KR100772846B1 - 반도체 소자 제조를 위한 종형 확산로의 웨이퍼 검출장치와방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 소자 제조를 위한 종형 확산로의 웨이퍼 검출장치와 방법에 관한 것으로서, 카세트(30)로부터 트랜스퍼(40)에 의해서 인출된 웨이퍼(W)를 보트(20)에 적재시키고, 상기 보트(20)에서의 웨이퍼 적재가 완료되면 상기 트랜스퍼(40)에 구비한 웨이퍼 매핑 센서(50)를 이용하여 상기 보트(20)에 적재되어 있는 웨이퍼(W)를 매핑하며, 상기 카세트(30)로부터 상기 보트(20)로의 웨이퍼 이송 전후의 정보가 일치하는지를 체크하여 일치하지 않으면 공정 오류로 판정하고, 정보가 일치하면 상기 보트(20)를 상기 튜브(10)의 내부로 상승시켜 삽입시켜 웨이퍼 가공 공정이 수행되도록 하며, 공정 수행 직후 상기 튜브(10)로부터 상기 보트(20)를 하강시켜 인출시킨 상태에서 상기 웨이퍼 매핑 센서(50)를 이용해서 상기 보트(20)에서의 웨이퍼(W)를 매핑하고, 웨이퍼 가공 공정 수행 전후의 웨이퍼 정보가 일치하는지를 체크하여 웨이퍼 정보가 일치하지 않으면 공정 오류로 판정하고 웨이퍼 정보가 일치하면 상기 트랜스퍼(40)를 이용하여 상기 보트(20)로부터 웨이퍼(W)를 인출하며, 인출된 상기 웨이퍼(W)를 상기 카세트(30)에 적재시키는 과정을 통해 보트(20)에서의 웨이퍼 검출이 이루어질 수 있도록 하는데 특징이 있다.

종형, 확산로, 보트, 웨이퍼 검출

Description

반도체 소자 제조를 위한 종형 확산로의 웨이퍼 검출장치와 방법{wafer mapping apparatus of vertical diffusion furnace for manufacturing semiconductor element and thereof mapping method}

도 1은 본 발명에 따른 반도체 소자 제조를 위한 종형 확산로를 개략적으로 도시한 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 반도체 소자 제조를 위한 종형 확산로의 일부 단면 구조도,

도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 검출장치를 적용한 구성을 개략적으로 도시한 트랜스퍼의 측면도,

도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 검출장치를 예시한 정면도,

도 5A와 도 5B는 본 발명에 따른 웨이퍼 검출과정을 도시한 흐름도,

도 6은 본 발명에 따른 보트에서의 웨이퍼 매핑 상태를 도시한 측면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 튜브(tube) 20 : 보트(boat)

30 : 카세트 40 : 트랜스퍼(transfer)

41 : 헤드 42 : 포크(fork)

50 : 웨이퍼 매핑 센서(wafer mapping sensor) 60 : 컨트롤러 70 : 경고 수단

본 발명은 반도체 소자 제조를 위한 종형 확산로의 웨이퍼 검출장치와 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공정을 수행하기 위해 튜브에 공급되기 전후의 보트에 적재된 웨이퍼를 검출할 수 있도록 하는 반도체 소자 제조를 위한 종형 확산로의 웨이퍼 검출장치와 방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자를 제조하기 위해서는 다양한 제조공정을 거치게 되며, 그 중에서도 폴리실리콘막, 질화막, 산화막 등을 웨이퍼 상에 증착시키기 위해서는 화학기상증착(CVD: Chemical Vapor Deposition) 공정 또는 확산 공정을 이용한다.

CVD 공정이나 확산 공정은 공정을 수행하는 양태에 따라 매엽 방식과 배치 방식(batch type)으로서 나누어진다.

이중에서 배치 방식의 반도체 제조장치로는 주로 종형 확산로를 사용하고 있으며, 이런 종형 확산로에는 다수의 웨이퍼를 종형으로 적재시키도록 하는 보트(boat)가 구비된다.

보트는 주로 석영(Quartz) 재질로 이루어지며, 원판 형상의 상판과 하판 사이는 세 개 또는 네 개로 이루어지는 수직의 로드에 의해서 연결되며, 각 로드에는 동일 수평선상에 웨이퍼의 에지부가 끼워지는 슬롯이 형성되도록 하고, 슬롯은 로드에 수직 방향으로 일정 높이마다 다수가 형성되도록 한다.

보트는 엘리베이터에 의해서 수직으로 승강할 수 있도록 구비되고, 보트의 승강 작용에 의해서 반응로 내부로 공정을 수행할 다수의 웨이퍼가 동시에 투입된다.

한편 보트의 일측에는 카세트와의 사이에 트랜스퍼를 구비하고, 이 트랜스퍼에는 직선 왕복 이동이 가능하게 헤드가 구비되며, 헤드의 일측으로는 복수의 포크가 구비되도록 하여 이 포크들에 의해서 다수의 웨이퍼가 동시에 이송되도록 하고 있다.

웨이퍼는 통상 카세트에서 트랜스퍼에 의해 복수의 웨이퍼가 동시에 이송되어 보트에 적재되고, 보트에 일정 매수의 웨이퍼가 적재되면 보트를 상승시켜 반응실 내로 공급되도록 한다.

보트가 상승하면서 반응실 내부는 외부와는 완벽하게 차단되는 상태가 되면서 고온의 진공압 상태가 되고, 이 상태에서 공정 가스를 주입하여 공정을 수행하게 되는 것이다.

공정 수행이 완료되면 다시 보트를 하강시켜 반응실로부터 보트를 인출시키고, 인출된 보트로부터는 트랜스퍼에 의해 공정 수행이 완료된 복수의 웨이퍼를 카세트에 이송시킨다.

하지만 반응로에서 공정을 수행한 직후 급격한 온도변화에 의해 보트에서 브로큰되는 웨이퍼가 발생되기도 하고, 브로큰되는 웨이퍼 중 일부는 하향 절곡된 형상으로 여전히 보트에 잔류하기도 하며, 대부분의 브로큰되는 웨이퍼는 잘개 부셔져 그 하부에 위치되는 웨이퍼의 상부면에 얹혀져 있게 된다.

이때 웨이퍼가 보트에서 일부가 하향 절곡되는 형상으로 남아 있는 경우 트랜스퍼의 포크가 보트의 슬롯 사이로 진입하면서 절곡되어 밑으로 쳐진 웨이퍼와 포크가 충돌하게 되어 보트를 뒤쪽으로 넘어가게 하거나 포크를 브로큰시키는 문제가 발생된다.

또한 공정 수행이 완료된 직후 보트로부터 웨이퍼를 언로딩하고, 다시 공정을 수행할 웨이퍼를 로딩시키고자 할 때 보트에 잔존하는 웨이퍼와 겹쳐지거나 충돌을 일으키는 매우 심각한 공정 오류의 원인이 되는 문제가 있다.

따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 주된 목적은 반응로에 웨이퍼를 공급하기 전과 공정을 수행한 직후의 보트에 잔류하는 웨이퍼를 정확히 검출할 수 있도록 하는 반도체 소자 제조를 위한 종형 확산로의 웨이퍼 검출장치와 방법을 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 보트에서의 웨이퍼 적재 상태를 정확히 체크토록 함으로써 잔류 웨이퍼와의 충돌로 인한 공정 오류를 방지하여 공정 수행 효율이 향상되도록 하는 반도체 소자 제조를 위한 종형 확산로의 웨이퍼 검출장치와 방법 을 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 내부에 반응실이 형성되는 튜브와; 상기 튜브의 하부에서 승강 가능하게 구비되며, 수직으로 일정한 간격마다 다수의 웨이퍼가 적재되도록 하는 보트와; 상기 보트와의 웨이퍼 로딩/언로딩을 위해 구비되는 카세트와; 상기 보트와 상기 카세트의 사이에서 복수의 웨이퍼를 운송하도록 구비되는 트랜스퍼; 및 상기 보트의 일측에서 수직으로 승강 가능하게 구비되고, 상기 보트에 적재된 웨이퍼 유무를 검출하도록 구비되는 웨이퍼 매핑 센서; 및 상기 웨이퍼 매핑 센서로부터의 검출 신호에 의해 공정 오류 여부를 판단하는 컨트롤러로서 이루어지도록 하는 것이다.

또한 본 발명은 카세트로부터 트랜스퍼에 의해서 웨이퍼를 인출하는 단계와; 인출된 웨이퍼를 보트에 적재시키는 단계와; 상기 보트에 웨이퍼 적재가 완료되면 상기 트랜스퍼에 구비한 웨이퍼 매핑 센서를 이용하여 상기 보트에 적재되어 있는 웨이퍼를 매핑하는 단계와; 상기 단계에서 상기 카세트로부터 상기 보트로의 웨이퍼 이송 전 정보와 이송 후의 정보가 일치하는지를 체크하는 단계와; 상기 단계에서 웨이퍼의 이송 전후의 정보가 일치하지 않으면 공정 오류로 판정하고, 상기 단계에서 웨이퍼의 이송 전후의 정보가 일치하면 상기 보트를 상기 튜브의 내부로 상승시켜 삽입되도록 하는 단계와; 상기 튜브에 웨이퍼 가공 공정을 수행하는 단계와; 상기 튜브로부터 상기 보트를 하강시켜 인출하는 단계와; 상기 웨이퍼 매핑 센 서를 이용하여 상기 보트의 웨이퍼를 매핑하는 단계와; 상기 단계에서 공정 수행 전과 공정 수행 후의 웨이퍼 정보가 일치하는지를 체크하는 단계와; 상기 단계에서 웨이퍼 정보가 일치하지 않으면 공정 오류로 판정하고 웨이퍼 정보가 일치하면 상기 트랜스퍼를 이용하여 상기 보트로부터 웨이퍼를 인출하는 단계와; 인출된 상기 웨이퍼를 상기 카세트에 적재시키는 단계에 의해서 웨이퍼 검출이 이루어지도록 하는데 특징이 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 반도체 종형 열처리장치는 복수의 웨이퍼를 보트에 의해서 튜브 내 반응실에 공급하여 일시에 열처리 공정이 수행되도록 하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 반도체 소자 제조를 위한 종형 확산로를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 반도체 소자 제조를 위한 종형 확산로의 일부 단면 구조도이다.

본 발명의 반도체 종형 열처리장치는 튜브(10)와 보트(20)와 카세트(30) 및 트랜스퍼(40)로서 구비된다.

튜브(10)는 아우터 튜브(11)와 이너 튜브(12)로서 이루어지는 이중관 구조이며, 이 튜브(10)의 외측으로는 히터(미도시)가 구비되고, 이들 튜브(10)는 매니폴드(13)의 상단부에 결합된다.

아우터 튜브(11)는 하향 개방되게 컵을 뒤집어 놓은 형상이고, 이너 튜브(12)는 아우터 튜브(11)보다는 일정한 직경만큼 축소된 직경이면서 수직으로 관 통되는 관형상이다.

매니폴드(13)의 상단부에는 아우터 튜브(11)의 하단부가 결합되고, 매니폴드 (13)의 내측 주면을 직경 중심 방향으로 일정 길이 연장되게 한 부위의 상부에는 이너 튜브(12)의 하단부가 결합되며, 매니폴드(13)는 수직으로 개방되는 형상이다.

아우터 튜브(11)와 이너 튜브(12)는 동심원상에 구비되면서 주면간 상호 일정한 간격이 이격되도록 한다.

이때 이너 튜브(12)의 내부는 반응실을 이루게 되며, 아우터 튜브(11)와 이너 튜브(12)간 이격된 공간을 통해서는 반응 가스의 배출이 이루어지도록 한다.

보트(20)는 튜브(10)의 하부에서 엘리베이터(미도시)에 의해 매니폴드(13)를 통해서 튜브(10)의 내부로 승강하도록 구비된다.

보트(20)는 주로 석영(Quartz) 재질이며, 원판 형상의 상판(21)과 하판(22) 사이로 세 개 또는 네 개의 로드(23)를 이용하여 이들 상판(21)과 하판(22)이 연결되도록 하는 구성이다.

이때 각 로드(23)에는 동일 수평선상에 웨이퍼(W)의 에지부가 끼워질 수 있도록 슬롯(미도시)을 형성하고, 슬롯은 로드(23)에서 수직의 방향으로 일정 높이마다 일정한 간격으로 형성되도록 한다.

슬롯간 간극은 반드시 웨이퍼의 두께보다는 두껍게 형성되도록 하며, 따라서 보트(20)에는 100여 개의 웨이퍼를 수용할 수 있도록 동일한 수의 슬롯이 형성되도록 하고 있다.

카세트(30)는 다수의 웨이퍼들을 적재시킨 상태에서 반도체의 공정 설비와 공정 설비간을 이동할 수 있도록 하는 구성으로서, 보통 하나의 카세트에는 25매의 웨이퍼가 적재되며, 이렇게 하나의 카세트(30)에 적재되는 웨이퍼들을 한 단위로 로트(LOT)라 하고, 보트(20)에는 통상 4~5 로트의 웨이퍼가 적재되며, 이들 웨이퍼들은 카세트(30)에서 통상 1~5개씩 동시에 이송된다.

트랜스퍼(40)는 보트(20)와 카세트(30)간으로 웨이퍼(W)를 로딩/언로딩하도록 구비되는 구성이다.

트랜스퍼(40)는 승강이 가능하게 구비되며, 상부에 구비되는 헤드(41)는 회전 및 직선 이동이 가능하고, 헤드(41)에는 일측으로 포크(42)가 구비되도록 하며, 포크(42)는 하나 내지는 보통 다섯매의 웨이퍼(W)를 동시에 이송할 수 있도록 구비된다.

도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 검출장치를 적용한 구성을 개략적으로 도시한 트랜스퍼의 측면도이다.

상기와 같은 구성에서 본 발명은 트랜스퍼(40)의 헤드(41)에서 포크(42)가 구비되는 반대면으로 웨이퍼 매핑 센서(50)가 구비되도록 하고, 웨이퍼 매핑 센서(50)를 통해 검출되는 신호는 컨트롤러(60)에서 체크되어 설비 가동이 제어되도록 하는 것이 가장 두드러진 특징이다.

웨이퍼 매핑 센서(50)는 트랜스퍼(40)의 헤드(41)에 설치되도록 하며, 헤드(41)에서 일측으로 구비되는 포크(42)와는 반대측면에 구비되도록 하는 것이 가장 바람직하다.

웨이퍼 매핑 센서(50)는 다양한 센서로서 구비되도록 하며, 센서들 중에서도 수광 센서와 발광 센서로 이루어지는 포토 센서를 적용하는 것이 가장 바람직하다.

도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 검출장치를 예시한 것으로서, 수광 센서(51)와 발광 센서(52)가 복수개로서 각각 구비되도록 하면서 서로 교차되게 배열되도록 하는 것이 가장 바람직하다.

웨이퍼 매핑 센서(50)는 트랜스퍼(40)에 장착되므로 매핑 시에는 보트(20)측을 향해 가까이 위치한 후 트랜스퍼(40)의 승강 작용에 의해 승강하면서 보트(20)의 각 슬롯에 적재된 웨이퍼의 유무를 검출하게 된다.

컨트롤러(60)는 본 발명의 열처리장치의 구동을 제어하면서 동시에 웨이퍼 매핑 센서(50)로부터 감지되는 신호에 의해서도 열처리장치의 구동 여부를 단속할 수 있도록 하는 구성이다.

즉 웨이퍼 매핑 센서(50)는 트랜스퍼(40)의 승강 작용에 의해 1번 슬롯으로부터 마지막 슬롯에 이르기까지 각 슬롯에의 웨이퍼 유무를 감지하고, 이렇게 감지된 신호는 컨트롤러(60)에 전달되어 감지되는 웨이퍼의 유무상태에 따라 후속의 공정이 제어될 수 있도록 하는 것이다.

한편 컨트롤러(60)에는 버저나 램프 등의 경고 수단(70)이 구비되도록 하여 보트(20)에 적재되어 있는 웨이퍼가 해당 슬롯에서 검출되지 않게 되면 즉시 장치의 가동을 중단되도록 하는 동시에 엔지니어가 즉각 인지할 수 있도록 하는 것이 가장 바람직하다.

이와 같은 구성에 따른 본 발명의 작동 과정을 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 5A와 도 5B는 본 발명에 따른 웨이퍼 검출과정을 도시한 흐름도이다.

도시한 바와 같이 본 발명의 반도체 종형 열처리장치는 우선 카세트(30)에 적재되어 있는 다수의 웨이퍼들을 트랜스퍼(40)를 이용하여 복수의 포크(42)에 의해서 동시에 이송되어 보트(20)에 적재되도록 한다.

웨이퍼(W)는 트랜스퍼(40)의 헤드(41)에 구비한 포크(42)를 이용하여 카세트(30)로부터 인출되고(S1), 헤드(41)는 회전 운동과 직선 운동에 의해서 카세트(30)로부터 인출한 다수의 웨이퍼(W)들을 보트(20)로 이송시킨다.(S2)

즉 트랜스퍼(40)에서 헤드(41)를 포크(42)가 카세트(30)를 향하도록 한 다음 트랜스퍼(40)를 적절히 승강시켜 포크(42)가 카세트(30) 내의 웨이퍼(W) 사이로 위치되게 한 후 트랜스퍼(40)에서 헤드(41)를 카세트(30)측으로 직선 이동시켜 웨이퍼(W)들 사이로 포크(42)가 삽입되도록 한다.

포크(42)를 삽입시킨 상태에서 트랜스퍼(40)를 일정 높이 상승시키게 되면 각 포크(42)에는 웨이퍼(W)가 얹혀지게 되고, 포크(42)에 웨이퍼(W)를 얹힌 상태에서 헤드(41)를 후진시키게 되면 웨이퍼(W)들은 카세트(30)로부터 완전 인출되는 상태가 된다.

카세트(30)로부터 인출된 웨이퍼(W)는 헤드(41)의 회전에 의해 보트(20)를 향해 위치되게 한다.

다시 말해 헤드(41)를 회전시켜 포크(42)가 보트(20)를 향하도록 하면 보트(20)에 얹혀져 있는 웨이퍼(W)들도 보트(20)를 향하게 된다.

트랜스퍼(40)는 이미 설정된 높이로 포크(42)가 위치되도록 하고, 이때 웨이 퍼(W)들은 보트(20)의 슬롯 사이에 위치되며, 이 상태에서 헤드(41)를 직선 이동시키게 되면 보트(20)의 슬롯 사이로 웨이퍼(W)가 얹혀져 있는 포크(42)가 삽입된다.

보트(20)에 포크(42)가 삽입되도록 한 상태에서 트랜스퍼(40)를 소정의 높이로 하강시키게 되면 포크(42)에 얹혀져 있던 웨이퍼(W)들이 보트(20)의 슬롯에 안치되며, 웨이퍼(W)는 포크(42)의 상부면으로부터 이격되는 상태가 된다.

보트(20)에 웨이퍼가 적재되면 트랜스퍼(40)에서 헤드(41)를 후진시켜 포크(42)가 보트(20)로부터 인출되도록 한다.

포크(42)가 보트(20)로부터 완전 인출되면 다시 헤드(41)를 회전시켜 포크(42)가 카세트(30)를 향하도록 한다.

이와 같은 과정을 반복하면서 카세트(30)로부터 보트(20)로 웨이퍼(W)를 이송시켜 보트(20)의 정해진 슬롯에 웨이퍼(W)가 모두 채워지도록 한다.(S3)

한편 보트(20)에는 통상 로트(LOT) 단위로 4~5 로트의 웨이퍼가 적재된다.

보트(20)에 웨이퍼(W)가 다 채워지면 트랜스퍼(40)의 헤드(41)는 포크(42)의 위치가 보트(20)와 반대쪽으로 위치되게 회전시켜 결국 헤드(41)의 포크(42)와 반대쪽에 구비한 웨이퍼 매핑 센서(50)가 보트(20)를 향하도록 한다.

이렇게 보트(20)에 웨이퍼(W)가 모두 적재되면 웨이퍼 매핑을 수행한다.(S4)

도 6은 본 발명에 따른 웨이퍼 매핑 상태를 도시한 측면 구조도이다.

웨이퍼 매핑은 웨이퍼 매핑 센서(50)가 보트(20)의 1번 슬롯에 적재된 웨이퍼(W)로부터 일정 높이마다 위치되는 웨이퍼(W)의 유무를 체크하는 것이다.

웨이퍼 매핑 센서(30)에 의한 매핑은 이미 컨트롤러(60)에 저장된 높이에 따 라 트랜스퍼(40)를 승강시키므로서 각 설정 높이에서의 웨이퍼(W) 유무를 체크하도록 하는 것이다.

이때 웨이퍼(W)는 이미 카세트(30)로부터 인출되는 시점에서 각 웨이퍼(W)의 정보가 컨트롤러(60)에 저장되므로 결국 이 시점에서의 웨이퍼 매핑은 카세트(30)로부터 인출되는 시점에서 체크된 웨이퍼(W)가 보트(20)에 정확히 이송되었는지를 확인하도록 하는 것이다.

즉 카세트(30)로부터 보트(20)로의 웨이퍼(W)가 이송되기 전후의 정보가 일치하는 지를 체크하는 것이다.(S5)

만일 카세트(30)로부터 인출되는 시점의 웨이퍼 정보와 보트(20)에 적재된 웨이퍼 정보가 다른 경우 즉 보트(20)의 특정 슬롯에서 분명 있어야 할 웨이퍼(W)가 체크되지 않으면 그 즉시 오류 판정과 함께 후속 공정의 진행을 중단시키고(S6), 이를 엔지니어 등이 인지할 수 있도록 하여 직접적인 확인과 오류 수정이 이루어지도록 한다.(S7)

따라서 웨이퍼(W)가 카세트(30)로부터 보트(20)로 로딩되는 과정에서 자칫 발생될 수 있는 웨이퍼 이송 오류를 그 즉시 체크할 수 있도록 하는 동시에 웨이퍼 가공 공정을 수행하기 직전에 보트(20)에 적재된 웨이퍼(W) 정보를 정확히 체크하하도록 하는 것이다.

보트(20)에서의 매핑 결과 웨이퍼 이송 전후가 동일하거나 오류 수정이 완료되면 보트(20)는 엘리베이터에 의해 상승되어 튜브(10)의 반응실로 삽입된다.(S8)

즉 튜브(10)의 이너 튜브(12)의 내부로 보트(20)가 상승되도록 하여 반응실 내부로 삽입되면, 보트(20)의 하단부측 커버(24)가 매니폴드(13)의 하단부와 밀착되면서 튜브(10)의 내부를 밀폐시키게 된다.

보트(20)가 삽입된 튜브(10)의 내부는 밀폐되면서 특정한 공정 분위기를 형성하여 웨이퍼 가공 공정을 수행하게 된다.(S9)

웨이퍼 가공 공정이 완료되면 다시 보트(20)는 엘리베이터의 구동에 의해 하강하여 튜브(10)로부터 인출되도록 한다.(S10)

인출된 보트(20)에는 다시 웨이퍼 매핑 센서(30)가 가깝게 위치되도록 하여 트랜스퍼(40)를 일정 높이씩 승강시키면서 각 슬롯의 웨이퍼를 매핑하도록 한다.(S11)

즉 튜브(10)로부터 인출된 보트(20)로부터의 웨이퍼 매핑은 웨이퍼 가공 공정 전후의 변화를 체크토록 하는 것이다.

웨이퍼 가공 공정이 완료된 후의 웨이퍼 매핑은 웨이퍼 가공 공정 전의 매핑과 동일한 방식으로 이루어지며, 다만 튜브(10)에 삽입하기 전과 튜브(10)로부터 인출한 상태에서의 보트(20)에 적재된 웨이퍼 변화를 체크하는 것이다.

웨이퍼 매핑 결과 웨이퍼 가공 전후의 웨이퍼 정보가 일치하는지를 체크하여(S12) 웨이퍼 정보가 동일하면 트랜스퍼(40)를 이용하여 보트(20)로부터 웨이퍼를 인출시킨다.(S13)

하지만 웨이퍼 매핑 결과 웨이퍼 가공 전후의 웨이퍼 정보가 일치하지 않으면 그 즉시 오류 판정을 하는 동시에(S14)) 후속 공정 작동이 일단 중지되도록 하고, 엔지니어 등이 인지할 수 있도록 하는 동시에 엔지니어에 의한 직접적인 확인 과 오류 수정이 이루어지도록 한다.(S15)

이때 발생되는 공정 오류란 웨이퍼 이송 오류와 함께 튜브(10)의 내부에서 공정 수행 중 급격한 온도 변화 등과 그 외의 다양한 원인들에 의해서 웨이퍼 브로큰이 발생되거나 파손되는 경우에 의해 발생된다.

특히 웨이퍼 가공 공정이 수행되는 튜브(10) 내에서의 웨이퍼는 브로큰되거나 웨이퍼의 흔적 조차 남지 않도록 파손되는 경우가 대부분이므로 웨이퍼 매핑 센서(30)에 의한 매핑 시 웨이퍼가 감지되지 않는 것은 당연하다.

즉 웨이퍼가 완전 파손되는 경우에는 당연히 감지될 웨이퍼가 없기 때문에 매핑이 불가능하나 웨이퍼의 브로큰된 상태에서도 브로큰된 부위를 기준으로 웨이퍼는 소정의 각도로 하부를 향해 쳐지는 상태가 되면서 이때에도 결국 웨이퍼 매핑 센서(30)에서는 웨이퍼가 정상적으로 감지되지 않게 되므로 이 상태를 공정 오류로서 판정하도록 하는 것이다.

한편 웨이퍼가 브로큰되거나 심하게 파손되면 그 하부에 적재되어 있는 웨이퍼의 상부면으로 브로큰되거나 파손된 웨이퍼의 잔류물이 얹혀지게 된다.

따라서 웨이퍼 매핑에 의해 공정 오류로 판정되면 이때 전달되는 오류 신호에 의해 설비의 구동이 중지되도록 한 상태에서 손상된 웨이퍼와 함께 그 하부에 위치되는 웨이퍼의 상부면에 얹혀져 있는 웨이퍼 손상 잔류물을 제거하도록 하여 오류 수정이 이루어지게 한다.

이와 같이 손상된 웨이퍼들을 제거하면 보트(20)에서의 웨이퍼 적재 상태에 변동이 발생되므로 이를 수동으로 입력할 수도 있고, 이와는 달리 다시 한번 웨이 퍼 매핑이 이루어지게 한 후 변동된 웨이퍼 정보가 입력되게 한 상태에서 이렇게 입력된 신호를 감안하여 카세트(30)로의 웨이퍼 언로딩이 수행되도록 한다.

보트(20)로부터 인출된 웨이퍼는 입력된 웨이퍼 정보에 따라 다시 복수의 카세트(30)에 적절하게 적재되도록 한다.

이렇게 해서 카세트(30)로부터 웨이퍼(W)를 로딩시킨 다음 언로딩되기까지의 동작이 완료되면 웨이퍼 가공을 위한 일련의 공정 수행이 종료된다.

한편 본 발명에서 카세트(30)에 웨이퍼(W)를 언로딩시킨 직후 보트(20)에서의 웨이퍼 매핑이 재차 이루어지게 할 수도 있다.

즉 이미 웨이퍼(W)가 모두 제거된 상태이지만 자칫 웨이퍼(W)를 언로딩하는 과정에서 미처 인출되지 못한 웨이퍼(W)가 잔류하게 되면 후속의 연속적인 공정에서 웨이퍼(W)를 로딩 시 웨이퍼(W)간 충돌로 인한 심각한 오류가 발생할 가능성이 있기 때문이다.

이와 같이 보트(20)에 웨이퍼(W)가 전혀 적재되어 있지 않은 상태를 매핑하는 시점은 전술한 바와 같이 카세트(30)로 웨이퍼(W)의 언로딩이 완료된 직후이거나 새로운 카세트(30)로부터 웨이퍼(W)를 로딩하기 직전에 할 수도 있다.

이상과 같이 본 발명은 보트(20)에서의 웨이퍼 유무를 일정 주기로 매핑하도록 함으로써 공정 수행 중 특히 웨이퍼 이송 불량을 정확히 체크할 수 있도록 하여 보다 심각한 웨이퍼 손상과 공정 불량을 방지할 수 있도록 한다.

또한 튜브(10)에서의 웨이퍼 가공 공정 수행 전후로 보트(20)에서의 웨이퍼 적재 상태를 정확히 체크하여 보트(20)에서의 정확한 웨이퍼 정보를 저장하고 있도 록 하는 동시에 튜브(10)에서의 웨이퍼 가공 시 발생되는 웨이퍼의 브로큰과 파손 상태를 체크하여 적시에 손상된 웨이퍼를 제거할 수 있도록 한다.

특히 가공이 완료된 웨이퍼(W)를 보트(20)로부터 카세트(30)로 언로딩한 후 비어있는 보트(20)에서의 웨이퍼 유무를 정확히 체크하도록 하면 이후 웨이퍼(W)가 로딩되면서 웨이퍼간 겹침이 미연에 방지될 수가 있다.

다시 말해 보트(20)로부터 특정 슬롯의 웨이퍼(W)가 언로딩되지 않은 상태에서 웨이퍼의 언로딩이 완료되면 이후 미가공 웨이퍼(W)의 로딩 중에 보트(20)에 잔류하고 있는 웨이퍼가 로딩되는 웨이퍼와 겹쳐지거나 충돌이 유발되면서 심각한 웨이퍼 손상과 함께 설비의 막대한 손상을 초래할 수가 있으므로 이를 미연에 방지할 수가 있도록 한다.

그리고 웨이퍼가 브로큰된 상태에서 트랜스퍼(40)에 의한 언로딩 시 브로큰된 웨이퍼는 트랜스퍼(40)의 포크(42)에는 제대로 얹혀지질 않게 되므로 웨이퍼 이송 도중 그 하부의 웨이퍼 상부면으로 떨어지기도 하고, 아니면 보트(20)로부터 인출되는 도중에 포크(42)로부터 떨어지기도 한다.

이러한 웨이퍼 손상이 발생되었을 때 즉각 손상된 웨이퍼를 제거하면서 웨이퍼 정보를 변경시키게 되면 미가공 웨이퍼의 로딩에 따른 웨이퍼 겹침이나 충돌 및 포크(42)와 웨이퍼와의 충돌로 인한 보트(20)의 파손을 미연에 방지할 수가 있도록 함으로써 보다 안전한 공정 수행을 유지시키게 된다.

한편 상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다는 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한 다.

따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 종형 확산로에서의 보트에 적재되는 웨이퍼의 유무를 정확히 검출하여 공정 수행 중 발생할 수 있는 웨이퍼의 대량 파손 및 보트의 파손과 같은 다양한 대형 사고 발생을 미연에 방지시키게 된다.

즉 본 발명은 카세트와 보트 사이에서 웨이퍼가 로딩 또는 언로딩 중 포크로부터 이탈되는 사례가 종종 있고, 또한 튜브에서의 웨이퍼 가공 전후로 실제 보트에서의 웨이퍼 적재 상태가 변동되기도 하면서 웨이퍼 정보 오류로 인해 포크에 의한 웨이퍼 로딩/언로딩 시 발생할 수 있는 웨이퍼 손상 또는 보트의 심각한 손상을 방지시키게 된다.

또한 본 발명은 웨이퍼의 이송 중 또는 웨이퍼를 가공하는 과정에서 발생되는 웨이퍼의 손상을 정확히 체크하면서 손상된 웨이퍼를 제거하는 즉각적인 오류 수정이 수행되게 함으로써 더욱 많은 웨이퍼 손상이 미연에 방지되게 하는 동시에 보다 안정된 공정 수행이 이루어지도록 하여 공정 수행 효율성과 함께 제품 생산성과 제품에 대한 신뢰성을 한층 향상시키게 되는 매우 유용한 효과를 제공한다.

Claims (9)

1. 내부에 반응실이 형성되는 튜브와;

   상기 튜브의 하부에서 상기 튜브의 반응실에 삽입되도록 승강 가능하게 구비되며, 수직으로 일정한 간격마다 다수의 웨이퍼가 적재되도록 하는 보트와;

   상기 보트와의 웨이퍼 로딩/언로딩을 위해 구비되는 카세트와;

   상기 보트와 상기 카세트의 사이에서 복수의 웨이퍼를 운송하도록 구비되는 트랜스퍼와;

   상기 보트의 일측에서 수직으로 승강 가능하게 구비되고, 상기 보트에 적재된 웨이퍼 유무를 검출하도록 구비되는 웨이퍼 매핑 센서; 및

   상기 웨이퍼 매핑 센서로부터의 검출 신호에 의해 공정 오류 여부를 판단하는 컨트롤러;

   로서 구비되는 반도체 소자 제조를 위한 종형 확산로의 웨이퍼 검출장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼 매핑 센서는 상기 트랜스퍼에서 직선 이동이 가능하도록 구비되는 헤드에 구비되는 반도체 소자 제조를 위한 종형 확산로의 웨이퍼 검출장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 웨이퍼 매핑 센서는 상기 헤드의 포크를 형성하는 면과 반대측면에 형성하는 반도체 소자 제조를 위한 종형 확산로의 웨이퍼 검출장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼 매핑 센서는 수광 센서와 발광 센서로 이루어지는 포토 센서로 구비되는 반도체 소자 제조를 위한 종형 확산로의 웨이퍼 검출장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 수광 센서와 발광 센서는 각각 복수개가 서로 교차되게 구비되는 반도체 소자 제조를 위한 종형 확산로의 웨이퍼 검출장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤러에는 상기 웨이퍼 매핑 센서를 통해 체크되는 신호에 의해 엔지니어가 인지할 수 있도록 하는 경고 수단이 연결되는 반도체 소자 제조를 위한 종형 확산로의 웨이퍼 검출장치.
7. 카세트로부터 트랜스퍼에 의해서 웨이퍼를 인출하는 단계와;

   인출된 웨이퍼를 보트에 적재시키는 단계와;

   상기 보트에 웨이퍼 적재가 완료되면 상기 트랜스퍼에 구비한 웨이퍼 매핑 센서를 이용하여 상기 보트에 적재되어 있는 웨이퍼를 매핑하는 단계와;

   상기 단계에서 상기 카세트로부터 상기 보트로의 웨이퍼 이송 전 정보와 이송 후의 정보가 일치하는지를 체크하는 단계와;

   상기 단계에서 웨이퍼의 이송 전후의 정보가 일치하지 않으면 공정 오류로 판정하고, 상기 단계에서 웨이퍼의 이송 전후의 정보가 일치하면 상기 보트를 상기 튜브의 내부로 상승시켜 삽입되도록 하는 단계와;

   상기 튜브에 웨이퍼 가공 공정을 수행하는 단계와;

   상기 튜브로부터 상기 보트를 하강시켜 인출하는 단계와;

   상기 웨이퍼 매핑 센서를 이용하여 상기 보트의 웨이퍼를 매핑하는 단계와;

   상기 단계에서 공정 수행 전과 공정 수행 후의 웨이퍼 정보가 일치하는지를 체크하는 단계와;

   상기 단계에서 웨이퍼 정보가 일치하지 않으면 공정 오류로 판정하고 웨이퍼 정보가 일치하면 상기 트랜스퍼를 이용하여 상기 보트로부터 웨이퍼를 인출하는 단계와;

   상기 보트로부터 인출된 상기 웨이퍼를 상기 카세트에 적재시키는 단계;

   로서 수행되는 반도체 소자 제조를 위한 종형 확산로의 웨이퍼 검출방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 카세트로 웨이퍼가 언로딩 완료되면 상기 웨이퍼 매핑 센서를 이용하여 상기 보트의 각 슬롯을 매핑하면서 잔류하는 웨이퍼가 체크되면 공정 오류로 판정하여 공정 수행이 중단되도록 하는 반도체 소자 제조를 위한 종형 확산로의 웨이퍼 검출방법.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 카세트로부터 상기 보트로 웨이퍼를 로딩하기 전에 상기 보트의 각 슬롯을 매칭하여 잔류하는 웨이퍼가 체크되면 공정 오류로 판정하여 공정 수행이 중단되도록 하는 반도체 소자 제조를 위한 종형 확산로의 웨이퍼 검출방법.

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