KR100974014B1 - 웨이퍼 지지장치 및 지지방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 웨이퍼 지지장치는, 구동모터(40)에 연결되어 수직축을 중심으로 회전가능하게 설치되는 에지링 지지수단(20); 플랫존을 가지는 웨이퍼(50)의 가장자리를 밑에서 받치면서 웨이퍼(50)를 지지하되 가운데 관통부가 웨이퍼(50)의 형상과 동일하도록 테두리 내측에 플랫존(51)을 가지며, 에지링 지지수단(20)에 수평하게 올려 놓여서 에지링 지지수단(20)의 회전에 연동되어 중심을 기준으로 수평 회전하도록 설치되는 링 형태의 에지링(30); 밑에서 위로 에지링(30)의 플랫존(31) 부위에 광을 조사하여 여기서 반사되어 나오는 광을 입력받아 에지링(30)의 플랫존(31) 위치를 파악하도록 에지링(30)의 밑 공간에 설치되는 위치파악 광센서(70); 및 위치파악 광센서(70)에서 파악된 에지링(30)의 플랫존(31) 위치를 입력받아 에지링(30)의 플랫존이 원하는 위치로 이동하도록 구동모터(40)를 제어하는 에지링 홈잉 제어수단(60); 을 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 에지링의 회전을 통하여 웨이퍼를 회전시켜 공정 균일도를 향상시키고자 회전모듈을 공정챔버에 설치하는 경우에 에지링의 홈잉과정을 통하여 웨이퍼를 에지링 상에 정확하게 안착시킬 수 있게 된다.
에지링, 홈잉, 플랫존, 구동모터, 회전, 광센서

Description

웨이퍼 지지장치 및 지지방법 {Apparatus and method for supporting wafer}
본 발명은 웨이퍼 지지장치 및 지지방법에 관한 것으로서, 특히 웨이퍼가 플랫존(flat zone)을 가지는 경우에 웨이퍼 에지링을 정확한 위치에 홈잉시킴으로써 상기 웨이퍼가 상기 웨이퍼 에지링의 정확한 위치에 안착되도록 하는 웨이퍼 지지장치 및 지지방법에 관한 것이다.
최근에는 웨이퍼 단위 공정 시 공정 균일도(uniformity)를 향상시키기 위하여 공정 중에 웨이퍼를 수평 회전시킨다.
도 1은 종래의 웨이퍼 지지장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 웨이퍼(50)는 공정챔버(10) 내의 에지링(30) 상에 올려 놓이며, 에지링(30)은 에지링 지지수단(20) 상에 수평하게 놓여진다. 에지링 지지수단(20)은 수직원통형상을 하며 구동모터(40)에 의해 수직축을 중심으로 회전 가능하도록 설치된다. 구동모터(40)가 회전하면 에지링 지지수단(20)이 회전하게 되고 이에 따라 에지링(30)이 연동되어 수평 회전함으로써 웨이퍼(50)가 수평 회전한다.
공정챔버(10)에서 가열공정이 진행될 때 에지링(30)과 웨이퍼(50) 사이에 열전도의 불균일이 발생하면 웨이퍼(50)의 가장자리가 열 손상을 받을 우려가 많으므로 에지링(30)은 웨이퍼(50)와 비슷한 재질, 예컨대 SiC로 이루어진 것을 사용한다. 그리고 에지링(30)은 에지링 지지수단(20)과 일체형으로 설치되지 않고 에지링 지지수단(20)에서 분리가능하게 얹혀지는 형태로 설치된다. 이는 에지링(30)과 에지링 지지수단(20) 사이의 열팽창 차이를 고려해서이다.
도 2는 도 1의 에지링(30)과 웨이퍼(50)를 설명하기 위한 도면이다. 웨이퍼(50)의 결정구조는 육안으로는 식별불가능하기 때문에 웨이퍼(50)의 결정구조를 식별하기 위하여 웨이퍼(50)에 결정에 기본을 둔 플랫존(flat zone, 51)을 형성하여 두는 것이 일반적이다.
링 형태의 에지링(30)의 가운데 관통부(A)는 웨이퍼(50)와 동일한 형상을 하며, 따라서 에지링(30)의 테두리 내측에는 에지링(30)의 중심쪽으로 더 돌출되어 플랫존(51)을 가지는 부분이 존재한다.
웨이퍼(50)가 플랫존(51)을 가지는 경우에는 에지링(30)에 웨이퍼(50)를 올려놓기 전에 웨이퍼(50)의 플랫존(51)과 에지링(30)의 플랫존(31)의 위치를 일치시키기 위하여 에지링(30)을 정렬시키는 홈잉(homing) 과정이 필요하다. 웨이퍼(50)는 이미 일정방향으로 정렬된 상태로 공정챔버(10)에 장입되기 때문에 웨이퍼(50)를 회전시켜 다시 정렬시키지 않고 이와 같이 에지링(30)을 웨이퍼(50)에 맞추어 홈잉시키는 것이다.
그러나 에지링(30)은 에지링 지지수단(20)에 고정되어 있지 않기 때문에 구 동모터(40)를 통하여 에지링(30)을 정확한 위치에 홈잉(homing)시킨다고 하더라도 에지링(30)과 에지링 지지수단(20) 사이에 슬립(slip)이 발생하여 에지링(30)이 재위치에서 틀어지는 경우가 발생한다. 따라서 도 3에 도시된 바와 같이 웨이퍼(50)가 에지링(30)의 정확한 위치에 안착되지 못하는 문제가 생긴다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 웨이퍼가 플랫존을 가지는 경우에 웨이퍼 에지링을 정확한 위치에 홈잉시킴으로써 상기 웨이퍼가 상기 웨이퍼 에지링의 정확한 위치에 안착되도록 하는 웨이퍼 지지장치 및 웨이퍼 지지방법을 제공하는 데 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 지지장치는, 구동모터에 연결되어 수직축을 중심으로 회전가능하게 설치되는 에지링 지지수단; 플랫존을 가지는 웨이퍼의 가장자리를 밑에서 받치면서 상기 웨이퍼를 지지하되 가운데 관통부가 상기 웨이퍼의 형상과 동일하도록 테두리 내측에 플랫존을 가지며, 상기 에지링 지지수단에 수평하게 올려 놓여서 상기 에지링 지지수단의 회전에 연동되어 중심을 기준으로 수평 회전하도록 설치되는 링 형태의 에지링; 밑에서 위로 상기 에지링의 플랫존 부위에 광을 조사하여 여기서 반사되어 나오는 광을 입력받아 상기 에지링 의 플랫존 위치를 파악하도록 상기 에지링의 밑 공간에 설치되는 위치파악 광센서; 및 상기 위치파악 광센서에서 파악된 상기 에지링의 플랫존 위치를 입력받아 상기 에지링의 플랫존이 원하는 위치로 이동하도록 상기 구동모터를 제어하는 에지링 홈잉 제어수단; 을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 위치파악 광센서는 상기 에지링의 플랫존 폭 내에 위치하도록 2개가 설치되는 것이 바람직하다.
상기 위치파악 광센서는 수직으로 위쪽으로 광을 조사하도록 설치되는 것이 바람직하다.
상기 에지링 홈잉 제어수단은 상기 2개의 위치파악 광센서에서 조사된 광이 반사되어 입력되는 경우에 상기 에지링의 플랫존의 위치가 상기 웨이퍼의 플랫존의 위치와 일치되었다고 판단한다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 지지방법은, 상기 에지링 상에 웨이퍼의 존재유무를 파악하는 단계; 상기 에지링 상에 웨이퍼가 없으면 상기 위치파악 광센서를 통하여 상기 에지링의 플랫존 위치를 파악하는 단계; 상기 에지링의 플랫존의 위치가 상기 웨이퍼의 플랫존의 위치와 다를 경우 상기 구동모터를 회전시켜 상기 에지링의 플랫존의 위치를 상기 웨이퍼의 플랫존의 위치와 일치시키는 에지링 홈잉 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 위치파악 광센서는 수직으로 위쪽으로 광을 조사하도록 상기 에지링의 플랫존 폭 내에 위치하도록 2개가 설치되는 것이 바람직하며, 상기 에지링의 플랫존 위치를 파악하는 단계에서 상기 2개의 위치파악 광센서에서 조사된 광이 반사되 어 오는 경우에 상기 에지링 홈잉 단계에서 상기 에지링의 플랫존의 위치가 상기 웨이퍼의 플랫존의 위치와 일치되었다고 판단한다.
본 발명에 의하면, 에지링의 회전을 통하여 웨이퍼를 회전시켜 공정 균일도를 향상시키고자 회전모듈을 공정챔버에 설치하는 경우에 에지링의 홈잉과정을 통하여 웨이퍼를 에지링 상에 정확하게 안착시킬 수 있게 된다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아래의 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시된 것일 뿐이며 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상 내에서 많은 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위가 이러한 실시예에 한정되는 것으로 해석돼서는 안 된다.
도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 지지장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 4를 참조하면, 에지링 지지수단(20)은 원통형상을 하며 구동모터(10)에 연결되어 수직축을 중심으로 회전가능하게 설치된다. 링 형태의 에지링(30)은 테두리가 에지링 지지수단(20)에 얹혀져서 수평하게 올려 놓인다. 도 2에 도시된 바와 같이 웨이퍼(50)는 플랫존(51)을 가지며, 에지링(30)은 웨이퍼(50)의 가장자리를 밑에서 받치면서 웨이퍼(50)를 지지하되 가운데 관통부(A)가 웨이퍼(50)의 형상과 동일하도 록 테두리 내측에 플랫존(31)을 가진다. 에지링(30)은 에지링 지지수단(20)에 수평하게 올려 놓여서 에지링 지지수단(20)의 회전에 연동되어 중심을 기준으로 수평 회전한다.
에지링(30)의 밑 공간에는 밑에서 위로 에지링(30)의 플랫존(31) 부위에 광을 조사하여 여기서 반사되어 나오는 광을 입력받아 에지링(30)의 플랫존(31) 위치를 파악하는 위치파악 광센서(70)가 설치된다.
에지링 홈잉 제어수단(60)은 위치파악 광센서(70)에서 파악된 에지링(30)의 플랫존(31) 위치를 입력받아 에지링(30)의 플랫존(31)이 원하는 재위치로 이동하도록 구동모터(40)를 제어한다.
위치파악 광센서(70)는 도 5에 도시된 바와 같이 에지링(30)의 플랫존(31) 폭 내에 위치하도록 2개(71, 72)가 설치되는 것이 바람직하다. 그래야만 도 6에 도시된 바와 같이 에지링(30)이 조금만 재위치에서 틀어져도 이를 감지할 수 있기 때문이다.
위치파악 광센서(70)는 도 7에 도시된 바와 같이 에지링(30)의 플랫존(31) 부위에 광을 조사하여 여기서 반사되어 나오는 광을 되입력받아 에지링(30)의 플랫존(31)이 재위치에 있는가의 여부를 파악하므로, 수직으로 위쪽으로 광을 조사하도록 설치되는 것이 바람직하다.
에지링 홈잉 제어수단(60)은 2개의 위치파악 광센서(71, 72)가 조사한 광을 반사광으로써 되입력받았을 때 에지링(30)의 플랫존(31)이 원하는 재위치에 있다고 판단한다. 예컨대 도 8과 같이 2개의 위치파악 광센서(71, 72) 중 적어도 어느 하 나(예컨대 참조번호 71)가 반사광을 되입력받지 못하면 에지링 홈잉 제어수단(60)은 에지링(30)이 제대로 홈잉(homing)되지 않았다고 판단한다.
도 9는 본 발명에 따른 웨이퍼 지지방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 에지링 홈잉 명령이 떨어지면(S10), 에지링(30) 상에 웨이퍼(50)의 존재유무를 파악한다(S11). 에지링(30) 상에 웨이퍼(50)가 있으면 웨이퍼(50)를 공정챔버(10)의 외부로 반출한 다음에 에지링 홈잉 절차를 진행하고, 에지링(30) 상에 웨이퍼(50)가 없으면 에지링(30)의 플랫존(31) 위치를 파악하는 과정을 거친다(S13). 에지링(30)의 플랫존(31)의 위치는 2개의 위치파악 광센서(71, 72)를 통해서 이루어진다.
에지링 홈잉 제어수단(60)은 2개의 위치파악 광센서(71, 72)가 조사한 광을 반사광으로써 되입력받으면 에지링(30)이 재위치에 있다고 판단하고, 적어도 하나가 반사광으로써 되입력받지 못하면 에지링(30)이 재위치에 있지 안다고 판단한다. 에지링 홈잉 제어수단(60)이 에지링(30)이 재위치에 있지 않다고 판단하는 경우에는 에지링(30)이 재위치에 오도록 구동모터(40)를 제어하여(S14), 에지링 홈잉 과정을 완료한다(S15).
도 1은 종래의 웨이퍼 지지장치를 설명하기 위한 도면;
도 2는 도 1의 에지링(30)과 웨이퍼(50)를 설명하기 위한 도면;
도 3은 도 1의 문제점을 설명하기 위한 도면;
도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 지지장치를 설명하기 위한 도면;
도 5 내지 도 8은 위치파악 광센서(70, 71, 72)의 설치위치를 설명하기 위한 도면들;
도 9는 본 발명에 따른 웨이퍼 지지방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
<도면의 주요부분에 대한 참조번호의 설명>
10: 공정챔버 20: 에지링 지지수단
30: 에지링 31, 51: 플랫존
40: 구동모터 50: 웨이퍼
60: 에지링 홈잉 제어수단 70, 71, 72: 위치파악 광센서

Claims (6)

  1. 구동모터에 연결되어 수직축을 중심으로 회전가능하게 설치되는 에지링 지지수단;
    플랫존을 가지는 웨이퍼의 가장자리를 밑에서 받치면서 상기 웨이퍼를 지지하되 가운데 관통부가 상기 웨이퍼의 형상과 동일하도록 테두리 내측에 플랫존을 가지며, 상기 에지링 지지수단에 수평하게 올려 놓여서 상기 에지링 지지수단의 회전에 연동되어 중심을 기준으로 수평 회전하도록 설치되는 링 형태의 에지링;
    밑에서 위로 상기 에지링의 플랫존 부위에 광을 조사하여 여기서 반사되어 나오는 광을 입력받아 상기 에지링의 플랫존 위치를 파악하도록 상기 에지링의 밑 공간에 설치되는 위치파악 광센서; 및
    상기 위치파악 광센서에서 파악된 상기 에지링의 플랫존 위치를 입력받아 상기 에지링의 플랫존이 원하는 위치로 이동하도록 상기 구동모터를 제어하는 에지링 홈잉 제어수단; 을 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 지지장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 위치파악 광센서가 상기 에지링의 플랫존 폭 내에 위치하도록 2개가 설치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 지지장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 위치파악 광센서가 수직으로 위쪽으로 광을 조사하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 지지장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 위치파악 광센서는 수직으로 위쪽으로 광을 조사하도록 상기 에지링의 플랫존 폭 내에 위치하도록 2개가 설치되며, 상기 에지링 홈잉 제어수단은 상기 2개의 위치파악 광센서에서 조사된 광이 반사되어 입력되는 경우에 상기 에지링의 플랫존의 위치가 상기 웨이퍼의 플랫존의 위치와 일치되었다고 판단하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 지지장치.
  5. 제1항의 웨이퍼 지지장치에 웨이퍼를 올려놓는 웨이퍼 지지방법에 있어서,
    상기 에지링 상에 웨이퍼의 존재유무를 파악하는 단계;
    상기 에지링 상에 웨이퍼가 없으면 상기 위치파악 광센서를 통하여 상기 에지링의 플랫존 위치를 파악하는 단계; 및
    상기 에지링의 플랫존의 위치가 상기 웨이퍼의 플랫존의 위치와 다를 경우 상기 구동모터를 회전시켜 상기 에지링의 플랫존의 위치를 상기 웨이퍼의 플랫존의 위치와 일치시키는 에지링 홈잉 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 지지방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 위치파악 광센서는 수직으로 위쪽으로 광을 조사하도록 상기 에지링의 플랫존 폭 내에 위치하도록 2개가 설치되며, 상기 에지링의 플랫존 위치를 파악하는 단계에서 상기 2개의 위치파악 광센서에서 조사된 광이 반사되어 오는 경우에 상기 에지링 홈잉 단계에서 상기 에지링의 플랫존의 위치가 상기 웨이퍼의 플랫존의 위치와 일치되었다고 판단하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 지지방법.
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