KR200464469Y1 - 반도체 제조 장치 - Google Patents

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KR200464469Y1 KR2020100004713U KR20100004713U KR200464469Y1 KR 200464469 Y1 KR200464469 Y1 KR 200464469Y1 KR 2020100004713 U KR2020100004713 U KR 2020100004713U KR 20100004713 U KR20100004713 U KR 20100004713U KR 200464469 Y1 KR200464469 Y1 KR 200464469Y1
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Abstract

반도체 제조 장치를 제공한다. 웨이퍼가 실장되는 웨이퍼 로딩부를 제공하고, 웨이퍼 이송용 로봇 암을 포함하는 이송부를 제공하고, 광원 및 스펙트로미터를 포함하는 광 발광 측정부를 제공하고, 웨이퍼 상에 웨이퍼에 대한 정보를 기록하는 레이저 마킹부를 제공한다.

Description

반도체 제조 장치{SEMICONDUCTOR MANUFACTURING APPARATUS}
본 고안은 반도체 제조 장치에 관련된 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체의의 광 발광을 측정하고, 웨이퍼에 인식 부호를 마킹할 수 있는 제조 장치에 관한 것이다.
발광 소자(Light Emitting Diode: LED)는 P-N 접합 다이오드의 일종으로 순 방향으로 전압이 걸릴 때 발광층으로 사용된 물질의 특성에 따른 파장의 빛이 방출되는 현상인 전기발광효과(electroluminescence)를 이용한 반도체 소자로서, 발광 소자로부터 방출되는 빛의 파장은 사용되는 소재의 밴드 갭 에너지(Bandgap Energy, Eg)에 의해 결정된다. 발광 소자 기술의 초기에는 주로 적외선과 적색광을 방출할 수 있는 발광소자가 개발되었으며, 청색 LED는 1993년에 니치아(Nichia) 화학의 Nakamura가 GaN를 이용하여 청색광을 생성할 수 있음을 발견한 이후, 본격적으로 연구되고 있다. 백색은 적색, 녹색 및 청색의 조합을 통해 만들 수 있다. 따라서, 상기 GaN에 기반한 청색 발광소자의 개발은, 이미 개발되었던 적색 및 녹색 발광 소자들과 함께, 백색 발광소자의 구현을 가능하게 하였다.
발광(luminescence)이란 외부 에너지에 의하여 물질 내의 고유한 전자 상태간의 전이(transition)에 의해 흡수된 에너지를 빛 형태로 방출하면서 원래의 평형 상태로 되돌아가는 물리적 현상을 말한다. 특히, 광 발광(Photoluminescence: PL)은 전자를 여기시키는 외부 에너지로 빛이 사용된다. 이러한 광 발광을 측정함으로써, 샘플의 밴드갭 에너지, 샘플의 결함을 측정할 수 있다.
본 고안이 해결하고자 하는 과제는 반도체의 광 발광의 측정과 웨이퍼 인식 부호의 마킹을 함께 수행할 수 있는 장치를 제공하는데 있다.
본 고안이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 기술적 과제들을 해결하기 위한 반도체 제조 장치를 제공한다. 이 장치는 웨이퍼가 실장되는 웨이퍼 로딩부, 웨이퍼 이송용 로봇 암을 포함하는 이송부, 광원 및 스펙트로미터를 포함하는 광 발광 측정부, 및 상기 웨이퍼 상에 상기 웨이퍼에 대한 정보를 기록하는 레이저 마킹부를 포함한다. 상기 반도체 제조 장치는 웨이퍼의 방향을 정렬할 수 있는 플랫 존 정렬기를 더 포함할 수 있다.
본 고안의 일 실시예에 있어서, 상기 플랫 존 정렬기는 센서 및 회전 가능한 롤러를 포함하는 반도체 제조 장치.
본 고안의 다른 실시예에 있어서, 상기 레이저 마킹부는 마킹에 의한 파티클을 제거하는 가스 분사 노즐을 더 포함하는 반도체 제조 장치.
본 고안의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 광 발광 측정부는 상기 웨이퍼 로딩부, 상기 이송부 및 상기 레이저 마킹부와 차단벽에 의하여 분리되어 있다. 상기 차단벽은 웨이퍼가 이송될 수 있는 윈도우를 포함한다.
반도체의 광 발광 측정과 웨이퍼 인식 부호의 마킹을 함께 수행할 수 있다. 따라서, 공정 단축, 생산 시간 단축 및 생산비 절감 효과를 거둘 수 있다. 또한 차단벽에 의하여 광 발광 측정부로 오염 물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 평면도이다.
도 2은 본 고안의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 공정 흐름도이다.
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 플랫 존 정렬기의 평면도이다.
도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 레이저 마킹부의 개략도이다.
도 5는 본 고안의 일 실시예에 따른 광 발광 측정부의 개략도이다.
도 6은 본 고안의 일 실시예의 변형예에 따른 반도체 제조 장치의 공정 흐름도이다.
도 7은 본 고안의 다른 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 평면도이다.
도 8은 본 고안의 다른 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 공정 흐름도이다.
도 9는 본 고안의 다른 실시예에 따른 레이저 마킹부의 개략도이다.
본 고안의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 고안은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 고안의 개시가 완전하도록 하고, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 고안의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 고안은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서, 한 구성이 다른 구성"상"에 있다고 언급되는 경우에, 그 다른 구성은 한 구성상에 직접 제공될 수 있거나 또는 그들 사이에 또 다른 구성이 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제 1, 제 2, 제 3 등의 용어가 하나의 구성 또는 공정 단계를 기술하기 위해서 사용되었지만, 이는 단지 어느 하나의 구성 또는 공정 단계를 다른 구성 또는 다른 공정 단계와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이며, 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안된다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 고안을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 고안의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 고안의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 고안의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.
이하, 도면들을 참조하여 본 고안의 실시예들에 따른 반도체 제조 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 6은 본 고안의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 반도체 제조 장치(1000)에 웨이퍼(101)가 로딩된다(S101). 상기 웨이퍼(101)는 사파이어 기판에 반도체층이 형성된 웨이퍼일 수 있다. 상기 반도체층은 LED반도체층일 수 있다. 상기 반도체 제조 장치(1000)는 웨이퍼 로딩부(110)를 포함할 수 있다. 상기 웨이퍼 로딩부(110)는 복수 개의 웨이퍼가 실장된 카세트일 수 있다. 이송부(120)에 의하여 상기 웨이퍼(101)가 이송된다. 상기 이송부(120)는 로봇 암(121)을 포함할 수 있다. 상기 로봇 암(121)의 단부에 웨이퍼 수용부(122)가 제공될 수 있다. 상기 웨이퍼 수용부(122)는 상기 웨이퍼(101)를 위 및 아래에서 파지하는 형상일 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하여, 상기 웨이퍼(101)는 상기 이송부(120)에 의하여 플랫 존 정렬기(130)로 이송될 수 있다. 상기 플랫 존 정렬기(130)는 상기 웨이퍼(101)의 플랫 존(plat zone)을 정렬할 수 있다(S102). 상기 웨이퍼(101)의 플랫 존(plat zone)은 웨이퍼의 결정 방향 및 종류를 나타낼 수 있다. 상기 플랫 존 정렬기(130)는 상기 웨이퍼(101)를 회전시킬 수 있는 롤러(132)를 포함할 수 있다. 상기 롤러(132)가 상기 웨이퍼(101)를 회전시키는 동안, 센서(131)가 상기 웨이퍼(101)의 플랫 존을 감지할 수 있다. 상기 센서(131)는 상기 플랫 존을 감지할 수 있는 레이저 센서 또는 기계식 센서일 수 있다. 플랫 존이 소정의 방향으로 배열된 경우 상기 롤러(132)의 회전을 정지하여 상기 웨이퍼(101)를 정렬할 수 있다. 상기 웨이퍼(101)는 상기 웨이퍼 수용부(122)에 안착된 상태로 정렬되거나, 상기 플랫 존 정렬기(130)의 수용부(미도시)에 안착된 상태로 정렬될 수 있다.
도 1 내지 도 2 및 도 4를 참조하여, 상기 웨이퍼(101)는 상기 이송부(120)에 의하여 레이저 마킹부(140)로 이송될 수 있다. 상기 레이저 마킹부(140)는 레이저 조사부(141)를 포함할 수 있다. 상기 레이저 조사부(141)는 상기 웨이퍼(101)에 웨이퍼를 구분할 수 있는 인식 부호를 마킹할 수 있다(S103). 상기 레이저 조사부(141)는 Nd/YAG레이저를 광원으로 할 수 있다. 상기 레이저 마킹부(140)는 가스 노즐(143)을 더 포함할 수 있다. 상기 가스 노즐(143)은 레이저 마킹에 의하여 발생된 파티클을 상기 웨이퍼(101)로부터 제거할 수 있다. 상기 가스 노즐(143)은 모터(M)에 연결될 수 있다. 상기 레이저 마킹부(140)는 상기 파티클을 흡수할 수 있는 흡입구(미도시)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 웨이퍼(101)는 상기 웨이퍼 수용부(122)에 안착된 상태로 인식 부호가 마킹되거나, 상기 레이저 마킹부(140) 내의 수용부(142)에 안착된 상태로 마킹될 수 있다.
도 1 내지 2 및 도 5를 참조하여, 상기 웨이퍼(101)는 상기 이송부(120)에 의하여 광 발광 측정부(150)로 이송될 수 있다. 상기 광 발광 측정부(150)는 상기 웨이퍼(101)의 광 발광(Photoluminescence: 이하 PL)을 측정할 수 있다(S104). 상기 광 발광 측정부(150)에 의하여 상기 웨이퍼(101)의 반도체층의 밴드갭 또는 결함을 측정할 수 있다. 상기 광 발광 측정부(150)는 제 1 광원(152)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 광원(152)은 측정 반도체층의 밴드갭 이상의 에너지를 갖는 레이저 광원일 수 있다. 일 예로, 상기 제 1 광원(152)은 He-Ne레이저, Ar레이저, He-Cd레이저 광원일 수 있다. 상기 제 1 광원(152)으로부터 발생한 빛은 추가로 제 1 광학부(153)를 통과할 수 있다. 상기 제 1 광학부(153)는 상기 제 1 광원(152)으로부터 조사된 빛의 초점을 맞출 수 있다. 일 예로, 상기 제 1 광학부(153)는 렌즈일 수 있다.
상기 제 1 광원(152)으로부터 조사된 빛은 상기 웨이퍼(101)에 입사되어 PL을 발생시킨다. 상기 PL은 스펙트로미터(154)에서 탐지될 수 있다. 상기 스펙트로미터(154)는 상기 PL의 파장 및 강도를 측정할 수 있다. 상기 PL을 수용하기 위한 광도파로(optical waveguide)(155)가 상기 스펙트로미터(154)에 부착될 수 있다. 상기 PL은 제 2 광학부(156)를 통하여 상기 스펙트로미터(154)로 입사될 수 있다. 상기 제 2 광학부(156)는 상기 PL의 초점을 맞출 수 있다. 일 예로, 상기 제 2 광학부(156)는 렌즈일 수 있다.
상기 광 발광 측정부(150)는 데이터 처리부(157)를 포함할 수 있다. 상기 데이터 처리부(157)는 상기 스펙트로미터(154)로부터 전송된 데이터를 처리하여 상기 웨이퍼(101)의 각 영역별 광 발광을 측정할 수 있다. 상기 광 발광 측정부(150)는 X-Y스테이지(151)를 포함할 수 있다. 상기 X-Y스테이지(151)는 상기 웨이퍼(101)를 이송시켜 상기 웨이퍼(101)의 전체 면이 측정될 수 있도록 한다.
상기 광 발광 측정부(150)는 상기 웨이퍼 로딩부(110), 상기 이송부(120), 상기 플랫 존 정렬기(130) 및 상기 레이저 마킹부(140)와 차단벽(160)에 의하여 분리될 수 있다. 상기 차단벽(160)은 상기 광 발광 측정부(150)로 유입되는 오염 물질을 차단할 수 있다. 따라서, 광 발광이 보다 정확히 측정될 수 있다. 윈도우(161)가 상기 차단벽(160) 상에 형성될 수 있다. 상기 윈도우(161)는 상기 웨이퍼(101)가 상기 광 발광 측정부(150)로 이송되는 통로가 된다.
도 6은 본 고안의 일 실시예의 변형예에 따른 반도체 제조 장치의 공정 흐름도이다. 상기 일 실시예와 유사하게 상기 반도체 제조 장치(1000)에 상기 웨이퍼(101)가 로딩 된 후, 상기 플랫 존 정렬기(130)에 의해 상기 웨이퍼(101)의 플랫 존을 정렬 할 수 있다.(S201, S202). 본 고안의 변형예에 따른 반도체 제조 장치의 공정흐름도에 따르면, 상기 일 실시예의 공정 흐름도와는 달리 상기 광 발광 측정부(150)에 의한 상기 웨이퍼(101)의 광 발광 측정(S203)이 상기 레이저 마킹부(140)에 의한 상기 웨이퍼(101)의 인식 부호 마킹(S204) 보다 먼저 수행될 수 있다.
본 고안의 일 실시예에 따르면, 웨이퍼의 광 발광 측정과 함께 레이저 마킹을 수행할 수 있다. 또한, 웨이퍼를 한번 정렬한 후, 레이저 마킹 및 광 발광 측정을 할 수 있어 공정을 단순화할 수 있다. 광 발광 측정부와 다른 부분들 사이에 차단벽을 설치하여 오염 물질를 차단할 수 있다.
도 7 내지 도 9를 참조하여, 본 고안의 다른 실시예에 따른 반도체 제조 장치가 제공된다. 플랫 존 정렬기와 레이저 마킹부의 형태 차이를 제외하면 이 실시예는 앞의 실시예의 그것과 유사하다. 따라서, 설명의 간결함을 위해 중복되는 기술적 특징들에 대한 설명은 아래에서 생략된다.
도 7 및 도 8을 참조하여, 반도 제조 장치(1001)에 웨이퍼(101)가 로딩된다(S301). 상기 웨이퍼(101)는 사파이어 기판에 반도체층이 형성된 웨이퍼일 수 있다. 상기 반도체층은 LED반도체층일 수 있다. 상기 반도체 제조 장치(1001)는 웨이퍼 로딩부(110)를 포함할 수 있다. 이송부(120)에 의하여 상기 웨이퍼(101)가 이송된다. 상기 이송부(120)는 로봇 암(121)을 포함할 수 있다. 상기 로봇 암(121)의 단부에 웨이퍼 수용부(122)가 제공될 수 있다. 상기 웨이퍼 수용부(122)는 상기 웨이퍼(101)를 위 및 아래에서 파지하는 형상일 수 있다.
도 7 내지 도 9을 참조하여, 상기 웨이퍼(101)는 상기 이송부(120)에 의하여 레이저 마킹부(170)로 이송될 수 있다. 상기 레이저 마킹부(170)는 상기 웨이퍼(101)의 플랫존을 정렬하고 레이저 마킹을 수행할 수 있다(S302). 상기 레이저 마킹부(170)는 상기 웨이퍼(101)를 회전시킬 수 있는 롤러(172)를 포함할 수 있다. 상기 롤러(172)가 상기 웨이퍼(101)를 회전시키는 동안, 센서(171)가 상기 웨이퍼(101)의 플랫 존을 감지할 수 있다. 상기 센서(171)는 상기 플랫 존을 감지할 수 있는 레이저 센서 또는 기계식 센서일 수 있다. 플랫 존이 소정의 방향으로 배열된 경우 상기 롤러(172)의 회전을 정지하여 상기 웨이퍼(101)를 정렬할 수 있다. 상기 웨이퍼(101)는 상기 웨이퍼 수용부(122)에 안착된 상태로 정렬되거나, 상기 레이저 마킹부(170)의 수용부(미도시)에 안착된 상태로 정렬될 수 있다.
상기 레이저 마킹부(170)는 레이저 조사부(173)를 포함할 수 있다. 상기 레이저 조사부(173)는 상기 웨이퍼(101)에 웨이퍼를 구분할 수 있는 인식 부호를 마킹할 수 있다. 상기 레이저 조사부(173)는 Nd/YAG레이저를 광원으로 할 수 있다. 상기 레이저 마킹부(170)는 가스 노즐(174)을 더 포함할 수 있다. 상기 가스 노즐(174)은 레이저 마킹에 의하여 발생된 파티클을 상기 웨이퍼(101)로부터 제거할 수 있다. 상기 가스 노즐(174)은 모터(M)에 연결될 수 있다. 상기 레이저 마킹부(170)는 상기 파티클을 흡수할 수 있는 흡입구(미도시)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 웨이퍼(101)는 상기 이송부(120)에 의하여 광 발광 측정부(150)로 이송될 수 있다. 상기 광 발광 측정부(150)는 상기 웨이퍼(101)의 광 발광(Photoluminescence: 이하 PL)을 측정할 수 있다(S303). 상기 광 발광 측정부(150)에 의하여 상기 웨이퍼(101)의 반도체층의 밴드갭 또는 결함을 측정할 수 있다.
상기 광 발광 측정부(150)는 상기 웨이퍼 로딩부(110), 상기 이송부(120) 및 상기 레이저 마킹부(170)와 차단벽(160)에 의하여 분리될 수 있다. 상기 차단벽(160)은 상기 광 발광 측정부(150)로 유입되는 오염 물질을 차단할 수 있다. 따라서, 광 발광이 보다 정확히 측정될 수 있다. 윈도우(161)가 상기 차단벽(160) 상에 형성될 수 있다. 상기 윈도우(161)는 상기 웨이퍼(101)가 상기 광 발광 측정부(150)로 이송되는 통로가 된다.
본 고안의 다른 실시예에 따르면, 웨이퍼의 광 발광 측정과 함께 레이저 마킹을 수행할 수 있다. 또한, 웨이퍼의 플랫 존 정렬과 함께 레이저 마킹을 할 수 있어 공정을 단순화할 수 있다. 광 발광 측정부와 다른 부분 사이에 차단벽을 설치하여 오염 물질의 입자를 차단할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 설명하였지만, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 고안이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1000, 1001: 반도체 제조 장치 101: 웨이퍼
110: 웨이퍼 로딩부 120: 이송부
130: 플랫 존 정렬기 140, 170: 레이저 마킹부
150: 광 발광 측정부 160: 차단벽
161: 윈도우

Claims (10)

  1. 웨이퍼가 로딩되는 웨이퍼 로딩부;
    상기 웨이퍼의 광 발광을 측정하는 광 발광 측정부;
    상기 웨이퍼 상의 인식 부호를 마킹하는 레이저 마킹부; 및
    상기 웨이퍼 로딩부에 로딩된 상기 웨이퍼를 상기 광 발광 측정부 및 상기 레이저 마킹부로 이송하는 이송부를 포함하되,
    상기 광 발광 측정부는 상기 웨이퍼에 빛을 조사하는 광원과 상기 웨이퍼의 광 발광을 감지하는 스펙트로미터를 포함하고,
    상기 이송부는 상기 웨이퍼를 파지하는 로봇 암을 포함하고,
    상기 광 발광 측정부는 상기 웨이퍼 로딩부, 상기 이송부 및 상기 레이저 마킹부와 차단벽에 의하여 분리되고,
    상기 차단벽은 상기 웨이퍼가 이송될 수 있는 윈도우를 포함하는 반도체 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 이송부에 의해 이송된 상기 웨이퍼의 방향을 정렬할 수 있는 플랫 존 정렬기를 더 포함하는 반도체 제조 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 플랫 존 정렬기는 상기 레이저 마킹부 내에 제공되는 반도체 제조 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 플랫 존 정렬기는 센서 및 회전 가능한 롤러를 포함하는 반도체 제조 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 광 발광 측정부는 상기 웨이퍼를 이동시키는 스테이징 장치를 포함하는 반도체 제조 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 광원은 상기 웨이퍼 물질의 밴드갭 보다 큰 에너지의 레이저 광원을 포함하는 반도체 제조 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 광 발광 측정부는 상기 스펙트로미터로부터 전송되는 데이터를 처리하는 데이터 처리부를 포함하는 반도체 제조 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 레이저 마킹부는 마킹에 의한 파티클을 제거하는 가스 분사 노즐을 더 포함하는 반도체 제조 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
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