KR20070052165A - 웨이퍼 플랫존 감지 기능을 구비한 로드락 챔버 - Google Patents

웨이퍼 플랫존 감지 기능을 구비한 로드락 챔버 Download PDF

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KR20070052165A
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Abstract

웨이퍼 플랫존 감지 기능을 구비한 로드락 챔버를 제공한다. 개시된 웨이퍼 플랫존 감지 기능을 구비한 로드락 챔버는 웨이퍼가 적재된 웨이퍼 카세트를 배치할 수 있는 공간이 마련된 하우징과, 상기 하우징의 일측에 마련되어 상기 웨이퍼 카세트의 출입을 가능하게 하는 제 1도어와, 상기 하우징의 타측에 마련되어 상기 웨이퍼의 이송을 가능하게 하는 제 2도어와, 상기 하우징에 연결되어 상기 하우징 내부를 진공 분위기로 형성시키는 진공 배기 유닛, 및 상기 하우징에 구비되어 상기 웨이퍼에 빛을 조사함으로써 상기 웨이퍼의 플랫존 정렬 여부를 감지하는 센서 유닛을 구비한다.
로드락 챔버, 센서 유닛, 플랫존

Description

웨이퍼 플랫존 감지 기능을 구비한 로드락 챔버{Loadlock chamber having wafer flatzone detecting function}
도 1은 종래의 실시예에 따른 로드락 챔버를 구비한 공정 설비의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 플랫존 감지 기능을 구비한 로드락 챔버의 일 실시예를 나타낸 구성도이다.
도 3은 웨이퍼 카세트에 적재된 웨이퍼의 플랫존이 오정렬 되었을 경우의 상태를 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 플랫존 감지 기능을 구비한 로드락 챔버의 다른 실시예를 나타낸 구성도이다.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
100 : 로드락 챔버 110 : 하우징
112a : 제 1도어 112b : 제 2도어
114 : 카세트 거치대 130 : 웨이퍼 카세트
140 : 반사판 150 : 컨트롤러
본 발명은 반도체 제조 설비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 웨이퍼 플랫존 감지를 할 수 있는 센서 유닛를 구비한 로드락 챔버에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자의 제조 공정은 크게 물질막을 적층하는 공정, 적층된 물질막을 원하는 형태로 패터닝하기 위한 사진 공정, 사진 공정에서 형성되는 마스크를 이용하여 원하는 패턴을 형성하는 식각 공정 및 식각 후의 세정 공정으로 나눌 수 있다. 상기 각각의 공정은 독립된 공정 설비에 의해서 반복적, 선택적으로 실시된다.
도 1을 참조하여, 종래의 반도체 공정 설비(10)에 대해 설명하면, 통상적으로 반도체 소자를 제조하기 위한 반도체 공정 설비(10)는 다수의 공정 챔버(20)와, 로드락 챔버(30)와, 트랜스퍼 챔버(40), 및 얼라인 챔버(50)를 구비한다. 상기 로드락 챔버(30)는 로드부(32)와 언로드부(34)로 구성된다. 상기 로드부(32)를 통해 웨이퍼 카세트가 로딩된 후에, 상기 웨이퍼 카세트에 적재된 각각의 웨이퍼는 상기 트랜스퍼 챔버(40)에 배치된 이송 로봇(42)에 의해 낱장 단위로 이동하게 되고, 얼라인 챔버(50)에서 웨이퍼 플랫존 얼라인을 수행한 다음에 공정 챔버(20)로 이송해서 공정을 수행한 후 언로드부(34)를 통해 다음 공정 설비로 이동하게 된다.
주지하다시피, 반도체 소자는 미세한 파티클(Particle)에 의해서도 공정불량이 발생할 수 있기 때문에 반도체 공정 설비(10)는 고도로 청정한 클린룸(Clean Room) 내부에 설치된다. 아울러, 반도체 공정 설비(10)의 공정 챔버(20)는 파티클에 의한 공정 영향성을 배제하기 위해 고진공 상태를 유지하게 된다. 또한, 상기 공정 챔버(20)는 웨이퍼(W)의 투입 및 배출시 고진공 상태가 급격히 불량해지는 것을 방지하기 위해 저진공 상태의 로드락 챔버(30)를 더 포함한다. 여기서, 로드락 챔버(30)는 대기압 하에서 웨이퍼 카세트(미도시)를 로딩 및 언로딩하는 반면에 트랜스퍼 챔버(40)에서는 진공을 유지할 수 있도록 각각의 입,출구 포트에 로드락 도어(미도시)가 설치된다.
종래에는 얼라인 챔버에서의 플랫존 정렬이 낱장 단위로 이루어지므로 공정 진행상 시간적인 지연이 발생하므로 반도체 소자 제품을 생산하는데 있어서 생산성을 저하시키는 원인이 되고 있다. 따라서, 로드락 챔버에 투입하기 전에 간이 얼라이너를 통하여 작업자에 의한 웨이퍼 플랫존 얼라인이 이루어질 수 있도록 하면, 얼라인 챔버에서의 공정이 필요 없게 되는데, 이 경우 간이 얼라이너의 기계적 결함 또는 작업자의 실수 등에 의해 웨이퍼 카세트에 적재된 웨이퍼의 일부가 플랫존이 맞지 않는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 플랫존이 제대로 정렬되지 않은 상태로 공정 챔버로 투입되면 공정상의 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 로드락 챔버에 센서 유닛를 구비해서 트랜스퍼 챔버로 웨이퍼를 투입하기 전에 웨이퍼 플랫존 점검이 가능하도록 웨이퍼 플랫존 감지 기능을 구비한 로드락 챔버를 제공하는 것을 기술적 과제로 삼고 있다.
이와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 플랫존 감지 기능 을 구비한 로드락 챔버는 웨이퍼가 적재된 웨이퍼 카세트를 배치할 수 있는 공간이 마련된 하우징과, 상기 하우징의 일측에 마련되어 상기 웨이퍼 카세트의 출입을 가능하게 하는 제 1도어와, 상기 하우징의 타측에 마련되어 상기 웨이퍼의 이송을 가능하게 하는 제 2도어와, 상기 하우징에 연결되어 상기 하우징 내부를 진공 분위기로 형성시키는 진공 배기 유닛, 및 상기 하우징에 구비되어 상기 웨이퍼에 빛을 조사함으로써 상기 웨이퍼의 플랫존 정렬 여부를 감지하는 센서 유닛을 구비한다.
여기에서, 상기 센서 유닛은 상기 하우징의 상단부에 설치되는 발광부와 수광부가 일체로 형성된 광센서 및 상기 하우징의 하단부에 설치되어 상기 발광부로부터의 빛을 상기 수광부로 반사시키는 반사판으로 구성되어질 수 있다.
그리고, 상기 센서 유닛은 상기 하우징의 상단부에 설치되는 발광 센서와 상기 하우징의 하단부에 설치되는 수광 센서로 구성되어질 수 있다.
또한, 상기 센서 유닛으로부터 상기 웨이퍼의 플랫존 정렬 여부에 대한 감지 결과를 제공받아 상기 제 1도어와 제 2도어의 개폐 및 진공 배기 유닛의 작동을 제어하는 컨트롤러가 추가로 구비되어질 수 있다.
상기 로드락 챔버의 구성을 설명하기에 앞서, 상기 로드락 챔버가 구비된 공정 설비를 설명하면, 상기 공정 설비는 로드락 챔버, 트랜스퍼 챔버, 및 복수의 공정 챔버를 구비한다. 로드락 챔버로 투입된 웨이퍼는 플랫존 정렬 감지 및 진공 모드 전환을 통해서 트랜스퍼 챔버로 상기 웨이퍼를 이송하고 그후 공정 챔버에서 공정을 수행한 후에 다시 로드락 챔버로 돌아오게 된다. 상기 로드락 챔버는 외부와 상기 트랜스퍼 챔버 사이에서 웨이퍼의 이송을 담당하는 역할 뿐 아니라 진공 상태인 상기 트랜스퍼 및 공정 챔버와의 균형을 맞추고 파티클 등의 유입을 막기 위해서 대기 상태와 진공 상태로 변환을 할 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 한편, 첨부된 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 위해 다소 과장되어진 것으로 이해되는 것이 바람직하며, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 플랫존 감지 기능을 구비한 로드락 챔버의 일 실시예를 나타낸 구성도이고, 도 3은 웨이퍼 카세트에 적재된 웨이퍼의 플랫존이 오정렬 되었을 경우의 상태를 나타낸 구성도이다.
도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 플랫존 감지 기능을 구비한 로드락 챔버의 구성을 설명한다.
본 발명에 따른 웨이퍼 플랫존 감지 기능을 구비한 로드락 챔버(100)는 내부 공간을 갖는 하우징(110)와, 상기 하우징(110)에 마련되는 센서 유닛과, 컨트롤러(150), 및 진공 배기 유닛(160)을 구비한다.
상기 하우징(110)은 양측에 도어(112a,112b)가 마련된다. 제 1도어(112a)는 외부와 상기 로드락 챔버(100) 사이에서 웨이퍼 카세트(130)가 출입하도록 상기 하우징(110)의 일측에 마련되고, 제 2도어(112b)는 로드락 챔버(100)와 트랜스퍼 챔버(200) 사이에서 웨이퍼(W)의 이송이 가능하도록 상기 하우징(110)의 타측에 마련된다. 상기 하우징(110)은 외부로부터 웨이퍼 카세트(130)가 반입되고 도어(112a,112b)가 모두 닫힌 상태에서 하우징(110)과 연결되어 있는 상기 진공 배기 유닛(160)에 의해 하우징(110) 내부가 진공 상태로 유지된다. 상기에서처럼 진공이 유지된 상태에서 제 2도어(112b)가 개방되고 웨이퍼 카세트(130)에 적재된 웨이퍼(W)가 트랜스퍼 챔버(200)의 이송 로봇(42, 도 1 참조)에 의해 트랜스퍼 챔버(200)를 거쳐 공정 챔버(20, 도 1 참조)로 이송된다.
상기 센서 유닛은 상기 하우징(110)의 상단부에 설치되는 광센서(122) 및 상기 하우징(110)의 하단부에 설치되어 상기 발광부로부터의 빛을 상기 수광부로 반사시키는 반사판(124)으로 구성된다. 상기 광센서(122)는 하측 방향으로 지면과 수직하게 빛을 조사하고 상기 반사판(124)은 상기 광센서(122)의 직하부에 위치한다. 상기 광센서(122)는 웨이퍼 카세트(130)에 적재된 웨이퍼(W)의 플랫존이 정상 위치를 벗어날 경우 상기 웨이퍼(W)에 의해 광센서(122)에서 발광된 빛이 차단되도록 설치된다.
상기 광센서(122)는 발진회로 및 포토다이오드를 포함하는 발광부(미도시)와 포토트랜지스터를 포함하는 수광부(미도시)로 구성되고, 상기 하우징(110)의 상단부에 형성된 관통홀(116)에 삽입되어 클램프(118)에 의해 고정된다. 상기 광센서(122)의 발광부에서 조사되어 상기 수광부로 수신되는 광에너지량를 측정하여 상기 웨이퍼 카세트(130)에 적재된 웨이퍼(W)의 플랫존이 제대로 맞춰져 있는지 확인할 수 있다.
즉, 웨이퍼 플랫존이 제대로 정렬되어 있을 경우에 상기 광센서(122)의 수광부로 수신되는 광에너지량을 기준치로 본다면, 웨이퍼 플랫존이 정렬되어 있지 않을 경우에는 오정렬되어 있는 웨이퍼에 의해 빛이 상당량 산란되므로 상기 수광부로 수신되는 광에너지량이 상기 기준치에 못 미치게 된다.
도 2를 참조하면, 상기 웨이퍼 카세트(130)에 적재된 웨이퍼(W)의 플랫존 이 제대로 정렬되어 있는 경우에는 기준치 이상의 광에너지가 반사판(124)에서 반사된 후 수광부로 수신된다.
도 3을 참조하면, 상기 웨이퍼 카세트(130)에 적재된 웨이퍼(W) 중에서 어느 하나의 웨이퍼(W)라도 플랫존이 오정렬되어 있을 경우에는 조사된 빛이 반사판(124)에 도달하기 전에 오정렬된 상기 웨이퍼(W)의 표면으로부터 산란되므로 수광부에서 인식하는 광에너지량이 상기 기준치에 못미치게 된다.
상기 광센서(122)는 후술할 컨트롤러(150)와 연결되어 상기 컨트롤러(150)로 측정된 결과를 전송한다. 또한, 상기 광센서(122)는 수,발광 일체형인 광센서를 채용할 수 있다.
상기 웨이퍼 카세트(130)는 미도시된 구동 수단에 의해 구동하는 회전축(115)에 일단이 고정되어 상기 회전축(115) 주위로 회전하는 웨이퍼 카세트 거치대(114)에 안착된 후 하우징(110) 내부로 로딩된다. 그럼으로써 상기 웨이퍼 카세트(130)에 적재된 웨이퍼(W)의 상부에 광센서(122)가 위치하도록 한다.
상기 반사판(124)은 상기 광센서(122)의 직하부에 위치하고, 지면과 평행 하게 놓인다. 상기 반사판(124)은 난반사가 용이하게 제작됨으로써 상기 광센서(122)의 발광부에서 상기 반사판(124)으로 입사된 빛의 각도가 어느정도 틀어지더라도 수광부로 효율적으로 수신되게 한다.
상기 컨트롤러(150)는 상기 로드락 챔버(100)의 운용에 관한 전반적인 사항을 제어하게 되는데, 구체적으로 설명하면 상기 센서 유닛과 전기적으로 연결되어 상기 센서 유닛으로부터 상기 웨이퍼(W)의 플랫존 정렬 여부에 대한 감지 결과를 제공받아 상기 하우징(110)에 마련된 도어(112a,112b)의 개폐 및 진공 배기 유닛(160)의 작동을 제어함으로써, 상기 웨이퍼 카세트(130)에 적재되어 있는 웨이퍼(W)를 트랜스퍼 챔버(200)로 투입할 것인지 여부를 결정한다.
상기 컨트롤러(150)는 제 1도어(112a)를 제어해서 개방시킴으로써 웨이퍼 카세트(130)가 외부로부터 하우징(110) 내부로 로딩될 수 있도록 하고, 진공 배기 수단(160)을 제어함으로써 상기 하우징(110) 내부를 저진공 상태로 만들게 한다. 또한, 상기 광센서(122)로부터 플랫존 측정 데이터를 전송받아 상기 웨이퍼 카세트(130)에 적재되어 있는 웨이퍼(W)의 플랫존이 제대로 정렬돼 있을 경우에 제2 도어(112b)를 제어해 개방시킴으로써 트랜스퍼 챔버(200)로 웨이퍼(W)를 투입할 수 있도록 한다.
상기 진공 배기 유닛(160)은 진공 포트(162), 진공 배기 라인(164), 및 진공 펌프(166)를 구비하고 상기 로드락 챔버(100) 내부를 진공 상태로 유지할 수 있게 한다.
이하에서는 도 4를 참조하여 상기 로드락 챔버의 다른 실시예(100′)를 설 명한다. 도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 플랫존 감지 기능을 구비한 로드락 챔버의 다른 실시예(100′)를 나타낸 구성도이다.
다른 실시예에 따른 상기 로드락 챔버(100′)의 경우 그 대부분의 구성 요소들이 전술한 일 실시예(100)와 동일하다. 다만, 센서 유닛의 구성요소에 차이가 있다. 따라서, 전술한 상기 센서 유닛의 일 실시예와 동일한 사항에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하고, 차별되는 특징에 대해서만 설명한다.
상기 센서 유닛의 다른 실시예는 상기 하우징(110) 상단부에 설치되는 발광 센서(126a)와 상기 하우징(110) 하단부에 설치되는 수광 센서(126b)로 구성된다. 상기 발광 센서(126a)에서 발광된 빛이 수광 센서(126b)로 수신되면 웨이퍼 카세트(130)에 적재된 웨이퍼(W)의 플랫존이 제대로 정렬되어 있다는 것을 확인할 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의하면, 로드락 챔버(100)로 로딩된 웨이퍼 카세트(130)에 적재된 웨이퍼(W)의 일부가 플랫존이 제대로 정렬이 안된 상태라면, 센서 유닛에 의해 감지된 결과가 컨트롤러(150)로 전송됨으로써 플랫존 정렬이 안된 웨이퍼(W)에 의해 공정이 수행되는 것을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 플랫존 감지 센서에 의한 로드락 챔버에서의 작동에 대해 다시 도 2를 참조하여 설명한다.
먼저 선행 공정이 수행된 웨이퍼(W)가 적재되 있는 웨이퍼 카세트(130)를 로드락 챔버(100)로 투입하기 전에 간이 얼라이너(미도시)에 의해 플랫존 정렬을 실시한다. 상기 웨이퍼 카세트(130)는 하우징(110)의 웨이퍼 카세트 거치대(114) 상에 안치되고, 상기 거치대(114)가 회전축(115) 주위로 회전함으로써 상기 하우징(110) 내부에 위치하게 된다.
그 후에 컨트롤러(150)의 제어에 의해 제 1도어(112a)가 폐쇄되고 컨트롤러(150)는 플랫존 감지 센서(122)의 하부에 위치한 웨이퍼(W) 측으로 빛을 조사하게 함으로써 플랫존 측정을 실시하도록 제어한다. 광센서(122)로부터 조사된 빛이 반사판(124)에 의해 반사된 후에 상기 광센서(122)로 기준치 이상 수신되면 플랫존이 제대로 정렬되어 있게 된다. 다음으로 상기 하우징(110)에 연결되어 있는 진공 배기 유닛(160)에 의해 하우징(110) 내부가 저진공 상태로 변경된 후에 상기 컨트롤러(150)는 제 2 도어(112b)를 개방해서 웨이퍼(W)를 트랜스퍼 챔버(200) 측으로 이송할 수 있도록 제어한다.
만약, 상기 광센서(122)로부터 조사된 빛이 기준치 이상으로 수신되지 않으면 플랫존이 제대로 정렬되어 있지 않다는 것이므로, 컨트롤러(150)는 제 1도어(112a)를 개방하도록 제어함으로써 다시 간이 얼라이너에 의한 플랫존 정렬이 이루어질 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 웨이퍼 플랫존 감지 기능을 구비한 로드락 챔버는 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 로드락 챔버에 로딩된 웨이퍼의 플랫존이 제대로 정렬되어 있지 않을 경우에 상기 로드락 챔버에 설치된 센서 유닛에 의해 즉시 플랫존 정렬 여부를 감지함으로써 웨이퍼의 플랫존 정렬 불량으로 인한 공정상의 문제점을 줄일 수 있다.

Claims (4)

  1. 웨이퍼가 적재된 웨이퍼 카세트를 배치할 수 있는 공간이 마련된 하우징;
    상기 하우징에 연결되어 상기 하우징 내부를 진공 분위기로 형성시키는 진공 배기 유닛; 및
    상기 하우징에 구비되어 상기 웨이퍼에 빛을 조사함으로써 상기 웨이퍼의 플랫존 정렬 여부를 감지하는 센서 유닛을 포함하는 로드락 챔버.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 센서 유닛은 상기 하우징의 상단부에 설치되는 발광부와 수광부가 일체로 형성된 광센서 및 상기 하우징의 하단부에 설치되어 상기 발광부로부터의 빛을 상기 수광부로 반사시키는 반사판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 로드락 챔버.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 센서 유닛은 상기 하우징의 상단부에 설치되는 발광 센서와 상기 하우징의 하단부에 설치되는 수광 센서로 구성되는 것을 특징으로 하는 로드락 챔버.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 하우징의 일측에 마련되어 상기 웨이퍼 카세트의 출입을 가능하게 하는 제 1도어와 상기 하우징의 타측에 마련되어 상기 웨이퍼의 이송을 가능하게 하는 제 2도어를 더 포함하되, 상기 센서 유닛으로부터 상기 웨이 퍼의 플랫존 정렬 여부에 대한 감지 결과를 제공받아 상기 제 1도어와 상기 제 2도어의 개폐를 제어하는 컨트롤러가 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 로드락 챔버.
KR1020050109888A 2005-11-16 2005-11-16 웨이퍼 플랫존 감지 기능을 구비한 로드락 챔버 KR20070052165A (ko)

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