KR100545222B1 - An wafer transferring apparatus and processing method of lithography process using the same - Google Patents

An wafer transferring apparatus and processing method of lithography process using the same Download PDF

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Abstract

웨이퍼 후면의 파티클 검출이 가능한 웨이퍼 이송장치를 이용하여 파티클 유무를 검출하고, 파티클 유무에 따라 웨이퍼 이송 경로를 제어함으로써, 상기 파티클로 인한 리소그라피 장비 다운, 디포커스 및 패턴 불량 등의 문제점을 방지할 수 있는 웨이퍼 이송장치 및 이 장치를 이용한 사진 공정 진행 방법에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 리소그라피 공정 진행 방법은, 전 공정이 완료된 반도체 웨이퍼를 상기 로봇 아암을 이용하여 로딩하는 단계; 상기 로봇 아암에 구비된 파티클 검출부를 이용하여 웨이퍼 후면의 파티클을 검출하는 단계; 및 상기 파티클이 검출되지 않은 경우에는 웨이퍼를 포토레지스트 도포 공정으로 이송하여 리소그라피 공정을 진행하는 한편, 상기 파티클이 검출된 경우에는 상기 파티클을 제거한 후 리소그라피 공정을 진행하는 단계;를 포함한다.By detecting the presence of particles using a wafer transfer device capable of detecting particles on the back of the wafer and controlling the wafer transfer path according to the presence or absence of particles, problems such as lithography equipment down, defocus and pattern defects caused by the particles can be prevented. The present invention relates to a wafer transfer apparatus and a photolithography processing method using the apparatus, the lithography processing method according to an embodiment of the present invention, the method comprising the steps of loading the semiconductor wafer is completed using the robot arm; Detecting particles on the back surface of the wafer by using a particle detector provided in the robot arm; And if the particle is not detected, transferring the wafer to a photoresist coating process to proceed with a lithography process, and if the particle is detected, removing the particle and then performing a lithography process.

리소그라피, 파티클, 웨이퍼, 로봇 아암, 센서,Lithography, particles, wafers, robotic arms, sensors,

Description

웨이퍼 이송장치 및 이 장치를 이용한 리소그라피 공정 진행 방법{AN WAFER TRANSFERRING APPARATUS AND PROCESSING METHOD OF LITHOGRAPHY PROCESS USING THE SAME}Wafer transfer device and lithography process using this device {AN WAFER TRANSFERRING APPARATUS AND PROCESSING METHOD OF LITHOGRAPHY PROCESS USING THE SAME}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 이송용 로봇 아암의 평면도를 도시한 것이고,1 is a plan view of a robot arm for wafer transfer according to an embodiment of the present invention,

도 2는 도 1의 로봇 아암을 이용한 파티클 검출 작동 상태를 나타내는 도면을 도시한 것이며,2 is a view showing a particle detection operation state using the robot arm of FIG.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 리소그라피 공정 진행 방법의 제어 흐름도를 도시한 것이다.3 shows a control flowchart of a lithography process progressing method according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 웨이퍼 이송장치 및 이 장치를 이용한 리소그라피 공정 진행 방법에 관한 것으로, 특히 웨이퍼 후면의 파티클 검출이 가능한 웨이퍼 이송장치를 이용하여 파티클 유무를 검출하고, 파티클 유무에 따라 웨이퍼 이송 경로를 제어함으로써, 상기 파티클로 인한 리소그라피 장비 다운, 디포커스 및 패턴 불량 등의 문제점을 방지할 수 있는 웨이퍼 이송장치 및 이 장치를 이용한 사진 공정 진행 방법 에 관한 것이다.The present invention relates to a wafer transfer device and a lithography process progressing method using the device, in particular by detecting the presence of particles using a wafer transfer device capable of detecting particles on the back of the wafer, by controlling the wafer transfer path in accordance with the presence or absence of particles, The present invention relates to a wafer transfer apparatus capable of preventing problems such as lithography equipment down, defocus, and pattern defect due to the particles, and a method of processing a photo using the apparatus.

일반적으로, 반도체 제품을 생산하기 위해서는 매우 정밀한 반도체 제조 공정은 물론, 반도체 제조 공정을 수행하는 반도체 제조 설비를 필요로 한다.In general, the production of semiconductor products requires a highly precise semiconductor manufacturing process, as well as a semiconductor manufacturing equipment that performs the semiconductor manufacturing process.

상기 반도체 제조 설비는 크게 선행 반도체 제조 설비와 후속 반도체 제조 설비로 구분할 수 있는 바, 선행 반도체 제조 설비는 순수 실리콘 웨이퍼에 반도체 박막 패턴을 형성하기 위한 선행 공정인 리소그라피 공정(lithography)을 수행하고, 후속 반도체 제조 설비는 웨이퍼에 패터닝된 포토레지스트 박막을 매개로 웨이퍼에 소정의 특성을 갖는 불순물을 주입하는 이온 주입 공정, 이미 형성된 반도체 박막을 식각하여 패터닝하는 식각 공정, 웨이퍼에 소정 박막을 부가하는 증착 공정, 미세 박막 회로 패턴을 연결하는 메탈 공정 등을 수행한다.The semiconductor manufacturing equipment can be largely classified into a preceding semiconductor manufacturing equipment and a subsequent semiconductor manufacturing equipment. The preceding semiconductor manufacturing equipment performs a lithography process, which is a preceding process for forming a semiconductor thin film pattern on a pure silicon wafer. The semiconductor manufacturing equipment includes an ion implantation process for injecting impurities having predetermined characteristics into the wafer through a photoresist thin film patterned on the wafer, an etching process for etching and patterning a previously formed semiconductor thin film, and a deposition process for adding a predetermined thin film to the wafer And a metal process for connecting the fine thin film circuit pattern.

이 중에서, 상기한 리소그라피(lithography) 공정은 세척 및 건조를 마친 웨이퍼의 표면에 PR(Photoresist)을 균일하게 도포하고, 그 위에 소정의 레이아웃이 형성된 레티클상의 특정 패턴에 따라 노광 공정을 수행하며, 이렇게 노광된 PR층의 불필요한 부위를 현상액으로 제거하고, 잔류하는 현상액을 세정하는 공정을 포함한다.Among these, the lithography process is to uniformly apply the PR (Photoresist) to the surface of the wafer after cleaning and drying, and performs an exposure process according to a specific pattern on the reticle on which a predetermined layout is formed thereon. And removing unnecessary portions of the exposed PR layer with a developer, and washing the remaining developer.

상기한 리소그라피 공정을 실시하기 위해, 전 공정이 완료된 웨이퍼는 웨이퍼 이송장치에 의해 리소그라피 시스템으로 이송되는데, 상기 웨이퍼 이송장치는 웨이퍼 이송용 로봇 아암을 구비한다.In order to carry out the above lithography process, the wafer having completed the whole process is transferred to the lithography system by the wafer transfer apparatus, which has a robot arm for wafer transfer.

그런데, 상기한 리소그라피 공정을 실시하기 위해 전 공정에서 이송되어 온 반도체 웨이퍼의 후면에는 상기한 전 공정을 진행하는 동안 공기중에 부유하는 파 티클이 붙어 있게 되고, 이 파티클이 붙어 있는 상태에서 리소그라피 공정을 진행하는 경우에는 웨이퍼 위에 포토레지스트를 도포한 후 노광할 때 장비가 다운되거나, 패턴 형성 후 디포커스로 인한 패턴 불량이 발생하는 문제점이 있다.By the way, the back surface of the semiconductor wafer transferred in the previous step to carry out the lithography process is attached to the particles suspended in the air during the previous step, and the lithography process is carried out while the particles are attached. In the case of proceeding, there is a problem in that the equipment is down when the photoresist is applied on the wafer and then exposed, or a pattern defect occurs due to defocus after pattern formation.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 웨이퍼 후면의 파티클을 검출할 수 있는 로봇 아암을 구비하는 웨이퍼 이송장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a wafer transfer device having a robot arm capable of detecting particles on the back surface of the wafer.

본 발명의 다른 목적은 상기한 웨이퍼 이송장치를 이용하여 웨이퍼 후면의 파티클 유무를 검출한 후, 파티클 유무에 따라 리소그라피 공정을 선택적으로 진행하는 리소그라피 공정 진행 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of proceeding a lithography process that detects the presence or absence of particles on the back surface of a wafer using the wafer transfer device, and then selectively performs the lithography process according to the presence or absence of particles.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,The present invention to achieve the above object,

웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 이송용 로봇 아암;A robot arm for wafer transfer to transfer wafers;

상기 로봇 아암에 설치되며, 웨이퍼 후면에 부착된 파티클을 검출하는 파티클 검출부; 및A particle detector installed on the robot arm and detecting particles attached to a back surface of the wafer; And

상기 파티클 검출부의 신호에 따라 로봇 아암의 웨이퍼 이송 경로를 제어하는 제어부;A control unit controlling a wafer transfer path of the robot arm according to a signal of the particle detection unit;

를 포함하는 웨이퍼 이송장치를 제공한다.It provides a wafer transfer device comprising a.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 파티클 검출부는 로봇 아암의 상면에 설치되는 발광부 및 수광부로 이루어진다.According to a preferred embodiment of the present invention, the particle detector comprises a light emitting part and a light receiving part which are installed on the upper surface of the robot arm.

그리고, 본 발명은 상기한 웨이퍼 이송장치를 이용하여 리소그라피 공정을 진행하기 위한 방법으로서,In addition, the present invention is a method for performing a lithography process using the wafer transfer device described above,

전 공정이 완료된 반도체 웨이퍼를 상기 로봇 아암을 이용하여 로딩하는 단계;Loading the semiconductor wafer having completed the entire process by using the robot arm;

상기 로봇 아암에 구비된 파티클 검출부를 이용하여 웨이퍼 후면의 파티클을 검출하는 단계; 및Detecting particles on the back surface of the wafer by using a particle detector provided in the robot arm; And

상기 파티클이 검출되지 않은 경우에는 웨이퍼를 포토레지스트 도포 공정으로 이송하여 리소그라피 공정을 진행하는 한편, 상기 파티클이 검출된 경우에는 상기 파티클을 제거한 후 리소그라피 공정을 진행하는 단계;If the particle is not detected, transferring the wafer to a photoresist coating process to perform a lithography process, and if the particle is detected, removing the particle and then performing a lithography process;

를 포함하는 리소그라피 공정 진행 방법을 제공한다.It provides a method of proceeding a lithography process comprising a.

여기에서, 상기 파티클이 검출된 경우에는 상기 제어부가 로봇 아암을 리젝트 카세트로 이동시켜 웨이퍼 후면의 파티클을 제거한다.In this case, when the particle is detected, the controller moves the robot arm to the reject cassette to remove particles on the back surface of the wafer.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 이송용 로봇 아암의 평면도를 도시한 것이고, 도 2는 도 1의 로봇 아암을 이용한 파티클 검출 작동 상태를 나타내는 도면을 도시한 것이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 리소그라피 공정 진행 방법의 제어 흐름도를 도시한 것이다.1 is a plan view showing a robot arm for wafer transfer according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view showing a particle detection operation state using the robot arm of Figure 1, Figure 3 is a view of the present invention A control flowchart of a lithography process progressing method according to an embodiment is shown.

도시한 바와 같이, 본 실시예의 웨이퍼 이송장치(10)는 카세트에서 웨이퍼(W)를 로딩/언로딩하는 로봇 아암(12)과, 상기 로봇 아암(12)의 상면에 설치되어 웨이퍼 후면에 부착된 파티클을 검출하는 파티클 검출부(14)와, 상기 파티클 검출부(14)의 신호에 따라 로봇 아암(12)의 웨이퍼 이송 경로를 제어하는 제어부(16)를 포함한다.As shown, the wafer transfer apparatus 10 of the present embodiment has a robot arm 12 for loading / unloading the wafer W from a cassette, and is installed on the upper surface of the robot arm 12 and attached to the back surface of the wafer. Particle detection unit 14 for detecting particles, and a control unit 16 for controlling the wafer transfer path of the robot arm 12 in accordance with the signal of the particle detection unit 14.

상기 파티클 검출부(14)는 로봇 아암(12)의 상면에 설치되는 발광부(14a) 및 수광부(14b)로 이루어지며, 수광부(14b)는 수광 신호를 제어부(16)로 출력한다.The particle detector 14 includes a light emitting unit 14a and a light receiving unit 14b provided on an upper surface of the robot arm 12, and the light receiving unit 14b outputs a light receiving signal to the controller 16.

이러한 구성의 웨이퍼 이송장치(10)에 의하면, 전 공정이 완료된 웨이퍼(W)가 로봇 아암(12)에 의해 로딩될 때, 웨이퍼(W) 후면에 파티클(18)이 부착되어 있는 경우에는 발광부(14a)의 빛(14a') 중 일부가 수광부(14b)에 수신되지 않거나, 또는 파티클(18)에 의해 산란된 빛이 수광부(14b)에 수신된다.According to the wafer transfer apparatus 10 of this structure, when the particle W is attached to the back surface of the wafer W when the wafer W after the previous process is loaded by the robot arm 12, the light emitting portion Some of the light 14a 'of the 14a is not received by the light receiving portion 14b, or light scattered by the particles 18 is received by the light receiving portion 14b.

따라서, 제어부(16)는 수광부(14b)로부터의 신호를 입력받아 파티클 유무를 판단할 수 있게 된다.Therefore, the controller 16 can determine the presence or absence of the particle by receiving the signal from the light receiving unit 14b.

이하, 상기한 웨이퍼 이송장치(10)를 이용하여 사진 공정을 진행하는 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method of performing a photographic process using the wafer transfer apparatus 10 described above will be described.

먼저, 전 공정이 완료된 웨이퍼(W)가 이송장치의 로봇 아암(12)에 로딩되면, 로봇 아암(12)의 상면에 배치된 수광부(14b)에는 발광부(14a)의 빛(14a')이 수광되는데, 이때, 웨이퍼(W) 후면에 파티클(18)이 부착되어 있으면 수광부(14b)에는 상기 파티클(18)로 인해 발광부(14a)의 일부 빛이 수광되지 않거나, 또는 산란되어 수광된다.First, when the wafer W on which the entire process is completed is loaded on the robot arm 12 of the transfer apparatus, the light 14a 'of the light emitting portion 14a is applied to the light receiving portion 14b disposed on the upper surface of the robot arm 12. In this case, when the particle 18 is attached to the back surface of the wafer W, some light of the light emitting part 14a is not received or scattered and received by the light receiving part 14b due to the particle 18.

그리고, 제어부(16)는 상기 수광부(14b)의 신호를 입력받아 웨이퍼(W) 후면에 파티클(18)이 부착되어 있는 것으로 판단하고, 로봇 아암(12)을 도시하지 않은 리젝트 카세트로 이송한다.The control unit 16 receives the signal from the light receiving unit 14b and determines that the particles 18 are attached to the rear surface of the wafer W, and transfers the robot arm 12 to a reject cassette (not shown). .

리젝트 카세트로 이송된 웨이퍼는 수동 또는 자동으로 후면 파티클이 제거되며, 파티클이 제거된 웨이퍼는 이후 포토레지스트 도포 공정을 진행하는 리소그라피 시스템으로 이송되어 리소그라피 공정이 진행된다.The wafers transferred to the reject cassette are manually or automatically removed from the rear particles, and the wafers from which the particles are removed are then transferred to a lithography system in which the photoresist coating process is performed, and the lithography process is performed.

그리고, 상기 로봇 아암(12)에 로딩된 웨이퍼(W)의 후면에 파티클이 부착되어 있지 않은 경우에는 상기 제어부(16)가 수광부(14b)의 신호에 따라 파티클(18)이 부착되어 있지 않다고 판단하고, 로봇 아암(12)을 리소그라피 시스템으로 이송하여 리소그라피 공정을 진행한다.When the particle is not attached to the rear surface of the wafer W loaded on the robot arm 12, the controller 16 determines that the particle 18 is not attached according to the signal of the light receiving unit 14b. The robot arm 12 is then transferred to a lithography system to proceed with the lithography process.

한편, 리소그라피 시스템으로 이송된 웨이퍼는 포토레지스트 도포 공정과 패턴 노광 공정 및 패턴 현상 공정을 거친 후, 다음 공정으로 이송된다.On the other hand, the wafer transferred to the lithography system is subjected to a photoresist coating process, a pattern exposure process and a pattern development process, and then transferred to the next process.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다. As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail through the specific Example, this invention is not limited to this, It is clear that the deformation | transformation and improvement are possible by the person of ordinary skill in the art within the technical idea of this invention.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 웨이퍼를 리소그라피 시스템으로 이송하는 과정 중에 웨이퍼 후면의 파티클 유무를 검출할 수 있으므로, 파티클 검출로 인한 공정 시간 증가의 문제점을 제거할 수 있다.According to the embodiment of the present invention as described above, it is possible to detect the presence or absence of particles on the back of the wafer during the process of transferring the wafer to the lithography system, it is possible to eliminate the problem of increased process time due to particle detection.

그리고, 파티클이 검출된 경우에는 상기 파티클을 제거한 후 리소그라피 공정을 진행함으로써, 파티클로 인한 리소그라피 장비 다운, 디포커스 및 패턴 불량을 효과적으로 방지할 수 있어 수율을 향상시킬 수 있다.In addition, when particles are detected, the lithography process is performed after removing the particles, thereby effectively preventing downsizing, defocusing, and pattern defects caused by particles, thereby improving yield.

Claims (4)

웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 이송용 로봇 아암;A robot arm for wafer transfer to transfer wafers; 상기 로봇 아암에 설치되며, 웨이퍼 후면에 부착된 파티클을 검출하는 파티클 검출부; 및A particle detector installed on the robot arm and detecting particles attached to a back surface of the wafer; And 상기 파티클 검출부의 신호에 따라 로봇 아암의 웨이퍼 이송 경로를 제어하는 제어부;A control unit controlling a wafer transfer path of the robot arm according to a signal of the particle detection unit; 를 포함하는 웨이퍼 이송장치.Wafer transfer apparatus comprising a. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 파티클 검출부는 로봇 아암의 상면에 설치되는 발광부 및 수광부로 이루어지는 웨이퍼 이송장치.And the particle detector comprises a light emitting part and a light receiving part which are provided on an upper surface of the robot arm. 제 1항 또는 제 2항에 기재된 웨이퍼 이송장치를 이용하여 리소그라피 공정을 진행하기 위한 방법으로서,A method for carrying out a lithography process using the wafer transfer device according to claim 1 or 2, 전 공정이 완료된 반도체 웨이퍼를 상기 로봇 아암을 이용하여 로딩하는 단계;Loading the semiconductor wafer having completed the entire process by using the robot arm; 상기 로봇 아암에 구비된 파티클 검출부를 이용하여 웨이퍼 후면의 파티클을 검출하는 단계; 및Detecting particles on the back surface of the wafer by using a particle detector provided in the robot arm; And 상기 파티클이 검출되지 않은 경우에는 웨이퍼를 포토레지스트 도포 공정으 로 이송하여 리소그라피 공정을 진행하는 한편, 상기 파티클이 검출된 경우에는 상기 파티클을 제거한 후 리소그라피 공정을 진행하는 단계;If the particle is not detected, transferring the wafer to a photoresist coating process to perform a lithography process, and if the particle is detected, removing the particle and then performing a lithography process; 를 포함하는 리소그라피 공정 진행 방법.Lithography process progress method comprising a. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 파티클이 검출된 경우에는 상기 제어부가 로봇 아암을 리젝트 카세트로 이동시켜 웨이퍼 후면의 파티클을 제거하는 리소그라피 공정 진행 방법.And if the particles are detected, the control unit moves the robot arm to the reject cassette to remove particles on the back surface of the wafer.
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