KR20060094237A - 웨이퍼 이물질 검출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼 이물질 검출장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 웨이퍼 이물질 검출장치는, 웨이퍼의 중심부 일정영역이 놓여지는 웨이퍼 안착부와; 상기 웨이퍼 안착부와 접촉되지 않는 웨이퍼 가장자리 부위의 하부에 근접된 위치에 설치되며, 상기 웨이퍼 하부면의 이물질 부착여부를 검출하기 위한 센서부를 구비함을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면 웨이퍼 하부면의 이물질을 검출할 수 있어 이에 따른 웨이퍼 불량을 방지 또는 최소화할 수 있다.

웨이퍼, 얼라인, 이물질, 센서

Description

웨이퍼 이물질 검출장치{Wafer contaminant detector}

도 1은 종래의 웨이퍼 얼라인 장치에서의 웨이퍼 안착부의 구조를 나타낸 도면

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이물질 검출장치의 정면도

도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이물질 검출장치의 평면도

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이물질 검출장치의 측면도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

120 : 웨이퍼 110 : 회전축

112 : 웨이퍼 안착부 140a : 송신센서

140b : 수신센서

본 발명은 웨이퍼 이물질 검출장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 웨이퍼 정렬단계에서 웨이퍼 하부면에 존재하는 이물질 또는 불순물을 용이하게 검출할 수 있는 웨이퍼 이물질 검출장치에 관한 것이다.

통상, 반도체 소자는 웨이퍼 상에 산화공정, 증착공정, 이온주입공정, 식각공정, 포토공정, 및 금속공정 등의 일련의 반도체 공정을 반복적으로 수행한 후, 다이본딩(Die Bonding) 및 패키징(packaging) 공정을 수행함으로써 완성된다. 여기서, 상기 반도체 공정 등은 로트(Lot) 단위의 복수의 웨이퍼에 대하여 일괄적으로 수행되거나 1장의 웨이퍼에 대하여 개별적으로 수행될 수도 있다.

또한, 반도체 제조공정의 수행이 완료된 웨이퍼는 분석 공정 설비로 이동되어 선행된 반도체 제조공정의 정상유무를 SEM(Scanning Electro Microscope) 등의 현미경을 이용하여 패턴의 크기, 패턴간 간격 등의 이상유무를 검사하거나, 샘플 웨이퍼를 추출하여 시료를 제작한 후 시료를 케미컬(chemical) 등으로 용융하여 성분을 분석하는 방법 등을 통하여 선행된 반도체 제조공정의 정상 유무를 검사하는 분석공정을 진행한다.

상술한 반도체 제조공정 중 특히 포토공정은 로트(lot) 단위 또는 1장의 반도체 웨이퍼의 표면에 여러 종류의 막을 형성시키고, 패턴 마스크를 이용하여 포토레지스트 도포된 반도체 웨이퍼의 특정 부분을 선택적으로 식각하는 작업을 되풀이함으로서 반도체 웨이퍼상의 각각의 칩 상에 동일한 패턴을 갖는 전자 회로를 구성해 나가는 전 과정을 지칭한다.

상술한 포토 공정에서 가장 중요한 작업 중의 하나가 노광(exposing) 작업으로, 스테퍼(stepper)로부터 자외선을 발생하여 패턴 마스크상에 그려진 회로 패턴을 반도체 웨이퍼의 표면에 전사해준다. 이러한 노광 공정 작업의 전후에 웨이퍼상 에 이물질의 존재 여부를 검지함으로써 웨이퍼면에 존재하는 이물질로 인한 국소적인 패턴 불량을 방지하는 웨이퍼 오염 검출 작업이 수행된다. 통상적으로, 웨이퍼 오염 검출 작업은 전적으로 검사자의 숙련된 눈과 민감도에 의존하육안 검사법과, 자외선의 짧은 파장과 단색 특성을 이용하여 미세한 오염을 검출하는 자외선 검사법과, 배율과 반사광을 이용하여 오염정도를 검출하는 전자 현미경(SEM)검사법 등을 포함한다.

그러나, 이러한 웨이퍼 오염 검출 방법은 대개의 경우 패턴이 전사되는 웨이퍼 상부면에 대한 검사로 한정되어 있다. 실질적으로, 웨이퍼의 상부면에 포토레지스트와 같은 막이 도포되는 과정에서 웨이퍼의 하부면이 그러한 화학물질로 오염될 수 있고, 이와 같이 오염된 웨이퍼가 스테퍼로 이송되어 웨이퍼 스테이지에 의해 로딩되고 언로딩되는 과정에 역으로 웨이퍼의 상부면을 오염시키는 악순환이 반복될 수 있다. 이러한 반복적인 전혀 예기치 못한 오염으로 인하여 웨이퍼의 불량율이 증대되는 요인이 될 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 극복할 수 있는 웨이퍼 이물질 검출장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 웨이퍼 하부면의 이물질을 검출하여 웨이퍼 불량을 방지 또는 최소화시킬 수 있는 웨이퍼 이물질 검출장치를 제공하는데 있다.

상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 양상(aspect)에 따 라, 본 발명에 따른 웨이퍼 이물질 검출장치는, 웨이퍼의 중심부 일정영역이 놓여지는 웨이퍼 안착부와; 상기 웨이퍼 안착부와 접촉되지 않는 웨이퍼 가장자리 부위의 하부에 근접된 위치에 설치되며, 상기 웨이퍼 하부면의 이물질 부착여부를 검출하기 위한 센서부를 구비한다.

상기 센서부는 상기 웨이퍼의 표면에 레이저를 입사하고 반사된 레이저를 수신하는 송수신 단일 센서를 구비하거나, 상기 센서부는 상기 웨이퍼의 표면에 일정각도로 레이저를 입사하는 송신센서와, 상기 송신센서에 의해 입사되어 상기 웨이퍼 표면에서 반사된 레이저를 수신하여 웨이퍼 표면의 이물질 부착여부를 감지하는 수신센서를 구비할 수 있다. 상기 센서는 선형 레이저 센서일 수 있다.

상기 웨이퍼 이물질 검출장치는 웨이퍼 얼라인 시에 동작되도록 웨이퍼 얼라인 장치에 구성될 수 있다.

상기한 구성에 따르면, 웨이퍼 하부면의 이물질을 검출할 수 있어, 웨이퍼의 불량을 방지 또는 최소화할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예가, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 철저한 이해를 제공할 의도 외에는 다른 의도 없이, 첨부한 도면들을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.

도 1은 종래의 웨이퍼 안착부(12)의 구조를 나타낸 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 웨이퍼 안착부(12)는 웨이퍼(20) 하부면과 접촉하는 부위가 큰 구조로 되어있다. 상기 웨이퍼 안착부(12)에는 상기 웨이퍼 안착부(12)를 회전시키기 위한 회전축(10)이 연결된다.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼 이물질 검출장치를 개략적을 나타낸 구조도이다. 여기서 도 2는 정면도이고 도 3은 평면도, 도 4는 측면도를 나타낸 것이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 이물질 검출장치는, 웨이퍼 안착부(112) 및 센서부(140a,140b)를 구비한다.

상기 웨이퍼 안착부(112)는 웨이퍼의 중심부 일정영역이 놓여지기 위한 것으로 웨이퍼(112)의 안착을 위한 최소한의 면적을 갖도록 구성된다. 상기 웨이퍼 안착부(112)의 하부에는 상기 웨이퍼 안착부(112)에 놓여진 웨이퍼(120)를 회전시키기 위한 회전축(110)이 연결되어 있다.

상기 센서부(140a,140b)는 상기 웨이퍼 안착부(112)와 접촉되지 않는 웨이퍼(120)의 나머지 부위인 가장자리 부위의 하부에 근접된 위치에 설치된다. 상기 센서부(140a,140b)는 상기 웨이퍼(120) 하부면의 이물질 부착여부를 검출하기 위한 것이다.

상기 센서부(140a,140b)는 상기 웨이퍼(120)의 표면에 레이저를 입사하고 반사된 레이저를 수신하는 송수신 단일 센서를 구비하여 구성될 수 있으며, 상기 웨이퍼(120)의 표면에 일정각도로 레이저를 입사하는 송신센서(140a)와, 상기 송신센서(140a)에 의해 입사되어 상기 웨이퍼(120) 표면에서 반사된 레이저를 수신하여 웨이퍼 표면의 이물질 부착여부를 감지하는 수신센서(140b)를 구비할 수도 있다.

상기 단일 센서 및 송신센서(140a), 및 수신센서(140b)는 선형 레이저 센서일 수 있다.

상기 웨이퍼 이물질 검출장치는 웨이퍼 얼라인 시에 동작될 수 있다. 웨이퍼 얼라인은, 노광공정 등의 반도체 제조공정의 진행에 앞서서 복수의 웨이퍼 또는 1장의 웨이퍼에 대하여 웨이퍼 상에 형성된 플랫존(flat zone)을 기준으로 웨이퍼를 일 방향으로 정렬하는 것이다.. 여기서, 플랫존은 원형의 웨이퍼의 일부를 일방향으로 절단하여 형성된 것이다. 특히 노광공정이 진행되는 반도체 노광설비는 최근에 반도체 소자가 고집적화됨에 따라 패턴의 크기 및 패턴간의 간격이 작아짐에 따라 미세한 정렬불량에 의해서도 바로 노광 불량이 발생되므로 웨이퍼 정렬의 중요성이 크게 대두되고 있다.

상기 웨이퍼 얼라인을 위한 공정이 시작되면, 상기 회전축(110)에 의해 웨이퍼(120)가 회전하게 되면 상기 회전축(110)과 연결된 웨이퍼 안착부(112) 및 그 상부에 흡착 고정된 웨이퍼(120)도 함께 회전하게 된다.

상기 웨이퍼(120)가 회전하게 되면 얼라인 동작과 함께 웨이퍼 하부면의 이물질을 검출하기 위한 동작이 진행된다. 상기 송신센서(140a)에서는 상기 웨이퍼(120)의 하부면에 레이저를 발사하게 되고, 상기 웨이퍼(120)의 표면에서 반사된 레이저를 수신센서(140b)에서 수신하게 된다. 상기 센서부(140a,140b)에 의해 검출할 수 있는 이물질 검출영역(130)은 상기 웨이퍼 안착부(112)와의 접촉면적을 제외한 웨이퍼(120)의 나머지 부위와 상기 송 수신센서(140a,140b)의 이격거리와의 중첩부위이다. 따라서, 웨이퍼(120)가 회전하면 상기 웨이퍼 안착부(112)와의 접촉부 위를 제외한 웨이퍼(120) 하부 전체의 이물질 검출이 가능하게 된다.

상기 웨이퍼(120)의 하부면에 이물질이 있을 경우에는 해당부위의 레이저 반사각이 틀어져 상기 수신센서(140b)에서 수신이 되지 않아 이물질을 감지할 수 있게 된다. 이러한 작업을 반복적으로 수행하면 웨이퍼 하부면의 이물질을 검출할 수 있게된다.

상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 명백하다 할 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 웨이퍼 하부면의 이물질을 검출하기 위하여 웨이퍼가 위치하는 부위에 근접하여 레이저 센서를 설치함에 의하여 웨이퍼 하부의 이물질을 검출할 수 있게 되어 웨이퍼의 불량을 방지 또는 최소화 시킬 수 있게 된다.

Claims (5)

1. 웨이퍼 이물질 검출장치에 있어서:

   웨이퍼의 중심부 일정영역이 놓여지는 웨이퍼 안착부와;

   상기 웨이퍼 안착부와 접촉되지 않는 웨이퍼 가장자리 부위의 하부에 근접된 위치에 설치되며, 상기 웨이퍼 하부면의 이물질 부착여부를 검출하기 위한 센서부를 구비함을 특징으로 하는 웨이퍼 이물질 검출장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 센서부는 상기 웨이퍼의 표면에 레이저를 입사하고 반사된 레이저를 수신하는 송수신 단일 센서를 구비함을 특징으로 하는 웨이퍼 이물질 검출장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 센서부는 상기 웨이퍼의 표면에 일정각도로 레이저를 입사하는 송신센서와, 상기 송신센서에 의해 입사되어 상기 웨이퍼 표면에서 반사된 레이저를 수신하여 웨이퍼 표면의 이물질 부착여부를 감지하는 수신센서를 구비함을 특징으로 하는 웨이퍼 이물질 검출 장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 센서는 선형 레이저 센서임을 특징으로 하는 웨이퍼 이물질 검출장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 웨이퍼 이물질 검출장치는 웨이퍼 얼라인 시에 동작됨을 특징으로 하는 웨이퍼 이물질 검출장치.

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