KR100598261B1 - 노광기의 웨이퍼 외곽 포커싱 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 노광기의 웨이퍼 외곽 포커싱장치는 노광시 웨이퍼 로딩부(도시하지 않음)로부터 전달받은 웨이퍼(W)를 고정시키는 웨이퍼 홀더(10)와, 이 웨이퍼 홀더(10)에 인접하여 승강하도록 설치된 가이드 링(20)을 포함한다. 가이드 링(20)은 노광기가 최초에 웨이퍼의 중심부분으로 초점이 맞추어진 부분의 높이와 동일한 높이까지 수직으로 승강하므로, 웨이퍼(W) 노광을 위해, 웨이퍼 로딩부로부터 전달되어 웨이퍼 홀더(10)에 위치된 웨이퍼(W)는 진공홀(12)을 통해 흡착하여 고정되며, 샷이 노광되면서 웨이퍼의 외곽 샷에 도달한 경우, 그 동안 샷의 일부분만을 사용하던 센서를 웨이퍼의 내부 샷과 동일하게 사용할 수 있도록 노광기가 최초에 초점을 맞추어놓은 웨이퍼의 중심부분과 동일한 높이로 가이드 링(30)이 수직 상승하여 웨이퍼 외곽을 보완한다.

본 발명은 가이드 링을 이용하여 모든 샷이 안정된 포커스를 측정할 수 있게 한다. 이때 가이드 링의 z축 높이는 최초의 중심에서 측정되는 포커스의 높이와 동일하게 위치시킴으로서 외곽 샷을 가능한 유효한 초점범위내로 유도할 수 있게 되므로, 한정된 크기의 웨이퍼내에 보다 많은 칩을 생산할 수 있고, 사진공정을 실시할 때, 발생하는 불량을 개선하여 웨이퍼의 내부와 동일한 노광이 가능하므로 보다 많은 칩을 생산가능한 효과를 가진다.

Description

노광기의 웨이퍼 외곽 포커싱 장치{APPARATUS FOR FOCUCING WAFER'S CONTOUR IN A STEPPER}

도 1은 종래의 노광용 마스크를 이용한 노광후의 웨이퍼맵을 도시한 도면이고,

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 노광기의 웨이퍼 외곽 포커싱장치를 나타내는 개략도이고,

도 3은 도 2의 전면도이고,

도 4는 본 발명에 따른 노광기의 웨이퍼 외곽 포커싱 장치가 적용된 노광후의 웨이퍼 맵을 도시하는 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 웨이퍼 홀더 12 : 진공홀

14 : 메인 샷 영역 15 : 더미 샷 영역

16 : WEE 영역 30 : 가이드 링

본 발명은 노광기의 웨이퍼 외곽 포커싱 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게 는 웨이퍼와 동일한 높이로 수직이동이 가능한 가이드 링을 설치하여 설비가 최초 웨이퍼의 중심부분으로 초점을 맞추면 그 높이와 동일한 높이까지 수직상승하여 웨이퍼의 외곽을 보호할 수 있는 노광기의 웨이퍼 외곽 포커스 장치에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 반도체 사진공정이 발전함에 따라, 패턴의 미세화가 가속화되고 있다. 하지만, 패턴이 기본적으로 사각형의 모양을 가짐으로서, 포토 샷(photo shot)이 발생하는 어려움이 있다. 즉, 반도체 공정의 기초가 되는 웨이퍼는 원형을 띄고 있으나, 패턴의 기본 모양은 사각형을 기본으로 하고 있으므로, 웨이퍼의 외곽은 원형의 웨이퍼로 인하여 샷의 일부가 잘리게 되는 현상이 나타난다.

더구나, 웨이퍼는 급격히 대형화됨에 따라 제작비용 역시 커지는 상황에서, 웨이퍼를 사각으로 만들지 않는 이상, 웨이퍼의 외곽에서 샷이 잘림에도 불구하고, 그렇지 않은 샷과도 동일한 공정처리가 되도록 하는 것은 매우 곤란한 일이다.

특히 사진공정에 있어서, 노광을 실시하기 위해 초점을 맞추어야 하나 그 또한 사각형형태로 확인하도록 설계되어 있으므로, 웨이퍼의 외각에서는 정상적인 초점을 맞추기가 어려운 실정이다. 이로 인하여 초점심도를 벗어난 샷의 경우, 나머지 공정에 관계없이 불량품이 되고 만다.

따라서, 사진공정에서는 웨이퍼의 외곽 초점을 웨이퍼의 내부와 동일하게 처리하고자 많은 노력을 하고 있다.

이를 위하여 종래에는 축소 노광기를 사용하였다. 이 노광기는 모두 그 기본모양이 사각형이다. 따라서 초점을 맞추는 것도 한 개의 샷이 균일하게 노광될 수 있도록 샷의 크기만큼 사각형의 내부를 분리하여 확인하고 노광을 실시하였다. 그러나, 이러한 축소 노광기를 사용하더라도, 기본적으로 웨이퍼가 원형을 이루고 있는 이상 웨이퍼의 외곽에 걸쳐서 샷의 일부만이 노광되는 샷의 경우에는 정상적인 초점확인이 불가능하다는 문제가 있었다.

이에 최근에는 샷의 크기(필드)를 잘게 나누고 그 나눈 부분을 여러개의 센서가 동시에 초점을 확인하도록 고안되었으며, 그 속도를 빠르게 하기 위해 노광샷의 앞에 센서를 부착해 놓았다. 이에 따라 이전의 샷이 노광되는 동안 다음 샷은 이미 초점을 확인함으로써 출력이 많이 향상되었다.

도 1에는 종래의 노광용 마스크를 이용한 노광후의 웨이퍼맵을 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 실제 동작하는 모든 칩을 노광하는 메인 샷 영역(14)과, 웨이퍼 모서리 부분에 위치한 칩의 일부분만을 노광하는 더미샷 영역(Dummy shot)(15)과, 웨이퍼 모서리의 소정영역을 노광하는 WEE 영역(Wafer Edge Exposure)(16)이 형성된다. 하지만, 이러한 WEE 공정은 후속의 식각 공정 또는 확산 공정의 척(chuck)에 의해 주로 영향을 받지만 결과적으로는 WEE 공정도 빛을 사용하는 노광공정이기 때문에 웨이퍼 모서리에서는 더미샷 노광 및 WEE를 진행하는 한 이중 노광 효과가 발생되고 노광조건의 불안정성으로 인해 웨이퍼 모서리 패턴 CD(Critical Dimension)가 매우 작아지거나 디포커스로 인해 패턴 불량이 자주 발생한다.

이렇게 형성된 패턴 불량은 후속 식각, 화학적 기계적 연마 및 증착 공정에 서 파티클 소스(Particle source)로 작용할 가능성이 크며 셀 내부로 유입될 경우에는 칩의 동작 불량에 직접적인 영향을 미치게 되므로 생산성과 신뢰성을 악화시 키는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 이에 따라 안출된 것으로, 그 목적은 수직이동가능한 가이드 링을 이용하여 웨이퍼 외곽의 초점이 웨이퍼의 내부와 동일하게 맞추어 질 수 있도록 한 노광기의 웨이퍼 외곽 포커싱 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 노광기의 웨이퍼 외곽 포커싱 장치는 노광시 웨이퍼 로딩부로부터 전달받은 웨이퍼를 고정시키는 웨이퍼 홀더와, 이 웨이퍼 홀더에 인접하되, 상기 노광기가 최초의 웨이퍼의 중심부분으로 초점을 맞추었을 때, 상기 초점이 맞추어진 부분의 높이와 동일한 높이까지 수직으로 승강가능하도록 설치된 가이드 링을 포함한다.

본 발명에 의하면, 가이드 링의 z축 높이는 최초의 중심에서 측정되는 초점의 높이와 동일하게 위치시킴으로서 외곽 샷이 가능한 유효한 초점 범위내에 유도할 수 있는 효과를 가진다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 노광기의 웨이퍼 외곽 포커싱 장치를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 노광기의 웨이퍼 외곽 포커싱 장치를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이 본 발명의 웨이퍼 외곽 포커싱 장치는 노광시 웨이퍼 로딩부(도시하지 않음)로부터 전달받은 웨이퍼(W)를 고정시키는 웨이퍼 홀더(10)와, 이 웨이퍼 홀더(10)에 인접하여 승강하도록 설치된 가이드 링(30) 을 포함한다.

정전기를 고려한 세라믹 성분으로 제작되는 웨이퍼 홀더(10)는 전체적인 크기가 웨이퍼(W)를 포함할 수 있는 크기를 가지는 원판상으로, 그 상면에 진공홀(12)과 안착홈(20)이 제공된다. 진공홀(12)은 웨이퍼 홀더(10)에 소정의 간격으로 이격된 동심원상에 중심부부터 방사방향으로 다수개 형성되며, 이러한 방사방향 진공홀(12)의 마지막 진공홀(12)의 외측에 안착홈(20)이 위치된다.

안착홈(20)은 도 3을 참조하면, 안착되는 웨이퍼(W) 두께 정도의 깊이를 가지며, 홈 내측면으로 소정의 각도를 가지며 경사져 있는 경사면(22)으로 구성된다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 가이드 링(30)은 노광기가 최초의 웨이퍼의 중심부분으로 초점을 맞추었을 때, 상기 초점이 맞추어진 부분의 높이와 동일한 높이, 즉 점선으로 도시된 높이(L)까지 수직으로 승강한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 웨이퍼 외곽 포커싱 장치는 다음과 같이 작동한다.

웨이퍼(W)를 노광하기 위하여, 먼저, 웨이퍼 로딩부(도시하지 않음)로부터 웨이퍼(W)를 전달받아서 노광시, 웨이퍼(W)를 웨이퍼 홀더(10)에 고정시키게 된다. 즉, 웨이퍼 홀더(10)의 상측에 위치된 웨이퍼(W)는 진공홀(12)을 통해 흡착하여 고정시킨다.

이후, 샷이 노광되면서 웨이퍼의 외곽 샷에 도달한 경우, 그 동안 샷의 일부분만을 사용하던 센서를 웨이퍼의 내부 샷과 동일하게 사용할 수 있도록 노광기가 최초에 초점을 맞추어놓은 웨이퍼의 중심부분의 높이와 동일한 높이로 가이드 링(20)이 수직 상승하여 웨이퍼 외곽을 보완한다.

도 4에는 본 발명의 노광기의 웨이퍼 외곽 포커싱 장치를 적용한 노광후의 웨이퍼 맵을 도시하고 있다. 도4에 도시된 바와 같이, 실제 동작하는 모든 칩을 노광하는 메인 샷 영역(24)과, 웨이퍼 모서리 부분에 위치한 칩의 일부분만을 노광하는 더미샷 영역(Dummy shot)(25)과, 웨이퍼 모서리의 소정영역을 노광하는 WEE 영역(Wafer Edge Exposure)(26)이 형성된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 노광기의 웨이퍼 외곽 포커싱장치는 기존에 비정상적으로 측정되던 초점이 가이드 링을 이용할 경우, 모든 샷이 안정된 포커스를 측정할 수 있게 된다. 이때 가이드 링의 z축 높이는 최초의 중심에서 측정되는 포커스의 높이와 동일하게 위치시킴으로서 외곽 샷을 가능한 유효한 초점범위내로 유도할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명은 한정된 크기의 웨이퍼내에 보다 많은 칩을 생산할 수 있는 것으로, 사진공정을 실시할 때, 웨이퍼의 외곽에서 비정상적으로 초점이 측정되어 노광되므로서 발생하는 불량을 개선하여 웨이퍼의 내부와 동일한 노광이 가능하므로 보다 많은 칩을 생산가능하므로, 생산성이 향상되는 효과를 가진다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 노광기의 웨이퍼 외곽 포커싱장치는 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변경내지 변형 실시가 가능한 범위까지 명의 기술적 정신에 포함된다고 보아야 할 것이다.

Claims (1)

1. 노광기의 웨이퍼 외곽 포커싱장치에 있어서,

   노광시 웨이퍼 로딩부로부터 전달받은 웨이퍼를 고정시키는 웨이퍼 홀더와,

   상기 웨이퍼 홀더에 인접하되, 승강가능하도록 설치된 가이드 링을 포함하되,

   상기 노광기가 최초에 웨이퍼의 중심부분에 초점을 맞추고, 샷이 노광되면서 웨이퍼의 외곽 샷에 도달하는 경우, 상기 최초에 초점이 맞추어진 웨이퍼의 중심부분의 높이와 동일한 높이로 상기 가이드 링이 수직상승하는 것을 특징으로 하는 노광기의 웨이퍼 외곽 포커싱장치.

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