KR20060008361A - 반도체 제조용 장비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼의 위치를 파악하기 위한 렌즈 및 웨이퍼의 안착을 위한 정전척이 구비된 반도체 제조용 장비에 있어서, 상기 렌즈로부터 상기 웨이퍼의 위치 정보를 입력받아 그 값을 검출하여 상기 웨이퍼의 위치 정보 신호를 출력하는 위치검출계와, 상기 웨이퍼의 위치 정보 신호에 응답하여, 상기 웨이퍼의 위치에 따라 상기 정전척의 온도를 조절하여 상기 웨이퍼를 정렬하는 온도조절부를 구비함을 특징으로 하는 반도체 제조용 장비를 제공한다. 그리하여 본 발명은 온도조절부가 구비된 반도체 제조용 장비를 제공함으로써 렌즈의 제어를 통한 웨이퍼 스케일링값의 오차 보상의 어려움을 최소화하는 효과가 있다.

노광장치, 정전척, 온도제어, 정렬(alignment), 스케일링(scaling)

Description

반도체 제조용 장비{Equipment for fabricating of semiconductor}

도 1은 종래의 노광 장치를 나타내고 있는 개략도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 노광장치를 나타내는 개략도이다.

도 3은 도 2에서의 온도조절부를 도시한 블락도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

101 : 레티클 102 : 레티클 스테이지

103 : 정전척 104 : 렌즈

105 : 웨이퍼 106 : 온도조절부

107 : 온도제어부 입력신호 108 : 온도제어부 출력신호

116 : 온도제어부 117 : 승온부

118 : 감온부

119 : 위치검출계 120 : 위치검출계 출력신호

121 : 위치검출계 입력신호

본 발명은 반도체 제조용 장비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 위치검출계로부터 신호를 받아 정전척의 온도를 제어하는 온도제어부가 구비된 반도체 제조용 장비에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자를 제조하기 위해 적층식으로 회로를 형성시켜 나가며 각각의 적층하는 단계를 레이어(layer)라 하고, 레이어별로 필요한 패턴을 형성시켜 나가는데, 이 때 필요한 패턴을 그려둔 판을 레티클(reticle)이라 한다. 이러한 레티클에 그려진 패턴을 반도체 웨이퍼(wafer)에 도포(coating), 노광(exposure), 현상(development) 등의 공정을 통하여 모양을 만드는 공정 기술을 포토리소그래피(photo lithography)라 한다.

포토리소그래피는 포토공정을 시작하기 전에 웨이퍼 표면에 묻은 이물질을 제거하는 웨이퍼 세정공정과 감광막이 웨이퍼에 잘 접착되도록 웨이퍼의 표면을 처리하는 표면처리공정, 감광막을 웨이퍼에 원하는 두께로 균일하게 도포하는 감광막 도포공정, 레티클을 감광막이 도포된 웨이퍼 위에 위치시키고 레티클 위에서 광을 노광시킴으로써 레티클에 그려진 패턴이 웨이퍼상에 형성되도록 하는 정렬/노광공정, 노광에 의해 변형된 감광막을 세정액을 통해 제거하는 현상공정으로 구성되는데, 특히 포토리소그래피에서 정렬/노광공정을 수행하는 반도체 장비를 노광 장치라 한다.

노광 장치는 다른 용어로 스태퍼(Stepper)라고도 하며, 마스크에 광을 공급 하는 광원계와 광원에서 나오는 광을 균일한 면광원으로 확산시키는 동시에 일정한 크기로 집속시키는 조명계, 웨이퍼 상에 형성하려는 회로패턴이 설계된 레티클, 레티클과 웨이퍼를 원하는 위치에 정렬시키는 위치정렬계, 레티클을 통과한 광이 웨이퍼에 원하는 위치에 형성되도록 하는 렌즈계 등으로 구성되어 있다.

상기 위치정렬계에 있어서의 위치 정렬(align)시 스케일링(scaling)에 오차가 생기는 경우에는 상기 레티클의 패턴이 상기 웨이퍼에 그대로 형성되지 않는 문제점이 있다.

일련의 공정들을 거치면서, 웨이퍼는 제 각기 확장 혹은 팽창되어져 있는 상태에 놓여 있음으로 인하여, 웨이퍼의 스케일링값에 오차가 발생하게 되고, 또한, 렌즈도 진행되는 공정에서의 열로 인하여 확장되는 문제점이 있게 되는데, 이러한 경우에, 문제점들을 해결하고자 단지 렌즈(lens)의 제어를 통하여 확대하거나 축소하여 그 값을 보상하여 왔다.

이하에서는 종래의 노광 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 종래의 노광 장치를 나타내고 있는 개략도이다.

도 1을 참조하면, 레티클(11), 레티클 스테이지(12), 정전척(13), 렌즈(14), 웨이퍼(15), 위치검출계(19)가 도시되어져 있다.

상기 레티클(11)은 쿼츠(quatz)판 위에 크롬을 이용하여 상기 웨이퍼(15)상에 형성하고자 하는 회로패턴을 미리 형성하여 둔 마스크를 일컫는다. 상기 레티클(11)은 노광 장치에서 웨이퍼에 자외선을 조사하는 경우 특정부분에 대한 차광판의 역할을 하게 된다. 현재 사용되는 일반적인 레티클은 5:1 축소투영장치에서 사 용되므로 실제 형성되는 패턴의 5배 크기이다.

상기 레티클 스테이지(12)는 레티클 로봇암(미도시)에 의하여 상기 레티클(11)이 안착되어지기 위한 부분이다.

상기 정전척(13)은 상기 웨이퍼(15)를 안착시키는 부분으로서, 다수의 부분으로 구성되어진다.

상기 렌즈(14)는 상기 레티클(11)과 상기 웨이퍼(15)가 정렬이 정확하게 될 수 있도록 하고, 상기 웨이퍼(15)를 웨이퍼 단위 혹은 샷(shot) 단위로 모니터링하게 할 수 있도록 한다.

상기 웨이퍼(15)는 상기 레티클(11)에 있는 회로 패턴이 형성되어지기 위한 반도체 장치로서, 노광단계 이전에 정확한 위치에 상기 레티클(11)의 패턴이 상기 웨이퍼(15)에 형성되어지도록 정렬하는 단계를 거친다.

상기 위치검출계(19)는 상기 웨이퍼(15)의 정렬이 정확히 이루어졌는지의 여부를 상기 렌즈(14)를 통하여 위치를 검출하는 역할을 한다. 즉, 상기 위치검출계(19)는 상기 렌즈(14)에서 읽어들인 상기 웨이퍼(15)의 위치를 검출하여 입력신호(21)를 받아서, 상기 웨이퍼(15)의 위치 정렬이 제대로 이루어지도록 하는 출력신호(20)를 상기 렌즈(14)로 보내는 역할을 한다.

이와 같이 종래의 노광 장치에 의하면 스케일링(scaling)값이 오차가 있는 경우에 상기 값을 보상함에 있어서 단지 렌즈의 제어를 통하여 보상함으로써, 웨이퍼가 냉각되어 수축된 경우에 있어서 그 값을 보상하는데 있어서의 어려움이 있다.

또한, 웨이퍼가 가열되어 팽창된 경우에 있어서도 상기 렌즈의 제어를 통한 보상만으로는 스케일링 값의 오차 보상에 있어서 문제점이 있다.

또한, 상기와 같은 스케일링 값에 오차가 생긴 경우에 있어서 웨이퍼의 오버레이(overlay) 호환성에도 문제가 있으며, 결과적으로 임계적 디바이스(critical device)의 구현이 어려워 반도체 생산성이 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 렌즈의 제어를 통한 웨이퍼 스케일링값의 오차 보상의 어려움을 최소화하기 위한 온도조절부가 구비된 반도체 제조용 장비를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 웨이퍼의 스케일링값에 오차가 있는 경우 이의 보상을 위하여 상기 웨이퍼의 팽창 또는 수축하게 할 수 있는 온도조절부가 구비된 반도체 제조용 장비를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 웨이퍼의 스케일링값의 오차 보상을 통하여 웨이퍼의 오버레이 호환성을 향상시키고 임계적 디바이스의 구현을 가능하게 하여 반도체 생산성을 향상시킬 수 있는 온도조절부가 구비된 반도체 제조용 장비를 제공함에 있다.

상기의 목적들을 달성하기 위하여 본 발명은, 반도체 웨이퍼의 위치를 파악하기 위한 렌즈 및 웨이퍼의 안착을 위한 정전척이 구비된 반도체 제조용 장비에 있어서, 상기 렌즈로부터 상기 웨이퍼의 위치 정보를 입력받아 그 값을 검출하여 상기 웨이퍼의 위치 정보 신호를 출력하는 위치검출계와, 상기 웨이퍼의 위치 정보 신호에 응답하여, 상기 웨이퍼의 위치에 따라 상기 정전척의 온도를 조절하여 상기 웨이퍼를 정렬하는 온도조절부가 구비됨을 특징으로 하는 반도체 제조용 장비를 제공한다.

나아가, 상기 온도조절부는 상기 웨이퍼의 위치 정보 신호를 입력받기 위한 온도제어부와, 상기 온도제어부에 의하여 제어되어 상기 웨이퍼가 상기 정전척에 정렬될 때까지 상기 정전척을 가열하기 위한 승온부 및 상기 정전척을 냉각하기 위한 감온부가 구비됨이 바람직하다.

또한, 상기 웨이퍼의 상기 정전척에의 정렬은 상기 웨이퍼의 스케일링 값을 조절하는 것을 포함한다.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다양한 실시예에서의 설명들은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가지는 자에게 본 발명의 보다 철저한 이해를 돕기 위한 의도 이외에는 다른 의도없이 예를 들어 도시되고 한정된 것에 불과하므로, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 사용되어서는 아니 될 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이며, 도면상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 노광 장치를 나타내는 개략도이다.

도 2를 참조하면, 레티클(101), 레티클 스테이지(102), 정전척(103), 렌즈 (104), 웨이퍼(105), 온도조절부(106), 위치검출계(119)가 도시되어져 있다.

상기 레티클(101)은 상기 웨이퍼(105)에 필요한 회로패턴을 형성시키기 위해 원판에 회로패턴을 형성시켜둔 마스크이다.

상기 레티클 스테이지(102)는 상기 레티클(101)이 안착되어지는 곳으로서 상기 레티클(101)을 레티클 로봇암(미도시)이 이송하여 상기 레티클 스테이지(102)에 안착시킨다.

상기 정전척(103)은 정전기를 이용하여 상기 웨이퍼(105)를 안착시켜 상기 웨이퍼(105)를 가공함에 있어서 상기 웨이퍼(105)가 유동하지 않도록 하여 안정된 공정이 진행되도록 한다.

상기 렌즈(104)는 상기 웨이퍼(105)를 샷 단위로 외부에서 볼 수 있도록 하고, 또한 상기 웨이퍼의 위치 정보를 웨이퍼 위치검출계에 제공하는 역할을 한다. 상기 렌즈(104)에 의하여 검출된 위치 정보를 통하여 상기 레티클(101)에 형성된 회로패턴이 상기 웨이퍼(105)에 정확히 형성되도록 하기 위해 스케일링한다. 상기 스케일링에 오차가 발생하는 경우에는 렌즈제어부(미도시)에서 상기 렌즈(104)의 제어를 통하여 이를 보상한다.

상기 웨이퍼(105)는 상기 레티클에 있는 회로패턴을 소정의 공정을 통하여 형성되어지게 하기 위한 반도체 장치이다.

상기 위치검출계(119)는 상기 렌즈(104)로부터 상기 웨이퍼(105)의 위치 정보를 입력받아 상기 웨이퍼(105)의 위치 정보를 상기 온도조절부(107)로 보낸다. 이 때, 상기 위치검출계(119)는 상기 렌즈(104)로부터 위치검출계 입력신호(121)를 받고, 또한, 렌즈에 위치검출계 출력신호(120)를 보내어 상기 웨이퍼(105)의 위치 정보를 상기 웨이퍼(105)의 위치정렬이 제대로 이루어지도록 보낸다.

이러한 위치 정렬에 있어서, 그 스케일링 값의 오차가 상기 렌즈(104)의 제어만으로 상기 웨이퍼(105)를 정렬하기에 한계가 있는 경우에는 이하에서 설명될 온도조절부(106)를 통하여 상기 문제를 해결한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 노광 장치에서의 온도조절부를 도시한 블락도이다.

온도조절부(106)는 온도제어부(116)와 승온부(117), 그리고 감온부(118)를 포함하고 있다. 상기 온도조절부(106)는 위치 검출계(도 2의 119)로부터 웨이퍼 위치 정보 혹은 스케일링 값의 오차에 관한 정보를 온도조절부 입력신호(도 2의 107)를 통하여 받은 후, 스케일링값이 기준치보다 작은 경우에는 상기 승온부(117)에 신호를 보내어 정전척을 가열하여 웨이퍼가 팽창되어지게 한다. 반대로, 스케일링 값이 기준치보다 클 경우에는 상기 감온부(118)에 신호를 보내어 정전척을 냉각시켜 웨이퍼가 축소되어지게 함으로써 스케일링 값의 차이를 보상하게 한다.

본 발명의 실시예에 따른 노광 장치는 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기본 원리를 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 설계되고, 응용될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게는 자명한 사실이라 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 온도조절부가 구비된 반도체 제조용 장비를 제공함으로써 렌즈의 제어를 통한 웨이퍼 스케일링 값의 오차 보상의 어려움을 최소화하는 효과가 있다.

또한 본 발명은 온도조절부가 구비된 반도체 제조용 장비를 제공함으로써 웨이퍼의 스케일링 값에 오차가 있는 경우 이의 보상을 위하여 상기 웨이퍼의 팽창 또는 수축하게 할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 온도조절부가 구비된 반도체 제조용 장비를 제공함으로써 웨이퍼의 스케일링 값의 오차 보상을 통하여 웨이퍼의 오버레이 호환성을 향상시키고 임계적 디바이스의 구현을 가능하게 하여 반도체 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 반도체 웨이퍼의 위치를 파악하기 위한 렌즈 및 웨이퍼의 안착을 위한 정전척이 구비된 반도체 제조용 장비에 있어서:

   상기 렌즈로부터 상기 웨이퍼의 위치 정보를 입력받아 그 값을 검출하여 상기 웨이퍼의 위치 정보 신호를 출력하는 위치검출계와;

   상기 웨이퍼의 위치 정보 신호에 응답하여, 상기 웨이퍼의 위치에 따라 상기 정전척의 온도를 조절하여 상기 웨이퍼를 상기 정전척에 정렬하는 온도조절부가 구비됨을 특징으로 하는 반도체 제조용 장비.
2. 제1항에 있어서,

   상기 온도조절부는 상기 웨이퍼의 위치 정보 신호를 입력받기 위한 온도제어부와, 상기 온도제어부에 의하여 제어되어 웨이퍼가 상기 정전척에 정렬될 때까지, 상기 정전척을 가열하기 위한 승온부 및 상기 정전척을 냉각하기 위한 감온부가 구비됨을 특징으로 하는 반도체 제조용 장비.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 웨이퍼의 상기 정전척에의 정렬은 상기 웨이퍼의 스케일링 값을 조절하 는 것을 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조용 장비.

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