KR20050109260A - 웨이퍼 에지 노광설비의 광원 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 웨이퍼 에지 노광설비의 광원 공급장치에 관한 것으로, 그의 광원 공급장치는 광섬유 또는 광캐이블을 통해 웨이퍼 에지 노광설비에 자외선광을 공급하는 웨이퍼 에지 노광설비의 광원 공급장치에 있어서; 상기 자외선광을 발광하는 램프; 상기 램프의 전면을 둘러싸고, 상기 자외선광을 상기 광섬유 또는 광캐이블에 전달하기 위한 출광홀을 구비하는 램프 하우스; 상기 램프 하우스 내에서 상기 램프를 사이에 두고 상기 출광홀과 마주보는 위치에서 상기 자외선광을 상기 출광홀로 집중시키는 반사경; 및 상기 출광홀이 형성된 방향으로 상기 램프 하우스에 연결되어 상기 반사경 및 램프를 지지하고, 상기 반사경 또는 램프와 상기 출광홀 사이의 거리를 조절하는 수단을 포함하여 이루어진다.

Description

웨이퍼 에지 노광설비의 광원 공급장치{equipment for providing light source in wafer edge exposure equipment}

본 발명은 반도체 소자의 제조에 사용되는 웨이퍼 에지 노광설비에 관한 것으로, 특히, 상기 웨이퍼 에지 노광 장치에 자외선 광원을 공급하는 광원 공급장치에 관한 것이다.

반도체 장치 제조 공정에는 웨이퍼에 물질막을 적층하고 패터닝을 실시하는 단계가 반복적으로 이루어진다. 패터닝은 통상 박막 위에 식각 마스크로서 포토레지스트 패턴을 형성하는 포토리소그래피 공정과 식각 마스크가 형성된 기판에 식각물질을 작용시켜 부분적으로 박막을 제거하는 식각 공정으로 이루어진다.

포토리소그래피를 위해서 포토레지스트막을 웨이퍼 또는 상기 웨이퍼 상의 박막 상에 형성하고 포토 마스크를 통해 웨이퍼를 칩(chip)별로 광원에 노출시키는 노광 공정은 스탭퍼나 스캐너에서 이루어진다. 기타 포토리소그래피를 위한 포토레지스트막 적층, 베이크, 현상, 세정은 스피너 장비에서 이루어진다. 스피너 장비의 일부에는 상기 스탭퍼 또는 스캐너에서의 웨이퍼 로딩 또는 노광 불량을 방지하기 위해 칩 노광과 별도로 웨이퍼의 에지(edge)를 일정 폭으로 노광시키는 웨이퍼 에지 노광(wafer edge exposure) 설비 또는 사이드 린스 설비가 구비되어 진다.

즉, 웨이퍼 에지 노광은 웨이퍼 에지에 잔류된 포토레지스트막이 후속 공정을 통해 파티클원 또는 불량원이 되는 것을 방지하기 위해 칩 노광과 별도로 웨이퍼 에지를 노광시키는 과정이다. 이후, 상기 웨이퍼 에지의 노광된 상기 포토레지스트는 현상되어 제거된다. 또한, 웨이퍼를 튀져 등으로 잡을 때 발생되는 불량 혹은 다른 물체와 웨이퍼의 마찰을 통해 공정 공간에 파티클이 양산되는 것을 방지할 수도 있다.

도 1은 일반적인 웨이퍼 에지 노광설비의 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 웨이퍼 에지 노광 유닛을 상세히 나타내는 투과 사시도이고, 도 3은 종래 기술에 따른 웨이퍼 에지 노광설비의 광원 공급장치를 상세히 나타내는 측단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 웨이퍼 에지 노광설비는, 외부의 전원공급장치(40)로부터 공급되는 전원을 이용하여 자외선광을 발생시키는 광원 공급장치(10)와, 상기 자외선광을 이용하여 웨이퍼(50) 에지에 형성된 포토레지스터를 노광시키는 웨이퍼 에지 노광 유닛(20)과, 상기 웨이퍼 에지 노광 유닛(20)에 연결되어 상기 자외선광을 전달하는 광캐이블(30)을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 웨이퍼 에지 노광 유닛(20)에는 상기 광케이블(30) 등을 통해 상기 자외선광을 일정 폭으로 한정하여 빛을 전달 혹은 유도하는 렌즈(21)와, 상기 렌즈(21)을 통해 전달되는 빛을 상기 웨이퍼(50) 에지에 노광하는 웨이퍼 에지 노광기(22)가 존재한다. 이때, 웨이퍼 에지 노광기(22)에서 렌즈(21)는 경통(23)에 설치되고, 상기 경통(23)은 외부로 나가는 빛을 차단하고 빛의 경로를 유도하는 작용을 한다. 통상, 웨이퍼(50)의 원주 부분의 에지는 경통(23)을 고정하고 회전 척(24) 위에 설치되는 웨이퍼(50)를 회전시키며 노광하고, 웨이퍼 플랫 존 부분의 에지는 웨이퍼(50)를 고정하고 경통(23)을 직선운동시키며 노광하는 방법이 사용된다. 그리고, 상기 웨이퍼 에지 노광 유닛(20)은 상기 렌즈(21)를 통해 조사되는 상기 자외선광의 조도를 검출하는 검출기(25)를 구비한다.

또한, 종래 기술에 따른 광원 공급장치(10)는, 상기 자외선광을 발광하는 램프(11)와, 상기 램프(11)의 전면을 둘러싸고, 상기 자외선광을 상기 광섬유 또는 광캐이블(30)에 전달하기 위한 출광홀(12)을 구비하는 램프 하우스(13)와, 상기 램프 하우스(13) 내에서 상기 램프(11)를 사이에 두고 상기 출광홀(12)과, 마주보는 위치에서 상기 자외선광을 상기 출광홀(12)로 집중시키는 반사경(14)과, 상기 출광홀이 형성된 방향으로 상기 램프 하우스(13)에 연결되어 상기 반사경(14) 및 램프(11)를 지지하는 수평 및 수직 프레임(15, 16)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 램프(11)는 상기 전원 공급부(40)에서 연결되는 전선(17)에 접속되고, 자외선광을 발생시키기 위해 앰퓰내에 수은 가스로 충만되어 있다. 상기 램프는 예컨대, 약 4000시간정도의 수명을 갖지만, 장시간의 사용에 따른 상기 수은 가스의 산화 또는 발열에 의해 상기 램프(11)에서 발광되는 자외선광의 조도가 떨어지기 때문에 실제 약 2000시간정도의 사용시간을 갖는다. 이때, 상기 검출기(25)를 통해 상기 자외선광의 조도가 떨어지는 것을 검출할 수 있다.

또한, 상기 반사경은 상기 램프(11)에서 발광되는 상기 자외선광을 상기 출광홀(12)에 집중시킨다.

그리고, 상기 램프 하우스(13)는 집광용으로 사용되는 알미늄 반사판(23) 또는 내벽이 상기 자외선광을 흡수하는 흑색물질로 코팅처리된 금속으로 넓게 감싸지는 모양을 갖는다. 또한, 상기 수평 프레임(15)은 상기 램프(11) 및 반사경(14)을 지지하고, 상기 수직 프레임(16)은 상기 램프 하우스(13)의 하단에 연결되어 상기 수평 프레임(15)을 지지한다. 이때, 상기 수평 및 수직 프레임(15, 16)은 상기 램프(11) 및 반사경(14)이 상기 출광홀(12)에 소정 거리를 갖도록 고정되어 있다.

따라서, 종래 기술에 따른 웨이퍼 에지 노광설비의 광원 공급장치(10)는 램프(11) 및 반사경(14)에서 입사되는 자외선광을 상기 출광홀을 통해 상기 광케이블(30)에 공급한다.

하지만, 종래 기술에 따른 웨이퍼 에지 노광설비의 광원 공급장치(10)는 다음과 같은 문제점이 있었다.

종래 기술에 따른 웨이퍼 에지 노광설비의 광원 공급장치는, 램프(11)의 수명이 평균 약 4000시간이상임에도 불구하고, 약 2000시간 이내에서 상기 램프(11)에서 발생되는 자외선광의 조도가 떨어질 경우, 상기 램프(11)의 수명과는 무관하게 상기 램프(11)를 교체해야 하기 때문에 생산성이 떨어지는 단점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 상기 램프에서 발광되는 자외선광의 조도가 떨어지더라도 상기 램프의 교체 주기에 증가시켜 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 웨이퍼 에지 노광설비의 광원 공급장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양태에 따라, 웨이퍼 에지 노광설비의 광원 공급장치는, 광섬유 또는 광캐이블을 통해 웨이퍼 에지 노광설비에 자외선광을 공급하는 웨이퍼 에지 노광설비의 광원 공급장치에 있어서; 상기 자외선광을 발광하는 램프; 상기 램프의 전면을 둘러싸고, 상기 자외선광을 상기 광섬유 또는 광캐이블에 전달하기 위한 출광홀을 구비하는 램프 하우스; 상기 램프 하우스 내에서 상기 램프를 사이에 두고 상기 출광홀과 마주보는 위치에서 상기 자외선광을 상기 출광홀로 집중시키는 반사경; 및 상기 출광홀이 형성된 방향으로 상기 램프 하우스에 연결되어 상기 반사경 및 램프를 지지하고, 상기 반사경 또는 램프와 상기 출광홀 사이의 거리를 조절하는 수단을 포함함을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 에지 노광설비의 광원 공급장치를 나타내는 측단면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 다른 웨이퍼 에지 노광설비의 광원 공급장치(100)는, 전원 공급부(도시하지 않음)에서 공급되는 전원을 이용하여 상기 자외선광을 발광하는 램프(111)와, 상기 램프(111)의 전면을 둘러싸고, 상기 자외선광을 상기 광섬유 또는 광캐이블(200)에 전달하기 위한 출광홀(112)을 구비하는 램프 하우스(113)와, 상기 램프 하우스(113) 내에서 상기 램프(111)를 사이에 두고 상기 출광홀(112)과 마주보는 위치에서 상기 자외선광을 상기 출광홀(112)로 집중시키는 반사경(114)과, 상기 출광홀(112)이 형성된 방향으로 상기 램프 하우스(113)의 상단 또는 하단에 연결되어 상기 반사경(114) 및 램프(111)를 지지하는 수평 및 수직 프레임(115, 116)과, 상기 수직 프레임(116)을 따라 상기 수평 프레임(115)을 이동시키면서, 상기 반사경(114) 또는 램프(111)와 상기 출광홀(112) 사이의 거리를 조절하는 LM(Linear Movement) 가이드(118)를 구비한 수직 및 수평 프레임 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 수평 프레임(115)은 상기 반사경(114) 및 램프(111)를 지지하고, 상기 수직 프레임(116)은 상기 램프 하우스(113)의 상단 또는 하단에 연결되어 상기 수평 프레임(115)을 지지한다. 이때, 상기 수직 프레임(116)은 상기 반사경(114) 및 상기 램프(111)에 연결된 상기 수평 프레임(115)을 안정적으로 위치시키기 위해 적어도 두 개 이상으로 이루어진다.

또한, 상기 수평 프레임(115)과 상기 수직 프레임(116) 사이에 상기 LM 가이드(118)가 설치되어 상기 수평 프레임(115)이 상기 수직 프레임(116)을 따라 화살표 방향으로 수직 이동될 수 있다. 상기 수직 프레임(116)의 내부 또는 외부에 상기 수직 프레임(116)과 평행한 적어도 하나 이상의 스크류(screw, 119)를 구비한다. 그리고, 상기 스크류(119)를 회전시키는 스텝핑 모터(stepping motor, 120)를 상기 수직 프레임(116) 상하 단부의 상기 램프 하우스(113)의 내부 또는 외부에 설치하여 상기 LM 가이드(118)를 이동시킬 수 있다. 이때, 상기 LM 가이드(118)은 상기 스크류(119)를 따라 이동되도록 나사산을 구비한다.

따라서, 상기 수평 프레임(115), 수직 프레임(116), LM 가이드(118) 및 스텝핑 모터(120)는 상기 램프 하우스(113) 내부에서 상기 반사경(114) 및 램프(111)를 이동시켜 상기 출광홀과(112)의 거리를 조절하는 수단이 된다.

또한, 상기 램프(111)는 상기 램프 하우스(113)의 상부 및 측벽에 형성된 복수의 단자(121) 및 전선(117)을 통해 상기 전원을 공급받는다. 또한, 자외선광을 발생시키기 위해 앰퓰내에 수은 가스로 충만되어 있다. 즉, 상기 램프(111)는 상기 전원을 이용하여 상기 앰퓰 내의 상기 수은 가스를 여기시키고, 여기된 상태의 상기 수은 가스가 안정화되면서 상기 자외선광을 발광(illumination)한다.

이때, 상기 램프(111)는 예컨대, 상기 수은 가스의 산화 또는 발열에 의한 응결이 유발되기 때문에 평균 약 4000시간정도의 수명을 갖는다. 그러나, 상기 램프(111)는 약 4000시간정도의 수명을 갖지만, 상기 램프(111)의 초기 사용부터 시간이 지남에 따라 상기 웨이퍼 에지 노광설비에서 요구되는 자외선광의 조도를 유지하지 못한다. 실제, 상기 램프(111)는 상기 출광홀(112)로부터 약 10cm 내지 약 20cm정도 거리를 갖도록 설치되고, 약 2000시간정도 사용될 경우, 상기 웨이퍼 에지 노광설비에서 요구되는 자외선광의 조도를 갖지 못한다. 이때, 상기 LM 가이드를 이용하여 상기 램프(111) 및 상기 반사경(114)을 상기 출광홀(112)에 최대한 근접하는 위치까지 이동시킬 수 있기 때문에 상기 램프(111)에서 발광된 자외선광이 상기 출광홀(112)을 통해 공급되는 효율을 높일 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 웨이퍼 에지 노광설비의 광원 공급장치(100)는 상기 램프(111) 및 반사경(114)을 상기 수직 프레임(116)을 따라 이동시키는 LM 가이드(118)를 이용하여 상기 램프(111)에서 발광되는 자외선광의 조도가 떨어지더라도 상기 램프(111)의 교체 주기에 증가시킬 수 있기 때문에 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있다.

또한, 상기 램프(111)를 상기 수평 프레임에서 분리하여 상기 반사경(114)과는 별도로 상기 램프 하우스(113)에 고정시킬 수 있을 경우, 상기 반사경(114)만 상기 수직 프레임(116)을 따라 상기 출광홀(112)이 형성된 방향으로 상기 LM 가이드(118)를 이동시켜 상기 램프(111)에서 상기 출광홀(112)에 공급되는 자외선광의 효율을 높일 수도 있다.

또한, 상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 제공하기 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 웨이퍼 에지 노광설비의 광원 공급장치는 상기 램프 및 반사경을 상기 수직 프레임을 따라 이동시키는 LM 가이드를 이용하여 상기 램프에서 발광되는 자외선광의 조도가 떨어지더라도 상기 램프의 교체 주기에 증가시킬 수 있기 때문에 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 웨이퍼 에지 노광설비의 구성을 나타내는 도면.

도 2는 도 1의 웨이퍼 에지 노광 유닛을 상세히 나타내는 투과 사시도

도 3은 종래 기술에 따른 웨이퍼 에지 노광설비의 광원 공급장치를 상세히 나타내는 측단면도.

도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 에지 노광설비의 광원 공급장치를 나타내는 측단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 광원 공급장치 111 : 램프

112 : 출광홀 113 : 램프 하우스

114 : 반사경 115 : 수평 프레임

116 : 수직 프레임 117 : 전선

118 : LM 가이드 119 : 스크류

120 : 스텝핑 모터 121 : 단자

Claims (4)

1. 광섬유 또는 광캐이블을 통해 웨이퍼 에지 노광설비에 자외선광을 공급하는 웨이퍼 에지 노광설비의 광원 공급장치에 있어서;

   상기 자외선광을 발광하는 램프;

   상기 램프의 전면을 둘러싸고, 상기 자외선광을 상기 광섬유 또는 광캐이블에 전달하기 위한 출광홀을 구비하는 램프 하우스;

   상기 램프 하우스 내에서 상기 램프를 사이에 두고 상기 출광홀과 마주보는 위치에서 상기 자외선광을 상기 출광홀로 집중시키는 반사경; 및

   상기 출광홀이 형성된 방향으로 상기 램프 하우스에 연결되어 상기 반사경 및 램프를 지지하고, 상기 반사경 또는 램프와 상기 출광홀 사이의 거리를 조절하는 수단을 포함함을 특징으로 하는 광원 공급장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 수단은 상기 반사경 및 램프를 지지하는 수평 프레임과,

   상기 수평 프레임과 수직하고, 상기 출광홀이 형성된 방향으로 상기 램프 하우스에 연결되도록 형성된 수직 프레임과,

   상기 반사경 또는 상기 램프를 상기 수직 프레임을 따라 수평 프레임을 이동시키는 LM(Linear Movement) 가이드를 포함함을 특징으로 하는 웨이퍼 에지 노광설비의 광원 공급장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 수직 프레임 내부 또는 외부에 동일한 방향으로 형성되고, 상기 수직 프레임을 따라 상기 LM 가이드를 이동시키는 스크류를 더 포함함을 특징으로 하는 웨이퍼 에지 노광설비의 광원 공급장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 수직 프레임의 상하 단부에서 상기 스크류를 회전시키는 스텝핑 모터를 더 구비함을 특징으로 하는 웨이퍼 에지 노광설비의 광원 공급장치.