KR100449346B1

KR100449346B1 - 웨이퍼 이송모듈 및 이를 이용한 웨이퍼 진단방법

Info

Publication number: KR100449346B1
Application number: KR10-2001-0071854A
Authority: KR
Inventors: 권기청; 변홍식
Original assignee: 주성엔지니어링(주)
Priority date: 2001-11-19
Filing date: 2001-11-19
Publication date: 2004-09-18
Also published as: KR20030041216A

Abstract

본 발명에 따른 웨이퍼 이송모듈은, 웨이퍼 카트리지(110)로 부터 웨이퍼(100)를 공정챔버(140)로 이송시키는 웨이퍼 이송모듈이며; 웨이퍼(100)가 외부에 노출되지 않으면서 공정챔버(140)로 이송되도록 통로 역할을 하며 윗면에는 외부에서 내부를 관찰할 수 있도록 투명한 관찰창(135)이 설치되어 있는 이송챔버(130); 이송챔버(130) 내에 설치되어 웨이퍼 카트리지(110)의 웨이퍼를 공정챔버(140)로 이송시키는 로보트 아암(132); 관찰창(135) 상부에 형성되어 이송챔버(130)를 통과하는 웨이퍼의 표면상태를 진단하는 진단장치(150); 및 진단장치(150)의 진단데이타를 전송받아 이를 분석하고 소정의 결과를 출력하는 컴퓨터(160); 을 구비하는 것을 특징으로 한다. 상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 이송모듈에 투명한 관찰창(135)을 설치하고 이 부분에 진단장치(150)를 설치함으로써 웨이퍼가 이송되는 과정에서 실시간적으로 웨이퍼 표면상태를 진단하여 그 이상유무를 판단할 수 있게 된다.

Description

웨이퍼 이송모듈 및 이를 이용한 웨이퍼 진단방법{Wafer transfer module and wafer diagnosis method using the same}

본 발명은 웨이퍼 이송모듈(wafer transfer module) 및 이를 이용한 웨이퍼 진단방법에 관한 것으로, 특히 생산라인에서 실시간적으로 웨이퍼의 이상유무를 감지하여 이를 처리할 수 있는 웨이퍼 이송모듈 및 이를 이용한 웨이퍼 진단방법에 관한 것이다.

반도체소자를 제조함에 있어서, 웨이퍼는 통상 웨이퍼 카트리지(wafer cartridge)로부터 이송챔버(transfer chamber)를 거쳐 공정챔버(process chamber)로 장입된다. 그리고, 공정챔버에서 제조공정이 진행된 다음에 위의 역순으로 하여 웨이퍼 카트리지로 반출된다. 이 때, 제조공정이 제대로 진행되었느냐의 여부는 공정이 끝난 웨이퍼를 테스트함으로써 판단한다. 그러나, 이와 같은 테스트 중에도 생산라인은 계속 가동되기 때문에 설사 웨이퍼의 이상을 발견하였다 하더라도 이미 그 이후에도 동일한 조건으로 계속 공정이 진행되었기 때문에 많은 웨이퍼를 버려야 하는 결과가 초래된다. 이는 많은 시간동안 헛된 공정을 행한 꼴이 되어 시간 뿐만 아니라 원료 등 많은 부분에서 막대한 손해를 끼친다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 공정챔버에로의 웨이퍼 장입 및 반출과정에서 실시간적으로 웨이퍼의 표면상태를 감지하여 그 이상유무를 판단할 수 있는 웨이퍼 이송모듈을 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 기술적 과제의 달성에 의하여 제공되는 웨이퍼 이송모듈을 이용하여 웨이퍼를 진단하는 방법을 제공하는데 있다.

도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 이송모듈을 설명하기 위한 도면들이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 참조번호의 설명 >

100: 웨이퍼 110: 웨이퍼 카트리지

112: 선반 120: ATM 로보트 모듈

130: 이송챔버 132: 로보트 아암

134: 이송챔버 프레임 135: 관찰창

140: 공정챔버 142: 공정챔버 프레임

150: 진단장치 160: 컴퓨터

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 이송모듈은, 웨이퍼가 보관되어 있는 웨이퍼 카트리지로부터 상기 웨이퍼를 공정챔버로 이송시키는 웨이퍼 이송모듈로서; 상기 웨이퍼가 외부에 노출되지 않으면서 상기 공정챔버로 이송되도록 통로 역할을 하며 윗면에는 외부에서 내부를 관찰할 수 있도록 투명한 관찰창이 설치되어 있는 이송챔버; 상기 이송챔버 내에 설치되어 상기 웨이퍼 카트리지의 웨이퍼를 상기 공정챔버로 이송시키는 로보트 아암; 상기 관찰창 상부의 상기 웨이퍼 웨이퍼 카트리지가 있는 쪽에 설치되어 상기 웨이퍼 카트리지로부터 상기 공정챔버로 이송되어 들어오는 웨이퍼의 초기표면상태를 감시하여 초기진단데이타를 출력하는 초기표면상태 진단장치; 상기 관찰창 상부의 상기 공정챔버가 있는 쪽에 설치되어 상기 공정챔버에서 나와 상기 웨이퍼 카트리지로 이송되어 나가는 웨이퍼의 말기표면상태를 감시하여 말기진단데이타를 출력하는 말기표면상태 진단장치; 및 초기기준데이타와 말기기준데이타가 미리 입력되어 있는 상태에서, 상기 초기표면상태 진단장치에서 출력되는 초기진단데이타를 입력받아 상기 초기진단데이타와 초기기준데이타를 비교하여 차이가 있으면 이상신호를 출력하고 차이가 없으면 정상신호를 출력하며, 또한 상기 말기표면상태 진단장치에서 출력되는 말기진단데이타를 입력받아 상기 말기진단데이타와 말기기준데이타를 비교하여 차이가 있으면 이상신호를 출력하고 차이가 없으면 정산신호를 출력하는 컴퓨터; 을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 진단방법은, 상기 컴퓨터에 상기 웨이퍼의 초기기준데이타 및 말기기준데이타를 각각 입력시키는 제1단계; 상기 웨이퍼 카트리지로부터 상기 이송챔버를 거쳐 상기 공정챔버로 웨이퍼를 이송시키면서 상기 초기표면상태 진단장치로 웨이퍼의 초기표면상태를 감시하여 초기진단데이타를 상기 컴퓨터에 전송하고, 상기 컴퓨터는 상기 초기진단데이타와 초기기준데이타를 비교하여 차이가 있으면 이상신호를 출력하고 차이가 없으면 정상신호를 출력하는 제2단계; 상기 공정챔버에서 반도체소자 제조공정을 진행하는 제3단계; 및 상기 공정챔버로부터 상기 이송챔버를 거쳐 상기 웨이퍼 카트리지로 웨이퍼를 이송시키면서 상기 말기표면상태 진단장치로 상기 웨이퍼의 말기표면상태를 감시하여 말기진단데이타를 상기 컴퓨터에 전송하고, 상기 컴퓨터는 상기 말기진단데이타와 말기기준데이타를 비교하여 차이가 있으면 이상신호를 출력하고 차이가 없으면 정상신호를 출력하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 이송모듈을 인-라인 형 플랫폼(in-line type platform)을 예로 들어 설명하기 위한 도면들이다. 여기서, 도 1a는 측면도이고, 도 1b는 평면도이다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 웨이퍼 카트리지(110)에 보관되어 있는 웨이퍼(100)는 ATM 로보트 모듈(atmosphere robot module, 120)에 일단 이송되었다가 이송챔버(130)로 재이송되어 공정챔버(140)로 장입된다. 점선으로 둥그렇게 그려진 것은 웨이퍼(100)의 이송경로를 나타낸 것이다. 반도체소자 제조공정은 공정챔버(140)에서 진행된다. 웨이퍼 카트리지(110)는 선반(112)에 올려놓여져서 지지된다. 그리고, 이송챔버(130) 및 공정챔버(140)는 이송챔버 프레임(134) 및 공정챔버 프레임(142) 상에 각각 올려놓여져서 지지된다.

공정챔버(140)는 반도체소자 제조공정, 예컨대 박막증착, 건식식각 시 진공 상태를 이룬다. 웨이퍼(100) 이송과정에서 이송챔버(130)는 대기압 상태일 수도 있지만 진공상태일 수도 있다. 따라서, 이송챔버(130)나 공정챔버(140)를 진공으로 만들기 위한 진공장치가 더 설치되는데 여기서는 도시를 생략하였다. 이송챔버(130)에서 공정챔버(140)로의 이송은 로보트 아암(132)에 의하여 이루어진다.

이송챔버(130)의 윗면에는 외부에서 내부를 관찰할 수 있도록 투명한 관찰창(view port, 135)이 설치된다. 관찰창(135)은 이송챔버(130)를 진공으로 만들더라도 압력차를 견딜 수 있도록 석영, 아크릴, 또는 강화유리 재질로 된 것을 사용한다.

관찰창(135) 상부에는 이송챔버(130)를 통과하는 웨이퍼(100)의 위치, 존재여부, 그리고 표면상태를 진단하는 진단장치(150)가 설치된다. 물론, 웨이퍼(100)의 위치 및 존재여부는 육안으로도 관찰이 가능하지만 이를 일일이 육안으로 관찰하기가 어려우므로 진단장치(150)를 설치하는 것이 바람직하다.

웨이퍼 표면상태로는 웨이퍼의 깨짐여부, 박막두께의 균일성 여부, 패턴이 일정하게 형성되었는지의 여부, 표면에의 파티클 흡착여부 등을 들 수 있다. 박막두께도 박막의 색깔을 보고 알 수 있으므로 상기의 표면상태들은 모두 CCD 카메라 또는 PC 카메라 등으로 측정할 수 있다. 박막의 두께 및 성분 등 기타 측정을 위해진단장치(150)로서 분광기(spectrometer)를 사용할 수도 있다.

진단장치(150)는 컴퓨터(160)에 연결된다. 진단장치(150)는 웨이퍼(100)의 표면상태를 관찰하여 그 진단데이타를 컴퓨터(160)에 전송한다. 컴퓨터(160)에는 소정의 기준데이타가 미리 입력되어 있는데, 컴퓨터(160)는 상기 진단데이타와 상기 기준데이타를 비교하여 차이가 있을 때에는 이상신호를 출력하고 차이가 없을 때에는 정상신호를 출력한다.

도 1a 및 도 1b의 웨이퍼 이송모듈을 이용한 웨이퍼 진단방법을 설명한다.

우선, 컴퓨터(160)에 웨이퍼(100)의 초기기준데이타 및 말기기준데이타를 각각 입력시킨다. 구체적으로, 웨이퍼(100)를 웨이퍼 카트리지(110)로부터 이송챔버(130)를 거쳐 공정챔버(140)로 장입시키면서 진단장치(150)로 웨이퍼(100)의 초기표면상태를 감시하여 그 결과를 컴퓨터(160)에 전송하여 이를 저장한다. 이것이 초기기준데이타이다.

그리고, 공정챔버(140)에서 박막증착 등의 공정을 진행한 후에 공정이 끝난 웨이퍼를 공정챔버(140)로부터 이송챔버(130)를 거쳐 웨이퍼 카트리지(110)로 이송시키면서 진단장치(150)로 웨이퍼의 말기표면상태를 감시하여 그 결과를 컴퓨터(160)에 전송하여 이를 저장한다. 이것이 말기기준데이타이다. 물론, 위와 같은 실험적 절차를 밟지 않고 초기기준데이타 및 말기기준데이타를 이론적으로 계산된 수치로 입력시킬 수도 있다.

상술한 방법으로 초기기준데이타 및 말기기준데이타를 컴퓨터(160)에 일단 입력시킨 다음에 다시 위와 같은 방법으로 다른 웨이퍼를 장입 및 반출한다. 구체적으로, 새로운 웨이퍼(100)를 이송챔버(130)를 거쳐 공정챔버(140)로 이송시키면서 진단장치(150)로 웨이퍼의 초기표면상태를 감시하여 초기진단데이타를 컴퓨터(160)에 전송한다. 그러면 컴퓨터(160)는 상기 초기진단데이타를 상기 초기기준데이타와 비교하여 차이가 있으면 이상신호를 출력하고 차이가 없으면 정상신호를 출력한다.

다음에, 공정챔버(140)에서 제조공정을 진행한 후에, 웨이퍼를 이송챔버(130)를 거쳐 웨이퍼 카트리지(110)로 이송시키면서 진단장치(150)로 웨이퍼의 말기표면상태를 감시하여 말기진단데이타를 컴퓨터(160)에 전송한다. 그러면, 컴퓨터(160)는 상기 말기진단데이타를 상기 말기기준데이타와 비교하여 차이가 있으면 이상신호를 출력하고 차이가 없으면 정상신호를 출력한다. 특히, 이 경우 정상처리된 웨이퍼와 혼합되는 것을 방지하기 위하여, 이송챔버(130)에서 웨이퍼 카트리지(110)로 웨이퍼를 반출할 시에 이상있는 웨이퍼만을 별도로 보관하는 특별 웨이퍼 카트리지를 마련하여 여기에 별도 보관하는 것이 바람직하다.

초기표면상태와 말기표면상태가 성격이 달라서 동일한 장비를 가지고 측정하지 못하는 경우가 있는데, 이럴 경우에는 도 1c에 도시된 바와 같이 특정한 측정에 각각 전용적으로 사용되는 초기표면상태 진단장치(150a)와 말기표면상태 진단장치(150b)를 두개 마련하여 초기표면상태 진단장치(150a)는 웨이퍼 카트리지(110)가 있는 쪽에 설치하고, 말기표면상태 진단장치(150b)는 공정챔버(140)가 있는 쪽에 설치하는 것이 바람직하다.예컨대, 초기표면상태 진단장치(150a)로는 표면거칠기나 파티클 존재여부를 진단하고, 말기표면상태 진단장치(150b)로는 공정챔버(140)에서 증착된 박막의 두께를 진단하는 경우 등이 여기에 해당한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 이송모듈에 투명한 관찰창(135)을 설치하고 이 부분에 진단장치(150)를 설치함으로써 웨이퍼가 이송되는 과정에서 실시간적으로 웨이퍼 표면상태를 진단하여 그 이상유무를 판단할 수 있게 된다.

본 발명은 상기 실시예에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.

Claims

웨이퍼가 보관되어 있는 웨이퍼 카트리지로부터 상기 웨이퍼를 공정챔버로 이송시키는 웨이퍼 이송모듈에 있어서,

상기 웨이퍼가 외부에 노출되지 않으면서 상기 공정챔버로 이송되도록 통로 역할을 하며 윗면에는 외부에서 내부를 관찰할 수 있도록 투명한 관찰창이 설치되어 있는 이송챔버;

상기 이송챔버 내에 설치되어 상기 웨이퍼 카트리지의 웨이퍼를 상기 공정챔버로 이송시키는 로보트 아암;

상기 관찰창 상부의 상기 웨이퍼 웨이퍼 카트리지가 있는 쪽에 설치되어 상기 웨이퍼 카트리지로부터 상기 공정챔버로 이송되어 들어오는 웨이퍼의 초기표면상태를 감시하여 초기진단데이타를 출력하는 초기표면상태 진단장치;

상기 관찰창 상부의 상기 공정챔버가 있는 쪽에 설치되어 상기 공정챔버에서 나와 상기 웨이퍼 카트리지로 이송되어 나가는 웨이퍼의 말기표면상태를 감시하여 말기진단데이타를 출력하는 말기표면상태 진단장치; 및

초기기준데이타와 말기기준데이타가 미리 입력되어 있는 상태에서, 상기 초기표면상태 진단장치에서 출력되는 초기진단데이타를 입력받아 상기 초기진단데이타와 초기기준데이타를 비교하여 차이가 있으면 이상신호를 출력하고 차이가 없으면 정상신호를 출력하며, 또한 상기 말기표면상태 진단장치에서 출력되는 말기진단데이타를 입력받아 상기 말기진단데이타와 말기기준데이타를 비교하여 차이가 있으면 이상신호를 출력하고 차이가 없으면 정산신호를 출력하는 컴퓨터; 을 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송모듈.
제1항에 있어서, 상기 진단장치가 카메라 또는 분광기인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송모듈.
삭제
제1항에 있어서, 상기 관찰창이 석영, 아크릴, 또는 강화유리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송모듈.
제1항에 있어서, 상기 이송챔버를 진공으로 만들기 위한 진공장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송모듈.
삭제
제1항의 웨이퍼 이송모듈을 이용한 웨이퍼 진단방법에 있어서,

상기 컴퓨터에 상기 웨이퍼의 초기기준데이타 및 말기기준데이타를 각각 입력시키는 제1단계;

상기 웨이퍼 카트리지로부터 상기 이송챔버를 거쳐 상기 공정챔버로 웨이퍼를 이송시키면서 상기 초기표면상태 진단장치로 웨이퍼의 초기표면상태를 감시하여 초기진단데이타를 상기 컴퓨터에 전송하고, 상기 컴퓨터는 상기 초기진단데이타와 초기기준데이타를 비교하여 차이가 있으면 이상신호를 출력하고 차이가 없으면 정상신호를 출력하는 제2단계;

상기 공정챔버에서 반도체소자 제조공정을 진행하는 제3단계; 및

상기 공정챔버로부터 상기 이송챔버를 거쳐 상기 웨이퍼 카트리지로 웨이퍼를 이송시키면서 상기 말기표면상태 진단장치로 상기 웨이퍼의 말기표면상태를 감시하여 말기진단데이타를 상기 컴퓨터에 전송하고, 상기 컴퓨터는 상기 말기진단데이타와 말기기준데이타를 비교하여 차이가 있으면 이상신호를 출력하고 차이가 없으면 정상신호를 출력하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 진단방법.
삭제
제7항에 있어서, 상기 제4단계에서 이상신호가 출력되는 경우에는 상기 웨이퍼가 이상있는 웨이퍼만을 별도로 보관하는 특별 웨이퍼 카트리지로 이송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 진단방법.