KR20030091531A - Interlock system for disc spin operation in implant equipment - Google Patents

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KR20030091531A
KR20030091531A KR1020020029612A KR20020029612A KR20030091531A KR 20030091531 A KR20030091531 A KR 20030091531A KR 1020020029612 A KR1020020029612 A KR 1020020029612A KR 20020029612 A KR20020029612 A KR 20020029612A KR 20030091531 A KR20030091531 A KR 20030091531A
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박근배
김원주
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삼성전자주식회사
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Abstract

PURPOSE: A system for interlocking the disc rotating operation of an ion implantation equipment is provided to be capable of effectively preventing the generation of wafer failure due to a wafer deviated from a disc site. CONSTITUTION: A system for interlocking the disc rotating operation of an ion implantation equipment is provided with a disc, a plurality of disc sites(200) having a plurality of through holes(210), installed at the upper portion of the disc for loading a wafer, and a light sensing part aligned with the through hole of the disc site. At this time, the light sensing part includes a light emitting part(310) for emitting light and a light receiving part(350) located opposite to the light emitting part for receiving the emitted light. The system further includes an interlock part for stopping the rotating operation of the disc when the emitted light is detected by the light receiving part.

Description

이온 주입 장비의 디스크 회전 동작을 인터락하는 시스템{Interlock system for disc spin operation in implant equipment}Interlock system for disc spin operation in implant equipment

본 발명은 반도체 소자 제조에 이용되는 장비에 관한 것으로, 특히, 이온 주입 장비(ion implant equipment)의 디스크 사이트(disc site)에 웨이퍼(wafer)가 장착된 지의 여부를 디스크 회전 동작 전에 감지하여 비정상일 경우 강제로 동작을 정지시키는 인터락 시스템(interlock system)에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to equipment used in semiconductor device fabrication. In particular, the present invention relates to an abnormality by detecting whether a wafer is mounted at a disk site of an ion implant equipment before a disk rotation operation. The present invention relates to an interlock system forcibly stopping operation.

반도체 소자 제조에 필수적으로 이용되고 있는 이온 주입 장비는 수행되는 이온 주입 공정에 따라 싱글형(single type) 및 배치형(batch type)으로 구분할 수있고, 스캔(scan) 방식에 따라 전기식(electrical type), 기계식(mechanical type) 및 혼합형(hybrid type)으로 나눌 수 있다. 현재 고전류 이온 주입 장비의 경우 배치형으로 디스크가 기계식 스캔 방식에 따라 운용되고 있다.Ion implantation equipment, which is essential for semiconductor device manufacturing, can be classified into single type and batch type according to the ion implantation process performed, and electrical type according to scan method. It can be divided into mechanical type and hybrid type. In the case of high current ion implantation equipment, discs are operated in a mechanical scan method.

배치형 기계식 스캔 방식의 이온 주입 장비에서 이온 주입이 수행될 웨이퍼들은 디스크(disc)에 먼저 장착된다. 이때, 디스크에는 다수의 디스크 사이트가 열을 지어 둥글게 배치되며, 디스크가 회전(spin)함에 따라 각각의 디스크 사이트가 순차적으로 이온 빔(ion beam)에 정렬되게 된다. 이에 따라, 각각의 디스크 사이트 상에 장착된 웨이퍼에 이온 빔이 조사되게 된다.In the batch mechanical scan type ion implantation equipment, wafers to be ion implanted are first mounted on a disc. At this time, a plurality of disk sites are arranged in a row in a disk, and each disk site is sequentially aligned with an ion beam as the disk is rotated. As a result, the ion beam is irradiated onto the wafer mounted on each disk site.

그런데, 이온 주입 전에 많은 원인으로 인해 디스크 사이트에서 웨이퍼가 벗어나 깨지는 경우가 종종 발생된다. 예를 들어, 디스크 사이트에 웨이퍼가 잘못 장착되어 웨이퍼가 디스크 사이트로부터 떨어져 깨지는 경우와 플립 모터(flip motor) 이상으로 인해 디스크 업(disc up) 시에 떨림(shaking) 현상으로 인해 웨이퍼가 디스크 사이트로부터 떨어지는 경우 등이 있다. 이때, 대부분의 전형적인 이온 주입 장비는 웨이퍼가 장착되는 시점에서만 웨이퍼에 대한 감지(sensing)를 행하고 있다. 즉, 디스크 사이트에 웨이퍼를 장착하는 중에만 웨이퍼에 대한 감지가 행해지고 있으나, 그 외의 디스크 업 동작 또는 디스크의 고회전 중에는 웨이퍼에 대한 감지가 불가능하게 이온 주입 장비가 구성되어 있다. 이에 따라, 인터락 시스템 또한 상기한 디스크 사이트에 웨이퍼를 장착하는 중에 이루어진 웨이퍼에 대한 감지 신호에 의해서 작동되고 있다.By the way, there are often cases where the wafer is broken off at the disk site due to many causes before ion implantation. For example, if a wafer is incorrectly loaded at the disk site and the wafer breaks away from the disk site, and a shake motor occurs during disk up due to a flip motor error, the wafer may be removed from the disk site. If it falls. At this time, most typical ion implantation equipment senses the wafer only when the wafer is mounted. That is, the wafer is detected only while the wafer is mounted on the disk site, but the ion implantation equipment is configured such that the wafer cannot be detected during the other disk up operation or the high rotation of the disk. Accordingly, the interlock system is also operated by a sensing signal for the wafer made during the mounting of the wafer to the disk site.

이에 따라, 디스크 업 동작 또는 디스크의 고회전 동작 중에 웨이퍼가 디스크 사이트로부터 이탈될 경우, 이를 감지하지 못해 대략의 불량이 발생될 수 있다. 어느 하나의 웨이퍼가 디스크 사이트로부터 이탈되어 깨질 경우에도, 이온 주입 장비는 이를 감지하지 못하고 계속 이온 주입 공정을 수행하게 된다. 따라서, 깨진 웨이퍼로부터 발생하는 실리콘 가루에 의해서 함께 장착된 정상적인 웨이퍼들이 이러한 실리콘 가루에 오염되게 되어 막대한 양의 웨이퍼들이 불량 처리되게 된다.Accordingly, when the wafer is separated from the disk site during the disk up operation or the high rotation operation of the disk, the wafer may not be detected and a rough defect may be generated. If any of the wafers break off from the disk site and break, the ion implantation equipment does not detect this and continues the ion implantation process. Thus, normal wafers mounted together by silicon powder from broken wafers become contaminated with such silicon powder, and a large amount of wafers are defectively processed.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 이온 주입 장비의 디스크 사이트에 웨이퍼가 장착된 디스크가 이온 주입을 위해서 회전 동작할 때, 디스크 사이트로부터 웨이퍼가 정상적으로 장착된 상태로 유지되는 지를 감지하여 비정상일 경우 디스크 사이트의 회전 동작을 강제로 중단시키는 인터락 시스템을 제공하는 데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention, when the disk mounted on the disk site of the ion implantation equipment rotates for ion implantation, the disk site is detected from the disk site to maintain the normal mounting state if the disk is abnormal It is to provide an interlock system for forcibly stopping the rotation of the site.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 이온 주입 장비의 디스크 회전 동작을 인터락(interlock)하는 시스템(system)에 설치되는 광센서(optic sensor part)부를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면들이다.1 and 2 are schematic views for explaining an optical sensor part installed in a system for interlocking a disk rotation operation of an ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention. admit.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 이온 주입 장비의 디스크 회전 동작을 인터락하는 시스템의 동작을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 블록도(block diagram)이다.3 is a block diagram schematically illustrating an operation of a system for interlocking a disk rotation operation of an ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 관점은, 디스크 상에 다수 설치되고 관통홀을 가지며 웨이퍼가 장착되는 디스크 사이트와, 상기 디스크 사이트의 관통홀에 정렬되어 상기 관통홀을 통과할 감지 광을 방출하는 발광부와 상기 발광부에 대향되는 위치에서 상기 감지 광을 감지하는 수광부를 포함하는 광센서부, 및 상기 수광부에서 감지 광이 감지될 때 상기 디스크의 회전 동작을 중지시키는 인터락부를 포함하는 이온 주입 장비의 디스크 회전 동작을 인터락하는 시스템을 제공한다.One aspect of the present invention for achieving the above technical problem, the disk site is installed on the disk and has a plurality of through holes, the wafer is mounted, and the sensing light to be aligned with the through holes of the disk site to pass through the through holes And an optical sensor unit including a light emitting unit emitting a light and a light receiving unit sensing the sensing light at a position opposite to the light emitting unit, and an interlock unit for stopping the rotation operation of the disk when the sensing light is detected at the light receiving unit. It provides a system for interlocking the disk rotation operation of the ion implantation equipment.

본 발명에 따르면, 이온 주입 과정을 수행하기 위해서 디스크가 회전 동작할 때 디스크 사이트로부터 웨이퍼가 정상적으로 장착된 상태를 유지하는 지를 감지하여, 디스크 사이트로부터 이탈되어 깨진 웨이퍼에 의해서 다른 정상적인 웨이퍼들이 대량으로 오염되는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, in order to perform the ion implantation process, when the disk is rotated, it detects whether the wafer remains normally mounted from the disk site, so that other normal wafers are contaminated in large quantities by the broken wafer that is separated from the disk site. Can be prevented.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이며, 도면 상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape and the like of the elements in the drawings are exaggerated to emphasize a more clear description, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings means the same elements.

본 발명의 실시예에서는 광센서부의 발광부 및 수광부를 디스크 사이트의 아래 위에 정렬시키고, 디스크 사이트의 리프트 핀(lift pin)을 위한 관통홀(thorough hole)을 통해 발광부의 감지 광이 통과하여 수광부에 감지되도록 하여 디스크 사이트에 웨이퍼가 장착되어 유지되고 있는 지를 감지하는 바를 제시한다. 이러한 광센서부에서 감지된 신호에 의해서 디스크의 회전을 위한 파워를 인터락부에서 제어한다. 즉, 디스크 사이트에 웨이퍼가 장착된 상태를 유지할 경우에는 광센서부에서는 광의 감지가 발생하지 않으므로, 이러한 신호에 의해서 인터락부의 작동은 오프된 상태로 유지된다. 반면에, 광센서부에서 광의 감지가 이루어지면, 디스크 사이트에 웨이퍼가 장착된 상태가 유지되고 있지 않으므로, 이 경우에는 인터락부가 온되어 디스크의 회전 동작이 강제로 중지된다.In an embodiment of the present invention, the light emitting portion and the light receiving portion of the light sensor portion are aligned above and below the disk site, and the detection light of the light emitting portion passes through a through hole for a lift pin of the disk site. It is then detected to suggest that the wafer is mounted and held at the disk site. The interlock unit controls the power for rotating the disk by the signal sensed by the optical sensor unit. That is, when the wafer is mounted on the disk site, the light sensor unit does not detect the light, so the operation of the interlock unit is kept off by this signal. On the other hand, when light is sensed by the optical sensor unit, since the wafer is not mounted on the disk site, the interlock unit is turned on in this case and the rotation operation of the disk is forcibly stopped.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 이온 주입 장비의 디스크 회전 동작을 인터락하는 시스템에 설치되는 광센서부를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면들이다.1 and 2 are diagrams schematically illustrating an optical sensor unit installed in a system for interlocking a disk rotation operation of an ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 이온 주입 장비의 디스크 회전 동작을 인터락하는 시스템의 동작을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 블록도(block diagram)이다.3 is a block diagram schematically illustrating an operation of a system for interlocking a disk rotation operation of an ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 이온 주입 장비의 전형적인 디스크 사이트(200)는 디스크(100) 위에 둥글게 다수 배치된다. 예를 들어, 대략 13개의 디스크 사이트(200)가 원형 디스크(100)에 배치된다. 디스크 사이트(100)에는 장착될 웨이퍼를 붙들기 위한 펜스(fence:250)와 견인 훅(pulling hook:230) 등이 설치된다. 또한, 디스크 사이트(100)로부터 웨이퍼를 이탈시키기 위한 리프트 핀(도시되지 않음)을 위해 관통홀(210)이 디스크 사이트(200)에 구비된다.Referring to FIG. 1, a number of typical disk sites 200 of ion implantation equipment are arranged roundly on the disk 100. For example, approximately 13 disk sites 200 are disposed on the circular disk 100. The disk site 100 is provided with a fence 250 and a pulling hook 230 for holding a wafer to be mounted. In addition, a through hole 210 is provided in the disk site 200 for a lift pin (not shown) for detaching the wafer from the disk site 100.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 이온 주입 장비의 디스크 회전 동작을 인터락하는 시스템을 위한 광센서부는 발광부(310)와 수광부(350)로 이루어진다. 이와 같은 발광부(310)와 수광부(350)는 디스크 사이트(200)의 리프트 핀을 위한 관통홀(210)에 정렬되는 위치에 설치된다. 발광부(310)에서 발광된 감지 광은 관통홀을 지나 수광부(350)에서 감지되게 된다. 따라서, 디스크 사이트(200) 상에 웨이퍼가 장착되고 유지될 경우에는 수광부(350)에서는 광이 감지되지 않는다. 단지, 디스크 사이트(200)에 웨이퍼가 존재하지 않을 경우에는 수광부(350)에서 감지 광이 감지된다. 이러한 경우 불량의 발생으로 판단하게 된다.Referring to FIG. 2, an optical sensor unit for a system for interlocking a disk rotation operation of an ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention includes a light emitting unit 310 and a light receiving unit 350. The light emitting unit 310 and the light receiving unit 350 are installed at positions aligned with the through-hole 210 for the lift pin of the disk site 200. Sensing light emitted from the light emitting unit 310 is detected by the light receiving unit 350 through the through hole. Therefore, when the wafer is mounted and maintained on the disk site 200, light is not sensed by the light receiver 350. However, when there is no wafer at the disk site 200, the sensing light is sensed by the light receiver 350. In this case, it is determined that the failure occurs.

디스크(100)는 이온 주입 과정에서 고속도, 예컨대, 대략 1200±50RPM 정도로 회전하게 된다. 디스크(100)의 회전에 따라 디스크 사이트(200)도 회전하게 되므로, 이러한 발광부(310), 수광부(350)에 의한 웨이퍼의 감지는 디스크(100)에 배치된 디스크 사이트(200)들 전체에 걸쳐 이루어지게 된다. 즉, 각각의 디스크 사이트(200)들에 설치된 리프트 핀을 위한 관통홀(210)들은 디스크(100)의 회전에 의해서 발광부(310), 수광부(350) 사이에 지나는 궤적을 가지게 되므로, 발광부(310)와 수광부(350)에 의한 광센서부는 전체 디스크 사이트(200)들의 웨이퍼 장착 유무를 감지하게 된다.The disk 100 rotates at a high speed, for example, about 1200 ± 50 RPM during the ion implantation process. Since the disk site 200 is also rotated in accordance with the rotation of the disk 100, the detection of the wafer by the light emitting unit 310 and the light receiving unit 350 is applied to all of the disk sites 200 disposed on the disk 100. Will be done across. That is, the through holes 210 for the lift pins installed in the respective disc sites 200 have a trajectory between the light emitting unit 310 and the light receiving unit 350 by the rotation of the disk 100. The optical sensor unit by the 310 and the light receiving unit 350 detects whether the entire disk sites 200 are wafer mounted.

일반적으로 이온 주입 과정을 진행하기 전에 빔 커런트(beam current) 량 및 빔 커런트의 균일도(uniformity) 등을 확인하기 위해서 디스크(100)는 대략 24RPM 정도로 저회전하는 동작을 먼저 수행한다. 즉, 프로파일링(profiling) 과정을 수행하게 된다.In general, in order to check the amount of beam current and uniformity of the beam current before proceeding with the ion implantation process, the disk 100 performs an operation of low rotation of about 24 RPM. That is, the profiling process is performed.

도 3을 참조하면, 이온 주입 장비의 주 제어부(410)에서 프로파일링 과정을 수행할 것을 지시하면, 이온 주입 도즈 제어부(implant dose controller part:430)는 라이트 링크(light link)로 수신된 프로파일링 신호를 전기적인 신호로 바꿔 회전/플립 제어부(spin/flip control part:440)로 보내게 된다. 이러한 전기적 신호를 병렬로 광센서 제어부(450)에 연결하여 광센서부(300)를 동작시키게 된다.Referring to FIG. 3, when the main controller 410 of the ion implantation equipment is instructed to perform a profiling process, the implant dose controller part 430 may profile the received light link. The signal is converted into an electrical signal and sent to a spin / flip control part (440). The electrical signal is connected to the optical sensor controller 450 in parallel to operate the optical sensor unit 300.

광센서부(300)의 발광부(도 2의 310) 및 수광부(350)에서 감지 신호를 광센서 제어부(450)로 보내게 된다. 광센서 제어부(450)는 광센서부(300)에서 보내준 감지 신호에 따라 웨이퍼가 디스크 사이트(200) 상에 없다고 판단되면, 디스크 회전 파워 인터락부(460)를 가동하게 되고, 인터락부(460)의 가동에 의해서디스크(100)는 회전을 중단하게 된다. 이러한 디스크 사이트(200) 상에 웨이퍼가 유지되는 지의 유무는 수광부(350)에서 광이 감지되는 지의 유무로 판단된다.The light emitting unit 310 of FIG. When the optical sensor controller 450 determines that the wafer is not on the disk site 200 according to the detection signal sent from the optical sensor unit 300, the optical sensor controller 450 operates the disk rotation power interlock unit 460 and the interlock unit 460. By the operation of the disk 100 is to stop the rotation. Whether the wafer is held on the disk site 200 is determined whether light is detected by the light receiving unit 350.

도 2를 다시 참조하면, 발광부(310)에서 방출된 광은 리프트 핀을 위한 관통홀(210)을 지나게 된다. 그런데, 디스크 사이트(200) 상에 웨이퍼가 장착된 채로 유지되면, 관통홀(210)을 지난 광은 웨이퍼에 부딪히게 되어 수광부(350)에서 검출되지 못하게 된다. 따라서, 디스크 사이트(200)로부터 웨이퍼가 이탈되는 비정상 상태에서만 수광부(350)에 발광부(310)에서 방출된 감지 광이 감지된다. 따라서, 수광부(350)에의 광의 감지는 곧 불량의 발생을 의미하며, 이러한 감지 신호에 의해서 인터락부(도 3의 460)가 작동하여 디스크(100)의 회전을 멈추게 한다.Referring back to FIG. 2, the light emitted from the light emitting unit 310 passes through the through hole 210 for the lift pin. However, when the wafer remains on the disk site 200, the light passing through the through hole 210 hits the wafer and is not detected by the light receiving unit 350. Therefore, the sensing light emitted from the light emitting unit 310 is sensed by the light receiving unit 350 only in an abnormal state in which the wafer is separated from the disk site 200. Therefore, the detection of the light to the light receiving unit 350 means the occurrence of a failure, and the interlock unit 460 of FIG. 3 operates by this detection signal to stop the rotation of the disk 100.

이와 같은 디스크(100) 회전 동작에 대한 감지 및 인터락 시스템을 구성함으로써, 디스크(100)가 회전하는 과정에 발생될 수 있는 웨이퍼 이탈을 효과적으로 감지할 수 있다. 또한, 이러한 감지에 의해서 디스크(100)의 회전 동작을 곧바로 중단시킬 수 있어, 어느 하나의 디스크 사이트(200)로부터 이탈된 웨이퍼에 의해서 다른 정상적으로 장착되어 유지되는 웨이퍼들에 불량이 대량으로 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다.By configuring the detection and interlock system for the disk 100 rotation operation, it is possible to effectively detect the wafer departure that may occur during the rotation of the disk 100. In addition, the sensing operation can immediately stop the rotation operation of the disk 100, so that a large amount of defects are generated in the wafers that are normally mounted and held by the wafer separated from one disk site 200. It can prevent it beforehand.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail through the specific Example, this invention is not limited to this, It is clear that the deformation | transformation and improvement are possible by the person of ordinary skill in the art within the technical idea of this invention.

상술한 본 발명에 따르면, 디스크가 회전할 때, 어느 하나의 디스크 사이트로부터 이탈될 수 있는 웨이퍼로부터 다른 정상적인 상태를 유지하고 있는 웨이퍼들에 불량이 발생되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 이온 주입 장비가 배치 형태라 웨이퍼 깨짐이 발생할 때, 다른 웨이퍼들이 실리콘 오염으로 파티클(particle)에 오염되어 사용할 수 없게 되는 불량을 방지할 수 있다.According to the present invention described above, it is possible to effectively prevent the occurrence of defects in the wafers that maintain the other normal state from the wafer which can be detached from any one of the disk sites when the disk is rotated. Therefore, when the wafer is broken due to the ion implantation equipment, it is possible to prevent defects in which other wafers are contaminated with particles due to silicon contamination and become unusable.

Claims (1)

디스크 상에 다수 설치되고 관통홀을 가지며 웨이퍼가 장착되는 디스크 사이트;A disk site installed on the disk and having a through hole and mounted on the disk; 상기 디스크 사이트의 관통홀에 정렬되어 상기 관통홀을 통과할 감지 광을 방출하는 발광부와 상기 발광부에 대향되는 위치에서 상기 감지 광을 감지하는 수광부를 포함하는 광센서부; 및An optical sensor unit arranged in a through hole of the disc site and including a light emitting unit emitting a detection light to pass through the through hole and a light receiving unit sensing the detection light at a position opposite to the light emitting unit; And 상기 수광부에서 감지 광이 감지될 때 상기 디스크의 회전 동작을 중지시키는 인터락부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입 장비의 디스크 회전 동작을 인터락하는 시스템.And an interlock unit configured to stop the rotation operation of the disk when the detection light is sensed by the light receiving unit.
KR1020020029612A 2002-05-28 2002-05-28 Interlock system for disc spin operation in implant equipment KR20030091531A (en)

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