KR100816506B1 - 웨이퍼의 회전 감지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼의 회전 감지장치에 관한 것으로서, 그 주요 구성은 웨이퍼의 회전시 웨이퍼의 플랫존(flat zone)이 회전하면서 지나가는 웨이퍼의 테두리 영역에 빛을 조사하도록 웨이퍼 세정장치에서 회전하는 웨이퍼의 플랫존에 대응하는 위치의 상부에 위치하는 센서브라켓에 설치되는 발광센서; 상기 발광센서의 빛을 받아들이도록 상기 웨이퍼의 후면 하방의 상기 센서브라켓에 설치되는 수광센서; 및 상기 수광센서의 온오프(ON-OFF) 신호의 변화를 감지하여 회전유무나 회전속도를 판별하는 제어부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며, 위와 같은 구성에 의하여 웨이퍼의 회전상태를 자동으로 판별하여 작업자에게 이상유무를 알려줄 수 있고, 웨이퍼의 세정시 웨이퍼가 충분히 회전되지 못하는 경우, 작업자의 신속한 후속조치가 가능하여 웨이퍼의 세정 불량 및 후공정에 이르기까지 불량이 전파되는 것을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

발광센서, 수광센서, 플랫존, 웨이퍼, 세정

Description

웨이퍼의 회전 감지장치{Rotation sensing apparatus for wafer}

도 1은 웨이퍼의 플랫존(flat zone)을 나타내는 사시도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 웨이퍼의 회전 감지장치를 나타내는 전방 사시도이다.

도 3은 도 2의 발광센서와 수광센서를 보다 상세하게 나타내는 확대 사시도이다.

도 4는 도 2의 발광센서와 가이드로울러를 나타내는 후방 사시도이다.

도 5는 도 2의 수광센서 온신호 인가상태를 나타내는 평면도이다.

도 6은 도 2의 수광센서 오프신호 인가상태를 나타내는 평면도이다.

(도면의 주요한 부호에 대한 설명)

1: 웨이퍼 2: 플랫존

10: 발광센서 11: 발광센서 가이드부

11a: 관통구 20: 수광센서

30: 제어부 40: 센서브라켓

50: 표시부 100: 웨이퍼 세정장치

110: 가이드로울러 111: 로울러암

112: 선회축 120: 함습성 스펀지

130: 이송로울러

본 발명은 웨이퍼의 회전 감지장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 웨이퍼의 플랫존을 감지하는 발광센서와 수광센서를 이용하여 웨이퍼의 회전유무를 판별하도록 함으로써 사용자의 육안에 의존하지 않고 장비의 오동작시 신속하게 사후조치를 취할 수 있게 하는 웨이퍼의 회전 감지장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 웨이퍼 공정은, 실리콘을 주원료로 하는 웨이퍼의 표면 다층으로 반도체 소자를 형성하도록 이온주입 공정, 막 증착 공정, 확산공정, 사진공정, 표면 연마공정, 세정 공정 등과 같은 다수의 공정들로 이루어진다.

이러한 웨이퍼 공정들은 공정이 수행되는 동안 웨이퍼를 정방향에 위치시키는 것이 매우 중요한 데, 특히 이러한 웨이퍼의 방향을 정방향으로 정렬시키기 위하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(1)의 하방 테두리면을 평평하게 가공하여 플랫존(2)(flat zone)을 형성하는 플랫존 타입의 웨이퍼(1)가 개발되어 폭넓게 사용되고 있다.

따라서, 플랫존 타입의 웨이퍼를 정렬시키는 미국특허등록 US 5,606,251과 같은 종래의 웨이퍼 정렬장치들은 상기 웨이퍼의 플랫존을 감지하여 웨이퍼가 올바른 방향으로 정렬되었는지 여부를 판단할 수 있었다.

그러나, 이러한 종래의 웨이퍼 정렬장치들은 단지 정지된 웨이퍼에서 플랫존 의 위치만을 감지하여 정렬상태를 판단할 수 있는 것으로서, 회전하는 웨이퍼의 회전상태를 판별할 수 있는 것은 아닌 것이다.

한편, 반도체 웨이퍼 가공 공정 중에는 화학-기계적 연마장비(CMP 장비) 등을 사용하여 웨이퍼를 고속으로 회전시키면서 표면을 연마하는 웨이퍼의 표면연마공정이 있다.

이러한 웨이퍼 표면연마공정 등에는 발생된 이물질이나 파티클 등을 제거하기 위하여 웨이퍼 세정공정이 반드시 포함된다.

또한, 웨이퍼의 세정공정은 대한민국 공개특허 제10-2005-0082323호에 공개된 바와 같은 다양한 형태의 반도체 웨이퍼 세정장비들이 적용되어 다양한 방식으로 이루어지고 있다.

특히, 상기 대한민국 공개특허 제10-2005-0082323호에 제시된 웨이퍼 세정장치는, 웨이퍼 테두리면과 접촉되면서 웨이퍼를 회전시키는 가이드로울러와, 상기 가이드로울러에 의해 회전하는 웨이퍼의 전면 및 후면에 각각 접촉 회전되면서 상기 웨이퍼를 상기 가이드로울러 방향으로 가압하는 동시에 웨이퍼를 세정하는 한 쌍의 함습성 스펀지 등을 포함하여 이루어진다.

따라서, 이러한 종래의 웨이퍼 세정장치에서 가이드로울러에 의해 회전하는 웨이퍼는 웨이퍼의 전면적이 고르게 세정되기 위해 반드시 세정시 웨이퍼가 회전되어야 하는 것이다.

그러나, 이러한 종래의 웨이퍼 세정장치는 웨이퍼의 회전여부를 작업자의 육안에 의존하여 판별하여야만 했다.

따라서, 상기 가이드로울러의 오동작이나 웨이퍼의 슬립현상 등에 의하여 웨이퍼 세정시 웨이퍼가 충분히 회전되지 못하는 경우, 웨이퍼의 세정 불량이 발생되고 이러한 세정 불량을 작업자가 미처 확인하지 못하여 후공정에 이르기까지 불량이 전파되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 웨이퍼의 회전을 육안으로 판별할 필요 없이 웨이퍼의 회전상태를 자동으로 판별하여 작업자에게 이상유무를 알려줄 수 있고, 웨이퍼의 세정시 웨이퍼가 충분히 회전되지 못하는 경우, 작업자의 신속한 후속조치가 가능하여 웨이퍼의 세정 불량 및 후공정에 이르기까지 불량이 전파되는 것을 방지할 수 있게 하는 웨이퍼의 회전 감지장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 웨이퍼의 회전 감지장치는, 웨이퍼의 회전시 웨이퍼의 플랫존(flat zone)이 회전하면서 지나가는 웨이퍼의 테두리 영역에 빛을 조사하는 발광센서; 상기 발광센서의 빛을 받아들이는 수광센서; 및 상기 수광센서의 온오프(ON-OFF)신호의 변화를 감지하여 회전유무나 회전속도를 판별하는 제어부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 발광센서 및 수광센서는, 웨이퍼 세정장치에서 회전하는 웨이퍼의 플랫존에 대응하는 위치에 위치하는 센서브라켓에 설치되고, 상기 웨이퍼 세정장치는, 웨이퍼의 진행방향을 가로막을 수 있게 설치되어 웨이퍼 테두리면과 접촉되면서 웨이퍼를 회전시키는 적어도 하나 이상의 가이드로울러; 및 상기 가이드로울러에 의해 회전하는 웨이퍼의 전면 및 후면에 각각 접촉 회전되면서 상기 웨이퍼를 상기 가이드로울러 방향으로 가압하는 동시에 웨이퍼를 세정하는 한 쌍의 함습성 스펀지;를 포함하여 이루어지며, 상기 발광센서는, 상기 웨이퍼의 전면 상방의 설치되는 상기 센서브라켓의 원통형 관통구가 형성되는 발광센서 가이드부 내부에 설치되고, 상기 수광센서는, 상기 웨이퍼의 후면 하방의 상기 센서브라켓에 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 제어부는, 상기 수광센서로부터 빛이 감지되는 온(ON)신호와, 빛이 감지되지 않는 오프(OFF)신호가 미리 입력된 기준 간격 이내의 간격으로 교차 입력되면 회전충분신호를 출력하고, 상기 온신호 또는 오프신호가 미리 입력된 기준 간격 이상의 간격으로 교차 입력되거나 미리 입력된 기준시간이 지나도 변화가 없으면 회전불충분신호 또는 무회전신호를 출력하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따르면, 본 발명의 웨이퍼의 회전 감지장치는, 상기 제어부로부터 회전유무에 대한 신호를 인가받아 이를 경광, 경음 및 기타 신호로 표시하는 표시부;를 더 포함하여 이루어지는 것이 가능하다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 웨이퍼의 회전 감지장치를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 웨이퍼의 회전 감지장치는, 웨이퍼(1)의 회전을 감지할 수 있도록 크게 발광 센서(10)와, 수광센서(20) 및 제어부(30)를 포함하여 이루어지는 구성이다.

여기서, 상기 발광센서(10)는, 웨이퍼(1)의 회전시 웨이퍼의 플랫존(2)(flat zone)이 회전하면서 지나가는 웨이퍼(1)의 테두리 영역에 빛을 조사하는 것이다.

또한, 상기 수광센서(20)는, 상기 발광센서(10)의 빛을 받아들이는 것으로서, 상기 발광센서(10)로부터 조사된 빛이 감지되면 온(ON)신호를 출력하고, 빛을 감지하지 못하면 오프(OFF)신호를 출력한다.

이러한 상기 발광센서(10) 및 수광센서(20)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 세정장치(100)에서 회전하는 웨이퍼(1)의 플랫존(2)에 대응하는 위치에 위치하는 센서브라켓(40)에 설치되는 것이다.

또한, 상기 발광센서(10)는, 상기 웨이퍼(1)의 전면 상방에 설치되는 상기 센서브라켓(40)의 원통형 관통구(11a)가 형성되는 발광센서 가이드부(11) 내부에 설치되고, 상기 수광센서(20)는, 상기 웨이퍼(1)의 후면 하방의 상기 센서브라켓(40)에 설치된다.

따라서, 상기 발광센서(10)로부터 발생된 빛이 상기 발광센서 가이드부(11)의 관통구(11a)를 따라 상기 수광센서(20)방향으로 유도되는 동시에 상기 가이드부(11)가 발광센서(10)를 보호하여 상기 발광센서(10)에 이물질 등이 유입되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

여기서, 상기 웨이퍼 세정장치(100)는, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 가이드로울러(110) 및 함습성 스펀지(120)를 포함하여 이루어진다.

즉, 상기 가이드로울러(110)는, 웨이퍼(1)의 진행방향을 가로막을 수 있게 설치되어 웨이퍼(1)의 테두리면과 접촉되면서 웨이퍼(1)를 회전시키는 것으로서, 적어도 진행방향의 좌우측으로 2개 이상 설치되고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 가이드로울러(110)는, 이송로울러(130)에 의해 이송되는 웨이퍼(1)의 이송 경로에 선택적으로 간섭될 수 있도록 선회축(112)을 기준으로 좌우회동이 가능한 로울러암(111)에 설치되는 것이다.

따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 세정 전에는 다수개의 상기 이송로울러(130)에 의해 진행방향으로 이송되던 웨이퍼(1)를 상기 로울러암(111)이 선회축(112)을 기준으로 회동하여 웨이퍼(1)의 이송경로를 가로 막아 웨이퍼(1)를 회전시키면서 세정을 진행하고, 세정을 마친 웨이퍼(1)는 상기 로울러암(111)이 선회축(112)을 기준으로 역회동하여 웨이퍼(1)의 이송경로로부터 벗어나서 상기 웨이퍼(1)가 상기 이송로울러(130)에 의해 연속적으로 이송될 수 있는 것이다.

또한, 상기 함습성 스펀지(120)는, 상기 가이드로울러(110)에 의해 회전하는 웨이퍼(1)의 전면 및 후면에 각각 접촉 회전되면서 상기 웨이퍼(1)를 상기 가이드로울러(110) 방향으로 가압하는 동시에 웨이퍼(1)의 표면과 접촉되어 세정액을 머금은 상태로 웨이퍼(1)를 세정하는 것으로서, 상기 웨이퍼(1)를 사이에 두고 상기 웨이퍼(1)의 상측과 하측에 각각 설치된다.

따라서, 상기 함습성 스펀지(120)가 상기 웨이퍼(1)를 전면과 후면에 각각 접촉되어 회전하면서 웨이퍼(1) 표면을 세정하는 동시에, 상기 웨이퍼(1)를 가이드로울러(110) 방향으로 가압하여 상기 가이드로울러(110)가 상기 웨이퍼(1)를 회전시킬 때, 그 접촉력을 향상시켜서 안정되고 견고한 웨이퍼(1)의 회전이 가능해지는 것이다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제어부(30)는, 상기 수광센서(20)의 온오프(ON-OFF)신호의 변화를 감지하여 회전유무나 회전속도를 판별하는 것이다.

특히, 본 발명의 제어부(30)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 발광센서(10)와 수광센서(20) 사이에 웨이퍼(1)의 플랫존(2)이 지나가면서 상기 발광센서(10)의 빛이 상기 수광센서(20)로 조사되어 상기 수광센서(20)로부터 빛이 감지되는 온(ON)신호와, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 발광센서(10)와 수광센서(20) 사이에 웨이퍼(1)의 비플랫존이 지나가면서 상기 발광센서(10)의 빛이 상기 웨이퍼(1)의 비플랫존에 의해 가로막혀서 상기 수광센서(20)로부터 빛이 감지되지 않는 오프(OFF)신호가 미리 입력된 기준 간격 이내의 간격으로 교차 입력되면 회전충분신호를 출력하고, 상기 온신호 또는 오프신호가 미리 입력된 기준 간격 이상의 간격으로 교차 입력되거나 미리 입력된 기준시간이 지나도 변화가 없으면 회전불충분신호 또는 무회전신호를 출력하는 것이다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 웨이퍼의 회전 감지장치는, 상기 제어부(30)로부터 회전유무에 대한 신호를 인가받아 이를 경광, 경음 및 기타 신호로 표시하는 표시부(50)를 더 포함하여 이루어지는 것이 가능하다.

이러한 상기 표시부(50)는, 경광등이나 경음 부저나 스피커나 기타 CRT, LED, LCD, 모니터 등 매우 다양한 종류의 표시부가 적용될 수 있다.

따라서, 작업자는 웨이퍼 세정장치(100) 내부에서 회전하는 웨이퍼(1)를 육 안으로 확인하지 않더라도 상기 표시부(50)를 통해 상기 회전불충분신호 또는 무회전신호를 경광, 경음 기타 신호 등으로 확인하여 신속한 후속 조치를 취할 수 있는 것이다.

또한, 상기 제어부(30)에 미리 입력되는 기준 간격을 조절하여 상기 웨이퍼(1)의 최적 상태 또는 최상의 회전속도를 항상 유지할 수 있게 하는 것도 가능하고, 상기 온오프 신호의 간격을 통해 상기 웨이퍼(1)의 현재 회전속도를 판단하는 것도 가능한 것이다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상을 해치지 않는 범위 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다.

예컨대, 본 발명의 도면 실시예에서는 웨이퍼의 세정장치(100)에 적용되는 것을 예시하였으나, 이외에도 웨이퍼의 회전유무를 자동으로 판별할 수 있는 모든 웨이퍼의 공정이나 웨이퍼의 가공 장비 등에 널리 적용되는 것이 가능하다.

따라서, 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술되는 청구범위와 이의 기술적 사상에 의해 한정될 것이다.

이상에서와 같이 본 발명의 웨이퍼의 회전 감지장치에 의하면, 웨이퍼의 회전상태를 자동으로 판별하여 작업자에게 이상유무를 알려줄 수 있고, 웨이퍼의 세정시 웨이퍼가 충분히 회전되지 못하는 경우, 작업자의 신속한 후속조치가 가능하여 웨이퍼의 세정 불량 및 후공정에 이르기까지 불량이 전파되는 것을 방지할 수 있는 효과를 갖는 것이다.

Claims (5)

1. 웨이퍼의 회전시 웨이퍼의 플랫존(flat zone)이 회전하면서 지나가는 웨이퍼의 테두리 영역에 빛을 조사하도록 웨이퍼 세정장치에서 회전하는 웨이퍼의 플랫존에 대응하는 위치의 상부에 위치하는 센서브라켓에 설치되는 발광센서;

   상기 발광센서의 빛을 받아들이도록 상기 웨이퍼의 후면 하방의 상기 센서브라켓에 설치되는 수광센서; 및

   상기 수광센서의 온오프(ON-OFF) 신호의 변화를 감지하여 회전유무나 회전속도를 판별하는 제어부;

   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 회전 감지장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 웨이퍼 세정장치는,

   웨이퍼의 진행방향을 가로막을 수 있게 설치되어 웨이퍼 테두리면과 접촉되면서 웨이퍼를 회전시키는 가이드로울러; 및 상기 가이드로울러에 의해 회전하는 웨이퍼의 전면 및 후면에 각각 접촉 회전되면서 상기 웨이퍼를 상기 가이드로울러 방향으로 가압하는 동시에 웨이퍼를 세정하는 한 쌍의 함습성 스펀지;를 포함하여 이루어지며,

   상기 발광센서는, 상기 웨이퍼의 전면 상방에 설치되는 상기 센서브라켓의 원통형 관통구가 형성되는 발광센서 가이드부 내부에 설치되고,

   상기 수광센서는, 상기 웨이퍼의 후면 하방의 상기 센서브라켓에 설치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 회전 감지장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 웨이퍼는, 이송로울러에 의해 진행방향으로 이송되고,

   상기 가이드로울러는, 상기 이송로울러에 의해 이송되는 웨이퍼의 이송 경로에 선택적으로 간섭될 수 있도록 선회축을 기준으로 좌우회동이 가능한 로울러암에 설치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 회전 감지장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 제어부는, 상기 수광센서로부터 빛이 감지되는 온(ON)신호와, 빛이 감지되지 않는 오프(OFF)신호가 미리 입력된 기준 간격 이내의 간격으로 교차 입력되면 회전충분신호를 출력하고, 상기 온신호 또는 오프신호가 미리 입력된 기준 간격 이상의 간격으로 교차 입력되거나 미리 입력된 기준시간이 지나도 변화가 없으면 회전불충분신호 또는 무회전신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 회전 감지장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 제어부로부터 회전유무에 대한 신호를 인가받아 이를 경광, 경음 및 기타 신호로 표시하는 표시부;

   를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 회전 감지장치.

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