KR100626360B1 - 반도체 웨이퍼의 손상을 검출할 수 있는 반도체 웨이퍼정렬 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼의 손상 여부를 검출할 수 있는 반도체 웨이퍼 정렬 장치에 관한 것이다. 반도체 웨이퍼의 손상 여부를 검출할 수 있는 본 발명의 반도체 웨이퍼 정렬 장치는 반도체 웨이퍼를 정렬하기 위한 정렬 부재, 정렬된 반도체 웨이퍼가 놓이는 지지 부재, 센서 부재 그리고 제어 부재를 구비한다. 상기 센서 부재는 상기 지지 부재의 양 측면에 설치되어 정렬된 반도체 웨이퍼의 손상 여부를 검출하여 신호를 전송한다. 상기 제어 부재는 상기 센서 부재에서 전송된 신호에 응답하여 상기 반도체 웨이퍼 정렬 장치를 제어한다. 이와 같은 본 발명의 반도체 제조 장치에 의하면, 공정이 진행되기 전에 반도체 웨이퍼의 손상 여부를 검출할 수 있으므로 손상된 부분에서 발생되는 파티클들로 인한 공정 진행중에 반도체 웨이퍼 및 공정 장비의 오염을 방지할 수 있고, 이로 인해 반도체 제조 공정시 생산 효율을 높일 수 있다.

Description

반도체 웨이퍼의 손상을 검출할 수 있는 반도체 웨이퍼 정렬 장치{SEMICONDUCTOR WAFER ALIGNMENT APPARATUS FOR DETECTING DAMAGE OF SEMICONDUCTOR WAFER}

도 1은 반도체 웨이퍼의 손상 여부를 검출할 수 있는 반도체 웨이퍼 정렬 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면;

도 2는 도 1의 반도체 웨이퍼 정렬 장치중에서 반도체 웨이퍼가 놓이는 바와 바의 측면으로 부착된 센서를 설명하기 위한 도면;

도 3은 도 2에서 설명된 부분을 측면에서 도시한 도면;

도 4는 본 발명의 실시예에서 사용되는 광센서를 설명하기 위한 도면;

도 5a는 손상이 없는 반도체 웨이퍼에 광이 투사되는 경우를 설명하기 위한 도면;

도 5b는 가장자리에 손상이 발생된 반도체 웨이퍼에 광이 투사되는 경우를 설명하기 위한 도면; 및

도 6a 및 6b는 공정이 진행되기 전에 반도체 웨이퍼를 정렬하기 위한 공정의 진행 과정을 설명하기 위한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 반도체 웨이퍼 20 : 카세트

30 : 컨베이어 스테이지 40 : 스테이지 업/다운 실린더

50 : 모터 60 : 롤러

70 : 벨트 90 : 바 업/다운 실린더

100 : 광섬유 센서 110 : 바

120 : 센서 지지대 130 : 제어부

140 : 표시장치

본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 반도체 웨이퍼의 손상 여부를 검출할 수 있는 반도체 웨이퍼 정렬 장치에 관한 것이다.

반도체 제조 공정중에 습식(wet) 공정에서는 반도체 웨이퍼와 카세트가 서로 분리되어 상기 반도체 웨이퍼가 50매가 한꺼번에 투입되어 여러 약액조(chemical bath) 및 초순수조(DIW bath)를 순차적으로 거치면서 제조 공정이 진행된다. 이런 공정 진행 단계에서 가장 문제가 되는 것이 베스(bath)내에서 반도체 웨이퍼가 손상을 입어 깨지는 현상이 발생하는 것이다.

약액조 또는 초순수조에서 상기 반도체 웨이퍼가 깨지면, 손상된 웨이퍼의 가루들로 인하여 다른 웨이퍼 및 베스가 오염이 된다. 그 중 오염정도가 심한 웨이퍼는 불량처리가 된다. 그리고 깨진 웨이퍼가 감지센서에 검출되지 않고 베스 내에 잔존해서 웨이퍼 가이드(wafer guide)위에 놓여 있다면 후속 랏(lot)은 웨이 퍼 가이드의 홈이 들어가지 못하고 깨지거나 쓰러져 버리고 이 과정에서 웨이퍼 가이드도 함께 깨질 우려가 높다. 웨이퍼 가이드가 깨지면 웨이퍼 가이드 자체의 가격도 있지만, 상기 반도체 웨이퍼가 홈에 정확히 들어갈 수 있도록 장착하기 위해서는 2시간 이상이 소요되기 때문에 그만큼 제조 공정을 진행할 수 있는 시간을 낭비하게 된다. 상기 반도체 웨이퍼가 깨지는 원인은 여러가지가 있겠지만, 그 중 가장자리가 깨진 상태인 반도체 웨이퍼가 베스로 투입되기 때문에 발생되는 경우가 가장 많다. 가장자리가 손상된 반도체 웨이퍼는 제조 공정을 진행하다 보면 결국 깨지기 때문에 낭비될 요소를 사전에 방지하기 위해 발견 즉시 불량처리하게 된다. 설비로 투입전 작업자가 확인을 하긴 하지만, 모든 웨이퍼를 하나하나 확인을 할 수 없고 눈에 보이는 부분만 확안하기 때문에 발견하기가 힘들다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 공정 전에 반도체 웨이퍼의 손상 여부를 검출할 수 있는 새로운 형태의 반도체 웨이퍼 정렬 장치를 제공하는 데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 반도체 웨이퍼의 손상 여부를 검출할 수 있는 반도체 제조 장치는 반도체 웨이퍼를 정렬하기 위한 정렬 부재, 정렬된 반도체 웨이퍼가 놓이는 지지 부재, 센서 부재 그리고 제어 부재를 구비한다. 상기 센서 부재는 상기 지지 부재의 양 측면에 설치되어 정렬된 반도체 웨이퍼의 손상 여부를 검출하여 신호를 전송한다. 상기 제어 부재는 상기 센 서 부재에서 전송된 신호에 응답하여 상기 반도체 웨이퍼 정렬 장치를 제어한다.

이와 같은 본 발명의 반도체 제조 장치에서, 상기 센서 부재는 상기 지지부재의 하부에 부착되고 상부 방향으로 일정 각도로 기울어져 상기 반도체 웨이퍼로 빛을 투사하여 반사되는 빛을 검출하여 상기 반도체 웨이퍼의 손상 여부를 검출한다.

이와 같은 본 발명의 반도체 제조 장치에 의하면, 공정이 진행되기 전에 반도체 웨이퍼의 손상 여부를 검출할 수 있으므로 손상된 부분에서 발생되는 파티클들로 인한 공정 진행중에 반도체 웨이퍼 및 공정 장비의 오염을 방지할 수 있고, 이로 인해 반도체 제조 공정시 생산 효율을 높일 수 있다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부도면 도 1 내지 도 6b에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1, 도 6a 그리고 도 6b를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에서 개시된 반도체 웨이퍼 정렬 장치는 반도체 웨이퍼의 손상 여부 특히나 가장자리부분의 손상 여부를 알 수 있도록 상기 반도체 웨이퍼가 놓이는 지지 부재인 바를 개선하고 상기 바의 측면으로 센서를 구성하여 손상된 부분에서 반사되어 오는 빛을 검출하게 함으로써 가장자리부분의 손상여부를 알 수 있도록 한다. 특히, 도 6a와 도 6b는 상기 반도체 웨이퍼를 정렬하는 과정을 설명하기 위한 도면들이다. 복수개의 반도체 웨이퍼들(10)을 함유한 카세트(cassette)(20)가 정해진 위치에 오면 컨베이어 스테이지(conveyor stage)(30)가 스테이지 업/다운 실린더(40)에 의해서 위로 상승된다. 상승된 컨베이서 스테이지(30)가 상기 카세트(20)를 지지하여 도 6b에 도시된 것처럼 상기 카세트(20)가 상기 컨베이서 스테이지(30)에 로딩된다. 상기 실린더(40)의 동작이 완료되면 롤러(roller)(60)를 회전시키기 위해서 모터(motor)(50)가 동작된다. 상기 모터(50)의 동작은 벨트(70)를 통해 전달되어 롤러(60)는 천천히 회전하면서 상기 반도체 웨이퍼(10)의 플랫 존(flat zone)을 정렬한다. 이런 동작이 진행되는 경우에 상기 반도체 웨이퍼(10)를 지지하기 위한 바(bar)(110)가 실린더(90)에 의해 상승된다. 본 발명의 실시예에서 상기 바(110)는 성벽 모양의 형상을 가져서 상기 반도체 웨이퍼가 안전하게 로딩(loading)되도록 한다. 상기 반도체 웨이퍼(10)가 회전되면 상기 바(110)에 로딩되어 정렬(alignment)이 완료된다. 이 경우에 본 발명의 실시예에서는 상기 바(110)의 양 측면에 센서 지지대(120)이 부착되고 상기 센서 지지대(120)에 의해 광섬유 센서(fiber sensor)(100)가 상부를 향해 일정한 각도로 상승된 위치를 갖도록 구성된다.

도 2 및 도 3에서 본 발명에 사용되는 센서의 부착구조가 더욱 상세히 설명된다. 도 3에 도시된 것처럼, 상기 반도체 웨이퍼(10)가 성벽 모양의 개선된 바(110)에 의해 더욱 견고하게 놓여진다. 그리고 광섬유 센서(100)가 도 3에 도시된 것처럼 상부로 일정한 각도를 가지고 기울어져서 센서 지지대(120)에 의해 홀딩되어 양 측면에 부착된다. 본 발명의 실시예에서는 26개의 바의 양 측면에 모두 광섬유 센서(100)를 부착해서 모두 52개의 센서를 부착하는 방식을 취했다. 물론 적절한 수의 센서를 부착하는 경우 부착된 센서의 수는 다양하게 구성할 수 있다는 것은 이 분야에 종사하는 사람들에게는 자명한 일이다.

도 4에 더욱 자세히 도시된 것처럼, 광섬유 센서(100)는 1개의 발광부(108)와 다수개의 수광부(106)를 가져서 더욱 정밀하고 정확하게 반사되는 빛을 검출할 수 있다. 광섬유 센서(100)는 나사산이 있는 지름 0.25 mm의 스테인레스 스틸부분(102)과 섬유 옵틱(fiber optic)(104)부분으로 구성되어 있다. 도 5a와 도 5b에 도시된 것처럼, 상기 반도체 웨이퍼의 가장자리에 특별한 이상이 없는 도 5a의 경우는 발광된 빛이 센서쪽으로 다시 반사되어 오지 않고 그냥 반사되어 진행되고 도 5b의 경우는 반도체 웨이퍼의 손상된 부분(12)때문에 발광된 빛이 센서쪽으로 다시 반사되어 센서에서 검출되어 제어부(130)로 신호를 전송하게 된다. 상기 제어부(130)에서는 상기 반도체 웨이퍼의 손상 여부를 알 수 있는 신호를 전송받으면 표시장치(140)등을 통해 공정의 진행자들에게 상기 반도체 웨에퍼의 손상 여부를 알리고 손상된 상기 반도체 웨이퍼를 공정 진행 전에 교체하는 것이 가능하도록 한다.

이와 같은 본 발명의 반도체 제조 장치에 의하면, 반도체 웨이퍼 제조 공정이 진행되기 전에 반도체 웨이퍼의 손상 여부를 검출할 수 있으므로 손상된 부분에서 발생되는 파티클들로 인한 공정 진행중에 반도체 웨이퍼 및 공정 장비의 오염을 방지할 수 있고, 이로 인해 반도체 제조 공정시 생산 효율을 높일 수 있다.

Claims (3)

1. 반도체 웨이퍼를 회전하여 정렬하기 위한 롤러를 구비하는 정렬 부재;

   정렬된 반도체 웨이퍼가 놓이는 지지 부재;

   상기 지지 부재의 측면에 설치되며, 상기 지지 부재에 놓여진 반도체 웨이퍼의 손상 여부를 검출하기 위하여 상기 반도체 웨이퍼에 나란한 방향으로 상기 반도체 웨이퍼에 빛을 투사하는 발광부와 상기 발광부로부터 투사되어 상기 반도체 웨이퍼로부터 반사되는 빛을 수용할 수 있는 수광부를 구비하는 센서 부재; 및

   상기 센서 부재에서 전송된 신호에 응답하여 상기 반도체 웨이퍼 정렬 장치를 제어하는 제어 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 정렬 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 센서 부재는 광섬유 센서인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 정렬 장치.
3. 반도체 웨이퍼를 정렬하기 위한 정렬 부재;

   정렬된 반도체 웨이퍼가 놓이는 지지 부재;

   상기 지지 부재의 양 측면에 설치되어 정렬된 반도체 웨이퍼의 손상 여부를 검출하여 신호를 전송하기 위한 센서 부재; 및

   상기 센서 부재에서 전송된 신호에 응답하여 상기 반도체 웨이퍼 정렬 장치를 제어하는 제어 부재를 포함하되,

   상기 센서 부재는 상기 지지부재의 하부에 부착되고 상부 방향으로 일정 각도로 기울어져 상기 반도체 웨이퍼로 빛을 투사하여 반사되는 빛을 검출하여 상기 반도체 웨이퍼의 손상 여부를 검출하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 정렬 장치.

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