KR100767591B1 - Apparatus for detecting the bad coating of resist layer - Google Patents
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Abstract
본 발명의 레지스트막 코팅 불량 여부 검출장치는, 레지스트막이 코팅된 웨이퍼 상부에서 레지스트막에 대해 광을 입사하는 발광부와, 레지스트막으로부터 반사되어 나오는 반사광을 수광하는 수광부와, 그리고 수광부로 수광된 반사광을 분석하여 레지스트막의 코팅 불량 여부를 판정하는 제어부를 포함한다. 이와 같은 레지스트막 코팅 불량 여부 검출장치는, 레지스트막 코팅이 종료되기 직전에 웨이퍼의 회전이 저속으로 이루어지는 시점에서 동작시키며, 이에 따라 웨이퍼의 불필요한 낭비를 줄일 수 있으므로 생산성을 향상시키고 제조 비용을 절감할 수 있다.The apparatus for detecting a coating defect of a resist film according to the present invention includes a light emitting part for incident light onto a resist film on a wafer coated with a resist film, a light receiving part for receiving reflected light reflected from the resist film, and a reflected light received by the light receiving part. Analyze the control unit to determine whether the coating of the resist film. Such a resist film coating defect detection device operates at a time when the rotation of the wafer is made at a low speed immediately before the resist film coating is finished, thereby reducing unnecessary waste of the wafer, thereby improving productivity and reducing manufacturing costs. Can be.
레지스트막, 스핀코팅, 코팅 불량, 검출Resist film, spin coating, coating failure, detection
Description
도 1은 본 발명에 따른 레지스트막 코팅 불량 여부 검출장치를 나타내 보인 도면이다.1 is a view showing an apparatus for detecting a resist film coating defect according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 레지스트막 코팅 불량 여부 검출장치의 스캐닝 경로를 설명하기 위하여 나타내 보인 도면이다.2 is a view illustrating a scanning path of a resist film coating defect detecting apparatus according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 레지스트막 코팅 불량 여부 검출장치의 동작예를 설명하기 위하여 나타내 보인 도면이다.Figure 3 is a view showing for explaining the operation of the resist film coating defect detection apparatus according to the present invention.
도 4는 도 3의 동작예에서의 측정 경로(시간)에 대한 반사광의 강도를 나타내 보인 그래프이다.4 is a graph showing the intensity of reflected light with respect to the measurement path (time) in the operation example of FIG. 3.
본 발명은 반도체 소자의 제조 설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 패턴 형성을 위한 리소그라피 공정에서 사용하는 레지스트막의 코팅 불량 여부를 검출하는 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a manufacturing apparatus for semiconductor devices, and more particularly, to an apparatus for detecting a coating defect of a resist film used in a lithography process for pattern formation.
일반적으로 반도체 소자를 제조하는데 있어서, 패턴 형성을 위한 리소그라피 공정은 필수적으로 요구된다. 리소그라피 공정을 위해서는 패턴을 형성하고자 하는 대상막 위에 레지스트막을 코팅하고, 통상의 노광 및 현상 공정을 수행하여 레지스트막 패턴을 형성한다. 이후에 형성된 레지스트막 패턴을 식각마스크로 한 식각공정을 수행하여 대상막을 패터닝한다. 이와 같은 일련의 과정에서 레지스트막은 대상막 전체에 걸쳐서 균일하게 코팅되어야 한다.In general, in manufacturing a semiconductor device, a lithography process for forming a pattern is essential. For the lithography process, a resist film is coated on a target film on which a pattern is to be formed, and a resist film pattern is formed by performing a normal exposure and development process. An object layer is patterned by performing an etching process using the formed resist film pattern as an etching mask. In such a series of processes, the resist film should be uniformly coated over the entire target film.
레지스트막의 코팅은 스핀 코팅(spin coating) 방법을 사용하는 것이 통상적이다. 스핀 코팅 방법은 대상막을 갖는 웨이퍼를 진공척에 흡착시킨 후에, 웨이퍼를 회전시키면서 상부에서 레지스트를 떨어뜨리면, 원심력에 의해 웨이퍼 상에 레지스트막이 코팅된다.The coating of the resist film usually uses a spin coating method. In the spin coating method, after the wafer having the target film is adsorbed onto the vacuum chuck, the resist is dropped from the top while rotating the wafer, and the resist film is coated on the wafer by centrifugal force.
이때 레지스트막이 불균일하게 코팅되는 경우, 즉 레지스트막의 코팅이 불량한 경우에는 후속의 노광 및 현상 공정에 의해 만들어지는 레지스트막 패턴도 불량으로 만들어질 수 있다. 레지스트막 패턴이 불량인 경우, 의도하는 바대로 패터닝이 이루어지지 않는다. 따라서 레지스트막이 균일하게 코팅되었는지의 여부는 매우 중요하다.In this case, when the resist film is unevenly coated, that is, when the coating of the resist film is poor, the resist film pattern produced by the subsequent exposure and development processes may also be made poor. If the resist film pattern is defective, patterning is not performed as intended. Therefore, it is very important whether or not the resist film is uniformly coated.
그런데 종래에는 레지스트막의 코팅 불량 여부를 패터닝이 모두 끝난 후이거나, 또는 식각 공정까지 진행한 후에 수행하는 패턴 검사에서 검출하였다. 따라서 레지스트막의 코팅 불량을 검출하더라도, 검출 전까지 진행된 모든 웨이퍼에 동일한 패턴 불량이 발생하여 모두 재공정을 수행하거나 또는 웨이퍼를 불량 처리해야만 했으며, 심지어는 레지스트막 코팅 불량이 검출되지 않아 최종적인 소자 불량을 야기하기도 하였다. 이와 같은 문제는 레지스트막 코팅이 수행되는 동안에 파티클 이 생기는 경우에도 동일하게 발생한다.By the way, conventionally, whether the coating of the resist film was defective was detected by pattern inspection performed after the patterning was completed or after the etching process was performed. Therefore, even if the coating defect of the resist film was detected, the same pattern defect occurred on all the wafers that were processed before the detection, and all had to be reprocessed or the wafer had to be defectively processed. It also caused. The same problem occurs even when particles are generated while the resist film coating is performed.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 레지스트막 코팅 이후의 후속 공정이 시작되기 전에 레지스트막의 코팅 불량 여부를 정확하게 검출할 수 있는 레지스트막 코팅 불량 여부 검출장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an apparatus for detecting a poor coating of a resist film, which can accurately detect whether a coating of a resist film is defective before a subsequent process after the resist film coating is started.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 레지스트막 코팅 불량 여부 검출장치는,In order to achieve the above technical problem, the resist film coating failure detection apparatus according to the present invention,
레지스트막이 코팅된 웨이퍼 상부에서 상기 레지스트막에 대해 광을 조사하는 발광부;A light emitting unit for irradiating light to the resist film on a resist coated wafer;
상기 레지스트막으로부터 반사되어 나오는 반사광을 수광하는 수광부; 및A light receiving unit receiving the reflected light reflected from the resist film; And
상기 수광부에 수광된 반사광을 분석하여 상기 레지스트막의 코팅 불량 여부를 판정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.And a controller configured to determine whether or not the coating of the resist film is poor by analyzing the reflected light received by the light receiving unit.
상기 발광부 및 수광부는 일체로 이루어질 수 있다.The light emitting part and the light receiving part may be integrally formed.
이 경우 상기 발광부 및 수광부는 상기 웨이퍼의 중심부에서 가장자리를 향하여 이동하면서 동작할 수 있다.In this case, the light emitting part and the light receiving part may operate while moving toward the edge from the center of the wafer.
상기 발광부 및 수광부가 상기 웨이퍼의 중심부에서 가장자리를 향하여 이동하면서 동작하는 동안 상기 웨이퍼는 저속으로 회전되도록 하는 것이 바람직하다.Preferably, the wafer is rotated at a low speed while the light emitting portion and the light receiving portion operate while moving from the center of the wafer toward the edge.
상기 제어부는 상기 수광부에서 수광된 반사광의 강도를 분석하여 상기 레지스트막의 코팅 불량 여부를 판단할 수 있다.The control unit may determine whether the coating of the resist film is poor by analyzing the intensity of the reflected light received from the light receiving unit.
상기 제어부는 상기 판단 결과 레지스트막의 코팅 불량인 것으로 판단되는 경우 공정 중단을 위한 제어 동작을 수행하거나 사용자에게 경고메세지를 표시할 수 있다.The control unit may perform a control operation for stopping the process or display a warning message to the user if it is determined that the coating of the resist film is poor.
상기 발광부로부터 조사되는 광은 후속의 노광 공정에서 사용하는 광의 파장과 다른 파장을 갖는 광인 것이 바람직하다.It is preferable that the light irradiated from the said light emitting part is light which has a wavelength different from the wavelength of the light used by a subsequent exposure process.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below.
도 1은 본 발명에 따른 레지스트막 불량 여부 검출장치를 나타내 보인 도면이다. 그리고 도 2는 본 발명에 따른 레지스트막 불량 여부 검출장치의 스캐닝 경로를 설명하기 위하여 나타내 보인 도면이다.1 is a view showing an apparatus for detecting a defect in a resist film according to the present invention. 2 is a view illustrating a scanning path of a device for detecting a defect of a resist film according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 레지스트막 불량 여부 검출장치(300)는, 광을 레지스트막(110) 표면을 향해 조사하는 발광부(310)와, 레지스트막(110)으로부터 반사되는 반사광을 수광하는 수광부(320)와, 그리고 수광부(320)에 의해 수광된 반사광의 세기를 분석하여 레지스트막(110)의 코팅 불량 여부 또는 파티클의 존재 유무를 판단하는 제어부(330)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, the
구체적으로, 웨이퍼(100)에 레지스트막(110)을 코팅하는 스핀 코팅 공정이 이루어지는 동안, 웨이퍼(100)는 진공척(200)에 흡착된다. 진공척(200)의 하부에는 회전축(210)이 부착되며, 도면에서 화살표(220)로 나타낸 바와 같이, 회전축(210) 이 회전함에 따라 웨이퍼(100)도 함께 회전한다. 웨이퍼(100)가 회전하는 동안, 상부에서는 레지스트를 떨어뜨리고, 웨이퍼(100)상에 떨어진 레지스트는 원심력에 의해 웨이퍼(100) 가장자리로 흐르고, 그에 따라 웨이퍼(100) 상에는 레지스트막(110)이 형성된다.Specifically, during the spin coating process of coating the
이와 같은 스핀 코팅이 끝나는 시점, 즉 웨이퍼(100)의 회전이 저속으로 이루어지는 시점에서 본 발명에 따른 레지스트막 코팅 불량 여부 검출장치(300)가 동작하여 레지스트막(110)의 코팅이 불량인지의 여부와 파티클이 존재하는지의 여부를 검출한다.Whether the resist film coating
이를 위하여 상기 발광부(310)는 도면에서 화살표(311)로 나타낸 바와 같이 소정 파장의 광을 레지스트막(110)의 표면을 향해 조사한다. 이때 조사되는 광으로는 후속 공정인 노광 공정에서 사용되는 광의 파장과 다른 파장을 갖는 광을 사용하여 레지스트막이 미리 노광되는 현상이 발생되지 않도록 한다. 발광부(310)는 도면에서 화살표(340)로 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(100)의 중심부에서 가장자리를 향해 이동하면서 광을 조사한다. 이때 이동 경로는 직선상일 수도 있고, 곡선상일 수도 있으며, 경우에 따라서는 다른 경로, 예컨대 지그재그 경로일 수도 있다. 그러나 이동 경로가 직선상이더라도 웨이퍼(100)가 회전하게 되면, 광의 조사 경로는 직선이 되지 않는다.To this end, the
즉 도 2에 도시된 바와 같이, 발광부(310)가 웨이퍼(100) 중심으로부터 가장자리를 향해 이동하면서 광을 조사하는 경우, 웨이퍼(100)가 회전함에 따라, 도면에서 선(400)으로 나타낸 바와 같이 나선 경로로 광이 조사된다. 이와 같은 경로는 발광부(310)의 이동속도와 웨이퍼(100)의 회전속도에 따라 다양하게 설정할 수 있다.That is, as shown in FIG. 2, when the
상기 수광부(320)는 도면에서 화살표(321)로 나타낸 바와 같이, 발광부(310)로부터 레지스트막(110)으로 조사되어 레지스트막(110) 표면에서 반사되는 반사광을 수광한다. 이 수광부(320)는 발광부(310)와 일체로 구성되지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 수광부(320)도 또한 발광부(310)와 동일한 이동 경로를 갖는다.As shown by an
상기 제어부(330)는 발광부(310) 및 수광부(330)와 모두 연결되어 발광부(310)로는 조사하는 광의 세기 등을 제어하는 신호를 입력하며, 수광부(330)로부터는 반사광에 관한 정보, 예컨대 반사광의 세기에 관한 신호를 입력받는다. 수광부(320)로부터 반사광의 세기에 관한 신호가 입력되면, 이 신호를 분석하여 레지스트막(110)의 코팅 불량 여부 또는 파티클의 존재유무를 판단한다. 판단 결과 레지스트막(110)의 코팅이 불량하거나 또는 파티클이 존재하는 것으로 판단되는 경우, 공정을 중지시키는 제어 신호를 발생시키고, 경우에 따라서는 사용자에게 경고메세지를 표시한다.The
도 3은 본 발명에 따른 레지스트막 불량 여부 검출장치의 동작예를 설명하기 위하여 나타내 보인 도면이다. 그리고 도 4는 도 3의 동작예에서의 측정 경로(시간)에 대한 반사광의 강도를 나타내 보인 그래프이다.3 is a view illustrating an operation example of a resist film defect detection apparatus according to the present invention. 4 is a graph showing the intensity of reflected light with respect to the measurement path (time) in the operation example of FIG. 3.
도 3 및 도 4를 참조하면, 저속으로 회전하는 웨이퍼(100) 중심부에서 가장자리를 향해 화살표(340) 방향으로 이동하면서 발광부(310)에서 레지스트막(110)으 로 광을 조사한다. 그러면 레지스트막(110) 표면에서 반사된 반사광이 수광부(320)로 수광된다. 이때 레지스트막(110) 표면에서 반사되는 각각의 광들이 수광부(320) 위치에서 간섭을 일으키는데, 그 경로차가 파장의 정수배만큼 차이가 나면 보강 간섭 현상이 발생하고, 반파장만큼 차이가 나면 상쇄 간섭 현상이 발생한다. 따라서 도면번호 111로 도시한 부분에서와 같이 레지스트막(110)의 두께가 급격하게 변하거나 파티클에 광이 입사하는 경우에는 반사광의 세기가 급격하게 변화하게 된다. 즉 도 4에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(100) 중심부로부터 일정 거리만큼 이격된 위치(x)에서 레지스트막(110)의 두께가 감소된 부분(111)이 존재하면, 그 위치(x)에서의 반사광의 세기가 급격하게 감소된다. 이와 같이 다른 위치에 비하여 반사광의 세기가 급격하게 감소하게 되면, 그 위치에서 레지스트막 코팅불 량이 발생하였는지를 판단할 수 있다. 예컨대 반사광의 세기 변화량이 레지스트막(110) 두께의 10%에 대응하는 광의 변화량보다 작은 경우에는 레지스트막 코팅 불량이 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있으며, 이와 대조적으로 반사광의 세기 변화량이 레지스트막(110) 두께의 10%에 대응하는 광의 변화량보다 큰 경우에는 레지스트막 코팅 불량이 발생한 것으로 판단할 수 있다.3 and 4, light is irradiated from the
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 레지스트막 코팅 불량 여부 검출장치에 의하면, 후속공정이 시작되지 전에 레지스트막 코팅 불량 여부 또는 파티클 존재를 검출함으로써 웨이퍼의 불필요한 낭비를 줄일 수 있으므로 생산성을 향상시키고 제조비용을 절감할 수 있다는 이점이 제공된다. As described so far, according to the resist film coating defect detecting apparatus according to the present invention, by detecting the defect coating or the presence of particles before the subsequent process is started, unnecessary waste of the wafer can be reduced, thereby improving productivity and manufacturing. The advantage is that the cost can be reduced.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 당연하다.Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention. Do.
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