KR20070009210A - 고속처리 고온공정에서 웨이퍼의 스트레스 측정장치 - Google Patents

고속처리 고온공정에서 웨이퍼의 스트레스 측정장치 Download PDF

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Abstract

웨이퍼를 제조 및 가공하는 공정에서 고속으로 고온처리되는 과정에서 웨이퍼가 받는 스트레스를 측정함으로써 웨이퍼의 제조 및 가공공저에서 발생할 수 있는 불량률을 감소시킬 수 있는 고속처리 고온공정에서 웨이퍼의 스트레스 측정장치가 개시되어 있다. 유리판재에 의해 상부공간과 하부공간으로 나뉘어지는 챔버; 상기 챔버의 상부면으로부터 이격된 일정한 높이에 설치되고, 상기 챔버의 상부면에 형성된 윈도우를 통해 상부공간에 놓여진 웨이퍼의 표면에 레이저를 조사한 후 반사되는 레이저를 검출하는 레이저카메라; 상기 챔버의 상부공간에 놓여진 웨이퍼에 유리판재를 통해 고온의 열을 인가하기 위하여 하부공간에 설치되고, 할로겐램프구동부를 통해 인가되는 외부전원에 의해 고온의 열을 발생시키는 할로겐램프; 상기 상부공간에 놓여진 웨이퍼의 상부면에 설치되어 웨이퍼에 인가되는 온도를 감지하는 온도감지센서; 그리고 상기 레이저카메라가 웨이퍼의 표면으로부터 반사되는 레이저값을 검출하여 전송하는 레이저값을 분석하여 설정된 고온의 열이 웨이퍼에 인가하는 스트레스의 정도를 산출하여 표시부에 표시하는 메인컨트롤러로 이루어지는 고속처리 고온공정에서 웨이퍼의 스트레스 측정장치를 제공한다.
챔버, 웨이퍼, 할로겐램프, 메인컨트롤러, 진공펌프

Description

고속처리 고온공정에서 웨이퍼의 스트레스 측정장치{APPARATUS FOR MEASURING STRESS OF WAFER IN HIGH TEMPERATURE PROCESS OF HIGH SPEED TEMPERATURE VARIATION}
도 1은 본 발명에 따른 고속처리 고온공정에서 웨이퍼의 스트레스 측정장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 고속처리 고온공정에서 웨이퍼의 스트레스 측정장치를 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
도 3은 본 발명에 따른 고속처리 고온공정에서 웨이퍼의 스트레스 측정장치의 동작을 나타낸 흐름도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 ; 챔버 12 : 상부공간
14 : 하부공간 16 : 유리판재
18 : 윈도우 20 : 덮개
22 : 덮개구동부 24 : 지지플레이트
26 : 웨이퍼 28 : 온도감지센서
30 : 할로겐램프 50 : 레이저카메라
60 : 메인컨트롤러
본 발명은 웨이퍼의 스트레스 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼를 제조 및 가공하는 공정에서 고속으로 고온처리되는 과정에서 웨이퍼가 받는 스트레스를 측정함으로써 웨이퍼의 제조 및 가공공저에서 발생할 수 있는 불량률을 감소시킬 수 있는 고속처리 고온공정에서 웨이퍼의 스트레스 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 웨이퍼나 LCD와 같은 제품의 제조시에는 화학기상증착법(CVD : Chemical Vapor Deposition) 및 스퍼터링(Sputtering) 과 식각(etching) 등의 다양한 고속처리 온도공정을 필요로 한다. 이러한 온도공정에서 필요한 적절한 온도를 선택하고, 상기 온도공정에서 선택된 온도에서 웨이퍼 등의 재질이 받는 스트레스를 분석하여 웨이퍼의 제조공정에 적용하는 것은 매우 중요하다.
상기 웨이퍼 등의 제조공정에서 고온의 상태에서 웨이퍼가 받는 스트레스가 높을 경우에 불량률이 크게 증가할 수 있으며, 이러한 웨이퍼가 갖는 스트레스의 정도를 미리 파악하여 제조공정에 적용함으로써 웨이퍼의 제조공정에서 발생되는 불량률을 크게 줄일 수 있으며, 상기 웨이퍼의 제조공정의 효율을 높이도록 공정을 개선하기 위하여 웨이퍼가 받는 스트레스를 측정하는 시스템이 반드시 필요한 공정임을 알 수 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 반도체 웨이퍼를 제조하는 공정에서 고온처리되는 웨이퍼에 인가되는 스트레스를 자동으로 측정함으로써 웨이퍼의 불량률을 감소시킬 수 있는 고속처리 고온공정에서 웨이퍼의 스트레스 측정장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 유리판재에 의해 상부공간과 하부공간으로 나뉘어지는 챔버; 상기 챔버의 상부면에 형성된 윈도우를 통해 상부공간에 놓여진 웨이퍼의 표면에 레이저를 조사한 후 반사되는 레이저를 검출하는 카메라; 상기 챔버의 상부공간에 놓여진 웨이퍼에 유리판재를 통해 고온의 열을 인가하기 위하여 하부공간에 설치되는 할로겐램프; 상기 챔버의 상부공간에 질소가스를 주입하는 질소가스공급부; 상기 상부공간에 존재하는 불필요한 가스를 배출하는 가스배출포트; 상기 상부공간을 진공상태로 만들기 위해 공기를 외부로 배출시키는 진공포트; 상기 상부공간의 진공상태를 나타내는 진공게이지; 상기 상부공간에 놓여진 웨이퍼의 상부면에 설치되어 웨이퍼에 인가되는 온도를 감지하는 온도감지센서; 그리고 상기 레이저카메라, 할로겐램프, 온도감지센서, 질소가스공급부, 진공포트 및 가스배출포트에 접속되어 레이저카메라, 할로겐램프, 온도감지센서, 질소가스공급부, 진공포트 및 가스배출포트의 동작을 제어하여 지지플레이트에 놓여진 웨이퍼의 스트레스를 고온에서 자동으로 측정하는 메인컨트롤러로 이루어지는 고속처리 고온공정에서 웨이퍼의 스트레스 측정장치를 제공한다.
상기 챔버의 상부공간과 하부공간을 형성하는 벽체에는 각각 물이 채워지는 물재킷이 형성되고, 상기 물재킷에는 물공급파이프 및 물배출파이프가 각각 설치되 어 물펌프로부터 물공급파이프를 통해 물재킷에 물이 공급되면서 동시에 물배출파이프를 통해 배출되는 것을 특징으로 한다.
상기 챔버의 상부공간에는 지지플레이트가 설치되고, 상기 챔버의 상부공간을 형성하는 벽체의 일측부에 구비되는 게이트도어를 통해 지지플레이트의 상부면에 웨이퍼를 놓거나 꺼내는 것을 특징으로 한다.
상기 챔버의 상부공간을 구성하는 벽체의 상부면에 형성되는 윈도우에는 셔터가 설치되어 웨이퍼를 검사하지 않는 동안 할로겐램프로부터 발생되는 열이 레이저카메라에 인가되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.
상기 질소가스공급부에는 자동밸브 및 자동밸브제어기 그리고 수동밸브가 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 진공포트에는 상부공간에 존재하는 공기를 외부로 배출시키기 위한 배기펌프 및 배기밸브가 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 가스배출포트에는 상부공간에 존재하는 해로운 가스를 배출시키기 위한 가스배출펌프 및 가스배출밸브가 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 메인컨트롤러는 챔버의 상부공간을 대기압의 상태로 하고, 배기밸브 및 게이트도어를 닫은 초기상태에서 상온에서 웨이퍼의 스트레스를 측정할 것인가 또는 고온에서 웨이퍼의 스트레스를 측정할것인가를 판단하는 측정방법판단단계; 상기 측정방법판단단계에서 고온에서 측정하기로 설정되었으면 원하는 측정온도를 하나 이상을 설정하는 온도설정단계; 상기 온도설정단계 다음에 할로겐램프구동부를 제어하여 할로겐램프에서 고온의 열을 발생시키도록 하여 미리 100℃~150℃ 정도의 상온의 온도로 상부공간을 예열시키는 예열단계; 상기 측정방법판단단계에서 상온에서 측정하기로 하거나 또는 예열단계에서 예열이 완료된 상태에서 게이트도어를 통해 상부공간의 지지플레이트에 웨이퍼를 위치시키고 게이트도어를 닫는 웨이퍼로딩단계; 상기 웨이퍼로딩단계 다음에 배기펌프 및 배기밸브를 제어하여 상부공간에 존재하는 공기를 외부로 배출시켜 상부공간을 진공상태로 전환시키는 진공단계; 상기 진공단계 다음에 진공게이지를 통해 상부공간이 진공상태가 감지되면 물펌프구동부를 제어하여 물펌프를 구동시킴으로써 물재킷에 물을 순환시키는 물순환단계; 상기 물순환단계 다음에 할로겐램프구동부를 동작시켜 할로겐램프에서 고온의 열을 발생시키도록 하는 가열단계; 상기 가열단계 다음에 웨이퍼의 상부면에 설치된 다수개의 온도감지센서로부터 인가되는 온도가 실행되지 않은 가장 낮은 설정된 온도값에 해당하는가를 판단하는 설정온도판단단계; 상기 설정온도판단단계에서 설정된 온도에 해당하거나 또는 상기 측정방법판단단계에서 상온에서 측정할 경우에는 덮개구동부를 제어하여 윈도우를 덮고있는 덮개를 오픈시키는 윈도우오픈단계; 상기 윈도우오픈단계 다음에 윈도우가 오픈된 상태에서 레이저카메라를 구동시켜 레이저카메라가 웨이퍼에 레이저를 조사하도록 한 후 웨이퍼의 표면으로부터 반사되는 레이저를 검출하여 메인컨트롤러에 인가하도록 하는 검출단계; 상기 검출단계 다음에 덮개구동부를 제어하여 윈도우를 덮개가 덮도록 하는 차단단계; 상기 차단단계 다음에 웨이퍼의 표면으로부터 반사되는 레이저를 검출한 레이저카메라로부터 인가되는 레이저값을 분석하여 고온의 열에 의해 웨이퍼에 인가되는 스트레스의 정도를 산출하는 스트레스산출단계; 상기 스트레스산출단계에서 산출된 웨이퍼의 스트레스 정도를 표시부에 표시하는 표시단계; 상기 표시단계 다음에 웨이퍼를 측정할 다른 온도가 설정되었는가를 판단하는 다른온도판단단계; 상기 다른온도판단단계(S240)에서 다른 온도가 설정되었으면 가열단계를 반복하여 실행하도록 하고, 상기 다른온도판단단계에서 다른 온도가 설정되어 있지 않으면 할로겐램프구동부를 오프시키는 비가열단계; 상기 비가열단계 다음에 웨이퍼의 스트레스를 설정된 모든 온도에서 측정한 후 자동밸브제어기를 제어하여 질소가스를 상부공간에 공급하는 질소가스공급단계; 상기 질소가스공급단계 다음에 상부공간에 질소가스를 공급한 후 가스배출펌프 및 가스배출밸브를 제어하여 상부공간에 존재하는 유해한 가스를 제거하는 가스배출단계; 그리고 상기 가스배출단계 다음에 온도감지센서로부터 인가되는 상부공간의 온도가 100℃~150℃ 정도의 상온의 온도로 식혀진 상태에서 게이트도어를 오픈시켜 웨이퍼를 상부공간으로부터 꺼내는 언로딩단계를 실행한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 고속처리 고온공정에서 웨이퍼의 스트레스 측정장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 고속처리 고온공정에서 웨이퍼의 스트레스 측정장치를 개략적으로 나타낸 블럭도이고, 도 3은 본 발명에 따른 고속처리 고온공정에서 웨이퍼의 스트레스 측정장치의 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 먼저, 반도체용 웨이퍼(26)를 제조하는 공정은 고온에서 주로 이루어지므로 고온에서 웨이퍼(26)에 인가되는 스트레스 의 정도를 미리 확인하여 웨이퍼 제조공정에 적용하는 것은 매우 중요하다. 따라서, 상기 웨이퍼(26)는 일정한 공간을 갖는 챔버(10)에 위치시킨 후 고온의 열을 웨이퍼(26)에 인가함으로써 고온에 의해 웨이퍼(26)에 인가되는 스트레스를 측정하게 된다.
상기 챔버(10)는 유리판재(16)에 의해 상부공간(12)과 하부공간(14)으로 나뉘어지고, 상기 챔버(10)의 상부면은 석영유리로 이루어진 윈도우(18) 및 윈도우를 개폐시키는 덮개(20)가 구비되며, 상기 챔버(10)의 측면을 구성하는 벽체에는 물이 채워지는 물재킷(40)이 구비된다. 상기 물재킷(40)에는 물이 주입되는 물공급파이프(42)및 물을 물재킷(40)으로부터 배출시키는 물배출파이프(44)가 장착되어 챔버(10)의 내부에 고온의 열이 인가되는 동안 물재킷(40)에 물을 순환시킴으로써 챔버(10)의 벽체에 인가되는 열을 식혀주게 된다. 상기 물공급파이프(42)에는 물펌프(47)가 구비되고, 상기 물펌프(47)는 물펌프구동부(49)에 의해 구동되어 물탱크(46)에 있는 물이 물재킷(40)에 공급되도록 하고, 상기 물재킷(40)에 공급된 물은 다시 물배출파이프(44)를 통해 물탱크(46)로 순환된다.
상기 윈도우(18)에 설치되는 덮개(20)는 할로겐램프(30)로부터 발생되는 고온의 열이 레이저카메라(50)에 장시간 인가됨으로써 고온의 열에 의해 레이저카메라(50)가 파손되는 것을 방지하기 위하여 설치되며, 상기 덮개(20)는 덮개구동부(22)에 의해 개폐동작을 함으로써 레이저카메라(50)가 웨이퍼(26)에 레이저를 조사하여 웨이퍼(26)의 스트레스를 검출하는 동안에만 오픈된다.
상기 상부공간(12)에는 웨이퍼(26)가 놓여지는 지지플레이트(24)가 설치되 고, 상기 석영유리재질로 이루어진 지지플레이트(24)위에 놓여지는 웨이퍼(26)에는 하부공간(14)에 설치되는 할로겐램프(30)로부터 발생되는 고온의 열이 인가된다. 상기 할로겐램프(30)가 고온의 열을 발생시키는 동안에는 물재킷(40)의 물이 순환되어야 한다. 상기 할로겐램프(30)에는 할로겐램프구동부(31)가 구비되고, 상기 할로겐램프구동부(31)는 외부전원이 할로겐램프(30)에 인가되도록 한다.
상기 웨이퍼(26)의 상부면에는 다수개의 온도감지센서(28)가 착설되고, 상기 온도감지센서(28)는 할로겐램프(30)로부터 인가되는 고온의 열에 의해 웨이퍼(26)에 인가되는 온도를 감지하게 된다. 상기 챔버(10)의 상부면에 설치되는 윈도우(18)의 상부에는 레이저카메라(50)가 설치되고, 상기 레이저카메라(50)는 온도감지센서(28)에 의해 감지되는 온도가 설정된 온도값이 되면 웨이퍼(26)에 레이저를 조사시켜 반사되는 레이저값을 검출하여 메인컨트롤러(60)에 인가하며, 상기 메인컨트롤러(60)는 레이저카메라(50)로부터 인가되는 레이저값을 분석하여 웨이퍼(26)에 에 인가되는 스트레스를 산출하게 된다.
상기 챔버(10)의 상부공간(12)에는 질소가스공급부(38)와 가스배출포트(54)가 일측에 설치되고, 상기 상부공간(12)의 다른 일측에는 진공포트(66) 및 게이트도어(48)가 설치된다. 상기 질소가스공급부(38)는 질소공급파이프(32)를 통해 상부공간(12)에 질소가스를 공급하게 되고, 상기 가스배출포트(54)는 상부공간(12)에 존재하는 해로운 가스를 배출하게 된다. 상기 진공포트(66)는 상부공간(12)을 진공상태로 만들기 위하여 상부공간(12)에 존재하는 공기를 외부로 배출시키게 된다.
상기 할로겐램프(30)가 고온의 열을 발생시켜 상부공간(12)의 웨이퍼(26)에 인가하게 되면 고온의 열에 의해 웨이퍼(26)로부터 가스가 발생하게 되고, 상기 웨이퍼(26)로부터 발생되는 가스가 공기와 반응을 하여 챔버(10)내의 윈도우 등을 덮개됨으로써 측정을 방해하게 된다. 따라서, 상기 할로겐램프(30)로부터 고온의 열을 발생시키기전에 진공포트(66)를 통해 상부공간(12)에 존재하는 공기를 외부로 배출시켜 상부공간(12)을 진공상태로 전환시키게 된다.
상기 할로겐램프(30)로부터 발생되는 고온의 열에 의해 웨이퍼(26)에 설정된 온도가 인가되면 레이저카메라(50)를 이용하여 웨이퍼(26)의 표면에 레이저를 조사하여 웨이퍼(26)의 표면으로부터 검출되는 레이저값을 메인컨트롤러(60)가 분석함으로써 고온의 열에 의해 웨이퍼(26)의 표면에 인가되는 스트레스를 측정하는 동안 챔버(10)의 상부공간(12)에는 웨이퍼(26)로부터 발생되는 해로운 가스가 존재하게 된다. 따라서 상기 상부공간(12)에는 질소가스공급부(38)를 이용하여 질소가스를 공급하게 된다. 상기 질소가스는 상부공간(12)에 존재하는 해로운 가스와 반응을 하여 상부공간(12)의 내부를 정화시키면서 내부의 온도를 식혀주게 되고, 동시에 질소가스를 상부공간(12)에 주입함으로써 상부공간(12)이 진공상태를 대기압상태로 전환시켜주게 된다. 상기 가스배출포트(54)에는 상부공간(12)에 존재하는 해로운 가스를 배출시키기 위한 가스배출펌프(58) 및 가스배출밸브()가 구비된다.
상기 질소가스공급부(38)에는 자동밸브(34)가 구비되고, 상기 자동밸브(34)는 자동밸브제어기(36)에 의해 자동으로 개폐동작을 하게 되어 질소가스공급부(38)로부터 공급되는 질소가스는 자동밸브제어기(36)에 의해 자동으로 개폐되는 자동밸브(34)를 통해 챔버(10)의 상부공간(12)에 공급된다.
상기 챔버(10)을 이루는 상부공간(12)의 일측에는 진공게이지(52)가 설치되고, 상기 진공게이지(52)는 진공포트(66)를 통해 외부로 공기가 배출된 상태의 상부공간(12)의 진공상태를 감지하여 메인컨트롤러(60)에 인가하게 된다. 상기 진공포트(66)에는 배기밸브(62)및 배기펌프(64)가 구비되며, 상기 배기펌프(64)에 의해 상부공간(12)에 존재하는 공기가 외부로 배출된 후 배기밸브(62)를 닫음으로써 상부공간(12)이 진공상태를 유지하게 된다.
상기 챔버(10)를 구성하는 상부공간(12)의 일측에 설치되는 게이트도어(48)는 상부공간(12)의 지지플레이트(24)에 웨이퍼(26)는 위치시키거나 상부공간(12)으로부터 웨이퍼(26)를 꺼낼경우에 이용된다.
상기 메인컨트롤러(60)에는 레이저카메라(50), 할로겐램프구동부(31), 온도감지센서(28), 진공게이지(52), 질소가스를 공급하는 자동밸브제어기(36), 진공포트(66)를 개폐시키는 배기밸브(62) 및 배기펌프(64), 가스배출포트(54)를 개폐시키는 가스배출펌프(58) 및 가스배출밸브(56), 물재킷(40)에 물을 공급하는 물펌프구동부(49), 그리고 덮개(20)를 개폐시키는 덮개구동부(22)가 접속된다.
상기 메인컨트롤러(60)는 고온의 상태에서 웨이퍼(26)의 스트레스를 측정할 경우에 진공포트(66)의 배기펌프(64)및 배기밸브(62)를 제어하여 상부공간(12)을 진공상태로 변환시킨 후 진공게이지(52)로부터 인가되는 신호가 진공상태를 나타내면 물펌프구동부(49)를 제어하여 물펌프(47)를 구동시킴으로써 물재킷(40)에 물을 순환시키면서 할로겐램프구동부(31)를 동작시켜 할로겐램프(30)에서 고온의 열을 발생시키도록 한다.
상기 웨이퍼(26)의 상부면에 설치된 다수개의 온도감지센서(28)로부터 인가되는 온도가 설정된 온도값에 해당하면 메인컨트롤러(60)는 덮개구동부(22)를 제어하여 윈도우(18)를 덮고있는 덮개(20)를 오픈시킨다. 상기 윈도우(18)가 오픈된 상태에서 레이저카메라(50)를 구동시키고, 상기 레이저카메라(50)는 메인컨트롤러(60)의 제어에 의해 웨이퍼(26)에 레이저를 조사하도록 한 후 웨이퍼(26)의 표면으로부터 반사되는 레이저를 검출하여 메인컨트롤러(60)에 인가한다.
상기 메인컨트롤러(60)는 레이저카메라(50)로부터 인가되는 레이저값을 분석하여 고온의 열에 의해 웨이퍼(26)에 인가되는 스트레스의 정도를 산출하여 표시부(70)에 표시하게 된다. 상기 메인컨트롤러(60)는 웨이퍼(26)의 스트레스를 측정한 후 자동밸브제어기(36)를 제어하여 질소가스를 상부공간(12)에 공급한다. 상기 상부공간(12)에 질소가스를 공급한 후 가스배출펌프(58) 및 가스배출밸브(56)를 제어하여 상부공간에 존재하는 유해한 가스를 제거한 후 온도감지센서(28)로부터 인가되는 상부공간(12)의 온도가 식혀진 상태에서 게이트도어(48)를 오픈시켜 웨이퍼(26)를 상부공간(12)으로부터 꺼낼 수 있도록 한다.
일 실시예를 통해 본 발명을 설명하면, 챔버(10)의 상부공간(12)을 대기압의 상태로 하고, 배기밸브(62) 및 게이트도어(48)를 닫은 초기상태를 유지한다(S100). 상기 단계(S100) 다음에 웨이퍼(26)의 스트레스를 고온에서 측정할 것인가 또는 상온에서 측정할 것인가를 설정하게 된다(S110). 상기 단계(S110)에서 고온에서 웨이퍼(26)의 스트레스를 측정하기로 설정되면 원하는 측정온도를 하나 이상을 설정한다(S120). 상기 단계(S120) 다음에 할로겐램프구동부(31)를 할로겐램프(30)에서 고 온의 열을 발생시키도록 하여 미리 100℃~150℃ 정도의 상온의 온도로 상부공간(12)을 예열시킨다(S130). 상기 단계(S110)에서 상온에서 측정하기로 하거나 또는 단계(S130)에서 예열이 완료된 상태에서 웨이퍼(26)의 스트레스를 측정하기 위하여 챔버(10)를 구성하는 상부공간(12)의 일측부에 구비된 게이트도어(48)를 통해 상부공간(12)의 지지플레이트(24)에 웨이퍼(26)를 위치시키고 게이트도어(48)를 닫는다(S140).
상기 단계(S140) 다음에 배기펌프(64) 및 배기밸브(62)를 제어하여 상부공간(12)에 존재하는 공기를 외부로 배출시켜 상부공간(12)을 진공상태로 전환시킨다(S150). 상기 단계(S150) 다음에 진공게이지(52)를 통해 상부공간(12)이 진공상태가 감지되면 물펌프구동부(49)를 제어하여 물펌프(47)를 구동시킴으로써 물재킷(40)에 물을 순환시키게 된다(S160). 상기 단계(S160) 다음에 할로겐램프구동부(31)를 동작시켜 할로겐램프(30)에서 고온의 열을 발생시키도록 한다(S170).
상기 단계(S170) 다음에 웨이퍼(26)의 상부면에 설치된 다수개의 온도감지센서(28)로부터 인가되는 온도가 실행되지 않은 가장 낮은 설정된 온도값에 해당하는가를 판단하게 된다(S180). 상기 단계(S180)에서 설정된 온도에 해당하거나 또는 상기 단계(S110)에서 상온에서 측정할 경우에는 덮개구동부(22)를 제어하여 윈도우(18)를 덮고있는 덮개(20)를 오픈시킨다(S190). 상기 단계(S190) 다음에 윈도우(18)가 오픈된 상태에서 레이저카메라(50)를 구동시켜 레이저카메라(50)가 웨이퍼(26)에 레이저를 조사하도록 한 후 웨이퍼(26)의 표면으로부터 반사되는 레이저를 검출하여 메인컨트롤러(60)에 인가하도록 한다(S200).
상기 단계(S200) 다음에 덮개구동부(22)를 제어하여 윈도우(18)를 덮개(20)가 덮도록 한다(S210). 상기 단계(S210) 다음에 웨이퍼(26)의 표면으로부터 반사되는 레이저를 검출한 레이저카메라(50)로부터 인가되는 레이저값을 분석하여 고온의 열에 의해 웨이퍼(26)에 인가되는 스트레스의 정도를 산출한다(S220).
상기 메인컨트롤러(60)는 산출된 웨이퍼(26)의 스트레스 정도를 표시부(70)에 표시하게 된다(S230). 상기 단계(S230) 다음에 웨이퍼(26)를 측정할 다른 온도가 설정되었는가를 판단한다(S240). 상기 단계(S240)에서 다른 온도가 설정되었으면 단계(S170)을 반복하여 실행하도록 하고, 상기 단계(S240)에서 다른 온도가 설정되어 있지 않으면 할로겐램프구동부(31)를 오프시킨다(S250).
상기 단계(S250) 다음에 웨이퍼(26)의 스트레스를 설정된 모든 온도에서 측정한 후 자동밸브제어기(36)를 제어하여 질소가스를 상부공간(12)에 공급한다(S260). 상기 상부공간(12)에 질소가스를 공급한 후 가스배출펌프(58) 및 가스배출밸브(56)를 제어하여 상부공간에 존재하는 유해한 가스를 제거한다(S270). 상기 단계(S270) 다음에 온도감지센서(28)로부터 인가되는 상부공간(12)의 온도가 100℃~150℃ 정도의 상온의 온도로 식혀진 상태에서 게이트도어(48)를 오픈시켜 웨이퍼(26)를 상부공간(12)으로부터 꺼낸다(S280).
이상 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 반도체용 웨이퍼를 챔버에 위치시킨 후 웨이퍼 제조공정에서 이용되는 고온의 온도를 챔버에 인가하고, 상기 챔버에 놓여진 웨이퍼에 설정된 고온의 온도가 인가되는 상태에서 레이저카메라를 이용하여 웨이퍼의 표면에 레이저를 조사함으로써 고온의 열이 웨이퍼의 표면에 인가되는 스트레스를 검출하게 된다. 상기 레이저카메라에 의해 검출되는 웨이퍼의 표면으로부터 반사되는 레이저값을 분석함으로써 웨이퍼의 표면에 인가되는 스트레스의 정도를 정확하게 산출하고, 상기 산출된 웨이퍼의 스트레스 산출값을 웨이퍼 제조공정에 적용함으로써 웨이퍼의 불량률을 크게 감소시킬 수 있다.

Claims (6)

  1. 유리판재에 의해 상부공간과 하부공간으로 나뉘어지는 챔버; 상기 챔버의 상부면으로부터 이격된 일정한 높이에 설치되고, 상기 챔버의 상부면에 형성된 윈도우를 통해 설정된 온도의 열이 웨이퍼에 인가되는 상태에서 상부공간의 지지플레이트에 놓여진 웨이퍼의 표면에 레이저를 조사한 후 반사되는 레이저를 검출하는 레이저카메라; 상기 챔버의 상부공간에 놓여진 웨이퍼에 유리판재를 통해 고온의 열을 인가하기 위하여 하부공간에 설치되고, 할로겐램프구동부를 통해 인가되는 외부전원에 의해 고온의 열을 발생시키는 할로겐램프; 상기 상부공간에 놓여진 웨이퍼의 상부면에 설치되어 웨이퍼에 인가되는 온도를 감지하는 온도감지센서; 상기 할로겐램프가 고온의 열을 발생하기전에 상부공간을 진공상태로 만들기 위해 공기를 진공포트를 통해 외부로 배출시키는 배기펌프; 그리고 상기 할로겐램프가 고온의 열을 발생하도록 하고, 상기 온도감지센서로부터 인가되는 온도가 설정된 온도에 해당하면 레이저카메라를 구동시키며, 상기 레이저카메라가 웨이퍼의 표면으로부터 반사되는 레이저값을 검출하여 전송하는 레이저값을 분석하여 설정된 고온의 열이 웨이퍼에 인가하는 스트레스의 정도를 산출하여 표시부에 표시하는 메인컨트롤러로 이루어지는 고속처리 고온공정에서 웨이퍼의 스트레스 측정장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 상기 챔버의 상부공간과 하부공간을 형성하는 벽체에는 각각 물이 채워지는 물재킷이 형성되고, 상기 물재킷에는 물공급파이프 및 물 배출파이프가 각각 설치되며, 상기 메인컨트롤러는 물펌프를 제어하여 할로겐램프가 열을 발생하는 동안 물재킷에는 물펌프에 의해 물탱크로부터 공급되는 물이 물공급파이프를 통해 공급된 후 물배출파이프를 통해 배출되어 순환되도록 하는 것을 특징으로 하는 고속처리 고온공정에서 웨이퍼의 스트레스 측정장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 챔버의 상부공간을 구성하는 벽체의 상부면에 형성되는 윈도우에는 덮개가 설치되고, 상기 메인컨트롤러는 할로겐램프가 고온의 열을 발생하는 동안에 덮개가 윈도우를 닫은 상태를 유지하는 상태에서 레이저카메라가 레이저를 웨이퍼에 조사하기 전에 덮개구동부를 제어하여 덮개를 오픈시키고, 상기 레이저카메라가 레이저를 검출하는 동작을 완료하면 덮개구동부를 제어하여 덮개가 윈도우를 덮도록 하는 것을 특징으로 하는 고속처리 고온공정에서 웨이퍼의 스트레스 측정장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 챔버의 상부공간에는 질소가 저장된 질소가스공급부가 접속되고, 상기 메인컨트롤러는 웨이퍼의 표면에 발생되는 스트레스를 모두 산출하여 표시부에 표시한 후 상부공간에 존재하는 해로운 가스를 정화하면서 동시에 상부공간을 대기압의 상태로 만들기 위하여 자동밸브제어기를 제어하여 자동밸브를 오픈시킴으로써 질소가스공급부로부터 질소가스가 상부공간에 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 고속처리 고온공정에서 웨이퍼의 스트레스 측정장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 상부공간에는 가스배출포트가 접속되고, 상기 가스배출포트에는 상부공간에 존재하는 해로운 가스를 배출시키기 위한 가스배출펌프 및 가스배출밸브가 구비되며, 상기 메인컨트롤러는 질소가스공급부로부터 공급된 질소가스에 의해 공급된 질소가스 및 상부공간에 존재하는 해로운 가스를 상부공간으로부터 배출시키는 것을 특징으로 하는 고속처리 고온공정에서 웨이퍼의 스트레스 측정장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 상기 메인컨트롤러는 챔버의 상부공간을 대기압의 상태로 하고, 배기밸브 및 게이트도어를 닫은 초기상태에서 상온에서 웨이퍼의 스트레스를 측정할 것인가 또는 고온에서 웨이퍼의 스트레스를 측정할것인가를 판단하는 측정방법판단단계; 상기 측정방법판단단계에서 고온에서 측정하기로 설정되었으면 원하는 측정온도를 하나 이상을 설정하는 온도설정단계; 상기 온도설정단계 다음에 할로겐램프구동부를 제어하여 할로겐램프에서 고온의 열을 발생시키도록 하여 미리 100℃~150℃ 정도의 상온의 온도로 상부공간을 예열시키는 예열단계; 상기 측정방법판단단계에서 상온에서 측정하기로 하거나 또는 예열단계에서 예열이 완료된 상태에서 게이트도어를 통해 상부공간의 지지플레이트에 웨이퍼를 위치시키고 게이트도어를 닫는 웨이퍼로딩단계; 상기 웨이퍼로딩단계 다음에 배기펌프 및 배기밸브를 제어하여 상부공간에 존재하는 공기를 외부로 배출시켜 상부공간을 진공상태로 전환시키는 진공단계; 상기 진공단계 다음에 진공게이지를 통해 상부공간이 진공상태가 감지되면 물펌프구동부를 제어하여 물펌프를 구동시킴으로써 물재킷에 물을 순환시키는 물순환단계; 상기 물순환단계 다음에 할로겐램프구동부를 동작시켜 할로겐램프에서 고온의 열을 발생시키도록 하는 가열단계; 상기 가열단계 다음에 웨이퍼의 상부면에 설치된 다수개의 온도감지센서로부터 인가되는 온도가 실행되지 않은 가장 낮은 설정된 온도값에 해당하는가를 판단하는 설정온도판단단계; 상기 설정온도판단단계에서 설정된 온도에 해당하거나 또는 상기 측정방법판단단계에서 상온에서 측정할 경우에는 덮개구동부를 제어하여 윈도우를 덮고있는 덮개를 오픈시키는 윈도우오픈단계; 상기 윈도우오픈단계 다음에 윈도우가 오픈된 상태에서 레이저카메라를 구동시켜 레이저카메라가 웨이퍼에 레이저를 조사하도록 한 후 웨이퍼의 표면으로부터 반사되는 레이저를 검출하여 메인컨트롤러에 인가하도록 하는 검출단계; 상기 검출단계 다음에 덮개구동부를 제어하여 윈도우를 덮개가 덮도록 하는 차단단계; 상기 차단단계 다음에 웨이퍼의 표면으로부터 반사되는 레이저를 검출한 레이저카메라로부터 인가되는 레이저값을 분석하여 고온의 열에 의해 웨이퍼에 인가되는 스트레스의 정도를 산출하는 스트레스산출단계; 상기 스트레스산출단계에서 산출된 웨이퍼의 스트레스 정도를 표시부에 표시하는 표시단계; 상기 표시단계 다음에 웨이퍼를 측정할 다른 온도가 설정되었는가를 판단하는 다른온도판단단계; 상기 다른온도판단단계(S240)에서 다른 온도가 설정되었으면 가열단계를 반복하여 실행하도록 하고, 상기 다른온도판단단계에서 다른 온도가 설정되어 있지 않으면 할로겐램프구동부를 오프시키는 비가열단계; 상기 비가열단계 다음에 웨이퍼의 스트레스를 설정된 모든 온도에서 측정한 후 자동밸브제어기를 제어하여 질소가스를 상부공간에 공급하는 질소가스공급단계; 상기 질소가스공급단계 다음에 상부공간에 질소가스를 공급한 후 가스배출펌프 및 가스배출밸브를 제어하여 상부공간에 존재하는 유해한 가스를 제거하는 가스배출단계; 그리고 상기 가스배출단계 다음에 온도감지센서로부터 인가되는 상부공간의 온도가 100℃~150℃ 정도의 상온의 온도로 식혀진 상태에서 게이트도어를 오픈시켜 웨이퍼를 상부공간으로부터 꺼내는 언로딩단계를 실행하는 것을 특징으로 하는 고속처리 고온공정에서 웨이퍼의 스트레스 측정장치.
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