KR20070071303A - 웨이퍼 맵핑 장치 - Google Patents

Abstract

정확하게 웨이퍼를 맵핑할 수 있는 웨이퍼 맵핑 장치는, 웨이퍼가 수직 방향으로 적재되어 있는 카세트와 인접한 위치에 구비되고 상기 웨이퍼 적재 방향으로 구동하는 구동 암과, 상기 구동 암에 부착되고 카세트 내의 웨이퍼 적재 상태를 맵핑하기 위한 제1 센서와, 상기 구동 암에 부착되고 상기 제1 센서의 감도를 측정하기 위한 제2 센서 및 상기 제2 센서로부터 출력되는 감도를 입력받고, 감도 센싱 결과에 의거하여 상기 구동 암 및 제1 센서를 제어하는 제어부를 포함한다. 상기 웨이퍼 맵핑 장치는 제1 센서가 충분한 감도를 갖는 경우에만 웨이퍼가 맵핑되므로 보다 정확한 결과를 수득할 수 있다.

Description

웨이퍼 맵핑 장치{Apparatus for wafer mapping}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 맵핑 장치를 나타내는 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 맵핑 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 맵핑 장치는 식각 설비에 포함되는 로드락 챔버 내에 구비된다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

12 : 카세트 20 : 구동 암

22 : 제1 센서 24 : 제2 센서

26 : 제어부

본 발명은 웨이퍼 맵핑 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 카세트에 적재되어 있는 웨이퍼 적재 상태를 파악할 수 있는 웨이퍼 맵핑 장치에 관한 것이다.

상기 반도체 장치는 증착 공정, 식각 공정, 사진 공정 등과 같은 일련의 단위 공정들을 순차적으로 수행함으로서 제조된다. 상기 단위 공정들을 수행하기 위해서는 단결정 실리콘으로 이루어지는 웨이퍼들을 각 단위 공정 설비들로 이동하여 야 하며, 상기 각 설비들 내에서도 웨이퍼들이 빈번하게 이송되어야 한다.

통상적으로, 상기 웨이퍼들은 카세트 내에 안전하게 수납된 상태에서 다양한 반도체 공정을 수행하기 위해 이동되어지거나 보관된다.

반도체 공정 설비 내에서 웨이퍼의 이동을 살펴보면, 우선, 웨이퍼가 수납되어 있는 카세트를 반도체 단위 공정 설비의 로드락 챔버 내에 로딩한다. 다음에, 상기 카세트 내에 위치하는 웨이퍼들을 맵핑한다. 여기서, 상기 웨이퍼 맵핑은 카세트 내에 적재되어 있는 웨이퍼의 개수 및 웨이퍼가 삽입되어 있는 슬릿을 확인하는 작업이다. 상기 웨이퍼 맵핑에 의해 공정이 진행되는 웨이퍼들을 확인한 후, 상기 웨이퍼들을 공정 설비에서 단위 공정을 수행할 수 있는 챔버 내의 위치로 이동시킨다. 또한, 상기 웨이퍼들에 단위 공정을 수행한 이 후에 상기 카세트 내에 웨이퍼들을 재 이송하고, 상기 카세트 내에 웨이퍼들이 정 위치에 수납되었는지 여부를 확인하기 위한 웨이퍼 맵핑 공정을 수행할 수 있다.

상기 웨이퍼 맵핑 공정을 간단하게 설명하면, 우선 웨이퍼들이 수직 방향으로 적재되어 있는 카세트의 주변에 상기 웨이퍼 맵핑을 위한 센서들이 구비되고, 상기 센서들을 웨이퍼 적재 방향으로 이동시켜 카세트에 적재되어 있는 웨이퍼의 개수 및 웨이퍼가 삽입되어 있는 슬릿을 확인한다. 구체적으로, 상기 센서들은 수광 센서 및 발광 센서를 포함하고, 웨이퍼의 유무에 따라 수광 센서로 도달하는 광의 세기가 달라지는 것으로 웨이퍼의 적재 상태를 센싱한다. 이 때, 상기 웨이퍼의 적재 상태를 정확히 센싱하는 것은 매우 중요하다. 만일, 카세트 내에 적재된 웨이퍼를 정확하게 맵핑하지 못하는 경우에는 상기 웨이퍼들을 이송하는 중에 웨이 퍼들이 파손되거나 반도체 공정 설비에 오류를 발생시킬 수 있다.

그러나, 상기 방법에 의해 웨이퍼 맵핑을 수행하면 웨이퍼의 적재 상태에 대한 신뢰성 있는 결과를 수득하기가 어렵다. 예를 들어, 센싱부에 포함되는 수, 발광 센서가 정상적인 기능을 수행하지 못할 정도의 감도를 가질 경우에는 웨이퍼의 적재 상태에 대하여 정확한 결과를 출력하지 못한다. 특히, 반도체 단위 공정을 수행하면서 로드락 챔버 내에 잔류 가스가 있을 경우나 흄이 발생된 경우, 상기 수, 발광 센서의 렌즈를 오염시켜 센싱이 정확하게 이루어지지 않게 된다. 따라서, 보다 정확하게 웨이퍼를 맵핑할 수 있는 신규한 장치가 요구되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 웨이퍼를 정확하게 맵핑할 수 있는 웨이퍼 맵핑 장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 맵핑 장치는, 웨이퍼가 수직 방향으로 적재되어 있는 카세트와 인접한 위치에 구비되고 상기 웨이퍼 적재 방향으로 구동하는 구동 암과, 상기 구동 암에 부착되고 카세트 내의 웨이퍼 적재 상태를 맵핑하기 위한 제1 센서와, 상기 구동 암에 부착되고 상기 제1 센서의 감도를 측정하기 위한 제2 센서 및 상기 제2 센서로부터 출력되는 감도를 입력받고, 감도 센싱 결과에 의거하여 상기 구동 암 및 제1 센서를 제어하는 제어부를 포함한다.

상기 구동 암은, 상기 카세트와 이격된 위치에서 상기 웨이퍼 양측과 나란하 게 위치하고 서로 대향하도록 구비되는 제1 및 제2 암과, 상기 제1 및 제2 암과 연결되고 상기 제1 및 제2 암과 수직한 방향으로 연장되는 구동축 및 상기 구동축을 수직 구동시키는 구동 모터를 포함할 수 있다.

상기 제1 센서는 수광 센서 및 발광 센서로 이루어지고, 상기 제1 암에는 상기 수광 센서가 부착되고, 상기 제2 암에는 상기 발광 센서가 부착될 수 있다.

상기 웨이퍼 맵핑 장치를 사용하는 경우, 제2 센서를 통해 웨이퍼를 맵핑하기 위한 제1 센서의 감도가 떨어지는 것을 실시간으로 감지하고, 상기 제1 센서가 웨이퍼를 정상적으로 맵핑할 수 없을 정도로 감도가 떨어지는 경우 이를 인지하여 구동 암 및 상기 제1 센서를 제어할 수 있다. 그러므로, 카세트에 적재되어 있는 웨이퍼를 정확하게 맵핑할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 맵핑 장치를 나타내는 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 웨이퍼 맵핑 장치에서 센서들의 위치를 나타내는 단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 맵핑 장치는 식각 설비에 포함되는 로드락 챔버 내에 구비된다. 상기 로드락 챔버는 실재의 단위 공정을 수행하기 이 전에 웨이퍼를 진공 상태에서 대기시키기 위하여 구비되는 챔버이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 로드락 챔버(18) 내에는 반도체 장치의 제조를 위한 단위 공정을 수행하기 위해 대기하는 웨이퍼(W)들을 수납하는 카세트(12)가 놓 여져 있다. 상기 카세트(12)는 상, 하 구동이 가능한 스테이지(10) 상에 놓여져 있는 것이 바람직하다. 상기 단위 공정은 예를 들어 식각 공정일 수 있다.

상기 로드락 챔버(18) 내에 구비되는 카세트(12)는 웨이퍼(W)를 수직 방향으로 적재할 수 있도록 구성되어 있다. 구체적으로, 상기 카세트(12)는 웨이퍼(W)를 수용할 수 있는 정도의 용적을 갖는 용기(container)이며, 상기 용기의 측벽에 웨이퍼의 측면부를 지지될 수 있도록 형성된 슬롯이 구비되어 있다. 상기 로드락 챔버(18) 내의 카세트(12)에는 웨이퍼(W)가 수직 방향으로 적재된다.

상기 카세트(12)와 인접한 위치에 구비되고, 상기 웨이퍼(W)의 적재 방향으로 구동하는 구동 암(20)이 구비된다. 상기 구동 암은 적어도 2개의 암(20a, 20b), 구동축(20c) 및 상기 구동축(20c)과 연결되고 상기 암을 수직 구동시키기 위한 구동 모터(20d)를 포함한다.

구체적으로, 상기 구동 암(20)에 포함된 상기 암(20a, 20b)은 상기 카세트(12) 와 이격된 위치에서 상기 웨이퍼(W)의 양측과 나란하게 위치하고, 서로 대향하도록 구비되는 제1 암(20a) 및 제2 암(20b)으로 이루어진다. 상기 제1 암과 제2 암(20a, 20b)은 별개로 형성되거나, 또는 도시된 것과 같이 서로 연결된 형상을 가질수도 있다. 이 때, 상기 제1 및 제2 암(20a, 20b)은 상기 카세트 내에 웨이퍼가 적재되어 있을 때 웨이퍼와 충돌하지 않도록 위치시키는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1 암 및 제2 암(20a, 20b) 각각과 웨이퍼(W)의 측면 사이 공간에는 웨이퍼 맵핑에 방해되는 어떠한 부재도 놓여지지 않도록 한다.

상기 구동 암(20)에서, 상기 암(20a, 20b)의 일측에 부착되어 상기 카세트 (12) 내의 웨이퍼 적재 상태를 맵핑하기 위한 제1 센서(22)가 구비된다. 상기 제1 센서(22)는 수광 센서(22a) 및 상기 수광 센서(22a)와 나란한 위치에 구비되는 발광 센서(22b)로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 상기 웨이퍼(W)의 제1 암(20a)에는 수광 센서(22a)가 구비되고, 상기 제1 암(20a)과 대향하는 제2 암(20b)에는 발광 센서(22b)가 구비될 수 있다.

상기와 같이, 수광 및 발광 센서(22a, 22b)가 위치하는 경우, 상기 발광 센서(22b)로부터 조사되는 광이 적재된 웨이퍼(W)의 측면에 도달하거나 또는 웨이퍼(W)들 사이에 도달하는지 여부에 따라 수광 센서(22a)에 도달하는 광의 세기가 달라지게 된다. 그러므로, 상기 수광 센서(22a)에 도달하는 광의 세기를 판단함으로서 상기 웨이퍼(W)의 적재 상태 및 웨이퍼의 적재 불량 등을 알 수 있다.

상기 구동 암(20)에 포함된 암(20a, 20b)에는 상기 제1 센서(22)의 감도를 측정하기 위한 제2 센서(24)가 구비된다. 구체적으로, 상기 제2 센서(24)는 상기 제1 센서(22)가 정상적으로 웨이퍼 맵핑을 할 수 있을 정도의 감도를 갖는지 여부를 판단하기 위하여 구비되는 것이다.

만일, 상기 로드락 챔버(18) 내의 상태 즉, 잔류 가스 및 흄 등에 의해 상기 발광 센서(22b)로부터 조사되는 광이 수광 센서(22a)에 충분히 도달하지 못하거나, 발광 센서(22b) 및 수광 센서(22a)의 성능이 떨어지는 경우, 상기 카세트(12) 내에 웨이퍼(W)들의 적재 상태를 정확히 알 수 없다. 그러므로, 상기 발광 센서(22b) 및 수광 센서(22a)의 감도를 측정하기 위한 감도 센서인 상기 제2 센서(24)를 구비하여야 한다. 상기 제2 센서(24)는 상기 구동 암(20)의 암(20a, 20b) 부위에 제1 센 서(22)와 인접하도록 구비됨으로서, 웨이퍼 맵핑을 수행하는 중에도 계속하여 상기 제1 센서(22)의 감도를 측정할 수 있다.

상기 제2 센서(24)로부터 출력되는 감도를 입력받고, 감도 센싱 결과에 의거하여 상기 제1 센서(22) 및 구동 암(20)을 제어하는 제어부(26)를 구비한다. 상기 제어부(26)는 상기 구동 암(20)의 구동 및 제1 센서의 동작을 제어하는 데이터(data)가 코딩(coding)된 IC 칩 등을 포함한다. 때문에, 제어부(26)는 간단한 부피 및 간단한 설치 구성을 갖는다.

상기 제어부(26)를 통한 구동 제어는 다음과 같다. 상기 제2 센서(24)를 통해 측정한 결과, 상기 제1 센서(22)의 감도가 설정된 기준 이상의 높은 감도를 나타내는 경우에는 상기 제1 센서(22)를 통해 출력되는 센싱 결과를 신뢰할 수 있는 것으로 판단하고 계속하여 웨이퍼 맵핑을 수행한다. 반면에, 상기 제2 센서(24)를 통해 측정한 결과, 상기 제1 센서(22)의 감도가 설정된 기준 이하인 경우에는 상기 제1 센서(22)를 통해 출력되는 센싱 결과를 신뢰할 수 없는 것으로 판단하고 더 이상 웨이퍼 맵핑이 수행되지 않도록 상기 제1 센서(22) 및 구동 암(20)을 제어한다.

이하에서는, 상기한 웨이퍼 맵핑 장치를 사용하여 웨이퍼를 맵핑하는 과정을 보다 상세하게 설명한다.

우선, 웨이퍼(W)들이 적재되어 있는 카세트(12)를 로드락 챔버(18) 내의 스테이지(10) 내에 위치시킨다. 상기 스테이지(10) 내에 로딩된 카세트(12) 내에는 웨이퍼(W)들이 슬롯 내에 삽입된 상태로 수직 방향으로 나란하게 적재되어 있다.

상기 웨이퍼(W)들을 맵핑하기 이 전에, 상기 제1 센서(22) 및 제2 센서(24) 를 작동시키고, 상기 제2 센서(24)를 통해 상기 제1 센서(22)의 감도를 측정한다. 다음에, 상기 제1 센서(22)의 감도가 최대치가 되도록 상기 제1 센서(22)를 조절한다.

이 후, 상기 제1 및 제2 센서(22, 24)를 작동시키면서 상기 구동 암(20)을 수직 방향으로 구동시킨다. 상기 구동 암(20)을 구동시키면, 상기 제1 센서(22)에 포함된 수광 센서(22a) 및 발광 센서(22b)는 서로 나란하게 위치한 상태에서 수직 방향으로 이동하게 된다. 또한, 상기 제2 센서(24)는 계속하여 제1 센서(22)의 감도를 측정한다. 이를 통해, 웨이퍼 맵핑이 수행된다.

구체적으로, 상기 수광 센서(22a) 및 발광 센서(22b)가 웨이퍼(W)의 측면 부위와 나란하게 위치하게 되면, 상기 발광 센서(22b)로부터 조사되는 광이 상기 웨이퍼(W) 측면에서 대부분 반사되거나 흡수되어 상기 수광 센서(22a)에 도달하는 광의 세기가 감소된다. 반면에, 상기 수광 센서(22a) 및 발광 센서(22b)가 웨이퍼(W)들 사이에 위치하게 되면, 상기 수광 센서(22a)에 도달하는 광의 세기가 상대적으로 증가하게 된다. 이를 이용하여, 상기 웨이퍼(W) 측면과 인접하는 부위에서 상기 수광 및 발광 센서(22a, 22b)를 수직 방향으로 이동시키면서 상기 수광 센서(22a)에 도달하는 광의 세기를 측정하여, 카세트(12)의 각 슬롯에 웨이퍼(W)가 삽입되었는지 여부 및 카세트(12) 내에 적재되어 있는 웨이퍼(W)의 개수 등을 확인하는 웨이퍼 맵핑을 수행하는 것이다.

또한, 상기 웨이퍼 맵핑 중에 계속하여 상기 제2 센서(24)를 사용하여 상기 제1 센서(22)의 감도를 측정하고, 감도 센싱 결과 상기 제1 센서(22)가 기준 감도 에 미치지 못하는 경우에는 웨이퍼 맵핑을 중단한다.

설명한 것과 같이, 로드락 챔버 내에 잔류 가스나 흄 등에 의해 상기 제1 센서가 정상적인 감도를 갖지 못하는 경우에는 웨이퍼 맵핑을 중단하고, 상기 제1 센서가 웨이퍼 맵핑하기에 충분한 감도를 가지는 경우에만 맵핑이 진행되므로 종래에 비해 정확한 웨이퍼 맵핑이 가능하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 웨이퍼 맵핑 장치를 사용함으로서 카세트 내에 적재되어 있는 웨이퍼를 정확하게 맵핑할 수 있다. 따라서, 웨이퍼 맵핑이 정상적으로 이루어지지 않음으로서 발생될 수 있는 웨이퍼가 깨지는 등의 문제를 방지할 수 있다. 이로 인해, 반도체 제조 설비의 불량 발생, 웨이퍼 손실 등을 감소할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (3)

1. 웨이퍼가 수직 방향으로 적재되어 있는 카세트와 인접한 위치에 구비되고, 상기 웨이퍼 적재 방향으로 구동하는 구동 암;

   상기 구동 암에 부착되고 카세트 내의 웨이퍼 적재 상태를 맵핑하기 위한 제1 센서;

   상기 구동 암에 부착되고 상기 제1 센서의 감도를 측정하기 위한 제2 센서; 및

   상기 제2 센서로부터 출력되는 감도를 입력받고, 감도 센싱 결과에 의거하여 상기 구동 암 및 제1 센서를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조에 사용되는 웨이퍼 맵핑 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 구동 암은,

   상기 카세트와 이격된 위치에서 상기 웨이퍼(W) 양측과 나란하게 위치하고, 서로 대향하도록 구비되는 제1 및 제2 암; 및

   상기 제1 및 제2 암과 연결되어 상기 제1 및 제2 암을 수직 구동시키는 구동 암을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 맵핑 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1 센서는 수광 센서 및 발광 센서로 이루어지고, 상기 제1 암에는 상기 수광 센서가 부착되고, 상기 제2 암에는 상기 발광 센서가 부 착된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 맵핑 장치.

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