KR20060079309A - 스캐닝 전자현미경에 사용된 웨이퍼트랜스퍼시스템 - Google Patents

스캐닝 전자현미경에 사용된 웨이퍼트랜스퍼시스템 Download PDF

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KR20060079309A
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Abstract

본 발명은 웨이퍼표면의 디펙트(Defect)를 분석하는 스캐닝 전자현미경에 사용되는 웨이퍼 트랜스퍼장치의 디자인을 변경함으로써 장치의 기능 향상을 통한 생산성 향상에 기여할 수 있는 스캐닝 전자현미경에 사용된 웨이퍼 트랜스퍼시스템에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명은, 에어실린더(6)가 샤프트(4)를 통해 플레이트(5)와 웨이퍼(3)가 설치되고 일측으로 각기 에어밸브(7)와 터보펌프(8)가 설치되어 있는 로더챔버(10)에서 로더도어 상부(20)와 로더도어 하부(22)를 밀폐되도록 구비하여, 상기 로더도어 상부(20)의 돌출부(24)와 상기 로더도어 하부(22)의 돌출부(25)가 마주보아 개구부가 형성되고, 상기 로더도어 상부(20)의 돌출부(24)를 에어실린더(1)에 의해 상하로 이동되는 로더도어 이동부(21)가 개구부를 열고 닫게 된 것을 그 특징으로 한다.
스캐닝 전자현미경, 웨이퍼트랜스퍼, 웨이퍼 트랜스퍼시스템

Description

스캐닝 전자현미경에 사용된 웨이퍼트랜스퍼시스템{Wafer Transfer System using Scanning Electron Microscope}
도 1 은 종래의 웨이퍼트랜스퍼시스템에서 챔버가 열려있는 작동 상태도,
도 2 는 도 1 에 도시된 로더도어의 바닥을 도시해 놓은 도면,
도 3 은 종래의 웨이퍼트랜스퍼시스템에서 챔버가 닫혀있는 작동 상태도,
도 4 는 본 발명의 실시예에 관한 스캐닝 전자현미경에 사용된 웨이퍼트랜스퍼시스템을 설명하기 위한 챔버의 열린상태도,
도 5 는 도 4 에 도시된 원형 점선부분을 확대해 놓은 도면,
도 6 은 본 발명의 스캐닝 전자현미경에 사용된 웨이퍼트랜스퍼시스템을 설명하기 위한 챔버의 닫힌상태도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1, 6 : 에어실린더 3 : 웨이퍼
4 : 샤프트 5 : 플레이트
7 : 에어밸브 8 : 터보펌프
10 : 로더챔버 11 : 스몰챔버
20 : 로더도어 상부 21 : 로더도어 이동부
22 : 로더도어 하부 23 : 도어홈 닫힘부
본 발명은 웨이퍼표면의 디펙트(Defect)를 분석하는 스캐닝 전자현미경에 사용되는 웨이퍼 트랜스퍼장치의 디자인을 변경함으로써 장치의 기능 향상을 통한 생산성 향상에 기여할 수 있는 스캐닝 전자현미경에 사용된 웨이퍼 트랜스퍼시스템에 관한 것이다.
반도체장비로는 전공정라인에 들어가는 장비, 후공정라인에 들어가는 장비, 그리고 서비스장비로 나누어지고 있다. 보통 웨이퍼 트랜스퍼(Wafer Transfer)는 웨이퍼에 확산과 같은 소정의 공정을 진행시키기 위해 웨이퍼를 카세트에서 석영보트로 옮겨주거나, 공정이 완료된후 웨이퍼를 석영보트에서 카세트로 옮겨주는 로드 및 언로드하기 위한 시스템을 일컫는다.
반도체 제조공정에 사용되고 있는 여러 형태의 웨이퍼 트랜스퍼를 사용하고 있으며, 전량 수입장비에 의존하고 있고, 반도체 공정에서 이 장비의 문제점 발생시 문제점 해결을 위한 장비의 가동중단 시간 증가 및 장비를 수입함으로써 비용 및 납기의 손실을 가져오게 된다. 종래 웨이퍼 트랜스퍼에서는 웨이퍼의 플랫존 얼 라이너가 분리되어 작업자의 공수증가 및 공정시간 증가를 가져오고 장비의 유지보수에 대한 어려움과 장비의 부식마모에 의한 불순물이 발생되고 있다.
한편, 스캐닝 전자현미경은 고진공 상태에 놓여진 시료표면을 1-100nm정도의 미세한 전자선으로 x-y의 이차원방향으로 주사하여 시료표면에서 발생하는 2차전자의 신호를 검출하여 음극선관(브라운관) 화면상에 확대화상을 표시하거나 기록하여 시료의 형태, 미세구조의 관찰이나 구성원소의 분포, 정성, 정량 등의 분석을 행하는 장치인 것이다.
이에 2 차전자의 신호가 존재하기 위해선 샘플 챔버의 공간은 항상 10×-7이상의 고진공의 유지가 필요하게 된다. 그래서, 반도체 제조라인에서 사용되는 스캐닝 전자현미경 장비의 고진공을 유지하기 위한 샘플이송 방법은 도 1 에 도시된 바와 같다.
도 1 은 종래의 웨이퍼트랜스퍼시스템에서 챔버가 열려있는 작동 상태도이고, 도 2 는 도 1 에 도시된 로더도어의 바닥을 도시해 놓은 도면이며, 도 3 은 종래의 웨이퍼트랜스퍼시스템에서 챔버가 닫혀있는 작동 상태도이다. 샘플이 스몰챔버(Small Chamber : 11)(적은 대기압의 상태에서 쉽게 고 진공에 도달할 수 있도록 설계된 공간)를 통하여 로더챔버(Loader Chamber : 10)를 거쳐 샘플챔버에 도달하도록 구성되어 있다.
도 1 에서 샘플웨이퍼의 이송방법은 에어실린더(1)에 의해 로더도어(2)가 오픈되고, 에어실린더(6)가 동작됨에 따라 샤프트(4)가 부상하여 플레이트(5)상에 샘플웨이퍼(3)가 놓여진 뒤 상기 에어실린더(1)에서 로더도어(2)가 닫히게 된다. 다 음 에어밸브(7)가 에어실린더(6)의 동작에 의해 플레이트(5)와 함께 다운(오픈)됨으로써 터보펌프(TMP : 8)로 고진공이 유지되고 있는 로더챔버(10)와 진공의 상태를 유지된 뒤 샘플 인펙션(Sample Inspection)을 위한 챔버로 이송하게 된다.
여기서의 문제점은 로더도어(2)가 도 1 및 도 3 에 도시된 바와 같이 챔버의 열고 닫힘의 반복 수행시에 대기중에 존재하는 파티클(Particle : 12)과 도 2 에서의 로더도어(2)의 바닥에 장착되어 있는 오링(13)으로 인한 각종 파우더(Powder)성 파티클이 대량 발생되어 생산성에 영향을 주고 있었다.
본 발명은 상기와 같이 종래의 웨이퍼트랜스퍼가 가지고 있는 문제점을 해소하기 위해 발명한 것으로, 원형의 형태를 유지하던 로더도어를 도어 홈크로스 부분을 움푹하게 개조하여 파티클 영향을 최소화 하도록 하고, 기존의 사용되던 오링을 제거하여 이 오링으로 인한 파우더의 영향이 없도록 개선한 스캐닝 전자현미경에 사용된 웨이퍼 트랜스퍼시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 에어실린더(6)가 샤프트(4)를 통해 플레이트(5)와 웨이퍼(3)가 설치되고 일측으로 각기 에어밸브(7)와 터보펌프(8)가 설치되어 있는 로더챔버(10)에서 로더도어 상부(20)와 로더도어 하부(22)를 밀폐되도록 구비하여, 상기 로더도어 상부(20)의 돌출부(24)와 상기 로더도어 하부(22)의 돌출부(25)가 마주보아 개구부가 형성되고, 상기 로더도어 상부(20)의 돌출부(24)를 에어실린더(1)에 의해 상하로 이동되는 로더도어 이동부(21)가 개구부를 열고 닫게 된 것을 그 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 4 는 본 발명의 실시예에 관한 스캐닝 전자현미경에 사용된 웨이퍼트랜스퍼시스템을 설명하기 위한 챔버의 열린상태도이고, 도 5 는 도 4 에 도시된 원형 점선부분을 확대해 놓은 도면이며, 도 6 은 본 발명의 스캐닝 전자현미경에 사용된 웨이퍼트랜스퍼시스템을 설명하기 위한 챔버의 닫힌상태도이다.
본 발명은 웨이퍼표면의 디펙트(Defect)를 분석하는 스캐닝 전자현미경에 사용되는 웨이퍼트랜스퍼장치의 디자인을 변경함으로써 장치의 기능 향상을 통한 생산성 향상에 기여할 수 있는 스캐닝 전자현미경에 사용된 웨이퍼 트랜스퍼시스템인 것이다. 샘플이 스몰챔버(11)(적은 대기압의 상태에서 쉽게 고진공에 도달할 수 있도록 설계된 공간)를 통하여 로더챔버(10)를 거쳐 샘플챔버에 도달하도록 구성되어 있다.
즉, 상기 로더챔버(10)에는 에어실린더(6)가 샤프트(4)를 통해 플레이트(5)와 웨이퍼(3)가 설치되고 일측으로 각기 에어밸브(7)와 터보펌프(8)가 설치되어 있다. 이 로더챔버(10)에서 로더도어 상부(20)와 로더도어 하부(22)를 밀폐되도록 구비하는 바, 상기 로더도어 상부(20)의 돌출부(24)와 상기 로더도어 하부(22)의 돌출부(25)가 마주보아 개구부가 형성되고 있다.
상기 로더도어 상부(20)의 돌출부(24)를 에어실린더(1)에 의해 상하로 이동되는 로더도어 이동부(21)가 개구부를 열고 닫게 된다(도 5 참조). 상기 로더도어 이동부(21)가 도 6 에 도시된 바와 같이 하강하여 개구부를 닫게 되면, 상기 로더도어 이동부(21)가 상기 로더도어 하부(22)의 돌출부(25)옆에 형성된 도어홈 닫힘부(23)에 결합되어 밀봉된다. 이때 에어실린더(6)의 샤프트(4)가 하강하여 플레이트(5)와 웨이퍼(3)가 하강하게 된다.
이와 달리, 상기 로더도어 이동부(21)가 도 4 에 도시된 바와 같이 상승하여 개구부를 열게 되면, 상기 로더도어 이동부(21)가 상기 로더도어 하부(22)의 돌출부(25)옆에 형성된 도어홈 닫힘부(23)로부터 이탈되어 개봉된다. 이때 에어실린더(6)의 샤프트(4)가 상승하여 플레이트(5)와 웨이퍼(3)가 상승하게 되고, 상기 플레이트(5)가 로더도어 하부(22)내를 밀폐하여 스몰챔버(11)와 로더챔버(10)로 구분되게 된다.
도 4 에서 샘플웨이퍼의 이송방법은 에어실린더(1)에 의해 로더도어 이동부(2)가 오픈되고, 에어실린더(6)가 동작됨에 따라 샤프트(4)가 부상하여 플레이트(5)상에 샘플웨이퍼(3)가 놓여진 뒤 상기 에어실린더(1)에서 로더도어 이동부(21)가 닫히게 된다. 다음 에어밸브(7)가 에어실린더(6)의 동작에 의해 플레이트(5)와 함께 다운(오픈)됨으로써 터보펌프(TMP : 8)로 고진공이 유지되고 있는 로더챔버(10)와 진공의 상태를 유지된 뒤 샘플 인펙션을 위한 챔버로 이송하게 된다.
여기서 로더도어 이동부(21)가 도 4 및 도 6 에 도시된 바와 같이 챔버의 열고 닫힘의 반복 수행시에 대기중에 파티클이 존재하지 않으며, 로더도어이동부(21) 에 종래와 같이 오링이 장착되어 않음으로 이 오링으로 인한 각종 파우더성 파티클이 발생되어 않기 때문에 종래보다 생산성을 향상시켜 주고 있다.
따라서, 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 원형의 형태를 유지하던 로더도어를 도어홈닫힘부(23)를 움푹하게 개조하여 파티클 영향을 최소화하도록 하고, 기존의 사용되던 오링을 제거하여 이 오링으로 인한 파우더의 영향이 없도록 되어 있다.
이상과 같이 구성되는 본 발명은 스캐닝 전자현미경에 장착되어 사용되어지는 모든 샘플 트랜스퍼장치를 제공할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 파티클의 영향을 최소화하여 생산성 향상에 기여할 수 있고, 또한 샘플웨이퍼이송장치를 단순화하여 시스템소형화와, 로더도어의 오링을 사용하지 않음으로써 원가 절감 향상에 기여할 수 있다.
본 발명의 스캐닝 전자현미경에 사용된 웨이퍼트랜스퍼시스템에 대한 기술사상을 예시도면에 의거하여 설명했지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명의 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다. 본 발명은 이 기술분야의 통상 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (2)

  1. 에어실린더(6)가 샤프트(4)를 통해 플레이트(5)와 웨이퍼(3)가 설치되고 일측으로 각기 에어밸브(7)와 터보펌프(8)가 설치되어 있는 로더챔버(10)에서 로더도어 상부(20)와 로더도어 하부(22)를 밀폐되도록 구비하여,
    상기 로더도어 상부(20)의 돌출부(24)와 상기 로더도어 하부(22)의 돌출부(25)가 마주보아 개구부가 형성되고, 상기 로더도어 상부(20)의 돌출부(24)를 에어실린더(1)에 의해 상하로 이동되는 로더도어 이동부(21)가 개구부를 열고 닫게 된 것을 특징으로 하는 스캐닝 전자현미경에 사용된 웨이퍼트랜스퍼시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 로더도어 이동부(21)가 하강하여 개구부를 닫게 되면, 상기 로더도어 이동부(21)가 상기 로더도어 하부(22)의 돌출부(25)옆에 형성된 도어홈 닫힘부(23)에 결합되어 밀봉된 것을 특징으로 하는 스캐닝 전자현미경에 사용된 웨이퍼트랜스퍼시스템.
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