KR20130042940A - 반도체소자 제조를 위한 노광장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 반도체소자 제조를 위한 노광장치는, 노광장치의 입구에 위치하며, 노광장치로 로딩되는 웨이퍼를 척에 장착시키고, 척에 장착된 웨이퍼의 높이 분포를 검출하기 위한 레벨링 센서가 장착된 척 장착부와, 척 장착부로부터 전송되는 웨이퍼를 정렬시키는 측정부와, 그리고 측정부로부터 전송되는 웨이퍼에 대한 노광을 수행하는 노광부를 포함한다.

Description

반도체소자 제조를 위한 노광장치{Exposure Apparatus for manufacturing a semiconductor device}
본 발명은 반도체 제조장치에 관한 것으로서, 특히 포토리소그라피 공정에서 사용되는 반도체소자 제조를 위한 노광장치에 관한 것이다.
일반적으로 집적회로(IC; Integrated Circuit)를 제조하는데 있어서 포토리소그라피 공정이 이용되며, 이 포토리소그라피 공정은 노광장치 및 현상장치를 통해 수행된다. 노광장치는 웨이퍼상에 코팅된 포토레지스트층에 대해 소정 파장의 광을 조사하는 공정으로서, 실제 노광공정이 이루어지는 노광부와, 노광부에 웨이퍼가 이송되기 전에 웨이퍼의 위치 등을 측정하는 측정부를 포함한다.
구체적으로 노광장치에 로딩된 웨이퍼는 척(chuck)에 장착된 상태로 측정부로 이송되며, 이 측정부 내에서는 웨이퍼를 정렬시키는 정렬 과정과, 웨이퍼 표면의 높이를 측정하는 레벨링(leveling) 과정이 이루어진다. 정렬 과정은, 노광부 내에서 웨이퍼가 광원, 포토마스크 등과 정렬되도록 웨이퍼를 적절하게 위치시키는 과정이다. 레벨링 과정은, 노광시 웨이퍼의 높이 편차가 보정된 상태에서 노광이 이루어질 수 있도록 웨이퍼의 위치에 따른 높이에 관한 정보를 검출하는 과정이다.
노광장치의 측정부에서 이루어지는 레벨링 과정을 보다 상세하게 설명하면, 먼저 웨이퍼가 측정부로 로딩된 후에 웨이퍼 가장자리 부분을 돌면서 전체적인 정렬을 수행하고, 이때 저장된 웨이퍼 높이를 기준으로 한쪽 방향, 예컨대 Y축 방향으로 한 줄씩 척이 이동하면서 레벨링을 측정한다. 레벨링 측정은, 측정부 상부의 양 단에 설치된 2개의 센서들을 사용하여 수행된다. 즉 제1 센서를 통해 웨이퍼 표면에 광을 조사하고, 웨이퍼 표면에서 반사되는 광은 제2 센서를 통해 검출됨으로써 웨이퍼의 높이 편차에 관한 정보를 웨이퍼 위치별로 확보한다.
그런데 이와 같은 레벨링 측정은, 웨이퍼 가장자리부에 크기가 큰 스팟(spot)이나 파티클(particle)이 기준치 이상의 크기로 존재하는 경우, 레벨링 자체가 수행되지 않고 웨이퍼가 노광장치로부터 반출되는 문제가 발생된다. 웨이퍼 내부에 스팟이 존재하는 경우에도 그 위치에서의 레벨링 측정시 스팟으로 인해 웨이퍼 맵(map) 판독이 중단되어 웨이퍼가 반출되는 문제가 발생될 수도 있다. 더욱이 웨이퍼 필드별로 한 줄씩 위 아래로 이동하면서 레벨링을 수행하므로 레벨링에 일정 시간이 소요되며, 이는 전체 노광공정에 소요되는 시간을 증가시키는 원인들 중 하나로 작용하고 있는 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 레벨링 과정에 소요되는 시간을 단축시켜 전체 노광공정에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있도록 하는 반도체소자 제조를 위한 노광장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 예에 따른 반도체소자 제조를 위한 노광장치는, 노광장치의 입구에 위치하며, 노광장치로 로딩되는 웨이퍼를 척에 장착시키고, 척에 장착된 웨이퍼의 높이 분포를 검출하기 위한 레벨링 센서가 장착된 척 장착부와, 척 장착부로부터 전송되는 웨이퍼를 정렬시키는 측정부와, 그리고 측정부로부터 전송되는 웨이퍼에 대한 노광을 수행하는 노광부를 포함한다.
일 예에서, 상기 레벨링 센서는, 상기 웨이퍼의 전면을 한 번에 스캔할 수 있는 크기로 이루어진다.
일 예에서, 상기 레벨링 센서는, 웨이퍼의 전면에 대해 광을 조사한 후 반사되는 광을 검출하여 웨이퍼의 높이 분포를 검출한다.
다른 예에서, 상기 레벨링 센서는, 웨이퍼의 온도를 이용하는 열센서 방식으로 웨이퍼의 높이 분포를 검출한다.
본 발명에 따르면, 레벨링을 위한 센서를 노광장치의 입구인 척 장착부 내에 배치시키고, 센서가 웨이퍼 전면에 대해 한번에 스캔할 수 있을 정도의 크기를 갖도록 함으로써, 레벨링 과정을 수행하는 시간을 단축시킬 수 있으며, 이에 따라 노광장치 내에서의 노광 공정의 전체적인 소요 시간을 단축시킬 수 있다는 이점이 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 반도체소자 제조를 위한 노광장치를 개략적으로 나타내 보인 블록도이다.
도 2는 도 1의 척 장착부 내에서의 레벨링 센서를 나타내 보인 도면이다.
도 1은 본 발명에 따른 반도체소자 제조를 위한 노광장치를 개략적으로 나타내 보인 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 노광장치(100)는 척장착부(110), 측정부(120) 및 노광부(130)를 포함하여 구성된다. 척장착부(110)는, 노광장치(100)의 입구에 위치하며, 따라서 외부로부터 웨이퍼가 로딩되는 트랙(track)(200)과 연결된다. 척장착부(110)로 로딩된 웨이퍼는 척장착부(110) 내의 척(chuck)에 장착되며, 웨이퍼가 장착된 척은 측정부(120) 및 노광부(130)로 전송된다. 비록 도면에 나타내지는 않았지만, 척장착부(110) 내에는 척에 장착된 웨이퍼의 높이 분포를 검출하기 위한 레벨링 센서가 배치되는데, 이에 대해서는 도 2를 참조하여 아래에서 상세하게 설명하기로 한다.
측정부(120)는 척 장착부(110)로부터 전송되는 웨이퍼에 대한 정렬(align) 과정을 수행한다. 측정부(120)에서 웨이퍼의 정렬과 웨이퍼의 높이 분포를 검출하는 종래의 경우에 비해, 본 실시예의 경우 측정부(120)는 웨이퍼의 정렬 과정만 수행하므로 측정부(120) 내에서의 웨이퍼 정렬에 소요되는 시간은 종래의 경우에 비해 단축된다. 노광부(130)는 측정부(120)로부터 전송되는 웨이퍼에 대한 노광을 수행한다. 이때 척장착부(110)에 의해 수행된 웨이퍼의 높이 편차에 대한 정보를 이용한다. 즉, 노광시 웨이퍼의 높이 편차를 보정하면서 노광을 수행하여 웨이퍼 높이 편차에 따라 포커스 에러가 방지되도록 한다. 노광장치(100) 내에서의 척의 이동은 핸들러(handler)를 통해 이루어지는데, 일 예에서, 핸들러에는 로봇이송장치가 포함될 수 있다.
도 2는 도 1의 척 장착부 내에서의 레벨링 센서를 나타내 보인 도면이다. 도 2에서 상부는 트랙(200)을 나타내고, 하부는 척장착부(110)를 나타낸다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 레벨링 센서(112)는 척장착부(110) 내에 배치되어 웨이퍼(300)의 높이 분포를 검출한다. 일 예에서, 레벨링 센서(112)는, 웨이퍼(300)의 전면을 한 번에 스캔할 수 있는 크기로 이루어진다. 따라서 종래의 경우에서와 같이 Y축 방향으로 척이 이동하면서 웨이퍼의 높이 분포를 측정하는 것이 방식이 아니라, 웨이퍼(300)의 모든 위치에 대해 한번의 스캔을 통해 높이 분포를 검출할 수 있으며, 그 결과 레벨링 과정에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.
웨이퍼(300)의 높이 분포를 검출하는 방법으로는 여러 가지 방법들이 사용될 수 있는데, 일 예에서, 레벨링 센서(112)는, 웨이퍼(300)의 전면에 대해 광을 조사한 후 반사되는 광을 검출함으로써 웨이퍼의 높이 분포를 검출할 수 있다. 따라서 이 경우 레벨링 센서(112)는 광 조사 기능과 광 검출 기능을 모두 갖고 있으며, 경우에 따라서는 광 조사 기능의 레벨링 센서와 광 검출 기능의 레벨링 센서를 별도로 배치시킬 수도 있다. 다른 예에서, 레벨링 센서(112)는, 웨이퍼(300)의 온도를 이용하는 열센서 방식으로 웨이퍼의 높이 분포를 검출할 수도 있다.
본 실시예에 따른 노광장치에서, 웨이퍼 높이 검출을 위한 레벨링 과정은 척 장착부(110) 내에서 웨이퍼가 척에 장착된 후에 수행되지만, 이는 일 예로서 척 장착부(110) 내에서의 레벨링 센서(112)의 위치에 따라 웨이퍼가 척에 장착되기 전에 레벨링 과정이 수행되거나, 웨이퍼가 트랙(200)으로부터 척장착부(110)로 로딩되는 동안 수행되거나, 또는 척장착부(110) 내에 웨이퍼가 로딩된 후에 척에 장착되는 동안 레벨링 과정이 수행될 수도 있다는 것은 당연하다.
100...노광장치 110...척 장착부
112...레벨링 센서 120...측정부
130...노광부 200...트랙
300...웨이퍼

Claims (4)

  1. 반도체소자 제조를 위한 노광장치에 있어서,
    상기 노광장치의 입구에 위치하며, 상기 노광장치로 로딩되는 웨이퍼를 척에 장착시키고, 상기 척에 장착된 웨이퍼의 높이 분포를 검출하기 위한 레벨링 센서가 장착된 척 장착부;
    상기 척 장착부로부터 전송되는 웨이퍼를 정렬시키는 측정부; 및
    상기 측정부로부터 전송되는 웨이퍼에 대한 노광을 수행하는 노광부를 포함하는 노광장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레벨링 센서는, 상기 웨이퍼의 전면을 한 번에 스캔할 수 있는 크기로 이루어진 노광장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 레벨링 센서는, 상기 웨이퍼의 전면에 대해 광을 조사한 후 반사되는 광을 검출하여 상기 웨이퍼의 높이 분포를 검출하는 노광장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 레벨링 센서는, 상기 웨이퍼의 온도를 이용하는 열센서 방식으로 상기 웨이퍼의 높이 분포를 검출하는 노광장치.
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