KR20070019387A

KR20070019387A - 웨이퍼 감지 장치 그 방법

Info

Publication number: KR20070019387A
Application number: KR1020050074316A
Authority: KR
Inventors: 노영남
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-08-12
Filing date: 2005-08-12
Publication date: 2007-02-15

Abstract

본 발명은 웨이퍼 감지 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼 플랫존을 감지하는 장치를 포함하는 웨이퍼 처리 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 웨이퍼 감지 장치는 웨이퍼를 안착시켜 회전시키는 척 플레이트, 상기 척 플레이트 외부 일측에서 상기 웨이퍼 가장자리 영역으로 광신호를 조사하는 발광 센서와 상기 광신호를 수신하는 수광 센서를 포함하는 감지부, 상기 감지부와 연결되어 상기 수광 센서가 상기 광신호를 수광하였는지 여부를 검출하여 상기 웨이퍼의 플랫존 감지 및 상기 웨이퍼 가장자리의 손상 여부를 판단하는 제어부를 포함한다.

본 발명에 따른 웨이퍼 감지 장치는 웨이퍼의 플랫존 감지 및 웨이퍼 가장자리의 손상 여부 감지를 동시에 수행할 수 있는 감지부를 제공함으로써 공정 시간을 단축하는 효과가 있다.

웨이퍼 처리 장치, 웨이퍼 플랫존, 감지부, 웨이퍼 가장자리 감지, 웨이퍼 엣지 감지, 광센서

Description

웨이퍼 감지 장치 그 방법{APPARATUS AND METHOD OF DETECTING WAFER}

도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 감지 장치를 포함하는 반도체 제조 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.

도 2는 도 1에 웨이퍼 감지 장치의 구성을 도시한 구성도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

12 : 카세트 로딩부 110 : 척 플레이트

14 : 카세트 언로딩부 112 : 감지부

20 : 제 1 웨이퍼 이송 장치 112a : 발광 센서

30 : 제 2 웨이퍼 이송 장치 112b : 수광 센서

40 : 공정 챔버 114 : 진공 라인

50 : 제 3 웨이퍼 이송 장치 120 : 제어부

100 : 웨이퍼 감지 장치

본 발명은 웨이퍼 감지 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼 플랫존 을 감지하는 장치를 포함하는 웨이퍼 처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조 장치는 웨이퍼 상에 사진, 식각, 확산, 금속 증착 등의 공정을 선택적이고도 반복적으로 수행함으로써 이루어지고, 이때의 각각의 웨이퍼들은 웨이퍼 이송 장치에 의해 공정간의 요구되는 위치로 이송된다.

상술한 웨이퍼의 이송 관계에 있어서, 동일한 공정을 수행하기 위한 복수의 웨이퍼는 소정 단위 개수로 카세트에 수용되어 각각의 공정 장치로 이송되고, 이들 각 공정 설비에는 구비된 이송 로봇을 통해 카세트에 수용된 웨이퍼를 인출하여 다시 공정 수행 위치로 이송시키게 된다.

여기서, 웨이퍼가 공정 수행 위치로 이송되기 전에 소정의 감지부가 웨이퍼의 플랫존 감지 및 웨이퍼 가장자리의 손상 여부를 감지한다. 그러나, 종래에는 웨이퍼의 플랫존 감지 및 웨이퍼 가장자리 손상 여부 감지는 서로 다른 감지부에 의해 수행되거나, 하나의 감지부가 오직 웨이퍼의 플랫존 감지만을 수행하였다.

만약 서로 다른 감지부가 웨이퍼의 정렬 상태의 감지와 웨이퍼 가장자리의 손상 여부 감지를 따로 수행하게 되면 전체적인 공정 수행시간이 길어지는 문제점이 있었다. 또한, 웨이퍼 플랫존만 감지하는 감지부는 반도체 공정이 완료된 후에 웨이퍼의 손상 여부를 인지할 수 있으므로 웨이퍼 가장자리 손상에 따른 반도체 웨이퍼의 불량을 방지할 수 없었다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 웨이퍼의 수평 감지 및 웨이퍼 가장자리의 손상 여부 감지를 동시에 수행하는 웨이퍼 감지 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 공정 시간을 단축하고 웨이퍼 가장자리 손상에 따른 반도체 웨이퍼의 불량을 방지하는 웨이퍼 감지 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 웨이퍼 처리 장치는 플라즈마 식각 공정을 수행한다.

본 발명에 따른 웨이퍼 감지 방법은 웨이퍼를 척 플레이트에 안착시켜 회전시키는 단계, 상기 웨이퍼 가장자리에서 상하로 각각 배치된 발광 센서 및 수광 센서를 포함하는 감지부에 있어서, 상기 발광 센서가 상기 수광 센서로 소정의 광신호를 방출하는 단계, 상기 감지부와 연결되는 제어부가 상기 광신호를 상기 수광 센서가 수신하였는지를 판단하여 상기 웨이퍼의 플랫존을 판단하는 단계, 상기 감지부가 상기 웨이퍼의 플랫존 감지를 수행한 후에 상기 웨이퍼 가장자리의 손상여부를 판단하는 단계를 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 감 지 장치 및 그 방법을 상세히 설명한다. 본 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되서는 안 된다. 본 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.

(실시예)

도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 감지 장치를 포함하는 반도체 제조 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 반도체 제조 장치(100)는 카세트 로딩부(cassette loading member)(12), 카세트 언로딩부(cassette unloading member)(14), 제 1 내지 제 3 웨이퍼 이송 장치(first, second and third wafer transfer apparatus)(20, 30, 50), 공정 챔버(process chamber)(40), 그리고 웨이퍼 감지 장치(wafer detecting apparatus)(110)를 포함한다.

카세트 로딩부(12)는 복수의 웨이퍼(W)가 장착된 카세트가 로딩된다. 카세트(C)는 카세트 이송 장치(미도시됨)에 의해 반도체 제조 장치들이 구비된 청정실을 이동된다. 카세트(C)는 소정의 단위로 웨이퍼(W)를 이송하기 위한 수납 부재이며, 일반적으로 로봇암(미도시됨)에 의해 카세트(C) 내부에 웨이퍼들이 순차적으로 로드락 챔버(미도시됨)로/로부터 이송 또는 반송된다.

제 1 웨이퍼 이송 장치(20)는 카세트 로딩부(12)에 안착된 카세트(C)로부터 웨이퍼(W)를 반출시켜 척 플레이트(110)에 안착시킨다. 제 1 웨이퍼 이송 장치(20)는 예컨대, 엘엠가이드 및 모터를 포함하여 카세트(C)에 장착된 웨이퍼를 직선 왕복 이동시키는 셔틀(Shuttle)일 수 있으며, 상기 셔틀에 구비된 핸드가 카세트(C) 내부로 접근하여 웨이퍼(W)를 안착한 뒤 이를 카세트(C)로부터 인출하여 척 플레이트(110)의 상부에 안착시킨다.

웨이퍼 감지 장치(110)는 웨이퍼가 소정의 반응 공정, 예컨대, 플라즈마 식각 공정을 수행하기 전에 웨이퍼의 플랫존 감지 및 웨이퍼 가장자리 손상을 감지한다. 웨이퍼 감지 장치(110)에 관한 보다 상세한 설명은 도 2를 참조하여 다시 설명하겠다.

제 2 웨이퍼 이송 장치(30)는 척 플레이트(110)에서 소정의 웨이퍼 감지가 완료되면 척 플레이트(110)로부터 공정 챔버(40)로 웨이퍼(W)를 이송한다. 제 2 웨이퍼 이송 장치(30)는 예컨대, 내부에 로봇암(미도시됨)을 갖는 구성이며, 상기 로봇암은 소정의 각으로 회전되면서 척 플레이트(110)로부터 공정 챔버(40)로 웨이퍼를 이송시킨다.

공정 챔버(40)는 예컨대, 플라즈마 식각 공정이 수행된다. 즉, 공정 챔버(40)는 외부 조건과 격리되도록 밀폐되어 소정의 감압 상태가 유지되도록 외부 압력 및 온도 조건과 격리되도록 밀폐된다. 공정 챔버(40) 내부에는 고주파 전위를 인가받아 상기 공정 챔버 내부에 플라즈마를 발생하는 상부 및 하부 전극(미도시됨), 웨이퍼가 안착되고, 상기 웨이퍼에 소정의 전위를 인가하는 정전척(미도시됨) 등이 구비된다. 공정 챔버(40)는 공정이 진행되면 공정 챔버(40) 내부로 소정의 반응 가스가 유입되면, 상기 상부 및 하부 전극 사이에 방전을 일으켜 플라즈마를 생성시킨다. 생성된 플라즈마는 웨이퍼 상에 소정의 패턴으로 식각 공정을 수행하게 된다. 본 실시예에서는 공정 챔버(40)가 플라즈마 식각 공정을 수행하는 것을 예로들어 설명하였지만, 공정 챔버(40)는 플라즈마 식각 공정 이외에 다른 공정이 수행되는 챔버일 수 있다.

제 3 웨이퍼 이송 장치(50)는 공정 챔버(40)에서 소정의 반응 공정이 완료된 웨이퍼(W)를 공정 챔버(40)로부터 카세트 언로딩부(14)로 이송시킨다. 제 3 웨이퍼 이송 장치(50)는 제 2 웨이퍼 이송 장치(50)와 동일한 구성으로써, 내부에서 소정의 각으로 회전운동하는 로봇암(미도시됨)이 구비된다.

카세트 언로딩부(14)는 공정이 완료된 웨이퍼(W)가 다시 카세트(C)로 반입된다. 카세트 언로딩부(14)에 안착된 카세트(C')는 카세트 로딩부(12)에 안착된 카세트(C)와 동일하지 않을 수도 있으며, 이때에는 카세트(C)에 과거기록에 대한 데이터가 새로운 카세트(C')에 입력된다.

계속해서 본 발명에 따른 웨이퍼 감지 장치(110)를 상세히 설명한다.

도 2는 도 1에 도시한 웨이퍼 감지 장치(110)를 상세히 도시한 구성도이다. 도 2를 참조하면, 웨이퍼 감지 장치(110)는 척 플레이트(111)와 감지부(112)를 포함한다.

척 플레이트(111)는 웨이퍼(W)의 지름보다 작은 지름을 갖는 원형의 플레이트(110)이고, 내부에는 웨이퍼(W)를 공기로 흡착하는 진공라인(114)이 형성된다. 진공 라인(114)에는 펌프와 같은 흡입 부재(미도시됨)가 설치되며, 상기 흡입 부재 는 웨이퍼(W)가 척 플레이트(111) 상부면에 안착시 진공 라인(114)을 감압하여 웨이퍼(W)가 척 플레이트(111)에 흡착되도록 한다. 웨이퍼(W)는 척 플레이트(110) 상부면에 고정되며, 웨이퍼(W)의 흡착이 완료되면, 척 플레이트(111)는 구동부(미도시됨)에 의해 수평으로 회전되어 웨이퍼(W)를 회전시킨다.

감지부(112)는 척 플레이트(111)의 외부 일측에 구비되어 공정 챔버(40)로 로딩되기 전, 웨이퍼(W)의 프리얼라인(pre-align)을 수행한다. 감지부(112)는 예컨대, 웨이퍼(W)의 상부 및 하부에서 서로 대향되게 배치되는 발광 및 수광 센서(112a, 112b)를 갖는다. 발광 센서(112a)는 레이저 다이오드(미도시됨)가 사용될 수 있다. 수광 센서(112b)는 발광 센서(112a)에서 방출하는 광을 수신한다.

또한, 감지부(112)는 웨이퍼(W)의 가장자리의 손상 여부를 감지한다. 즉, 발광 및 수광 센서(112a, 112b)는 회전하는 웨이퍼(W)의 가장자리의 손상 여부를 감지한다. 이를 위해, 발광 센서(112a)는 회전하는 웨이퍼(W)의 가장자리를 따라 소정의 간격으로 광을 방출하고, 수광 센서(112b)는 상기 광을 수신한다. 수광 센서(112b)는 상기 광을 수신하며, 이때, 상기 광이 수신되면, 상기 웨이퍼(W)의 가장자리가 손상된 것으로 파악한다. 그리하여, 감지부(112)는 웨이퍼(W)의 플랫존의 감지 및 웨이퍼 가장자리의 손상 여부를 동시에 수행할 수 있다.

제어부(120)는 발광 및 수광 센서(112a, 112b) 각각에 연결되어 감지부(112)에서 웨이퍼(W)의 플랫존의 감지 여부 및 웨이퍼 가장자리의 손상 여부 감지에 대한 데이터를 판단하여 이를 작업자가 인지할 수 있도록 모니터와 같은 디스플레이 부재(미도시됨)에 표시한다.

예컨대, 제어부(120)는 웨이퍼(W)가 척 플레이트(111) 상부에서 회전되면, 발광 센서(112a)로부터 수광 센서(112b)로 소정의 광신호를 방출시킨다. 제어부(120)는 수광 센서(112b)가 상기 광신호를 수신하게 되면 웨이퍼의 플랫존인 것으로 판단한다. 즉, 웨이퍼의 플랫존은 웨이퍼 가장자리에서 절단되어 있으므로, 발광 센서(112a)가 방출하는 상기 광신호가 웨이퍼에 의해 차단되지 않고 수광 센서(112b)로 전송되는 것이다.

또한, 제어부(120)는 웨이퍼의 플랫존을 감지한 후 웨이퍼 가장자리의 손상 여부를 판단한다. 즉, 웨이퍼(W)의 플랫존이 아닌 곳에서 발광 센서(112a)가 방출한 상기 광신호를 수광 센서(112b)가 수신하게 되면 웨이퍼(W)의 가장자리가 손상된 것으로 판단하여 이를 작업자가 인지하도록 표시한다. 여기서, 제어부(120)는 웨이퍼(W)의 가장자리가 손상된 것으로 판단하면 웨이퍼 처리 장치(110)에 소정의 인터락을 수행하도록 제어할 수 있다.

만약, 발광 센서(112a)에서 방출한 상기 광신호를 수광 센서(112b)가 수신하지 못하면 웨이퍼 플랫존이 아닌 것으로 판단함과 동시에 웨이퍼(W)의 가장자리가 손상되지 않은 것으로 판단한다.

상술한 구성을 갖는 웨이퍼 감지 장치(110)는 다음과 같은 순서로 작동된다.

웨이퍼 감지가 개시되면 웨이퍼(W)는 카세트(C)로부터 인출되어 척 플레이트(111)에 안착되고, 안착된 웨이퍼(W)는 진공 라인(114)에 의해 척 플레이트(111)의 상부면에 흡착된다. 그 후 척 플레이트(111)는 수평으로 회전되어 웨이퍼(W)를 회전시킨다.

웨이퍼(W)가 회전되면, 웨이퍼(W) 가장자리를 중심으로 상하로 배치된 감지부(112)는 회전하는 웨이퍼(W)의 플랫존을 감지한다. 그리고, 웨이퍼 플랫존의 감지가 완료되면, 계속해서 회전되는 웨이퍼(W) 가장자리의 손상 여부를 감지한다. 웨이퍼(W) 가장자리의 손상 여부는 발광 및 수광 센서(112a, 112b)의 정밀한 조정과 정렬로서 웨이퍼(W) 가장자리의 미세한 손상도 감지하도록 한다. 예컨대, 발광 센서(112a)로부터 방출되는 광신호가 웨이퍼(W)의 가장자리 끝단에서 차단되도록 하여 웨이퍼(W) 가장자리의 작은 손상 발생시도 상기 광신호가 웨이퍼(W)에 의해 차단되지 않고 수광 센서(112b)로 전송되도록 하여 웨이퍼(W) 가장자리의 미세한 손상을 감지하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 실시예로서, 웨이퍼(W) 가장자리의 손상 여부를 감지를 먼저 수행하고, 웨이퍼(W) 플랫존의 감지를 실시할 수 있다. 또한, 웨이퍼(W) 플랫존의 감지와 웨이퍼(W) 가장자리의 손상 여부 감지는 동시에 수행될 수 있다.

이상으로 본 발명에 따른 웨이퍼 감지 장치 및 그 방법을 상세히 설명하였다. 그러나, 상술한 실시예로 인해 본 발명에 한정되는 것은 아니다. 특히, 본 발명은 플라즈마 식각 장치를 기본으로 하여 설명되었으나, 반도체 제조 공정에 이용되는 모든 반도체 제조 장치에 적용가능하며, 상술한 감지부에 포함되는 광센서의 종류와 개수, 그리고 배치 등의 단순한 변경은 본 발명의 영역에 포함된다. 또한, 웨이퍼 감지 방법에 있어서, 웨이퍼의 플랫존 감지 및 웨이퍼 가장자리의 손상 여부 감지의 순서는 다양하게 응용될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 웨이퍼 처리 장치는 웨이퍼의 플랫존 감지 및 웨이퍼 가장자리의 손상 여부 감지를 동시에 수행할 수 있는 감지부를 제공함으로써 공정 시간이 단축되고, 웨이퍼 가장자리 손상에 따른 웨이퍼 불량을 방지하는 효과가 있다.

Claims

웨이퍼의 정렬 및 불량을 감지하는 장치에 있어서,

웨이퍼를 안착시켜 회전시키는 척 플레이트와;

상기 척 플레이트 외부 일측에서 상기 웨이퍼 가장자리로 광신호를 조사하는 발광 센서와 상기 광신호를 수신하는 수광 센서를 포함하는 감지부와;

상기 감지부와 연결되어 상기 수광 센서가 상기 광신호를 수광하였는지 여부를 검출하여 상기 웨이퍼의 플랫존 감지 및 상기 웨이퍼 가장자리의 손상 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 감지 장치.
웨이퍼를 정렬 및 불량을 감지하는 감지 방법에 있어서,

웨이퍼를 척 플레이트에 안착시켜 회전시키는 단계와;

상기 웨이퍼 가장자리에서 상하로 각각 배치된 발광 센서 및 수광 센서를 포함하는 감지부에 있어서, 상기 발광 센서가 상기 수광 센서로 소정의 광신호를 방출하는 단계;

상기 감지부와 연결되는 제어부가 상기 광신호를 상기 수광 센서가 수신하였는지를 판단하여 상기 웨이퍼의 플랫존을 판단하는 단계와;

상기 감지부가 상기 웨이퍼의 플랫존 감지를 수행한 후에 상기 웨이퍼 가장자리의 손상여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 감지 방법.