KR20000061436A - Semiconductor edge expose apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 웨이퍼(wafer) 가공에 관한 것으로, 보다 상세하게는 포토 마스킹(photo masking) 공정에서 웨이퍼의 에지(edge) 노광을 수행하는 웨이퍼 에지 노광 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor wafer processing, and more particularly, to a wafer edge exposure apparatus that performs edge exposure of a wafer in a photo masking process.
일반적으로, 포토 마스킹 공정은 웨이퍼의 최상층을 선택적으로 제거하거나 패턴을 형성하는 것으로, 웨이퍼에 포토 레지스트를 도포하고, 마스크를 웨이퍼에 정렬하여 노광한후 현상하는 과정을 거친다. 여기에서, 노광을 수행하기 위한 장비로 널리 알려져 있는 것이 스텝퍼(stepper)이다.In general, the photo masking process is to selectively remove the top layer of the wafer or to form a pattern. The photo masking process is performed by applying photoresist to the wafer, aligning the mask on the wafer, exposing the wafer, and developing the pattern. Here, steppers are widely known as equipment for performing exposure.
반면, 스텝퍼와 같은 노광 장비이지만, 웨이퍼의 에지 영역만을 전담하여 노광하는 장비로 WEE(Wafer Edge Expose unit)와 같은 웨이퍼 에지 노광 장치가 있다. 웨이퍼 에지 노광 장치는, 예를들어 스핀 코팅(spin coating)후에 웨이퍼의 에지 부분에 코팅된 반도체막을 제거하는데 이용된다.On the other hand, exposure equipment such as a stepper, but a dedicated wafer edge exposure apparatus such as a wafer edge exposure unit (WEE) as a dedicated equipment for exposing only the edge region of the wafer. The wafer edge exposure apparatus is used to remove the semiconductor film coated on the edge portion of the wafer, for example after spin coating.
웨이퍼 에지 노광 장치에서, 노광을 위한 수은 램프(lamp)는 대략 1000시간 정도 사용되고 나면, 광의 조도가 1500mW/㎠ 이하로 떨어된다. 수은 램프의 조도가 1500mW/㎠ 이하로 떨어지게 되면, 종래의 경우에는 램프의 조도에 대응되는 적산 시간을 산출하여, 산출된 시간만큼 적산 노광을 수행한다. 그런후, 램프의 조도가 1000mW/㎠ 이하가 되면 수은 램프를 교체하는데, 이와 같은 적산 노광 기법을 이용할 경우, 수은 램프의 수명은 대략 2000시간 정도로 연장된다.In the wafer edge exposure apparatus, after the mercury lamp for exposure is used for about 1000 hours, the illuminance of the light drops to 1500 mW / cm 2 or less. When the illuminance of the mercury lamp falls below 1500 mW / cm 2, in the conventional case, the integration time corresponding to the illuminance of the lamp is calculated, and integration exposure is performed for the calculated time. The mercury lamp is then replaced when the illuminance of the lamp is 1000 mW / cm 2 or less. With this integrated exposure technique, the lifetime of the mercury lamp is extended to approximately 2000 hours.
그런데, 이와 같은 적산 노광 기법은 노광 시간이 오래 걸릴뿐만 아니라, 노광 에러의 발생율이 높아 실용적이지 못한 문제점이 있었다. 도 1에는 적산 노광에 따른 에러 발생 횟수를 측정한 실험 결과치가 도시된다. 도 1에 도시된 바와같이, 적산 노광 시간이 길어질수록 적산 노광에 따른 에러 발생 횟수가 빈번해짐을 알수 있었다.However, such an integrated exposure technique takes a long exposure time and has a problem that the incidence of exposure errors is high and not practical. 1 shows experimental results obtained by measuring the number of occurrences of errors caused by integrated exposure. As shown in FIG. 1, the longer the integration exposure time, the more frequently the number of error occurrences due to the integration exposure was found.
한편, 수은 램프에서 발생된 광은 광학 렌즈를 경유하여 웨이퍼의 노광 영역에 도달하는데, 이때, 반도체 제조 공정에서 발생되는 여러 가지 먼지가 광학 렌즈에 부착되어 웨이퍼에 도달하는 광의 조도를 떨어뜨리는 작용을 한다. 따라서, 광학 렌즈에 N2가스를 불어주어 광학 렌즈에 부착된 먼지를 제거하였는바, 종래의 경우에는 20㎖/min 압력의 N2가스가 이용되었다. 그러나, 20㎖/min 압력으로는 먼지 제거가 제대로 이루어지지 않아, 여전히 광의 조도를 떨어뜨리는 요인으로 작용하였다.On the other hand, the light generated by the mercury lamp reaches the exposure area of the wafer via the optical lens, in which various dusts generated in the semiconductor manufacturing process are attached to the optical lens to reduce the illuminance of the light reaching the wafer. do. Therefore, N 2 gas was blown to the optical lens to remove dust adhering to the optical lens. In the conventional case, N 2 gas at a pressure of 20 ml / min was used. However, dust removal was not performed properly at 20 ml / min pressure, which still acted as a factor of reducing light intensity.
따라서, 본 발명은 노광에 따른 에러 발생을 줄이고, 광학 렌즈에 부착된 먼지를 보다 효과적으로 제거하는 웨이퍼 에지 노광 장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a wafer edge exposure apparatus which reduces the occurrence of errors due to exposure and more effectively removes dust attached to the optical lens.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 반도체 웨이퍼의 에지 영역에 광을 조사하여 해당 영역을 노광하는 반도체 에지 노광 장치에 있어서: 상기 광을 발생하는 수은 램프와; 상기 광을 상기 반도체 웨이퍼의 에지 영역에 전달하는 광학 렌즈와; 상기 광학 렌즈를 경유한 광의 조도를 측정하는 조도 센서와; 상기 광학 렌즈와 상기 반도체 웨이퍼 사이에 장착되어, 상기 광이 상기 반도체 웨이퍼상에 조사되는 시간을 조절하는 셔터와; 상기 광학 렌즈에 20 내지100㎖/min의 세기로 N2가스를 불어주어 상기 광학 렌즈에 달라붙어 있는 먼지를 제거해주는 먼지 제거부; 상기 수은 램프의 교체 여부를 알려주는 표시부와; 상기 조도 센서로부터 측정된 광의 조도가 1400㎽/㎠ 보다 크거나 같으면, 상기 광이 상기 반도체 웨이퍼의 에지 영역에 기설정 시간 동안 조사되도록 상기 셔터를 제어하고, 상기 센서로부터 측정된 광의 조도가 1400㎽/㎠ 보다 작으면 상기 표시부를 구동하는 제어부를 구비하여 구성함을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a semiconductor edge exposure apparatus that exposes a region by irradiating light to an edge region of the semiconductor wafer, the apparatus comprising: a mercury lamp for generating the light; An optical lens for transferring the light to an edge region of the semiconductor wafer; An illuminance sensor for measuring illuminance of light passing through the optical lens; A shutter mounted between the optical lens and the semiconductor wafer to adjust a time for which the light is irradiated onto the semiconductor wafer; A dust removal unit which removes dust adhering to the optical lens by blowing N 2 gas at an intensity of 20 to 100 ml / min to the optical lens; A display unit indicating whether the mercury lamp is replaced; If the illuminance of the light measured from the illuminance sensor is greater than or equal to 1400 mW / cm 2, the shutter is controlled so that the light is irradiated to the edge region of the semiconductor wafer for a predetermined time, and the illuminance of the light measured from the sensor is 1400 mW. If less than / cm 2 It is characterized by comprising a control unit for driving the display unit.
도 1은 종래의 적산 노광에 따른 에러 발생 횟수를 측정한 실험 결과치를 나타낸 도면,1 is a view showing an experimental result of measuring the number of times of error occurrence according to a conventional integrated exposure;
도 2는 램프의 조도 변화에 따른 노광 상태를 비교 측정한 실험 결과표를 나타낸 도면,2 is a table showing an experimental result comparing and measuring exposure conditions according to changes in illuminance of a lamp;
도 3a는 광학 렌즈에 20㎖/min의 압력으로 가스를 불어줄 경우의 조도 변화량을 측정한 실험 결과치를 나타낸 도면,3A is a view showing experimental results of measuring an amount of illuminance variation when blowing gas at a pressure of 20 ml / min to an optical lens;
도 3b는 광학 렌즈에 40㎖/min의 압력으로 N2가스를 불어줄 경우의 조도 변화량을 측정한 실험 결과치를 나타낸 도면,3B is a view showing experimental results of measuring an amount of illuminance variation when blowing N 2 gas at a pressure of 40 ml / min on an optical lens;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 에지 노광 장치를 나타낸 도면.4 illustrates a semiconductor edge exposure apparatus in accordance with an embodiment of the present invention.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
10 : 수은 램프 15 : 광학 렌즈10: mercury lamp 15: optical lens
20 : 조도 센서 25 : 셔터20: Ambient light sensor 25: Shutter
30 : 먼지 제거부 35 : 표시부30: dust removal unit 35: display unit
40 : 제어부 45 : 웨이퍼40: control unit 45: wafer
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
상술한 바와 같이, 종래의 경우에는 램프의 조도가 1500mW/㎠ 이하로 떨어지면 적산 노광을 수행하였다. 그러나, 실험 결과에 따르면, 램프의 조도가 1500mW/㎠ 이하에서 적산 노광을 하지 않고 일반 노광을 하더라도 문제가 발생되지 않음을 알수 있었다.As described above, in the conventional case, integrated exposure was performed when the illuminance of the lamp fell below 1500 mW / cm 2. However, according to the experimental results, it was found that the problem does not occur even if the lamp illuminance is subjected to general exposure without integrated exposure at 1500 mW / cm 2 or less.
도 2에는 램프의 조도 변화에 따른 노광 상태를 비교 측정한 실험 결과표가 도시된다. 실험의 대상이 되는 반도체막의 두께는 각각 9700Å, 12900Å, 35000Å이며, 이와 같은 두께의 반도체막을 일정 시간동안 노광했을 경우에 램프의 조도가 1400mW/㎠ 이하로 되었을 경우, 비로소 노광 처리에 문제가 있음을 알수 있었다.2 is a table showing the results of comparative measurements of exposure conditions according to changes in illuminance of the lamp. The thickness of the semiconductor film to be tested is 9700 mW, 12900 mW, and 35000 mW, respectively. Could know.
한편, 도 3a는 광학 렌즈에 20㎖/min의 압력으로 N2가스를 불어줄 경우의 조도 변화량을 측정한 실험 결과치이고, 도 3b는 광학 렌즈에 40㎖/min의 압력으로 N2가스를 불어줄 경우의 조도 변화량을 측정한 실험 결과치이다. 도 3a 및 도 3b를 비교해보면 알수 있는 바와 같이, N2가스를 20㎖/min의 압력으로 불어줄 경우, 시간 경과에 따른 조도의 감쇄도가 매우 큰 반면, N2가스를 40㎖/min의 압력으로 불어줄 경우, 시간 경과에 따른 조도의 감쇄도가 비교적 작게 나타난다.On the other hand, Figure 3a is an experimental result of measuring the change in illuminance when blowing N 2 gas at a pressure of 20ml / min to the optical lens, Figure 3b is blowing N 2 gas at a pressure of 40ml / min to the optical lens This is the experimental result of measuring the change of illuminance in case of jo As can be seen by comparing FIG. 3A and FIG. 3B, when the N 2 gas is blown at a pressure of 20 ml / min, the attenuation of the roughness is very large over time, whereas the N 2 gas is reduced to 40 ml / min. When blown under pressure, the attenuation of the illuminance with time is relatively small.
본 발명은 이와 같은 실험 결과에 의거하여, 램프의 조도가 1000-1600mW/㎠ 이 될 때까지 일반 노광을 수행한후, 램프의 조도가 1000-1600mW/㎠ 미만이 되면 램프를 교체하고, 또한 광학 렌즈에 불어주는 N2가스의 압력을 20 내지 100㎖/min로 높여준다는 데 그 기술적 특징점이 있다.According to the present invention, after the general exposure is performed until the lamp illuminance is 1000-1600mW / cm2, the lamp is replaced when the illuminance of the lamp is less than 1000-1600mW / cm2. The technical feature is to increase the pressure of N 2 gas to the lens to 20 to 100ml / min.
도 4에는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 에지 노광 장치가 도시된다. 도 4에서, 반도체 에지 노광 장치는 수은 램프(10), 광학 렌즈(15), 조도 센서(20), 셔터(25), 먼지 제거부(30), 표시부(35), 제어부(40), 및 웨이퍼(45)로 구성된다.4 shows a semiconductor edge exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 4, the semiconductor edge exposure apparatus includes a mercury lamp 10, an optical lens 15, an illuminance sensor 20, a shutter 25, a dust removal unit 30, a display unit 35, a control unit 40, and The wafer 45 is comprised.
도 4를 참조하면, 웨이퍼(45)의 에지 노광시, 수은 램프(10)의 광은 광학 렌즈(15)를 경유하여 웨이퍼(45)에 전달된다. 이때, 제어부(30)는 셔터(25)의 온/오프를 제어한다.Referring to FIG. 4, upon edge exposure of the wafer 45, the light of the mercury lamp 10 is transmitted to the wafer 45 via the optical lens 15. In this case, the controller 30 controls the on / off of the shutter 25.
셔터(25)는 광학 렌즈(15)와 웨이퍼(45) 사이에 장착되어 광학 렌즈(15)를 경유하여 제공되는 광을 차단 및 통과시키는 것으로, 제어부(30)의 제어에 의해 기설정된 노광 시간동안 광을 통과시키고, 기설정된 시간이 경과하면 광을 차단시킨다.The shutter 25 is mounted between the optical lens 15 and the wafer 45 to block and pass light provided via the optical lens 15, and during the predetermined exposure time under the control of the controller 30. Passes the light and blocks the light when a predetermined time elapses.
한편, 먼지 제거부(30)는 반도체 에지 노광 장치가 노광 작업을 시행하고 있지 않을 때, 광학 렌즈(15)에 N2가스를 불어주는 것으로, 블로우 노즐(blow nozzle : 30-1), 가스 저장기(30-2), 압력 메터(30-3), 압력 조절 밸브(30-4), 가스 공급관(30-5)으로 구성된다.On the other hand, the dust removing unit 30 blows N 2 gas into the optical lens 15 when the semiconductor edge exposure apparatus is not performing an exposure operation. Machine 30-2, pressure meter 30-3, pressure regulating valve 30-4, and gas supply pipe 30-5.
가스 저장기(30-2)에는 N2가스가 저장되어 있으며, N2가스는 가스 공급관(30-5)을 통해 블로우 노즐(30-1)에 전달된다. 이때, 압력 메터(30-3)는 가스 공급관(30-5)에 설치되어, 가스 공급관(30-5)을 흐르는 N2가스의 압력을 측정하여 이를 표시해준다. 또한 압력 조절 밸브(30-4)는 가스 공급관(30-5)에 설치되어 가스 공급관(30-5)을 흐르는 N2가스의 압력을 조절해주는 작용을 한다.A gas reservoir 30-2 and N 2 gas is stored, the N 2 gas is passed to the blow nozzle (30-1) through the gas supply pipe 30-5. At this time, the pressure meter (30-3) is installed in the gas supply pipe (30-5), and displays this by measuring the pressure of the N 2 gas flowing through the gas supply pipe (30-5). In addition, the pressure control valve (30-4) is installed in the gas supply pipe (30-5) serves to adjust the pressure of the N 2 gas flowing through the gas supply pipe (30-5).
여기에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 압력 조절 밸브(30-4)를 이용하여 가스 공급관(30-5)에 흐르는 N2가스의 압력이 20 내지 100㎖/min, 바람직하기로는 40㎖/min가 되도록 설정한다.Here, according to a preferred embodiment of the present invention, the pressure of the N 2 gas flowing through the gas supply pipe 30-5 using the pressure regulating valve 30-4 is 20 to 100 ml / min, preferably 40 ml. Set to / min.
따라서, 블로우 노즐(30-1)을 통하여 광학 렌즈(15)에 제공되는 N2가스는 먼지를 제거하기에 적합한 20 내지 100㎖/min, 바람직하기로는 40㎖/min의 압력을 가지게 되며, 도 3b에 도시된 실험 결과에 나타난 바와 같이, 보다 효과적으로 광학 렌즈(15)에 부착된 먼지를 제거해준다.Therefore, the N 2 gas provided to the optical lens 15 through the blow nozzle 30-1 has a pressure of 20 to 100 ml / min, preferably 40 ml / min, suitable for removing dust. As shown in the experimental result shown in 3b, the dust attached to the optical lens 15 is more effectively removed.
한편, 조도 센서(20)는 광학 렌즈(15) 및 셔터(25)를 경유하여 웨이퍼(45)에 도달하는 광의 조도를 측정하여 제어부(40)에 제공한다.On the other hand, the illuminance sensor 20 measures the illuminance of the light reaching the wafer 45 via the optical lens 15 and the shutter 25 and provides it to the controller 40.
제어부(40)는 조도 센서(20)로부터 제공되는 광의 조도를 기준치와 비교한후, 광의 조도가 기준치보다 작으면, 표시부(35)를 작동시킨다. 이때, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 기준치는 1000-1600㎽/㎠, 바람직하기로는 1400㎽/㎠로 설정된다.The controller 40 compares the illuminance of the light provided from the illuminance sensor 20 with a reference value, and then activates the display unit 35 when the illuminance of the light is smaller than the reference value. At this time, according to a preferred embodiment of the present invention, the reference value is set to 1000-1600 mW / cm 2, preferably 1400 mW / cm 2.
표시부(35)는 제어부(40)의 제어에 의해 수은 램프(10)의 교체 여부를 알려주는 것으로, 조도 센서(20)로부터 제공되는 광의 조도가 1000-1600㎽/㎠ 보다 작으면 수은 램프(10)가 교체될 시기임을 나타내 준다.The display unit 35 indicates whether the mercury lamp 10 is replaced by the control of the control unit 40. If the illuminance of the light provided from the illuminance sensor 20 is less than 1000-1600 mW / cm 2, the mercury lamp 10 ) Is the time to replace.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 램프의 조도가 1000 내지 1600mW/㎠ 이 될 때까지 일반 노광을 수행한후, 램프의 조도가 1000 내지 1600mW/㎠ 미만이 되면 램프를 교체하고, 또한 광학 렌즈에 불어주는 N2가스의 압력을 20 내지 100㎖/min로 높여 줌으로서, 적산 노광으로 인한 노광 에러의 발생 소지를 없애고, 광학 렌즈에 부착된 먼지를 보다 효과적으로 제거할수 있는 효과가 있다. 또한 적산 노광을 수행하지 않음으로서, 보다 빠른 시간내에 노광 작업을 완료할수 있다.As described above, according to the present invention, after the general exposure is performed until the illuminance of the lamp becomes 1000 to 1600 mW / cm 2, when the illuminance of the lamp becomes less than 1000 to 1600 mW / cm 2, the lamp is replaced and blown into the optical lens. By increasing the pressure of the N 2 gas to 20 to 100ml / min, it is possible to eliminate the possibility of exposure error due to integrated exposure, and to remove dust attached to the optical lens more effectively. In addition, by not performing integrated exposure, the exposure operation can be completed in a shorter time.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20080630 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |