 옅어진 공기를 외부로 배기함에 따라, 본체(110) 내부의 공기는 산소의 농도가 저감되거나 설정치로 유지되고, 본체(110) 내부의 건조가스의 농도는 상승되거나 설정치로 유지된다.

일례로, 강제배기부(150)는 배기라인(154) 및 단속밸브(155)을 포함한다.

그리고, 배기라인(154)은 본체(110)에서 공기(건조가스)가 체류하는 가스워킹존(114)의 해당 영역에서 외부로 연결되어, 공기를 외부로 배기 유도한다.

아울러, 단속밸브(155)는 배기라인(154)에 구비된다.

그래서, 가스워킹존(114)의 사공간의 공기는 외부로의 배기 여부가 단속되고, 배기되는 양이 제어된다.

한편, 가스공급부(140)에 의해 공급되는 건조가스와, 강제배기부(150)에 의해 배기되는 공기는 가스압축순환존(113) 내부에서 임시로 잔류하면서 최대한 혼합되도록 유도한다.

그래서, 내부순환안내부(120)의 팬모듈(126)은 가스압축순환존(113) 내부의 공기의 압력이 일정치 이상일 경우에 작동하는 것으로 한다.

또한, 제어부(160)가 가스압축순환존(113) 내부의 압력을 통한 필터(124)로 공기의 통과를 위한 팬모듈(126)의 작동, 가스공급부(140)의 공급 단속과 공급량 제어를 위한 작동 및 강제배기부(150)의 단속밸브(155)의 개폐와 배기 량 조절을 위한 작동을 상호 연동되도록 제어한다.

한편, 팬모듈(126)이 작동되며, 가스워킹존(114)의 공기가 가스압축순환존(113)으로 유동되며 가스압축순환존(113)에서 필터(124)로 집중 이동되려는 공기의 유동에 간섭을 준다. 이로써, 가스압축순환존(113)의 공기가 원활하게 필터(124)를 통과하지 못할 수 있다.

이를 방지하기 위해, 프레임(122)은 필터(124)와 팬모듈(126)의 경계 위치를 따라 격벽(170)을 구비할 수 있다.

그래서, 팬모듈(126)이 작동시, 가스워킹존(114)의 공기가 가스압축순환존(113)으로 유동된다. 해당 공기는 격벽(170)을 월류하여 필터(124) 측 가스압축순환존(113)으로 유동 후, 필터(124)를 통과하게 된다.

이때, 팬모듈(126)의 작동으로 가스압축순환존(113)으로 유입되는 공기의 유동은 격벽(170)에 의해 필터(124) 측 가스압축순환존(113)에 잔류하는 공기의 유동에 간섭을 최소화한다.

이때, 격벽(170)은 높이 및 너비의 크기에 한정되지 않는다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10; : 엘피엠(LPM) 20: 풉(FOUP)
100: 이에프이엠(EFEM) 110: 본체
113: 가스압축순환존 114: 가스워킹존
115: 웨이퍼이송모듈 120: 내부순환안내부
122: 프레임 124: 필터
126: 팬모듈 140: 가스공급부
150: 강제배기부 154: 배기라인
155: 단속밸브 160: 제어부
170: 격벽

Claims (4)

1. 본체; 및 상기 본체의 내부를 가스압축순환존과 가스워킹존으로 구획한 채, 건조가스를 함유한 공기를 상기 본체 내부에서 상기 가스압축순환존에서 상기 가스워킹존으로 순환 유동 안내하는 내부순환안내부를 포함하고,
   상기 내부순환안내부는, 상기 가스워킹존과 상기 가스압축순환존을 구획하는 설정 위치에 해당되는 상기 본체 내부 전체에 걸쳐 구비되는 틀 형상인 프레임;
   상기 프레임의 일부분에 구비되고, 상기 가스압축순환존의 공기를 상기 가스워킹존으로 통과 허용하는 필터; 및
   상기 프레임의 나머지 부분에 구비되고, 상기 가스워킹존 내부의 공기 압력이 설정치 이상이거나 또는 강제 구동되며 상기 가스워킹존의 공기를 상기 가스압축순환존으로 순환 이동 안내하는 팬모듈을 포함하며,
   상기 프레임은 상기 필터를 구비한 영역과 상기 팬모듈을 구비한 영역의 경계 위치를 따라 격벽을 구비하여,
   상기 팬모듈의 작동으로, 상기 가스워킹존의 건조가스를 포함한 공기가 상기 가스압축순환존으로 유동되는 영역과 상기 가스압축순환존의 건조가스를 포함한 공기가 상기 필터로 유동되는 영역 간의 유동 간섭이 저감되는 것을 특징으로 하는 이에프이엠.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 가스워킹존 또는 상기 가스압축순환존에 대응되는 상기 본체 내부로 상기 건조가스를 공급하는 가스공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이에프이엠.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 본체는 공기가 정체되는 상기 가스워킹존의 해당 영역에 대응되도록 강제배기부를 연결하여 상기 공기를 단속적으로 배기 조절 안내하는 것을 특징으로 하는 이에프이엠.
   
4. 삭제

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