KR20050106957A - 반도체 포토 스피너 설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 생산 수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 반도체 포토 스피너 설비에 관한 것으로, 그의 설비는, 반도체 제조 공정이 진행되는 반도체 포토 스피너 설비에 있어서; 웨이퍼 카세트를 로딩하는 웨이퍼 카세트 로더; 상기 웨이퍼 카세트 로더에 로딩되는 상기 웨이퍼 카세트에서 웨이퍼를 취출하는 얼라인먼트 스테이지 및 인덱스 암; 상기 취출된 웨이퍼에 대하여 포토레지스트를 도포, 사이드 린스 및 베이킹하는 공정을 수행하는 복수개의 스피너 유닛; 상기 스피너 유닛에서 각각의 공정을 수행된 웨이퍼를 이송하기 위해 각 상기 스피너 유닛의 외부에서 내부로 유출입되는 메인 암을 구비하고, 상기 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 트랜스퍼; 상기 스피너 유닛의 내부에 설치되고, 상기 각 스피너 유닛의 내부로 유입되는 상기 메인 암을 감지하는 적어도 하나 이상의 센서; 및 상기 센서에서 감지된 상기 메인 암의 감지 신호를 이용하여 상기 스피너 유닛 또는 상기 웨이퍼 트랜스퍼를 제어하는 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하여 이루어진다.

Description

반도체 포토 스피너 설비{equipment for spinner semiconductor device}

본 발명은 반도체 제조 설비 중 스피너 설비에 관한 것으로, 특히 반도체 포토 스피너 설비에서 스피너 유닛에 웨이퍼를 유출입하는 메인 암(Main Arm)을 모니터링하는 반도체 포토 스피너 설비에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자를 제조하기 위하여, 웨이퍼에 반도체 회로를 형성하는 단계를 수차례 반복하며, 각 단계는 막질의 성장 및 증착 공정, 포토레지스트(Photoresist)의 도포, 상기 포토레지스트 상에 해당하는 반도체 회로를 색인하는 포토 스테퍼(Photo Stepper) 공정, 상기 반도체 회로에 해당되지 않는 부분을 제거하는 에칭(Etching) 공정 및 각 단계에서 원하는 불순물을 주입하는 임플랜터(Implanter) 공정 등을 포함한다.

상기 포토 도포 공정에서 상기 포토레지스트를 도포하기 위하여 주로 스피너 설비를 사용한다. 상기 스피너 설비는 그 구체적인 형상은 제조업체 별로 다르나 기본적으로, 상기 포토레지스트를 도포하기 위한 스핀 척, 상기 포토레지스트의 도포 후에 웨이퍼의 에지(Edge) 부근에 대한 클리닝 공정을 수행하는 사이드 린스 장치, 및 상기 사이드 린스 후에 상기 포토레지스트를 경화하기 위한 베이크 장치 및 상기 각 장치 사이에 상기 웨이퍼를 전송하는 웨이퍼 트랜스퍼(Wafer Transfer)를 구비한다.

상기 포토레지스트 도포 공정의 스피너 및 사이드린스 공정의 사이드 린스 장치는 기본적으로 동일한 구조이므로 동일한 스피너에서 포토레지스트를 도포하고 사이드 린스 공정을 수행할 수 있다. 여기서는 설명의 편의를 위하여 상기 두 개의 공정을 분리하여 수행하는 장비에 대하여 언급한다.

이외에 웨이퍼 카세트를 로딩 및 언로딩하는 웨이퍼 카세트 로더, 및 웨이퍼를 상기 웨이퍼 카세트에서 추출 및 적재하고 상기 웨이퍼에 대한 얼라인(Align) 공정을 수행하는 얼라인먼트 스테이지(Alignment Stage) 등을 추가로 구비한다.

이를 도 1 및 도 2a 내지 도 2c를 참조로 하여 상기 포토레지스트 도포 공정의 각 장치를 상기 공정을 진행하는 순서에 의하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 웨이퍼 카세트 로더(130)에 웨이퍼(170)를 적재한 웨이퍼 카세트(131)를 로딩하고, 상기 스피너 설비(100)가 상기 포토레지스트 도포 공정을 진행하기 시작하면, 상기 얼라인먼트 스테이지(Alignment Stage, 140)의 인덱스 암(Index Arm, 141)이 상기 웨이퍼 카세트(131)에서 웨이퍼(170)를 추출하여 상기 얼라인먼트 스테이지(140)에 로딩하고 상기 얼라인먼트 스테이지(140)는 상기 로딩된 웨이퍼(170)에 대하여 얼라인을 수행한다. 상기 얼라인을 완료한 웨이퍼(170)는 상기 웨이퍼 트랜스퍼(150)에 장착된 메인 상부암(151) 및 메인 하부암(152)을 구비한 메인 암이 적재하여 베이크 장치(160)에 로딩되고 베이크 공정이 끝난 웨이퍼(170)는 다시 상기 메인 상부암(151) 또는 메인 하부암(152)이 상기 스피너(110)에 로딩한다. 상기 웨이퍼(170)가 로딩이 완료되면 상기 스피너(110)는 포토레지스트를 상기 웨이퍼(170)의 상부에 도포하고 상기 스피너(110)는 상기 도포 공정시 상기 포토레지스트의 도포 균일도(Uniformity)를 향상시키기 위하여 스핀척(Spin Chuck, 121)이 상기 웨이퍼(170)를 회전시킨다.

상기 도포가 완료되면, 상기 메인 암은 상기 웨이퍼(170)를 다시 사이드 린스(Side Rinse) 장치(120)에 로딩하여 상기 도포 시에 웨이퍼(170)의 에지(Edge)에 형성된 불균일한 포토레지스트를 제거한다.

상기 사이드 린스를 완료한 웨이퍼(170)는 다시 상기 메인 암이 베이크 장치(160)에 로딩하고 상기 도포된 포토레지스트를 경화하여 상기 포토레지스트 상에서 노광 공정을 수행하는 스테퍼(Stepper, 미도시) 장치에서 상기 노광 공정이 원활히 수행되도록 한다. 상기 베이크가 완료된 웨이퍼(170)는 다시 상기 메인 암이 상기 웨이퍼 카세트로 로딩한다. 이때, 상기 전체 도포 공정은 일반적으로 상기 스피너 설비(100)가 구비한 컨트롤 시스템(미도시)에 의하여 제어된다.

상기한 바와 같은 공정이 상기 로딩된 웨이퍼(170) 전체에 대하여 반복 진행되어 상기 도포 공정이 완료되면, 웨이퍼 카세트(131)는 상기 웨이퍼 카세트 로더(130)에서 언로딩되어 전체 도포 공정을 완료한다.

하지만, 종래 기술에 따른 반도체 포토 스피너 설비는 다음과 같은 문제점이 있었다.

종래 기술에 따른 반도체 포토 스피너 설비는 베이크 장치(160), 사이드 린스 장치(120) 및 스피너(110)등으로 이루어진 스피너 유닛에 유출입되는 메인 암이 정상적으로 로딩되지 않을 경우, 상기 메인 암에 의한 티칭(teaching) 불량을 발생시킨다. 이와 같은 상기 메인 암의 티칭 불량은 상기 웨이퍼(170) 스크래치 또는 깨짐과 같은 공정 불량을 유발시키기 때문에 생산 수율이 떨어지는 단점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 상기 메인 암의 로딩 또는 티칭 불량에 따른 공정 불량을 방지하여 생산 수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 반도체 포토 스피너 설비를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양태에 따라, 반도체 포토 스피너 설비는, 반도체 제조 공정이 진행되는 반도체 포토 스피너 설비에 있어서; 웨이퍼 카세트를 로딩하는 웨이퍼 카세트 로더; 상기 웨이퍼 카세트 로더에 로딩되는 상기 웨이퍼 카세트에서 웨이퍼를 취출하는 얼라인먼트 스테이지 및 인덱스 암; 상기 취출된 웨이퍼에 대하여 포토레지스트를 도포, 사이드 린스 및 베이킹하는 공정을 수행하는 복수개의 스피너 유닛; 상기 스피너 유닛에서 각각의 공정을 수행된 웨이퍼를 이송하기 위해 각 상기 스피너 유닛의 외부에서 내부로 유출입되는 메인 암을 구비하고, 상기 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 트랜스퍼; 상기 스피너 유닛의 내부에 설치되고, 상기 각 스피너 유닛의 내부로 유입되는 상기 메인 암을 감지하는 적어도 하나 이상의 센서; 및 상기 센서에서 감지된 상기 메인 암의 감지 신호를 이용하여 상기 스피너 유닛 또는 상기 웨이퍼 트랜스퍼를 제어하는 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함함을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 3은 본 발명에 따른 반도체 포토 스피너 설비를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3의 스피너 유닛과 메인 암을 나타내는 사시도이다.

도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 포토 스피너 설비는, 웨이퍼 카세트를 로딩하는 웨이퍼 카세트 로더(230)와, 상기 웨이퍼 카세트 로더에 로딩되는 상기 웨이퍼 카세트에서 웨이퍼(270)를 취출하는 얼라인먼트 스테이지(240) 및 인덱스 암과, 상기 웨이퍼(270)에 포토레지스트를 도포하는 스피너(210)와, 상기 포토레지스트를 도포한 웨이퍼(270)에 대하여 상기 웨이퍼(270) 에지의 포토레지스트를 제거하는 사이드 린스 장치(220)와, 상기 웨이퍼(270)에 대한 베이크 공정을 진행하는 베이크 장치(260)와, 상기 스피너(210), 사이드 린스 장치(220) 및 베이크 장치(260)에서 각각의 공정을 수행되거나 각 공정이 완료된 웨이퍼(270)를 전송하기 위해 상기 스피너(210), 사이드 린스 장치(220) 및 베이크 장치(260)의 외부에서 내부로 유출입되는 메인 상부암(251) 및 메인 하부암(252)을 구비고, 상기 웨이퍼 얼라인먼트 스테이지(240), 상기 스피너(210), 사이드 린스 장치(220) 또는 베이크 장치(260)에서 상호간에 상기 웨이퍼(270)를 이송하는 웨이퍼 트랜스퍼(250)와, 스피너(210), 사이드 린스 장치(220) 및 베이크 장치(260)에서 각각의 내부에 설치되어 내부로 유입되는 상기 메인 상부암(251) 및 메인 하부암(252)을 감지하는 적어도 하나 이상의 센서(280)를 포함하여 구성된다. 도시되지는 않았지만, 상기 센서(280)에서 감지된 상기 메인 상부암(251) 및 메인 하부암(252)의 감지 신호를 이용하여 상기 스피너(210), 사이드 린스 장치(220), 베이크 장치(260) 또는 상기 웨이퍼 트랜스퍼(250)를 제어하는 제어 신호를 출력하는 제어부를 더 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 스피너(210), 사이드 린스 장치(220) 및 베이크 장치(260)는 스피너 유닛이라 일컬어지며, 상기 웨이퍼 트랜스퍼(250)에 의해 로딩되는 웨이퍼(270)의 각 포토레지스트 도포 및 베이킹 공정이 진행된다. 이때, 상기 메인 상부암(251)은 상기 스피너(210), 사이드 린스 장치(220) 또는 베이크 장치(260) 내부에서 공정이 완료된 상기 웨이퍼(270)를 언로딩한다. 또한, 상기 메인 하부암(252)은 포토레지스트 도포, 웨이퍼 에지 포토레지스터 제거 또는 베이킹 공정이 수행되어야할 웨이퍼(270)를 상기 스피너(210), 사이드 린스 장치(220) 또는 베이크 장치(260) 내에 로딩시킨다. 물론, 상기 메인 상부암(251)이 상기 스피너(210), 사이드 린스 장치(220) 또는 베이크 장치(260) 내에 상기 웨이퍼(270)를 로딩시키거나, 상기 메인 하부암(252)이 상기 스피너(210), 사이드 린스 장치(220) 또는 베이크 장치(260) 내에서 상기 웨이퍼(270)를 언로딩시킬 수도 있다.

또한, 설명의 편의 상 상기 메인 상부암(251) 또는 메인 하부암(252)은 메인 암(253)으로 설명하며, 상기 스피너 유닛 중에 하나인 상기 베이크 장치(260)에 유출입되는 상기 메인 암(253)의 동작에 대해 설명하기로 한다.

또한, 상기 베이크 장치(260)는 상기 스피너(210)에 의해 도포된 포토레지스트에 함유된 솔벤트 또는 수분을 증발시키는 장치로서, 상기 메인 암(253)에 의해 로딩 또는 언로딩되는 상기 웨이퍼(270)가 유출입될 수 있다. 물론, 상기 베이크 장치(260)는 상기 포토레지스트의 반응을 방지하기 위해 외부로부터 차단되어 있다.

또한, 상기 베이크 장치(260)는 상기 메인 암(253)에 의해 삽입되는 상기 웨이퍼(270)를 위치시키기 위해 적어도 3개 이상의 지지 핀이 형성되어 있다.

이때, 상기 베이크 장치(260)의 측벽(side wall)에 상기 베이크 장치(260)의 내부로 삽입되는 상기 메인 암((253)의 상태를 감지하는 상기 센서(280)가 설치되어 있다.

상기 센서(280)는 예컨대, 적외선 또는 레이저를 상기 메인 암(253)으로 입사하는 입광부와, 상기 메인 암(253)으로부터 반사된 상기 적외선 또는 레이저를 감지하는 수광부를 포함하는 광센서를 사용할 수 있으나, 그이외의 접촉 센서를 사용할 수도 있다.

본 발명의 일실시예에서는 도시하지 않았지만, 상기 센서(280)에 의한 상기 메인 암(253)의 감지가 우수하도록 상기 메인 암(253)에 상기 적외선 또는 레이저를 반사시키는 미러를 더 구비할 수도 있다.

한편, 이와 같이 구성된 본 발명의 반도체 포토 스피너 설비(200)의 제어부는 상기 메인 암(253)이 상기 베이크 장치(260)내에서 상기 웨이퍼(270)를 평탄하게 정해진 깊이까지 정상적으로 삽입될 경우, 상기 메인 암(253)의 티칭이 정상적임을 판단한다.

반면, 상기 제어부는, 상기 메인 암(253)이 상기 베이크 장치(260) 내부에 과도하게 삽입되거나 정해진 깊이 이상 삽입될 경우, 상기 센서를 이용하여 상기 메인 암(253)의 티칭 불량을 판단한다.

또한, 상기 메인 암(253)이 상기 베이크 장치(260)의 내부에 상기 웨이퍼(270)를 평탄하게 로딩시키지 못할 경우에도 마찬가지로 티칭 불량을 판단할 수도 있다.

따라서, 본 발명에 따른 반도체 포토 스피너 설비(200)는 메인 암(253)이 삽입되는 상기 베이크 장치(253)의 내부에서 상기 메인 암(253)의 위치를 감지하는 센서(280)를 구비하여 상기 메인 암(253)의 유출입을 모니터링 할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 센서(280)에서 출력되는 감지 신호를 이용하여 상기 베이크 장치(260)의 내부로 유출입되는 상기 메인 암(253)의 로딩 또는 티칭(teaching)불량이 발생할 경우 상기 메인 암(253) 또는 상기 베이크 장치(260)의 동작을 정지시키거나, 작업자에게 알람을 표시하기 위한 제어신호를 출력할 수 있다.

결국, 본 발명에 따른 반도체 포토 스피너 설비는, 웨이퍼(270)가 로딩 또는 언로딩되는 각각의 스피너 유닛에 상기 웨이퍼(270)를 로딩 또는 언로딩하는 메인 암(253)을 감지하는 적어도 하나 이상의 센서(280)를 구비하여 상기 메인 암(253)의 로딩 또는 티칭 불량에 따른 생산 수율을 증대 또는 극대화할 수 있다.

또한, 상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 제공하기 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 스피너 유닛으로 웨이퍼를 로딩 또는 언로딩 하는 메인 암을 감지하는 센서를 상기 스피너 유닛에 적어도 하나 이상 설치하여 상기 메인 암의 로딩 또는 티칭 불량에 따른 생산 수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 반도체 포토 스피너 설비를 나타내는 사시도.

도 2a 내지 도 2c는 도 1의 각 구성요부를 상세히 나타낸 도면.

도 3은 본 발명에 따른 반도체 포토 스피너 설비를 개략적으로 나타낸 사시도.

도 4는 도 3의 스피너 유닛과 메인 암을 나타내는 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

200 : 반도체 포토 스피너 설비 210 : 스피너

220 : 사이드 린스 장치 230 : 카세트 로더

240 : 얼라인먼트 스테이지 250 : 웨이퍼 트랜스퍼

251 : 메인 상부암 252 : 메인 하부암

253 : 메인 암 260 : 베이크 장치

270 : 웨이퍼 280 : 센서

Claims (4)

1. 반도체 제조 공정이 진행되는 반도체 포토 스피너 설비에 있어서;

   웨이퍼 카세트를 로딩하는 웨이퍼 카세트 로더;

   상기 웨이퍼 카세트 로더에 로딩되는 상기 웨이퍼 카세트에서 웨이퍼를 취출하는 얼라인먼트 스테이지 및 인덱스 암;

   상기 취출된 웨이퍼에 대하여 포토레지스트를 도포, 사이드 린스 및 베이킹하는 공정을 수행하는 복수개의 스피너 유닛;

   상기 스피너 유닛에서 각각의 공정을 수행된 웨이퍼를 이송하기 위해 각 상기 스피너 유닛의 외부에서 내부로 유출입되는 메인 암을 구비하고, 상기 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 트랜스퍼;

   상기 스피너 유닛의 내부에 설치되고, 상기 각 스피너 유닛의 내부로 유입되는 상기 메인 암을 감지하는 적어도 하나 이상의 센서; 및

   상기 센서에서 감지된 상기 메인 암의 감지 신호를 이용하여 상기 스피너 유닛 또는 상기 웨이퍼 트랜스퍼를 제어하는 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 설비.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 센서는,

   상기 메인 암에 대하여 조사광을 조사하는 입광부와,

   상기 입광부에서 조사된 조사광에 의해 상기 메인 암에 반사된 반사광을 감지하는 수광부를 포함함을 특징으로 하는 반도체 포토 스피너 설비.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 메인 암에 설치되고 상기 입광부에서 조사된 조사광을 반사시키는 미러를 더 포함함을 특징으로 하는 반도체 포토 스피너 설비.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 조사광은 적외선 또는 레이저임을 특징으로 하는 반도체 포토 스피너 설비.