KR20050068777A - 웨이퍼 감지 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼 감지 시스템에 관한 것으로, 보다 자세하게는 웨이퍼의 위치 변동시 이탈을 감지할 수 있는 웨이퍼 감지 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 웨이퍼 감지 시스템은 웨이퍼의 위치 변동을 감지하는 웨이퍼 감지 시스템에 있어서, 웨이퍼의 위치 변동을 감지하는 하나 이상의 센서로 구성된 센서부; 상기 센서부에서 감지된 신호를 상기 웨이퍼 감지부에 전송하며 서로 다른 전압의 신호를 매칭하는 중계부; 상기 웨이퍼의 위치 변동시 인터락을 걸어 공정 진행을 일시 정지하게 하는 웨이퍼 감지부 및 상기 센서부 및 중계부를 구동하기 위한 전원부로 이루어짐에 기술적 특징이 있다.

따라서, 본 발명의 웨이퍼 감지 시스템은 웨이퍼 위치 상태를 감지할 수 있는 것으로 장비 노후화에 따른 암의 위치 변동을 모니터링할 수 있는 장점이 있고, 웨이퍼의 가장자리 센서의 후면(Back Side)의 이탈도 감지하고 3개의 센서를 설치하여 웨이퍼의 어느 방향으로 이탈하여도 감지하며 인터페이스 보드를 사용하여 시스템의 간섭을 받지 않아 파라미터를 설정할 필요가 없는 효과가 있다.

Description

웨이퍼 감지 시스템{Wafer detecting system}

본 발명은 웨이퍼 감지 시스템에 관한 것으로, 보다 자세하게는 웨이퍼의 위치 변동시 이탈을 감지할 수 있는 웨이퍼 감지 시스템에 관한 것이다.

반도체장치를 제조하기 위해 각 공정을 수행하는 제조설비에는 반도체장치로 제작되기까지의 웨이퍼에 대한 오염 방지 및 고청정의 조건을 이루기 위하여 그 내부의 환경을 소정의 진공압 상태로 형성하는 것이 일반적이다. 상기 진공압 형성 조건에 따른 제조설비 중 베이크 오븐 설비의 구성을 그 일 예로 하여 설명하면, 그 외측 하우징은 충분한 내구성과 기밀이 요구되는 관계로 통상 금속 등 불투명한 재질의 것이 사용된다. 이에 따라 그 내부에서 웨이퍼가 정상적으로 위치되었는지 또 그에 따른 공정이 정상적으로 수행되는지 여부를 확인하기 어려운 관계에 있게 된다.

이러한 관계에 있어서, 먼저 웨이퍼는 척 플레이트 상에 정상적으로 위치될 것이 요구되며, 이에 대하여 웨이퍼가 척 플레이트 상에 위치되는 과정과 그에 따른 웨이퍼의 불량 위치 관계에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 종래의 척 플레이트에 대하여 웨이퍼가 불량 위치 상태를 나타내는 일예이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 통상의 로봇수단에 의해 제조설비의 내부로 투입되는 웨이퍼는 공정 수행 위치 즉, 척 플레이트(10)의 상부에 위치되고, 이러한 상태에서 척 플레이트(10) 상에 구비된 엘리베이터 핀(12)은 승강 구동하여 위치된 웨이퍼의 저면을 받쳐 지지하게 된다. 이후 로봇수단이 이격 위치되면, 엘리베이터 핀(12)은 하강 구동하게 되고, 상기 과정을 통해 웨이퍼는 그 저면이 척 플레이트(10)의 상면 상에 밀착되게 위치된다.

이때 웨이퍼는 자중에 의해 척 플레이트(10)의 상면에 위치된 상태로 유지되거나 또는 척 플레이트(10) 상에 설치되는 통상의 고정수단에 의해 고정되어 위치된 상태로 유지된다. 이렇게 위치되는 웨이퍼는 척 플레이트(10) 상에 설치되는 조건 형성부(14)에 의해 공정에 요구되는 온도 상태 또는 전기적 특성 등의 환경 조건을 전달받아 공정을 수행하게 된다.

그러나 척 플레이트(10)의 상면 상에 웨이퍼 조각이나 다른 파티클이 존재할 경우 웨이퍼의 저면은 척 플레이트(10)의 상면으로부터 들뜬 상태로 있게 된다. 이렇게 웨이퍼가 들뜨게 되면 상술한 조건 형성부(14)에서 제공되는 온도 상태 또는 전기적 특성 등이 정상적으로 전달되지 않아 공정 불량을 초래하게 된다.

도 2는 종래의 척 플레이트에 대하여 웨이퍼가 불량 위치 상태를 나타내는 다른 일 예이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 웨이퍼를 위치시키는 일련의 과정 즉, 로봇수단에 의해 이송되는 과정, 로봇수단으로부터 엘리베이터 핀(12)으로 인계되는 과정, 엘리베이터 핀(12)의 하강에 의해 척 플레이트(10) 상면에 놓이는 과정, 각종 형태의 충격 등에 의해서 웨이퍼가 척 플레이트(10)의 정위치로부터 어긋나게 위치되는 경우 및 제조설비의 오동작에 의해도 척 플레이트(10) 상에 웨이퍼가 겹치는 경우가 있게 된다. 이렇게 웨이퍼가 불량하게 위치되면, 웨이퍼의 전면에 대하여 공정이 불균일하게 이루어지는 문제가 발생되며, 또 척 플레이트(10) 상에 이전의 웨이퍼와 다른 웨이퍼가 겹치게 될 경우에는 웨이퍼 상에 형성되는 패턴층이 훼손될 뿐 아니라 이후의 과정에서 손상이나 파손이 있게 된다.

도 3은 종래의 웨이퍼 감지 시스템에서 웨이퍼가 이탈된 예를 나타내는 도면이다. 도 3을 살펴보면, 웨이퍼 감지 시스템에서 인라인이란 코팅 후 스테퍼(Stepper)를 처리하는데 서로 다른 웨이퍼 전송을 위하여 IRA 블럭이 필요하고, 3 핀(Pin)(50) 위에 웨이퍼(20)가 놓이게 되며 IRA 암(Arm)의 움직임을 통하여 웨이퍼의 전송 처리를 행한다. 웨이퍼 가이드(30)에 걸리는 경우로 웨이퍼 센서(40)가 중앙에 있어 웨이퍼(20) 상태와 상관없이 암의 구동이 이루어지며 상기와 같은 경우 웨이퍼와 충돌이 유발되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 웨이퍼의 위치 변동시 인터페이스 블럭(Interface Block)에 웨이퍼 위치 변동을 감지할 수 있는 센서를 부착하여 웨이퍼의 파손이나 흠집과 같은 문제점을 방지하기 위한 웨이퍼 감지 시스템을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은 웨이퍼의 위치 변동을 감지하는 웨이퍼 감지 시스템에 있어서, 웨이퍼의 위치 변동을 감지하는 하나 이상의 센서로 구성된 센서부; 상기 센서부에서 감지된 신호를 상기 웨이퍼 감지부에 전송하며 서로 다른 전압의 신호를 매칭하는 중계부; 상기 웨이퍼의 위치 변동시 인터락을 걸어 공정 진행을 일시 정지하게 하는 웨이퍼 감지부 및 상기 센서부 및 중계부를 구동하기 위한 전원부로 이루어진 웨이퍼 감지 시스템에 의해 달성된다.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 감지 시스템을 나타내는 블럭도이다. 도 4를 살펴보면, 스테퍼 웨이퍼 언로딩(Unloading)시 웨이퍼의 위치 불량이 발생하여 센서(100)에 검출되었을 경우 IRA 암의 구동을 멈출 수 있어 장비 노후화에 따른 웨이퍼의 위치 변동을 검출하기 위한 장치이다.

상기 센서(100)에서 검출된 신호, 즉 웨이퍼의 위치 변동 신호를 인터페이스 보드(110)에서 전자소자인 포토 커플러(Photo Coupler)를 통하여 웨이퍼 감지부(120)의 커버 센서에 전송해 주고 상기 웨이퍼 감지부(120)는 검출된 신호에 IRA 인터락(Interlock)을 걸어 공정 진행을 일시 정지하게 하여 알람을 발생시키고 웨이퍼 상태를 확인한 후 웨이퍼의 위치를 조종해 정상 진행될 수 있도록 한다.

도 5는 본 발명에 따른 센서를 나타내는 개략도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 센서(100)는 웨이퍼의 이상유무를 검출하는 것으로 포토 광 센서를 사용한다. 공정 진행시 스테이지 상의 웨이퍼가 핀(130) 위에 놓이게 되고 웨이퍼 가이드(140)에 걸리지 않는다. 상기 센서(100)는 상하좌우 모두 이탈 감지를 할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 웨이퍼 감지 시스템을 나타내는 회로도이다. 도 6을 살펴보면, 웨이퍼 감지 시스템은 센서부(200), 중계부(300), 출력부(400) 및 전원부(500)로 이루어져 있다.

상기 센서부(200)는 3개의 센서를 OR로 구성하는데 3개 중 2개는 수직으로 1개는 수평으로 하여 상하좌우를 모니터링하여 정확한 웨이퍼의 위치 변동을 감지한다.

상기 중계부(300)는 전자소자인 포토 커플러를 이용하여 웨이퍼 센서에 감지된 신호를 웨이퍼 감지부에 전송해 주고 서로 다른 전압의 신호를 서로 매칭시켜 주는 역할을 한다. 상기 포토 커플러는 발광 소자와 수광 소자를 조합시켜 하나의 소자를 구성한 광 결합소자로 입력측과 출력측은 전기적으로 절연되고 광에 의한 신호가 전송되는 것이고, 상기 서로 다른 전압에서 웨이퍼 센서의 전압은 DC 12V이며 웨이퍼 감지부의 도어 센서 전압은 DC 5V이다.

상기 출력부(400)는 웨이퍼 감지부로, 웨이퍼 센서에 웨이퍼의 위치 변동이 검출되었을 때 포토 커플러의 내부 발광소자가 차단되어 수광부의 베이스단에 광 전달이 되지 않아 수광부 포토 트랜지스터의 전류가 차단되어 웨이퍼 감지부의 도어 센서에 공급되는 전원이 차단된다. 이때 "IRA 커버 오픈 에러(Cover Open Error)"가 발생되는데, 상기 센서부(200)의 3개의 센서 중 1개라도 오류가 검출된다면 출력단의 도어 센서는 전원이 차단된다.

상기 전원부(500)는 웨이퍼 센서와 포토 커플러를 구동하기 위한 전원부 역할을 한다.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명의 웨이퍼 감지 시스템은 웨이퍼 위치 상태를 감지할 수 있는 것으로 장비 노후화에 따른 암의 위치 변동을 모니터링할 수 있는 장점이 있고, 웨이퍼의 가장자리 센서의 후면(Back Side)의 이탈도 감지하고 3개의 센서를 설치하여 웨이퍼의 어느 방향으로 이탈하여도 감지하며 인터페이스 보드를 사용하여 시스템의 간섭을 받지 않아 파라미터를 설정할 필요가 없는 효과가 있다.

도 1은 종래의 척 플레이트에 대하여 웨이퍼가 불량 위치 상태를 나타내는 일예이다.

도 2는 종래의 척 플레이트에 대하여 웨이퍼가 불량 위치 상태를 나타내는 다른 일예이다.

도 3은 종래의 웨이퍼 감지 시스템에서 웨이퍼가 이탈된 예를 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 감지 시스템을 나타내는 블럭도이다.

도 5는 본 발명에 따른 센서를 나타내는 개략도이다.

도 6은 본 발명에 따른 웨이퍼 감지 시스템을 나타내는 회로도이다.

Claims (6)

1. 웨이퍼의 위치 변동을 감지하는 웨이퍼 감지 시스템에 있어서,

   웨이퍼의 위치 변동을 감지하는 하나 이상의 센서로 구성된 센서부;

   상기 센서부에서 감지된 신호를 상기 웨이퍼 감지부에 전송하며 서로 다른 전압의 신호를 매칭하는 중계부;

   상기 웨이퍼의 위치 변동시 인터락을 걸어 공정 진행을 일시 정지하게 하는 웨이퍼 감지부; 및

   상기 센서부 및 중계부를 구동하기 위한 전원부

   를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 웨이퍼 감지 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 센서부는 3개의 센서로 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 감지 시스템.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 3개의 센서는 2개는 수직, 1개는 수평으로 구성되어 상하좌우를 모니터링하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 감지 시스템.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 웨이퍼 감지부는 센서부의 하나 이상의 센서 중 1개의 센서라도 오류가 검출되면 인터락을 거는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 감지 시스템.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 중계부는 포토 커플러를 이용하여 웨이퍼 센서에 감지된 신호를 웨이퍼 감지부로 전송하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 감지 시스템.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 중계부는 웨이퍼 센서의 전압이 DC 12V이고, 웨이퍼 감지부의 도어 센서 전압이 DC 5V인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 감지 시스템.