KR20030000775A - 포토설비의 웨이퍼 정렬방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포토리소그래피 공정에서 웨이퍼를 정렬시키기 위한 복수의 정렬마크 중 일부의 것이 손상된 경우에도 그 공정이 이루어질 수 있도록 하는 포토설비의 웨이퍼 정렬방법에 관한 것으로서, 이에 대한 특징은, 반도체장치 포토설비의 웨이퍼 정렬방법에 있어서, 로딩된 웨이퍼 상의 각 정렬마크를 검출토록 순차적으로 위치시키는 단계와; 상기 각 정렬마크 중 손상된 것으로부터의 정렬 좌표를 배제하고, 상태가 양호한 것으로부터 검출된 정렬 좌표로 웨이퍼의 정렬 위치를 결정하는 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다. 이에 따르면

Description

포토설비의 웨이퍼 정렬방법{wafer alignment method of photo possess equipment}

본 발명은 반도체장치 포토설비의 웨이퍼 정렬방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포토리소그래피 공정에서 웨이퍼를 정렬시키기 위한 복수의 정렬마크 중 일부의 것이 손상된 경우에도 그 공정이 이루어질 수 있도록 하는 포토설비의 웨이퍼 정렬방법에 관한 것이다.

일반적으로 스테퍼 설비는 복수개의 레티클에 형성된 각기 다른 패턴 이미지를 웨이퍼 상에 전사시키기 위한 장치로서, 이들 패턴 이미지는 웨이퍼 상에 순차적으로 전사되어 조합됨으로써 요구되는 회로패턴을 이루게 된다. 이때 각 공정단계마다 형성되는 회로패턴들은 반도체소자의 고집적화 추세에 따라 이전 단계의 회로패턴에 대하여 정확하게 정렬되어 형성될 것이 요구된다.

이러한 정렬 과정에 대한 종래의 기술을 첨부된 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.

종래 기술에 따른 웨이퍼의 정렬 과정은, 도 1에 도시된 바와 같이, 노광 공정이 요구되는 웨이퍼가 통상의 로봇수단에 의해 웨이퍼를 정렬시키기 위한 스테이지 상에 로딩 위치되게 된다(ST100). 이렇게 웨이퍼가 위치되면 그 상측으로부터 통상의 정렬장치가 웨이퍼 상에 형성된 복수의 정렬마크를 순차적으로 검출하게 된다(ST110). 이때 각 정렬마크에 의한 검출이 정상적인 경우(ST120) 콘트롤러는 각 정렬마크에 의한 정렬 위치 좌표를 통해 스테이지 상의 웨이퍼 정렬 위치를 결정하고(ST140), 이렇게 결정된 정렬 위치를 기준하여 스테이지를 구동시켜 웨이퍼를 정렬하게 된다(ST140). 그리고 이러한 정렬 위치로부터 각 쇼트 영역에 대하여 노광공정을 실시하게 되며(ST150), 이러한 노광공정을 마친 웨이퍼는 상술한 로봇수단에 의해 언로딩 되는 과정을 거치게 된다(ST160). 그러나 이러한 과정에 있어서, 상술한 정렬마크의 순차적 검출 과정에서 어느 하나의 정렬마크가 검출이 어려운 정도로 손상된 경우 정렬장치는 그 오류의 신호를 발생하고(ST180), 이와 동시에 정렬장치의 구성은 정지되며(ST190), 데이터 베이스에 해당 웨이퍼의 바코드 등을 통해 오류데이터를 입력시키게 된다(ST200).

그러나 상술한 정렬 과정에 있어서, 웨이퍼 상에 형성되는 정렬마크를 기준하게 되지만 웨이퍼 상에 증착되는 각 회로패턴이 금속층을 포함하여 복수의 층으로 형성될 경우 웨이퍼 상에 형성된 정렬마크는 금속층에 의해 덮여지거나 손상되는 등에 의해 그 검출이 어려운 경우가 빈번하게 발생되며, 이렇게 정렬마크가 손상된 웨이퍼는 상술한 과정에서와 같이 반도체장치 포토설비는 정렬 과정을 포함한 노광 공정을 더 이상 진행하지 못하게 된다.

이렇게 특정 정렬마크의 검출이 불가능한 웨이퍼는 더 이상 공정 진행을 못하여 불량으로 간주됨에 따라 제조되는 반도체장치의 제조수율의 저하를 초래하고, 이렇게 불량으로 판별됨에 따라 포토설비가 정지됨으로써 포토설비의 가동률과 그에 따른 생산성이 저하되는 문제를 갖게 되며, 동시에 불필요한 작업시간이 지연되는 문제가 있게 된다.

본 발명의 목적은, 상술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 웨이퍼를 정렬시키기 위한 복수의 정렬마크 중 그 일부가 손상된 경우에도 포토 공정이 계속적으로 이루어지도록 하여, 반도체장치 제조수율을 높이도록 하고, 포토설비의 계속적인 가동으로 생산성을 더욱 높이도록 하며, 불필요한 작업시간을 단축하도록 하는 반도체장치 포토설비의 웨이퍼 정렬방법에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 웨이퍼의 정렬 과정을 나타낸 순서도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 포토설비의 웨이퍼 정렬 과정을 나타낸 순서도이다.

도 3은 도 2의 웨이퍼 정렬 위치 결정에 대한 순서도이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 특징은, 포토설비의웨이퍼 정렬방법에 있어서, 로딩된 웨이퍼 상의 각 정렬마크를 검출토록 순차적으로 위치시키는 단계와; 상기 각 정렬마크 중 손상된 것으로부터의 정렬 좌표를 배제하고, 상태가 양호한 것으로부터 검출된 정렬 좌표로 웨이퍼의 정렬 위치를 결정하는 단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 특징은, 로딩 되는 웨이퍼 상의 어느 하나의 정렬마크를 검출토록 위치시키는 단계와; 상기 정렬마크의 손상 여부를 판단하고, 정상인 경우 그 정렬 좌표를 검출하는 단계와; 손상된 상기 정렬마크의 개수가 설정된 개수의 초과 여부를 판단하여 초과한 경우 불량으로 기록하여 언로딩 시키고, 이하인 경우 다음 정렬마크를 검출토록 위치시키는 단계; 및 상기 정렬마크의 검출 회수가 총 검출 개수와 일치하는지 여부를 판단하여 부족한 경우 다음 정렬마크를 검출토록 위치시키고, 같은 경우 검출에 따른 정렬 좌표를 통해 웨이퍼의 정렬 위치를 결정하는 단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 상기 정렬마크의 손상 여부를 판단하는 과정 이전에, 연속되는 검출 회수와 그 위치 및 이전 정렬마크의 손상 여부를 포함한 데이터를 확인하는 단계;를 더 포함하도록 함이 바람직하다.

그리고, 상기 정렬마크의 검출 회수가 총 검출 개수와 일치하는지 여부를 판단과정에서 웨이퍼 상에 상기 대상 정렬마크의 위치로 판단하는 것을 포함하도록 함이 효과적이다.

이에 더하여 상술한 웨이퍼의 정렬 위치 결정은, 상기 정렬마크 중 손상된것에 대하여 인접하는 적어도 하나 이상의 상기 다른 정렬마크로부터 손상된 정렬마크에 대한 임의의 정렬 좌표를 산출하고, 검출된 정렬 좌표와 산출된 임의의 정렬 좌표를 기준하여 결정되고, 여기서 임의의 정렬 좌표의 산출은, 정렬마크의 형성 과정에서 각 정렬마크 상호간의 위치 좌표 관계를 산출하여 그 데이터를 데이터베이스에 저장하고, 이것을 활용하도록 함으로써 이루어질 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 포토설비의 웨이퍼 정렬방법에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 포토설비의 웨이퍼 정렬방법은, 도 2에 도시된 바와 같이, 웨이퍼가 로봇수단 등에 의해 통상의 방법으로 스테이지 상에 로딩 위치되면(ST300), 스테이지는 웨이퍼 상의 정렬마크를 정렬장치의 검출부에 대향하도록 위치시키게 된다(ST320). 이때 콘트롤러는 검출부에 대한 정렬마크의 회수 및 웨이퍼 상에서의 위치 관계 등의 데이터를 확인하게 되고(ST340), 이어 검출부에 의해 정렬마크의 정렬 좌표를 검출토록 하게 된다(ST360). 이렇게 검출된 정렬마크의 정렬 좌표는 콘트롤러에 인가되고, 콘트롤러는 현재의 검출된 정렬마크의 회수가 정렬마크의 총 개수와 일치하는지 여부를 판단하고(ST380), 정렬마크의 총 개수에 못 미칠 경우 스테이지로 하여금 다음 정렬마크를 검출부에 대향하도록 위치시켜(ST385) 다음 정렬마크의 회수와 웨이퍼 상에서의 그 위치 관계 및 정상 여부에 따른 정렬 좌표의 확인을 통해(ST340) 다음 정렬마크의 정렬 좌표를 검출토록 하는 과정을 반복하게 된다(ST360). 이때 검출부에서 정렬마크에 의한 정렬 좌표를 확인하기 어려운 경우 대향하는 정렬마크는 손상된 것으로 간주하고, 이 데이터를 콘트롤러에 인가하게 된다. 이에 따라 콘트롤러는 손상된 정렬마크가 설정된 개수 범위 내에 있는지 여부를 판단하고(ST500) 설정 개수 이하일 경우 다음 정렬마크를 검출 위치로 위치시키게 되고(ST520), 다음 정렬마크의 정렬 좌표를 검출토록 하기 위한 과정(ST340, ST360)을 순차적으로 진행하게 된다. 여기서 정렬마크의 손상된 개수가 설정 개수를 초과할 경우 콘트롤러는 대상 웨이퍼를 불량으로 판별하게 되고, 이 불량으로 판별된 웨이퍼 상의 바코드 등을 이용하여 기록한 후 웨이퍼를 언로딩 시키는 과정을 수행하게 된다(ST460). 이를 통해 손상된 것을 포함한 전체 정렬마크의 정렬 좌표 검출 과정을 마치게 되면(ST380) 콘트롤러는 상태 양한 정렬마크로부터 검출된 정렬 좌표를 조합하여 웨이퍼의 정렬 위치를 결정하고(ST400), 스테이지를 구동시켜 웨이퍼를 정렬 위치시켜(ST420) 노광 하게 된다(ST440). 이후 노광 공정을 마친 웨이퍼는 통상의 로봇수단 등에 의해 언로딩 되어 다음 공정으로 이송되는 과정을 거치게 된다(ST460).

이러한 과정 설명에서, 상술한 바와 같이, 손상된 정렬마크의 정렬 좌표를 검출하지 않은 상태에서 정렬 위치를 결정하는 단계는, 도 3에 도시된 바와 같이, 먼저 정렬마크의 형성 과정에서 먼저 각 정렬마크 상호간의 위치 좌표 관계를 산출하여 데이터화하는 과정(ST405)이 요구되며, 이러한 데이터를 이용하여 손상된 정렬마크의 정렬 좌표 없이도 그것을 추정하여 시행할 수 있는 것이다. 다시 이것은 상술한 각 정렬마크 상호간의 위치 좌표 데이터를 이용하여 소정 위치의 손상된 정렬마크를 대신하는 임의의 정렬 좌표를 산출 형성하고, 이 임의의 정렬 좌표와 검출된 상태 양호한 정렬마크에서의 정렬 좌표를 포함하여 웨이퍼의 정렬 위치를 결정하도록 하는 것이다.

이에 따르면 복수의 정렬마크 중 그 일부의 것이 손상된 경우에 웨이퍼의 불량으로 처리되던 것을 상태 양호한 나머지 정렬마크를 이용하여 계속적으로 공정을 수행하게 되어 반도체장치 제조수율을 보다 향상시키게 된다. 또한 이것은 기존의 각 정렬마크로부터 검출된 정렬 좌표가 소정 범위의 오류 데이터를 갖는 것을 대신하여 본 발명에서와 같이 상태 양호한 것으로부터의 정렬 좌표를 이용하는 것이 보다 정확한 정렬 위치를 산출할 수 있는 것이며, 더불어 본 발명의 방법 즉, 각 정렬마크의 형성시 각 정렬마크 상호 간의 좌표 관계를 이용하는 방법은 각 정렬마크가 손상되지 않은 경우에 있어서도 각 정렬마크 중 일부를 샘플링하여 이를 통해 웨이퍼의 정렬 위치를 경정토록 할 수도 있는 것이다.

따라서, 본 발명에 의하면, 웨이퍼 상에 형성되는 복수의 정렬마크 중 일부의 개수가 손상된 경우에도 정렬 좌표 검출 과정에서 인접하는 다른 정렬마크로부터 손상된 정렬마크의 정렬 좌표의 상호 관계를 이용하여 웨이퍼의 정렬 위치를 결정하게 됨으로써 계속적인 공정 수행이 가능하며, 이를 통해 불량으로 처리되던 웨이퍼에서 정상적인 제품을 생산할 수 있게 되어 반도체장치 제조수율이 보다 향상되고, 또 포토설비의 계속적인 가동으로 생산성이 더욱 높아지는 효과가 있다.

또한, 복수의 정렬마크를 샘플링하여 웨이퍼의 정렬 위치를 검출하게 될 경우 각 정렬마크의 개수에 따른 검출 회수를 줄이게 되어 보다 작업 시간을 단축하게 되는 효과가 있다.

본 발명은 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 할 것이다.

Claims (7)

1. 반도체장치 포토설비의 웨이퍼 정렬방법에 있어서,

   로딩된 웨이퍼 상의 각 정렬마크를 검출토록 순차적으로 위치시키는 단계와;

   상기 각 정렬마크 중 손상된 것으로부터의 정렬 좌표를 배제하고, 상태가 양호한 것으로부터 검출된 정렬 좌표로 웨이퍼의 정렬 위치를 결정하는 단계;

   를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 포토설비의 웨이퍼 정렬방법.
2. 로딩 되는 웨이퍼 상의 어느 하나의 정렬마크를 검출토록 위치시키는 단계;

   상기 정렬마크의 손상 여부를 판단하고, 정상인 경우 그 정렬 좌표를 검출하는 단계;

   손상된 상기 정렬마크의 개수가 설정된 개수의 초과 여부를 판단하여 초과한 경우 불량으로 기록하여 언로딩 시키고, 이하인 경우 다음 정렬마크를 검출토록 위치시키는 단계;

   상기 정렬마크의 검출 회수가 총 검출 개수와 일치하는지 여부를 판단하여 부족한 경우 다음 정렬마크를 검출토록 위치시키고, 같은 경우 검출에 따른 정렬 좌표를 통해 웨이퍼의 정렬 위치를 결정하는 단계;

   를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 포토설비의 웨이퍼 정렬방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 정렬마크의 손상 여부를 판단하는 과정 이전에, 연속되는 검출 회수와 그 위치 및 이전 정렬마크의 손상 여부를 포함한 데이터를 확인하는 단계;를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 상기 포토설비의 웨이퍼 정렬방법.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 정렬마크의 검출 회수가 총 검출 개수와 일치하는지 여부를 판단과정에서 웨이퍼 상에 상기 대상 정렬마크의 위치로 판단하는 것을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 포토설비의 웨이퍼 정렬방법.
5. 제 2 항에 있어서,

   웨이퍼의 정렬 위치 결정은,

   상기 정렬마크 중 손상된 것에 대하여 인접하는 적어도 하나 이상의 상기 다른 정렬마크로부터 손상된 정렬마크에 대한 임의의 정렬 좌표를 산출하고, 검출된 정렬 좌표와 산출된 임의의 정렬 좌표를 기준하여 결정하는 것을 특징으로 하는 상기 포토설비의 웨이퍼 정렬방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   임의의 정렬 좌표의 산출은,

   정렬마크의 형성 과정에서 각 정렬마크 상호간의 위치 좌표 관계를 산출하여 그 데이터를 데이터베이스에 저장하고, 이것을 활용하도록 함으로써 이루어짐을 특징으로 하는 상기 포토설비의 웨이퍼 정렬방법.
7. 로딩 위치되는 웨이퍼 상의 각 정렬마크 중 소정 위치에 있는 일부 개수의 정렬마크를 검출 대상으로 샘플링 설정하는 단계;

   검출 대상으로 설정된 어느 하나의 정렬마크를 검출토록 위치시키는 단계;

   대상의 정렬마크에 대한 정렬 좌표를 검출하고, 그 손상 여부를 판다하는 단계;

   대상 정렬마크가 손상된 경우 샘플링에서 제외된 인접하는 정렬마크에 대한 정렬 좌표를 검출하고, 그 손상 여부를 판단하는 단계;

   손상된 정렬마크의 개수가 샘플링 개수의 초과 여부를 판단하여 초과한 경우 불량으로 기록하여 언로딩시키고, 이하인 경우 다음 정렬마크를 검출토록 위치시키는 단계;

   상기 정렬마크의 검출 회수가 총 샘플링 개수와 일치하는지 여부를 판단하여 부족한 경우 다음 정렬마크를 검출토록 위치시키고, 같은 경우 검출에 따른 정렬좌표를 통해 웨이퍼의 정렬 위치를 결정하는 단계;

   를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 포토설비의 웨이퍼 정렬방법.