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KR100576814B1 - 웨이퍼 캐리어 운반 시스템 - Google Patents

웨이퍼 캐리어 운반 시스템 Download PDF

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KR100576814B1
KR100576814B1 KR1019990050244A KR19990050244A KR100576814B1 KR 100576814 B1 KR100576814 B1 KR 100576814B1 KR 1019990050244 A KR1019990050244 A KR 1019990050244A KR 19990050244 A KR19990050244 A KR 19990050244A KR 100576814 B1 KR100576814 B1 KR 100576814B1
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Abstract

본 발명은 무인 작업 영역내에서 후속 공정이 진행될 설비의 공정 진행준비가 되지 않아 공정 진행에 차질이 발생 할 경우 대기 상태의 웨이퍼들이 수납된 웨이퍼 캐리어들을 웨이퍼 캐리어 임시 보관 장치에 임시로 보관하였다가 후속 공정 진행 설비가 공정 진행이 가능하게 될 경우 보관중이던 웨이퍼 캐리어들을 후속 공정 설비에 투입하는 웨이퍼 캐리어 운반 시스템에 관한 것이다.
이와 같이 본 발명에 의한 웨이퍼 캐리어 운반 시스템은 공정 정체가 발생할 때 후속 공정 설비에 의해 선행 공정 설비가 정체되는것을 막아주는 효과가 있으며, 공정 정체가 발생할 때 우선 순위에 의한 효율적인 공정 분배로 공정 대기 시간이 줄어들어 웨이퍼의 표면오염이 줄어드는 효과가 있고, 웨이퍼 캐리어의 보관과 투입과정에 인위적인 공정개입이 불필요하며 합리적인 공정진행이 가능해진다.
웨이퍼 캐리어 임시 보관 장치, 호스트 서버, 무인 반송 대차

Description

웨이퍼 캐리어 운반 시스템{A system for carring wafer carriers}
도 1은 본 발명에 의한 웨이퍼 캐리어 운반 시스템의 블럭도.
도 2는 본 발명에 의한 웨이퍼 캐리어 운반 시스템의 실시예를 나타내는 평면도.
도 3은 본 발명에 의한 웨이퍼 캐리어 운반 시스템의 순서도.
본 발명은 웨이퍼 캐리어 운반 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 제조 라인내에 설치된 복수 대의 설비들이 공정을 연속적이면서 신속하게 진행하도록 하기 위한 웨이퍼 캐리어 임시 수납 장치가 설치된 웨이퍼 캐리어 운반 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제품은 고도로 청청한 환경에서 제작된다. 이는 대기중에 존재하는 미세한 먼지, 유분, 나트륨성분등과 작업자에 의해 반도체 공정이 진행되는 웨이퍼에 매우 치명적인 손상을 유발하기 때문이다.
이와 같이 웨이퍼를 오염시키는 원인중에서 가장 큰 원인은 작업자로서, 최근에는 반도체 제조라인에서 오염원인 작업자를 배제한 무인대차 운반 시스템이 도 입되어 반도체 수율 향상에 많은 기여를 하고 있는 실정이다.
그러나, 무인대차 운반 시스템은 반도체 제조 라인내의 공정 환경 개선에 많은 기여를 하고 있지만 다른 한편으로는 많은 문제점을 야기하고 있다.
일례로, A 라는 선행 공정을 진행하는 공정 설비와 B 라는 후속 공정을 진행하는 공정 설비가 있다고 가정했을 때, A 라는 공정을 진행하는 공정 설비와 B 라는 공정을 진행하는 공정설비가 한 장의 웨이퍼의 공정을 진행하는데 소요되는 시간은 대부분 다르므로, A 공정이 종료된 웨이퍼들은 B 공정 진행을 위하여 많은 시간이 지체 또는 대기되며, 결국 A공정 이전의 작업들 역시 공정에 영향을 받을 수 밖에 없다.
이와 같은 경우가 발생되면 무인대차 운반 시스템은 A공정을 진행완료한 웨이퍼를 운반할 곳을 찾지 못하여 A공정 설비는 정체되어 A공정 설비로의 투입마저 중단되는 결과를 초래한다.
이런 경우에 작업자는 무인대차 운반 시스템을 오프-라인으로 바꾸고 나서, 작업자가 직접 반도체 제조 라인에 투입되어 지체 또는 대기중인 웨이퍼를 꺼내어 다른 장소에 임시로 보관시킨다.
그 후에 A공정 설비는 수작업으로 계속 공정을 진행시키고 후속 공정 설비의 공정진행 조건이 정상이 되면 임시로 보관 중이던 웨이퍼를 후속 공정 설비에 투입하는 과정으로 공정을 진행한다.
위와 같이 작업자에 의한 웨이퍼의 로딩과 언로딩은 웨이퍼의 투입순서상의 실수가 유발되며, 작업자에 의한 제조라인의 오염이 가중된다.
또한, 작업자에 의한 웨이퍼 운반은 체계적인 공정투입 순서를 정하기가 어려워 원활한 공정진행을 방해하며, 웨이퍼의 대기시간의 증가를 유발하여 웨이퍼의 표면 오염문제를 발생시키게 된다.
대기시간 증가에 따른 웨이퍼 표면 오염의 구체적인 일례로 선행 공정이 HSG(hemispherial grained)막질이 형성될 웨이퍼를 세정하는 공정이고, 후속 공정이 HSG막질을 증착하는 공정일 경우를 예로 들었다.
HSG막질이 증착될 웨이퍼는 선행 공정인 세정공정이 진행되고 나서 3시간 내에 HSG 증착 공정에 투입이 되어야만 세정액에 의한 자연 산화막의 성장이 방지될 수 있지만, 웨이퍼가 세정공정이 진행된 후 3시간 내에 HSG 증착공정에 투입되지 못할 경우 상기의 웨이퍼에는 자연 산화막이 발생하여 공정 불량이 발생하는 문제점이 있으며, 자연 발생된 산화막을 제거하기 위해 HSG 증착 전 세정공정을 다시 진행해야 하는 경우가 발생한다. 이러한 경우 잦은 세정으로 인해 웨이퍼에는 스트레스가 가해지고 전체적인 공정 진행시간이 늘어나게 된다.
본 발명의 목적은 반도체 제조 라인내에서 후속 공정 설비의 공정 정체가 발생했을때 웨이퍼가 원활히 공정에 투입되도록 하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 웨이퍼의 장시간 정체에 따른 표면 오염을 방지하는데 있다.
본 발명의 목적들은 후술되는 상세한 설명 및 첨부된 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.
본 발명에 따른 웨이퍼 캐리어 운반 시스템은, 공정 진행 설비간의 정체가 발생했을때 무인 반송 대차가 정체중인 웨이퍼 캐리어를 반송하여 웨이퍼 캐리어 무인 임시 보관 장치에 임시로 저장하고, 공정 진행조건이 정상이 되면 저장된 웨이퍼 캐리어들 중에서 가장 먼저 저장된 웨이퍼 캐리어를 꺼내어 공정 투입을 할 수 있도록 구성된 웨이퍼 캐리어 임시 보관 장치를 가짐을 특징으로 한다.
이하, 도 1에 의하면, 본 발명에 의한 실시예는 호스트 서버(30), 무인 반송 대차(40), 웨이퍼 캐리어 임시 보관 장치(50) 및 공정 설비군Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ으로 구성되는데, Ⅱ공정 설비군은 Ⅰ공정의 후속 공정인 Ⅱ공정을 진행하는 복수 개의 공정 설비들을 의미하며, Ⅲ공정 설비군은 Ⅱ공정의 후속 공정인 Ⅲ공정을 진행하는 복수 개의 공정 설비들을 의미하며, 호스트 서버(30), 웨이퍼 캐리어 임시 보관 장치(50), 공정 설비군Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ은 네트워크에 의해 연결되어 공정 제어 및 웨이퍼 캐리어 반송에 필요한 데이터를 전송 및 수신하도록 구성된다.
호스트 서버(30)는 각각의 공정 설비의 공정 진행 상황을 파악하여 일련의 알고리즘에 의해 공정 대상인 웨이퍼의 투입순서를 결정하며, 임의의 공정 설비의 정체가 발생하면 정체되는 공정 설비에 체류중인 웨이퍼 캐리어를 웨이퍼 캐리어 임시 보관 장치(50)에 보관하도록 명령한다.
이와 같이 웨이퍼 캐리어가 웨이퍼 캐리어 임시 보관 장치(50)에 보관되도록 하는 것이 가능토록 하기 위해서, 실시예는 무인 반송 대차(40)를 필요로 하고, 호스트 서버(30)에 연결된 무선 전송 장치(35)와 무인 반송 대차(40)에 연결된 무선 전송 장치(45)를 사이에 반송 명령과 반송 결과 데이터가 양방향으로 전송된다.
또한, 실시예는 제 1공정을 진행하는 공정 설비에는 도 1에 도시된와 같이 해당 공정을 진행하기 위한 L대의 공정 설비가 포함되어 있으며, 제 2공정을 진행하는 공정 설비군Ⅱ에는 해당 공정을 진행하기 위한 M대의 공정 설비가 포함되어 있고, 제 3공정을 진행하는 공정 설비군Ⅲ에는 N대의 공정 설비가 포함된다.
앞서 설명한 각각의 공정 설비들은 공통적으로 로딩 포트, 언로딩 포트, 그리고 공정 진행부를 가지며, 로딩 포트는 공정 진행할 웨이퍼가 수용된 웨이퍼 캐리어가 무인 반송 대차(40)에 의하여 공정 설비로 공급되는 포트이며, 언로딩 포트는 공정 진행이 완료된 웨이퍼가 수용된 웨이퍼 캐리어를 무인 반송 대차(40)에 의하여 언로딩되는 포트이며, 공정 진행부에서는 로딩 포트에서 입력된 웨이퍼가 공정 진행되어 출력 포트로 출력된다.
또한, 각각의 공정 설비는 네트워크를 통해 공정을 진행하는데 필요한 명령을 호스트 서버(30)로부터 지시받고, 공정 진행 현황이 네트워크를 통해 호스트 서버(30)로 전송된다.
무인 반송 대차(40)는 공정 진행 설비들 사이에 형성된 가이드 레일위를 왕복 운동할 수 있는 이동수단으로 구성되고, 웨이퍼 캐리어를 수용하는 수용부가 있으며, 웨이퍼 캐리어를 수용하는 동작을 행하는 로봇 팔이 구성된다.
또한, 무인 반송 대차(40)는 무선 전송 장치(45)를 통하여 호스트 서버(30)로부터 명령을 부여받거나 현재의 위치 데이터를 보고한다.
앞서 간략하게 설명한, 웨이퍼 캐리어 임시 보관 장치(50)는 각각의 공정설 비들 사이에서 각각의 공정을 잘 연계할 수 있는 장소에 설치하는 것이 바람직하다.
구체적으로 웨이퍼 캐리어 임시 보관 장치(50)는 웨이퍼 캐리어를 수납하는 웨이퍼 캐리어 수납부와 웨이퍼 캐리어 감지부로 구성되어, 웨이퍼 캐리어 수납부에 수납된 웨이퍼 캐리어는 웨이퍼 캐리어 감지부에 의하여 투입 및 반출 시점에 랏의 고유번호를 포함한 정보가 감지되며, 그 정보는 통신을 통해 호스트 서버(30)로 수시로 전송된다.
이러한 구성을 갖는 웨이퍼 캐리어 임시 보관 장치(50)는 공정 정체 현상이 발생될 때 정체되는 웨이퍼를 임시로 보관하여 후속 공정 설비의 공정 진행 조건이 정상이 될 때 가장 오래 보관된 웨이퍼부터 후속 공정 설비에 투입될 수 있도록 하는 장소 및 정체중인 웨이퍼의 정보를 같이 제공한다.
도 1의 시스템 구성을 갖는 실시예는 도 2와 같이 배치되어 운용되며, 이에 대한 동작은 도3에 의해 상세히 설명된다.
도면번호 11, 12로 도시된 제 1공정을 진행하는 제 1공정 설비중에서 도면번호 11의 공정 설비의 언로딩 포트에 있는 제 1공정진행이 완료된 웨이퍼를 수납한 웨이퍼 캐리어(80)을 후속 공정인 제 2공정을 진행하는 도면번호 13, 14중의 한 공정 설비로 투입하기 전의 상황을 나타낸 것이다. 도면번호 15, 16은 제 3공정을 진행하는 제 3공정 설비이다.
이해를 돕기위해 선행 공정과 후속 공정을 각각 제 1공정, 제 2공정으로 예를 들어 설명한다.
호스트 서버(30)는 먼저 제 1공정 설비에 빈 입력 포트가 있는가를 네트워크를 통해 확인한다.(S10)
먼저, 제 1공정 설비에 빈 입력 포트가 있음이 확인되면 호스트 서버(30)는 무선 전송 장치(35)를 통해 무인 반송 대차(40)에 웨이퍼 캐리어를 제 1공정 설비로 옮길것을 명령한다.
무인 반송 대차(40)는 무선 전송 장치(45)를 통해 수신된 명령에 따라 웨이퍼 캐리어를 제 1공정 설비로 옮기고, 이렇게 옮겨진 웨이퍼 캐리어는 제 1공정 설비에 투입되며, 제 1공정 설비에 투입된 웨이퍼 캐리어내에 수납된 웨이퍼는 제 1공정이 진행된다.(S20)
제 1공정 진행이 완료되면 호스트 서버(30)는 네트워크를 통해 제 1공정 설비의 공정 완료 보고를 접수받는다.(S30)
제 1공정 진행이 완료된 웨이퍼를 수용한 웨이퍼 캐리어(80)를 후속 공정 설비에 투입하기 전에 호스트 서버(30)는 제 2공정 설비에 빈 입력 포트가 있는가를 네트워크를 통해 확인한다.(S40)
제 2공정 설비에 빈 입력 포트가 없으면 호스트 서버(30)는 무인 반송 대차(40)에게 제 1공정 진행이 완료된 웨이퍼를 수용한 웨이퍼 캐리어(80)를 웨이퍼 캐리어 임시 보관 장치(50)에 옮길 것을 명령하고, 무인 반송 대차(40)에 의해 옮겨진 웨이퍼 캐리어(80)는 웨이퍼 캐리어 임시 보관 장치(50)에 임시 보관 된다.(S50)
단계 S40에서 제 2공정 설비에 빈 입력 포트가 존재하면 호스트 서버(30)는 웨이퍼 캐리어 임시 보관 장치(50)에 제 2공정 대기중이던 웨이퍼 캐리어(90)가 있는가를 확인한다.(S60)
단계 S60에서 웨이퍼 캐리어 임시 보관 장치(50)에 대기중인 웨이퍼 캐리어(90)가 존재할 경우 호스트 서버(30)는 무인 반송 대차(40)에게 대기중이던 웨이퍼 캐리어(90)를 우선적으로 제 2공정 설비에 반송할 것을 명령한다. 무인 반송 대차(40)에 의해 제 2공정 설비에 반송된 웨이퍼 캐리어(90)는 제 2공정 설비에 투입된다.(S70)
이때, 웨이퍼 캐리어 임시 보관 장치(50)에 대기중인 웨이퍼 캐리어가 다수 개 있을 때는 그 중에서 대기시간이 가장 긴 웨이퍼 캐리어를 우선적으로 반송한다.
단계 S60에서 웨이퍼 캐리어 임시 보관 장치(50)에 대기중인 웨이퍼 캐리어가 없으면, 호스트 서버(30)는 무인 반송 대차(40)에게 웨이퍼 캐리어(80)를 제 2공정 진행 설비에 반송할 것을 명령하고, 무인 반송 대차(40)에 의해 제 2공정 설비로 반송된 웨이퍼 캐리어(80)내에 수납된 웨이퍼는 제 2공정이 진행된다.(S80)
호스트 서버(30)는 단계 S10으로 피드-백하여 새로운 웨이퍼 캐리어의 공정투입을 재개하게 된다.
이러한 과정은 제 2공정을 진행한 후에 제 3공정에 투입되는 과정에도 똑같이 적용된다.
본 발명은 이러한 순서도에 의한 자동 제어를 각각의 공정에서 다음 공정으로 넘어갈때마다 반복적으로 실시하여 반도체 제조라인 내의 공정 정체가 발생하여 도 웨이퍼 캐리어 임시 보관 장치에 임시로 저장한 후에 공정이 진행된다.
위와 같은 구조와 작용을 갖는 본 발명은 반도체 제조라인내에 하나의 웨이퍼 캐리어 버퍼가 아닌 복수 개의 웨이퍼 캐리어 임시 보관 장치를 상이한 공정설비 사이에 설치하는 실시예도 얼마든지 가능하다.
또한, 선행 공정을 진행한 웨이퍼 캐리어가 반드시 웨이퍼 캐리어 임시 보관 장치로 이송되는 시스템 또한 얼마든지 실시가 가능하다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 웨이퍼 캐리어 임시 보관 장치를 가진 웨이퍼 캐리어 운반 시스템은 후속 공정 설비의 공정 정체가 발생할 때 선행 공정이 진행된 웨이퍼들이 수납된 웨이퍼 캐리어를 웨이퍼 캐리어 임시 보관 장치에 임시로 저장하여 후속 공정 설비의 공정 정체에 의한 선행 공정 설비의 정체현상을 방지하는 효과가 있다.
그리고, 후속 공정 설비의 공정 정체가 해소되었을때 우선 보관 순서에 의한 효율적인 공정 투입으로 공정 대기 시간이 줄어들어 웨이퍼의 표면오염이 줄어드는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 웨이퍼 캐리어를 로딩하는 로딩 포트, 웨이퍼 캐리어 내에 수납된 웨이퍼를 공정진행시키는 공정 진행부, 그리고 공정 진행이 완료된 웨이퍼가 수납된 웨이퍼 캐리어를 언로딩하는 언로딩 포트가 형성된 공정 설비가 일련의 순서에 의해 배치된 복수 개의 공정 설비군;
    상기 복수 개의 공정 설비군 사이를 왕복운동할 수 있는 소정의 이동장치가 구비되고, 웨이퍼 캐리어를 수납할 수 있는 소정 영역이 형성되며, 데이터를 주고 받는 무선 전송 장치가 구비된 무인 반송 대차;
    상기 복수 개의 공정 설비군과는 소정 네트워크를 통해서 데이터를 송, 수신하고, 상기 무인 반송 대차와는 무선 전송 장치에 의해 데이터를 송, 수신하며, 상기 송, 수신된 데이터로써 공정 제어 및 웨이퍼 캐리어의 반송을 위한 알고리즘을 수행하는 호스트 서버; 및
    웨이퍼 캐리어를 수용할 수 있는 소정 영역이 형성되고 웨이퍼 캐리어를 식별하는 웨이퍼 식별 장치가 상기의 소정영역에 형성되어, 웨이퍼 캐리어 식별 장치에 의한 데이터를 네트워크를 통해 상기의 호스트 서버로 전송시키는 웨이퍼 캐리어 임시 보관 장치를 구비하여, 상기 호스트 서버의 알고리즘에 의하여 상기 무인 반송 대차는 상기 복수 개의 설비군들 중에서 후속 공정 설비군의 공정 투입준비가 되지 않았을 때 상기 후속 공정의 바로 전단 공정 진행이 완료된 웨이퍼가 수납된 웨이퍼 캐리어를 상기 웨이퍼 캐리어 임시 보관 장치로 옮겨서 보관시키며, 상기 후속 공정 설비군에 투입이 가능해지면 상기 웨이퍼 캐리어 임시 보관 장치에 보관 중이던 상기 웨이퍼 캐리어를 상기 무인 반송 대차에게 제공하여 상기 후속 공정에 투입될 수 있도록 함을 특징으로 하는 웨이퍼 캐리어 운반 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 후속 공정 진행 설비에 웨이퍼 캐리어가 투입되는 순서를 상기 웨이퍼 캐리어 임시 보관 장치에서 보관된 웨이퍼 캐리어를 먼저 투입되게 함을 특징으로 하는 웨이퍼 캐리어 운반 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 웨이퍼 캐리어 임시 보관 장치에서 임시 보관 중이던 웨이퍼 캐리어들 중에서 가장 먼저 보관시킨 웨이퍼 캐리어부터 순차적으로 꺼내는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 캐리어 운반 시스템.
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