KR100790726B1 - Light exposure device for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Abstract

A semiconductor exposure apparatus is provided to minimize a pattern error due to a focusing error by removing easily contaminants attached on a rear surface of a wafer. A spin unit(10) includes a spin chuck(15). A wafer(40) is loaded on the spin chuck. An imaging unit(20) is positioned at a lower end of the spin chuck in order to sense a position of foreign materials attached on a rear surface of the wafer. An air blowing unit(30) is positioned at a lower end of the spin chuck in order to remove the foreign materials from the rear surface of the wafer. A control unit receives position information of the foreign materials and transfers the position information of the foreign materials to the air blowing unit.

Description

반도체 노광장비{Light exposure device for manufacturing semiconductor device}Light exposure device for manufacturing semiconductor device

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 노광장비의 개략적인 사시도.1 is a schematic perspective view of a semiconductor exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 웨이퍼의 후면을 스캔하여 이물질의 위치가 표시된 웨이퍼 맵을 설명하는 도면.FIG. 2 is a diagram illustrating a wafer map in which the backside of the wafer is scanned to indicate the position of the foreign matter. FIG.

본 발명에서는 웨이퍼 상에 도포되는 포토레지스트를 선택적으로 노광시키는 반도체 노광장비에 관해 개시된다. Disclosed is a semiconductor exposure apparatus for selectively exposing a photoresist applied on a wafer.

일반적으로 웨이퍼를 가공해서 반도체 장치를 생산하기 위해서는 웨이퍼 상에 전기적인 회로 패턴들을 형성해야 하며, 그를 위해서 웨이퍼는 여러 번의 포토리소그라피 기술을 이용한 포토 공정을 거치게 된다. In general, in order to produce a semiconductor device by processing a wafer, electrical circuit patterns must be formed on the wafer, and the wafer is subjected to a photo process using several photolithography techniques.

상기 포토 공정은 웨이퍼 상에 포토레지스트를 도포하고 상기 포토레지스트가 도포된 웨이퍼 상에 선택적으로 광을 조사한 후 광이 조사된 포토레지스트를 현상하여 회로 패턴의 포토레지스트를 웨이퍼 상에 형성하는 공정을 의미한다. The photo process refers to a process of forming a photoresist of a circuit pattern on a wafer by applying a photoresist on a wafer, selectively irradiating light onto the photoresist-coated wafer, and then developing the photoresist irradiated with light. do.

이때, 상기 포토레지스트가 도포된 웨이퍼 상에 선택적으로 광을 조사하는 공정을 노광공정이라 하는데, 상기 노광공정은 고집적 반도체 장치를 생산함에 있어 회로 패턴을 미세하고 정밀하고 형성하기 위한 기초 공정이다. In this case, a process of selectively irradiating light onto the photoresist-coated wafer is called an exposure process, and the exposure process is a basic process for forming fine, precise and circuit patterns in producing a highly integrated semiconductor device.

상기 노광공정을 수행하는 노광장치는 스핀 척, 광조사장치, 및 회로 패턴으로 형성된 마스크를 포함하여 이루어지며, 상기 스핀 척 상에 포토레지스트가 도포된 웨이퍼가 로딩되면 상기 웨이퍼 상에 마스크를 위치시키고 광조사장치를 통해 광을 조사하여 마스크 패턴에 따라 포토레지스트의 소정 영역에만 광이 조사되게 된다.The exposure apparatus for performing the exposure process includes a spin chuck, a light irradiation apparatus, and a mask formed of a circuit pattern. When the photoresist-coated wafer is loaded on the spin chuck, the mask is placed on the wafer. The light is irradiated through the light irradiation apparatus so that light is irradiated only to a predetermined region of the photoresist according to the mask pattern.

한편, 상기 노광장비는 축소 투영 렌즈(reduction projection lens)와 같은 광학계를 더 구비할 수 있는데, 상기 축소 투영 렌즈는 노광공정 동안에 마스크 상의 특정 회로 패턴이 광학적으로 축소되어서 웨이퍼에 전달되도록 하는 것이다. Meanwhile, the exposure apparatus may further include an optical system such as a reduction projection lens, which allows the specific circuit pattern on the mask to be optically reduced and transferred to the wafer during the exposure process.

이와 같은 노광장비를 이용하여 미세하고 정밀한 회로 패턴을 형성하기 위해서는 소위 레벨링(Leveling) 공정이 필수적이다. In order to form a fine and precise circuit pattern using such exposure equipment, a so-called leveling process is essential.

상기 레벨링 공정은 상기 웨이퍼의 X좌표 및 Y좌표를 측정하여 웨이퍼를 종횡으로 정확한 위치에 위치시키고, 상기 웨이퍼로부터 상기 축소 투영 렌즈를 포커싱하기 위한 Z좌표를 측정하여 상기 축소 투영 렌즈를 상기 웨이퍼 상부에서 정확한 거리 상에 위치시키는 공정을 말한다. The leveling process measures the X and Y coordinates of the wafer to position the wafer at the correct position vertically and horizontally, and the Z coordinate for focusing the reduced projection lens from the wafer to measure the reduced projection lens at the top of the wafer. The process of positioning on the correct distance.

만일 상기와 같은 레벨링 공정이 원활히 이루어지지 않은 경우에는 패턴 불량이 발생하기 때문에 상기 레벨링 공정은 노광공정에서 필수적이다. If the leveling process as described above is not performed smoothly, since the pattern defect occurs, the leveling process is essential in the exposure process.

그러나, 포토레지스트가 도포된 웨이퍼가 노광장비의 스핀 척에 로딩되는 도중에 파티클과 같은 오염물질이 웨이퍼의 후면에 부착되는 경우가 발생될 수 있으 며, 이와 같이 웨이퍼의 후면이 오염될 경우 웨이퍼가 기울어지게 되고 그에 따라서 포커싱 불량이 발생하여 결국 패턴 불량이 발생하는 문제점 있다. However, when the photoresist-coated wafer is loaded onto the spin chuck of the exposure equipment, contaminants such as particles may be attached to the back side of the wafer, and if the back side of the wafer is contaminated, the wafer may tilt. As a result, a focusing failure occurs and thus a pattern failure occurs.

본 발명의 목적은 웨이퍼의 후면에 부착되는 오염물질을 용이하게 제거함으로써 포커싱 불량으로 인한 패턴 불량을 최소화할 수 있는 반도체 노광장비를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor exposure apparatus capable of minimizing pattern defects due to poor focusing by easily removing contaminants attached to the rear surface of a wafer.

본 발명에 따른 반도체 노광장비는 웨이퍼가 로딩되는 스핀척을 구비한 스핀부; 상기 스핀척의 하단부에 위치하여, 상기 웨이퍼의 후면에 부착되는 이물질의 위치를 감지하기 위한 화상장치; 및 상기 스핀척의 하단부에 위치하여, 상기 웨이퍼의 후면에 부착되는 이물질을 제거하기 위한 에어 블로잉 장치가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.In accordance with another aspect of the present invention, a semiconductor exposure apparatus includes a spin unit having a spin chuck on which a wafer is loaded; An imaging device positioned at a lower end of the spin chuck to detect a position of a foreign substance attached to a rear surface of the wafer; And an air blowing device positioned at a lower end of the spin chuck to remove foreign substances attached to the rear surface of the wafer.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 노광장비의 개략적인 사시도이다. 1 is a schematic perspective view of a semiconductor exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀부(10), 화상장치(20), 및 에어 블로잉 장치(30)를 포함하여 이루어진다. As can be seen in Figure 1, it comprises a spin portion 10, an image device 20, and an air blowing device 30 according to an embodiment of the present invention.

상기 스핀부(10)는 웨이퍼(40)가 로딩되는 스핀척(15)을 구비하여 이루어진다. The spin unit 10 includes a spin chuck 15 on which the wafer 40 is loaded.

상기 스핀척(15)에 로딩되는 웨이퍼(40)는 공정 진행 중 움직임이 없어야 하므로, 상기 스핀척(15)을 구비한 스핀부(10)에는 흡착홀(미도시)이 형성되어, 상기 흡착홀을 통해 진공을 유지하여 웨이퍼(40)를 고정하게 된다. Since the wafer 40 loaded on the spin chuck 15 should have no movement during the process, an adsorption hole (not shown) is formed in the spin portion 10 having the spin chuck 15, and the adsorption hole is formed. By maintaining the vacuum through the wafer 40 is fixed.

상기 화상장치(20)는 상기 스핀척(15)의 하단부에 위치하여, 상기 웨이퍼(40)의 후면에 부착되는 이물질의 위치를 감지하는 역할을 한다.The image device 20 is located at the lower end of the spin chuck 15, and serves to detect the position of the foreign matter attached to the rear surface of the wafer 40.

상기 화상장치(20)는 소정의 구동장치(미도시)와 연결되어 있어 구동장치의 구동으로 상기 화상장치(20)는 웨이퍼(40)의 후면을 스캔함으로써 웨이퍼(40)의 후면에 부착되는 이물질의 위치를 감지하게 된다. The imaging device 20 is connected to a predetermined driving device (not shown), so that the imaging device 20 is attached to the rear surface of the wafer 40 by scanning the rear surface of the wafer 40 by driving the driving device. Will detect the position of.

이물질의 위치를 감지하는 방법은 이물질이 없는 웨이퍼(40)의 후면상태와 웨이퍼(40)의 후면을 스캔한 후의 웨이퍼(40)의 후면상태를 비교함으로써 이루어지며, 감지된 이물질의 위치정보는 후술하는 제어부로 전달된다.The method for detecting the position of the foreign matter is made by comparing the back state of the wafer 40 without the foreign matter with the back state of the wafer 40 after scanning the back side of the wafer 40. It is delivered to the control unit.

도 2에는 웨이퍼(40)의 후면을 스캔하여 이물질(41)의 위치가 표시된 웨이퍼 맵이 도시되어 있다.2 shows a wafer map in which the backside of the wafer 40 is scanned to indicate the location of the foreign material 41.

상기 에어 블로잉 장치(30)는 상기 스핀척(15)의 하단부에 위치하여, 상기 웨이퍼(40)의 후면에 부착되는 이물질을 제거하는 역할을 한다. The air blowing device 30 is located at the lower end of the spin chuck 15, and serves to remove foreign substances attached to the rear surface of the wafer 40.

상기 에어 블로잉 장치(30)는 회전가능한 적어도 하나의 플레이트(32) 및 상기 플레이트(32)에 형성된 적어도 하나의 분사노즐(34)을 포함하여 이루어질 수 있다. The air blowing device 30 may include at least one rotatable plate 32 and at least one spray nozzle 34 formed on the plate 32.

상기 에어 블로잉 장치(30)는 도시된 바와 같이 상기 스핀부(10)에 형성되며, 상기 스핀부(10)를 축으로 회전가능하게 형성될 수 있다. The air blowing device 30 may be formed in the spin unit 10 as shown, and may be rotatably formed around the spin unit 10.

상기 플레이트(32)의 분사노즐(34)은 공기를 분사할 수 있는 공기분사장치(미도시)와 연결되어 있어 웨이퍼(40)의 후면에 에어를 분사하게 된다. The jet nozzle 34 of the plate 32 is connected to an air jet device (not shown) capable of jetting air to jet air to the rear surface of the wafer 40.

상기 에어 블로잉 장치(30)의 플레이트(32) 및 분사노즐(34)은 복수개가 형성되는 것이 효율상 바람직하며, 상기 화상장치(20)에서 이물질이 감지된 경우 웨이퍼(40)의 후면에 에어, 바람직하게는 이온화된 에어를 방출함으로써 웨이퍼(40)의 후면에 부착된 이물질을 제거하게 된다. A plurality of plates 32 and injection nozzles 34 of the air blowing device 30 are preferably formed in efficiency. When foreign matter is detected in the imaging device 20, air, Preferably, the foreign matter attached to the rear surface of the wafer 40 is removed by releasing ionized air.

이때, 상기 에어 블로잉 장치(30)는 웨이퍼(40)의 후면에 전체적으로 에어를 방출하는 것 보다는, 웨이퍼(40)의 후면 영역 중에서 이물질이 감지된 특정영역에만 집중적으로 에어를 분사할 수 있다. In this case, the air blowing device 30 may spray air intensively only to a specific region where foreign matter is detected in the rear region of the wafer 40, rather than discharging the air entirely on the rear surface of the wafer 40.

즉, 에어 블로잉 장치(30)는 후술하는 제어부에서 전달받은 이물질의 위치 정보에 따라 이물질이 위치하는 웨이퍼(40)의 소정영역으로 이동하여 그 영역에만 집중적으로 에어를 분사하게 되며, 구체적으로는 상기 플레이트(32)의 분사노즐(34) 중에서 이물질이 감지된 특정영역에 위치하는 분사노즐(34)을 통해서만 에어를 분사하여 웨이퍼(40) 후면에 부착되는 이물질의 제거효과를 극대화하게 된다. That is, the air blowing device 30 moves to a predetermined region of the wafer 40 where the foreign matter is located according to the positional information of the foreign matter received from the controller to be described later, and intensively sprays air only to the region. The air is sprayed only through the spray nozzle 34 located in the specific region in which the foreign matter is detected among the spray nozzles 34 of the plate 32 to maximize the removal effect of the foreign matter attached to the back of the wafer 40.

이와 같이 이물질이 감지된 특정영역에만 에어를 방출하기 위해서는 소정의 제어부(미도시)가 상기 화상장치(20)와 에어 블로잉 장치(30)와 연결되게 된다. As such, in order to discharge air only to a specific area where foreign matter is detected, a predetermined controller (not shown) is connected to the image device 20 and the air blowing device 30.

즉, 상기 제어부는 상기 화상장치(20)에서 감지한 이물질의 위치 정보를 전달받고, 전달받은 이물질의 위치 정보를 상기 에어 블로잉 장치(30)로 전달하는 역 할을 하게 된다. That is, the controller receives the positional information of the foreign matter detected by the image device 20 and delivers the positional information of the received foreign matter to the air blowing device 30.

도시하지는 않았지만, 상기 반도체 노광장비는 광조사장치, 소정의 패턴으로 형성된 마스크, 및 축소 투영 렌즈를 추가로 포함할 수 있다. Although not shown, the semiconductor exposure apparatus may further include a light irradiation apparatus, a mask formed in a predetermined pattern, and a reduction projection lens.

상기 광조사장치는 UV램프로 구성될 수 있다. The light irradiation apparatus may be configured as a UV lamp.

상기 축소 투영 렌즈는 노광공정 동안에 마스크 상의 소정 패턴이 광학적으로 축소되어서 웨이퍼에 전달되도록 한다. The reduced projection lens allows the predetermined pattern on the mask to be optically reduced and transferred to the wafer during the exposure process.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양하게 변경실시할 수 있는 범위까지이다.As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A person with ordinary knowledge in the technical field to which this invention belongs is variously changed within the technical idea of this invention. It is to the range which can be carried out.

본 발명에 따르면 웨이퍼의 후면에 부착되는 오염물질을 용이하게 제거함으로써 포커싱 불량으로 인한 패턴 불량을 최소화할 수 있다.According to the present invention, by easily removing the contaminants attached to the rear surface of the wafer, it is possible to minimize the pattern defects due to the focusing failure.

Claims (5)

웨이퍼가 로딩되는 스핀척을 구비한 스핀부;A spin unit having a spin chuck on which a wafer is loaded; 상기 스핀척의 하단부에 위치하여, 상기 웨이퍼의 후면에 부착되는 이물질의 위치를 감지하기 위한 화상장치; 및An imaging device positioned at a lower end of the spin chuck to detect a position of a foreign substance attached to a rear surface of the wafer; And 상기 스핀척의 하단부에 위치하여, 상기 웨이퍼의 후면에 부착되는 이물질을 제거하기 위한 에어 블로잉 장치가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 노광장비.Located in the lower end of the spin chuck, semiconductor exposure equipment, characterized in that it comprises an air blowing device for removing the foreign matter attached to the back of the wafer. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 화상장치에서 감지한 이물질의 위치 정보를 전달받고, 전달받은 이물질의 위치 정보를 상기 에어 블로잉 장치로 전달하는 제어부가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 노광장비.And a control unit for receiving the position information of the foreign matter detected by the imaging device and transmitting the received position information of the foreign matter to the air blowing device. 제 2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 에어 블로잉 장치는 상기 제어부에서 전달받은 이물질의 위치 정보에 따라 이물질이 위치하는 웨이퍼의 소정영역으로 이동하여 그 영역에만 집중적으로 에어를 분사하는 것을 특징으로 하는 반도체 노광장비.The air blowing apparatus is a semiconductor exposure apparatus, characterized in that to move to a predetermined area of the wafer where the foreign material is located in accordance with the position information of the foreign material received from the control unit and to spray air intensively only to that area. 제 2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 화상장치는 이물질이 없는 웨이퍼의 후면상태와 웨이퍼의 후면을 스캔 한 후의 웨이퍼의 후면상태를 비교하여 이물질의 위치정보를 상기 제어부로 전달하는 것을 특징으로 하는 반도체 노광장비.The imaging apparatus compares the back side of the wafer after scanning the back side of the wafer with no foreign matter, and then transfers the position information of the foreign body to the controller. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 에어 블로잉 장치는 회전가능한 적어도 하나의 플레이트 및 상기 플레이트에 형성된 적어도 하나의 분사노즐을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 노광장비.The air blowing apparatus includes at least one rotatable plate and at least one spray nozzle formed on the plate.
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