KR100577559B1 - 반도체소자 제조설비의 웨이퍼 척 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼 척 상에 오염된 이물질의 위치를 검출할 수 있도록 광원을 조명하는 웨이퍼 척 조명장치에 관한 것이다.

웨이퍼 척의 크리닝작업이 용이하도록 웨이퍼 척에 빛을 자동으로 조사하고, 손전등과 같은 도구를 사용하지 않고 웨이퍼 척에 빛을 자동으로 조사하여 설비 내부가 손상되는 것을 방지할 수 있는 본 발명의 반도체 제조설비의 웨이퍼 척 조명장치는, 상기 설비 내벽에 설치되어 백색광원을 발생하는 램프와, 상기 램프로부터 발생한 광원을 평행광원으로 변형시켜 상기 웨이퍼 척으로 투과시키는 콜리메이터 렌즈를 포함한다.

그리고 본 발명은 이물질의 위치를 검출하기 위해 손전등과 같은 도구를 사용하지 않게 되어 편리하게 이물질의 위치를 파악할 수 있으며, 또한 도구의 잘못 사용으로 인한 설비 내부가 파손되거나 오염되는 것을 방지할 수 있다.

웨이퍼 스테이지, 반도체 노광, 웨이퍼 척, 웨이퍼 척 크리닝, 이물질 위치검출

Description

반도체소자 제조설비의 웨이퍼 척 조명장치{WHITE LIGHT EQUIPMENT OF WAFER CHUCK FOR PRODUCTING SEMICONDUCTOR ELEMENT}

도 1은 종래의 반도체 제조용 노광장치의 웨이퍼 얼라인 광원장치 구성도

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 제조설비의 웨이퍼 척 조명장치의 사시도

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 제조설비의 웨이퍼 척 조명장치의 단면 구성도

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 노광설비의 웨이퍼 척에 광원을 조사하기 위한 램프구동을 위한 개략 구성도

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 커맨드을 선택하기 위한 화면 표시 상태도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10, 12: 제1 및 제2 할로겐램프 14: 제1 스코프

16: 제2 스코프 18: 레티클

삭제

삭제

삭제

20: 제3 스코프 22: 투영렌즈

삭제

삭제

본 발명은 반도체 제조설비의 웨이퍼 척 조명장치에 관한 것으로, 특히 웨이퍼 척 상에 오염된 이물질을 검출할 수 있도록 광원을 조명하는 웨이퍼 척 조명장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 웨이퍼에는 포토레지스트를 도포한 후, 그 포토레지스트를 선택적으로 제거함과 아울러 상기 반도체 웨이퍼를 식각하여 패턴을 형성하기 위해서는 상기 포토레지스트가 도포된 그 반도체 웨이퍼에 노광장치를 사용하여 그 포토레지스트를 제거하는 것이다.

이와 같은 노광장치는 집적도가 높은 반도체 소자를 제조하기 위해 0.3μm이상의 해상도와 적당한 초점심도(DEPTH-OF-FOCUS)가 필요하고, 이에 따라 서브하프미크론(Sub-half micron)패턴을 형성하기 위하여 많은 새로운 기술 등이 개발되고 있다. 이렇게 개발되고 있는 기술들은 광원의 파장을 줄인 엑시머 레이저를 이용하는 방법과 위상반전 마스크를 이용한 노광방법 및 사입자 조명방법(Tilted Illumination Method)과 같은 변형 조명 방법 등이 있으며, 이러한 변형 조명 방법이 미합중국 특허 5,445,587호에 개시되어 있다.

또한 상기와 같은 노광장치는 본원출원인에 1995년 12월 23일자로 출원되어 공개된 공개번호 1997-49053호에 개시되어 있다. 상기 공개번호 1997-49053호는 광원소스는 제1 광경로 변경미러를 통해 제1 및 제2 필터와 이들 사이에 위치한 입력렌즈를 투과한다. 이렇게 투과된 빛은 두 개의 렌즈와 릴레이 렌즈를 통해 투과되고 제2 광 경로 변경미러로 반사된다. 이때 두 개의 렌즈는 각각 U.V램프의 발광 시 아크(ARK)부위의 명암이 검게 나타나는 현상을 없애주고 전단의 렌즈를 투과한 빛을 균일하게 조사해 주는 렌즈이다. 상기 두 개의 릴레이 렌즈는 광원 초점을 조절하기 위한 것으로 두 개의 렌즈를 이용하여 결상촛점을 높이기 위해 사용한다. 그리고 제2 광경로 미러에서 반사된 빛은 광원을 균일, 평행하게 투과시키는 콘덴서렌즈와 레티클, 그리고 투영렌즈를 통과하여 스테이지 위에 위치한 웨이퍼에 노광된다.

그런데 이러한 노광장치에서 웨이퍼의 얼라인을 실행하기 위해서는 도 1과 같이 초 고온수은램프로부터 발생된 빛은 레티클(18)의 얼라인먼트를 위한 위치로 조사되고, 그 조사된 빛은 제3스코프(20)로 반사되어 레티클(18)의 기울어짐을 감지한다. 그리고 오토글로벌 얼라인먼트(Auto Global Alignment : AGA라함)계측을 하기 위해 제1 및 제2 할로겐램프(10, 12)가 설치되어 있다. 제1 할로겐램프(10)로부터 발생된 빛은 제1 스코프(14)를 통해 제1반사경(36)을 통해 반사되고, 제2 할로겐램프(12)로부터 발생된 빛은 제2 스코프(16)를 통해 제2반사경(38)을 반사된다. 상기 제1 및 제2 반사경(36, 38)을 통해 반사된 빛은 투영렌즈(22)를 통해 웨이퍼(26)의 얼라인먼트 마크에 조명되고, 그 얼라인먼트 마크로부터 반사된 빛은 다시 제1 및 제2 반사경(36, 38)을 통해 반사된다. 제1 및 제2 반사경(36, 38)을 통해 반사된 빛은 제1 및 제2 스코프(14, 16)로 전달되어 X-Y스테이지(24)의 기울어짐을 감지한다.

이러한 반도체 노광설비는 웨이퍼를 노광하기 위해 웨이퍼(26)를 착지하는 웨이퍼 척이 웨이퍼에 묻어 들어오거나 설비 내부에서 순환하는 각종 폴리머 등에 의한 이물질에 노출되어 있다. 웨이퍼 척은 이물질에 의해 오염되면 노광 시 국소적인 초점불량이 발생하여 패턴이 부분적으로 일그러지거나 무너지는 현상이 발생한다. 이러한 현상을 방지하기 위해 웨이퍼 척을 크리닝하여야 하는데, 노광설비 내부는 외부의 빛을 차단하여 어두우며 웨이퍼 척이 설치되어 있는 웨이퍼 스테이지는 웨이퍼를 로딩 또는 언로딩하는 대기위치에 있거나 초기위치에 있기 때문에 크리닝 작업을 하기 위해서는 작업하고자 위치로 웨이퍼 스테이지를 이동시켜야 한다. 상기 웨이퍼 스테이지는 웨이퍼 노광을 위해 웨이퍼 척을 전, 후, 좌, 우, 위아래, 기울기 등의 방향으로 이동하는 장치이다.

이때 웨이퍼 스테이지에 위치된 웨이퍼 척은 빛이 차단되어 어두운 상태이고, 외부에서 빛을 비추어야만 작업자가 육안으로 빛에 반사되는 웨이퍼 척 의 표면상태를 확인하여 이물질의 유무를 검출한다. 그런데 작업자가 손전등과 같은 도구를 이용하여 빛을 비추고 있기 때문에 이물질이 있는 위치를 검출하여 크리닝하기가 어렵고, 또한 손전등과 같은 도구를 잘못 사용하면 설비 내부가 손상되는 문 제가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 웨이퍼 척의 크리닝작업이 용이하도록 웨이퍼 척에 빛을 자동으로 조사하는 웨이퍼 척 조명장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 손전등과 같은 도구를 사용하지 않고 웨이퍼 척에 빛을 자동으로 조사하여 설비 내부가 손상되는 것을 방지할 수 있는 웨이퍼 척 조명장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 제조설비의 웨이퍼 척 조명장치는, 상기 설비 내벽에 설치되어 백색광원을 발생하여 웨이퍼 척으로 조사하는 램프를 포함함을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 반도체 제조설비의 웨이퍼 척 조명장치는, 상기 설비 내벽에 설치되어 백색광원을 발생하는 램프와, 상기 램프로부터 발생한 광원을 평행광원으로 변형시켜 상기 웨이퍼 척으로 투과시키는 콜리메이터 렌즈를 포함함을 특징으로 한다.

상기 콜리메이터 렌즈로부터 투과된 평행광원은 상기 웨이퍼 척 상의 이물질에 의해 난반사되어 작업자가 이물질의 위치를 파악한다.

상기 램프와 상기 콜리메이터 렌즈는 적어도 하나 이상 설치하는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 반도체 제조설비의 웨이퍼 척 조명장치는, 노광을 위한 웨이퍼를 탑재하는 웨이퍼 척이 장착되어 상기 웨이퍼 척을 크리닝 작업 위치로 이송하는 웨이퍼 스테이지와, 상기 설비의 내벽에 설치되어 백색광원을 발생하는 적어도 하나 이상을 갖는 램프와, 상기 램프로부터 조사된 광원을 평행광원으로 변형시켜 상기 웨이퍼 척으로 투과시키는 적어도 하나 이상을 갖는 콜리메이터 렌즈를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 웨이퍼 척 조명장치는, 노광을 위한 웨이퍼를 탑재하는 웨이퍼 척을 장착하고 있으며, 상기 웨이퍼 척을 전, 후, 좌, 우, 상, 하, 기울기 등의 방향으로 이동시켜 노광을 하기 위한 위치 또는 크리닝 작업 위치로 이송하는 웨이퍼 스테이지와, 상기 웨이퍼 척을 크리닝하기 위한 구동명령을 실행할 시 웨이퍼 스테이지를 크리닝 위치로 이동시킨 후 램프 구동신호를 출력하는 콘트롤러와, 상기 콘트롤러의 램프 구동신호에 의해 점등되어 광원을 발생하는 적어도 하나 이상을 갖는 램프와, 상기 콘트롤러의 제어에 의해 각종 커맨드를 선택하기 위한 화면을 표시하고 상기 화면상에서 선택된 커맨드를 상기 콘트롤러로 제공하는 모니터를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 반도체 제조설비의 웨이퍼 척 조명장치는, 상기 설비 내벽에 설치되어 백색광원을 발생하는 램프와, 상기 램프로부터 발생한 광원을 평행광원으로 변형시켜 상기 웨이퍼 척으로 투과시키는 콜리메이터 렌즈와, 상기 램프를 점/소등하기 위한 스위치를 포함함을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 제조설비의 웨이퍼 척 조명장치의 사시도이고,

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 제조설비의 웨이퍼 척 조명장치의 단면 구성도이다.

노광을 위한 웨이퍼를 탑재하는 웨이퍼 척(102)과,

상기 웨이퍼 척(102)이 장착되어 상기 웨이퍼 척(102)을 전, 후, 좌, 우, 상, 하, 기울기 등의 방향으로 이동시켜 노광을 하기 위한 위치 및 크리닝 작업 위치로 이송하는 웨이퍼 스테이지(100)와,

설비 내벽(112)과,

상기 설비내벽(112)의 일측에 설치된 제1 소켓(114)과,

상기 설비 내벽(112)의 타측에 설치된 제2 소켓(116)과,

상기 제1 및 제2 소켓(114, 116)에 각각 체결되어 백색광원을 발생하는 제1 및 제2 램프(108, 110)와,

상기 제1 및 제2 램프(108, 110)로부터 조사된 광원을 평행광원으로 변형시켜 상기 웨이퍼 척(102)으로 투과시키는 제1 및 제2 콜리메이터 렌즈(Collimator Lens)(104, 106)로 구성되어 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 노광설비의 웨이퍼 척에 광원을 조사하기 위한 램프구동을 위한 개략 구성도이다.

노광을 위한 웨이퍼를 탑재하는 웨이퍼 척(102)을 장착하고 있으며, 상기 웨이퍼 척(102)을 전, 후, 좌, 우, 상, 하, 기울기 등의 방향으로 이동시켜 노광을 하기 위한 위치 및 크리닝 작업 위치로 이송하는 웨이퍼 스테이지(100)와,

웨이퍼웨이퍼 척(102)을 크리닝하기 위한 구동명령을 실행할 시 웨이퍼 스테이지(100)를 크리닝 위치로 이동시킨 후 램프 구동신호를 출력하여 제1 및 제2 램프(108, 110)를 구동시키는 콘트롤러(120)와,

상기 콘트롤러(120)의 제어에 의해 각종 커맨드를 선택하기 위한 화면을 표시하고, 상기 화면상에서 선택된 커맨드를 상기 콘트롤러(120)로 제공하는 모니터(122)로 구성되어 있다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 커맨드을 선택하기 위한 화면 표시 상태도이다.

상술한 도 2 내지 도 5a 및 도 5b를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 동작을 상세히 설명한다.

콘트롤러(120)는 전원이 공급되고 있는 상태에서 모니터(122) 상에 도 5a와 같이 커맨드를 선택하기 위한 화면이 표시한다. 이때 작업자가 모니터(122)에 표시된 매뉴얼 동작(MANUAL OPERRATION) 커맨드를 선택하면 콘트롤러(120)는 도 5b와 같이 각종 커맨드를 실행하기 위한 서브 커맨드들을 표시한다. 그리고 작업자가 마 우스나 커서를 이용하여 화이트 라이트(WHITE LIGHT)커맨드를 선택하면 콘트롤러(100)는 웨이퍼 스테이지(100)를 구동하여 크리닝하기 위한 작업위치로 웨이퍼 척(102)을 이동시킨다. 상기 웨이퍼 척(102)이 크리닝하기 위한 작업위치로 이송이 완료되면 콘트롤러(120)는 제1 및 제2 램프(108, 110)를 자동으로 점등하도록 제어한다. 상기 제1 및 제2 램프(108, 110)가 점등되면 제1 및 제2 램프(108, 110)로부터 조사되는 광원이 제1 및 제2 콜리메이터 렌즈(104, 106)를 통해 평행광원으로 변형되어 상기 웨이퍼 척(102)으로 투과된다. 따라서 작업자는 웨이퍼 척(102) 상에 광원이 조사될 때 이물질(124)에 의해 난반사된 빛을 이용하여 이물질(124)의 위치를 정확하게 파악하여 크니링할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서는 웨이퍼 스테이지(100)를 크리닝 위치로 이동시킨 후 제1 및 제2 램프(108, 110)를 점등하도록 하였으나, 웨이퍼 스테이지(100)가 크리닝 위치로 이동된 후 작업자가 수동으로 스위치를 조작하여 제1 및 제2 램프(108, 110)를 점등하도록 하는 것도 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시 가능하다.

본 발명의 일 실시 예에서는 웨이퍼 스테이지(100)를 크리닝 위치로 이동시킨 후 제1 및 제2 램프(108, 110)를 점등하도록 하여 제1 및 제2 램프(108, 110)로부터 발생된 광원을 제1 및 제2 콜리메이터렌즈(104, 106)를 통해 평행광으로 변형하여 웨이퍼 척(102)으로 조사하고 있으나, 제1 및 제2 콜리메이터렌즈(104, 106)를 통하지 않고 제1 및 제2 램프(108, 110)로부터 발생된 광원을 직접 조사하는 것도 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시 가능하다.

상술한 바와 같이 본 발명은 반도체 소자 제조용 노광설비에서 스테이지를 구동시켜 웨이퍼 척을 크리닝할 위치로 이동시킨 후 램프를 점등시켜 웨이퍼 척 상으로 조사하여 이물질이 광원에 의해 난반사되는 빛을 이용하여 이물질의 위치를 작업자가 정확하게 파악하여 크리닝하므로, 이물질의 위치를 검출하기 위해 손전등과 같은 도구를 사용하지 않게 되어 편리하게 이물질의 위치를 파악할 수 있으며, 또한 도구의 잘못 사용으로 인한 설비 내부가 파손되거나 오염되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (13)

1. (삭제)
2. (삭제)
3. (삭제)
4. (삭제)
5. (삭제)
6. (삭제)
7. 노광을 위한 웨이퍼를 탑재하는 웨이퍼 척을 장착하고 있으며, 상기 웨이퍼 척을 전, 후, 좌, 우, 상, 하, 기울기 등의 방향으로 이동시켜 노광을 하기 위한 위치 또는 크리닝 작업 위치로 이송하는 웨이퍼 스테이지와,

   상기 웨이퍼 척을 크리닝하기 위한 구동명령을 실행할 시 웨이퍼 스테이지를 크리닝 위치로 이동시킨 후 램프 구동신호를 출력하는 콘트롤러와,

   상기 콘트롤러의 램프 구동신호에 의해 점등되어 광원을 발생하는 적어도 하나 이상을 갖는 램프와,

   상기 램프로부터 조사된 광원을 평행광원으로 변형시켜 상기 웨이퍼 척으로 투과시키는 적어도 하나 이상을 갖는 콜리메이터 렌즈와,

   상기 콘트롤러의 제어에 의해 각종 커맨드를 선택하기 위한 화면을 표시하고 상기 화면상에서 선택된 커맨드를 상기 콘트롤러로 제공하는 모니터를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 웨이퍼 척 조명장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 콜리메이터 렌즈로부터 투과된 평행광원은, 상기 웨이퍼 척 상의 이물질에 의해 난반사되어 작업자가 이물질의 위치를 파악함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 웨이퍼 척 조명장치.
9. (삭제)
10. (삭제).
11. (삭제)
12. (삭제)
13. (삭제)

Images