KR20060109022A

KR20060109022A - 반도체 오버레이 측정 설비의 웨이퍼 이송 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20060109022A
Application number: KR1020050031234A
Authority: KR
Inventors: 최교형
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-04-15
Filing date: 2005-04-15
Publication date: 2006-10-19

Abstract

포토리소그래피 공정 후 웨이퍼의 오버레이 측정을 오버레이 측정 설비의 웨이퍼 이송 장치 및 이송 방법에 관한 것으로서, 다수매의 웨이퍼가 적재되는 웨이퍼 로딩용 카세트와, 상기 웨이퍼 로딩용 카세트에서 단위매의 웨이퍼를 인출하여 프리얼라이너로 재치시키기 위한 웨이퍼 로딩용 로봇 암과, 상기 프리얼라이너에서 워크스테이지로 이송된 후 오버레이 측정된 웨이퍼를 언로딩 시키기 위한 웨이퍼 언로딩용 로봇 암 및 상기 웨이퍼 언로딩용 로봇 암에 의해 언로딩된 웨이퍼를 적재시키기 위한 웨이퍼 언로딩용 카세트를 포함하여, 각각의 공정에 따른 개별 동작을 수행함으로써 각 공정 수행에 따라 로봇 암이 대기하던 시간 및 로딩/언로딩 위치로 이동되는 시간을 배제시켜 전체 공정이 단축되고 결과적으로 웨이퍼 수율 향상에 기여할 수 있다.

오버레이 측정, 이재 로봇, 로봇 암, 로딩/언로딩, 카세트

Description

반도체 오버레이 측정 설비의 웨이퍼 이송 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSFERRING WAFER IN SEMICONDUCTOR OVERLAY MEASUREMENT SYSTEM}

도 1은 오버레이 측정 설비의 웨이퍼 이송 과정을 도시한 공정도;

도 2는 본 발명에 따른 오버레이 측정 설비의 개략적인 구성도; 및

도 3은 본 발명에 따른 오버레이 측정 설비의 웨이퍼 이송 과정을 도시한 공정도.

본 발명은 반도체 설비의 오버레이 측정 설비(overlay measurement system)에 사용되는 이송 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 웨이퍼 이송에 따른 로딩(loading) 및 언로딩(unloading) 공정을 분리시킴으로써, 전체 공정 시간을 단축시켜, 결과적으로 웨이퍼 수율 향상에 기여할 수 있도록 구성되는 반도체 오버레이 측정 설비의 웨이퍼 이송 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 제조 공정중의 하나인 포토리소그래피 공정은 코팅 (coating) 공정, 정렬(alignment) 및 노광(exposure) 공정, 현상(developing) 공정, 오버레이 측정(overlay measurement) 공정등을 수행하게 된다. 즉, 다시 말하면 상기 포토리소그래피 공정은 유기적인 포토레지스트를 사용하여 포토레이스트막을 형성한 후, 상기 포토레지스트막을 포토레지스트 패턴으로 형성하는 기술이다. 예를 들어, 먼저 절연막 또는 도전막을 포함하는 기판상에 자외선 또는 X선과 같은 광을 조사하면 알칼리성 용액에 대한 용해도 변화가 일어나게 되는 유기층인 포토레지스트막을 형성한다. 상기 포토레지스트막 상부에 소정 부분만을 선택적으로 노광할 수 있도록 패터닝된 패턴 마스크를 개재시켜 상기 포토레지스트막에 선택적으로 광을 조사한 다음, 현상하여 용해도가 큰부분은 제거하고 용해도가 작은 부분은 남겨 포토레지스트 패턴을 형성하게 되는 것이다. 그후, 소정의 오버레이 측정 설비를 이용하여 상기 웨이퍼상의 이전 계층에 형성된 오버레이 패턴과 현재 계층에 형성된 오버레이 패턴간의 중첩 정확도를 측정하게 되는 것이다.

도 1은 오버레이 측정 설비의 웨이퍼 이송 과정을 도시한 공정도로써, 종래의 오버레이 측정 공정을 수행함에 있어서, 웨이퍼는 소정의 이재 장치에 의해 설비의 다양한 유닛으로 순차적으로 이송되어야 한다. 예를 들어, 다수매의 웨이퍼가 적재된 카세트에서 소정의 이재 장치(이하 ;로봇 암)에 의해 단위매의 웨이퍼를 인출시켜(101단계) 프리얼라이너로 이송시켜(103단계) 웨이퍼를 정렬시킨 후 워크스테이지(workstage)로 웨이퍼를 이송시켜(105단계) 오버레이 측정을 수행하고 다시 로봇 암을 이용하여 카세트에 언로딩시키게 된다.(109단계)

그러나 상술한 바와 같이 구성되는 웨이퍼 이송 장치는 하나의 단일 로봇 암 에 의해 웨이퍼를 로딩/언로딩시키고 로딩한 카세트에서 언로딩까지 담당하기 때문에 전체 오버레이 측정 공정의 약 30%정도가 지연되는 현상이 발생되며, 이는 결과적으로 반도체 수율을 저하시키는 문제점으로 대두되고 있는 실정이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써 본 발명의 목적은 전체 공정 시간을 단축시켜 반도체 수율 향상에 기여할 수 있도록 구성되는 반도체 오버레이 측정 설비의 웨이퍼 이송 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 로딩용 카세트와 언로딩용 카세트를 별도로 구비하여 전체 공정 시간 단축을 도모할 수 있도록 구성되는 반도체 오버레이 측정 설비의 웨이퍼 이송 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 카세트에서 웨이퍼를 로딩하고 언로딩 하기 위한 로봇 암을 개별적으로 설치하여 각각의 공정을 효과적으로 분리시켜 전체 공정 시간 단축을 도모할 수 있도록 구성되는 반도체 오버레이 측정 설비의 웨이퍼 이송 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 포토리소그래피 공정 후 웨이퍼의 오버레이 측정을 오버레이 측정 설비의 웨이퍼 이송 장치에 있어서, 다수매의 웨이퍼가 적재되는 웨이퍼 로딩용 카세트와, 상기 웨이퍼 로딩용 카세트에서 단위매의 웨이퍼를 인출하여 프리얼라이너로 재치시키기 위한 웨이퍼 로딩용 로봇 암과, 상기 프리얼라이너에서 워크스테이지로 이송된 후 오버레이 측정된 웨이퍼를 언로딩 시키기 위한 웨이퍼 언로딩용 로봇 암 및 상기 웨이퍼 언로딩용 로봇 암에 의해 언로딩된 웨이퍼를 적재시키기 위한 웨이퍼 언로딩용 카세트를 포함함을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상술한 구성을 갖는 장치에 의한 웨이퍼 이송 방법을 제공할 것이다.

따라서, 본 발명은 로딩용 카세트의 웨이퍼를 로딩용 로봇 암에 의해 프리얼라이너로 이송하는 단계와, 상기 이송된 웨이퍼를 워크스테이지로 이송하는 단계와, 상기 워크스테이지에 이송된 웨이퍼의 오버레이 계측을 수행하는 단계 및 상기 워크스테이지에서 계측된 웨이퍼를 웨이퍼 언로딩용 암에 의해 언로딩용 카세트로 적재하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 오버레이 측정 설비(200)의 개략적인 구성도로써, 웨이퍼 오버레이 계측을 위한 워크스테이지(workstage)(205)와 웨이퍼 예비 정렬을 위한 프리얼라이너(prealigner)(203)와 적어도 두 개의 웨이퍼 카세트(wafer cassette)(201, 206) 및 상기 웨이퍼 카세트(201, 206)와 프리얼라이너(203) 및 워크스테이지(205)등으로 웨이퍼(202, 207)를 이송하기 위한 이재 장치(transfer apparatus)(210)를 포함한다.

더욱 상세하게도, 상기 이재 장치(210)는 두 개의 로봇 암(robot arm)(211, 212)을 포함한다. 상기 각각의 로봇 암(211, 212)은 개별적으로 동작하게 되는데, 하나의 로봇 암(211)은 웨이퍼 카세트(201)에서 웨이퍼(202)를 로딩시키는 일만 수행할 것이며, 나머지 하나의 로봇 암(206)은 상기 워크스테이지(205)에서 오버레이 계측된 웨이퍼(207)를 카세트(206)로 언로딩시키는 일만 수행할 것이다. 즉, 각각의 로봇 암(211, 212)은 로딩과 언로딩 공정을 각각 개별적으로 수행하는 것이다.

더욱 바람직하게도, 본 발명에서는 웨이퍼 로딩용 카세트(201)와 웨이퍼 언로딩용 카세트(206)를 별도로 설치하였다. 미도시 되었으나, 상기 각각의 카세트(201, 206) 사이를 이동하는 소정의 웨이퍼 캐리어가 존재할 것이다. 따라서, 예컨대, 웨이퍼 로딩용 로봇 암(211)에 의해 웨이퍼(202)가 로딩된 후에 상기 캐리어는 웨이퍼 로딩용 카세트에 웨이퍼 언로딩용 카세트로 자동으로 이동하도록 구성될 수 있을 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 오버레이 측정 설비의 웨이퍼 이송 과정을 도시한 공정도로써, 우선 로딩용 카세트(201)의 웨이퍼(202)를 로딩용 로봇 암(211)에 의해 로딩시킨 후 프리얼라이너(203)로 이송하는 301 및 303단계를 수행 한다. 그후, 상기 이송된 웨이퍼가 상기 프리얼라이너(203)에 의해 정렬된 후 정렬된 웨이퍼를 워크스테이지(205)로 이송하는 305단계를 수행한 후, 워크스테이지(205)에 이송된 웨이퍼의 오버레이 계측을 수행하는 307단계를 수행할 것이다. 미도시 되었으나, 상기 오버레이 계측은 소정의 광학 수단(optic system)에 의해 웨이퍼상의 이전 계층 에 형성되는 오버레이 패턴과 현재 계층에 형성되는 오버레이 패턴의 중첩 정확도를 측정하게 되는 것이다. 그후, 상기 워크스테이지(205)에서 오버레이 계측된 웨이퍼를 웨이퍼 언로딩용 로봇 암(212)에 의해 언로딩용 카세트(206)로 적재하는 309단계를 수행하게 된다. 더욱이, 상기 로딩용 카세트(201)의 상부에는 언로딩용 카세트(206)로 이동 가능한 웨이퍼 캐리어가 더 설치될 수 있으며, 상기 로딩용 카세트의 웨이퍼를 로딩시킨 후 상기 캐리어는 언로딩용 카세트로 이송되는 단계를 더 포함할 수 있을 것이다.

분명히, 청구항들의 범위내에 있으면서 이러한 실시예들을 변형할 수 있는 많은 방식들이 있다. 다시 말하면, 이하 청구항들의 범위를 벗어남 없이 본 발명을 실시할 수 있는 많은 다른 방식들이 있을 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 웨이퍼 이송 장치는 웨이퍼 로딩/언로딩용 카세트 및 로봇 암을 개별적으로 설치하여 각각의 공정에 따른 개별 동작을 수행함으로써 각 공정 수행에 따라 로봇 암이 대기하던 시간 및 로딩/언로딩 위치로 이동되는 시간을 배제시켜 전체 공정이 단축되고 결과적으로 웨이퍼 수율 향상에 기여할 수 있는 효과가 있다.

Claims

포토리소그래피 공정 후 웨이퍼의 오버레이 측정을 오버레이 측정 설비의 웨이퍼 이송 장치에 있어서,

다수매의 웨이퍼가 적재되는 웨이퍼 로딩용 카세트;

상기 웨이퍼 로딩용 카세트에서 단위매의 웨이퍼를 인출하여 프리얼라이너로 재치시키기 위한 웨이퍼 로딩용 로봇 암;

상기 프리얼라이너에서 워크스테이지로 이송된 후 오버레이 측정된 웨이퍼를 언로딩 시키기 위한 웨이퍼 언로딩용 로봇 암; 및

상기 웨이퍼 언로딩용 로봇 암에 의해 언로딩된 웨이퍼를 적재시키기 위한 웨이퍼 언로딩용 카세트를 포함함을 특징으로 하는 반도체 오버레이 측정 설비의 웨이퍼 이송 장치.
제 1항에 있어서,

상기 웨이퍼 로딩 카세트에서 웨이퍼 로딩후 웨이퍼 언로딩 카세트로 이동할 수 있는 웨이퍼 캐리어를 더 포함함을 특징으로 하는 반도체 오버레이 측정 설비의 웨이퍼 이송 장치.
다수매의 웨이퍼가 적재되는 웨이퍼 로딩용 카세트와, 상기 웨이퍼 로딩용 카세트에서 단위매의 웨이퍼를 인출하여 프리얼라이너로 재치시키기 위한 웨이퍼 로딩용 로봇 암과, 상기 프리얼라이너에서 워크스테이지로 이송된 후 오버레이 측정된 웨이퍼를 언로딩 시키기 위한 웨이퍼 언로딩용 로봇 암 및 상기 웨이퍼 언로딩용 로봇 암에 의해 언로딩된 웨이퍼를 적재시키기 위한 웨이퍼 언로딩용 카세트를 포함하는 오버레이 측정 설비의 웨이퍼 이송 장치에 의한 웨이퍼 이송 방법에 있어서,

로딩용 카세트의 웨이퍼를 로딩용 로봇 암에 의해 프리얼라이너로 이송하는 단계;

상기 이송된 웨이퍼를 워크스테이지로 이송하는 단계;

상기 워크스테이지에 이송된 웨이퍼의 오버레이 계측을 수행하는 단계; 및

상기 워크스테이지에서 계측된 웨이퍼를 웨이퍼 언로딩용 암에 의해 언로딩용 카세트로 적재하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 반도체 오버레이 측정 설비의 웨이퍼 이송 방법.
제 3항에 있어서,

상기 로딩용 카세트의 상부에는 언로딩용 카세트로 이동 가능한 웨이퍼 캐리어가 더 설치되며,

상기 로딩용 카세트의 웨이퍼를 로딩시킨 후 상기 캐리어는 언로딩용 카세트 로 이송되는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 반도체 오버레이 측정 설비의 웨이퍼 이송 방법.