KR20040079493A

KR20040079493A - 노광장치 및 노광처리 방법

Info

Publication number: KR20040079493A
Application number: KR1020030014335A
Authority: KR
Inventors: 고동호
Original assignee: 주식회사 하이닉스반도체
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2003-03-07
Publication date: 2004-09-16

Abstract

본 발명은 노광장치 및 노광처리방법에 관한 것으로서, WEE 노광처리부와 전치배열부(pre-alignment unit)를 하나로 통합하여, WEE 노광처리 시 소모되는 시간 및 비용을 줄일 수 있고, 노광 시 웨이퍼에 UV빔 대신에 직선광인 레이저 소스(laser source)를 조사하여 여광효과를 배제할 수 있어, 샷(shot)의 패턴에 영향을 주지 않음으로써, 패턴에 발생하는 불량을 방지할 수 있고, 전치배열부(pre-alignment unit)를 통해 정확한 웨이퍼 센터링을 하여, WEE 노광 범위를 섬세하게 제어할 수 있도록 하여 생산수율을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

노광장치 및 노광처리 방법{Expose device and method thereof}

본 발명은 반도체 소자 제조에 사용되는 노광장치 및 노광 처리방법에 관한 것으로 특히, 노광 시 웨이퍼 에지부의 포토레지스트를 노광하는 WEE(Wafer Edge Exposure) 공정에서 사용되는 노광장치 내에서 웨이퍼를 웨이퍼 스테이지로 전달하기 전에 전치배열장치(pre-alignment unit)를 이용하여 WEE 노광 범위를 섬세하게 제어하고, 소자의 생산 수율을 향상시키기 위한 노광장치 및 노광처리 방법에 관한 것이다.

반도체 제조의 핵심공정인 리토그래피(lithography)공정은 별도의 반도체 미세 패턴 형성에 매우 중요한 공정이다. 특히, 웨이퍼 에지부 노광(Wide ExposeEdge; WEE)은 웨이퍼(wafer)의 원주부위에 도포된 불필요한 감광액을 노광시키는 장치로 많이 사용되어지고 있다.

도 1은 종래의 노광처리 시스템의 구성도이다.

종래의 노광처리 시스템은 WEE 처리부(10), WEE 처리부(10)의 상부에 위치하여, 웨이퍼의 상부에 감광막을 도포하는 트랙(20), 웨이퍼 전치배열부(30), 및 노광된 웨이퍼를 가져와 마스크 노출시키는 웨이퍼 노출 스테이지(40), 및 웨이퍼 버퍼부(50)로 구성된다.

여기서, WEE 처리부(10)는 웨이퍼에 UV 빔을 조사하여 노광처리를 하고, 1차적인 웨이퍼 센터링을 수행한다. 웨이퍼 전치배열부(30)는 WEE 처리부(10)에서 1차적으로 센터링된 웨이퍼를 가져와 2차적으로 정확한 센터링을 한 후, 웨이퍼를 웨이퍼 노출 스테이지(40)로 보낸다.

도 2는 도 1의 WEE 처리부의 내부 구성도이다.

WEE 처리부(10)는 외부로부터 UV(Ultraviolet)빔(11)이 입사되는 광섬유(Optical Fiber)(12), 파장필터(Wavelength Filter)(13), 집광랜즈(Condenser Lens)(14), 개구부(15), 포토레지스트(17), 웨이퍼(16)로 구성된다.

파장필터(13)는 광섬유(12)와 연결되며 UV빔(11)에서 일정한 크기의 파장을 갖는 성분만을 선택적으로 투과시키고, 집광랜즈(14)는 파장필터(13)를 통과한 UV빔(11)을 집광한다.

개구부(15)는 집광랜즈(14)의 하부에 구비되어, 집광랜즈(14)를 통과한 광을노광 대상물인 웨이퍼(16)에 조사하기 위한 통로이다.

이러한 WEE 처리부(10)의 동작을 설명하기로 한다.

외부에서 입사되는 UV빔(11)은 광섬유(12)를 통해 파장필터(13)에 전달되고, UV빔(11)에서 일정한 크기의 파장을 갖는 성분만이 파장필터(13)를 통과한다. 이렇게 파장필터(13)를 통과한 UV빔(11)은 집광랜즈(14)를 통해 집광되고, 개구부(15)를 통해 노광 대상물인 웨이퍼(16) 에지(Edge)부에 조사된다.

도 3a 및 도 3b는 종래의 WEE 장치의 문제점을 설명하기 위한 도면이다. 특히, 도 3a는 레인보우 효과(rainbow effect)가 나타난 웨이퍼를 도시하고 있다.

종래의 WEE 처리부(10)는 광대역밴드(broad band)인 UV Light source를 사용하여 노광을 하게됨으로써, 분산된 여광에 의해 레인보우 효과(rainbow effect)가 발생하여 노광영역에 인접하는 샷(shot)에 영향을 미쳐 불량이 발생하게 한다. 노광영역을 벗어난 지역에서 비정상적인 공정 패턴이 나타남을 알 수 있다.

도 3b는 WEE 처리부가 웨이퍼 센터링 포인트가 정확하지 않아 웨이퍼 에지 영역에 WEE 노광되는 폭이 a 부분과 b 부분이 일정하지 않음을 알 수 있다. 즉, 웨이퍼 센터링 정확도가 떨어져 관리상의 어려운 문제점이 있다.

따라서, WEE 장치의 성능상 WEE 노광되는 웨이퍼 에지 전역에 거쳐 노광범위의 오차가 상대적으로 커서 제어하기가 어려운 문제점이 있었다.

또한, WEE 공정을 위해 별도의 장치를 거치게 됨으로써, 출력이 떨어진다. 종래의 노광처리 장치 및 방법은 WEE 처리부(10)와 웨이퍼 전치배열부(50)를 따로따로 거치므로 WEE 노광처리 시에 시간이 많이 소모되고, 비용도 커지는 문제점이있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, WEE 노광처리부와 전치배열부(pre-alignment unit)를 하나로 통합하여, WEE 노광처리시 소모되는 시간 및 비용을 줄이는 데 있다.

또한, WEE 노광처리부를 별도로 거치지 않고 전치배열부(pre-alignment unit)를 통해 정확한 웨이퍼 센터링을 하여, WEE 노광 범위를 섬세하게 제어할 수 있도록 하는 데 있다.

또한, 웨이퍼 노광 시 UV빔 대신에 레이저빔을 사용함으로써, 레인보우 현상을 방지하여 생산성을 향상시키는 데 있다.

도 1은 종래의 노광처리 시스템의 구성도.

도 2는 도 1의 WEE 처리부의 내부 구성도.

도 3a 및 도 3b는 종래의 WEE 장치의 문제점을 설명하기 위한 도면.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 노광처리 시스템의 구성도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 노광처리 흐름도.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 노광장치는 웨이퍼의 상부에 감광막을 도포하는 트랙과, 웨이퍼를 센터링하여 노광시키는 웨이퍼 전치배열부와, 웨이퍼 전치배열부로부터 웨이퍼를 이송받아 마스크 노출시키는 웨이퍼 노출 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 노광처리 방법은 웨이퍼에 감광액을 도포하는 도포공정과, 웨이퍼를 센터링하는 웨이퍼 전치배열공정과, 센터링된 웨이퍼를 레이저빔으로 노광시키는 웨이퍼 에지 노광공정과, 웨이퍼를 마스크 노출시키는 웨이퍼 마스크 노출공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부도면과 관련한다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해 질 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 노광처리 시스템의 구성도이다.

노광처리 시스템은 웨이퍼의 상부에 감광막을 도포하는 트랙(80), 웨이퍼를 버퍼링하는 웨이퍼 버퍼(90), 웨이퍼를 센터링한 후, 레이저 소스로 웨이퍼를 조사하는 웨이퍼 전치배열부(60), 웨이퍼 전치배열부(60)로부터 웨이퍼를 가져와 노출시키는 웨이퍼 노출 스테이지(70)로 구성된다.

여기서, 웨이퍼 전치배열부(60)는 웨이퍼에 단파장인 레이저 소스를 조사하여 노광처리를 하여, 여광을 배제시키고, 기존의 WEE 처리부(10)와 전치배열부(40)를 하나로 통합하여 정확한 웨이퍼 센터링을 수행한다.

도 5는 도 4의 웨이퍼 전치배열부의 구성도이다.

웨이퍼 전치배열부(60)는 웨이퍼에 레이저빔을 조사하여 노광하는 레이저빔 프로젝터(61), 웨이퍼 에지부 노광을 위한 웨이퍼 에지부분을 감지하는 에지센서(62), 웨이퍼 센터링 후 마스크 노출을 위한 마스크 센서(63), 웨이퍼(64), 및 웨이퍼 센터링을 위한 센터링부(65)로 구성된다.

도 6은 도 5의 레이저빔 프로젝터의 구성도이다.

레이저빔 프로젝터(61)는 레이저(laser)빔(600)이 입사되는 광섬유(Optical Fiber)(601), 파장필터(Wavelength Filter)(602), 집광랜즈(Condenser Lens)(603), 개구부(604), 포토레지스트(605), 웨이퍼(606)로 구성된다.

파장필터(602)는 광섬유(601)와 연결되며 레이저빔(600)에서 일정한 크기의 파장을 갖는 성분만을 선택적으로 투과시키고, 집광랜즈(603)는 파장필터(602)를 통과한 레이저빔(600)을 집광한다.

개구부(604)는 집광랜즈(603)의 하부에 구비되어, 집광랜즈(603)를 통과한 광을 노광 대상물인 웨이퍼(606)에 조사하기 위한 통로이다.

이하, 이러한 레이저빔 프로젝터(61)의 동작을 설명하기로 한다.

외부에서 입사되는 레이저빔(600)은 광섬유(601)를 통해 파장필터(602)에 전달되고, 레이저빔(600)에서 일정한 크기의 파장을 갖는 성분만이 파장필터(602)를 통과한다. 이렇게 파장필터(602)를 통과한 레이저빔(600)은 집광랜즈(603)를 통해 집광되고, 개구부(604)를 통해 노광 대상물인 웨이퍼(606) 에지(Edge)부에 조사된다.

본 발명은 기존의 WEE 처리부(10) 웨이퍼 전치배열부(30)와 통합시켜웨이퍼를 정확하게 센터링시킨 후 레이저빔으로 WEE 노광처리를 한다. 이처럼 기존의 WEE 노광처리부와 전치배열부(pre-alignment unit)를 하나로 통합하여, WEE 노광 처리시 소모되는 시간 및 비용을 줄일 수 있다.

또한, 레이저빔을 이용하여 WEE 노광처리를 하면 기존의 UV빔에 의한 여광을 거의 배제할 수 있어 인접 샷(shot)의 패턴에 영향을 주지 않음으로써, 패턴에 발생하는 불량을 방지할 수 있다.

또한, 기존의 WEE 노광처리부를 별도로 거치지 않고 전치배열부(pre-alignment unit)를 통해 정확한 웨이퍼 센터링을 하여, WEE 노광 범위를 섬세하게제어할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 WEE 노광처리부와 전치배열부(pre-alignment unit)를 하나로 통합하여, WEE 노광처리 시 소모되는 시간 및 비용을 줄이는 효과가 있다.

또한, WEE 노광처리부를 별도로 거치지 않고 전치배열부(pre-alignment unit)를 통해 정확한 웨이퍼 센터링을 하여, WEE 노광 범위를 섬세하게 제어할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 노광 시 웨이퍼에 UV빔 대신에 직선광인 레이저 소스(laser source)를 조사하여 여광효과를 배제할 수 있어, 샷(shot)의 패턴에 영향을 주지 않음으로써, 패턴에 발생하는 불량을 방지할 수 있고, 생산수율을 향상시키는 효과가 있다.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims

웨이퍼의 상부에 감광막을 도포하는 트랙;

상기 웨이퍼를 센터링하여 노광시키는 웨이퍼 전치배열부; 및

상기 웨이퍼 전치배열부로부터 웨이퍼를 이송받아 마스크 노출시키는 웨이퍼 노출 스테이지를 포함하는 노광장치.
제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼 전치배열부는,

레이저빔을 이용하여 웨이퍼를 노광시키는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 1 항에 있어서,

상기 노광은 웨이퍼 에지부 노광(WEE)방식으로 노광시키는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼 전치배열부는,

상기 웨이퍼에 레이저빔을 조사하여 노광하는 레이저 빔 프로젝터;

상기 웨이퍼의 에지부를 감지하는 에지 센서;

상기 웨이퍼의 마스크 노출을 감지하는 마스크 센서; 및

상기 웨이퍼의 센터링을 제어하는 센터링부를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 4 항에 있어서, 상기 레이저 빔 프로젝터는,

상기 레이저(laser)빔이 입사되는 광섬유;

상기 광섬유와 연결되며 상기 레이저빔에서 소정의 크기의 파장을 갖는 성분만을 선택적으로 투과시키는 파장필터;

상기 파장필터를 통과한 상기 레이저빔을 집광하는 집광랜즈;

상기 집광랜즈의 하부에 구비되어, 상기 집광랜즈를 통과한 광을 노광 대상물인 웨이퍼에 조사하기 위한 개구부를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
웨이퍼의 상부에 감광막을 도포하는 트랙;

상기 웨이퍼를 일차 센터링하고 레이저빔으로 노광시키는 노광처리부;

마스크 공정을 위해 상기 웨이퍼를 2차 센터링하는 웨이퍼 전치배열부; 및

상기 웨이퍼 전치배열부로부터 웨이퍼를 이송받아 마스크 노출시키는 웨이퍼 노출 스테이지를 포함하는 노광장치.
제 6 항에 있어서,

상기 노광처리부와 웨이퍼 전치배열부를 하나로 통합하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 6 항에 있어서,

상기 노광처리부는 레이저 빔 프로젝터 인 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 6 항에 있어서,

상기 노광처리부는 웨이퍼 에지 노광처리를 하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
웨이퍼에 감광액을 도포하는 도포공정;

상기 웨이퍼를 센터링하는 웨이퍼 전치배열공정;

상기 센터링된 웨이퍼를 레이저빔으로 노광시키는 웨이퍼 에지 노광공정; 및

상기 웨이퍼를 마스크 노출시키는 웨이퍼 마스크 노출공정을 포함하는 노광처리 방법.
제 10 항에 있어서, 상기 노광공정은

레이저빔을 입사하는 공정;

상기 레이저빔에서 소정의 크기의 파장을 갖는 성분만을 통과시키는 공정;

상기 통과된 레이저빔을 집광하는 공정; 및

노광대상물인 웨이퍼에 조사하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광처리 방법.