KR20050035714A - 웨이퍼 핸들링 시스템 - Google Patents

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KR20050035714A KR1020030071441A KR20030071441A KR20050035714A KR 20050035714 A KR20050035714 A KR 20050035714A KR 1020030071441 A KR1020030071441 A KR 1020030071441A KR 20030071441 A KR20030071441 A KR 20030071441A KR 20050035714 A KR20050035714 A KR 20050035714A
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Abstract

본 발명은 웨이퍼 핸들링 시스템에 관한 것으로, 웨이퍼의 이송을 담당하는 웨이퍼 트랜스포트 시스템(Wafer Transport System)과, 이송된 웨이퍼를 정렬시켜 노광하는 웨이퍼 프리얼라인 시스템(Wafer Prealign System)을 포함하며, 상기 웨이퍼 프리얼라인 시스템은 웨이퍼를 프리얼라인시키는 프리얼라인 유니트(prealign unit)와 프리얼라인된 웨이퍼를 노광하는 노광 테이블(exposure table)이 하나의 장치로 결합되어 있는 것을 특징으로 한다. 이에 의하면, 웨이퍼 정렬 및 로딩 단계가 간소화되어 웨이퍼 수율 및 생산성이 개선되는 효과가 있다.

Description

웨이퍼 핸들링 시스템{WAFER HANDLING SYSTEM}
본 발명은 웨이퍼 핸들링 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 노광 장치의 노광 테이블을 개선한 웨이퍼 핸들링 시스템에 관한 것이다.
반도체 제조 산업에 있어서 포토 공정을 위해서는 미합중국 특허 제4,900,939호에 개시된 바와 같이, 웨이퍼 위에 포토레지스트를 입히는 코터(coater)와 같은 도포 장치, 포토레지스트에 빛을 노출시키는 스텝퍼(stepper)와 같은 노광 장치, 및 웨이퍼 위에 포토레지스트를 현상하는 디벨로퍼(developer)와 같은 현상 장치로 구성되는 반도체 소자의 제조 장치가 사용되는 것이 일반적이다. 이중에서 스텝퍼는 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같은 웨이퍼 핸들링 시스템(Wafer Handling System)을 포함한다.
도 1을 참조하여, 종래의 웨이퍼 핸들링 시스템은 로보트(12;robot)를 포함하여 구성되는 웨이퍼 트랜스포트 시스템(10;Wafer Transport System)과, 다이포드(21;dipod)와 웨이퍼 스테이지(25;wafer stage)와 프리얼라인 유니트(22;prealign unit)와 웨이퍼 테이블(24;wafer table)과 디스차지 유니트(26;discharge unit)를 포함하여 구성되는 웨이퍼 프리얼라인 시스템(20;Wafer Prealign System)으로 구분될 수 있다.
웨이퍼 트랜스포트 시스템(10)은 웨이퍼(wafer)를 카세트(cassette)부터 꺼내어 프리얼라인 유니트(22;prealign unit)로 전달하고, 디스차아지 유니트(26;discharge unit)로부터 웨이퍼를 받아서 아웃풋(output) 카세트로 전달한다.
웨이퍼 프리얼라인 시스템(20)은 노광전 웨이퍼를 프리얼라인 하고 노광후에는 웨이퍼를 다시 웨이퍼 트랜스포트 시스템(10)으로 돌려준다. 구체적으로, 웨이퍼는 프리얼라인 유니트(22)에서 회전되거거나 그 중심부가 이동되어 프리얼라인되고, 다이포드(21)에 의해 웨이퍼 스테이지(25)로 전달된다. 그러면 웨이퍼 테이블(24)이 이동되어 다이포드(21)로부터 노광될 웨이퍼를 노광 핀(E-pin)의 작동에 의해 전달받는다. 노광된 웨이퍼는 다이포드(21)에 의해 디스차지 유니트(26)로 전달되고 로보트(12)에 의해 아웃풋 카세트로 전달된다.
그런데, 종래의 웨이퍼 핸들링 시스템에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.
종래에 있어서는 웨이퍼는 프리얼라인 단계를 거치고, 프리얼라인된 웨이퍼는 다이포드에 의해 웨이퍼 테이블(노광 척)로 이동되어 노광된다. 이때, 프리얼라인된 웨이퍼는 다이포드 암의 회전시 정확성(accuracy) 불량 또는 웨이퍼 로딩 포지션(wafer loading position) 재현성 불량 등으로 노광 척에 운송될 때 정렬이 불량하게 되는 웨이퍼 정렬(wafer align)상의 문제점이 있었다.
그리고, 웨이퍼를 다이포드 암에 홀드(hold)시키는 역할을 하는 진공 압력 불량 또는 진공 누설(vaccum leak)로 인한 웨이퍼 로스트 에러(wafer lost error), 다이포드 암의 물리적 변형으로 인한 웨이퍼 운송 정확성 불량, 노광 척으로의 불량 웨이퍼(뒷면에 스크래치가 발생된 웨이퍼) 운송으로 인한 웨이퍼 로스트(wafer lost), 웨이퍼 로딩 단계(wafer loading sequence)의 복잡화 등 웨이퍼의 생산 수율 측면상의 문제점도 있었다.
더욱이, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래는 웨이퍼가 프리얼라인 척(P-Chuck), 노광 척(E-Chuck), 디스차지 척(D-Chuck)을 거쳐서 노광 장치에서 빠져나오게 되므로 웨이퍼의 생산성 측면에서도 불리한 문제점이 있었다. 그리고, 설비의 정기적이고 지속적인 모니터링이 필요하였고, 설비 고장 발생시 복잡한 트레이스(trace) 과정을 거치게 되는 문제점도 있었다.
이에 본 발명은 상기한 종래 기술상의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 웨이퍼 정렬 및 로딩 방식을 개선한 웨이퍼 핸들링 시스템을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 웨이퍼 핸들링 시스템은 프리얼라인 유니트와 웨이퍼 테이블을 결합한 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명의 특징으로 구현하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 핸들링 시스템은, 웨이퍼의 이송을 담당하는 웨이퍼 트랜스포트 시스템(Wafer Transport System)과, 이송된 웨이퍼를 정렬시켜 노광하는 웨이퍼 프리얼라인 시스템(Wafer Prealign System)을 포함하며, 상기 웨이퍼 프리얼라인 시스템은 웨이퍼를 프리얼라인시키는 프리얼라인 유니트(prealign unit)와 프리얼라인된 웨이퍼를 노광하는 노광 테이블(exposure table)이 하나의 장치로 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 노광 테이블은 그 중심부에 홀이 있고, 상기 홀 내부에 상기 프리얼라인 유니트가 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 웨이퍼 트랜스포트 시스템은, 상기 프리얼라인 유니트를 포함하는 노광 테이블로 웨이퍼를 로딩하는 동작과, 상기 노광 테이블로부터 웨이퍼를 언로딩시키는 동작을 하는 로보트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 기존의 프리얼라인 척(P-Chuck)과 노광 척(E-Chuck) 및 디스차지 척(D-Chuck)을 걸쳐서 노광 설비에서 배출되는 3단계 과정이 1개의 과정으로 단축되므로, 웨이퍼 정렬 및 로딩 단계가 간소화되어 웨이퍼 수율 및 생산성이 향상된다.
이하, 본 발명에 따른 웨이퍼 핸들링 시스템을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구현될 수 있다. 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상과 특징이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면에 있어서, 각각의 장치는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 과장적으로 그리고 개략적으로 도시된 것이다. 또한, 각각의 장치에는 본 명세서에서 자세히 설명되지 아니한 각종의 다양한 부가 장치가 더 구비되어 있을 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 핸들링 시스템을 도시한 평면도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 핸들링 시스템에 있어서 프리얼라인 유니트가 결합된 노광 테이블을 설명하기 위한 것이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 핸들링 시스템을 사용한 웨이퍼 핸들링 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
(실시예)
도 3을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 핸들링 시스템(Wafer Handling System)은, 웨이퍼(wafer)의 이송을 담당하는 웨이퍼 트랜스포트 시스템(100;Wafer Transport System)과, 이송된 웨이퍼를 정렬(alignment)시켜 노광(exposure)하는 웨이퍼 프리얼라인 시스템(200;Wafer Prealign System)을 포함하여 구성된다.
웨이퍼 프리얼라인 시스템(200)에는 웨이퍼를 프리얼라인(prealignment)시키는 프리얼라인 유니트(220;prealign unit)와 프리얼라인된 웨이퍼를 노광하는 노광 테이블(210;exposure table)이 웨이퍼 스테이지(230;Wafer Stage)상에 하나의 장치로 결합되어 있다.
도 4를 참조하여, 노광 테이블(210)의 중심부에 홀(215)이 있고, 홀(215) 속에 프리얼라인 유니트(220)가 결합되어 있다. 이때, 도면에는 자세히 도시하지 않았지만, 웨이퍼의 마크(mark)를 감지하기 위한 마크 센서(mark sensor)가 같이 장착된다.
프리얼라인 유니트(220)는 노광 테이블(210)의 홀(215) 내부에서 상승 및 하강 동작을 할 수 있다. 따라서, 웨이퍼 트랜스포트 시스템(100)으로부터 이송되어 온 웨이퍼는 프리얼라인 유니트(220)의 상승 및 진공(vaccum) 흡착에 의해 프리얼라인 유니트(220)에 안착된다. 프리얼라인 유니트(220)를 이루는 프리얼라인 척(P-chuck)의 회전에 의해 웨이퍼의 플랫 에지를 센싱하여 웨이퍼를 얼라인하고, 마크 센서(미도시)는 웨이퍼에 있는 프리얼라인 마크를 감지한다.
프리얼라인(prealingn 또는 coarse align)이 완료되면, 프리얼라인 유니트(220)는 하강하여 웨이퍼는 노광 테이블(210)에 진공(vaccum)에 의해 흡착된다. 이후의 글로벌 얼라인(global alignment) 과정은 기존과 방식과 동일하다.
상술한 바와 같이, 노광 테이블(210) 내부에는 프리얼라인 유니트(220)이 결합되어 있다. 따라서, 노광 테이블(210)이 가지는 본래의 노광 과정 뿐만 아니라 프리얼라인 과정도 노광 테이블(210)에서 수행된다. 그리고, 노광이 완료된 후에는 디스차지(discharge) 과정도 노광 테이블(210)에서 수행된다. 또한, 노광 테이블(210)에서 기존의 3단계 과정(프리얼라인, 노광, 디스차지)이 모두 수행되기 때문에 기존의 다이포드(dipod) 장치의 필요성이 제거된다. 그러므로, 다이포드 암에서 프리얼라인 유니트로의 웨이퍼 전송시 로딩 재현성 및 정확성이 떨어지는 문제가 미연에 방지되며, 웨이퍼의 전송 시간이 줄어들게 된다.
도 1을 다시 참조하여, 웨이퍼 트랜스포트 시스템(100)은 웨이퍼의 이송을 담당하는 로보트(120)를 포함하는데, 로보트(120)는 프리얼라인 유니트(220)를 포함하는 노광 테이블(210)로 웨이퍼를 로딩하는 동작과 노광 테이블(210)로부터 웨이퍼를 언로딩시키는 동작을 수행한다.
도 5를 참조하여, 이상과 같이 구성된 웨이퍼 핸들링 시스템의 경우 웨이퍼는 프리얼라인 유니트가 결합된 노광 테이블(E-Chuck)과 로보트(Robot) 사이에서만 전송되고, 프리얼라인 유니트가 결합된 노광 테이블(E-Chuck)에서 프리얼라인과 노광 및 디스차지 과정이 모두 수행된다. 이에 따라, 웨이퍼 로딩 단계(wafer loading sequence)가 줄어들고, 웨이퍼 정렬 불량 문제가 줄어들게 되며, 설비가 간소화된다.
또한, 독립적인 프리얼라인 척과 디스차지 척이 없어졌으므로 로보트의 동작은 기존의 구동(예, Y축 구동, X축 암 이동, 회전)에 비해 암의 180도 회전과 X축 이동만이 있게 된다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 그리고, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 웨이퍼 핸들링 시스템에 의하면, 웨이퍼 정렬 및 로딩 단계가 간소화되어 웨이퍼 수율 및 생산성 측면에서 개선되는 효과가 있다.
도 1은 종래의 웨이퍼 핸들링 시스템을 도시한 평면도이다.
도 2는 종래의 웨이퍼 핸들링 시스템을 사용한 웨이퍼 핸들링 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 핸들링 시스템을 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 핸들링 시스템에 있어서 프리얼라인 유니트가 결합된 노광 테이블을 설명하기 위한 것이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 핸들링 시스템을 사용한 웨이퍼 핸들링 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
100; 웨이퍼 트랜스포트 시스템(Wafer Transport System)
120; 로보트(Robot)
200; 웨이퍼 프리얼라인 시스템(Wafer Prealign System)
210; 노광 테이블(Exposure Table)
215; 홀(Hole)
220; 프리얼라인 유니트(Prealign Unit)
230; 웨이퍼 스테이지(Wafer Stage)

Claims (3)

  1. 웨이퍼의 이송을 담당하는 웨이퍼 트랜스포트 시스템(Wafer Transport System)과, 이송된 웨이퍼를 정렬시켜 노광하는 웨이퍼 프리얼라인 시스템(Wafer Prealign System)을 포함하며,
    상기 웨이퍼 프리얼라인 시스템은 웨이퍼를 프리얼라인시키는 프리얼라인 유니트(prealign unit)와 프리얼라인된 웨이퍼를 노광하는 노광 테이블(exposure table)이 하나의 장치로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 핸들링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 노광 테이블은 그 중심부에 홀(hole)이 있고, 상기 홀 내부에 상기 프리얼라인 유니트가 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 핸들링 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 웨이퍼 트랜스포트 시스템은,
    상기 프리얼라인 유니트를 포함하는 노광 테이블로 웨이퍼를 로딩하는 동작과, 상기 노광 테이블로부터 웨이퍼를 언로딩시키는 동작을 하는 로보트를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 핸들링 시스템.
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