KR20240050095A - 웨이퍼 가공 시스템 및 이를 이용한 웨이퍼 가공 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템은 가공 대상 웨이퍼를 공급하는 웨이퍼 공급부; 상기 가공 대상 웨이퍼를 전처리하는 적어도 두 개 이상의 전처리 모듈을 포함하는 웨이퍼 전처리부; 전처리한 웨이퍼를 검사하는 웨이퍼 검사부; 상기 전처리한 웨이퍼를 가공하는 웨이퍼 웨이퍼 가공부; 및 상기 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 이송부;를 포함한다.

Description

웨이퍼 가공 시스템 및 이를 이용한 웨이퍼 가공 방법{Wafer processing system and method for processing wafer using the same}
본 발명은 웨이퍼 가공 시스템 및 이를 이용한 웨이퍼 가공 방법에 관한 것이다.
반도체 집적 회로 장치를 형성하기 위하여, 웨이퍼 상에 다수의 가공 공정이 수행되어진다. 다수의 가공 공정을 수행할 때, 웨이퍼의 정보 관리를 위한 패턴(pattern)과 웨이퍼의 유닛(unit) 단위의 절단을 위해서 웨이퍼 상에 레이저 가공 처리가 필요하다. 일례로, 웨이퍼 상에 회로의 종류 또는 랏(LOT) 번호 등의 식별을 위해 레이저 마킹 처리를 수행한다.
일 실시예에 따르면, 레이저 마킹 처리 등과 같이 공정 소요 시간이 상이한 복수 개의 가공 공정을 적용하여 웨이퍼를 가공하는 공정에서 연속적으로 웨이퍼를 가공할 수 있도록 함에 따라 생산성을 향상시킬 수 있는 웨이퍼 가공 시스템에 대한 기술 내용을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 가공 장치 중 어느 하나에 고장이 발생한 경우에도 장비 가동 중단을 방지할 수 있어 장비의 가동률을 향상시킬 수 있고, 단시간에 시스템을 정상화시킬 수 있는 웨이퍼 가공 시스템에 대한 기술 내용을 제공하고자 하는 것이다.
실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템은, 가공 대상 웨이퍼를 공급하는 웨이퍼 공급부; 상기 가공 대상 웨이퍼를 전처리하는 적어도 두 개 이상의 전처리 모듈을 포함하는 웨이퍼 전처리부; 전처리한 웨이퍼를 검사하는 웨이퍼 검사부; 상기 전처리한 웨이퍼를 가공하는 웨이퍼 가공부; 및 상기 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 이송부;를 포함하되, 상기 웨이퍼 전처리부에서 상기 가공 대상 웨이퍼를 전처리하기 위해 필요한 공정 소요 시간이 상기 웨이퍼 가공부에서 상기 전처리한 웨이퍼를 가공하기 위해 필요한 공정 소요 시간보다 길 수 있다.
상기 웨이퍼 전처리부는, 상기 웨이퍼 전처리부의 공정 소요 시간과 상기 웨이퍼 가공부의 공정 소요 시간의 비율에 따라 상기 전처리 모듈의 설치 개수가 조절될 수 있다.
상기 웨이퍼 가공 시스템은, 상기 가공 대상 웨이퍼를 정렬하는 웨이퍼 정렬부를 더 포함할 수 있다.
상기 웨이퍼 전처리부는, 제1 전처리 모듈 및 제2 전처리 모듈을 포함하고, 상기 제1 전처리 모듈의 상부에 상기 제2 전처리 모듈이 탈부착 가능한 구조로 설치된 복층 구조를 가질 수 있다.
상기 제1 전처리 모듈 및 제2 전처리 모듈은 각각, 내부에 수용공간이 형성되고 육면체 형상인 지지 프레임; 및 상기 지지 프레임의 내부에 설치되는 전처리 유닛;을 포함하는 구조를 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 전처리 모듈의 지지 프레임은 상면 양측에 슬라이딩 홈이 형성된 구조를 가지며, 상기 제2 전처리 모듈의 지지 프레임은 하면 양측에 상기 슬라이딩 홈이 내입 결합되기 위한 가이드 레일이 형성된 구조를 가지고, 상기 슬라이딩 홈 및 가이드 레일이 슬라이드 구조로 결합되어 상기 제1 전처리 모듈의 상부에 상기 제2 전처리 모듈이 적층되어 상기 복층 구조를 형성할 수 있다.
상기 웨이퍼 전처리부는, 상기 제1 전처리 모듈 및 제2 전처리 모듈은 각각 하면에 설치되는 진동 흡수패널을 더 포함할 수 있다.
상기 웨이퍼 가공 시스템은, 상기 웨이퍼 가공부에서 가공한 가공 대상 웨이퍼를 후처리하는 적어도 하나 이상의 후처리 모듈을 포함하는 웨이퍼 후처리부를 더 포함할 수 있고, 상기 웨이퍼 후처리부는, 상기 가공 대상 웨이퍼를 후처리하기 위해 필요한 공정 소요 시간이 상기 가공 대상 웨이퍼를 가공하기 위해 필요한 공정 소요 시간 대비 길 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 웨이퍼 공급부, 웨이퍼 전처리부 및 웨이퍼 가공부는 상기 웨이퍼 이송부를 중심으로 시계 방향 또는 반시계 방향의 순서로 배치될 수 있다.
한편, 실시예에 따른 웨이퍼 가공 방법은, 가공 대상 웨이퍼를 공급하는 웨이퍼 공급부; 상기 가공 대상 웨이퍼를 전처리하는 적어도 두 개 이상의 전처리 모듈을 포함하는 웨이퍼 전처리부; 상기 전처리한 웨이퍼를 가공하는 웨이퍼 가공부; 및 상기 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 이송부;를 포함하는 웨이퍼 가공 시스템을 이용한 웨이퍼 가공 방법으로서, 상기 가공 대상 웨이퍼를 상기 두 개 이상의 전처리 모듈에 각각 순차적으로 이송하여 상기 가공 대상 웨이퍼를 전처리하는 단계; 및 상기 두 개 이상의 전처리 모듈에서 전처리한 웨이퍼를 각각 순차적으로 상기 웨이퍼 가공부로 이송한 다음 가공하는 단계;를 포함하되, 상기 웨이퍼 전처리 단계는 상기 가공 대상 웨이퍼를 전처리하기 위해 필요한 공정 소요 시간이 상기 웨이퍼 가공 단계에서 상기 전처리 웨이퍼를 가공하기 위해 필요한 공정 소요 시간보다 길 수 있다.
실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템은, 복수 개의 웨이퍼 가공 공정 중 공정 소요 시간이 상대적으로 길어 정체를 유발하는 가공 공정을 수행하기 위해 복수 개의 동일한 가공 장치를 도입하여 공정 소요 시간이 상대적으로 짧은 가공 공정에 연속적으로 웨이퍼를 공급할 수 있도록 하여 장비의 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템은, 복수 개의 동일한 가공 장치가 서로 탈부착 가능한 구조를 갖도록 프레임을 이용해 모듈식으로 결합시키도록 함에 따라 복수 개의 동일한 가공 장치 중 어느 하나에 고장이 발생한 경우에도 장비 가동 중단을 방지할 수 있어 장비의 가동률을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 가공 장치를 모듈식으로 교체할 수 있어 단시간에 시스템을 정상화시킬 수 있다.
또한, 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템은, 복수 개의 동일한 가공 장치가 서로 간섭이 발생되지 않도록 결합되는 구조를 형성하여 불량 발생을 방지하고, 가동 안정성을 도모할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템을 나타낸 평면도이다.
도 2는 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템을 나타낸 정면도이다.
도 3은 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템을 나타낸 좌측면도이다.
도 4는 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템을 나타낸 우측면도이다.
도 5는 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템을 나타낸 배면도이다.
도 6은 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템의 웨이퍼 전처리부에서 제1 전처리 모듈 및 제2 전처리 모듈의 결합 구조의 일례를 나타낸 사시도이다.
도 7은 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템의 웨이퍼 전처리부에서 제1 전처리 모듈 및 제2 전처리 모듈의 결합 구조의 또 다른 예를 나타낸 사시도이다.
도 8은 실시예에 따른 웨이퍼 가공 방법을 나타낸 공정도이다.
본 기술의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 기술은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 기술의 개시가 완전하도록 하며, 본 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 기술의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 기술은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템을 나타낸 평면도이고, 도 2는 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템을 나타낸 정면도이며, 도 3은 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템을 나타낸 좌측면도이고, 도 4는 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템을 나타낸 우측면도이며, 도 5는 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템을 나타낸 배면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템(10)은, 웨이퍼 공급부(100); 웨이퍼 정렬부(200); 웨이퍼 전처리부(300); 웨이퍼 검사부(400); 웨이퍼 가공부(500); 웨이퍼 후처리부(600) 및 웨이퍼 이송부(700);를 포함하는 구조를 갖는다. 상기와 같은 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템(10)은, 상기 전처리부(300)에서 가공 대상 웨이퍼를 전처리하기 위해 필요한 공정 소요 시간이 가공부(500)에서 상기 가공 대상 웨이퍼를 가공하기 위해 필요한 공정 소요 시간보다 긴 것을 특징으로 한다.
먼저, 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템(10)의 구성 및 기능에 대해 상세히 살펴보도록 한다.
상기 웨이퍼 공급부(100)는, 가공 대상 웨이퍼를 가공부(500)를 통해 가공할 수 있도록 작업 공간(P)에 가공 대상 웨이퍼를 공급하는 구성이다. 상기 웨이퍼 공급부(100)는 내부에 상기 가공 대상 웨이퍼를 수용하여 작업 공간의 일측으로 가공 대상 웨이퍼를 이송할 수 있고, 이송한 가공 대상 웨이퍼를 반출하여 후술할 웨이퍼 전처리부(300)로 공급하는 구조를 형성할 수 있다.
또한, 상기 웨이퍼 공급부(100)는, 작업 공간(P)에 가공 대상 웨이퍼를 공급한 다음 가공한 웨이퍼를 수용하여 목적 지점으로 이송할 수 있다. 상기 작업 공간(P)은 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템(10)을 구성하는 각각의 구성 요소가 배치되어 가공 대상 웨이퍼를 가공하기 위한 공간을 의미한다.
상기 웨이퍼 공급부(100)는, 적어도 하나 이상의 가공 대상 웨이퍼를 작업 공간(P)에 공급하여 가공 공정을 수행할 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 웨이퍼 공급부(100)는 적어도 하나 이상의 웨이퍼 공급 모듈(110, 130)을 포함하는 구조를 가질 수 있다.
일례로, 상기 웨이퍼 공급부(100)는 제1 웨이퍼 공급 모듈(110) 및 제2 웨이퍼 공급 모듈(130)을 포함하여 복수 개의 가공 대상 웨이퍼를 공급하는 구조를 형성할 수 있다. 도 1을 참조하면, 상기 제1 웨이퍼 공급 모듈(110) 및 제2 웨이퍼 공급 모듈(130)은 좌/우로 나란히 배치될 수 있으며, 이에 제한되지 않고 복층 구조를 갖도록 상/하로 배치될 수도 있다.
상기 제1 웨이퍼 공급 모듈(110) 및 제2 웨이퍼 공급 모듈(130)은 각각 카세트를 내부에 수용하기 위한 수용공간이 형성되고, 상기 가공 대상 웨이퍼를 카세트에 적재한 상태로 공급할 수 있다. 상기 제1 웨이퍼 공급 모듈(110) 및 제2 웨이퍼 공급 모듈(130)은 각각 복수 개의 카세트를 수용할 수 있으며, 이에 따라, 복수 개의 가공 대상 웨이퍼를 이송할 수 있다. 상기 제1 웨이퍼 공급 모듈(110) 및 제2 웨이퍼 공급 모듈(130)은 각각 카세트에서 가공 대상 웨이퍼를 분리한 다음 웨이퍼 전처리부(300)로 이송하여 공급할 수 있으며, 이와 같은 이송은 웨이퍼 이송부(700)를 통해 구현할 수 있다. 상기 제1 웨이퍼 공급 모듈(110) 및 제2 웨이퍼 공급 모듈(130)은 각각 풉(FOUP) 등을 이용해 구현할 수 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 웨이퍼 공급부(100)는 상기 제1 웨이퍼 공급 모듈(110) 및 제2 웨이퍼 공급 모듈(130) 중 어느 하나로부터 복수 개의 가공 대상 웨이퍼를 작업 공간(P)에 공급할 수 있고, 웨이퍼 가공부(500)를 통해 가공한 웨이퍼를 작업 공간(P) 외부로 반출할 수 있어 웨이퍼 가공 공정을 중단 없이 수행하여, 웨이퍼 가공 시스템(10)의 생산성을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 웨이퍼 정렬부(200)는 복수 개의 가공 대상 웨이퍼에 동일한 가공 공정을 수행하도록 하기 위해서 가공 대상 웨이퍼를 정렬하도록 하는 구성이다.
구체적으로, 상기 웨이퍼 정렬부(200)는 가공 대상 웨이퍼의 특정 지점이 동일한 방향을 지향하도록 가공 대상 웨이퍼를 정렬하도록 한다. 상기 웨이퍼 정렬부(200)는 웨이퍼가 안착된 상태에서 회전하여 웨이퍼를 정렬할 수 있는 통상적인 다양한 구조를 갖는 정렬 장치를 이용해 구현할 수 있다.
일례로, 상기 웨이퍼 정렬부(200)는 안착 플레이트(미도시), 검출 센서(미도시) 및 촬영 수단(미도시)을 포함하는 구조를 갖는 정렬 장치를 이용해 구현할 수 있다. 상기 안착 플레이트(미도시)는 상면에 가공 대상 웨이퍼가 안착되고, 양방향으로 회전이 가능한 구조를 형성하여 웨이퍼를 정렬할 수 있다. 상기 검출 센서(미도시)는 상기 가공 대상 웨이퍼의 특정 지점이 일방향을 지향하도록 웨이퍼의 방향성을 검출하는 역할을 한다. 상기 촬영 수단(미도시)은 상기 가공 대상 웨이퍼가 특정 지점을 지향하는지 여부를 육안으로 확인할 수 있도록 영상 정보를 생성한다. 이에 따라, 상기와 같은 구조를 갖는 웨이퍼 정렬부(200)는 복수 개의 가공 대상 웨이퍼의 특정 지점이 동일한 방향을 지향하도록 각각의 가공 대상 웨이퍼를 정렬하는 구조를 형성할 수 있다.
상기 웨이퍼 공급부(100)와 웨이퍼 정렬부(200)는 작업 공간(P)의 일측에 형성된 도어(D)에 인접하는 구조를 가질 수 있다.
한편, 상기 웨이퍼 전처리부(300)는 가공 대상 웨이퍼를 전처리하는 구성 요소이다.
상기 웨이퍼 전처리부(300)는 가공 대상 웨이퍼를 전처리하기 위해 필요한 공정 소요 시간(T1)이 후술할 가공부(500)에서 상기 가공 대상 웨이퍼를 가공하기 위해 필요한 공정 소요 시간(T2)보다 긴 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 시스템을 구성하는 구성 요소 중 하나인 상기 웨이퍼 전처리부(300)의 공정 소요 시간(T1)이 가공 대상 웨이퍼를 가공하기 위해 필요한 공정 소요 시간(T2)보다 길 경우 후술할 가공부(500)의 구동이 정지되는 대기 시간이 발생하여 생산성이 크게 저하될 수 있다.
이에 따라, 상기 웨이퍼 전처리부(300)는 복수 개의 전처리 모듈을 포함하도록 하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 구조를 형성할 수 있다. 특히, 상기 전처리부(300)는 상기 전처리 모듈의 설치 개수를 상기 웨이퍼 전처리부(300)의 공정 소요 시간(T1)과 상기 가공부(500)의 공정 소요 시간(T2)의 비율에 따라 조절하여 가공부(500)의 대기 시간을 최소화하도록 구성할 수 있다.
일례로, 상기 웨이퍼 가공부(500)의 공정 소요 시간(T2)이 1시간이고, 상기 웨이퍼 전처리부(300)의 공정 소요 시간(T1)이 2시간인 경우, 즉, 상기 웨이퍼 전처리부(300)의 공정 소요 시간(T1)과 상기 웨이퍼 가공부(500)의 공정 소요 시간(T2)이 2:1의 비율인 경우 하나의 웨이퍼 가공부(500)에 대해 두 개의 전처리 모듈(310, 330)을 설치할 수 있다. 도면에는, 상기와 같은 전처리 모듈(310, 330)을 2개 설치하여 웨이퍼 전처리부(300)를 구성하는 것으로 도시되어 있으나, 이와 같은 전처리 모듈의 설치 개수는 공정 소요 시간의 비율에 따라 조절할 수 있다.
아울러, 상기 웨이퍼 전처리부(300)의 공정 소요 시간(T1)과 상기 웨이퍼 가공부(500)의 공정 소요 시간(T2)이 3:2의 비율인 경우 상기 웨이퍼 전처리부는 3개의 전처리 모듈(미도시)을 구비할 수 있고, 상기 웨이퍼 가공부는 2개의 웨이퍼 가공 모듈을 포함할 수 있다. 상기 웨이퍼 가공 모듈을 전처리한 웨이퍼를 가공하기 위한 구성 요소이며, 이와 같은 웨이퍼 가공 모듈 또한 복층 구조로 배치될 수 있고, 지지 프레임 등의 구성 요소를 포함할 수 있으며, 이에 제한받는 것은 아니다.
상기와 같은 2개의 전처리 모듈(310, 330)로 구성되는 복층 구조의 웨이퍼 전처리부(300)를 예로 들면, 상기 이송부(700)는 제1 전처리 모듈(310)에 정렬부(200)에서 정렬한 가공 대상 웨이퍼를 먼저 공급하고, 웨이퍼 정렬부(200)에서 다음 가공 대상 웨이퍼를 정렬하면 제2 전처리 모듈(330)로 가공 대상 웨이퍼를 이송하여 공급하도록 구성할 수 있다. 즉, 웨이퍼 전처리부(300)는 적어도 두 개 이상의 가공 대상 웨이퍼를 동시에 전처리할 수 있다.
이에 따라, 웨이퍼 전처리부(300)는 복수 개의 전처리 모듈(310, 330)에서 각각 전처리 공정을 수행하고, 전처리한 가공 대상 웨이퍼를 순차적이고 연속적으로 웨이퍼 가공부(500)에 공급할 수 있어 웨이퍼 가공부(500)의 대기 시간을 최소화시킬 수 있다.
상기 웨이퍼 검사부(400)는 상기 웨이퍼 전처리부(300)에서 전처리한 가공 대상 웨이퍼의 전처리 이상 여부를 확인하는 역할을 한다. 상기 검사부(400)는 웨이퍼의 전처리 이상 여부를 확인하기 위해 사용되는 통상적인 다양한 형태의 촬영 장치, 감지 센서 등을 포함하는 검사 모듈을 이용해 구현할 수 있다.
도면에서 상기 검사부(400)는 1개의 검사 모듈이 설치되는 것으로 도시되어 있으나, 검사를 한 공정 소요 시간이 상대적으로 긴 경우 복수 개의 검사 모듈을 포함할 수 있다.
상기 웨이퍼 가공부(500)는 검사 대상 웨이퍼를 가공하는 구성 요소이다. 상기 가공부(500)는 가공 대상 웨이퍼를 전처리한 다음 가공하기 위해 활용되는 통상적인 다양한 가공 장치를 이용해 구현할 수 있다.
상기 웨이퍼 후처리부(600)는 웨이퍼 가공부(500)에서 가공한 웨이퍼를 후처리하기 위한 구성 요소이다.
상기 웨이퍼 후처리부(600)는 가공한 웨이퍼를 후처리하기 위해 필요한 공정 소요 시간(T3)이 전술할 가공부(500)에서 상기 가공 대상 웨이퍼를 가공하기 위해 필요한 공정 소요 시간(T2)보다 긴 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 웨이퍼 후처리부(600)는 웨이퍼 가공부(500)에서 단시간에 가공되어 반출되는 가공한 웨이퍼를 후처리하기 위해서, 복수 개의 후처리 모듈(610, 630)에서 각각 후처리 공정을 수행할 수 있으며, 후처리한 웨이퍼를 순차적으로 웨이퍼 이송부(700)가 웨이퍼 공급부(100)로 공급하여 작업 공간(P)에서 배출할 수 있어 웨이퍼 이송부(700)와 웨이퍼 공급부(100)의 대기 시간을 최소화시킬 수 있다.
상기와 같은 2개의 후처리 모듈(610, 630)로 구성되는 복층 구조의 웨이퍼 후처리부(600)를 예로들면, 상기 웨이퍼 이송부(700)는 제1 후처리 모듈(610)에 가공부(500)에서 가공한 웨이퍼를 먼저 공급하고, 웨이퍼 가공부(500)에서 다음 가공한 웨이퍼를 제2 후처리 모듈(630)로 가공한 웨이퍼를 이송하여 후처리 가공하도록 공급하도록 구성할 수 있다.
이에 따라, 웨이퍼 후처리부(600)는 가공부(500)에서 단시간에 가공한 웨이퍼를 공급받아 후처리 공정을 수행하고, 후처리한 웨이퍼를 순차적으로 이송부(700)를 통해 공급부로 공급하여 작업 공간(P)의 외부로 반출할 수 있어 가공부(500)의 대기 시간을 최소화시킬 수 있다. 즉, 웨이퍼 후처리부(600)는 적어도 두 개 이상의 가공 웨이퍼를 동시에 후처리할 수 있다.
상기 웨이퍼 이송부(700)는 웨이퍼 가공 시스템(10)에서 가공 대상 웨이퍼와 가공한 웨이퍼를 각 공정에 따라 필요한 위치로 이송하는 역할을 한다. 상기 이송부(700)는 웨이퍼를 이송하기 위해 사용되는 통상적인 다양한 형태의 웨이퍼 이송 로봇을 이용해 구현할 수 있다.
구체적으로, 상기 웨이퍼 이송부(700)는 웨이퍼를 지지하는 로봇 핸드(710), 일단이 상기 로봇 핸드(710)와 결합되어 웨이퍼를 이송하기 위해 구동하며, 수평 이동과 수직 이동이 가능한 로봇 암(730)과, 로봇 암(730)의 타단과 결합되어 구동력을 제공하는 구동 유닛(750)을 포함하는 구조의 이송 모듈을 이용해 구현할 수 있다. 상기 로봇 핸드 및 로봇 암은 복수 개가 장착될 수 있으며, 웨이퍼 공급부(100), 웨이퍼 정렬부(200), 웨이퍼 전처리부(300), 웨이퍼 검사부(400), 웨이퍼 가공부(500), 웨이퍼 후처리부(600)로 각각 웨이퍼를 선택적으로 이송하는 구조를 형성할 수 있다.
한편, 이하에서는, 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템(10)의 결합 구조에 대해 살펴보도록 한다.
실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템(10)은, 웨이퍼 정렬부(200); 웨이퍼 전처리부(300); 웨이퍼 검사부(400); 및 웨이퍼 후처리부(600) 중 어느 하나에 고장이 발생하는 경우에도 복수 개의 동일한 가공 장치가 서로 탈부착 가능한 구조를 갖도록 프레임을 이용해 모듈식으로 결합시키도록 함에 따라 복수 개의 동일한 가공 장치 중 어느 하나에 고장이 발생한 경우에도 장비 가동 중단을 방지할 수 있어 장비의 가동율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 가공 장치를 모듈식으로 교체할 수 있어 단시간에 시스템을 정상화시킬 수 있다.
구체적으로, 웨이퍼 정렬부(200), 웨이퍼 전처리부(300), 웨이퍼 검사부(400) 및 웨이퍼 후처리부(600)는 각각 서랍형 방식으로 결합되는 육면체 형상의 지지 프레임과 지지 프레임에 내입되는 구조의 가공 유닛을 포함하는 구조로 모듈화되어 배치될 수 있다.
상기 웨이퍼 가공 시스템(10)은 각각의 구성이 탈/부착이 용이할 수 있도록 볼트 또는 클립(CLIP) 등과 같은 결합 수단을 이용해 고정할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템(10)은, 상기 웨이퍼 이송부(700)를 중심으로, 웨이퍼 공급부(100), 웨이퍼 정렬부(200), 웨이퍼 전처리부(300), 웨이퍼 검사부(400), 웨이퍼 가공부(500), 웨이퍼 후처리부(600)가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 배치되는 구조를 가질 수 있다.
상기한 바와 같은 구조를 갖는 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템에서, 상기 웨이퍼 공급부(100)는 가공 공정의 순서에 따라, 상기 웨이퍼 정렬부(200)에 인접하고, 상기 웨이퍼 정렬부(200)는 상기 웨이퍼 전처리부(300)에 인접하며, 상기 웨이퍼 전처리부(300)는 웨이퍼 검사부(400)에 인접하고, 웨이퍼 검사부(400)는 상기 웨이퍼 가공부(500)에 인접하고, 웨이퍼 가공부(500)는 상기 웨이퍼 후처리부(600)에 인접하는 구조를 갖도록 배치될 수 있으며, 이에 따라, 웨이퍼 이송부(700)가 각각의 공정을 연속적으로 수행할 수 있도록 웨이퍼를 공급하는 구조를 형성할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템(10)은 공정 소요 시간에 따라 시스템을 구성하는 구성 요소의 설치 개수를 조절하여 대기 시간을 줄여 생산성을 향상시킬 수 있도록 한다.
이를 위해, 상기 웨이퍼 전처리부(300)는 복수 개의 전처리 모듈(310, 330)이 각각 적층되어 복층 구조를 갖도록 구성할 수 있으며, 이에 의해, 작업 공간(P)을 최소화시킬 수 있다. 또한, 복수 개의 전처리 모듈(310, 330)은 각각 교체가 용이한 구조로 결합될 수 있다.
도 6은 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템(10)의 웨이퍼 전처리부(300)에서 제1 전처리 모듈(310) 및 제2 전처리 모듈(330)의 결합 구조의 일례를 나타낸 사시도이다.
도 6을 참조하면, 상기 제1 전처리 모듈(310) 및 제2 전처리 모듈(330)은 각각 제1 지지 프레임(311) 및 제2 지지 프레임(331)과 제1 전처리 유닛(313) 및 제2 전처리 유닛(333)을 포함하는 구조를 가질 수 있다.
상기 제1 지지 프레임(311) 및 제2 지지 프레임(331)은 내부에 수용공간이 형성되고 일면 또는 양면이 개방된 구조를 갖는 육면체 형상의 블록 구조를 갖는다. 상기 제1 전처리 유닛(313) 및 제2 전처리 유닛(333)은 상기 지지 프레임(311, 331)의 내부에 설치되어 가공 대상 웨이퍼를 전처리하도록 하는 구성이다.
상기와 같은 구조를 갖는 전처리 모듈(310, 330)은 각각 제1 지지 프레임(311) 및 제2 지지 프레임(331)에 제1 전처리 유닛(313) 및 제2 전처리 유닛(333)이 내입 결합된 구조를 가지며, 상기 제1 전처리 모듈(310)의 상부에 제2 전처리 모듈(330)이 적층되어 손쉽게 복층 구조를 형성할 수 있다.
또한, 상기 제1 지지 프레임(311) 및 제2 지지 프레임(331)은 결합 수단이 형성되어 각각 슬라이드 결합 방식으로 결합될 수 있다.
일례로, 상기 전처리 모듈(310, 330)의 제1 지지 프레임(311) 및 제2 지지 프레임(331)은 상면 양측에 슬라이딩 홈(314, 334)이 각각 형성된 구조를 가지며, 하면 양측에 가이드 레일(315, 335)이 형성된 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 슬라이딩 홈(315) 및 가이드 레일(334)이 슬라이드 구조로 결합되며, 제1 지지 프레임(311)의 상부에 제2 지지 프레임(331)이 슬라이드 결합될 수 있어 상기 제1 전처리 모듈(310) 및 상기 제2 전처리 모듈(330)이 상기 복층 구조를 형성할 수 있다. 이‹š, 상기 슬라이딩 홈(315, 335)과 가이드 레일(314, 334)는 도면에 제시된 구조 이외에도 다양한 구조를 적용할 수 있다.
도 7은 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템(10)의 웨이퍼 전처리부(300)에서 제1 전처리 모듈(310) 및 제2 전처리 모듈(330)의 결합 구조의 또 다른 예를 나타낸 사시도이다.
도 7을 참조하면, 상기 전처리 모듈(310, 330)의 제1 지지 프레임(311) 및 제2 지지 프레임(331)은 상면 및 하면의 대응되는 위치에 각각 제1 상부 결합홈(317a, 337a) 및 제1 하부 결합홈(317b, 337b)이 각각 형성된 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 전처리 모듈(310, 330)을 복층 구조로 결합한 상태에서 제1 상부 결합홈(317a, 337a)과 제1 하부 결합홈(317b, 337b)에 결속 클립(C)을 슬라이드 결합시키는 방법을 통해 상기 제1 전처리 모듈(310) 및 상기 제2 전처리 모듈(330)이 상기 복층 구조를 형성할 수 있다. 이때, 상기 결속 클립(C)은 단면이 I자 형인 구조를 갖는 것을 예로 들었으나, 이에 제한받지 않는다.
상기와 같은 구조를 갖는 전처리부(300)는 상기 제1 전처리 모듈(310) 및 상기 제2 전처리 모듈(330)이 슬라이드 결합되는 구조를 형성하여 설치 및 분리가 용이하고, 상기 전처리 모듈(310, 330) 중 하나가 고장난 경우 손쉽게 분리 및 교체가 가능한 구조를 형성할 수 있다.
또한, 상기 제1 전처리 모듈(310) 및 상기 제2 전처리 모듈(330)은 각각 하면에 설치되는 진동 흡수 부재(A)를 더 포함하는 구조를 가질 수 있다. 상기 제1 전처리 모듈(310) 및 상기 제2 전처리 모듈(330)은 각각 전처리 가공시 진동이 발생할 수 있으며, 이는 공정에 영향을 주어 불량이 발생될 수 있는 원인으로 작용한다. 이에 따라, 진동으로 인한 불량이 발생되지 않도록 추가적으로 진동 흡수 부재(A)를 더 포함할 수 있다. 진동 흡수 부재(A)를 통해 공정에서 발생되는 진동을 흡수하여, 인접하게 위치된 공정에서 불량이 발생되지 않도록 방지할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템(10)에서 웨이퍼 후처리부(600)는, 전술한 웨이퍼 전처리부(300)와 동일하게복수 개의 후처리 모듈(610, 630)이 각각 적층되어 복층 구조를 갖도록 구성할 수 있으며, 복수 개의 후처리 모듈(610, 630)은 각각 교체가 용이한 구조로 결합될 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 후처리 모듈(610) 및 제2 후처리 모듈(630)은 각각 제3 지지 프레임(611) 및 제4 지지 프레임(631)과 제1 후처리 유닛(613) 및 제2 후처리 유닛(633)을 포함하는 구조를 가질 수 있다.
상기와 같은 후처리부(600)는 복수 개의 후처리 모듈(610, 630)이 각각 적층되어 복층 구조를 갖도록 구성할 수 있으며, 복수 개의 후처리 모듈(610, 630)은 각각 교체가 용이한 구조로 결합될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제3 지지 프레임(611) 및 제4 지지 프레임(631)은 각각 상기 제1 지지 프레임(311) 및 제2 지지 프레임(331)과 동일한 형상의 블록 구조를 가질 수 있으며, 상기 제1 후처리 유닛(613) 및 제2 후처리 유닛(633)은 상기 지지 프레임(611, 631)의 내부에 설치되어 가공 대상 웨이퍼를 후처리하도록 하는 구성이다.
또한, 상기 제1 후처리 모듈(610)의 상부에 제2 후처리 모듈(630)이 적층되어 손쉽게 복층 구조를 형성할 수 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 후처리부(600)는 상기 제1 후처리 모듈(610) 및 상기 제2 후처리 모듈(630)이 슬라이드 결합되는 구조를 형성하여 설치 및 분리가 용이하고, 상기 후처리 모듈(610, 630) 중 하나가 고장난 경우 손쉽게 분리 및 교체가 가능한 구조를 형성할 수 있다.
또한, 상기 후처리 모듈(610, 630)은 각각 하면에 설치되는 진동 흡수 부재(A)를 더 포함하는 구조를 가질 수 있으며, 이에 따라, 후처리 공정 중 발생하는 진동을 흡수하여, 인접하게 위치된 공정에서 불량이 발생되지 않도록 방지할 수 있다.
또한, 상기 제3 지지 프레임(611) 및 제4 지지 프레임(631)은 상기 제1 지지 프레임(311) 및 제2 지지 프레임(331)과 동일한 결합 수단이 각각 형성되어 각슬라이드 결합 방식으로 결합될 수 있다.
또한, 상기 웨이퍼 정렬부(200), 웨이퍼 전처리부(300), 웨이퍼 검사부(400), 웨이퍼 후처리부(600)는 각각 지지 프레임에 내입되는 가공 유닛을 포함하여 모듈화된 구조를 가질 수 있으며, 지지 프레임은 양측면에 연결 클립으로 연결될 수 있도록 연결홈(CH)이 형성된 구조를 가질 수 있다. 도면에는 상기 연결 클립(CC)이 갈지자 구조를 갖는 것으로 도시하고 있으나, 이에 제한받지 않고 다양한 형상의 연결 클립(CC)을 활용하여 모듈화된 구조의 구성 요소들을 작업 공간(P) 내에 연결하여 형성할 수 있다(도 2 참조).
일 실시예에 따르면, 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템은, 가공 대상 웨이퍼를 공급하는 웨이퍼 공급부(100); 상기 가공 대상 웨이퍼를 정렬하는 웨이퍼 정렬부(200); 상기 가공 대상 웨이퍼의 표면을 코팅하여 코팅층을 형성하는 적어도 하나 이상의 전처리 모듈을 포함하는 웨이퍼 전처리부(300); 상기 코팅층의 균일성을 검사하는 웨이퍼 검사부(400); 전처리한 상기 가공 대상 웨이퍼를 레이저 가공하는 웨이퍼 가공부(500); 레이저 가공한 상기 가공 대상 웨이퍼를 세정하는 적어도 하나 이상의 후처리 모듈을 포함하는 웨이퍼 후처리부(600); 및 상기 가공 대상 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 이송부(700);를 포함하는 구조를 가질 수 있다.
상기 웨이퍼 전처리부(300)는 가공 대상 웨이퍼의 표면을 코팅하여 코팅층을 형성하는 코팅 장치를 전처리 유닛(313, 333)으로 포함할 수 있다. 상기 전처리 유닛(313, 333)은 웨이퍼 상에 코팅 용액을 도포하여 코팅층을 형성하는 역할을 하며, 이를 위해, 코팅 용액을 가공 대상 웨이퍼에 분사하는 제1 분사 노즐을 포함할 수 있다. 상기 전처리 유닛(313, 333)은 가공 대상 웨이퍼가 전처리 영역에 안착되면, 분사 노즐을 통해 코팅 용액을 분사하여 코팅층을 형성할 수 있다.
또한, 상기 전처리 유닛(313, 333)은 세정 용액을 가공 대상 웨이퍼에 분사하는 제2 분사 노즐을 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 전처리 유닛(313, 333)은 가공 대상 웨이퍼가 전처리 영역에 안착되면, 제2 분사 노즐을 통해 세정 용액을 분사하여 가공 대상 웨이퍼를 세정할 수 있으며, 이에 따라, 가공 대상 웨이퍼의 표면에 오염물질을 제거할 수 있다. 상기 전처리 유닛(313, 333)은 제2 분사 노즐을 이용해 세정 용액을 분사하여 가공 대상 웨이퍼를 세정한 다음 제1 분사 노즐을 이용해 코팅 용액을 분사하여 가공 대상 웨이퍼 상에 일정 두께의 코팅층을 형성할 수 있다. 상기 코팅층은 후술할 레이저 가공에 의한 웨이퍼 손상을 방지하는 역할을 한다.
또한, 상기와 같이 가공 대상 웨이퍼 상에 코팅층을 형성하는 전처리 공정은 후술할 레이저 가공 공정에 비해 공정 소요 시간이 길어 정체를 유발한다는 문제가 있으며, 전술한 바와 같이 전처리 모듈(310, 330)의 설치 개수를 조절하여 이와 같은 문제점을 해결할 수 있다.
상기 웨이퍼 검사부(400)는 상기 가공 대상 웨이퍼에 형성된 코팅층의 균일성을 검사하는 역할을 한다. 상기와 같은 검사는 단시간에 수행될 수 있어 단일 검사 모듈로 구현할 수 있으나, 필요에 따라 검사 모듈의 설치 개수를 조절할 수 있다.
상기 웨이퍼 가공부(500)는 코팅층을 형성한 웨이퍼에 레이저를 조사하여 가공 대상 웨이퍼의 표면에 패턴을 형성하거나, 가공 대상 웨이퍼를 절단하는 가공 공정을 수행할 수 있다.
상기 웨이퍼 가공부(500)는 레이저를 조사하는 레이저 유닛, 상기 가공 대상 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 스테이션 및 상기 가공 대상 웨이퍼를 촬영하여 상기 가공 공정의 적합성 여부를 확인할 수 있도록 영상 정보를 생성하는 촬영 유닛을 포함하는 구조를 가질 수 있다.
상기 웨이퍼 후처리부(600)는, 상기와 같이 웨이퍼 가공부(500)에서 레이저 가공한 웨이퍼를 세정하도록 하는 역할을 한다. 상기 웨이퍼 후처리부(600)는 가공한 웨이퍼가 안착되고, 양방향으로 회전이 가능한 구조를 형성하는 지지판 및 세정 용액을 가공한 웨이퍼의 상면에 분사하는 세정 노즐을 포함하는 구조의 후처리 유닛(613, 633)을 포함할 수 있다.
또한, 상기와 같이 가공한 웨이퍼를 세정하는 후처리 공정은 전술할 레이저 가공 공정에 비해 공정 소요 시간이 길어 정체를 유발한다는 문제가 있으며, 전술한 바와 같이 후처리 모듈(610, 630)의 설치 개수를 조절하여 이와 같은 문제점을 해결할 수 있다.
보다 구체적으로, 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템(10)은, 가공 대상 웨이퍼를 공급하는 웨이퍼 공급부(100); 상기 가공 대상 웨이퍼를 정렬하는 웨이퍼 정렬부(200); 상기 가공 대상 웨이퍼의 표면을 코팅하여 코팅층을 형성하는 적어도 하나 이상의 전처리 모듈을 포함하는 웨이퍼 전처리부(300); 상기 코팅층의 균일성을 검사하는 웨이퍼 검사부(400); 전처리한 상기 가공 대상 웨이퍼를 레이저 가공하는 웨이퍼 가공부(500); 레이저 가공한 상기 가공 대상 웨이퍼를 세정하는 적어도 하나 이상의 후처리 모듈을 포함하는 웨이퍼 후처리부(600); 및 상기 가공 대상 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 이송부(700);를 포함하는 구조를 가질 수 있다.
이에 따라, 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템(10)은, 웨이퍼에 회로의 종류 또는 로트 번호(lot number) 등의 식별 정보를 형성하기 위해 복수 개의 가공 공정을 적용하여 웨이퍼를 마킹하거나, 웨이퍼를 유닛 단위별로 절단하기 위해 적용되는 레이저 가공 공정을 수행할 경우 시스템(10)을 구성하는 각각의 가공 수단의 대기 시간을 줄일 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다. 일례로, 상기와 같은 레이저 가공 공정은 먼저, 웨이퍼의 특정 지점이 동일한 방향을 지향하도록 웨이퍼를 정렬하고, 레이저로부터 웨이퍼를 보호하기 위해 표면에 코팅층을 형성하며, 코팅액이 균일하게 도포되었는지 여부를 검사한다. 다음, 웨이퍼를 레이저 가공하고, 가공한 웨이퍼를 세정하고 이송하는 복수 개의 가공 공정을 적용할 수 있다.
상기한 바와 같은 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템(10)은, 복수 개의 웨이퍼 가공 공정 중 공정 소요 시간이 상대적으로 길어 정체를 유발하는 가공 공정을 수행하기 위해 복수 개의 동일한 가공 장치를 도입하여 공정 소요 시간이 상대적으로 짧은 가공 공정에 연속적으로 웨이퍼를 공급할 수 있도록 하여 장비의 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템(10)은, 복수 개의 동일한 가공 장치가 서로 탈부착 가능한 구조를 갖도록 지지 프레임을 이용해 모듈식으로 결합시키도록 함에 따라 복수 개의 동일한 가공 장치 중 어느 하나에 고장이 발생한 경우에도 장비 가동 중단을 방지할 수 있어 장비의 가동률을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 가공 장치를 모듈식으로 교체할 수 있어 단시간에 시스템을 정상화시킬 수 있다.
또한, 실시예에 따른 웨이퍼 가공 시스템(10)은, 복수 개의 동일한 가공 장치가 서로 간섭이 발생되지 않도록 결합되는 구조를 형성하여 불량 발생을 방지하고, 가동 안정성을 도모할 수 있다.
한편, 도 8은 실시예에 따른 웨이퍼 가공 방법을 나타낸 공정도이다.
도 8을 참조하면, 실시예에 따른 웨이퍼 가공 방법은, 가공 대상 웨이퍼를 포함하는 카세트를 웨이퍼 공급부에 적재하는 단계(S101); 상기 가공 대상 웨이퍼를 웨이퍼 정렬부로 이송하여 상기 가공 대상 웨이퍼의 방향을 정렬하는 단계(S102); 방향을 정렬한 상기 가공 대상 웨이퍼를 전처리 가공부로 이송한 다음 전처리하는 단계(S103); 전처리한 가공 대상 웨이퍼를 웨이퍼 검사부로 이송하고 전처리 이상 여부를 검사하는 단계(S104); 전처리 이상이 없는 것으로 검사된 가공 대상 웨이퍼를 메인 가공부로 이송한 다음 가공하여 가공 웨이퍼를 생성하는 단계(S105); 상기 가공 웨이퍼를 후처리 가공부로 이송한 다음 후처리하는 단계(S106); 및 후처리한 상기 가공 웨이퍼를 상기 웨이퍼 공급부의 카세트에 적재하고, 상기 카세트를 상기 웨이퍼 공급부에서 반출하는 단계(S107);를 포함할 수 있다. 상기 웨이퍼 가공 방법은 전술한 웨이퍼 가공 시스템을 이용해 웨이퍼 가공을 수행한다.
이때, 실시예에 따른 웨이퍼 가공 방법에서, 상기 가공 대상 웨이퍼를 전처리하기 위해 필요한 공정 소요 시간이 상기 가공 단계에서 상기 가공 대상 웨이퍼를 가공하기 위해 필요한 공정 소요 시간보다 길어 두 개 이상의 전처리 모듈 중 어느 하나에 가공 대상 웨이퍼를 이송하고, 동시에 적어도 두 개 이상의 가공 대상 웨이퍼를 전처리할 수 있다.
구체적으로, 실시예에 따른 웨이퍼 가공 방법은,
먼저, 가공 대상 웨이퍼를 포함하는 카세트를 웨이퍼 공급부에 적재하는 단계(S101)는 복수 개의 가공 대상 웨이퍼를 웨이퍼 공급부(100)의 카세트에 적재하고, 카세트가 적재된 웨이퍼 공급부(100)를 작업 공간(P)에 위치한 웨이퍼 정렬부(200)의 인접 위치에 배치하고, 웨이퍼 정렬부(200)에 가공 대상 웨이퍼를 공급한다.
상기 가공 대상 웨이퍼를 방향을 정렬하는 단계(S102)는, 복수 개의 가공 대상 웨이퍼를 이송하고, 웨이퍼 정렬부(200)에 복수 개의 가공 대상 웨이퍼 중 어느 하나를 공급하고, 웨이퍼 정렬부(200)에서 가공 대상 웨이퍼를 정렬하고 정렬한 웨이퍼를 반출한 다음 순차적으로 다음 가공 대상 웨이퍼를 공급하여 정렬하도록 하는 단계이다. 본 단계에서는, 가공 대상 웨이퍼의 노치를 중심으로 일정한 방향성을 갖도록 가공 대상 웨이퍼를 배치하여 수행할 수 있다.
상기 가공 대상 웨이퍼를 전처리하는 단계(S103)는 방향을 정렬한 가공 대상 웨이퍼를 웨이퍼 이송부(700)를 통해 적어도 두 개 이상의 전처리 모듈(310, 330)에 각각 순차적으로 공급하여 상기 가공 대상 웨이퍼를 전처리하도록 한다.
일례로, 상기 전처리 단계는, 상기 가공 대상 웨이퍼에 코팅층을 형성하여 전처리 웨이퍼를 생성하는 단계일 수 있고, 상기 웨이퍼 가공 단계는, 상기 전처리 웨이퍼를 레이저 가공하여 가공한 웨이퍼를 생성하는 단계일 수 있다. 이와 같은 공정을 수행할 경우 웨이퍼를 레이저 가공하기 위한 공정 소요 시간 대비 가공 대상 웨이퍼에 코팅층을 형성하는 전처리를 위한 공정 소요 시간이 길어 각각 하나의 전처리 모듈과 가공 모듈이 구비될 경우 웨이퍼 가공부에 대기 시간이 발생하여 생산성이 저하될 우려가 있다.
이에 따라, 상기 웨이퍼 전처리부(300)는 적어도 두 개 이상의 전처리 모듈(310, 330)을 포함하여 동시에 적어도 두개 이상의 가공 대상 웨이퍼를 전처리할 수 있으며, 전술한 공정 소요 시간 T1과 T2를 비교하여 복수 개의 가공 대상 웨이퍼가 동일한 시점에서 전처리 가공되도록 가공 대상 웨이퍼를 순차적이고 연속적으로 공급할 수 있다. 즉, 본 단계에서는, 상기 웨이퍼 전처리부에서 가공 대상 웨이퍼를 전처리하기 위해 필요한 공정 소요 시간이 상기 가공부(500)에서 상기 가공 대상 웨이퍼를 가공하기 위해 필요한 공정 소요 시간보다 길어 정렬한 가공 대상 웨이퍼를 적어도 두 개 이상의 전처리 모듈(310, 330)에 각각 순차적으로 공급하여 동시에 전처리하도록 함에 따라 웨이퍼 가공부(500)의 대기 시간을 최소화시킬 수 있다.
상기 전처리 이상 여부를 검사하는 단계(S104)는, 상기 적어도 두 개 이상의 전처리 모듈(310, 330)에서 전처리한 웨이퍼를 각각 순차적으로 반출하여 웨이퍼 검사부(400)로 각각 이송하고 상기 전처리 웨이퍼의 전처리 이상 여부를 검사하도록 한다.
본 단계에서는, 전처리 이상이 있는 것으로 확인된 웨이퍼는 전처리부(300)로 이송시켜 전처리 공정을 다시 수행하도록 구성할 수 있다. 특히, 본 단계에서는, 가공 대상 웨이퍼의 표면 코팅에 이상이 있는 것으로 확인된 가공 대상 웨이퍼를 웨이퍼 전처리부로 재이송하여 가공 대상 웨이퍼의 표면에 코팅층을 형성시키도록 하는 단계를 다시 수행하도록 구성할 수 있다.
상기 가공 웨이퍼를 생성하는 단계(S105)에서는, 전처리 이상이 없는 것으로 확인된 가공 대상 웨이퍼를 웨이퍼 가공부(500)로 이송하여 가공하고, 가공 웨이퍼를 생성할 수 있다.
특히, 상기 웨이퍼 가공부(500)는 웨이퍼에 레이저를 조사하여 웨이퍼에 패턴을 형성하거나, 웨이퍼를 절단하는 레이저 가공 공정을 수행할 수 있다.
상기 후처리하는 단계는, 가공 웨이퍼를 적어도 두 개 이상의 후처리 모듈(610, 630)에 각각 순차적으로 공급하여 후처리하도록 한다.
일례로, 상기 웨이퍼 가공 단계는, 상기 전처리 웨이퍼를 레이저 가공하여 가공한 웨이퍼를 생성하는 단계일 수 있고, 상기 후처리하는 단계는, 상기 가공한 웨이퍼를 세정하여 세정한 웨이퍼를 생성하는 단계일 수 있다. 이와 같은 공정을 수행할 경우 웨이퍼를 레이저 가공하기 위한 공정 소요 시간 대비 가공한 웨이퍼를 세정하는 후처리를 위한 공정 소요 시간이 길어 각각 하나의 후처리 모듈과 가공 모듈이 구비될 경우 웨이퍼 가공부에 대기 시간이 발생하여 생산성이 저하될 우려가 있다.
이에 따라, 본 단계에서는, 상기 웨이퍼 가공부에서 가공한 웨이퍼를 후처리하기 위해 필요한 공정 소요 시간이 상기 가공부(500)에서 상기 가공 대상 웨이퍼를 가공하기 위해 필요한 공정 소요 시간보다 길어 가공한 웨이퍼를 적어도 두 개 이상의 후처리 모듈(610, 630)에 각각 순차적으로 공급하고, 적어도 두 개 이상의 가공 웨이퍼를 동시에 후처리하도록 함에 따라 웨이퍼 가공부(500)의 대기 시간을 최소화시킬 수 있다.
상기 후처리부(600)는 레이저 가공한 웨이퍼를 세정하여 표면에 이물질을 제거하는 공정을 수행할 수 있다.
그리고, 상기 반출하는 단계(S107)는 후처리한 웨이퍼를 이송하여 웨이퍼 공급부의 카세트에 적재하고, 가공 웨이퍼를 적재한 웨이퍼 공급부의 카세트를 작업 공간(P)의 외부로 반출하도록 한다(S113). 이때, 웨이퍼 공급부(100)는 복수 개의 가공 웨이퍼를 적재하여 이송할 수 있다.
본 단계에서는, 상기 카세트에 가공 대상 웨이퍼가 적재되었는지 여부를 확인하여 상기 카세트에 가공 대상 웨이퍼가 적재되지 않는 것으로 확인되는 경우 상기 카세트를 상기 웨이퍼 공급부(100)를 작업 공간(P)에서 반출하고, 상기 카세트에 가공 대상 웨이퍼가 적재된 것으로 확인되는 경우 상기 가공 대상 웨이퍼를 가공하기 위해 상기 가공 대상 웨이퍼의 방향을 정렬하는 단계를 수행하도록 상기 카세트에 적재된 가공 대상 웨이퍼를 웨이퍼 정렬부(200)로 이송할 수 있다.
상기와 같이, 실시예에 따른 웨이퍼 가공 방법은 복수 개의 가공 대상 웨이퍼를 일정 시간 간격을 갖도록 연속적으로 공급하고, 웨이퍼 가공 공정에 비해 상대적으로 공정 소요시간이 긴 전처리와 후처리 과정을 복수 개의 웨이퍼를 공급해 동시에 수행하도록 함에 따라 가공 장치의 대기 시간을 최소화할 수 있어 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 웨이퍼 가공 시스템 100 : 웨이퍼 공급부
200 : 웨이퍼 정렬부 300 : 웨이퍼 전처리부
400 : 웨이퍼 검사부 500 : 웨이퍼 가공부
600 : 웨이퍼 후처리부 700 : 웨이퍼 이송부

Claims (18)

  1. 가공 대상 웨이퍼를 공급하는 웨이퍼 공급부;
    상기 가공 대상 웨이퍼를 전처리하는 적어도 두 개 이상의 전처리 모듈을 포함하는 웨이퍼 전처리부;
    상기 전처리한 웨이퍼를 가공하는 웨이퍼 가공부; 및
    상기 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 이송부;를 포함하는 웨이퍼 가공 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 웨이퍼 전처리부는,
    상기 웨이퍼 전처리부의 공정 소요 시간과 상기 웨이퍼 가공부의 공정 소요 시간의 비율에 따라 상기 전처리 모듈의 설치 개수가 조절되는 웨이퍼 가공 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 웨이퍼 가공 시스템은,
    상기 가공 대상 웨이퍼를 정렬하는 웨이퍼 정렬부를 더 포함하는 웨이퍼 가공 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 웨이퍼 가공 시스템은,
    상기 웨이퍼 전처리부에서 전처리한 웨이퍼를 검사하는 웨이퍼 검사부를 포함하는 웨이퍼 가공 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 웨이퍼 전처리부는,
    제1 전처리 모듈 및 제2 전처리 모듈을 포함하여 적어도 두 개 이상의 가공 대상 웨이퍼를 동시에 전처리하고,
    상기 제1 전처리 모듈의 상부에 상기 제2 전처리 모듈이 탈부착 가능한 구조로 설치된 복층 구조인 웨이퍼 가공 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 전처리 모듈 및 제2 전처리 모듈은 각각,
    내부에 수용공간이 형성되고 육면체 형상인 지지 프레임; 및
    상기 지지 프레임의 내부에 설치되는 전처리 유닛;을 포함하는 구조인 웨이퍼 가공 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 전처리 모듈의 지지 프레임은 상면 양측에 슬라이딩 홈이 형성된 구조를 가지며,
    상기 제2 전처리 모듈의 지지 프레임은 하면 양측에 상기 슬라이딩 홈이 내입 결합되기 위한 가이드 레일이 형성된 구조를 가지고,
    상기 슬라이딩 홈 및 가이드 레일이 슬라이드 구조로 결합되어 상기 제1 전처리 모듈의 상부에 상기 제2 전처리 모듈이 적층되어 상기 복층 구조를 형성하는 웨이퍼 가공 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 웨이퍼 전처리부는,
    상기 제1 전처리 모듈 및 제2 전처리 모듈은 각각 하면에 설치되는 진동 흡수패널을 더 포함하는 웨이퍼 가공 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 웨이퍼 가공 시스템은,
    상기 웨이퍼 가공부에서 가공한 가공 대상 웨이퍼를 후처리하는 적어도 하나 이상의 후처리 모듈을 포함하는 웨이퍼 후처리부를 더 포함하고,
    상기 웨이퍼 후처리부는,
    상기 가공 대상 웨이퍼를 후처리하기 위해 필요한 공정 소요 시간이 상기 가공 대상 웨이퍼를 가공하기 위해 필요한 공정 소요 시간 대비 긴 웨이퍼 가공 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 웨이퍼 후처리부는,
    제1 후처리 모듈 및 제2 후처리 모듈을 포함하여 적어도 두 개 이상의 가공 웨이퍼를 동시에 후처리하고,
    상기 제1 후처리 모듈의 상부에 상기 제2 후처리 모듈이 탈부착 가능한 구조로 설치된 복층 구조인 웨이퍼 가공 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 웨이퍼 공급부, 웨이퍼 전처리부, 웨이퍼 가공부 및 웨이퍼 후처리부는 상기 웨이퍼 이송부를 중심으로 시계 방향 또는 반시계 방향의 순서로 배치되는 웨이퍼 가공 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 웨이퍼 전처리부는, 상기 가공 대상 웨이퍼에 코팅층을 형성하여 전처리 웨이퍼를 생성하고,
    상기 웨이퍼 가공부는, 상기 전처리 웨이퍼를 레이저 가공하여 가공 웨이퍼를 생성하는 웨이퍼 가공 시스템.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 웨이퍼 가공부는, 상기 전처리 웨이퍼를 레이저 가공하여 가공 웨이퍼를 생성하고,
    상기 웨이퍼 후처리부는, 상기 가공 웨이퍼를 세정하여 후처리 웨이퍼를 생성하는 웨이퍼 가공 시스템.
  14. 가공 대상 웨이퍼를 포함하는 카세트를 웨이퍼 공급부에 적재하는 단계;
    상기 가공 대상 웨이퍼를 웨이퍼 정렬부로 이송하여 상기 가공 대상 웨이퍼의 방향을 정렬하는 단계;
    방향을 정렬한 상기 가공 대상 웨이퍼를 전처리 가공부로 이송한 다음 전처리하는 단계;
    전처리한 가공 대상 웨이퍼를 웨이퍼 검사부로 이송하고 전처리 이상 여부를 검사하는 단계;
    전처리 이상이 없는 것으로 검사된 가공 대상 웨이퍼를 웨이퍼 가공부로 이송한 다음 가공하여 가공 웨이퍼를 생성하는 단계;
    상기 가공 웨이퍼를 후처리 가공부로 이송한 다음 후처리하는 단계; 및
    후처리한 상기 가공 웨이퍼를 상기 웨이퍼 공급부의 카세트에 적재하고, 상기 카세트를 상기 웨이퍼 공급부에서 반출하는 단계;를 포함하는 웨이퍼 가공 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 전처리하는 단계는,
    적어도 두 개 이상의 가공 대상 웨이퍼를 동시에 전처리하는 웨이퍼 가공 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 검사하는 단계는,
    전처리 이상이 있는 것으로 검사된 가공 대상 웨이퍼를 상기 전처리 가공부로 재이송하여 전처리하는 단계를 포함하는 웨이퍼 가공 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 후처리하는 단계는,
    적어도 두 개 이상의 가공 웨이퍼를 동시에 후처리하는 웨이퍼 가공 방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 반출하는 단계는,
    상기 카세트에 가공 대상 웨이퍼가 적재되었는지 여부를 확인하여 상기 카세트에 가공 대상 웨이퍼가 적재되지 않는 것으로 확인되는 경우 상기 카세트를 상기 웨이퍼 공급부에서 반출하고, 상기 카세트에 가공 대상 웨이퍼가 적재된 것으로 확인되는 경우 상기 가공 대상 웨이퍼를 가공하기 위해 상기 가공 대상 웨이퍼의 방향을 정렬하는 단계를 수행하도록 상기 카세트에 적재된 가공 대상 웨이퍼를 웨이퍼 정렬부로 이송하는 웨이퍼 가공 방법.
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