KR20050000150A - 웨이퍼 감지 수단을 갖는 반도체 장비 - Google Patents

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Abstract

웨이퍼 감지 수단을 갖는 반도체 장비를 제공한다. 이 반도체 장비는 챔버 및 챔버 내에 배치된 웨이퍼 척을 구비한다. 웨이퍼 척 내에 복수개의 리프트 핀들이 배치된다. 웨이퍼 척에 웨이퍼를 로딩 또는 언로딩시키는 웨이퍼 이송 수단이 배치된다. 챔버 내에 웨이퍼의 수평 상태를 감지하는 적어도 하나의 웨이퍼 감지 수단이 배치된다. 웨이퍼 감지 수단에 의하여 웨이퍼 척 상에 위치하는 웨이퍼의 수평상태를 감지한다. 따라서, 웨이퍼의 파손 또는 웨이퍼와 웨이퍼 척간의 오정렬로 야기될 수 있는 웨이퍼의 기울어짐 현상을 감지할 수 있다. 그 결과, 추가적인 파손등을 억제하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

Description

웨이퍼 감지 수단을 갖는 반도체 장비{Semiconductor apparatus having a means detecting wafers}
본 발명은 반도체 소자의 제조에 사용되는 반도체 장비에 관한 것으로, 특히, 웨이퍼 감지 수단을 갖는 반도체 장비에 관한 것이다.
반도체 소자의 제조에 사용되는 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 함)는 여러가지 요인들에 의하여 파손(broken)될 수 있다. 즉, 반도체 장비와 웨이퍼의 오정렬 또는 웨이퍼의 주변환경(예,온도, 압력등)등에 의하여 웨이퍼가 파손될 수 있다. 이에 따라, 생산성이 저하될 수 있다. 이에 더하여, 상기 웨이퍼가 파손될 경우, 후속의 오염에 의하여 더 많은 웨이퍼들이 오염될 수 있다. 다시 말해서, 소정의 반도체 장비내에서 웨이퍼가 파손될 경우, 상기 반도체 장비가 오염된다. 상기 오염된 반도체 장비는 후속의 웨이퍼들을 오염시키고, 상기 오염된 웨이퍼들은 다른 반도체 장비들을 오염시킬 수 있다.
한편, 반도체 장비들 중 일부는 웨이퍼가 로딩되는 웨이퍼 척들을 갖는다. 일반적으로, 상기 웨이퍼 척에는 웨이퍼가 낱장으로 로딩된다. 상기 웨이퍼 척은 반도체 공정이 수행되는 공정 챔버내에 배치될 수 있으며, 상기 공정 챔버에 연결된 버퍼 공간들, 예컨대, 로드락 챔버등의 내부에 배치될 수도 있다.
도 1은 종래의 웨이퍼 척을 갖는 반도체 장비를 나타내는 개략도이다.
도 1을 참조하면, 반도체 공정이 수행되는 공정 챔버(1)가 배치되고, 상기 공정 챔버(1)의 일측에 로드락 챔버(2)가 연결된다. 상기 로드락 챔버(2) 내에 웨이퍼 척(3)이 배치되고, 상기 웨이퍼 척(3) 내에 리프트 핀들(4)이 배치된다. 상기 리프트 핀들(4)은 상하운동이 가능하다. 상기 웨이퍼 척(3)의 상부에 광센서(5)가 배치된다. 상기 광센서(5)는 상기 웨이퍼 척(3) 상에 웨이퍼(10)의 존재유무를 확인하는 수단이다. 상기 광센서(5)는 상기 웨이퍼 척(3) 상부면의 일부에 빛을 주사함으로써, 상기 웨이퍼 척(3) 상에 웨이퍼(10)의 존재유무를 확인힌다. 웨이퍼(10)를 상기 웨이퍼 척(3)에 로딩 또는 언로딩시키는 로봇 암(6)이 배치된다.
상술한 구조의 반도체 장비의 동작방법을 간략히 설명한다. 상기 광센서(5)는 상기 웨이퍼 척(3) 상에 웨이퍼(10)의 존재유무를 확인한다. 상기 웨이퍼 척(3)에 웨이퍼(10)가 로딩되면, 상기 광센서(5)는 상기 웨이퍼(10)의 존재를 확인한다. 이어서, 상기 로드락 챔버(2)의 환경(ex,온도 또는 압력등)을 상기 공정 챔버(1)의그것에 근접 또는 동일하게 변화시킨다. 이때, 상기 환경의 변화등으로 인하여, 웨이퍼(10)가 파손될 수 있다. 이와는 다르게, 상기 웨이퍼(10)와 상기 웨이퍼 척(3)이 오정렬될 수 있다.
이어서, 상기 리프트 핀들(4)이 상승하여 상기 웨이퍼(10)를 상기 웨이퍼 척(3)으로 부터 이격시킨다. 이때, 웨이퍼(10)가 파손되어 기울어지거나, 상기 오정렬에 의하여 웨이퍼(10)가 기울어질지라도, 상기 광센선(5)는 상기 웨이퍼(10)가 존재하는 것만을 확인할 수 있다. 이에 따라, 상기 로봇 암(6)이 동작하여 상기 기울어진 웨이퍼(10)와 충돌하여 웨이퍼(10)의 2차 파손 또는 웨이퍼의 1차 파손이 발생할 수 있다. 상기 웨이퍼(10)의 2차 파손은 기 파손된 웨이퍼(10)가 상기 로봇 암(6)과 충돌하여 두번째 파손됨을 말하고, 상기 웨이퍼(10)의 1차 파손은 오정렬로 기울어진 웨이퍼(10)가 상기 로봇 암(6)과 충돌하여 파손됨을 말한다. 상기 웨이퍼(10)의 2차 파손 또는 1차 파손등으로 인하여 상기 로드락 챔버(1) 내부는 심각하게 오염될 수 있다. 그 결과, 생산성이 크게 저하될 수 있다.
한편, 웨이퍼 척을 갖는 반도체 장비들 중, 웨이퍼 척이 배치된 챔버 내에 웨이퍼 감지 수단이 존재하지 않는 경우도 있다. 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 종래의 다른 반도체 장비를 나타내는 개략도이다.
도 2를 참조하면, 공정이 수행되는 공정 챔버(30)가 배치되고, 상기 공정 챔버(30) 내에 웨이퍼 척(31)이 배치된다. 상기 웨이퍼 척(31)을 관통하는 리프트 핀들(32)이 배치된다. 상기 리프트 핀들(32)은 지지대(33) 상에 연결되고, 상기 지지대(33)는 고정될 수 있다. 상기 웨이퍼 척(31)은 상기 리프트 핀들(32)을 따라 상하 운동이 가능하다. 상기 웨이퍼 척(31)으로 웨이퍼(10)를 로딩 또는 언로딩하는 로봇 암(34)이 배치된다.
통상적으로, 웨이퍼(10)는 상기 공정 챔버(30)에 일측에 연결된 버퍼 챔버(미도시함) 내에서 정렬되어 상기 공정 챔버(30)로 인입된다. 이에 따라, 상기 공정 챔버(30) 내에는, 웨이퍼(10)를 감지하는 수단이 존재하지 않을 수 있다. 이에 따라, 반도체 공정이 완료된 후에, 웨이퍼(10)가 상기 웨이퍼 척(31)과 오정렬되거나, 파손될지라도, 상기 웨이퍼 척(31)이 하강하여 상기 리프트 핀들(32)이 돌출된다. 그 결과, 기울어진 상태의 웨이퍼(10)가 상기 로봇 암(34)과 충돌하여 추가적으로 파손될 수 있다. 결과적으로, 상기 공정 챔버(30) 내부가 오염되거나 오염이 가중되어 생산성이 저하될 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 웨이퍼의 추가적인 파손등을 방지하여 오염을 억제할 수 있는 웨이퍼 감지 수단을 갖는 반도체 장비를 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 웨이퍼 척을 갖는 반도체 장비를 나타내는 개략도이다.
도 2는 종래의 다른 반도체 장비를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장비를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 A 방향에서 본 측면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 장비를 나타내는 도면이다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 웨이퍼 감지 수단을 갖는 반도체 장비를 제공한다. 이 반도체 장비는 챔버 및 상기 챔버 내에 배치된 웨이퍼 척을 포함한다. 상기 웨이퍼 척 내에 복수개의 리프트 핀들이 배치된다. 상기 웨이퍼 척에 웨이퍼를 로딩 또는 언로딩시키는 웨이퍼 이송 수단이 배치된다. 상기 챔버 내에 상기 웨이퍼의 수평 상태를 감지하는 적어도 하나의 웨이퍼 감지 수단이 배치된다.
구체적으로, 상기 챔버는 로드락 챔버 또는 공정 챔버일 수 있다. 상기 웨이퍼 척은 고정되고, 상기 리프트 핀들은 상하운동이 가능할 수 있다. 이와는 다르게, 상기 리프트 핀들은 고정되고, 상기 웨이퍼 척이 상기 리프트 핀들을 따라 상하운동이 가능할 수 있다. 상기 웨이퍼 감지 수단은 상기 웨이퍼 척의 상부면과 평행하게 빛을 주사하는 광센서인 것이 바람직하다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
(제1 실시예)
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장비를 나타내는 도면이며, 도 4는 도 3의 A 방향에서 본 측면도이다. 도 4에 있어서, 참조부호 "a"는 웨이퍼의 정상적인 상태를 나타내고, 참조부호 "b"는 웨이퍼가 기울어진 상태를 나타낸다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장비는 로드락 챔버(101)를 구비한다. 상기 로드락 챔버(101)의 일측에는 소정의 반도체 공정이 수행되는 공정 챔버(미도시함)가 연결될 수 있다. 상기 공정 챔버는 플라즈마 화학기상증착 공정(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition process)을 수행할수 있다. 상기 로드락 챔버(101)는 상기 공정 챔버의 환경(ex, 온도 또는 압력등)과 상기 반도체 장비의 외부 환경간의 버퍼역활을 할 수 있다. 즉, 상기 로드락 챔버(101)에 웨이퍼(150)가 인입되면, 상기 로드락 챔버(101) 내부의 환경은 상기 공정 챔버의 환경에 근접하거나, 동일한 수준으로 서서히 변경된다.
상기 로드락 챔버(101) 내에 웨이퍼 척(105)이 배치된다. 상기 웨이퍼 척(105)은 상기 로드락 챔버(101) 내에 고정될 수 있다. 상기 웨이퍼 척(105) 내에 적어도 3개의 리프트 핀들(110)이 배치된다. 상기 웨이퍼 척(105)은 고정되고, 상기 리프트 핀들(110)은 상하 운동이 가능하여 상기 웨이퍼 척(105)의 상부면으로 부터 돌출되거나, 상기 웨이퍼 척(105) 내에 위치할 수 있다. 이와는 다르게, 리프트 핀들(110)이 고정되고, 상기 웨이퍼 척(105)이 상기 리프트 핀들(110)을 따라 상하운동할 수 있다. 상기 웨이퍼 척(105)에 웨이퍼(150)를 로딩 또는 언로딩시키는 웨이퍼 이송 수단(115)이 배치된다. 상기 웨이퍼 이송 수단(115)은 로봇 암일 수 있다. 상기 웨이퍼 이송 수단(115)은 웨이퍼(150)를 상기 웨이퍼 척(105)과 상기 공정 챔버간, 또는 상기 웨이퍼 척(105)과 상기 로드락 챔버(101)의 외부 간에 이동시킬 수 있다. 상기 웨이퍼 이송 수단(115)은 로드락 챔버(101) 내에 배치될 수 있다.
상기 웨이퍼 척(105)의 일측에 적어도 하나의 웨이퍼 감지 수단(120)이 배치된다. 상기 웨이퍼 감지 수단(120)은 상기 웨이퍼 척(105) 상에 로딩 또는 언로딩되는 웨이퍼(150)의 수평 상태를 감지하는 수단이다. 상기 웨이퍼 감지 수단(120)은 상기 웨이퍼 척(105)의 상부면과 평행한 방향으로 소정의 빛(ex, 레이져)을 주사하는 광센서인 것이 바람직하다. 상기 웨이퍼 감지 수단(120)은 상기 빛을 상기 웨이퍼 척(105)의 상부로 주사할 수 있다. 특히, 상기 주사되는 빛은 상기 리프트 핀들(110)이 상승된 최고점과 상기 웨이퍼 척(110)의 상부면 사이로 주사될 수 있다.
상술한 구조의 반도체 장비에 있어서, 상기 웨이퍼 감지 수단(120)은 상기 웨이퍼 척(105) 상에 위치한 웨이퍼(150)의 수평상태를 감지한다. 다시 말해서, 상기 리프트 핀들(110)이 상승하여 웨이퍼(150)가 상기 웨이퍼 척(105)으로 부터 이격시, 웨이퍼가(110)가 정상적인 상태(a)로 이격되면, 상기 웨이퍼 감지 수단(120)에서 주사되는 빛은 웨이퍼(110)를 감지하지 못한다. 이와는 달리, 웨이퍼(150)가 기울어져 상태(b)가 발생할 경우, 상기 웨이퍼 감지 수단(120)에서 주사되는 빛은 상기 기울어진 웨이퍼(110)를 감지한다. 따라서, 후속으로 이어지는 상기 웨이퍼 이송 수단(115)의 동작을 멈출수 있다. 상기 기울어진 상태(b)는 웨이퍼(150)의 파손 또는, 웨이퍼(150)와 상기 웨이퍼 척(105) 간의 오정렬로서 야기될 수 있다.
결과적으로, 종래의 웨이퍼가 기울어지는 현상이 발생할지라도, 상기 웨이퍼 감지 수단(120)에 의하여 이를 감지할 수 있다. 따라서, 종래의 추가적인 웨이퍼의 파손등을 방지함으로써, 반도체 장비의 오염 또는 오염의 가중을 억제할 수 있다. 그 결과, 생산성을 향상시킬 수 있다.
(제2 실시예)
본 발명의 다른 실시예에서는, 상술한 웨이퍼 감지 수단이 장착된 다른 반도체 장비를 보여준다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 장비를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 장비는 소정의 반도체 공정이 수행되는 공정 챔버(201)를 포함한다. 상기 소정의 반도체 공정은 고밀도 플라즈마 화학기상증착 공정(High Density Plasma Chemical Vapor Depostion process)일 수 있다. 상기 공정 챔버(201) 내에 웨이퍼 척(205)이 배치된다. 상기 웨이퍼 척(205)을 관통하는 적어도 3개의 리프트 핀들(210)이 배치된다. 상기 리프트 핀들(210)은 지지대(213) 상에 연결된다. 상기 지지대(213) 및 리프트 핀들(210)은 고정되고, 상기 웨이퍼 척(205)은 상기 리프트 핀들(210)을 따라 상하운동이 가능할 수 있다. 이와는 달리, 상기 지지대(213) 및 상기 리프트 핀들(210)이 상하운동이 가능하고, 상기 웨이퍼 척(205)이 고정될 수도 있다.
상기 웨이퍼 척(205) 상부면의 가장자리 상에 가이드 링(207)이 배치될 수 있다. 상기 가이드 링(207)은 웨이퍼(250)가 상기 웨이퍼 척(205)의 상부면에 로딩된 후에, 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 물론, 상기 가이드 링(207)은 생략될 수도 있다. 반도체 공정이 진행되는 동안, 웨이퍼(250)는 전기력을 이용하여 상기 웨이퍼 척(205)에 고정될 수 있다. 다시 말해서, 웨이퍼(250)에 양극 및 음극 중 선택된 하나를 인가하고, 상기 웨이퍼 척(205)에 다른 하나를 인가하여 웨이퍼(250)는 상기 웨이퍼 척(205)에 전기력을 이용하여 고정될 수 있다.
상기 웨이퍼 척(205)의 일측에 적어도 하나의 웨이퍼 감지 수단(220)이 배치된다. 상기 웨이퍼 감지 수단(220)은 상기 웨이퍼 척(205)의 상부면과 평행하게 소정의 빛을 주사하는 광센서인 것이 바람직하다. 상기 웨이퍼 감지 수단(220)은 웨이퍼(250)가 상기 웨이퍼 척(205)으로 부터 이격시, 웨이퍼(250)의 하부면과 상기 웨이퍼 척(205)의 상부면 사이로 상기 빛을 주사할 수 있다.
상기 웨이퍼 척(205) 상에 위치한 웨이퍼(250)의 파손 또는 웨이퍼(250) 및 웨이퍼 척(205)간의 오정렬등으로, 웨이퍼(250)가 기울어질지라도, 상기 웨이퍼 감지 수단(220)이 이를 감지한다. 이에 따라, 종래의 추가적인 웨이퍼의 파손등을 방지할 수 있다. 그 결과, 반도체 장바의 오염 또는 오염의 가중을 억제하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
웨이퍼(250)를 상기 웨이퍼 척(205)에 로딩 또는 언로딩시키는 웨이퍼 이송 수단(225)이 배치된다. 상기 웨이퍼 이송 수단(225)은 로봇 암일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 장비는 웨이퍼 척 상에 위치한 웨이퍼의 수평 상태를 감지하는 웨이퍼 감지 수단을 갖는다. 이에 따라, 종래의 웨이퍼의 파손 또는 웨이퍼와 상기 웨이퍼 척간의 오정렬등으로 인하여 웨이퍼가 기울어질지라도, 상기 웨이퍼 감지 수단이 이를 감지할 수 있다. 그 결과, 종래의 웨이퍼의 추가적인 파손등을 방지하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 챔버;
    상기 챔버 내에 배치된 웨이퍼 척;
    상기 웨이퍼 척 내에 배치된 복수개의 리프트 핀들;
    상기 웨이퍼 척에 웨이퍼를 로딩 또는 언로딩시키는 웨이퍼 이송 수단; 및
    상기 챔버 내에 배치되되, 상기 웨이퍼의 수평상태를 감지하는 적어도 하나의 웨이퍼 감지 수단을 포함하는 반도체 장비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버는 로드락 챔버 또는 공정 챔버인 것을 특징으로 하는 반도체 장비.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 척은 고정되고, 상기 리프트 핀들이 상하운동이 가능한 것을 특징으로 하는 반도체 장비.
  4. 제 1 항에 있이서,
    상기 리프트 핀들은 고정되고, 상기 웨이퍼 척은 상기 리프트 핀들을 따라 상하 운동이 가능한 것을 특징으로 하는 반도체 장비.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 감지 수단은 상기 웨이퍼 척의 상부면과 평행하게 빛을 주사하는 광센서인 것을 특징으로 하는 반도체 장비.
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KR20200070672A (ko) * 2018-12-10 2020-06-18 주식회사 원익아이피에스 기판처리시스템, 기판처리시스템의 기판이송방법

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