KR20060020150A - 오버레이 티칭지그 및 그를 구비한 반도체 제조설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 오버레이 티칭지그 및 그를 구비한 반도체 제조설비에 대하여 개시한다. 그의 티칭지그는 로봇암에 의해 카세트에서 인출되는 웨이퍼와 동일 또는 유사한 크기와 모양을 갖고, 상기 웨이퍼가 일정한 방향으로 티칭되는 예비 정렬장치에서 상기 웨이퍼의 중심을 지지하는 플래이트를 투과시키는 투명 재질로 형성되어 있다.

포토레지스트(photo-resist), 오버레이(overlay), 패턴(pattern), 어미자, 아들자

Description

오버레이 티칭지그 및 그를 구비한 반도체 제조설비{Jig for teaching overlay alignment and manufacturing equipment of semiconductor device}

도 1은 본 발명에 따른 오버레이 티칭지그를 구비한 반도체 제조설비를 개략적으로 나타낸 구성 사시도.

도 2는 도 1의 오버레이 티칭지그를 상세하게 나타낸 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 카세트 200 : 웨이퍼

300 : 로봇암 400 : 예비 정렬장치

410 : 플레이트 420 : 포토센서

500 : 워크 스테이지 600 : 오버레이 티칭지그

610 : 중심라인 620 : 표시라인

본 발명은 반도체 제조설비에 관한 것으로, 상세하게는 오버레이(overlay) 측정 전에 이루어지는 예비 정렬장치에서의 티칭(teaching)작업시 시 보다 정확한 티칭이 이루어지도록 하는 오버레이 티칭지그 및 그를 구비한 반도체 제조설비에 관한 것이다.

근래에 정보 통신 분야의 급속한 발달과 컴퓨터와 같은 정보 매체가 널리 보급에 따라 반도체 장치도 비약적으로 발전하고 있다. 그 기능 면에 있어서, 상기 반도체 장치는 고속으로 동작하는 동시에 대용량의 저장 능력을 가질 것이 요구된다. 이에 따라, 상기 반도체 장치는 집적도, 신뢰도 및 응답 속도 등을 향상시키는 방향으로 제조 기술이 발전되고 있다.

일반적으로 반도체 장치는 웨이퍼 상에 다층 막을 형성하고, 마스크 상의 패턴을 상기 웨이퍼 상에 옮기는 공정을 수차례 반복해야 하며, 이를 통상적으로 포토리소그래피 공정이라 한다.

통상적인 포토리소그래피 공정은 웨이퍼의 전면에 포토레지스트를 도포하는 단계, 상기 웨이퍼의 전면에 도포된 포토레지스트의 균일도 유지를 위해 열을 가하는 베이크 단계, 마스크에 형성된 패턴을 웨이퍼 표면의 패턴과 일치시킨 후 자외선 빛을 부분적으로 투과시켜 해당부위의 포토레지스트를 노광하는 단계, 노광이 끝난 웨이퍼에 현상 용액을 분사시켜 노광시 빛을 받은 부분이나 빛을 받지 않은 부분을 화학작용에 의해 제거하는 단계, 현상된 상태와 정열(Align)된 상태를 측정하고 결함(Defect)을 검사하는 단계로 진행된다.

특히, 검사하는 단계에서는 전자 주사빔 현미경(Critical Dimension Scanning Electronic beam Microscope : CDSEM)을 이용해서 웨이퍼 상에 전사된 패 턴의 폭이 원하는 크기로 형성되었는지를 확인하는 것과 함께, 오버레이(Overlay) 측정장치를 이용해서 이전에 수행된 포토리소그래피 공정에 의해 형성된 패턴과 현재 수행된 포토리소그래피 공정에 의해 형성된 패턴과의 위치 정렬이 제대로 이루어졌는지를 확인한다.

상기 오버레이 측정장치를 이용한 웨이퍼 반송장치 및 방법의 일 예는 대한민국 특허공개 제2002-0069883호에 개시되어 있다. 상기 오버레이 측정장치는 로봇암, 예비 정렬장치 및 워크 스테이지를 포함한다. 그리고, 대한민국 특허공개 제2001-0003301호에는 오버레이 측정장치의 자동화에 관한 일 예가 개시되어 있다.

여기서, 상기 오버레이 측정은 반도체 장치의 품종 및 공정에 따라 로트(Lot) 단위로 진행되는 웨이퍼를 모두 측정하거나 일부를 샘플링(Sampling)하여 테스트하는 방식이 있다.

한편, 상기 오버레이 측정공정에 따른 웨이퍼의 반송진행 순서를 살펴보면 다음과 같다.

상기 오버레이 측정장치에 구비되는 카세트 스테이지에 다수의 카세트가 이송되면, 먼저 카세트에서 웨이퍼가 상기 카세트의 어느 위치에 수용되어 있는지를 감지하는 매핑(Mapping)이 수행된다.

그리고, 상기 웨이퍼는 오버레이 측정장치에 설치되어 있는 상기 로봇암에 의해 예비정렬(pre-aligner)장치로 이송되고, 상기 예비 정렬장치에 의해 상기 웨이퍼의 플랫존 또는 노치가 일방향으로 정렬되는 예비정렬(pre-align)이 수행된다.

이후, 상기 예비정렬이 수행된 상기 웨이퍼는 다시 상기 로봇암에 의해 워크 스테이지의 척으로 이송되어 오버레이가 측정된다. 마지막으로, 상기 오버레이 측정이 종료된 상기 웨이퍼는 다시 상기 로봇암에 의해 상기 카세트에 수용된다.

이와 같은 종래 기술에 따른 반도체 제조설비는 다수번의 오버레이 측정검사에 의해 상기 예비 정렬 장치의 웨이퍼 정렬에서 불량이 발생될 경우, 여분의 웨이퍼를 사용하여 상기 예비 정렬 기구의 정확한 위치에 상기 웨이퍼를 위치시키고자 하는 티칭작업이 이루어지고 있다.

하지만, 종래 기술에 따른 반도체 제조설비는 다음과 같은 문제점이 있었다.

종래 기술에 따른 반도체 제조설비는 티칭작업 시 예비 정렬 기구의 중심에 대응되는 위치에 웨이퍼의 중심을 임의로 위치시키는 간접적인 방법을 사용함으로 작업자의 개별 능력에 따라 차이가 발생하여 재현성이 떨어지기 때문에 생산성이 떨어지는 단점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 직접적인 방법으로 티칭작업을 수행함에 의해 재현성을 향상시켜 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 오버레이 티칭지그 및 그를 구비한 반도체 제조설비를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양태에 따라, 오버레이 티칭지그는, 로봇암에 의해 카세트에서 인출되는 웨이퍼와 동일 또는 유사한 크기와 모양을 갖고, 상기 웨이퍼가 일정한 방향으로 티칭되는 예비 정렬장치에서 상기 웨이퍼의 중심을 지지하는 플래이트를 투과시키는 투명 재질로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 양태는, 웨이퍼를 이송 또는 반송시키는 로봇암과, 상기 로봇암에 의해 이송된 상기 웨이퍼의 플렛존 또는 노치를 일방향으로 정렬하는 예비 정렬장치와, 상기 로봇암 또는 예비정렬장치의 티칭작업 시 사용되며, 상기 웨이퍼와 동일 또는 유사한 크기와 모양을 갖고, 상기 예비 정렬장치에서 상기 웨이퍼의 중심을 지지하는 플래이트를 투과시키는 투명 재질로 형성된 오버레이 티칭지그를 포함하는 오버레이 티칭 지그를 구비한 도체 제조설비이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이며, 도면 상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 오버레이 티칭지그를 구비한 반도체 제조설비를 개략적으로 나타낸 구성 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 반도체 제조설비는, 카세트(100) 내에 탑재된 웨이퍼(200)를 이송 또는 반송시키는 로봇암(300)과, 상기 로봇암(300)에 의해 이송 또는 반송된 상기 웨이퍼(200)의 플렛존(flat zone) 또는 노치(notch)를 일방향으로 정렬하는 예비 정렬장치(400)와, 상기 예비 정렬장치(400)에서 예비 정렬된 웨이퍼(200)의 오버레이 검사를 수행하는 워크 스테이지(work stage, 500) 와, 상기 로봇암(300) 또는 예비 정렬장치(400)의 티칭작업 시 사용되며, 상기 웨이퍼(200)와 동일 또는 유사한 크기와 모양을 갖고, 상기 예비 정렬장치(400)에서 상기 웨이퍼(200)에 대응되는 상하면을 통해 상기 로봇암(300) 및 예비 정렬장치(400)를 투과시키는 투명 재질로 형성된 오버레이 티칭지그(600)를 구비하여 이루어진다.

여기서, 상기 오버레이 티칭지그(600)는 상기 예비 정렬장치(400)와 직접적으로 접촉되는 부분(예를 들어, 상기 웨이퍼가 지지되는 부분으로 이하에서 설명될 플레이트(410))을 작업자가 볼 수 있도록 투명 재질로 형성된다. 예컨대, 상기 오버레이 티칭지그(600)는 아크릴(acryl) 재질로 형성된다.

또한, 상기 예비 정렬장치(400)는 상기 웨이퍼(200) 또는 오버레이 티칭 지그의 중심을 진공흡착하는 플레이트(410)와, 상기 웨이퍼(200)의 가장자리에 형성된 플랫존 또는 노치를 감지하는 포토센서(420)를 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 웨이퍼(200)가 상기 로봇암(300)에 의해 상기 플레이트(410)에 위치되면, 상기 포토센서(420)가 상기 웨이퍼(200)의 플랫존 또는 노치를 감지할 수 있도록 상기 플레이트(410)는 시계방향 또는 반시계방향으로 회전된다.

한편, 다수번의 오버레이 측정이 수행됨에 따라, 상기 로봇암(300)에 의해 이송 또는 반송되는 상기 웨이퍼(200)가 상기 예비 정렬장치(400)의 플레이트(410)에 정확하게 위치되지 못하여 이에 따른 티칭작업이 수행될 경우, 상기 로봇암(300)이 상기 예비 정렬장치(400)의 플레이트(410)에 상기 오버레이 티칭지그(600)를 반송시키도록 하고, 상기 예비 정렬장치(400)의 플레이트(410)가 투과되어 나타나는 오버레이 티칭지그(600)의 중심이 상기 플레이트(410)의 중심에 위치되도록 함으로써 직접적인 방법으로 티칭작업을 수행할 수 있다.

도 2는 도 1의 오버레이 티칭지그(600)를 상세하게 나타낸 평면도로서, 오버레이 티칭지그(600)의 중심에는 상기 예비 정렬장치(400)의 플레이트(410) 가장자리에 대응되는 둥근 원모양의 중심 라인(610)이 적어도 하나 이상 형성되어 있다. 여기서, 상기 중심 라인(610)은 상기 예비 정렬장치(400)의 플레이트(410)와 직접접촉되는 부분과 일치되도록 형성되어 있다. 또한, 상기 원의 지름을 표시하기 위한 표시 라인(620) 및 숫자(630)가 형성될 수 있다.

이때, 상기 중심 라인(610) 또는 표시 라인(620)은 상기 예비 정렬장치(400)의 종류에 가변될 수 있기 때문에 각각의 색상을 달리하거나, 점선 또는 연속선과 같이 각 라인의 모양을 달리하여 표시될 수도 있다.

따라서, 본 발명에 따른 오버레이 티칭지그(600) 및 그를 구비한 반도체 제조설비는, 티칭작업 시 예비 정렬장치(400)의 플레이트(410)가 투과되는 투명재질의 오버레이 티칭지그(600)를 사용하여 작업자의 개별적인 능력의 차이가 있어도 재현성을 확보할 수 있기 때문에 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있다.

또한, 상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 제공하기 위하 여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 그리고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 티칭작업 시 예비 정렬장치의 플레이트가 투과되는 투명재질의 오버레이 티칭지그를 사용하여 작업자의 개별적인 능력의 차이가 있어도 재현성을 확보할 수 있기 때문에 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 효과가 있다

Claims (6)

1. 로봇암에 의해 카세트에서 인출되는 웨이퍼와 동일 또는 유사한 크기와 모양을 갖고, 상기 웨이퍼가 일정한 방향으로 티칭되는 예비 정렬장치에서 상기 웨이퍼의 중심을 지지하는 플래이트를 투과시키는 투명 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 오버레이 티칭지그.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 투명 재질은 아크릴 재질임을 특징으로 하는 오버레이 티칭지그.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 오버레이 티칭지그는 상기 로봇암 또는 플레이트가 접촉되는 부분과 일치되는 적어도 하나 이상의 라인이 형성됨을 특징으로 하는 오버레이 티칭지그.
4. 웨이퍼를 이송 또는 반송시키는 로봇암과,

   상기 로봇암에 의해 이송된 상기 웨이퍼의 플렛존 또는 노치를 일방향으로 정렬하는 예비 정렬장치와,

   상기 로봇암 또는 예비정렬장치의 티칭작업 시 사용되며, 상기 웨이퍼와 동일 또는 유사한 크기와 모양을 갖고, 상기 예비 정렬장치에서 상기 웨이퍼의 중심을 지지하는 플래이트를 투과시키는 투명 재질로 형성된 오버레이 티칭지그를 포함함을 특징으로 하는 오버레이 티칭 지그를 구비한 도체 제조설비.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 투명 재질은 아크릴 재질임을 특징으로 하는 오버레이 티칭지그를 구비한 반도체 제조설비.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 오버레이 티칭지그는 상기 로봇암 또는 플래이트가 접촉되는 위치에 적어도 하나 이상의 라인이 형성됨을 특징으로 하는 오버레이 티칭지그를 구비한 반도체 제조설비.

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