KR20080014169A - 정전척의 웨이퍼 감지구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 공정챔버 내부에서 해당공정을 수행하는 도중에 컴퓨터의 에러, 리부팅 및 순간정전 등과 같은 문제가 발생하였을 경우, 반도체 제조공정을 다시 수행하기에 앞서 정전척에 웨이퍼가 로딩 되었는지의 여부를 감지하여 웨이퍼의 충돌로 인한 공정 불량을 사전에 방지하기 위한 정전척의 웨이퍼 감지구조에 관한 것이다.

이를 실현하기 위한 본 발명은 공정챔버 내부에 위치되고, 전원부로부터 인가된 전압에 의해 정전기력을 발생시켜 웨이퍼를 흡착고정시키는 정전척을 포함한 정전척의 웨이퍼 감지구조에 있어서, 상기 정전척의 상면에 위치되는 웨이퍼의 유무를 감지할 수 있도록 광센서; 가 설치된 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 반도체 제조공정을 다시 수행하기에 앞서 정전척에 웨이퍼가 로딩 되었는지의 유무를 감지할 수 있도록 광센서를 설치함으로써, 웨이퍼의 충돌로 인한 공정 불량을 사전에 방지할 수 있는 장점이 있다.

반도체, 정전척, 웨이퍼 유무 감지, 광센서

Description

정전척의 웨이퍼 감지구조 {Structure for sensing wafer of Electro Static Chuck}

도 1은 종래의 정전척이 설치된 공정챔버를 보여주는 개략적인 구성도,

도 2는 종래의 정전척을 보여주는 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 정전척을 보여주는 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 정전척의 웨이퍼 감지구조를 보여주는 개략적인 구성도,

도 5는 본 발명에 따른 정전척의 웨이퍼 유무를 감지하는 것을 보여주는 개략적인 상태도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

20 : 공정챔버 30 : 정전척

31 : 전극부재 33 : 정전척바디

35 : 수직이송부재 37 : 광센서

39 : 센서홀 40 : 전원부

50 : 제어부 W : 웨이퍼

본 발명은 정전척의 웨이퍼 감지구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 공정챔버 내부에서 해당공정을 수행하는 도중에 컴퓨터의 에러, 리부팅 및 순간정전과 같은 문제가 발생하였을 경우, 반도체 제조공정을 다시 수행하기에 앞서 정전척에 웨이퍼가 로딩 되었는지의 여부를 감지하여 웨이퍼의 충돌로 인한 공정 불량을 사전에 방지하기 위한 정전척의 웨이퍼 감지구조에 관한 것이다.

일반적으로 반도체장비는 반도체 기판상에 사진, 식각, 증착, 확산, 이온 주입, 금속 증착 등의 공정이 반복되어 형성된다.

위와 같은 반도체 제조 공정 중, 일부 공정은 필요한 장치가 구비된 공정챔버내(Process Chamber)에 공정 대상 웨이퍼가 반입되어 진행된다. 상기 공정챔버는 고진공펌프의 가동에 의해서 고진공상태를 유지함으로써 파티클에 의한 공정 영향성을 배제시키고 있다. 또한, 상기 공정챔버가 고진공상태를 유지함으로써 공정챔버로의 웨이퍼 투입 및 방출시 공정챔버의 고진공상태가 급격히 불량해지는 것을 방지하기 위하여 공정챔버와 인접하여 저진공상태의 로드락챔버(Loadlock Chamber)를 구비하고 있다.

이와 같이, 공정챔버에서 특정 공정이 진행되는 경우 공정 중 웨이퍼를 안정적으로 고정시키기 위해 웨이퍼척이 사용되는데, 상기 웨이퍼척이 웨이퍼를 고정시키는 방법으로는 클램핑 방식, 진공 흡착 방식, 정전기력에 의한 고정 방식 등 다양한 방식이 적용된다. 예로써 플라즈마 증착이나 식각 공정의 경우에는, 클램핑 방식을 사용하다가 이는 클램핑되는 웨이퍼의 에지 부분을 손상시키는 문제가 있어 최근 전극을 이용한 척킹 방식을 사용하여 웨이퍼의 손상을 입히지 않도록 하고 있다.

상기 전극을 이용한 정전기력으로 웨이퍼를 잡아주는 장치로는 정전척(ESC, Electro Static Chuck)이 있다.

도 1은 종래의 정전척이 설치된 공정챔버를 보여주는 개략적인 구성도이고, 도 2는 종래의 정전척을 보여주는 사시도이다.

도 1을 참조하면, 로드락챔버(100) 내부에 웨이퍼(W)가 적층된 카세트(110)가 로딩 되면, 진공펌프(도면에 미도시)를 이용하여 로드락챔버(100) 내부를 공정챔버(200) 내부와 유사한 진공상태로 만들게 된다. 그 다음 트랜스퍼암(210)이 동작하여 로드락챔버(100)에서 공정챔버(200) 내부의 정전척(300)으로 웨이퍼(W)를 순차적으로 이송시킨 후 해당공정을 수행하게 된다.

도 2를 참조하면, 상기 웨이퍼(W)가 안착되는 종래의 정전척(300)은 전극부재(310), 정전척바디(330), 수직이송부재(350) 및 접지핀(360)을 포함하여 구성된다.

각 구성요소를 상세하게 살펴보면, 먼저 상기 전극부재(310)는 전원부로부터 인가된 전압에 의하여 정전기력을 발생시켜 웨이퍼(W)를 흡착고정시키는 부분이고, 상기 전극부재(310)를 지지하기 위한 정전척바디(330)가 설치된다.

상기 수직이송부재(350)는 상기 전극부재(310)에 흡착고정된 웨이퍼(W)를 분리하기 위한 것으로 상하로 소정거리 움직이게 된다.

상기 접지핀(360)은 상기 웨이퍼(W)에 잔류하는 전하를 방전시키는 역할을 한다.

이러한 구성을 통하여 공정이 개시되고 웨이퍼(W)가 반입되어 정전척(300)에 배치되면 전원부의 작동으로 전극부재(310)에 전압이 인가되어 웨이퍼(W)가 안정적으로 흡착고정되고, 후속공정이 진행된다.

그러나 상기와 같이 트랜스퍼암(210)에 의해 웨이퍼(W)가 정전척(300)에 로딩되는 과정에서, 컴퓨터의 에러 또는 리부팅으로 인해 상기 정전척(300)에 웨이퍼(W)가 로딩되어 있는데도 불구하고 상기 트랜스퍼암(210)이 다른 웨이퍼(W)를 로딩함에 따라 서로 부딪쳐 파손되는 경우가 발생하게 된다.

이 경우 상기 공정챔버(200)를 오픈시켜 파손된 웨이퍼(W)를 꺼내야하고, 이와 같은 과정에서 상기 공정챔버(200)의 내부는 파티클에 오염되어 결국은 웨이퍼(W)의 불량률이 증가하는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 반도체 제조공정을 수행하기에 앞서 정전척에 웨이퍼가 로딩 되었는지의 유무를 감지할 수 있도록 광센서를 설치하여, 웨이퍼의 충돌로 인한 공정 불량을 사전에 방지할 수 있는 정전척의 웨이퍼 감지구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 정전척의 웨이퍼 감지구조는,

공정챔버 내부에 위치되고, 전원부로부터 인가된 전압에 의해 정전기력을 발생시켜 웨이퍼를 흡착고정시키는 정전척을 포함한 정전척의 웨이퍼 감지구조에 있어서,

상기 정전척의 상면에 위치되는 웨이퍼의 유무를 감지할 수 있도록 광센서; 가 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 광센서는 발광센서와 수광센서로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 광센서의 발광센서는 공정챔버의 상부에 설치되고, 수광센서는 상기 발광센서와 대응될 수 있도록 정전척의 상면에 형성된 센서홀에 설치되는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 정전척을 보여주는 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 정전척의 웨이퍼 감지구조를 보여주는 개략적인 구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 정전척의 웨이퍼 유무를 감지하는 것을 보여주는 개략적인 상태도이다.

도 3을 참조하면, 전극을 이용한 정전기력으로 웨이퍼를 흡착고정시키는 정전척(30)은, 전원부(40)로부터 인가된 전압에 의하여 정전기력을 발생하고 이를 통하여 웨이퍼(W)를 흡착고정시키는 전극부재(31)와, 상기 전극부재(31)를 지지하기 위한 정전척바디(33)와, 상기 정전부재(31)에 흡착고정된 웨이퍼(W)를 분리하기 위한 것으로 상하방향으로 소정길이 움직이는 수직이송부재(35)와, 웨이퍼(W)에 잔류하는 전하를 방전시키기 위해 다수개 설치되어 있는 접지핀(36)은 종래와 동일한 구성이다.

여기서, 종래의 정전척에는 웨이퍼(W)가 로딩 되었는지의 유무를 자체적으로 판단할 수 있는 감지능력을 갖추고 있지 않았다.

도 4를 참조하면, 상기 정전척(30)에 웨이퍼(W)가 정상적으로 로딩 되었는지의 유무를 감지할 수 있도록 하기 위한 본 발명의 정전척의 웨이퍼 감지구조는 광센서(37)와 삽입홀(39)을 포함하여 구성된다.

상기 광센서(37)는 상기 정전척(30)의 상면에 위치되는 웨이퍼(W)의 유무를 감지할 수 있도록 발광센서(37a)와 수광센서(37b)로 이루어져 있다.

이 경우 상기 발광센서(37a)는 공정챔버(20) 내부의 상부에 설치되고, 상기 수광센서(37b)는 상기 발광센서(37a)와 대응되도록 정전척(30)의 상면에 설치된다.

여기서, 상기 수광센서(37b)가 상기 정전척(30)의 상부에 원활하게 삽입고정될 수 있도록 상기 전극부재(31)와 정전척바디(33)의 소정의 위치에 삽입홀(39)이 형성되어 있다.

상기 삽입홀(39)은 상기 정전척(30)을 구성하고 있는 전극부재(31)를 관통한 삽입홀(39a)과 정전척바디(33)에 일정깊이 형성된 삽입홀(39b)로 이루어져 구성되고, 상기 삽입홀(39b)에 안착되어 설치된 수광센서(37b)는 제어부(50)에 연결되어 트랜스퍼암(도면에 미도시) 동작을 제어할 수 있도록 되어 있다.

이상과 같이 정전척(30)에 웨이퍼의 유무를 감지하기 위한 광센서(37)가 설치되면, 상기 공정챔버(20) 내부에서 웨이퍼(W)를 정전척(30)에 로딩하는 과정에서 컴퓨터의 에러, 리부팅 및 순간정전으로 인해 상기 정전척(30)에 웨이퍼(W)가 로딩되어 있는데도 불구하고 트랜스퍼암(도면에 미도시)이 다른 웨이퍼(W)를 로딩함에 따라 서로 부딪치게 되는 경우를 방지할 수 있게 된다.

일례로, 도 5의 (a)를 참조하면, 상기 정전척(30) 상에 웨이퍼(W)가 로딩되지 않았을 경우에는 상기 발광센서(37a)가 수광센서(37b)를 인식하여 온(ON)상태 된다.

따라서, 상기 제어부(50)에서는 정전척(30) 상에 웨이퍼(W)가 없음을 판단하게 되고 트랜스퍼암(도면에 미도시)이 웨이퍼(W)를 로딩하기 시작한다.

도 5의 (b)를 참조하면, 반대로 상기 정전척(30) 상에 웨이퍼(W)가 로딩되어 있을 경우에는 상기 웨이퍼(W)가 발광센서(37a)가 발산하는 빛을 차단시켜 수광센서(37b)를 인식하지 못하는 오프(OFF) 상태가 된다.

이 경우 상기 제어부(50)에서는 정전척(30) 상에 웨이퍼(W)가 로딩 된 것으로 판단하게 됨으로써, 트랜스퍼암(도면에 미도시)이 다른 웨이퍼(W)를 로딩함에 따라 서로 부딪쳐 파손되는 경우를 예방할 수 있게 된다.

한편, 상기 정전척(30) 상에 웨이퍼(W)의 유무를 감지하기 위한 방법으로 발광센서(37a)와 수광센서(37b)로 이루어진 광센서(37)를 사용하였지만, 하나로 이루어진 센서를 사용하여 구성할 수도 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으 나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능함은 물론이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 정전척의 웨이퍼 감지구조는 공정챔버 내부에서 해당공정을 수행하는 도중에 컴퓨터의 에러, 리부팅 및 순간정전과 같은 문제가 발생한 경우, 반도체 제조공정을 다시 수행하기에 앞서 정전척에 웨이퍼가 로딩 되었는지의 유무를 감지할 수 있도록 광센서를 설치함으로써, 웨이퍼의 충돌로 인한 공정 불량을 사전에 방지할 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 공정챔버 내부에 위치되고, 전원부로부터 인가된 전압에 의해 정전기력을 발생시켜 웨이퍼를 흡착고정시키는 정전척을 포함한 정전척의 웨이퍼 감지구조에 있어서,

   상기 정전척의 상면에 위치되는 웨이퍼의 유무를 감지할 수 있도록 광센서; 가 설치된 것을 특징으로 하는 정전척의 웨이퍼 감지구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 광센서는 발광센서와 수광센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 정전척의 웨이퍼 감지구조.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 광센서의 발광센서는 공정챔버의 상부에 설치되고, 수광센서는 상기 발광센서와 대응될 수 있도록 정전척의 상면에 형성된 센서홀에 설치되는 것을 특징으로 하는 정전척의 웨이퍼 감지구조.

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