KR20050066810A - 피브이디장비의 웨이퍼 확인장치 및 확인 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 공정챔버로 진입 또는 인출되는 웨이퍼의 이미지를 확인하여 공정 진행된 웨이퍼의 파손 여부를 확인함으로써 인터록 제어를 실시 할 수 있도록 된 피브이디장비의 웨이퍼 확인장치 및 확인 방법을 제공함에 있다.

이에 본 발명은 피브이디 장비에 있어서, 트랜스챔버와 공정챔버를 연결하는 기밀밸브 상에 설치되어 웨이퍼의 진행 여부를 확인하기 위한 웨이퍼 검출부와, 공정 진행 전과 진행 후의 웨이퍼의 이미지를 비교 확인하기 위한 이미지 확인부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피브이디장비의 웨이퍼 확인장치를 제공한다.

Description

피브이디장비의 웨이퍼 확인장치 및 확인 방법{Device and Method for checking wafer in PVD}

본 발명은 피브이디(PVD : Physical Vapor Deposition) 장비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 웨이퍼가 인출입하는 웨이퍼 포트(port)를 통해 공정을 진행하는 웨이퍼의 이상 유무를 확인할 수 있도록 된 피브이디장비의 웨이퍼 확인장치 및 확인 방법에 관한 것이다.

통상 집적 회로(ICs)의 형성시, 종종, 반도체 웨이퍼와 같은 기판의 표면 상에 금속 및 비금속 요소를 포함하는 막과 같은 얇은 재료층 또는 막을 증착하는 것이 필요하다. 이러한 박막의 한 목적은 전도성 및 저항을 갖는 접촉을 IC에 제공하고 IC의 다양한 장치 사이에 전도성 또는 배리어 층을 이루는 것이다. 예를 들어, 접촉부의 노출면 또는 기판이 절연층 내의 구멍을 경유해 소정의 막이 적용될 수 있고, 이 막은 절연층을 통과하여 절연층에 걸친 전기적 접속부를 이루기 위해 전도성 재료로 이루어진 플러그를 제공한다.

이러한 막을 증착하는 한 공지된 방법 중 하나가 물리적 기상 성장법(PVD) 공정이다.

PVD 공정은 대전된 가스 플라즈마의 이온화된 입자를 사용하여 타겟으로 하는 재료에 충격을 가하고 타겟의 표면으로부터 재료의 입자를 제거 또는"스퍼터링"한다. 그 다음 재료 입자가 처리용 챔버 내의 타겟 부근에 위치된 기판 상에 증착된다. 스퍼터 증착에서, 플라즈마 가스는 진공하에 처리용 챔버로 도입된다. 스퍼터링될 타겟은 처리용 챔버 내의 전기적으로 바이어스된 베이스 상에 지지되며, 이 베이스 상에서 타겟은 전기적으로 대전 또는 바이어스된다. 타겟 상의 전기적 대전을 유지하는 전원공급장치는 플라즈마에도 전기 에너지를 공급한다. 이 전기 에너지는 가스 입자를 이온화시켜 이온화된 입자로 이루어지는 플라즈마를 형성하고, 이 이온화된 입자는 상기 바이어스된 타겟 표면에 유인되어, 표면에 충격을 가하고 타겟으로부터 재료 입자를 스퍼터링한다. 그다음 타겟 재료의 입자는 기판 상에 증착되어 재료 층을 형성한다.

상기 피브이디 장비는 중심부에는 소정의 용적을 갖는 진공된 트랜스 챔버가 있고, 그 트랜스 챔버의 외주면에는 다수개의 피브이디 공정챔버가 설치되어 있으며, 또 상기 트랜스 챔버 내에는 상기 공정챔버에 증착할 반도체 웨이퍼를 이송하는 핸들러 로봇이 설치되어 있고, 상기 트랜스챔버와 공정챔버 사이에는 상호 챔버간에 기밀을 유지시키기 위한 기밀밸브(isolation valve)가 설치된다.

그런데 상기한 종래의 구조는 웨이퍼 핸들링 상의 문제점 유무 및 웨이퍼 파손 상태를 검출하는 센서가 오직 트랜스챔버에만 부착되어 있어서 웨이퍼 파손에 대해 적절히 대처하지 못하는 문제점이 있다.

즉, 해당 공정챔버에서 서멀 쇼크(thermal shock)나 에지파손(edge broken) 등으로 웨이퍼에 문제가 발생된 경우 그 즉시 인터록 제어가 되지 못하며, 단일 포인트 센서인 관계로 에지 파손시 파손된 나머지 조각들을 찾을 수 없어 로트 전체의 오염을 가져오고 정상적인 공정조건을 맞추지 못하게 된다.

또한, 이에 따라 웨이퍼 반송과 질 저하의 문제점이 발생하며 안정성에 치명적인 오류를 범할 위험이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 공정챔버로 진입 또는 인출되는 웨이퍼의 이미지를 확인하여 공정 진행된 웨이퍼의 파손 여부를 확인함으로써 인터록 제어를 실시 할 수 있도록 된 피브이디장비의 웨이퍼 확인장치 및 확인 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 공정챔버를 출입하는 웨이퍼의 에지부를 확인하여 파손 유무를 검사하고 웨이퍼의 이미지를 촬영하고 이를 비교하여 웨이퍼의 이상유무를 확인함을 그 요지로 한다.

이를 위해 본 발명은 피브이디 장비에 있어서, 트랜스챔버와 공정챔버를 연결하는 기밀밸브 상에 설치되어 웨이퍼의 진행 여부를 확인하기 위한 웨이퍼 검출부와, 공정 진행 전과 진행 후의 웨이퍼의 이미지를 비교 확인하기 위한 이미지 확인부를 포함하는 것을 특징으로 하는

이에 따라 웨이퍼 검출부와 이미지 확인부를 통해 웨이퍼를 이중으로 검사할 수 있게 되어 웨이퍼의 파손 여부를 정확히 확인할 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 발명의 웨이퍼 이상 유무 확인 방법은 트랜스챔버로부터 기밀밸브를 통해 공정챔버로 웨이퍼를 이송하는 단계와, 기밀밸브 상에 설치된 투광기와 수광센서로부터 웨이퍼의 진행 여부를 검출하는 단계, 수광센서의 신호에 따라 웨이퍼 에지부의 이상 유무를 확인하는 단계, 상기 기밀밸브 상에 설치된 카메라를 통해 웨이퍼의 이미지를 촬영하는 단계, 촬영된 웨이퍼의 이미지를 저장하는 단계,공정챔버로 이송된 웨이퍼를 공정진행하는 단계, 공정완료된 웨이퍼를 기밀밸브를 통해 트랜스챔버로 이송하는 단계, 기밀밸브를 지나는 웨이퍼를 투광기와 수광센서를 이용하여 에지부 이상유무를 확인하는 단계, 기밀밸브 상에 설치된 카메라를 통해 웨이퍼의 이미지를 재촬영하는 단계, 상기 저장된 웨이퍼의 이미지와 상기 재촬영된 웨이퍼의 이미지를 비교하는 단계, 이미지 비교를 통해 웨이퍼에 이상이 있는 경우 시스템에 이상신호를 발생시키는 단계를 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 피브이디장비를 도시한 개략적인 측면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 피브이디장비의 웨이퍼 확인장치를 도시한 정면도이다.

상기한 도면에 의하면, 피브이디 장비는 중심부에는 소정의 용적을 갖는 진공된 트랜스챔버(11)가 있고, 그 트랜스챔버(11)의 외주면에는 다수개의 피브이디 공정챔버(12)가 설치되어 있으며, 또 상기 트랜스챔버(11) 내에는 상기 공정챔버(12)에 증착할 반도체 웨이퍼(50)를 이송하는 핸들러 로봇이 설치되어 있고, 상기 트랜스챔버(11)와 공정챔버(12) 사이에는 상호 챔버간에 기밀을 유지시키기 위한 기밀밸브(10)(isolation valve)가 설치된다.

여기서 본 장치는 상기 트랜스챔버(11)와 공정챔버(12)를 연결하는 기밀밸브(10) 상에 설치되어 웨이퍼(50)의 진행 여부를 확인하기 위한 웨이퍼 검출부와, 웨이퍼(50)의 이미지를 확인하기 위한 이미지 확인부를 포함한다.

상기 웨이퍼 검출부는 기밀밸브(10)의 내측 상부에 설치되는 다수개의 투광기(20)와, 상기 기밀밸브(10)의 내측 하단에서 상기 투광기(20)와 대응되는 위치에 설치되는 수광센서(21)를 포함한다.

미설명된 도면부호 (22)는 기밀밸브(10) 상단에 설치되고 저부에 투광기(20)가 설치되는 센서헤드이고, (23)은 수광센서가 설치되며 기밀밸브(10) 하부에 위치하는 베이스부재이다.

이에 따라 각 투광기(20)로부터 발사된 각각의 빛은 투광기(20)와 대응되는 수광센서(21)에서 감지되게 된다.

상기 수광센서(21)(또는 투광기(20))의 위치는 바람직하게는 웨이퍼(50)의 에지부와 중앙부에 배치됨이 바람직하다.

이는 웨이퍼(50)의 중앙부 뿐만아니라 에지부까지 확인하여 웨이퍼(50)의 검출과 웨이퍼(50) 에지부의 파손 여부를 확인하기 위함이다.

따라서 웨이퍼(50)가 지나는 과정에서 상기 투광기(20)로부터 발사된 빛이 모든 수광센서(21)에 검출되지 않게 되면 웨이퍼(50)의 진행여부 확인은 물론, 웨이퍼(50)의 에지부가 정상상태임을 바로 확인할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 이미지 확인부는 상기 기밀밸브(10) 상단에 설치되어 하부에 위치하는 웨이퍼(50)의 영상을 촬영하기 위한 카메라(30)와, 웨이퍼(50)의 전체 영상을 카메라(30)로 전달하기 위한 렌즈부(31) 및 카메라(30)를 통해 얻어진 영상을 저장하고 이를 비교 분석하기 위한 컨트롤부(도시되지 않음)를 포함한다.

여기서 상기 카메라(30)를 통해 촬영된 이미지는 렌즈부(31)를 거쳐 화각으로 보여질 수 있으나 이러한 영상 왜곡은 공정 전과 공정 후 웨이퍼(50)에 동일하게 적용되므로 양자의 이미지를 비교하는 데에는 특별히 문제되지 않는다.

상기 카메라(30)는 기밀밸브(10)의 상부에 위치한 센서(21)헤드 중앙에 설치되어 하부의 웨이퍼(50)를 향하도록 위치시킴이 바람직하며, 상기 렌즈부(31)는 렌즈부(31)와 웨이퍼(50)의 진행라인 사이에 적절한 간격을 두고 설치함이 바람직하다.

이하, 본 발명의 작용에 대해 웨이퍼(50)의 이상유무를 확인하는 과정을 참조하여 설명한다.

웨이퍼(50)를 이송하기 위하여 트랜스챔버(11)가 공정챔버(12)와 기밀밸브(10)를 매개로 연결되면 기밀밸브(10)가 개방작동된다.

그리고 트랜스챔버(11) 내의 웨이퍼(50)가 공정챔버(12)로 이송되는 데, 이 때 상기 기밀밸브(10)에 설치된 투광기(20)와 수광센서(21)로부터 웨이퍼(50)의 유무와 에지부 이상유무가 검출된다.

즉, 상기 투광기(20)로부터 발사된 빛은 바로 밑에 위치한 수광센서(21)에 의해 감지되는 상태에서 상기와 같이 웨이퍼(50)가 투광기(20)와 수광센서(21) 사이를 지남에 따라 투광기(20)의 빛은 웨이퍼(50)에 의해 가려지게 되고 수광센서(21)는 투광기(20)의 빛을 감지하지 못하게 되는 것이다.

이때 수광센서(21)가 투광기(20)의 빛을 감지하는 경우에는 웨이퍼(50)가 진행되지 않았거나 웨이퍼(50)의 에지부가 파손된 경우로 수광센서(21)의 빛 감지유무에 따라 웨이퍼(50)의 유무와 이상여부를 확인할 수 있게 되는 것이다.

그리고 수광센서(21)를 통해 웨이퍼(50)의 이상이 확인되면 바로 알람 등의 경고수단을 작동시켜 후속 조치를 취하게 된다.

한편, 상기와 같이 웨이퍼(50)가 기밀밸브(10)를 지나 공정챔버(12)로 이송되는 과정에서 기밀밸브(10)에 설치된 카메라(30)가 웨이퍼(50)의 영상을 촬영하게 되는 데, 웨이퍼(50)의 전 면적에 걸친 영상은 렌즈부(31)를 통해 카메라(30)로 인가되어 카메라(30)는 웨이퍼(50) 전 영역을 촬영할 수 있게 된다.

카메라(30)에 의해 촬영된 이미지는 컨트롤부로 보내져 메모리 등의 저장공간에 저장된다.

웨이퍼(50)가 공정챔버(12)로 이송되면 기밀밸브(10)가 닫히고 공정이 진행된다.

이후 공정이 완료되면 기밀밸브(10)는 다시 개방되고 공정챔버(12) 내의 웨이퍼(50)는 트랜스챔버(11)로 다시 이송된다.

이 과정에서 역시 투광기(20)와 수광센서(21)에 의해 웨이퍼(50)의 유무와 이상여부가 검출된다. 이때 웨이퍼(50)에 이상이 있는 경우는 언급한 바와 같이 알람 등의 경고수단이 작동하게 된다.

더불어, 카메라(30)를 통해 공정이 완료된 웨이퍼(50)의 전 영역을 재촬영하게 된다.

재촬영된 웨이퍼(50)의 이미지는 컨트롤부로 보내지고 컨트롤부는 저장되어 있던 웨이퍼(50)의 이미지와 재촬영된 웨이퍼(50)의 이미지를 상호 비교하여 이상유무를 확인하게 된다.

재촬영된 이미지가 저장되어 있던 이전 이미지와 동일한 경우에는 라인을 계속 진행시키게 되며, 다른 경우에는 기밀밸브(10)가 개방된 상태에서 알람 등의 에러 신호를 발생하게 된다.

본 발명은 이상과 같이 상당히 획기적인 기능을 갖는 웨이퍼(50) 확인장치를 제공하는 것을 알 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 피디브이 장비의 웨이퍼 확인장치 및 확인 방법에 의하면, 반도체 웨이퍼에 이상이 있는 경우 이를 바로 확인하여 후속조치를 취할 수 있고, 공정 진행 전후의 웨이퍼를 비교함으로써 웨이퍼의 이상유무를 정확히 파악할 수 있게 된다.

또한, 웨이퍼 파손시 후속조치를 바로 취할 수 있게 됨으로써 웨이퍼 파손에 따른 공정 사고를 예방하고 공정의 질을 향상시킬 수 있으며, 반도체 웨이퍼의 불량을 방지할 수 있게 됨과 아울러 생산성을 향상할 수 있게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 피브이디장비를 도시한 개략적인 측면도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 피브이디장비의 웨이퍼 확인장치를 도시한 정면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 기밀밸브 20 : 투광기

21 : 수광센서 30 : 카메라

31 : 렌즈부

Claims (5)

1. 피브이디 장비에 있어서,

   트랜스챔버와 공정챔버를 연결하는 기밀밸브 상에 설치되어 웨이퍼의 진행 여부를 확인하기 위한 웨이퍼 검출부와, 공정 진행 전과 진행 후의 웨이퍼의 이미지를 비교 확인하기 위한 이미지 확인부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피브이디장비의 웨이퍼 확인장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼 검출부는 상기 기밀밸브의 내측 상부에 설치되는 다수개의 투광기와, 상기 기밀밸브의 내측 하단에서 상기 투광기와 대응되는 위치에 설치되어 투광기의 빛을 감지하는 수광센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 피브이디장비의 웨이퍼 확인장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 수광센서와 투광기의 위치는 웨이퍼의 에지부와 중앙부에 배치되는 것을 특징으로 하는 피브이디장비의 웨이퍼 확인장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 이미지 확인부는 상기 기밀밸브 상단에 설치되어 하부에 위치하는 웨이퍼의 영상을 촬영하기 위한 카메라와, 웨이퍼의 전체 영상을 카메라로 전달하기 위한 렌즈부 및 카메라를 통해 얻어진 영상을 저장하고 이를 비교 분석하기 위한 컨트롤부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피브이디장비의 웨이퍼 확인장치.
5. 트랜스챔버로부터 기밀밸브를 통해 공정챔버로 웨이퍼를 이송하는 단계와,

   상기 기밀밸브 상에 설치된 투광기와 수광센서로부터 웨이퍼의 진행 여부를 검출하는 단계,

   상기 수광센서의 신호에 따라 웨이퍼 에지부의 이상 유무를 확인하는 단계,

   상기 기밀밸브 상에 설치된 카메라를 통해 웨이퍼의 이미지를 촬영하는 단계,

   상기 촬영된 웨이퍼의 이미지를 저장하는 단계,

   상기 공정챔버로 이송된 웨이퍼를 공정진행하는 단계,

   공정완료된 웨이퍼를 기밀밸브를 통해 트랜스챔버로 이송하는 단계,

   기밀밸브를 지나는 웨이퍼를 투광기와 수광센서를 이용하여 에지부 이상유무를 확인하는 단계,

   기밀밸브 상에 설치된 카메라를 통해 웨이퍼의 이미지를 재촬영하는 단계,

   상기 저장된 웨이퍼의 이미지와 상기 재촬영된 웨이퍼의 이미지를 비교하는 단계,

   이미지 비교를 통해 웨이퍼에 이상이 있는 경우 시스템에 이상신호를 발생시키는 단계

   를 포함하는 피브이디장비의 웨이퍼 확인방법.