KR20060055945A - 반도체 웨이퍼 에지 노광 장치 - Google Patents

Abstract

포토레지스트 공정을 한 후 반도체 웨이퍼 가장자리에 형성된 불필요한 포토레지스트 막을 제거하기 위한 기판 에지 노광 장치에 있어서, 회전척 상에 지지된 반도체 웨이퍼 에지 상부에 두 개의 노광부들을 배치한다. 상기 반도체 기판이 지지된 회전척이 회전하면서 상기 두 개의 노광부들은 상기 웨이퍼의 에지 부위를 노광시킨다. 따라서, 노광부를 두 개 이용하여 웨이퍼 기판의 에지 부위 전체를 노광하는데 걸리는 노광 시간이 단축된다. 또한, 여러 번의 노광이 필요한 공정 시, 반도체 기판을 일회 회전하는 동안 반도체 기판의 에지 부위가 두 개의 광 출사 유닛을 통과하기 때문에 두 번씩 노광되어 노광 시간이 단축된다.

Description

반도체 웨이퍼 에지 노광 장치{Apparatus for exposing an edge portion of a semiconductor wafer}

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 에지 노광 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.

도 2는 도 1에 도시된 반도체 웨이퍼 에지 노광 장치의 노광부를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 반도체 웨이퍼 에지 노광 장치 100 : 회전척

110 : 제1구동부 120 : 구동축

200 : 노광부 210 : 광원

220 : 광 가이드 화이버 230 : 광 출사 유닛

240 : 제2구동부 W : 반도체 웨이퍼

본 발명은 반도체 웨이퍼 에지 노광 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 기판의 에지 부위에 형성된 포토레지스트 막을 제거하기 위한 반도체 웨이퍼 에지 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 웨이퍼 상에 포토레지스트(photo resist) 막을 형성하고 이를 경화시키는 공정과, 반도체 웨이퍼 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 웨이퍼를 회전척 상에 올려놓은 다음, 상기 반도체 웨이퍼 상의 중심 부위에 포토레지스트 용액을 공급하고, 상기 반도체 웨이퍼를 회전시킨다. 상기 반도체 웨이퍼 상의 중심 부위에 공급된 포토레지스트 용액은 원심력에 의해 상기 반도체 웨이퍼 상에 균일하게 도포되며, 후속하는 소프트 베이크 공정을 통해 경화됨으로써 상기 반도체 기판 상에 포토레지스트 막이 형성된다.

이때, 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 웨이퍼의 에지 부위를 노광하는 방법을 살펴보면, 소정의 막을 패턴으로 형성하기 위한 포토레지스트 막이 도포된 반도체 웨이퍼를 척 상에 로딩하는 단계와, 상기 반도체 웨이퍼를 지지하는 회전척이 회전하여 상기 노광부의 하부에 위치한 반도체 웨이퍼의 외주를 따라 노광하는 단계와, 상기 반도체 웨이퍼를 척으로부터 언로딩하는 단계를 포함한 다.

종래에는 한 개의 노광부를 사용하였기 때문에 반도체 웨이퍼의 에지를 노광하는데 소요되는 시간이 많은 문제점이 있었다.

또한, 상기 반도체 웨이퍼의 에지를 노광할 때, 상기 에지 부위의 포토레지스트 막이 쉽게 제거되어지지 않아 여러 번의 기판 에지 노광 공정이 수행되어질 수 있다. 이때, 회전척을 다수 회 회전시켜 반도체 웨이퍼 에지를 여러 번 노광하여 노광 소요 시간이 많은 문제점이 발생된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 노광 공정을 수행하는 시간을 단축시키기 위한 반도체 웨이퍼 에지 노광 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 반도체 웨이퍼 에지 노광 장치는 반도체 웨이퍼를 지지하여 회전시키기 위한 회전척와, 상기 반도체 웨이퍼의 중심축에 대하여 서로 대향하여 위치하며, 상기 반도체 웨이퍼의 에지 부위를 노광시키기 위하여 광을 발생시키는 두 개의 노광부들을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 노광부는, 광을 발생시키는 광원과, 상기 광원에서 발생된 광을 반도체 웨이퍼의 에지 부위로 전사시키기 위한 광 가이드 화이버(light guide fiber)와, 상기 광 가이드 화이버의 하단에 연결되어 있으며, 상기 광으로 상기 반도체 웨이퍼의 에지 부위를 노광시키기 위한 광 출사 유닛를 포함한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 두 개의 노광부를 가진 반도체 웨이퍼 노광 장치를 이용함으로써, 반도체 웨이퍼 에지를 노광하는 시간을 단축할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 노광 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 노광 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.

도 1을 참조하면, 반도체 웨이퍼(W) 노광 장치는 반도체 웨이퍼(W)를 지지하여 회전시키기 위한 회전척(100)과, 상기 반도체 웨이퍼(W)의 에지 부위를 노광시키기 위하여 광을 발생시키는 두 개의 노광부(200)들을 포함한다.

회전척(100)은 노광 공정이 진행되는 반도체 웨이퍼(W)를 지지한다. 상기 회전척(100)은 진공압 또는 정전기력을 이용하여 상기 반도체 웨이퍼(W)를 흡착할 수 있다.

자세하게, 상기 척이 진공압을 이용하여 반도체 웨이퍼(W)를 흡착하는 경우, 상기 회전척(100)의 상부면에는 반도체 웨이퍼(W)를 흡착하기 위한 진공이 제공되는 진공 채널(미도시)이 반경 방향으로 형성되어 있다. 이와는 다르게 정전기력을 이용하는 경우, 상기 회전척(100)의 내부에는 정전기력을 발생시키기 위한 전극(미도시)이 내장되어 있으며, 상기 전극(미도시)에는 외부에서 일정한 직류 전원(미도시)이 인가된다.

상기 회전척(100)은 상기 회전척(100)을 회전시키기 위한 구동력을 제공하기 위하여 제1구동부(110)가 상기 회전척(100)의 하부에 위치하며, 상기 회전척(100) 과 제1구동부(110)는 구동축(120)에 의해 연결되어 있다. 상세히 도시되지 않았으나 상기 제1구동부(110)의 예로는 모터 등이 사용할 수 있다.

자세하게 도시되어 있지는 않지만, 상기 회전척(100)은 상기 회전척(100)을 관통하여 형성된 다수의 리프트 핀(미도시)들을 포함할 수 있다. 상기 다수의 리프트 핀들은 상하 구동하며, 구동력을 제공받기 위하여 상기 다수의 리프트 핀들은 외부에 전원(미도시)과 연결되어 있다. 상기 다수의 리프트 핀들은 적어도 세 개이어야 정상적으로 기능하며, 상기 반도체 웨이퍼(W)를 상기 회전척(100) 상에 로딩 및 언로딩을 수행하는데 사용된다.

도 2는 도 1에 도시된 반도체 웨이퍼(W) 에지 노광 장치(10)의 노광부(200)를 설명하기 위한 단면도이다.

도 2를 참조하면, 노광부(200)는 광을 발생시키는 광원(210)과, 상기 광원(210)에서 발생된 광을 상기 반도체 웨이퍼(W)의 에지 부위로 전사하도록 안내하는 광 가이드 화이버(220)와, 상기 광 가이드 화이버(220)의 하단에 위치하여 상기 반도체 웨이퍼(W)의 에지 부위로 광을 전사시키기 위한 광 출상 유닛(230)을 포함한다. 자세하게 도시되어 있지는 않지만, 상기 노광부(200)는 상기 노광부(200)를 상기 반도체 웨이퍼(W) 상으로 이동시키기 위한 제2구동부(240)를 더 포함한다.

광원(210)은 하우징(210)과, 광의 근원인 램프(202)와, 상기 램프(202)에서 발생된 광을 반사시켜 반도체 웨이퍼(W) 상부로 전사시키기 위한 반사경(204)을 포함한다. 한편, 본 실시에에서는 상기 광원(210)이 램프를 광원(210)으로 이용하고 있으나, 상기 광원(210)은 레이저가 사용될 수도 있다. 상기 레이저를 이용하는 경 우, 상기 광원은 하우징과, 광의 근원인 레이저와, 상기 레이저부터 발생된 빔을 확장시키기 위한 빔 확장기(beam expander)를 포함한다.

광 가이드 화이버(220)는 상기 광원의 하우징(210)의 하부와 관통되어 연결되어 있다. 상기 광 가이드 화이버(220)는 일반적으로 합성수지로 형성되어 있다. 상기 광원(210)으로부터 발생된 광은 상기 광 가이드 화이버(220)를 통해 상기 광 가이드 화이버(220)의 하부와 연결되어 있는 광 출상 유닛(230)으로 전달된다. 이때, 상기 광 가이드 화이버(220)의 내측은 굴절률이 높아 상기 광 가이드 화이버(220) 내측으로 전사되는 광이 전반사되어 광 출상 유닛(230)으로 전달될 수 있다.

광 출상 유닛(230)은 상기 광 가이드 화이버(220)를 통해 전달된 광을 반도체 웨이퍼(W) 에지 부위로 전사시킨다. 상기 광 출상 유닛(230)은 상기 반도체 웨이퍼(W)와 근접하게 위치하거나, 상기 반도체 웨이퍼(W)의 에지 부위와 접촉되어 상기 광 출상 유닛(230)으로부터 방사된 광이 상기 반도체 웨이퍼(W)의 중심 부위로 전사되지 않도록 한다.

자세하게 도시되어 있지는 않지만, 제2구동부(240)는 상기 두 개의 노광부(200)들과 연결되어 있으며, 상기 두 개의 노광부(200)들을 상기 반도체 웨이퍼(W) 에지 상부로 이동시킨다. 상기 제2구동부(240)는 예컨대, 직교 좌표 로봇을 이용할 수 있다.

상기와 같은 노광부(200)는 본 실시예에서는 두 개를 사용한다. 상기 두 개의 노광부(200)들은 상기 반도체 웨이퍼(W) 에지 부위 상부에 위치한다. 일 개의 노광부(200)가 반도체 웨이퍼(W) 에지 부위 상부의 일측에 위치한다. 다른 일 개는 상기 노광부(200)과 상기 반도체 웨이퍼(W)의 중심축에 대하여 대향하여 위치한다.

상기와 같은 구성 요소를 포함하는 반도체 웨이퍼(W) 에지 노광 장치(10)를 이용하여 반도체 웨이퍼(W) 에지 노광 방법을 살펴보면, 반도체 웨이퍼(W)를 회전척(100) 상에 로딩시킨다.

자세하게, 상기 반도체 웨이퍼(W)가 이송 암등과 같은 이송부(미도시)에 파지되어 상기 회전척(100) 상으로 이송되어지면 회전척(100) 내부의 다수의 리프트 핀(미도시)들이 상승한다. 상기 상승된 다수의 리프트 핀들 상에 반도체 웨이퍼(W)는 로딩되며, 상기 다수의 리프트 핀들은 하강하여 상기 반도체 웨이퍼(W)가 상기 회전척(100) 상으로 로딩시킨다.

상기 회전척(100) 상에 로딩된 반도체 웨이퍼(W)는 상기 회전척(100) 상에서 정렬된다. 상기 정렬된 반도체 웨이퍼(W)를 정전기력 또는 진공압을 이용하여 고정시킨 후, 상기 반도체 웨이퍼(W)를 회전척(100)을 이용하여 회전시킨다.

이어서, 두 개의 노광부(200)들을 상기 반도체 웨이퍼(W) 에지 부위의 상부에 위치시킨다. 상기 반도체 웨이퍼(W) 에지의 소원하는 폭을 제2구동부(240)를 이용하여 상기 노광부(200)를 기 설정된 반도체 웨이퍼(W) 에지 상부에 위치시킨다. 또한, 상기 두 개의 노광부(200)들은 상기 반도체 웨이퍼(W)의 중심축에 대하여 대향하여 위치한다.

상기 정렬된 두 개의 노광부(200)들의 광원(210)에 전원이 인가되고 상기 광원(210)에서는 광이 발생되고, 상기 광은 광 화이버 가이드를 통해 광 출사 유닛(230)을 통해 상기 회전척(100)에 의해 회전하는 반도체 웨이퍼(W)의 주연부위를 노광시킨다.

상기 노광부(200)들에 의해 노광 공정을 수행한 후, 상기 노광부(200)들은 구동부에 의해 상기 반도체 웨이퍼(W)로부터 이격된다. 이어서, 상기 반도체 웨이퍼(W)는 상기 회전척(100)으로부터 언로딩된다. 상기 언로딩하는 과정은 상기 로딩하는 과정을 역수행하여 상기 반도체 웨이퍼(W)를 회전척(100)으로부터 언로딩시킨다.

따라서, 상기 두 개의 노광부(200)들을 이용함으로써, 상기 반도체 웨이퍼(W) 에지 부위를 노광하는 시간이 단축된다. 또한, 상기 반도체 웨이퍼(W) 에지 부위를 여러 번 노광시킬 때에도 시간이 단축된다.

본 발명에서는 상기 노광부(200)의 개수는 두 개뿐만 아니라 다수 개를 포함하여 상기 다수 개의 노광부(200)를 이용하여 노광 시간을 단축시킬 수 있는 반도체 웨이퍼(W) 노광 장치를 모두 포함한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 반도체 웨이퍼 에지 부위를 노광시키기 위하여 광을 제공하는 노광부를 두 개 설치하여 상기 반도체 웨이퍼 에지 부위를 노광시키는 시간을 단축한다. 이는 상기 반도체 웨이퍼 에지 부위를 여러 번 노광시키는 시간도 단축시킬 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 있 음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (4)

1. 반도체 웨이퍼를 지지하여 회전시키기 위한 회전척; 및

   상기 반도체 웨이퍼의 중심축에 대하여 서로 대향하여 위치하며, 상기 반도체 웨이퍼의 에지 부위를 노광시키기 위하여 광을 발생시키는 두 개의 노광부들을 포함하는 기판 반도체 웨이퍼 노광 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 노광부는, 광을 발생시키는 광원;

   상기 광원에서 발생된 광을 반도체 웨이퍼의 에지 부위로 전사하도록 안내하기 위한 광 가이드 화이버(light guide fiber); 및

   상기 광 가이드 화이버의 하단에 연결되어 있으며, 상기 반도체 웨이퍼의 에지 부위로 상기 광을 전사시키기 위한 광 출사 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 에지 노광 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 노광부는 상기 노광부를 구동시키기 위한 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 에지 노광 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 구동부는 직교 좌표 로봇인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 에지 노광 장치.

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