KR20020069883A - 반도체 오버레이 측정 장치용 웨이퍼 반송장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 오버레이 측정 장치용 웨이퍼 반송장치 및 방법에 관한 것으로서, 카세트로부터 웨이퍼를 반도체 오버레이 측정이 이루어지는 워크스테이지로 이송시키는 웨이퍼 이송장치에 있어서, 상기 이송장치는 상하 2단으로 배치되며 소정의 각도로 회전함과 동시에 상하 승·하강하도록 구성되어 웨이퍼 로딩 및 언로딩을 동시에 행하는 로봇 암으로 구성된 것을 제 1특징으로 한다.

또한, 상하 2단으로 배치된 로봇 암 중 하나의 로봇 암이 카세트로부터 웨이퍼를 인출하여 워크스테이지에 로딩시키는 공정과, 상기 워크스테이지에서 로딩된 웨이퍼의 오버레이를 측정하는 동안 여분의 로봇 암이 다시 상기 카세트로부터 웨이퍼를 인출하여 대기상태를 이루는 공정과, 상기 오버레이측정 과정을 마친 워크스테이지 상의 웨이퍼를 언로딩시키고, 대기 상태를 이루는 로봇 암이 상기 워크스테이지로 미 정렬된 웨이퍼를 로딩시키는 동작을 동시에 행하는 공정으로 이루어진 것을 제 2 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 구성함에 따라 웨이퍼를 로딩시키고 언로딩시키는 동작을 동시에 행할 수 있게 되어 스루 풋을 향상시킬 수 있다.

또한, 불필요한 프리 얼라인 과정을 없앰으로써, 이 또한 스루 풋을 향상시킬 수 있는 이점을 제공하게 되며 설비의 로스를 줄일 수 있게 된다.

Description

반도체 오버레이 측정 장치용 웨이퍼 반송장치 및 방법{Wafer Transferring Apparatus and Method for Semiconductor Overlay Measurement System}

본 발명은 반도체 오버레이측정장치용 웨이퍼 반송장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히, 로봇 암의 구조를 개선하여 오버레이측정 설비로의 웨이퍼 로딩 및 언로딩을 동시에 행할 수 있도록 구성함에 따라 스루 풋을 향상시키는 반도체 오버레이측정장치용 웨이퍼 반송장치에 관한 것이다.

반도체제조공정 중의 하나로 리소그래피(Lithography)공정이 있다.

상기 리소그래피 공정의 흐름을 크게 나누어 보면, 웨이퍼위에 포토레지스트(Photo Resist)를 도포하는 코팅(Coating)단계와, 마스크(Mask)의 패턴(Pattern)이 웨이퍼에 옮겨지도록 자외선에 감광제를 노출시키는 익스포져(Exposure)단계와, 정렬 및 노광 후 현상액을 이용하여 필요한 곳과 필요 없는 부분을 구분하여 상을 형성하기 위해 일정부위의 포토레지스트를 제거하는 디벨로프(Develop)단계로 이루어진다.

상기의 단계에서 상기 익스포져단계에서는 정렬과 노광을 동시 작업으로 진행하게 된다.

상기와 같이 리소그래피공정을 마친 후에는 하부와 상부 마스크 층들 사이의 정렬(Align)상태 즉 오버레이(Overlay)를 측정하게 된다.

그 측정을 위한 과정을 도 2를 참고로 하여 설명한다.

먼저, 이송 로봇 암(1)을 이용하여 카세트 공급부에 로딩된 카세트(3)로부터 웨이퍼(W)를 집어서 꺼낸 후 프리얼라이너(Pre Aligner)(5)로 이송시켜 웨이퍼(W)의 위치를 정렬시킨 후 다시 이송 로봇 암(1)을 이용하여 워크스테이지(7)로 로딩시킨다.

상기와 같이 워크스테이지(7)에 웨이퍼(W)가 로딩되어 측정과정을 거치는 동안 로봇 암(1)은 다시 카세트(3)에 수납된 또 다른 웨이퍼를 집어내어 프리얼라이너(5)로 이송시켜 대기 상태를 이루도록 한다.

그후, 측정이 끝난 웨이퍼를 상기 워크스테이지로(7)부터 언로딩시킨 후 소정의 위치로 옮겨놓고, 상기 프리얼라이너(5)에 대기 중인 웨이퍼를 이송시켜 다시 워크스테이지(7)에 로딩시키게 된다.

상술한 과정을 반복적으로 행함으로써 웨이퍼 오버레이측정을 실시하게 된다.

그러나, 이와 같이 구성된 종래의 오버레이측정장치는 로봇 암(1)이 하나로 구성되어 워크스테이지(7)로의 웨이퍼 로딩 및 언로딩과정을 단계별로 행할 수 밖 에 없는 구조로 되어 그 만큼 스루 풋(Throughput)을 저하시키게 된다는 문제점이 있다.

또한, 불필요한 프리 얼라인 과정을 거치게 되어 이 또한 스루 풋 저하의 원인이 된다든 문제점이 있다.

상기에 있어 상기 프리 얼라인 과정이 불필요한 이유를 설명하면, 우선 오버레이측정 전 단계 즉, 익스포져(Exposure)단계에서 이미 웨이퍼는 정렬상태를 이루게 되는 데, 다시 프리얼라이너(5)를 통해 정렬과정을 거치도록 하는 것이 무의미 함을 의미한다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출 된 것으로서, 본 발명의 목적은 로봇 암의 구조를 이중구조로 구현하여 웨이퍼의 로딩 및 언로딩 작업이 동시에 이루어지도록 하여 스루 풋을 향상시키는 반도체 오버레이 측정장치용 웨이퍼 반송장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 불필요한 프리 얼라인 과정을 삭제하고, 카세트로부터 직접 워크스테이지로 웨이퍼를 반송시키도록 하여 컨텍트타임(Contact Time ; 워크스테이지로부터 측정을 마친 웨이퍼를 로딩시키고 새로운 웨이퍼를 공급시키는 시간)을 향상시키는 반도체 오버레이 측정장치용 웨이퍼 반송방법을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 카세트로부터 웨이퍼를 반도체 오버레이 측정이 이루어지는 워크스테이지로 이송시키는 웨이퍼 이송장치에 있어서, 상기 이송장치는 상하 2단으로 배치되며 소정의 각도로 회전함과 동시에 상하 승·하강하도록 구성되어 웨이퍼 로딩 및 언로딩을 동시에 행하는 로봇 암으로 구성된 것을 제 1특징으로 한다.

또한, 상하 2단으로 배치된 로봇 암 중 하나의 로봇 암이 카세트로부터 웨이퍼를 인출시켜 워크스테이지에 로딩시키는 공정과, 상기 워크스테이지에서 로딩된 웨이퍼의 오버레이를 측정하는 동안 여분의 로봇 암이 다시 상기 카세트로부터 웨이퍼를 인출시켜 대기상태를 이루는 공정과, 상기 오버레이측정 과정을 마친 워크스테이지 상의 웨이퍼를 언로딩시키고, 대기 상태를 이루는 로봇 암이 상기 워크스테이지로 로딩시키는 동작을 동시에 행하는 공정으로 이루어진 것을 제 2특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 반도체 오버레이 측정장치용 웨이퍼 반송장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면,

도 2는 종래의 반도체 오버레이 측정장치용 웨이퍼 로딩장치의 구성을 개략적으로 도시한 개략도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 카세트

20 : 워크스테이지

30(31,33) : 로봇 암

W : 웨이퍼

이하, 첨부된 도면 도 1을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하고자 한다.

상기 도면에 도시된 바와 같이 다수매의 웨이퍼(W)를 수납시키는 카세트(10)가 마련되고, 상기 카세트(10)의 맞은 편 쪽에는 오버레이측정 과정을 수행하는 워크스테이지(20)가 설치되고, 상기 카세트(10) 및 워크스테이지(20)의 사이에는 상기 워크스테이지(20)로 웨이퍼(W)를 로딩·언로딩시키는 로봇 암(30)이 설치된다.

상기 로봇 암(30)은 상기 워크스테이지(20)로 웨이퍼(W)를 로딩·언로딩시키는 과정을 동시에 수행하도록 복수의 단 예컨데, 상하 2단으 로봇 암(31,33)으로 설치되어 있으며, 상하 승·하강 동작됨은 물론 소정의 각도로 회전가능케 구성된다.

다음은 상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 반도체 오버레이측정장치용 웨이퍼 반송장치의 동작원리에 대해서 설명한다,

먼저, 다수매의 웨이퍼(W)를 수납시킨 카세트(10)가 소정의 위치에 로딩되면, 상하 2단으로 배치된 로봇 암 중 하나의 로봇 암(31)이 상기 카세트(10)로부터 웨이퍼(W)를 인출시켜 워크스테이지(20)에 로딩시킨 후 대기상태를 이루게 된다.

다음, 상기 워크스테이지(20)에서 로딩된 웨이퍼의 오버레이 측정과정을 수행하는 동안 여분의 로봇 암(33)이 다시 카세트(10)로부터 웨이퍼(W)를 인출하여 대기상태를 이루게 된다.

그후, 상기 워크스테이지(20)에서 오버레이 측정과정을 마치게 되면, 로봇 암(31)이 다시 동작되어 상기 워크스테이지(20)에 놓여 있는 정렬된 웨이퍼를 언로딩시키고, 상기와 같이 언로딩동작을 행하는 동안 대기상태를 이루고 있던 로봇 암(33)이 동작되어 워크스테이지(20)로 이송되어 미정렬웨이퍼를 다시 로딩시키게된다.

상술한 바와 같이 동작되는 동안 상기 워크스테이지(20)는 웨이퍼(W)가 로봇암(30)에 놓이는 순간 홈 포지션(Home Position)에 오게 프로그램화되어 있어야 함은 물론이다.

상기에 있어, 홈 포지션이란 워크스테이지(20)가 오버레이측정을 위해 소정의 위치로 이동된 후 다시 웨이퍼(W)를 공급받기 위한 위치로 대기하는 상태를 의미한다.

상기와 같이 복수개의 로봇 암이 동시에 동작되어 워크스테이지(20)로 웨이퍼(W)를 로딩시키는 동작과 언로딩시키는 동작을 동시에 수행 할 수 있도록 함과 동시에 종래의 구조와 같이 불필요한 프리얼라이너를 거치는 과정을 없앰으로써 스루 풋을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

상술한 내용에 있어 카세트(10)로부터 웨이퍼(W)를 워크스테이지(20)로 바로 이송시키는 경우에 있어, 상기 카세트(20)에 수납되어 있는 웨이퍼(W)는 얼라인이 되어 있어야 하는 데, 그러한 문제점은 종래의 내용에 언급한 바와 같이 익스포져 단계에서 이미 웨이퍼(W)가 정렬을 이룬 상태가 되므로 관계가 없음을 알 수 있을 것이다.

상술한 구조에서 로봇 암(30)이 링크 부재에 의해 병진 운동하도록 구성하였으나, 그에 한정 된 것은 아니며, 반도체 트랙 장비에서 사용하는 로봇 암의 구조를 채용하여 사용할 수 있음은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 반도체 오버레이 측정장치에 의하면, 로봇 암을 상하 2단으로 구현하고, 프리얼라이너를 삭제함으로써, 웨이퍼 로딩 및 언로딩 동작을 동시에 행할 수 있음은 물론 불필요한 프리얼라인과정을 거치지 않게 되어 스루 풋 향상을 꾀할 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 카세트로부터 웨이퍼를 반도체 오버레이 측정이 이루어지는 워크스테이지로 이송시키는 웨이퍼 이송장치에 있어서,

   상기 이송장치는 상하 2단으로 배치되며 소정의 각도로 회전함과 동시에 상하 승·하강하도록 구성되어 웨이퍼 로딩 및 언로딩을 동시에 행하는 로봇 암으로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 오버레이 측정장치용 반송장치.
2. 상하 2단으로 배치된 로봇 암 중 하나의 로봇 암이 카세트로부터 웨이퍼를 인출하여 워크스테이지에 로딩시키는 공정;

   상기 워크스테이지에서 로딩된 웨이퍼의 오버레이를 측정하는 동안 여분의 로봇 암이 다시 상기 카세트로부터 웨이퍼를 인출하여 대기상태를 이루는 공정;

   상기 오버레이측정 과정을 마친 워크스테이지 상의 웨이퍼를 언로딩시키고, 대기 상태를 이루는 로봇 암이 상기 워크스테이지로 미 정렬된 웨이퍼를 로딩시키는 동작을 동시에 행하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 오버레이 측정장치용 웨이퍼 반송방법.