KR100564693B1 - 웨이퍼 플랫존 정렬 장치 및 이를 갖는 웨이퍼 가공 장치 - Google Patents

웨이퍼 플랫존 정렬 장치 및 이를 갖는 웨이퍼 가공 장치 Download PDF

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Abstract

웨이퍼의 손상 여부를 감지할 수 있는 웨이퍼 플랫존 정렬 장치에서, 지지대는 웨이퍼들이 수직 방향으로 수용되는 카세트를 지지하며, 상기 지지대 상에는 상기 웨이퍼들을 정렬하기 위한 한 쌍의 롤러가 배치된다. 상기 롤러들은 상기 지지대 상에 수평 방향으로 서로 이격되어 평행하게 배치되고, 상기 웨이퍼들의 주연 부위를 지지한 상태에서 회전하여 상기 웨이퍼들의 플랫존 부위가 수평이 되도록 상기 웨이퍼들을 정렬한다. 상기 웨이퍼들 중에서 주연 부위에 칩핑 손상부가 존재하는 웨이퍼는, 상기 롤러들과 평행하게 배치되며 상기 웨이퍼들의 주연 부위에 밀착되는 결함검출선에 의해 검출된다. 따라서 작업자가 육안으로 확인하기 어려운 칩핑에 의한 미세한 홈이 발생된 웨이퍼를 상기 웨이퍼 플랫존 정렬 과정에서 용이하게 감지해 낼 수 있다.

Description

웨이퍼 플랫존 정렬 장치 및 이를 갖는 웨이퍼 가공 장치 {Wafer flat zone aligner and apparatus for processing a wafer having the same}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 플랫존 정렬 장치를 나타내는 구성도이다.
도 2 내지 도 8은 도 1에 도시된 웨이퍼 플랫존 정렬 장치에 의해서 웨이퍼의 플랫존이 정렬되면서 칩핑 부위가 검출되는 과정을 시간 순서대로 설명하기 위한 단면도들이다.
도 9 내지 도 11은 도 1에 도시된 웨이퍼 플랫존 정렬 장치를 구비하는 웨이퍼 가공 장치의 구성도들이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100 : 웨이퍼 플랫존 정렬 장치 110 : 지지대
112 : 수납홈 120 : 롤러
122 : 롤러축 124 : 제1 가이드 홈
130 : 결함검출선 132 : 제2 가이드 홈
140 : 개구부 150 : 고정 브래킷
160 : 발광 센서 164 : 센서빔
200 : 카세트 210 : 지지바
300 : 칩핑 손상부 900 : 웨이퍼 가공 장치
910 : 챔버 920 : 로봇암
930 : 로딩부 940 : 도어
W : 웨이퍼
본 발명은 웨이퍼 정렬 장치 및 상기 웨이퍼 정렬 장치를 구비하는 웨이퍼 가공 설비에 관한 것이다. 보다 상세하게는 플랫존을 기준으로 웨이퍼를 정렬하는 웨이퍼 플랫존 정렬 장치 및 상기 웨이퍼 플랫존 정렬 장치를 구비하는 웨이퍼 가공 설비에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조시 웨이퍼는 다수매씩 적재하기 편리하도록 슬롯(slot)이 구비되어 있는 카세트(cassette)에 수납되어 현 공정에서 다음 공정으로 이송된다. 또한 상기 웨이퍼들은 낱장 단위 또는 카세트 단위로 반도체 제조 장비에 로딩되어 반도체 장치의 제조를 위한 각 단위 공정들이 수행된다.
상기 반도체 단위 공정들의 대부분은 공정이 수행되기 전에 상기 카세트에 수납되어 있는 웨이퍼들의 플랫존이 일방향으로 나란하게 정렬된다. 만일 상기 웨이퍼들의 플랫존이 정렬되어 있지 않을 경우에는 상기 카세트에 적재되어 있는 웨이퍼들의 수평 높이가 맞지 않게 되고, 그로 인해 반도체 단위 공정 수행 시에 에러가 발생한다.
일반적으로 상기 카세트에 수용된 웨이퍼의 플랫존 정렬은 상기 카세트의 하단에 롤러를 구비하고, 상기 롤러를 상기 웨이퍼의 주연 부위와 접촉된 상태에서 회전시켜 수행한다. 상기 롤러를 이용하여 상기 카세트에 적재된 웨이퍼의 플랫존을 정렬하는 장치의 일 예는 미 합중국 특허 제5,383,759호에 개시되어 있다.
이어서, 플랫존이 정렬이 완료된 웨이퍼는 별도의 웨이퍼 이송 암에 의하여 소정의 반도체 제조 공정이 진행되는 챔버로 이송된다. 이와 같이, 공정 챔버로 이송된 웨이퍼는 통상 정전기력에 의하여 웨이퍼 척에 안착된 상태로 소정의 제조 공정이 진행된다. 그런데, 플랫존이 정렬된 웨이퍼라 할지라도 소정의 제조 공정이 진행되는 도중 또는 상기 공정이 완료된 웨이퍼를 언로딩하는 과정에서 웨이퍼가 파손되는 현상이 빈번하게 발생한다.
웨이퍼가 파손될 경우, 일련의 반도체 공정이 진행된 상기 웨이퍼를 더 이상 사용할 수 없을 뿐 아니라 상기 웨이퍼와 동시에 진행된 다른 웨이퍼들이 상기 웨이퍼의 파손으로 인해 발생된 파티클에 의해 오염될 가능성이 크다. 또한 상기 파손된 웨이퍼에 의해 상기 챔버가 오염되므로 공정 진행을 중단해야 한다. 따라서 한 장의 웨이퍼의 파손이 반도체 제조 생산성을 크게 떨어뜨리는 결과를 야기한다.
웨이퍼의 파손은 다양한 원인에 의하여 발생된다. 특히 선행 공정을 진행하는 과정에서 웨이퍼의 주연 부위에 미세한 홈 형태로 뜯기는 칩핑(chipping) 손상이 발생할 수 있다. 상기 웨이퍼는 후속 공정을 진행하는 반도체 제조 설비로 이송된다. 상기 설비 내에서 상기 웨이퍼가 정전척에 안착되는 과정, 공정 진행 도중 또는 정전척으로부터 언로딩되는 과정에서 상기 칩핑 부위에 응력이 과도하게 집중 된다. 응력이 상기 부위에 과도하게 집중되면 상기 칩핑 부위의 결정 결함이 급격히 성장하여 상기 웨이퍼가 파손될 가능성이 크다.
그런데, 반도체를 대량으로 제조하는 생산 현장에서 작업자가 웨이퍼의 칩핑 손상 여부를 일일이 육안으로 검사하는 것은 용이하지 않다. 따라서 웨이퍼가 공정 설비에 투입되기 전에 칩핑 손상부가 존재하는 웨이퍼를 자동으로 감지하는 장치의 개발이 요구된다.
따라서 본 발명의 제1 목적은 웨이퍼의 주연 부위에 미세한 칩핑에 손상부가 존재하는 웨이퍼를 자동으로 감지할 수 있는 웨이퍼 플랫존 정렬 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 제2 목적은 상기 웨이퍼 플랫존 정렬 장치를 구비하는 웨이퍼 가공 장치를 제공하는데 있다.
상기 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 웨이퍼 플랫존 정렬 장치는, 웨이퍼가 수직 방향으로 배치되도록 상기 웨이퍼를 수용하는 카세트를 지지하기 위한 지지대와, 상기 지지대 상에 수평 방향으로 서로 이격되어 평행하게 배치되고 상기 웨이퍼의 주연 부위를 지지하며 상기 웨이퍼의 플랫존 부위가 수평이 되도록 상기 웨이퍼를 회전시키기 위한 한 쌍의 롤러와, 상기 롤러들과 평행하게 배치되어 상기 롤러들에 의해 회전하는 웨이퍼의 주연 부위에 밀착되며 상기 웨이퍼의 주연 부위에 칩핑 손상부가 존재하는 경우 상기 홈에 삽입되어 상기 웨이퍼 의 회전을 억제하는 결함검출선을 포함한다.
상기 제2 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 웨이퍼 가공 장치는, 웨이퍼가 수직 방향으로 배치되도록 상기 웨이퍼를 수용하는 카세트를 지지하기 위한 지지대와, 상기 지지대 상에 수평 방향으로 서로 이격되어 평행하게 배치되며 상기 웨이퍼의 주연 부위를 지지하고 상기 웨이퍼의 플랫존 부위가 수평이 되도록 상기 웨이퍼를 회전시키기 위한 한 쌍의 롤러와, 상기 롤러들과 평행하게 배치되어 상기 롤러들에 의해 회전하는 웨이퍼의 주연 부위에 밀착되며 상기 웨이퍼의 주연 부위에 칩핑 손상부가 존재하는 경우 상기 홈에 삽입되어 상기 웨이퍼의 회전을 억제하는 결함검출선을 포함하는 웨이퍼 플랫존 정렬 장치를 포함하며, 상기 웨이퍼에 대하여 소정의 가공 공정을 수행하기 위한 웨이퍼 가공 모듈과, 상기 카세트와 상기 웨이퍼 가공 모듈 사이에서 상기 웨이퍼를 이송하기 위한 이송 모듈을 포함한다.
상기 장치에서 상기 각각의 롤러와 상기 결함검출선은 수직으로 상하 구동한다. 또한, 센서빔을 주사하여 웨이퍼의 플랫존 정렬 상태를 검사하기 위한 센서부를 더 포함할 수 있다.
이에 따라, 웨이퍼가 웨이퍼 가공 설비 내의 공정 챔버에 투입되기 전에 플랫존을 정렬하는 웨이퍼 플랫존 정렬 장치에서 칩핑 손상부가 발생한 웨이퍼를 자동으로 감지할 수 있다. 따라서 상기 웨이퍼가 파손되는 현상을 미연에 방지하여 반도체 장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 웨이퍼 플랫존 정렬 장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면 에 따라서 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 플랫존 정렬 장치를 나타내는 구성도이고, 도 2는 상기 웨이퍼 플랫존 정렬 장치의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 웨이퍼 플랫존 정렬 장치(100)는 카세트(200)를 지지하기 위한 지지대(110)를 구비한다. 상기 지지대(110) 상에는 카세트(200)의 지지바(210)가 인입되는 두 개의 수납홈(112)이 형성되어 있다. 따라서 상기 수납홈(112)에 인입된 상기 카세트(200)는 좌우로 흔들리지 않도록 안정되게 고정될 수 있다.
상기 지지대(110)의 중앙에는 한 쌍의 롤러(120)와 결함검출선(130)이 배치되기 위한 개구부(140)가 형성된다. 상기 지지대(110)의 양단에는 상기 지지대(110)와 수직으로 배치되며, 상기 롤러(120)들 및 상기 결함검출선(130)이 장착되는 고정 브래킷(bracket, 150)이 구비된다. 상기 카세트(200)에 수직 방향으로 수납된 다수매의 웨이퍼(W)들은 상기 카세트(200)의 하부를 통해 노출되므로, 상기 지지대(110) 상에 안착된 상기 카세트(200)에 수납된 상기 웨이퍼(W)들의 주연부(310)는 상기 개구부(140)를 통해 상기 롤러들(120) 및 결함검출선(130)과 접촉하게 된다.
구체적으로 상기 한 쌍의 롤러(120)는 웨이퍼(W)의 플랫존 부위의 길이만큼 수평 방향으로 서로 이격되어 평행하게 배치되어 있으며, 상기 각각의 롤러(120) 내부에 내장된 롤러축(122)의 회전에 의해 일 방향으로 회전이 가능하다. 도시되지는 않았지만, 상기 롤러축들(122)은 상기 롤러축들(122)로 회전력을 제공하기 위한 회전 구동부(도시되지 않음)와 연결된다. 상기 롤러축들(122) 및 상기 회전 구동부는 평벨트 또는 V벨트와 같은 마찰 전동 장치(도시되지 않음)에 의해 연결되어, 상기 롤러들(120)은 상기 회전 구동부에 의해 동일한 회전 속도로 회전한다.
상기 고정 브래킷(150)에는 상기 롤러들(120)의 수직 이동을 위한 제1 가이드 홈들(124)이 형성된다. 상기 각각의 롤러축(122)의 양 끝단은 상기 제1 가이드 홈(124)에 삽입되어 상기 개구부(140) 내에서 수직 방향으로 상하 구동을 한다. 상기 고정 브래킷(150) 내부에는 유압에 의해 상기 롤러축들(122)을 상승 또는 하강시키는 제1 수직 구동부(도시되지 않음)가 설치된다. 상기 롤러축들(122)은 수직 이동에 의해 카세트(200)에 적재된 웨이퍼(W)의 주연 부위와 접촉되거나 이격될 수 있다.
또한, 결함검출선(130)이 상기 롤러들(120) 사이에서 상기 롤러들(120)과 평행하게 배치된다. 구체적으로 상기 결함검출선(130)은 카세트(200)에 적재된 웨이퍼(W)와 밀착되었을 때 상기 웨이퍼(W)의 최하단 부위를 지지하도록 상기 웨이퍼(W)의 중심으로부터 수직으로 소정 거리만큼 떨어져 배치된다.
상기 고정 브래킷(150)에 형성된 상기 제1 가이드 홈들(124) 사이에는 상기 결함검출선(130)의 수직 이동을 위한 제2 가이드 홈(132)이 형성된다. 상기 결함검출선(130)의 양 끝은 상기 제2 가이드 홈(132)에 삽입되어 상기 개구부(140) 내에서 수직 방향으로 상하 구동을 한다. 상기 고정 브래킷(150) 내부에는 상기 결함검출선(130)을 상기 제2 가이드 홈(132)을 따라 상승 또는 하강시키는 제2 수직 구동부(도시되지 않음)가 설치된다. 이와는 다르게, 상기 결함검출선(130)은 상기 제1 수직 구동부에 의해 상기 롤러들과 함께 수직 방향으로 이동할 수도 있다.
상기 결함검출선(130)은 상기 웨이퍼(W)가 상기 롤러들(120)에 의해 회전되는 과정에서 상기 웨이퍼(W)의 주연 부위에 발생된 손상 부위에 삽입되어 상기 웨이퍼(W)의 회전을 억제하는 기능을 갖는다. 특히 웨이퍼(W)의 주연 부위에 칩핑 손상부(300)가 존재하는 경우, 상기 웨이퍼(W)를 용이하게 감지할 수 있다. 상기 결함검출선(130)은 0.1㎜ 내지 1.0㎜의 직경을 가지며, 탄성력이 우수한 구리(Cu)를 포함하는 합금으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 고정 브래킷(150)에는 웨이퍼의 플랫존 정렬을 감지하는 센서부가 설치된다. 상기 센서부는 발광 센서(160)와 수광 센서(도시되지 않음)로 구성되며, 상기 각각의 센서는 서로 마주보도록 상기 지지대(110) 양단의 고정 브래킷(150)에 내장된다.
상기 웨이퍼 플랫존 정렬 장치(100)가 웨이퍼를 정렬하면서 칩핑 손상부(300)가 발생된 웨이퍼(W)를 검출하는 단계에 대해서는 도면을 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
도 2 내지 도 8은 웨이퍼의 플랫존이 정렬되면서 칩핑 부위가 검출되는 과정을 시간 순서대로 설명하기 위한 단면도들이다.
도 2를 참조하면, 칩핑 손상부(300)가 발생된 웨이퍼(W)를 포함하는 웨이퍼(W)들이 미정렬 상태로 수납되어 있는 카세트(200)가 웨이퍼 플랫존 정렬 장치(100)의 지지대(110) 상에 안착되어 있다. 작업자는 카세트(200)를 상기 지지대(110) 상에 안착시킨 후 상기 웨이퍼 플랫존 정렬 장치(100)에 전원을 넣어 플랫존 정렬을 시작할 수 있다. 일 예로, 도시되지는 않았지만, 수납홈(112) 내부에 카세트(200)의 안착 여부를 감지할 수 있는 센서핀(도시되지 않음)을 장착하여, 카세트(200)를 상기 플랫존 정렬 장치(100)에 안착시켰을 때 플랫존(W) 정렬이 자동으로 수행되도록 할 수도 있다.
도 3을 참조하면, 한 쌍의 롤러(120)는 수평을 이루며 제1 수직 구동부에 의해 수직으로 상승한다. 상기 롤러들(120)이 상승하면서 웨이퍼(W)의 주연 부위와 접촉한다. 상기 롤러들(120)은 상기 웨이퍼(W)와 접촉한 상태에서 소정의 높이만큼 더 상승한다. 따라서, 상기 롤러들(120)과 상기 롤러들(120)과 접촉하는 상기 웨이퍼(W)의 주연 부위 사이에서 발생하는 마찰력이 상기 롤러들(120)에 지지된 상기 웨이퍼(W)의 무게에 의해 증가한다.
상기 롤러들(120)의 상승이 완료되면, 상기 회전 구동부에 의해 상기 롤러들(120)이 일 방향으로의 회전을 시작한다. 상기 회전하는 롤러들(120)은 상기 마찰력으로 인해 상기 웨이퍼(W)의 주연 부위에 접하면서 상기 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 일 예로, 상기 롤러들(120)이 반시계 반향으로 회전하면, 상기 롤러들(120)에 지지되는 웨이퍼(W)는 상기 롤러들(120)에 의해 시계 방향으로 회전한다.
도 4를 참조하면, 웨이퍼(W)가 회전하는 과정에서 상기 롤러들(120)이 상기 웨이퍼의 플랫존 부위와 마주하게 된다. 상기 웨이퍼(W)의 중심과 플랫존의 중심 사이의 거리(A)는 웨이퍼의 중심과 주연 부위의 사이의 거리(B)보다 짧다. 플랫존 부위에서 상기 웨이퍼(W)에 의해 상기 롤러들(120)이 받는 하중이 급격히 떨어지므로 상기 마찰력이 현저하게 감소한다. 이에 따라 상기 웨이퍼(W)는 상기 롤러들 (120)에 의해 회전하지 못하고 정지한다. 상기 플랫존 부위는 상기 플랫존 길이만큼 이격된 상기 롤러들(120)에 의해 수평 상태를 유지하게 되어 1차 플랫존 정렬이 완료된다.
웨이퍼(W)의 1차 플랫존 정렬이 완료되면 상기 웨이퍼(W)를 다시 1회전시켜 웨이퍼(W)의 칩핑 손상부를 검사하기 위한 2차 플랫존 정렬을 시작한다. 상기 2차 플랫존 정렬에 대해서는 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 5 내지 도 8은 웨이퍼(W)의 2차 플랫존 정렬 과정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 하나의 롤러가 플랫존의 일단을 들어올리기 위해 소정 높이만큼 더 상승한다. 이에 따라 상기 플랫존의 타단과 연결되는 웨이퍼의(W) 주연 부위가 다른 롤러와 접한다. 이어서, 롤러들(120)이 다시 회전하고, 플랫존의 일단을 들어올리기 위해 상승했던 상기 롤러는 다시 상기 다른 롤러와 수평을 이루기 위해 하강한다.
이어서, 결함검출선(130)이 소정 높이만큼 수직으로 상승한다. 상기 결함검출선(130)은 상기 결함검출선(130)이 상기 웨이퍼(W)의 주연 부위와 완전히 밀착되도록 상기 롤러들(120)의 상부 끝단보다 소정의 높이만큼 더 높이 상승한다. 즉, 상기 고정 브래킷(150)에서 볼 때 상기 결함검출선(130)의 양 끝이 상기 웨이퍼(W)의 주연 부위를 지지하는 상기 롤러들(120)의 최상단보다 더 높은 위치(134)에서 고정된다. 따라서, 상기 결함검출선(130)은 소정의 탄성력, 즉 상기 위치(134)로 되돌아가려는 힘을 가지므로 상기 웨이퍼(W)의 주연 부위에 밀착될 수 있다.
구체적으로, 상기 결함검출선(130)의 상승 높이는 상기 결함검출선(130)에 의해 지지되는 웨이퍼(W)의 무게, 상기 결함검출선(130)의 탄성도, 상기 롤러들(120) 및 상기 롤러들(120)과 접하는 웨이퍼(W)의 주연 부위와의 마찰력에 따라 적절히 조절될 수 있다. 즉, 상기 결함검출선(130)의 상승 높이는 상기 결함검출선(130)이 상기 웨이퍼(W)의 주연 부위에 밀착된 상태에서 상기 롤러들(130)의 회전에 의해 상기 웨이퍼(W)가 회전이 이루어질 정도가 되도록 한다.
상기 1차 플랫존 정렬 상태에서 상기 2차 플랫존 정렬까지 웨이퍼가 정확히 1회전하므로, 결함검출선(130)은 웨이퍼(W)의 주연 부위에 밀착된 상태로 상기 웨이퍼(W)의 주연 부위를 빠짐없이 검사할 수 있다.
도 7을 참조하면, 웨이퍼(W)가 회전하는 과정에서 칩핑 손상부(300)가 상기 결함검출선(130)과 마주보는 위치에 도달하는 순간에 상기 결함검출선(130)은 상기 탄성력에 의해 상기 칩핑 손상부(300)에 즉시 삽입된다. 상기 웨이퍼(W)는 상기 결함검출선(130)에 의해 회전이 억제되므로 상기 웨이퍼(W)의 플랫존 정렬은 상기 위치에서 중단된다. 이때, 상기 롤러들(120)의 회전이 계속되면서 칩핑 손상을 받지 않은 다른 웨이퍼들은 상기 롤러들(130)의 회전에 의해서 플랫존 정렬이 이루어진다.
도 8을 참조하면, 상기 롤러들(120)이 설정된 회전수만큼 회전한 후에 칩핑 손상을 받지 않은 웨이퍼들(점선으로 도시)의 2차 플랫존 정렬이 완료된다. 일반적으로 상기 회전수는 웨이퍼의 원주 길이를 롤러의 원주 길이로 나눈 수 보다 크다. 상기 2차 플랫존 정렬이 완료된 후 상기 롤러들(120)과 상기 결함검출선(130)은 하 강하여 카세트(200)가 지지대(110) 상에 안착되기 이전의 초기 위치로 복귀한다.
이어서, 상기 플랫존 정렬이 중지된 칩핑 손상부(300)를 가지는 웨이퍼(W)는 상기 센서부에 의해 감지될 수 있다. 구체적으로, 센서빔(164)은 발광 센서(160)로부터 주사된다. 상기 발광 센서(160)로부터 주사된 센서빔(164)은 카세트(200)에 수납된 웨이퍼들의 플랫존 정렬이 완료되었을 때 상기 플랫존의 아래를 지나 수광 센서에 도달한다. 플랫존 정렬이 미완료된 웨이퍼가 존재할 경우, 상기 센서빔(164)이 상기 웨이퍼(W)에 의해 가로막힘으로써 상기 웨이퍼(W)가 감지된다.
다음은, 상기 본 발명의 일 측면에 따른 웨이퍼 플랫존 정렬 장치(100)를 구비하는 웨이퍼 가공 장치(900)를 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라서 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 9 내지 도 11는 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 가공 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 웨이퍼 가공 장치(900)는 웨이퍼 가공 모듈과 웨이퍼 이송 모듈을 구비한다. 상기 웨이퍼 가공 모듈은 하나 이상의 공정 챔버(910)로 구성되며, 상기 챔버(910) 내에서 웨이퍼에 소정의 가공 공정이 수행된다. 상기 웨이퍼 이송 모듈은 로봇암(920)을 이용하여 상기 카세트(200)와 상기 웨이퍼 가공 모듈 사이에서 웨이퍼를 이송한다.
상기 웨이퍼 가공 장치(900)에 웨이퍼가 카세트(200)에 적재된 상태에서 플랫존을 정렬시키는 플랫존 정렬 장치(100)를 설치한다. 상기 플랫존 정렬 장치(100)는 카세트(200)가 로딩되는 로딩부(930)에 배치되어 카세트 로딩과 동시에 플 랫존 정렬이 이루어진다.
구체적으로 카세트(200) 로딩부(930)가 놓여지는 도어(940)의 상부면에 수납부(도시되지 않음)가 형성되고, 상기 수납부의 내부에는 상기 카세트(200)에 적재된 웨이퍼들의 플랫존을 한꺼번에 정렬시키는 웨이퍼 플랫존 정렬 장치(100)가 설치된다.
상기 플랫존 정렬 장치(100)는 카세트(200)를 지지하기 위한 지지대(110)와, 웨이퍼의 플랫존 부위를 수평이 되도록 상기 웨이퍼를 회전시키기 위한 한 쌍을 롤러(120)를 구비한다. 상기 롤러들(120) 사이에는 상기 웨이퍼의 주연 부위에 칩핑 손상부(300)가 존재하는 경우 상기 칩핑 손상부(300)에 삽입되어 상기 웨이퍼의 회전을 억제하는 결함검출선(130)이 상기 롤러들(120)과 평행하게 배치된다. 또한 상기 플랫존 정렬 장치(100)는 센서빔(164)을 주사하여 웨이퍼의 플랫존 정렬 상태를 검사하기 위한 센서부를 구비하여 칩핑 손상부(300)가 존재하는 웨이퍼를 자동으로 감지한다.
상기한 바와 같은 요소들을 포함하는 플랫존 정렬 장치(100)는 도 1 내지 도 8을 참조하여 기 설명된 부분들과 동일한 구성과 기능을 가지므로 이들에 대한 추가적인 상세 설명은 생략한다.
상기 칩핑 손상부가(300)가 존재하는 웨이퍼(W)는 상기 웨이퍼 가공 장치(900)에서 공정 진행 중에 파손될 가능성이 매우 크다. 따라서 상기 센서부가 상기 웨이퍼(W)를 감지하면 작업자는 상기 웨이퍼(W)를 리젝(reject) 웨이퍼로 분류하여 상기 웨이퍼 가공 장치(900) 또는 상기 카세트(200)에 적재된 다른 웨이퍼가 오염 되지 않도록 한다.
상기 센서부가 칩핑 손상된 웨이퍼(W)를 감지하면, 작업자에게 경고 신호를 발생시키는 경고 신호 발생 장치(도시되지 않음)가 상기 센서부와 연결되어 설치될 수 있다.
상술한 과정을 통해 상기 플랫존 정렬 장치(100)에 의해 카세트(200)에 담겨진 웨이퍼의 플랫존이 일정한 방향으로 정렬되고, 칩핑 손상부(300)가 존재하는 웨이퍼(W)는 작업자에 의해 따로 분류된다.
도 11을 참조하면, 상기 플랫존 정렬된 웨이퍼가 수평 방향으로 위치되도록 도어(940)가 폐쇄되면서 상기 카세트(200)는 상기 웨이퍼 가공 장치(900)의 내부로 투입된다. 여기서, 상기 카세트(200)를 회전시키는 회전 구동부(도시되지 않음)는 상기 도어(940)와 연결된다.
상기 로봇암(920)은 플랫존 정렬이 완료된 웨이퍼를 상기 공정 챔버(910)로 투입시킨다. 상기 웨이퍼 가공 장치(900)가 웨이퍼를 매엽식으로 진행하는 설비일 경우에 일반적인 매엽식 설비에 필요한 매엽식 웨이퍼 정렬 모듈을 따로 설치할 필요가 없다. 또한, 상기 매엽식 설비에서 카세트(200)에 적재된 웨이퍼를 한꺼번에 플랫존 정렬시킬 수 있으므로 웨이퍼 플랫존 정렬에 소요되는 시간이 기존의 매엽식 설비에서 상기 매엽식 웨이퍼 정렬 모듈에 의해 소요되는 시간보다 현저히 감소한다. 따라서 상기 매엽식 설비의 쓰루풋(throughput)이 향상될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 웨이퍼 플랫존 정렬 과정에서 칩핑 손 상부가 존재하는 웨이퍼를 자동으로 감지할 수 있으므로 상기 웨이퍼가 후속되는 공정에서 파손되는 현상을 미연에 방지할 수 있다. 이에 따라, 반도체 설비 내에서 웨이퍼가 파손됨으로써 상기 파손된 웨이퍼와 함께 진행된 웨이퍼를 오염시키거나 또는 상기 파손된 웨이퍼로 인해 상기 설비 운행을 중단시키는 문제를 방지함으로서 반도체 장치의 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 웨이퍼 플랫존 정렬 장치를 구비하는 매엽식 웨이퍼 가공 장치는 카세트에 수납된 웨이퍼들을 한꺼번에 플랫존 정렬시킴으로써 플랫존 정렬에 소요되는 시간이 감소되어 반도체 제조 설비의 쓰루풋이 증대될 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 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 (9)

  1. 웨이퍼가 수직 방향으로 배치되도록 상기 웨이퍼를 수용하는 카세트를 지지하기 위한 지지대;
    상기 지지대 상에 수평 방향으로 서로 이격되어 평행하게 배치되고, 상기 웨이퍼의 주연 부위를 지지하며, 상기 웨이퍼의 플랫존 부위가 수평이 되도록 상기 웨이퍼를 회전시키기 위한 한 쌍의 롤러; 및
    상기 롤러들과 평행하게 배치되어 상기 롤러들에 의해 회전하는 웨이퍼의 주연 부위에 밀착되며, 상기 웨이퍼의 주연 부위에 칩핑 손상부가 존재하는 경우, 상기 홈에 삽입되어 상기 웨이퍼의 회전을 억제하는 결함검출선을 포함하는 웨이퍼 플랫존 정렬 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 각각의 롤러와 상기 결함검출선은 수직으로 상하 구동하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 정렬 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 결함검출선은 0.1㎜ 내지 1.0㎜의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 플랫존 정렬 장치.
  4. 제1 항에 있어서, 센서빔을 주사하여 웨이퍼의 플랫존 정렬 상태를 검사하기 위한 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 플랫존 정렬 장치.
  5. 웨이퍼가 수직 방향으로 배치되도록 상기 웨이퍼를 수용하는 카세트를 지지하기 위한 지지대와, 상기 지지대 상에 수평 방향으로 서로 이격되어 평행하게 배치되며 상기 웨이퍼의 주연 부위를 지지하고 상기 웨이퍼의 플랫존 부위가 수평이 되도록 상기 웨이퍼를 회전시키기 위한 한 쌍의 롤러와, 상기 롤러들과 평행하게 배치되어 상기 롤러들에 의해 회전하는 웨이퍼의 주연 부위에 밀착되며 상기 웨이퍼의 주연 부위에 칩핑 손상부가 존재하는 경우 상기 홈에 삽입되어 상기 웨이퍼의 회전을 억제하는 결함검출선을 포함하는 웨이퍼 플랫존 정렬 장치;
    상기 웨이퍼에 대하여 소정의 가공 공정을 수행하기 위한 웨이퍼 가공 모듈; 및
    상기 카세트와 상기 웨이퍼 가공 모듈 사이에서 상기 웨이퍼를 이송하기 위한 이송 모듈을 포함하는 웨이퍼 가공 장치.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 각각의 롤러와 상기 결함검출선은 수직으로 상하 구동하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공 장치.
  7. 제5 항에 있어서, 상기 결함검출선은 0.1㎜ 내지 1.0㎜의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공 장치.
  8. 제5 항에 있어서, 센서빔을 주사하여 웨이퍼의 플랫존 정렬 상태를 검사하기 위한 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공 장치.
  9. 제5 항에 있어서, 상기 웨이퍼 플랫존 정렬 장치에 의해 플랫존 정렬된 웨이퍼가 수평 방향으로 위치되도록 상기 카세트를 회전시키는 회전 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101380980B1 (ko) * 2013-04-03 2014-04-02 노한우 플랫존 및 홈 웨이퍼 타입 겸용 웨이퍼 정렬기

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