KR20050005031A - 녹화시스템을 갖는 반도체소자 제조설비 - Google Patents

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KR20050005031A KR1020030044148A KR20030044148A KR20050005031A KR 20050005031 A KR20050005031 A KR 20050005031A KR 1020030044148 A KR1020030044148 A KR 1020030044148A KR 20030044148 A KR20030044148 A KR 20030044148A KR 20050005031 A KR20050005031 A KR 20050005031A
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Abstract

본 발명은 밀폐 분위기를 이루는 반도체소자 제조설비 내에 웨이퍼의 이송 및 공정과정으로부터 웨이퍼의 위치 이탈에 따른 문제 발생의 원인을 규명할 수 있도록 하는 녹화시스템을 갖는 반도체소자 제조설비에 관한 것으로서, 이를 위한 특징적인 구성은, 밀폐 분위기를 이루는 챔버; 상기 챔버 내부의 웨이퍼 이송 영역을 촬영하는 카메라; 상기 카메라로부터 촬영한 이미지신호를 수신하여 저장하는 기록장치; 상기 카메라 또는 기록장치로부터 인가된 이미지신호를 출력하는 출력장치; 상기 카메라와 기록장치 및 출력장치를 제어하는 컨트롤러로 이루어진다.

Description

녹화시스템을 갖는 반도체소자 제조설비{Semiconductor device fabricating equipment having the recoding system}
본 발명은 밀폐 분위기를 이루는 반도체소자 제조설비 내에 웨이퍼의 이송 및 공정과정으로부터 웨이퍼의 위치 이탈에 따른 문제 발생의 원인을 규명할 수 있도록 하는 녹화시스템을 갖는 반도체소자 제조설비에 관한 것이다.
일반적으로 반도체소자는 웨이퍼 상에 포토리소그래피, 식각, 이온주입, 확산, 금속증착 등의 공정을 선택적이고도 반복적으로 수행하여 복수의 회로 패턴을 적층하는 것으로 만들어진다. 이렇게 반도체소자로 제조되기까지 웨이퍼는 각 단위 공정을 수행하는 반도체소자 제조설비로 이송이 이루어질 뿐 아니라 반도체소자 제조설비 내에서도 공정 수행 위치 또는 공정 수행에 보조하는 각 구성부 위치로 이송이 이루어진다.
한편, 상술한 반도체소자 제조설비의 내부 환경은 통상 공정 수행을 위한 조건 또는 외부로부터 이물질의 유입을 차단하기 위한 목적 등에 의해 밀폐 분위기를 형성하고 있다. 이러한 반도체소자 제조설비의 밀폐 분위기 내에서 웨이퍼의 이송관계를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
일반적인 반도체소자 제조설비(10)의 구성과 이에 따른 웨이퍼(W)의 이송 과정을 살펴보면, 도 1에 도시한 바와 같이, 공정 수행을 목적으로 하는 복수 웨이퍼(W)들이 카세트(C)에 탑재된 상태로 제조설비(10)의 로드락챔버(L/L1, L/L2) 내부로 투입이 이루어진다. 이때 로드락챔버(L/L1, L/L2)는 상술한 카세트(C)의투입에 대응하여 생산라인과 접하는 도어(D)의 차단으로부터 밀폐 분위기를 형성함과 동시에 통상의 과정을 거쳐 소정의 진공압 분위기를 형성한다. 이어서 로드락챔버(L/L1, L/L2) 내부가 소망하는 진공압 분위기를 이루면 다른 일측에 있는 도어(D')의 개방으로 이웃하는 트랜스퍼챔버(T)와 연통하고, 이때 트랜스퍼챔버(T) 내에 구비한 로봇(R)의 구동에 의해 로드락챔버(L/L1, L/L2) 내에 위치한 웨이퍼(W)의 인출이 이루어진다. 여기서, 상술한 로봇(R)의 일반적인 구성은, 통상 회전 및 승·하강 구동하는 중심축(R/S)과 이 중심축(R/S)의 지지를 받아 신축 구동하는 로봇암(R/A) 및 로봇암(R/A)의 단부에 고정되어 웨이퍼(W)를 지지하는 로봇척(R/C)을 포함한 구성으로 이루어진다. 이러한 로봇(R)의 구동으로부터 인출된 웨이퍼(W)는 계속적으로 공정이 이루어지는 공정챔버(P1, P2) 또는 공정 수행에 전후하여 공정 진행을 보조하는 보조챔버(S1 내지 S2)로의 이송이 이루어진다. 상술한 과정으로부터 공정을 마친 웨이퍼(W)들은 다시 로봇(R)에 인계되어 로드락챔버(L/L1, L/L2) 내의 카세트(C) 순차적으로 탑재되고, 이후 카세트(C) 상에 공정을 마친 웨이퍼(W)들로 채워지면 로드락챔버(L/L1, L/L2)는 밀폐 분위기를 형성함과 더불어 상압 분위기로 진행하며, 이후 도어(D)의 개방을 통해 생산라인으로 인출되는 과정을 거친다.
이상의 설명에서 살펴본 바와 같이, 반도체소자 제조설비(10) 내에서의 웨이퍼(W) 이송은 생산라인으로부터 격리된 밀폐 분위기에서 이루어지며, 이에 따라 그 이송 과정은 작업자에 의해 확인이 어려운 관계에 있다.
그러나, 밀폐 분위기에 있는 웨이퍼는, 소망하는 위치로 이송되는 과정 또는공정을 수행하는 과정에서 불특정한 요인 즉, 로봇(R)의 부정확한 구동이나 자연 발생적인 물리적 작용 등에 의해 설정 위치로부터 이탈하는 경우가 발행하고, 이러한 경우는 웨이퍼의 손상 및 파손으로 이어질 뿐 아니라 그에 따른 반도체소자 제조설비의 오염 및 손상을 초래하게 된다.
이러한 문제의 발생에 대하여 종래의 반도체소자 제조설비는 그 원인을 추적하기 어려움이 있고, 그 문제의 발생 원인을 잘못 오인하거나 확인하지 못한 상태로 공정을 수행할 경우 상술한 문제가 반복적으로 발생한다.
이렇게 웨이퍼의 손상과 파손을 비롯하여 반도체소자 제조설비의 오염이 초래되면, 반도체소자 제조설비를 분해하고, 웨이퍼 파손에 의해 오염된 부위를 세정하며, 재정비를 거쳐 재조립하는 과정으로 이루어지고, 이러한 과정의 반복은 작업의 번거로움과 작업시간의 지연을 비롯하여 제조설비의 가동률 저하와 그에 따른 생산성 저하로 이어질 뿐 아니라 반도체소자 제조수율을 저하로 이어지는 문제를 갖는다.
본 발명의 목적은, 상술한 종래 기술에 따른 문제를 해결하기 위한 것으로서, 단위 공정의 진행 과정에 있는 웨이퍼의 이송 또는 공정 수행 위치로부터 웨이퍼의 위치 이탈 또는 웨이퍼의 손상 및 파손의 발생 원인을 확인할 수 있도록 함으로써 그에 따른 문제의 발생을 미연에 방지할 수 있도록 하는 녹화시스템을 갖는 반도체소자 제조설비를 제공함에 있다.
도 1은 일반적인 반도체소자 제조설비의 일 예를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 녹화시스템을 갖는 반도체소자 제조설비의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 2에서 로봇에 대한 카메라의 설치관계를 설명하기 위하여 부분 절취하여 개략적으로 나타낸 사시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10, 20: 반도체소자 제조설비 22: 챔버
24a, 24b: 도어 26a, 26b, 26c: 카메라
27: 투명창 28: 기록장치
30: 콘트롤러 32: 출력장치
34: 데이터 베이스
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 녹화시스템을 갖는 반도체소자 제조설비의 특징적 구성은, 밀폐 분위기를 이루는 챔버; 상기 챔버 내부의 웨이퍼 이송 영역을 촬영하는 카메라; 상기 카메라로부터 촬영한 이미지신호를 수신하여 저장하는 기록장치; 상기 카메라 또는 기록장치로부터 인가된 이미지신호를 출력하는 출력장치; 상기 카메라와 기록장치 및 출력장치를 제어하는 컨트롤러를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 카메라는 상기 챔버 내부에 설치토록 하여 이루어질 수 있고, 또는 상기 챔버를 내부의 웨이퍼 이송 영역을 외부로부터 확인할 수 있도록 측벽에 투명창을 구비한 것으로 하고, 상기 카메라는 상기 챔버의 외부로부터 상기 투명창을 통하여 웨이퍼의 이송 및 위치 상태를 촬영토록 하여 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 챔버는 복수개가 상호 선택적으로 연통하게 연결한 구조를 이루고, 상기 챔버 중 어느 하나 이상의 내부에는 웨이퍼의 이송을 담당하는 로봇을 구비하며, 상기 카메라는 상기 각 챔버에 대한 웨이퍼의 이송 위치를 촬영토록 상기 로봇 상에 설치하여 이루어질 수 있다. 이에 대하여 상기 복수 챔버는 어느 하나의 챔버를 기준으로 하여 원형 배치를 이루고, 상기 로봇은 상기 챔버들의 원형 배치의 중심에 위치하여 승·하강 및 회전하는 중심축과; 일측 단부가 상기 중심축으로부터 지지를 받고, 상대측 단부가 대향하는 상기 각 챔버 내부까지 신축 구동하는 로봇암과; 상기 로봇암의 상대측 단부에 구비되어 위치하는 웨이퍼를 지지하는 블레이드를 포함한 구성으로 하며, 상기 카메라는 상기 로봇의 중심축 상에서 상기 블레이드를 포함한 로봇암의 신축 방향을 따라 웨이퍼 상태를 촬영하도록 설치하여 이루어질 수 있는 것이다.
한편, 상기 컨트롤러는 상기 카메라를 통하여 웨이퍼의 정상적인 이송에 대하여 촬영한 이미지신호를 저장하는 데이터 베이스를 더 구비하고, 상기 카메라로부터 수신한 이미지신호와 상기 데이터 베이스로부터 수신한 이미지신호를 비교하는 것으로 현재의 웨이퍼 이송이 정상적인지 여부를 판단토록 구성할 수도 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 녹화시스템을 갖는 반도체소자 제조설비에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 녹화시스템을 갖는 반도체소자 제조설비의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 3은 도 2에서 로봇에 대한 카메라의 설치관계를 설명하기 위하여 부분 절취하여 개략적으로 나타낸 사시도로서, 종래와 동일한 부분에 대하여 동일한 부호를 부여하기로 하고, 그에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체소자 제조설비(20)의 구성은, 도 2에 도시한 바와 같이, 생산라인으로부터 격리토록 밀폐 분위기를 구획하는 적어도 하나 이상의 챔버(22a, 22b, 22c, …)들을 구비하고, 이들 챔버(22a, 22b, 22c, …)는 내부의 웨이퍼(W) 이송 영역을 촬영하는 카메라(26a, 26b, 26c)를 각각 구비하고 있다. 그리고, 상술한 카메라(26a, 26b, 26c)들은 촬영한 이미지신호를 저장토록 하는 기록장치(28)와 촬영한 이미지신호를 작업자로 하여금 확인할 수 있도록 디스플레이 하는 출력장치(32)에 대하여 연결관계에 있고, 또 상술한 기록장치(28)와 출력장치(32) 또한 상호 연결관계를 이룬다. 이에 더하여 상술한 카메라(26a, 26b, 26c)들과 기록장치(28) 및 출력장치(32)는 이들의 구동을 제어하는 콘트롤러(30)에 의해 제어되는 구성을 이루며, 이 콘트롤러(30)는 반도체소자 제조설비(20) 내의 정상적인 웨이퍼(W)의 이송상태 및 위치상태의 이미지신호를 데이터화하여 저장하는 데이터베이스(34)를 더 구비한 구성을 이룰 수 있다.
이러한 기술 구성에 대하여 보다 상세히 살펴보면, 챔버(22a, 22b, 22c)들 중 어느 하나는 생산라인과 접하는 도어(24a)의 선택적인 개방에 따라 복수 웨이퍼(W)를 탑재한 카세트(C)의 투입 및 인출이 이루어지는 로드락챔버(22a)를 이룬다. 이러한 로드락챔버(22a)의 내부에는 투입된 카세트(C)를 받쳐 지지하기 위한 테이블(C/T)이 구비되어 있으며, 이 테이블(C/T)은 선택적으로 승·하강 가능한 구성으로 이루어질 수 있다. 또한, 로드락챔버(22a)에 대하여 설치되는 카메라(26a)는 로드락챔버(22a) 내의 테이블(C/T)에 놓이는 카세트(C) 상의 웨이퍼(W)들의 위치상태와 그 인출 또는 탑재가 이루어지는 영역 범위를 촬영하기 위한 것으로서, 로드락챔버(22a) 내부의 소정 위치에 설치하여 이루어질 수 있다. 이러한 카메라(26a)의 다른 설치 위치로는 로드락챔버(22a)의 측벽을 투명창(도시 안됨)으로 형성하고, 이 투명창을 기준으로 하여 로드락챔버(22a)의 외측에서 상술한 영역범위를 촬영하도록 구성할 수도 있다. 그리고, 로드락챔버(22a)에 대한 카메라(26a)의 바람직한 설치 위치로는, 도 2에 도시한 바와 같이, 로드락챔버(22a) 내부에 대하여 카세트(C)의 투입 및 인출이 있는 도어(24a)를 투명창으로 형성하거나 투명창을 갖는 구성으로 형성하고, 이 도어(24a) 외측에 설치한 구성으로 이루어질 수 있다. 이때 카메라(26a)의 초점 위치는 상술한 테이블(C/T)이 승·하강하는 구성으로부터 후술하는 로봇(R')의 구동으로부터 웨이퍼(W)의 인출 및 탑재가 이루어지는 부위에 있도록 구성할 수 있다.
한편, 로드락챔버(22a)와 이웃하는 다른 챔버 구성은, 통상 내부에 로봇(R')을 구비한 트랜스퍼챔버(22b)로 이루어지고, 이들은 그 사이에 있는 다른 도어(24b)의 선택적인 개방에 의해 상호 연통한다. 여기서, 상술한 트랜스퍼챔버(22b)에 대응하는 카메라(26c)는 웨이퍼(W)의 이송과 다른 구성의 구동에 간섭하지 않는 트랜스퍼챔버(22b)의 내부에 설치하여 이루어질 수 있고, 또는 로드락챔버(22a)의 구성 설명에서와 같이, 트랜스퍼챔버(22b)의 측벽을 투명창(도시 안됨)으로 형성하고, 이 투명창의 외측에서 웨이퍼(W)의 이송 영역을 포함한 넓은 범위를 촬영토록 하는 것으로 이루어질 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 바람직한 실시예는 트랜스퍼챔버(22b) 내부에 구비되어 로드락챔버(22a) 내에 위치한 카세트(C)로부터 웨이퍼(W)의 인출토록 하고, 설정 위치로 이송토록 하며, 다시 설정 위치로부터 카세트(C)에 탑재시키도록 구동하는 로봇(R')에 설치한 구성으로 이루어진다. 이를 위한 로봇(R')의 구성은, 도 2 또는 도 3에 도시한 바와 같이, 통상 회전 및 승·하강 구동하는 중심축(R/S)과 이 중심축(R/S)의 지지를 받아 신축 구동하는 로봇암(R/A) 및 로봇암(R/A)의 단부에 고정되어 웨이퍼(W)를 지지하는 로봇척(R/C) 및 중심축(R/S) 상에 설치하여 로봇암(R/A)의 신축 구동하는 방향 즉, 중심축(R/S)을 중심으로 하여 로봇암(R/A)에 의한 로봇척(R/C)의 이동 방향에 대하여 계속적인 촬영을 수행하는 카메라(26c)를 포함한 구성으로 이루어진다.
한편, 트랜스퍼챔버(22b)의 다른 일측에는 도어(24c)의 개방에 따라 선택적으로 연통하는 적어도 하나 이상의 공정챔버 또는 보조챔버 등의 특정챔버(22c)는 그 내부를 선택적으로 특정한 분위기로 형성하고, 상술한 로봇(R')의 구동으로부터 투입된 웨이퍼(W)를 받쳐 지지하기 위한 척 조립체(A/C)을 구비한다. 여기서, 특정챔버(22c)에 대응하는 카메라(26b)의 설치는 그 내부의 환경 조건에 따라 그 내부에 설치할 수 있고, 또는 상술한 실시 구성에서와 같이, 투명창(27)을 구비하여 특정챔버(22c) 외측에 설치할 수 있다. 이로부터 카메라(26b)는 척 조립체(A/C)를 포함한 특정챔버(22c) 내부로부터 웨이퍼(W)에 대한 이송과정과 공정과정에서 웨이퍼(W)의 위치 상태를 계속적으로 촬영한다.
이러한 구성에 있어서, 상술한 각 카메라(26a, 26b, 26c)는 콘트롤러(30)의 제어에 따라 각각 촬영한 이미지신호를 계속적으로 기록장치(28)에 인가하여 저장토록 하거나 출력장치(32)에 그 이미지신호를 인가하여 디스플레이 하는 형식으로 출력토록 함으로써 작업자로 하여금 그 진행 상황을 확인할 수 있도록 한다.
또한, 기록장치(28)는 콘트롤러(30)의 제어에 따라 연결된 출력장치(32)에 저장한 이미지신호를 시간의 순서에 따라 출력토록 할 수 있으며, 이때 반도체소자 제조설비(20) 내에 웨이퍼의 위치 이탈이나 손상 및 파손을 확인한 경우 작업자는 상술한 콘트롤러(30)로 하여금 기록장치(28)에 저장된 이미지신호 중 그 문제의 발생이 있는 부위에 대하여 선택적으로 출력토록 하여 그 원인을 규명토록 할 수 있는 것이다.
한편, 상술한 기록장치(28)는 디지털 레코더로 구성하여 문제의 발생시점에 대하여 선택적으로 그 확인이 가능하도록 함이 바람직하고, 이에 대하여 상술한 각 카메라(26a, 26b, 26c)들은 CCD 카메라 등의 디지털 카메라로 구성함이 바람직하며, 이때 카메라(26a, 26b, 26c)들로부터 촬영된 이미지신호가 아날로그일 경우 이것을 디지털 데이터 변환기(도면의 단순화를 위하여 생략함) 등을 이용하여 디지털 데이터로 변환시켜 저장토록 함이 바람직하다. 그리고, 기록장치(28)는 수신하는 이미지신호를 일정 단위 시간에 대하여 저장토록 하고, 그 이전에 저장된 이미지신호는 자동적으로 지우도록 하여 이루어질 수 있고, 상술한 단위 시간의 범위 또한 조절 가능한 것으로 구성함이 효과적이다.
한편, 콘트롤러(30)는 카메라(26a, 26b, 26c)들을 통해 계속적으로 촬영되는 이미지신호를 데이터베이스(34)에 저장된 이미지신호와 대비토록 함으로써 그 문제의 발생을 실 시간적으로 확인토록 할 수 있으며, 이로부터 반도체소자 제조설비의 각부 구성의 구동을 정지시키도록 하여 더 많은 문제의 발생을 즉각적으로 방지토록 구성할 수도 있다. 그리고, 상술한 출력장치(32)는 문제의 상황을 디스플레이 형식으로 출력토록 하고, 이에 더하여 작업자로 하여금 그 상황을 즉각적으로 확인할 수 있도록 경보음 또는 경보램프 등의 구성을 더 구비하여 구성할 수도 있다.
따라서, 본 발명에 의하면, 밀폐 분위기를 형성하는 챔버 내부에서 웨이퍼의 이송 및 그에 따른 위치 상태를 계속적으로 촬영토록 하고, 문제의 발생으로부터이를 확인할 수 있도록 함으로써 웨이퍼의 위치 이탈이나 웨이퍼의 손상 및 파손에 대한 원인을 용이하게 규명할 수 있음에 따라 이에 대한 차후의 문제 발생을 방지토록 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 콘트롤러는 카메라로부터 수신한 이미지신호를 데이터 베이스에 저장된 이미지신호와 실 시간적으로 비교하여 그 문제의 발생을 즉각적으로 확인함과 동시에 각부 구성의 구동을 제어토록 함에 따라 문제의 확산을 예방할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 할 것이다.

Claims (6)

  1. 밀폐 분위기를 이루는 챔버;
    상기 챔버 내부의 웨이퍼 이송 영역을 촬영하는 카메라;
    상기 카메라로부터 촬영한 이미지신호를 수신하여 저장하는 기록장치;
    상기 카메라 또는 기록장치로부터 인가된 이미지신호를 출력하는 출력장치;
    상기 카메라와 기록장치 및 출력장치를 제어하는 컨트롤러로 이루어짐을 특징으로 하는 녹화시스템을 갖는 반도체소자 제조설비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 카메라는 상기 챔버 내부에 설치하여 이루어짐을 특징으로 하는 상기 녹화시스템을 갖는 반도체소자 제조설비.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버는 내부의 웨이퍼 이송 영역을 외부로부터 확인할 수 있도록 하는 투명창을 구비하고, 상기 카메라는 상기 투명창을 통하여 촬영토록 상기 챔버 외측에 설치하여 이루어짐을 특징으로 하는 상기 녹화시스템을 갖는 반도체소자 제조설비.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버는 복수개가 상호 선택적으로 연통하게 연결한 구조를 이루고, 상기 챔버 중 어느 하나 이상의 내부에는 웨이퍼의 이송을 담당하는 로봇을 구비하며, 상기 카메라는 상기 각 챔버에 대한 웨이퍼의 이송 위치를 촬영토록 상기 로봇 상에 설치하여 이루어짐을 특징으로 하는 상기 녹화시스템을 갖는 반도체소자 제조설비.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수 챔버는 어느 하나의 챔버를 기준으로 하여 원형 배치를 이루고,
    상기 로봇은 상기 챔버들의 원형 배치의 중심에 위치하여 승·하강 및 회전하는 중심축과; 일측 단부가 상기 중심축으로부터 지지를 받고, 상대측 단부가 대향하는 상기 각 챔버 내부까지 신축 구동하는 로봇암과; 상기 로봇암의 상대측 단부에 구비되어 위치하는 웨이퍼를 지지하는 블레이드를 포함한 구성을 이루며,
    상기 카메라는 상기 로봇의 중심축 상에서 상기 블레이드를 포함한 로봇암의 신축 방향을 따라 웨이퍼 상태를 촬영하도록 설치하여 이루어짐을 특징으로 하는 상기 녹화시스템을 갖는 반도체소자 제조설비.
  6. 제 2항 내지 제 5 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 카메라를 통하여 웨이퍼의 정상적인 이송에 대하여 촬영한 이미지신호를 저장하는 데이터 베이스를 더 구비하고, 상기 카메라로부터 수신한 이미지신호와 상기 데이터 베이스로부터 수신한 이미지신호를 비교하는 것으로 현재의 웨이퍼 이송이 정상적인지 여부를 판단토록 하는 것을 특징으로 하는 상기 녹화시스템을 갖는 반도체소자 제조설비.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100772843B1 (ko) * 2006-02-13 2007-11-02 삼성전자주식회사 웨이퍼 얼라인 장치 및 방법
CN112490153A (zh) * 2020-11-26 2021-03-12 北京北方华创微电子装备有限公司 传片监测系统及方法
KR20230030210A (ko) * 2021-08-25 2023-03-06 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

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