KR20050106862A - 포토레지스트 도포 불량 감지장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포토레지스트 도포 불량 감지장치 및 감지방법을 개시한다. 개시된 발명인 본 발명에 따른 포토레지스트 도포 불량 감지장치는 포토레지스트 도포 불량을 감지하는 장치에 있어서, 빛을 발산하는 광원과 발산된 빛을 포토레지스트가 도포된 웨이퍼의 표면에 일정방향으로 투광시켜 주는 렌즈를 포함하는 발광부; 상기 웨이퍼 표면으로 부터 반사되는 반사광을 감지하는 수광센서가 구비된 수광부; 상기 수광부로부터 감지된 반사광을 포토레지스트 실제 기준값과 비교분석하여 그 분석된 결과에 따라 상기 웨이퍼에 포토레지스트 도포 균일도 여부를 판단하는 비교부; 및 상기 비교부를 통해 웨이퍼에 포토레지스트가 불균일하게 도포되어 있는지 없는지를 알려 주는 알림부;를 포함하여 구성된다.

Description

포토레지스트 도포 불량 감지장치 및 방법{apparatus for detecting photoresist deposition develop error and method for detecting the same}

본 발명은 반도체 제조시의 포토레지스트 도포에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포토레지스트 도포 불량 감지장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적인 웨이퍼 처리공정중에는 연마된 실리콘웨이퍼의 표면보호 및 사진식각을 위하여 그 표면에 산화막을 형성하는 산화처리공정과, 상기 산화막위에 액체상태의 포토레지스트(photoresist)를 떨어 뜨린후 고속 회전시켜 균일한 감광막을 형성하는 감광막 형성공정을 포함한다.

일련의 웨이퍼 처리공정이 순차적으로 진행될때, 예기치 않은 공정상의 오류나, 시스템의 이상 또는 도포 원료의 고갈 등으로 인해, 웨이퍼 전체에 포토레지스트가 균일하게 도포되지 않은 상태가 되므로써 노광, 현상, 식각 및 전극 증착 등의 공정이 계속 진행된다면 불량 웨이퍼를 양산하게 될 것이고, 결국 막대한 경제적 손실을 입게 되므로 반드시 각 공정별로 단계적인 검사가 이루어져 생산 효율성을 극대화시킬 필요가 있다.

특히, 포토 공정중의 하나인 도포공정이나 현상공정은 웨이퍼 표면에 포토레지스트(photoresist)나 현상액을 분사하여 이루어지는 공정이다.

이러한 기존의 포토레지스트 도포공정에 대해 도 1 및 2에 도시된 포토레지스트 도포장치를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래기술에 따른 포토레지스트 도포장치를 설명하기 위한 개략도 이고, 도 2는 종래기술에 따른 포토레지스트 도포장치에 의해 웨이퍼상에 도포된 포토레지스트 분포를 나타내는 웨이퍼의 개략도이다.

종래의 포토레지스트 도포장치(11)는, 도 1에 도시된 바와같이, 웨이퍼(21)가 안착되는 척(15)과, 상기 척(15)을 회전시키는 모터부(13)와, 상기 웨이퍼(21)상측에 위치하여 포토레지스트(19)를 웨이퍼(21)표면에 도포하는 노즐부(17)를 포함하여 구성된다.

이렇게 구성되는 포토레지스트 도포장치(11)를 통해 포토레지스트(19)를 웨이퍼(21)상에 도포하는 경우, 웨이퍼(21)가 회전하면서 포토레지스트(19)가 웨이퍼 (21)표면에 고르게 퍼지게 된다.

이때, 포토레지스트의 양이 일정량보다 작게 분사시에 웨이퍼 전체가 포토레지스트나 현상액이 고르게 퍼지지 않게 되어, 도 2에서와 같이, 웨이퍼(21)상에는 포토레지스트가 도포된 지역(21a)과 포토레지스트가 도포되지 않는 지역(21b)이 발생하게 되므로써 패턴불량이 발생하게 된다.

상기 종래의 경우, 일정량의 웨이퍼가 포토공정을 마친 후에 모든 웨이퍼를 육안으로 검사하는 방식으로 모든 웨이퍼 검사가 사실상 불가능하여 샘플링 (sampling)으로 불량검사를 하게 되므로써 정확히 불량을 검출해 낼 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 종래에는 웨이퍼의 감광액 도포상태, 즉 감광막의 도포두께 등을 확인하는 검사단계에만 치중하였던 반면에, 더욱 근본적인 문제가 발생될 수 있는 웨이퍼상의 포토레지스트의 균일한 도포 유무를 판별하기 위한 검사는 크게 중요시 되지 않았을 뿐만 아니라 간편하면서도 체계적인 검사방법이 제시되어 있지 않았다.

이에 본 발명은 상기 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 포토레지스트 도포장치에 도포불량 감지장치를 장착하여 웨이퍼상의 포토레지스트 도포 불량을 효과적으로 감지할 수 있는 포토레지스트 도포 불량 감지장치 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 포토레지스트 도포 불량 감지장치는, 포토레지스트 도포 불량을 감지하는 장치에 있어서, 빛을 발산하는 광원과 발산된 빛을 포토레지스트가 도포된 웨이퍼의 표면에 일정방향으로 투광시켜 주는 렌즈를 포함하는 발광부; 상기 웨이퍼 표면으로 부터 반사되는 반사광을 감지하는 수광센서가 구비된 수광부; 상기 수광부로부터 감지된 반사광을 포토레지스트 실제 기준값과 비교분석하여 그 분석된 결과에 따라 상기 웨이퍼에 포토레지스트 도포 균일도 여부를 판단하는 비교부; 및 상기 비교부를 통해 웨이퍼에 포토레지스트가 불균일하게 도포되어 있는지 없는지를 알려 주는 알림부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로한다.

또한, 본 발명에 따른 포토레지스트 도포 불량 감지방법은, 포토레지스트 도포 불량을 감지하는 방법에 있어서, 발광부를 통해 빛을 발산시켜 포토레지스트가 도포된 웨이퍼의 표면에 일정방향으로 투광시켜 주는 단계; 수광부를 통해 상기 웨이퍼 표면으로 부터 반사되는 반사광을 수집하는 단계; 비교부에서 상기 수집된 반사광을 포토레지스트 실제 기준값과 비교분석하여 그 분석된 결과에 따라 상기 웨이퍼에 포토레지스트 도포 균일도 여부를 판단하는 단계; 및 알림부를 통해 웨이퍼에 포토레지스트가 불균일하게 도포되어 있는지 없는지를 알려 주는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로한다.

(실시예)

이하, 본 발명에 따른 포토레지스트 도포 불량감지장치 및 방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 포토레지스트 도포 불량 감지장치의 구성흐름도이다.

도 4는 본 발명에 따른 포토레지스트 도포불량 감지장치에 의해 웨이퍼상에 반사되는 광반사량을 나타내는 개략도이다.

도 5는 본 발명에 따른 포토레지스트 도포불량 감지장치에 있어서, 수광부를 통해 포토레지스트가 도포된 웨이퍼의 중앙부와 가장자리부에서 반사되는 광반사량 정도를 나타내는 개략도이다.

본 발명에 따른 포토레지스트 도포 불량 감지장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 빛을 발산하는 광원과 발산된 빛을 포토레지스트가 도포된 웨이퍼의 표면에 일정방향으로 투광시켜 주는 렌즈를 포함하는 발광부(40)와, 상기 웨이퍼 표면으로 부터 반사되는 반사광을 감지하는 수광센서가 구비된 수광부(50)와, 상기 수광부로부터 감지된 반사광을 포토레지스트 실제 기준값과 비교분석하여 그 분석된 결과에 따라 상기 웨이퍼에 포토레지스트 도포 균일도 여부를 판단하는 비교부(60)와, 상기 비교부(60)를 통해 웨이퍼에 포토레지스트가 불균일하게 도포되어 있는지 없는지를 알려 주는 알림부(70)로 구성되어 있다.

상기 구성으로 이루어진 포토레지스트 불량 감지장치의 기술적 원리를 설명하면, 도 4에 도시된 바와같이, 상기 발광부(40)를 통해 광 즉, 입사광(43a)(43b)을 포토레지스트가 도포된 웨이퍼(31)의 전체 지역 즉, 중앙부(A)와 가장자리부(B)에 일정방향으로 투광시켜 주면 상기 웨이퍼(31)의 중앙부(A) 및 가장자리부(B) 표면으로 부터 반사되는 반사광(45a)(45b) 각각을 수광센서가 구비된 수광부(50)에서 수집한다.

이렇게 수집된 각 지역의 반사광(45a)(45b)을 비교부에서 이전에 설정된 포토레지스트 실제 기준값(즉, 광반사량)과 비교분석하여 그 분석된 형태에 따라 반사광이 포토레지스트 실제기준값이하 또는 이상으로 검출되는 경우에 포토레지스트 도포불량을 감지하게 된다.

즉, 도 5에서와 같이, 웨이퍼의 각 지점인 중앙부(A)의 도포부(31a)와 가장자리부(B)의 도포부(31b)에서 반사되는 반사광의 광량이 수광부(50)의 센서부를 통해 수집된다. 여기서, 도 5의 (c)에서와 같이, 웨이퍼의 중앙부에 도포된 포토레지스트부(31a)의 도포량에 비해 가장자리부에 도포된 포토레지스트부(31b)의 도포량이 적은 경우, 수광부를 통해 검출되는 가장자리부의 반사광의 광량이 중앙부에 비해 낮게 나타나게 된다.

상기 구성으로 이루어진 포토레지스트 도포 불량 감지장치를 이용하여 포토 레지스트 도포 불량을 감지하는 방법에 대해 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 6은 본 발명에 따른 포토레지스트 도포불량 감지장치를 이용한 포토레지스트 도포불량 감지과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 6에 도시된 바와같이, 먼저 단계(S1)에서 웨이퍼에 패터닝공정을 수행하기 전에 웨이퍼표면에 붙어 있는 파티클을 제거하기 위한 웨이퍼세정공정을 수행한다.

그다음, 단계(S2)에서 웨이퍼 세정공정을 수행한후 웨이퍼표면상에 포토레지스트 도포장치를 이용하여 포토레지스트를 도포한다.

이어서, 단계(S3)에서 포토레지스트 도포 불량 감지장치의 발광부를 통해 웨이퍼의 전체 표면에 광을 발산한다.

그다음, 단계(S4)에서 포토레지스트 도포 불량 감지장치의 수광부를 통해 웨이퍼의 중앙부(A)와 가장자리부(B)에서 반사되는 반사광을 수집한다.

이어서, 단계(S5)에서 상기 반사광 값과 포토레지스트 실제 도포 기준값을 비교하여 포토레지스트 실제 도포 기준값과 동일하면(S5의 "동일한 경우"), 다음 단계인 현상공정(S6)을 수행한다.

반면에, 단계(S5)에서 상기 반사광값과 포토레지스트 실제 도포 기준값을 비교하여 포토레지스트 실제 도포기준값보다 이하 또는 이상으로 동일하지 않게 나타나면(S5의 "동일하지 않은 경우"), 포토레지스트 도포가 불량하다고 판단하고 이 결과를 알림부에 전송한다(S7).

그다음, 상기 알림부에서는 포토레지스트 도포가 불량하다는 것을 작업자에게 통보하게 되고 다시 포토레지스트 도포공정을 수행하기 위해 웨이퍼 세정공정단계로 넘어간다.

한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

상기에서 설명한 바와같이, 포토공정중 포토레지스트 도포공정에서 발생할 수 있는 불량을 감지할 수 있는 장치를 포토레지스트 도포장치내 또는 별도로 장착하여 이 포토레지스트 도포 불량감지장치에 의해 웨이퍼상의 포토레지스트 도포 불량을 즉시 검출하여 다시 포토레지스트 도포공정을 수행할 수 있으므로 포토레지스트 도포 불량으로 인해 불필요한 후속공정 진행을 미연에 방지할 수 있어 반도체 제조공정을 효율적으로 수행할 수가 있다.

따라서, 포토레지스트 도포 불량감지장치를 통해 포토레지스트 도포공정시의 불량을 신속하게 검출이 가능하므로 상기 불량으로 인하여 야기될 수 있는 반도체 수율 저하를 방지할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 포토레지스트 도포장치를 설명하기 위한 개략도,

도 2는 종래기술에 따른 포토레지스트 도포장치에 의해 웨이퍼상에 도포된 포토레지스트 정도를 나타내는 웨이퍼의 개략도,

도 3은 본 발명에 따른 포토레지스트 도포 불량 감지장치의 구성흐름도,

도 4는 본 발명에 따른 포토레지스트 도포불량 감지장치에 의해 웨이퍼상에 반사되는 광반사량을 나타내는 개략도,

도 5는 본 발명에 따른 포토레지스트 도포불량 감지장치에 있어서, 수광부를 통해 포토레지스트가 도포된 웨이퍼의 중앙부와 가장자리부에서 반사되는 광반사량 정도를 나타내는 개략도,

도 6은 본 발명에 따른 포토레지스트 도포불량 감지장치를 이용한 포토레지스트 도포불량 감지과정을 설명하기 위한 흐름도.

[도면부호의설명]

31 : 웨이퍼 40 : 발광부

43a, 43b : 입사광 45a, 45b : 반사광

50 : 수광부 60 : 알림부

70 : 비교부 A : 중앙부

B : 가장자리부

Claims (2)

1. 포토레지스트 도포 불량 감지장치에 있어서,

   빛을 발산하는 광원과 발산된 빛을 포토레지스트가 도포된 웨이퍼의 표면에 일정방향으로 투광시켜 주는 발광부;

   상기 웨이퍼 표면으로 부터 반사되는 반사광을 감지하는 수광부;

   상기 수광부로부터 감지된 반사광을 포토레지스트 실제 기준값과 비교분석하여 그 분석된 결과에 따라 상기 웨이퍼에 포토레지스트 도포 균일도 여부를 판단하는 비교부; 및

   상기 비교부를 통해 웨이퍼에 포토레지스트가 불균일하게 도포되어 있는지 없는지를 알려 주는 알림부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로하는 포토레지스트 도포 불량 감지장치.
2. 포토레지스트 도포 불량을 감지하는 방법에 있어서,

   발광부를 통해 빛을 발산시켜 포토레지스트가 도포된 웨이퍼의 표면에 일정방향으로 투광시켜 주는 단계;

   수광부를 통해 상기 웨이퍼 표면으로 부터 반사되는 반사광을 수집하는 단계;

   비교부에서 상기 수집된 반사광을 포토레지스트 실제 기준값과 비교분석하여 그 분석된 결과에 따라 상기 웨이퍼에 포토레지스트 도포 균일도 여부를 판단하는 단계; 및

   알림부를 통해 웨이퍼에 포토레지스트가 불균일하게 도포되어 있는지 없는지를 통보해 주는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로하는 포토레지스트 도포 불량 감지방법.