KR20040048599A - 웨이퍼 센터링 보정 시스템을 구비한 반도체 소자제조장치 및 웨이퍼 센터링 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼 센터링 보정 시스템을 구비한 반도체 소자 제조장치 및 웨이퍼 센터링 방법에 관한 것으로, 본 발명에 의한 반도체 소자 제조장치는 웨이퍼를 지지하는 스핀척과, 반도체 소자 제조장치를 제어하는 메인 콘트롤러와, 웨이퍼를 스핀척에 이송하는 암 및 웨이퍼 센터링 시스템을 포함하고, 웨이퍼 센터링 시스템은 2차원 배열의 각 픽셀에서 각각 빛을 조사하는 CCD 발광소자; 및 웨이퍼를 사이에 두고 CCD 발광소자에 대향하게 배치되고, CCD 발광소자의 각 픽셀에서 조사되는 빛을 2차원 배열의 각 CCD수광소자의 픽셀에서 감지하는 CCD 수광소자를 포함한 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 의한 위의 반도체 소자 제조장치의 웨이퍼 센터링 방법은, CCD 수광소자를 이용하여 스핀척 위의 웨이퍼의 회전에 의한 최대 반경, 최소반경, 웨이퍼의 노치 또는 플랫존을 검출한 시각 및 최대 반경 또는 최소 반경을 검출한 시각을 측정하는 단계와; 메인 콘트롤러에서 최대 반경과 최소 반경의 차이를 반으로 나누어 스핀척의 중심과 웨이퍼 중심의 거리차를 구하고, 웨이퍼의 플랫존 또는 노치를 검출한 시각과 최대 반경 또는 최소 반경을 검출한 시각과의 차이와 스핀척의 각속도를 곱하여 플랫존 또는 노치와 스핀척의 중심과의 각도를 구하고 이를 이용하여 보정치를 구하는 단계; 및 구해진 보정치를 이용하여 암이 웨이퍼 센터링을 보정하는 단계를 포함한다.
본 발명은 회전하는 스핀척의 중심과 스핀척 위에 흡착되는 웨이퍼의 중심을보다 정밀하게 일치시킴으로써 웨이퍼 제조의 정밀도를 향상시키고, 작업시간을 단축시켜 생산성을 증대시키는 효과가 있다.

Description

웨이퍼 센터링 보정 시스템을 구비한 반도체 소자 제조장치 및 웨이퍼 센터링 방법{Semiconductor Manufacturing Apparatus Having Wafer Centering Revising System and Wafer Centering Method}
본 발명은 웨이퍼 센터링 보정 시스템을 구비한 반도체 소자 제조장치 및 웨이퍼 센터링 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면 스핀척(Spin Chuck)위에 로딩되는 웨이퍼의 중심과 스핀척의 중심을 일치되도록 조정하는 웨이퍼 센터링 보정 시스템을 구비한 반도체 소자 제조장치와 웨이퍼 센터링 방법에 관한 것이다.
반도체 포토 공정중 포토 레지스터 등의 막을 균일하게 도포하는 코터(Coater) 또는 웨이퍼의 에지(Edge) 부분을 현상하기 위한 에지 노광장치 등의 반도체 소자 제조장치에는 스핀척이 구성되어 있다. 코터는 회전하는 스핀척 위의 웨이퍼에 액체의 케미컬을 공급하여 웨이퍼의 회전에 따른 원심력에 의해 케미컬이 웨이퍼의 표면의 외측으로 흘러감으로써 웨이퍼에 막질을 형성하는 설비이고, 에지 노광장치는 웨이퍼의 에지의 일부에 빛을 조사하면 스핀척이 웨이퍼를 회전시킴으로써 웨이퍼의 전 에지를 노광하는 설비이다. 따라서 웨이퍼의 중심과 스핀척의 중심을 일치시키는 웨이퍼 센터링은 매우 중요하다. 예컨데, 코터에서 웨이퍼의센터링이 이루어지지 않는 경우 웨이퍼의 표면에 불균일한 막질이 형성될 수 있고, 에지 노광장치등에서는 노광되는 에지의 폭이 불균일해지는 문제점이 발생한다.
근래들어, 반도체 소자의 미세화가 요구됨에 따라 반도체 소자 제조장치의 고성능화가 요구되고 있다. 현재의 미세가공은 64/256M를 시초로 하는 0.35/0.25㎛ 레벨 및 1GDRA 개발의 0.17㎛ 영역으로 발전하고 있다. 따라서 웨이퍼 센터링은 보다 정밀도를 요구한다. 그런데 종래의 반도체 소자 제조장치는 별도로 웨이퍼 센터링 시스템이 갖추어지지 않고, 작업자의 육안에 의존함으로써 정밀도가 떨어지고 작업시간이 많이 소요됨으로써 생산성이 약화되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 회전하는 스핀척의 중심과 스핀척 위에 흡착되는 웨이퍼의 중심을 보다 정밀하게 일치시킴으로써 웨이퍼 제조의 정밀도를 향상시키고, 작업시간을 단축시켜 생산성을 증대시키고자 함에 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 웨이퍼 센터링 보정 시스템을 구비한 반도체 소자 제조장치의 개략적인 사시도이고,
도 2는 도 1의 스핀척의 개략적인 단면도이고,
도 3은 도 1의 스핀척의 중심을 벗어나도록 흡착된 웨이퍼의 평면도이고,
도 4는 도 1의 CCD 수광부의 평면도이고,
도 5는 웨이퍼 센터링 보정과정의 순서도이다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명 ※
101: 반도체 소자 제조장치 102: 웨이퍼
103: CCD 발광부 104: CCD 수광부
105: 스핀척 106: 스핀척 하우징
107: 벽체 108: 이동수단
201: 홀 202: 모터
203: 펌프 301: 플랫존
401: 픽셀
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 반도체 소자 제조장치는 웨이퍼를 지지하는 스핀척과, 반도체 소자 제조장치를 제어하는 메인 콘트롤러와, 웨이퍼를 스핀척에 이송하는 암 및 웨이퍼 센터링 시스템을 포함하고, 웨이퍼 센터링시스템은 2차원 배열의 각 픽셀에서 각각 빛을 조사하는 CCD 발광소자; 및 웨이퍼를 사이에 두고 CCD 발광소자에 대향하게 배치되고, CCD 발광소자의 각 픽셀에서 조사되는 빛을 2차원 배열의 각 CCD수광소자의 픽셀에서 감지하는 CCD 수광소자를 포함한 것을 특징으로 한다.
양호하게는, CCD 발광소자 및 CCD 수광소자를 상기 스핀척 위의 웨이퍼에 이동시키는 이동수단을 더 포함한 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 의한 위의 반도체 소자 제조장치의 웨이퍼 센터링 방법은, CCD 수광소자를 이용하여 스핀척 위의 웨이퍼의 회전에 의한 최대 반경, 최소반경, 웨이퍼의 노치 또는 플랫존을 검출한 시각 및 최대 반경 또는 최소 반경을 검출한 시각을 측정하는 단계와; 메인 콘트롤러에서 최대 반경과 최소 반경의 차이를 반으로 나누어 스핀척의 중심과 웨이퍼 중심의 거리차를 구하고, 웨이퍼의 플랫존 또는 노치를 검출한 시각과 최대 반경 또는 최소 반경을 검출한 시각과의 차이와 스핀척의 각속도를 곱하여 플랫존 또는 노치와 스핀척의 중심과의 각도를 구하고 이를 이용하여 보정치를 구하는 단계; 및 구해진 보정치를 이용하여 암이 웨이퍼 센터링을 보정하는 단계를 포함한다.
이하, 도면을 중심으로 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 웨이퍼 센터링 보정 시스템을 구비한 반도체 소자 제조장치(101)의 개략적인 사시도이다. 웨이퍼(102)는 스핀척(105) 위에 흡착되어 작업이 진행된다. CCD 발광부(103)와 CCD 수광부(104)는 많은 수의 픽셀이 있는데, CCD 발광부(103)의 각 픽셀에서 빛을 조사하고, CCD 수광부(104)의 각 픽셀에서는 빛을 검출한다. CCD 발광부(103)과 CCD 수광부(104)는 이동수단(108)에 의하여 웨이퍼(102) 방향으로 이동하거나 혹은 그 역으로 이동할 수 있다. 암(Arm, 도시안됨)이 웨이퍼(102)를 스핀척(105) 위로 이동시킨 후, 이동수단(108)은 웨이퍼(102)에 접근하고, 센터링이 끝나면 이동수단(108)은 웨이퍼(102)에서 멀어진다. CCD 발광부(103)과 CCD 수광부(104)는 반도체 소자 제조장치(101)의 메인 콘트롤러(도시안됨)에 전기적으로 연결된다. 센터링 작업이 완료되면 스핀척(105)은 하강하여 웨이퍼는 벽체(107) 내부로 이동되어 작업이 진행된다.
도 2는 도 1의 스핀척(105)의 개략적인 단면도이다. 스핀척(105)은 모터(202)에 의해 회전한다. 스핀척 하우징(106) 내부에는 빈 공간으로 되어 있으며 펌프(203)에 연결되어 펌핑되고, 홀(201)를 통해 웨이퍼(102)를 흡착한다.
도 3은 도 1의 스핀척의 중심을 벗어나도록 흡착된 웨이퍼의 평면도이다.
도 3에서는 웨이퍼의 중심 C가 스핀척의 중심 P로부터 d3만큼 떨어져서 흡착된 예를 도시한다. 2차원 평면에 배치된 웨이퍼 센터링을 위해서는 2가지의 정보를 요한다. 본 발명에서는 웨이퍼의 중심이 스핀척의 중심으로부터 떨어진 거리 d3와 각도 θ를 요한다. d3와 θ를 구하는 방법은 아래에서 설명한다.
도 4는 도 1의 CCD 수광부(104)의 평면도이다. CCD 수광부(104)에서는 도면 상부의 CCD 발광부(도시안됨)의 각 픽셀에서 발생한 빛을 아주 작은 시간 간격으로 각 픽셀별로 검출하게 되는데, 웨이퍼에 의해 가리워진 부분에 위치하는 픽셀에서는 빛이 검출되지 않는다. CCD 수광부(104)는 렌즈를 통해 들어온 이미지를 디지털 이미지로 해석하는 부분이다. CCD 발광부(도시안됨)와 마찬가지로 CCD 수광부(104)에는 많은 수의 픽셀(401)이 배치되어 있는데 각각의 픽셀(401)을 통해 들어온 이미지의 정보가 디지털화 된다.
이러한 디지털 정보가 반도체 소자 제조장치의 메인 콘트롤러(도시안됨)에 전달되고, 메인 콘트롤러(도시안됨)에서 웨이퍼 센터링을 위한 도 3의 d3와 θ값을 계산한다.
웨이퍼에는 실리콘의 결정방향을 도시하기 위한 플랫존 또는 노치가 형성되어 있다. 이러한 플랫존 또는 노치가 θ값의 기준이 된다. 도 3과 같이 웨이퍼의 중심이 스핀척의 중심에서 벗어난 경우에, 도 4의 CCD 수광부에서는 웨이퍼의 에지부가 일정하지 않고 웨이퍼의 회전에 의한 최소 반경 a와 최대 반경 b가 형성 된다. CCD 수광부에서 플랫존 또는 노치를 검출한 시각과 a 또는 b가 검출된 시각의 차이와 회전하는 웨이퍼의 회전속도 ω를 곱하여 θ값을 구한다.
또한 웨이퍼의 회전에 의한 최소 반경 a와 웨이퍼의 회전에 의해 최대 반경 b와의 거리차는 도 3에서의 d2-d1고, 이 값은 웨이퍼의 중심 C와 스핀척의 중심 P와의 거리 d3의 2배에 해당하므로 결론적으로 웨이퍼의 중심이 스핀척의 중심에서 벗어난 거리 d3는 b 값과 a 값의 차이의 반값 만큼 떨어져 있는 셈이 된다.
이렇게 하여 2차원 평면상에서 웨이퍼 센터링에 필요한 두개의 데이퍼 d3와 θ값이 구해진다.
도 5는 웨이퍼 센터링 보정과정의 순서도이다. 웨이퍼가 스핀척 위에 흡착되면 센터링이 시작된다(S501). CCD 발광부의 각 픽셀에서 빛을 조사하면 CCD 수광부에서는 각 픽셀의 화상정보의 출력 데이터를 읽고(S502), 반도체 소자 제조장치의 메인 콘트롤러로 출력 데이터를 전송한다(S503). 메인 콘트롤러에서는 앞에서 설명한 방법으로 보정데이터를 산출하고(S504), 반도체 소자 제조장치의 웨이퍼를 스핀척웨어 흡착하는 암(Arm)으로 보정데이터를 전송하여(S505), 암은 웨이퍼 센터링을 보정한다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 예시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것이 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변화예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
본 발명은 회전하는 스핀척의 중심과 스핀척 위에 흡착되는 웨이퍼의 중심을 보다 정밀하게 일치시킴으로써 웨이퍼 제조의 정밀도를 향상시키고, 작업시간을 단축시켜 생산성을 증대시키는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 반도체 소자 제조장치로서,
    상기 반도체 소자 제조장치는 웨이퍼를 지지하는 스핀척과, 상기 반도체 소자 제조장치를 제어하는 메인 콘트롤러와, 웨이퍼를 상기 스핀척에 이송하는 암 및 웨이퍼 센터링 시스템을 포함하고, 상기 웨이퍼 센터링 시스템은
    2차원 배열의 각 픽셀에서 각각 빛을 조사하는 CCD 발광소자; 및
    상기 웨이퍼를 사이에 두고 상기 CCD 발광소자에 대향하게 배치되고, 상기 CCD 발광소자의 각 픽셀에서 조사되는 빛을 2차원 배열의 각 CCD수광소자의 픽셀에서 감지하는 CCD 수광소자;
    를 포함한 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 CCD 발광소자 및 상기 CCD 수광소자를 상기 스핀척 위의 웨이퍼에 이동시키는 이동수단을 더 포함한 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조장치.
  3. 제 1항의 반도체 소자 제조장치의 웨이퍼 센터링 방법에 있어서,
    상기 CCD 수광소자를 이용하여 스핀척 위의 웨이퍼의 회전에 의한 최대 반경, 최소반경, 웨이퍼의 노치 또는 플랫존을 검출한 시각 및 상기 최대 반경 또는 최소 반경을 검출한 시각을 측정하는 단계;
    상기 메인 콘트롤러에서 상기 최대 반경과 최소 반경의 차이를 반으로 나누어 스핀척의 중심과 웨이퍼 중심의 거리차를 구하고, 웨이퍼의 상기 플랫존 또는 노치를 검출한 시각과 최대 반경 또는 최소 반경을 검출한 시각과의 차이와 상기 스핀척의 각속도를 곱하여 상기 플랫존 또는 노치와 상기 스핀척의 중심과의 각도를 구하고 이를 이용하여 보정치를 구하는 단계; 및
    상기 구해진 보정치를 이용하여 상기 암이 웨이퍼 센터링을 보정하는 단계;
    를 포함한 웨이퍼 센터링 방법.
KR1020020076517A 2002-12-04 2002-12-04 웨이퍼 센터링 보정 시스템을 구비한 반도체 소자제조장치 및 웨이퍼 센터링 방법 KR20040048599A (ko)

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CN111272095A (zh) * 2020-02-24 2020-06-12 中国科学院光电技术研究所 一种高精度二维位置传感器对心检测装置和方法

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