KR200184916Y1 - 웨이퍼 중심 검출 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조 공정 장비에 관한 것으로, 특히 노광 공정을 수행하기 위하여 노광 장비에 안착시키기전 웨이퍼의 중심을 검출하는 웨이퍼 중심 검출 장치에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명은, 트랙 장비에 의하여 감광 물질이 도포된 웨이퍼를 로봇에 의하여 웨이퍼 스테이지로 로딩한 후 웨이퍼 중심 검출 센서를 통하여 웨이퍼 중심을 1차적으로 검출하여 웨이퍼의 중심을 맞춘상태에서 웨이퍼의 양면에 대한 화상을 촬영하여 비교한 후 그 비교 결과에 대응하도록 웨이퍼 스테이지를 회전시켜 웨이퍼의 중심 위치를 정확하게 맞추도록 구성된다.

따라서, 본 발명은 두 번째 노광 공정에서 오버레이 마크를 정확하게 확인할 수 있도록하여 패턴 형성을 정확하게 할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

Description

웨이퍼 중심 검출 장치{APPARATUS FOR DETECTING WAFER CENTER}

본 발명은 반도체 제조 공정 장비에 관한 것으로, 특히 노광 공정을 수행하기 위하여 노광 장비에 안착시키기전 웨이퍼의 중심을 검출하는 웨이퍼 중심 검출 장치에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 반도체 웨이퍼 제조 공정은 로트(lot) 단위의 매 반도체 웨이퍼의 표면에 여러 종류의 막을 형성시켜, 이미 만들어진 마스크를 이용하여 반도체 웨이퍼의 특징 부분을 선택적으로 깍아내는 작업을 되풀이하여 반도체 웨이퍼 각각의 칩상에 동일한 전자 회로를 구성해 나가는 전 과정을 말한다.

이러한 반도체 웨이퍼 제조 공정중의 하나인 포토 마스킹 공정은 적층으로 회로를 형성시켜 나가며 각각의 적층하는 스텝을 레이어(layer)별로 필요한 패턴을 웨이퍼 상부에 전사시키는 공정으로서, 트랙(Track) 장비에 의하여 감광 물질인 포토 레지스트로 웨이퍼를 도포시킨 후, 노광 장비인 스테퍼(Stepper)를 통해 자외선을 발생시켜 웨이퍼상에 도포된 감광 물질을 자외선에 노출시켜 마스크상에 그려진 회로 패턴이 웨이퍼 표면에 전사되도록 한다.

이 때, 트랙 장비에 의하여 감광 물질이 도포된 웨이퍼는 노광 공정을 수행하기 위하여 로봇에 의하여 웨이퍼 스테이지로 로딩되는 바, 도 1에 도시된 바와 같은 웨이퍼 중심 검출 장치의 웨이퍼 중심 검출 센서(11)에 의하여 웨이퍼 중심을 검출한다.

다음, 도면에는 도시되어 있지 않지만 웨이퍼 가장 자리에 형성되어 웨이퍼 정렬을 위한 마크 즉, Nortch 마크를 Nortch 센서(13)를 통하여 검출한 후 로더 아암을 통해서 웨이퍼 스테이지 홀더(wafer stage holder)에 고정시켜 노광 공정을 수행한다.

이 때, 웨이퍼 중심 검출 센서(11)나 Nortch 센서(13)의 감도가 저하되어 웨이퍼 중심과 Nortch 위치가 정확히 검출되지 않은 상태에서 첫 번째 노광 공정을 수행하는 경우 노광 공정중에 웨이퍼의 회전(Rotation)이 발생하게되나, 첫 번째 노광 공정에서는 프리얼라인먼트(Prealignment)를 수행하지 않기 때문에 회전이 발생한 웨이퍼를 로딩하여 두 번째 노광 공정을 수행할 경우 회전에 대한 보정이 이루어지지 않은 상태에서 두 번째 노광 공정이 수행된다.

따라서, 이전 형성된 패턴과 현재 형성된 패턴과의 위치 정렬이 정확하게 이루여졌는지에 대한 오버레이를 위한 정렬마크를 확인할 수 없게되어 패턴 형성 위치가 달라지게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 웨이퍼 중심을 정확하게 검출한 상태에서 노광 공정을 수행하여, 정확한 패턴이 형성할 수 있도록 하기 위한 웨이퍼 중심 검출 장치를 제공하는 데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 웨이퍼 노광 공정을 위한 웨이퍼를 로봇에 의하여 웨이퍼 스테이지로 로딩한 후 턴테이블에 의하여 상기 웨이퍼 스테이지를 회전시켜 상기 웨이퍼의 중심 위치를 검출하는 웨이퍼 중심 검출 장치에 있어서, 상기 웨이퍼의 상면 양쪽에 장착되는 촬상 소자; 상기 웨이퍼의 하면 양쪽에 상기 촬상 소자 위치에 대응하여 장착되는 발광 소자; 상기 촬상 소자 각각에 의해 촬상된 신호에 대응하도록 상기 턴테이블을 회전시키는 제어기를 포함하는 특징을 갖는다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 웨이퍼 중심 검출 장치의 사시도이고,

도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 중심 검출 장치의 사시도이고,

도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 중심 검출 장치의 상세도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11, 21 : 중심검출센서 12, 22 : 턴테이블

13, 23 : Nortch 검출 센서 24 : CCD

25 : CCD 플레이트 26 : LED

27 : LED 플레이트 30 : 웨이퍼

31 : 웨이퍼 스테이지 32 : 모터

33 : 제어기 34 : Nortch 위치

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 동작을 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 중심 검출 장치의 사시도로서, 로봇에 의하여 로딩되어 웨이퍼 스테이지에 안착되는 웨이퍼의 중심을 검출하는 웨이퍼 중심 검출 센서(21), 웨이퍼 스테이지를 회전시키는 턴테이블(22), 턴테이블(22)의 의하여 웨이퍼 스테이지가 회전하면 웨이퍼의 Nortch 위치를 검출하는 Nortch 검출 센서(23), 웨이퍼 스테이지에 안착된 웨이퍼의 화상을 촬상하는 고체촬상소자(CCD : Charge Coupled Device)(24), CCD(24)가 부착된 CCD 플레이트(25), 광원을 발생하는 발광 다이오드(LED : Light Emitting Diode)(26), LED(26)가 장착된 LED 플레이트(27)로 구성된다.

이와 같이 구성되는 웨이퍼 검출 장치의 구체적인 동작 설명을 도 3에 도시되어 있는 상세도를 참조하여 설명한다.

이 때, 도 3a는 웨이퍼 검출 장치를 옆에서 본 측면도이고, 도 3b는 웨이퍼 검출 장치의 위에서 내려다본 상면도이다.

트랙장비에 의하여 감광 물질이 도포된 웨이퍼를 로봇에 의하여 웨이퍼 스테이지(31)로 로딩한 후 도 1에서 설명한 바와 같이 웨이퍼 중심 검출 센서(21)를 통하여 웨이퍼 중심을 1차적으로 검출하여 턴테이블(22)상에 로딩한다.

턴테이블(22)상에 로딩된 웨이퍼는 턴테이블(22)의 상, 하, 좌, 우의 회전에 의하여 CCD 소자(24)를 통하여 중심 검출을 재실시하는 바, 다음과 같은 과정을 통하여 이루어진다.

CCD 소자(24)는 복수개로서 CCD 플레이트(25)에 부착되어, 복수의 발광 다이오드(26)에서 발광되는 빛을 수광하여 화상 신호로 변환한다.

즉, 도 3a와 도 3b에 도시된 바에서 알 수 있듯이, CCD 소자(24)는 웨이퍼(30)의 상면의 양쪽 즉, CCD 플레이트(25)의 양면에 부착되며, 발광 다이오드(26)는 웨이퍼(30)의 하면 즉, 발광 다이오드 플레이트(27)의 양면의 CCD 소자(24) 위치에 대응하는 위치에 부착된다.

따라서, 복수개의 발광 다이오드(26)가 발광함에 따라 이에 대응하는 복수개의 CCD 소자(24)는 발광 다이오드(26)에서 발광하는 빛을 수광하여 전기적인 신호 즉, 화상 신호로 변환하여 제어기(33)로 제공한다.

이 때, 제어기(33)는 양 CCD 소자(24) 각각에서 제공되는 화상 신호를 비교하여 동일하면 웨이퍼(30)의 중심이 정확하게 맞추어졌다고 판단하나, 복수개의 CCD 소자(24) 각각에서 제공된 화상 신호가 동일하지 않은 경우에는 두 화상이 일치되도록 모터(32)를 구동시켜 턴테이블(22)를 회전시켜 웨이퍼(30)의 중심을 정확하게 맞추도록 한다.

즉, 제어기(33)는 복수개의 CCD 소자(24) 각각에서 제공된 화상 신호가 동일하지 않는 경우 그 차값에 대응하도록 모터(32)를 구동시켜 턴테이블(22)를 회전시키고, 이에 대응하여 웨이퍼 스테이지(31)도 회전하게 되어 웨이퍼(30)의 중심을 정확하게 맞추도록 한다.

이와 같이 웨이퍼 중심이 정확하게 맞추어진 상태에서 Nortch 검출 센서(23)를 통하여 Nortch 위치(34)를 검출한 후 스테퍼에서 발생되는 자외선에 의하여 그 다음 노광 공정을 수행한다.

이 때, 제어기(33)내의 복수개의 CCD 소자(24)를 통하여 웨이퍼 중심을 검출하는 방식으로서, 첫 번째 노광 공정을 수행하기 위하여 트랙 장비로부터 로딩되어온 웨이퍼(30)의 화상을 CCD 소자(24)를 통하여 검출하여 저장한 후 두 번째 노광 공정 수행시 저장된 웨이퍼의 영상과 현재 촬영한 웨이퍼의 영상을 비교하여 벗어난 정도만큼 턴테이블(32)를 구동시키도록하는 방식과 매 노광 공정 수행하기 전 복수개의 CCD 소자(24)를 통하여 검출된 화상을 비교하여 그 비교 결과에 대응하도록 턴테이블(32)를 구동시키도록 하는 방식을 설정하여 사용자로 하여금 원하는 방식을 선택할 수 있도록 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 웨이퍼 중심 검출 장치는, 첫 번째 노광 공정을 수행하기 웨이퍼 중심 검출 센서를 통하여 1차적으로 웨이퍼의 중심을 맞춘상태에서 웨이퍼의 양면에 대한 화상을 촬영하여 비교한 후 비교 결과에 대응하도록 웨이퍼 스테이지를 회전시켜 웨이퍼의 중심 위치를 정확하게 맞추도록 하므로써, 두 번째 노광 공정에서 오버레이 마크를 정확하게 확인할 수 있도록하여 패턴 형성을 정확하게 할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

본 발명은 특정한 바람직한 실시예들에 대하여 도시되고 설명되었지만, 당업자라면 본 발명의 사상및 범주를 벗어나지 않고도 다양한 수정및 변화, 생략이 가능함을 알 수 있을 것이다.

Claims (2)

1. 웨이퍼 노광 공정을 위한 웨이퍼를 로봇에 의하여 웨이퍼 스테이지로 로딩한 후 턴테이블에 의하여 상기 웨이퍼 스테이지를 회전시켜 상기 웨이퍼의 중심 위치를 검출하는 웨이퍼 중심 검출 장치에 있어서,

   상기 웨이퍼의 상면 양쪽에 장착되는 촬상 소자;

   상기 웨이퍼의 하면 양쪽에 상기 촬상 소자 위치에 대응하여 장착되는 발광 소자;

   상기 촬상 소자 각각에 의해 촬상된 신호에 대응하도록 상기 턴테이블을 회전시키는 제어기를 포함하는 웨이퍼 중심 검출 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어기는,

   상기 촬상 소자 각각에서 제공되는 촬상 신호를 비교하여 그 비교 결과값에 대응하도록 상기 턴테이블을 회전시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 중심 검출 장치.