KR20020061711A - 웨이퍼의 정렬 검지장치 - Google Patents

Abstract

웨이퍼 정렬 검지장치에 대해 개시되어 있다. 그 장치는, 다수개의 웨이퍼의 하단에 수직하게 접촉하면서 회전하고, 일정한 간격으로 평행하게 위치하여 상기 웨이퍼의 플랫존을 일치시키는 정렬롤러쌍과, 상기 정렬롤러 사이에서 위치하고 상기 웨이퍼 플랫존의 하단과 소정의 거리에 광로를 형성하는 발광부와 수광부로 이루어진 제1 센서 및 상기 정렬롤러 사이에 위치하고 상기 웨이퍼 플랫존의 하단과 소정의 거리에 광로를 형성하며, 상기 제1 센서와 소정의 거리만큼 이격되어 상기 제1 센서에 의해 형성된 광로와 평행한 광로를 형성하는 제2 센서를 구비한다. 웨이퍼의 정렬을 확인하는 센서에 의해, 챠저가 웨이퍼를 잡을 때 웨이퍼가 겹치거나 깨지지 않고 또한 챠져가 웨이퍼를 잡지 못하는 경우가 발생하지 않는다.

Description

웨이퍼의 정렬 검지장치{Apparatus of sensing for wafer alignment}

본 발명은 반도체소자의 제조장치에 관한 것으로, 특히 웨이퍼의 정렬 검지장치에 관한 것이다.

반도체소자의 제조공정에는 웨이퍼에 불순물을 확산시키기 위한 확산설비, 웨이퍼위에 포토레지스트를 도포하기 위한 설비, 소정의 패턴이 형성된 마스크를 통하여 그 포토레지스트를 노광시키고 현상하기 위한 설비 등 다수의 설비가 마련된다. 상술한 설비들에 의해 프로세스가 진행될 웨이퍼들은, 잘 알려진 바와 같이, 소위 캐리어라 불리우는 용기 내에 나란하게 다수매(일반적으로 25매)가 수용된 상태로 그 설비들 측으로 이동된다. 각 설비에는 캐리어에 수용된 상태로 이송되어 온 웨이퍼들을 그 설비 내외로 출입시키기 위한 웨이퍼 로딩/언로딩부가 마련되어 있다. 그리고, 웨이퍼 로딩/언로딩부에는 캐리어 내에 수용된 웨이퍼들을, 각 웨이퍼의 플랫존(flat zone)들이 서로 동일한 방향으로 위치하도록, 정렬시키기 위한 웨이퍼 정렬장치가 마련되어 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 웨이퍼 정렬장치를 설명하기로 한다.

도1은 일반적인 웨이퍼 정렬롤러가 설치된 프레임 위에 캐리어가 놓여진 상태를 나타낸 개략도이다. 도2는 도1에서 도시된 부위의 Ⅱ-Ⅱ선의 단면도이다.

도1 및 도2를 참조하면, 웨이퍼 정렬장치는 상술한 웨이퍼 로딩/언로딩부의 프레임(100) 내에 설치된 정렬롤러(108)와 가이드롤러(106)를 구비한다. 웨이퍼(102)들을 수용한 캐리어(104)가 프레임(100) 위로 이송되어 오면,정렬롤러(108)가 웨이퍼(102)들의 하측에 접촉된 상태로 모터 등의 회전수단(미도시)에 의해 회전되면서 그 정렬롤러(108)에 접촉된 웨이퍼(102)들에 회전력을 전달하게 되고, 가이드롤러(106)는 공압실린더(미도시)에 의해 도 2에 가상선으로 도시한 위치로부터 실선으로 도시한 위치로 상승되어 웨이퍼(102)에 접촉하게 된다.

캐리어(104) 내의 웨이퍼(102)가 원하는 자세 즉 도 2에 도시된 바와 같이 플랫존(110)이 정하방을 향하는 자세로 정렬되어 있을 때에는, 가이드롤러(106)가 웨이퍼(102)의 플랫존(110)의 일측 끝부분에 접촉되어 있게 된다. 이러한 경우에는, 정렬롤러(108)들이 화살표 방향으로 회전되더라도, 웨이퍼(102)는 그 플랫존(110)과 가이드롤러(106)간의 간섭에 의해 회전이 방지되어서 정렬된 상태를 유지하게 된다. 만일, 웨이퍼(102)가 정렬되어 있지 않고 예를 들어 도3에 도시된 바와 같이 비정렬된 상태로 되어 있는 경우에는 가이드롤러(106)가 그 비정렬된 웨이퍼(102)의 플랫존(110)이 아닌 원주면에 접촉되게 된다. 이러한 경우에는, 정렬롤러(110)의 화살표 방향으로의 회전시에 그 비정렬된 웨이퍼(102)는 가이드롤러(106)에 간섭을 받지 않고 그 가이드롤러(106)와 접촉된 상태로 회전되게 된다. 이와 같이 정렬롤러(108)에 의해 회전되는 상기 비정렬된 웨이퍼(102)는 소정각도 회전된 후(도 3에 도시된 형태로 되어 있는 경우에는 거의 1바퀴 회전된 후), 플랫존(110)이 도 2에 도시된 바와 같이 가이드롤러(106)에 걸림으로써, 정렬롤러(108)의 회전이 계속되더라도 비정렬된 웨이퍼(106)는 회전이 정지되면서 정렬이 완료되게 된다.

도4는 웨이퍼 정렬장치에 푸셔(112 ; pusher)가 작동할 때를 나타낸 단면도이다.

푸셔(112)는 정렬롤러(108)사이의 웨이퍼(102)의 하단에 소정의 거리만큼 이격되어 설치된다. 웨이퍼 (102)의 정렬이 완료되면, 푸셔(112)가 정상방으로 상승하여 웨이퍼(102)를 들어올린다. 이어서, 상승된 웨이퍼(102)를 챠저(Charger)가 이를 잡아 후속공정으로 이동시킨다.

그런데, 웨이퍼의 플랫존(110)이 일치하지 않는 경우는 챠저(charger)가 웨이퍼를 잡을 때, 챠저에 형성된 홈에 웨이퍼가 제대로 안착되지 않거나 심지어는 웨이퍼가 부러지기도 한다.

또한, 푸셔가 상승할 때 플랫존이 맞지 않는 웨이퍼는 푸셔에 의해 플랫존이 더욱 벗어나거나 흔들림이 커진다. 이렇게 되면 챠저가 잡을 때 웨이퍼가 챠저에 제대로 안착되지 않거나 바닥에 떨어져 깨지기도 하고 또한 웨이퍼를 잡지 못하기도 한다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 챠저가 웨이퍼를 잡을 때 웨이퍼가 챠저에 제대로 안착되고 깨지지 않으며 또한 챠져가 웨이퍼를 잡지 못하는 경우가 발생하지 않도록 하는 웨이퍼의 정렬 검지장치를 제공하는 것이다.

도 1은 일반적인 웨이퍼 정렬장치가 설치된 프레임 상에 캐리어가 놓여진 상태를 나타낸 개략도이다.

도 2는 도1에 도시된 부위의 Ⅱ-Ⅱ선의 단면도이다.

도 3은 웨이퍼가 비정렬되었을 때, 이를 정렬하는 방법을 설명하기 위한 개략도이다.

도 4는 웨이퍼 정렬장치에 푸셔가 작동할 때를 나타낸 개략도이다.

도 5 및 도 6은 본 발명에 의한 웨이퍼 정렬 검지장치를 나태낸 개략도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100 ; 프레임 102 ; 웨이퍼

104 ; 캐리어 106 ; 가이드 롤러

108 ; 정렬롤러 110 ; 플랫존

112 ; 푸셔 114 ; 제1 정렬확인지점

116 ; 제2 정렬확인지점 118 ; 측벽

120 ; 제1 센서 발광부 122 ; 제1 센서 수광부

124 ; 제2 센서 발광부 126 ; 제2 센서 수광부

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 의한 웨이퍼 정렬 검지장치는, 다수개의 웨이퍼의 하단에 수직하게 접촉하면서 회전하고, 일정한 간격으로 평행하게 위치하여 상기 웨이퍼의 플랫존을 일치시키는 한 쌍의 정렬롤러와, 상기 정렬롤러 사이에서 위치하고 상기 웨이퍼 플랫존의 하단과 소정의 거리에 광로를 형성하는 발광부와 수광부로 이루어진 제1 센서 및 상기 정렬롤러 사이에 위치하고 상기 웨이퍼 플랫존의 하단과 소정의 거리에 광로를 형성하며, 상기 제1 센서와 소정의 거리만큼 이격되어 상기 제1 센서에 의해 형성된 광로와 평행한 광로를 형성하는 제2 센서를 구비한다.

여기서, 상기 정렬롤러의 일측에 상기 정렬롤러와 평행하게 위치하며 상기 웨이퍼 플랫존이 정렬되면 상기 웨이퍼의 회전을 방지하는 가이드롤러를 더 구비하는 것이 바람직하며, 상기 센서가 광센서로 이루어진 것이 바람직하다.

나아가, 상기 제1 정렬확인지점과 상기 제2 정렬확인지점의 검지 허용오차가 +1.0㎜인 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정하는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도5 및 도6은 본 발명의 실시예에 의한 웨이퍼 정렬의 검지장치를 나타낸 개략도 및 단면도이다.

도5 및 도6을 참조하면, 웨이퍼 정렬장치는 상술한 웨이퍼 로딩/언로딩부의 프레임(100) 내에 설치된 정렬롤러(108)와 가이드롤러(106)를 구비한다. 이때, 정렬롤러(108)는 스테인리스 소재의 지지축에 하나의 몸체로 된 실리콘 소재의 피복부가 감싸여진 형태가 일반적이다.

다수개의 웨이퍼(102)를 수용한 캐리어가 프레임(100) 위로 이송되어 오면, 정렬롤러(108)가 웨이퍼(102)들의 하측에 접촉된 상태로 모터 등의 회전수단(미도시)에 의해 회전되면서 그 정렬롤러(108)에 접촉된 웨이퍼(102)들에 회전력을 전달하게 된다. 이어서, 가이드롤러(106)는 공압실린더(미도시)에 의해 상승되어 웨이퍼(102)에 접촉하게 된다.

캐리어 내의 웨이퍼(102)가 정렬되면, 가이드롤러(106)가 웨이퍼(102)의 플랫존(110)의 일측 끝부분에 접촉되어 있게 된다. 이러한 경우에는, 정렬롤러(108)들이 회전되더라도, 웨이퍼(102)는 그 플랫존(110)과 가이드롤러(106)간의 간섭에 의해 회전이 방지되어서 정렬된 상태를 유지하게 된다. 만일, 웨이퍼(102)가 비정렬된 상태로 되어 있는 경우에는 가이드롤러(106)가 그 비정렬된 웨이퍼(102)의 플랫존(110)이 아닌 원주면에 접촉되게 된다. 이러한 경우에는, 정렬롤러(110)가 회전시에 그 비정렬된 웨이퍼(102)는 가이드롤러(106)의 간섭을 받지 않고 그 가이드롤러(106)와 접촉된 상태로 회전되게 된다. 이와 같이 정렬롤러(108)에 의해 회전되는 상기 비정렬된 웨이퍼(102)는 소정각도 회전된 후, 플랫존(110)이 가이드롤러(106)에 걸림으로써, 정렬롤러(108)의 회전이 계속되더라도 비정렬된 웨이퍼(106)는 회전이 정지되면서 정렬이 완료되게 된다.

다음에, 상술한 과정을 거쳐 웨이퍼가 정렬되었는 지를 확인하는 과정을 살펴보기로 한다. 설명의 편의를 위하여 제1 정렬확인지점(114)와 제2 정렬확인지점 (116)을 도입하기로 한다. 정렬확인지점은 하나일 수도 있고, 2개 이상일 수도 있다. 먼저, 정렬롤러(108) 내에 위치하고 웨이퍼(102)의 플랫존(110)의 하단에 소정의 거리에 위치하는 제1 정렬확인지점(114)을 정의한다. 제1 정렬확인지점 (114)은 웨이퍼의 플랫존(110)의 일치여부를 확인할 수 있는 가상의 지점의 하나로서, 웨이퍼 플랫존(110)이 이 지점을 침범하면 웨이퍼 플랫존(110)의 정렬이 이루어지지 않은 것이다. 또한, 제1 정렬확인지점(114)과 동일한 목적으로 정렬롤러(108) 내에 위치하고 웨이퍼 플랫존(110)의 하단에 소정의 거리에 위치하는 제2 정렬확인지점(114)을 정의한다. 제1 정렬확인지점(114)과 제2 정렬확인지점(116)은 모두 정렬된 웨이퍼의 플랫존(110)의 하단에 동일한 거리만큼 이격되어 있다.

이어서, 제1 정렬확인지점(114)과 제2 정렬확인지점(116)을 검지하는 방법을 살펴보기로 한다. 정렬롤러(108)를 포함한 프레임(100) 내재하고 상호 대응되는 위치에 두개의 측벽(118)이 있다. 측벽(118)에는 제1 정렬확인지점(114)을 검지하는 제1 센서와 제2 정렬확인지점(116)을 검지하는 제2 센서가 구비된다. 또한, 각각의 센서들은 각각 측벽에 대응되게 설치된 발광부와 수광부를 갖는다. 여기서, 제1 센서와 제2 센서는 광센서(photosensor)이다. 제1 센서는 제1 정렬확인지점(114)을 검지하는 센서로 제1 센서 발광부(120)와 제1 센서 수광부(122)로 이루어진다. 마찬가지로, 제2 센서는 제2 정렬확인지점(116)을 검지하는 센서로 제2 센서 발광부(124)와 제2 센서 수광부(126)로 이루어진다. 웨이퍼(102)의 정렬 검지는 제1 센서 및 제2 센서의 발광부에서 광신호를 발생하면 수광부에서 그 신호를 읽어들이면서 수행된다. 이때, 제1 정렬확인지점(114)과 상기 제2 정렬확인지점(116)의 검지 허용오차가 +1.0㎜인 것이 바람직하다.

만일, 제1 센서 발광부(120)와 제2 센서 발광부(124)에서 발생한 광신호가동시에 제1 센서 수광부(122)와 제2 센서 수광부(126)에 읽혀진다면, 웨이퍼(102)가 정렬된 것이다. 그러나, 제1 센서 수광부(122)나 제2 센서 수광부(126) 중의 어느 하나라도 광신호가 읽혀지지 않는다면, 웨이퍼 플랫존(110)이 정렬되지 않은 것이다. 왜냐하면, 웨이퍼의 플랫존(110)이 기울여져 제1 센서나 제2 센서에 의한 광로를 침범하기 때문이다. 여기서, 웨이퍼 플랫존(110)이 정렬되지 않은 경우에는 이를 경고음(alarm)이나 모니터(monitor)로 작업자에게 알려준다.

이상 본 발명을 상세히 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고 당업자에 의해 많은 변형 및 개량이 가능하다.

상술한 본 발명에 의한 웨이퍼 정렬 검지장치에 의하면, 센서에 의해 웨이퍼 플랫존의 정렬을 확인함으로써, 챠저가 웨이퍼를 잡을 때 웨이퍼가 제대로 안착되고 웨이퍼가 깨지지 않으며 또한 챠져가 웨이퍼를 잡지 못하는 경우가 발생하지 않는다.

Claims (4)

1. 다수개의 웨이퍼의 하단에 수직하게 접촉하면서 회전하고, 일정한 간격으로 평행하게 위치하여 상기 웨이퍼의 플랫존을 일치시키는 한 쌍의 정렬롤러;

   상기 정렬롤러 사이에서 위치하고 상기 웨이퍼 플랫존의 하단과 소정의 거리에 광로를 형성하는 발광부와 수광부로 이루어진 제1 센서; 및

   상기 정렬롤러 사이에 위치하고 상기 웨이퍼 플랫존의 하단과 소정의 거리에광로를 형성하며, 상기 제1 센서와 소정의 거리만큼 이격되어 상기 제1 센서에 의해 형성된 광로와 평행한 광로를 형성하는 제2 센서;

   를 구비하는 웨이퍼 정렬 검지장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 상기 정렬롤러의 일측에 상기 정렬롤러와 평행하게 위치하며 상기 웨이퍼 플랫존이 정렬되면, 상기 웨이퍼의 회전을 방지하는 가이드롤러를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 정렬 검지장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 센서가 광센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 정렬 검지장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 플랫존 하단의 광로에 대한 검지 허용오차가 +1.0㎜인 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 정렬 검지장치.