KR20020007524A - 반도체 장치의 제조에서 웨이퍼 로딩 장치 - Google Patents

Abstract

반도체 장치의 제조에서 웨이퍼 로딩 장치가 개시되어 있다. 반도체 제조 공정을 수행하기 위한 챔버와 상기 챔버내로 웨이퍼를 이송하는 로봇암이 구비된다. 상기 로봇암에 의해 상기 챔버내로 이송된 상기 웨이퍼를 고정하기 위한 상부가 돔형인 다수개의 가이드 핀을 가지고, 상기 가이드 핀에 의해 상기 웨이퍼가 고정되어 놓여지는 웨이퍼 탑재 수단이 구비된다. 상기 돔형의 부분은 세라믹 재질을 사용하고, 상기 가이드 핀의 하부는 금속 재질을 사용한다. 따라서 웨이퍼의 로딩 불량시에도 상기 웨이퍼가 상기 가이드 핀의 상부의 표면을 따라 미끄러져 상기 웨이퍼 탑재 수단에 안착되어 상기 웨이퍼의 손상을 방지할 수 있다.

Description

반도체 장치의 제조에서 웨이퍼 로딩 장치{Apparatus for loading of a wafer in semiconductor processing}

본 발명은 웨이퍼 로딩 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 장치의 제조에서 웨이퍼 로딩 불량에 의한 웨이퍼의 손상을 최소화하는 웨이퍼 로딩 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 장치의 제조는 단결정의 웨이퍼상에 다층막을 원하는 회로 패턴에 따라 형성하여 소기의 반도체 장치를 얻는 과정으로서, 증착 공정, 포토리소그라피 공정, 산화 공정, 식각 공정, 이온 주입 공정및 금속 배선 공정 등의 일련의 공정이 각 단계에 따라 수행되어 진다. 또한 이러한 공정에 수반되어 패턴의 크기, 이온 주입 농도, 파티클의 개수등의 계측 공정이 이루어 진다.

상기 공정을 수행할 때 상기 공정 장비나 계측 장비내로 상기 웨이퍼를 로딩(loading)하여야 한다. 상기 웨이퍼의 로딩은 주로 로봇암 등에 의해 자동으로 이루어진다. 그러나 상기 웨이퍼의 로딩시에 상기 로봇암 등의 이상 발생으로 인해 상기 장비내의 웨이퍼 탑재부의 소정의 위치로 정확히 상기 웨이퍼가 놓여지지 않을 경우에는 상기 웨이퍼에 심각한 손상이 발생할 수 있다. 또한 소정의 위치에 탑재된 웨이퍼가 상기 탑재부 상에 고정되지 않고 공정이 진행될 경우에는 반도체 장치의 불량을 유발하게 된다. 따라서 반도체 장치의 신뢰성 및 생산 수율에 지장을 초래하므로 웨이퍼의 로딩시에 각별한 주의가 필요하다.

상기 웨이퍼를 탑재하는 로딩 장치를 포함하고, 상기 탑재된 웨이퍼를 고정하는 고정 수단을 구비하는 반도체 장비의 일 예가 더빈스키(Derbinsdki et al.)등에게 허여된 미 합중국 특허 제5,820,329에 개시되어 있다.

도 1은 종래의 웨이퍼 로딩 장치를 설명하기 위한 구성도이다.

도 1을 참조하면, 반도체 제조 공정을 수행하기 위한 챔버(10)가 구비되어 있다. 상기 챔버(10)는 선폭등을 측정하는 주사 전자 현미경(SEM)에 수반되는 챔버 등을 포함한다. 상기 챔버(10)내에 웨이퍼가 탑재되는 웨이퍼 탑재부(12)가 구비된다. 상기 챔버(10)와 인접하여 설치되고, 상기 웨이퍼의 탑재부(12)로 웨이퍼(W)를 이송하기 위한 로봇암(14)이 구비된다. 상기 로봇암(14)은 자동 구동에 의해 상기 웨이퍼 탑재부(12)로 상기 웨이퍼(W)를 이송한다. 상기 로봇암(14)에 의해 상기 웨이퍼 탑재부(12)로 이송된 웨이퍼(W)를 고정하기 위한 가이드 핀(16)이 구비된다. 상기 가이드 핀에 의해 고정된 상기 웨이퍼(W)는 상기 챔버(10)내에서 일련의 공정을 수행한다.

도 2는 도 1에 도시된 상기 가이드 핀(26)에 의해 상기 웨이퍼(W)가 상기 웨이퍼 탑재부(22)에 고정되는 것을 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 상기 가이드 핀(26)이 웨이퍼 탑재부(22)의 일측에 다수개가 구비되어 있다. 상기 가이드 핀(26)은 상기 웨이퍼 탑재부(22)에 놓여지는 웨이퍼(W)의 가장자리와 접촉하는 위치에 형성된 홈(도시안함)에 삽입되어 고정되어 있다. 그리고 한 개의 가이드 핀(26a)은 핀 구동부(28)에 의해 상기 웨이퍼 탑재부(22)상의 소정 부분에 형성된 홈(30)을 따라 이동 가능하도록 구성된다. 상기 가이드 핀(26)은 원기둥의 형상을 가지며, 상기 가이드 핀(26)의 머리 부분은 십자 또는 일자 형상의 홈(26b)이 형성되어 있어 기구를 사용하여 상기 가이드 핀(26)을 상기 웨이퍼 탑재부(22)에 형성된 홈(도시안함)에 삽입하거나 제거하기용이하도록 구성된다. 상기 웨이퍼(W)가 상기 웨이퍼 탑재부(22)에 탑재되면 상기 이동 가능한 가이드 핀(26a)이 상기 웨이퍼(W)의 가장자리 부분으로 이동하여 상기 웨이퍼(W)의 위치를 고정한다. 상기 가이드 핀(26)의 재질은 전도성을 가진 금속으로 되어 있어서 상기 가이드 핀(26)이 상기 웨이퍼(W)의 고정을 위해 상기 웨이퍼(W)의 가장자리와 접촉할 시에 상기 웨이퍼(W)내의 전하가 방출 될 수 있다.

그러나 상기 로봇암(14)에 의해 상기 웨이퍼의 탑재부(22)로 웨이퍼를 이송할 때, 상기 로봇암(14)의 이상에 의한 웨이퍼 로딩 불량이 빈번히 발생한다.

도 3은 상기 로봇암의 이상에 의한 웨이퍼의 로딩 불량을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 상기 로봇암의 이상 발생으로 상기 웨이퍼 탑재부(32)의 설정된 위치에 웨이퍼(W)가 놓여지지 않고, 상기 가이드 핀(36)의 상부에 상기 웨이퍼(W)의 가장자리가 걸쳐진 상태로 상기 웨이퍼(W)가 놓여져 있다. 상기와 같은 웨이퍼 로딩 불량은 웨이퍼(W)의 가장자리 부분에 스크레치 등과 같은 불량을 유발하여 반도체 신뢰성 및 생산 수율에 지장을 초래한다.

본 발명의 목적은 반도체 장치의 제조에서 웨이퍼 로딩 불량에 의한 웨이퍼 손상을 최소화하는 웨이퍼 로딩 장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 웨이퍼 로딩 장치를 설명하기 위한 구성도이다.

도 2는 종래의 웨이퍼 로딩 장치에서 가이드 핀에 의해 웨이퍼가 고정되는 것을 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 웨이퍼의 로딩 불량을 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 로딩 장치를 설명하기 위한 구성도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 로딩 장치에서 웨이퍼의 로딩 불량이 방지되는 것을 설명하기 위한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

40 : 제2 챔버 42, 52 : 웨이퍼 탑재부

44 : 로봇암 46, 56 : 가이드 핀

48 : 개폐부 50 : 제 1챔버

W : 웨이퍼

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 웨이퍼 로딩 장치는, 반도체 제조 공정을 수행하기 위한 챔버와, 상기 챔버 내로 상기 웨이퍼를 이송하기 위한 로봇암과 상기 로봇암에 의해 이송된 웨이퍼를 고정하기 위한 상부가 돔형인 다수개의 가이드 핀을 가지고, 상기 가이드 핀에 의해 상기 웨이퍼가 고정되어 놓여지는 웨이퍼 탑재 수단을 구비하는 웨이퍼 로딩 장치를 제공한다.

상기 가이드 핀은 상기 웨이퍼 탑재 수단에 놓여지는 상기 웨이퍼의 가장자리와 밀착하는 부분에 고정되고, 한 개의 가이드 핀만 이동 가능하도록 구성된다.

상기 가이드 핀의 상부 돔형 부분은 세라믹 재질을 사용하고, 상기 가이드 핀의 하부는 금속 재질을 사용한다.

따라서 상기 로봇암의 이상 발생으로 상기 가이드 핀의 상부에 상기 웨이퍼의 가장자리 부분이 걸쳐진 형태로 상기 웨이퍼가 놓여질 경우, 상기 웨이퍼는 상기 가이드 핀의 상부면을 타고 미끄러져 내려 상기 웨이퍼 탑재부에 안착되므로 웨이퍼의 로딩 불량이 발생되지 않는다. 또한 상기 가이드 핀의 상부의 돔형 부분은 세라믹 재질로 되어 있으므로 웨이퍼 가장자리의 스크레치 불량을 최소화 하며, 상기 가이드 핀의 하부는 금속 재질로 되어 있어 상기 웨이퍼의 가장자리와 접촉하여 상기 웨이퍼의 전하를 방출한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라서 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 제조에서 웨이퍼 로딩 장치를 설명하기 위한 구성도이다.

도 4는 반도체 공정이 수행되는 제1 챔버(50)의 진공 이탈을 방지하기 위해 제2 챔버(40)를 구비하는 반도체 장비에서의 웨이퍼 로딩 장치를 설명한다.

도 4를 참조하면, 반도체 공정을 수행하기 위한 제1 챔버(50)가 구비되어 있다. 상기 제1 챔버(50)는 전자 주사 현미경(SEM)에 수반되어 선폭 등을 측정하기 위한 챔버를 포함한다. 상기 제1 챔버(50)의 일측에 설치되고, 상기 제1 챔버(50)의 진공 이탈을 방지하기 위한 제2 챔버(40)를 구비한다. 상기 제2 챔버(40)내에 웨이퍼가 놓여지는 웨이퍼 탑재부(42)가 구비된다. 상기 제2 챔버(40)에 인접하여 설치되고, 상기 웨이퍼의 탑재부(42)로 웨이퍼(W)를 이송하기 위한 로봇암(44)이 구비된다. 상기 로봇암(44)은 자동 구동에 의해 상기 웨이퍼 탑재부(42)로 상기 웨이퍼(W)를 이송한다. 상기 로봇암(44)에 의해 상기 웨이퍼 탑재부(42)로 이송된 상기 웨이퍼(W)를 상기 웨이퍼 탑재부(42)에 고정하기 위해 다수개의 가이드 핀(46)이 구비된다. 상기 다수개의 가이드 핀(46)은 상기 웨이퍼 탑재부(42)에 놓여지는 상기 웨이퍼(W)의 가장자리와 밀착하는 부분에 형성된 홈(도시 안함)에 삽입되어 고정되어 있고, 한 개의 가이드 핀(46)만이 핀 구동부(도시 안함)에 의해 상기 웨이퍼 탑재부 상의 소정부분에 형성된 홈(도시 안함)을 따라 이동 가능하도록 구성된다. 상기 웨이퍼 탑재부(42)에 상기 웨이퍼(W)가 놓여지면 상기 이동 가능한 가이드 핀(46)이 상기 웨이퍼(W)의 가장자리로 이동하여 상기 웨이퍼(W)의 위치를 완전히 고정한다. 상기 가이드 핀(46)은 상부가 돔형이며, 하부는 원기둥의 형상을 가진다. 또한 상기 돔의 머리 부분은 십자 또는 일자 형상의 홈(도시 안함)이 형성되어 기구를 사용하여 상기 가이드 핀(46)을 상기 웨이퍼 탑재부(42)에 형성된 홈 (도시 안함)내에 삽입하거나 제거하기 용이하도록 구성된다. 상기 가이드 핀(46)의 상부 돔형 부분의 재질은 세라믹을 사용하고, 하부 원기둥의 재질은 전도성을 가진금속을 사용한다. 따라서 상기 가이드 핀(46)이 상기 웨이퍼(W)의 고정을 위해 상기 웨이퍼(W)의 가장자리와 접촉할 시에 상기 웨이퍼(W)내의 전하가 상기 금속으로 방출할 수 있다. 상기 제1 챔버(50)와 상기 제2 챔버(40)의 사이에 도어의 형태로 설치되고, 상기 제2 챔버(40) 내에 탑재된 웨이퍼(W)가 상기 제1 챔버(50)로 삽입하기 위한 개폐부(48)가 구비되어 있다. 상기 개페부를 개방하고, 상기 웨이퍼가 고정되어 있는 상기 웨이퍼 탑재부를 제1 챔버로 이송하여 일련의 반도체 제조 공정을 수행한다.

상기 로딩 장치를 사용한 웨이퍼의 로딩은, 상기 로봇암(44)의 구동으로 상기 제2 챔버(40)로 상기 웨이퍼(W)를 이송하여 상기 웨이퍼 탑재부(42)의 소정의 위치에 상기 웨이퍼(W)를 놓는다. 상기 웨이퍼 탑재부(42)상에 놓여진 웨이퍼(W)를 고정하기 위해 상기 이동 가능한 가이드 핀(46)이 상기 웨이퍼(W)의 가장자리 부분으로 이동한다. 상기 제2 챔버(40)내에 진공이 설정되면 상기 제1 챔버(50)와 제2 챔버(40) 사이의 개폐부(48)를 개방하고, 상기 웨이퍼(W)가 고정되어 있는 상기 웨이퍼 탑재부(42)를 상기 제1 챔버(50)로 이송하여 상기 제1 챔버(50)에서 반도체 제조 공정을 실시한다.

그러나 상기 로봇암(44)의 구동으로 상기 제2 챔버(40)의 상기 웨이퍼 탑재부(42)의 소정 위치로 웨이퍼(W)를 이송할 때 상기 로봇암(44)의 이상이 빈번히 발생된다. 상기 로봇암(44)의 이상으로 상기 웨이퍼 탑재부(42)의 소정의 위치에 상기 웨이퍼(W)가 탑재되지 않고 상기 가이드 핀(46)의 상부에 상기 웨이퍼(W)의 가장자리 일부가 걸쳐진 형태로 웨이퍼(W)가 로딩된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 로봇암의 이상 발생으로 인한 웨이퍼(W)의 로딩시에 불량이 방지되는 것을 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, 상기 로봇암(도시 안함)의 이상에 의해 상기 웨이퍼 탑재부(52)의 가이드 핀(56)의 상부에 웨이퍼의 가장자리 부분이 놓여져 있다. 그러나 상기 가이드 핀의 상부(56a)가 돔형이므로, 상기 웨이퍼(W)는 상기 가이드 핀의 표면을 타고 미끄러져 내려 상기 웨이퍼 탑재부(52)상에 안착하므로 웨이퍼 로딩 불량이 발생되지 않는다. 상기 가이드 핀(56)은 상부(56a)의 돔형의 부분은 마찰력이 작은 세라믹 재질을 사용하므로 상기 웨이퍼(W)의 가장자리 부분에 발생할 수 있는 스크레치를 최소화한다. 또한 상기 하부(56b)의 원기둥 형상의 부분은 전도성을 가진 금속을 사용하여 상기 가이드 핀(56)이 상기 웨이퍼(W)의 고정을 위해 상기 웨이퍼(W)의 가장자리와 접촉할 시에 상기 웨이퍼(W)내의 전하가 방출될 수 있다. 상기 가이드 핀(56)의 상부의 상기 돔의 머리 부분은 십자 또는 일자 형상의 홈(56c)이 형성되어 기구를 사용하여 상기 웨이퍼 탑재부(52)에 형성된 상기 홈(52a)내에 상기 가이드 핀(56)을 삽입하거나 제거하기 용이하도록 구성된다.

따라서 상기 로봇암의 이상 발생으로 인해 웨이퍼의 로딩시에 상기 웨이퍼의 가장자리 부분이 상기 가이드 핀에 걸쳐지는 웨이퍼 로딩 불량이 방지된다. 따라서 상기 웨이퍼 로딩 불량에 의한 웨이퍼 가장자리 부분의 스크레치와 같은 불량이 방지되어, 반도체 신뢰성 및 생산 수율이 향상되는 효과가 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (3)

1. 반도체 제조 공정을 수행하기 위한 챔버;

   상기 챔버내로 웨이퍼를 이송하기 위한 로봇암; 및

   상기 챔버내에 설치되고, 상기 로봇암에 의해 챔버내로 이송된 웨이퍼를 고정하기 위한 상부가 돔형인 다수개의 가이드 핀을 갖고, 상기 가이드 핀에 의해 상기 웨이퍼가 고정되어 놓여지는 웨이퍼 탑재 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조에서 웨이퍼 로딩 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 가이드 핀은 상기 웨이퍼 탑재 수단에 놓여지는 상기 웨이퍼의 가장자리와 밀착하는 부분에 고정되고, 한 개의 가이드 핀 만이 이동 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조에서 웨이퍼 로딩 장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 가이드 핀의 돔형 부분은 세라믹 재질을 사용하고, 상기 가이드 핀의 하부는 금속 재질을 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조에서 웨이퍼 로딩 장치.