KR100719367B1 - 반도체 제조 장치 및 웨이퍼 가공 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 제조 장치 및 웨이퍼 가공 방법에 관한 것으로, 웨이퍼를 지지하는 회전가능한 척과, 상기 웨이퍼 상면에 레이저 빔을 조사하는 프로젝터와, 상기 웨이퍼에서 반사된 레이저 빔을 감지하는 복수개의 감지 수단이 구비된 디텍터를 포함하는 센서를 포함하고, 상기 센서는 상기 복수개의 감지 수단이 상기 웨이퍼에서 반사되는 레이저 빔의 감지 상태의 변화를 토대로 상기 웨이퍼에 대한 정보를 얻는 것을 특징으로 한다. 이에 의하면, 에지 비드 사이즈에 대한 모니터링을 에지 비드 제거 프로세스 직후에 진행할 수 있고 불량일 경우 피드백 시스템을 이용하여 에지 비드 사이즈 조절 내지는 웨이퍼 센터링을 자동적으로 조절할 수 있게 된다. 따라서, 에지 비드 사이즈에 대한 측정 신뢰성을 향상시키고 더 나아가 웨이퍼 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
반도체, 웨이퍼, 센서, 웨이퍼 센터링, 에지 비드 제거(EBR)
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치를 도시한 사시도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치를 이용한 에지 비드 제거 결과를 도시한 평면 및 정면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치에 있어서 센서의 센싱 동작을 설명한 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치에 있어서 디텍션부의 일부를 도시한 정면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 구성도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치에 있어서 웨이퍼 센터링 보정 프로세스의 흐름을 보여주는 흐름도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치에 있어서 센서의 다른 예를 도시한 사시도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치에 있어서 센싱부의 또 다른 예를 도시한 구성도.
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 프로젝션 그레이팅 및 디텍션 그 레이팅을 각각 도시한 정면도.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 센서의 센싱 동작을 설명하는 구성도.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 센서부의 디텍터의 높이 변화 감지 원리를 설명하는 단면도.
도 14 및 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 디텍터의 높이 변화 감지의 일례를 도시한 사시도.
도 16 및 도 17은 본 발명의 실시예에 있어서 센서부의 센싱 동작 방향을 각각 도시한 평면도.
도 18은 본 발명의 실시예에 있어서 센싱 결과치를 시각적으로 도시한 그래프.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 설비를 도시한 사시도.
본 발명은 반도체 제조 장치 및 웨이퍼 가공 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 포토리소그래피 공정에서 공정 불량을 검출하고 피드백 할 수 있는 반도체 제조 장치 및 웨이퍼 가공 방법에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해선 통상적으로 실리콘 웨이퍼 상에 배선, 트랜지스터, 캐패시터 등의 다양한 패턴을 형성한다. 이러한 패턴을 형성하기 위해서는 웨이퍼 상에 박막을 증착하고, 박막 상에 포토레지스트 패턴을 형성한 뒤, 포토레 지스트 패턴에 맞게 박막을 식각하는 포토리소그래피(photolithography) 공정을 채택하는 것이 일반적이다. 포토리소그래피 공정은 대체로 박막이 증착된 웨이퍼 상에 포토레지스트를 도포하고, 포토레지스트에 빛을 조사하고, 빛과 반응된 포토레지스트를 현상하고, 포토레지스트를 선택적으로 제거하여 특정한 포토레지스트 패턴을 형성하는 순으로 진행된다. 이러한 포토리소그래피 공정을 통해 형성된 포토레지스트 패턴은 식각 공정에서 식각 마스크로 이용된다.
포토리소그래피 공정을 통해 형성된 포토레지스트 패턴은 식각 공정의 수행전에 일련의 검사를 받는다. 이러한 검사는 포토레지스트 패턴의 결함 검사, 웨이퍼의 에지 부위의 포토레지스트를 제거하는 에지 비드 제거(Edge Bead Removal) 및 EBR 사이즈 검사, 레티클 에러 검사 등이 있다. 여기서, 포토레지스트 코팅 프로세스 및 후속하는 모든 프로세스를 진행한 후 EBR 사이즈에 대한 모니터링을 작업자가 수행하여 EBR 사이즈가 설정 범위에 있는지의 여부를 확인하였다. 즉, 모든 프로세스를 진행한 후에야 EBR 사이즈의 이상 발견시 사후 조치에 들어감으로써 불량 발생에 대한 확인 검증이 늦어지고 이로 인해 시간적 로스와 피해가 늘어나는 문제점이 있었다. 그리고, EBR 사이즈 확인 검증은 작업자의 기량에 의존함으로써 정밀한 모니터링에 한계가 있었다. 또한, EBR 사이즈 이상과 관련한 웨이퍼의 센터링 불량 여부도 사후 조치에 들어간다는 점에서 설비의 로스와 이미 진행한 웨이퍼의 품질 저하라는 문제점이 존재하였다.
본 발명은 상술한 종래 기술상의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 EBR 사이즈 내지 웨이퍼 센터링 이상 유무를 정밀하게 확인 검증할 수 있는 반도체 제조 장치 및 웨이퍼 가공 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 제조 장치 및 웨이퍼 가공 방법은 빛을 이용하여 웨이퍼 센터링을 보정할 수 있고 에지 비드 사이즈를 정확하고 신뢰성있게 측정하는 것을 특징으로 한다.
상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치는, 웨이퍼를 지지하는 회전가능한 척과, 상기 웨이퍼 상면에 레이저 빔을 조사하는 프로젝터와, 상기 웨이퍼에서 반사된 레이저 빔을 감지하는 복수개의 감지 수단이 구비된 디텍터를 포함하는 센서를 포함하고, 상기 센서는 상기 복수개의 감지 수단이 상기 웨이퍼에서 반사되는 레이저 빔의 감지 상태의 변화를 토대로 상기 웨이퍼에 대한 정보를 얻는 것을 특징으로 한다.
본 실시예의 장치에 있어서, 상기 웨이퍼에 대한 정보는 상기 척 상에 지지된 웨이퍼의 센터링 상태, 상기 웨이퍼의 에지 비드 사이즈(EBR) 크기 중에서 적어도 어느 하나를 포함한다.
본 실시예의 장치에 있어서, 상기 센서는 상기 웨이퍼 상부를 가로지르면서 레이저 빔을 조사한다. 또는, 상기 센서는 회전하는 웨이퍼의 에지 부분에 레이저 빔을 조사한다.
상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 변형 실시예에 따른 반도체 제조 장치는, 포토레지스트가 코팅된 웨이퍼를 지지하는 스핀척, 상기 웨이퍼의 에지에 코 팅된 포토레지스트를 제거하는 약액을 분사하는 노즐, 상기 웨이퍼의 에지에 대해 레이저 빔을 조사하는 프로젝터와 상기 웨이퍼에서 반사된 레이저 빔을 감지하는 디텍터를 포함하여, 상기 웨이퍼의 표면 상태에 대한 파형을 얻는 센서를 포함하며 상기 센서는 상기 약액에 의해 포토레지스트가 제거된 웨이퍼 에지의 폭을 측정하여 상기 웨이퍼의 편심 여부 및 상기 포토레지스트가 제거된 웨이퍼 에지의 폭 중에서 어느 하나 또는 모두를 감지하는 것을 특징으로 한다.
본 변형 실시에의 장치에 있어서, 상기 디텍터는 복수개의 감지 수단을 포함한다.
본 변형 실시예의 장치에 있어서, 상기 센서는 상기 웨이퍼 상부를 가로지르면서 레이저 빔을 조사한다. 또는, 상기 센서는 회전하는 웨이퍼의 에지 부분에 레이저 빔을 조사한다.
본 변형 실시예의 장치에 있어서, 상기 웨이퍼의 에지 상부에 위치하는 발광부와 상기 웨이퍼의 에지 하부에 위치하는 수광부를 포함하여, 상기 수광부의 빛의 감지 여부로써 상기 웨이퍼의 센터링 여부를 감지하는 웨이퍼 센터링 기구를 더 포함한다.
상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 변형 실시예에 따른 웨이퍼 가공 방법은, 웨이퍼를 제공하는 단계와, 웨이퍼 상에 소정의 물질을 코팅하는 단계와, 상기 웨이퍼의 에지에 코팅된 소정의 물질을 제거하는 단계와, 상기 소정의 물질이 제거된 웨이퍼 에지의 폭에 대해 레이저 빔을 조사하고 상기 웨이퍼 에지에서 반사된 레이저 빔의 감지 위치에 따라 상기 웨이퍼의 위치에 대한 정보를 얻는 단계와, 상기 정보가 기설정된 조건에 벗어나는 경우 상기 웨이퍼의 위치를 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 실시예의 방법에 있어서, 상기 소정의 물질이 제거된 웨이퍼 에지의 폭에 대해 레이저 빔을 조사하고 상기 웨이퍼 에지에서 반사된 레이저 빔의 감지 위치에 따라 상기 웨이퍼의 위치에 대한 정보를 얻는 단계는, 상기 웨이퍼 상부를 가로지르면서 레이저 빔을 조사한다.
본 실시예의 방법에 있어서, 상기 소정의 물질이 제거된 웨이퍼 에지의 폭에 대해 레이저 빔을 조사하고 상기 웨이퍼 에지에서 반사된 레이저 빔의 감지 위치에 따라 상기 웨이퍼의 위치에 대한 정보를 얻는 단계는, 웨이퍼를 회전시키고 회전하는 웨이퍼의 에지 부분에 레이저 빔을 조사한다.
본 실시예의 방법에 있어서, 상기 소정의 물질이 제거된 웨이퍼 에지의 폭에 대해 레이저 빔을 조사하고 상기 웨이퍼 에지에서 반사된 레이저 빔의 감지 위치에 따라 상기 웨이퍼의 위치에 대한 정보를 얻는 단계는, 상기 소정의 물질이 제거된 웨이퍼 에지의 폭을 측정하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 의하면, 에지 비드 사이즈에 대한 모니터링을 에지 비드 제거 프로세스 직후에 진행할 수 있고 불량일 경우 피드백 시스템을 이용하여 에지 비드 사이즈 조절 내지는 웨이퍼 센터링을 자동적으로 조절할 수 있게 된다. 따라서, 에지 비드 사이즈에 대한 측정 신뢰성을 향상시키고 더 나아가 웨이퍼 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이하 본 발명에 따른 반도체 제조 장치 및 웨이퍼 가공 방법을 첨부한 도면 을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명과 종래 기술과 비교한 이점은 첨부된 도면을 참조한 상세한 설명과 특허청구범위를 통하여 명백하게 될 것이다. 특히, 본 발명은 특허청구범위에서 잘 지적되고 명백하게 청구된다. 그러나, 본 발명은 첨부된 도면과 관련해서 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있다. 도면에 있어서 동일한 참조부호는 다양한 도면을 통해서 동일한 구성요소를 나타낸다.
(실시예)
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치를 도시한 사시도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치를 이용한 에지 비드 제거 결과를 도시한 평면 및 정면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 반도체 제조 장치(200)는 웨이퍼 상에 포토레지스트 코팅하고, 그 후 웨이퍼의 에지부위에 불규칙하게 형성된 포토레지스트, 즉 에지 비드(edge bead)를 제거하는 코팅 프로세스 유닛(Coating Process Unit)의 일례이다. 본 장치(200)는 웨이퍼(W)를 진공 흡착 또는 그 밖의 적절한 방식으로 웨이퍼를 지지하는 스핀척(110;spin chuck)이 구비되고, 스핀척(110) 주위에는 포토레지스트와 린스액의 외부로의 비산을 막는 보울(210;bowl)이 배치되어 있다. 그리고, 웨이퍼(W) 에지에 형성된 에지 비드(Edge Bead)를 제거하기 위한 에지 비드 제거 노즐(220;EBR nozzle)이 배치되어 있다.
웨이퍼(W) 상에 포토레지스트(120)가 코팅되면 노즐(220)로부터 신너 (thinner)와 같은 린스액이 회전하는 웨이퍼(W)의 에지에 토출되어 에지 비드가 제거된다. 웨이퍼 센터링이 정확히 맞춰져 있으면, 도 2에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)의 에지에 걸쳐 에지 비드 제거 사이즈(EBR size)가 균일해진다. 그러나, 도 3에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 센터링이 틀어져 있으면 EBR 사이즈가 불균일해진다. 즉, 웨이퍼(W)의 에지중 한쪽에는 포토레지스트(120)가 과도 제거되고 반대편 쪽에는 포토레지스트(120)가 덜 제거됨으로써 EBR 사이즈가 불균일해진다.
따라서, 본 장치(200)에는 웨이퍼의 편심 여부 및 EBR 사이즈의 측정할 수 있는 센서(130)가 구비된 센싱부(100)가 포함된다. 이 센서(132)는 레이저를 조사하는 프로젝터(130a)와 웨이퍼(W)에서 반사된 레이저를 감지하는 디텍터(130b)로 구분된다. 프로젝터(130a)와 디텍터(130b)는 제어부(132)에 의해 제어받는다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치에 있어서 센서의 센싱 동작을 설명한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치에 있어서 디텍션부의 일부를 도시한 정면도이다.
도 4를 참조하면, EBR 과정을 거친 웨이퍼(W)에 대해 프로젝터(130a)에서 레이저가 조사되고 디텍터(130b)에서 반사되는 레이저를 감지한다. 이때, 웨이퍼(W) 표면중에서 포토레지스트(120)가 제거된 부분에 조사된 레이저는 광경로 A를 통해 디텍터(130b)로 들어간다. 그러나, 포토레지스트(120)가 제거되지 않는 부분에 조사된 레이저는 광경로 B를 통해 디텍터(130b)로 들어간다. 즉, 포토레지스트(120)의 유무에 따라 레이저의 반사 경로는 달라진다. 그리고, 스핀척(110)이 회전함으로써 웨이퍼(W)의 에지 전체에 대해 상기와 같은 센싱 동작이 이루어진다.
도 5를 참조하면, 디텍터(130b)는 복수개의 픽셀(132b)이 어레이되어 있다. 따라서, 각각 다른 광경로(A,B)를 통해 들어오는 레이저에 대해 각각 다른 픽셀에서 레이저를 감지한다. 즉, 포토레지스트(120)가 제거된 부분에서 반사된 레이저와 포토레지스트(120)가 형성된 부분에서 반사된 레이저는 각각 다른 픽셀에서 감지되는 것이다. 디텍터(130b)는 감지된 레이저에 대한 정보를 토대로 포토레지스트(120)의 제거 여부를 알 수 있게 된다. 그런데, 회전하고 있는 웨이퍼(W)에 대해서 레이저를 계속 조사하는 경우 디텍터(130b)의 반사된 레이저 감지 위치가 다르다고 하면 EBR 사이즈가 다르다는 것을 의미하므로 이는 웨이퍼 센터링이 불량하다는 것을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 구성도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치에 있어서 웨이퍼 센터링 보정 프로세스의 흐름을 보여주는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 센싱부(100)를 포함하는 본 장치(200)는 메인 컨트롤러(500;main controller)에 의해 제어받으며, 메인 컨트롤러(500)는 머신 컨트롤러(400;machine controller)와 상호 교신(communication)하고, 머신 컨트롤러(400)는 센서(100)의 입출력 보드(300;I/O board)와 상호 교신한다. 여기서, 메인 컨트롤러(500)는 설비 컨트롤러(equipment controller)로서 메인 머신 인터페이스(main machine interface)와 데이터(data) 관리, 예를 들어, 프로세스 상태(process status), 설비 상태(equipment status), 레시피 관리(recipe management) 등을 주요 기능으로 한다. 머신 컨트롤러(400)는 로봇 암 및 노즐을 비롯한 시스템 하드웨어(system hardware)의 각종 데이터를 제어(controlling), 모니터링(monitoring), 수집(collecting) 하는 것을 주요 기능으로 한다.
도 7을 참조하면, 센서(100)의 센싱 동작에 의해 웨이퍼 센터링이 불량이라고 확인되면(610), 이러한 정보는 센서 입출력 보드(300)를 통해 메인 컨트롤러(500)로 보내어진다(620). 메인 컨트롤러(500)는 이러한 정보를 토대로 웨이퍼 센터링에 대한 보정 데이터를 산출하여(630), 이를 로봇 암을 제어하는 머신 컨트롤러(400)에 보낸다(640). 로봇 암은 보정된 데이터를 토대로 웨이퍼 로딩시 웨이퍼 센터링을 보정하게 한다(650). 웨이퍼 센터링 후에 후속 프로세스를 진행한다. 여기서는 웨이퍼 센터링에 대해 설명하였지만, 웨이퍼 센터링 이외에 다른 정보 가령 후술하는 EBR 사이즈에 대해서도 적용 가능하다.
도 4를 다시 참조하면, 센서(130)는 EBR 사이즈(d)도 측정할 수 있다. 즉, 프로텍터(130a)가 웨이퍼(W)의 에지에서부터 웨이퍼(W)의 중심축으로 이동하면서 레이저를 조사하고 디텍터(130b)가 레이저를 감지하는 경우, 디텍터(130b)가 레이저 감지 위치가 달라질 때가 포토레지스트(120)가 코팅된 부분이다. 그러므로, 디텍터(130b)의 레이저 감지 및 감지 파형이 달라지는 부분까지가 EBR 사이즈(d)에 해당하는 것이다. 만일, EBR 사이즈(d)가 설정된 범위 내에 있으면 후속 프로세스를 계속 진행하고 그렇지 않으면 인터록을 설정하여 후속 프로세스를 진행하지 아니하고 에지 비드 제거 노즐(220) 위치를 재설정한다든지 하여 EBR 사이즈(d)를 설정 범위에 있도록 조치한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치에 있어서 센싱부(100)의 다른 예를 도시한 사시도이다.
도 8을 참조하면, 웨이퍼 센터링에 대한 정확한 보정을 위해 발광부(142)와 수광부(144)로 구성된 센서(140)를 더 배치할 수 있다. 발광부(142)와 수광부(144)는 각각 다수의 픽셀로 이루어진 CCD(Charged Couple Display)로 구성될 수 있다. CCD 수광부(144)는 CCD 발광부(142)의 각 픽셀에서 발생한 빛을 각 픽셀별로 검출하는데, 웨이퍼(W)에 의해 가려진 부분에 위치하는 픽셀에서는 빛이 검출되지 않는다. 그러므로, CCD 수광부(144)는 각 픽셀에서의 빛의 검출 여부로써 웨이퍼 센터링 양호 여부를 판별한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치에 있어서 센싱부의 또 다른 예를 도시한 구성도이고, 도 10 및 도 11은 프로젝션 그레이팅 및 디텍션 그레이팅을 각각 도시한 정면도이다.
도 9를 참조하면, 본 센싱부(900)는 레이저를 조사하는 프로젝터(700)와 레이저를 감지하여 피조사체의 높낮이를 감지하는 디텍터(800)로 구성된다. 프로젝터(700)는 레이저의 광원인 램프(710)와, 램프로부터 발생된 레이저에 경로를 제공하는 광케이블(720)과, 렌즈(732)와 미러(734)로 이루어진 조명부(730)와, 프로젝션 그레이팅부(742;projection grating)와 창(744)으로 이루어진 프로젝션부(740)를 포함하여 구성된다. 디텍터(800)는 웨이퍼(W)에서 반사된 레이저가 들어오는 창(838)과 편광렌즈(836:polarizing lens)와 광분리 플레이트(834;birefrigent plate)와 디텍션 그레이팅부(832)로 구성된 디텍션부(830)와, 미러(828)와 렌즈(826) 그리고 광학 모듈레이터(824;optical modulator)와 편광렌즈(822;polarizing lens)로 이루어진 모듈레이션부(820)와, 렌즈어레이(814)와 감지기(812)로 이루어진 모듈(810;Data Acquisition Module, 이하 DAM)을 포함하여 구성된다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 프로젝션 그레이팅부(742) 및 디텍션 그레이팅부(832)는 각각 수개의 셀(cell) 또는 그레이팅(742a,832a;grating)으로 구성되고, 각 그레이팅(742a,832a)에는 눈금자가 새겨져 있다. 예를 들어, 그레이팅(742a,832a) 각각의 폭과 높이는 약 2.80 mm 및 2.50 mm 정도이고, 피치(pitch)는 약 3.40 mm 정도로 배열된다. 이러한 구성을 갖는 그레이팅부(742,832)는 넓은 영역을 담당하는 캡쳐(capture) 시스템과 달리 탐색 영역을 한정되지만 아주 정확한 측정이 가능하다.
도 9를 다시 참조하면, 램프(710)에서 발생된 레이저 빔은 광케이블(720)을 타고 조명부(730)를 거쳐 프로젝션 그레이팅부(742)로 들어간다. 프로젝션 그레이팅부(742)를 통과한 레이저 빔은 한 개의 슬릿 모양의 빔으로 되어 웨이퍼(W)에 반사된다. 웨이퍼(W)에 반사된 레이저 빔은 편광렌즈(836)를 통과한다. 이 편광렌즈(836)에서 반사된 프로젝션 그레이팅 이미지를 편광(polarizing)시켜 광분리 플레이트(834)에 비추게 된다. 광분리 플레이트(834)는 입사되는 레이저 빔을 두가지 성분으로 분리시킨다. 하나는 정규빔(ordinary beam)이고 다른 하나는 비정규빔(extra-ordinary beam)으로 분리시키는데 이 빔들은 서로 90도 방향으로 어긋나 있다. 이 두가지 성분은 디텍션 그레이팅부(832)에 투영되고 디텍션 그레이팅부(832)를 통과한 레이저 빔은 DAM(810)에 의해 감지된다. DAM(810)은 일련의 광감지 다이오드를 포함하고 있다.
도 12는 본 센서부(900)의 센싱 동작을 설명하는 것이다.
도 12를 참조하면, 만약 웨이퍼(W)의 높이가 높으면, 즉 웨이퍼(W) 상에서 포토레지스트(120)에 조사된 빔에 의해 디텍션 그레이팅부(832) 상에 가령 세 개의 셀 중에서 가운데 셀 보다 양쪽 바깥측의 셀의 출력값이 크게 나타난다. 이는 웨이퍼(W) 상에 포토레지스트(120)가 있다는 것을 의미한다. 이를 다르게 해석하면, 가령 웨이퍼 센터링이 틀어져 있는 경우, 웨이퍼(W)를 지지하는 척(110)이 어느 방향으로 움직일 지를 제시하는 결과이다. 센서(900)가 감지하는 정보에 의해 웨이퍼 센터링이 보정되는 것이다. 이러한 것은 척의 높낮이 조절에도 유용하게 이용될 수 있다. 즉, 센서(900)를 이용하여 디텍션 그레이팅부(832) 상에 가령 세 개의 셀 간의 신호 출력 차이가 없을 때까지 척(110)의 높이를 조정하게 된다.
도 13은 본 센서부의 디텍터의 높이 변화 감지 원리를 설명하는 것이고, 도 14 및 도 15는 디텍터의 높이 변화 감지의 일례를 도시한 것이다.
도 13을 참조하면, 웨이퍼(W) 상에 포토레지스트(120)가 코팅되어 있는 경우와 없는 경우 디텍터(800)는 웨이퍼(W)에서 반사된 레이저 빔의 경로 변화를 가지고 높이 변화를 읽어낸다. 웨이퍼(W) 상에서의 높이 변화(T)는, 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 디텍션 그레이팅부(832) 상에서 슬릿 모양의 빔의 위치 변화로 나타난다.
도 16 및 도 17은 본 발명에 있어서 센서부의 센싱 동작 방향을 각각 도시한 평면도이고, 도 18은 본 발명에 있어서 센싱 결과치를 시각적으로 도시한 그래프이다.
센서부(100,900)는, 도 16에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W) 전표면을 가로질러 센싱하여 웨이퍼 센터링 및 EBR 사이즈를 측정할 수 있다. 또는, 도 17에 도시된 바와 같이, 센서부(100,900)는 웨이퍼(W)의 에지부분만에 대해서 센싱하고 웨이퍼(W)를 회전시킴으로써 웨이퍼 센터링 및 EBR 사이즈를 측정할 수 있다. 센싱 결과, 도 18에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W) 상에 포토레지스트(PR)가 있는 부분(Ⅰ)과 없는 부분(Ⅱ,Ⅲ)이 감지된다. 각 포토레지스트가 없는 부분(Ⅱ,Ⅲ)의 폭(d1,d2)이 동일하면(A) 이는 웨이퍼 센터링이 양호한 경우이고, 폭(d1,d2)이 다른 경우이면 이는 웨이퍼 센터링이 불량한 경우이다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 설비를 도시한 사시도이다.
도 19를 참조하면, 본 설비(1000)는 캐리어(carrier)와 같은 웨이퍼를 적재하는 기구가 놓이는 로드 포트(910)와, 웨이퍼에 대해 소정의 처리를 하는 유닛 가령 복수개의 스피너(930,940,950,960)와, 약액 제어부(920)가 설치된다. 그리고, 각 스피너(930-960)에는 각 스피너(930-960)에 대한 정보의 입출력을 담당하는 입출력 보드(932-962)가 포함된다. 약액 제어부(920)도 마찬가지로 입출력 보드(922)가 배치된다. 여기서, 스피너들(930-960) 중에서 적어도 어느 하나 또는 모두는 코팅 프로세스 유니트(200)가 설치되고, 코팅 프로세스 유니트(200)에는 상술한 바와 같은 센서(100,900)가 설치되어 있다. 설비(1000)에서 일정한 주기를 설정하여 해당 유닛(930-960)의 프로세스 종료후 웨이퍼(W) 표면에 레이저 빔을 스캔 또는 투과시키고 그 파형(도 18 참조)을 분석하여 웨이퍼의 편심 및 EBR 사이즈를 계산한다. 이 결과 데이터를 피드백하여 양호한 경우 정상 진행을 하고 불량한 경우 설비(1000)의 진행을 멈추고 설비(1000)의 메인 컨트롤러로 데이터를 바탕으로 웨이퍼 센터링 및 EBR 사이즈를 자동으로 조정한다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 그리고, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 에지 비드 사이즈에 대한 모니터링을 에지 비드 제거 프로세스 직후에 진행할 수 있고 불량일 경우 피드백 시스템을 이용하여 에지 비드 사이즈 조절 내지는 웨이퍼 센터링을 자동적으로 조절할 수 있게 된다. 따라서, 에지 비드 사이즈에 대한 측정 신뢰성을 향상시키고 더 나아가 웨이퍼 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
Claims (13)
- 웨이퍼를 지지하는 회전가능한 척과; 상기 웨이퍼 상면에 레이저 빔을 조사하는 프로젝터와, 상기 웨이퍼에서 반사된 레이저 빔을 감지하는 복수개의 감지 수단이 구비된 디텍터를 포함하는 센서를 포함하고,상기 센서는 상기 복수개의 감지 수단이 상기 웨이퍼에서 반사되는 레이저 빔의 경로 변화를 토대로 상기 웨이퍼에 대한 정보를 얻는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
- 제1항에 있어서,상기 웨이퍼에 대한 정보는 상기 척 상에 지지된 웨이퍼의 센터링 상태, 상기 웨이퍼의 에지 비드 제거(EBR) 크기 중에서 어느 하나 또는 모두를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
- 제1항에 있어서,상기 센서는 상기 웨이퍼 상부를 가로지르면서 레이저 빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
- 제1항에 있어서,상기 센서는 회전하는 웨이퍼의 에지 부분에 레이저 빔을 조사하는 것을 특 징으로 하는 반도체 제조 장치.
- 포토레지스트가 코팅된 웨이퍼를 지지하는 스핀척;상기 웨이퍼의 에지에 코팅된 포토레지스트를 제거하는 약액을 분사하는 노즐; 및상기 웨이퍼에 대해 레이저 빔을 조사하는 프로젝터와 상기 웨이퍼에서 반사된 레이저 빔을 감지하는 디텍터를 갖는 센서를 포함하며,상기 프로젝터는 상기 웨이퍼의 표면에 대해 상기 레이저 빔을 조사하고, 상기 디텍터는 상기 웨이퍼의 표면 중 상기 포토레지스트에서 반사되는 레이저 빔의 경로와 상기 포토레지스트가 제거된 부분에서 반사되는 레이저 빔의 경로의 높이 변화를 감지하여 상기 포토레지스트가 제거된 부분의 폭을 측정하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
- 제5항에 있어서,상기 디텍터는 복수개의 감지 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
- 제5항에 있어서,상기 센서는 상기 웨이퍼 상부를 가로지르면서 레이저 빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
- 제5항에 있어서,상기 센서는 회전하는 웨이퍼의 에지 부분에 레이저 빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
- 제5항에 있어서,상기 웨이퍼의 에지 상부에 위치하는 발광부와 상기 웨이퍼의 에지 하부에 위치하는 수광부를 포함하여, 상기 수광부의 빛의 감지 여부로써 상기 웨이퍼의 센터링 여부를 감지하는 웨이퍼 센터링 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
- 웨이퍼를 제공하는 단계와;웨이퍼 상에 소정의 물질을 코팅하는 단계와;상기 웨이퍼의 에지에 코팅된 소정의 물질을 제거하는 단계와;상기 소정의 물질이 제거된 웨이퍼 에지에 대해 레이저 빔을 조사하고 상기 웨이퍼 에지에서 반사된 레이저 빔의 감지 위치에 따라 상기 웨이퍼의 위치에 대한 정보를 얻는 단계와;상기 정보가 기설정된 조건에 벗어나는 경우 상기 웨이퍼의 위치를 보정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공 방법.
- 제10항에 있어서,상기 소정의 물질이 제거된 웨이퍼 에지의 폭에 대해 레이저 빔을 조사하고 상기 웨이퍼 에지에서 반사된 레이저 빔의 감지 위치에 따라 상기 웨이퍼의 위치에 대한 정보를 얻는 단계는, 상기 웨이퍼 상부를 가로지르면서 레이저 빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공 방법.
- 제10항에 있어서,상기 소정의 물질이 제거된 웨이퍼 에지의 폭에 대해 레이저 빔을 조사하고 상기 웨이퍼 에지에서 반사된 레이저 빔의 감지 위치에 따라 상기 웨이퍼의 위치에 대한 정보를 얻는 단계는, 웨이퍼를 회전시키고 회전하는 웨이퍼의 에지 부분에 레이저 빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공 방법.
- 제10항에 있어서,상기 소정의 물질이 제거된 웨이퍼 에지의 폭에 대해 레이저 빔을 조사하고 상기 웨이퍼 에지에서 반사된 레이저 빔의 감지 위치에 따라 상기 웨이퍼의 위치에 대한 정보를 얻는 단계는, 상기 소정의 물질이 제거된 웨이퍼 에지의 폭을 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공 방법.
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