KR0186077B1 - 반도체 웨이퍼의 주변노광용 마스크 및 이를 이용한 주변노광방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼의 주변노광방법에 관한 것으로, 종래에는 단순히 웨이퍼의 가장자리만을 감지하여 일정한 각도로 노광을 조사하기 때문에 허용되는 오차가 통상 ±1mm정도로 크게 발생되는 문제가 있다. 따라서 , 이를 방지하기 위하여 주기적으로 장비의 상태를 점검해주어야 하고, 작업완료된 웨이퍼의 확인작업이 이루어져야 하는 등 작업이 번거로와지는 어려움이 있었는 바, 빛이 투과되는 투명유리기판(10)에 노광되지 않는 웨이퍼(1)에 해당되는 부위만큼 빛을 투과시키지 않는 크롬(11)이 형성된 주변노광용 마스크를 사용한 웨이퍼의 주변노광방법인 본 발명을 제공하여 마스크 상에 설정된 주변노광폭의 변동량이 ±5㎛이내로 감소되어 주변노광폭을 안정적으로 유지관리할 수 있게 되고, 노광전 자동정렬을 실시하므로 주변노광되는 웨이퍼의 가장자리에 대한 위치의 변동크기가 ±1㎛이내로 유지되어 웨이퍼 가장자리 상태에 의한 주변노광위치 즉, 폭의 변동이 없어지도록 한 것이다.

Description

반도체 웨이퍼의 주변노광방법

제1도는 웨이퍼의 주변노광을 위해 웨이퍼를 클램프가 고정시킨 상태를 보인 단면도.

제2도는 반도체 웨이퍼의 주변노광순서를 보인 것으로, a도는 웨이퍼 위에 포토 레지스트를 도포한 상태를 보인 평면도

b도는 주변노광 완료후 웨이퍼의 형태를 보인 평면도.

c도는 주변노광 완료후 클램프가 웨이퍼를 고정시킨 상태의 평면도.

제3도는 종래 주변노광장치의 구성 및 작업상태를 보인 공정도.

제4도는 본 발명에 의한 주변노광용 마스크를 이용한 주변노광의 상태도.

제5a,b도는 자동정렬용 패턴이 형성된 주변노광용 마스크 및 웨이퍼 각각의 평면도.

제6도는 제5a,b도의 주변노광용 마스크와 웨이퍼를 정렬시킨 후 주변노광을 실시한 상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 웨이퍼 10 : 투명유리기판

11 : 크롬 12 : 자동정렬패턴

본 발명은 반도체 웨이퍼의 주변노광방법에 관한 것으로, 특히 웨이퍼의 주변노광폭의 오차를 최소화하도록 하는데 적합한 반도체 웨이퍼의 주변노광방법에 관한 것이다.

반도체 제조공정 중 웨이퍼 가공시에 웨이퍼를 식각하는 에치공정은 웨이퍼를 에치장비에 로딩한 후, 웨이퍼의 가장자리부위를 클램프로 고정시켜 에치공정응 수행하게 된다.

이와 같은 에치공정을 수행하기 위해서의 제1도에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(1)의 상면에 도포된 포토 레지스트(2)와 클램프(3)가 겹쳐지지 않도록 소정간격만큼 이격되어 있어야 하며, 만약 웨이퍼(1)의 상면에 도포되는 포코 레지스트(2)가 클램프(3)에 눌리게 되면, 클램프에 포토 레지스트 성분이 묻어 클램프가 오염됨으로써 에치되는 웨이퍼를 오면시키게 된다.

따라서, 포토 레지스트와 클램프가 겹쳐지지 않도록 하기 위해 제2도에 도시한 바와 같이, 포토오정 진행시에 웨이퍼의 주변부에 잔류하는 포토 레지스트르 주변노광장치를 사용하여 제거하도록 하고 있다.

첨부도면 제2도의 (a)내지 (c)를 구체적으로 설명하면, (a)는 웨이퍼 위에 포토 레지스트를 도포한 상태를 보인 평면도로서, 포토 레지스트 도포시 웨이퍼 뒷면의 가장자리쪽에서 린스(Rinse)용액을 분사하기 때문에 웨이퍼 가장자리 부근 약간에는 포토 레지스트가 존재하지 않는다.

또한, (b)는 주변노광을 실시한 후의 웨이퍼의 상태도로서, 웨이퍼 가장 자리의 포토 레지스트가 존재하지 않는 영역이 (a)도 보다 약간 넓게 된다. (c)는 주변노광 완료 후 클램프가 웨이퍼를 고정시킨 상태의 평면도이다.

도면에서 보는 바와 같이, 클램프가 포토 레지스트와 겹쳐지는 것을 방지하기 위한 안정된 주변노광폭은 BA, B'A'이지만, B 혹은 B'의 크기가 너무 클 경우(도면에서 A,A'는 웨이퍼 가장자리를 클램프가 누르는 폭이고, B,B'는 주변노광완료후 웨이퍼 가장자리와 포토 레지스트간의 폭이며, C,C'는 주변노광시 노광되는 폭이다)에 웨이퍼에 형성된 반도체 칩에 영향을 주게 되는 문제가 있으므로, 최대치는 통상적으로 4.5∼5mm 이내로 관리되고 있다.

상기의 BA, B'A'조건을 만족하기 위한 주변노광장치의 재현성 및 웨이퍼 주변부 B의 폭 크기를 일정하게 유지관리하기 위하여 종래에는 제3도에 도시한 바와 같은 주변노광장치를 사용하여 웨이퍼의 주변가장자리를 감지하도록 하여 웨이퍼가 원형으로 회전하면서 고정된 노광빛에 주변부위가 노출됨으로써 감광이 이루어지도록 하고 있으며, 이러한 주변노광장치의 구성은 웨이퍼(1)를 로딩 및 언로딩하는 로딩/언로딩부(도면에는 도시되지 않음)와, 웨이퍼(1)의 가장자리부(edge)를 감지하는 감지부(4)(5)와, 가장자리의 일정부위를 노광하는 광공급 및 조사부(6)와, 웨이퍼의 노광시 웨이퍼를 회전시키는 웨이퍼척(7)로 구성되어 있다.

미설명 부호 8은 노광광, 9는 노광된 부위를 나타낸 것이다.

그러나, 종래의 주변노광장치는 단순히 웨이퍼의 가장자리만을 감지하여 일정한 각도로 노광를 조사하기 때문에 허용되는 오차가 통상 ±1mm정도로 크게 발생되는 문제가 있다. 따라서, 이를 방지하기 위하여 주기적으로 장비의 상태를 점검해주어야 하고, 작업완료된 웨이퍼의 확인작업이 이루어져야 하는 등 작업이 번거로와지는 어려움이 있었다.

이와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 주변노광시 주변노광폭의 재현성 유지관리에 있어 항시 일정한 각도로 노광이 이루어지도록 하여 허용되는 오차를 최소화시켜 작업생산성을 향상시키려는데 적합한 반도체 웨이퍼의 주변노광방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 반도체 웨이퍼의 주변노광방법에 있어서, 빛을 차단할 수 있는 광차단부와 빛이 통과되는 광통과부가 형성된 주변노광용 마스크를 포토레지스트가 도포된 웨이퍼와 일정거리를 두고 설치한 다음 상기 광차단부와 웨이퍼의 소자형성영역이 빛의 방향에 대하여 일치되도록 얼라인 하는 얼라인공정을 수행하는 단계와, 상기와 같이 설치된 웨이퍼의 반대쪽에서 주변노광용 마스크에 빛을 주사하여 광통과부를 통하여 통과되는 빛이 웨이퍼의 에지부분에 도포되어 있는 포코레지스트를 노광시키는 빛주사공정을수행하는 단계를 순차적으로 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 주변노광방법이 제공된다.

이와 같은 본 발명에 의한 반도체 웨이퍼의 주변노광용 마스크를 사용함으로써 웨이퍼의 주변노광폭의 오차를 최소화하여 주변노광폭을 안정적으로 유지관리할 수 있게 되고, 노광 전 자동정렬을 실시하므로 주변노광되는 웨이퍼의 가장자리에 대한 위치의 변동크기가 ±1㎛이내로 유지되어 웨이퍼 가장자리 상태에 의한 주변노광위치 즉, 폭의 변동이 없어지는 효과가 있으며, 주변노광위치에 의해 영향을 받는 웨이퍼에 형성된 칩의 로스가 없어지게 되며, 작업속도가 현저하게 향상되는 등의 효과가 있다.

이하, 상기한 바와 같은 본 발명을 첨부도면에 도시한 일실시례에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

첨부도면 제4도는 본 발명에 의한 주변노광용 마스크를 이용한 주변노광의 상태도이고, 제5도의 (a)(b)는 자동정렬용 패턴이 형성된 주변노광용 마스크 및 웨이퍼 각각의 평면도이며, 제6도는 상기 제5도 (a)(b)의 주변노광용 마스크와 웨이퍼를 정렬시킨 후 주변노광을 실시한 상태도이다.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 반도체 웨이퍼의 주변노광용 마스크는 웨이퍼의 노광되지 않는 부위에 해당되는 부위는 빛이 투과되지 못하는 광차단부로서, 크롬(11)이 형성되어 있고, 나머지 부위는 빛을 투과하는 광통과부로서, 투명유리판(10)으로 되어 있어 빛이 통과되어 웨이퍼의 주변노광이 이루어지도록 하며, 또한 상기 크롬(11)의 중앙부에는 웨이퍼에 형성되어 있는 오토정렬(Auto Alignment)용 패턴과 대응되는 정렬용 패턴(12)을 형성함으로써 주변노광부위를 오픈 시켜 노광광이 투과하여 웨이퍼에 조사될 수 있도록 마스크를 제작함과 아울러 주변노광폭 및 제현성을 안정되게 유지할 수 있도록 웨이퍼(1)에 형성된 오토 정렬용 패턴(la)을 이용하여 재현성이 안정적으로 이루어지도록 한 것이다.

상기한 바와 같은 주변노광용 마스크는 주변노광을 웨이퍼의 직경(W)을 기준으로 하여 마스크의 직경(M)을 산출함으로써 제작하는 것이며, 이 때 웨이퍼와 자동정렬을 하기 위한 마스크의 자동정렬용 패턴을 스크라이브 레인(Scribe lane)(L)내에서 선정하여 크롬을 오픈시켜 패턴을 만들고, 이외의 모든 영역은 크롬(11)으로 닫아줌으로써 노광시 빛이 통과하지 않도록 제작한다.

미설명 부호 c는 웨이퍼에 형성된 칩을 보인 것이다.

이와 같이 제작된 주변노광용 마스크가 설치된 얼라이너 장치에서의 반도체웨이퍼의 주변노광공정은 웨이퍼가 로딩되면, 웨이퍼에 형성되어 있는 자동정렬용 패턴(12)을 이용하여 자동으로 정렬이 이루어져 웨이퍼(W)의 중심과 마스크(M)의 중심이 정확하게 일치하게 되고, 노광시 마스크에 광차단부로서의 크롬(11)이 형성되어 있는 부분은 빛이 투과하지 못하고, 그 이외는 광통과부로서의 일정부분(10)만 빛이 투과되어 웨이퍼의 주변노광폭의 오차를 줄만큼을 노광시켜 주게 된다.

이상에서 설명한 바와 같은, 본 발명에 의한 반도체 웨이퍼의 주변노광장치는 마스크 상에 설정된 주변노광폭의 변동량이 ±5㎛이내로 감소되어 주변노광폭을 안정적으로 유지관리할 수 있게 되고, 노광 전 자동정렬을 실시하므로 주변노광되는 웨이퍼의 가장자리에 대한 위치의 변동크기가 ±1㎛이내로 유지되어 웨이퍼 가장자리 상태에 의한 주변노광 위치 즉, 폭의 변동이 없어지는 효과가 있다.

또한, 주변노광위치에 의해 영향을 받는 웨이퍼에 형성된 칩의 로스가 없어지게 되며, 작업속도가 현저하게 향상되는 등의 효과가 있다.

Claims (1)

1. 반도체 웨이퍼의 주변노광방법에 있어서, 빛을 차단할 수 있는 광차단부와 빛이 통과되는 광통과부가 형성된 주변노광용 마스크를 포토레지스트가 도포된 웨이퍼와 일정거리를 두고 설치한 다음 상기 광차단부와 웨이퍼의 소자형성영역이 빛의 방향에 대하여 일치되도록 얼라인 하는 얼라인공정을 수행하는 단계와, 상기와 같이 설치된 웨이퍼의 반대쪽에서 주보냈노광용 마스크에 빛을 주사하여 광통과부를 통하여 통과되는 빛이 웨이퍼의 에지부분에 도포되어 있는 포토레지스트를 노광시키는 빛주사공정을 수행하는 단계를 순차적으로 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 주변노광방법.