KR100483439B1 - 반도체 웨이퍼 포드 - Google Patents

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KR100483439B1
KR100483439B1 KR10-2002-7012541A KR20027012541A KR100483439B1 KR 100483439 B1 KR100483439 B1 KR 100483439B1 KR 20027012541 A KR20027012541 A KR 20027012541A KR 100483439 B1 KR100483439 B1 KR 100483439B1
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모토로라 인코포레이티드
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Abstract

반도체웨이퍼포드는 포드내에 수용될 웨이퍼의 표면을 향하여 그것의 하우징(109)내에 배치된 측정센서(305)를 포함한다. 상기 포드는 종래의 반도체웨이퍼제조툴의 로드포트에 연결될 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼를 운반할 필요 없이 웨이퍼처리 후에 즉시 측정데이터가 수집될 수 있다. 본 발명은, 툴-통합 메트롤로지의 저비용 개발을 할 수 있게 한다.

Description

반도체 웨이퍼 포드{SEMICONDUCTOR WAFER POD}
본 발명은 반도체제조툴의 포드인터페이스(pod interface)에 기계적으로 접속될, 반도체 웨이퍼의 수용을 위한 포드에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 웨이퍼상에서 측정을 실시하는 방법에 관한 것이다.
반도체제작현장에서, 웨이퍼는 포드내에서 하나의 툴에서 또 다른 툴로 보관되고 이송된다. 포드는 동일한 포드가 상이한 공급자로부터의 툴에 부착가능하도록 표준화되어 있다. 200㎜ 웨이퍼 제조의 경우, 오픈 카세트(open cassette) 포드 또는 SMIF 포드가 사용된다. 오픈 카세트는 다수의 웨이퍼가 서로 평행하게 배치되는 콘테이너이다. 오픈 카세트는 웨이퍼의 방위를 거의 수직으로 잡은 채로 이송된다. 오픈카세트는 90℃로 회전한 후 툴에 부착된다. 300㎜ 생산에서는, 소위 FOUP(front opening unified pod)이 사용된다. 포드내부의 분위기(ambient air)는 포드외부보다 더 양호한 청정 등급을 가질 수 있으므로, 포드는 그 포드내에 기밀되어 있는 다수의 300㎜ 반도체웨이퍼를 포함한다. 웨이퍼는 그 포드내에 수평으로 방위를 잡고, 도어에 의하여 시일링되는 개구부를 향한다. 툴의 인터페이스섹션에 부착될 때에는, 도어가 제거되고 웨이퍼핸들러에 의하여 웨이퍼가 접근될 수 있다. 어떤 경우라도, 인터페이스섹션과 툴의 기하학적 특성의 대부분은 다양한 표준에 따른다.
반도체웨이퍼제조시, 웨이퍼는 이전에 수행된 공정단계의 품질을 모니터링하기 위해서 테스트되어야 한다. 예를 들어, 이러한 측정은 박막두께, 오염된 미립자수 및 미립자위치, 임계치수(critical dimension)의 측정등을 포함한다. 반도체제조산업에서, 통합된 측정을 위한 제조툴공급업체는 통상적으로 작은 엔지니어링회사여서, 그들의 측정장치를 고가이고 진보된 제조툴로 통합하는 것은 어렵다. 특히, CVD용 클러스터툴, 플라즈마에칭 또는 리소그래피는 고도로 자동화되어 있고 매우 고가이다. 측정툴을 제조툴로 통합하도록 요구되는 경우에는, 개발중에는 제조툴내에서 측정장치 및 그 작동상태 및 상호작용을 테스트할 필요성이 있다. 요즘에는, 많은 수고를 들여 실험실에서 몇가지 예비테스트를 거친 후에 측정센서가 툴로 통합된다. 생산환경에서는 센서시스템의 효과적인 테스트가 이루어질 수 없기 때문에, 측정센서시스템을 툴안으로 통합하도록 제조툴공급업체를 설득하기가 힘들다. 한편, 생산환경에서 측정시스템을 테스트할 때에, 통합비용은 거대한 액수로 늘어날 것이다. 그러므로, 메트롤로지(metrology)를 제조툴로 개발하고 통합하는 것은 비용이 많이 들고 실현하기가 어렵다.
WO 98/59229호에는 포드내의 환경을 모니터링하도록 포드의 하우징에 장착된 센서를 포함하는 반도체포드가 개시되어 있다. 센서로부터의 신호는 다음의 검색 또는 전송을 위하여 신호를 저장하는 로깅디바이스(logging device)에 제공된다. 상기 센서는 웨이퍼포드내의 빛의 세기 또는 스펙트럼, 가스, 미립자 및 기타환경특성을 모니터링할 수 있다.
도 1은 반도체웨이퍼제조툴의 평면도,
도 2는 본 발명에 따른 포드를 구비한 제조툴의 측면도,
도 3은 본 발명에 따른 포드의 사시도,
도 4는 상이한 두 위치에서 웨이퍼를 구비한 포드의 평면도,
도 5는 여러개의 웨이퍼 및 여러개의 센서를 구비한 포드의 측면도,
도 6은 또 다른 포드의 측면도,
도 7은 시프팅수단을 구비한 포드의 평면도, 및
도 8은 또 다른 센서수단을 구비한 포드의 측면도.
본 발명의 목적은 기존의 반도체웨이퍼제조툴에 메트롤로지장비의 개발 및 도입을 용이하게 할 수 있는 수단을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 반도체웨이퍼상에서 측정을 실행하는 용이한 방법을 제공하는 것이다.
수단과 관련하여 본 발명의 목적은 하우징, 반도체웨이퍼제조툴의 포드인터페이스에 기계적으로 결합될 인터페이스섹션, 하우징내에 배치된 상기 반도체웨이퍼를 잡아주는 수단, 및 웨이퍼의 표면과 상호작용하기 위하여 상기 웨이퍼의 표면을 향하도록 포드에 대하여 배치된 측성센서를 포함하는 반도체웨이퍼의 수용을 위한 포드에 의하여 해결된다.
방법과 관련하여 본 발명의 목적은, 상기 웨이퍼를 처리하는 챔버; 적어도 상기 웨이퍼를 받는 제1포드용 제1인터페이스; 본 발명에 따른 제2포드용 제2인터페이스; 웨이퍼핸들러를 포함하는 반도체웨이퍼용 측정툴을 사용하여,
상기 제1포드로부터 상기 웨이퍼를 제거하는 단계; 상기 챔버안으로 상기 웨이퍼를 놓는 단계; 상기 챔버내의 상기 웨이퍼를 처리하는 단계; 상기 처리하는 단계 전후에 제2포드내의 반도체웨이퍼를 잡아주는 수단안으로 상기 웨이퍼를 놓는 단계; 상기 제2포드내에 배치된 센서로 측정을 수행하는 단계; 및 상기 제1포드안으로 상기 웨이퍼를 다시 놓는 단계를 포함하는, 반도체웨이퍼제조용 툴에서 반도체웨이퍼상에 의하여 측정을 수행하는 방법에 의하여 해결된다.
본 발명에 의하면, 처리될 웨이퍼를 제조툴에 제공하는 데 통상적으로 사용되는 포드는 적어도 하나의 웨이퍼 및 측정센서가 포드내에 배치되는 방식으로 적절히 구성되어 있다. 이로 인하여, 웨이퍼를 처리한 직후 툴에서의 측정이 수행될 수 있다. 메트롤로지는 포드를 툴에 연결시키는 표준화된 인터페이스를 통하여 수행된다.
통상적으로, 툴에는 보다 많은 포드인터페이스가 있으며, 이중 몇몇은 처리를 위하여 웨이퍼를 제공하는 데 사용되지 않기 때문에, 본 발명에 따른 포드는 프리로드포트(free load-port) 인터페이스에 부착될 수 있다. 제조공정은 방해받지 않는다. 전체적으로, 본 발명에 따른 포드는 툴의 로드포트(load-port)에 제공되고, 툴에서 보았을 때, 처리될 웨이퍼를 운반하는 포드와 유사하게 행동한다.
본 발명의 장점은 공정개발시에 미립자테스트, 층두께측정 또는 임계치수측정과 같은 어떤 측정작업을 위하여, 웨이퍼를 운반할 필요없이 즉각적 측정이 이루어진다는 것이다. 이것은 공정개발에 필요한 시간을 단축시키고, 또한 그렇지 않으면 필요할 수도 있고 일반적으로 매우 고가인, 자립형(stand-alone) 측정툴에 대한 작업부하를 감소시킨다. 어떤 경우든지, 센서는 웨이퍼의 표면을 향하도록 배치된다. 웨이퍼의 표면은 웨이퍼의 정면 및 이면과 함께 에지도 포함한다. 측정기술은 센서가 웨이퍼의 표면 또는 에지와 상호작용하는 것을 포함한다. 상기 상호작용은 예를 들어, 기계적 또는 광학적 상호작용을 사용하는 직접적인 방식이 바람직하다. 특히, 본 발명은 웨이퍼의 표면 또는 에지에 의하여 반사되거나 산란되고 수광기에 의하여 수광되는 광학신호를 센서가 발생시킬 때에 유용하다. 어떠한 경우이든, 본 발명은 웨이퍼특성을 측정하기 위하여 웨이퍼와 상호작용한다.
제조툴에 대한 수정은 매우 합리적이다. 툴의 외부의 포드내에서 수정되기 때문에, 하드웨어를 수정할 필요가 없거나 단지 미러 하드웨어의 수정이 필요할 뿐이다. 웨이퍼핸들링장치용 제어소프트를 변경하기 위하여 수정이 행해지는 데, 이는 비교적 용이하고 툴의 처리부의 처리제어 소프트웨어를 변화시키는 것보다는 훨씬 덜 복잡하다. 메트롤로지센서시스템은 제조툴 자체에서 테스트되고 개선되며 디버그될 수 있기 때문에, 성공적인 테스트 후 툴의 다른 위치에 센서를 통합시키기가 훨씬 용이하다. 본 발명에 따른 포드내의 센서시스템은 양산시 툴 통합 측정을 실행하기에도 적합하다. 측정결과가 특정 범위를 벗어날 때에, 센서시스템은 툴작동을 중지시킬 수 있다. 이로 인하여, 툴성능의 런타임제어 및 용이한 결점검출이 가능하다. 본 발명은 공장에서 웨이퍼제조시 반도체웨이퍼를 나르는 어떠한 포드에도 적용할 수 있다. 실제로, 본 발명은 200㎜ 오픈카세트 및 SMIF 포드뿐만 아니라, 300㎜ FOUP에서도 사용될 수 있다. 메트롤로지툴의 크기에 따라, 전체시스템이 포드안으로 통합될 수 있거나 또는 센서만이 포드안으로 통합될 수 있으며, 포드외부에 있는 컴퓨터에 의하여 측정신호가 평가된다. 측정시스템의 개발단계에서, 하드웨어는 포드의 하우징안에 완전히 맞도록 축소되거나 맞춤설계될 수 있다. 하우징의 벽에는 어댑터가 마련될 수 있으므로, 여러가지의 센서가 부착될 수 있다. 어댑터는 상단, 좌우, 바닥 등 하우징의 패싯(facet)을 포함하는 포드하우징의 어떠한 벽에도 장착될 수 있다. 따라서, 정면 및 이면뿐만 아니라 에지도 포함하는 웨이퍼의 모든 측면에서 피처를 검사하거나 측정할 수 있다. 대안적으로, 하우징은 센서를 지니는 한 부분이 다른 부분으로부터 탈착될 수 있는, 매칭인터페이스를 구비한 2개의 부분을 가질 수 있어서, 상이한 센서가 용이하게 교체될 수 있다.
300㎜ FOUP에 따르면, 표준은 하우징의 바닥판내의 커플링홈(coupling groove)을 통하여 FOUP 특성의 기계적 코딩을 위한 옵션을 제공한다. 이로 인하여, 제조툴은 FOUP의 특성을 체크하고 측정센서를 통합하는 포드와의 정확한 접속을 위하여 웨이퍼핸들러의 프로그램을 변경시킬 수 있다.
다음에는, 본 발명의 상이하고 바람직한 실시예를 서술한다. 포드는 웨이퍼를 회전시키는 수단을 포함하는 것이 바람직하다. 이들 수단은 포드의 바닥부에 배치되는 것이 바람직하다. 제조툴로부터 오는 진동을 기계적으로 격리하기 위하여, 예를 들어 돌 또는 화강암으로 만들어진 포드의 하우징의 바닥판, 또는 충격흡수장치로 중량을 지탱한다. 웨이퍼는 웨이퍼를 가로지르는 센서의 이동트랙을 따라 측정하기 위하여 포드의 하우징 안팎으로 이동될 수 있다. 포드의 안팎으로 이동하면서 회전되고 있을 때, 웨이퍼의 상부면 또는 하부면의 모든 위치가 측정센서에 의하여 검사될 수 있다. 또한, 센서는 웨이퍼의 표면을 가로질러 센서를 움직이는 시프팅수단에 부착될 수도 있다. 상기 시프팅수단은 센서의 선형운동을 제공할 수 있다. 센서는 포드와 툴의 인터페이스섹션의 평면에 수직인 방향으로 이동될 수도 있고, 그 인터페이스섹션을 통하여 웨이퍼가 툴에 제공된다. 웨이퍼를 회전시키고 그 표면을 가로질러 웨이퍼의 직경을 따라 센서를 이동시키면, 웨이퍼상의 모든 위치에서 검사할 수 있다. 또한, 이동방향은 평면인터페이스섹션에 수직인 방향에 대하여 각을 형성할 수 있어, 시프팅수단의 끝단부에서 센서의 측정을 중지시키는 각각의 중지수단을 위한 공간이 제공된다.
두가지 경우 모두에서, 센서는 또한 시프팅수단에 부착된 축선을 통하여 회전될 수도 있다. 또한, 센서는 이동되지 않고 하우징내에 영구적으로 고정되거나 회전적으로 고정될 수 있다. 따라서, 웨이퍼가 포드안으로 삽입되어 있으면서 회전될 때에, 센서에 의하여 웨이퍼상의 모든 위치가 검사될 수 있다.
포드가 여러개의 웨이퍼를 잡아주는 수단을 포함하는 경우에는, 웨이퍼는 센서가 웨이퍼사이에 놓일 수 있도록 적절히 이격되어야 한다. 웨이퍼사이에 연장되는 축선을 중심으로 센서를 회전시킬 때에, 아래에 있는 웨이퍼의 상면 및 위에 있는 웨이퍼의 바닥면은 센서에 의하여 순차적으로 스캐닝될 수 있다.
예를 들어, 측정제어 및 신호처리를 위한 계산장치 또는 기타 전자기기가 포드의 하우징내로 들어가 맞지 않을 때에는, 매칭플러그(matching plug)의 전기커넥터를 포드의 하우징의 벽 중 하나에 장착하는 것이 바람직하다. 이로 인하여, 자립형 컴퓨터로 용이하게 접속할 수 있다.
본 발명에 따른 포드를 사용하는 경우, 처리될 웨이퍼를 운반하는 제1포드는 제1로드포트에 부착된다. 센서를 포함한 포드는 제2로드포트를 점유한다. 웨이퍼는 웨이퍼핸들러에 의하여 제1포드의 밖으로 꺼내어져 처리챔버, 예를 들어 CVD 챔버 또는 플라즈마에칭챔버 또는 또 다른 제조장비로 이송된다. 그런 후, 처리된 웨이퍼는 센서를 구비하는 제2포드로 이송되어 측정이 실시된다. 추후의 처리 및 평가를 위하여 임의의 데이터가 수집된다. 또한, 상기 데이터는 추후의 웨이퍼의 처리를 최적화하기 위하여, 임의의 툴 파라미터를 조절하도록 툴 내로의 입력신호로서 사용될 수 있다. 상기에 추가하여 또는 대안적으로, 웨이퍼는 처리되기 전에 예비측정을 수행하기 위하여 제2포드안에 놓일 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예를 서술한다. 대응하는 요소는 동일한 참조번호로 표시된다.
도 1은 상이한 처리챔버(101, 102, 103, 104)를 구비한 클러스터툴을 도시한다. 반도체웨이퍼의 제조시, 상이한 처리챔버가 상이한 처리단계에서 사용될 수 있다. 처리챔버에는 팩토리인터페이스(105)를 통하여 웨이퍼가 제공된다. 다수의 웨이퍼를 포함하는 포드는 팩토리인터페이스(105)에 연결된다. 로드포트(111, 112)에는 포드에 맞는 각각의 표준화된 인터페이스(106, 107)가 있다. 예를 들어, 포드는 300㎜ 웨이퍼용 표준 FOUP을 따라 설계될 수 있다. 로드포트(106)에는 처리될 웨이퍼를 포함하는 FOUP(108)이 제공된다. 로드포트(107)에는 본 발명에 따른 포드(109)가 제공된다. 상기 포드는 측정센서를 포함한다.
웨이퍼제조시, 웨이퍼는 로봇(110)에 의하여 로드포트(111)에서 포드(108)로부터 꺼내지고 필요에 따라 예비측정을 실행하도록 포드(109)안으로 삽입된다. 그런 후, 웨이퍼는 처리챔버(103)안으로 삽입되고, 웨이퍼의 표면이 처리되는 처리단계를 위한 처리챔버(104)안으로 선택적으로 삽입된다. 이들 처리단계는 화학기상증착(CVD), 에칭 또는 다른 처리단계를 수반할 수 있다. 마지막 처리단계 후, 웨이퍼는 처리후측정을 위하여 포드(109)안으로 다시 삽입된다. 최종적으로, 웨이퍼는 이전의 포드(108)로 반송된다. 포드(109)에서 수행되는 측정은 반사계, 엘립소미터(ellipsometer), 또는 분광광도계(spectrophotometer)에 의한 두께측정일 수 있다. 다른 가능한 측정방법은 미립자의 수 및 분포를 보여주는 미립자측정 또는 광스캐터로메트리(scatterometry)를 통한 임계치수측정과 함께 온도, 라만 분광기(raman spectroscopy), 오버레이, 스캐터로메트리의 측정 또는 그 밖의 측정기술이 있을 수 있다. 상기 측정방법에 따라, 결함검출이 수행될 수도 있거나 상기 툴이 최적의 처리성능으로 튜닝되고 재조정될 수도 있다. 바람직한 측정기술은 웨이퍼와 센서의 광학적 상호작용을 수반하는 것이다. 센서시스템은 웨이퍼면을 때리는 광빔을 보내고, 상기 광빔은 반사 또는 산란되어 센서시스템내의 수광기에 의하여 수광된다.
도 3에서, 본 발명에 따른 FOUP은 표준화된 파라미터, 특히 SEMI 표준 제 E57(운동학적 커플링핀), E15(로드포트), E19(FOUP)을 따른다. 특히, 수직 및 수평 인터페이스섹션(301, 302)은 로드포트의 표준피처와 완전히 일치하므로, 포드는 종래의 방식으로도 제조툴의 로드포트에 부착될 수 있다. 로드포트는 상기 툴의 로드포트에서 대응하는 개구부와 맞는 평탄하고 고른 정면부를 포함한다. 웨이퍼는 인터페이스의 개구부를 통하여 툴에 제공될 수 있다. 아이들링(idle)시에는, 300㎜ 웨이퍼 FOUP과 함께 측정포드가 닫힌다. 도어(303)는 웨이퍼핸들러(110)가 접근할 수 있도록 상기 툴의 팩토리인터페이스(105)내에서 제거된다. 포드 및 제조툴의 내부영역보다 미립자오염도가 더 높을 수 있는 클린룸 외부의 공기에 의하여 포드의 내부공간이 오염되지 않기 위하여, 제조툴로부터 분리될 때 포드가 폐쇄되는 것이 중요하다. 포드의 하우징의 상부커버벽(304)은 제거될 수 있다. 센서(305)는 FOUP 하우징의 커버(304)에 고정된다. 상기 하우징에는 어댑터가 제공되며, 여기에 센서가 부착된다. 상이한 센서로 측정하고자 할 때에는, 이전 측정에 사용된 센서가 제거되고, 또 다른 센서가 어댑터에 부착된다. 대안적으로, 커버(304)는 상이한 센서를 구비한 다른 커버에 의하여 대체될 수 있다. 센서와 어댑터는 포드의 하우징의 어떤 벽에도 배치될 수 있다. FOUP의 바닥판(306)에는 포드를 정확히 정렬시키기 위한 3개의 운동학적 커플링홈(kinematic coupling groove)(307, 308, 309)이 있다. 또한, 포드의 형태에 대한 코드를 제공하는 4개의 구멍(310)이 제공된다. 상기 구멍(310)은 로드포트(112)에 의하여 체크된다. 이것은 웨이퍼핸들러(110)가 웨이퍼핸들러(110)를 작동시키는 정확한 제어프로그램으로 전환할 수 있게 한다. 한편, 웨이퍼핸들러는 포드의 내부의 어느 위치가 웨이퍼의 수용을 위하여 예정되는 지를 인식한다. 또한, 측정과정을 위한 일정한 시간지연을 설정할 수 있으며 그 시간이 지난 후에 웨이퍼가 포드로부터 제거될 수 있다. 대안적으로, 구멍에는 포드내의 측정장비에 의하여 제어되는 기계적인 스위치가 구비될 수 있다. 상기 스위치는 측정과정이 종료될 때에 작동되어, 웨이퍼가 포드로부터 제거될 수 있다는 것이 그 툴에 표시된다.
도 2의 상기 툴의 측면도는 포드(109)를 안정하게 유지하는 각부(foot)(201)를 도시한다. 특히, 포드(109)에 장비에 의하여 무거운 부하가 걸릴 때, 안정화각부(stabilising foot)(201)가 포드(109)를 지지하므로, 포드내(109)에서 측정될 웨이퍼는 수평위치를 가지며 핸들러(110)가 쉽게 접근할 수 있다. 포드를 바닥에서 떠밀 수 있도록 롤(roll)을 각부에 부착할 수 있다. 포드(109)내부의 센서에 의하여 제공된 신호를 처리하는 장비가 포드와 맞지 않는 경우, 툴 외부의 추가 캐리어(202)가 컴퓨터(203) 또는 추가 전자장치를 구비하도록 제공된다. 컴퓨터 및/또는 전자장치(203)는 케이블(204)을 통하여 포드(109)내부의 전자회로 및 센서에 접속된다. 또한, 케이블(204)을 통하여 전력도 포드에 제공된다. 포드는 케이블(204)로부터 대응하는 플러그가 접속될 수 있는 커넥터(206)를 포함한다.
포드(109)는 13개 또는 25개 웨이퍼용 FOUP의 높이에 대응하는 표준높이를 갖는다. 포드 내부 센서의 형태에 따라, 후면벽에는 경사진 상부가 있을 수 있다. 또한, 포드는 센서 및 전자장비를 수용하도록 도면번호 205로 나타낸 수직방향으로 연장될 수 있다. 운전자에게 상태정보 또는 측정결과를 제공하도록 표시부가 포드하우징에 부착되는 것이 바람직하다. 안정화각부(201)가 설치되어 있기 때문에, 포드(109)의 상단부에 컴퓨터(203)를 설치할 수도 있다. 수직방향의 치수는 비교적 제약을 받지 않고, 오버헤드운반시스템의 요건에 의하여만 제한될 수 있기 때문에, 포드상에 계산장치 또는 표시장치를 설치할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 포드(109)의 평면도를 도시한다. 웨이퍼(401)는 2개의 위치(401a, 401b)에 도시되어 있다. 웨이퍼가 포드(109)에 설치된 웨이퍼핸들링수단에 의하여 포드하우징(402)의 내부공간안으로 이동되면서, 핸들링기구에 의하여 회전된다. 이로 인해, 센서(403)가 FOUP으로 이동되고 회전되고 있는 동안, 웨이퍼면 전체를 스캔할 수 있다. 또한, 센서는 축선(404)을 중심으로 회전될 수 있다. 센서의 편심회전은 단계적이거나 연속적일 수 있다. 웨이퍼핸들러에는 포드의 어느 위치에서 웨이퍼를 가지고 있는 지를 판정하기 위하여 포드내부로부터 반사를 감지하는 발광다이오드를 가질 수 있다. 광흡수재는 웨이퍼의 삽입위치의 위아래에 있는 포드의 부분에 부착되어야 한다. 광흡수재는 포드의 반사위치만이 접근되어야 할 필요가 있고 다이오드로부터 빛을 흡수하는 웨이퍼의 나머지 부분은 웨이퍼에 의하여 점유되지 않았다는 신호를 웨이퍼핸들러로 보낸다.
이제, 도 5에서, 수개의 웨이퍼(501,...,505)가 있는 포드(109)가 도시된다. 2개의 웨이퍼, 예를 들어 501와 502 사이에는 적어도 하나의 센서(506)가 배치된다. 상기 센서(506)는 웨이퍼(501)와 웨이퍼(502) 사이에 평행하게 연장된 회전축선(507)에 고정된다. 우선, 센서(506)의 측정인터페이스(508)가 웨이퍼(501)의 이면부를 측정한다. 그 후, 센서는 축선(507)을 중심으로 180°회전하여, 측정인터페이스(508)가 웨이퍼(502)의 상부면을 향하도록 한다. 웨이퍼(501) 위에 있는 센서를 제외하고는, 포드(109)내의 2개의 웨이퍼 중간에 있는 다른 모든 센서들은 동일한 방식으로 작동한다. 또한, 웨이퍼의 각각은 동일한 수직축선을 중심으로 회전된다.
도 6은 본 발명의 상이한 실시형태를 상세히 도시한, 또 다른 FOUP(109)의 단면도이다. 웨이퍼(601)는 모터(603)에 의하여 구동되는 홀딩기구(602)에 고정된다. 상기 모터는 FOUP(109)의 지면부에 놓인 무거운 판(604)상에 배치된다. 상기 판(604)은 금속판이거나 돌, 특히 화강암으로 만들어진다. 상기 판(604)은 웨이퍼(601)의 회전으로 인한 어떠한 진동도 제조툴안으로 전달되는 것을 방지한다. 상기 판(604)상에 측정장비(605)가 세워지는 것이 바람직하다. 대안적으로, 상기 판을 주지의 충격흡수장치로 대체할 수도 있다. 상기 측정장비는 로드포트 인터페이스(301)의 방위에 수직으로 방위가 잡힌 레일트랙(606)을 포함한다. 측정장치(607)는 웨이퍼(601)의 직경을 가로지르는 레일(606)을 따라 이동한다. 상기 측정장치는 감지장치의 감지윈도우(608)로부터 도출되는 측정된 신호를 평가하는 전자회로를 포함한다. 상기 감지장치는 트렌치의 깊이를 측정하는 미캘슨 간섭계(Michaelson Interferometer)일 수 있다. 웨이퍼(601)가 회전하고 센서(608)가 웨이퍼직경을 따라 이동될 때, 웨이퍼(601)의 상부면의 모든 위치가 검사될 수 있다. 또한, 상기 장치(607)는 수직축선을 중심으로 회전될 수 있으므로, 센서(608)는 레일(606)의 이동방향을 따라 웨이퍼표면의 영역을 스캔하도록 한다. 또한, 레일(606)은 로드포트 인터페이스(301)의 방위에 수직인 축선에 걸쳐 이동될 수 있다. 전자장비가 너무 커서 종래의 FOUP의 표준 높이와 맞지 않을 경우, 포드는 수직방향으로 연장될 수 있다.
도 7은 포드의 또 다른 실시예의 평면도이다. 이동레일(701)은 로드포트 인터페이스(301)의 방위와 90°가 아닌 다른 각을 이룬다. 상기 이동레일(701)은 포드의 코너(702)로부터 코너(702)에 대각인 다른 코너(703)까지 연장된다. 도 7에 도시된 이동레일(701)의 방위를 따르면, 포드내에 센서 및 감지전자장치(705)를 구동하는 전자장치(704)를 위한 충분한 공간이 있다. 또한, 센서장비(705)의 이동을 정지시키는 정지수단(706)을 제공하기 위해서도 충분한 공간이 있다.
도 8은 본 발명에 따른 또 다른 실시예에 따른 단면도이다. 포드(109)의 하우징은 고정된 측정장치(901), 예를 들어, FTIR(Fourier Transform Infra-red Device)을 포함한다. 적외선빔(902)은 거울(903, 904)에 의하여 유도된다. 거울(904)은 센서를 고정시킨 채로 웨이퍼(905)를 가로질러 이동될 수 있도록 이동가능하게 배치된다. 발광원(light emitting source) 및 수광기는 하우징내에 고정된다. 광윈도우(906)는 적외선빔(902)이 웨이퍼(905)의 상부면에 닿게 해 준다. 거울(904)은 웨이퍼의 표면상으로 광원으로부터의 광빔을 반사시키고, 또한 웨이퍼에서 반사된 빛을 되돌려 수광기로 반사시킨다. 도 8의 경우에서처럼, 웨이퍼(905)의 회전은 원통형 롤러장치(907)에 의하여 실시된다. 또한, 포드는 웨이퍼(905)의 이면부의 검사를 위하여 웨이퍼(905) 밑에 있는 측정장치(908)를 내장한다.
바람직하게는 포드하우징은 상부(610) 및 하부(611)를 가진다. 상부(610)는 하부(611)로부터 분리될 수 있다. 상기 하부(611)는 로드포트 인터페이스(301)를 포함한다. 상기 부분(610, 611)간의 경계선은 로드포트(301)의 상끝단부로부터 포드하우징의 지면판(612)의 끝단부의 약간 위까지 연장된다. 하우징의 상부 및 하부간의 경계선이 다른 형태를 취할 수도 있다. 포드의 하부(611)는 웨이퍼용 회전기구를 포함한다. 포드의 상부(610)가 제거되면, 내부의 전자장치를 수리, 조정하거나 제거한 다음 다른 측정장비에 의하여 교체될 수 있다. 포드의 하부(611)에 배치되는 커넥터(613)는 측정전자장치(901)를 회전모터에 접속시킨다. 본 발명의 포드는 표준 FOUP과 마찬가지로 플라스틱, 또는 알루미늄, 또는 클린룸에서 사용할 수 있는 기타 재료로 만들어진다.
포드에는 포드하우징의 동일한 벽, 바람직하게는 포드하우징의 상이한 벽에 위치된 어댑터에 부착되는 적어도 2개의 측정센서가 제공될 수 있다. 이로 인해, 2개의 상이한 웨이퍼특성의 동시측정이 가능하다. 적어도 2개의 센서는 서로에 의하여 제어될 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼의 상단측을 향하는 하나의 센서는 포커스정보를 제공하는 반면, 다른 센서는 웨이퍼에지를 검사하여 웨이퍼특성을 측정한다. 동일한 방식의 센서들로 이루어진 또다른 합동측정기술로 웨이퍼의 상이한 표면이나 상이한 위치로부터 웨이퍼의 동일한 특성을 측정한다. 그 측정결과를 종합하여 상기 웨이퍼 특성에 대한 하나의 조합값을 제공한다.
상술한 바와 같이, 공간을 이용할 수 있다면, 단일 또는 적어도 2개의 측정센서가 있는 하우징내에 위치될 수 있다. 센서 중 하나는 웨이퍼에 대하여 측정각도가 변할 수 있는 방식으로 기계적으로 배치될 수 있으므로, 따라서 다중각(multi-angle) 측정을 할 수 있다.

Claims (17)

  1. 반도체웨이퍼(401, 501, ..., 505, 601, 905)의 수용을 위한 포드에 있어서,
    하우징(109);
    반도체웨이퍼제조툴(105)의 포드인터페이스에 기계적으로 결합될 인터페이스섹션(301);
    상기 하우징내에 배치된 상기 반도체웨이퍼를 잡아주는 수단(602, 907); 및
    상기 웨이퍼의 표면과 상호작용하기 위하여 상기 웨이퍼의 상기 표면을 향하도록 상기 포드에 대하여 배치된 측정센서(403, 506, 608, 705, 901)을 포함하는 것을 특징으로 하는 포드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반도체웨이퍼를 잡아주는 상기 수단은 상기 반도체웨이퍼를 회전시키기 위한 회전수단(603)을 포함하는 것을 특징으로 하는 포드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 회전수단(603)은 상기 하우징(109)의 내부공간 안으로 또한 바깥으로 상기 반도체웨이퍼를 이동시키기에 적합한 것을 특징으로 하는 포드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 반도체웨이퍼는 상기 하우징(109)의 내부공간 안으로 또는 바깥으로 이동하면서 회전되는 것을 특징으로 하는 포드.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서는 상기 반도체웨이퍼의 표면위에서 센서를 이동시키도록 시프팅수단(606, 701)에 부착되는 것을 특징으로 하는 포드.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 인터페이스섹션(301)에는 상기 제조툴(105)에 연결될 평면이 있으며, 상기 시프팅수단은 상기 인터페이스섹션의 표면을 수직으로 교차하는 직선방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 포드.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 시프팅수단(701)은 상기 하우징의 제1코너(702)로부터 상기 제1코너(702)에 대각으로 있는 상기 하우징의 제2코너(703)까지 상기 반도체웨이퍼를 가로질러 직선방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 포드.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 웨이퍼가 상기 하우징의 내부공간으로 이동되거나 상기 센서가 상기 웨이퍼의 표면을 가로질러 이동될 때, 상기 센서는 상기 웨이퍼의 표면에 직각인 축선을 중심으로 회전되는 것을 특징으로 하는 포드.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서(901)는 상기 반도체웨이퍼(905)의 표면에 도달하는 광빔의 방출 또는 수용을 위하여 하우징(109)내에 고정되고, 상기 하우징은 상기 반도체웨이퍼(905)의 상기 표면으로부터 또한 상기 표면으로 광빔을 반사시키기 위하여 상기 반도체웨이퍼(905)의 표면위에서 이동되는 거울(904)을 포함하는 것을 특징으로 하는 포드.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징에는 측벽(303), 지면벽(306) 및 상단벽(304)이 있으며, 상기 센서는 상기 웨이퍼의 상기 표면과 상호작용하는 센서장치 및 상기 센서장치로부터의 신호를 처리하는 신호처리장치를 포함하며, 상기 처리장치는 하우징의 상기 벽 중의 하나를 통하여 연장되는 것을 특징으로 하는 포드.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어는 한 항에 있어서,
    전기커넥터(206)가 상기 하우징의 벽 중 하나에 배치되고, 상기 커넥터(206)는 센서에 결합되며 상기 커넥터(206)는 센서로부터 상기 하우징의 외부에 위치될 평가장치(203)까지 전기적인 인터페이스를 형성하는 것을 특징으로 하는 포드.
  12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징에는 상기 웨이퍼 및 상기 인터페이스섹션(301)을 수용하는 바닥부(611) 및 상단부(610)가 있으며, 상기 상단부(610)는 상기 바닥부(611)로부터 제거될 수 있는 것을 특징으로 하는 포드.
  13. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    추가의 웨이퍼(502, ..., 505)를 잡아주는 수단을 포함하여, 상기 웨이퍼(501, 502) 사이에 상기 센서(506)가 배치되고, 상기 센서(506)는 상기 웨이퍼(501)와 상기 추가의 웨이퍼(502) 사이에 연장되는 회전축선(507)과 회전가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 포드.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정센서는 제1측정센서이고, 제2측정센서가 제공되어 상기 웨이퍼의 표면을 향하도록 포드에 대하여 배치되고, 상기 제2측정센서는 상기 제1측정센서에 의하여 획득된 신호에 응답하여 제어되는 것을 특징으로 하는 포드.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 포드가 SEMI 표준 제 E57 또는 E19을 따르거나 반도체웨이퍼제조툴의 상기 포드인터페이스는 SEMI 표준 제 E15을 따르는 로드포트(111, 112)를 포함하는 것을 특징으로 하는 포드.
  16. - 웨이퍼를 처리하는 챔버(103, 104);
    - 적어도 상기 웨이퍼를 수용하는 제1포드(108)용 제1인터페이스(106);
    - 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 제2포드(109)용 제2인터페이스(107);
    - 웨이퍼핸들러(110)를 포함하는 반도체웨이퍼제조용 툴에 놓인 반도체웨이퍼(401, 501, ..., 505, 601, 905)의 측정을 실시하는 방법에 있어서,
    - 상기 제1포드(108)로부터 상기 웨이퍼를 제거하는 단계;
    - 상기 챔버(103, 104)안으로 상기 웨이퍼를 놓는 단계;
    - 상기 챔버(103, 104)에서 상기 웨이퍼를 처리하는 단계;
    - 상기 처리단계 전후에 제2포드(109)내의 반도체웨이퍼를 잡아주는 수단에 상기 웨이퍼를 놓는 단계;
    - 상기 제2포드(403, 506, 608, 705, 901)내에 배치된 센서로 측정을 실시하는 단계; 및
    - 상기 제1포드(108)에 상기 웨이퍼를 되돌려 놓는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    측정을 실시하는 상기 단계중에 획득된 신호에 응답하여 상기 웨이퍼를 처리하는 단계를 위한 파라미터를 제어하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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