KR100621620B1 - 웨이퍼 이송 기구 및 이를 포함하는 폴리싱 장치 - Google Patents

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김민수
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Abstract

본 발명은 웨이퍼 이송 기구 및 이를 포함하는 폴리싱 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 웨이퍼 이송 기구는, 웨이퍼가 놓여지는 경사부를 갖는 원형의 트레이; 상기 트레이의 원주 방향으로 배치되는 가이드; 및 상기 트레이에 수용되는 웨이퍼의 가장자리 측벽을 각각 센싱하는 복수개의 센서를 포함하는 것을 특징으로 하며, 본 발명에 따른 웨이퍼 이송 기구를 포함하는 폴리싱 장치는, 웨이퍼를 홀딩하는 웨이퍼 홀딩부를 포함하는 연마부; 및 웨이퍼가 놓여지는 경사부를 갖는 원형의 트레이와, 상기 트레이의 원주 방향으로 배치되는 가이드와, 상기 가이드와 트레이를 상하 방향으로 이동시키는 푸셔와, 복수개의 센서를 포함하는 웨이퍼 이송 기구를 포함하며, 상기 연마부의 웨이퍼 홀딩부로부터 언로딩되는 웨이퍼를 상기 웨이퍼 이송 기구의 트레이에 받는 경우 상기 트레이에 놓여지는 웨이퍼의 유무와 수평 상태를 상기 복수개의 센서로써 상기 웨이퍼의 가장자리 측벽을 각각 센싱하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 웨이퍼 이송 기구로 웨이퍼가 놓여질 때 웨이퍼의 유무 뿐만 아니라 웨이퍼가 올바르게 놓여져 있는가를 감지할 수 있게 된다.

Description

웨이퍼 이송 기구 및 이를 포함하는 폴리싱 장치{WAFER TRANSPORTER AND POLISHING APPARATUS COMPRISING THE SAME}
도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 이송 기구를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 웨이퍼 이송 기구의 일부를 도시한 평면도이다.
도 3 내지 도 5는 도 1의 웨이퍼 이송 기구의 센서의 배치를 도시한 평면도이다.
도 6은 도 1의 웨이퍼 이송 기구의 센서의 센싱 동작을 도시한 단면도이다.
도 7은 도 1의 웨이퍼 이송 기구를 포함하는 폴리싱 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
100: 웨이퍼 이송 기구 110: 트레이
115: 경사부 120: 가이드
130: 푸셔 140,150,160: 센서
140a,150a,160a: 발광부 140b,150b,160b: 수광부
200: 웨이퍼 홀딩부 250: 연마부
300: 웨이퍼 350: 적재부
450: 파워부 550: 제2로봇
650: 세정부 750: 건조부
850: 제1로봇 900: 폴리싱 장치
본 발명은 웨이퍼 이송 기구 및 이를 포함하는 폴리싱 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼 이송 기구에 놓이는 웨이퍼의 유무 뿐만 아니라 올바른 장착 여부를 감지할 수 있는 웨이퍼 이송 기구 및 폴리싱 장치에 관한 것이다.
최근 반도체 소자의 고속화 및 고집적화에 따라 배선 층수의 증가와 배선 패턴의 미세화에 대한 요구가 갈수록 높아지고 있다. 이러한 다층 배선 기술이 반도체 소자의 제조 산업에 있어서 중요한 과제로 대두되고 있음은 주지의 사실이다. 더욱이, 디자인 룰(design rule)이 0.35㎛ 이하인 시대에 들어서면서 미세 패턴 형성을 실현하기 위해서는 노광 장치의 촛점 심도에 대한 공정 마진이 줄어들고 있다. 이에 따라 충분한 촛점 심도를 확보하기 위하여 반도체 웨이퍼의 전영역에 걸친 광역 평탄화 기술이 요구되고 있다.
이와 같은 광역 평탄화를 실현하기 위해 화학기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing)라고 하는 기술이 반도체 소자 제조 공정에 필수적으로 적용되고 있다. 화학기계적 연마 공정은 소자의 고속화를 실현하기 위해 다층 배선이 요구되는 논리형 소자에 많이 적용되고 있으며, 또한 기억형 소자에서도 다층화 되어감에 따라 점차적으로 적용을 하고 있는 추세이다.
반도체 웨이퍼의 표면을 평탄화하는 수단인 폴리싱(polishing) 장치는 연마패드가 부착된 폴리싱 테이블(polishing table)과, 웨이퍼의 피연마면을 턴테이블을 향하도록 웨이퍼를 홀딩하는 탑 링(top ring)을 가진다. 이렇게 구성된 폴리싱 장치는 폴리싱 테이블과 탑 링이 각각 회전되면서 탑링에 고정된 웨이퍼가 평탄하게 연마된다.
위와 같은 종래의 폴리싱 장치는 Katsuoka의 미국특허 제6,629,883호 "Polishing apparatus"에 개시되어 있다. 위 특허에 의하면, 폴리싱 장치는 트랜스퍼(transfer)를 포함하고 있다. 트랜스퍼는 폴리싱 장치에서 화학기계적 연마 공정을 받은 웨이퍼를 탑 링으로부터 언로딩(unloading)하거나 탑 링으로 로딩(loading)하는 일종의 웨이퍼 이송 기구이다.
트랜스퍼는 웨이퍼의 유무를 감지하는 포토 센서(photosensor)가 구비되어 있다. 포토 센서는 웨이퍼 상부에 고정되어 있는 발광부(light-emitting element)와 웨이퍼 하부에 고정되어 있는 수광부(light-receiving element)로 구성된다. 따라서, 탑 링으로부터 언로딩된 웨이퍼가 웨이퍼 이송 기구의 트레이에 장착되는지를 포토 센서의 센싱에 의해 확인할 수 있다.
그런데, 상기 특허의 첨부도면 10에 도시된 바와 같이, 종래의 웨이퍼 이송 기구에 있어서 포토 센서의 발광부와 수광부는 웨이퍼 표면으로부터 소정의 각도로 비스듬히 설비되어 있으므로 웨이퍼 이송 기구에 장착되는 웨이퍼의 유무만을 감지하지 웨이퍼의 올바른 장착 여부에 대해서는 감지하지 않는다.
예를 들어, 주어진 시간 내에 웨이퍼가 탑 링으로부터 언로딩되지 아니하고 조금 늦게 떨어져 웨이퍼 이송 기구에 웨이퍼가 올바르게 놓여지지 아니할 수 있다. 이런 경우 웨이퍼는 웨이퍼 이송 기구에 올바르게 놓여져 있지 않더라도 포토 센서의 발광부와 수광부는 단순히 웨이퍼 이송 기구에 웨이퍼가 놓여져 있다고 감지한다. 그러면, 예정된 후속 공정이 계속적으로 진행될 수 밖에 없어서 웨이퍼의 손상을 비롯한 반도체 제조 설비가 고장나는 현상이 일어날 수 있다.
이에 본 발명은 상기한 종래 기술상의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 웨이퍼 이송 기구에 놓이는 웨이퍼의 유무 뿐만 아니라 올바른 장착 여부를 감지할 수 있는 웨이퍼 이송 기구 및 이를 포함하는 폴리싱 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 이송 기구 및 이를 포함하는 폴리싱 장치는 웨이퍼 감지 센서의 위치와 수를 달리함으로써 웨이퍼 이송 기구에의 웨이퍼 유무 뿐만 아니라 올바른 장착 여부도 감지하는 것을 특징으로 한다.
상기 특징으로 구현할 수 있는 본 발명의 일 국면에 따른 웨이퍼 이송 기구는, 웨이퍼가 놓여지는 경사부를 갖는 원형의 트레이; 상기 트레이의 원주 방향으로 배치되는 가이드; 및 상기 트레이에 수용되는 웨이퍼의 가장자리 측벽을 각각 센싱하는 복수개의 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 복수개의 센서 각각은 상기 트레이에 수용되는 웨이퍼의 원주 방향으로 등간격으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 복수개의 센서는 적어도 2개의 센서이고, 상기 적어도 2개의 센서 각각은 상기 트레이에 수용되는 웨이퍼의 원주 방향으로 소정의 거리를 가지고 위치하는 것을 특징으로 한다.
상기 복수개의 센서는 적어도 2개의 센서이고, 상기 적어도 2개의 센서 각각은 상기 트레이에 수용되는 웨이퍼 중심을 기준으로 서로 마주보는 위치에 있는 것을 특징으로 한다.
상기 복수개의 센서는 각각 발광부와 수광부를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 발광부와 수광부는 일체형 또는 분리형인 것을 특징으로 한다.
상기 발광부와 수광부는 센싱하는 웨이퍼의 가장자리 측벽 두께 방향과 동일한 방향으로 배치되거나 또는 이와 수직한 방향으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 특징으로 구현하기 위한 본 발명의 일 국면에 따른 폴리싱 장치는, 웨이퍼를 홀딩하는 웨이퍼 홀딩부를 포함하는 연마부; 및 웨이퍼가 놓여지는 경사부를 갖는 원형의 트레이와, 상기 트레이의 원주 방향으로 배치되는 가이드와, 상기 가이드와 트레이를 상하 방향으로 이동시키는 푸셔와, 복수개의 센서를 포함하는 웨이퍼 이송 기구를 포함하며, 상기 연마부의 웨이퍼 홀딩부로부터 언로딩되는 웨이퍼를 상기 웨이퍼 이송 기구의 트레이에 받는 경우 상기 트레이에 놓여지는 웨이퍼의 유무와 수평 상태를 상기 복수개의 센서로써 상기 웨이퍼의 가장자리 측벽을 각각 센싱하는 것을 특징으로 한다.
상기 복수개의 센서 각각은 상기 트레이에 수용되는 웨이퍼의 원주 방향으로 등간격으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 복수개의 센서는 적어도 2개의 센서이고, 상기 적어도 2개의 센서 각각은 상기 트레이에 수용되는 웨이퍼의 원주 방향으로 소정의 거리를 가지고 위치하는 것을 특징으로 한다.
상기 복수개의 센서는 적어도 2개의 센서이고, 상기 적어도 2개의 센서 각각은 상기 트레이에 수용되는 웨이퍼 중심을 기준으로 서로 마주보는 위치에 있는 것을 특징으로 한다.
상기 복수개의 센서는 각각 발광부와 수광부를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 발광부와 수광부는 일체형 또는 분리형인 것을 특징으로 한다.
상기 발광부와 수광부는 센싱하는 웨이퍼의 가장자리 측벽 두께 방향과 동일한 방향으로 배치되거나 또는 이와 수직한 방향으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 폴리싱 장치는, 웨이퍼가 적재된 적재부와; 상기 적재부로부터 상기 웨이퍼 이송부로 웨이퍼를 건네주는 제1로봇과; 연마된 웨이퍼를 세정하는 세정부와; 연마된 웨이퍼를 상기 웨이퍼 이송 기구로부터 건네받아 상기 세정부로 건네주는 제2로봇과; 상기 웨이퍼 이송 기구가 이동되는 공간을 제공하는 이동로를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 웨이퍼 이송 기구로 웨이퍼가 놓여질 때 웨이퍼의 유무 뿐만 아니라 웨이퍼가 올바르게 놓여져 있는가를 감지할 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼 감지 불량에 따른 웨이퍼 파손이나 설비 고장 등의 문제점이 해결되어 생산성이 향상된다.
이하, 본 발명에 따른 웨이퍼 이송 기구 및 이를 포함하는 폴리싱 장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명과 종래 기술과 비교한 이점은 첨부된 도면을 참조한 상세한 설명과 특허청구범위를 통하여 명백하게 될 것이다. 특히, 본 발명은 특허청구범위에서 잘 지적되고 명백하게 청구된다. 그러나, 본 발명은 첨부된 도면과 관련해서 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있다. 도면에 있어서 동일한 참조부호는 다양한 도면을 통해서 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 이송 기구를 도시한 단면도이고, 도 2 내지 도 5는 도 1의 웨이퍼 이송 기구의 센서의 배치를 도시한 평면도이다. 도 6은 도 1의 웨이퍼 이송 기구의 센서의 센싱 동작을 도시한 단면도이고, 도 7은 도 1의 웨이퍼 이송 기구를 포함하는 폴리싱 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
(웨이퍼 이송 기구의 실시예)
도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 이송 기구(100)는 크게 트레이(110)와 가이드(120)와 푸셔(130) 및 센서(140,150)로 이루어진다.
트레이(110;tray)는 웨이퍼(300)가 놓여지는 곳으로 트레이(110)의 둘레는 웨이퍼(300)와 직접적으로 접촉하기에 적합한 형태인 경사부(115)가 구비된다. 경사부(115)는 웨이퍼(300)와 직접적으로 접촉하므로 위쪽으로 갈수록 그 단면적이 작아지는 형태인 것이 웨이퍼(300)와의 마찰을 줄이는데 바람직하다.
가이드(120;guide)는 트레이(110)이의 원주 방향으로 복수개, 예를 들어, 4개가 서로 일정 간격으로 이격되어 배치된다. 가이드(120)는 트레이(110)에 있는 웨이퍼(300)를 탑 링(top ring)과 같이 웨이퍼를 홀딩하는 것에 로딩하거나, 또는 탑 링으로부터 웨이퍼를 받는 경우 웨이퍼가 수수되는 위치와 방향 등을 안내하는 역할을 할 것이다. 가이드(120)는 트레이(110)의 중심부를 향한 면이 테이퍼져 있을 수 있는 것이 웨이퍼의 트레이(110)에의 안착에 도움을 제공할 것이다.
푸셔(130;pusher)는 트레이(110)에 있는 웨이퍼(300)를 다른 기구에 넘겨주거나, 또는 다른 기구로부터 넘겨받을 경우 트레이(110) 전체를 상하강 작동시킨다.
예를 들어, 로봇에 의해 웨이퍼 적재부로부터 꺼내어진 연마 대상물로서의 웨이퍼가 웨이퍼 이송 기구(100)의 트레이(110)에 올려져 있다고 가정한다. 트레이(110)에 올려진 웨이퍼(300)가 연마 공정을 받기 위해선 폴리싱 패드(polishing pad)가 있는 폴리싱 테이블(polishing table)과 연마 대상물인 웨이퍼를 홀딩(holding)하는 탑 링(top ring)과 같은 웨이퍼 홀딩부(200)를 포함하는 연마부로 넘겨져야 한다. 이때, 웨이퍼 홀딩부(200)가 웨이퍼 이송 기구(100)쪽으로 회동되고 그러면 푸셔(130)가 트레이(110)를 웨이퍼 홀딩부(200) 쪽으로 상승시킨다. 상승된 트레이(110)로부터 웨이퍼 홀딩부(200)는 웨이퍼(300)를 진공 흡착시켜 웨이퍼(300)를 홀딩한다. 웨이퍼 홀딩부(200)는 진공 흡착된 웨이퍼를 폴리싱 테이블쪽으로의 이동 및 가압시킴으로써 웨이퍼 연마 공정이 진행된다.
연마 공정을 받은 웨이퍼는 웨이퍼 홀딩부(200)의 작동으로 웨이퍼 이송 기 구(100) 쪽으로 이동된다. 그러면, 푸셔(130)가 트레이(110)를 웨이퍼 홀딩부(200)쪽으로 상승시키고, 상승된 트레이(110)는 웨이퍼 홀딩부(200)로부터 언로딩되는 웨이퍼를 받는다.
트레이(110)에 올려진 웨이퍼(300)의 유무 및 올바른 장착 여부 확인은 하기의 복수개, 예를 들어, 적어도 2개의 센서(140,150)의 센싱 작용에 의한다.
센서(140,150)는 앞서 언급한 바와 같이 트레이(110)에 놓여진 웨이퍼(300)의 유무 및 올바른 위치에의 장착 여부를 감지하기 위한 것이다. 센서(140,150)는 트레이(110)에 수용되는 웨이퍼(300)의 가장자리 측벽을 각각 센싱한다.
특히, 웨이퍼(300)의 수평 상태를 정확히 감지하기 위해선 단수의 센서보다는 적어도 2개 이상의 복수개의 센서(140,150)가 구비되는 것이 바람직하다. 단수의 센서로 웨이퍼 수평 상태를 감지하는 경우, 단수의 센서와 웨이퍼 중심을 잇는 축을 기준으로 웨이퍼가 틀어지게 되더라도 센서는 웨이퍼가 수평상태를 유지하고 있다고 감지할 것이기 때문이다.
센서(140,150;sensor)는 빛을 이용한 센서로서 웨이퍼(300) 가장자리 측벽을 센싱하기에 적합하도록 웨이퍼(300) 가장자리 측벽과 같은 레벨에 위치하는 것이 바람직하다. 설명의 편의상 도 1에 있어서 웨이퍼(300) 좌측에 있는 센서(140)를 제1센서(140)라 하고 우측에 있는 센서(150)를 제2센서(150)라 명명한다.
제1센서(140)는 발광부(140a;light-emitting element)와 수광부(140b;light-receiving element)가 각각 구분되는 분리형으로 구성될 수 있다. 발광부(140a)는 발광다이오드로 구성할 수 있고, 수광부(140b)는 포토다이오드로 구성할 수 있다. 한편, 발광부(140a)는 레이저 광원을 사용할 수도 있다. 이하에서, 발광부(140a)로부터 나가는 빛은 실선화살표로 나타내며 수광부(140b)로 들어오는 빛은 점선화살표로 나타낸다.
분리형의 발광부(140a)와 수광부(140b)는 웨이퍼(300) 가장자리 측벽 방향과 동일한 방향 즉 상하로 포개어져 있을 수 있고, 이와 달리 후술하는 도 3에 도시된 바와 같이 웨이퍼(300) 가장자리 측벽 방향과 수직하는 방향 즉 좌우로 배치되어 있을 수 있다. 또한, 제1센서(140)는 발광부(140a)와 수광부(140b)가 일체형으로 구성될 수 있다. 제2센서(150)의 경우도 이와 마찬가지이다.
도 3을 참조하여, 도 1에 도시된 것처럼 제1센서(140)와 제2센서(150)는 웨이퍼(300) 중심을 기준으로 서로 마주보는 위치에 있을 수 있다. 여기서의 제1센서(140)는 발광부(140a)와 수광부(140b)가 웨이퍼(300) 가장자리 측벽 방향과 수직하는 방향 즉 좌우로 배치되어 있는 것을 예를 든다. 제2센서(150)도 이와 마찬가지이다. 이러한 센서(140,150)의 배치는 단수의 센서가 감지하는 것보다 웨이퍼(300)의 수평상태를 더 정확히 감지할 수 있는 장점이 있다.
그런데, 위와 같은 센서(140,150)의 배치는 제1센서(140)와 웨이퍼(300) 중심과 제2센서(150)를 잇는 축을 기준으로 웨이퍼(300)의 상부 또는 하부가 수평 상태에서 벗어나는 경우 센서(140,150)는 웨이퍼(300)가 수평 상태를 유지하고 있다고 감지할 수 있다.
따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 센서(140,150)를 웨이퍼(300)의 원주 방향으로 소정의 거리를 가지고 위치하는 태양으로 배치할 수 있다. 이와 같은 센서(40,150)의 배치는 상술한 배치 형태에 비해 웨이퍼의 수평 상태를 오류없이 감지할 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 2개 이상, 예를 들어, 3개의 센서(140,150,160)가 웨이퍼(300)의 원주 방향으로 배치되어 있을 수 있다. 3개의 센서(140,150,160) 각각은 서로 등간격으로 배치되어 있는 것이 웨이퍼(300)의 수평 상태를 오류없이 더 정확히 감지할 것이다.
상기와 같이 구성된 웨이퍼 이송 기구는 다음과 같이 동작한다.
도 6을 참조하여, 예를 들어 연마 공정을 받은 웨이퍼가 탑 링과 같은 웨이퍼 홀딩부(200)로부터 진공 흡착 상태가 해제되어 언로딩될 때 푸셔(130)는 트레이(110)를 웨이퍼 홀딩부(200)로 상승시킨다. 상승된 트레이(110)는 웨이퍼 홀딩부(200)로부터 언로딩되는 웨이퍼(300)를 받는다. 언로딩된 웨이퍼(300)는 트레이(110)이 경사부(115)에 올려지게 되는데, 주어진 시간 내에 웨이퍼(300)가 웨이퍼 홀딩부(200)으로부터 언로딩되지 아니하고 조금 늦게 떨어져 트레이(110)에 웨이퍼(300)가 올바르게 놓여지지 아니할 수 있다. 특히, 웨이퍼(300)의 어느 한 쪽면이 가이드(120)상에 올려지게 될 수 있는 등 웨이퍼(300)의 수평 상태가 틀어질 수 있다.
이와 같이 웨이퍼(300)가 웨이퍼 홀딩부(200)로부터 언로딩 되어 웨이퍼 이송 기구(100)의 트레이(110)에 놓여질 때, 센서(140,150)는 웨이퍼(300)의 가장자리 측벽을 센싱한다. 제1센서(140)의 발광부(140a)에서 웨이퍼(300)의 가장자리 측벽을 향해 일정한 파장을 가지는 빛을 출력하고, 수광부(140b)는 발광부(140a)에서 출력되어 웨이퍼(300) 가장자리 측벽에 반사되어 나오는 빛을 수신한다. 수광부(140b)가 발광부(140a)로부터 출력된 빛을 수신하면 웨이퍼 장착은 양호 상태로 확인될 것이고, 이와 반대로 수신하지 못하면 불량 상태로 확인될 것이다. 제2센서(150)의 발광부(150a)와 수광부(150b)도 이와 같다. 도면에는 도시되어 있지 아니하지만 제1센서(140) 및 제2센서(150) 이외에 제3센서, 제4센서 등이 구비되어 있으면 이들 제3센서, 제4센서 등도 이와 같다.
만일, 웨이퍼(300)의 어느 한쪽면이 가이드(120) 상에 올라와 있거나 또는 아예 웨이퍼 홀딩부(200)에서 언로딩되어 있지 아니한다면, 예로서 제1센서(140)의 수광부(140a)는 발광부(150b)로부터 나오는 빛을 수신하지 못할 것이다. 그러면, 트레이(110) 상의 웨이퍼(300)는 불량 상태로 놓여져 있다고 확인될 것이다.
즉, 2개의 센서(140,150) 중에서 어느 하나라도 정상적으로 센싱하지 못하면 이는 불량으로 확인되어 예정된 다음 과정으로 넘어가지 아니한다. 이와 반대로, 2개의 센서(140,150) 모두가 정상적으로 센싱되어야만 예정된 다음 동작으로 넘어가게 된다. 이는 3개 이상의 센서의 경우에도 마찬가지이다.
한편, 센서(140,150)로부터 전송되는 전기 신호에 따라 웨이퍼의 장착 여부를 알려주는 경보수단(미도시)을 구비하는 것이 바람직하다 할 것이다. 이러한 경보수단으로는 웨이퍼의 수평 상태 내지는 장착 상태가 불량한 경우 경보음을 울려주는 경보벨 또는 램프를 점등시키는 경보등을 예로 들 수 있다. 물론, 경보밸과 경보음을 동시에 사용할 수 있다. 이러한 경보수단에 의해 작업자로 하여금 웨이퍼 이송 기구의 작동을 멈추게 하거나 또는 자동적으로 멈추게 할 수 있다.
(폴리싱 장치의 실시예)
이하, 본 발명의 웨이퍼 이송 기구를 구비한 폴리싱 장치에 대해서 설명한다.
도 7을 참조하여, 본 발명의 웨이퍼 이송 기구(100)를 구비한 폴리싱 장치(900)는, 장치(900)의 작동에 필요한 전력을 공급하는 파워부(450)와, 수매의 웨이퍼가 적재되는 적재부(350)와, 실제로 연마 공정이 진행되는 연마부(250)와, 연마된 웨이퍼를 세정하는 세정부(650)와, 세정된 웨이퍼를 건조시키는 건조부(750)와, 웨이퍼의 반입 및 반출을 담당하는 제1로봇(850) 및 제2로봇(550)과, 웨이퍼 이송 기구(100)가 이동되는 공간을 제공하는 이동로(800)를 포함한다.
적재부(350)는 연마대상물인 수매의 웨이퍼를 수납할 수 있는 푸프(FOUP)와 같은 기구가 복수개가 있어서, 로봇(850;이하, 로봇 드라이(robot dry) 또는 제1로봇이라 한다)에 의해 어느 하나의 푸프(FOUP)로부터 웨이퍼가 꺼내어진다.
제1로봇(850)에 의해 적재부(350)로부터 꺼내어진 웨이퍼는 웨이퍼 이송 기구(100)로 로딩된다. 웨이퍼 이송 기구(100)로 로딩된 웨이퍼는 실제로 연마 공정이 수행되는 연마부(250)에 로딩된다.
연마부(250)는 복수개의 챔버, 예를 들어, 제1챔버(250a)와 제2챔버(250b)와 제3챔버(250c)와 제4챔버(250d)로 이루어질 수 있다. 각각의 챔버(250a,250b,250c,250d)에는 도면에는 자세히 도시하지 않았지만 탑 링과 같은 웨이퍼 홀딩부와, 폴리싱 패드가 있는 폴리싱 테이블을 적어도 하나씩 포함하며, 웨이퍼 홀딩부에 웨이퍼가 홀딩되고 홀딩된 웨이퍼를 폴리싱 테이블에 가압함으로써 연마 공정이 수행된다.
예를 들어, 웨이퍼 이송 기구(100)로부터 제1챔버(250a)로 웨이퍼가 로딩되어 제1챔버(250a)에서 연마 공정이 수행된다고 가정한다. 웨이퍼 이송 기구(100)에서 제1챔버(250a)로의 웨이퍼 로딩은 앞에서 설명한 바 있다. 제1챔버(250a)에서 연마 공정이 수행된 웨이퍼는 제1챔버(250a)에서 언로딩되어 웨이퍼 이송 기구(100)로 건네진다.
이때, 앞에서 설명한 바와 같이 복수개의 센서로써 웨이퍼의 가장자리 측벽을 센싱하여 웨이퍼 이송 기구(100)로 건네지는 웨이퍼의 유무 및 올바른 장착 상태를 확인한다. 확인 결과 웨이퍼의 웨이퍼 이송 기구(100)로의 장착 상태가 양호로 판명되면 후속 과정이 계속 진행될 것이고, 불량으로 판명되면 그에 상응하는 후속 조치가 취해질 것이다.
제1챔버(250a)에서 언로딩된 웨이퍼를 가진 웨이퍼 이송 기구(100)는 이동로(800)를 따라 제2챔버(250b)로 이동한다. 제2챔버(250b)로 이동된 웨이퍼 이송 기구(100)는 제2챔버(250b)로 웨이퍼를 건네준다. 제2챔버(250b)는 건네받은 웨이퍼에 대해 다시 연마 공정을 실시한 다음, 웨이퍼를 언로딩하여 웨이퍼 이송 기구(100)로 건네준다. 이 경우에도 복수개의 센서로써 웨이퍼의 유무 및 올바른 장착 상태를 확인하여 후속 공정의 계속 여부가 결정된다.
제3챔버(250c) 또는 제4챔버(250d)의 경우도 제2챔버(250b)의 경우와 같이 먼저 제1챔버(250a)에서 미리 연마된 웨이퍼를 웨이퍼 이송 기구(100)를 통해 건네 받으며, 복수개의 센서로써 웨이퍼를 센싱한다.
연마부(250)에서 연마되어 웨이퍼 이송 기구(100)에 올려진 웨이퍼는 로봇(550;이하, 로봇 웨트(robot wet) 또는 제2로봇이라 한다)에 의해 세정부(650)로 들어간다. 세정부(650)는 제1챔버(650a)와 제2챔버(650b)와 제3챔버(650c)로 이루어질 수 있다. 제2로봇(550)에 의해 웨이퍼 이송 기구(100)로부터 세정부(650)로 로딩된 웨이퍼는 각 챔버(650a,650b,650c)를 거쳐 웨이퍼 표면상에 묻어있는 연마 잔류물과 같은 오염물이 세정액에 의해 제거된다.
세정부(650)에서 오염물이 제거된 웨이퍼는 건조부(750)로 이동되어 건조 증기 등에 의해 웨이퍼 표면에 잔류하는 세정액 등이 건조된다.
이상과 같이 구성된 폴리싱 장치(900)에서 웨이퍼는 연마와 세정과 건조 공정을 거친다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 그리고, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 웨이퍼 이송 기구에 의하면, 웨이퍼 이송 기구로 웨이퍼가 놓여질 때 웨이퍼의 유무 뿐만 아니라 웨이퍼가 올바르게 놓여져 있는가를 감지할 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼 감지 불량에 따른 웨이퍼 파손이나 설비 고장 등의 문제점이 해결되어 생산성이 향상되는 효과가 있다.

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  8. 웨이퍼가 놓여지는 경사부를 갖는 원형의 트레이;
    상기 트레이의 원주 방향으로 배치되는 가이드; 및
    상기 웨이퍼의 측벽을 센싱하여 상기 웨이퍼가 상기 트레이에 적합하게 마운팅되어 있는지 여부를 감지하는 복수개의 센서;를 포함하고, 상기 복수개의 센서는 각각 발광부와 수광부를 포함하며, 상기 발광부와 수광부는 센싱하는 웨이퍼의 가장자리 측벽 두께 방향과 동일한 방향으로 배치되거나 또는 이와 수직한 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이송 기구.
  9. 웨이퍼를 홀딩하는 웨이퍼 홀딩부를 포함하는 연마부; 및
    웨이퍼가 놓여지는 경사부를 갖는 원형의 트레이와, 상기 트레이의 원주 방향으로 배치되는 가이드와, 상기 가이드와 트레이를 상하 방향으로 이동시키는 푸셔와, 복수개의 센서를 포함하는 웨이퍼 이송 기구를 포함하며,
    상기 복수개의 센서는 상기 웨이퍼가 상기 트레이에 적합한 마운팅 위치에 있는 경우 상기 웨이퍼의 측벽에 광을 조사하고 상기 측벽으로부터 반사되는 광을 수용함으로써 상기 웨이퍼의 적합한 마운팅 위치를 감지하는 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수개의 센서 각각은 상기 트레이에 수용되는 웨이퍼의 원주 방향으로 등간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 복수개의 센서는 적어도 2개의 센서이고, 상기 적어도 2개의 센서 각각은 상기 트레이에 수용되는 웨이퍼의 원주 방향으로 소정의 거리를 가지고 위치하는 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 복수개의 센서는 적어도 2개의 센서이고, 상기 적어도 2개의 센서 각각은 상기 트레이에 수용되는 웨이퍼 중심을 기준으로 서로 마주보는 위치에 있는 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 복수개의 센서는 각각 발광부와 수광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 발광부와 수광부는 일체형인 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 발광부와 수광부는 분리형인 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 발광부와 수광부는 센싱하는 웨이퍼의 가장자리 측벽 두께 방향과 동일한 방향으로 배치되거나 또는 이와 수직한 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.
  17. 제9항에 있어서,
    웨이퍼가 적재된 적재부와;
    상기 적재부로부터 상기 웨이퍼 이송부로 웨이퍼를 건네주는 제1로봇과;
    연마된 웨이퍼를 세정하는 세정부와;
    연마된 웨이퍼를 상기 웨이퍼 이송 기구로부터 건네받아 상기 세정부로 건네주는 제2로봇과;
    상기 웨이퍼 이송 기구가 이동되는 공간을 제공하는 이동로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.
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