KR20060040033A - 기판 에지 노광 장치 - Google Patents

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KR20060040033A KR1020040089217A KR20040089217A KR20060040033A KR 20060040033 A KR20060040033 A KR 20060040033A KR 1020040089217 A KR1020040089217 A KR 1020040089217A KR 20040089217 A KR20040089217 A KR 20040089217A KR 20060040033 A KR20060040033 A KR 20060040033A
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Abstract

포토레지스트 공정을 한 후 반도체 기판 가장자리에 형성된 불필요한 포토레지스트 막을 제거하기 위한 기판 에지 노광 장치에 있어서, 반도체 기판은 척 상에 지지되며, 상기 척 상에 설치된 광 차단부는 반도체 기판의 중심에 조사되는 광을 차단하여 반도체 기판의 에지 부위만 노광되도록 한다. 상기 광 차단부는 반도체 기판과 유사한 형상을 가지고 있어 반도체 기판의 에지 부위 및 플랫존 영역을 동시에 노광할 수 있어 노광 시간을 단축할 수 있으며, 상기 노광되는 에지 부위의 폭을 일정하게 형성할 수 있다.

Description

기판 에지 노광 장치{APPARATUS FOR EXPOSING AN EDGE PORTION OF A SUBSTRATE}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 에지 노광 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 광원의 실시예들을 설명하기 위한 개략적인 평면도들이다.
도 3은 도 1에 도시된 광 차단 원판을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 에지 노광 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 광 차단부를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 챔버 12 : 척
14 : 광원 16 : 광 차단부
18 : 파지부 20 : 이송 로봇
22 : 카세트
본 발명은 기판 에지 노광 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 기판의 플랫존 및 에지 부위에 도포된 포토레지스트 막을 노광하는 노광 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘웨이퍼 상에 전기적인 회로를 형성하는 팹(fabrication; 'FAB') 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 반도체 장치들의 전기적인 특성을 검사하는 공정과, 상기 반도체 장치들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.
상기 팹 공정은 반도체 기판 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정과, 상기 막을 평탄화하기 위한 화학적 기계적 연마 공정과, 상기 막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정과, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 막을 전기적인 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 식각 공정과, 반도체 기판의 소정 영역에 특정 이온을 주입하기 위한 이온 주입 공정과, 반도체 기판 상의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정과, 상기 막 또는 패턴이 형성된 반도체 기판의 표면을 검사하기 위한 검사 공정 등을 포함한다.
상기와 같은 단위 공정들 중에서 포토리소그래피 공정은 반도체 기판 상에 포토레지스트(photo resist) 막을 형성하고 이를 경화시키는 공정과, 반도체 기판 상에 형성된 포토레지스트 막을 원하는 포토레지스트 패턴으로 형성하기 위해 소정 부위를 제거하는 노광 공정 및 현상 공정을 포함한다.
일반적으로 상기 포토레지스트 막은 다음과 같이 형성된다. 먼저, 반도체 기 판을 회전척 상에 올려놓은 다음, 상기 반도체 기판 상의 중심 부위에 포토레지스트 용액을 공급하고, 상기 반도체 기판을 회전시킨다. 상기 반도체 기판의 회전력에 의해 상기 반도체 기판 상의 중심 부위에 공급된 포토레지스트 용액은 반도체 기판의 주연 부위로 밀려나고, 이에 따라, 포토레지스트 막이 형성된다.
이때, 상기 반도체 기판의 중심 부위 및 에지 부위에 포토레지스트 막이 형성된다. 상기 반도체 기판의 에지 부위에 형성된 포토레지스트 막은 후속 공정에서 박리될 수 있으며, 상기 에지 부위의 포토레지스트 막의 박리에 의해 발생된 파티클과 같은 오염 물질에 의해 기판의 오염 또는 제조 공정 설비의 오염이 발생될 수 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 상기 포토레지스트 막이 형성된 반도체 기판을 회전시키면서 상기 반도체 기판의 에지 부위에 시너(thinner)를 분사하여 상기 에지 부위의 포토레지스트 막을 제거하는 EBR(edge bead removal) 공정이 사용될 수 있다.
다른 방법으로는, 상기 반도체 기판의 에지 부위를 노광시키고, 상기 노광된 부위의 포토레지스트 막을 현상 공정을 통해 제거하는 방법이 있다. 이러한 방법을 수행하기 위한 기판 에지 노광 장치를 살펴보면, 반도체 기판을 지지하여 회전시키기 위한 척과, 노광을 위한 광을 발생시키고 반도체 기판의 에지 부위를 노광하기 위한 노광부를 포함한다.
상기와 같은 기판 에지 노광 장치를 이용하여 반도체 기판의 에지 부위를 노광하는 방법을 살펴보면, 소정의 막을 패턴으로 형성하기 위한 포토레지스트 막이 도포된 반도체 기판을 척 상에 로딩하는 단계와, 상기 반도체 기판의 외주를 따라 구동하며 상기 반도체 기판의 에지 부위를 노광하는 단계와, 상기 반도체 기판을 척으로부터 언로딩하는 단계를 포함한다.
상기 노광부로부터 발생된 광은 상기 반도체 기판의 회전에 따라 상기 반도체 기판의 주연 부위로 제공된다. 상기 광을 이용하여 상기 반도체 기판의 주연 부위를 충분히 노광하기 위하여는 상기 반도체 기판이 충분히 저속으로 회전하여야 하며, 이는 에지 노광 공정의 시간을 증가시키는 요인이 된다.
또한, 상기 노광부가 구동되는 중심을 부정확하게 설정하여 상기 기판 에지 부위가 좌우 또는 상하가 비대칭으로 노광될 수 있다. 이는 상기 반도체 기판의 에지 부위에 인접하게 형성될 포토레지스트 패턴도 비대칭적으로 형성될 수 있어 반도체 장치의 불량을 초래할 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 장치를 반도체 기판의 에지 부위를 동시에 노광하여 시간을 단축시킬 수 있으며, 일정한 노광 폭을 구현할 수 있는 기판 에지 노광 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 기판 에지 노광 장치는 기판을 지지하기 위한 척과, 상기 기판의 가장자리를 노광하기 위하여 광을 제공하는 광원과, 상기 기판의 가장자리를 선택적으로 노광하기 위하여 상기 기판의 중심부위로 조사되는 광을 차단하기 위한 광 차단부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광 차단부는 기판과 유사한 형상을 갖으며, 기판의 크기보다 작으며, 크기가 서로 다른 다수 개의 광 차단 원판들 중에서 상기 기판의 크기와 기 설정된 노광 폭에 따라 선택된 하나이며, 상기 광원에 결합되어 상기 선택된 광 차단 원판을 파지하기 위한 파지부를 더 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 반도체 기판의 중심으로 조사되는 광을 차단하여 에지 부위 및 플랫존 영역을 동시에 노광하여 노광 시간을 단축할 수 있으며, 노광하는 동안 에지 부위의 상하 좌우 폭이 일정하게 유지될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 따른 기판 에지 노광 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 에지 노광 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 기판 에지 노광 장치는 반도체 기판의 에지 부위만 노광시키기 위한 공정이 이루어지는 챔버(10)와, 상기 챔버(10) 내부에 위치하며 반도체 기판을 지지하기 위한 척(12)과, 상기 반도체 기판에 광을 제공하는 광원(14)과, 상기 반도체 기판의 에지 부위를 선택적으로 노광하기 위하여 상기 기판의 중심부위로 조사되는 광을 차단하기 위한 광 차단부(16)를 포함한다.
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 광원(14)의 실시예들을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 상기 광원(14)은 예컨대 램프를 이용하는 램프 광원과, 레이저를 이용한 레이저 광원 등이 사용될 수 있다. 상기 램프를 이용한 광원은 광을 발생시키고 확장시키고 평행한 광으로 형성하기 위한 공간인 하우징(30)과, 광의 근원인 램프(32)와, 상기 광을 반사시켜 반도체 기판 상부로 전사시키기 위한 반사경(34)과, 상기 램프에서 발생된 광과 반사경에 반사된 광을 평행 광으로 형성하기 위한 콜리메이터 렌즈(collimator lens, 36) 등을 포함한다.
또한, 상기 레이저를 이용한 레이저 광원은 광을 발생, 확장 및 평행하게 형성하기 위한 공간인 하우징(40)과, 광의 근원인 레이저(42)와, 상기 레이저부터 발생된 빔을 확장시키기 위한 빔 확장기(beam expander, 44)와, 빔 확장기를 통과한 빔을 확장시키기 위한 콜리메이터 렌즈(46) 등을 포함한다.
상기 하우징의 하부에는 광 차단부(16)를 파지할 수 있는 파지부(18)를 갖는다. 상기 파지부(18)는 정전기력을 이용하여 광 차단부(16)를 파지하기 위하여 정전기 발생기가 포함될 수 있다. 또한, 진공을 이용하여 광 차단부(16)를 흡착할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 광 차단부(16)를 설명하기 위한 평면도이다.
도 3을 참조하면, 광 차단부(16)는 반도체 기판과 유사한 형상을 가지며, 기판의 크기보다 작으며, 크기가 서로 다른 다수 개의 광 차단 원판들을 포함한다. 상기 광 차단 원판들 중에 기 설정된 반도체 기판의 에지의 노광 폭 또는 반도체 기판의 구경에 따라 일개를 선택한다.
상기 광 차단 원판들은 카세트(22)에 수납된다. 기 설정된 폭에 따라 선택된 광 차단 원판은 상기 카세트(22)로부터 이송 로봇(20)에 의해 기판 에지 노광이 이루어지는 챔버(10) 내로 이동하며, 상기 광 차단 원판을 상기 파지부(18)에 파지시 킨다.
상기와 같이 광 차단 원판이 반도체 기판과 유사한 형상을 가져서 반도체 기판의 에지 부위를 동시에 노광할 수 있어 노광하는 시간을 단축할 수 있으며, 에지 부위의 상하 좌우가 일정한 폭으로 노광될 수 있다.
이후, 소정의 공정을 수행한 후, 상기 이송 로봇(20)은 상기 광 차단 원판을 파지부(18)으로부터 제거하여 상기 카세트(22)로 재 수납한다.
상기 이송 로봇(20)은 상기 이송 로봇(20)을 상하 좌우로 구동하기 위한 구동부와, 상기 광 차단 원판을 파지하기 위한 암을 포함한다. 상기 이송 로봇(20)에 예로써 다관절 로봇이 사용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 에지 노광 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 광 차단부을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 4를 참조하면, 기판 에지 노광 장치는 반도체 기판의 에지 부위만 노광시키기 위한 공정이 이루어지는 챔버(110)와, 상기 챔버(110) 내부에 위치하며 반도체 기판을 지지하기 위한 척(112)과, 상기 반도체 기판에 광을 제공하는 광원(114)과, 상기 반도체 기판의 에지 부위를 선택적으로 노광하기 위하여 상기 기판의 중심 부위로 조사되는 광을 차단하기 위한 광 차단부(116)를 포함한다.
자세하게 도시되어 있지는 않지만, 광원(114)은 하우징과, 램프과, 반사경과, 콜리메이터 렌즈를 포함하는 램프를 이용한 광원이 이용될 수 있다. 또한, 레이저를 이용한 광원을 이용할 수 있다. 상기 하우징 하부에는 광 차단부(116)와 결 합하기 위한 결합부(118)를 포함한다.
도 5를 참조하면, 상기 광 차단부(116)는 상기 광원에 결합되어 상기 기판과 유사한 형상을 가지며 상기 기판의 크기보다 작은 광 차단판(120)과, 상기 광 차단판(120)의 외주를 따라 형성된 튜브(122)를 포함한다.
상기 광 차단판(120)은 상기 광원의 결합부(118)와 물리적으로 결합되어 있으며, 상기 튜브(122)는 광 차단판(120)과 물리적으로 결합되어 있다. 상기 튜브(122)는 반도체 기판 에지 노광 폭을 조절하기 위하여 유연한 재질로 이루어져 있으며, 상기 튜브(122)의 예로써 고무가 사용될 수 있다.
상기 튜브(122)는 압축 공기를 상기 튜브(122)로 공급하기 위한 압축 공기 공급부와, 상기 튜브(122)와 상기 압축 공기 공급부(126)를 연결하는 공기 라인(124)과, 상기 공기 라인(124)에 설치되어 상기 압축 공기의 압력을 조절하기 위한 압력 제어 밸브(128)와 상기 압력 제어 밸브(128)와 연결되어 있으며 상기 압력 제어 밸브(128)의 개폐를 제어하기 위한 제어부(130)를 포함한다.
상기 제어부(130)에 기 설정된 기판 에지 폭을 입력하면, 상기 제어부(130)는 상기 압력 제어 밸브(128)의 개폐를 제어하여 상기 튜브(122)의 크기를 조절한다.
상기와 같은 구성 요소들에 대한 추가적인 상세 설명은 도 1에 도시된 기판 에지 노광 장치와 관련하여 이미 설명된 것들과 유사하므로 생략하기로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 반도체 기판의 중 심 부위로 조사되는 광을 차단하고, 상기 반도체 기판의 형상과 유사한 형상을 가진 광 차단부를 이용하여 반도체 기판의 에지 부위를 동시에 노광할 수 있다. 따라서, 노광하는 시간을 단축할 수 있으며, 상기 반도체 기판의 에지 부위의 상하 좌우 폭을 일정하게 하여 노광시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

  1. 기판을 지지하기 위한 척;
    상기 기판의 가장자리를 노광하기 위하여 광을 제공하는 광원; 및
    상기 기판의 가장자리를 선택적으로 노광하기 위하여 상기 기판의 중심부위로 조사되는 광을 차단하기 위한 광 차단부를 포함하는 기판 에지 노광 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광 차단부는 기판과 유사한 형상을 가지며, 기판의 크기보다 작으며, 크기가 서로 다른 다수 개의 광 차단 원판들 중에서 상기 기판의 크기와 기 설정된 노광 폭에 따라 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 기판 에지 노광 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 광원에 결합되어 상기 선택된 광 차단 원판을 파지하기 위한 파지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 에지 노광 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 광 차단부는, 상기 광원에 결합되어 상기 기판과 유사한 형상을 가지며 상기 기판의 크기보다 작은 광 차단판과, 상기 광 차단판의 외주를 따라 구비되며 노광 폭을 조절하기 위하여 유연한(flexible) 재질로 이루어진 튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 에지 노광 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 노광 폭을 조절하기 위한 압축 공기를 상기 튜브로 공급하기 위한 압축 공기 공급부와, 상기 튜브와 상기 압축 공기 공급부를 연결하는 공기 라인에 설치되어 상기 압축 공기의 압력을 조절하기 위한 압력 제어 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 에지 노광 장치.
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