KR100892140B1 - 슬라이더식 웨이퍼 사이즈 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬라이더식 웨이퍼 사이즈 측정장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 크기가 다른 웨이퍼를 하나의 LED를 사용하여 검출할 수 있도록 함과 웨이퍼 플렛 존(Wafer Flat Zone)의 각도를 맞추도록 한 슬라이더식 웨이퍼 사이즈 측정장치에 관한 것인바, 본 발명은 웨이퍼 사이즈 측정장치에 있어서, 적외선 LED가 부착 설치된 기판을 이동시키는 슬라이더이동수단과; 상기 슬라이더 이동수단을 소정의 위치에서 고정하는 위치조절부재와; 상기 위치조절부재가 고정되는 고정베이스로 이루어진 것에 그 특징이 있다.

Description

슬라이더식 웨이퍼 사이즈 측정장치{sliderable apparatus for measuring the size of wafer}

본 발명은 슬라이더식 웨이퍼 사이즈 측정장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 크기가 다른 웨이퍼를 하나의 LED를 사용하여 검출할 수 있도록 함과 웨이퍼 플렛 존(Wafer Flat Zone)의 각도를 맞추도록 한 슬라이더식 웨이퍼 사이즈 측정장치에 관한 것이다.

최근 들어 급속한 기술 개발이 이루어지고 있는 반도체 제품은 매우 정밀한 복수개의 반도체 제조 공정 및 반도체 제조공정을 진행하는 반도체 제조 설비에 의하여 제작되는바, 최근에는 단위 면적당 방대한 데이터를 저장하거나, 단위시간동안 방대한 데이터를 처리할 수 있는 고집적, 고성능 반도체 제품이 선보여 다양한 산업, 예를 들면, 전기, 전자, 컴퓨터, 우주항공산업에 이르기까지 폭넓게 적용되고 있는 실정이다.

이와 같은 반도체 제품은 주로 고유 특성을 갖는 반도체 박막에 정밀한 회로 패턴, 예를 들면, 회로 선폭이 약 0.10㎛ 정도에 불과한 정밀한 전기적 회로, 예를 들면, 박막 트랜지스터, 박막 커패시턴스, 박막 저항 등과 같은 반도체 소자를 구성하여 데이터를 저장하거나 데이터의 연산을 수행한다.

이와 같은 정밀한 반도체 박막 패턴을 형성하기 위해서는 앞서 언급하였듯이 매우 정밀한 반도체 박막 공정을 진행하는 반도체 제조 설비 및 복수개의 반도체 칩이 형성되는 순수 실리콘 웨이퍼를 필요로 한다.

이때, 웨이퍼에 형성된 복수개의 반도체 칩에 반도체 공정을 진행하기 위해서는 웨이퍼가 반도체 제조 설비의 지정된 위치에 정확하게 얼라인먼트 되어야 한다.

이를 위해서 웨이퍼에는 공정의 기준 위치를 인식할 수 있도록 웨이퍼의 일부를 평평하게 잘라내어 플랫존을 형성함으로써, 반도체 제조 설비와 웨이퍼의 얼라인먼트가 정확하게 이루어질 수 있도록 한다.

이처럼 플랫존이 형성된 웨이퍼는 선행 공정이 진행된 상태에서 웨이퍼 트랜스퍼에 의하여 웨이퍼 카세트로 이송된 후, 후속 공정으로 이송되어 후속 반도체 공정이 진행된다.

이때, 선행 공정이 종료된 웨이퍼는 웨이퍼 카세트에 로딩 도중 또는 웨이퍼 트랜스퍼에 의하여 이송되는 도중 플랫존 얼라인먼트가 지정된 위치로부터 변경될 가능성이 많기 때문에 대부분의 반도체 제조 설비는 반도체 제조 공정을 진행하기 이전에 웨이퍼 카세트에 수납된 웨이퍼의 플랫존 얼라인먼트를 수행한다.

플랫존 얼라인먼트는 주로 웨이퍼의 플랫존을 정렬하는 "플랫존 얼라이너"라 불리우는 장비로 이송한 후 수행된다.

이와 같은 플랫존 얼라이너는 웨이퍼가 원주면과 플랫존으로 이루어진 것에 착안하여 웨이퍼의 얼라인먼트를 수행할 수 있도록 한 장비로서, 이러한 플랫존 얼라인먼트 메카니즘을 간략하게 살펴보면 다음과 같다.

밑면이 개구된 상태로 웨이퍼가 웨이퍼 슬롯에 정렬된 웨이퍼 카세트가 지정된 위치로 이송되면, 스테인레스 재질로 제작된 축의 표면이 실리콘 재질로 도포된 2 개의 구동 롤러 및 구동 롤러보다 다소 높은 곳에 위치한 석영 재질의 가이드 롤러가 상승하여 웨이퍼의 원주면과 접촉된 상태로 구동 롤러가 모터 등에 의하여 회전됨으로써 웨이퍼 플랫존 얼라인먼트가 수행된다.

구체적으로, 웨이퍼 카세트에 수납된 웨이퍼 중 플랫존 얼라인먼트가 정확하게 수행되지 않은 웨이퍼는 원주면이 가이드 롤러, 2 개의 구동 롤러에 모두 접촉 되어 2 개의 구동 롤러에 의하여 회전하게 되고, 웨이퍼가 계속 회전하다 웨이퍼의 플랫존이 가이드 롤러에 닿는 순간 구동 롤러와 웨이퍼 사이에는 웨이퍼를 회전시키는 힘이 크게 감소되어 웨이퍼는 더 이상 회전하지 않게 되는 것이다.

웨이퍼 카세트에 수납된 모든 웨이퍼는 이와 같은 과정을 거쳐 가이드 롤러의 상면에 정렬됨으로써 웨이퍼 플랫존 얼라인먼트가 수행된다.

상기와 같이 웨이퍼 플랫존 얼라인먼트의 수행시 첨부도면 도 1에 도시된 바와 같이 웨이퍼 카세트(200)에 수납된 웨이퍼를 감지하기 위한 웨이퍼 사이즈 측정장치(100)가 설치된다

상기한 웨이퍼 사이즈 측정장치(100)의 구조는 첨부도면 도 2에 도시된 바와 같이 가시광선 영역의 붉은 색 LED(210)를 사용하였으며, 한 개의 기판(220)에 5개의 LED(210)가 납땜으로 고정이 되어 있어 LED(210)가 고장이 나면, 고장이 발생하지 않은 가시광선 영역의 붉은 색 LED(210)이 설치되어 있는 4개를 포함하여 고장이 발생한 LED(210) 및 기판을 함께 교환함으로써 교체 비용이 많이 들어가며, 사용하지 않은 LED와 자리를 바꾸기 위해서는 납땜 되어 있는 것을 제거하고, 자리 교체를 하고 전압을 다시 맞추어 주어야 하는데 여기까지 걸리는 시간은 대략 1 시간 정도가 소요된다.

상기 웨이퍼 사이즈 측정장치가 정지하게 되면, 장비 전체를 정지시켜야 하므로 웨이퍼 생산에 많은 영향을 끼치게 된다. 또한 LED의 수명이 다 되어 버린 상태에서는 웨이퍼 사이즈 측정장치(100)의 전체 교체나 LED의 자리 바꿈 할 경우 비용과 시간은 웨이퍼 생산에 큰 영향을 끼치게 된다.

본 발명은 이러한 문제점을 해소하기 위해서 안출한 것으로서 본 발명의 목적은 웨이퍼 사이즈에 따라서 위치를 자유로이 가변이 용이하며, 또한 가시광선 영역의 붉은 색보다 파장이 긴 적외선을 사용하므로 CCD 센스에서의 감도가 월등히 뛰어나고, 단지 적외선 LED를 교환해 줌으로서 전업 조전까지의 소요시간은 10분 정도 소요되며, 또한 반영구적으로 사용이 가능하고 적외선 LED만 구매하면 되는 비용 절감의 효과와 장비의 정지 시간을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

상기한 본 발명의 목적은 웨이퍼 사이즈 측정장치에 있어서, 적외선 LED가 부착 설치된 기판을 이동시키는 슬라이더이동수단과; 상기 슬라이더 이동수단을 소정의 위치에서 고정하는 위치조절부재와; 상기 위치조절부재가 고정되는 고정베이스로 이루어진 것을 특징으로 하는 웨이퍼 사이즈 측정장치에 의하여 달성된다.

상기 슬라이더이동수단은 상부면에는 전원을 연결하는 어뎁터가 부착되고 하부면에는 적외선 LED가 탈착가능하게 소켓이 설치된 기판과; 상기 기판이 고정설치되며 적외선 LED가 관통하는 통공을 구비하고 하부에는 위치조절클립을 고정하는 홀더부가 일체로 형성한 슬라이드부재로 이루어진 것이 바람직하다.

상기 위치조절부재는 클립형태이면서 탄성재로 이루어져 끝단부에 걸림요부를 형성한 위치조절클립과; 상기 위치조절클립의 걸림요부가 삽입되는 요홈을 일정간격으로 형성하고 안내부를 구비하는 가이드부재로 이루어진 것이 바람직하다.

한편, 상기 고정베이스는 평판의 일측 중앙으로 절개된 공간부를 형성하고 하부에는 고정몸체를 구비하며 고정몸체의 내부에는 설치홈을 형성한 것이 바람직하며, 상기 고정베이스의 설치홈는 확산렌즈를 더 설치하여 사용할 수도 있다.

이와 같은 본 발명의 웨이퍼 사이즈 측정장치는 웨이퍼 사이즈에 따라서 위치를 자유로이 가변이 용이하며, 또한 가시광선 영역의 붉은 색보다 파장이 긴 적외선을 사용하므로 CCD 센스에서의 감도가 월등히 뛰어나고, 단지 적외선 LED를 교 환해 줌으로서 전업 조전까지의 소요시간은 10분 정도 소요되며, 또한 반영구적으로 사용이 가능하고 적외선 LED만 구매하면 되는 비용 절감의 효과와 장비의 정지 시간을 최소화할 수 있는 등의 효과가 있다.

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

첨부도면 도 3 내지 도 4은 본 발명의 기술이 적용된 웨이퍼 사이즈 측정치의 구조를 보여주는 사시도 및 분해사시도이고 도 5는 내지 도 6은 본 발명의 구조를 보여주는 종단면도 및 횡단면도로서 이에 따르면 본 발명의 웨이퍼 사이즈 측정치(1)의 구조는 적외선 LED가 부착 설치된 기판을 이동시키는 슬라이더이동수단(10)과, 상기 슬라이더이동수단(10)을 소정의 위치에서 고정하는 위치조절부재(20)와, 상기 위치조절부재(20)가 고정되는 고정베이스(30)로 이루어진 구조이다.

상기 슬라이더이동수단(10)은 상부면에는 전원을 연결하는 어뎁터(11)가 부착되고 하부면에는 적외선 LED(50)가 탈착가능하게 소켓(12)이 설치된 기판(13)이 고정 설치되며 적외선 LED(50)가 관통하는 통공(14)을 구비하고 하부로는 위치조절클립(22)을 고정하는 홀더부(15)가 일체로 형성한 슬라이드부재(16)로 이루어진 구조이다.

상기 위치조절부재(20)는 클립형태이면서 탄성재로 이루어져 끝단부에 걸림 요부(21)를 형성한 위치조절클립(22)의 걸림요부(21)가 삽입되는 요홈(23)을 일정간격으로 형성하고 안내부(24)를 구비하는 가이드부재(26)로 이루어진 구조이다.

상기 고정베이스(30)는 평판(31)의 일측 중앙으로 절개된 공간부(32)를 형성하고 하부에는 고정몸체(33)를 구비하며 고정몸체(33)의 내부에는 설치홈(34)을 형성한 구조이며, 상기 고정베이스(30)의 설치홈(34)는 확산렌즈(35)를 더 설치하여 사용하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 웨이퍼 사이즈 측정치(1)의 작동을 살펴보면 먼저 첨부도면 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 어뎁터(11)에 전원잭을 연결하여 전원을 공급하여 적외선 LED(50)가 점등되어 적외선을 조사하도록 한다.

상기 적외선 LED(50)에서 적외선이 조사되면 첨부도면 도 7에 도시된 바와 같이 A지점은 웨이퍼의 크기가 6인치이고 B지점은 8인치라 가정하였을 때 슬라이더이동수단(10)을 이동시켜 위치조절클립(22)의 걸림요부(21)가 안내부(24)에 형성된 요홈(23)에 걸려지도록 하면 6인치 웨이퍼의 끝단에 적외선 LED(50)가 적외선을 조사하게 된다.

도면상 미도시된 센서에서 상기 적외선 LED에서 조사되는 적외선 빛의 량을 측정하여 웨이퍼의 크기를 검사하게 되는 것이다. 또한 웨이퍼의 크기가 8인치라고 하면 6인치 위치에 걸려 있는 위치조절클립(22)의 걸림요부(21)를 탈거 시킨 후 슬라이드이동수단(10)을 이동시키면 A점에서 슬라이드부재(16)의 홀더부(15)에 끼워 설치된 위치조절클립이 슬라이드부재(16)와 함께 안내부(24)를 따라 B지점으로 이 동하다가 위치조절클립(22)의 걸림요부(21)가 8인치 위치에 형성된 안내부(24)에 형성된 요홈(23)에 걸려지게 되는 것이다.

따라서 하나의 적외선 LED(50)를 이용하여 가변적으로 적외선 LED(50)의 위치를 이동시켜 웨이퍼의 크기를 조절 및 측정할 수 있는 것이며, 또한 적외선 LED(50)가 파손 및 고장이 되면 기판 자체를 교환할 수도 있고 소켓에서 파손 및 고장이 발생한 적외선 LED를 교환하여 사용할 수도 있다.

도 1은 일반적인 웨이퍼 사이즈 측정장치의 설치상태를 보여주는 예시도.

도 2는 종래 웨이퍼 사이즈 측정장치의 구조를 보여주는 사시도.

도 3 내지 도 4은 본 발명의 기술이 적용된 웨이퍼 사이즈 측정장치의 구조를 보여주는 사시도 및 분해사시도.

도 5는 내지 도 6은 본 발명의 구조를 보여주는 종단면도 및 횡단면도.

도 7은 본 발명의 사용상태를 보여주는 평면도.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※

1 : 웨이퍼 사이즈 측정치

10 : 슬라이더이동수단

11 : 어뎁터 12 : 소켓

13 : 기판 14 : 통공

15 : 홀더부 16 : 슬라이드부재

20 : 위치조절부재 21 : 걸림요부

22 : 위치조절클립 23 : 요홈

24 : 안내부 26 : 가이드부재

30 : 고정베이스 31 : 평판

32 : 공간부 33 : 고정몸체

34 : 설치홈 35 : 확산렌즈

50 : LED

Claims (5)

1. 웨이퍼 사이즈 측정장치에 있어서,

   적외선 LED가 부착 설치된 기판을 이동시키는 슬라이더이동수단과;

   상기 슬라이더 이동수단을 소정의 위치에서 고정하는 위치조절부재와;

   상기 위치조절부재가 고정되는 고정베이스로 이루어진 것을 특징으로 하는 슬라이더식 웨이퍼 사이즈 측정장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 슬라이더이동수단은 상부면에는 전원을 연결하는 어뎁터가 부착되고 하부면에는 적외선 LED가 탈착가능하게 소켓이 설치된 기판과; 상기 기판이 고정 설치되며 적외선 LED가 관통하는 통공을 구비하고 하부에는 위치조절클립을 고정하는 홀더부가 일체로 형성한 슬라이드부재로 이루어진 것에 것을 특징으로 하는 슬라이더식 웨이퍼 사이즈 측정장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 위치조절부재는 클립형태이면서 탄성재로 이루어져 끝단부에 걸림요부를 형성한 위치조절클립과; 상기 위치조절클립의 걸림요부가 삽입되는 요홈을 일정간격으로 형성하고 안내부를 구비하는 가이드부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 슬라이더식 웨이퍼 사이즈 측정장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 고정베이스는 평판의 일측 중앙으로 절개된 공간부를 형성하고 하부에는 고정몸체를 구비하며 고정몸체의 내부에는 설치홈을 형성한 것을 특징으로 하는 슬라이더식 웨이퍼 사이즈 측정장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 고정베이스의 설치홈는 확산렌즈를 더 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 슬라이더식 웨이퍼 사이즈 측정장치.

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