KR100497197B1 - 반도체 웨이퍼의 노광방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 웨이퍼의 노광공정후, 후노광 가열공정까지에 소용되는 웨이퍼 이송시간을 단축할 수 있는 방법을 제공하는 것으로, 반도체 웨이퍼의 노광방법은, 웨이퍼 표면의 점착성을 높이기 위해 표면처리를 실시하고; 표면처리된 웨이퍼의 표면에 감광제를 도포하고; 감광제가 도포된 웨이퍼를 소프트 베이킹하여 감광막을 형성하고; 소프트 베이킹된 웨이퍼를 스텝퍼의 스테이지에 안착시키고 프리 얼라인한 후, 상기 소프트 베이킹된 웨이퍼에 광원을 조사하여 웨이퍼 표면에 형성될 패턴에 대응되도록 감광막에 패턴을 형성하며, 웨이퍼의 이동없이 연속적으로 웨이퍼 가장자리에도 광원을 조사하여 노광을 실시하고; 노광을 실시한 후, 후노광 가열공정을 진행하여 웨이퍼를 하드 베이킹시키고; 하드 베이킹된 웨이퍼를 현상하여 감광막 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

반도체 웨이퍼의 노광방법{EXPOSING METHOD OF SEMICONDUCTOR WAFER}

일반적으로 반도체 제조공정 중 노광공정은 크게 표면처리와 감광막 형성이 이루어지는 공정과 스탭퍼에서 노광이 진행되는 공정으로 구분된다.

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반도체 기술의 발달에 따라 반도체 회로의 선폭은 점점 미세화되고 있으며 이에 따라 미세한 선폭을 구현할 수 있는 감광막 패턴을 형성하는 노광공정을 위해 디유브이(DUV:Deep UltraViolet) 파장을 이용하는 노광장비와 이 파장에 반응하는 감광제를 사용하게 되었다.

이러한 디유브이 노광과정에서 사용하는 감광제(photoresist)는 노광에 의해 산(acid) 생성이 시작되고, 후노광 가열(Post expose bake)이라 불리우는 열처리 과정을 통하여 산 생성의 증폭 및 생성된 산과의 반응에 의한 화학적 결합(crosslink)이 일어난다. 이 일련의 과정은 패턴의 선폭 및 모양에 가장 큰 영향을 끼치는 인자이다.

디유브이에 노광된 감광제와 산 사이의 접촉 공간에서의 암모니아(NH₃)와 아민류(amines) 오염이나, 불순물에 의해 발생된 가스에 의하여 생성된 산이나, 촉매에 의해 생성된 산을 중화시킴으로써 디유브이 과정을 방해하게 된다.

따라서 디유브이 파장을 이용한 공정에서 노광후, 후노광 가열공정까지의 시간은 항상 일정하고 신속하게 유지되어야 한다.

도 1은 종래 반도체 웨이퍼의 노광방법을 순서대로 도시한 블록도이다.

웨이퍼는 감광제의 도포 전에 표면의 점착성을 높이기 위해 표면처리를 한 후, 웨이퍼의 표면에 감광제를 도포한다.

감광제가 도포되면 일정온도로 기판을 가열하는 소프트 베이킹을 실시하여 기판에서 점착액과 도포된 감광제 내의 솔벤트를 제거하고 감광제를 노광에 적합한 상태로 형성한다.

소프트 베이킹된 기판은 스텝퍼 장비 부분에서 기판에 대한 프리얼라인(pre-align)을 실시하고 노광 마스크를 통해 광원에 노출시키는 노광을 실시한다.

이러한 노광 후에 웨이퍼 가장자리에 도포된 감광막을 제거하기 위해 웨이퍼 가장자리 노광을 실시한다. 이렇게 웨이퍼의 가장자리를 제거함으로써 트위져(tweezer)나 척(chuck)을 통해 노광공정 중에 웨이퍼를 잡아 옮기는 가장자리부분에서 잔류하는 감광제로 인하여 파티클을 형성되는 것을 방지한다.

웨이퍼 가장자리 노광이 종료되면 스텝퍼에서 웨이퍼를 빼내어 다시 트랙 라인으로 이동하여 노광된 감광막의 활성화 상태를 조절하기 위해 후노광가열(post exposure bake)를 실시한다. 이어서, 현상을 실시한다.

그러나 기존 공정에서는 스텝퍼에서 감광막 패턴 노광후 트랙 라인으로 웨이퍼를 이송시켜 웨이퍼 가장장리 영역의 감광막을 노광시킨 다음, 후노광 가열공정을 실시함으로 인하여 웨이퍼의 노광후에 후노광가열공정 도달시까지의 시간 지연 및 시간의 항상성 유지에 걸림돌이 된다.

또한 트랙 장비에 부착되어 있는 웨이퍼 가장자리 노광공정을 진행하는 유니트에서 추가적인 레이저를 사용함으로 인하여 스텝퍼에서 감광막 패턴 노광에 사용되는 레이져와 트랙의 웨이퍼 가장자리 노광 유니트의 레이저를 이중으로 관리해야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 웨이퍼의 노광공정후, 후노광 가열공정까지에 소용되는 웨이퍼 이송시간을 단축할 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 웨이퍼의 노광방법은, 웨이퍼 표면의 점착성을 높이기 위해 표면처리를 실시하고; 표면처리된 웨이퍼의 표면에 감광제를 도포하고; 감광제가 도포된 웨이퍼를 소프트 베이킹하여 감광막을 형성하고; 소프트 베이킹된 웨이퍼를 스텝퍼의 스테이지에 안착시키고 프리 얼라인한 후, 상기 소프트 베이킹된 웨이퍼에 광원을 조사하여 웨이퍼 표면에 형성될 패턴에 대응되도록 감광막에 패턴을 형성하며, 웨이퍼의 이동없이 연속적으로 웨이퍼 가장자리에도 광원을 조사하여 노광을 실시하고; 노광을 실시한 후, 후노광 가열공정을 진행하여 웨이퍼를 하드 베이킹시키고; 하드 베이킹된 웨이퍼를 현상하여 감광막 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.

그리고 상기 패턴 노광시의 광원과 웨이퍼 가장자리 노광시의 광원을 동일한 광원을 사용하는 것이 바람직하다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 반도체 에이퍼의 노광방법을 순서대로 도시한 블록도이다.

먼저 웨이퍼 표면의 점착성을 높이기 위해 표면처리를 실시한다.

그리고 스피너(spiner) 장비의 코터(coater) 등을 이용하여 표면처리된 웨이퍼의 표면에 감광제를 도포한다.

감광제가 도포되면 기판에서 점착액과 도포된 감광제 내의 솔벤트를 제거하고 감광제를 노광에 적합한 상태로 형성하기 위해 일정 온도로 기판을 가열하는 소프트 베이킹(soft baking)을 실시하여 감광막을 형성한다.

소프트 베이킹된 웨이퍼는 스텝퍼의 스테이지에 안착되고 프리 얼라인(Pre-align)된 후, 소프트 베이킹된 웨이퍼에 광원을 조사하여 웨이퍼 표면에 형성될 패턴에 대응되도록 감광막을 노광하며, 웨이퍼의 이동없이 연속적으로 웨이퍼 가장자리에도 광원을 조사하여 노광을 실시한다.

패턴 노광시의 광원과 웨이퍼 가장자리 노광시의 광원을 동일한 광원으로 사용함으로써 웨이퍼의 이동없이 짧은 시간에 웨이퍼 가장자리의 노광이 가능하다. 이때 웨이퍼 가장자리의 노광에 사용된 광원의 파장과 패턴의 노광시 사용된 광원의 파장은 동일하다.

이와 같이, 패턴 노광과 웨이퍼 가장자리 노광이 연속적으로 이루어지므로 두 노광 단계 사이의 시간차가 거의 없다.

이와 같이 웨이퍼의 패턴 노광과 가장자리 노광이 모두 진행되면, 후노광 가열공정을 진행하여 웨이퍼를 하드 베이킹시킨 후 현상한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 웨이퍼의 노광과 동시에 웨이퍼 가장자리 노광이 이루어지므로 트랙라인에서 스텝퍼로 이동하는 시간을 단축되고, 그 결과 시간이 지연되어 발생되는 여러 가지 문제점을 해소할 수 있게 된다.

또한 동일한 광원을 이용하여 감광막 패턴의 노광과 웨이퍼 가장자리의 노광을 동시에 실시함으로써 광원 관리를 일원화할 수 있게 된다.

도 1은 종래 반도체 웨이퍼의 노광방법을 순서대로 도시한 블록도이고,

도 2는 본 발명에 따른 반도체 에이퍼의 노광방법을 순서대로 도시한 블록도이다.

Claims (2)

1. 웨이퍼 표면의 점착성을 높이기 위해 표면처리를 실시하는 단계;

   상기 표면처리된 웨이퍼의 표면에 감광제를 도포하는 단계;

   상기 감광제가 도포된 웨이퍼를 소프트 베이킹하여 감광막을 형성하는 단계;

   상기 소프트 베이킹된 웨이퍼를 스텝퍼의 스테이지에 안착시키고 프리 얼라인한 후, 상기 소프트 베이킹된 웨이퍼에 광원을 조사하여 웨이퍼 표면에 형성될 패턴에 대응되도록 감광막에 패턴을 형성하며, 웨이퍼의 이동없이 연속적으로 웨이퍼 가장자리에도 광원을 조사하여 노광을 실시하는 단계;

   상기 노광을 실시한 후, 후노광 가열공정을 진행하여 웨이퍼를 하드 베이킹시키는 단계;

   상기 하드 베이킹된 웨이퍼를 현상하여 감광막 패턴을 형성하는 단계

   를 포함하는 반도체 웨이퍼의 노광방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 패턴 노광시의 광원과 웨이퍼 가장자리 노광시의 광원을 동일한 광원을 사용하는 반도체 웨이퍼의 노광방법.