KR20230112951A - 밀폐형 이에프이엠 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼 반송실과 로드 포트 모두 밀폐형 구조를 가지고, 웨이퍼 반송실은 항상 질소 양압 상태를 유지하고, 로드 포트를 동일한 질소 양압 상태로 만든 후 게이트 밸브를 개방하여 질소 사용량을 대폭 절감할 수 있는 밀폐형 이에프이엠에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 밀폐형 이에프이엠은, 내부가 외부와 차단된 밀폐형 구조를 가지며, 내부에 질소가 공급되어 산소 농도가 규정값 이하로 유지되는 웨이퍼 반송실; 상기 웨이퍼 반송실에 인접하게 밀폐형 구조로 설치되며, 풉 로딩 공간을 제공하는 로드 포트; 상기 웨이퍼 반송실과 로드 포트 사이를 연통하도록 형성되어 웨이퍼 이동 공간을 제공하는 웨이퍼 이동통로; 상기 웨이퍼 이동통로를 여닫는 게이트 밸브; 상기 로드 포트의 상면을 개폐가능하게 형성되어 풉의 도입 및 배출시 상기 로드 포트를 개폐하는 외부 도어; 상기 로드 포트 내부의 산소 농도가 규정값에 도달하면, 상기 게이트 밸브를 개방하도록 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

밀폐형 이에프이엠{A EFEM}
본 발명은 이에프이엠에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼 반송실과 로드 포트 모두 밀폐형 구조를 가지고, 웨이퍼 반송실은 항상 질소 양압 상태를 유지하고, 로드 포트를 동일한 질소 양압 상태로 만든 후 게이트 밸브를 개방하여 질소 사용량을 대폭 절감할 수 있는 밀폐형 이에프이엠에 관한 것이다.
반도체 제조 공정에서는 수율이나 품질의 향상을 위해 청정한 클린룸 환경 내에서 웨이퍼의 처리가 이루어지고 있다. 그러나 소자의 고집적화나 회로의 미세화, 웨이퍼의 대형화가 진행됨에 따라 클림룸 내 전체를 청정한 상태로 유지하는 것은, 기술적 비용적으로 곤란하게 되었다.
따라서 최근에는 웨이퍼 주위의 공간에 대해서만 청정도를 관리하게 되었으며, 이를 위해 풉(FOUP : Front-Opening Unified Pod)이라 불리는 밀폐식 저장 포드의 내부에 웨이퍼를 저장하고, 웨이퍼의 가공을 행하는 공정장비와 풉 사이에서 웨이퍼의 전달을 행하기 위해, 웨이퍼 반송실 즉, 이에프이엠(EFEM : Equipment Front End Moudule) 이라 불리는 모듈을 이용하게 되었다.
이에프이엠(1)은 도 1에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 반송장치(24)가 내부에 구비된 웨이퍼 반송실(20)을 구비하며, 웨이퍼 반송실(20)의 일측면에 풉(FOUP)이 결합되는 로드 포트(10)가 접속하고, 웨이퍼 반송실(20)의 타측면에 공정장비(도면에 미도시)가 접속된다. 따라서 웨이퍼 반송장치(24)가 풉(FOUP) 내부에 저장된 웨이퍼를 공정장비로 반송하거나 공정장비에서 가공 처리를 마친 웨이퍼를 풉(FOUP) 내부로 반송한다.
이러한 종래의 이에프이엠의 웨이퍼 반송실은 파티클 관리 등을 위하여 질소를 지속적으로 공급하여 질소 양압 상태를 유지하는데, 풉 반출입을 위하여 로드 포트를 개방하는 동안에 질소 유출이 심하게 발생하여 질소 기체 사용량이 대폭 증가하는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 웨이퍼 반송실과 로드 포트 모두 밀폐형 구조를 가지고, 웨이퍼 반송실은 항상 질소 양압 상태를 유지하고, 로드 포트를 동일한 질소 양압 상태로 만든 후 게이트 밸브를 개방하여 질소 사용량을 대폭 절감할 수 있는 밀폐형 이에프이엠을 제공하는 것이다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 밀폐형 이에프이엠은, 내부가 외부와 차단된 밀폐형 구조를 가지며, 내부에 질소가 공급되어 산소 농도가 규정값 이하로 유지되는 웨이퍼 반송실; 상기 웨이퍼 반송실에 인접하게 밀폐형 구조로 설치되며, 풉 로딩 공간을 제공하는 로드 포트; 상기 웨이퍼 반송실과 로드 포트 사이를 연통하도록 형성되어 웨이퍼 이동 공간을 제공하는 웨이퍼 이동통로; 상기 웨이퍼 이동통로를 여닫는 게이트 밸브; 상기 로드 포트의 상면을 개폐가능하게 형성되어 풉의 도입 및 배출시 상기 로드 포트를 개폐하는 외부 도어; 상기 로드 포트 내부의 산소 농도가 규정값에 도달하면, 상기 게이트 밸브를 개방하도록 제어하는 제어부;를 포함한다.
그리고 본 발명에 따른 밀폐형 이에프이엠에서 상기 웨이퍼 반송실 및 로드 포트에는 산소 농도를 측정하는 산소 센서가 구비되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 밀폐형 이에프이엠에는, 상기 게이트 밸브에 결합되어 함께 승하강하며, 상기 게이트 밸브 작동 공간을 차단하는 차단부가 더 구비되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 차단부는, 상기 게이트 밸브를 상기 로드 포트의 측면과 접근되어 감싸는 차단함; 상기 차단함을 상기 게이트 밸브에 연결하는 연결부;를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 밀폐형 이에프이엠에 따르면 웨이퍼 반송실과 로드 포트 모두 밀폐형 구조를 가지고, 웨이퍼 반송실은 항상 질소 양압 상태를 유지하고, 로드 포트를 동일한 질소 양압 상태로 만든 후 게이트 밸브를 개방하여 질소 사용량을 대폭 절감할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐형 이에프이엠의 구조를 도시하는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐형 이에프이엠의 외부 도어가 개방된 상태를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐형 이에프이엠의 구조를 도시하는 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로드 포트와 차단부의 구조를 도시하는 사시도이다.
도 5, 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 로드 포트와 게이트 밸브 및 차단부의 작동 과정을 도시하는 단면도들이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.
본 실시예에 따른 밀폐형 이에프이엠(100)은 도 1 내지 4에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 반송실(110), 로드 포트(120), 풉 이동통로(130), 게이트 밸브(140), 외부 도어(160) 및 제어부(도면에 미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저 상기 웨이퍼 반송실(110)은 외부 공간과 차단된 내부 공간을 가지는 밀폐형 구조를 가지며, 상기 내부 공간에서 웨이퍼의 반송이 이루어진다. 따라서 상기 웨이퍼 반송실(110)은 뼈대를 이루는 프레임(112)과, 프레임(112) 사이의 공간을 차단하는 판넬(114) 등으로 이루어지며, 그 내부에는 웨이퍼 반송을 담당하는 로봇(도면에 미도시)이 설치된다.
그리고 상기 웨이퍼 반송실(110)에는 반송 중의 웨이퍼에 파티클 이슈가 발생하는 것을 방지하기 위하여, 상부에 팬필터유닛(FFU:Fan Filter Unit)를 설치하고 하부에는 펌프를 설치하여 상기 내부 공간 내에 하강기류가 항상 유지되도록 하고, 상기 웨이퍼 반송실 내부 공간으로 질소를 공급하여 산소 농도를 규정값 이하로 항상 유지한다.
상기 규정값은 웨이퍼의 반송 및 파티클 관리에 적합하도록 미리 정해지며, 상기 제어부에 제공된다.
다음으로 상기 로드 포트(120)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼 반송실(110)에 인접하게 설치되며, 외부에서 공급되는 풉(FOUP, 10)이 안착되는 구성요소이다. 본 실시예에서 상기 로드 포트(120)는 다수개가 나란하게 설치되어 다수개의 풉이 동시에 안착되어 웨이퍼 반송 작업을 신속하고 효율적으로 수행할 수 있는 구조이며, 어느 하나의 로드 포트는 예비용으로 사용할 수도 있다.
본 실시예에서는 상기 로드 포트(120)도 상기 웨이퍼 반송실(110)과 마찬가지로 밀폐형으로 제작되며, 내부 공간으로 질소를 공급할 수 있는 질소 공급부(도면에 미도시)가 구비된다.
따라서 본 실시예에 따른 웨이퍼 반송실(110)과 로드 포트(120)에는 각각 내부 공간의 산소 농도를 측정할 수 있는 산소 센서(도면에 미도시)가 구비되고, 상기 산소 센서에 의하여 측정된 산소 농도는 실시간으로 상기 제어부에 제공된다.
다음으로 상기 웨이퍼 이동통로(130)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼 반송실(110)과 로드 포트(120) 사이를 연통하도록 형성되어 웨이퍼 이동 공간을 제공한다.
다음으로 상기 게이트 밸브(140)는 상기 웨이퍼 이동통로를 여닫는 구성요소이며, 상기 로드 포트(120)에서 풉의 교체 작업이 진행되는 동안 상기 웨이퍼 이동통로(130)를 차단하여 상기 웨이퍼 반송실(110) 내부의 질소 양압 분위기를 유지한다. 즉, 상기 게이트 밸브(140)는 상하 방향으로 이동하면서 웨이퍼를 반송하는 동안에는 상기 웨이퍼 이동 통로(130)를 개방하고, 반송 작업 완료 후에는 상기 웨이퍼 이동통로(130)를 차단한다.
따라서 상기 게이트 밸브(140)는 구체적으로 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼 이동통로(130)를 직접 차단하는 도어 플레이트(142)와 상기 도어 플레이트(142)를 전후방향 및 상하 방향으로 구동시키는 구동부(144)를 포함하여 구성된다. 상기 구동부(144)는 상기 로드 포트(120)의 측부에 설치되어, 상기 도어 플레이트(142)를 상하 방향으로 이동시키고, 웨이퍼 이동통로(130)의 개폐를 위하여 일정 간격 전후진시킨다.
그리고 상기 도어 플레이트(142)는 평판 플레이트 형상을 가지며, 도 5에 도시된 바와 같이, 전진시 상기 웨이퍼 이동통로(130)의 전면에 밀착되어 상기 웨이퍼 이동통로(130)를 차단한다. 이때 상기 도어 플레이트(142)의 가장자리에는 차단 효과를 극대화하기 위하여 오링(도면에 미도시)이 설치될 수 있다.
다음으로 상기 차단부(150)는 도 3, 4에 도시된 바와 같이, 상기 게이트 밸브(140)에 결합되어 함께 승하강하며, 상기 게이트 밸브 작동 공간을 상기 로드 포트(120) 방향으로는 개방하고 상기 웨이퍼 반송실(110) 방향으로는 차단하는 구성요소이다. 여기에서 상기 '게이트 밸브 작동 공간'이라 함은, 상기 로드 포트(120)와 상기 웨이퍼 반송실(110) 내부 공간 사이에 상기 게이트 밸브(140)가 승하강 및 전후진하기 위하여 확보된 공간을 말한다. 상기 게이트 밸브 작동 공간은 하측으로는 상기 웨이퍼 반송실(110)의 펌프 설치 공간과 연통되고, 상측으로는 상기 웨이퍼 반송실의 내부 공간 및 FFU 설치 공간과 연통된다.
따라서 상기 웨이퍼 반송실(110)의 내부 공간을 깨끗하게 유지하고 파티클을 관리하기 위해서는 상기 게이트 밸브 작동 공간을 통하여 상기 내부 공간으로 유입되는 와류를 차단하여야 한다. 본 실시예에서는 이를 상기 차단부(150)가 수행하는 것이다.
이를 위하여 구체적으로 상기 차단부(150)는 도 3 내지 5에 도시된 바와 같이, 차단함(152)과 연결부(154)를 포함하여 구성될 수 있다. 먼저 상기 차단함(152)은 상기 게이트 밸브(140)를 상기 로드 포트(120)의 측면과 접근된 상태에서 감싸는 구성요소이다. 이때 상기 차단함(152)은 상기 로드 포트(120) 측면과 완전히 밀착되는 것이 아니라, 최대한 접근하여 상기 차단함(152)의 승하강에 간섭이 발생하지 않도록 한다.
따라서 상기 차단함(152)은 상기 로드 포트(120) 쪽 전면이 개방된 통 형상을 가지며, 상기 게이트 밸브(140)와 결합된 상태에서 상기 게이트 밸브 작동 공간이 상기 웨이퍼 반송실 방향으로 개방되지 않도록 차단한다.
다음으로 상기 연결부(154)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 차단함(152)을 상기 게이트 밸브(140)에 연결하는 구성요소이며, 단순한 봉 형상을 가질 수 있다. 이때 상기 연결부(154)는 다수개로 설치될 수 있으며, 상기 차단함(152)을 상기 게이트 밸브(140)에 안정적으로 연결하여 이동중에도 흔들림이 발생하지 않도록 한다.
그리고 본 실시예에서 상기 차단부(150)에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 가이드(156)와 가이드 롤러(158)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 상기 가이드(156)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 차단함(152)의 측면에 수직으로 설치되며, 상기 차단함(152)의 상하 방향 이동 방향을 안내하는 구성요소이다. 그리고 상기 가이드 롤러(158)는 상기 로드 포트(120)의 측면에 설치되며, 상기 가이드(156)와 맞물려서 상기 차단함(152)의 상하 이동을 안내하는 구성요소이다.
상기 가이드(156)와 가이드 롤러(158)에 의하여 상기 차단함(152)이 정확한 경로로 흔들림없이 상하 이동할 수 있는 것이다.
다음으로 상기 외부 도어(160)는 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 상기 로드 포트(120)의 상면을 개폐가능하게 형성되어, 풉(10)의 도입 및 배출시 상기 로드 포트(120)를 개폐하는 구성요소이다. 본 실시예에서 상기 외부 도어(160)는 상기 로드 포트(120)의 상면을 이루며, 상기 로드 포트(120)의 모서리에 설치되는 개폐 구동부(162)에 의하여 개폐 가능한 구조를 가진다. ;
다음으로 상기 제어부(도면에 미도시)는 상기 로드 포트(120) 내부의 산소 농도가 규정값에 도달하면, 상기 게이트 밸브(140)를 개방하도록 제어하는 구성요송이다. 즉, 상기 제어부는 상기 로드 포트(120)에서 풉(10)의 교체 작업이 완료된 후, 상기 외부 도어(160)를 닫은 상태에서 상기 로드 포트(120) 내부에 질소 가스를 공급하여 상기 로드 포트(120) 내부의 산소 농도가 상기 웨이퍼 반송실(110) 내부의 산소 농도와 동일한 상태가 되면 비로소 상기 게이트 밸브(140)를 개방하여 웨이퍼 반출 작업을 시작하도록 제어하는 것이다.
100 : 본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐형 이에프이엠
110 : 웨이퍼 반송실 120 : 로드 포트
130 : 웨이퍼 이동통로 140 : 게이트 밸브
150 : 차단부 160 : 외부 도어

Claims (4)

  1. 내부가 외부와 차단된 밀폐형 구조를 가지며, 내부에 질소가 공급되어 산소 농도가 규정값 이하로 유지되는 웨이퍼 반송실;
    상기 웨이퍼 반송실에 인접하게 밀폐형 구조로 설치되며, 풉 로딩 공간을 제공하는 로드 포트;
    상기 웨이퍼 반송실과 로드 포트 사이를 연통하도록 형성되어 웨이퍼 이동 공간을 제공하는 웨이퍼 이동통로;
    상기 웨이퍼 이동통로를 여닫는 게이트 밸브;
    상기 로드 포트의 상면을 개폐가능하게 형성되어 풉의 도입 및 배출시 상기 로드 포트를 개폐하는 외부 도어;
    상기 로드 포트 내부의 산소 농도가 규정값에 도달하면, 상기 게이트 밸브를 개방하도록 제어하는 제어부;를 포함하는 밀폐형 이에프이엠.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 웨이퍼 반송실 및 로드 포트에는 산소 농도를 측정하는 산소 센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 이에프이엠.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 게이트 밸브에 결합되어 함께 승하강하며, 상기 게이트 밸브 작동 공간을 차단하는 차단부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 이에프이엠.
  4. 제3항에 있어서, 상기 차단부는,
    상기 게이트 밸브를 상기 로드 포트의 측면과 접근되어 감싸는 차단함;
    상기 차단함을 상기 게이트 밸브에 연결하는 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 이에프이엠.
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