KR20000018615A - 반도체소자의 제조장비 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 포토레지스트의 코팅, 현상 및 두께측정을 수행할 수 있는 반도체소자의 제조장비에 관한 것이다.
본 발명은, 웨이퍼 로딩부로부터 이송된 웨이퍼상에 특정의 포토레지스트를 도포하는 포토레지스트 도포부, 상기 포토레지스트 도포부에서 도포한 포토레지스트의 두께를 측정하는 두께측정부 및 상기 포토레지스트가 도포된 상기 웨이퍼상에 포토마스크를 정렬시켜 노광한 웨이퍼를 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성시키는 현상부를 구비하여 이루어진다.
따라서, 반도체소자 제조설비의 보수유지 및 공정진행을 효율적으로 할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 반도체소자의 제조장비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포토레지스트의 코팅, 현상 및 두께측정을 수행할 수 있는 반도체소자의 제조장비에 관한 것이다.
통상, 반도체소자는 증착공정, 사진공정, 식각공정 및 이온주입공정 등의 일련의 공정들을 수행하여 이루어진다.
즉, 반도체소자는 웨이퍼 상에 다결정막, 산화막, 질화막 및 금속막 등과 같은 여러 층의 박막을 증착한 후, 사진공정, 식각공정 및 이온주입공정등을 통해 회로패턴을 형성시켜 완성한다.
상기 사진공정은 웨이퍼 상에 소정 두께의 포토레지스트(Photoresist)를 코팅하여 상기 웨이퍼 상에 원하는 반도체 집적회로의 패턴이 형성되어있는 포토마스크(Photo Mask)를 정렬시켜 상기 포토마스크를 통하여 소정 빛을 조사한 후, 상기 포토레지스트를 현상하여 상기 포토마스크의 패턴모양과 동일한 포토레지스트 패턴을 상기 웨이퍼 상에 형성시키는 반도체소자 제조공정의 핵심기술이다.
상기 사진공정에 사용되는 포토레지스트는 빛에 의해 화학반응이 일어나 일반적으로 용해도 따위가 변화되는 감광성 고분자재질로 만들어진다. 즉, 미세회로가 기형성된 포토마스크를 통하여 빛이 조사됨에 따라 빛이 조사된 포토레지스트 부분에는 화학반응이 일어나 빛이 조사되지 않은 부분에 비하여 더욱 가용성 재질로 변형되거나 불가용성 재질로 변형됨에 따라 적당한 현상액으로 현상하면 각각 포지티브(Positive) 또는 네가티브(Negative)형 포토레지스트 패턴이 형성된다. 상기 포토레지스트 패턴은 상기 사진공정 이후의 공정 즉, 식각 또는 이온주입공정 등에서 마스크 역할을 한다.
상기 포토레지스트는 노광파장에 따라 g-line, i-line 또는 DUV용 포토레지스트로 구분된다.
도1은
현재 상기 포토레지스트의 코팅 및 현상은 도1에서 보여지는 코팅/현상장비라 불려지는 반도체소자의 제조장비에서 이루어진다. 일명 스피너(Spinner) 또는 트렉(Track) 이라고도한다.
도1에서 보는 바와 같이, 상기 반도체소자의 제조장비(10)는 웨이퍼가 내재된 웨이퍼 카세트가 적재되는 웨이퍼 로딩부(12), 상기 웨이퍼 로딩부(12)로부터 이송된 웨이퍼 표면에 포토레지스트의 접착력을 증대시키기 위한 에치엠디에스(HMDS) 도포부(14), 상기 에치엠디에스 도포부(14)에서 에치엠디에스가 도포된 상기 웨이퍼 상에 포토레지스트를 도포하는 포토레지스트 도포부(16), 상기 포토레지스트 도포부(16)에서 상기 포토레지스트가 도포된 후, 노광된 웨이퍼를 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성시키는 현상부(14), 상기 포토레지스트가 도포된 웨이퍼에 포함된 용제를 제거하기위한 소프트 베이크(Soft Bake)부(18), 상기 포토레지스트가 도포된 웨이퍼의 노광 후, 포토레지스트 패턴에 나타나는 미세한 구조의 정재파 등을 제거하기위한 피이비부(22) 및 상기 포토레지스트 패턴을 경화시키기위한 하드 베이크부(20)를 포함하는 베이크부(17)를 포함하여 이루어진다.
상기 반도체소자의 제조장비(10)와 노광장비(80)는 인터페이스(70)로 연결되어 인라인(In-Line)으로 사진공정을 수행할 수 있다.
따라서 상기 반도체소자의 제조장비(10)와 노광장비(80)를 사용하여 효율적으로 포토레지스트 패턴을 형성한다.
통상, 상기 포토레지스트 패턴의 형성 후에는 상기 포토레지스트 패턴의 현상불량 및 상기 포토레지스트 패턴의 선폭 측정 등의 검사과정을 수행한다.
상기 검사과정에서 발생되는 공정불량의 원인중 하나가 웨이퍼상에 코팅된 포토레지스트의 두께변화로서, 상기 포토레지스트의 두께변화는 노광시 포커스불량 및 노광 도즈량의 부적합을 야기시켜 정확한 선폭을 갖는 포토레지스트 패턴형성을 어렵게한다.
따라서, 공정불량의 발생시 베어웨이퍼(Bare Wafer)상에 포토레지스트를 코팅하여 독립된 두께측정장비로 상기 포토레지스트가 코팅된 베어웨이퍼를 이동시켜 상기 포토레지스트의 두께를 측정하여 상기 포토레지스트 도포부(16)의 포토레지스트 코팅조건을 확인하였다.
그러므로, 상기 포토레지스트가 정상의 두께로 코팅되도록 상기 포토레지스트 도포부의 코팅조건을 재셋팅(Re-Setting)할 때, 상기 코팅/현상장비 및 두께측정장비 두장비를 사용함으로서, 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 포토레지스트의 코팅, 현상 및 두께측정을 동일장비에서 수행할 수 있는 반도체소자의 제조장비를 제공하는 데 있다.
도1은 종래의 반도체소자 제조장비를 설명하기 위한 구성도이다.
도2는 본 발명에 의한 반도체소자 제조장비의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10, 40 ; 반도체소자 제조장비 12, 42 ; 로딩부
14, 44 ; 에치엠디에스 도포부 16, 46 ; 포토레지스트 도포부
17, 47 ; 베이크부 18, 48 ; 소프트 베이크부
20, 50 ; 하드 베이크부 22, 52 ; 피이비부
24, 54 ; 현상부 26, 56 ; 웨이퍼에지노광부
28, 58 ; 제 1 이송암 30, 60 ; 제 2 이송암
62 ; 두께측정부 70, 90 ; 인터페이스
80, 100 ; 노광장비
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체소자의 제조장비는 웨이퍼 로딩부로부터 이송된 웨이퍼상에 특정의 포토레지스트를 도포하는 포토레지스트 도포부, 상기 포토레지스트 도포부에서 도포한 포토레지스트의 두께를 측정하는 두께측정부 및 상기 포토레지스트가 도포된 상기 웨이퍼상에 포토마스크를 정렬시켜 노광한 웨이퍼를 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성시키는 현상부를 포함하여 이루어진다.
상기 반도체소자의 제조장비는 스피너(Spinner) 또는 트렉(Track)장비일 수 있다.
상기 반도체소자의 제조장비에는 웨이퍼 로딩부로부터 이송된 웨이퍼 표면에 포토레지스트의 접착력을 증대시키기 위한 에치엠디에스(HMDS) 도포부, 상기 포토레지스트가 도포된 웨이퍼, 노광된 웨이퍼 및 현상된 웨이퍼를 베이크할 수 있는 베이크부 및 웨이퍼 모서리부분을 소정두께 노광하는 웨이퍼에지노광(WEE : Wafer Edge Exposure)부가 더 설치될 수 있다.
상기 웨이퍼 로딩부, 상기 에치엠디에스 도포부, 상기 포토레지스트 도포부, 상기 현상부, 상기 베이크부 및 상기 웨이퍼에지노광부는 하나 이상의 복수개가 설치될 수 있다.
상기 베이크부는 용도에 따라 상기 웨이퍼에 도포된 포토레지스트에 포함된 용제를 제거하기위한 소프트 베이크(Soft Bake)부, 포토레지스트 패턴에 나타나는 미세한 구조의 정재파 등을 제거하기위한 피이비(PEB : Post Expourse Bake)부 및 상기 포토레지스트 패턴을 경화시키기위한 하드 베이크(Hard Bake)부로 구분할 수 있다.
상기 두께측정부에는 포토레지스트가 코팅된 웨이퍼 상에 빛을 조사할 수 있는 조명수단 및 상기 조명수단에 의해 상기 조사되어 포토레지스트로부터 반사된 빛의 굴절율, 반사율 및 흡수율을 측정할 수 있는 광학측정수단을 구비되는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 구체적인 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도2는 본 발명에 의한 반도체소자의 제조장비(40)와 노광장비(100)가 인터페이스(90)를 통하여 인라인(In Line)으로 연결된 상태를 나타내고있다.
도2에서 보는 바와 같이, 상기 반도체소자의 제조장비(40)는 웨이퍼가 내재된 웨이퍼 카세트가 적재되는 웨이퍼 로딩부(42), 상기 웨이퍼 로딩부(42)로부터 이송된 웨이퍼 표면에 포토레지스트의 접착력을 증대시키기 위한 에치엠디에스(HMDS) 도포부(44), 상기 에치엠디에스 도포부(44)에서 에치엠디에스가 도포된 상기 웨이퍼 상에 포토레지스트를 도포하는 포토레지스트 도포부(46), 상기 포토레지스트 도포부에서 도포한 포토레지스트의 두께를 측정하는 두께측정부(62), 상기 포토레지스트 도포부(46)에서 상기 포토레지스트가 도포된 후, 노광된 웨이퍼를 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성시키는 현상부(54), 상기 포토레지스트가 도포된 웨이퍼에 포함된 용제를 제거하기위한 소프트 베이크(Soft Bake)부(48), 상기 포토레지스트가 도포된 웨이퍼의 노광 후, 포토레지스트 패턴에 나타나는 미세한 구조의 정재파 등을 제거하기위한 피이비부(52) 및 상기 포토레지스트 패턴을 경화시키기위한 하드 베이크부(50)를 포함하는 베이크부(47)를 포함하여 이루어진다.
상기 반도체소자의 제조장비(40)는 스피너 또는 트렉장비일 수 있으며, 상기 반도체소자의 제조장비(40)에는 웨이퍼 모서리부분을 소정두께 노광하는 웨이퍼에지노광부(56)가 더 설치되는 것이 바람직하다.
상기 반도체소자의 제조장비(40)는 반도체소자 제조공정의 효율적인 멀티공정(Multi Process)을 위하여 상기 웨이퍼 로딩부(42), 상기 에치엠디에스 도포부(44), 상기 포토레지스트 도포부(46), 상기 현상부(54), 상기 소프트 베이크(Soft Bake)부(48), 상기 피이비부(52) 및 상기 하드 베이크부(50)는 하나 이상의 복수개가 설치되는 것이 바람직하다.
상기 두께측정부(62)에는 포토레지스트가 코팅된 웨이퍼 상에 빛을 조사할 수 있는 조명수단(표시하지않음) 및 상기 조명수단에 의해 상기 조사되어 포토레지스트로부터 반사된 빛의 굴절율, 반사율 및 흡수율을 측정할 수 있는 광학측정수단(표시하지않음)을 구비할 수 있다.
상기 두께측정부(62)는 상기 포토레지스트 도포부(46) 및 현상부(54)와 동일한 제어부(표시않음)에 연결되어 있어 제어파넬(Operation Panel)에서 도포부(46), 현상부(54) 및 상기 두께측정부(62)를 동시에 제어할 수 있다. 또한 각각의 단위공정부는 독립적으로 제어가 가능하므로서, 공정진행중에도 특정 코팅조건의 포토레지스트 두께의 불량여부를 확인할 수 있다.
본 발명에 의한 반도체소자 제조설비(40)의 구동방법을 살펴보면, 처음 상기 웨이퍼 로딩부(42)에 웨이퍼가 내재된 웨이퍼 카세트가 로딩되면 제 1 이송암(58)에 의해 상기 웨이퍼는 상기 에치엠디에스 도포부(44)로 이송된다. 상기 에치엠디에스 도포부(44)는 상기 웨이퍼에 포토레지스트가 효과적으로 도포되도록 소정두께의 에치엠디에스를 도포한다.
계속해서, 상기 에치엠디에스가 도포된 웨이퍼는 포토레지스트 도포부(46)로 제 2 이송암(60)에 의해 이송되어 특정공정의 특정의 포토레지스트가 상기 웨이퍼 표면에 도포된다.
상기 이송암(58, 60)들은 단지 일 실시예를 설명하기 위하여 첨부하였으며, 특정 위치에 한정되는 것이 아님은 당업자에게는 공지의 사실이다.
계속해서, 상기 포토레지스트가 도포된 웨이퍼는 소프트 베이크부(48)로 이송되어 소정의 온도에서 베이크되어 상기 포토레지스트에 포함된 용제를 제거하여 코팅된 포토레지스트가 일정한 두께로 도포된 상태를 유지토록 한다. 여기서 후속되는 노광공정 전(前)에 상기 웨이퍼를 상기 두께측정부로 이동시켜 상기 포토레지스트의 두께측정을 수행하여 상기 포토레지스트가 정확한 두께로 웨이퍼상에 코팅되었는지를 확인하므로서 공정불량을 미연에 방지한다. 만약 랏(Lot)단위로 공정진행시 상기 포토레지스트의 두께측정은 최초 진행 웨이퍼의 포토레지스트 두께만 측정하는 것이 바람직하다.
계속하여, 상기 소프트 베이크를 수행한 상기 웨이퍼는 인터페이스(90)를 통하여 노광장비(100)로 이송되어 노광이 수행된다. 상기 노광이 수행된 웨이퍼는 웨이퍼에지노광부(56)를 통과한 후, 피이비부(52)로 이송되어 소정의 온도에서 베이크되어 현상 후 포토레지스트 패턴에 상기 노광 광원의 입사광과 반사광의 간섭에 의해 보강 및 상쇄 현상이 일어나면서 생기는 정재파 효과에 의해 발생하는 물결무늬를 제거하여 패턴의 프로파일이 향상되도록 한다.
계속하여, 상기 피이비가 완료된 웨이퍼는 상기 현상부(54)로 이송되어 상기 웨이퍼 표면에 현상액을 분사하여 노광에 의한 양성 포토레지스트 패턴 또는 음성 포토레지스트 패턴을 형성한다.
계속하여, 포토레지스트 패턴을 하드베이크부에서 경화시켜 견고한 포토레지스트 패턴을 얻도록 한다.
상기 반도체소자 제조장비의 각각의 단위 공정부는 편의에 따라 배열순서를 변경할 수 있으며, 상기 제조장비의 펩(Fab)내의 점유면적의 효율성을 높이기 위해 상기 단위 공정부들을 수직형태로 배치할 수 있음은 당업자에게는 당연하다.
따라서, 상기 구성으로 이루어지는 반도체소자 제조장비의 작용효과를 살펴보면 포토레지스트 두께변화에 따른 공정불량 발생시 상기 포토레지스트 도포부(46)의 코팅조건을 재셋팅할 때 테스트를 위한 베어웨이퍼를 상기 포토레지스트 도포부(46)로 이동시켜 포토레지스트를 코팅한 후, 곧바로 상기 반도체소자 제조장비로 이동시켜 상기 포토레지스트를 측정함으로서 종래와 같이 코팅과 두께측정을 두장비에서 수행시 발생하는 공정지연을 방지할 수 있다.
상기와 같이 본 발명에 의한 반도체소자 제조설비의 중요한 포인트는 종래의 스피너 또는 트렉장비에 상기 두께측정부(62)를 첨부하는 것이며, 상기 두께측정부(62)의 특별한 위치지점을 한정하지는 않는다.
따라서, 반도체소자 제조설비의 보수유지 및 공정진행을 효율적으로 할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
Claims (6)
- 웨이퍼 로딩부로부터 이송된 웨이퍼상에 특정의 포토레지스트를 도포하는 포토레지스트 도포부;상기 포토레지스트 도포부에서 도포한 포토레지스트의 두께를 측정하는 두께측정부; 및상기 포토레지스트가 도포된 상기 웨이퍼상에 포토마스크를 정렬시켜 노광한 웨이퍼를 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성시키는 현상부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조장비.
- 제 1 항에 있어서,상기 반도체소자의 제조장비는 스피너(Spinner) 또는 트렉(Track)장비인 것을 특징으로 하는 상기 반도체소자의 제조장비.
- 제 1 항에 있어서,상기 반도체소자의 제조장비에는 웨이퍼 로딩부로부터 이송된 웨이퍼 표면에 포토레지스트의 접착력을 증대시키기 위한 에치엠디에스(HMDS) 도포부, 상기 포토레지스트가 도포된 웨이퍼, 노광된 웨이퍼 및 현상된 웨이퍼를 베이크할 수 있는 베이크부 및 웨이퍼 모서리부분을 소정두께 노광하는 웨이퍼에지노광(WEE : Wafer Edge Exposure)부가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 상기 반도체소자의 제조장비.
- 제 3 항에 있어서,상기 웨이퍼 로딩부, 상기 에치엠디에스 도포부, 상기 포토레지스트 도포부, 상기 현상부, 상기 베이크부 및 상기 웨이퍼에지노광부는 하나 이상의 복수개가 설치되는 것을 특징으로 하는 상기 반도체소자의 제조장비.
- 제 3 항에 있어서,상기 베이크부는 용도에 따라 상기 웨이퍼에 도포된 포토레지스트에 포함된 용제를 제거하기위한 소프트 베이크(Soft Bake)부, 포토레지스트 패턴에 나타나는 미세한 구조의 정재파 등을 제거하기위한 피이비(PEB : Post Expourse Bake)부 및 상기 포토레지스트 패턴을 경화시키기위한 하드 베이크(Hard Bake)부로 구분하는 것을 특징으로 하는 상기 반도체소자의 제조장비.
- 제 1 항에 있어서,상기 두께측정부는 포토레지스트가 코팅된 웨이퍼 상에 빛을 조사할 수 있는 조명수단 및 상기 조명수단에 의해 상기 조사되어 포토레지스트로부터 반사된 빛의 굴절율, 반사율 및 흡수율을 측정할 수 있는 광학측정수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 반도체소자의 제조장비.
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|---|---|---|---|
| KR1019980036278A KR20000018615A (ko) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | 반도체소자의 제조장비 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20000018615A true KR20000018615A (ko) | 2000-04-06 |
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ID=19549465
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| KR (1) | KR20000018615A (ko) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100387418B1 (ko) * | 2001-05-23 | 2003-06-18 | 한국디엔에스 주식회사 | 반도체 제조 공정에서 사용되는 스피너 시스템 |
| KR100688726B1 (ko) * | 2004-12-27 | 2007-03-02 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 포토리소그라피 시스템 및 방법 |
| KR100767749B1 (ko) * | 2004-09-07 | 2007-10-18 | 어플라이드 매터리얼스 게엠베하 운트 컴퍼니 카게 | 광학 층 또는 광학 층 시스템의 물성을 결정하는 방법 |
| KR100816212B1 (ko) * | 2006-08-28 | 2008-03-21 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 반도체 장치 제조용 노광 장비 |
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-
1998
- 1998-09-03 KR KR1019980036278A patent/KR20000018615A/ko not_active Application Discontinuation
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