KR20060121562A - 포토리소그래피용 웨이퍼 이송 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 스핀 코터로부터 노광 장치로 웨이퍼를 이송하는 포토리소그래피용 웨이퍼 이송 장치를 제공한다. 본 발명은 웨이퍼가 장착되고, 웨이퍼의 저면이 노출되도록 웨이퍼의 테두리부만을 지지하는 웨이퍼 슬라이더; 웨이퍼의 저면으로부터 소정의 거리만큼 이격 배치되어, 웨이퍼의 저면 상의 파티클을 검출하는 파티클 검출부; 웨이퍼 슬라이더를 구동시키는 슬라이더 구동부; 및, 파티클 검출부 및 슬라이더 구동부를 제어하고, 파티클 검출부로부터 얻어진 정보에 의하여 파티클의 존재 여부에 따라 노광 장치로 웨이퍼를 이송할 것인지 판정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피용 웨이퍼 이송 장치에 관한 것이다.
포토리소그래피, 파티클, 레이저 빔, 스캔, 웨이퍼 슬라이더(slider)

Description

포토리소그래피용 웨이퍼 이송 장치{Apparatus for transferring wafer for photolithography process}
도 1은 본 발명에 따른 포토리소그래피용 웨이퍼 이송 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2a는 도 1의 웨이퍼 슬라이더(10)를 상세히 나타내는 사시도이다.
도 2b는 도 2a의 b-b'를 따라 절개한 웨이퍼 슬라이더(10)의 단면도이다.
도 3은 도 1의 파티클 검출부(40)를 상세히 나타내는 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 웨이퍼 이송 장치 10 : 웨이퍼 슬라이더
20 : 웨이퍼 30 : 슬라이더 구동부
40 : 파티클 검출부 41 : 광원
42 : 콘덴서 렌즈 43 : 콜렉터 렌즈
44 : 광센서 50 : 제어부
100 : 제 1 카세트 200 : 제 2 카세트
101 : 제 1 암 102 : 제 2 암
본 발명은 웨이퍼 이송 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 스핀 코터로부터 노광 장치로 웨이퍼를 이송하는 포토리소그래피용 웨이퍼 이송 장치에 관한 것이다.
웨이퍼(또는, 기판)의 표면은 반도체 집적 회로 제조를 위한 전 공정에서 파티클에 의해 오염될 수 있다. 파티클 오염은, 반도체 장치 제조 설비의 동작 중의 마찰, 진공 장비 실링의 열화, 공정 챔버 표면의 벗겨짐(flaking), 반응성 가스에서의 핵 성장, 및 챔버 감압시의 응축 등에서 기원될 수 있으며, 또는 다른 오염된 웨이퍼로부터 기원될 수 있다.
특히, 오염된 웨이퍼가 오염원인 경우로서, 웨이퍼 저면 상에 존재하는 파티클이 오염원인 경우가 있다.
예를 들면, 박막 증착 챔버, 식각 챔버, 스핀 코터, 및 노광 장치 등에 존재하는 웨이퍼 스테이지에 그 저면이 파티클로 오염된 웨이퍼를 장착하여 공정을 수행하면, 오염된 웨이퍼로부터 웨이퍼 스테이지가 파티클에 오염되고, 오염된 웨이퍼 스테이지에 장착되는 다음 웨이퍼가 이차적으로 오염될 수 있다.
특히, 노광 장치의 경우, 스테이지에 그 저면이 오염된 웨이퍼가 장착되어 얼라인먼트 공정이 수행되면, 오염으로 인하여 공정의 신뢰성 문제를 초래한다. 예를 들면, 웨이퍼 저면 상의 파티클에 의하여 웨이퍼의 기울어짐(tilt), 및 흡착 에러가 발생할 수 있다. 그 결과, 노광 공정이 지연되거나, 레티클의 얼라인먼트가 곤란해지고, 초점의 불량이 유발됨으로써, 웨이퍼 상의 반도체 소자에 국지적 결함을 유도할 수 있다. 또한, 노광 장치의 스테이지에 그 저면이 오염된 웨이퍼가 부착된 경우에는, 스테이지에 장착되는 다른 웨이퍼에 대하여도 동일한 결함을 유도할 수 있다.
마이크로 포토리소그래피 기술의 발전으로 대규모 집적 회로(large scale integrated circuits, LSIs)의 스케일 축소는 가속화되고 있다. 최근, 반도체 소자 제조의 디자인 룰은 지속적으로 감소하여 0.1 ㎛ 이하의 정밀한 임계 선폭(critical dimension)의 제어가 요구된다. 따라서, 웨이퍼 저면 상의 수 ㎛ 차수의 크기를 가지는 파티클이 존재하는 경우에도, LSIs의 제조시 임계 선폭 제어에 장애가 될 수 있으며, 다른 웨이퍼에서도 동일한 결함이 반복적으로 발생할 수 있어, 반도체 장치의 생산성의 저하를 초래한다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 스핀 코터로부터 노광 장치로 웨이퍼를 이송하는 포토리소그래피용 웨이퍼 이송 장치로서, 오염된 웨이퍼를 검출하여 더욱 정밀한 포토리소그래피 공정을 수행할 수 있는 웨이퍼 이송 장치를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 포토리소그래피용 웨이퍼 이송 장치는, 스핀 코터로부터 노광 장치로 웨이퍼를 이송하는 토리소그래피용 웨이퍼 이송 장치에 있어서, 상기 웨이퍼의 저면 상의 파티클을 검출하는 파티클 검출부를 포함한다.
또한, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 포토리소그래피용 웨이퍼 이송 장치는, 스핀 코터로부터 노광 장치로 웨이퍼를 이송하는 포토리소그래피용 웨이퍼 이송 장치에 있어서, 상기 웨이퍼가 장착되고, 상기 웨이퍼의 저면이 노출되도록 상기 웨이퍼의 테두리부만을 지지하는 웨이퍼 슬라이더; 상기 웨이퍼의 저면으로부터 소정의 거리만큼 이격 배치되어, 상기 웨이퍼의 저면 상의 파티클을 검출하는 파티클 검출부; 상기 웨이퍼 슬라이더를 구동시키는 슬라이더 구동부; 및, 상기 파티클 검출부 및 상기 슬라이더 구동부를 제어하고, 상기 파티클 검출부로부터 얻어진 정보에 의하여 파티클의 존재 여부에 따라 상기 노광 장치로 상기 웨이퍼를 이송할 것인지 판정하는 제어부를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예는 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도면에서 영역들의 크기는 설명을 명확하게 하기 위하여 과장된 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 포토리소그래피용 웨이퍼 이송 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 웨이퍼 이송 장치(1)는, 노광 공정을 수행하기 위하여 스핀 코터(미도시)로부터 노광 장치(미도시)로 웨이퍼를 이송하도록, 스핀 코터(미도시)와 노광 장치(미도시) 사이에 배치된다. 제 1 카세트(100)는 스핀 코터(미도시)로부터 이송된 웨이퍼를 수납한다. 제 1 암(101)은 제 1 카세트(100)에 수납되어 있는 웨이퍼를 픽업하여, 웨이퍼 슬라이더(10)에 장착하며, 제 2 암(102)은 웨이퍼 슬라이더(10)로부터 웨이퍼를 픽업하여 제 2 카세트(200)에 수납한다.
도 2a는 도 1의 웨이퍼 슬라이더(10)를 상세히 나타내는 사시도이고, 도 2b는 도 2a의 b-b'를 따라 절개한 웨이퍼 슬라이더(10)를 나타내는 단면도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 웨이퍼 슬라이더(10)는 파티클의 검출이 요구되는 웨이퍼(20)의 저면을 노출시킬 수 있도록, 웨이퍼(20)의 테두리만을 지지하기 위한 구조, 예를 들면, 지지턱(10a)을 구비한다. 그리고, 웨이퍼 슬라이더(10)는 소정의 영역에 그 상부 면으로부터 소정의 깊이만큼 홈(15)을 가진다. 홈(15)은, 제 1 암(도 1의 101) 및 제 2 암(도 1의 102)이 출입하면서, 웨이퍼가 웨이퍼 슬라이더(10)에 용이하게 장착 또는 탈착되도록 한다.
다시, 도 1을 참조하면, 슬라이더 구동부(30)는 적합한 가이더(25)를 따라 웨이퍼(20)가 장착된 웨이퍼 슬라이더(10)를 이동시킨다. 파티클 검출을 위하여, 슬라이더 구동부(30)는 웨이퍼 슬라이더(10)를 파티클 검출부(40)가 배치된 곳으로 이동시킨다.
도 3은 도 1의 파티클 검출부(40)를 상세히 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 파티클 검출부(40)는, 웨이퍼(20)의 저면으로부터, 파티클 검출을 위해 적합한 소정의 거리만큼 이격되어 배치된다.
파티클 검출부(40)는 웨이퍼(20)에 광을 조사하는 광원(41) 및 웨이퍼(20)의 저면의 검사 영역(a)에 조사된 광을 포커싱하기 위한 하나 이상의 콘덴서 렌즈(condenser lens, 42)를 포함하는 빔 발광부(S), 그리고 웨이퍼(20)의 검사 영역(a)으로부터 반사되어 산란되는 광을 수용하는 하나 이상의 콜렉터 렌즈(collector lens, 43) 및 콜렉터 렌즈(43)에 의해 수용된 광을 감지하는 광센서(44)를 포함하는 빔 수광부(A)를 포함한다.
광원(41)은, 예를 들면, 레이저 소스 또는 브로드 스펙트럼(broad spectrum) 광원일 수 있다. 일반적으로, 광원은 산란 강도, 밝기 및 비용에 따라 선택된다. 레이저 소스를 사용하는 경우에, 레이저 소스는 약 808 nm, 650 nm, 또는 680 nm 의 파장을 갖는 레이저 소스를 사용할 수 있다.
콘덴서 렌즈(42)는, 웨이퍼(20)의 검사 영역을 한정하기 위하여, 스폿(spot) 형태의 광 초점을 웨이퍼(20) 상에 형성한다. 일반적으로, 스폿 크기는 빔의 형태를 결정하는 콘덴서 렌즈(42)의 구성 및 빔 발광부(S)의 위치에 의해 결정된다.
컬렉터 렌즈(43)는 빔 발광부(S)로부터 조사되어 웨이퍼(20) 상의 검사 영역(a)에서 산란된 빔을 수용하고, 이를 포커싱하여 인접 배치된 광센서(44)로 빔을 보낸다.
광센서(44)는, PMT(photo multiplier tube), CCD(charge coupled device), 또는 TDI(time delay integration) 등일 수 있다. 광센서(44)는 수용된 빔을 전기적 신호로 바꾸며, 적합한 마이크로 프로세서를 이용하여 전기적 신호로부터 데이터를 생성한다.
본 발명에 따른 파티클 검출부(40)는, 실제 웨이퍼의 저면으로부터 얻어진 광의 산란 데이터로부터, 파티클이 존재하지 않는 웨이퍼의 저면에 대한 광의 산란 데이터, 즉 노이즈를 제거함으로써, 파티클에 의한 데이터만을 추출할 수 있다. 그 결과, 파티클의 존재를 판정할 수 있다. 일반적으로 파티클의 신호가 노이즈 신호보다 훨씬 크기 때문에 이와 같은 검출 방법이 가능하다.
파티클 검출부(40)는, 적합한 구동 메커니즘(미도시)에 의하여, 웨이퍼 표면에 대하여 X Y 방향 또는 회전 방향으로 빔 발광부(S)와 빔 수광부(A)를 스캔닝(scanning)함으로써 파티클을 검출할 수 있다.
작은 파티클을 검출하기 위해서는 고해상도를 위한 렌즈들과 광센서를 필요로 하므로, 파티클 검출부(40)는 더욱 복잡해질 수 있다. 또한, 웨이퍼의 표면에 대한 파티클 검출부의 스캔 거리가 증가하여 파티클 검출을 위해 많은 시간이 소비되어 전체 포토리소그래피 공정을 지연시킬 염려가 있다. 따라서, 본 발명은 노광 장치의 스테이지의 오염으로 인한 웨이퍼의 기울어짐 및 흡착 에러를 방지하기 위한 것이므로, 마이크론 차수의 이상의 크기를 가지는 파티클을 검출할 수 있도록 렌즈들과 광센서 및 스캔 거리를 정하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 파티클 검출부(40)는, 빔 발광부(S)와 빔 수광부(A)가 각각 2 이상의 광원들(41) 및 광센서들(44)로 이루어진 어레이 형태로 구성할 수 있다. 어레이 형태의 파티클 검출부(40)는, 파티클 검출을 위한 웨이퍼(20) 상의 검사 영역(a)을 확장시키고, 광의 스캔 경로를 감소시켜 파티클 검출 시간을 단축할 수 있는 이점을 제공한다.
다시, 도 1을 참조하면, 제어부(50)는, 파티클 검출부(40) 및 슬라이더 구동부(30)를 제어하고, 파티클 검출부(40)로부터 얻어진 정보에 의하여 파티클의 존재 여부에 따라 노광 장치(미도시)로 웨이퍼를 이송할 것인지 판정한다.
제어부(50)는 파티클 검출을 위하여 슬라이더 구동부(30)를 제어하여 웨이퍼 슬라이더(10)를 파티클 검출부(40)에 인접 배치하고, 파티클 검출부(40)를 작동시킨다. 파티클 검출부(40)로부터 얻어진 정보에 의하여 웨이퍼(20)상에 파티클이 존재한다고 판정되면, 제어부(50)는 웨이퍼(20)의 이송을 중단한다. 이 경우, 제 2 암(102)을 이용하여 웨이퍼(20)를 웨이퍼 슬라이더(10)로부터 분리시키고, 제 2 카세트(또는, 리젝트 버퍼 카세트, 200)로 웨이퍼(20)를 수납시킨다.
본 발명의 제 2 카세트(200)는, 파티클이 존재하는 경우, 오염된 웨이퍼를 용이하게 제거할 수 있도록 하여, 스핀 코터로부터 노광 장치로 웨이퍼를 이송하는 단계가 지연되지 않도록 하는 이점을 제공한다.
파티클 검출부(40)로부터 얻어진 정보에 의하여, 웨이퍼(20) 상에 파티클이 존재하지 않는다고 판정되면, 제어부(60)는 웨이퍼(20)를 노광 장치(미도시)로 전송할 수 있도록, 웨이퍼 슬라이더(20)를 다시 구동시키고, 적합한 암(미도시)에 의해 웨이퍼(20)를 웨이퍼 슬라이더(10)로부터 분리시켜 노광 장치(미도시)의 웨이퍼 수납부에 웨이퍼(20)를 전달한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가 진 자에게 있어 명백할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 웨이퍼 이송장치는, 웨이퍼 저면 상의 파티클을 검출할 수 있는 파티클 검출부를 구비함으로써, 오염된 웨이퍼가 노광 장치로 이송되는 것을 차단하며, 노광 장치의 오염된 스테이지에 의한 웨이퍼의 이차적 오염을 방지하여, 더욱 정밀하고 신뢰성 있는 포토리소그래피 공정을 제공한다.

Claims (9)

  1. 스핀 코터로부터 노광 장치로 웨이퍼를 이송하는 포토리소그래피용 웨이퍼 이송 장치에 있어서,
    상기 웨이퍼의 저면 상의 파티클을 검출하는 파티클 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피용 웨이퍼 이송 장치.
  2. 스핀 코터로부터 노광 장치로 웨이퍼를 이송하는 포토리소그래피용 웨이퍼 이송 장치에 있어서,
    상기 웨이퍼가 장착되고, 상기 웨이퍼의 저면이 노출되도록 상기 웨이퍼의 테두리부만을 지지하는 웨이퍼 슬라이더;
    상기 웨이퍼의 저면으로부터 소정의 거리만큼 이격 배치되어, 상기 웨이퍼의 저면 상의 파티클을 검출하는 파티클 검출부;
    상기 웨이퍼 슬라이더를 구동시키는 슬라이더 구동부; 및,
    상기 파티클 검출부 및 상기 슬라이더 구동부를 제어하고, 상기 파티클 검출부로부터 얻어진 정보에 의하여 파티클의 존재 여부에 따라 상기 노광 장치로 상기 웨이퍼를 이송할 것인지 판정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피용 웨이퍼 이송 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 파티클 검출부는, 상기 웨이퍼에 광을 조사하는 광원 및 상기 웨이퍼의 저면의 검사 영역에 상기 조사된 광을 포커싱하기 위한 하나 이상의 콘덴서 렌즈(condenser lense)를 포함하는 빔 발광부; 그리고, 상기 검사 영역으로부터 반사되어 산란되는 광을 수용하는 하나 이상의 콜렉터 렌즈(collector lens) 및 상기 콜렉터 렌즈에 의해 수용된 광을 감지하는 광센서를 포함하는 빔 수광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피용 웨이퍼 이송 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 광원은, 레이저 소스 또는 브로드 스펙트럼 광원인 것을 특징으로 하는 포토리소그래피용 웨이퍼 이송 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 광센서는, PMT(photo multiplier tube), CCD(charge coupled device), 또는 TDI(time delay integration) 포함하는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피용 웨이퍼 이송 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 빔 발광부의 상기 광원은, 상기 웨이퍼에 하나 이상의 광을 발생시켜 상기 검사 영역을 확장하는 어레이 형태의 광원인 것을 특징으로 하는 포토리소그래피용 웨이퍼 이송 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 빔 수광부의 상기 광센서는, 상기 검사 영역으로부터 반사되어 산란되는 광을 감지하기 위한 어레이 형태의 광센서인 것을 특징으로 하는 포토리소그래피용 웨이퍼 이송 장치.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 빔 수광부의 상기 광센서는, 상기 검사 영역으로부터 반사되어 산란되는 광을 감지하기 위한 어레이 형태의 광센서인 것을 특징으로 하는 포토리소그래피용 웨이퍼 이송 장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부로부터 파티클이 존재한다고 판정된 웨이퍼를 수용하는 리젝트 버퍼 카세트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피용 웨이퍼 이송 장치.
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