KR20060024538A - 웨이퍼 위치를 감지하는 카세트와 이를 이용한 반도체웨이퍼의 매핑 장치 - Google Patents

웨이퍼 위치를 감지하는 카세트와 이를 이용한 반도체웨이퍼의 매핑 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 웨이퍼 위치를 감지하는 카세트와 이를 이용하는 반도체 웨이퍼의 매핑 장치에 관한 것으로, 웨이퍼 카세트의 상단에 발광 소자 및 웨이퍼 카세트의 하단에 수광 소자가 형성된 웨이퍼 감지 수단이 구비된 웨이퍼 카세트가 로딩되는 카세트 로딩부; 웨이퍼 카세트에 수납된 상기 웨이퍼의 수납 상태를 감지한 상기 발광 및 수광 소자로부터 웨이퍼 위치 데이터를 전달받고, 상기 웨이퍼의 수납 상태가 이상이 있는 경우 경보음을 발생하는 제어부;를 포함하는 반도체 웨이퍼의 매핑 장치를 제공한다. 이에 따르면, 웨이퍼가 카세트 외측으로 돌출되지 않고 올바른 위치에 수납되었는지 여부를 웨이퍼 카세트의 로딩과 동시에 감지함으로써, 웨이퍼의 손상을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 웨이퍼의 공정 진행이 원활하게 되므로, 반도체 제조 수율 및 반도체 제품의 신뢰성이 더욱 향상된다.
매핑(mapping), 웨이퍼, 카세트(cassette), 센서, 슬롯(slot)

Description

웨이퍼 위치를 감지하는 카세트와 이를 이용한 반도체 웨이퍼의 매핑 장치{ Cassette detecting wafer position and mapping apparatus of semiconductor wafer using the same }
도 1은 종래 기술에 따른 반도체 웨이퍼의 매핑 장치에 이용되는 웨이퍼 카세트의 사시도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 카세트에 수납된 웨이퍼의 상태를 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 카세트를 이용하는 반도체 웨이퍼의 매핑 장치를 개략적으로 나타낸 일부 측면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 카세트를 이용하는 반도체 웨이퍼의 매핑 장치의 웨이퍼 감지 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 설명*
10, 30: 웨이퍼 카세트 11a, 11b: 슬롯(slot)
12a, 12b: 슬롯부 23, 33: 돌출된 웨이퍼
24, 34: 정상 위치에 수납된 웨이퍼 35: 발광 소자
36: 수광 소자 37a, 37b: 가이드 부재
38: 카세트 로딩부 39: 제어부
L: 빛 조사(照射) 방향
본 발명은 반도체 웨이퍼의 매핑 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소정의 단위 공정이 진행되기 전 또는 진행이 완료된 상태에서 탑재된 반도체 웨이퍼의 올바른 수납 위치를 파악하는 웨이퍼 감지 수단이 구비된 카세트와 이를 이용하는 반도체 웨이퍼의 매핑 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 웨이퍼 상에 소정의 집적 회로를 형성하기 위해서는 웨이퍼에 산화막을 성장시키고 불순물을 침적시키며 침적된 불순물을 실리콘 웨이퍼 내로 원하는 깊이까지 침투시키는 확산 공정과, 식각이나 이온 주입이 될 부위의 보호 부위를 선택적으로 한정하기 위해 마스크나 레티클(reticle)의 패턴을 웨이퍼 위에 형성시키는 포토 공정과, 소정 부위에 성장되거나 침적 또는 증착된 박막들을 가스나 화학 약품을 이용하여 선택적으로 제거하는 식각(etching) 공정, 및 화학 기상 증착(chemical vapor deposition)이나 이온 주입 또는 금속 증착 방법을 이용하여 특정한 막을 형성시키는 박막 공정 등이 수행된다.
또한, 각 공정마다 복수의 단위 공정이 시행되는데, 예를 들어 포토 공정은 웨이퍼 위에 감광제를 도포하는 공정과, 정렬(alignment) 및 노광(exposure) 공정을 거친 웨이퍼의 표면 중 필요한 곳과 불필요한 부분을 구분하여 상을 형성하기 위해 현상액을 이용하여 소정 부위에 형성된 감광막을 제거하는 현상 공정과, 스핀 코터(spin coater)에 의해 감광제가 도포된 웨이퍼를 가열 및 냉각시켜 감광제의 접착력을 증가시키는 베이킹(baking) 공정과, 광학 렌즈를 이용하여 레티클 (reticle)의 패턴을 웨이퍼 위에 축소 노광하여 전사하는 노광 공정 등의 단위 공정이 시행된다.
한편, 이러한 단위 공정을 진행하기 위해, 어느 한 공정 장치에서 다른 공정 장치로의 웨이퍼의 반입 및 반송은 상기 공정으로 형성된 웨이퍼 대부분을 카세트 (cassette)에 탑재하여 이동함으로써 이루어지는데, 상기 카세트로는 대략 25장의 웨이퍼를 탑재할 수 있는 슬롯(slot)이 구비된 것이 이용된다.
웨이퍼가 탑재된 카세트가 반도체 소자를 제조하는 반도체 장비로 투입되면, 반도체 장비 내에서는 카세트의 슬롯에 있는 웨이퍼의 매수, 위치 등을 파악하는 작업을 진행하게 되는데, 이를 매핑(mapping)이라 하고, 이에 사용되는 장비를 매핑 장치라 부른다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 반도체 웨이퍼의 매핑 장치를 소개하기로 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 반도체 웨이퍼의 매핑 장치에 이용되는 웨이퍼 카세트의 사시도이고, 도 2는 종래 기술에 따라 카세트에 수납된 웨이퍼의 상태를 나타낸 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래에는 복수개의 웨이퍼를 수납할 수 있도록 안쪽 벽면에 소정 간격을 두고 슬롯(11a, 11b)이 형성된 웨이퍼 카세트(10)가 로봇(robot)과 같은 이송 수단에 의해 카세트 로더부(도시하지 않음)에 로딩(loading) 되었다. 그러나, 이러한 웨이퍼 카세트(10)가 카세트 로더부상에 로딩될 때, 진동이나 가벼운 충격 등에 의해 웨이퍼가 웨이퍼 카세트 밖으로 약간 돌출하게 되어 돌출된 웨이퍼(23) 및 정상 위치에 수납된 웨이퍼(24)로 나뉘어 수납된 상태를 이루게 된다.
이 때, 웨이퍼를 매핑(mapping)할 경우 또는 로봇에 의해 공정 챔버(도시되지 않음) 내부로 로딩하기 위해 이송시킬 경우에는 상기 챔버와 웨이퍼 카세트(10) 사이에 얼라인(align)의 차이가 발생할 수 있으며, 이러한 상태에서 공정이 계속 진행되면 웨이퍼가 손상되거나 깨지는 등의 경우가 발생될 수 있었다. 따라서, 공정 손실이 발생되거나, 웨이퍼 카세트(10)의 이송이 늦어짐에 따라 공정 시간이 지연되어 스루풋(throughput)이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 웨이퍼 카세트 로딩부 상에 로딩되는 카세트 내부에 웨이퍼가 올바르게 수납되어 있는지 여부를 감지함으로써 웨이퍼의 손상이나 공정 진행상의 문제를 미연에 방지하는 웨이퍼 감지 수단이 구비된 카세트를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 상기 웨이퍼 감지 수단이 구비된 카세트를 이용하는 반도체 웨이퍼의 매핑 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 웨이퍼 카세트는, 웨이퍼 카세트의 상단에 발광 소자 및 상기 웨이퍼 카세트의 하단에 수광 소자가 형성된 웨 이퍼 감지 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 매핑 장치는, 웨이퍼 카세트의 상단에 발광 소자 및 웨이퍼 카세트의 하단에 수광 소자가 형성된 웨이퍼 감지 수단이 구비된 웨이퍼 카세트가 로딩되는 카세트 로딩부; 웨이퍼 카세트에 수납된 웨이퍼의 수납 상태를 감지한 발광 및 수광 소자로부터 웨이퍼 위치 데이터를 전달받고, 웨이퍼의 수납 상태가 이상이 있는 경우 경보음을 발생하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 카세트를 이용하는 반도체 웨이퍼의 매핑 장치를 개략적으로 나타낸 일부 측면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 매핑 장치는 웨이퍼 카세트(30), 카세트 로딩부(38), 가이드 부재(37a, 37b) 및 제어부(39)를 포함한다.
웨이퍼 카세트(30)는 내부에 형성된 복수개의 슬롯에 소정의 공정이 완료된 웨이퍼들을 수납하는 곳으로서, 여기에 수납된 웨이퍼는 정상 위치에 수납된 웨이퍼(34)와, 카세트 로더부상에 로딩시 진동이나 가벼운 충격 등에 의해 웨이퍼가 웨이퍼 카세트 밖으로 약간 돌출하게 되어 돌출된 웨이퍼(33)로 구분하여 도시되어 있다.
카세트 로딩부(38)는 상기 웨이퍼 카세트(30)가 안착될 수 있는 곳이고, 가이드 부재(37a, 37b)는 상기 카세트 로딩부(38) 상면의 전방 양측 모서리 쪽에 한 쌍과 후방 끝단 쪽에 돌출하여 구비된다. 이러한 가이드 부재(37a, 37b)는 로딩되는 웨이퍼 카세트(30)를 고정시킬 뿐만 아니라 정확하게 놓일 수 있도록 안내하는 기능을 수행한다.
그리고, 상기 웨이퍼 카세트(30)의 상단의 중앙 부근에는 발광(發光) 소자(35)가, 하단의 중앙 부근에는 수광(受光) 소자(36)가 형성되어 웨이퍼의 위치를 감지하게 되며, 감지된 웨이퍼 위치 데이터는 제어부(39)로 전달된다.
도 4의 순서도를 참조하여 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 매핑 장치의 웨이퍼 감지 동작을 설명하기로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 반도체 웨이퍼의 매핑 장치에서는, 카세트 로딩부에 웨이퍼 카세트가 로딩된 후(S41 단계), 웨이퍼 카세트 내 웨이퍼에 대한 BCR(barcode card reader) 판독이 이루어진다(S42 단계).
이후, 만일 안착 과정이나 이송 도중에 카세트에 수납된 웨이퍼가 진동이나 가벼운 충격에 의해 정상 위치를 이탈하여 약간 돌출하게 되면, 비정상 상태로 수납된 웨이퍼(33)는 발광 소자(35)로부터 수광 소자(36)로 빛(L)이 감지되는 것을 방지한다. 이러한 경우에, 웨이퍼 센서는 웨이퍼가 카세트(30)의 외측으로 돌출된 것으로 판단하여 작동되므로(S43 단계), 제어부(39)를 통해 경보음을 발생시킨다(S44 단계). 웨이퍼 센서는 경보음 발생과 함께 인터록(interlock) 기능을 발생시켜 로봇암 등에 의한 웨이퍼의 파손을 미연에 방지할 수 있게 되는 것이다.
이렇게 웨이퍼의 수납 이상 유무를 피드백(feedback)하여 웨이퍼 카세트에 웨이퍼를 올바르게 위치시킨 후(S45 단계), 웨이퍼 수납 위치의 이상이 없을시에만 다음 단계인 매핑 단계로 진행된다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예는 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 웨이퍼 위치를 감지하는 카세트와 반도체 웨이퍼의 매핑 장치에 따르면, 웨이퍼가 카세트에 적정하게 수납되었는지 여부를 웨이퍼 센서에 의해 매핑 진행 전에 체크함으로써, 카세트 외측으로 돌출된 웨이퍼가 존재한 상태로 매핑이 진행되지 않는다. 따라서, 로봇 암 등에 의한 웨이퍼의 손상을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 이후 보다 안전한 상태로 공정을 진행할 수 있으므로 반도체 제조 수율 및 제품의 신뢰성이 더욱 향상된다.

Claims (2)

  1. 복수개의 웨이퍼가 수납되는 웨이퍼 카세트에 있어서,
    상기 웨이퍼 카세트의 상단에 발광 소자 및 상기 웨이퍼 카세트의 하단에 수광 소자가 형성된 웨이퍼 감지 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 카세트.
  2. 웨이퍼 카세트의 상단에 발광 소자 및 상기 웨이퍼 카세트의 하단에 수광 소자가 형성된 웨이퍼 감지 수단이 구비된 웨이퍼 카세트가 로딩되는 카세트 로딩부;
    상기 웨이퍼 카세트에 수납된 상기 웨이퍼의 수납 상태를 감지한 상기 발광 및 수광 소자로부터 웨이퍼 위치 데이터를 전달받고, 상기 웨이퍼의 수납 상태가 이상이 있는 경우 경보음을 발생하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 매핑 장치.
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