KR20070001351A - 웨이퍼 이면의 파티클 검출 방법 및 이를 수행하기 위한장치 - Google Patents
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Abstract
웨이퍼 이면의 파티클 검출 방법 및 이를 수행하기 위한 노광 장치에서, 웨이퍼 상에 형성된 포토레지스트막을 노광하기 위한 노광 유닛을 구비한다. 상기 노광 유닛 전단부에 배치되고, 상기 웨이퍼 이면을 스캔하여 반사된 광의 데이터를 출력전압으로 산출하고, 상기 출력전압과 기 설정된 설정전압을 비교하여 상기 웨이퍼가 상기 노광 유닛에 반입되기 전에 상기 웨이퍼 이면의 파티클을 검출하기 위한 검출부를 구비한다. 상기 출력전압이 상기 설정전압보다 큰 경우 상기 웨이퍼의 이면에 파티클이 존재함을 판단하여 상기 웨이퍼가 상기 노광 유닛 내부로 반입되는 것을 차단시키기 위한 제어부를 구비한다. 상기 웨이퍼 이면의 파티클을 검출하기 위하여 상기 노광 장치를 이용한 웨이퍼 이면의 파티클 검출 방법이 개시된다. 따라서, 상기 노광 유닛에 상기 웨이퍼를 반입하기 전에 상기 웨이퍼 이면의 파티클을 검출하여 제거함으로써 노광 공정에 따른 로컬 포커스를 방지할 수 있다.
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 노광 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1의 노광 장치를 이용한 웨이퍼 이면의 파티클 검출 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 검출부의 파티클 검출 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 노광 장치 110 : 스피너
120 : 노광 유닛 130 : 검출부
130a : 발광부 130b : 연산부
130c : 비교부 140 : 제어부
V1 : 설정전압 V2 : 측정전압
W : 웨이퍼
본 발명은 반도체 장치 및 파티클 검출 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 제조 공정에 사용되는 노광 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 이면의 파티클 검출 방법에 관한 것이다.
근래에 컴퓨터와 같은 정보 매체의 급속한 보급에 따라 반도체 제조 장치도 비약적으로 발전하고 있다. 그 기능 면에 있어서, 상기 반도체 제조 장치는 고속으로 동작하는 동시에 대용량의 저장 능력을 가질 것이 요구된다. 이러한 요구에 부응하여 반도체 제조 장치는 집적도, 신뢰도 및 응답 속도 등을 향상시키는 방향으로 제조 기술이 발전되고 있다.
이에 따라, 상기 집적도 향상을 위한 주요한 기술로서 사진 공정 기술과 같은 미세 가공 기술에 대한 요구도 엄격해지고 있다.
상기 사진 공정 기술은 잘 알려져 있는 바와 같이, 유기적인 포토레지스트(photoresist)를 사용하여 웨이퍼 상에 포토레지스트막을 형성한 후, 상기 포토레지스트막을 포토레지스트 패턴으로 형성하는 기술이다.
구체적으로는 먼저, 상기 웨이퍼 상에 자외선이나 X선과 같은 광(light)을 조사하면 알칼리성 용액에 대해 용해도 변화가 일어나게 되는 유기층인 포토레지스트막을 형성한다. 그리고 상기 포토레지스트막의 상부에 소정 부분만을 선택적으로 노광할 수 있도록 패터닝된 패턴 마스크을 개재하여 상기 포토레지스트막에 선택적으로 광을 조사한 다음, 현상하여 용해도가 큰 부분(포지티브형 포토레지스트의 경 우, 노광된 부분)은 제거하고 용해도가 작은 부분은 남겨 포토레지스트 패턴을 형성한다.
이와 같이, 상기 웨이퍼 상에 상기 포토레지스트 패턴을 형성하기 위해 상기 웨이퍼 상에 감광액을 도포하여 상기 포토레지스트막을 형성한 후 노광시키고 현상액을 도포시켜 현상하는 공정은 필수적으로 수행된다.
여기서, 상기 웨이퍼 상에 상기 감광액의 도포 및 현상 공정에는 여러 설비들이 사용될 수 있으나, 회전도포방식으로 웨이퍼를 회전하는 서셉터 위에 올려 놓고 감광액 또는 현상액을 도포시키는 스피너 설비가 일반적으로 사용되고 있다.
구체적으로, 상기 스피너 설비는 상기 웨이퍼 상에 상기 감광액 또는 현상액을 드롭(Drop) 또는 분사시키면서 척을 회전시키고, 상기 척의 회전으로 인한 원심력으로 상기 웨이퍼 상에 공급되는 상기 감광액 또는 현상액을 상기 웨이퍼의 전면에 골고루 공급되게 한다.
여기서, 상기 스피너 설비에 의한 작업공정을 거친 웨이퍼는 노광 유닛으로 이송되어 노광 공정이 이루어지게 된다.
그러나, 상기 노광 공정에서는 분해능(resolution) 등에 영향을 끼치는 로컬 포커스(local focus)와 같은 불량이 빈번하게 발생한다.
이때, 상기 불량이 상기 노광 공정 도중에 수행하는 검사(ACI : after cleaning inspection 또는 ADI : after development inspection)에서 발견될 경우에는 리워크(rework) 등을 통한 조치가 가능하지만, 주로 상기 노광 공정 이후에 불량 소스로 작용하기 때문에 심각한 영향을 끼치는 것이다.
이러한 로컬 포커스는 상기 웨이퍼의 이면에 흡착된 파티클에 의해 발생하는 것이 일반적이다. 구체적으로, 파티클에 의해 오염된 상기 노광 유닛의 척 상에 웨이퍼가 놓여질 때 상기 파티클이 상기 웨이퍼의 이면에 흡착된다. 이때, 상기 파티클로 인해 상기 웨이퍼의 수평 상태가 불량하게 되고, 상기 수평 상태가 불량한 상기 웨이퍼를 노광함으로써 로컬 포커스가 발생한다.
여기서, 상기 웨이퍼 이면에 흡착된 파티클은 상기 웨이퍼를 이송하는 도중에 발생하기도 하지만, 주로 상기 스피너 설비의 척에 흡착된 파티클이 상기 웨이퍼 이면에 흡착됨으로써 발생한다.
이에 따라, 상기 파티클에 의해 오염된 웨이퍼가 상기 노광 유닛으로 반입되어 상기 노광 공정을 수행할 때, 상기 파티클은 상기 노광 유닛의 척 등에 흡착됨으로써 로컬 포커스를 발생시키는 불량 소스로 작용한다.
때문에, 상기 웨이퍼 이면에 흡착된 파티클로 인하여 반도체 제조에 치명적인 영향을 끼치고, 이에 따라 반도체 제조에 따른 신뢰도를 저하시키는 문제점을 초래하고 있다.
따라서, 상기 노광 공정을 수행하기 위해 상기 웨이퍼를 상기 노광 유닛으로 반입하기 전에 상기 로컬 포커스와 같은 불량이 발생하지 않도록 상기 웨이퍼의 이면에 흡착된 파티클을 검출하여 제거하는 것이 필요하다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제1 목적은 노광 유닛에 웨이퍼를 반입하기 전에 웨이퍼 이면의 파티클 유무를 검출하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 제2 목적은 상술한 바와 같은 파티클 유무 검출 방법을 수행하기 위하여 개선된 구조를 갖는 반도체 노광 장치를 제공하는 데 있다.
상기 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 노광 장치를 이용한 웨이퍼 이면의 파티클 검출 방법은, 노광 공정을 수행하기 위한 노광 유닛에 웨이퍼를 반입하기 전에 상기 웨이퍼 이면을 스캔하는 단계를 수행한다. 상기 스캔하여 반사된 광의 데이터를 출력전압으로 산출하는 단계를 수행한다. 상기 출력전압이 기 설정된 설정전압보다 큰 경우 상기 웨이퍼의 이면에 파티클이 존재함을 판단하여 상기 노광 유닛 내부로 상기 웨이퍼의 반입을 차단하는 단계를 수행한다.
상기 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 노광 장치는, 웨이퍼 상에 형성된 포토레지스트막을 노광하기 위한 노광 유닛과, 상기 노광 유닛 전단부에 배치되고 상기 웨이퍼 이면을 스캔하여 반사된 광의 데이터를 출력전압으로 산출하고 상기 출력전압과 기 설정된 설정전압을 비교하여 상기 웨이퍼가 상기 노광 유닛에 반입되기 전에 상기 웨이퍼 이면의 파티클을 검출하기 위한 검출부와, 상기 출력전압이 상기 설정전압보다 큰 경우 상기 웨이퍼의 이면에 파티클이 존재함을 판단하여 상기 웨이퍼가 상기 노광 유닛 내부로 반입되는 것을 차단시키기 위한 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 검출부는 상기 웨이퍼 이면을 스캔하기 위하여 광을 조사하는 발광부와, 상기 반사광을 수광하고 상기 반사광의 데이터를 상기 출력전압으로 산출하기 위한 연산부와, 상기 출력전압과 상기 설정전압을 비교하기 위한 비교부를 포함한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 노광 유닛에 상기 웨이퍼를 반입하기 전에 상기 웨이퍼 이면의 파티클을 검출하여 제거함으로써 노광 공정에 따른 로컬 포커스를 방지할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 노광 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 반도체 노광 장치(100)는 크게 노광 공정을 수행하기 위한 노광 유닛(120)과, 웨이퍼 이면의 파티클을 검출하기 위한 검출부(130)와, 상기 검출 결과에 따라 상기 노광 유닛(120)으로의 반입 여부를 제어하는 제어부(140)를 포함한다. 또한, 상기 반도체 노광 장치(100)는 상기 웨이퍼 상에 감광액 및 현상액을 도포하기 위한 스피너(spinner)(110)를 더 포함할 수 있다.
상기 반도체 노광 장치(100)는 인-라인 방식을 사용한다. 즉, 상기 인-라인 방식은 상기 스피너(110) 및 노광 유닛(120)을 포함하는 구성으로 이루어진다.
상기 스피너(110)에서는 웨이퍼 상에 포토레지스트막을 도포하고 현상하는 공정이 수행되고, 상기 노광 유닛(120)에서는 상기 포토레지스트막을 패터닝하여 포토레지스트 패턴을 형성하기 위해 노광 공정을 수행한다.
도시되지 않았지만, 상기 스피너(110)의 구성 부재들에 관하여 개략적으로 살펴보면, 상기 스피너(110)는 상기 웨이퍼를 운반하는 웨이퍼 캐리어가 놓여지는 캐리어 스테이지, 상기 웨이퍼 상에 포토레지스트 도포 및 현상을 수행하는 장치들로 구성된 프로세서 블록, 상기 웨이퍼가 놓여져서 포토레지스트의 도포 및 현상이 제대로 실행되도록 정렬되는 스핀 척, 상기 캐리어 스테이지와 프로세서 블록 및 스핀 척 간에 상기 웨이퍼를 이동시키는 이동 장치, 상기 스핀 척에 놓인 웨이퍼가 정렬되었는지의 여부를 판별하는 판별 수단을 포함한다.
여기서, 상기 스피너(110)의 구성 부재들에 의해 상기 웨이퍼는 오염될 수 있다. 특히, 상기 스핀 척에 놓여지는 상기 웨이퍼는 상기 스핀 척에 흡착된 파티클이 상기 웨이퍼의 이면에 흡착됨으로써 주로 오염된다.
이와 같이, 상기 파티클에 의해 오염된 상기 웨이퍼가 상기 노광 유닛(120)으로 반입되어 노광 공정을 수행하는 경우 상기 파티클로 인해 상기 노광 유닛(120)의 척에 놓여진 웨이퍼는 수평이 불량하게 된다. 이에 따라, 수평이 불량한 상태에서 상기 웨이퍼를 노광하는 경우에는 로컬 포커스와 같은 불량이 발생할 수 있다.
따라서, 상기 로컬 포커스를 방지하기 위한 조치로써, 본 실시예의 반도체 노광 장치(100)는 상기 스피너(110)에서 상기 노광 유닛(120)으로 상기 웨이퍼가 이송되기 전에 상기 검출부(130)에 의해 상기 웨이퍼 이면의 파티클을 검출하도록 하고 있다.
상기 스피너(110) 및 노광 유닛(120) 사이에는 상기 노광 유닛(120)에서 노광 공정을 실시하게 될 웨이퍼를 예비 정렬시키기 위한 프리얼라인먼트 유닛(pre-alignment unit)(미도시)이 구비될 수 있다. 상기 프리얼라인먼드 유닛은 공지된 바와 같이 상기 웨이퍼의 플랫 존을 정해진 방향으로 정렬시키는 것으로서, 상기 노광 유닛에 배치되는 스테이지(미도시)에 상기 웨이퍼가 정확하게 안착될 수 있도록 한다. 이로써, 노광 시 상기 포토레지스트 패턴이 불량하게 되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 스피너(110) 및 노광 유닛(120) 사이의 상기 노광 유닛(120) 전단부에는 상기 웨이퍼가 상기 노광 유닛(120)에 반입되기 전에 상기 웨이퍼 이면의 파티클을 검출하기 위한 검출부(130)가 배치된다.
여기서, 상기 검출부(130)는 상기 웨이퍼 이면을 스캔하여 반사된 광의 데이터를 출력전압으로 산출하고 상기 출력전압과 기 설정된 설정전압을 비교하여 상기 웨이퍼 이면의 파티클을 검출한다. 구체적으로, 상기 검출부(130)는 상기 웨이퍼 이면을 스캔하기 위하여 광을 조사하는 발광부(130a)와, 상기 조사되어 반사된 광을 수광하고 상기 반사광의 데이터를 상기 출력전압으로 산출하기 위한 연산부(130b)와, 상기 출력전압과 상기 기 설정된 설정전압을 비교하기 위한 비교부(130c)를 포함한다.
상기 설정전압은 상기 웨이퍼의 이면이 파티클 등의 이물질에 의해 오염되지 않을 때 상기 웨이퍼 이면으로부터 반사된 광의 데이터를 이용하여 산출할 수 있는 전압으로서 상기 비교부(130c)에 미리 설정되어 있는 전압을 말한다(이하 동일하 다).
상기 비교부(130c)에서의 비교 결과 상기 출력전압이 상기 설정전압보다 큰 경우 상기 제어부(140)는 상기 웨이퍼의 이면에 파티클이 존재함을 판단하여 상기 웨이퍼가 상기 노광 유닛(120) 내부로 반입되는 것을 차단시킨다.
이에 반해, 상기 비교부(130c)에서의 비교 결과 상기 출력전압이 상기 설정전압 이하인 경우에는 상기 제어부(140)는 상기 웨이퍼 이면에 파티클이 부존재함을 판단하여 상기 웨이퍼를 상기 노광 유닛(120) 내부로 반입시키게 된다. 이로써, 상기 노광 유닛(120)으로 반입된 웨이퍼에 노광 공정을 진행하게 된다.
이와 같이, 상기 스핀 척에 흡착된 파티클이 상기 웨이퍼의 이면에 흡착되어 상기 웨이퍼를 오염시키고, 상기 오염된 웨이퍼가 상기 노광 유닛으로 반입되어 노광 공정 시 로컬 포커스를 발생시키는 것을 방지하기 위한 조치로써, 본 실시예에 따른 반도체 노광 장치(100)는 상기 검출부(130) 및 제어부(140)를 이용한다.
구체적으로, 상기 스피너(110)에서 상기 노광 유닛(120)으로 웨이퍼가 이송되기 전에 상기 검출부(130)를 이용하여 상기 웨이퍼 이면을 스캔함으로써 파티클의 존재 유무를 검출한다. 이때, 상기 웨이퍼 이면에 파티클이 존재하는 경우에는 상기 제어부(140)는 상기 노광 유닛(120)으로 상기 웨이퍼를 반입시키지 않고, 상기 웨이퍼 이면에 파티클이 부존재 하는 경우 상기 웨이퍼를 상기 노광 유닛(120)을 반입시킴으로써 상기 웨이퍼를 노광하게 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 노광 장치를 이용한 웨이퍼 이면의 파티클 검출 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 노광 장치의 검출부의 파티클 검출 방법을 설명하기 위한 그래프이다. 도 3에서 X축은 웨이퍼 이면의 각 부위를 스캔하는 시간으로서 측정시간을 나타내고, Y축은 상기 웨이퍼 이면이 파티클로 오염되지 않은 경우 상기 웨이퍼 이면으로부터 반사된 광을 이용하여 산출할 수 있는 전압으로서 상기 검출부(130)에 기 설정된 설정전압(V1)과, 상기 노광 유닛(120)에 반입되기 전에 상기 웨이퍼 이면으로부터 반사된 광을 이용하여 산출되는 출력전압(V2)을 나타낸다.
도 2 및 3을 참조하면, 상기 웨이퍼 이면의 파티클 존재 유무를 검출하기 위해 상기 노광 공정을 수행하기 위한 상기 노광 유닛(120)에 상기 웨이퍼를 반입하기 전에 상기 검출부(130)를 이동시키면서 상기 웨이퍼 이면의 각 부위를 광으로 스캔한다(단계 S100).
상기 웨이퍼의 이면을 스캔하기 위하여 상기 발광부(130a)에서 상기 웨이퍼 이면의 각 부위에 조사된 광은 반사되어 상기 연산부(130b)에 수광된다. 이때, 상기 연산부(130b)는 상기 반사광의 데이터를 이용하여 출력전압(V2)을 산출한다(단계 S110).
상기 출력전압(V2)의 데이터는 상기 비교부(130c)로 출력되고, 상기 비교부(130c)는 상기 출력전압(V2)과 상기 비교부(130c)에 기 설정된 설정전압(V1)을 비교한다(단계 S120). 이때, 상기 비교부(130c)는 상기 비교 결과를 상기 제어부(140)로 출력한다.
이에 따라, 상기 비교 결과, 상기 출력전압(V2)이 상기 설정전압(V1)보다 큰 경우에는 상기 제어부(140)는 상기 웨이퍼 이면에 파티클이 존재함을 판단하여 상 기 웨이퍼가 상기 노광 유닛(120) 내부로 반입되는 것을 차단한다(단계 S130).
그리하여, 상기 노광 공정시 로컬 포커스를 발생시키는 오염원인 상기 웨이퍼 이면의 파티클이 상기 노광 유닛(120)으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 상기 웨이퍼 이면을 스캔하는 측정시간과 상기 측정시간에 스캔되는 상기 웨이퍼의 특정 부위에 따른 데이터에 의해, 상기 웨이퍼 이면에 흡착된 파티클이 상기 웨이퍼의 어느 부위에 흡착되어 있는 지를 판별할 수도 있다(A부위).
이에 반해, 상기 비교 결과, 상기 출력전압이 상기 설정전압 이하인 경우에는 상기 제어부(140)는 상기 웨이퍼 이면에 파티클이 부존재함을 판단하여 상기 웨이퍼를 상기 노광 유닛(120) 내부로 반입시킨다. 이로써, 상기 웨이퍼는 노광 공정을 수행한다(단계 S140).
이와 같이, 상기 노광 유닛(120)에 상기 웨이퍼를 반입하기 전에 상기 웨이퍼 이면의 파티클 존재 유무를 검출하는 이유는 상기 노광 공정의 고질적인 문제인 로컬 포커스 발생의 오염원인 상기 웨이퍼 이면의 파티클이 상기 노광 유닛(120)으로 유입되는 것을 사전에 방지하기 위함이다.
상기와 같은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 노광 유닛으로 웨이퍼가 이송되기 전에 상기 검출부를 이용하여 상기 웨이퍼 이면을 스캔하고 상기 스캔되어 반사된 광을 이용하여 파티클의 존재 유무를 검출한다.
따라서, 상기 노광 유닛으로 반입되기 전에 상기 웨이퍼의 이면의 파티클 존재 유무를 검출하고, 상기 검출 결과 상기 웨이퍼 이면에 파티클이 부존재하는 경 우 상기 웨이퍼를 상기 노광 유닛으로 반입시켜 상기 웨이퍼에 노광 공정을 수행함으로써, 상기 노광 공정 시 상기 웨이퍼 이면의 파티클로 인해 발생할 수 있는 로컬 포커스와 같은 불량을 방지할 수 있다.
이에 따라, 상기 로컬 포커스와 같은 불량을 방지함으로써 반도체 소자의 특성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
상기에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (3)
- 노광 공정을 수행하기 위한 노광 유닛에 웨이퍼를 반입하기 전에 상기 웨이퍼 이면을 스캔하는 단계;상기 스캔하여 반사된 광의 데이터를 출력전압으로 산출하는 단계; 및상기 출력전압이 기 설정된 설정전압보다 큰 경우 상기 웨이퍼의 이면에 파티클이 존재함을 판단하여 상기 노광 유닛 내부로 상기 웨이퍼의 반입을 차단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이면의 파티클 검출 방법.
- 웨이퍼 상에 형성된 포토레지스트막을 노광하기 위한 노광 유닛;상기 노광 유닛 전단부에 배치되고, 상기 웨이퍼 이면을 스캔하여 반사된 광의 데이터를 출력전압으로 산출하고, 상기 출력전압과 기 설정된 설정전압을 비교하여 상기 웨이퍼가 상기 노광 유닛에 반입되기 전에 상기 웨이퍼 이면의 파티클을 검출하기 위한 검출부; 및상기 출력전압이 상기 설정전압보다 큰 경우 상기 웨이퍼의 이면에 파티클이 존재함을 판단하여 상기 웨이퍼가 상기 노광 유닛 내부로 반입되는 것을 차단시키기 위한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 노광 장치.
- 제2항에 있어서, 상기 검출부는 상기 웨이퍼 이면을 스캔하기 위하여 광을 조사하는 발광부;상기 반사광을 수광하고 상기 반사광의 데이터를 상기 출력전압으로 산출하기 위한 연산부; 및상기 출력전압과 상기 설정전압을 비교하기 위한 비교부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 노광 장치.
Priority Applications (1)
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| KR1020050056766A KR20070001351A (ko) | 2005-06-29 | 2005-06-29 | 웨이퍼 이면의 파티클 검출 방법 및 이를 수행하기 위한장치 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR (1) | KR20070001351A (ko) |
-
2005
- 2005-06-29 KR KR1020050056766A patent/KR20070001351A/ko not_active Application Discontinuation
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