KR100285580B1 - 웨이퍼 에지 노광 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼의 에지 영역에 대한 노광처리가 1회에 걸쳐 수행될 수 있도록 구현한 웨이퍼 에지 노광장치를 제공하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 장치는, 웨이퍼상에 광을 조사하는 광원(301); 웨이퍼상의 광조사 범위를 조절하는 광조사 범위 조절수단(303); 웨이퍼를 이동하는 웨이퍼 이동수단(305, 307); 기 설정된 정렬정보를 이용하여 해당되는 에지 영역의 폭보다 광조사 범위가 크도록 광조사 범위 조절수단을 제어하고, 광조사 범위의 측면과 웨이퍼상의 유효 영역의 테두리가 일치하도록 웨이퍼 이동수단의 이동경로 및 이동위치를 제어하는 제어부(309)를 포함하도록 구성된다. 따라서 웨이퍼의 에지 영역에 대한 중복 노광을 방지하고, 더미 패턴으로 인한 노광시간을 줄여 웨이퍼 생산성을 증가시킬 수 있다.

Description

웨이퍼 에지 노광 장치{WAFER EDGE EXPOSURE APPARATUS}

본 발명은 반도체 웨이퍼 노광(Exposure)장비에 관한 것으로서, 특히, 유효 칩(또는 패턴)이 형성될 수 없는 웨이퍼의 에지 영역에 대한 노광처리를 하는 웨이퍼 에지 노광 장치에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼 노광장비는 웨이퍼에 유효 칩을 광학적(Optical) 또는 비광학적(non-optical)인 방법으로 전사하는 것이다. 광학적으로 유효 칩을 전사하도록 구성된 반도체 웨이퍼 노광장비로는 스텝퍼(Stepper)를 예로 들 수 있다.

스텝퍼와 같은 기존의 반도체 웨이퍼 노광장비는 웨이퍼 스테이지상의 정(正)위치에 웨이퍼가 탑재되면, 스텝 및 리피팅(Step & Repeating)과 같은 방식으로 원하는 유효 칩이 웨이퍼상에 전사되도록 노광한다. 이에 따라 웨이퍼 표면에는 도 1a에 실선으로 도시한 바와 같이 다수개의 유효 칩이 형성되는데, 설명의 편의를 위하여 다수개의 유효 칩이 형성된 영역은 웨이퍼상의 유효 영역이라 하고, 유효 칩이 형성되지 않은 영역은 웨이퍼상의 에지 영역이라 하자.

웨이퍼상의 에지 영역은 노광이 불필요한 영역이기는 하나 유효 영역과의 밀도차로 제품의 특성 저하, 홀 또는 라인 정의(Hole or Line Define) 불량이 발생되는 것을 방지하기 위하여, 기존에는 상술한 유효 영역에 대한 노광이 완료된 후, 도 1b에 도시된 빗금친 부분과 같이 더미 패턴이 형성되도록 에지 영역에 추가적인 더미 노광이 이루어진다. 더미 노광은 유효 칩을 전사하기 위한 노광방식과 동일하게 이루어진다.

이와 같이 더미 패턴이 형성된 웨이퍼의 에지부위를 클램프와 같은 장비로 잡을 경우에 감광제가 장비를 오염시키는 것을 막기 위하여, 기존에는 별도로 구비된 웨이퍼 에지 노광장치(Wafer Edge Exposure, WEE라고도 함)를 이용하여 더미 패턴이 형성된 웨이퍼에 대해 다시 추가적인 노광작업을 실시한다.

즉, 기존의 웨이퍼 에지 노광장치(WEE)는 더미 패턴이 형성된 웨이퍼(③)가 탑재되면, 도 1c에 도시된 바와 같이, 광원(①)으로부터의 노광광을 슬릿(slit)상에 균일하게 조사하여 T1으로 고정된 광조사 범위(⑤)만큼 웨이퍼(③)로 노광광이 조사되도록 하고, 웨이퍼(③)는 ⑥과 같이 회전시켜 웨이퍼(③)상의 ④영역에 존재하는 감광제를 제거한다. T1은 클램프와 같은 장비에 감광제가 묻지 않는 범위를 고려하여 설정된다.

이와 같이 기존에는 웨이퍼의 에지 영역을 노광하지 않고 방치함으로 인해 발생될 수 있는 여러 문제를 해결하기 위하여, 2차례에 걸친 노광처리가 이루어졌다. 즉, 1차적으로는 일반 유효 칩을 형성하기 위한 노광방식과 동일한 방식으로 반도체 노광장비를 운영하여 웨이퍼의 모든 에지 영역에 더미 패턴을 형성하기 위한 노광처리를 하였고, 2차적으로는 상술한 바와 같이 더미 패턴이 형성된 웨이퍼의 에지중 클램프와 같은 장비가 잡게 되는 영역의 감광제를 제거하기 위하여 추가적으로 설치된 WEE장비를 이용하여 웨이퍼에 대한 노광처리를 하였다.

따라서 웨이퍼의 에지 영역에 대한 노광이 중복되는 단점이 있을 뿐아니라, 하나의 더미 패턴을 형성하기 위한 노광처리가 하나의 유효 칩을 형성하기 위한 노광처리와 동일(스텝퍼의 경우에 하나의 더미 패턴을 형성하기 위하여 유효 칩을 형성할 때와 동일한 스텝 및 리피팅과정이 수행됨.)하게 이루어지므로, 더미 패턴을 형성함에 따른 웨이퍼의 노광처리 시간은 웨이퍼의 생산성을 감소시키는 요인된다.

본 발명은 상술한 문제들을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 웨이퍼의 에지 영역에 대한 노광처리가 1회에 걸쳐 수행될 수 있도록 구현한 웨이퍼 에지 노광장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 장치는, 실제 반도체 장치로 제조될 다수개의 유효 칩으로 구성된 유효 영역과 유효 칩이 존재하지 않는 에지 영역으로 구분되는 웨이퍼에 대해 에지 영역을 추가적으로 노광하는 웨이퍼 에지 노광장치에 있어서, 웨이퍼상에 광을 조사하는 광원; 웨이퍼상의 광조사 범위를 조절하는 광조사 범위 조절수단; 웨이퍼를 이동하는 웨이퍼 이동수단; 기 설정된 정렬정보를 이용하여 해당되는 에지 영역의 폭보다 광조사 범위가 크도록 광조사 범위 조절수단을 제어하고, 광조사 범위의 측면과 웨이퍼상의 유효 영역의 테두리가 일치하도록 웨이퍼 이동수단의 이동경로 및 이동위치를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 기존의 웨이퍼 에지 노광방식을 설명하기 위한 도면이고,

도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 에지 노광방식의 일실시예를 설명하기 위한 도면이고,

도 3은 도 2에 따라 구현된 웨이퍼 에지 노광장치의 기능 블럭도이고,

도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 에지 노광방식의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이고,

도 5는 도 4에 따라 구현된 웨이퍼 에지 노광장치의 기능 블럭도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

301:광원 303:가변 슬릿(Slit)

305:웨이퍼 스테이지 307:구동부

309:제어부 311:저장부

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 에지 노광방식의 일실시예를 설명하기 위한 도면으로서, 도 2a는 본 발명에 따른 웨이퍼 에지 노광방식을 수행하기 위한 광원(①'), 가변 슬릿(②') 및 웨이퍼(③')간의 관계도이고, 도 2b는 웨이퍼(③')의 이동 경로도이다.

도 2a를 참조하면, 본 발명에 따른 웨이퍼 에지 노광방식은 유효 칩만 형성된 웨이퍼(③')가 탑재되면, 탑재된 웨이퍼(③')에 대한 정렬(Alingment)정보를 이용하여 가변 슬릿(②')을 제어하여 광조사 범위(⑤')를 조절하고, 가변 슬릿(②')에 균일하게 조사된 광원(①')으로부터의 노광광은 광조사 범위(⑤')를 통해 웨이퍼(③')상에 조사된다.

이 때, 웨이퍼(③')는 ⑥'와 같이 X, Y방향으로 이동하면서 웨이퍼(③')상의 점선으로 표시된 에지 영역이 노광되도록 한다. 웨이퍼(③')의 X, Y방향으로의 이동 경로는 도 2b에 도시된 바와 같이 한쪽 방향으로 이루어지는데, 이러한 이동 경로와 이동 위치는 주 노광처리시 설정된 정렬정보에 의해 조절된 광조사 범위(⑤')의 측면(Side)이 웨이퍼(③')상의 유효 영역의 테두리와 일치되도록 제어된다. 유효 영역은 도 1에 대한 설명에서 언급한 바와 같이 웨이퍼(③')상의 다수의 유효 칩이 형성된 영역이다.

도 3은 도 2를 통해 설명되고 있는 웨이퍼 에지 노광방식으로 운영되는 웨이퍼 에지 노광장치의 일실시예에 대한 기능 블럭도로서, 광원(301), 가변 슬릿(303), 웨이퍼 스테이지(305), 구동부(307), 제어부(309) 및 저장부(311)로 구성된다.

이와 같이 구성된 웨이퍼 에지 노광장치에서 광원(301)은 수은 램프와 같은 것으로 구성되어 웨이퍼(③')에 광을 조사하는 것이다.

가변 슬릿(303)은 광원(301)으로부터 균일하게 조사되는 노광광이 웨이퍼(③')상에 실제 조사되는 범위를 조절하는 광조사 범위 조절수단으로서의 역할을 수행한다. 본 발명에 따른 광조사 범위(도 2a에서의 T2)는 기설정된 정렬정보에 의해 가변적으로 결정되는데, 결정기준은 해당되는 웨이퍼(③')의 에지 영역의 폭보다 광조사 범위(T2)가 크게 설정되도록 한다. 예를 들어 해당되는 에지 영역의 폭이 도 2a에 도시된 E1일 경우에 T2는 E1보다 크게 설정되어야 한다. 이러한 광조사 범위에 대한 결정은 제어부(309)에서 이루어지고, 광조사 범위가 결정되면, 상응하는 제어신호가 제어부(309)로부터 가변 슬릿(303)으로 제공된다.

웨이퍼 스테이지(305)와 구동부(307)는 도 2a에 도시된 바와 같이 다수의 유효 칩만 형성된 웨이퍼(③')에 대한 에지 노광이 이루어지도록 웨이퍼(③')를 X, Y방향으로 이동하는 수단이다. 즉, 상술한 웨이퍼(③')가 웨이퍼 스테이지(305)에 탑재된 후, 후술할 제어부(309)로부터 이동방향 및 이동 위치에 대한 제어신호가 구동부(307)로 인가되면, 도 2의 설명에서 언급한 바와 같이 웨이퍼(③')의 유효 영역의 테두리와 광조사 범위(⑤')의 측면이 일치되도록 구동부(307)가 웨이퍼 스테이지(305)를 이동시켜 웨이퍼(③')를 이동한다. 유효 영역의 테두리와 일치되는 측면은 경우에 따라 4측면중 1측면 또는 2측면이 된다.

제어부(309)는 저장부(311)에 기저장되어 있는 해당 웨이퍼의 정렬정보를 참조하여 상술한 바와 같이 광조사 범위를 조절할 수 있는 제어신호를 가변 슬롯(303)으로 제공하고, 웨이퍼 스테이지(305)가 상술한 바와 같이 웨이퍼를 이동할 수 있도록 이동 경로 및 이동 위치정보를 구동부(307)로 제공한다.

저장부(311)에 저장되는 정렬정보는 해당되는 웨이퍼에 대한 주 노광(Main Exposure)이 시작되기 전에 실시되는 정렬이 끝나는 시점에서 동시에 저장된다.

도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 에지 노광방식의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면으로서, 가변 슬릿(303, ②') 대신 마스크(401)를 이용한 경우이다. 도 4에 도시된 마스크(401)는 에지(E2)만 크롬과 같은 것으로 코팅되고, 오픈 영역(Open Area, OA)은 사전에 파악된 해당 웨이퍼(③')의 정렬정보에 의해 사전에 결정되는데, 결정기준은 오픈 영역(OA)이 해당 웨이퍼(③')에 존재하는 에지 영역의 폭중 최대 폭보다 크게 설정되도록 한다. 예를 들어 해당 웨이퍼(③')상에서의 에지 영역의 최대 폭이 E1인 경우에 오픈 영역(OA)은 E1보다 크게 설정되어야 한다. 그리고, 웨이퍼(③')상의 유효 영역 테두리와 일치되는 오픈 영역 측면은 4측면(S1∼S4)중 1측면 또는 2측면이 된다. 이 오픈 영역(OA)이 실질적으로 웨이퍼(③')상의 광조사 범위가 된다.

이와 같은 마스크를 가변 슬릿(303) 대신 이용할 경우에, 웨이퍼 에지 노광장치는 도 5에 도시된 바와 같이 광원(501), 마스크(401), 웨이퍼 스테이지(503), 제어부(505), 저장부(507), 및 구동부(509)로 구성된다.

도 5에 도시된 바와 같이 웨이퍼 에지 노광장치가 구현될 경우에, 저장부(507)에는 도 3에서와 같은 시점에서 해당되는 웨이퍼의 정렬정보가 저장될 뿐아니라 설치된 마스크(401)의 오픈 영역(OA)에 대한 정보도 저장된다.

광원(501)은 도 3에서와 동일하게 마스크(401)측으로 노광광을 조사하고, 웨이퍼 스테이지(503)와 구동부(509)도 도 3에서와 같이 제어부(505)로부터 제공된 이동방향 및 이동 위치정보에 의해 구동되어 웨이퍼(③')를 이동시키나, 제어부(505)의 경우에는 저장부(507)에 저장되어 있는 정렬정보 및 마스크(401)에 대한 오픈 영역정보를 이용하여 구동부(509)로부터 제공될 이동 위치정보를 결정한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 웨이퍼의 에지 영역에 대한 노광처리를 유효 칩을 형성하기 위한 주 노광장치에 관여 없이 웨이퍼 에지 검출장치에서의 노광만으로 가능하도록 웨이퍼 에지 노광장치를 구현함으로써, 웨이퍼 에지 영역에 대한 중복 노광을 방지하고, 기존의 주 노광장치에서의 한 웨이퍼당 총 노광 소요시간에서 더미 패턴 형성에 따른 소요시간을 줄일 수 있어 웨이퍼의 생산성을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 실제 반도체 장치로 제조될 다수개의 유효 칩으로 구성된 유효 영역과 상기 유효 칩이 존재하지 않는 에지 영역으로 구분되는 웨이퍼에 대해 상기 에지 영역을 추가적으로 노광하는 웨이퍼 에지 노광장치에 있어서,

   상기 웨이퍼상에 광을 조사하는 광원;

   상기 웨이퍼상의 광조사 범위를 조절하는 광조사 범위 조절수단;

   상기 웨이퍼를 이동하는 웨이퍼 이동수단;

   기 설정된 정렬정보를 이용하여 해당되는 에지 영역의 폭보다 상기 광조사 범위가 크도록 상기 광조사 범위 조절수단을 제어하고, 상기 광조사 범위의 측면과 상기 웨이퍼상의 상기 유효 영역의 테두리가 일치하도록 상기 웨이퍼 이동수단의 이동경로 및 이동위치를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지 노광장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 광조사 범위 조절수단은 상기 제어부에 의해 제어되어 상기 광조사 범위를 가변적으로 조절하는 가변 슬릿으로 구성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지 노광장치.
3. 실제 반도체 장치로 제조될 다수개의 유효 칩으로 구성된 유효 영역과 상기 유효 칩이 존재하지 않는 에지 영역으로 구분되는 웨이퍼에 대해 상기 에지 영역을 추가적으로 노광하는 웨이퍼 에지 노광장치에 있어서,

   상기 웨이퍼상에 광을 조사하는 광원;

   상기 웨이퍼상의 광조사 범위가 상기 에지 영역의 최대 폭보다 크도록 오픈 영역이 설정된 마스크;

   상기 웨이퍼를 이동하는 웨이퍼 이동수단;

   기 설정된 정렬정보와 상기 마스크의 오픈 영역정보를 이용하여 상기 광조사 범위의 측면과 상기 웨이퍼상의 유효 영역의 테두리가 일치되도록 상기 웨이퍼 이동수단의 이동경로 및 이동위치를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지 노광장치.