KR20010018066A - An apparatus for sensing wafer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 웨이퍼 감지 장치로써, 더욱 상세하게는 이송아암부에 의해 이송되는 웨이퍼가 공정쳄버 및 웨이퍼 스테이지에 위치되는 유무를 자동적으로 감지하여 웨이퍼가 이송되면서 서로 겹쳐져 손상되는 것을 방지하는 웨이퍼 감지 장치이다.The present invention is a wafer sensing device, and more particularly, a wafer sensing device that automatically detects whether a wafer being transferred by a transfer arm unit is located at a process chamber and a wafer stage, and thus prevents wafers from being overlapped and damaged. .
일반적으로 반도체 소자를 생산하기 위해 증착, 노광, 식각 등의 공정을 진행시키게 되는데, 이러한 제조공정은 대개 웨이퍼를 웨이퍼 스테이지에서 공정쳄버 내로 로딩시켜 공정을 진행시키고, 공정이 완료된 웨이퍼는 다시 웨이퍼 스테이지로 언로딩되면서 새로운 웨이퍼가 공정쳄버 내로 로딩 및 언로딩되는 과정을 연속적으로 수행하여 반도체 소자의 제조공정이 진행된다.Generally, deposition, exposure, and etching processes are performed to produce semiconductor devices. In this manufacturing process, wafers are generally loaded from a wafer stage into a process chamber to proceed with the process. As unloading, a process of manufacturing a semiconductor device is performed by continuously performing a process of loading and unloading a new wafer into a process chamber.
제 1 도는 이러한 반도체 소자의 제조공정에 사용되는 공정쳄버 및 웨이퍼 스테이지에서 웨이퍼 위치감지를 설명하기 위한 도면으로써, 반도체 제조공정이 진행되는 공정쳄버(10)에는 웨이퍼(16)를 안착시키는 웨이퍼 척(11)이 있으며, 이 웨이퍼 척(11)은 진공펌프(13)와 연결되어 있다.FIG. 1 is a view for explaining wafer position detection in a process chamber and a wafer stage used in a manufacturing process of a semiconductor device, and a wafer chuck for mounting a wafer 16 in a process chamber 10 in which a semiconductor manufacturing process is performed. 11), the wafer chuck 11 is connected to a vacuum pump (13).
공정쳄버(10)내에서 공정이 완료된 웨이퍼(16)가 언로딩되어 웨이퍼의 불량 유무를 측정하는 측정용 웨이퍼 스테이지(12)가 있으며, 이 웨이퍼 스테이지(12)도 진공펌프(14)에 연결되어 있다.In the process chamber 10, there is a wafer stage 12 for measuring the wafer, in which the process is completed, and the wafer 16 is unloaded. The wafer stage 12 is also connected to the vacuum pump 14. have.
그리고, 공정쳄버(10)의 웨이퍼(16)를 웨이퍼 스테이지(12)로 언로딩시키기 위한 이송 아암부(15)가 있다.Then, there is a transfer arm 15 for unloading the wafer 16 of the process chamber 10 into the wafer stage 12.
이렇게 구성되어 이루어지는 웨이퍼의 위치감지는 웨이퍼 척(11)의 진공펌프(13)가 진공흡착한 웨이퍼 상에 공정이 완료되면, 이송 아암부(15)는 웨이퍼(16)를 웨이퍼 스테이지(12)로 언로딩시킨다.The position detection of the wafer configured as described above, when the process is completed on the wafer on which the vacuum pump 13 of the wafer chuck 11 is vacuum-adsorbed, the transfer arm 15 moves the wafer 16 to the wafer stage 12. Unload
웨이퍼 스테이지(12)로 언로딩된 웨이퍼는 진공펌프(14)가 후면을 진공 흡착하여 웨이퍼 검사가 진행된다.The wafer unloaded to the wafer stage 12 is subjected to a wafer inspection by vacuum suction of the back surface of the vacuum pump 14.
그리고, 웨이퍼 스테이지(12)에서 웨이퍼의 검사가 완료되면, 웨이퍼는 별도의 이송아암부(미도시)에 의해 웨이퍼 스테이지(12)외부로 언로딩된다.When the inspection of the wafer is completed in the wafer stage 12, the wafer is unloaded out of the wafer stage 12 by a separate transfer arm part (not shown).
이때, 웨이퍼 스테이지(12)의 웨이퍼 위치 유무는 진공펌프(14)의 진공흡착력에 의해 결정된다.At this time, the wafer position of the wafer stage 12 is determined by the vacuum suction force of the vacuum pump 14.
즉, 웨이퍼(16)가 웨이퍼 스테이지(12)에 언로딩되어 진공펌프(14)가 웨이퍼의 후면을 진공흡착하면 미도시된 제어수단에서 진공감도에 따라 웨이퍼의 위치 유무를 판단하게 된다.That is, when the wafer 16 is unloaded to the wafer stage 12 and the vacuum pump 14 vacuum-adsorbs the rear surface of the wafer, the control means (not shown) determines whether the wafer is positioned according to the vacuum sensitivity.
그러나, 종래의 이러한 공정쳄버에서 웨이퍼 스테이지로 웨이퍼를 언로딩시키는 과정에서 웨이퍼 스테이지의 진공감도가 불안정한 경우 제어수단은 이를 감지 못하고, 웨이퍼가 웨이퍼 스테이지 상에 위치함에도 불구하고, 다음 이송암으로 또다른 웨이퍼를 로딩시키는 문제점이 있다.However, if the vacuum sensitivity of the wafer stage is unstable in the process of unloading the wafer into the wafer stage in such a conventional process chamber, the control means does not detect this and, despite the wafer being placed on the wafer stage, another transfer arm is moved to the next transfer arm. There is a problem of loading a wafer.
따라서, 웨이퍼 스테이지 상에 서로 다른 두 개의 웨이퍼가 언로딩되어 웨이퍼의 스크래치 및 겹쳐지는 경우가 발생하며, 이는 곧 웨이퍼의 손상을 초래하게 된다.Thus, two different wafers are unloaded on the wafer stage, resulting in scratching and overlapping of the wafer, which in turn causes damage to the wafer.
이에 본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 웨이퍼 스테이지 상에 서로 다른 두 개의 웨이퍼가 로딩되지 않도록 웨이퍼의 위치 유무를 정확히 감지할 수 있는 웨이퍼 감지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a wafer sensing device capable of accurately detecting the position of a wafer so that two different wafers are not loaded on a wafer stage.
따라서, 본 발명인 웨이퍼 감지장치는 이송암에 의해 공정쳄버 및 웨이퍼 스테이지로 이송되는 웨이퍼를 진공으로 감지하여 웨이퍼의 유무를 판단하는 웨이퍼 감지 장치에 있어서, 공정쳄버 상에 설치되어 웨이퍼의 유무를 감지하고 이에 따라 제 1 또는 제 2 신호를 출력하는 제 1 포토센서와, 웨이퍼 스테이지에 설치되어 웨이퍼의 유무를 감지하고 이에 따라 제 1 또는 제 2 신호를 출력하는 제 2 포토센서와, 제 1 포토센서 및 제 2 포토센서에 연결되어 제 1 및 제 2 포토센서에서 출력된 신호에 따라 상기 이송암의 작동을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진다.Therefore, the wafer sensing device of the present invention is a wafer sensing device for determining the presence or absence of a wafer by detecting a wafer transferred to a process chamber and a wafer stage by a transfer arm with a vacuum, and is installed on the process chamber to detect the presence or absence of a wafer. Accordingly, the first photosensor for outputting the first or second signal, the second photosensor installed on the wafer stage to detect the presence of the wafer and accordingly outputs the first or second signal, the first photosensor and And a control unit connected to a second photosensor to control an operation of the transfer arm according to signals output from the first and second photosensors.
여기서 제 1 포토센서 및 제 2 포토센서는 동작전압과 접지전압 사이에 연결되는 발광소자와, 동작전압과 제어부 사이에 연결되어 발광소자로부터 발광되는 빛이 웨이퍼에 의해 반사될 때 이를 감지해내는 포토트랜지스터로 이루어져, 포토 트랜지스터에서 감지되는 빛이 없을 때 제 1 신호를 출력하고, 포토 트랜지스터에서 감지되는 빛이 있을 때 제 2 신호를 출력하도록 한다.Here, the first photosensor and the second photosensor are a light emitting device connected between the operating voltage and the ground voltage, and a photo connected between the operating voltage and the control unit to detect when the light emitted from the light emitting device is reflected by the wafer The transistor is configured to output a first signal when there is no light detected by the photo transistor, and output a second signal when there is light detected by the photo transistor.
그리고, 제어부는 제 1 및 제 2 포토 센서의 출력신호를 논리곱 연산하는 앤드 게이트와, 앤드 게이트와 접지 전압 사이에 연결되는 전자석으로 구성되어, 제 1 및 제 2 포토센서로부터 각각 제 2 신호가 출력될 때 전자석에 자장이 형성되어 이송암의 전원 스위치를 오프(off)시키게 한다.The control unit includes an AND gate that performs an AND operation on the output signals of the first and second photo sensors, and an electromagnet connected between the AND gate and the ground voltage, so that a second signal is respectively provided from the first and second photosensors. When output, a magnetic field is generated in the electromagnet to turn off the power switch of the transfer arm.
제 1 도는 종래의 공정쳄버 및 웨이퍼 스테이지에서의 웨이퍼 유무 판단을 설명하기 위한 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view for explaining whether a wafer is present in a conventional process chamber and a wafer stage.
제 2 도는 본 발명인 웨이퍼 감지 장치를 설명하기 위한 도면.2 is a view for explaining a wafer sensing device of the present invention.
제 3 도는 본 발명인 웨이퍼 감지 장치의 회로도.3 is a circuit diagram of a wafer sensing device of the present invention.
■ 도면의 주요부분에 대한 간략한 부호 설명 ■■ Brief description of the main parts of the drawing ■
10 : 공정쳄버 11 : 웨이퍼 척10 process chamber 11 wafer chuck
12 : 웨이퍼 스테이지 13.14 : 진공펌프12: wafer stage 13.14: vacuum pump
15 : 이송아암부 16 : 웨이퍼15 transfer arm portion 16 wafer
100,101 : 포토 센서 102 : 제어부100,101: photo sensor 102: control unit
LED 1,2 : 발광소자 Tr 1,2 : 포토트랜지스터LED 1,2: Light emitting element Tr 1,2: Phototransistor
AND : 앤드 게이트 SW : 전원 스위치AND: AND gate SW: power switch
EM : 전자석EM: Electromagnet
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 웨이퍼 감지장치에 대한 바람직한 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention a wafer sensing device as follows.
제 2 도는 본 발명인 웨이퍼 감지장치를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a wafer sensing device according to the present invention.
본 발명인 웨이퍼 감지장치는 이송 아암부(15)에 의해 공정쳄버(10) 및 웨이퍼 스테이지(12)로 이송되는 웨이퍼를 진공으로 감지하여 웨이퍼의 유무를 판단하며, 공정쳄버(10) 상에 설치되어 웨이퍼의 유무를 감지하고 이에 따라 제 1 또는 제 2 신호를 출력하는 제 1 포토센서(100)와, 웨이퍼 스테이지(12)에 설치되어 웨이퍼의 유무를 감지하고 이에 따라 제 1 또는 제 2 신호를 출력하는 제 2 포토센서(101)와, 제 1 포토센서 및 제 2 포토센서에 연결되어 제 1 및 제 2 포토센서에서 출력된 신호에 따라 이송 아암부(15)의 동작을 제어하는 제어부(102)를 더 포함하여 이루어진다.The wafer sensing device of the present invention detects a wafer transferred to the process chamber 10 and the wafer stage 12 by a vacuum by the transfer arm unit 15 and determines whether the wafer is present, and is installed on the process chamber 10. The first photosensor 100 for detecting the presence of the wafer and accordingly outputs the first or second signal, and is installed in the wafer stage 12 to detect the presence of the wafer and accordingly outputs the first or second signal A control unit 102 connected to the second photosensor 101 and the first photosensor and the second photosensor to control the operation of the transfer arm unit 15 according to signals output from the first and second photosensors. It further comprises.
좀더 자세히 설명하면, 제 1 포토센서(100)는 진공펌프(13)로 웨이퍼(16)의 후면을 진공흡착하는 웨이퍼 척(11)이 형성된 공정쳄버(10)내부 상단에 설치된다.In more detail, the first photosensor 100 is installed at the upper end of the process chamber 10 in which the wafer chuck 11 for vacuum suctioning the rear surface of the wafer 16 with the vacuum pump 13 is formed.
이 제 1 포토센서(100)는 계속적으로 빛을 발광시키되, 웨이퍼 척(11)에 웨이퍼(16)가 위치되면 발광된 빛이 웨이퍼 표면에 반사되어 빛의 수광이 이루어지게 한다.The first photosensor 100 continuously emits light, but when the wafer 16 is positioned on the wafer chuck 11, the emitted light is reflected on the surface of the wafer to receive light.
또한, 제 2 포토센서(101)는 진공펌프(14)로 웨이퍼의 후면을 진공 흡착하는 웨이퍼 스테이지(12)의 상단에 소정거리 이격되게 설치된다.In addition, the second photosensor 101 is installed on the upper end of the wafer stage 12 that vacuum-adsorbs the rear surface of the wafer with the vacuum pump 14 to be spaced a predetermined distance apart.
이 제 2 포토센서(101)도 제 1 포토센서(100)와 동일하게 계속적으로 빛을 발광시키되, 웨이퍼 스테이지(12)에 웨이퍼가 위치될 때 웨이퍼 표면에 반사되어 빛의 수광이 이루어지게 한다.The second photosensor 101 also emits light continuously in the same manner as the first photosensor 100, but is reflected on the surface of the wafer when the wafer is placed on the wafer stage 12 to receive light.
그리고, 제어부(102)는 제 1 포토센서(100) 및 제 2 포토센서(101)에서 빛이 발광되어 수광되지 않으면 이송 아암부(15)를 작동시키고, 제 1 포토센서(100) 및 제 2 포토센서(101)에서 빛이 발광되어 수광되면 이송 아암부(15)의 작동을 중단시키도록 한다.If the light is emitted from the first photosensor 100 and the second photosensor 101 and the light is not received, the control unit 102 operates the transfer arm unit 15 and the first photosensor 100 and the second photosensor. When light is emitted from the photosensor 101 and received, the operation of the transfer arm 15 is stopped.
제 3 도를 참조하면 제 1 포토센서(100) 및 제 2 포토센서(101)는 동작전압(V_cc)과 접지 전압 사이에 연결된 발광소자(LED1,LED2)와, 동작전압(V_cc)과 제어부(102) 사이에 연결되어 발광소자에서 발광된 빛을 감지하는 포토 트랜지스터(Tr1,Tr2)로 각각 이루어진다.Referring to FIG. 3, the first photosensor 100 and the second photosensor 101 may include light emitting devices LED1 and LED2 connected between an operating voltage V_cc and a ground voltage, an operating voltage V_cc and a controller ( Each of the photo transistors Tr1 and Tr2 is connected to each other to detect light emitted from the light emitting device.
따라서, 제 1 포토센서(100) 및 제 2 포토센서(101)는 포토 트랜지스터(Tr1,Tr2)에 빛이 감지되지 않는 경우 제 1 신호(출력값 '0')를 출력하고, 빛이 감지되면 제 2 신호(출력값 '1')를 출력하게 된다.Accordingly, the first photosensor 100 and the second photosensor 101 output a first signal (output value '0') when no light is detected by the photo transistors Tr1 and Tr2, and when the light is detected, It outputs 2 signals (output value '1').
그리고, 제어부(102)는 포토트랜지스터(Tr1,Tr2)와 접지 전압 사이에 연결된 앤드 게이트(AND GATE)와, 앤드 게이트와 접지전압 사이에 연결된 전자석(EM: Electro magnet)으로 하여 제 1 및 제 2 포토센서에서 제 2 신호(출력값'1')가 각각 출력되면 전자석이 자장을 형성하여 이송아암부(15)의 전원 스위치(SW)를 'off'시키도록 한다.In addition, the controller 102 may be an AND gate connected between the phototransistors Tr1 and Tr2 and the ground voltage, and an electromagnet (EM) connected between the AND gate and the ground voltage. When the second signal (output value '1') is respectively output from the photosensor, the electromagnet forms a magnetic field to turn off the power switch SW of the transfer arm 15.
이와 같은 구성으로 이루어진 웨이퍼 감지장치에 의해 웨이퍼의 유무 판단은 다음과 같다.The presence or absence of the wafer is determined by the wafer sensing device having the above configuration.
먼저, 공정쳄버(10) 및 웨이퍼 스테이지(12)에 웨이퍼가 위치되지 않는 경우, 제 1 포토센서(100) 및 제 2 포토센서(101)는 발광소자(LED1,LED2)에서 발광된 빛은 반사되지 않으므로 포토트랜지스터(Tr1,Tr2)에 빛이 감지되지 않게 된다.First, when the wafer is not located in the process chamber 10 and the wafer stage 12, the first photosensor 100 and the second photosensor 101 reflects the light emitted from the light emitting elements LED1 and LED2. Therefore, light is not detected in the phototransistors Tr1 and Tr2.
그러므로, 제 1 및 제 2 포토센서는 제어부의 앤드 게이트(AND GATE)로 제 1 신호(출력값'0')를 각각 전달하여 앤드 게이트가 작동되지 않는다.Therefore, the first and second photosensors transmit the first signal (output value '0') to the AND gate of the controller, respectively, so that the AND gate is not operated.
따라서, 전자석은 자장이 형성되지 않아 이송아암부(15)의 전원 스위치(SW)는 그대로 'on' 상태를 유지하게 되고, 웨이퍼의 이송은 이루어지게 된다.Therefore, the electromagnet does not form a magnetic field, so that the power switch SW of the transfer arm 15 is kept in an 'on' state, and the wafer is transferred.
또한, 공정쳄버(10) 및 웨이퍼 스테이지(101)중 공정쳄버(10)에만 웨이퍼가 위치하는 경우, 제 1 포토센서(100)는 제 2 신호(출력값'1')를 제어부(102)의 앤드게이트로 전달하고, 제 2 포토센서(101)는 제 1 신호(출력값'0')를 제어부(102)의 앤드 게이트로 전달한다.In addition, when the wafer is located only in the process chamber 10 of the process chamber 10 and the wafer stage 101, the first photosensor 100 sends a second signal (output value '1') to the end of the control unit 102. The second photo sensor 101 transmits the first signal (output value '0') to the AND gate of the controller 102.
따라서, 앤드 게이트는 제 1 신호 및 제 2 신호를 전달받으나 작동하지 않으므로 전자석(EM)은 자장을 형성하지 않고, 이송 아암부(15)의 전원 스위치를 'on'상태로 계속적으로 유지시켜 웨이퍼의 이송은 이루어지게 된다.Therefore, the AND gate receives the first signal and the second signal but does not operate, so the electromagnet EM does not form a magnetic field, and the wafer is continuously maintained by turning on the power switch of the transfer arm unit 15 in the 'on' state. The transfer of is made.
이때, 공정쳄버(10)에 위치된 웨이퍼는 진공펌프(13)에 의한 웨이퍼 유무가 제 1 포토센서(100)의 감지와 동시에 이루어진다.At this time, the wafer located in the process chamber 10 is made of the wafer by the vacuum pump 13 at the same time as the detection of the first photosensor 100.
그리고, 반대로 웨이퍼 스테이지(12)에만 웨이퍼가 위치하는 경우도, 상기 공정쳄버(10)에만 웨이퍼가 위치하는 경우와 동일하게 계속적으로 웨이퍼의 이송이 이루어진다.On the contrary, even when the wafer is located only on the wafer stage 12, the wafer is continuously transferred similarly to the case where the wafer is located only on the process chamber 10. FIG.
마지막으로 공정쳄버(10) 및 웨이퍼 스테이지(12)에 각각 웨이퍼가 위치된 경우, 제 1 및 제 2 포토센서(100,101)는 모두 제어부(102)의 앤드 게이트로 제 2 신호(출력값 '1')를 제어부(102)의 앤드 게이트로 전달하게 된다.Finally, when the wafers are positioned in the process chamber 10 and the wafer stage 12, respectively, the first and second photosensors 100 and 101 are both the second gate (output value '1') to the AND gate of the controller 102. Is transmitted to the AND gate of the controller 102.
제어부(102)의 앤드 게이트로 제 2 신호(출력값'1')가 전달되면 앤드 게이트는 논리곱 연산을 하여 전자석(EM)에 자장을 형성한다.When the second signal (output value '1') is transmitted to the AND gate of the controller 102, the AND gate performs an AND operation to form a magnetic field in the electromagnet EM.
전자석의 자장은 온(on)상태의 이송 아암부(15) 전원 스위치를 오프(off)상태로 전환시켜 이송 아암부(15)의 전원을 차단시켜 더 이상 작동되지 않도록 한다.The magnetic field of the electromagnet switches the power of the transfer arm portion 15 in the on state to the off state to cut off the power of the transfer arm portion 15 so that it is no longer operated.
이때, 공정쳄버(10) 및 웨이퍼 스테이지(12)에 위치되는 웨이퍼는 각각 진공펌프(13 내지 14)에 의해 그 위치 유무가 동시에 감지된다.At this time, the wafers positioned in the process chamber 10 and the wafer stage 12 are simultaneously sensed by their vacuum pumps 13 to 14.
따라서, 웨이퍼 스테이지(12) 상의 웨이퍼가 또 다른 이송암(미도시)에 의해 웨이퍼 스테이지(12) 외부로 이송되기 전까지는 이송 아암부(15)는 작동되지 않게 되고, 공정쳄버(10)의 웨이퍼가 웨이퍼 스테이지(12)로 이송되어 웨이퍼의 겹쳐지는 것이 방지된다.Therefore, the transfer arm 15 is not operated until the wafer on the wafer stage 12 is transferred out of the wafer stage 12 by another transfer arm (not shown), and the wafer of the process chamber 10 Is transferred to the wafer stage 12 to prevent overlapping of the wafer.
그리고, 웨이퍼 스테이지(12)상에 웨이퍼가 위치하지 않으면 제어부(102)의 앤드 게이트는 작동되지 않게 되어 이송 아암부(15)의 전원 스위치(SW)는 다시 'on'상태로 변환되어 이송 아암부(15)에 의해 웨이퍼의 이송이 이루어진다.If the wafer is not positioned on the wafer stage 12, the AND gate of the control unit 102 is not operated, and the power switch SW of the transfer arm unit 15 is switched back to an 'on' state to transfer the arm. The wafer is transferred by (15).
상기에서 상술한 바와 같이, 본 발명인 웨이퍼 감지 장치는 진공에 의해 공정쳄버 또는 웨이퍼 스테이지 상에 웨이퍼의 유무를 판단하고, 제 1 및 제 2 포토센서에 의해 웨이퍼의 유무가 판단되어 이송 아암부의 작동이 제어됨으로써 웨이퍼의 유무 판단이 이중으로 이루어지고, 웨이퍼 스테이지 상에 웨이퍼가 위치된 상태에서 또 다른 웨이퍼가 공정쳄버에서 이송되지 않게 되어 웨이퍼가 서로 겹쳐져 발생되는 웨이퍼의 스크래치 및 파손이 방지되게 된다.As described above, the wafer sensing device of the present invention determines the presence or absence of the wafer on the process chamber or the wafer stage by vacuum, and the presence or absence of the wafer by the first and second photosensors determines the operation of the transfer arm portion. By controlling, the presence or absence of the wafer is doubled, and in the state where the wafer is positioned on the wafer stage, another wafer is not transferred from the process chamber to prevent scratches and damage of the wafers generated by overlapping the wafers.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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WITN | Withdrawal due to no request for examination |