KR100727848B1 - 기판 가장자리 노광 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 표면에 포토레지스트를 도포한 후 가장자리 부분만을 별도로 노광 처리하는 기판 가장자리 노광 장치에 관한 것이다. 본 발명의 노광 장치는 광원으로부터 빛을 받아 기판의 가장자리로 빛을 조사하는 렌즈부를 포함하되, 렌즈부는 다수의 광학부재들이 배치된 원통형의 하우징과, 기판 가장자리를 노광하는 과정에서 발생되는 이물질들이 기판의 가장자리와 인접한 하우징 안으로 유입되는 것을 방지하기 위한 퍼지부를 포함할 수 있다. 이와 같은 본 발명의 노광 장치는 렌즈부의 오염을 방지할 수 있다.

Description

기판 가장자리 노광 장치{APPARATUS FOR EXPOSING THE EDGE OF A SUBSTRATE}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 가장자리 노광 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 렌즈부의 단면도이다.
도 3은 렌즈부의 요부 확대도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
110 : 척
120 : 척 회전부
130 : 노광부
140 : 렌즈부
150 : 퍼지부
본 발명은 노광 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 기판 표면에 포토레지스트를 도포한 후 가장자리 부분만을 별도로 노광 처리하는 기판 가장자리 노광 장치 에 관한 것이다.
반도체 장치 제조 공정에는 기판에 물질막을 적층하고 패터닝을 실시하는 단계가 반복적으로 이루어진다. 패터닝은 통상 물질막 위에 식각 마스크로서 포토레지스트 패턴을 형성하는 포토리소그래피(photo lithograph) 공정과 식각 마스크가 형성된 기판에 식각물질을 작용시켜 부분적으로 물질막을 제거하는 식각 공정으로 이루어진다. 포토리소그래피를 위해서 포토레지스트막을 물질막 위에 형성하고 포토 마스크를 통해 기판을 칩(chip)별로 광원의 빛에 노출시키는 노광 공정은 스탭퍼(stepper)나 스캐너(scanner)에서 이루어진다. 기타 포토리소그래피를 위한 포토레지스트막 적층, 베이크, 현상, 세정은 스피너(Spinner) 장비에서 이루어진다. 스피너 장비의 일부에는 별도로 기판의 주변부를 일정 폭으로 노광시키는 기판 가장자리 노광(wafer edge exposure) 유닛이 구비된다. 기판 가장자리 노광은 기판 가장자리에 잔류된 포토레지스트막이 후속 공정을 통해 파티클원이 되는 것을 방지하기 위함이다.
기판 가장자리 노광을 위한 장치는 빛을 발생시키는 램프와, 램프에서 발생한 빛을 유도하여 기판 가장자리로 인도하는 광 화이버 그리고 기판의 가장자리에 광 상태로 조사하도록 상기 광 화이버의 끝단에 설치되는 렌즈부로 구성된다.
상기 렌즈부는 광 화이버가 상단에 연결된 하우징과, 이 하우징에 내재되고, 광 화이버에서 전달된 빛이 기판의 가장자리로 포커싱 되도록 다수의 렌즈를 적층하여 구성된 렌즈군으로 이루어진다.
이러한 기판 가장자리 노광 장치에서는 노광 과정에서 기판 표면의 포토레지 스트가 광(자외선)에 반응하면서 흄(fume)이 발생된다. 이와 같이 발생된 흄은 렌즈면과 마스크 후드의 모서리 부분을 오염시키게 되고, 심한 경우 광의 경로를 가리게 되어 프로파일 불량(profile bad)에 의한 공정 불량을 유발시킨다. 이러한 문제를 최소화하기 위해서는 주기적으로 흄으로 오염된 렌즈와 마스크 후드 등을 세정(또는 교체)해주어야 하는 불편함을 감수해야 한다.
본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 렌즈의 오염을 최소화 할 수 있는 새로운 형태의 기판 가장자리 노광 장치를 제공하는데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 기판 가장자리 노광 장치는 광원과; 상기 광원으로부터 빛을 받아 기판의 가장자리로 빛을 조사하는 렌즈부를 포함하되; 상기 렌즈부는 다수의 광학부재들이 배치된 원통형의 하우징과; 기판 가장자리를 노광하는 과정에서 발생되는 이물질들이 기판의 가장자리와 인접한 상기 하우징 안으로 유입되는 것을 방지하기 위한 퍼지부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 퍼지부는 상기 하우징의 끝단부에 형성되어 퍼지 기체를 분사하는 샤워홀들; 및 상기 샤워홀들을 통해 분사되는 퍼지용 기체를 공급하는 공급부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 샤워홀들은 퍼지용 기체를 기판의 중심방 향에서 가장자리 방향으로 분사할 수 있다.
발명의 실시예에 따르면, 상기 하우징은 상기 광학부재들 사이에 공간들이 형성되며,
상기 하우징의 공간들은 퍼지용 기체로 충진될 수 있다.
발명의 실시예에 따르면, 상기 하우징은 상기 광학부재들 사이에 형성되는 공간들과 상기 공간들을 연결하는 통로들을 포함하며, 상기 퍼지부는 상기 하우징의 공간들 중 적어도 하나의 공간으로 퍼지용 기체를 공급하는 공급부; 상기 하우징의 공간들을 경유한 퍼지용 기체가 상기 하우징의 끝단부에서 기판의 중심방향에서 가장자리 방향으로 분사되도록 상기 하우징에 형성되는 제1샤워홀들을 포함할 수 있다.
발명의 실시예에 따르면, 상기 퍼지부는 상기 하우징의 공간들을 경유한 퍼지용 기체가 상기 하우징의 최하단에 위치된 광학부재 아래에서 분사되도록 상기 하우징에 형성되는 제2샤워홀들을 더 포함할 수 있다.
예컨대, 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 3을 참조하면서 보다 상세히 설명한다. 상기 도면들에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해 서는 동일한 참조번호가 병기되어 있다.
본 발명의 기본적인 의도는 광학부재들의 오염을 방지할 수 있는 렌즈부를 갖는 노광장치를 제공하는데 있으며, 이를 달성하기 위하여, 본 발명의 노광장치는 렌즈부의 하우징 끝단부에 에어커튼을 위한 퍼지부를 갖는데 그 특징이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 가장자리 노광 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 2는 도 1에 도시된 렌즈부의 단면도이다. 도 3은 렌즈부의 요부 확대도이다.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 기판 가장자리 노광 장치(100)는, 척(chuck)(110), 척 회전부(chuck rotating part)(120), 그리고 노광부(exposure part)(130)를 가진다.
척(110)은 공정이 수행되는 기판(W)가 안착되는 부분이며 원판의 형상을 가진다. 척(110) 아래에는 척(110)을 지지하는 지지대(112) 및 지지대(112)를 회전시키는 스테핑 모터(stepping motor)와 같은 척 회전부(120) 위치된다. 지지대(112) 내에는 기판(W)를 척(110) 상에 흡착하기 위한 진공라인이 형성될 수 있다. 이와 달리 기판은 기계적인 수단으로 척 상에 고정될 수 있다.
노광부(130)는 척(110)에 안착된 기판(W)의 가장자리 포토레지스트(PR) 부분을 노광하는 부분으로 빛을 발생시키는 광원부(light source part)(132), 광 화이버(light fiber)(134), 그리고 빛을 광 화이버(134)로부터 전달받아 기판(w)의 가장자리 부분에 조사하는 렌즈부(lens part)(140)로 구성된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 렌즈부(140)는 원통형의 하우징(142)을 갖는다. 하우징(142)의 상단에는 광화이버(134)가 연결되며, 하우징(142)의 내부에는 광 화이버(134)에서 전달된 빛이 기판(W)의 가장자리 부분에 포커싱 되도록 다수의 광학부재(144)(렌즈, 마스크 등)가 순차적으로 설치되어 있다. 이처럼, 하우징(142)에는 광학부재(144)들 사이로 제1-5공간부들(a,b,c,d,e,)이 제공되며, 이들 공간부들(a,b,c,d,e,)은 하우징(142)에 형성된 유체통로(a1,b1,c1,d1)들을 통해 서로 연결된다.
렌즈부(140)는 기판 가장자리를 노광하는 과정에서 발생되는 이물질들(노광 과정에서 기판 표면의 포토레지스트가 광(자외선)에 반응하면서 발생되는 흄(fume))이 기판의 가장자리와 인접한 하우징(142) 내부로 유입되는 것을 방지하기 위한 퍼지부(150)를 갖는다.
퍼지부(150)는 퍼지용 기체(질소가스 등과 같은 불활성가스)를 공급하는 공급라인(153)과, 공급라인(153)상에 설치되는 필터(154)등을 갖는 공급부(152)와 제1,2샤워홀(156,158)들을 갖는다. 공급부(152)의 공급라인(153)은 하우징(142)의 공간들 중 최상단에 위치되는 제1공간(a)으로 퍼지용 기체를 공급하기 위해 하우징(142)의 상단부에 연결된다. 하우징(142)의 상단부에는 공급부(152)의 공급라인(153)으로부터 퍼지용 기체를 공급받기 위한 관통공(142a)이 형성된다. 이렇게, 제1공간(a)으로 공급된 퍼지용 기체는 유체통로(a1)를 통해 제2공간(b)-유체통로(b1)-제3공간(c)-유체통로(c1)-제4공간(d)-유체통로(d1)-제5공간(e)으로 흐르게 된다. 그리고 제5공간(e)으로 제공된 퍼지용 기체는 제1샤워홀(156)들과 제2샤워홀(158)들을 통해 외부로 배기된다.
제1샤워홀(156)들은 하우징(142)의 끝단부(143)에 형성된다. 퍼지용 기체는 하우징(142)의 제1-5공간들을 경유한 후, 제1샤워홀(156)들을 통해 기판의 중심방향에서 가장자리 방향으로 분사된다. 이렇게, 퍼지용 기체가 기판의 중심방향에서 가장자리 방향으로 분사됨으로써, 노광 과정에서 기판 표면의 포토레지스트가 광(자외선)에 반응하면서 발생되는 흄은 기판 외곽으로 밀려나게 되는 것이다.
제2샤워홀(158)들은 하우징(142)의 최하단에 위치된 광학부재(144) 아래에서 분사되도록 하우징(142)에 형성된다. 퍼지용 기체는 하우징(142)의 제1-5공간들(a-e)을 경유한 후, 제2샤워홀(158)들을 통해 최하단의 광학부재(144) 아래에 수평한 방향으로 분사된다. 이렇게, 제2샤워홀(158)들을 통해 광학부재(144) 아래에서 수평방향으로 분사된 퍼지용 기체는 하우징(142)의 하단 개구(141)를 통해 밖으로 빠져나가고, 개구(141)를 통해 빠져나간 퍼지용 기체는 제1샤워홀(156)들로부터 분사되는 퍼지용 기체와 함께 기판 바깥으로 흐르게 된다. 따라서, 하우징(142)으로 유입되는 흄을 원천적으로 방지할 수 있는 것이다. 여기서 사용될 수 있는 퍼지용 기체는 질소가스, 헬륨가스 등이 있다.
이처럼, 본 발명의 기판 가장자리 노광 장치(100)는 퍼지부(150)에 의해 렌즈부(140)의 오염을 방지할 수 있다. 특히, 퍼지부(150)는 광학부재 사이의 공간들을 퍼지함으로써 렌즈부를 조립하는 과정에서 유입된 파티클이나 수분 등의 제거가 가능한 각별한 효과를 갖는다.
이상에서, 본 발명에 따른 기판 가장자리 노광 장치의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발 명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
이와 같은 본 발명의 노광 장치는 노광 과정에서 기판 표면의 포토레지스트가 광(자외선)에 반응하면서 발생되는 흄에 의한 렌즈부의 오염을 방지할 수 있다. 특히, 렌즈부를 조립하는 과정에서 하우징 내부로 유입된 파티클이나 수분 등의 제거가 가능한 각별한 효과를 갖는다.

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 기판 가장자리의 포토레지스트를 노광하는 장치에 있어서:
    광원과;
    상기 광원으로부터 빛을 받아 기판의 가장자리로 빛을 조사하는 렌즈부를 포함하되;
    상기 렌즈부는
    다수의 광학부재들이 배치되고, 상기 광학부재들 사이에 형성되는 공간들과, 상기 공간들을 연결하는 통로들을 갖는 원통형의 하우징과;
    기판 가장자리를 노광하는 과정에서 발생되는 이물질들이 기판의 가장자리와 인접한 상기 하우징 안으로 유입되는 것을 방지하기 위한 퍼지부를 포함하며,
    상기 퍼지부는
    상기 하우징의 공간들 중 적어도 하나의 공간으로 퍼지용 기체를 공급하는 공급부;
    상기 하우징의 공간들을 경유한 퍼지용 기체가 상기 하우징의 끝단부에서 기판의 중심방향에서 가장자리 방향으로 분사되도록 상기 하우징에 형성되는 제1샤워홀들; 및
    상기 하우징의 공간들을 경유한 퍼지용 기체가 상기 하우징의 최하단에 위치된 광학부재 아래에서 분사되도록 상기 하우징에 형성되는 제2샤워홀들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가장자리 노광 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
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