KR101747083B1 - 웨이퍼의 표면개질 자동검사시스템 - Google Patents

웨이퍼의 표면개질 자동검사시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101747083B1
KR101747083B1 KR1020170017947A KR20170017947A KR101747083B1 KR 101747083 B1 KR101747083 B1 KR 101747083B1 KR 1020170017947 A KR1020170017947 A KR 1020170017947A KR 20170017947 A KR20170017947 A KR 20170017947A KR 101747083 B1 KR101747083 B1 KR 101747083B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
cassette
cleaning
bath
unloader
Prior art date
Application number
KR1020170017947A
Other languages
English (en)
Inventor
이형근
Original Assignee
씨엠티 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 씨엠티 주식회사 filed Critical 씨엠티 주식회사
Priority to KR1020170017947A priority Critical patent/KR101747083B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101747083B1 publication Critical patent/KR101747083B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
    • H01L21/02052—Wet cleaning only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30625—With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/34—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies not provided for in groups H01L21/0405, H01L21/0445, H01L21/06, H01L21/16 and H01L21/18 with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/44—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/38 - H01L21/428
    • H01L21/449—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/38 - H01L21/428 involving the application of mechanical vibrations, e.g. ultrasonic vibrations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67057—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing with the semiconductor substrates being dipped in baths or vessels
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67703—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations between different workstations
    • H01L21/6773—Conveying cassettes, containers or carriers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67742—Mechanical parts of transfer devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67763—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations the wafers being stored in a carrier, involving loading and unloading
    • H01L21/67778—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations the wafers being stored in a carrier, involving loading and unloading involving loading and unloading of wafers

Abstract

웨이퍼의 표면개질 자동검사시스템이 개시된다. 개시된 웨이퍼의 표면개질 자동검사시스템은, 래핑연마 공정 또는 폴리싱연마 공정을 완료한 웨이퍼의 표면을 세척하는 세정장치; 상기 세정장치를 통해 세척된 웨이퍼를 건조시키는 스핀 드라이어; 상기 스핀 드라이어를 통해 건조된 웨이퍼가 삽입된 세정 카세트를 이송 매니플레이터로 이송하는 제1 카세트 언로더; 상기 세정 카세트 또는 웨이퍼를 이송하는 이송 매니플레이터; 상기 세정 카세트에 적재된 웨이퍼를 낱장으로 인출하는 웨이퍼 로더; 상기 낱장으로 인출된 웨이퍼의 표면개질 상태를 검사하는 웨이퍼 표면 검사장치; 상기 웨이퍼 표면 검사장치의 검사결과에 따라 웨이퍼를 해당 웨이퍼 배출 카세트로 분기시켜 적재하는 웨이퍼 언로더; 상기 이송 매니플레이터로부터 받은 빈 세정카세트를 외부로 배출하는 제2 카세트 언로더; 및 각 장치를 총괄적으로 제어하는 통합제어장치;를 포함한다.

Description

웨이퍼의 표면개질 자동검사시스템{Auto modified surface inspection system of wafer}
본 발명은 웨이퍼의 표면 개질 자동검사시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 래핑연마 공정 또는 폴리싱연마 공정을 수행한 웨이퍼에 대해 세정, 건조, 표면개질 검사, 불량 판정, 웨이퍼 이송 및 배출을 연속적으로 수행하는 자동검사시스템을 제공하여, 공정의 작업 표준화를 구현할 뿐만 아니라, 작업시간 단축을 통한 생산성 효율을 높이는 웨이퍼의 표면개질 자동검사시스템에 관한 것이다.
일반적으로,사파이어　모바일　윈도우　제조공정은　사파이어　단결정　성장,　잉곳가공,　웨이퍼　saw　절단,　래핑연마,　세정　및　검사,　폴리싱연마,　세정　및　검사,　Edge　가공,　열처리,　DMP/CMP,　외관　및　품질검사로　수행된다.
래핑연마 공정과 폴리싱연마 공정이 수행된 웨이퍼 표면 상에는 공정 중에 발생하는 파티클이나 각종 오염물이 묻어 있다. 따라서 이들을 세정하기 위한 공정이 수행되며, 이 때 작업자가 수작업으로 세정하거나, 간이 세정장치가 사용된다.
이렇게 래핑연마 공정과 폴리싱연마 공정이 수행된 웨이퍼의 표면개질 상태를 검사하기에 앞서, 세정 공정 중 웨이퍼 표면 상에 묻은 물기를 제거하기 위해 건조 공정이 수행된다.
건조된 웨이퍼는 범용 검사장치를 이용하여 표면개질 상태를 검사한 후, 양품 또는 불량품으로 구분되어 배출된다.
그러나 이러한 종래의 작업방식은 많은 부분에서 생산효율을 떨어뜨리고 있다.
우선 세정작업을 수작업으로 수행하다 보니, 세정의 정도가 제품별로 차이가 나게 되며, 간이 세정장치를 사용하는 경우에도 다음 공정이 연속적으로 이뤄지지 않아 작업시간이 장시간 소요된다.
종래 건조장치로 사용되는 스핀 드라이어는 회전드럼의 원심력만을 이용하여 웨이퍼 표면 상의 물기를 제거하므로, 충분한 건조를 기대하기 어렵다.
한편 표면개질 상태를 검사하는 범용 검사장치는 다양한 작업에 공용으로 사용되는 관계상, 웨이퍼의 작업 동선이 길어져 생산효율을 떨어뜨리는 요인으로 지적되어 왔다.
따라서 래핑연마 공정 또는 폴리싱연마 공정을 수행한 웨이퍼에 대해 세정, 건조, 표면개질 검사, 불량 판정, 웨이퍼 이송 및 배출을 자동화하는 전용시스템을 구축함으로써, 공정의 작업 표준화를 구현할 뿐만 아니라, 작업시간 단축을 통한 생산성 효율을 높이는 웨이퍼의 표면개질 자동검사시스템의 개발이 절실히 요청된다.
한국공개특허공보 2004-0085245호
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 제안된 것으로서, 래핑연마 공정 또는 폴리싱연마 공정을 수행한 웨이퍼에 대해 세정, 건조, 표면개질 검사, 불량 판정, 웨이퍼 이송 및 배출을 자동화하는 전용시스템을 구축하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 복합 건조수단을 제공하여 스핀 드라이어의 건조효율을 높이는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 공정의 작업 표준화를 구현할 뿐만 아니라, 작업시간 단축을 통한 생산성 효율을 높이는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 래핑연마 공정 또는 폴리싱연마 공정을 완료한 웨이퍼의 표면을 세척하는 세정장치; 상기 세정장치를 통해 세척된 웨이퍼를 건조시키는 스핀 드라이어; 상기 스핀 드라이어를 통해 건조된 웨이퍼가 삽입된 세정 카세트를 이송 매니플레이터로 이송하는 제1 카세트 언로더; 상기 세정 카세트 또는 웨이퍼를 이송하는 이송 매니플레이터; 상기 세정 카세트에 적재된 웨이퍼를 낱장으로 인출하는 웨이퍼 로더; 상기 낱장으로 인출된 웨이퍼의 표면개질 상태를 검사하는 웨이퍼 표면 검사장치; 상기 웨이퍼 표면 검사장치의 검사결과에 따라 웨이퍼를 해당 웨이퍼 배출 카세트로 분기시켜 적재하는 웨이퍼 언로더; 상기 이송 매니플레이터로부터 받은 빈 세정카세트를 외부로 배출하는 제2 카세트 언로더; 및 각 장치를 총괄적으로 제어하는 통합제어장치;를 포함하는, 웨이퍼의 표면개질 자동검사시스템를 제공한다.
또한 본 발명의 세정장치는, 순수(deionized water)를 분사하여 웨이퍼 표면을 세척하는 순수세정 욕조; 세정용 약액을 분사하여 웨이퍼 표면을 세척하는 약액세정 욕조; 순수(deionized water)로 웨이퍼 표면을 세척하는 복수의 욕조가 직렬로 연통되어 결합되며, 전방 욕조는 후방 욕조에 비해 오염도가 높은 세정수로 세정하며 후방 욕조로 갈수록 세정수의 오염도가 점차 낮아지는 순수세정 캐스캐이드욕조; 초음파를 형성하여 웨이퍼 표면을 세척하는 초음파욕조; 초음파 세정된 웨이퍼를 순수로 세정하는 최종 수세욕조; 웨이퍼가 삽입된 세정 카세트를 이송하는 이송장치;를 포함한다.
또한 본 발명은, 세정 공정 중의 이물질 입자를 침강시키는 FFU(Fan Filter Unit); 및 세정 공정 종료 후 웨이퍼의 정전기를 제거하는 제진기;를 포함한다.
또한 본 발명의 순수 세정 캐스캐이드욕조는, 상기 복수의 욕조를 연통하는 연통관; 및 상기 복수의 욕조의 상단부에 형성되어 오버 플로우를 조절하는 v 형 월류홈;을 포함하며, 상기 연통관의 높이는 후방 욕조로 갈수록 높게 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 약액세정 욕조의 전방과 상기 순수 세정 캐스캐이드욕조의 후방에 각각 형성된 셔터;를 더 포함한다.
또한 본 발명의 스핀 드라이어는, 케이스; 상기 케이스의 상부에 형성된 덮개; 상기 케이스의 내부에 장착되며, 회전시 발생되는 원심력으로 카세트에 삽입된 웨이퍼의 물기를 제거하는 원통형 회전드럼; 상기 회전드럼을 회전시키는 회전모터; 상기 회전드럼의 내부에 장착되어, 상기 카세트를 고정하는 카세트홀더; 상기 덮개의 하부에 장착되어, 원적외선을 방사하는 원적외선 히터; 및 상기 케이스에 장착되어 상기 원통형 회전드럼에 유입되도록 열풍을 분사하는 에어분사 노즐;을 포함한다.
또한 본 발명의 스핀 드라이어는, 카세트로부터 물기를 원활하게 배출하기 위해 상기 카세트홀더를 소정 각도로 기울이는 카세트홀더 경사기구; 상기 카세트홀더로부터 회전드럼 중심까지의 거리를 변경시키는 카세트홀더 중심거리 가변기구;를 포함한다.
또한 본 발명의 상기 이송 매니플레이터는, 이송대상을 클램핑하는 클램핑부; 클램핑할 대상에 따라 상기 클램핑부를 회전시키는 회전몸체;를 포함하며, 상기 클램핑부는, 상기 회전몸체의 일단에 결합되어 상기 세정 카세트를 파지하는 그립; 및 상기 회전몸체의 타단에 결합되어 상기 웨이퍼를 흡착하는 진공흡착기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 웨이퍼 로더는, 웨이퍼를 진공으로 흡착하는 박판 진공척; 상기 흡착된 웨이퍼를 세정 카세트에서 낱장으로 인출하는 척 이송기구; 카세트에서 인출된 상기 웨이퍼의 측면을 클램핑하여 웨이퍼 중심과 웨이퍼 표면 검사장치의 중심을 일치시키는 웨이퍼 자동정렬기구; 및 카세트의 웨이퍼 적재홈의 간격에 따라 상기 세정 카세트를 수직이송시키는 카세트 수직 상승기구;를 포함한다.
또한 본 발명의 웨이퍼 표면 검사장치는, 웨이퍼 적재 지그; 상기 웨이퍼 적재 지그에 적재된 웨이퍼를 레이져 변위센서와 비젼시스템으로 수평 이송하는 수평이송유닛; 웨이퍼의 두께, 총두께편차, 표면조도를 측정하는 레이져 변위센서; 웨이퍼의 표면 스크래치를 측정하는 비젼시스템; 및 상기 수평이송유닛의 이동을 제어하고, 웨이퍼의 표면 상태 측정값을 통계처리하며, 웨이퍼의 불량여부를 웨이퍼 언로더에 전송하는 제어부;를 포함하며, 래핑연마 공정을 거친 웨이퍼는 두께 및 총두께 편차를 측정하고, 폴리싱연마 공정을 거친 웨이퍼는 표면조도 및 표면 스크래치를 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 웨이퍼 언로더는, 상기 웨이퍼 표면 검사장치에 의한 검사 후 상기 이송 매니플레이터에 의해 이송된 상기 웨이퍼의 측면을 클램핑하여 웨이퍼 중심과 웨이퍼 배출 카세트의 중심을 일치시키는 웨이퍼 자동정렬기구; 상기 웨이퍼 표면 검사장치의 검사결과에 따라 상기 웨이퍼 배출 카세트를 이송시키는 카세트 분기기구; 상기 웨이퍼를 진공으로 흡착하는 박판 진공척; 웨이퍼 배출 카세트의 웨이퍼 적재홈의 간격에 따라 웨이퍼 배출 카세트를 수직이송시키는 카세트 수직 상승기구; 및 상기 박판 진공척에 의해 흡착된 웨이퍼를 상기 웨이퍼 배출 카세트로 이송하는 척 2단 이송기구;를 포함한다.
또한 본 발명의 제2 카세트 언로더는, 이송 매니플레이터로부터 이송받은 빈 세정 카세트를 이송위치로 가이드하는 카세트 적재 지그; 상기 카세트 적재 지그의 측면에 결합되어, 빈 세정 카세트를 배출슈터 입구까지 이송하는 수평이송유닛; 상기 수평이송유닛의 하부에 결합되어, 이송된 빈 세정 카세트를 상기 상기 카세트 적재 지그로부터 들어올려 배출슈터로 투입되도록 슬라이딩시키는 슈터투입기구; 및 외부로 배출하기 위한 빈 세정 카세트가 적재되는 배출슈터;를 포함한다.
본 발명에 따른 웨이퍼의 표면개질 자동검사시스템은 공정의 작업 표준화를 구현할 뿐만 아니라, 작업시간 단축을 통한 생산성 효율을 높이는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 웨이퍼의 표면개질 자동검사시스템은 전용 검사장비를 제작함으로써, 표면개질 검사장비의 제작비용을 줄이는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 웨이퍼의 표면개질 자동검사시스템은 건조효율을 높이고 건조시간을 단축시키는 효과가 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼의 표면개질 자동검사시스템의 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 세정장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 순수세정 캐스캐이드욕조의 작동을 설명하는 도면이다.
도 4은 본 발명에 따른 스핀 드라이어의 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 스핀 드라이어의 작동을 설명하는 도면이다.
도 6는 본 발명에 따른 랙과 피니언이 구비된 카세트홀더 경사기구의 작동을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 힌지와 실린더가 구비된 카세트홀더 경사기구의 작동을 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 카세트홀더 중심거리 가변기구의 작동을 설명하는 도면이다.
도 9은 본 발명에 따른 제1 카세트 언로더의 작동을 설명하는 도면이다.
도 10는 본 발명에 따른 이송 매니플레이터의 정면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 웨이퍼 로더의 작동을 설명하는 도면이다.
도 12은 본 발명에 따른 웨이퍼 표면 검사장치의 작동을 설명하는 도면이다.
도 13는 본 발명에 따른 웨이퍼 언로더의 작동을 설명하는 도면이다.
도 14은 본 발명에 따른 제2 카세트 언로더의 작동을 설명하는 도면이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
또한, 본 문서에서 사용된 "제1," "제2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, '제1 부분'과 '제2 부분'은 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 부분을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
또한, 본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼(1000)의 표면개질 자동검사시스템의 평면도이며, 도 2는 본 발명에 따른 세정장치(100)의 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 웨이퍼(1000)의 표면개질 자동검사시스템은 래핑연마 공정 또는 폴리싱연마 공정을 수행한 웨이퍼(1000)의 표면개질 검사를 위한 전용시스템으로서, 세정, 건조, 표면개질 검사, 불량 판정, 웨이퍼(1000) 이송 및 배출이 자동화되어 처리된다.
이를 위해 본 발명에 따른 웨이퍼(1000)의 표면개질 자동검사시스템은 세정장치(100), 스핀드라이어(200), 제1 카세트 언로더(300), 이송 매니플레이터(400), 웨이퍼 로더(500), 웨이퍼 표면 검사장치(600), 웨이퍼 언로더(700), 제2 카세트 언로더(800), 통합제어장치(900)를 포함한다.
세정장치(100)는 래핑연마 공정 또는 폴리싱연마 공정을 완료한 웨이퍼(1000)의 표면을 세척한다.
세정장치(100)는 순수세정 욕조(110), 약액세정 욕조(120), 순수세정 캐스캐이드욕조(130), 초음파욕조(140), 최종 수세욕조(150), 이송장치(170)를 포함한다.
이와 같이, 세정장치(100)는 웨이퍼(1000)가 복수의 세정 욕조를 거치면서 다양한 물리적 메커니즘에 의해 표면을 세척한다.
순수세정 욕조(110)는 순수(deionized water)를 분사하여 웨이퍼(1000) 표면을 세척한다. 웨이퍼(1000) 세척시 순수(deionized water)를 사용하는 이유는 세정수에 포함된 유기물로 인한 곰팡이 발생을 방지하기 위함이다.
약액세정 욕조(120)는 세정용 약액을 분사하여 웨이퍼(1000) 표면을 세척한다. 약액의 종류는 경제성, 세정효과 등을 고려하여 다양한 선택이 가능하다.
약액세정 욕조(120)의 후방에는 순수세정 캐스캐이드욕조(130)가 설치된다.
도 3은 본 발명에 따른 순수세정 캐스캐이드욕조(130)의 작동을 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하여 설명한다.
순수세정 캐스캐이드욕조(130)는 복수의 욕조가 직렬로 배치되며, 각 욕조는 연통관(131)으로 연결된다.
상기 연통관(131)의 높이는 후방 욕조(135)로 갈수록 높게 형성된다. 약액세정 욕조에 인접한 전방 욕조(133)의 하부에는 배수관(137)이 형성되며, 후방 욕조(135)의 내측벽에는 분사노즐(136)이 형성된다. 욕조의 내측 바닥면의 높이는 후방 욕조(135)로 갈수록 높게 형성된다.
후방 욕조(135)는 내측벽에 형성된 분사노즐(136)에서 순수(deionized water)가 분사되며, 후방 욕조(135)의 물은 연통관(131)을 통해 중간 욕조(134)로 흘러가고, 중간 욕조(134)의 물은 전방 욕조(133)로 흘러간다.
이러한 구조에서는 전방 욕조(133)의 세정수가 후방 욕조(135)에 비해 오염도가 높으며, 후방 욕조(135)로 갈수록 세정수의 오염도가 점차 낮아진다. 이는 오염된 웨이퍼(1000)를 점점 오염도가 낮은 세정수로 세척하여 세정수를 절약하기 위함이다.
욕조의 상단부에는 v 형 월류홈(132)이 형성된다. 이는 욕조의 물이 흘러 넘칠 경우 한꺼번에 욕조 상단부 전체를 통해 넘쳐 흐르지 않도록 하기 위해, 홈의 폭을 상부로 갈수록 점차 넓어지도록 형성한 것이다.
약액세정 욕조(120)의 전방과 순수세정 캐스캐이드욕조(130)의 후방에 셔터(160)가 각각 형성된다. 이는 약액세정 욕조(120)에서 사용된 유해한 약액이 외부로 비산되는 것을 차단하기 위하여 설치된 것이다.
순수세정 캐스캐이드욕조(130)에서 세정된 웨이퍼(1000)는 초음파욕조(140)에 투입된다. 초음파욕조(140)에서는 초음파의 캐비테이션 효과로 파티클을 욕조 내에 침잠해 있는 웨이퍼 표면에서 분리시킨다.
웨이퍼(1000) 표면에 부착된 파티클이 웨이퍼(1000)로부터 분리되도록 한다.
다음으로는 최종 수세욕조(150)에서 웨이퍼(1000)를 최종적으로 순수(deionized water)로 세정한다.
최종 순수세정을 마친 웨이퍼(1000)는 제진기(도면 미도시)에 의해 정전기가 제거된다. 이는 웨이퍼 표면에서 분리된 파티클이 정전기로 인해 세정된 웨이퍼 표면에 재부착됨을 방지하기 위함이다.
복수의 욕조 사이에는 이송장치(170)가 설치되어, 한 욕조에서 세정공정이 종료되면 다음 욕조로 웨이퍼(1000)를 이송한다. 따라서 시간 손실 없이 연속적인 세정작업이 가능한 것이다.
세정 공정 중 공기 중에 부유하는 이물질 입자를 침강시키기 위해 FFU(Fan Filter Unit)(도면 미도시)가 설치된다. FFU는 유입된 외부 공기를 필터링하여 하부로 공급함으로써 대기중의 이물질 입자를 바닥으로 가라앉도록 한다. 결과적으로 이물질 입자가 세정된 웨이퍼(1000) 표면상에 부착되는 것을 방지한다.
세정 공정을 종료한 웨이퍼(1000)는 건조를 위해 스핀드라이어(200)에 투입된다.
종래의 스핀드라이어(200)는 원심력만을 이용하는 관계로 안전상 회전속도에 제한이 따르며, 이로 인해 건조시간이 길어지고 생산효율을 떨어뜨리는 원인으로 지적되었다.
이에 본 발명에 따른 스핀드라이어(200)는 세가지 건조수단이 구비된다. 본 발명에 따른 스핀드라이어(200)는 원심력에 의한 탈수와 더불어, 열풍 분사를 통한 대류방식의 건조와 원적외선 방사를 통한 복사방식의 건조가 함께 수행된다.
이렇게 서로 상이한 세가지 물리적 메커니즘을 통한 건조가 동시에 이뤄지므로, 단일 방식 건조의 단점을 보완할 수 있는 것이다.
세정공정을 마친 반도체 웨이퍼(1000)는 세정 카세트(1100)에 수개씩 단위로 수납된다. 이렇게 복수의 웨이퍼(1000)가 수납된 세정 카세트(1100)는 2개 내지 4개 단위로 스핀드라이어(200)에 장착된 후 건조공정이 진행된다.
도 4는 본 발명에 따른 스핀드라이어(200)의 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 스핀드라이어(200)의 작동을 설명하는 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 스핀드라이어(200)는 케이스(210), 덮개(220), 원통형 회전드럼(230), 회전모터(도면 미도시)를 포함한다.
케이스(210)의 내부에는 원통형 회전드럼(230)이 장착된다. 원통형 회전드럼(230)은 원통형 회전드럼(230)의 하부에 배치된 회전모터에 의해 구동된다. 원통형 회전드럼(230)의 회전시 발생되는 원심력으로 세정 카세트(1100)에 수납된 웨이퍼(1000)의 물기가 제거된다.
원통형 회전드럼(230)의 상부에는 덮개(220)가 덮혀져, 원통형 회전드럼(230)의 회전시 웨이퍼(1000)가 외부로 이탈되는 것을 방지한다.
세정 카세트(1100)는 네 개의 봉과 상부 및 하부의 측판으로 이루어진다. 상기 네 개의 봉에는 복수의 슬릿이 형성되고, 상기 슬릿에 웨이퍼(1000)가 삽입된다.
덮개(220)는 케이스(210)의 상부에 형성된다. 덮개(220)의 개폐를 위해 상기 덮개(220) 일측에 힌지 브라켓이 결합된다.
덮개(220)의 하부에는 복수개의 원적외선 히터(250)가 장착된다. 원적외선 히터(250)는 덮개(220)가 케이스(210)를 덮은 상태에서 원적외선을 덮개(220) 하부로 방사하여, 복사에 의해 세정 카세트(1100)에 장착된 웨이퍼(1000)를 건조시킨다.
상기 원적외선 히터(250) 각각에는 반사갓이 부착되어, 원적외선 히터(250)에 의해 방사되는 원적외선이 덮개(220) 하부에 배치된 웨이퍼(1000)를 향하도록 하여 복사 효율을 향상시킨다.
도 6은 본 발명에 따른 랙(243)과 피니언(244)이 구비된 카세트홀더 경사기구(241)의 작동을 설명하는 도면이며, 도 7은 본 발명에 따른 힌지(245)와 실린더(246)가 구비된 카세트홀더 경사기구(241)의 작동을 설명하는 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하여 카세트홀더 경사기구(241)에 대해 설명한다.
덮개(220)가 개방된 상태에서는 세정 카세트(1100)에 수납된 웨이퍼(1000)가 수직 방향으로 세워져 있어, 원통형 회전드럼(230)의 회전시 전후의 웨이퍼(1000)에 의해 물기가 원활하게 빠져나갈 수 없다. 따라서 세정 카세트(1100)를 경사지게 기울인 상태에서 회전되도록 한다. 이를 위해 본 발명에서는 카세트홀더 경사기구(241)가 구비된다.
본 발명에 따른 카세트홀더 경사기구(241)의 일실시예는 랙(243)과 피니언(244)으로 구현된다.
피니언(244)은 카세트홀더(240) 하부에 결합되어 상기 카세트홀더(240)와 함께 회전한다. 랙(243)은 상기 피니언(244)에 치합되어 있다. 따라서 랙(243)이 전진 또는 후진하게 되면, 상기 랙(243)에 치합된 피니언(244)이 회전하게 되어 세정 카세트(1100)는 회전하게 된다.
본 발명에 따른 카세트홀더 경사기구(241)의 다른 실시예는 힌지(245)와 실린더(246)로 구현된다.
카세트홀더(240)의 하부 일지점에는 힌지(245)가 회전가능하게 결합된다. 그리고 카세트홀더(240)의 하부 타지점에는 피스톤이 내장된 실린더(246)의 일단이 결합된다. 따라서 피스톤이 전진 또는 후진하게 되면, 상기 세정 카세트(1100)는 힌지(245)를 중심으로 하여 회전하게 된다.
도 8은 본 발명에 따른 카세트홀더 중심거리 가변기구(242)의 작동을 설명하는 도면이다.
도 8을 참조하여 카세트홀더 중심거리 가변기구(242)를 설명한다.
반도체 웨이퍼(1000)의 세정공정에 있어서 세정공정간 물체의 이송은 이송장치(170)가 담당한다. 상기 이송장치(170)는 통상적으로 동일 규격의 제품이 배치된다. 따라서 각 세정욕조의 작업영역 사이에 배치된 이송장치(170)는 동일한 작업범위 내에서만 작업이 가능하다.
웨이퍼 건조공정에 있어서, 카세트홀더(240)에 장착되는 세정 카세트(1100)의 크기가 변경되는 경우에는 고정된 이송장치(170)의 작업범위에 대응하기 위해 카세트홀더(240)를 이동시킬 필요가 있다. 따라서 본 발명에서는 카세트홀더 중심거리 가변기구(242)를 도입하였다.
카세트홀더 중심거리 가변기구(242)는 장착되는 세정 카세트(1100)의 크기에 맞게 카세트홀더(240)를 원통형 회전드럼(230)의 중심으로부터 적절한 거리로 이동시켜, 서로 마주보는 세정 카세트(1100) 사이에 간섭이 발생되지 않도록 함과 동시에, 원통형 회전드럼(230) 전후 공정에 배치된 이송장치(170)의 작업범위 내에 각 세정 카세트(1100)가 위치하도록 하는 역할을 한다.
카세트홀더 중심거리 가변기구(242)는 세가지 방식으로 구현된다.
제 1 방식은 마주보는 카세트홀더(240)가 기설정된 서로 동일한 거리를 이동하며, 제2 방식은 마주보는 카세트홀더(240)가 기설정된 서로 상이한 거리를 이동하고, 제3 방식은 마주보는 카세트홀더(240) 각각이 임의의 거리를 이동한다.
제1 내지 제3 방식의 중심거리 가변기구를 구현하기 위해 공압 로터리 액츄에이터, 공압실린더, 서보모터가 채택될 수 있다.
본 발명에 따른 스핀드라이어(200)에서 열풍 분사를 통한 대류방식의 건조에 대해 설명한다.
원통형 회전드럼(230)의 내부에는 웨이퍼(1000)가 수납된 세정 카세트(1100)가 장착되며, 원통형 회전드럼(230)이 회전할 때 열풍을 노즐을 통해 분사한다.
원통형 회전드럼(230)은 회전시 웨이퍼(1000) 상의 물기가 원활하게 배출될 수 있도록 설계되어야 하며, 이 뿐 아니라 노즐로부터 분사되는 열풍의 유입이 용이하여 건조효율을 높이는 구조로 설계되어야 한다.
도 5에는 원통형 회전드럼(230)의 회전방향, 원통형 회전드럼(230)의 회전으로 발생되는 원심력 방향, 열풍 분사 방향, 그리고 원적외선 방사 방향이 화살표로 도시되어 있다.
복합 건조수단이 구비된 본 발명에 따른 스핀드라이어(200)는 원적외선 히터(250)에 의해 원적외선이 방사되는 방향과, 에어 분사 노즐(260)에 의해 분사되는 열풍의 분사방향과, 원통형 회전드럼(230)의 회전에 의해 발생되는 원심력의 방향이 서로 직각을 이루고 있다.
따라서 세정 카세트(1100)에 수납된 건조대상물을 건조함에 있어서 종래의 회전에 의한 원심력만을 이용하던 경우에 비해 균일한 건조가 가능하다. 이뿐 아니라 복합 수단을 구현함에 있어서, 세가지 서로 상이한 메커니즘을 가진 기구의 배치를 최적화하여 공간 효율성 또한 높다고 하겠다.
도 5에 도시된 바와 같이, 원통형 회전드럼(230)의 회전방향은 상기 원통형 회전드럼(230)의 접선속도의 방향이 상기 에어분사 노즐(260)에 의해 분사되는 에어의 방향과 반대방향이 되도록 회전한다.
이를 통해 원통형 회전드럼(230)에 유입되는 열풍의 양을 증가시킬 수 있으며, 이는 건조효율의 상승으로 이어진다.
이뿐 아니라, 원통형 회전드럼(230)과 반대방향으로 유입된 열풍은 원통형 회전드럼(230)과의 상대속도가 크게 되어, 결과적으로 대류 열전달률을 높이게 되며, 이는 건조효율을 상승시키는 또 다른 요인으로 작용한다.
도 9는 본 발명에 따른 제1 카세트 언로더(300)의 작동을 설명하는 도면이다.
도 9를 참조하여 설명한다.
이송장치(170)는 스핀드라이어(200)에서 건조된 웨이퍼(1000)가 삽입된 세정 카세트(1100)를 제1 카세트 언로더(300)의 상부로 이송한다. 이 상태를 도시한 도면이 도 9(a)다.
그 후 도 9(b)와 같이 제1 카세트 언로더(300)는 세정 카세트(1100)를 우측으로 이송한다.
도 9(c)는 제1 카세트 언로더(300)가 세정 카세트(1100)를 수직 상승시켜 이송 매니플레이터(400)로 이송하는 상황을 도시한 도면이다.
도 9(d)는 이송매니플레이터(400)가 세정 카세트(1100)를 클램핑하는 상황을 도시한 도면이다.
도 9(e)는 이송매니플레이터(400)가 세정 카세트(1100)를 클램핑한 상태에서 90도 회전하여 웨이퍼 로더(500)로 이동하는 상황을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 이송 매니플레이터(400)의 정면도이다.
도 10을 참조하여 설명한다.
이송매니플레이터(400)는 공정 간에 세정 카세트(1100) 또는 웨이퍼(1000)를 이송하는 장치이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 이송매니플레이터(400)는 클램핑부(410)와 회전몸체(420)를 포함한다.
클램핑부(410)는 이송대상을 클램핑하는 기구이다. 이송매니플레이터(400)에는 이송대상에 따라 2개의 클램핑 기구가 구비되어 있다.
이송매니플레이터(400)는 세정 카세트(1100)를 이송할 경우에는 그립(430)을 사용하고, 웨이퍼(1000)를 이송할 경우에는 진공흡착기(440)를 사용하여 클램핑한다.
그립(430)은 회전몸체(420)의 일단에 결합되어 있고, 진공흡착기(440)는 회전몸체(420)의 타단에 결합되어, 클램핑 대상에 따라 회전몸체(420)는 회전하도록 형성되어 있다.
도 11은 본 발명에 따른 웨이퍼 로더(500)의 작동을 설명하는 도면이다.
도 11을 참조하여 설명한다.
웨이퍼 로더(500)는 이송매니플레이터(400)가 이송한 웨이퍼(1000)를 표면 검사를 위해 세정 카세트(1100)로부터 낱장씩 인출하는 장치이다.
도 11(a)는 이송매니플레이터(400)가 세정 카세트(1100)를 웨이퍼 로더(500)에 이송한 상태를 도시한 도면이다.
도 11(b)에 도시된 바와 같이, 박판 진공척(510,710)은 웨이퍼(1000)를 진공으로 흡착하고, 척 이송기구(520)가 흡착된 웨이퍼(1000)를 세정 카세트(1100)에서 낱장씩 인출한다.
그 후, 웨이퍼 자동정렬기구(530,730)는 도 11(c)에 도시된 바와 같이, 세정 카세트(1100)에서 인출된 상기 웨이퍼(1000)의 측면을 클램핑하여 웨이퍼(1000) 중심과 웨이퍼 표면 검사장치(600)의 중심을 일치시킨다.
도 11(d)는 웨이퍼 자동정렬기구(530,730)가 클램핑을 해제하는 동작을 도시한 도면이다.
세정 카세트(1100)에는 복수의 웨이퍼(1000)가 삽입되어 있으므로, 검사를 위해 하나의 웨이퍼(1000)가 인출된 후 카세트 수직 상승기구(540,740)는 세정 카세트(1100)를 웨이퍼 적재홈의 간격에 따라 수직이송시켜 다음 웨이퍼(1000)를 인출한다.
도 12는 본 발명에 따른 웨이퍼 표면 검사장치(600)의 작동을 설명하는 도면이다.
도 12를 참조하여 설명한다.
도 12(a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 이송매니플레이터(400)는 박판 진공척(510,710)으로 웨이퍼(1000)를 흡착하여 웨이퍼 표면 검사장치(600)의 개폐구가 개방된 상태에서 웨이퍼 적재 지그(610)로 이송시킨다.
도 12(c)는 수평이송유닛(620,820)이 웨이퍼 적재 지그(610)에 적재된 웨이퍼(1000)를 레이져 변위센서(630)와 비젼시스템(640)으로 수평 이송하는 동작을 설명하는 도면이다.
웨이퍼 표면 검사장치(600)는 표면 처리 공정에 따라 상이한 측정 대상을 측정한다.
래핑연마 공정을 거친 웨이퍼(1000)는 두께 및 총두께 편차를 측정하고, 폴리싱연마 공정을 거친 웨이퍼(1000)는 표면조도 및 표면 스크래치를 측정한다.
이를 위해 웨이퍼 표면 검사장치(600)에는 레이져 변위세서와 비젼시스템(640)이 구비된다.
레이져 변위센서(630)는 웨이퍼(1000)의 두께, 총두께편차, 표면조도를 측정하고, 비젼시스템(640)은 웨이퍼(1000)의 표면 스크래치를 측정한다.
측정된 측정값은 제어부에 전송되어 기설정된 기준값과 비교하여, 웨이퍼(1000)의 불량여부를 판정한다.
또한 제어부는 불량판정 결과를 후술할 카세트 분기기구(750)로 전송하여 양품과 불량품이 구분되게 배출되도록 한다.
도 12(d)는 측정 후 웨이퍼(1000)가 검사장치로부터 인출되기 위해 복귀하는 동작을 설명하는 도면이다.
이송 매니플레이터(400)는 검사가 완료된 웨이퍼(1000)를 웨이퍼 언로더(700)로 이송한다.
웨이퍼 언로더(700)는 웨이퍼 표면 검사장치(600)의 검사결과에 따라 웨이퍼(1000)를 해당 웨이퍼 배출 카세트(1200)로 분기시켜 적재하는 장치이다.
도 13은 본 발명에 따른 웨이퍼 언로더(700)의 작동을 설명하는 도면이다.
도 13을 참조하여 설명한다.
도 13(a)는 웨이퍼 표면 검사장치(600)의 제어부로부터 불량판정 결과를 전송받아 카세트 분기기구(750)가 웨이퍼(1000)의 중심 위치로 이동하는 동작을 설명하는 도면이다.
도 13(b)는 이송 매니플레이터(400)에 의해 검사장치로부터 가져온 웨이퍼(1000)가 웨이퍼 언로더(700)의 박판 진공척(510,710) 상부에 배치된 상태를 도시한 도면이다.
그리고 웨이퍼 자동정렬기구(530,730)는 이송 매니플레이터(400)에 의해 이송된 웨이퍼(1000)의 측면을 클램핑하여 웨이퍼(1000) 중심과 웨이퍼 배출 카세트(1200)의 중심을 일치시킨다.
박판 진공척(510,710)이 웨이퍼(1000)를 흡착한 상태에서 척 2단 이송기구(720)는 웨이퍼(1000)를 웨이퍼 배출 카세트(1200)로 이송한다.
도 13(b), (c)는 척 2단 이송기구(720)가 주행과 동시에 펼쳐지면서 웨이퍼(1000)를 이송하는 동작을 설명하는 도면이다.
이와 같이 척 이송기구를 2단으로 형성하는 이유는 이송기구를 절첩식으로 형성하여 설치 면적을 줄이고자 함이다.
2단 척 이송기구(720)는 두 개의 실린더(761,771)가 2 층으로 적재되어 결합된다. 각 실린더(761,771) 내부에는 피스톤(762,772)이 삽입되며, 상기 피스톤(762,772)의 단부에는 피니언(780,781)이 결합된다. 또한 상기 피니언(780,781)은 피니언(780,781)의 상부 및 하부에 배치된 랙(790,791,792,793)과 결합된다.
1층에 형성된 제1 실린더(761)에 삽입된 제1 피스톤(762)의 단부에는 제1 피니언(780)이 결합된다. 제1 피니언(780)의 하부에는 제1 랙(790)가 결합되고, 상부에는 제2 랙(791)가 결합된다. 제1 실린더(761)는 제1 베이스(760) 상부에 결합되고, 제2 랙(791)의 상부에는 제2 베이스(770)가 결합된다.
2층에 형성된 제2 실린더(771)에 삽입된 제2 피스톤(772)의 단부에는 제2 피니언(781)이 결합된다. 제2 피니언(781)의 하부에는 제3 랙(792)가 결합되고, 상부에는 제4 랙(793)가 결합된다. 제4 랙(793)의 상부에는 박판 진공척(510,710)이 결합된다.
피스톤이 슬라이딩하면 피니언(244)이 랙(243) 상을 이동하게 된다. 결과적으로, 절첩된 척 이송기구가 펼쳐져 웨이퍼(1000)를 이송하는 것이다.
이송 매니플레이터(400)는 세정 카세트(1100)로부터 웨이퍼(1000)가 모두 인출되어 빈 세정 카세트(1100)가 되면, 빈 세정 카세트(1100)를 제2 카세트 언로더(800)로 이송한다.
제2 카세트 언로더(800)는 이송 매니플레이터(400)로부터 받은 빈 세정 카세트(1100)를 외부로 배출하는 장치이다.
도 14는 본 발명에 따른 제2 카세트 언로더(800)의 작동을 설명하는 도면이다.
도 14 를 참조하여 설명한다.
도 14(a)는 빈 세정 카세트(1100)가 이송 매니플레이터(400)에 의해 제2 카세트 언로더(800)의 카세트 적재 지그(810)에 안착된 상태를 도시한 도면이다.
도 14(d)는 도 14(a)의 평면도이다.
도 14(d)에 도시된 바와 같이, 수평이송유닛(620,820)이 카세트 적재 지그(810)의 측면에 결합되어, 빈 세정 카세트(1100)를 후술할 배출 슈터(840) 입구까지 이송한다.
배출 슈터(840)는 외부로 배출할 빈 세정 카세트(1100)가 적재되는 장치이다.
도 14(b), (c)는 빈 세정 카세트(1100)가 기울어져 배출슈터(840)로 적재되는 동작을 설명하는 도면이고, 도 14(e)는 도 14(c)의 평면도이다.
슈터투입기구(830)는 빈 세정 카세트(1100)를 카세트 적재 지그(810)로부터 들어올려 배출슈터(840)로 투입되도록 슬라이딩시키는 장치이다.
도 14(b)에 도시된 바와 같이, 슈터투입기구(830)는 빈 세정 카세트(1100)를 들어올리면 카세트 적재 지그(810) 하부에 결합된 롤러에 의해 슬라이딩되어 배츌슈터(840)로 적재된다.
본 발명에 따른 웨이퍼(1000)의 표면개질 자동검사시스템은 각 공정을 총괄적으로 제어하는 통합제어장치(900)를 구비한다.
통합제어장치(900)는 세정장치(100)와 건조장치의 동작신호 상호 전달, 스핀드라이어(200)의 회전드럼 위치 및 속도 제어, 열풍의 온도 및 분사속도 제어, 이송 매니플레이터(400) 제어, 웨이퍼 로더(500)와 웨이퍼 언로더(700)의 동작신호 전달, 카세트 언로더(300, 800) 제어, 웨이퍼 표면 검사장치(600)의 측정값 전달, 측정값의 통계처리 등 시스템의 다양한 동작을 제어한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
세정장치 100
순수세정 욕조 110
약액세정 욕조 120
순수세정 캐스캐이드욕조 130
연통관 131
v 형 월류홈 132
전방 욕조 133
중간 욕조 134
후방 욕조 135
분사노즐 136
배수관 137
초음파욕조 140
최종 수세욕조 150
셔터 160
이송장치 170
스핀 드라이어 200
케이스 210
덮개 220
원통형 회전드럼 230
카세트홀더 240
카세트홀더 경사기구 241
카세트홀더 중심거리 가변기구 242
랙243
피니언244
힌지245
실린더246
원적외선 히터 250
에어분사 노즐 260
제1 카세트 언로더 300
이송 매니플레이터 400
클램핑부 410
회전몸체 420
그립 430
진공흡착기 440
웨이퍼 로더 500
박판 진공척 510,710
척 이송기구 520
웨이퍼 자동정렬기구 530,730
카세트 수직 상승기구 540,740
웨이퍼 표면 검사장치 600
웨이퍼 적재 지그 610
수평이송유닛 620,820
레이져 변위센서 630
비젼시스템 640
웨이퍼 언로더 700
척 2단 이송기구 720
카세트 분기기구 750
제1 베이스 760
제1 실린더 761
제1 피스톤 762
제2 베이스 770
제2 실린더 771
제2 피스톤 772
제1 피니언 780
제2 피니언 781
제1 랙 790
제2 랙 791
제3 랙 792
제4 랙 793
제2 카세트 언로더 800
카세트 적재 지그 810
슈터투입기구 830
배출슈터 840
통합제어장치 900
웨이퍼 1000
세정 카세트 1100
웨이퍼 배출 카세트 1200

Claims (12)

  1. 래핑연마 공정 또는 폴리싱연마 공정을 완료한 웨이퍼의 표면을 세척하는 세정장치;
    상기 세정장치를 통해 세척된 웨이퍼를 건조시키는 스핀 드라이어;
    상기 스핀 드라이어를 통해 건조된 웨이퍼가 삽입된 세정 카세트를 이송 매니플레이터로 이송하는 제1 카세트 언로더;
    상기 세정 카세트 또는 웨이퍼를 이송하는 이송 매니플레이터;
    상기 세정 카세트에 적재된 웨이퍼를 낱장으로 인출하는 웨이퍼 로더;
    상기 낱장으로 인출된 웨이퍼의 표면개질 상태를 검사하는 웨이퍼 표면 검사장치;
    상기 웨이퍼 표면 검사장치의 검사결과에 따라 웨이퍼를 해당 웨이퍼 배출 카세트로 분기시켜 적재하는 웨이퍼 언로더;
    상기 이송 매니플레이터로부터 받은 빈 세정카세트를 외부로 배출하는 제2 카세트 언로더; 및
    각 장치를 총괄적으로 제어하는 통합제어장치;를 포함하는, 웨이퍼의 표면개질 자동검사시스템
  2. 제1항에 있어서,
    상기 세정장치는,
    순수(deionized water)를 분사하여 웨이퍼 표면을 세척하는 순수세정 욕조;
    세정용 약액을 분사하여 웨이퍼 표면을 세척하는 약액세정 욕조;
    순수(deionized water)로 웨이퍼 표면을 세척하는 복수의 욕조가 직렬로 연통되어 결합되며, 전방 욕조는 후방 욕조에 비해 오염도가 높은 세정수로 세정하며 후방 욕조로 갈수록 세정수의 오염도가 점차 낮아지는 순수세정 캐스캐이드욕조;
    초음파를 형성하여 웨이퍼 표면을 세척하는 초음파욕조;
    초음파 세정된 웨이퍼를 순수로 세정하는 최종 수세욕조;
    웨이퍼가 삽입된 세정 카세트를 이송하는 이송장치;를 포함하는, 웨이퍼의 표면개질 자동검사시스템
  3. 제1항에 있어서,
    세정 공정 중의 이물질 입자를 침강시키는 FFU(Fan Filter Unit); 및
    세정 공정 종료 후 웨이퍼의 정전기를 제거하는 제진기;를 더 포함하는, 웨이퍼의 표면개질 자동검사시스템
  4. 제2항에 있어서,
    상기 순수 세정 캐스캐이드욕조는,
    상기 복수의 욕조를 연통하는 연통관; 및
    상기 복수의 욕조의 상단부에 형성되어 오버 플로우를 조절하는 v 형 월류홈;을 포함하며,
    상기 연통관의 높이는 후방 욕조로 갈수록 높게 형성된 것을 특징으로 하는, 웨이퍼의 표면개질 자동검사시스템
  5. 제2항에 있어서,
    상기 약액세정 욕조의 전방과 상기 순수 세정 캐스캐이드욕조의 후방에 각각 형성된 셔터;를 더 포함하는, 웨이퍼의 표면개질 자동검사시스템
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스핀 드라이어는,
    케이스;
    상기 케이스의 상부에 형성된 덮개;
    상기 케이스의 내부에 장착되며, 회전시 발생되는 원심력으로 카세트에 삽입된 웨이퍼의 물기를 제거하는 원통형 회전드럼;
    상기 회전드럼을 회전시키는 회전모터;
    상기 회전드럼의 내부에 장착되어, 상기 카세트를 고정하는 카세트홀더;
    상기 덮개의 하부에 장착되어, 원적외선을 방사하는 원적외선 히터; 및
    상기 케이스에 장착되어 상기 원통형 회전드럼에 유입되도록 열풍을 분사하는 에어분사 노즐;을 포함하는, 웨이퍼의 표면개질 자동검사시스템
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스핀 드라이어는,
    카세트로부터 물기를 원활하게 배출하기 위해 상기 카세트홀더를 소정 각도로 기울이는 카세트홀더 경사기구;
    상기 카세트홀더로부터 회전드럼 중심까지의 거리를 변경시키는 카세트홀더 중심거리 가변기구;를 더 포함하는, 웨이퍼의 표면개질 자동검사시스템
  8. 제1항에 있어서,
    상기 이송 매니플레이터는,
    이송대상을 클램핑하는 클램핑부;
    클램핑할 대상에 따라 상기 클램핑부를 회전시키는 회전몸체;를 포함하며,
    상기 클램핑부는, 상기 회전몸체의 일단에 결합되어 상기 세정 카세트를 파지하는 그립; 및 상기 회전몸체의 타단에 결합되어 상기 웨이퍼를 흡착하는 진공흡착기;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼의 표면개질 자동검사시스템
  9. 제1항에 있어서,
    상기 웨이퍼 로더는,
    웨이퍼를 진공으로 흡착하는 박판 진공척;
    상기 흡착된 웨이퍼를 세정 카세트에서 낱장으로 인출하는 척 이송기구;
    카세트에서 인출된 상기 웨이퍼의 측면을 클램핑하여 웨이퍼 중심과 웨이퍼 표면 검사장치의 중심을 일치시키는 웨이퍼 자동정렬기구; 및
    카세트의 웨이퍼 적재홈의 간격에 따라 상기 세정 카세트를 수직이송시키는 카세트 수직 상승기구;를 포함하는, 웨이퍼의 표면개질 자동검사시스템
  10. 제1항에 있어서,
    상기 웨이퍼 표면 검사장치는,
    웨이퍼 적재 지그;
    상기 웨이퍼 적재 지그에 적재된 웨이퍼를 레이져 변위센서와 비젼시스템으로 수평 이송하는 수평이송유닛;
    웨이퍼의 두께, 총두께편차, 표면조도를 측정하는 레이져 변위센서;
    웨이퍼의 표면 스크래치를 측정하는 비젼시스템; 및
    상기 수평이송유닛의 이동을 제어하고, 웨이퍼의 표면 상태 측정값을 통계처리하며, 웨이퍼의 불량여부를 웨이퍼 언로더에 전송하는 제어부;를 포함하며,
    래핑연마 공정을 거친 웨이퍼는 두께 및 총두께 편차를 측정하고, 폴리싱연마 공정을 거친 웨이퍼는 표면조도 및 표면 스크래치를 측정하는, 웨이퍼의 표면개질 자동검사시스템
  11. 제1항에 있어서,
    상기 웨이퍼 언로더는,
    상기 웨이퍼 표면 검사장치에 의한 검사 후 상기 이송 매니플레이터에 의해 이송된 상기 웨이퍼의 측면을 클램핑하여 웨이퍼 중심과 웨이퍼 배출 카세트의 중심을 일치시키는 웨이퍼 자동정렬기구;
    상기 웨이퍼 표면 검사장치의 검사결과에 따라 상기 웨이퍼 배출 카세트를 이송시키는 카세트 분기기구;
    상기 웨이퍼를 진공으로 흡착하는 박판 진공척;
    웨이퍼 배출 카세트의 웨이퍼 적재홈의 간격에 따라 웨이퍼 배출 카세트를 수직이송시키는 카세트 수직 상승기구; 및
    상기 박판 진공척에 의해 흡착된 웨이퍼를 상기 웨이퍼 배출 카세트로 이송하는 척 2단 이송기구;를 포함하는, 웨이퍼의 표면개질 자동검사시스템
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제2 카세트 언로더는,
    이송 매니플레이터로부터 이송받은 빈 세정 카세트를 이송위치로 가이드하는 카세트 적재 지그;
    상기 카세트 적재 지그의 측면에 결합되어, 빈 세정 카세트를 배출슈터 입구까지 이송하는 수평이송유닛;
    상기 수평이송유닛의 하부에 결합되어, 이송된 빈 세정 카세트를 상기 상기 카세트 적재 지그로부터 들어올려 배출슈터로 투입되도록 슬라이딩시키는 슈터투입기구; 및
    외부로 배출하기 위한 빈 세정 카세트가 적재되는 배출슈터;를 포함하는, 웨이퍼의 표면개질 자동검사시스템
KR1020170017947A 2017-02-09 2017-02-09 웨이퍼의 표면개질 자동검사시스템 KR101747083B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170017947A KR101747083B1 (ko) 2017-02-09 2017-02-09 웨이퍼의 표면개질 자동검사시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170017947A KR101747083B1 (ko) 2017-02-09 2017-02-09 웨이퍼의 표면개질 자동검사시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101747083B1 true KR101747083B1 (ko) 2017-06-16

Family

ID=59278691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170017947A KR101747083B1 (ko) 2017-02-09 2017-02-09 웨이퍼의 표면개질 자동검사시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101747083B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190118087A (ko) * 2018-04-09 2019-10-17 주식회사 야스 패스 챔버와 디척 챔버 사이에 기판 검사 장비가 배치된 증착 시스템
CN114427818A (zh) * 2021-12-28 2022-05-03 甘肃旭晶新材料有限公司 蓝宝石晶片的测量装置
KR102619694B1 (ko) * 2023-06-21 2024-01-02 최맹열 바렐 및 초음파를 이용한 피가공품 표면처리장치 및 이를 이용한 피가공품 표면처리방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008537316A (ja) 2005-04-19 2008-09-11 株式会社荏原製作所 基板処理装置
JP2009064976A (ja) 2007-09-06 2009-03-26 Panasonic Corp 通電負荷装置および通電負荷方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008537316A (ja) 2005-04-19 2008-09-11 株式会社荏原製作所 基板処理装置
JP2009064976A (ja) 2007-09-06 2009-03-26 Panasonic Corp 通電負荷装置および通電負荷方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190118087A (ko) * 2018-04-09 2019-10-17 주식회사 야스 패스 챔버와 디척 챔버 사이에 기판 검사 장비가 배치된 증착 시스템
KR102126115B1 (ko) * 2018-04-09 2020-06-24 주식회사 야스 패스 챔버와 디척 챔버 사이에 기판 검사 장비가 배치된 증착 시스템
CN114427818A (zh) * 2021-12-28 2022-05-03 甘肃旭晶新材料有限公司 蓝宝石晶片的测量装置
KR102619694B1 (ko) * 2023-06-21 2024-01-02 최맹열 바렐 및 초음파를 이용한 피가공품 표면처리장치 및 이를 이용한 피가공품 표면처리방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100852952B1 (ko) 기판 양면 처리장치
US5317778A (en) Automatic cleaning apparatus for wafers
US5301700A (en) Washing system
KR101747083B1 (ko) 웨이퍼의 표면개질 자동검사시스템
KR101376631B1 (ko) 액 처리 장치
KR20030016186A (ko) 기판처리장치
KR20110023026A (ko) 태양전지용 웨이퍼의 카세트 이송장치 및 이를 이용한 태양전지용 웨이퍼의 텍스처 처리장치
JP7055467B2 (ja) 半導体ウェハの洗浄方法及び洗浄装置
JP6329813B2 (ja) 搬送ロボット
TWI634608B (zh) 基板處理裝置及基板處理方法
KR101899435B1 (ko) 웨이퍼 처리 장치
KR100624832B1 (ko) 엘시디 프로텍팅용 윈도우 코팅장치
KR102447205B1 (ko) 프리웨트 모듈 및 프리웨트 방법
KR20150120869A (ko) 기판 처리 장치
JP2004507102A (ja) 半導体ウェハコンテナ洗浄装置
TWI699826B (zh) 基板輸送方法及基板輸送機
JP2000301082A (ja) 処理装置
JP2001230185A (ja) 現像処理方法及び現像処理装置
JP2003243350A (ja) スクラブ洗浄装置におけるブラシクリーニング方法及び処理システム
JP4936793B2 (ja) 洗浄装置および洗浄方法、ならびにコンピュータ読取可能な記憶媒体
JP2003047925A (ja) 処理装置
JP3999540B2 (ja) スクラブ洗浄装置におけるブラシクリーニング方法及び処理システム
KR101018016B1 (ko) 기판 지지 유닛과, 이를 이용한 기판 처리 장치 및 방법
KR200380252Y1 (ko) 엘시디 프로텍팅용 윈도우 코팅장치
CN210837664U (zh) 基板处理装置

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant