KR20060072571A - 로드락 챔버 및 이를 포함하는 반도체 소자 제조용 장비 - Google Patents

로드락 챔버 및 이를 포함하는 반도체 소자 제조용 장비 Download PDF

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Abstract

웨이퍼들의 오정렬을 감지할 수 있는 로드락 챔버가 제공된다. 로드락 챔버는 다수의 웨이퍼들이 장착되는 슬롯을 구비하는 카세트가 로딩되는 카세트 로딩부 및 카세트 로딩부에 카세트 로딩시 카세트에 장착된 웨이퍼들의 플랫존과 이격되는 위치에 설치되며, 웨이퍼의 반경 내부 영역에 센서광을 조사하는 하나 이상의 센서를 포함한다.
로드락 챔버, 웨이퍼 오정렬, 센서

Description

로드락 챔버 및 이를 포함하는 반도체 소자 제조용 장비{Load-lock chamber and apparatus for fabricating semiconductor device employing the same}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장비의 개략 단면도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로드락 챔버의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로드락 챔버의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로드락 챔버의 측면도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
10: 로드락 챔버 20: 카세트 로딩부
25: 카세트 30: 센서
32: 수광부 34: 발광부
본 발명은 반도체 소자 제조용 장비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 카세트 내에 장착된 웨이퍼의 오정렬로 인해 공정 불량이 유발되는 것을 방지하기 위한 반도체 소자 제조용 장비에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 확산, 식각, 사진 및 클리닝 공정 등을 반복적으로 수행하여 제조된다. 이러한 각 공정들을 수행하기 위해서 웨이퍼들은 카세트(Cassette)에 장착되어 각 공정을 수행하기 전, 후에 웨이퍼들을 보관하는 로드락 챔버(Load-lock chamber)로 이송된다. 로드락 챔버로 이송된 웨이퍼들은 낱장 단위로 공정 챔버로 이송되어 반도체 소자 제조 공정이 수행된다.
이 때, 카세트 내에 장착된 웨이퍼들은 반도체 소자 제조 공정을 수행하기 전에 웨이퍼들의 수평 높이를 맞추기 위해 플랫존(flat zone)이 정렬되어 있어야 한다. 따라서 로드락 챔버로 카세트를 이송하기 전 카세트 내에 장착된 웨이퍼들의 플랫존을 정렬시킨 다음 카세트를 로드락 챔버 내로 이송하여야 한다.
그러나, 웨이퍼들의 플랫존 정렬이 생략되거나, 카세트 이송 도중 웨이퍼들의 플랫존이 지정된 위치에서 이탈될 수 있다. 이와 같은 이유 등으로 웨이퍼들의 플랫존이 정렬되어 있지 않을 경우 로드락 챔버에서 공정 챔버로 웨이퍼를 이송시 웨이퍼가 손상되거나, 공정 수행 중 공정 불량이 유발될 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 로드락 챔버 내에 위치하는 카세트에 장착된 웨이퍼들의 플랫존 오정렬로인해 웨이퍼들이 손상되거나 공정 불량이 유발되는 것을 방지할 수 있는 반도체 소자 제조용 장비를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 로드락 챔버는 다수의 웨이퍼들이 장착되는 슬롯을 구비하는 카세트가 로딩되는 카세트 로딩부 및 카세트 로딩부에 카세트 로딩시 카세트에 장착된 웨이퍼들의 플랫존과 이격되는 위치에 설치되며, 웨이퍼의 반경 내부 영역에 센서광을 조사하는 하나 이상의 센서를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장비의 개략 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 반도체 소자 제조용 장비(100)는 로드락 챔버 (10), 이송부(40), 공정 챔버(50)를 포함한다.
반도체 소자 제조용 장비(100)는 웨이퍼(W)에 확산, 식각, 사진 및 클리닝 공정을 수행하는 장비이다. 반도체 소자 제조용 장비(100)에 포함된 로드락 챔버(10)는 반도체 소자 제조 공정이 수행되는 환경과 비슷한 환경의 밀폐된 공간으로써 외부와 연결되는 도어와 이송부(40)와 연결되는 도어가 구비되어 있다. 따라서 다수의 웨이퍼들을 장착한 카세트가 외부와 연결된 로드락 챔버(10)의 도어를 통해 로드락 챔버(10) 내로 로딩된다. 이 때, 다수의 웨이퍼들을 장착한 카세트는 로드락 챔버(10) 내의 카세트 로딩부(20)에 위치한다. 카세트 로딩부(20)로 로딩되는 카세트는 카세트 내에 장착된 웨이퍼의 플랫존들이 이송부(40)를 향해 정렬된다. 이 때 웨이퍼의 플랫존들이 오정렬되어 있을 경우 이를 감지하기 위해 로드락 챔버(10)에는 센서가 설치되어 있다.
다음으로, 로드락 챔버(10)로 카세트가 이송되면 이송부(40)에 위치한 웨이퍼 이송 로봇에 의해 웨이퍼가 한 매씩 공정 챔버(50)내로 이송되어 웨이퍼에 반도체 소자 제조 공정이 수행된다. 이와 같이, 반도체 소자 제조 공정이 수행되고 나면 다시 이송부(40)를 통해 웨이퍼가 이송되어 카세트 내에 다시 장착된다.
그리고 반도체 소자 제조용 장비에는 공정 챔버(50)가 하나 이상 설치되어 있어 여러 장의 웨이퍼에 반도체 소자 제조 공정을 동시에 수행할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 로드락 챔버에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로드락 챔버의 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로드락 챔버의 평면도이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 로드락 챔버(10)는 카세트 로딩부(20) 및 센서(30)를 포함한다.
로드락 챔버(10)는 웨이퍼(W)를 반도체 소자 제조 공정이 수행되는 공정 챔버(도 1의 50 참조)로 이송하기 전에 공정 챔버(도 1의 50 참조) 내의 환경 조건에 근접한 환경 조건을 접할 수 있도록 하고, 공정 챔버(도 1의 50 참조) 내의 환경 조건이 외부로부터 영향을 받지 않도록 차단하는 역할을 한다. 이러한 로드락 챔버(10)의 일면은 외부와 연결되고 다른 일면은 이송부(도 1의 40 참조)와 연결된다. 그리고 로드락 챔버(10) 내부에는 카세트(25)가 위치하는 카세트 로딩부(20)가 형성되어 있다. 따라서 외부와 연결된 로드락 챔버(10)의 일면을 통해 카세트(25)가 로딩되어 카세트 로딩부(20)에 위치한다. 또한, 로드락 챔버(10)의 하부면과 상부면에는 카세트(25) 내에 장착된 웨이퍼(W)들의 오정렬을 감지하기 위한 센서(30)가 설치된다.
카세트(25)는 반도체 소자 제조 과정에서 웨이퍼(W)들을 운반 및 보관시 웨이퍼(W)들이 오염되는 것을 방지하기 위한 장치이다. 이러한 카세트(25)에는 웨이퍼(W)들을 수평으로 장착하기 위한 슬롯(Slot)이 구비되어 있어 25장의 웨이퍼(W)들이 장착된다. 이러한 카세트(25)의 슬롯에 장착되는 웨이퍼(W)들은 공정 챔버(도 1의 50 참조)로 이송되어 공정 수행시 공정의 기준 위치를 인식할 수 있도록 일부가 평평하게 잘린 플랫존(22; flat zone)이 형성되어 있다. 따라서 카세트(25) 내에서 웨이퍼(W)들의 플랫존(22)이 일정한 방향으로 정렬된다.
이와 같은 카세트(25)는 이전 공정을 마친 다음 후속 공정을 진행하기 위해 로드락 챔버(10) 내로 로딩된다. 이 때 카세트(25)는 수평 상태에서 수직 상태로 로딩되어 카세트(25) 내에 웨이퍼(W)들이 적층된 상태로 위치한다. 그리고 로드락 챔버(10) 내로 로딩된 카세트(25)는 로드락 챔버(10)의 하부면 중앙에 안착된다. 따라서 카세트(25) 내부에 장착된 웨이퍼(W)들의 플랫존(22)들이 이루는 면과 로드락 챔버(10)의 하부면이 수직을 이루게 된다.
센서(30)는 로드락 챔버(10)의 적어도 하나의 일면에 하나 이상 설치되어 카세트(25) 내에 장착된 웨이퍼(W)들의 오정렬을 감지한다. 상세히 설명하면 센서(30)는 발광부(32)와 수광부(34)로 구성되어 있고 각각 로드락 챔버(10)의 상부면과 하부면에 설치된다. 따라서 로드락 챔버(10)의 하부면에 설치된 발광부(32)에서 센서광이 조사되면 로드락 챔버(10)의 상부면에 설치된 수광부(34)에서 센서광이 감지된다. 이 때, 웨이퍼(W)들의 오정렬을 감지하는 센서(30)의 센서광으로는 적외선을 이용한다. 그리고 센서(30)에서 조사되는 센서광은 웨이퍼의 플랫존(22)과 이격되며 카세트(25) 내에 정상적으로 웨이퍼(W)가 위치하였을 때의 웨이퍼(W) 반경 내로 조사된다.
이와 같은 센서(30)는 도 3에 도시된 바와 같이, 카세트(25)에 장착된 웨이퍼(W)들 중 하나라도 플랫존(22)이 일정 방향으로 정렬되지 않아 웨이퍼의 라운드존(24)이 돌출되어 있을 경우 발광부(32)에서 조사된 적외선이 웨이퍼(W)에 의해 차단되어 수광부(34)에서 적외선이 감지되지 않는다. 따라서 수광부(34)에서 적외선이 감지될 경우 카세트(25) 내에 웨이퍼들의 플랫존(22)이 일정 방향으로 정렬된 것으로 판단할 수 있다. 그리고 수광부(34)에서 적외선이 감지되지 않을 경우 카세 트(25) 내의 웨이퍼(W)들이 오정렬된 것으로 판단할 수 있다. 즉, 수광부(34)에서 적외선의 감지 여부에 따라 웨이퍼(W)들의 오정렬을 감지할 수 있다.
그리고 카세트(25) 내에 장착된 웨이퍼(W)들의 오정렬을 감지하는 센서(30)는 웨이퍼가 약간이라도 회전되어 라운드존(24)이 돌출될 경우 오정렬을 민감하게 감지하기 위해 두 개가 설치되는 것이 바람직하다. 이 때, 두 개의 센서(30)들은 카세트(25) 내에 장착된 웨이퍼(W)들의 플랫존(22)과 이격되며 웨이퍼(W)의 중심으로부터 웨이퍼(W)의 반경 내의 로드락 챔버(10) 일면에 설치된다. 즉, 로드락 챔버(10)의 하부면에 두 개의 발광부(32)가 설치되고 이와 대응되게 상부면에 두 개의 수광부(34)가 설치된다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장비의 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 웨이퍼(W)들을 장착한 카세트(25)를 로드락 챔버(10) 내부로 로딩한다. 로드락 챔버(10)로 로딩된 카세트(25)는 수직으로 로드락 챔버(10)의 카세트 로딩부(20)에 장착된다. 따라서 웨이퍼(W)들이 카세트(25)에 설치되어 있는 슬롯에 의해 수평으로 적층된 상태로 위치하게 된다.
이와 같이 카세트(25)가 로드락 챔버(10)의 하부면에 위치하면 하부면에 설치된 두개의 발광부(32)에서 적외선이 로드락 챔버(10)의 상부면에 설치된 수광부(34)로 조사된다.
이 때, 도 4에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)의 플랫존(22)이 일정한 방향으로 정렬되지 않아 웨이퍼(W)의 라운드존(24) 부분이 돌출되어 있을 수 있다. 따라 서 발광부(32)에서 조사된 적외선이 웨이퍼(W)에 의해 차단된다. 그러므로 수광부(34)에서는 적외선이 감지되지 않는다.
이와 같이 발광부(32)에서 적외선을 조사하고 난 다음 수광부(34)에서 적외선이 감지되지 않으면 센서(30)는 카세트(25) 내에 웨이퍼(W)들이 오정렬된 것으로 감지하여 작업자에게 이를 전달하기 위한 제어 신호를 발생시킬 수 있을 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로드락 챔버의 측면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 로드락 챔버(10)에 설치되어 웨이퍼(W)들의 오정렬을 감지하는 센서(36)는 로드락 챔버(10)의 상부면이나 하부면 어느 한면에 수광부와 발광부가 일체로 형성된 반사형 센서(36)가 이용될 수 있다.
이와 같이 웨이퍼(W)의 오정렬을 감지하는 센서(36)가 반사형으로 설치될 경우 카세트(25) 내에 장착된 웨이퍼(W)가 오정렬되어 있을 경우 발광부에서 조사된 적외선이 오정렬된 웨이퍼에 반사되어 수광부에서 적외선이 감지된다. 따라서 이 경우 수광부에서 적외선이 감지될 경우 카세트(25) 내에 장착된 웨이퍼가 오정렬된 것으로 판단할 수 있다.
이와 같이 로드락 챔버 내에 웨이퍼(W)들의 오정렬을 감지하는 센서를 설치함으로써 공정 수행전 웨이퍼(W)들의 오정렬 상태를 미리 감지할 수 있게 된다. 따라서 웨이퍼(W)들의 오정렬로 인해 웨이퍼(W)들이 손상되거나 공정 수행시 공정 불량이 유발되는 것을 사전에 방지할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수 적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상기한 바와 같이 본 발명의 반도체 소자 제조용 장비에 따르면 로드락 챔버의 하부면에 센서를 설치함으로써 카세트 내에 장착된 웨이퍼들이 오정렬을 감지할 수 있다.
따라서, 카세트 내에 장착된 웨이퍼들의 오정렬로 인해 웨이퍼 이송시 웨이퍼가 손상되거나, 반도체 소자 제조 공정시 공정 불량이 유발되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (6)

  1. 다수의 웨이퍼들이 장착되는 슬롯을 구비하는 카세트가 로딩되는 카세트 로딩부; 및
    상기 카세트 로딩부에 상기 카세트 로딩시 상기 카세트에 장착된 상기 웨이퍼들의 플랫존과 이격되는 위치에 설치되며, 상기 웨이퍼의 반경 내부 영역에 센서광을 조사하는 하나 이상의 센서를 포함하는 로드락 챔버.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서는 상기 카세트에 장착된 상기 웨이퍼들의 각 플랫존이 이루는 면과 평행하게 상기 센서광을 조사하는 로드락 챔버.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 센서는 수광부와 발광부로 구성되어 상기 로드락 챔버의 상부면 또는 하부면에 각각 설치되는 로드락 챔버.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 센서는 수광부와 발광부가 일체형으로 형성되어 상기 로드락 챔버의 상부면 또는 하부면 중 어느 한 면에 설치되는 로드락 챔버.
  5. 제 3 항 또는 4 항에 있어서,
    상기 센서는 적외선을 이용하는 광센서인 로드락 챔버.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 로드락 챔버를 포함하는 반도체 소자 제조용 장비.
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