KR19980020039A - 반도체 제조 공정용 패턴형성 인식 검출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조 공정용 패턴형성 인식 검출 장치에 관한 것으로, 웨이퍼의 제조 공정중 감광액의 도포, 노광, 현상(Develop)이 되지 않았을 경우 웨이퍼를 후공정으로 이송시키기 전에 패턴형성 여부를 명암차이로 식별하여 검출함으로써 웨이퍼의 공정수율을 향상시킬 수 있도록 한것이다.

이를 위해, 본 발명은 챔버내에 회전가능하게 설치된 회전축과, 상기 회전축 상부에 고정되어 웨이퍼가 로딩되는 고정척과, 상기 고정척에 로딩된 웨이퍼의 상부 일측에 설치되어 웨이퍼의 플랫정렬을 위한 플랫인식기와, 상기 플랫인식기의 신호빔을 검출하도록 플랫인식기와 대향되게 설치된 검출센서와, 상기 웨이퍼 전면에 명암차이를 발생시켜 명암부를 인식시킬 수 있도록 하는 광원과, 상기 광원에서 조사된 빛에 의해 생긴 웨이퍼의 명암차이를 인식하기 위한 인식 카메라와, 상기 인식 카메라에서 인식된 패턴과 비교하도록 정상적인 패턴이 입력된 콘트롤부와, 상기 콘트롤부의 비교판단에 따른 그 결과를 나타내는 모니터로 구성된 반도체 제조공정용 패턴형성 인식 검출장치이다.

Description

반도체 제조 공정용 패턴형성 인식 검출장치

본 발명은 반도체 제조 공정용 패턴형성 인식 검출장치에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼의 제조 공정중 감광액의 도포, 노광, 현상(Develop)이 되지 않았을 경우 웨이퍼를 후공정으로 이송시키기 전에 패턴형성 여부를 명암차이로 식별하여 검출하는데 용이하게 할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로, 집적회로의 제조원리는 반도체 제조용 기판의 웨이퍼의 표면에 형성된 산화막의 얇은 박막위에 확산 및 사진식각 공정을 반복 수행하여 미세한 형상(Pattern)을 중첩시켜서 반도체 소자가 전기적 기능을 수행할 수 있도록 하는 것이다.

이때, 사진 식각공정에서 만들어지는 형상(Pattern)은 마치 사진을 현상하는 것과 같은 방법으로 얻어진다.

즉, 피사체의 형상을 렌즈를 통하여 필름에 축소하여 감광시킨 음화(Negative film)은 반도체 제조시 감광막 현상공정의 감광원판에 해당하며, 음화를 노출시켜 현상하므로써 양화(Positive)를 얻는 작업은 감광막(Photo resist)에 감광원판의 상을 재현시키는 공정에 해당한다고 말할 수 있다.

종래에는 반도체 제조의 패턴 형성 공정중 도포, 노광, 현상(Develop) 공정을 거치게 되면 현상검사(Develop Inspection) 통해 웨이퍼의 패턴형성 여부를 검사하게 된다.

즉, 웨이퍼의 패턴형성 검사를 하는 이유는 도포, 노광, 현상(Develop)의 공정중 작업자가 한가지 이상의 공정을 진행하지 않았을 경우 또는 노광시 웨이퍼 표면에 빛을 주사시켜 노광시키는 장비인 스텝퍼(Stepper)의 오동작에 의한 노광상태의 불량을 식별하기 위함이다.

이때, 웨이퍼의 패턴(Pattern)형성 여부를 검사하는 방법으로는 현미경 검사 또는 오버레이(Overlay)검사를 들 수가 있다.

이러한 방법들은 패턴이 형성된 웨이퍼들중 일부를 샘플링(Sampling)하여 검사하는 방법과, 전체를 검사하는 전수검사가 있는데, 전수검사는 검사시간이 많이 걸리게 되므로 특별한 경우를 제외하고는 샘플링 방법으로 검사를 실시하게 된다.

상기 샘플링 검사방법은 작업자가 샘플링된 웨이퍼를 현미경으로 패턴 여부를 검사하는 것을 말하며, 오버레이(Overlay)검사는 웨이퍼의 패턴검사시 검사 웨이퍼와 정상적인 마스크가 정확히 정렬 되어야만 상기 웨이퍼의 원하는 위치에 패턴이 형성되므로 마스크가 웨이퍼위로 얼마만큼 정확하게 정렬 되었는지를 알기 위해 오버레이 측정장치를 이용하여 패턴이 형성된 검사 웨이퍼에 정상적인 패턴이 형성된 마스크를 올려 놓은 다음 상기 정상패턴이 형성된 마스크 부분만 노광시켜 검사하는 방법이다.

그러나 이러한 종래의 반도체 제조 공정에서 도포, 노광, 현상공정을 거친 웨이퍼의 패턴검사시 작업자가 직접 검사할 웨이퍼를 카세트에 담아 검사할 장소로 가서 검사를 하기 때문에 작업에 걸리는 이동 시간과 검사하기 위한 로딩시간이 많이 소요되며, 운반도중 작업자의 부주의로 인해 파손될 우려가 있었을 뿐만 아니라, 작업자의 웨이퍼 패턴 유무 검사시 작업자의 실수로 검사가 정혹히 이루어지지 않은 웨이퍼(패턴이 형성되지 않은 웨이퍼)를 다음 공정인 식각(Etching)공정으로 이송시켜 공정을 진행할 경우에는 폐기처리해야 하므로 생산수율이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 웨이퍼의 제조 공정중 감광액의 도포, 노광, 현상(Develop)이 되지 않았을 경우 웨이퍼를 후공정으로 이송시키기 전에 패턴형성 여부를 명암차이로 식별하여 검출함으로써 웨이퍼의 공정수율을 향상 시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 챔버내에 회전가능하게 설치된 회전축과, 상기 회전축 상부에 고정되어 웨이퍼가 로딩되는 고정척과, 상기 고정척에 로딩된 웨이퍼의 상부 일측에 설치되어 웨이퍼의 플랫정렬을 위한 플랫인식기와, 상기 플랫 인식기의 신호빔을 검출하도록 플랫인식기와 대향되게 설치된 검출센서와, 상기 웨이퍼 전면에 명암차이를 발생시켜 명암부를 인식시킬 수 있도록 하는 광원과, 상기 광원에서 조사된 빛에 의해 생긴 웨이퍼의 명암차이를 인식하기 위한 인식카메라와, 상기 인식카메라에서 인식된 패턴과 배교하도록 정상적인 패턴이 입력된 콘트롤부와, 상기 콘트롤부의 비교 판단에 따라 그 결과를 출력하여 나타내는 모니터로 구성된 반도체 제조 공정용 패턴형성 인식 검출장치이다.

도 1 은 본 발명은 패턴형성 인식 검출장치를 나타낸 개략 종단면도

도 2 는 도 1 의 인식카메라의 검출범위를 화소단위로 나타낸 개념도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 챔버2 : 회전축

3 : 웨이퍼4 : 고정척

5 : 플랫인식기6 : 검출센서

7 : 광원8 : 인식카메라

9 : 콘트롤부10 : 모니터

이하, 본 발명은 일실시예로 도시한 도 1 및 도 2 를 참고로 하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명의 패턴형성 인식 검출장치를 나타낸 종단면도이고, 도 2 는 도 1 의 인식카메라의 검출범위를 화소단위로 나타낸 개념도로서, 본 발명은 챔버(1)내에 회전축(2)이 회전가능하게 설치되어 있고, 상기 회전축(2)의 상부에는 웨이퍼(3)가 로딩되는 고정척(4)이 고정되어 있으며, 상기 고정척(4)에 로딩된 웨이퍼(3)의 상부 일측에는 웨이퍼의 플랫정렬을 위한 플랫인식기(5)가 설치되어 있다.

또한, 상기 플랫인식기(5)의 신호빔을 검출하도록 플랫인식기(5)와 대향되게 검출센서(6)가 설치되어 있다.

한편, 상기 웨이퍼(3)의 전면에 명암차이를 발생시켜 명암부를 인식시킬 수 있도록 된 광원(7)이 고정척(4)의 상부에 설치되어 있고 상기 광원의 직하방에는 상기 광원(7)에서 조사된 빛에 의해 싱긴 웨이퍼(3)의 명암차이를 인식하기 위한 인식카메라(8)가 설치되어 있다.

그리고, 챔버(1)의 상부 일측에 상기 인식카메라에서 인식된 패턴과 비교하도록 정상적인 패턴이 입력된 콘트롤부(9)가 설치되어 있고, 상기 챔버의 다른 일측에는 상기 콘트롤부(9)의 비교판단에 따라 그 결과를 출력하여 나타내는 모니터(10)가 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

반도체 제조 장치중 인라인(In-Line)방식으로 된 현상장치 내부에 설치되는 패턴형성 인식 검출장치에서 도포, 노광, 현성공정이 완료된 웨이퍼를 클램프(도시는 생략함)를 이용하여 패턴형성 인식 검출장치의 챔버내로 이송시켜 고정척(4) 상부에 로딩한다.

그후 구동모터(도시는 생략함)에 전원을 인가하여 고정척(4)을 회전시키면서 플랫 인식기(5)에서 신호빔을 발사하면 검출센서(6)에서 이를 검출하여 웨이퍼의 플랫존 위치를 인식하게 되는데, 이와 동시에 광원(7)에서 고정척(4)에 로딩된 웨이퍼(3)의 표면으로 빛을 조사하게 되므로 웨이퍼(3) 표면에 명암이 생기에 된다.

상기한 바와 같은 동작에 의해 웨이퍼(3) 표면에 명암이 생기면 웨이퍼(3) 상부에 설치된 인식카메라(8)가 구동모터(도시는 생략함)에 의해 X축, Y축 방향으로 이동하면서 웨이퍼(3)의 표면에 형성된 명암 인식의 검출범위를 일정한 크기의 화소로 나누어 검출하여 콘트롤부(9)로 전송시키면 상기 콘트롤부(9)에 저장된 정상적인 패턴과 검사패턴을 상호 비교하여 동일패턴이 아닐 경우 에러 메시지(error massage)를 작업자가 식별할 수 있게 모니터(10)를 통해 출력시킨 후 패턴형성 인식 검출기로부터 웨이퍼가 빠져나오게 된다.

이상에서와 같이, 본 발명은 반도체 제조의 공정시 별도의 패턴형성 인식 검출장치를 현상장치 내부에 설치하여 웨이퍼의 패턴 유무의 검사를 인라인 방식으로 곧바로 검사하여 그 결과를 작업자에게 알리도록 구성되어 있으므로 패턴형성 여부판단에 따른 작업시간을 단축시킬 뿐만 아니라 검사자의 실수에 의한 오동작을 방지하게 되고, 이에 따라 생산수률을 향상시키는 효과를 가지게 된다.

Claims (1)

1. 챔버내에 회전가능하게 설치된 회전축과,

   상기 회전축 상부에 고정되어 웨이퍼가 로딩되는 고정척과,

   상기 고정척에 로딩된 웨이퍼의 상부 일측에 설치되어 웨이퍼의 플랫정렬을 위한 플랫인식기와,

   상기 플랫인식기의 신호빔을 검출하도록 플랫인식기와 대향되게 설치된 검출센서와,

   상기 웨이퍼 전면에 명암차이를 발생시켜 명암부를 인식시킬 수 있도록 하는 광원과,

   상기 광원에서 조사된 빛에 의해 생긴 웨이퍼의 명암차이를 인식하기 위한 인식 카메라와,

   상기 인식 카메라에서 인식된 패턴과 비교하도록 정상적인 패턴이 입력된 콘트롤부와,

   상기 콘트롤부의 비교판단에 따른 그 결과를 나타내는 모니터로 구성된 반도체 제조공정용 패턴형성 인식 검출장치.