KR100834242B1 - Manufacturing equipment for semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 반도체 소자 제조용 설비를 보여주는 개략적으로 보여주는 도면이다.1 is a view schematically showing a conventional device for manufacturing a semiconductor device.
도 2는 본 발명의 반도체 소자 제조용 설비를 보여주는 개략적으로 보여주는 도면이다.Figure 2 is a schematic view showing a facility for manufacturing a semiconductor device of the present invention.
도 3은 본 발명의 반도체 소자 제조용 설비의 내부를 보여주는 도면이다.3 is a view showing the interior of the equipment for manufacturing a semiconductor device of the present invention.
본 발명은 반도체 소자 제조용 설비에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 DUV 포토레지스트가 도포되어 노광처리된 웨이퍼를 즉시 베이크처리할 수 있는 반도체 소자 제조용 설비에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a device for manufacturing a semiconductor device capable of immediately baking a wafer having a DUV photoresist applied thereon and subjected to exposure.
일반적으로 반도체 소자는 확산/산화공정, 증착공정, 사진공정, 식각공정, 세정공정등의 다양한 공정을 반복적 또는 선택적으로 수행함으로써 제조된다.In general, semiconductor devices are manufactured by repeatedly or selectively performing various processes such as diffusion / oxidation, deposition, photography, etching, and cleaning.
이와 같은 공정 중, 상기 사진/식각 공정은 상기 반도체 소자를 제조하기 위한 막질 패터닝 작업시 이용된다.In such a process, the photo / etch process is used in the film patterning operation for manufacturing the semiconductor device.
상기 사진/식각공정은 통상, 웨이퍼 상에 포토레지스트를 코팅한 후, 형성하고자 하는 패턴이 설계된 래티클을 이용하여 웨이퍼 상으로 빛을 노광시키고, 상기 노광되어진 포토레스트막을 현상공정을 거쳐 제거해 주는 방법으로 이루어지고 있다.In the photo / etch process, a photoresist is generally coated on a wafer, and then a light is exposed onto the wafer using a reticle having a pattern to be formed, and the exposed photorest film is removed through a developing process. Is done.
여기서, 상기와 같이 일정두께로 웨이퍼 상면에 코팅된 포토레지스트를 노광시키는 노광공정에 사용되는 장치는 일반적으로 스텝퍼와 스캐너가 사용된다.Here, the apparatus used in the exposure process for exposing the photoresist coated on the upper surface of the wafer to a predetermined thickness as described above is generally used a stepper and a scanner.
또한, 상기 웨이퍼 상면에 포토레지스트를 일정두께로 코팅하거나, 노광된 이후에 상기 포토레스트막을 현상하는 장치는 일반적으로 트랙장치를 사용한다.In addition, a device for coating the photoresist film on the upper surface of the wafer with a predetermined thickness or developing the photorest film after exposure is generally used.
상기 트랙장치는 웨이퍼를 일정 속도로 회전시키는 회전척과, 상기 회전되는 웨이퍼의 상면에 포토레지스트 또는 현상액을 일정 분사량으로 분사시키는 노즐부로 구성된다.The track apparatus includes a rotary chuck for rotating the wafer at a constant speed, and a nozzle unit for injecting a photoresist or developer into a predetermined injection amount on the upper surface of the rotated wafer.
근래에 들어 반도체 소자의 집적화가 높아짐에 따라 웨이퍼 상에 형성되는 패턴의 선폭이 균일하게 형성됨이 요구되고 있다.In recent years, as the integration of semiconductor devices increases, the line width of the pattern formed on the wafer is required to be uniformly formed.
또한, 상기 포토레지스트는 노광파장에 따라 g-line, i-line, 원자외선(deep ultra violet, 이하 DUV)용 포토레지스트로 구분된다.In addition, the photoresist is classified into g-line, i-line, and deep ultra violet (DUV) photoresist according to the exposure wavelength.
이중에, 상기 DUV용 포토레지스트는 웨이퍼 상에 스텝퍼에 의하여 일정 패턴이 노광된 이후에, 즉시 열공정이 이루어져야 한다. 이는 상기 DUV용 포토레지스트는 노광 후에 열공정을 거치지 않게 되면 공기중의 암모니아와 반응하여 정상적인 패턴 선폭을 형성하지 못한다. 이에 더하여, 패턴선폭의 변형을 가져올 수 있으며, 심할 경우에는 T-top 형상으로 원하는 프로파일의 패턴을 얻지 못하게 된다.Among these, the DUV photoresist must be thermally processed immediately after a certain pattern is exposed by a stepper on the wafer. This is because the DUV photoresist does not form a normal pattern line width by reacting with ammonia in the air unless subjected to a thermal process after exposure. In addition, the deformation of the pattern line width can be brought about, and in severe cases, the pattern of the desired profile cannot be obtained in the T-top shape.
도 1은 종래의 반도체 소자용 제조설비를 보여주는 개략적으로 보여주는 도면이다.1 is a schematic view showing a conventional manufacturing facility for semiconductor devices.
도 1을 참조하면, 상기 DUV용 포토레지스트(photoresist, 이하 PR과 혼용)를 사용하는 노광 및 현상공정에서는 스텝퍼(100)와 트랙장치(120)를 서로 인라인(130)으로 접속하여 사용한다.Referring to FIG. 1, in an exposure and development process using the DUV photoresist (hereinafter referred to as PR), the
따라서, 트랙장치(120)에서 DUV포토래지스트가 웨이퍼 상에 도포되면, 상기 DUV 포토래지스트가 도포된 웨이퍼는 스텝퍼(100)로 인입되고, 일정 패턴으로 노광된다. 이어, 상기 노광된 웨이퍼는 인라인(130)으로 트랙장치(120)로 다시 인입되고 트랙장치(120)에 마련된 베이킹유닛(140)에 의하여 일정온도로 베이킹된다.Therefore, when the DUV photoresist is applied on the wafer in the
그러나, 이와 같이 노광이 완료된 웨이퍼가 상기 트랙장치(120)의 베이킹유닛(140)으로 이동되는 동안의 지연시간이 발생될 수 있다. 이에 더하여, 상기 스텝퍼(100)에서 트랙장치(120)로 인라인(130)으로 안내하는 이송수단이 에러가 발생되면 상기 지연시간은 더욱 길어지고, 웨이퍼가 베이킹유닛(140)에서 베이킹되기전에 오랜 시간 노출된다.However, a delay time during the exposure of the wafer after the exposure is moved to the
이와 같이 상기 지연시간이 길어질수록 웨이퍼에 노광된 패턴의 선폭의 변형이 심하게 일어나고 선폭의 균일도가 떨어지어 결국 제품불량이 발생되는 문제점이 있다.As the delay time increases, the line width of the pattern exposed to the wafer is severely deformed, and the uniformity of the line width decreases, resulting in product defects.
한편, 상기 DUV 포토레지스를 노광하는 스텝퍼 또는 스캐너와 같은 장치의 내부에는 공기가 충전되고 있고, 그 공기중에 암모니아 농도를 제어하도록 케미컬 필터를 사용하고 있다. 그러나, 상기와 같이 케미컬 필터를 사용하여 암모니아 농 도를 제어하는 경우에, 상기 케미컬 필터를 주기적으로 교체하여 주어야하는 문제점이 있다.On the other hand, air is filled in a device such as a stepper or scanner for exposing the DUV photoresist, and a chemical filter is used to control the ammonia concentration in the air. However, when the ammonia concentration is controlled using the chemical filter as described above, there is a problem that the chemical filter should be replaced periodically.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있도록 안출된 것으로써, 본 발명의 제 1목적은 DUV 포토레지스막을 노광한 이후에 상기 막을 다른 장치로의 이송시간을 줄여 즉시 베이킹하도록 하여 노광공정 이후에 베이킹공정으로 안내되는 경우에 발생되는 지연시간을 최대한으로 줄일 수 있는 반도체 소자용 제조설비를 제공함에 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, the first object of the present invention is to expose the DUV photoresist film after the exposure process to reduce the transfer time to another device immediately after the exposure process It is to provide a manufacturing device for a semiconductor device that can reduce the delay time generated when the guide to the baking process to the maximum.
본 발명의 제 2목적은 DUV 포토레지스트가 노광되는 노광장치의 내부에 질소를 일정량으로 충전하여 상기 노광장치의 내부에 대기되는 웨이퍼 상에 형성된 패턴에 대하여 DUV 포토레지스트로부터 발생되는 암모니아로부터의 영향을 최소화시킬 수 있는 반도체 소자용 제조설비를 제공함에 있다.The second object of the present invention is to fill the inside of the exposure apparatus to which the DUV photoresist is exposed with a certain amount of nitrogen to effect the ammonia generated from the DUV photoresist on the pattern formed on the wafer waiting inside the exposure apparatus. It is to provide a manufacturing device for a semiconductor device that can be minimized.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 반도체 소자 제조용 설비를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a device for manufacturing a semiconductor device.
상기 반도체 소자 제조용 제조설비는 PR이 도포된 웨이퍼 상에 일정 패턴이 형성되도록 광을 조사시키어 노광시키는 노광유닛과; 상기 노광유닛의 내부에 마련되어, 상기 노광된 웨이퍼를 일정 온도로 가열시키는 배이킹유닛과; 상기 노광유닛의 내부에 마련되어, 상기 웨이퍼를 상기 베이킹유닛으로 이송시키는 이송유닛; 및 상기 노광유닛의 근방에 설치되어, 상기 웨이퍼 상에 상기 PR을 도포하고, 상기 일 정 패턴이 형성되어 가열된 상기 웨이퍼상의 패턴을 현상시키는 현상유닛을 포함한다.The manufacturing apparatus for manufacturing a semiconductor device includes an exposure unit for exposing and irradiating light to form a predetermined pattern on a wafer coated with PR; A backing unit provided in the exposure unit to heat the exposed wafer to a predetermined temperature; A transfer unit provided inside the exposure unit to transfer the wafer to the baking unit; And a developing unit installed in the vicinity of the exposure unit to apply the PR on the wafer, and to develop the predetermined pattern to develop a pattern on the heated wafer.
여기서, 상기 PR은 DUV PR인 것이 바람직하다.Here, the PR is preferably a DUV PR.
그리고, 상기 노광유닛의 내부에는 질소로 충전되는 것이 바람직하다.In addition, the inside of the exposure unit is preferably filled with nitrogen.
또한, 상기 베이킹유닛은 상기 노광유닛의 내부에서 일정 공간이 형성되도록 마련되되, 상기 일정공간은 방열판에 의하여 격리되는 공간인 것이 바람직하다.In addition, the baking unit is provided so that a predetermined space is formed inside the exposure unit, and the predetermined space is preferably a space separated by a heat sink.
또한, 상기 노광유닛은 배기유닛을 더 구비하되,In addition, the exposure unit is further provided with an exhaust unit,
상기 배기유닛은 상기 일정공간을 외부로 연통시키는 배기튜브와, 상기 배기튜브의 일단에 설치되어 상기 일정 공간의 내부에 형성되는 열을 외부로 배기시키는 배기펌프를 구비하는 것이 바람직하다.The exhaust unit preferably includes an exhaust tube for communicating the predetermined space to the outside, and an exhaust pump installed at one end of the exhaust tube to exhaust heat formed in the predetermined space to the outside.
이하, 첨부되는 도면들을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 따르는 반도체 소자용 제조설비를 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a manufacturing device for a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
도 2 및 도 3을 참조로 하면, 본 발명의 반도체 소자용 제조설비는 PR이 도포된 웨이퍼(W) 상에 일정 패턴이 형성되도록 광을 조사시키어 노광시키는 노광유닛(200)과, 상기 노광유닛(200)의 내부에 마련되어, 상기 노광된 웨이퍼(W)를 일정 온도로 가열시키는 배이킹유닛(500)과, 상기 노광유닛(200)의 내부에 마련되어, 상기 웨이퍼(W)를 상기 베이킹유닛(500)으로 이송시키는 이송유닛(400) 및 상기 노광유닛(200)의 근방에 설치되어, 상기 웨이퍼(W) 상에 상기 PR을 도포하고, 상기 일정 패턴이 형성되어 가열된 상기 웨이퍼(W)상의 패턴을 현상시키는 현상유닛(300) 을 구비한다.2 and 3, the manufacturing apparatus for a semiconductor device of the present invention includes an
상기 웨이퍼(W) 상에 도포되는 PR은 DUV PR이다.The PR applied on the wafer W is a DUV PR.
상기 노광유닛(200)은 본체로 둘러싸인 스텝퍼 또는 스캐너일 수 있다. 상기 스텝퍼 또는 스캐너는 일정 패턴이 형성된 마스크(220)와, 상기 마스크(220)의 상부에서 광을 조사하는 광원(210)과, 상기 마스크(220)를 통과한 광을 집광하여 그 저부에 대기되는 웨이퍼(W) 상에 투영하는 투영광학계(230)를 구비한다. 상기 웨이퍼(W)는 스테이지(240) 상에 안착된다.The
상기 베이킹유닛(500)은 상기 본체의 내부에 마련된다. 상기 베이킹유닛(500)은 상기 스텝퍼 또는 스캐너와 일정 거리 이격되어 배치된다.The
상기 웨이퍼(W)는 이송유닛(550)에 의하여 상기 배이킹유닛(500)으로 이송된다. 상기 이송유닛(550)은 모터등의 구동수단으로부터 동력을 전달받아 이동되는 암과, 상기 암의 단부에 마련되어 상기 웨이퍼(W)를 안착시키는 안착부로 구성된다.The wafer W is transferred to the
상기 노광유닛(200)의 본체 내부에는 질소로 충전된다. 상기 본체는 질소공급튜브(미도시)가 구비되고, 상기 질소공급튜브는 질소공급부(미도시)와 연결되고, 상기 질소는 질소공급부에 마련되어 일정량의 질소를 상기 본체의 내부로 공급하는 유량제어기(미도시)로 구성된다.The inside of the body of the
한편, 상기 베이킹유닛(500)은 상기 노광유닛(200)의 내부에서 일정 공간이 형성되도록 마련된다. 상기 일정공간은 방열판(510)에 의하여 격리되는 공간이다.On the other hand, the
또 한편, 상기 노광유닛(200)은 배기유닛을 더 구비한다. 상기 배기유닛은 상기 일정공간을 외부로 연통시키는 배기튜브(610)와, 상기 배기튜브(610)의 일단에 설치되어 상기 일정 공간의 내부에 형성되는 열을 외부로 배기시키는 배기펌프(600)를 구비한다.On the other hand, the
또 한편, 상기 현상유닛(300)은 도면에 도시되지는 않았지만, 스핀척과 스핀척의 상부에 마련되는 노즐로 구성된다. 상기 노즐은 케미컬 공급부와 연결된다. 상기 케미컬 공급부에서 공급되는 케미컬은 DUV PR 일수도 있고, 현상액일 수도 있다.In addition, although not shown in the drawing, the developing
다음은 도 2 및 도 3을 참조로 하여, 본 발명의 반도체 소자용 제조설비의 작용 및 효과를 설명하도록 한다.Next, with reference to Figures 2 and 3, it will be described the operation and effects of the manufacturing equipment for semiconductor devices of the present invention.
현상유닛(300)의 내부에 마련된 스핀척의 상부에는 웨이퍼(W)가 안착된다. 상기 스핀척은 외부로부터 회전력을 전달받아 일정 속도로 회전된다.The wafer W is seated on an upper portion of the spin chuck provided in the developing
상기 회전되는 웨이퍼(W)의 상부로 일정량의 DUV PR이 노즐로부터 분사되어 도포된다. 상기 DUV PR은 상기 웨이퍼(W) 상면에 일정두께로 도포된다.A certain amount of DUV PR is sprayed from the nozzle onto the rotated wafer W and applied. The DUV PR is applied to a predetermined thickness on the upper surface of the wafer (W).
상기 DUV PR이 도포된 웨이퍼(W)는 이송유닛(400)에 의하여 노광유닛(200)의 본체의 내부에 마련되는 스테이지(240)에 안착된다. 광원(210)은 일정 패턴이 형성된 마스크(220)로 광을 조사한다. 상기 광은 마스크(220)를 통과하고 투영광학계(230)를 통과하여 웨이퍼(W) 상면에 투영된다. 따라서, 상기 웨이퍼(W)의 상면에는 일정 패턴이 형성된다.The wafer W coated with the DUV PR is mounted on the
이어, 이송유닛(550)은 상기 패턴이 형성된 웨이퍼(W)를 노광유닛(200)의 본 체의 내부에 마련된 베이킹유닛(500)으로 이송한다. 상기 베이킹유닛(500)은 상기 웨이퍼(W)를 일정 온도로 가열한다. 따라서 상기 웨이퍼(W)의 상면에 도포된 DUV PR에 대한 열공정을 진행하게 된다.Subsequently, the
이와 같이 열공정을 마친 웨이퍼(W)는 이송유닛(550)에 의하여 이송되고, 다른 이송유닛(400)에 의하여 현상유닛(300)의 내부로 이송된다. 상기 이송된 웨이퍼(W)는 스핀척의 상부에 안착된다. 상기 안착된 웨이퍼(W)는 스핀척이 회전됨에 따라 일정 속도로 회전된다. 상기 회전되는 웨이퍼W(W)의 상부에서 노즐을 통하여 현상액이 공급된다. 따라서, 웨이퍼(W) 상면에 형성된 패턴은 현상되게 된다.The wafer W, which has been thermally processed in this manner, is transferred by the
이와 같은 과정에서, 상기 노광유닛(200)의 본체의 내부에 마련된 베이킹유닛(500)의 열은 방열판(510)에 의하여 상기 열이 광원(210)이나 투영광학계(230)에 영향이 미치지 않도록 방지한다. 또한, 상기 베이킹유닛(500)이 마련된 공간은 배기튜브(610)를 통하여 외부로 연통되고 배기튜브(610) 끝단에서 동작되는 배기펌프(600)가 구비되기 때문에, 상기 공간의 내부에 발생되는 열은 배기튜브(610)를 통하여 외부로 용이하게 배출된다.In this process, the heat of the
이에 더하여, 상기 노광유닛(200)의 본체의 내부에는 질소로 일정량이 지속적으로 충전되기 때문에, 웨이퍼(W) 상면에 도포된 DUV PR로부터 발생되는 암모니아가스로 인한 영향을 최소한으로 줄일 수 있다.In addition, since a certain amount of nitrogen is continuously filled in the main body of the
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 DUV 포토레지스막을 노광한 이후에 상기 막을 다른 장치로의 이송시간을 줄여 즉시 베이킹하도록 하여 노광공정 이후 에 베이킹공정으로 안내되는 경우에 발생되는 지연시간을 최대한으로 줄일 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention allows the film to be immediately baked after the exposure of the DUV photoresist film to another device, thereby minimizing the delay time caused when the film is guided to the baking process after the exposure process. It can be effective.
또한, DUV 포토레지스트가 노광되는 노광장치의 내부에 질소를 일정량으로 충전하여 상기 노광장치의 내부에 대기되는 웨이퍼 상에 형성된 패턴에 대하여 DUV 포토레지스트로부터 발생되는 암모니아로부터의 영향을 최소화시킬 수 있는 효과도 있다.In addition, the effect of ammonia generated from the DUV photoresist on the pattern formed on the wafer waiting inside the exposure apparatus is minimized by filling a predetermined amount of nitrogen inside the exposure apparatus to which the DUV photoresist is exposed. There is also.
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