KR100291549B1 - 오버레이 측정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼 전면에 형성된 다층 패턴의 오버레이를 측정하는 오버레이 측정장치에 관한 것으로서,
반도체 웨이퍼(40)가 각 슬롯(82) 안에 탑재되는 반도체 웨이퍼(40) 운반용의 캐리어(80)를 담는 파드(70)를 구비한 스탠다드 메커니컬 인터페이스 장치(30)와 측정장치(50)를 구비하여, 홈(42)이 형성되어 있는 반도체 웨이퍼(40) 전면에 형성된 다층 패턴의 오버레이를 측정하는 장치에 있어서, 상기 스탠다드 메커니컬 인터페이스 장치(30)에 장착되어 상기 각 슬롯(82)에 상기 반도체 웨이퍼(40)가 탑재되었는가의 여부를 점검하는 웨이퍼 매핑장치(110)와, 상기 각 반도체 웨이퍼(40)를 상기 홈(42)을 기준으로 하여 정렬하고, 상기 웨이퍼(40) 전면에 형성된 웨이퍼(40)의 식별번호를 인식하는 웨이퍼 정렬 및 인식장치(120)와, 상기 웨이퍼 매핑장치(110)에서 점검된 웨이퍼(40)의 존재 여부와 상기 웨이퍼 정렬 및 인식장치(120)에서 인식된 웨이퍼(40)의 식별번호가 표시되는 디스플레이(160)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에 따른 오버레이 측정장치를 이용하면, 작업자가 캐리어 내의 각 슬롯에 웨이퍼가 탑재되어 있는지의 여부와 각 웨이퍼의 식별번호를 간단히 판독할 수 있게 되어 불량률을 감소시키고 작업 능률을 향상시킬 수 있다.

Description

오버레이 측정장치{OVERLAY MEASURING DEVICE}
본 발명은 반도체 웨이퍼 가공(fabrication)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 웨이퍼 전면에 형성된 다층 패턴의 오버레이를 측정하는 오버레이 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 웨이퍼 가공은 로트(lot) 단위의 매 반도체 웨이퍼의 표면에 여러 종류의 막을 형성시키고, 패턴 마스크를 이용하여 반도체 웨이퍼의 특정 부분을 선택적으로 깎아내는 작업을 되풀이함으로써 반도체 웨이퍼 전면의 각 칩에 동일한 패턴을 갖는 전자회로를 구성해 나가는 전 과정을 일컫는다.
상술한 반도체 웨이퍼 가공 과정에서, 스테퍼(stepper)로부터 자외선을 발생시켜 패턴 마스크에 그려진 회로 패턴을 반도체 웨이퍼 표면에 전사해 주는 포토마스킹(photomasking) 공정은 웨이퍼 스테이지에 안착된 반도체 웨이퍼의 정확한 정렬과 정렬된 웨이퍼에 대하여 정확한 노광량 또는 노광 시간 조절이 필요하다. 따라서, 이와 같은 포토마스킹 공정의 완료 후 그 공정이 정확히 이루어졌는지 확인하는 측정 과정이 수행된다. 이때, 측정 과정에서는 오버레이 측정장치를 이용하여 이전에 수행된 포토마스킹 공정에 의해 형성된 패턴과 현재 수행된 포토마스킹 공정에 의해 형성된 패턴과의 위치 정렬이 제대로 이루어졌는지를 확인한다.
오버레이 측정장치는 먼저 측정을 위한 반도체 웨이퍼를 정확한 측정 위치에 배치하는 웨이퍼 정렬(wafer alignment)을 수행한 다음, 가시광(visual beam)을 정렬된 웨이퍼 전면에 방사하고, 그 웨이퍼로부터 반사되는 반사 광빔을 검출함으로써 반도체 웨이퍼 전면에 형성된 이전의 패턴과 현재 패턴과의 벗어난 정도를 측정한다.
이러한 오버레이 측정장치에서 웨이퍼의 측정이 이루어지는 과정을 도 1 및 도 2를 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다.
종래의 오버레이 측정장치(10)에는 웨이퍼(40)를 운반해 오는 스탠다드 메커니컬 인터페이스 장치(30)와, 웨이퍼(40)의 가장자리에 형성된 홈(42)을 기준으로 웨이퍼(40)를 정렬하는 웨이퍼 정렬장치(20)와, 웨이퍼 정렬장치(20)에서 정렬된 웨이퍼(40)전면의 패턴의 오버레이를 측정하는 측정장치(50)를 포함한다.
웨이퍼(40)는 이러한 장치들 사이에서 운반수단(도시하지 않음)에 의해 이송된다.
도 2에 나타나 있는 스탠다드 메커니컬 인터페이스 장치(30)는 반도체 제조공정을 수행하는 반도체 장비의 주변장치로서 좁은 공간의 청정실 등에서의 대기 콘트롤 및 프로세스 처리시 인위적인 실수 등을 방지하기 위한 것이며, 웨이퍼(40)가 저장된 캐리어(80)를 반도체 장비에 반송하거나 배출하는데 이용된다. 스탠다드 메커니컬 인터페이스 장치(30)는 캐리어(80)를 담아 운반하는 기밀 용기인 파드(pod, 70)와, 파드(70)를 그 위에 얹는 포트(32)와, 포트(32)를 지지하는 스탠다드 메커니컬 인터페이스 아암(36)을 포함한다.
스탠다드 메커니컬 인터페이스 장치(30)에서 포트 도어(34)와 파드도어(72)와 캐리어(80)가 함께 움직여 스탠다드 메커니컬 인터페이스 아암(36) 안으로 내려가거나 포트(32) 위로 올라오게 된다.
상기한 오버레이 측정장치(10)에서는 스탠다드 메커니컬 인터페이스 장치(30)에 의해 운반되어 온 캐리어(80)에서 웨이퍼(40)를 꺼내어 웨이퍼 정렬장치(20)로 이송시킨 후 웨이퍼 정렬장치(20)에서 웨이퍼(40)의 홈(42)을 기준으로 웨이퍼(40)를 정렬하고, 측정장치(50)는 정렬된 웨이퍼(40)에 가시광을 방사한 후에, 웨이퍼(40)로부터 반사되는 광빔을 검출하여 반도체 웨이퍼(40) 전면에 형성된 이전의 패턴과 현재 패턴과의 벗어난 정도를 측정한다. 측정이 끝난 웨이퍼(40)는 다시 스탠다드 메커니컬 인터페이스 장치(30)로 이동되어 웨이퍼(40) 전면의 패턴에 대한 측정이 마무리된다.
그러나, 이러한 종래의 오버레이 측정장치(10)에서는 스탠다드 메커니컬 인터페이스 장치(30)의 파드(70) 내에 있는 캐리어(80)의 각 슬롯(82) 마다에 웨이퍼(40)가 탑재되어 있는지의 여부를 확인할 수 없었다. 또한 각 웨이퍼(40)에 기록되어 있는 웨이퍼(40)의 식별번호도 판독할 수 없었다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해소시키기 위하여 발명된 것으로, 캐리어 내의 각 슬롯에 웨이퍼가 탑재되어 있는지의 여부와 각 웨이퍼의 식별번호를 판독할 수 있는 오버레이 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 반도체 웨이퍼가 각 슬롯 안에 탑재되는 반도체 웨이퍼 운반용의 캐리어를 담는 파드를 구비한 스탠다드 메커니컬 인터페이스 장치와 측정장치를 구비하여, 홈이 형성되어 있는 반도체 웨이퍼 전면에 형성된 다층 패턴의 오버레이를 측정하는 장치에 있어서, 상기 스탠다드 메커니컬 인터페이스 장치에 장착되어 상기 각 슬롯에 상기 반도체 웨이퍼가 탑재되었는가의 여부를 점검하는 웨이퍼 매핑장치와, 상기 각 반도체 웨이퍼를 상기 홈을 기준으로 하여 정렬하고, 상기 웨이퍼 전면에 형성된 웨이퍼의 식별번호를 인식하는 웨이퍼 정렬 및 인식장치와, 상기 웨이퍼 매핑장치에서 점검된 웨이퍼의 존재 여부와 상기 웨이퍼 정렬 및 인식장치에서 인식된 웨이퍼의 식별번호가 표시되는 디스플레이를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 다음에 설명하는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
도 1은 종래의 오버레이 측정장치에서 웨이퍼의 측정이 이루어지는 과정의 개략도,
도 2는 종래의 스탠다드 메커니컬 인터페이스 장치의 작동을 설명하는 개략도,
도 3은 본 발명의 오버레이 측정장치에서 웨이퍼의 측정이 이루어지는 과정의 개략도,
도 4 및 도 5는 본 발명의 스탠다드 메커니컬 인터페이스 장치의 작동을 설명하는 개략도,
도 6은 본 발명의 오버레이 측정장치의 디스플레이의 개념도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10, 100 ; 오버레이 측정장치
20 ; 웨이퍼 정렬장치(notch alignment system)
30 ; 스탠다드 메커니컬 인터페이스 장치(standard mechanical interface)
40 ; 웨이퍼 50 ; 측정장치(measure system)
160 ; 디스플레이 70 ; 파드(pod)
80 ; 캐리어 82 ; 슬롯
110 ; 웨이퍼 매핑장치(mapping system)
120 ; 웨이퍼 정렬 및 인식장치(notch alignment and wafer id reading system)
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오버레이 측정장치(100)에 대해서 상세하게 설명한다. 종래와 동일한 구성 부재에 대해서는 도면에서 종래와 동일한 참조 부호를 부여하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 오버레이 측정장치에서 웨이퍼의 측정이 이루어지는 과정의 개략도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 스탠다드 메커니컬 인터페이스 장치의 작동을 설명하는 개략도이며, 도 6은 본 발명의 오버레이 측정장치의 디스플레이의 개념도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오버레이 측정장치(100)는 스탠다드 메커니컬 인터페이스 장치(30)와, 웨이퍼 매핑장치(110)와, 웨이퍼 정렬 및 인식장치(120)와, 측정장치(50)와, 이들 장치 사이에서 웨이퍼(40)를 운반하는 운반수단(도시되지 않음)과, 웨이퍼 매핑장치(110)와 웨이퍼 정렬 및 인식장치(120)에서 측정된 내용을 도시되지 않은 모니터의 화면에 도 6과 같이 나타내는 디스플레이(160)를 포함하여 구성된다.
스탠다드 메커니컬 인터페이스 장치(30)는 반도체 웨이퍼(40)가 각 슬롯(82) 안에 탑재되는 반도체 웨이퍼(40) 운반용의 캐리어(80)를 담는 파드(70)를 구비하고 있으며 그 기능은 상기한 바와 같다.
웨이퍼 매핑장치(110)는 스탠다드 메커니컬 인터페이스 장치(30)에 장착되어 각 슬롯(82)에 반도체 웨이퍼(40)가 탑재되었는가의 여부를 점검하는 것으로서, 초음파 센서 장치나 레이저 센서 장치 등의 수단을 사용하여 구현되며, 웨이퍼(40)를 탑재한 캐리어(70)가 포트(32) 아래로 내려가거나 포트(32) 위로 올라올 때 각 슬롯(82)을 순차적으로 점검하게 된다.
웨이퍼 정렬 및 인식장치(120)는 각 반도체 웨이퍼(40)를 홈(42)을 기준으로 하여 정렬하고, 웨이퍼(40) 전면에 형성된 웨이퍼의 식별번호를 인식하는 것이다.
도 6에서 볼 수 있듯이, 디스플레이(160)에는 웨이퍼 매핑장치(110)에서 슬롯(82) 내에 웨이퍼(40)가 존재하는 것으로 점검되면 찬슬롯(164)으로, 웨이퍼(40)가 존재하지 않는 것으로 점검되면 빈슬롯(62)으로 표시되고, 웨이퍼 정렬 및 인식장치(120)에서 인식된 웨이퍼의 식별번호도 찬슬롯(164)에 표시되어 작업자가 이를 모니터(도시되지 않음)를 통해 확인할 수 있다.
상기한 구성을 가진 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오버레이 측정장치(100)를 이용하면 캐리어(80)가 파드(70) 내부에 들어가 각 슬롯(82) 내에 웨이퍼(40)가 존재하는 지의 여부를 육안으로 확인하기 어려운 경우에도 모니터를 통해 웨이퍼(40)의 존재 여부 및 식별번호까지 육안으로 확인할 수 있게 된다.
이상, 내용은 본 발명의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명이 속하는 분야의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 오버레이 측정장치를 이용하면, 작업자가 캐리어 내의 각 슬롯에 웨이퍼가 탑재되어 있는지의 여부와 각 웨이퍼의 식별번호를 간단히 판독할 수 있게 되어 불량률을 감소시키고 작업 능률을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 반도체 웨이퍼(40)가 각 슬롯(82) 안에 탑재되는 반도체 웨이퍼(40) 운반용의 캐리어(80)를 담는 파드(70)를 구비한 스탠다드 메커니컬 인터페이스 장치(30)와, 측정장치(50)를 구비하여, 홈(42)이 형성되어 있는 반도체 웨이퍼(40) 전면에 형성된 다층 패턴의 오버레이를 측정하는 장치에 있어서,
    상기 스탠다드 메커니컬 인터페이스 장치(30)에 장착되어 상기 각 슬롯(82)에 상기 반도체 웨이퍼(40)가 탑재되었는가의 여부를 점검하는 웨이퍼 매핑장치(110)와,상기 각 반도체 웨이퍼(40)를 상기 홈(42)을 기준으로 하여 정렬하고, 상기 웨이퍼(40) 전면에 형성된 웨이퍼(40)의 식별번호를 인식하는 웨이퍼 정렬 및 인식장치(120)를 포함하는 것을 특징으로 하는 오버레이 측정장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼 매핑장치(110)에서 점검된 웨이퍼의 존재 여부와 상기 웨이퍼 정렬 및 인식장치(120)에서 인식된 웨이퍼(40)의 식별번호가 표시되는 디스플레이(160)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오버레이 측정장치.
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