KR20020036030A - 반도체 장치 제조용 노광장비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 장치 제조용 노광장비에 관한 것으로, 스피너 장비 부분과 스탭퍼 장비 부분으로 이루어지는 전체 노광장비에서, 패턴 노광 및 에지 노광을 실시하는 부분이 함께 스탭퍼 장비 부분에 설치됨을 특징으로 한다. 본 발명에서 통상 스피너 장비 부분은 HMDS 처리부, 포토레지스트를 도포하는 코팅부, 소프트 베이크, 노광후 베이크 및 하드 베이크를 실시하는 베이크 부, 현상을 실시하는 현상부로 구성되고, 스탭퍼 장비 부분은 노광전 웨이퍼 정렬을 담당하는 정렬부, 패턴 노광을 담당하는 패턴 노광부 및 에지 노광을 담당하는 에지 노광부 들로 이루어진다. 또한 스피너 장비 부분과 스텝퍼 장비 부분의 각 부에는 필요한 이송이나 거치를 담당하는 이송 장치와 거치대가 구비될 수 있다.

Description

반도체 장치 제조용 노광장비 {MACHINE FOR PHOTOLITOGRAPHY IN SEMICONDUCTOR DEVICE MAKING}

본 발명은 반도체 장치 제조용 노광장비에 관한 것으로, 공정에서 노광 후 현상 시간을 단축시킬 수 있는 노광장비에 관한 것이다.

반도체 장치의 고집적화 경향에 따라 노광공정의 중요성은 점점 더 강조되고 있다. 노광 공정에서 영향을 미치는 요소는 여러 가지가 있으며, 통상 노광 장비의 정렬 정밀도 및 해상도가 문제가 된다. 그러나, 이런 요소 외에도 노광에 사용되는 포토레지스트의 특성 및 처리 시간도 중요한 영향을 미칠 수 있다.

통상 노광장비는 크게 스피너 장비 부분과 스탭퍼 장비 부분으로 이루어져,웨이퍼에 포토레지스트를 도포하고 정렬을 통해 노광을 실시하고 현상을 통해 원하는 포토레지스트 패턴을 얻는 일련의 공정을 수행하도록 설치된다. 이런 공정은 도1과 같은 공정도를 통해 나타낼 수 있다. 도1을 참조하면서 노광을 위한 일련의 공정을 좀 더 상세히 살펴보면, 웨이퍼는 스피너 장비 부분에서 포토레지스트 도포 전에 표면의 점착성을 높이기 위해 HMDS(HexaMethylDiSilane)로 처리된다. 그리고 스피너(spiner) 장비의 코터(coater)에서 포토레지스트액을 웨이퍼 표면에 도포하게 된다. 포토레지스트가 도포되면 기판에서 점착액과 도포된 포토레지스트액 내의 솔벤트를 제거하고 포토레지스트를 노광에 적합한 상태로 형성하기 위해 일정 온도로 기판을 가열한다. 이 가열 단계를 흔히 소프트 베이킹이라 하면 몇 개의 세부 단계로 나누어질 수도 있다.

소프트 베이킹 이후 기판은 스텝퍼 장비 부분에서 기판에 대한 정정렬을 실시하고 노광 마스크를 통해 광원에 노출시키는 노광을 실시한다. 그리고, 스피너 장비 부분으로 되돌려진 다음 노광된 포토레지스트의 활성화 상태를 조절하기 위해 노광후 가열(post exposure bake)를 실시한다. 그리고, 현상을 통해 포토레지스트에서 폴리머를 형성하지 않은 부분을 용해시켜 제거하여 노광패턴을 남기게 된다. 현상 이후 세정을 실시하고, 현상을 통해 얻어진 패턴을 안정화 시키는 고온의 하드 베이킹이 이루어진다.

한편, 웨이퍼 에지(edge) 부분은 튀져나 척을 통해 일련의 노광공정에서 웨이퍼를 잡아 옮기는 부분이 되고 이때 잔류 포토레지스트가 파티클을 형성하는 경우가 많다. 때문에, 패턴 노광 후 현상 전에 웨이퍼 에지 부분을 일괄적으로 제거시키기 위해 웨이퍼 에지 노광(EEW:Edge Exposure of Wafer)을 실시하게 된다. 그런데, 종래의 경우, 도2에서와 같이 EEW를 실시하는 유닛(UNIT)이 패턴 노광을 실시하는 스탭퍼 장비 부분에 설치되지 않고 스피너 장비 부분에 설치되므로 패턴 노광과 에지 노광이 시간적으로 차이가 나고 따라서 전체적인 노광의 최적화를 이루기가 어렵다.

즉, 노광에 의해 포토레지스트가 광화학 반응을 시작하여 현상이 될 때까지의 시간을 PED(Post Exposure Development) 시간이라 지칭하는데, 패턴 노광과 에지 노광의 PED 시간이 다르므로 양자의 최적화가 이루어지지 못하게 된다. 따라서, 노광공정을 통해 얻어진 패턴이 악영향을 받을 수 있다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 패턴 노광과 에지 노광의 PED 시간의 차이에 따른 문제점을 없애기 위한 것으로, 양자의 PED 시간을 가능한 한 동일하게 하고, 전체적으로 PED 시간을 줄여 노광 패턴에 대한 악영향을 없앨 수 있는 반도체 장치 제조용 노광장비를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1은 포토리소그래피 공정의 각 단계를 나타내는 공정 흐름도,

도2는 종래의 스탭퍼 장비와 스피너 장비에서의 공정 단계를 나타내는 부분적인 공정 흐름도,

도3은 본 발명에 따른 스탭퍼 장비와 스피너 장비에서의 공정 단계를 나타내는 부분적인 공정 흐름도이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 스피너 장비 부분과 스탭퍼 장비 부분으로 이루어지는 전체 노광장비에서, 패턴 노광 및 에지 노광을 실시하는 부분이 함께 스탭퍼 장비 부분에 설치됨을 특징으로 한다.

본 발명에서 통상 스피너 장비 부분은 HMDS 처리부, 포토레지스트를 도포하는 코팅부, 소프트 베이크, 노광후 베이크 및 하드 베이크를 실시하는 베이크 부,현상을 실시하는 현상부로 구성되고, 스탭퍼 장비 부분은 노광전 웨이퍼 정렬을 담당하는 정렬부, 패턴 노광을 담당하는 패턴 노광부 및 에지 노광을 담당하는 에지 노광부 들로 이루어진다. 또한 스피너 장비 부분과 스텝퍼 장비 부분의 각 부에는 필요한 이송이나 거치를 담당하는 이송 장치와 거치대가 구비될 수 있다.

본 발명에서 바람직하게는 에지 노광부는 스탭퍼 장비 부분에서 스피너 장비 부분으로 연결되는 중간 위치에 존재한다. 이때, 이송 능률이 높아지며, PED 시간이 절약될 수 있다.

또한, 본 발명에서 에지 노광부의 광원은 패턴 노광부의 광원과 동일한 광원을 사용하는 등 일부분에서 결합될 수 있을 것이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도3은 본 발명의 일 실시예에서 스피너 장비 부분과 스탭퍼 장비 부분의 한 연결부에서의 공정 순서를 나타내는 공정 흐름도이다.

도3을 참조하면, 스탭퍼 장비 부분에 정렬부, 패턴 노광부, 에지 노광부가 구비되어 있고, 스탭퍼 장비 부분과 연결되는 스피너 장비 부분에는 노광 후 베이크를 위한 베이크부가 구비되어 있다. 이때 스피너 장비의 다른 부분들은 나타내지 않은 것이며, 스탭퍼 장비 부분의 정렬부 앞쪽에서 스탭퍼 장비 부분과 연결되는 스피너 장비 부분에는 소프트 베이크를 위한 베이크부가 구비될 것이다. 따라서 노광 공정 전체를 통해 웨이퍼는 스피너 장비 부분, 스탭퍼 장비 부분, 스피터 장비 부분의 순서로 진행될 것이다.

도3과 같이 패턴 노광부와 에지 노광부가 스탭퍼 장비 부분에 함께 배치되는 경우, 패턴 노광부와 에지 노광부를 밀접하게 연결시켜 운영할 수 있으며, 일부가 겹쳐져서 운영될 수 있다. 가령, 패턴 노광 스테이지에서 패턴 노광을 마친 웨이퍼를 이송 아암에 의해 바로 에지 노광 스테이지로 옮기는 방식을 사용할 수 있다. 또한, 스테이지 자체가 패턴 노광 스테이지와 에지 노광 스테이지를 겸하면서 패턴 노광부에서 스테이지 자체의 평행이동이나 회전이동에 의해 에지 노광부로 옮겨져 웨이퍼를 이송할 수 있다.

또한, 패턴 노광시의 광원과 에지 노광시의 광원을 동일한 광원으로 운영하는 방법도 고려할 수 있다. 이런 경우, 광원이 동일하므로 노광에 사용되는 파장도 동일한 파장이 될 것이다.

이러한 예들의 경우, 패턴 노광과 에지 노광이 연속적으로 이루어지므로 두 노광 단계 사이의 시간차가 거의 없다. 따라서 패턴 노광과 에지 노광의 PED 시간이 동일하다고 생각될 수 있고, 양자에 대한 노광공정의 최적화가 가능하게 된다.

따라서, 본 발명에 따르면, 패턴 노광과 에지 노광의 시간차로 인한 노광 패턴에서의 악영향이 없어지므로 패턴의 폭이나 패턴의 상태가 안정적으로 형성될 수 있다.

Claims (6)

1. 스피너 장비 부분과 스탭퍼 장비 부분으로 이루어지는 노광 장비에서,

   패턴 노광부 및 에지 노광부가 함께 스탭퍼 장비 부분에 설치됨을 특징으로 하는 반도체 장치 제조용 노광장비.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 스피너 장비 부분은 HMDS 처리부, 포토레지스트를 도포하는 코팅부, 소프트 베이크, 노광후 베이크 및 하드 베이크를 실시하는 베이크 부, 현상을 실시하는 현상부를 구비하여 이루어지고,

   상기 스탭퍼 장비 부분은 노광전 웨이퍼 정렬을 담당하는 정렬부, 패턴 노광을 담당하는 패턴 노광부 및 에지 노광을 담당하는 에지 노광부를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조용 노광장비.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 에지 노광부는 상기 스탭퍼 장비 부분에서 상기 스피너 장비 부분으로 연결되는 경로중에 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조용 노광장비.
4. 제 1 항에 있어서,

   또한, 본 발명에서 에지 노광부의 광원은 패턴 노광부의 광원과 동일한 광원을 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조용 노광장비.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 패턴 노광부의 노광 스테이지와 상기 에지 노광부의 노광 스테이지가 동일하며, 상기 패턴 노광부와 상기 에지 노광부 사이에 이동 가능한 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조용 노광장비.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 패턴 노광부의 노광 스테이지와 상기 에지 노광부의 노광 스테이지 사이에 웨이퍼를 직접 옮기는 이송장치가 구비되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조용 노광장비.