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KR101780789B1 - 기판 이송 용기, 가스 퍼지 모니터링 툴, 그리고 이들을 구비한 반도체 제조 설비 - Google Patents

기판 이송 용기, 가스 퍼지 모니터링 툴, 그리고 이들을 구비한 반도체 제조 설비 Download PDF

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KR101780789B1
KR101780789B1 KR1020100115102A KR20100115102A KR101780789B1 KR 101780789 B1 KR101780789 B1 KR 101780789B1 KR 1020100115102 A KR1020100115102 A KR 1020100115102A KR 20100115102 A KR20100115102 A KR 20100115102A KR 101780789 B1 KR101780789 B1 KR 101780789B1
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Abstract

본 발명은 기판 이송 용기, 가스 퍼지 모니터링 툴, 그리고 이들을 구비한 반도체 제조 설비를 개시한다. 기판 이송 용기의 내부에는 분자상 오염 물질, 온/습도, 파티클, 차압을 감지 부재들이 배치되고, 감지 부재들의 검출 신호는 기판 이송 용기의 외벽에 배치된 무선 송신기를 통해 외부로 실시간으로 송출된다. 그리고, 가스 퍼지 모니터링 툴은 기판 이송 용기로 퍼지 가스를 공급하는 스토커의 퍼지 유닛들의 정상 가동 여부를 모니터링한다.

Description

기판 이송 용기, 가스 퍼지 모니터링 툴, 그리고 이들을 구비한 반도체 제조 설비{SUBSTRATE TRANSFER CONTAINER, GAS PURGE MONITORING TOOL, AND SEMICONDUCTOR MANUFACTURING EQUIPMENT WITH THE SAME}
본 발명은 반도체 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수 매의 기판을 수납하는 기판 이송 용기, 기판 이송 용기의 가스 퍼징을 모니터링하는 가스 퍼지 모티너링 툴, 그리고 이들을 구비한 반도체 제조 설비에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼는 고정밀도의 물품으로 보관 및 운반 시 외부의 오염 물질과 충격으로부터 오염되거나 손상되지 않도록 주의를 요한다. 특히, 보관 및 운반의 과정에서 웨이퍼의 표면이 먼지, 수분, 각종 유기물 등과 같은 불순물에 의해 오염되지 않도록 주의해야 한다. 따라서, 웨이퍼를 보관 및 운반할 때에는 반드시 웨이퍼를 별도의 보관 용기 내에 수납시켜 외부의 충격과 오염 물질로부터 보호해야 한다.
본 발명은 기판의 오염을 모니터링할 수 있는 기판 이송 용기, 가스 퍼지 모니터링 툴, 그리고 이들을 구비한 반도체 제조 설비를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 기판 이송 용기는, 기판이 적재되는 슬롯들이 제공된 하우징; 상기 하우징을 개폐하는 도어; 상기 하우징 내에 배치되며, 상기 슬롯들에 적재된 상기 기판 주변의 환경 특성을 감지하는 감지 부재; 및 상기 감지 부재로부터 전달되는 검출 신호를 송출하는 송신 모듈을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 송신 모듈은, 상기 하우징의 외벽에 설치되는 무선 송신기를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 송신 모듈은, 상기 무선 송신기에 내장되고 상기 감지 부재로 전원을 공급하는 제 1 배터리를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 송신 모듈은, 상기 감지 부재와 상기 무선 송신기를 연결하는 연성 케이블을 더 포함하되, 상기 연성 케이블은 상기 하우징의 내벽, 개방부 및 외벽을 따라 배선 처리될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 감지 부재는, 상기 하우징 내부의 분자상 오염 물질(Airborne Molecular Contaminants)의 양을 측정하는 질량 센서를 포함할 수 있다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 가스 퍼지 모니터링 툴은, 기판 이송 용기로 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 장치의 정상 가동 여부를 모니터링하는 가스 퍼지 모니터링 툴에 있어서, 상기 기판 이송 용기와 동일한 외관을 가지고, 속이 빈 통 형상의 용기; 상기 용기 내에 제공되며, 상기 퍼지 장치가 공급하는 상기 퍼지 가스가 채워지는 가스 챔버; 상기 가스 챔버 내의 환경 특성을 감지하는 감지 부재; 및 상기 감지 부재로부터 전달되는 검출 신호를 송출하는 송신 모듈을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 가스 챔버는, 상기 용기 내에 배치되는 챔버 몸체; 상기 챔버 몸체의 일 측에 제공되는 퍼지 가스 유입 포트; 및 상기 챔버 몸체의 타 측에 제공되는 퍼지 가스 유출 포트를 포함하고, 상기 퍼지 가스 유입 포트와 상기 퍼지 가스 유출 포트는 상기 용기의 외벽을 관통하고, 상기 퍼지 가스의 흐름 방향에 수직한 단면을 기준으로, 상기 퍼지 가스 유출 포트의 단면적은 상기 챔버 몸체의 단면적 보다 작을 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 감지 부재는, 상기 퍼지 가스 유출 포트의 내부에 제공되며, 상기 퍼지 가스 유출 포트로부터 배출되는 상기 퍼지 가스의 습도를 감지하는 습도 센서; 및 상기 챔버 몸체에 제공되며, 상기 챔버 몸체 내부의 상기 퍼지 가스의 압력을 감지하는 압력 센서를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 퍼지 장치에 제공된 식별 번호를 판독하는 식별 번호 판독기를 더 포함할 수 있다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 제조 설비는, 반도체 공정을 수행하는 장치들이 설치된 청정실; 상기 장치들로 이송되는 복수의 기판들을 수용하는 기판 이송 용기를 포함하되, 상기 기판 이송 용기는, 상기 기판들이 적재되는 슬롯들이 제공된 하우징; 상기 하우징을 개폐하는 도어; 상기 하우징 내에 배치되며, 상기 기판 주변의 환경 특성을 감지하는 제 1 감지 부재; 및 상기 하우징의 외벽에 설치되며, 상기 제 1 감지 부재로부터 전달되는 검출 신호를 무선으로 송출하는 제 1 무선 송신기를 포함한다.
본 발명에 의하면, 기판 이송 용기 내의 기판 수납 공간의 환경 특성, 예를 들어 분자상 오염 물질, 온/습도, 파티클, 차압 등을 실시간으로 모니터링할 수 있다.
그리고, 본 발명에 의하면, 청정실 내에서의 기판 이송 용기의 위치를 추적할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 기판 이송 용기로 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 장치의 정상 가동 여부를 체크하여, 기판 이송 용기에 수납된 기판의 오염을 간접적으로 모니터링할 수 있다.
이하에 설명된 도면들은 단지 예시의 목적을 위한 것이고, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 이송 용기의 사시도이다.
도 2는 도 1의 하우징의 배면도이다.
도 3은 도 1의 하우징의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 제조 설비의 평면도이다.
도 5는 도 4의 스토커의 내부 구성을 보여주는 도면이다.
도 6은 퍼지 유닛과 가스 퍼지 모니터링 툴을 보여주는 단면도이다.
도 7은 반도체 제조 설비 내에서 기판 이송 용기의 위치를 추적하는 방법을 보여주는 도면이다.
이하 첨부된 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기판 이송 용기, 가스 퍼지 모니터링 툴, 그리고 이들을 구비한 반도체 제조 설비를 상세히 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
( 실시 예 )
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 이송 용기의 사시도이다. 그리고 도 2는 도 1의 하우징의 배면도이고, 도 3은 도 1의 하우징의 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 기판 이송 용기(100)는 동일한 공정이 수행되는 복수의 기판들을 소정 단위 개수로 수용하여 공정 장치들로 이송하기 위한 수단으로, 전면 개방형 캐리어인 풉(FOUP, Front Opening Unified Pod)이 사용될 수 있다.
기판 이송 용기(100)는 하우징(110), 도어(120), 제 1 감지 부재(130), 그리고 송신 모듈(150)을 포함한다. 하우징(110)은 이송 기판을 수용하고, 도어(120)는 하우징(110)을 개폐한다. 제 1 감지 부재(130)는 하우징(110)의 내부에 배치된다. 제 1 감지 부재(130)는 분자상 오염 물질, 온/습도, 파티클 또는 차압 등과 같은 하우징(110) 내부의 환경 특성들을 측정한다. 송신 모듈(150)은 하우징(110)의 외벽에 배치된다. 송신 모듈(150)은 제 1 감지 부재(130)로부터 검출 신호를 유선으로 전달받고, 외부에서 환경 특성의 실시간 모니터링이 가능하도록 검출 신호를 무선으로 송출한다.
하우징(110)은 전면이 개방된 통 형상을 가진다. 하우징(110)의 좌우 양측의 외측벽(111a,111b)에는 'ㄷ' 형상의 손잡이부(112a,112b)가 각각 결합되고, 하우징(110)의 내부에는 기판(W)이 적재되는 복수 개의 슬롯들(114)이 제공된다. 슬롯들(114)은 서로 마주보도록 하우징(110) 내의 좌우 양측에 각각 배치되며, 슬롯들(114)은 상하 방향으로 적층된다. 슬롯들(114)에 적재되는 기판은 반도체(Semiconductor) 소자의 제조에 사용되는 웨이퍼, 또는 엘이디(LED) 소자의 제조에 사용되는 기판일 수 있다.
도어(120)는 하우징(110)의 개방된 전면을 개폐한다. 기판 이송 용기(100)는 공정 장치(미도시)의 로드 포트(미도시)에 놓이고, 도어(120)는 공정 장치의 설비 전방 단부 모듈(Equipment Front End Module, EFEM)(미도시)에 제공된 도어 오프너(미도시)에 의해 개폐될 수 있다.
제 1 감지 부재(130)는 질량 센서(131), 온도 센서(133), 습도 센서(135), 파티클 센서(137), 그리고 차압 센서(139)를 포함한다.
질량 센서(131)는 하우징(110) 내부의 분자상 오염 물질(Airborne Molecular Contaminants, AMC)의 양을 측정한다. 질량 센서(131)로는 진동 수정 저울(Quartz Crystal Microbalance, QCM)이 사용될 수 있다. 질량 센서(131)는 기판(W)의 반출입에 간섭되지 않도록 하우징(110)의 내부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 질량 센서(131)는 하우징(110)의 하부 벽(111c)의 가장자리부에 배치될 수 있다. 질량 센서(131), 즉 진동 수정 저울(QCM)은 얇은 수정판의 양면에 금속을 입혀 전극을 만들고, 전극에 교류 전압을 걸어주어 수정판을 공명 진동수로 진동시킨다. 측정 대상물인 분자상 오염 물질(AMC)이 진동 수정 저울(QCM)의 전극에 부착되어 전극의 무게에 변화가 발생하면, 수정판의 공명 진동수가 변하고, 이것에 의해 전극에서 일어나는 무게 변화를 감지함으로써, 하우징(110) 내의 분자상 오염 물질(AMC)의 양을 측정한다.
암모니아(NH3)나 오존(O3) 같은 분자상 오염 물질(AMC)은 파티클 보다 작은 오염 물질로, 파티클과 달리 눈에 보이지 않는(Nonvisual) 특성이 있고, 기판상에 다양한 결함을 발생시키는 공정 불량의 원인이 되고 있다. 예를 들면, 암모니아(NH3)는 광증폭 레지스트 패턴(Photochemical Amplified Resist Pattern)의 임계 치수(Critical Dimension; CD) 변화 및 티탑 결함(T-top defect)을 유발할 수 있고, 오존(O3)은 자연 산화막을 형성할 수 있다.
기판 이송 용기(100)는 밀폐형 용기이므로, 외부의 오염 물질이 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있지만, 내부에서 발생된 분자상 오염 물질을 외부로 배출할 수는 없다. 따라서, 기판 이송 용기(100)의 내부에 누적되는 분자상 오염 물질의 양을 측정하고, 기준치 이상의 분자상 오염 물질이 발생하면 공정 진행을 중단하는 등의 조치를 취해야한다.
온도 센서(133), 습도 센서(135), 파티클 센서(137), 그리고 차압 센서(139)는 하우징(110)의 상부 벽(111d)의 내면에 일렬로 배치될 수 있으며, 또한 하우징(110) 내의 임의의 위치에 개별적으로 배치될 수도 있다. 온도 센서(133)는 하우징(110) 내부의 온도를 측정한다. 온도 센서(133)로는 온도에 따른 저항 변화를 가지는 측온 저항체 또는 이종 금속 접점의 열기전력을 이용한 열전대(Thermo-couple) 등이 사용될 수 있다. 습도 센서(135)는 하우징(110) 내부의 습도를 측정한다. 습도 센서(135)로는 전기 저항 방식의 습도 센서 또는 정전 용량 방식의 습도 센서 등이 사용될 수 있다. 파티클 센서(137)는 하우징(110) 내부의 마이크로미터 단위의 입자 크기를 가지는 파티클 입자의 수를 측정한다. 차압 센서(139)는 하우징(110)의 내부 압력과 외부 압력 사이의 차압을 측정한다. 온도 센서(133)와 습도 센서(135)는 하나의 일체형으로 구비될 수도 있다.
송신 모듈(150)은 센서들(131,133,135,137,139)로부터 전달되는 환경 특성에 대한 검출 신호를 외부로 무선 송출한다. 송신 모듈(150)은 제 1 무선 송신기(152), 제 1 배터리(154), 그리고 케이블(156a,156b)을 포함한다. 제 1 무선 송신기(152)는 하우징(110)의 외벽에 설치된다. 일 예에 의하면, 제 1 무선 송신기(152)는 하우징(110)의 손잡이부(112a)의 내측에 설치될 수 있다. 제 1 무선 송신기(152)에는 센서들(131,133,135,137,139)로 전원을 공급하는 제 1 배터리(154)가 내장된다.
제 1 무선 송신기(152)는 케이블(156a,156b)에 의해 센서들(131,133,135,137,139)과 전기적으로 연결된다. 제 1 케이블(156a)은 질량 센서(131)와 제 1 무선 송신기(152)를 전기적으로 연결하고, 제 2 케이블(156b)은 센서들(133,135,137,139)과 제 1 무선 송신기(152)를 전기적으로 연결한다. 제 1 및 제 2 케이블(156a,156b)은 하우징(110)의 내벽, 개방부 및 외벽을 따라 밀착된 상태로 배선 처리된 후, 제 1 무선 송신기(152)에 연결된다. 제 1 및 제 2 케이블(156a,156b)로는 얇은 두께의 연성 케이블(Flexible Cable)이 사용될 수 있다. 얇은 두께의 연성 케이블은, 쉽게 휘어지는 특성이 있기 때문에 배선 처리가 용이하고, 또한 두께가 얇기 때문에 하우징(110)에 도어(120)가 닫힐 때 하우징(110)과 도어(120) 사이의 실링(Sealing)에 영향을 주지않는다. 제 1 배터리(154)의 전력은 제 1 및 제 2 케이블(156a,156b)을 통해 센서들(131,133,135,137,139)로 전달되고, 센서들(131,133,135,137,139)의 검출 신호는 제 1 및 제 2 케이블(156a,156b)을 통해 제 1 무선 송신기(152)로 전달된다.
추가적으로, 하우징(110)의 외벽에는 보조 전원 공급 장치인 제 2 배터리(158)가 설치될 수 있다. 제 2 배터리(158)는 제 1 배터리(154)의 방전시 센서들(131,133,135,137,139)로 전력을 공급하기 위한 것이다. 일 예에 의하면, 제 2 배터리(158)는 하우징(110)의 손잡이부(112b)에 설치될 수 있고, 연결 케이블(159)에 의해 제 1 무선 송신기(152)에 연결된다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 제조 설비의 평면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 반도체 제조 설비(200)는 청정실(210)과 공정 장치들(220)을 포함한다. 청정실(210)은 프로세스 영역(212), 서비스 영역(214), 그리고 작업 영역(216)을 제공한다. 프로세스 영역(212)은 각각의 개별 단위 공정별로 배열된 다수의 베이들(Bays, 213)로 구획되고, 베이들(213)에는 단위 공정에서 사용되는 공정 장치들(220)이 설치된다. 공정 장치들(220)은 개별 반도체 공정을 진행한다. 서비스 영역(214)은 프로세스 영역(212)에 설치된 공정 장치들(220)의 유지 보수를 위한 공간을 제공한다. 작업 영역(216)은 작업자 또는 로봇(미도시)이 이동하면서 작업을 하는 공간을 제공하며, 작업 영역(216)에는 기판 이송 용기(100)를 임시 보관하는 스토커(Stocker, 230)가 배치된다.
기판 이송 용기(100)는 반도체 공정의 진행을 위해 청정실(210) 내의 프로세스 영역(212)에 머물거나, 프로세스 영역(212)과 작업 영역(216)에서 이동된다. 이때, 질량 센서(131)는 기판 이송 용기(100) 내부의 분자상 오염 물질(AMC)을 지속적으로 검출하고, 온도 센서(133)는 기판 이송 용기(100) 내부의 온도를 측정하고, 습도 센서(135)는 기판 이송 용기(100) 내부의 습도를 측정하고, 파티클 센서(137)는 기판 이송 용기(100) 내부의 파티클 입자 수를 측정하고, 차압 센서(139)는 기판 이송 용기(100)의 내부 압력과 외부 압력 사이의 차압을 측정한다. 센서들(131, 133, 135, 137, 139)의 검출 신호는 실시간으로 제 1 무선 송신기(152)에 전달되고, 제 1 무선 송신기(152)는 전달받은 신호를 무선 송출한다.
제 1 무선 송신기(152)의 송출 신호는 신호 증폭기들(242a,242b,242c,242d)에 의해 증폭된다. 신호 증폭기들(242a,242b,242c,242d)은 청정실(210) 내의 복수의 지점에 설치될 수 있다. 신호 증폭기들(242a,242b,242c,242d)은 일정 영역의 수신 범위를 가지며, 각각의 신호 증폭기들(242a,242b,242c,242d)의 수신 범위는 부분적으로 중첩될 수 있다.
신호 증폭기들(242a,242b,242c,242d)에 의해 증폭된 신호는 무선 수신기(244)에 전달된다. 무선 수신기(244)는 작업 영역(216)에 배치될 수 있다. 무선 수신기(244)는 청정실(210)의 외부에 위치한 데이터 관리용 컴퓨터(246)로 신호를 전달한다. 무선 수신기(244)와 데이터 관리용 컴퓨터(246) 간의 신호 전달은 유선 또는 무선으로 이루어질 수 있다. 데이터 관리용 컴퓨터(246)는 전달받은 신호에 기초하여, 기판 이송 용기(100) 내의 환경 특성이 기준치를 벗어나는 것으로 판단하는 경우, 알람을 발생하는 등의 조치를 취할 수 있다.
도 5는 도 4의 스토커의 내부 구성을 보여주는 도면이다.
도 5를 참조하면, 스토커(230)는 스토커 하우징(232), 지지 플레이트들(234), 그리고 이송 로봇(236)을 포함한다. 스토커 하우징(232)은 대체로 직육면체 형상을 가질 수 있다. 스토커 하우징(232) 내에는 기판 이송 용기(100)가 로딩되는 복수 개의 지지 플레이트들(234)이 제공된다. 지지 플레이트들(234)은 서로 다른 높이들에 수평 방향으로 일렬 배치될 수 있고, 지지 플레이트들(234)에는 로딩된 기판 이송 용기(100)로 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 유닛(미도시)이 각각 제공된다. 기판 이송 용기(100)는 이송 로봇(236)에 의해 지지 플레이트(234)에 로딩되거나, 지지 플레이트(234)로부터 언로딩된다.
기판 이송 용기(100)는 고기능 플라스틱으로 성형되지만, 플라스틱이 수분을 흡수하는 성질을 가지기 때문에, 기판 이송 용기(100) 내로 수분이 침투할 수 있다. 또한, 기판 이송 용기(100)의 도어(120)에는 밀폐성을 유지하기 위한 패킹(미도시)이 제공되지만, 패킹에 의한 밀폐성이 완전하지 않아 기판 이송 용기(100)의 분위기가 외부로 누출될 수 있다. 이로 인해, 기판 이송 용기(100) 내의 습도와 산소 농도가 증가할 수 있다. 이를 방지하기 위해, 기판 이송 용기(100)가 스토커(230)에 임시 보관되는 동안, 퍼지 유닛(미도시)이 기판 이송 용기(100)에 질소 가스와 같은 불활성 가스를 공급하여 기판 이송 용기(100) 내의 분위기를 질소 가스(불활성 가스) 분위기로 치환한다.
이하에서는, 퍼지 유닛과, 퍼지 유닛의 정상 가동 여부를 모니터링하는 가스 퍼지 모니터링 툴에 대해서 설명한다.
도 6은 퍼지 유닛과 가스 퍼지 모니터링 툴을 보여주는 단면도이다. 도 6을 참조하면, 퍼지 유닛(238)은 스토커(230)의 지지 플레이트(234)에 제공되는 퍼지 가스 공급 포트(238-1)와, 퍼지 가스 공급 포트(238-1)에 연결된 가스 공급 라인(238-2)을 포함한다. 가스 공급 라인(238-2)에는 가스 공급원(미도시)이 연결되고, 가스 공급 라인(238-2) 상에는 퍼지 가스의 흐름을 개폐하는 밸브(미도시)와, 가스 유량을 조절하는 유량 조절기(미도시)가 설치될 수 있다.
도 6에 도시되지는 않았지만, 기판 이송 용기(도 1의 도면 번호 100)가 지지 플레이트(234)에 놓이면, 퍼지 가스 공급 포트(238-1)는 기판 이송 용기(100)의 유입 포트(미도시)에 연결되고, 질소 가스가 퍼지 가스 공급 포트(238-1)를 통해 기판 이송 용기(100)의 유입 포트(미도시)로 공급된다. 유입 포트(미도시)를 통해 공급된 질소 가스는 기판 이송 용기(100)의 내부 분위기를 질소 분위기로 치환한다. 질소 분위기의 치환에 의해, 기판 이송 용기(100) 내부의 습도와 산소 농도가 증가하는 것을 사전에 방지할 수 있다.
가스 퍼지 모니터링 툴(300)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 기판 이송 용기(100)가 로딩되지 않은 지지 플레이트(234) 상에 놓이고, 지지 플레이트(234)에 제공된 퍼지 유닛(238)의 정상 가동 여부를 모니터링한다. 가스 퍼지 모니터링 툴(300)은 용기(310), 가스 챔버(320), 제 2 감지 부재(330), 식별 번호 판독기(340), 그리고 송신 모듈(350)을 포함한다.
용기(310)는 기판 이송 용기(도 1의 도면 번호 100)와 동일한 외관을 가질 수 있으며, 용기(310)의 하부 벽(311b)에는 홈부(312)가 제공된다. 용기(310)가 지지 플레이트(234)에 놓일 때, 지지 플레이트(234) 상면에 돌출된 핀(235)이 홈부(312)에 삽입되어 용기(310)가 지지 플레이트(234) 상의 정 위치에 놓인다. 용기(310)가 정 위치에 놓이면, 퍼지 유닛(238)의 퍼지 가스 공급 포트(238-1)가 후술할 가스 챔버(320)의 퍼지 가스 유입 포트(324)와 연결된다. 용기(310) 내부에는 슬롯과 같은 기판 수납을 위한 구조물은 제공되지 않고, 퍼지 유닛(238)이 공급하는 질소 가스가 채워지는 가스 챔버(320)가 제공된다.
가스 챔버(320)는 챔버 몸체(322), 퍼지 가스 유입 포트(324), 그리고 퍼지 가스 유출 포트(326)를 포함한다. 챔버 몸체(322)는 속이 빈 통 형상을 가지고, 용기(310)의 내부에 배치된다. 챔버 몸체(322)는 금속 재질로 구비될 수 있다. 챔버 몸체(322)가 금속 재질로 구비되면, 챔버 몸체(322) 외부의 수분이 챔버 몸체(322)로 침투하는 것을 방지할 수 있다. 퍼지 가스 유입 포트(324)는 챔버 몸체(322)와 유체 연통되도록 챔버 몸체(322)의 하부에 제공되고, 용기(310)의 하부 벽(311b)을 관통한다. 퍼지 가스 유출 포트(326)는 퍼지 가스 유입 포트(324)와 마주보도록 챔버 몸체(322)의 상부에 제공되고, 용기(310)의 상부 벽(311a)을 관통한다. 질소 가스가 퍼지 유닛(238)의 퍼지 가스 공급 포트(238-1)로부터 가스 챔버(320)의 퍼지 가스 유입 포트(324)로 공급되고, 공급된 질소 가스는 챔버 몸체(322)의 내부에 채워진 후, 퍼지 가스 유출 포트(326)를 통해 배출된다.
퍼지 가스 유출 포트(326)의 단면적은, 퍼지 가스 유입 포트(324)로부터 퍼지 가스 유출 포트(326)를 향하는 퍼지 가스의 흐름 방향에 수직한 단면을 기준으로, 챔버 몸체(322)의 단면적 보다 작다. 이는, 챔버 몸체(322)의 내부에 질소 가스가 채워지고, 채워진 질소 가스에 의해 챔버 몸체(322)의 내부에 압력을 발생시키기 위함이다.
제 2 감지 부재(330)는 습도 센서(332)와 압력 센서(334)를 포함한다. 습도 센서(332)는 퍼지 가스 유출 포트(326)의 내부에 제공되고, 퍼지 가스 유출 포트(326)로부터 배출되는 질소 가스의 습도를 측정한다. 습도 센서(332)로는 전기 저항 방식의 습도 센서 또는 정전 용량 방식의 습도 센서 등이 사용될 수 있다. 압력 센서(334)는 챔버 몸체(322)에 제공되고, 챔버 몸체(322) 내부의 질소 가스의 압력을 측정한다.
식별 번호 판독기(340)는 퍼지 유닛(238)의 식별 번호(239)를 판독한다. 퍼지 유닛(238)의 식별 번호(239), 예를 들어 바 코드(Bar code)는 퍼지 유닛(238)이 설치된 지지 플레이트(234)가 결합되는 스토커(230)의 벽면에 제공될 수 있다. 구체적으로, 퍼지 유닛(238)의 식별 번호(239)는 지지 플레이트(234)에 놓인 용기(310)의 후방 측벽(311c)과 마주보는 스토커(230)의 벽면에 제공될 수 있다. 식별 번호 판독기(340), 예를 들어 바 코드 리더(Bar code reader)는 퍼지 유닛(238)의 식별 번호(239)와 마주보도록 용기(310)의 후방 측벽(311c)에 배치될 수 있다. 식별 번호 판독기(340)는 후방 측벽(311c)의 외 측면 또는 내 측면에 제공될 수 있다. 식별 번호 판독기(340)가 후방 측벽(311c)의 내 측면에 제공되는 경우, 식별 번호 판독기(34)의 동작을 위한 개구부(311d)가 후방 측벽(311c)에 형성된다.
송신 모듈(350)은 습도 센서(332)와 압력 센서(334)로부터 전달되는 검출 신호, 그리고 식별 번호 판독기(340)로부터 전달되는 퍼지 유닛(238)의 식별 번호를 외부에서 모니터링이 가능하도록 무선으로 송출한다. 송신 모듈(350), 즉 제 2 무선 송신기는 케이블(352a)에 의해 습도 센서(332)와 전기적으로 연결되고, 케이블(352b)에 의해 압력 센서(334)와 전기적으로 연결되고, 케이블(352c)에 의해 식별 번호 판독기(340)와 전기적으로 연결된다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 가스 퍼지 모니터링 툴(300)은 스토커(230) 내에 제공된 복수 개의 지지 플레이트들(234)로 이동되면서, 지지 플레이트들(234)에 제공된 퍼지 유닛(238)의 정상 가동 여부를 모니터링할 수 있다.
모니터링 대상의 퍼지 유닛(238)이 제공된 지지 플레이트(234)에 가스 퍼지 모니터링 툴(300)이 놓이면, 질소 가스가 퍼지 유닛(238)의 퍼지 가스 공급 포트(238-1)로부터 가스 챔버(320)의 퍼지 가스 유입 포트(324)로 공급된다. 공급된 질소 가스는 챔버 몸체(322)의 내부에 채워진 후, 퍼지 가스 유출 포트(326)를 통해 배출된다. 습도 센서(332)는 퍼지 가스 유출 포트(326)를 통해 배출되는 질소 가스의 습도를 측정하고, 압력 센서(334)는 챔버 몸체(322) 내부의 가스 압력을 측정하고, 식별 번호 판독기(340)는 퍼지 유닛(238)의 식별 번호(239)를 판독한다.
센서들(332,334)의 검출 신호와, 판독된 식별 번호에 대한 신호는 송신 모듈(350)로 전달되고, 송신 모듈(350)은 전달받은 신호들을 청정실(210)에 제공된 신호 증폭기들(242a,242b,242c,242d)로 무선 송출한다. 신호 증폭기들(242a,242b,242c,242d)은 송신 모듈(350)의 송출 신호를 증폭하여 무선 수신기(244)로 전달한다. 무선 수신기(244)는 청정실(210)의 외부에 위치한 데이터 관리용 컴퓨터(246)로 신호를 전달한다. 데이터 관리용 컴퓨터(246)는 전달받은 신호에 기초하여 모니터링된 퍼지 유닛(238)의 정상 가동 여부를 판단하고, 비정상적으로 가동되는 퍼지 유닛(238)으로부터 가스 퍼징이 진행된 기판 이송 용기(100) 내의 기판들을 공정 진행에서 배제시킨다. 여기서, 퍼지 유닛(238)은 판독된 식별 번호에 의해 식별되고, 기판은 기판 이송 용기(100)의 이동 경로의 추적이나 공정 진행 이력(History)에 의해 식별될 수 있다.
도 7은 반도체 제조 설비 내에서 기판 이송 용기의 위치를 추적하는 방법을 보여주는 도면이다. 도 1 및 도 7을 참조하면, 신호 증폭기들(242a,242b,242c,242d)은 예를 들어 4 개소에 설치될 수 있으며, 각각의 신호 증폭기들(242a,242b,242c,242d)은 일정한 수신 범위(R1,R2,R3,R4)를 가진다.
청정실(210) 내에서의 기판 이송 용기(100)의 위치는, 제 1 무선 송신기(152)의 송출 신호를 수신하는 신호 증폭기들(242a,242b,242c,242d)의 개별 수신 범위 또는 수신 범위가 중첩되는 영역으로 결정될 수 있다.
예를 들어, 기판 이송 용기(100)가 P1의 지점에 위치한 경우, 제 1 무선 송신기(152)의 송출 신호는 제 1 신호 증폭기(242a)에서만 수신되므로, 기판 이송 용기(100)는 제 1 신호 증폭기(242a)를 중심으로 R1의 영역 내에 위치한 것으로 결정된다.
이와 달리, 기판 이송 용기(100)가 P2의 지점에 위치한 경우, 제 1 무선 송신기(152)의 송출 신호는 제 1 신호 증폭기(242a)와 제 2 신호 증폭기(242b)에서 수신되므로, 기판 이송 용기(100)는 R1의 수신 범위와 R2의 수신 범위가 중첩되는 영역 내에 위치한 것으로 결정된다.
이와 달리, 기판 이송 용기(100)가 P3의 지점에 위치한 경우, 제 1 무선 송신기(152)의 송출 신호는 제 1 내지 제 3 신호 증폭기(242a,242b,242c)에서 수신되므로, 기판 이송 용기(100)는 R1의 수신 범위, R2의 수신 범위 및 R3의 수신 범위가 중첩되는 영역 내에 위치한 것으로 결정된다.
이와 달리, 기판 이송 용기(100)가 P4의 지점에 위치한 경우, 제 1 무선 송신기(152)의 송출 신호는 제 1 내지 제 4 신호 증폭기(242a,242b,242c,242d)에서 수신되므로, 기판 이송 용기(100)는 R1의 수신 범위, R2의 수신 범위, R3의 수신 범위 및 R4의 수신 범위가 중첩되는 영역 내에 위치한 것으로 결정된다.
상술한 바와 같은 방법으로, 특정 시점에서의 기판 이송 용기(100)의 위치가 결정되고, 기판 이송 용기(100)의 위치를 실시간으로 연속 추적함으로써, 청정실(210) 내에서의 기판 이송 용기(100)의 이동 경로를 파악할 수 있다.
본 실시 예에서는 신호 증폭기가 4 개소에 설치된 예를 설명하였으나, 신호 증폭기는 그 이상의 위치들에 설치될 수 있다. 신호 증폭기의 수가 증가하면, 기판 이송 용기의 위치를 그 만큼 보다 정확하게 추적할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 이송 용기는 내부에 설치된 센서들을 이용하여 직접적인 방법으로 기판의 오염을 모니터링하고, 본 발명의 실시 예에 따른 가스 퍼지 모니터링 툴은 기판 이송 용기에 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 유닛의 정상 가동 여부를 체크하여 간접적인 방법으로 기판의 오염을 모니터링할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 기판 이송 용기 130: 제 1 감지 부재
152: 제 1 무선 송신기 230: 스토커
234: 지지 플레이트 242a,242b,242c,242d: 신호 증폭기
244: 무선 수신기 300: 가스 퍼지 모니터링 툴

Claims (10)

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  6. 기판 이송 용기로 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 장치의 정상 가동 여부를 모니터링하는 가스 퍼지 모니터링 툴에 있어서,
    상기 기판 이송 용기와 동일한 외관을 가지고, 속이 빈 통 형상의 용기;
    상기 용기 내에 제공되며, 상기 퍼지 장치가 공급하는 상기 퍼지 가스가 채워지는 가스 챔버;
    상기 가스 챔버 내의 환경 특성을 감지하는 감지 부재; 및
    상기 감지 부재로부터 전달되는 검출 신호를 송출하는 송신 모듈을 포함하되,
    상기 가스 챔버는,
    상기 용기 내에 배치되는 챔버 몸체;
    상기 챔버 몸체의 일 측에 제공되는 퍼지 가스 유입 포트; 및
    상기 챔버 몸체의 타 측에 제공되는 퍼지 가스 유출 포트를 포함하고,
    상기 퍼지 가스 유입 포트와 상기 퍼지 가스 유출 포트는 상기 용기의 외벽을 관통하는 것을 특징으로 하는 가스 퍼지 모니터링 툴.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 퍼지 가스의 흐름 방향에 수직한 단면을 기준으로, 상기 퍼지 가스 유출 포트의 단면적은 상기 챔버 몸체의 단면적 보다 작은 것을 특징으로 하는 가스 퍼지 모니터링 툴.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 감지 부재는,
    상기 퍼지 가스 유출 포트의 내부에 제공되며, 상기 퍼지 가스 유출 포트로부터 배출되는 상기 퍼지 가스의 습도를 감지하는 습도 센서; 및
    상기 챔버 몸체에 제공되며, 상기 챔버 몸체 내부의 상기 퍼지 가스의 압력을 감지하는 압력 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 퍼지 모니터링 툴.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 퍼지 장치에 제공된 식별 번호를 판독하는 식별 번호 판독기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 퍼지 모니터링 툴.
  10. 반도체 공정을 수행하는 장치들이 설치된 청정실;
    상기 장치들로 이송되는 복수의 기판들을 수용하는 기판 이송 용기;
    상기 청정실 내에 위치하는 스토커 하우징;
    상기 스토커 하우징 내에 수직적으로 배치되고, 상기 기판 이송 용기를 임시 보관하는 복수의 지지 플레이트들;
    각각의 상기 지지 플레이트들에 제공되고, 각각의 상기 지지 플레이트들 상에 배치되는 상기 기판 이송 용기로 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 유닛; 및
    상기 퍼지 유닛의 정상 가동 여부를 모니터링하는 가스 퍼지 모니터링 툴을 포함하되,
    상기 기판 이송 용기는:
    상기 기판들이 적재되는 슬롯들이 제공된 하우징;
    상기 하우징을 개폐하는 도어;
    상기 하우징 내에 배치되며, 상기 기판 주변의 환경 특성을 감지하는 제 1 감지 부재; 및
    상기 하우징의 외벽에 설치되며, 상기 제 1 감지 부재로부터 전달되는 검출 신호를 무선으로 송출하는 제 1 무선 송신기를 포함하고,
    상기 가스 퍼지 모니터링 툴은:
    상기 기판 이송 용기와 동일한 외관을 가지고, 속이 빈 통 형상의 용기;
    상기 용기 내에 제공되며, 상기 퍼지 유닛이 공급하는 상기 퍼지 가스가 채워지는 가스 챔버;
    상기 가스 챔버 내의 환경 특성을 감지하는 제 2 감지 부재; 및
    상기 제 2 감지 부재로부터 전달되는 검출 신호를 무선으로 송출하는 제 2 무선 송신기를 포함하되,
    상기 가스 챔버는,
    상기 용기 내에 배치되는 챔버 몸체;
    상기 챔버 몸체의 일 측에 제공되는 퍼지 가스 유입 포트; 및
    상기 챔버 몸체의 타 측에 제공되는 퍼지 가스 유출 포트를 포함하고,
    상기 퍼지 가스 유입 포트와 상기 퍼지 가스 유출 포트는 상기 용기의 외벽을 관통하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
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