KR20020085347A - 노광 장치 및 이를 이용한 노광 방법 - Google Patents

노광 장치 및 이를 이용한 노광 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 노광 장치 및 이를 이용한 노광 방법에 관한 것으로서, 본 발명은 웨이퍼 로딩 및 언로딩 영역과, 잡착제 도포 영역과, 상기 웨이퍼 상에 감광막을 도포하는 코팅 영역과, 상기 감광막에 대한 소프트 베이크가 이루어지는 소프트 베이크 영역과, 상기 감광막이 도포된 웨이퍼에 대한 노광이 이루어지는 노광 영역과, 상기 노광 이후에 웨이퍼에 대한 베이크가 이루어지는 노광 후 베이크 영역과, 현상을 거친 웨이퍼에 대한 베이크가 이루어지는 하드 베이크 영역과, 상기 베이크된 웨이퍼를 후속 공정에 적합한 온도까지 냉각하는 쿨링 영역과, 노광된 웨이퍼에 대한 현상이 이루어지는 현상 영역과, 상기 현상 후에 웨이퍼에 대한 검사가 자동적으로 이루어지는 자동 검사 영역과 및 상기 자동 검사 과정에서 불량으로 판정된 웨이퍼가 픽업되는 픽업 영역으로 구성된 것을 특징으로 하는 노광 장치 및 이를 이용한 노광 방법을 제공한다.

Description

노광 장치 및 이를 이용한 노광 방법{Illumination apparatus and method for illuminating using the same}
본 발명은 노광 장치 및 이를 이용한 노광 방법에 관한 것으로써, 자세하게는 노광 후 웨이퍼 자동 검사 장비를 구비한 노광 장치 및 이를 이용한 노광 방법에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 공정은 세정 공정과 이온 주입 공정과 최종 마무리 공정등 여러 공정 등이 포함되어 있으나, 크게는 박막 형성 공정과 사진 식각 공정으로 나눌 수 있다.
반도체 수율은 이들 공정 하나 하나와 밀접한 관련이 되어 있다.
따라서 상기 공정들 중 어느 한 공정에서 웨이퍼에 결함이 발생되고, 이를 검출하지 못하거나 검출하더라도 최종 공정에서 검출하게 되는 경우, 웨이퍼 전체 또는 많은 칩을 사용할 수 없게 되어 반도체 수율은 낮아질 수밖에 없다.
도 1은 종래 기술에 의한 노광 장치의 하나인 스텝퍼(stepper)의 블록 구성도를 나타낸다.
도면에서 "PEB"는 노광 후 베이크가 실시되는 영역을, "HARD BAKE"는 현상 후에 하드 베이크가 실시되는 영역을, "COOLING"은 웨이퍼 온도를 코팅에 적합한 온도로 낮추는 영역을, "SOFT BAKE"는 소프트 베이크가 실시되는 영역을, "HMDS"는 웨이퍼와 PR의 접착력 향상을 위한 접착제 도포 영역을, "LOAD" "UNLOAD"는 웨이퍼가 로딩 또는 언로딩되는 영역을, "DEV"는 현상이 이루어지는 영역을, "COAT"는PR 코팅이 이루어지는 영역을 나타낸다.
그리고 "stepper"는 웨이퍼에 대한 노광이 이루어지는 영역을 나타낸다.
도 2는 상기한 노광 장치를 이용한 노광 방법을 단계별로 나타낸 것으로서, 이러한 노광 장치를 이용한 노광 공정은 크게 웨이퍼를 노광 장치에 로딩하는 단계(10), 웨이퍼 상에 PR을 도포하는 단계(12), 웨이퍼 정렬 단계(14), 노광 단계(16), 현상 단계(18) 및 노광 장치로부터 웨이퍼를 언로딩하는 단계(20), 작업자에 의한 웨이퍼 검사 단계(22) 및 검사 후 단계(24)로 이루어진다.
웨이퍼 검사 결과가 정상일 때는 당연히 노광 이후의 정해진 제조 공정을 진행하게 되며, 검사 후 단계(24)는 웨이퍼 검사 결과가 불량일 때 진행되는 재 노광(rework) 단계를 의미한다.
한편 작업자에 의한 웨이퍼 검사 단계(22)는 사람이 노광 장치로부터 언로딩한 웨이퍼들 중에서 몇 장을 샘플링하여 웨이퍼 불량을 검사하는 단계로서 이를 사람이 직접 하기 때문에 개인별 오차가 있을 수 있어 검사에 대한 신뢰성이 떨어질 수가 있고, 샘플링에 포함되지 않은 웨이퍼에 불량 웨이퍼가 포함되는 경우에는 반도체 장치의 제조 공정의 마지막 공정에서 불량 판정을 받게 되는데, 이때는 이미 해당 웨이퍼 전체 또는 일부에 대한 재 작업이나 리페어 할 수 있는 단계를 넘었기 때문에 상기 해당 웨이퍼 전체 또는 일부는 전혀 사용할 수가 없게 된다.
따라서 제조 공정의 최종 단계에서 불량으로 판정된 웨이퍼 전체 또는 일부는 전량 폐기 처분되어야 하므로 막대한 원가 및 시간 손실과 함께 반도체 수율이 급격히 저하되는 폐단이 있다.
이러한 결과는 웨이퍼의 구경이 8인치에서 12인치로 확장되면서 웨이퍼 한 장의 비용이 증가되고, 생산 칩의 수도 증가됨에 따라 웨이퍼 불량에 따른 비용 손실 및 시간 손실과 수율 감소는 더욱 심각해지는 문제가 있다.
따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 본 발명은 웨이퍼 낱장에 대한 불량 검사가 가능하고 웨이퍼 검사에 소요되는 시간을 줄여 웨이퍼 불량에 따른 비용 및 시간 손실을 줄임과 동시에 생산성을 높일 수 있는 노광 장치를 제공하는데 주된 목적이 있다.
또한 본 발명은 상기 노광 장치를 이용한 노광 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 노광 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 도 1의 노광 장치를 이용한 노광 방법을 단계별로 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 노광 장치의 블록 구성도이다.
도 4는 도 3의 노광 장치를 이용한 노광 방법을 단계별로 나타낸 블록도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호설명*
40 : 로딩 및 언로딩 영역
42 : 감광막과 웨이퍼 접착력 향상을 위한 접착제 도포 영역
44 : 감광막 도포 영역 46 : 소프트 베이크 영역
48 : 베이크 후 웨이퍼 냉각 영역 50 : 노광 영역
52 : 노광 후 베이크 영역 54 : 현상 영역
55 : 하브 베이크 영역 56 : 웨이퍼 자동 검사 영역
58 : 불량 웨이퍼 픽업 영역
상기의 목적 달성을 위하여 본 발명은 웨이퍼 로딩 및 언로딩 영역, 상기 웨이퍼 상에 감광막을 도포하는 코팅 영역, 상기 감광막에 대한 소프트 베이크가 이루어지는 소프트 베이크 영역, 상기 감광막이 도포된 웨이퍼에 대한 노광이 이루어지는 노광 영역, 노광 후 베이크 영역, 하드 베이크 영역, 베이크된 웨이퍼를 후속 공정에 적합한 온도까지 냉각하는 쿨링 영역, 노광된 웨이퍼에 대한 현상이 이루어지는 현상 영역, 상기 현상 후에 웨이퍼에 대한 검사가 자동적으로 이루어지는 자동 검사 영역 및 상기 자동 검사 과정에서 불량으로 판정된 웨이퍼가 픽업되는 픽업 영역으로 이루어지게 되는 구성이 가장 두드러진 특징이다.
또한 본 발명은 웨이퍼를 로딩하는 단계와, 상기 웨이퍼 상에 감광막을 도포하는 단계와, 상기 감광막이 도포된 웨이퍼를 정렬하는 단계와, 상기 웨이퍼를 노광하는 단계와, 상기 노광된 웨이퍼를 현상하는 단계와, 상기 현상된 웨이퍼에 대한 불량 검사를 실시하되, 자동화된 장비를 이용하여 실시하는 단계와, 상기 웨이퍼를 언로딩하는 단계 및 상기 검사 결과에 따라 후속 공정 진행 단계로서 수행되는 노광 방법을 제공하는데 다른 특징이 있다.
이러한 본 발명을 이용하게 되면 웨이퍼 검사에 따른 생산성 저하를 방지하면서 웨이퍼 불량에 따른 비용 및 시간 손실을 줄일 수 있고 수율 증가를 도모할 수 있다.
이하 본 발명의 실시예에 의한 노광 장치 및 이를 이용한 노광 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
우선 노광 장치에 대해서 설명한다.
도 3에서 보는바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 노광 장치는 여러 영역들을 구비하게 됨을 알 수가 있다.
구체적으로 웨이퍼의 로딩과 언로딩이 이루어지는 로딩/언로딩 영역(40)이 구비되어 있다.
로딩된 웨이퍼 상에 감광막을 도포하기에 앞서, 감광막과 웨이퍼의 부착력을 높이기 위한 접착제(HMDS)를 웨이퍼 상에 도포하는 "HMDS" 영역(42)이 구비되어 있다.
잡착제가 도포된 웨이퍼 상에 감광막을 도포하기 위한 코팅 영역(44)이 구비되어 있다.
웨이퍼 상에 감광막을 회전 도포한 후에 감광막에 남아 있을 수 있는 솔벤트를 제거하기 위한 베이크가 실시되는 소프트 베이크 영역(46)이 구비되어 있다.
베이크 등과 같이 노광 공정 진행 중에 히팅된 웨이퍼를 후 공정에 적합한 온도까지 냉각하는 쿨링 영역(48)이 구비되어 있다.
감광막이 도포된 웨이퍼에 대한 직접적이 노광이 진행되는 노광 영역(50)이 구비되어 있다.
노광 영역(50)에는 스텝퍼(또는 스캐너) 등과 같은 노광을 위한 장비가 구비되어 있고, 이 장비를 이용하여 웨이퍼에 대한 노광이 이루어진다.
이러한 노광 후에 베이크가 이루어지는데, 이를 위한 노광 후 베이크 영역(52)이 구비되어 있다.
노광 단계에서 노광된 부분(포지티브 감광막) 또는 비노광된 부분(네가티브 감광막)을 선택적으로 제거하기 위한 현상이 이루어지는 현상 영역(54)이 구비되어 있다.
현상 후에 형성된 패턴 중에 포함된 물을 제거하고 패턴의 열 경화를 위한 베이크가 이루어지는 하드 베이크 영역(55)이 구비되어 있다.
현상 및 그와 관련된 베이크가 이루어진 후, 웨이퍼가 언로딩되기 전에 웨이퍼에 대한 불량 검사가 이루어지는 웨이퍼 검사 영역(56)이 구비되어 있다.
웨이퍼 검사 영역(56)에서의 웨이퍼 불량 검사는 종래의 샘플링 방식으로 적업자가 직접 검사함에 따른 오류 및 문제점을 개선하기 위해 자동화된 웨이퍼 검사 장치를 이용한다.
이와 같은 검사 장치를 이용하여 웨이퍼를 종전과 같은 샘플링 방식으로 검사하는 것이 아니라 모든 웨이퍼를 대상으로 검사한다.
따라서 불량 웨이퍼는 100% 검출할 수가 있게 된다.
이것은 낱장 불량을 완전히 배제할 수 있음을 의미한다.
계속해서 웨이퍼 검사 영역(56)에서 검출된 불량 웨이퍼가 발견되는 경우, 이를 픽업하는 픽업 영역(58)이 구비되어 있다.
다음에는 이와 같은 노광 장치를 이용한 노광 방법에 대해 설명한다.
도 4에서 보는바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 노광 장치를 이용한 노광 방법은 크게 로딩/언로딩 영역(40)에 웨이퍼를 로딩하는 로딩 단계(60)와 로딩된 웨이퍼 상에 감광막을 도포하는 감광막 도포 단계(70)와, 감광막이 도포된 웨이퍼를 정렬하는 정렬(align) 단계(80)와, 노광 영역(50)에서 정렬된 웨이퍼에 대한 노광이 이루어지는 노광 단계(90)와, 감광막의 노광 영역 또는 비노광 영역을 선택적으로 제거하는 현상 단계(100)와, 현상된 모든 웨이퍼를 대상으로 웨이퍼 불량 여부에 대한 검사가 자동으로 이루어지는 웨이퍼 검사 단계(110)와 웨이퍼 검사가 완료된 웨이퍼를 언로딩하는 단계(120)와, 언로딩 이후의 후속 단계(130)를 포함한다.
후속 단계(130)는 웨이퍼 검사 단계(110)에서 정상으로 판정된 웨이퍼를 대상으로 진행되는 오버레이 단계이거나 불량으로 판정된 웨이퍼를 대상으로 진행되는 재노광(rework) 단계이다.
한편 상기한 각 단계 사이에는 잡착제 도포 단계, 쿨링이나 베이크 단계가 더 포함되나 이들 단계는 일반적이고 자명한 단계이므로 자세한 설명은 생략하였다.
상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 예들 들어 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 웨이퍼 검사 영역을 더 추가하여 웨이퍼 현상 전에 웨이퍼 검사를 실시할 수도 있을 것이다.
때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 노광 장치는 웨이퍼 언로딩 전에 각 웨이퍼에 대한 불량 검사를 자동적으로 수행할 수 있는 자동 검사 영역이 포함되어 있다.
따라서 이러한 노광 장치를 이용하여 노광 공정을 진행하는 경우, 사람 대신 자동화된 기계가 웨이퍼를 검사하므로 웨이퍼 전체에 대하여 신속한 불량 검사가 가능하고, 검출된 웨이퍼에 대해서는 재 노광 공정을 바로 실시할 수가 있다.
그러므로 웨이퍼 검사에 따른 생산성 저하를 방지하면서 웨이퍼 불량에 따른 비용 및 시간 손실을 줄일 수 있고 수율 증가를 도모할 수가 있게 된다.

Claims (3)

  1. 웨이퍼 로딩 및 언로딩 영역;
    상기 웨이퍼 상에 감광막 접착을 위한 잡착제 도포가 이루어지는 영역;
    상기 웨이퍼 상에 감광막을 도포하는 코팅 영역;
    상기 감광막에 대한 소프트 베이크가 이루어지는 소프트 베이크 영역;
    상기 감광막이 도포된 웨이퍼에 대한 노광이 이루어지는 노광 영역;
    상기 노광 이후에 웨이퍼에 대한 베이크가 이루어지는 노광 후 베이크 영역;
    현상을 거친 웨이퍼에 대한 베이크가 이루어지는 하드 베이크 영역;
    상기 베이크된 웨이퍼를 후속 공정에 적합한 온도까지 냉각하는 쿨링 영역;
    노광된 웨이퍼에 대한 현상이 이루어지는 현상 영역;
    상기 현상 후에 웨이퍼에 대한 검사가 자동적으로 이루어지는 자동 검사 영역; 및
    상기 자동 검사 과정에서 불량으로 판정된 웨이퍼가 픽업되는 픽업 영역;
    으로 구비되는 노광 장치.
  2. 웨이퍼를 로딩하는 단계;
    상기 웨이퍼 상에 감광막을 도포하는 단계;
    상기 감광막이 도포된 웨이퍼를 정렬하는 단계;
    상기 웨이퍼를 노광하는 단계;
    상기 노광된 웨이퍼를 현상하는 단계;
    상기 현상된 웨이퍼에 대한 불량 검사를 실시하되, 자동화된 장비를 이용하여 실시하는 단계;
    상기 웨이퍼를 언로딩하는 단계; 및
    상기 검사 결과에 따라 후속 공정 진행 단계;
    를 포함하는 노광 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 후속 진행 단계는 상기 검사 결과가 불량 일 때의 재 노광(rework) 단계 또는 상기 검사 결과가 정상일 때의 오버레이 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
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