KR20020063964A - 웨이퍼 에지 노광장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼 상면에 포토레지스트를 도포하여 포토레지스트 박막을 형성한 후, 웨이퍼 에지를 노광할 때 웨이퍼 에지에 형성된 포토레지스트 박막이 경사지게 노광되는 것을 방지하는 웨이퍼 에지 노광장치에 관한 것으로, 본 발명 웨이퍼 에지 노광장치를 이용하면, 마스크를 거쳐 제 1렌즈, 제 2렌즈를 통과한 노광 광이 산란되지 않고 균일하게 조사되기 때문에 사용자가 웨이퍼 에지에 도포된 포토레지스트 박막중에서 깍아내고 싶은 포토레지스트 박막을 정확히 직각으로 깔아낼수가 있어 후속 공정을 진행할 때 이 부분이 파티클로 작용하는 것을 미연에 방지하여 웨이퍼의 수율을 높일 수 있다.

Description

웨이퍼 에지 노광장치{Exposure apparatus of wafer edge}

본 발명은 웨이퍼 에지 노광장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼 상면에 포토레지스트(Photoresist)를 도포하여 포토레지스트 박막을 형성한 후, 웨이퍼 에지를 노광할 때 웨이퍼 에지에 형성된 포토레지스트 박막이 경사지게 노광되는 것을 방지하는 웨이퍼 에지 노광장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자를 제조하는 제조과정에서 웨이퍼에 필요한 각종 회로패턴(Pattern)은 포토리소그래피(Photo-lithography) 공정에서 형성된다.

이와 같은 포토리소그래피 공정은 X선이나 자외선 등과 같은 광의 조사에 의해 용해도가 변화하는 포토레지스트를 웨이퍼 상면에 도포하여 포토레지스트 박막을 형성하는 단계, 이 포토레지스트 박막의 소정 부분을 노광시킨 후 현상에 의해 용해도가 큰 부분을 제거하여 포토레지스트 회로패턴을 형성하는 단계 및 회로패턴을 형성하여야 할 포토레지스트 박막의 노출된 부분을 식각 방법으로 제거하여 배선이나 전극 등의 각종 회로패턴을 형성하는 단계로 구성된다.

이때, 이와 같은 포토리소그래피 공정을 진행함에 있어서, 웨이퍼 에지에 형성된 포토레지스트 박막은 회로패턴을 형성하는데 전혀 이용되지 않을 뿐만 아니라 후속 공정을 진행하는데 있어 튀져(Tweezer) 등과 접촉이 많아 파티클(Particle) 발생의 주요 원인이 된다. 이에 종래에는 웨이퍼 에지에 도포되는 포토레지스트를 제거하기 위하여 웨이퍼 상면에 포토레지스트를 도포할 때 사이드 린스(Side rinse)를 하여 웨이퍼 에지를 세척하기도 하지만, 이와 같은 방법은 파티클 발생을 예방하기에 충분하지 못하다.

따라서, 이러한 문제점을 제거하기 위해서 종래에는 웨이퍼에 레티클(Reticle)을 이용하여 소정 회로패턴을 노광하기 전에 먼저, 웨이퍼 에지를 노광시켜 이 부분의 포토레지스트를 제거하는 방법을 주로 사용하며, 이때, 사용되는 장치가 바로 웨이퍼 에지 노광장치이다.

이와 같은 종래 웨이퍼 에지 노광장치는 웨이퍼를 안착 및 회전시키는 웨이퍼 안착유닛(Unit)과, 웨이퍼 에지를 노광시키는 노광 광 조사모듈(Module)과, 노광 광 조사모듈에 노광 광을 공급하는 노광용 광원과, 노광용 광원과 노광 광 조사모듈을 연결해주는 광화이버(Fiber)로 구성된다.

이때, 노광 광 조사모듈은 조사모듈 몸체와, 조사모듈 몸체에 설치되며 광화이버와 연결되어 노광 광이 조사되는 광 조사구와, 조사모듈 몸체에 결합되어 광 조사구로부터 노광 광이 조사될 때 노광 광을 모아주는 역할을 하는 렌즈(Lens)와,노광 광이 웨이퍼 에지의 포토레지스트 박막에 조사되도록 유도하는 마스크(Mask)로 구성된다.

이와 같이 구성된 종래 웨이퍼 에지 노광장치는 노광용 광원으로부터 노광 광이 조사되어 광화이버를 따라 조사모듈 몸체에 설치된 광 조사구로 조사되며, 이후, 광 조사구로 조사된 노광 광은 렌즈를 통하여 가운데로 모아져서 렌즈 아래에 위치한 마스크를 거쳐 웨이퍼 에지의 포토레지스트 박막에 조사된다.

이때, 웨이퍼는 웨이퍼 안착유닛에 의해 소정 속도로 회전하기 때문에, 웨이퍼 에지 노광장치는 웨이퍼 에지의 일측만 노광 광을 조사하여도 웨이퍼 에지 전영역을 노광할 수 있다.

그러나, 이와 같은 종래 웨이퍼 에지 노광장치는 노광용 광원으로부터 조사된 노광 광이 렌즈를 통과하여 마스크를 거친 후 웨이퍼 에지의 포토레지스트 박막에 조사되는 바, 렌즈를 통과한 노광 광이 마스크를 거쳐 웨이퍼 에지의 포토레지스트 박막에 정확히 수직으로 조사되지 않는 문제점이 발생된다. 즉, 렌즈를 통과한 노광 광 중 마스크의 단부에 부딪히는 노광 광은 산란되어 광의 세기가 균일하지 않은 채로 웨이퍼 에지의 포토레지스트 박막에 조사된다.

이에, 이와 같이 노광된 웨이퍼 에지를 현상하면, 웨이퍼 에지의 포토레지스트 박막은 웨이퍼와 정확히 직각으로 깍이는게 아니라 마스크의 단부에 노광 광이 부딪혀 산란된 만큼 포토레지스트 박막이 경사져 깍이게 된다. 이때, 이와 같이 포토레지스트 박막의 경사진 부분을 슬로프(Slope)라고 하며, 이와 같은 슬로프는 종래 웨이퍼 에지 노광장치를 사용했을 때, 약 20㎛~40㎛정도까지 발생된다.

따라서, 이와 같은 슬로프가 형성된 웨이퍼를 이용하여 후속공정을 계속 진행할 경우, 웨이퍼 에지의 포토레지스트 박막 중 슬로프 부분이 리프트(Lift)되어 후속공정에서 파티클로 작용하여 웨이퍼의 수율을 크게 저하시키는 문제점이 발생된다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 웨이퍼 에지의 포토레지스트 박막을 노광하는 노광광이 산란되는 것을 방지하여 웨이퍼 에지의 포토레지스트 박막에 슬로프가 생성되는 것을 최소화하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 에지 노광장치의 일실시예를 도시한 개념도.

도 2는 도 1의 A부분 확대도.

도 3은 도 2의 B부분 확대도.

이와 같은 본 발명의 목적을 구현하기 위한 웨이퍼 에지 노광장치는 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 척(Chuck)과, 웨이퍼의 에지를 노광시킬수 있도록 설치되는 노광용 광원과, 일측 단부가 노광용 광원에 연결되며 타측 단부는 노광 광이 조사되는 광 조사구에 연결된 광화이버와, 웨이퍼의 에지에 노광 광을 조사하는 노광 광 조사모듈을 포함하며,

이 노광 광 조사모듈은 통체 형상으로 일측 단부가 웨이퍼의 에지에 노광 광이 조사되도록 개구되며 타측 단부에는 광 조사구가 설치된 조사모듈 몸체와, 조사모듈 몸체에 설치되어 웨이퍼의 에지에 노광 광이 조사되도록 유도하는 마스크와, 조사모듈 몸체에 설치되어 마스크를 통과한 광이 모이도록 하는 제 1렌즈와, 조사모듈 몸체에 설치되어 제 1렌즈를 통과한 광이 웨이퍼의 에지에 균일하게 조사되도록 하는 제 2렌즈를 포함함에 있다.

나아가, 본 발명 웨이퍼 에지 노광장치는 마스크를 통과한 노광 광과 웨이퍼의 에지에 조사되는 노광 광의 넓이비가 1:1로 설치됨이 바람직하다.

이하, 도 1 내지 도 2를 참조하여, 본 발명 웨이퍼 에지 노광장치를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예인 웨이퍼 에지 노광장치(300)는 전체적으로 보아 웨이퍼 안착유닛(100), 웨이퍼 에지 노광유닛(200) 및 웨이퍼 에지 노광장치(300)를 전반적으로 제어하는 중앙제어유닛(미도시)으로 구성된다.

보다 구체적으로 설명하면, 웨이퍼 안착 유닛(100)은 웨이퍼(10)를 안착시키고 웨이퍼(10)를 회전시키는 역할을 하는 것으로, 웨이퍼(10)가 안착되는 웨이퍼 척(150)과, 웨이퍼 척(150)을 회전시키는 구동모터(Motor,110)와, 구동모터(110)와 웨이퍼 척(150)을 연결하여 구동모터(110)의 회전력을 웨이퍼 척(150)에 전달하는 역할을 하는 회전축(130)으로 구성된다.

한편, 웨이퍼 에지 노광유닛(200)은 노광용 광을 유도하는 노광 광 유도모듈(240)과, 웨이퍼(10) 에지의 포토레지스트 박막(15)을 직접 조사하는 노광 광 조사모듈(260)로 구성된다.

이때, 노광 광 유도모듈(240)은 다시 노광용 광이 발생되는 노광용 광원(241), 노광용 광이 조사되는 광 조사구(247), 노광용 광원(241)과 광 조사구(247)를 연결시켜주는 광화이버(245), 광화이버(245)에 설치되어 노광용 광원(241)에서 노광 광이 조사되는 것을 선택적으로 차단하는 셔터(Shutter,243)로 구성된다. 여기에서, 광화이버(245)는 노광 광이 빠르게 이동하도록 하는프렉시블(Flexible)한 광케이블(Cable)로 설치됨이 바람직하다.

또한, 노광 광 조사모듈(260)은 일측이 개구되며 타측은 광 조사구(247)가 설치되는 통체 형상의 조사모듈 몸체(262)와, 광 조사구(247)에 근접한 부분의 조사모듈 몸체(262)에 설치되어 노광 광이 웨이퍼(10) 에지의 포토레지스트 박막(15)에 조사되도록 유도하는 마스크(264)와, 조사모듈 몸체(262)에 설치되어 마스크(264)를 통과하여 산란된 노광 광을 가운데로 모아주는 역할을 하는 제 1렌즈(266)와, 조사모듈 몸체(262)에 설치되어 제 1렌즈(266)에 의해 가운데로 모아지는 노광 광을 웨이퍼(10) 에지의 포토레지스트 박막(15)에 균일하게 조사되도록 하는 제 2렌즈(268)로 구성된다.

여기에서, 마스크(264)는 사용자가 원하는 넓이만큼 노광 광을 통과시켜 사용자가 원하는 부분인 웨이퍼(10) 에지의 포토레지스트 박막(15)을 조사할 수 있도록 중앙에 소정 넓이 만큼 개구된다.

이때, 마스크(264)와 제 1렌즈(266) 그리고, 제 1렌즈(266)와 제 2렌즈(268) 사이의 거리는 유동가능하게 설치됨이 바람직하며, 또, 마스크(264)와 제 1렌즈(266) 그리고 제 1렌즈(266)와 제 2렌즈(268)의 거리는 웨이퍼(10) 에지의 포토레지스트 박막(15)에 조사되는 노광 광의 노광 영역과 마스크(264)의 개구된 부분을 통과하는 노광 광 통과 영역의 넓이비가 1:1이 되도록 설치됨이 바람직하다.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 이와 같이 구성된 웨이퍼 에지 노광장치(300)의 작용 및 효과에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상면에 포토레지스트 박막(15)이 형성된 웨이퍼(10)가 이송장치(미도시)에의해 본 발명 웨이퍼 에지 노광장치(300)의 웨이퍼 척(150)에 로딩되면, 웨이퍼 척(150)은 웨이퍼(10)를 진공흡착하여 웨이퍼(10)를 안착시킨다.

이후, 웨이퍼(10)의 안착이 완료되면, 웨이퍼 안착유닛(100)은 구동모터(110)와 회전축(130)을 이용하여 웨이퍼(10)를 소정 속도만큼 회전시키며, 이와 동시에 웨이퍼 에지 노광유닛(200)은 웨이퍼(10) 에지의 포토레지스트 박막(15)에 조사를 시작해야 하는 바, 중앙제어유닛은 광화이버(245)를 차단하는 셔터(243)를 오픈(Open)하여 노광용 광원(241)에서 광이 조사되게 한다.

이와 같이 노광용 광원(241)에서 조사된 광은 광화이버(245)를 따라 이동하여 노광 광 조사모듈(260)에 연결된 광 조사구(247)를 지나 마스크(264)를 거쳐 제 1렌즈(266)와 제 2렌즈(268)를 연속적으로 통과하여 웨이퍼(10) 에지의 포토레지스트 박막(15)에 조사된다.

여기에서, 광 조사구(247)로 조사된 노광 광은 마스크(264)를 통과하면서 산란되며, 이때 산란된 광은 제 1렌즈(266)를 통과하면서 가운데로 모아졌다가 제 2렌즈(268)를 통과하면서 웨이퍼(10) 에지의 포토레지스트 박막(15)에 조사된다.

이때, 웨이퍼(10) 에지의 포토레지스트 박막(15)에 조사된 노광 광의 노광영역과 마스크(264)의 개구된 부분을 통과하는 노광 광 통과 영역의 넓이비는 1:1이며, 이때 조사되는 광은 산란되지 않고 균일하게 조사된다.

따라서, 본 발명 웨이퍼 에지 노광장치(300)를 이용하여 웨이퍼(10) 에지를 노광한 후 현상하면, 웨이퍼(10) 에지에 형성된 포토레지스트 박막(15)은 사용자가 원하는 만큼 정확히 깍여나가고, 그 끝부분은 슬로프가 생성되지 않고 정확히직각으로 깍여진다. 이에, 이와 같이 직각으로 깍여진 웨이퍼를 가지고 후속 공정을 진행하면, 종래와 같이 웨이퍼 에지에 형성된 포토레지스트 박막의 슬로프 부분이 리프트되어 파티클로 작용하는 것을 미연에 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명 웨이퍼 에지 노광장치를 이용하면, 마스크를 거쳐 제 1렌즈, 제 2렌즈를 통과한 노광 광이 산란되지 않고 균일하게 조사되기 때문에 사용자가 웨이퍼 에지에 도포된 포토레지스트 박막중에서 깍아내고 싶은 포토레지스트 박막을 정확히 직각으로 깔아낼수가 있어 후속 공정을 진행할 때 이 부분이 파티클로 작용하는 것을 미연에 방지하여 웨이퍼의 수율을 높이는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 척과, 상기 웨이퍼의 에지를 노광시킬수 있도록 설치되는 노광용 광원과, 일측 단부가 상기 노광용 광원에 연결되며 타측 단부는 노광 광이 조사되는 광 조사구에 연결된 광화이버와, 상기 웨이퍼의 에지에 노광 광을 조사하는 노광 광 조사모듈을 포함하며,

   상기 노광 광 조사모듈은 통체 형상으로 일측 단부가 상기 웨이퍼의 에지에 노광 광이 조사되도록 개구되며, 타측 단부에는 상기 광 조사구가 설치된 조사모듈 몸체와;

   상기 조사모듈 몸체에 설치되어 상기 웨이퍼의 에지에 노광 광이 조사되도록 유도하는 마스크와;

   상기 조사모듈 몸체에 설치되어 상기 마스크를 통과한 광이 모이도록 하는 제 1렌즈와;

   상기 조사모듈 몸체에 설치되어 상기 제 1렌즈를 통과한 광이 상기 웨이퍼의 에지에 균일하게 조사되도록 하는 제 2렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지 노광장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 웨이퍼 에지 노광장치는

   상기 마스크를 통과한 노광 광과 상기 웨이퍼의 에지에 조사되는 노광 광의 넓이비가 1:1인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지 노광장치.