KR100875691B1 - Semiconductor Wafer Position Sensor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼 위치 오류에 따른 공정 이상발생 및 웨이퍼 파손 등을 방지하여 반도체 제조효율을 향상시킬 수 있도록 한 반도체 장치 위치 감지장치 및 감지방법에 관한 것이다. 본 발명의 웨이퍼 위치 감지장치는 웨이퍼 지지대의 지지구를 통해 삽입되는 리프트 핀에 웨이퍼의 중량감지를 위해 부착된 중량센서; 상기 중량센서에 의해 감지된 신호를 처리하여 웨이퍼의 중량을 판단하는 제어부; 및 상기 제어부의 판단결과에 따라 경고음을 발생하는 알람부로 구성된다. 본 발명은 또한 웨이퍼 지지대의 지지구를 통해 삽입되는 리프트 핀에 리프트 핀의 정상적인 업/다운 여부 판단을 위해 웨이퍼의 중량을 감지하도록 부착된 중량센서; 상기 중량센서에 의해 감지된 웨이퍼의 중량에 의해 리프트 핀의 업/다운을 판단하는 제어부; 및 상기 제어부의 판단결과에 따라 경고음을 발생하는 알람부로 구성된다.The present invention relates to a semiconductor device position sensing device and a sensing method for improving the semiconductor manufacturing efficiency by preventing process abnormalities and wafer breakage due to wafer position error. The wafer position sensing device of the present invention includes a weight sensor attached to the lift pin to be inserted through the support of the wafer support for weight detection of the wafer; A controller configured to determine a weight of a wafer by processing a signal sensed by the weight sensor; And an alarm unit for generating a warning sound according to the determination result of the control unit. The present invention also includes a weight sensor attached to the lift pin inserted through the support of the wafer support to detect the weight of the wafer to determine whether the lift pin is normally up or down; A control unit for determining an up / down of the lift pins based on the weight of the wafer detected by the weight sensor; And an alarm unit for generating a warning sound according to the determination result of the control unit.

Description

반도체 웨이퍼 위치 감지장치{Position sensing device of semiconductor wafer}Position sensing device of semiconductor wafer

도 1a는 웨이퍼의 정확한 재치상태도.Figure 1a is an exact mounting state of the wafer.

도 1b는 웨이퍼의 잘못된 재치상태도.1B is an incorrect mounting state of the wafer.

도 2는 트랜스퍼 모듈(Transfer Module)에서 웨이퍼의 위치 틀어짐 현상 발생을 나타내기 위한 구조 설명도.2 is a structural explanatory diagram for illustrating occurrence of position shift phenomenon of a wafer in a transfer module;

도 3은 트랜스퍼 모듈에서 스테이지의 위치 틀어짐 현상 발생을 나타내기 위한 구조 설명도.3 is a structural explanatory diagram for illustrating a position shift phenomenon of a stage in a transfer module;

도 4는 본 발명의 웨이퍼 위치 감지장치 구성도.4 is a configuration diagram of a wafer position sensing apparatus of the present invention.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 웨이퍼 위치 판단방법의 설명도.5A and 5B are explanatory views of the wafer position determining method of the present invention.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 리프트 핀 업/다운 감지장치 구성도.Figure 6a and 6b is a block diagram of the lift pin up / down detection apparatus of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 웨이퍼 20 : 웨이퍼 지지대10: wafer 20: wafer support

30 : 리프트 핀 40 : 웨이퍼의 위치 틀어짐 부분30: lift pin 40: wafer position misalignment

50 : 로봇 70 : 중량센서50: robot 70: weight sensor

80 : 제어부 90 : 알람부80: control unit 90: alarm unit

H : 웨이퍼 지지구 S : 리프트 핀 지지대H: Wafer Support S: Lift Pin Support

본 발명은 반도체 웨이퍼 위치 감지장치에 관한 것으로써, 특히 웨이퍼 및 리프트 핀 위치 오류에 따른 공정 이상발생 및 웨이퍼 파손 등을 사전에 방지하여 반도체 제조효율을 향상시킬 수 있도록 한 기술이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor wafer position sensing device. In particular, the present invention is a technology for improving semiconductor manufacturing efficiency by preventing process abnormalities and wafer breakage due to wafer and lift pin position errors.

반도체 웨이퍼가 챔버(도시 생략)내에 정확한 위치에 재치된 상태가 도 1a에 도시되어 있다.The state where the semiconductor wafer is placed in the correct position in the chamber (not shown) is shown in FIG. 1A.

도 1a에 도시한 바와 같이 반도체 제조공정시 웨이퍼(10)는 지지대(20)에 형성된 지지구를 통해 리프트 핀(30)이 삽입되어 수평 지지되는 것이 정상이다. 상기 리프트 핀(30)은 지지대(S)에 의해 지지된다.As shown in FIG. 1A, it is normal for the wafer 10 to be horizontally supported by inserting a lift pin 30 through a support formed in the support 20 during the semiconductor manufacturing process. The lift pin 30 is supported by the support (S).

그러나 도 1b에 도시한 바와 같이 웨이퍼(10)가 지지대(스테이지)(20)상에 잘못 재치되어 지지대(20)의 상부 접촉면으로부터 이탈되면(40) 공정 중 샤워헤드(도시 생략)로부터 챔버내에 공급되는 증착가스가 웨이퍼(10)와 얼라인되지 않으므로 공정 불량을 유발하게 된다.However, as shown in FIG. 1B, if the wafer 10 is incorrectly placed on the support (stage) 20 and deviated from the upper contact surface of the support 20 (40), it is supplied into the chamber from the showerhead (not shown) during the process. Since the deposited gas is not aligned with the wafer 10, process defects are caused.

또한 도 2에 도시한 바와 같이 트랜스퍼 모듈(TM : Transfer Module)에서는 비록 TM 티칭을 정기적으로 확인하여 교정하지만 웨이퍼 이송용 로봇(50)의 장기간 사용으로 재현성이 틀어지는 현상 발생시 챔버(C) 내 웨이퍼 지지대(20) 상의 웨이 퍼(10) 재치 위치도 틀어지게 되는데 이를 확인할 수 있는 방법이 없어 반도체 제조효율의 저하를 초래한다.In addition, although the transfer module (TM) regularly checks and corrects TM teaching as shown in FIG. 2, the wafer support in the chamber C when the reproducibility occurs due to long-term use of the wafer transfer robot 50. The mounting position of the wafer 10 on the 20 is also distorted. There is no method for confirming this, which causes a decrease in semiconductor manufacturing efficiency.

또한 도 3에 도시한 바와 같이 트랜스퍼 모듈에서 로봇(50)에 의한 스테이지(20)의 상하 이동시에도 챔버(C) 내 웨이퍼 지지대(20) 상의 웨이퍼(10)의 위치가 틀어지는 경우가 있으나 이를 확인할 수 있는 방법이 없어 마찬가지로 반도체 제조효율의 저하를 초래한다.In addition, as shown in FIG. 3, the position of the wafer 10 on the wafer support 20 in the chamber C may be changed even when the stage 20 is moved up and down by the robot 50 in the transfer module. There is no method which leads to a decrease in semiconductor manufacturing efficiency.

또한 고온공정 프로세스 모듈(PM : Process Module)일 경우 상온에서의 티칭 위치가 틀어져 챔버 백업(Chamber Back-up)시 두 번의 교정작업을 수행하여야 하므로 히터 업/다운 시간을 포함한 많은 시간이 소요되어 반도체 제조효율을 저하시키는 원인이 된다.In the case of high temperature process module (PM), the teaching position at room temperature is changed and two calibration work must be performed during chamber back-up. Therefore, it takes much time including heater up / down time. It causes a decrease in manufacturing efficiency.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 반도체 제조장치에 내포된 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 반도체 웨이퍼의 위치 오류를 감지하여 교정함으로써 웨이퍼 제조효율 향상 및 파손을 방지할 수 있도록 한 웨이퍼 위치 감지장치를 제공하는데 있다.Therefore, the present invention is made to solve the problems inherent in the conventional semiconductor manufacturing apparatus as described above, an object of the present invention is to detect and correct the position error of the semiconductor wafer to improve the wafer manufacturing efficiency and prevent breakage To provide a wafer position sensing device.

본 발명의 다른 목적은 웨이퍼 위치 감지에 따라 스테이지의 위치 오류를 판단하여 교정함으로써 웨이퍼 제조효율 향상 및 파손을 방지할 수 있도록 한 웨이퍼 위치 감지장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a wafer position sensing apparatus capable of improving wafer manufacturing efficiency and preventing breakage by determining and correcting a position error of a stage according to wafer position sensing.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 웨이퍼 위치 감지장치는, 웨이퍼 지지대의 지지구를 통해 삽입되는 리프트 핀에 웨이퍼의 중량감지를 위해 부착된 중량센서; 상기 중량센서에 의해 감지된 신호를 처리하여 웨이퍼의 중량을 판단함으로써 웨이퍼의 위치 틀어짐을 판단하는 제어부; 및 상기 제어부의 판단결과에 따라 경고음을 발생하는 알람부로 구성된 것을 특징으로 한다.The semiconductor wafer position sensing apparatus of the present invention for achieving the above object, the weight sensor attached to the lift pin is inserted into the lift pin through the support of the wafer support; A controller configured to determine the position of the wafer by determining a weight of the wafer by processing the signal sensed by the weight sensor; And an alarm unit for generating a warning sound according to the determination result of the control unit.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 리프트 핀 업/다운에 따른 반도체 웨이퍼 위치 감지장치는, 웨이퍼 지지대의 지지구를 통해 삽입되는 리프트 핀에 리프트 핀의 정상적인 업/다운 여부 판단을 위해 웨이퍼의 중량을 감지하도록 부착된 중량센서; 상기 중량센서에 의해 감지된 웨이퍼의 중량에 의해 리프트 핀의 업/다운을 판단함으로써 웨이퍼의 위치 틀어짐을 판단하는 제어부; 및 상기 제어부의 판단결과에 따라 경고음을 발생하는 알람부로 구성된 것을 특징으로 한다.The semiconductor wafer position sensing device according to the lift pin up / down of the present invention for achieving the above object, the weight of the wafer to determine whether the lift pin is normally up / down to the lift pin inserted through the support of the wafer support A weight sensor attached to sense; A control unit for determining the positional shift of the wafer by determining the up / down of the lift pins based on the weight of the wafer detected by the weight sensor; And an alarm unit for generating a warning sound according to the determination result of the control unit.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 웨이퍼 위치 판단방법은, 웨이퍼 지지대를 통해 리프트 핀 상에 재치된 웨이퍼의 중량이 중량센서에 의해 감지되면 이를 제어부에서 처리하여 웨이퍼의 중량을 판단함으로써 웨이퍼 지지대의 지지구에 대한 웨이퍼 위치를 상대 측정하는 것을 특징으로 한다.In the semiconductor wafer position determining method of the present invention for achieving the above object, when the weight of the wafer placed on the lift pin through the wafer support is detected by the weight sensor, the controller controls the process to determine the weight of the wafer The relative position of the wafer relative to the support is characterized.

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이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 셜멍한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 4는 본 발명의 웨이퍼 위치 감지장치 구성도, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 웨이퍼 위치 판단방법 설명도, 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 리프트 핀 업/다운 감지장치 구성도이다.4 is a configuration diagram of a wafer position sensing apparatus of the present invention, FIGS. 5A and 5B are diagrams illustrating a wafer position determination method of the present invention, and FIGS. 6A and 6B are diagrams of a lift pin up / down sensing apparatus of the present invention.

도 4에 도시한 바와 같이 본 발명의 웨이퍼 위치 감지장치는 웨이퍼지지대(20)의 지지구(도 6의 H)를 통해 삽입되는 리프트 핀(30)(더욱 정확하게는 지지대(S)의 하부)에 웨이퍼(10)의 중량감지를 위해 부착된 중량센서(70)와, 상기 중량센서(70)에 의해 감지된 신호를 처리하여 웨이퍼(10)의 중량을 판단하는 제어부(80)와, 상기 제어부(80)의 판단결과에 따라 경고음을 발생하는 알람부(90)로 구성된다.As shown in FIG. 4, the wafer position sensing apparatus of the present invention is mounted on a lift pin 30 (more precisely, the lower portion of the support S) inserted through the support (H of FIG. 6) of the wafer support 20. A weight sensor 70 attached to detect the weight of the wafer 10, a controller 80 which determines a weight of the wafer 10 by processing a signal sensed by the weight sensor 70, and the controller 80. Alarm unit 90 for generating a warning sound according to the determination result of the).

이 같이 구성된 본 발명의 웨이퍼 위치 감지장치는 웨이퍼 지지대(20)를 통해 리프트 핀(30)상에 재치된 웨이퍼(10)의 중량이 중량센서(70)에 의해 감지되면 이를 제어부(80)에서 입력받아 웨이퍼(10)의 중량을 판단하여 웨이퍼 지지대(20) 상에서의 웨이퍼(10)의 위치를 상대 측정한다.The wafer position sensing apparatus of the present invention configured as described above is inputted from the controller 80 when the weight of the wafer 10 placed on the lift pin 30 through the wafer support 20 is detected by the weight sensor 70. In response, the weight of the wafer 10 is determined, and the position of the wafer 10 on the wafer support 20 is measured relative to each other.

도 5a 및 도 5b에 도시한 웨이퍼 위치 판단방법을 참조하면 만일 n개(점지지구의 경우 3개 이상)의 지지구(도 6의 H)를 사용하는 경우 인접한 2개의 지지구 조합에 대한 나머지 지지구의 중량값과 지지구 간의 상대좌표를 이용하여 웨이퍼(10)의 중심을 계산할 수 있다.Referring to the wafer position determination method shown in Figs. 5A and 5B, if n supports (three or more in the case of point supports) (H of Fig. 6) are used, the remaining supports for two adjacent support combinations The center of the wafer 10 can be calculated using the relative coordinates between the weight and the support.

이를 이용하여 웨이퍼 지지대(20)의 지지구(H)에 대한 웨이퍼(10)의 상대위 치를 판단함으로써 제어부(80)에 의해 공정수행 전 웨이퍼(10)의 위치가 허용오차 내에 있는지를 정확히 판단할 수 있는 것이다.By using this, the relative position of the wafer 10 with respect to the support H of the wafer support 20 can be determined to accurately determine whether the position of the wafer 10 is within tolerance by the controller 80 before performing the process. It can be.

따라서 웨이퍼(10)의 위치가 허용오차 내에 있는 경우에만 공정을 수행하고, 허용오차를 벗어나면 공정수행 중단과 동시에 제어부(80)의 제어에 의해 알람부(90)를 통해 경고음을 발생시킴으로써 공정불량에 따른 손실을 최소화하도록 한다. Therefore, the process is performed only when the position of the wafer 10 is within the tolerance. If the wafer is out of the tolerance, the process is stopped by generating an alarm sound through the alarm unit 90 under the control of the controller 80 at the same time as the process execution is stopped. Minimize the loss.

도 6에 도시한 바와 같이 본 발명의 리프트 핀 업/다운 감지장치는 웨이퍼지지대(20)의 지지구(H)를 통해 삽입되는 리프트 핀(30)(더욱 정확하게는 지지대(S)의 하부)에 리프트 핀(30)의 정상적인 업/다운 감지를 위한 웨이퍼(10)의 중량을 감지하도록 부착된 중량센서(70)와, 상기 중량센서(70)에 의해 감지된 웨이퍼(10)의 중량에 의해 리프트 핀(30)의 업/다운을 판단하는 제어부(80)와, 상기 제어부(80)의 판단결과에 따라 경고음을 발생하는 알람부(90)로 구성된다.As shown in FIG. 6, the lift pin up / down detection apparatus of the present invention is mounted on the lift pin 30 (more precisely, the lower portion of the support S) inserted through the support H of the wafer support 20. The weight sensor 70 attached to sense the weight of the wafer 10 for the normal up / down detection of the lift pin 30 and the weight by the weight of the wafer 10 detected by the weight sensor 70 Control unit 80 for determining the up / down of the pin 30, and the alarm unit 90 for generating a warning sound in accordance with the determination result of the control unit (80).

이 같이 구성된 본 발명의 리프트 핀 업/다운 감지장치는 웨이퍼(10)의 중량이 중량센서(70)에 의해 감지되면 이를 제어부(80)에서 입력받아 리프트 핀(30)의 업/다운을 판단하여 웨이퍼 지지대(20)의 지지구(H)에 대한 웨이퍼(10)의 위치를 상대 측정한다.The lift pin up / down detection apparatus of the present invention configured as described above receives the input from the controller 80 when the weight of the wafer 10 is detected by the weight sensor 70 and determines the up / down of the lift pin 30. The position of the wafer 10 relative to the support H of the wafer support 20 is measured.

이에 따라 리프트 핀(30)이 완전히 다운되었을 경우에만 공정을 수행하고, 완전히 다운되지 않았을 경우에는 공정수행 중단과 동시에 제어부(80)의 제어에 의해 알람부(90)를 통해 경고음을 발생시킴으로써 공정불량에 따른 손실을 최소화하도록 한다.Accordingly, the process is performed only when the lift pin 30 is completely down, and when the lift pin 30 is not completely down, the process is stopped by generating an alarm sound through the alarm unit 90 under the control of the control unit 80 at the same time as the process execution stops. Minimize the loss.

상술한 본 발명의 실시예는 특정 실시예를 들어 설명한 것으로써 본 발명은 이에 한정하는 것은 아니며 본 발명의 기술적사상을 벗어나지 않는 범위내에서는 수정 및 변형실시가 가능하다. 본 발명의 기술적특징은 청구범위에 따른다.The above-described embodiments of the present invention have been described with reference to specific embodiments, and the present invention is not limited thereto, and modifications and variations may be made without departing from the technical spirit of the present invention. The technical features of the present invention are in accordance with the claims.

상술한 바와 같이 본 발명의 웨이퍼 위치 감지장치에 따르면 다음과 같은 뛰어난 효과가 있다.As described above, according to the wafer position sensing apparatus of the present invention, there are excellent effects as follows.

첫째, 웨이퍼 지지대의 지지구를 통해 삽입되는 리프트 핀에 웨이퍼의 중량감지를 위해 부착된 중량센서, 상기 중량센서에 의해 감지된 신호를 처리하여 웨이퍼의 중량을 판단하는 제어부 및, 상기 제어부의 판단결과에 따라 경고음을 발생하는 알람부로 구성된 웨이퍼 위치 감지장치를 이용하여 공정수행 전 웨이퍼의 위치 오류를 미리 감지 교정함으로써 제조효율 향상 및 웨이퍼 파손을 방지할 수 있다.First, a weight sensor attached to the lift pin inserted through the support of the wafer support for the detection of the weight of the wafer, a controller for processing the signal sensed by the weight sensor to determine the weight of the wafer, and the determination result of the controller Accordingly, by using a wafer position sensing device composed of an alarm unit that generates a warning sound, detection and correction of a position error of the wafer before the process is performed in advance, thereby improving manufacturing efficiency and preventing wafer breakage.

둘째, 웨이퍼 지지대의 지지구를 통해 삽입되는 리프트 핀에 리프트 핀의 정상적인 업/다운 감지를 위한 웨이퍼의 중량을 감지하도록 부착된 중량센서, 상기 중량센서에 의해 감지된 웨이퍼의 중량에 의해 리프트 핀의 업/다운을 판단하는 제어부 및, 상기 제어부의 판단결과에 따라 경고음을 발생하는 알람부로 구성된 리프트 핀 업/다운에 따른 웨이퍼 위치 감지장치를 이용하여 공정수행 전 스테이지의 위치 오류에 따른 웨이퍼의 위치 오류를 미리 감지 교정함으로써 제조효율 향상 및 웨이퍼 파손을 방지할 수 있다. Second, a weight sensor attached to the lift pin inserted through the support of the wafer support to detect the weight of the wafer for the normal up / down detection of the lift pin, by the weight of the wafer detected by the weight sensor Wafer position error according to the position error of the stage before performing the process by using the wafer position sensing device according to the lift pin up / down, which includes a control unit for determining up / down and an alarm unit for generating an alarm sound according to the determination result of the control unit. By detecting and calibrating in advance, manufacturing efficiency can be improved and wafer breakage can be prevented.

Claims (4)

웨이퍼 지지대(20)의 지지구(H)를 통해 삽입되는 리프트 핀(30)에 웨이퍼(10)의 중량감지를 위해 부착된 중량센서(70); A weight sensor 70 attached to the lift pin 30 inserted through the support hole H of the wafer support 20 for sensing the weight of the wafer 10; 상기 중량센서(70)에 의해 감지된 신호를 처리하고 웨이퍼 지지대(20)의 지지구(H)에 대한 웨이퍼(10)의 위치를 상대 측정하여 웨이퍼(10)의 중량 및 리프트 핀(30)의 업/다운을 판단함으로써 웨이퍼(10)의 위치 틀어짐을 판단하는 제어부(80); 및 The signal sensed by the weight sensor 70 is processed, and the position of the wafer 10 relative to the support H of the wafer support 20 is measured relative to the weight of the wafer 10 and the lift pin 30. A controller 80 that determines positional shift of the wafer 10 by determining up / down; And 상기 제어부(80)의 판단결과에 따라 경고음을 발생하는 알람부(90)로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 위치 감지장치.The semiconductor wafer position sensing device, characterized in that consisting of an alarm unit for generating a warning sound according to the determination result of the control unit (80). 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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