KR20240097405A - Efem - Google Patents

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KR20240097405A
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박호현
이성만
김웅열
윤소휘
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주식회사 더셀
박호현
이성만
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Abstract

본 발명은 웨이퍼 반송실 내에서 웨이퍼를 회전시키는 얼라인부와 박막 두께 측정부를 구비하여 웨이퍼 상에 형성된 박막의 두께 분포를 신속하게 확인하여 후속 공정에 반영할 수 있는 웨이퍼 상의 박막 두께 측정이 가능한 이에프이엠(EFEM)에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 웨이퍼 상의 박막 두께 측정이 가능한 EFEM은, 웨이퍼 반송실; 상기 웨이퍼 반송실 내부에 설치되며, 상면에 탑재되는 웨이퍼를 회전 및 수평 이동시키는 얼라인부; 상기 얼라인부 측부에 설치되며, 상기 얼라인부에 의하여 회전하는 웨이퍼 표면에 형성되어 있는 박막의 두께를 측정하는 박막 두께 측정부;를 포함한다. The present invention has an aligner unit that rotates the wafer within the wafer transfer chamber and a thin film thickness measurement unit, allowing the thickness distribution of the thin film formed on the wafer to be quickly checked and reflected in the subsequent process. (EFEM), which is capable of measuring the thickness of a thin film on a wafer according to the present invention, includes a wafer transfer chamber; An alignment unit installed inside the wafer transfer chamber and rotating and horizontally moving the wafer mounted on the upper surface; It includes a thin film thickness measurement unit installed on a side of the aligner and measuring the thickness of the thin film formed on the surface of the wafer rotated by the aligner.

Description

웨이퍼 상의 박막 두께 측정이 가능한 ＥＦＥＭ{EFEM}EFEM{EFEM} capable of measuring thin film thickness on wafers

본 발명은 이에프이엠(EFEM)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼 반송실 내에서 웨이퍼를 회전시키는 얼라인부와 박막 두께 측정부를 구비하여 웨이퍼 상에 형성된 박막의 두께 분포를 신속하게 확인하여 후속 공정에 반영할 수 있는 웨이퍼 상의 박막 두께 측정이 가능한 이에프이엠(EFEM)에 관한 것이다. The present invention relates to EFEM, and more specifically, is equipped with an alignment unit that rotates the wafer within the wafer transfer chamber and a thin film thickness measurement unit to quickly check the thickness distribution of the thin film formed on the wafer for subsequent processes. This is about EFEM, which can measure the thickness of a thin film on a wafer.

반도체 제조 공정에서는 수율이나 품질의 향상을 위해 청정한 클린룸 환경 내에서 웨이퍼의 처리가 이루어지고 있다. 그러나 소자의 고집적화나 회로의 미세화, 웨이퍼의 대형화가 진행됨에 따라 클림룸 내 전체를 청정한 상태로 유지하는 것은, 기술적 비용적으로 곤란하게 되었다. In the semiconductor manufacturing process, wafers are processed in a clean clean room environment to improve yield and quality. However, as devices become more highly integrated, circuits become more refined, and wafers become larger, it becomes difficult, both technically and cost-wise, to keep the entire room in a clean state.

따라서 최근에는 웨이퍼 주위의 공간에 대해서만 청정도를 관리하게 되었으며, 이를 위해 풉(FOUP : Front-Opening Unified Pod)이라 불리는 밀폐식 저장 포드의 내부에 웨이퍼를 저장하고, 웨이퍼의 가공을 행하는 공정장비와 풉 사이에서 웨이퍼의 전달을 행하기 위해, 웨이퍼 반송실 즉, 이에프이엠(EFEM : Equipment Front End Moudule) 이라 불리는 모듈을 이용하게 되었다. Therefore, in recent years, cleanliness has been managed only for the space around the wafer. To this end, wafers are stored inside a sealed storage pod called a FOUP (Front-Opening Unified Pod), and the processing equipment and FOUP that process the wafer are used. In order to transfer wafers between devices, a module called a wafer transfer room, or EFEM (Equipment Front End Module), was used.

이에프이엠은 웨이퍼 반송장치가 내부에 구비된 웨이퍼 반송실을 구비하며, 웨이퍼 반송실의 일측면에 풉(FOUP)이 결합되는 로드 포트가 접속하고, 웨이퍼 반송실의 타측면에 공정장비의 로드락챔버(도면에 미도시)가 접속된다. 따라서 웨이퍼 반송장치가 풉(FOUP) 내부에 저장된 웨이퍼를 공정장비로 반송하거나 공정장비에서 가공 처리를 마친 웨이퍼를 풉(FOUP) 내부로 반송한다. EFEM is equipped with a wafer transfer room equipped with a wafer transfer device inside, and a load port to which a FOUP is connected is connected to one side of the wafer transfer room, and a load lock for process equipment is installed on the other side of the wafer transfer room. A chamber (not shown in the drawing) is connected. Therefore, the wafer transfer device transfers the wafer stored inside the FOUP to the process equipment or transfers the wafer that has been processed in the process equipment into the FOUP.

그런데 최근에서는 공정장비에서 다수장의 웨이퍼에 대하여 동시에 공정을 진행하기 때문에 웨이퍼 표면에 형성된 박막이 균일하게 형성되지 않는 상황이며, 이렇게 박막이 균일하지 않게 형성된 것을 감지하여 이에 대한 후속 공정을 추가로 진행하게 되었다.However, recently, because process equipment processes multiple wafers simultaneously, the thin film formed on the wafer surface is not formed uniformly. By detecting that the thin film is not formed uniformly, additional follow-up processes are performed. It has been done.

따라서 웨이퍼 상에 형성된 박막의 두께 분포를 정확하게 감지하기 위하여 웨이퍼를 외부로 반출하여 이를 감지하고 다시 공정 장비로 반입하여 후속 공정을 진행하는 현재 방식은 많은 시간이 소요되는 치명적인 문제점이 있다. Therefore, in order to accurately detect the thickness distribution of the thin film formed on the wafer, the current method of taking the wafer outside, detecting it, and then bringing it back into the processing equipment to proceed with the subsequent process has a fatal problem in that it takes a lot of time.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 웨이퍼 반송실 내에서 웨이퍼를 회전시키는 얼라인부와 박막 두께 측정부를 구비하여 웨이퍼 상에 형성된 박막의 두께 분포를 신속하게 확인하여 후속 공정에 반영할 수 있는 웨이퍼 상의 박막 두께 측정이 가능한 이에프이엠(EFEM)을 제공하는 것이다. The technical problem to be solved by the present invention is to quickly check the thickness distribution of the thin film formed on the wafer by providing an alignment unit that rotates the wafer within the wafer transfer chamber and a thin film thickness measurement unit to quickly check the thickness distribution of the thin film formed on the wafer and reflect it in the subsequent process. The goal is to provide EFEM that can measure thickness.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 상의 박막 두께 측정이 가능한 EFEM은, 웨이퍼 반송실; 상기 웨이퍼 반송실 내부에 설치되며, 상면에 탑재되는 웨이퍼를 회전 및 수평 이동시키는 얼라인부; 상기 얼라인부 측부에 설치되며, 상기 얼라인부에 의하여 회전하는 웨이퍼 표면에 형성되어 있는 박막의 두께를 측정하는 박막 두께 측정부;를 포함한다. The EFEM capable of measuring the thickness of a thin film on a wafer according to the present invention to solve the above-described technical problem includes a wafer transfer chamber; An alignment unit installed inside the wafer transfer chamber and rotating and horizontally moving the wafer mounted on the upper surface; It includes a thin film thickness measurement unit installed on a side of the aligner and measuring the thickness of the thin film formed on the surface of the wafer rotated by the aligner.

그리고 본 발명에 따른 이에프이엠에는, 상기 박막 두께 측정부를 전후 방향 및 상하 방향으로 이동시키는 측정부 설치부;가 더 구비되는 것이 바람직하다. In addition, the EFM according to the present invention is preferably further provided with a measuring unit installation unit that moves the thin film thickness measuring unit in the front-back and up-down directions.

또한 본 발명에서 상기 얼라인부는 상기 웨이퍼를 회전시키는 웨이퍼 회전수단; 상기 웨이퍼 회전수단을 수평 이동시키는 수평 이동수단;을 포함하는 것이 바람직하다. Additionally, in the present invention, the alignment unit includes wafer rotation means for rotating the wafer; It is preferable to include a horizontal moving means for horizontally moving the wafer rotating means.

또한 본 발명에 따른 이에프이엠에는, 상기 얼라인부 상측에 설치되며, 상기 얼라인부에 탑재된 웨이퍼에 형성되어 있는 마크를 감지하는 비전부가 더 구비되는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that the EFM according to the present invention further includes a vision unit installed on the upper side of the alignment unit and detecting a mark formed on a wafer mounted on the alignment unit.

또한 본 발명에서 상기 마크는 상기 웨이퍼의 가장자리에 형성되는 노치인 것이 바람직하다.Additionally, in the present invention, the mark is preferably a notch formed at the edge of the wafer.

본 발명의 웨이퍼 상의 박막 두께 측정이 가능한 이에프이엠(EFEM)에 의하면 웨이퍼 반송실 내에서 웨이퍼를 회전시키는 얼라인부와 박막 두께 측정부를 구비하여 웨이퍼 상에 형성된 박막의 두께 분포를 신속하게 확인하여 후속 공정에 반영할 수 있는 장점이 있다. According to the EFEM of the present invention, which is capable of measuring the thickness of a thin film on a wafer, it is equipped with an alignment unit that rotates the wafer within the wafer transfer room and a thin film thickness measurement unit to quickly check the thickness distribution of the thin film formed on the wafer for subsequent processing. There are advantages that can be reflected in .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이에프이엠의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼의 형상을 도시하는 도면이다. 1 is a diagram showing the structure of FM according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing the shape of a wafer according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

본 실시예에 따른 이에프이엠(100)은 도 1에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 반송실(110), 얼라인부(120), 박막 두께 측정부(130)를 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 1, the FM 100 according to this embodiment includes a wafer transfer chamber 110, an alignment unit 120, and a thin film thickness measurement unit 130.

먼저 상기 웨이퍼 반송실(110)은 이에프이엠의 전체적인 외형을 이루며, 로드 포트(도면에 미도시)와 로드락 챔버(도면에 미도시) 사이에서 웨이퍼(W)를 반송하는 기능을 수행한다. 상기 웨이퍼 반송실(110)은 내부를 외부와 차단하는 밀폐형 구조로 구성될 수도 있고, 내부에 일정한 기류를 형성하여 파티클을 억제하는 구조 등 다양한 구조를 가질 수 있다. First, the wafer transfer chamber 110 forms the overall appearance of the FM and performs the function of transferring the wafer (W) between the load port (not shown in the drawing) and the load lock chamber (not shown in the drawing). The wafer transfer chamber 110 may have a sealed structure that blocks the inside from the outside, or may have various structures, such as a structure that suppresses particles by forming a constant airflow inside.

다음으로 상기 얼라인부(120)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼 반송실(110) 내부에 설치되며, 상면에 탑재되는 웨이퍼(W)를 회전 및 수평 이동시키는 구성요소이다. 즉, 상기 얼라인부(120)는 웨이퍼를 이송에 적합한 위치로 얼라인(align)하기 위하여 상기 웨이퍼 반송실(110) 내부에 설치되는 것이며, 구체적으로 도 1에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 회전수단(122)과 수평 이동수단(124)을 포함하여 구성될 수 있다. Next, as shown in FIG. 1, the aligner 120 is installed inside the wafer transfer chamber 110 and is a component that rotates and horizontally moves the wafer W mounted on the upper surface. That is, the alignment unit 120 is installed inside the wafer transfer chamber 110 to align the wafer to a position suitable for transport. Specifically, as shown in FIG. 1, the wafer rotation means ( 122) and a horizontal movement means 124.

상기 웨이퍼 회전수단(122)은 그 상면에 웨이퍼(W)를 안착한 상태에서 상기 웨이퍼(W)를 회전시켜 안착 각도를 조정하는 구성요소이다. 그리고 상기 수평 이동수단(124)은 상기 웨이퍼 회전수단(122)에 결합되어 설치되며, 상기 웨이퍼 회전수단(122)을 수평 이동시키는 방법으로 상기 웨이퍼의 수평 위치를 조정하는 것이다. The wafer rotation means 122 is a component that adjusts the seating angle by rotating the wafer (W) while the wafer (W) is seated on its upper surface. And the horizontal moving means 124 is installed coupled to the wafer rotating means 122, and adjusts the horizontal position of the wafer by horizontally moving the wafer rotating means 122.

물론 경우에 따라서는 상기 얼라인부(120)가 웨이퍼 회전수단만을 구비할 수도 있다. Of course, in some cases, the aligner 120 may include only a wafer rotation means.

다음으로 상기 박막 두께 측정부(130)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 얼라인부(120) 측방에 설치되며, 상기 얼라인부(120)에 의하여 회전하는 웨이퍼(W) 표면에 형성되어 있는 박막의 두께를 측정하는 구성요소이다. 즉, 상기 박막 두께 측정부(130)는 공정 챔버 내에서 이루어진 박막 증착 공정에 의하여 이루어진 웨이퍼 표면의 박막 두께를 측정하는 것으로서, 박막 두께를 측정할 수 있는 다양한 구조를 가질 수 있다. Next, as shown in FIG. 1, the thin film thickness measuring unit 130 is installed on the side of the aligning unit 120, and the thin film formed on the surface of the wafer (W) rotated by the aligning unit 120. It is a component that measures the thickness of. That is, the thin film thickness measuring unit 130 measures the thin film thickness of the wafer surface formed by a thin film deposition process performed in a process chamber, and may have various structures capable of measuring the thin film thickness.

특히 본 실시예에서는 상기 웨이퍼 회전수단(122)에 의하여 상기 웨이퍼를 회전시키면서 상기 박막 두께 측정부(130)를 이용하여 연속적으로 박막 두께를 측정하여 상기 웨이퍼 상에서 박막의 두께 변화를 감지한다. 이렇게 감지된 박막 두께 감지 정보는 제어부(도면에 미도시)에 제공되어 이후에 이루어지는 박막 증착 공정에 반영된다. In particular, in this embodiment, while rotating the wafer by the wafer rotating means 122, the thin film thickness is continuously measured using the thin film thickness measuring unit 130 to detect changes in the thickness of the thin film on the wafer. The thin film thickness detection information detected in this way is provided to the control unit (not shown in the drawing) and is reflected in the thin film deposition process performed later.

그리고 본 실시예에 따른 이에프이엠(100)에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 박막 두께 측정부(130)를 전후 방향 및 상하 방향으로 이동시키는 측정부 설치부(140)가 더 구비될 수 있다. 상기 측정부 설치부(140)는 상기 웨이퍼(W)의 반송 동작 등이 진행되는 동안에는 상기 박막 두께 측정부(130)를 상기 웨이퍼 회전수단(122) 외측으로 이동시키고, 박막 두께 측정시에는 상기 박막 두께 측정부(140)를 다시 웨이퍼 측으로 이동시키는 것이다. And, as shown in FIG. 1, the FM 100 according to this embodiment may further include a measuring unit installation unit 140 that moves the thin film thickness measuring unit 130 in the front-back and up-down directions. . The measuring unit installation unit 140 moves the thin film thickness measuring unit 130 to the outside of the wafer rotating means 122 while the transfer operation of the wafer W is in progress, and when measuring the thin film thickness, the thin film thickness measuring unit 130 is moved to the outside of the wafer rotating means 122. The thickness measurement unit 140 is moved back to the wafer side.

한편 본 실시예에 따른 이에프이엠(100)에는 비전부(도면에 미도시)가 더 구비된다. 상기 비전부는 상기 웨이퍼 반송실(110) 내부 중 상기 웨이퍼 회전수단(122) 상측에 설치되며, 상기 얼라인부(120)에 탑재된 웨이퍼(W)에 형성되어 있는 마크를 감지하는 구성요소이다. Meanwhile, the FM 100 according to this embodiment is further provided with a vision unit (not shown in the drawing). The vision unit is installed on the upper side of the wafer rotation means 122 inside the wafer transfer chamber 110, and is a component that detects a mark formed on the wafer W mounted on the alignment unit 120.

이렇게 상기 비전부에 의하여 감지된 마크를 이용하여 상기 웨이퍼의 위치를 위치를 확인하고 이를 기준으로 웨이퍼를 회전시키면서 상기 박막 두께 측정부(130)를 이용하여 박막 두께 변화를 측정하는 것이다. In this way, the position of the wafer is confirmed using the mark detected by the vision unit, the wafer is rotated based on this, and the thin film thickness change is measured using the thin film thickness measuring unit 130.

그리고 상기 웨이퍼에 형성되는 상기 마크는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼(W)의 가장자리에 형성되는 노치(N)인 것이 바람직하다. And the mark formed on the wafer is preferably a notch (N) formed on the edge of the wafer (W), as shown in FIG. 2.

100 : 본 발명의 일 실시예에 따른 이에프이엠
110 : 웨이퍼 반송실 120 : 얼라인부
130 : 박막 두께 측정부 140 : 측정부 설치부
W : 웨이퍼 N : 노치100: FM according to an embodiment of the present invention
110: wafer transfer room 120: alignment unit
130: thin film thickness measurement unit 140: measurement unit installation unit
W: wafer N: notch

Claims (4)

웨이퍼 반송실;
상기 웨이퍼 반송실 내부에 설치되며, 상면에 탑재되는 웨이퍼를 회전 및 수평 이동시키는 얼라인부;
상기 얼라인부 측부에 설치되며, 상기 얼라인부에 의하여 회전하는 웨이퍼 표면에 형성되어 있는 박막의 두께를 측정하는 박막 두께 측정부;를 포함하는 이에프이엠.wafer transfer room;
an alignment unit installed inside the wafer transfer chamber and rotating and horizontally moving the wafer mounted on the upper surface;
A thin film thickness measurement unit installed on a side of the aligner and measuring the thickness of the thin film formed on the surface of the wafer rotated by the aligner. 제1항에 있어서,
상기 박막 두께 측정부를 전후 방향 및 상하 방향으로 이동시키는 측정부 설치부;가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 이에프이엠.According to paragraph 1,
EFM, characterized in that it is further provided with a measuring unit installation unit that moves the thin film thickness measuring unit in the front-back and up-down directions. 제1항에 있어서, 상기 얼라인부는,
상기 웨이퍼를 회전시키는 웨이퍼 회전수단;
상기 웨이퍼 회전수단을 수평 이동시키는 수평 이동수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이에프이엠. The method of claim 1, wherein the aligner,
Wafer rotation means for rotating the wafer;
EFM comprising a horizontal moving means for horizontally moving the wafer rotating means. 제1항에 있어서,
상기 얼라인부 상측에 설치되며, 상기 얼라인부에 탑재된 웨이퍼에 형성되어 있는 마크를 감지하는 비전부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 이에프이엠. According to paragraph 1,
EFEM, which is installed above the alignment unit and further includes a vision unit that detects a mark formed on a wafer mounted on the alignment unit.
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