KR20070069442A

KR20070069442A - 압력센서를 이용한 웨이퍼 감지 방법 및 이를 구현하는장치

Info

Publication number: KR20070069442A
Application number: KR1020050131602A
Authority: KR
Inventors: 차현기
Original assignee: 동부일렉트로닉스 주식회사
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2007-07-03

Abstract

압력센서를 이용하여 웨이퍼 장착 여부를 감지하는 방법 및 이를 구현하는 장치가 제공된다. 이를 구현하기 위한 웨이퍼 세정 장치는 웨이퍼 롤러와 접촉중인 웨이퍼의 중량을 측정하기 위한 압력센서와, 상기 압력센서에서 감지한 신호를 디지털화된 중량값으로 변환하는 ADC(Analogue Digital Converter)와, 상기 ADC로부터 입력받은 중량값이 미리 설정된 중량값과 동일한지를 비교하여 웨이퍼의 장착 여부를 판단하고, 비장착으로 판단되는 경우 사용자에게 알람하는 제어부를 포함하여 이루어지며, 여기서 상기 제어부는 상기 ADC로부터의 중량값을 미리 저장된 웨이퍼 상태별 중량값 테이블과 비교하여 웨이퍼의 정상적 장착 여부를 판단하고, 비정상 장착인 경우 그 상세 내용을 판단하여 사용자에게 알람하게 된다. 이로써, 음파(sonic) 또는 광(optic)에 의해 웨이퍼를 감지하던 종래의 방식에 비해 그 감지 효율을 증대시킬 수 있다.

메가소닉, 웨이퍼, 세정장치, 압력센서, 무게센서, 중량센서, detecting

Description

압력센서를 이용한 웨이퍼 감지 방법 및 이를 구현하는 장치 {Method for detecting wafer using pressure sensor and apparatus implementing the same}

도 1은 본 발명에 의해 웨이퍼 감지수단을 구비하는 웨이퍼 세정 장치의 모식도.

도 2는 본 발명에 의한 웨이퍼 감지 방법을 구현하기 위한 장치의 기능별 블럭도.

도 3은 본 발명에 있어서 웨이퍼 상태별 중량값 테이블의 일 예에 대한 필드 구성도.

도 4는 본 발명에 의한 웨이퍼 감지 방법을 순차적으로 도시한 플로우챠트.

본 발명은 압력센서를 이용하여 웨이퍼 장착 여부를 감지하는 방법 및 이를 구현하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 웨이퍼 롤러와 접촉중인 웨이퍼의 중량을 측정하기 위한 압력센서와, 상기 압력센서에서 감지한 신호를 디지털화된 중량값으로 변환하는 ADC(Analogue Digital Converter)와, 상기 ADC로부터 입력받은 중량값이 미리 설정된 중량값과 동일한지를 비교하여 웨이퍼의 장착 여부를 판단하고, 비장착으로 판단되는 경우 사용자에게 알람하는 제어부를 포함하여 이루어지는 웨이퍼 세정 장치 및 이를 통해 웨이퍼를 감지하는 방법에 관한 것이다.

웨이퍼 세정 장치는 메가소닉 욕조(megasonic bath tank), 웨이퍼를 고정 및 메가소닉 욕조의 내부로 이동시키는 로봇 암(robot arm), 내부에 이동된 웨이퍼를 회전시키기 위한 하나 이상의 웨이퍼 로울러(wafer roller) 및 메가소닉 발생기(megasonic generator)를 포함하여 이루어지며, 메가소닉 욕조에는 소정의 세정액이 채워지는바 이러한 세정액은 고순도의 DI(deionized) Water 용액과, 과산화수소(H2O2), 수산화 암모늄(NH4OH), 그리고 염산(HCl) 등으로 이루어져 있다.

이러한 웨이퍼 세정 장치에 있어서 종래에는 세정액 내의 웨이퍼 장착 여부를 판단하기 위한 광센서 또는 음파 센서가 구비되어 있었으나, 메가소닉에 의한 음파의 교란현상 및 세정액의 화학반응에 의한 빛의 산란현상으로 그 기능이 제대로 발휘되지 못하여 정확한 판단이 힘들었던 문제점이 있었고, 그로인해 상기 로봇 암으로의 웨이퍼 장착 유무 지시(teaching)이 제대로 이루어지지 않아 웨이퍼를 제대로 그립(grip)하지 못함으로써 2장의 웨이퍼가 세정 장치에 놓여 서로 부딪히는 문제로 인해 전체적으로 웨이퍼 제작 수율이 감소하는 문제점이 있었다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 음파(sonic) 또는 광(optic)에 의하여 웨이퍼를 감지하던 종래의 방식이 가지는 한계를 극복하기 위한 수단으로서 웨이퍼의 중량 측정을 통해 웨이퍼 감지를 수행하는 방법 및 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 웨이퍼의 중량 측정치를 소정의 웨이퍼 상태별 중량값 테이블과 비교함으로써 웨이퍼의 구체적인 장착 상태까지 파악할 수 있는 수단을 제공하는 데에 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 웨이퍼의 장착 여부를 감지하는 웨이퍼 세정 장치에 관한 것으로서, 웨이퍼 롤러와 접촉중인 웨이퍼의 중량을 측정하기 위한 압력센서와, 상기 압력센서에서 감지한 신호를 디지털화된 중량값으로 변환하는 ADC(Analogue Digital Converter)와, 상기 ADC로부터 입력받은 중량값이 미리 설정된 중량값과 동일한지를 비교하여 웨이퍼의 장착 여부를 판단하고, 비장착으로 판단되는 경우 사용자에게 알람하는 제어부를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 제어부는 상기 ADC로부터의 중량값을 미리 저장된 웨이퍼 상태별 중량값 테이블과 비교하여 웨이퍼의 정상적 장착 여부를 판단하고, 비정상 장착인 경우 그 상세 내용을 판단하여 사용자에게 알람할 수 있다.

또한, 상기 압력센서는 둘 이상의 웨이퍼 롤러에 장착될 수 있으며, 이 경우 상기 제어부는 상기 둘 이상의 압력센서를 통해 감지된 중량값의 평균을 이용하여 상기 판단을 수행하게 된다.

한편, 위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 웨이퍼 세정 장치에서 웨이퍼를 감지하는 방법에 관한 것으로서, 압력센서가 웨이퍼 롤러와 접촉중인 웨이퍼의 압력을 감지하는 단계와, 상기 감지된 신호를 디지털화된 중량값으로 변환하는 단계와, 상기 변환된 중량값이 미리 설정된 중량값과 동일한지를 비교하여 웨이 퍼의 장착 여부를 판단하는 단계와, 상기 판단에서 웨이퍼 비장착으로 판단되는 경우 사용자에게 알람하는 단계를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 웨이퍼 장착 여부 판단 단계는 상기 변환된 중량값을 미리 저장된 웨이퍼 상태별 중량값 테이블과 비교하여 웨이퍼의 정상적 장착 여부를 판단하고, 비정상 장착인 경우 그 상세 내용을 판단하는 것일 수 있다.

이하 본 발명의 명세서에 첨부된 도면을 참고하여 설명하되, 특히 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 이를 살펴보기로 한다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.

도 1은 본 발명에 의한 웨이퍼 세정 장치의 내부 구조를 모식적으로 도시하고 있다. 참고로 웨이퍼를 세정하기 위한 기술로는 건식 세정과 습식 세정으로 나누어볼 수 있는데, 본 발명에서는 이 중 특히 메가소닉(megasonic)을 이용한 습식 세정을 수행하는 장치를 그 대상으로 한다.

이러한 습식 웨이퍼 세정 장치는 메가소닉 욕조(megasonic bath tank)(110), 웨이퍼를 고정하거나 이를 메가소닉 욕조 내부로 이동시키는 로봇 암(robot arm)(도면에 미도시), 내부에 이동된 웨이퍼를 회전시키기 위한 하나 이상의 웨이퍼 로울러(wafer roller)(120) 및 메가소닉 발생기(megasonic generator)(130)를 포함하여 이루어짐은 먼저 설명한 바와 같다. 즉, 이와 같은 웨이퍼 세정 장치는 본 발명이 속하는 분야에서 이미 널리 사용되고 있는 공지의 기술이므로 상기 구성요소들 에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명은 위와 같은 웨이퍼 세정 장치에 웨이퍼이 중량을 측정하기 위한 압력센서(210), 압력센서에서 측정한 아날로그 신호를 디지털 값으로 변환하기 위한 ADC(Analogue Digital Converter)(220) 및 측정된 중량값으로부터 웨이퍼 장착 여부를 판단하는 제어부(230) 등을 더 포함하여 이루어진다.

이하에서는 본 발명에 따른 웨이퍼 세정 장치의 특징적인 내부 구성 및 각 구성요소들의 역할에 대해 살펴보기로 한다. 참고로 도 2는 본 발명에 의한 웨이퍼 감지 방법을 구현하기 위한 웨이퍼 세정 장치의 기능별 블럭도이다.

압력센서(210)는 웨이퍼 롤러(120)에 장착되어 있으면서 웨이퍼 롤러(120)와 접촉하고 있는 웨이퍼에 대하여 웨이퍼 롤러(120)에 가해지는 압력을 감지하여 이를 아날로그 신호로 출력한다. 일반적으로 근자의 웨이퍼 세정 장치에는 웨이퍼 롤러(120)가 3개 이상 장착되는데, 이러한 경우 압력센서(210)는 각 웨이퍼 롤러(120)마다에 장착되어 웨이퍼의 서로 다른 부위에 대한 압력(또는 중량)을 측정할 수도 있다. 또한, 압력센서(210)는 웨이퍼가 웨이퍼 롤러(120)에 접촉되는 순간 자동으로 기동될 수도 있고, 별도의 사용자 명령이 있을 때 제어부(230)의 제어신호에 따라 기동될 수도 있다.

ADC(Analogue Digital Converter)(220)는 압력센서(210)에서 감지한 신호를 디지털화된 중량값으로 변환한 후 제어부(230)로 입력한다.

제어부(230)는 ADC(220)로부터 입력받은 중량값이 미리 설정된 웨이퍼의 중량값과 동일한지를 비교하여 웨이퍼의 장착 여부를 판단하고, 비장착으로 판단되는 경우 스피커(도면에 미도시) 또는 소정의 램프(도면에 미도시)를 통해 사용자에게 알람해 준다. 여기서 상기 미리 설정된 웨이퍼의 중량값은 실제 중량값이 아닌 상기 세정액에 의한 부력이 감안된 중량값인 것이 바람직하다.

또한 여기서 제어부(230)는 ADC(220)로부터의 중량값을 미리 저장된 웨이퍼 상태별 중량값 테이블과 비교하여 웨이퍼의 정상적 장착 여부를 판단하고, 비정상 장착인 경우 그 상세 내용을 판단하여 사용자에게 알람하는 기능을 더 구비할 수도 있다. 이때, 상기 웨이퍼 상태별 중량값 테이블의 일 예에 대한 필드 구조가 도 3에 도시되어 있다. 즉, 상기 테이블은 웨이퍼 중량값 필드(301)와 웨이퍼 장착 상태 필드(302)로 구성되며, 이진수 또는 16진수의 각 중량값에 따라 정상적으로 장착됨, 웨이퍼 롤러(120)의 일부에만 장착됨, 2개의 웨이퍼가 장착됨, 웨이퍼 롤러(120)에 불안정하게 장착됨 등의 상태로 분류될 수 있다.

한편, 압력센서(210)가 둘 이상의 웨이퍼 롤러(120)에 장착되는 경우라면 제어부(230)는 상기 둘 이상의 압력센서(210)를 통해 감지된 중량값의 평균을 이용하여 상기 장착 여부 및 정상 장착 여부 등의 판단을 수행하게 된다.

그 외에도, 본 발명의 웨이퍼 세정 장치에 있어서 압력센서(210)와 ADC(220) 사이에는 압력센서(210)로부터 출력된 아날로그 신호를 소정의 크기로 증폭하여 보다 명확한 신호로 변환 출력하기 위한 증폭기(215)가 더 구비되는 것이 바람직하다.

이제 위와 같은 본 발명의 웨이퍼 세정 장치를 이용하여 웨이퍼를 감지하는 방법의 각 단계를 도 4를 참고하여 살펴보기로 한다. 도 4는 본 발명에 의한 웨이 퍼 감지 방법을 순차적으로 도시한 플로우챠트이다.

웨이퍼 롤러에 로봇 암에 의해 웨이퍼가 장착되면(S401) 압력센서가 기동하여 웨이퍼 롤러와 접촉중인 웨이퍼의 압력을 감지한다(S403). 압력센서에 의해 감지된 중량값은 증폭기를 거쳐 소정 크기의 아날로그 신호로 변환되어 ADC로 입력되고(S405), ADC는 상기 증폭된 신호를 다시 디지털화된 중량값으로 변환한다(S407).

웨이퍼 세정 장치의 제어부는 ADC로부터 입력된 중량값을 미리 저장된 웨이퍼 상태별 중량값 테이블과 비교하고(S409), 그 비교 결과에 따라 웨이퍼 롤러에 정상적으로 장착된 경우라면(S409) 그대로 종료하고, 비정상으로 장착된 경우라면(S411) 2개의 웨이퍼가 장착됨, 웨이퍼 롤러의 일부에만 장착됨 등의 구체적인 상태를 사용자에게 알람한 후(S413) 종료한다.

이상, 본 발명을 실시 예를 사용하여 설명하였으나 이들 실시예는 예시적인 것에 불과하며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상에서 벗어나지 않으면서 다양한 수정과 변경을 가할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

위와 같은 구성 및 구성수단을 구비하는 본 발명에 의하면 음파(sonic) 또는 광(optic)에 의한 종래의 웨이퍼 감지 방식이 제공하는 감지효율을 신뢰할 만한 수준까지 끌어올릴 수 있으므로, 잘못된 웨이퍼 감지에 의해 웨이퍼 세정이 불완전하게 되거나 복수 장의 웨이퍼가 로딩되어 후속 웨이퍼가 파손되는 등의 문제점을 해결함으로써 반도체 제작 수율이 극적으로 향상되는 효과를 기대할 수 있으며, 웨이 퍼의 중량 측정치를 소정의 웨이퍼 상태별 중량값 테이블과 비교함으로써 웨이퍼의 장착 상태를 구체적으로 파악할 수 있으므로 각 상황에 따른 능동적이고 신속한 대처가 가능하게 된다.

Claims

웨이퍼의 장착 여부를 감지하는 웨이퍼 세정 장치에 있어서,

웨이퍼 롤러와 접촉중인 웨이퍼의 중량을 측정하기 위한 압력센서;

상기 압력센서에서 감지한 신호를 디지털화된 중량값으로 변환하는 ADC(Analogue Digital Converter);

상기 ADC로부터 입력받은 중량값이 미리 설정된 중량값과 동일한지를 비교하여 웨이퍼의 장착 여부를 판단하고, 비장착으로 판단되는 경우 사용자에게 알람하는 제어부;

를 포함하여 이루어지는 웨이퍼 감지수단을 구비하는 웨이퍼 세정 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는

상기 ADC로부터의 중량값을 미리 저장된 웨이퍼 상태별 중량값 테이블과 비교하여 웨이퍼의 정상적 장착 여부를 판단하고, 비정상 장착인 경우 그 상세 내용을 판단하여 사용자에게 알람하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 감지수단을 구비하는 웨이퍼 세정 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 압력센서는 둘 이상의 웨이퍼 롤러에 장착되며,

상기 제어부는 상기 둘 이상의 압력센서를 통해 감지된 중량값의 평균을 이 용하여 상기 판단을 수행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 감지수단을 구비하는 웨이퍼 세정 장치.
웨이퍼 세정 장치에서 웨이퍼를 감지하는 방법에 있어서,

압력센서가 웨이퍼 롤러와 접촉중인 웨이퍼의 압력을 감지하는 단계;

상기 감지된 신호를 디지털화된 중량값으로 변환하는 단계;

상기 변환된 중량값이 미리 설정된 중량값과 동일한지를 비교하여 웨이퍼의 장착 여부를 판단하는 단계;

상기 판단에서 웨이퍼 비장착으로 판단되는 경우 사용자에게 알람하는 단계;

를 포함하여 이루어지는 압력센서를 이용한 웨이퍼 감지 방법.
제4항에 있어서, 상기 웨이퍼 장착 여부 판단 단계는

상기 변환된 중량값을 미리 저장된 웨이퍼 상태별 중량값 테이블과 비교하여 웨이퍼의 정상적 장착 여부를 판단하고, 비정상 장착인 경우 그 상세 내용을 판단하는 것임을 특징으로 하는 압력센서를 이용한 웨이퍼 감지 방법.