KR100345071B1 - 웨이퍼 사전 정렬 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼 사전 정렬 방법을 개시한다. 개시된 본 발명은, 웨이퍼의 플랫 존에 2개의 투과홈을 형성하는데, 각 투과홈을 동일 방향을 향하면서 동일 크기로 형성한다. 이러한 웨이퍼를 발광부와 수광부 사이에 배치시킨 상태에서 회전시킨다. 발광부로부터 웨이퍼 가장자리로 빛을 조사한다. 발광부에서 조사된 빛은 웨이퍼 표면에서 반사되다가, 플랫 존 영역이 되면 각 투과홈을 통해 투과하여 수광부에 수광된다. 수광부에 빛이 수광된 위치를 웨이퍼의 플랫 존 위치로 인식한다.

Description

웨이퍼 사전 정렬 방법{method of pre-aligning wafer}

본 발명은 웨이퍼 사전 정렬 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 반도체 제조 공정이 실시되기 전에, 웨이퍼에 형성된 플랫 존을 공정 조건에 맞는 위치로 사전에 정렬하는 방법에 관한 것이다.

반도체 소자를 제조하는 일반적인 방법은 포토 리소그래피(photo lithography) 방법인데, 그 방법은 다음과 같은 단계로 이루어진다.

우선, 웨이퍼의 표면을 세척하여 웨이퍼 표면에 묻어 있는 미립자를 제거한후, 포토레지스트가 웨이퍼 표면에 잘 붙도록 하기 위해 웨이퍼 표면의 습기를 제거한다. 즉, 웨이퍼를 소수성 상태로 만든다. 또한, DCS 용제를 웨이퍼 표면에 도포하여 웨이퍼를 건조 상태로 만들어 접착성을 향상시킨다.

이와 같은 상태에서 포토레지스트를 스핀 코팅에 의한 방법으로 웨이퍼 표면에 코팅한다. 그 다음에 포토레지스트의 용제를 증발시키는 열처리 공정인 소프트 베이킹 공정이 수행되는데, 용제를 증발시키는 이유는, 용제가 포토 레지스트에 남아있으면 폴리머의 노광에 의한 화학 반응이 방해를 받으며, 또한 포토레지스트가 웨이퍼 표면에 잘 붙게 하기 위함이다.

이제 웨이퍼 표면에 코팅된 포토레지스트에 패턴을 형성하기 위해, 웨이퍼를 정확히 정렬시킨 다음, 노광시키는 공정이 수행된다. 이러한 노광 공정에서 미세한 패턴을 형성하는데 있어서 주요 제한은 노출 방사원의 파장, 즉 마스크 주변에서의 빛의 회절각이며, 이 회절각에 의해 포토레지스트의 패턴이 달라지게 된다. 일반적으로 노출광으로는 자외선을 사용한다.

이러한 정렬 및 노광 공정 후에 마스크에 있던 패턴은 포토레지스트에 옮겨지게 되는데, 이때 고분자화가 되지 못한 부분도 존재하므로 화공약품으로 이를 제거하는 현상 공정이 수행된다. 그 다음에 식각, 포토레지스트 제거, 확산 및 이온 주입, 증착, 금속 배선 공정을 거쳐서 원하는 소자가 완성된다.

이러한 리소그래피 공정 중에서, 노광 공정을 실시하기 전에 전술된 바와 같이 웨이퍼를 사전 정렬시키는 작업이 실시되어야 한다. 즉, 웨이퍼에는 직선 형태의 플랫 존이 형성되어 있고, 이러한 플랫 존이 공정 조건에 맞는 위치에 오도록웨이퍼를 회전시켜 정렬하는 작업이 실시된다.

도 1은 종래의 웨이퍼 사전 정렬 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)에는 직선 형태의 플랫 존(Z)이 형성되어 있다. 이러한 웨이퍼(W)를 회전시키면서 상부로부터 한 쌍의 발광부(1:LED)에서 빛이 하부로 조사된다. 웨이퍼(W) 하부에는 도 2에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 수광부(2)가 배치되어 있다.

발광부(1)로부터 웨이퍼(W)의 가장자리로 조사된 빛은 웨이퍼(W) 표면에서 반사되므로, 수광부(2)에 수광되지 않는다. 그러다가, 웨이퍼(W)가 회전되어 플랫 존(Z) 영역이 되면, 웨이퍼(W) 표면에서 반사되지 않고 수광부(2)로 투과되므로써, 수광부(2)에 수광된 광량으로 웨이퍼(W)의 플랫 존(Z) 위치가 인식된다. 이러한 방법으로 웨이퍼(W)의 플랫 존(Z) 위치를 인식하여, 노광 공정이 실시되기 전에 웨이퍼(W)를 사전 정렬하게 된다.

그런데, 종래의 사전 정렬 방법은 웨이퍼의 플랫 존 형상으로 인해 다음과 같은 문제점을 안고 있다.

종래의 플랫 존은 단순한 직선 형태이다. 따라서, 플랫 존에 조사된 빛은 도 2에서와 같이 반사 및 산란을 일으키게 되는데, 웨이퍼 표면에 증착된 물질에 따라 반사 및 산란 정도가 상이하다는 문제점이 있다.

이와 같이, 웨이퍼 표면에 증착된 물질에 따라 반사 및 산란 정도가 달라지게 되면, 수광부에서 광량을 정확하게 감지할 수가 없게 된다. 결과적으로, 웨이퍼가 정확한 위치로 사전 정렬되지 못하게 되는 심각한 문제점이 유발된다. 오정렬된 상태의 웨이퍼에 노광 공정이 실시되면, 웨이퍼 표면에 패턴을 정확하게 형성할 수가 없음은 물론이다.

더욱이, 노광 공정은 여러 번에 걸쳐서 진행되므로, 사전 정렬이 정확하게 이루어지지 않게 되면, 중첩 형성된 패턴의 오차는 더욱 커지게 된다.

본 발명은 상기된 종래 사전 정렬 방법이 안고 있는 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 플랫 존에서 수광부에 광량이 정확하게 감지되도록 하여, 웨이퍼 표면에 증착된 물질에 상관없이 웨이퍼를 정확하게 사전 정렬시킬 수 있는 웨이퍼 사전 정렬 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 웨이퍼 사전 정렬 방법을 설명하기 위한 도면.

도 2는 종래 사전 정렬 방법의 문제점을 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 사전 정렬 방법을 설명하기 위한 도면.

- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

W ; 웨이퍼 Z ; 플랫 존

10 ; 발광부 11 ; 수광부

20 ; 투과홈

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 사전 정렬 방법은 다음과 같다.

웨이퍼의 플랫 존에 2개의 투과홈을 형성하는데, 각 투과홈을 동일 방향을 향하면서 동일 크기로 형성한다. 이러한 웨이퍼를 발광부와 수광부 사이에 배치시킨 상태에서 회전시킨다. 발광부로부터 웨이퍼 가장자리로 빛을 조사한다. 발광부에서 조사된 빛은 웨이퍼 표면에서 반사되다가, 플랫 존 영역이 되면 각 투과홈을 통해 투과하여 수광부에 수광된다. 수광부에 빛이 수광된 위치를 웨이퍼의 플랫 존 위치로 인식한다.

상기된 본 발명의 구성에 의하면, 플랫 존에 형성된 투과홈을 통해 빛이 수광부에 수광되므로써, 수광부에 보다 많은 양의 빛이 수광된다. 따라서, 플랫 존에서 발생되는 반사 및 산란에 의한 영향은 무시될 정도로 수광부에 많은 양의 빛이 수광된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 사전 정렬 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도시된 바와 같이, 웨이퍼(W) 가장자리에는 직선 형태의 플랫 존(Z)이 형성되어 있다. 플랫 존(Z)에는 본 발명에서 제시되는 2개의 투과홈(20)이 형성되어 있다. 특히, 각 투과홈(20)은 동일 방향을 향하면서 동일 형상을 갖는다. 본 실시예에서는, 투과홈(20)을 직사각형 형태로 예시하였으나, 반드시 직사각형으로 한정되는 것은 아니다. 따라서, 투과홈(20)은 삼각형과 같은 다른 형상으로 형성할 수도 있음은 물론이고, 다만 2개가 모두 동일 방향을 향하면서 동일 형상인 것만은 제한된다.

이러한 웨이퍼(W)를 사전 정렬하는 방법을 이제부터 상세히 설명한다.

웨이퍼(W)를 발광부(10)와 수광부(11) 사이에 배치하고, 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 이어서, 발광부(10)에서 빛을 웨이퍼(W) 가장자리로 조사한다. 그러면, 빛은 웨이퍼(W) 표면에서 반사되므로, 수광부(11)로는 수광되지 않게 된다.

그러다가, 웨이퍼(W)가 더 회전하여 플랫 존(Z) 영역이 발광부(10)와 수광부(11)의 연직선상에 위치하게 되면, 빛은 웨이퍼(W)에 의해 차단되지 않고 수광부(11)로 입사하게 된다. 이때, 2개의 광원을 갖는 발광부(10)에서 조사된 빛은 플랫 존(Z)에 형성된 2개의 투과홈(20)을 통해서도 수광부(11)에 입사하게 되므로, 종래보다 수광부(11)에서 수광하는 빛의 양이 더욱 많아지게 된다.

수광부(11)에 빛이 수광되는 위치를 플랫 존(Z) 위치로 인식하게 되고, 이 위치로 웨이퍼(W)를 사전 정렬하여, 노광 공정을 실시하게 된다.

여기서, 종래 기술을 설명하면서 언급하였던 바와 같이, 본 발명에서도 빛은 플랫 존(Z)에서 반사 및 산란된다. 또한, 빛은 각 투과홈(20)의 내벽에서도 반사 및 산란된다. 그러나, 투과홈(20)을 통해서 수광부(11)에 입사되는 빛의 양이 종래보다 2배 정도 많아지게 되므로, 비록 반사 및 산란 현상을 일어나지만 그 양은 무시할 수 있을 정도가 될 것이다. 또한, 웨이퍼(W) 표면에 증착된 물질에 따라 반사 및 산란 정도가 달라지지만, 이 역시 수광부(11)에 입사되는 빛의 양이 절대적으로 많으므로 무시할 수 있을 정도로 미미하다는 것은 명백하다.

따라서, 보다 많은 양의 빛이 입사되는 수광부(11)에서 웨이퍼(W)의 플랫 존(Z) 위치를 정확하게 감지할 수가 있게 되므로, 후속 공정에서 웨이퍼(W) 표면에 형성되는 여러 패턴을 정확하게 형성할 수가 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 플랫 존에 형성된 투과홈에 의해 보다 많은 양의 빛이 수광부에서 수광되므로써, 웨이퍼 표면에 증착된 물질에 따라 플랫 존에서의 반사 및 산란 정도가 무시할 수 있을 정도가 된다.

따라서, 웨이퍼를 정확하게 사전 정렬하는 것이 구현되므로써, 패턴을 웨이퍼 표면에 정확하게 형성할 수가 있게 된다.

한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (1)

1. 웨이퍼의 플랫 존에 동일 크기를 갖는 2개의 투과홈을 동일 방향으로 형성하는 단계;

   상기 웨이퍼를 발광부와 수광부 사이에 배치한 상태에서 회전시키는 단계;

   상기 발광부로부터 웨이퍼 가장자리로 빛을 조사하는 단계; 및

   상기 발광부에서 조사된 빛이 웨이퍼의 플랫 존 영역에서 각 투과홈을 지나 상기 수광부로 입사되는 것을 감지하여, 상기 웨이퍼의 플랫 존 위치를 인식하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 사전 정렬 방법.