KR20080102578A

KR20080102578A - 웨이퍼 얼라인 장치

Info

Publication number: KR20080102578A
Application number: KR1020070049198A
Authority: KR
Inventors: 이종석
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2007-05-21
Filing date: 2007-05-21
Publication date: 2008-11-26

Abstract

웨이퍼 얼라인 장치는 제1 얼라인부 및 제2 얼라인부를 포함한다. 제1 웨이퍼의 제1 노치를 얼라인시킨다. 상기 제2 얼라인부는 상기 제1 얼라인부와 서로 마주보도록 배치되며, 상기 제1 웨이퍼의 상부에서 상기 제1 웨이퍼의 제2 노치를 얼라인시킨다. 상기 제1 및 제2 얼라인부는 각각 서로 마주보도록 배치되어 상기 제1 및 제2 웨이퍼의 중심과 결합되는 제1 및 제2 회전척, 및 각각의 상기 제1 및 제2 회전척과 이격되어 상기 제1 및 제2 노치를 감지하는 제1 및 제2 센서를 각각 포함한다. 이로써, 웨이퍼 얼라인 장치는 한번에 두 장의 웨이퍼를 얼라인시킬 수 있다.

Description

웨이퍼 얼라인 장치{APPARATUS FOR ALIGNING WAFER}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 얼라인 장치를 나타낸 측면도이다.

도 2는 도 1에 도시된 웨이퍼 및 제2 얼라인부를 구체적으로 나타낸 사시도이다.

도 3은 도 1에 도시된 제1 지지부를 구체적으로 나타낸 사시도이다.

도 4는 도 1에 도시된 제2 지지부를 구체적으로 나타낸 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 제1 웨이퍼 20 : 제1 이송암

40 : 제2 웨이퍼 50 : 제2 이송암

100 : 웨이퍼 얼라인 장치 200 : 프레임

300 : 제1 지지부 400 : 제2 지지부

410 : 제1 고정 레일 420 : 제2 지지대

430 : 제2 고정 레일 440 : 제2 지지대

500 : 제1 얼라인부 510 : 제1 센서

520 : 제1 회전척 600 : 제2 얼라인부

610 : 제2 센서 620 : 제2 회전척

본 발명은 웨이퍼 얼라인 장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 웨이퍼의 노치(notch)를 통해 얼라인시키는 웨이퍼 얼라인 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자의 제조 공정 중 하나인 팹 공정은 상기 실리콘 웨이퍼 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정과, 상기 막을 평탄화하기 위한 화학적 기계적 연마 공정과, 상기 막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정과, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 막을 전기적인 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 식각 공정과, 상기 실리콘 웨이퍼의 소정 영역에 특정 이온을 주입하기 위한 이온 주입 공정과, 상기 실리콘 웨이퍼 상의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정과, 상기 막 또는 패턴이 형성된 상기 실리콘 웨이퍼의 표면을 검사하기 위한 검사 공정 등을 포함한다.

이때, 상기 실리콘 웨이퍼 상에는 복수의 반도체 칩들이 형성된다. 이러한 상기 실리콘 웨이퍼는 상기 공정들 중 로딩 도중 또는 별도의 이송암에 의한 이송 도중에 그 위치가 변경될 수 있다. 이에 따라, 상기 실리콘 웨이퍼는 별도의 웨이퍼 얼라인 장치에 의해 정확하게 얼라인시킬 필요성이 있다.

그러나, 상기 웨이퍼 얼라인 장치는 상기 실리콘 웨이퍼 한 장에 대해서만 얼라인 공정이 진행됨으로 인하여 상기 실리콘 웨이퍼를 이송시키는 상기 이송암이 두 개 이상일 경우에는 일부 상기 실리콘 웨이퍼가 얼라인 공정을 대기해야 하는 문제점을 갖는다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 두 장의 웨이퍼를 얼라인시킬 수 있는 웨이퍼 얼라인 장치를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 웨이퍼 얼라인 장치는 제1 얼라인부 및 제2 얼라인부를 포함한다. 상기 제1 얼라인부는 제1 웨이퍼의 제1 정열홈을 얼라인시킨다. 상기 제2 얼라인부는 상기 제1 얼라인부와 서로 마주보도록 배치되며, 상기 제1 웨이퍼의 상부에서 제2 웨이퍼의 제2 정열홈을 얼라인시킨다.

상기 제1 및 제2 얼라인부 각각은 서로 마주보도록 배치되어 상기 제1 및 제2 웨이퍼의 중심과 각각 결합되는 제1 및 제2 회전척, 및 각각의 상기 제1 및 제2 회전척과 연결되어 상기 제1 및 제2 정열홈을 각각 감지하는 제1 및 제2 센서를 포함한다.

한편, 상기 웨이퍼 얼라인 장치는 상기 제1 회전척의 주위에 배치되어 상기 제1 웨이퍼를 지지하는 제1 지지부 및 상기 제1 및 제2 회전척 사이에 배치되어 상기 제2 웨이퍼를 지지하는 제2 지지부를 더 포함할 수 있다.

이러한 웨이퍼 얼라인 장치에 따르면, 기본적인 한 장의 제1 웨이퍼 외에, 추가적으로 또 한 장의 제2 웨이퍼를 서로 마주보는 제1 얼라인부와 제2 얼라인부를 통해 얼라인시킴으로써, 전체적인 얼라인 공정을 효율적으로 진행할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 얼라인 장치를 나타낸 측면도이며, 도 2는 도 1에 도시된 웨이퍼 및 제2 얼라인부를 구체적으로 나타낸 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 얼라인 장치(100)는 프레임(200), 제1 지지부(300), 제2 지지부(400), 제1 얼라인부(500) 및 제2 얼라인부(600)를 포함한다.

상기 프레임(200)은 제1 웨이퍼(10)가 얼라인되도록 하기 위한 공간을 제공한다. 상기 프레임(200)은 제1 웨이퍼(10)가 인입되도록 일측이 개구된 틀 형상을 갖는다. 즉, 상기 프레임(200)은 서로 마주보는 제1 프레임(210) 및 제2 프레임(220)과 상기 제1 프레임(210) 및 제2 프레임(220)의 일단을 수직하게 연결하는 제3 프레임(230)을 포함한다.

이때, 상기 제1 웨이퍼(10)는 별도의 제1 이송암(20)을 통해 이송된다. 구체적으로, 상기 제1 이송암(20)은 상기 제1 웨이퍼(10)를 실질적으로 평면 방향(x, y)을 따라 이송시킨다. 또한, 상기 제1 이송암(20)의 끝단에는 상기 제1 웨이퍼(10)가 실질적으로 안착 및 제거되는 제1 블레이트(20)가 결합된다.

여기서, 상기 제1 블레이트(20)에는 상기 제1 웨이퍼(10)가 안정적으로, 안착되도록 하기 위하여 진공홀이 형성될 수 있다. 이와 달리, 상기 제1 블레이트(20)의 표면에는 마찰 계수가 높은 물질이 도포될 수 있다.

한편, 상기 제1 웨이퍼(10)는 반도체 소자에 핵심 부품으로 사용되는 실리콘 재질의 얇은 단결정 판을 의미한다. 또한, 상기 제1 웨이퍼(10)는 약 300㎜ 또는 약 200㎜의 직경을 가질 수 있다.

상기 프레임(200)은 상기 제1 웨이퍼(10)에 전기적으로 영향을 미치지 않으면서 높은 강도를 갖기 위해 강화 수지 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 프레임(200)은 아세탈 수지 또는 MC 나일론 재질로 이루어질 수 있다. 이와 달리, 상기 프레임(200)은 상기 제1 웨이퍼(10)를 얼라인시키는 공정이 매우 정밀하여 강도가 보다 중요 시 될 경우에는 내부식성이 높은 스테인레스(stainless) 재질로 이루어질 수 있다. 이럴 경우, 상기 프레임(200)의 표면에는 절연성을 강화하기 위하여 절연성 코팅막이 코팅될 수 있다.

상기 제1 지지부(300)는 상기 제1 웨이퍼(10)를 지지하는 역할을 한다. 상기 제1 지지부(300)는 상기 제1 프레임(210)에 결합 배치된다.

이하, 상기 제1 지지부(300)를 도 3을 참조하여 구체적으로 설명하면, 다음과 같다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 제1 지지부(300)는 제1 웨이퍼(10)를 안정적으로, 지지하기 위하여 적어도 3개의 핀들로 이루어질 필요성이 있다.

상기 제1 지지부(300)는 제1 프레임(210)으로 돌출된 형상을 갖는 복수의 핀들로 이루어진다. 상기 제1 지지부(300)는 평면 방향(x, y)에 수직한 상하 방향(z)을 따라 이동할 수 있다. 이와 달리, 상기 제1 지지부(300)는 서로 길이 조정이 가 능한 적어도 두 개의 로드 결합으로 이루어져 상기 상하 방향(z)을 따라 이동할 수 있다. 또한, 상기 제1 지지부(300)는 이하에서 설명할 상기 제1 얼라인부(500)의 제1 회전척(520) 주위에 배치될 수 있다.

이로써, 제1 이송암(20)이 상기 제1 웨이퍼(10)가 로딩된 상기 제1 블레이트(20)를 프레임(200)의 내부로 이송한 후, 상기 제1 지지부(300)가 상기 제1 웨이퍼(10) 방향으로 상승함으로써, 상기 제1 지지부(300)는 상기 제1 웨이퍼(10)를 지지할 수 있다.

한편, 상기 제1 블레이트(20)로부터 상기 제1 웨이퍼(10)가 상기 제1 지지부(300)에 옮겨진 후, 상기 제1 블레이트(20)는 상기 프레임(200)의 외부로 이동한 후, 다른 웨이퍼를 로딩하여 다시 상기 제1 지지부(300)로 이송되거나, 얼라인된 상기 제1 웨이퍼(10)를 재로딩하여 다른 공정으로 이송될 수 있다.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 제2 지지부(400)는 상기 제1 웨이퍼(10)의 상부에서 제2 웨이퍼(40)를 지지하는 역할을 한다. 여기서, 상기 제2 웨이퍼(40)는 실질적으로, 상기 제1 웨이퍼(10)와 동일한 종류일 수 있다. 이때, 상기 제2 웨이퍼(40)는 상기 제1 웨이퍼(10)의 직경이 약 300㎜일 경우, 상기 제1 웨이퍼(10)와 약 10㎜ 만큼 이격될 수 있다.

또한, 상기 제2 웨이퍼(40)는 상기 제1 이송암(20)과 실질적으로, 동일한 구성을 가질 수 있는 제2 이송암(50)에 의해 이송된다. 즉, 상기 제2 이송암(50)도 상기 제2 웨이퍼(40)를 평면 방향(x, y)을 따라 이송시킨다. 또한, 상기 제2 이송암(50)의 끝단에도 상기 제2 웨이퍼(40)가 실질적으로, 안착 및 제거되는 제2 블레 이트(60)가 결합된다. 이때, 상기 제2 웨이퍼(40)는 상기 제1 웨이퍼(10)와 동시에 상기 프레임(200)으로 동시에 이송될 수도 있고, 소정의 시간차를 두고 이송될 수도 있다.

상기 제2 지지부(400)는 상기 제3 프레임(230)에 결합되어 상기 상하 방향(z)을 따라 유동하면서 상기 제2 웨이퍼(40)를 지지할 수 있다. 즉, 상기 제2 지지부(400)는 상기 제3 프레임(230)에 수직한 방향을 따라 길게 형성된 구조를 갖는다.

이하, 상기 제2 지지부(400)는 도 4를 참조하여 구체적인 설명하고자 한다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 제2 지지부(400)는 프레임(200) 중 제3 프레임(230)에 고정된 제1 고정 레일(410) 및 상기 제1 고정 레일(410)에 결합된 제1 지지대(420)를 포함할 수 있다.

상기 제1 고정 레일(410)은 상기 제1 지지대(420)가 상하 방향(z)을 따라 유동될 수 있도록 하는 역할을 한다. 즉, 상기 제1 고정 레일(410)은 상기 상하 방향(z)을 따라 길게 형성된다. 또한, 상기 제1 고정 레일(410)에는 상기 제1 지지대(420)와 실질적으로, 결합하여 유동 공간을 제공하는 유동홈(412)이 형성된다.

이때, 상기 유동홈(412)에는 상기 제1 지지대(420)와 결합하여 외부로부터 유동력을 인가하기 위한 유동 로드가 배치될 수 있다. 이와 달리, 상기 제1 지지대(420)가 자체적으로, 유동력을 가질 수도 있고, 상기 유동홈(412)의 안쪽이 외부 동력과 연결되어 유동력을 가질 수도 있다.

상기 제1 지지대(420)는 실질적으로, 상기 상하 방향(z)을 따라 유동하여 상기 제2 웨이퍼(40)를 지지한다. 이때, 상기 제1 지지대(420)는 상기 제2 웨이퍼(40)와의 접촉을 최소화하기 위하여 복수의 돌기(422)들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 지지대(420)가 단독으로 사용될 경우, 상기 돌기(422)들은 삼각형 이상의 다각형 구도를 갖기 위해 적어도 세 개 이상 형성될 필요성이 있다.

한편, 상기 제2 지지부(400)는 보다 안정적으로 상기 제2 웨이퍼(40)를 지지하기 위하여 다른 하나의 제2 고정 레일(430) 및 제2 지지대(440)를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 고정 레일(430)과 상기 제2 지지대(440)는 각각 상기 제1 고정 레일(410)과 상기 제1 지지대(420)와 동일할 수 있으므로, 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이와 같이, 상기 제2 지지부(400)가 상기 제2 고정 레일(430)과 상기 제2 지지대(440)를 포함할 경우, 상기 돌기(422)들은 상기 제1 지지대(420) 및 상기 제2 지지대(440) 각각에 적어도 두 개 이상만 형성되어도 상기 제2 웨이퍼(40)를 안정적으로 지지할 수 있다.

이로써, 상기 제2 지지부(400)는 상기 제1 지지부(300)와 마찬가지로, 상기 제2 이송암(50)을 통해 이송된 상기 제2 웨이퍼(40)를 상승시켜 상기 제2 블레이트(60)로부터 옮겨 받아 지지할 수 있다.

결과적으로, 상기 프레임(200)의 내부로 평행하게 인입되는 상기 제1 웨이퍼(10)와 상기 제2 웨이퍼(40)는 각각 상기 제1 지지부(300)와 상기 제2 지지부(400)에 의하여 동시에 지지될 수 있다.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 제1 얼라인부(500)는 상기 제1 웨이퍼(10)를 얼라인시키는 역할을 한다. 구체적으로, 상기 제1 얼라인부(500)는 상기 제1 웨이퍼(10)의 제1 정열홈(미도시)을 감지하는 제1 센서(510) 및 상기 제1 센서(510)와 연결되며, 상기 제1 웨이퍼(10)의 중심과 결합하여 상기 제1 웨이퍼(10)를 회전시키는 제1 회전척(520)을 포함한다.

상기 제2 얼라인부(600)는 상기 제2 웨이퍼(40)를 얼라인시키는 역할을 한다. 상기 제2 얼라인부(600)는 상기 제1 얼라인부(500)와 서로 마주보도록 배치된다. 이때, 상기 제1 및 제2 얼라인부(500, 600)는 상기 제1 및 제2 웨이퍼(10, 40)가 동시에 이송될 경우, 상기 제1 및 제2 웨이퍼(10, 40)를 동시에 얼라인시킬 수도 있고, 시간차를 두고 이송될 경우, 별도로 얼라인시킬 수도 있다.

상기 제2 얼라인부(600)는 상기 제1 얼라인부(500)와 마찬가지로, 제2 정열홈(42)을 감지하는 제2 센서(610) 및 상기 제2 센서와 연결되며, 상기 제2 웨이퍼(40)의 중심을 결합하여 상기 제1 웨이퍼(10)를 회전시키는 제2 회전척(620)을 포함한다.

즉, 상기 제1 얼라인부(500)와 상기 제2 얼라인부(600)는 그 위치가 서로 반대 방향에 있다는 것을 빼고는 서로 동일한 방법으로 얼라인시키고 있으므로, 그 구체적인 방법에 대해서는 도 2에 도시된 상기 제2 얼라인부(600)를 참조하여 구체적으로 설명하고자 한다.

상기 제2 얼라인부(600)에 의해 상기 제2 웨이퍼(40)를 얼라인시키는 방법은 먼저, 상기 제2 웨이퍼(40)를 상기 제2 이송암(50)에 의해 상기 프레임(200)의 내 부로 이송시킨다. 이때, 상기 제2 웨이퍼(40)는 상면이 실질적으로, 회로가 형성되는 부분이므로, 이송시 180도 뒤집어지면서 이송될 수 있다. 이는, 상기 제2 얼라인부(600)의 제2 회전척(620)과 결합하는 면이 상기 제2 웨이퍼(40)의 하면이 되도록 하여 상기 제2 회전척(620)에 의한 불량을 방지하기 위해서이다.

이어, 상기 제2 지지부(400)를 상승시킨다. 이어, 상기 제2 블레이트(60)에 안착된 상기 제2 웨이퍼(40)를 소정의 높이로 들어주어 상기 제2 블레이트(60)로부터 이격시킨다.

이어, 상기 제2 이송암(50)에 의해 상기 제2 블레이트(60)를 상기 프레임(200)의 외부로 이송시킨다. 이어, 상기 제2 회전척(620)을 이용하여 상기 제2 웨이퍼(40) 중 상면의 중심을 고정한다. 이어, 상기 제2 웨이퍼(40)의 제2 정열홈(42)을 상기 제2 얼라인부(600)의 제2 센서(610)를 통해 감지한다. 만약, 상기 제2 정열홈(42)이 감지되지 않을 경우에는 이와 연결된 상기 제2 회전척(620)을 이용하여 상기 제2 웨이퍼(40)를 연속적으로 회전시키면서 다시 상기 제2 정열홈(42)을 감지한다.

이로써, 상기 제2 얼라인부(600)는 상기 제2 센서(610)와 상기 제2 회전척(620)을 이용하여 상기 제2 웨이퍼(40)의 제2 정열홈(42)을 감지함으로써, 상기 제2 웨이퍼(40)를 얼라인시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 상기 웨이퍼 얼라인 장치(100)는 상기 제1 지지부(300)와 상기 제2 지지부(400)를 이용하여 동시에 두 장의 상기 제1 웨이퍼(10)와 상기 제2 웨이퍼(40)를 지지하고, 이들을 동시에 상기 제1 얼라인부(500)와 상기 제2 얼라인 부(600)에 의해 얼라인시킴으로써, 얼라인 공정을 효율적으로 진행할 수 있다. 즉, 상기의 얼라인 공정이 포함된 전체적인 공정 시간을 단축시킬 수 있다.

이와 같은 웨이퍼 얼라인 장치에 따르면, 프레임 중에 제3 프레임에 제2 지지부를 결합시켜 기본적인 한 장의 제1 웨이퍼에 추가적으로 또 한 장의 제2 웨이퍼를 지지하고, 두 장의 상기 제1 웨이퍼와 제2 웨이퍼를 동시에 서로 마주보는 제1 얼라인부와 제2 얼라인부를 통해 얼라인시킴으로써, 얼라인 공정을 효율적으로 진행할 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

제1 웨이퍼의 제1 정열홈을 얼라인시키는 제1 얼라인부; 및

상기 제1 얼라인부와 서로 마주보도록 배치되며, 상기 제1 웨이퍼의 상부에서 제2 웨이퍼의 제2 정열홈을 얼라인시키는 제2 얼라인부를 포함하는 웨이퍼 얼라인 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 얼라인부 각각은

서로 마주보도록 배치되어 상기 제1 및 제2 웨이퍼의 중심과 각각 결합되는 제1 및 제2 회전척; 및

각각의 상기 제1 및 제2 회전척과 연결되어 상기 제1 및 제2 정열홈을 각각 감지하는 제1 및 제2 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 얼라인 장치.
제3항에 있어서,

상기 제1 회전척의 주위에 배치되어 상기 제1 웨이퍼를 지지하는 제1 지지부; 및

상기 제1 및 제2 회전척 사이에 배치되어 상기 제2 웨이퍼를 지지하는 제2 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 얼라인 장치.