KR20060039508A - 노패턴 웨이퍼 검출 장치 - Google Patents

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Abstract

포토리소그래피 공정 후 웨이퍼의 패턴 형성 여부를 확인하기 위한 노패턴 웨이퍼 검출 장치는 촬상 수단을 이용하여 상기 포토리소그래피 공정이 수행된 웨이퍼의 이미지를 기 설정된 웨이퍼 이미지와 비교하여 상기 웨이퍼의 패턴 형성 여부를 판단한다. 상기 기 설정된 웨이퍼 이미지를 이용하여 상기 촬상 이미지에 정렬 마크가 존재 유무를 확인한다. 따라서 상기 웨이퍼의 패턴 형성 여부를 확인한다.

Description

노패턴 웨이퍼 검출 장치{Apparatus for detecting a non-patterned wafer}
도 1은 종래 기술에 따른 포토리소그래피 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 노패턴 웨이퍼 검출 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 스텝퍼(stepper) 120 : 스피너(spinner)
130 : 인덱스 암 140 : 웨이퍼 캐리어
210 : CCD 카메라 220 : 검출부
230 : 알람부 W : 웨이퍼
본 발명은 노패턴 웨이퍼 검출 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 포토리소그래피 공정 후 웨이퍼의 패턴 형성 유무를 검사하기 위한 노패턴 웨이퍼 검출 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘웨이퍼 상에 전 기적인 회로를 형성하는 팹(Fab) 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 반도체 장치들의 전기적인 특성을 검사하는 EDS(electrical die sorting)공정과, 상기 반도체 장치들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.
상기 팹 공정은 다양한 단위 공정들을 포함하며, 상기 단위 공정들은 반도체 기판 상에 전기적 소자를 형성하기 위해 반복적으로 수행된다. 상기 단위 공정들은 증착 공정, 포토리소그래피 공정, 식각 공정, 화학적 기계적 연마 공정, 이온 주입 공정, 세정 공정 등을 포함한다.
상기 포토리소그래피 공정은 증착 공정을 통해 반도체 기판 상에 형성된 막을 전기적 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 포토레지스트 패턴을 상기 막 상에 형성하기 위해 수행된다. 상기 포토레지스트 패턴은 상기 패턴을 형성하기 위한 식각 공정에서 마스크로써 사용된다.
상기 포토리소그래피 공정은 반도체 기판 상에 포토레지스트 막을 형성하기 위한 포토레지스트 코팅 공정과, 상기 포토레지스트 막을 경화시키기 위한 베이킹 공정과, 상기 경화된 포토레지스트 막을 포토 마스크를 사용하여 포토레지스트 패턴으로 형성하기 위한 노광 공정 및 현상 공정을 포함한다.
도 1은 종래 기술에 따른 포토리소그래피 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 상기 포토리소그래피 장치는 스텝퍼(10) 및 스피너(20)를 포함한다.
상기 스피너(20)는 웨이퍼(W)의 표면에 감광액을 도포하거나, 상기 스텝퍼(10)에서 노광이 완료된 웨이퍼(W)를 현상한다. 상기 스텝퍼(10)는 상기 스피너(20)의 일측에 일정 거리 이격되어 배치되며, 상기 감광액이 도포된 웨이퍼(W) 상에 패턴을 전사한다.
상기 스피너(20)의 일측에는 인덱스 암(30)이 구비되며, 상기 인덱스 암은 노광 및 현상이 완료되어 패턴이 형성된 웨이퍼(W)를 웨이퍼 캐리어(40)로 이송한다. 상기 웨이퍼 캐리어(40)에는 다수의 웨이퍼(W)가 적재된다.
그러나 상기 포로리소그래피 공정시 상기 스피너(10) 또는 스텝퍼(20)에 이상이 없는 경우에도 패턴이 형성되지 않은 웨이퍼(W)가 상기 웨이퍼 캐리어(40)에 적재되는 경우가 존재한다. 상기 패턴이 미형성된 웨이퍼(W)를 확인하지 못한 채 후속 공정을 진행하는 경우 비용의 낭비를 초래한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 포토리소그래피 공정 후 패턴이 형성되지 않은 웨이퍼를 검출하기 위한 노패턴 웨이퍼 검출 장치를 제공하는데 있다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 노패턴 웨이퍼 검출 장치는 포토리소그래피 공정이 수행된 웨이퍼의 이미지를 촬상하기 위한 촬상 수단을 구비한다. 검출부는 상기 촬상 수단에 의해 촬상된 이미지와 기 설정된 웨이퍼 이미지를 비교하여 상기 웨이퍼의 패턴 형성 여부를 확인 한다.
상기 노패턴 웨이퍼 검출 장치에서 상기 촬상 수단으로 CCD 카메라가 사용되는 것이 바람직하다. 또한 상기 검출부는 상기 촬상된 이미지의 정렬 마크와 상기 기 설정된 웨이퍼 이미지의 정렬 마크를 비교하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 노패턴 웨이퍼 검출 장치는 포토리소그래피 공정이 수행된 웨이퍼에 패턴이 형성되지 않더라도 이를 용이하게 확인할 수 있다. 따라서 상기 패턴이 형성되지 않은 웨이퍼에 대해 후속 공정이 수행되는 것을 방지할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노패턴 웨이퍼 검출 장치에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 노패턴 웨이퍼 검출 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2를 참조하면, 상기 노패턴 웨이퍼 검출 장치(200)는 CCD(charged coupled device) 카메라(210), 검출부(220) 및 알람부(230)로 구성된다.
상기 노패턴 웨이퍼 검출 장치(200)는 포토리소그래피 공정이 수행된 웨이퍼(W)를 검사하므로 우선 포토리소그래피 공정을 수행하는 장치에 대해 알아보자.
상기 포토리소그래피 공정을 수행하는 장치로는 크게 스텝퍼(stepper, 110) 및 스피너(spinner, 120)로 구성된다.
상기 스피너(120)는 상기 웨이퍼(W)에 감광막을 도포하고, 상기 스텝퍼(110)에서 노광된 웨이퍼(W)를 현상한다.
일반적으로 상기 스피너(120)에서 상기 감광막은 다음과 같이 형성된다. 먼저, 웨이퍼(W)를 회전척 상에 올려놓은 다음, 상기 웨이퍼(W) 상의 중심 부위에 감광액을 공급하고, 상기 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 상기 웨이퍼(W)의 회전력에 의해 상기 웨이퍼(W) 상의 중심 부위에 공급된 감광액은 웨이퍼(W)의 주연 부위로 밀려나고, 이에 따라, 감광막이 형성된다.
일반적으로 상기 스피너(120)에서 현상은 다음과 같이 이루어진다. 먼저 노광이 이루어진 웨이퍼(W)를 회전척 상에 올려놓은 다음, 상기 웨이퍼(W) 상의 중심 부위에 현상액을 공급하고, 상기 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 상기 웨이퍼(W)의 회전력에 의해 상기 웨이퍼(W) 상의 중심 부위에 공급된 현상액은 웨이퍼(W)의 주연 부위로 밀려난다. 상기 현상액이 밀려나면서 상기 노광된 감광막의 일부를 제거하여 상기 웨이퍼(W) 상에 패턴이 형성된다.
상기 스테퍼(110)는 상기 스피너(120)에서 감광막이 형성된 웨이퍼(W) 상에 광을 부분적으로 조사하여 소정의 패턴을 형성한다.
상기 스테퍼(110)에서 노광은 다음과 같이 이루어진다. 광원에서 조사된 광은 소정의 패턴이 형성된 마스크를 지나면서 일부는 통과하고 나머지는 차단된다. 상기 마스크를 통과한 일부의 광이 상기 웨이퍼(W) 상에 형성된 감광막에 조사되어 상기 감광막 중 일부가 상기 광에 노출된다. 상기 감광막 중 노출된 부분 또는 상기 감광막 중 노출되지 않은 부분이 상기 스피너(120)에서 현상액에 의해 제거된다.
상기 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 스테퍼(110)와 스피너(120) 사이에 는 인터페이스 및 프리얼라이너가 구비된다.
상기 인터페이스는 상기 스피너(120)의 일측에 구비된다. 상기 인터페이스는 상기 스피너(120)에 웨이퍼(W)가 로딩되어 있을 때 상기 스텝퍼(110)에서 노광 공정이 종료된 웨이퍼(W)가 대기하고, 상기 스텝퍼(110)에 웨이퍼(W)가 로딩되어 있을 때 상기 스피너(120)에서 도포 공정이 완료된 웨이퍼(W)가 대기할 수 있도록 버퍼 기능을 한다.
상기 프리얼라이너는 상기 인터페이스와 상기 스텝퍼(110) 사이에 설치된다. 상기 프리얼라이너에서 정렬된 웨이퍼(W)를 곧바로 상기 스텝퍼(110)에 전달하기 위하여 상기 프리얼라이너는 상기 스텝퍼(110)에 인접하여 설치된다.
상기 프리얼라이너는 상기 웨이퍼(W)의 플랫존을 정렬시켜 다음 공정인 노광공정을 수행하는 스텝퍼(110)의 스테이지에 로딩될 위치를 정확하게 미리 정렬시키는 역할을 수행한다.
인덱스 암(130)은 상기 스피너(120)의 타측에 구비된다. 상기 인덱스 암(130)은 상기 스텝퍼(110) 및 스피너(120)에서 노광 및 현상이 종료된 웨이퍼(W)를 웨이퍼 캐리어(140)로 이송한다.
상기 웨이퍼 캐리어(140)는 내측면에 다수의 슬릿이 형성되며, 다수의 웨이퍼(W)를 수납한다.
상기 노패턴 웨이퍼 검출 장치(200)는 상기와 같이 포토리소그래피 공정이 수행된 웨이퍼(W)에 패턴이 형성 유무를 확인한다.
우선 상기 CCD 카메라(210)는 상기 인덱스 암(130)의 상부에 구비된다. 상기 CCD 카메라(210)는 상기 포토리소그래피 공정이 수행된 웨이퍼(W)의 이미지를 촬상한다. 구체적으로 상기 CCD 카메라(210)는 상기 웨이퍼(W)의 정렬 마크가 형성된 부위의 이미지를 촬상한다.
상기 정렬 마크는 상기 포토리소그래피 공정을 통해 상기 웨이퍼(W)의 스크라이브 레인(scribe lane) 상에 형성된다.
상기 검출부(220)는 상기 CCD 카메라(210)와 연결되며, 상기 CCD 카메라(210)에서 촬상된 웨이퍼 이미지와 상기 검출부(220)에 기 설정되어 있는 기준 이미지를 비교한다. 구체적으로는 상기 CCD 카메라(210)에서 촬상된 상기 정렬 마크가 형성되는 부위의 이미지와 상기 포토리소그래피 공정이 정상적으로 이루어진 웨이퍼의 정렬 마크 이미지를 서로 비교한다.
상기 웨이퍼(W)의 정렬 마크 형성 부위의 이미지와 상기 기준 이미지를 비교하여 일치 여부를 이용하여 상기 웨이퍼(W)에 포토리소그래피 공정이 정상적으로 수행되었는지를 판단한다.
구체적으로 설명하면, 상기 웨이퍼(W)의 정렬 마크 형성 부위의 이미지와 상기 기준 이미지를 비교하여 일치하는 경우는 상기 웨이퍼(W)에 포토리소그래피 공정이 정상적으로 이루어진 것으로 판단한다. 즉 상기 웨이퍼(W)가 정상인 것으로 판단한다.
상기 웨이퍼(W)의 정렬 마크 형성 부위의 이미지와 상기 기준 이미지를 비교하여 일치하지 않는 경우는 상기 웨이퍼(W)에 포토리소그래피 공정이 정상적으로 이루어지지 못한 것으로 판단한다. 즉 상기 웨이퍼(W)가 이상인 것으로 판단한다.
상기 알람부(230)는 상기 검출부(220)와 연결되며, 상기 검출부(220)의 검출 결과 상기 웨이퍼(W)에 포토리소그래피 공정이 정상적으로 수행되지 못한 것으로 판단되는 경우 알람을 발생한다. 상기 알람부(230)가 알람을 발생함으로써 작업자는 상기 웨이퍼(W)의 이상을 확인할 수 있다.
이하에서는 상기 노패턴 웨이퍼 검출 장치(200)가 구비된 포토리소그래피 장치의 작동에 대해 간단하게 설명한다.
다수의 웨이퍼(W)가 수납된 웨이퍼 캐리어(140)가 로딩되면 상기 인덱스 암(130)은 상기 웨이퍼(W)를 한 장씩 상기 스피너(120)로 이송한다.
상기 스피너(120)로 이송된 웨이퍼(W)는 감광액이 도포되고, 감광액이 도포되어 감광막이 형성된 웨이퍼(W)는 다시 상기 인터페이스로 이송된다. 상기 인터페이스로부터 상기 감광막이 형성된 웨이퍼(W)는 상기 프리얼라이너에 전달되어 정렬된다. 상기 정렬된 웨이퍼는 상기 스텝퍼(110)로 전달되어 상기 감광막 상에 소정의 패턴이 전사되는 노광 공정이 수행된다. 상기 노광 공정이 완료된 웨이퍼(W)는 다시 상기 인터페이스로 이송된다. 상기 인터페이스로 이송된 웨이퍼(W)는 상기 스피너(120)로 다시 이송되고, 상기 스피너(120)에서 소정의 패턴이 전사된 감광막이 현상된다. 상기 현상 공정이 이루어져 소정의 패턴이 형성된 웨이퍼(W)는 상기 인덱스 암(130)에 의해 파지된다.
상기 웨이퍼(W)가 상기 인덱스 암(130)에 의해 파지된 상태에서 상기 CCD 카메라(210)는 상기 웨이퍼(W)의 정렬 마크 형성 부위의 이미지를 촬상한다. 상기 촬상된 웨이퍼(W)의 이미지는 상기 검출부(220)에서 상기 기준 이미지와 비교된다.
상기 검출부(220)의 비교 결과 상기 기준 이미지와 상기 웨이퍼(W)의 이미지가 동일한 경우 상기 웨이퍼(W)는 상기 인덱스 암(130)에 의해 웨이퍼 캐리어(140)로 이송되어 적재된다.
상기 검출부(220)의 비교 결과 상기 기준 이미지와 상기 웨이퍼(W)의 이미지가 동일하지 않는 경우 상기 알람부(230)에서 알람을 발생하고, 상기 웨이퍼(W)는 상기 웨이퍼 캐리어(140)에 적재되지 않고 후속 공정에서 제외된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노패턴 웨이퍼 검출 장치는 포토리소그래피 공정 후에 웨이퍼 상에 패턴이 형성되지 않은 웨이퍼를 검출한다. 상기 패턴이 형성되지 않은 웨이퍼에 후속 공정이 진행되는 것을 방지한다. 그러므로 상기 패턴이 형성되지 않은 웨이퍼에 대한 불필요한 공정에 따른 비용 및 시간을 줄일 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (4)

  1. 포토리소그래피 공정이 수행된 웨이퍼의 이미지를 촬상하기 위한 촬상 수단; 및
    상기 촬상 수단에 의해 촬상된 이미지와 기 설정된 웨이퍼 이미지를 비교하여 상기 웨이퍼의 패턴 형성 여부를 확인하기 위한 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 노패턴 웨이퍼 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 촬상 수단은 CCD 카메라인 것을 특징으로 하는 노패턴 웨이퍼 검출 장치
  3. 제1항에 상기 검출부는 상기 촬상된 이미지의 정렬 마크와 상기 기 설정된 웨이퍼 이미지의 정렬 마크를 비교하는 것을 특징으로 하는 노패턴 웨이퍼 검출 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 검출부의 검출 결과에 따라 알람을 발생하기 위한 알람부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노패턴 웨이퍼 검출 장치.
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