KR20010036248A - 반도체 제조장치의 웨이퍼 슬립감지 시스템 - Google Patents

Abstract

목적 : 웨이퍼에 조사된 광의 수광여부를 판별하여 공정전에 웨이퍼 슬립을 감지함으로써 웨이퍼 파손 및 웨이퍼 슬립에 따른 열판의 메탈증착을 방지할 수 있는 반도체 제조장치의 웨이퍼 슬립감지 시스템에 관한 것이다.

구성 : 본 발명의 웨이퍼 슬립감지 시스템은, 웨이퍼의 슬립상태를 파악하기 위해 다수 마련된 발광부와; 발광부와 대응하여 마련된 수광부와; 수광부로부터 출력되는 신호에 의해 웨이퍼의 슬립여부를 판별하는 마이크로컴퓨터와; 웨이퍼가 슬립되었다고 판별되면, 웨이퍼 위치제어신호를 받아 웨이퍼 위치를 제어하는 엑추에이터;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

효과 : 웨이퍼 슬립을 감지하여 웨이퍼를 중앙으로 재위치시킴으로써 쉴드 다운에 의한 웨이퍼 파손을 방지할 수 있어서 생산성을 향상시킬 수 있고, 웨이퍼 슬립에 따른 열판의 메탈증착을 방지할 수 있으므로 메탈증착에 따르는 설비의 세정작업 등의 작업로스를 최소화할 수 있다.

Description

반도체 제조장치의 웨이퍼 슬립감지 시스템{Wafer Slip Detection System of A Apparatus for Manufacturing Semiconductor}

본 발명은 반도체 제조장치에 관한 것으로, 특히 웨이퍼에 조사된 광의 수광여부를 판별하여 공정전에 웨이퍼 슬립을 감지함으로써 웨이퍼 파손 및 웨이퍼 슬립에 따른 열판의 메탈증착을 방지할 수 있는 반도체 제조장치의 웨이퍼 슬립감지 시스템에 관한 것이다.

현재 12인치 메탈공정 설비에 있어서, 상기 메탈공정을 진행하기 위해 웨이퍼를 반응챔버에 로딩하여 공정을 진행할 때, 반응챔버 내에 웨이퍼가 미스얼라인(miss align)된 상태에 있어도 이것을 감지할 수 있는 툴(tool)이 전혀 없는 상태이다. 이로 인해, 쉴드(Shield)의 하강에 따라 웨이퍼가 파손되는 문제점이 있었다.

또한, 미스얼라인에 따른 열판의 노출에 의해 메탈이 열판상에 증착되는 문제점이 있었다. 이에 따라, 상기 증착된 메탈을 제거하기 위해 세정과정을 반드시 수행해야 했고, 이로 인해 작업로스가 발생하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 웨이퍼에 조사된 광의 수광여부를 판별하여 공정전에 웨이퍼 슬립을 감지함으로써 웨이퍼 파손 및 웨이퍼 슬립에 따른 열판의 메탈증착을 방지할 수 있는 반도체제조장치의 웨이퍼 슬립감지 시스템을 제공하는데 있다.

도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 슬립감지 시스템이 적용된 반도체 장비를 개략적으로 나타낸 평면도, 정면도, 측면도,

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예로서, 웨이퍼가 상하 또는 좌우로 슬립된 상태를 나타낸 상태도이다.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

100, 110, 120 : 제1, 제2, 제3 발광부

200, 210, 220 : 제1, 제2, 제3 수광부

300 : 반응챔버

400 : 투광판

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 로딩된 웨이퍼에 대해 반응공간을 제공하는 반응챔버를 포함하는 반도체제조장치의 웨이퍼 슬립감지 시스템에 관한 것으로서, 본 발명의 웨이퍼 슬립감지 시스템은, 상기 웨이퍼의 슬립상태를 파악하기 위해 적어도 하나 이상의 지점으로 광을 조사할 수 있도록 상기 반응챔버 측면에 다수 마련된 발광부와; 상기 웨이퍼로부터 반사되는 광을 수광할 수 있도록 상기 발광부와 대응하여 마련된 수광부와; 상기 수광부로부터 출력되는 신호에 의해 웨이퍼의 슬립여부를 판별하는 마이크로컴퓨터와; 상기 웨이퍼가 슬립되었다고 판별되면, 웨이퍼 위치제어신호를 받아 웨이퍼 위치를 제어하는 엑추에이터;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 발광부와 수광부는 반응챔버 외부에 설치하되 광을 조사 및 수광할 수 있도록 반응챔버 측벽에 투광부재를 형성시켜 이루어진 것이 바람직하다.

또한, 상기 발광부에서 조사되는 광은 웨이퍼의 가장자리에 조사되고, 상기 가장자리에 적어도 두 개 이상의 광이 조사될 경우에 상기 조사되는 광 사이의 거리는 1㎜ ∼ 20㎜ 범위 내에서 설정되는 것이 더욱 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.

도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 슬립감지 시스템이 적용된 반도체장비를 개략적으로 나타낸 평면도, 정면도, 측면도이다. 도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 본 발명의 웨이퍼 슬립감지 시스템은 크게 발광부(100, 110, 120)와 수광부(200, 210, 220)로 이루어져 있다.

상기 발광부(100, 110, 120)와 수광부(200, 210, 220)는 구체적으로 레이저 빔(Laser Beam)을 발광하고 수광하는 소자이고, 반응챔버(300)의 외부에 설치하고 있다. 이에 따라 레이저 빔이 투광될 수 있는 투광판(400)을 반응챔버(300) 측벽에 형성시키고 있다.

이는 반응챔버(300) 외부에 장착하여 웨이퍼 공정에 방해가 되지 않을 뿐만 아니라 설비 구조에 단순화를 기하기 위해서이다.

본 실시예에서는 발광부(100, 110, 120)와 수광부(200, 210, 220)를 각각 3개씩으로 구성하고 있다. 즉, 제3 발광부(120)와 제3 수광부(220)는 웨이퍼(WF)의 A 방향 외주면부에서 레이저 빔을 조사 및 수광할 수 있도록 미세조정되어 설치되어 있다.

나머지 두 개의 제1, 제2 발광부(100, 110) 및 제1, 제2 수광부(200, 210)는 일정한 간격(S)을 유지하며 웨이퍼(WF)의 B 방향 외주면부에서 레이저 빔을 조사 및 수광할 수 있도록 미세조정되어 설치되어 있다.

이 때, 상기 제1 발광부(100)와 제2 발광부(110) 사이 및 제1 수광부(200)와 제2 수광부(210) 사이의 간격(S)은 웨이퍼(WF)의 슬립을 정밀하게 감지하기 위해 1㎜ ∼ 20㎜ 사이의 값을 갖는 것이 바람직하다. 바람직하게는 상기 간격(S)가 좁을 수록 슬립상태의 정밀한 감지가 가능하다.

한편, 본 실시예에서는 발광부와 수광부를 각각 3개씩 구성하였으나, 웨이퍼의 슬립을 정밀하게 측정하기 위해서 임의로 자유롭게 배치할 수도 있다.

즉, 본 실시예에서는 A, B 방향의 외주면부에 광조사점(P1, P2)을 위치시키고 있으나, C 및 D 방향의 외주면부에 광조사점을 형성시켜 웨이퍼(WF) 슬립의 정밀한 감지가 이루어지게 할 수도 있다. 또한, 방사상으로 광조사점을 형성시킬 수도 있다.

참고로, A 방향은 아이솔레이션 밸브가 위치하는 방향이며, B 방향은 매인밸브가 위치하는 방향이다.

한편, 웨이퍼(WF) 하단에는 웨이퍼(WF)를 안착시켜 가열하는 열판(Hot Plate, 500)이 설치되어 있다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예로서, 웨이퍼가 상하 또는 좌우로 슬립된 상태를 나타낸 상태도이다. 구체적으로 웨이퍼(WF)가 A 방향으로 슬립된 상태의 웨이퍼(WF1), 웨이퍼(WF)가 B 방향으로 슬립된 상태의 웨이퍼(WF2), 웨이퍼(WF)가 C 방향으로 슬립된 상태의 웨이퍼(WF3), 웨이퍼(WF)가 D 방향으로 슬립된 상태의 웨이퍼(WF4)를 각각 나타내고 있다.

도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 슬립된 상태에 따라 광조사점(P1, P2)으로부터 광의 반사여부가 결정됨을 알 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 웨이퍼 슬립감지 시스템의 동작효과를 간단히 설명한다.

먼저, 웨이퍼가 정상적으로 반응챔버 안에 로딩되면, 제1 발광부와 제3 발광부에서 조사된 레이저 빔이 웨이퍼에서 반사되어 제1 수광부와 제3 수광부로 각각 수광되게 된다. 즉, 제1 수광부와 제3 수광부로부터 하이레벨 ″1″ 이 출력되게 된다. 그러나, 제2 발광부에서 조사된 레이저 빔은 반사되는 빔이 없으므로 제2 수광부에서 로우레벨 ″0″을 출력하게 된다.

한편, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 상하좌우로 슬립될 경우에는 수광부로부터 출력되는 신호는 다음 [표 1]과 같다.

수광부슬립방향	제1 수광부	제2 수광부	제3 수광부
A	0	0	1
B	1	1	0
C	0	0	0
D	0	0	0

그리고, 웨이퍼가 복합적인 형태로 슬립된 경우, 즉 AC, AD, BC, BD 방향으로 슬립된 경우에는 수광부로부터 출력되는 신호는 다음 [표 2]와 같다.

수광부슬립방향	제1 수광부	제2 수광부	제3 수광부
AC	0	0	0 ＆ 1
AD	0	0	0 ＆ 1
BC	1	0 ＆ 1	0
BD	1	0 ＆ 1	0

상기한 [표 1]과 [표 2]는 가장 기본적인 형태의 슬립상태를 나타낸 것이고 실제로는 더욱 복작한 형태로 슬립현상이 발생하며, 이에 따라 수광부로부터 출력되는 신호도 변경될 수 있다. 즉, 표에서 알 수 있듯이 중복된 형태의 신호가 출력되는 경우가 발생한다. 이를 해결하기 위해, 상기한 다수의 발광부와 수광부를 배치하는 것이 바람직하다.

한편, 수광부로부터 출력된 신호를 받아 마이크로컴퓨터는 웨이퍼의 슬립형태를 파악하게 되고, 이후 마이크로컴퓨터에서 엑추에이터로 재로딩 신호를 보내 웨이퍼를 정상적인 위치로 재로딩한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 웨이퍼 슬립감지 시스템은, 웨이퍼 슬립을 감지하여 웨이퍼를 중앙으로 재위치시킴으로써 쉴드 다운에 의한 웨이퍼 파손을 방지할 수 있으므로 생산성을 향상시킬 수 있고, 웨이퍼 슬립에 따른 열판의 메탈증착을 방지할 수 있으므로 메탈증착에 따르는 설비의 세정작업 등의 작업로스를 최소화할 수 있다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 많은 변형이 가능함은 명백하다.

Claims (3)

1. 로딩된 웨이퍼에 대해 반응공간을 제공하는 반응챔버를 포함하는 반도체제조장치의 웨이퍼 슬립감지 시스템에 있어서,

   상기 웨이퍼의 슬립상태를 파악하기 위해 적어도 하나 이상의 지점으로 광을 조사할 수 있도록 상기 반응챔버 측면에 다수 마련된 발광부와;

   상기 웨이퍼로부터 반사되는 광을 수광할 수 있도록 상기 발광부와 대응하여 마련된 수광부와;

   상기 수광부로부터 출력되는 신호에 의해 웨이퍼의 슬립여부를 판별하는 마이크로컴퓨터와;

   상기 웨이퍼가 슬립되었다고 판별되면, 웨이퍼 위치제어신호를 받아 웨이퍼 위치를 제어하는 엑추에이터;

   를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치의 웨이퍼 슬립감지 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 발광부와 수광부는 반응챔버 외부에 설치하되 광을 조사 및 수광할 수 있도록 반응챔버 측벽에 투광부재를 형성시켜 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치의 웨이퍼 슬립감지 시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 발광부에서 조사되는 광은 웨이퍼의 가장자리에 조사되고, 상기 가장자리에 적어도 두 개 이상의 광이 조사될 경우에 상기 조사되는 광 사이의 거리는 1㎜ ∼ 20㎜ 범위 내에서 설정되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치의 웨이퍼 슬립감지 시스템.