KR20080001450A - Wafer chuck of exposure equipment - Google Patents

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Abstract

A wafer chuck of exposure equipment is provided to eliminate processes for stripping a bad exposed photoresist layer, re-depositing and re-exposing a photoresist layer by preventing a defocus phenomenon caused by the particles on the backside of a wafer. A wafer holder part(110) contacts with the lateral surface of the edge of a wafer(200) to be exposed to hold the wafer. A transfer part(150) is connected to the wafer holder part to transfer the wafer holder part in the up-and-down direction and right-and-left direction. The wafer holder part has a lateral surface with the same curvature as the wafer. The transfer part includes independent four to eight motors for transferring the wafer holder part in the up-and-down direction and right-and-left direction.

Description

노광 장비의 웨이퍼 척{Wafer chuck of exposure equipment}Wafer chuck of exposure equipment

도 1은 종래의 노광 장비의 웨이퍼 척을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view schematically showing a wafer chuck of a conventional exposure apparatus.

도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 노광 장비의 웨이퍼 척을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 단면도 및 평면도이다. 2 and 3 are cross-sectional views and plan views schematically illustrating a wafer chuck of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 노광 장비의 웨이퍼 척에 웨이퍼를 장착하는 과정을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다. 4 is a view schematically illustrating a process of mounting a wafer on a wafer chuck of an exposure apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명은 반도체 소자 제조 장비에 관한 것으로, 특히, 후면 디포커스(backside defocus) 발생을 방지하는 노광 장비의 웨이퍼 척(wafer chuck)에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor device manufacturing equipment, and more particularly, to a wafer chuck of exposure equipment that prevents backside defocus.

반도체 소자를 제조할 때 웨이퍼 상으로 포토마스크(photomask) 상에 설계된 패턴을 전사하기 위해서 포토리소그래피(photolithography) 과정이 수행되고 있다. In manufacturing a semiconductor device, a photolithography process is performed to transfer a pattern designed on a photomask onto a wafer.

포토리소그래피 과정은 포토레지스트(photoresist)막이 도포된 웨이퍼를 노광 장비의 웨이퍼 척 또는 웨이퍼 스테이지(stage)에 장착하고, 좌우 상하 방향에 대한 레벨(level) 조정 및 위치 조정을 수행한 후, 웨이퍼 상의 포토레지스트막을 포토마스크를 이용하여 노광하는 과정으로 수행되고 있다. 이때, 웨이퍼의 레벨 조정에 불량이 발생할 경우, 노광 과정에 디포커스가 발생되고, 이러한 디포커스는 포토레지스트막의 패터닝에 불량을 야기하게 된다. The photolithography process involves mounting a wafer coated with a photoresist film on a wafer chuck or wafer stage of an exposure apparatus, performing level adjustment and position adjustment for the left and right directions, and then adjusting the photo on the wafer. The resist film is exposed to light using a photomask. At this time, when a defect occurs in the level adjustment of the wafer, defocus occurs during the exposure process, and such defocus causes a defect in the patterning of the photoresist film.

이러한 디포커스가 발생될 수 있는 요인들 중의 하나로 웨이퍼 후면에 파티클(particle)의 존재를 고려할 수 있다. 현재 노광 장비에 장착되는 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 척은, 핀(pin)들이 웨이퍼 후면에 접촉하고 진공(vacuum)을 척 표면과 웨이퍼 후면 사이에 인가하여 웨이퍼를 지지하도록 구성되고 있다. 그런데, 핀과 파티클이 접촉할 경우 파티클의 존재에 의해 웨이퍼의 레벨 조정이 부정확하게 이루어질 수 있어, 이에 따른 디포커스 현상이 발생될 수 있다. One of the factors that can cause such defocus can be considered the presence of particles on the back of the wafer. The wafer chuck supporting the wafer currently mounted on the exposure equipment is configured to support the wafer by pins contacting the wafer backside and applying a vacuum between the chuck surface and the wafer backside. However, when the pin and the particle contact, the level of the wafer may be incorrectly adjusted due to the presence of the particle, and thus a defocus phenomenon may occur.

도 1은 종래의 노광 장비의 웨이퍼 척을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view schematically showing a wafer chuck of a conventional exposure apparatus.

도 1을 참조하면, 종래의 웨이퍼 척은 척 몸체(10) 및 이에 리프팅(lifting)되는 핀(15)들을 포함하여 구성될 수 있다. 웨이퍼 척은 노광 장비의 노광 과정이 수행되는 노광 스테이지에서 웨이퍼(20)를 잡아 지지하고, 웨이퍼(20)가 노광될 때의 레벨(level)이 유지되도록 하는 수단으로 이해될 수 있다. 이러한 종래의 웨이퍼 척은 웨이퍼(20)의 후면에 핀(15)들을 접촉시키고, 핀(15) 위치 내측으로의 웨이퍼(20)후면과 척 몸체(10) 부분에 진공을 인가함으로써, 웨이퍼(20)를 일정 위치 및 높이에 유지하는 역할을 하고 있다. Referring to FIG. 1, a conventional wafer chuck may comprise a chuck body 10 and pins 15 lifting thereon. The wafer chuck may be understood as a means for holding and holding the wafer 20 in the exposure stage where the exposure process of the exposure equipment is performed, and maintaining the level when the wafer 20 is exposed. This conventional wafer chuck contacts the pins 15 to the backside of the wafer 20, and applies a vacuum to the backside of the wafer 20 and the chuck body 10 portion inside the pin 15 position, thereby providing a wafer 20. ) At a certain position and height.

그런데, 웨이퍼(20)의 후면에 파티클이 존재할 때 핀(15)과의 접촉에 의해 레벨이 부정확하게 조절되므로, 패터닝 이상을 야기하는 디포커스 현상이 발생될 수 있다. However, since the level is incorrectly adjusted by the contact with the pin 15 when particles are present on the back surface of the wafer 20, defocus phenomenon may occur that causes abnormal patterning.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 웨이퍼 후면 파티클에 의한 디포커스 현상 발생을 방지할 수 있는 노광 장비의 웨이퍼 척을 제시하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a wafer chuck of an exposure apparatus capable of preventing defocus phenomenon caused by wafer backside particles.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 관점은, 노광될 웨이퍼, 상기 웨이퍼의 가장자리 측면에 접촉하여 상기 웨이퍼를 잡는 웨이퍼 홀더(holder)부, 및 상기 웨이퍼 홀더부를 좌우 상하로 이동시키기 위해 상기 웨이퍼 홀더부에 연결되는 이동부를 포함하는 노광 장비의 웨이퍼 척을 제시한다. One aspect of the present invention for achieving the technical problem is a wafer to be exposed, a wafer holder portion for holding the wafer in contact with the edge side of the wafer, and the wafer to move the wafer holder portion left and right up and down A wafer chuck of an exposure apparatus comprising a moving part connected to a holder part is presented.

상기 웨이퍼 홀더부는 상기 웨이퍼의 곡률 반경 동일한 곡률 반경을 가지는 측면을 가지는 것일 수 있다. The wafer holder may have a side surface having the same radius of curvature of the wafer.

상기 웨이퍼 홀더부는 상기 웨이퍼의 측면과 대략 10 내지 90% 정도 접촉하는 접촉 측면을 가지는 것일 수 있다. The wafer holder portion may have a contact side contacting about 10 to 90% of the side surface of the wafer.

상기 이동부는 상기 웨이퍼 홀더부를 상하 및 좌우로 이동시키는 독립적인 4 개 내지 8 개의 모터(motor)들을 포함하는 것일 수 있다. The moving part may include four to eight independent motors that move the wafer holder part vertically and horizontally.

본 발명에 따르면, 웨이퍼 후면 파티클에 의한 디포커스 현상 발생을 방지할 수 있는 노광 장비의 웨이퍼 척을 제시할 수 있다. According to the present invention, it is possible to provide a wafer chuck of exposure equipment that can prevent defocus phenomenon caused by wafer back particles.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이며, 도면 상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape and the like of the elements in the drawings are exaggerated to emphasize a more clear description, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings means the same elements.

본 발명의 실시예에서는 웨이퍼의 후면에 접촉되지 않으며 웨이퍼를 지지하여 노광원에 대한 웨이퍼의 위치를 고정 유지하는 노광 장비에 설치되는 웨이퍼 척을 제시한다. Embodiments of the present invention provide a wafer chuck that is installed in exposure equipment that does not contact the backside of the wafer and supports the wafer to maintain the position of the wafer relative to the exposure source.

도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 노광 장비의 웨이퍼 척을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 단면도 및 평면도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 노광 장비의 웨이퍼 척에 웨이퍼를 장착하는 과정을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다. 2 and 3 are cross-sectional views and plan views schematically illustrating a wafer chuck of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. 4 is a view schematically illustrating a process of mounting a wafer on a wafer chuck of an exposure apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 노광 장비의 웨이퍼 척(100)은, 도시되지는 않았으나 노광원, 포토마스크, 노광원에서 조사되는 광을 축소 노광 등에 따라 웨이퍼 상으로 전달하는 렌즈(lens)부 등을 포함하는 노광 장비의 노광 위치 또는 노광 스테이지에 설치되는 것으로 이해될 수 있다. 2 and 3, the wafer chuck 100 of the exposure apparatus according to the embodiment of the present invention is not shown, but the light emitted from the exposure source, the photomask, the exposure source onto the wafer according to the reduced exposure or the like. It can be understood that it is installed in the exposure position or the exposure stage of the exposure equipment including a lens unit for transmitting.

이러한 웨이퍼 척(100)은 웨이퍼 홀더(holder)부(110) 및 이동부(150)를 포함하여 구성될 수 있다. 웨이퍼 홀더부(110)는 노광될 웨이퍼(200)의 가장자리 측면에 접촉하여 웨이퍼를 측면으로부터 잡는 역할을 한다. 그리고, 웨이퍼(200)의 레벨 조절을 위해 웨이퍼 홀더부(110)를 좌우 상하로 이동시키기 위해 이동부(150) 가 웨이퍼 홀더부(110)에 연결된다. The wafer chuck 100 may include a wafer holder part 110 and a moving part 150. The wafer holder part 110 serves to hold the wafer from the side by contacting the edge side of the wafer 200 to be exposed. In addition, the moving part 150 is connected to the wafer holder part 110 to move the wafer holder part 110 left and right and up and down to adjust the level of the wafer 200.

웨이퍼 홀더부(110)는 테플론(teflon) 또는 세라믹(ceramic) 재질로 형성될 수 있다. 이때, 웨이퍼 홀더부(110)는 웨이퍼(200)의 측면 가장자리부분에 접촉하고 웨이퍼(200)의 후면을 노출하도록 허용하기 위해서, 웨이퍼(200)의 곡률 반경 동일한 곡률 반경을 가지는 접촉 측면(111)을 가지게 형성된다. 이때, 웨이퍼(200)의 흔들림을 방지하기 위해서 곡면 모양은 웨이퍼(200) 제작 후 형성되는 곡면 모양과 바람직하게 일치하도록 형성된다. The wafer holder part 110 may be formed of a teflon or ceramic material. At this time, the wafer holder portion 110 is in contact with the side edge portion of the wafer 200, in order to allow to expose the back surface of the wafer 200, the contact side 111 having the same radius of curvature of the radius of curvature of the wafer 200 It is formed to have. In this case, in order to prevent shaking of the wafer 200, the curved shape is formed to preferably match the curved shape formed after the wafer 200 is manufactured.

또한, 웨이퍼 홀더부(110)는 웨이퍼(200)의 측면과 최소한의 접촉을 가지게 형성되는 것이 바람직하며, 대략 10 내지 90% 정도의 면적에서 접촉하는 접촉 측면(111)을 가지게 구성될 수 있다. In addition, the wafer holder unit 110 is preferably formed to have a minimum contact with the side of the wafer 200, it may be configured to have a contact side 111 in contact in an area of about 10 to 90%.

이동부(150)는 웨이퍼 홀더부(110)를 상하 및 좌우로 이동시키는 독립적인 4 개 내지 8 개의 모터(motor)들(151)을 구비할 수 있다. 노광이 실제 이루어지기 이전에 웨이퍼(200)의 레벨 조절이 요구되므로, 이러한 레벨 조절을 위해 웨이퍼 홀더부(110)를 상하 또는/ 및 좌우로 위치를 이동시키기 위한 구동력을 제공하도록 모터들(151)이 설치된다. The moving part 150 may include four to eight independent motors 151 for moving the wafer holder part 110 vertically and horizontally. Since the level adjustment of the wafer 200 is required before the exposure is actually performed, the motors 151 to provide a driving force for shifting the position of the wafer holder 110 up and down and / or left and right for this level adjustment. This is installed.

웨이퍼(200)에 설정된 적어도 네 지점(201)들에 대해서 위치 감지광이 입사되고, 이러한 감지광을 수광하여 웨이퍼(200)의 레벨을 감지하게 된다. 이러한 감지된 레벨 데이터(data)에 따라 웨이퍼(200)의 표면이 평탄한 레벨 수준으로 유지되도록, 웨이퍼 홀더부(110)의 위치를 미세하게 조절한다. 이러한 조절은 모터들(150)의 상호 연동 또는 독립적인 구동에 의해서 이루어질 수 있다. The position detection light is incident to at least four points 201 set on the wafer 200, and the detection light is received to sense the level of the wafer 200. According to the sensed level data, the position of the wafer holder 110 is finely adjusted so that the surface of the wafer 200 is maintained at a flat level level. This adjustment may be made by interlocking or independent driving of the motors 150.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 척(100)에 실제 웨이퍼(200)를 장착하는 과정은, 먼저 노광 장비의 도시되지는 않았으나 로더(loader)부로부터 별도의 웨이퍼 지지부(300)에 수납된 웨이퍼(200)가 노광 위치로 이동하고, 웨이퍼 지지부(300)에 구비된 핀(310)에 의해서 웨이퍼(200)가 들어올려지고(lifting), 들어올려진 웨이퍼(200)를 웨이퍼 홀더부(110)가 이동하여 잡게 된다. 이후에, 핀(310)이 다시 내려가게 되어 웨이퍼(200)의 후면은 노출되게 된다. Referring to FIG. 4, the process of mounting the actual wafer 200 on the wafer chuck 100 according to the embodiment of the present invention, although not shown in the first exposure equipment, separate wafer support unit 300 from the loader unit. ) Is moved to the exposure position, the wafer 200 is lifted by the pin 310 provided on the wafer support 300, and the wafer 200 is lifted. The unit 110 is moved to catch. Thereafter, the pin 310 is lowered again so that the backside of the wafer 200 is exposed.

연후에, 도 3에 제시된 바와 같은 웨이퍼(200)의 적어도 네 지점에 레벨 감지를 위한 감지광을 조사하여 레벨 감지를 수행하고, 감지된 레벨 데이터에 따라, 이동부(150)의 모터들(151)이 구동하여 웨이퍼 홀더부(110)의 좌우 상하 위치를 미세하게 조절한다. 이때, 레벨 감지는 감지광, 예컨대, 레이저(laser)의 반사되는 시간을 계산하여 웨이퍼(200)의 평탄화 정도를 인지하는 것으로 이해될 수 있다. 이와 같은 레벨 조절에 의해서, 웨이퍼(200)는 평탄한 레벨 수준으로 조절 유지될 수 있다. Afterwards, at least four points of the wafer 200 as shown in FIG. 3 are irradiated with detection light for level sensing to perform level sensing, and according to the sensed level data, the motors 151 of the moving unit 150. ) To finely adjust the left and right up and down positions of the wafer holder 110. In this case, the level detection may be understood to calculate the level of reflection of the detection light, for example, a laser, to recognize the degree of planarization of the wafer 200. By this level adjustment, the wafer 200 can be maintained at a flat level level.

이후에, 레벨 조절된 웨이퍼(200) 상에 노광 광원의 조사를 통해 포토마스크 상에 설계된 패턴들이 전사되는 노광 과정이 수행된다. Thereafter, an exposure process is performed in which patterns designed on the photomask are transferred through irradiation of an exposure light source on the level-adjusted wafer 200.

이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 척(100)은 노광 장비의 노광 위치 또는 노광 스테이지에 설치되어, 노광될 웨이퍼의 후면을 노출한 상태로 지지하여 잡는 역할을 한다. 따라서, 웨이퍼(200)의 레벨이 웨이퍼 후면에 존재할 수 있는 파티클 등에 의해서 잘못 조절되거나 이러한 파티클에 의해서 악영향을 받는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 패턴 전사 시 디포커스 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있다. The wafer chuck 100 according to the embodiment of the present invention is installed at the exposure position or the exposure stage of the exposure equipment, and serves to support and hold the rear surface of the wafer to be exposed. Therefore, it is possible to prevent the level of the wafer 200 from being badly adjusted by the particles or the like that may be present on the back surface of the wafer 200 or adversely affected by such particles. Therefore, it is possible to prevent the defocus phenomenon from occurring during pattern transfer.

상술한 본 발명에 따르면, 웨이퍼 후면에 존재하는 파티클에 의한 노광 시 디포커스 현상 발생을 방지할 수 있다. 이에 따라, 디포커스 현상에 의한 패터닝 불량에 따른 후속 재처리 과정, 예컨대, 불량 노광된 포토레지스트막 스트립(strip), 포토레지스트막 재도포 및 재노광 등의 과정이 추가로 요구되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 노광 장비에 웨이퍼를 장착하기 이전에, 웨이퍼 후면의 파티클 제거를 위한 스크러빙(scrubbing) 및 세정(cleaning) 작업 등이 요구되던 것을 개선하여, 이러한 파티클 제거 과정을 생략할 수 있다. 따라서, 원가 절감 및 개발 기간 단축을 구현할 수 있다. According to the present invention described above, it is possible to prevent the defocus phenomenon occurs during exposure by the particles present on the back surface of the wafer. Accordingly, it is possible to prevent additional reprocessing processes such as poorly exposed photoresist film strips, photoresist film reapplication and re-exposure due to poor patterning caused by defocusing. have. In addition, since the scrubbing and cleaning operations for removing particles on the back surface of the wafer are required prior to mounting the wafer on the exposure equipment, such a particle removing process may be omitted. Therefore, cost reduction and development time can be realized.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다. As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail through the specific Example, this invention is not limited to this, It is clear that the deformation | transformation and improvement are possible by the person of ordinary skill in the art within the technical idea of this invention.

Claims (4)

노광될 웨이퍼;A wafer to be exposed; 상기 웨이퍼의 가장자리 측면에 접촉하여 상기 웨이퍼를 잡는 웨이퍼 홀더(holder)부; 및A wafer holder portion which contacts the edge side of the wafer to hold the wafer; And 상기 웨이퍼 홀더부를 좌우 상하로 이동시키기 위해 상기 웨이퍼 홀더부에 연결되는 이동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장비의 웨이퍼 척. And a moving part connected to the wafer holder part to move the wafer holder part left and right up and down. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 웨이퍼 홀더부는 상기 웨이퍼의 곡률 반경 동일한 곡률 반경을 가지는 측면을 가지는 것을 특징으로 하는 노광 장비의 웨이퍼 척. And the wafer holder portion has side surfaces having the same radius of curvature of the wafer. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 웨이퍼 홀더부는 상기 웨이퍼의 측면과 대략 10 내지 90% 정도 접촉하는 접촉 측면을 가지는 것을 특징으로 하는 노광 장비의 웨이퍼 척. And the wafer holder portion has a contact side contacting about 10 to 90% of the side surface of the wafer. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 이동부는 The moving part 상기 웨이퍼 홀더부를 상하 및 좌우로 이동시키는 독립적인 4 개 내지 8 개의 모터(motor)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장비의 웨이퍼 척. Wafer chuck of the exposure equipment characterized in that it comprises four to eight independent motors for moving the wafer holder portion up and down and left and right.
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