KR100632628B1

KR100632628B1 - 반도체 제조 장치

Info

Publication number: KR100632628B1
Application number: KR1020000070616A
Authority: KR
Inventors: 고동호
Original assignee: 주식회사 하이닉스반도체
Priority date: 2000-11-25
Filing date: 2000-11-25
Publication date: 2006-10-09
Also published as: KR20020040928A

Abstract

본 발명은 웨이퍼 에지부의 포토레지스트를 효율적으로 노광하기 위한 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 외부로부터 입사되는 UV빔에서 일정한 크기의 파장을 갖는 성분만을 투과시키는 파장 필터와, 장비 내부에서 상기 파장 필터와 동등한 수직 레벨에 형성되며 상기 파장 필터를 통과한 UV빔을 대상물에 조사하기 위한 통로인 개구부와, 상기 파장 필터를 통과한 광을 집광시키기 위한 렌즈 조합부와, 노광 대상물의 초점 거리를 측정하여 상기 렌즈 조합부를 컨트롤하기 위한 렌즈 보정 조합부로 구성된다.

WEE(Wafer Edge Exposure)

Description

반도체 제조 장치{Apparatus for Manufacturing Semiconductor Device}

도 1a 내지 도 1f는 일반적인 포토레지스트 패터닝 공정을 나타낸 단면도

도 2는 종래의 반도체 제조 장치의 개략도

도 3은 종래의 반도체 제조 장치를 이용하여 형성한 패턴의 프로파일을 나타낸 도면

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 개략도

도 5는 본 발명의 반도체 제조 장치를 이용하여 형성한 패턴의 프로파일을 나타낸 도면

도면의 주요 부분에 대한 부호 설명

21 : UV빔 22 : 광섬유

23 : 파장 필터 24 : 개구부(Aperture)

25 : 렌즈 보정 조합 26 : 렌즈 조합

27 : 웨이퍼 28 : 포토레지스트

본 발명은 반도체 장비에 관한 것으로 특히, 노광시 웨이퍼 에지부의 포토레 지스트를 노광하는 WEE(Wafer Edge Exposure) 공정에서 사용되는 장치 변경을 통하여 소자의 생산 수율을 향상시키기 위한 반도체 제조 장치에 관한 것이다.

도 1a 내지 도 1f는 일반적인 웨이퍼 에지부 노광(WEE : Wafer Edge Exposure) 공정을 나타낸 도면이다.

우선, 도 1a에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(1)를 반도체 장비에 로딩(Loading)한다.

그리고, 도 1b에 도시된 바와 같이 상기 웨이퍼(1)상에 포토레지스트(2)를 도포하고, 도 1c에 도시된 바와 같이 세정(Rinse) 공정으로 상기 웨이퍼(1) 에지(edge)부의 포토레지스트(2)를 소정 부분 제거한다.

그리고, 도 1d에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼(1)를 선택적으로 노출시키는 제 1 마스크(3)를 이용하여 상기 웨이퍼(1)에 UV(Ultraviolet)빔을 조사하여 상기 포토레지스트(2)를 노광한다.

이어, 도 1e에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼(1) 에지부를 노출시키는 제 2 마스크(4)를 이용하여 상기 웨이퍼(1)에 UV(Ultraviolet)빔을 조사하여 상기 웨이퍼(1) 에지부의 포토레지스트(2)를 노광한다.

이후, 현상 공정으로 상기 노광된 포토레지스트(2)를 현상하여 도 1f와 같은 포토레지스트 패턴(2a)을 형성한다.

상기 포토레지스트 패턴(2a)에서 A 영역은 상기 제 1 노광 마스크(3)를 이용한 노광 공정으로 패터닝되는 부분이고, B 영역은 상기 세정 공정 및 상기 제 2 노광 마스크(4)를 이용한 노광 공정으로 패터닝되는 부분이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 반도체 제조 장치를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 종래의 반도체 제조 장치의 개략도이고, 도 3은 종래의 반도체 제조 장치를 이용하여 형성한 패턴의 프로파일을 나타낸 도면이다.

종래 기술에 따른 반도체 제조 장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 외부로부터 UV빔(11)이 입사되는 광섬유(Optical Fiber)(12)와, 상기 광섬유(12)에 연결되며 상기 UV빔(11)에서 일정한 크기의 파장을 갖는 성분만을 선택적으로 투과시키는 파장 필터(Wavelength Filter)(13)와, 상기 파장 필터(13)를 통과한 상기 UV빔(11)을 집광하는 집광 렌즈(Condenser Lens)(14)와, 상기 집광 렌즈(14) 하부에 구비되며 상기 집광 렌즈(14)를 통과한 광을 노광 대상물에 조사하기 위한 통로인 개구부(15)로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 종래 기술에 따른 반도체 제조 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

외부에서 입사되는 UV빔(11)은 상기 광섬유(12)를 통해 파장 필터(13)에 전달되고, 상기 UV빔(11)에서 일정한 크기의 파장을 갖는 성분만이 상기 파장 필터(13)를 통과한다.

이어, 상기 파장 필터(13)를 통과한 UV빔(11)은 상기 집광 렌즈(14)를 통해 집광되게 되고, 개구부(15)를 통하여 노광 대상물인 웨이퍼(16) 에지(Edge)부에 조사된다.

이때, 상기 웨이퍼(16)는 세정 공정 및 패턴 형성을 위한 노광 공정을 마친 상태이며, 상기 세정 공정에서 상기 웨이퍼(16) 에지부의 포토레지스트(17)가 일정 부분 제거된 상태이다.

상기한 종래 기술을 이용하여 노광된 포토레지스트(17)를 현상한 포토레지스트 패턴(17a)은 도 3과 같은 프로파일을 갖는다.

즉, 상기 포토레지스트 패턴(17a)의 슬롭(Slope)의 너비가 넓고, 그로 인하여 슬롭 하부 가장지리의 일부가 떨어져 나아가 파티클(Particle)이 형성되었다.

그러나, 상기와 같은 종래의 반도체 제조 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

웨이퍼 표면 상태, 서브 필름(Sub-film) 및 포토레지스트의 단차 등을 고려하지 않고 단일 초점의 노광 에너지를 이용함으로써 초점이 어긋났을 때, 웨이퍼 에지부 포토레지스트의 슬롭 너비가 넓어지는 현상 등으로 인하여 포토레지스트 파티클(particle)이 발생되어 패턴의 불량이 유발되며, "레이보우(Rainbow) 현상"이 나타나기도 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 노광 장치의 구조 개선을 통하여 포토레지스트 패턴의 불량을 방지하므로써 최종 생산 수율을 향상시킬 수 있는 반도체 제조 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 제조 장치는 외부로부터 입사되는 UV빔에서 일정한 크기의 파장을 갖는 성분만을 투과시키는 파장 필터 와, 장비 내부에서 상기 파장 필터와 동등한 수직 레벨에 형성되며 상기 파장 필터를 통과한 UV빔을 대상물에 조사하기 위한 통로인 개구부와, 상기 파장 필터를 통과한 광을 집광시키기 위한 렌즈 조합부와, 노광 대상물의 초점 거리를 측정하여 상기 렌즈 조합부를 컨트롤하기 위한 렌즈 보정 조합부로 구성됨을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 반도체 제조 장치를 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 개략도이고, 도 5는 본 발명의 반도체 제조 장치를 이용하여 형성한 패턴의 프로파일을 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 구성은 도 4에 도시된 바와 같이, 외부로부터 UV빔(21)이 입사되는 광섬유(22)와, 상기 광섬유(22)에 연결되며 상기 UV빔(21) 중에 일정한 크기의 파장을 갖는 성분만을 선택적으로 투과시키는 파장 필터(23)와, 상기 파장 필터(23)와 동등한 수직 레벨에서 형성되며 상기 파장 필터(23)를 통과한 UV빔(21)을 외부에 조사하기 위한 통로인 개구부(24)와, 노광 대상물과의 초점 거리 및 노광 대상물의 표면 상태에 대한 데이터를 검출하기 위한 렌즈 보정조합(25)과, 상기 렌즈 보정조합(25)에 의하여 컨트롤되며 상기 파장 필터(23)를 통과한 UV빔(21)을 집광하여 노광 대상물에 조사하는 렌즈 조합(26)으로 구성된다.

여기서, 상기 렌즈 보정조합(25)은 노광 대상물에 광을 조사하는 발광부(25a)와, 노광 대상물의 표면에서 반사되는 상기 발광부(25a)의 광을 검출하기 위한 수광부(25b)를 갖는다.

상기와 같이 구성되는 반도체 제조 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

우선, 파장 필터(23)는 광섬유(22)를 통해 입사되는 UV빔(21)에서 일정한 크기의 파장을 갖는 성분만을 투과시킨다.

그리고, 상기 렌즈 보정조합(25)은 발광부(25a)를 통해 포토레지스트(28)가 도포된 웨이퍼(27)에 광을 조사하고, 상기 수광부(25b)에서 상기 웨이퍼(27)의 표면에서 반사된 상기 발광부(25a)로부터의 광을 감지하므로써 웨이퍼(27) 표면 상태, 서브 필름, 포토레지스트 단차 등을 고려한 초점 거리를 검출한다.

이때, 상기 웨이퍼(27)는 세정 공정 및 패턴 형성을 위한 노광 공정을 마친 상태이며, 상기 세정 공정에서 상기 웨이퍼(27) 에지부의 포토레지스트(28)가 일정 부분 제거된 상태이다.

그리고, 상기 렌즈 보정조합(25)은 측정된 초점 거리 데이터에 따라서 상기 렌즈 조합(26)이 컨트롤한다.

그리고, 상기 파장 필터(23)를 통과한 UV빔(21)이 렌즈 조합(26)을 통하여 상기 웨이퍼(27)에 조사되게 된다.

상기한 본 발명의 반도체 제조 장치를 이용하여 형성된 포토레지스트(28)를 현상한 포토레지스트 패턴(28a)은 도 5에 도시된 바와 같이, 에지부의 슬롭(Slope) 너비가 좁게 형성되고, 파티클과 같은 불량 프로파일이 발생되지 않는다.

상기와 같은 본 발명의 반도체 제조 장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 웨이퍼 에지부 노광시에 렌즈 보정 조합을 이용하여 서브 필름의 두께 차이, 연마 공정 이후의 단차 차이 그리고 포토레지스트의 두께 차이 등의 웨이퍼 에지부의 표면 상태를 반영함으로써 노광 공정의 초점 거리를 최적화시키어 패턴의 질을 향상시킬 수 있다.

둘째, 개구부를 장치의 상부에 배치하여 버티컬(Vertical)한 광을 만들어 웨이퍼 에지부의 포토레지스트 슬롭(Slope)의 너비를 줄이므로써 파티클 생성으로 인한 패턴 불량을 줄이여 소자의 수율을 향상시킬 수 있다.

Claims

외부로부터 입사되는 UV빔에서 일정한 크기의 파장을 갖는 성분만을 투과시키는 파장 필터와;

장비 내부에서 상기 파장 필터와 동등한 수직 레벨에 형성되며 상기 파장 필터를 통과한 UV빔을 대상물에 조사하기 위한 통로인 개구부와;

상기 파장 필터를 통과한 광을 집광시키기 위한 렌즈 조합부와;

노광 대상물의 초점 거리를 측정하여 상기 렌즈 조합부를 컨트롤하기 위한 렌즈 보정 조합부로 구성됨을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 렌즈 조합부는 노광 대상물에 광을 조사하는 발광부와;

웨이퍼 표면에서 반사되어 상기 렌즈 조합부로 입사되는 상기 발광부로부터의 광을 감지하기 위한 수광부로 구성됨을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.