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KR102146404B1 - 자외선(uv) 발광 다이오드(led)를 갖는 에지 노광 툴 - Google Patents

자외선(uv) 발광 다이오드(led)를 갖는 에지 노광 툴 Download PDF

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KR102146404B1
KR102146404B1 KR1020180058982A KR20180058982A KR102146404B1 KR 102146404 B1 KR102146404 B1 KR 102146404B1 KR 1020180058982 A KR1020180058982 A KR 1020180058982A KR 20180058982 A KR20180058982 A KR 20180058982A KR 102146404 B1 KR102146404 B1 KR 102146404B1
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KR
South Korea
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led
photosensitive layer
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edge
exposing
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KR1020180058982A
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KR20190035471A (ko
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잉-하오 왕
치아-치 충
유 신 린
한 웬 수
유-시앙 린
유-헨 우
한-치이 충
Original Assignee
타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드
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Publication date
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Abstract

본 출원의 다양한 실시예들은 발광 다이오드(LED)를 갖는 에지 노광 툴뿐만 아니라, LED를 사용하는 에지 노광을 위한 방법에 관한 것이다. 일부 실시예들에서, 에지 노광 툴은 프로세스 챔버, 워크피스 테이블, LED, 및 컨트롤러를 포함한다. 워크피스 테이블은 프로세스 챔버 내에 있고, 광감성층에 의해 커버되는 워크피스를 지지하도록 구성된다. LED는 프로세스 챔버 내에 있고, 워크피스를 향해 방사선을 방출하도록 구성된다. 컨트롤러는, LED에 의해 방출되는 방사선에 광감성층의 에지 부분을 노광시키지만 광감성층의 중앙 부분을 노광시키지 않도록 LED를 제어하기 위해 구성된다. 광감성층의 에지 부분은 폐쇄된 경로로 워크피스의 에지를 따라 연장되어 광감성층의 중앙 부분을 에워싼다.

Description

자외선(UV) 발광 다이오드(LED)를 갖는 에지 노광 툴{EDGE-EXPOSURE TOOL WITH AN ULTRAVIOLET(UV) LIGHT EMITTING DIODE(LED)}
본 출원은 2017년 9월 26일에 출원된 미국 가출원 제 62/563,190 호의 이익을 주장하며, 이 가출원의 내용은 그 전체가 참조로서 본원에 포함된다.
집적 회로(integrated circuit; IC) 제조 산업은 지난 수십년간에 걸쳐 기하급수적인 성장을 경험해 왔다. IC들이 진화함에 따라, 기능적 밀도(즉, 칩 면적당 상호연결된 디바이스들의 개수)는 일반적으로 증가되어 온 반면에, 기하학적 사이즈(즉, 생성될 수 있는 가장 작은 컴포넌트)는 감소되어 왔다. IC들의 진화에서의 개발들은 포토리소그래피를 포함한다. 포토리소그래피는 포토마스크 또는 포토레티클로부터의 기하학적 패턴을 기판에 전사시키기 위한 기술이다.
본 개시의 양태는 첨부 도면들과 함께 읽을 때, 이어지는 상세한 설명으로부터 최상으로 이해된다. 본 산업에서의 표준적인 관행에 따라, 다양한 피처들이 축척대로 도시되지 않은 점을 유념한다. 실제로, 다양한 피처들의 치수(dimension)들은 논의의 명료함을 위해 임의적으로 증가되거나 또는 감소될 수 있다.
도 1은 발광 다이오드(light-emitting diode; LED)를 사용하는 에지 노광 툴의 일부 실시예들의 단면도를 예시한다.
도 2는 도 1의 LED의 출력의 일부 실시예들의 그래프를 예시한다.
도 3은 광감성 재료에 기반하여 도 1의 LED의 강도(intensity)를 결정하기 위한 색인(lookup) 테이블의 일부 실시예들의 그래프를 예시한다.
도 4는 도 1의 에지 노광 툴을 사용한 에지 노광 및 현상 후의 광감성층의 일부 실시예들의 상부 레이아웃도를 예시한다.
도 5의 A 및 도 5의 B는 도 1의 에지 노광 툴의 일부 더 상세한 실시예들의 다양한 도면들을 예시한다.
도 6 내지 도 8은 도 1의 에지 노광 툴의 다양한 다른 더 상세한 실시예들의 단면도들을 예시한다.
도 9의 A 및 도 9의 B 내지 도 15의 A 및 도 15의 B는 LED를 사용하는 에지 노광을 위한 방법의 일부 실시예들의 일련의 도면들을 예시한다.
도 16은 도 9의 A 및 도 9의 B 내지 도 15의 A 및 도 15의 B의 방법의 일부 실시예들의 흐름도를 예시한다.
도 17 및 도 18은 상이한 광감성 재료들에 의해 각각 커버되는 다수의 워크피스들 상의 LED 기반 에지 노광의 일련의 단면도들을 예시한다.
도 19는 도 17 및 도 18의 LED 기반 에지 노광을 수행하기 위한 방법의 일부 실시예들의 흐름도를 예시한다.
본 개시는 본 개시의 상이한 특징을 구현하기 위한 많은 상이한 실시예, 또는 예시를 제공한다. 본 개시를 단순화하기 위해 컴포넌트들 및 배열들의 특정 예시들이 아래에서 설명된다. 물론, 이것들은 단지 예시들에 불과하며, 제한적으로 의도되는 것은 아니다. 예를 들어, 이어지는 설명에서 제 2 피처 위의 또는 제 2 피처 상의 제 1 피처의 형성은 제 1 피처 및 제 2 피처가 직접적으로 접촉하여 형성되는 실시예를 포함할 수 있으며, 또한 제 1 피처 및 제 2 피처가 직접적으로 접촉하지 않을 수 있도록 추가적인 피처가 제 1 피처와 제 2 피처 사이에 형성될 수 있는 실시예를 포함할 수 있다. 또한, 본 개시는 다양한 예시들에서 참조 부호들 및/또는 문자들을 반복할 수 있다. 이러한 반복은 단순화 및 명료화의 목적을 위한 것이며, 그 자체가 논의되는 다양한 실시예들 및/또는 구성들 사이의 관계에 영향을 주는 것은 아니다.
또한, "밑", "아래", "보다 아래", "위", "보다 위" 등과 같은 공간 상대적 용어들은, 도면들에 예시된 바와 같이, 다른 엘리먼트(들) 또는 피처(들)에 대한 하나의 엘리먼트 또는 피처의 관계를 설명하도록 설명의 용이성을 위해 본원에서 사용될 수 있다. 공간 상대적 용어들은 도면들에 도시된 배향에 더하여, 사용 중이거나 또는 동작 중인 디바이스의 상이한 배향들을 망라하도록 의도된 것이다. 장치는 이와 다르게 배향(90° 또는 다른 배향들로 회전)될 수 있으며, 본원에서 사용되는 공간 상대적 기술어들이 그에 따라 유사하게 해석될 수 있다.
포토리소그래피 프로세스에 따라, 스핀 코팅 프로세스에 의해 웨이퍼의 전면(front side)을 커버하는 포토레지스트층이 형성된다. 방사선이 생성되고 포토마스크 또는 포토레티클에 통과되어 방사선을 패터닝한다. 포토레지스트층은 패터닝된 방사선에 노광되고 후속하여 현상된다. 이 노광은, 패터닝된 방사선의 패턴을 포토레지스트층에 전사하기 위해, 패터닝된 방사선이 충돌하는 포토레지스트층의 일부분을 화학적으로 개질시킨다. 포토레지스트층용으로 사용되는 포토레지스트의 유형(예를 들어, 포지티브 또는 네거티브)에 따라, 현상은 포토레지스트층의 화학적으로 개질된 부분, 또는 화학적으로 개질되지 않은 포토레지스트층의 일부분 중 하나를 제거하고, 이에 의해 포토레지스트층 내의 패턴을 현상한다.
포토리소그래피 프로세스가 갖는 도전과제는, 스핀 코팅 프로세스가, 웨이퍼가 중앙을 중심으로 회전하는 동안 웨이퍼의 중앙에 액체 포토레지스트를 디스펜싱(dispensing)함으로써 포토레지스트층을 형성한다는 점이다. 웨이퍼가 회전하고 있기 때문에, 원심력이 액체를 웨이퍼의 에지로 외측으로 이동시킨다. 이상적으로는, 포토레지스트가 웨이퍼 위에 고르게 분포되어 포토레지스트층이 실질적으로 균일한 두께를 가질 것이다. 그러나, 실제로는, 포토레지스트가 웨이퍼의 에지에 축적되어 포토레지스트층이 웨이퍼의 중앙에 비해 웨이퍼의 에지에서 증가된 두께를 갖는다. 또한, 포토레지스트는 웨이퍼의 에지 둘레를 웨이퍼의 후면까지 래핑(wrapping)한다. 포토레지스트의 증가된 두께는, 예를 들어 웨이퍼의 중앙과 웨이퍼의 에지간의 노광 차이(variation)를 유발할 수 있고/있거나, 웨이퍼의 에지에서의 패턴의 임계 치수들에 대한 불량 제어를 유발할 수 있다. 또한, 에지 래핑은, 예를 들어 포토리소그래피 프로세스 동안 그리고 후속 프로세싱 동안 사용되는 프로세스 툴들의 오염을 유발할 수 있다.
도전과제에 대한 해결책은, 웨이퍼의 에지에 있는 또는 에지 근방에 있는 포토레지스트층의 에지 부분이 제거되지만 포토레지스트층의 중앙 부분에 있는 포토레지스트층의 부분은 제거되지 않는 에지 비드 제거(edge bead removal; EBR)이다. EBR은, 에지 부분이 방사선에 노광되고 후속하여 현상되어 웨이퍼의 전면으로부터 에지 부분을 제거하는 웨이퍼 에지 노광(wafer edge exposure; WEE)을 포함한다. WEE가 갖는 도전과제는, 획득 비용이 높고, 운영 비용이 높으며, 유지 비용이 높고, 비교적 짧은 수명을 갖는 수은 제논(mercury-xenon) 램프에 의해 방사선이 생성된다는 점이다. 또한, 수은 제논 램프는, 그 중에서도 큰 사이즈 및 복잡성으로 인해, 노광이 수행되는 프로세스 툴로부터 떨어져 있어, 수은 제논 램프로부터의 방사선을 방사선 가이드(예를 들어, 광섬유 케이블)가 프로세스 툴에 전달한다. 또한, 수은 제논 램프는 즉시 턴온되고 턴오프될 수 없어서, 수은 제논 램프에 의해 생성되는 방사선을 셔터가 게이팅한다. 방사선 가이드 및 셔터가 또한 수은 제논 램프의 비용 및 복잡성에 추가된다.
이전의 관점에서, 본 출원의 다양한 실시예들은 발광 다이오드(LED)를 갖는 에지 노광 툴뿐만 아니라, LED를 사용하는 에지 노광을 위한 방법에 관한 것이다. 일부 실시예들에서, 에지 노광 툴은 프로세스 챔버, 워크피스 테이블, LED, 및 컨트롤러를 포함한다. 워크피스 테이블은 프로세스 챔버 내에 있고, 광감성층에 의해 커버되는 워크피스를 지지하도록 구성된다. LED는 프로세스 챔버 내에 있고, 워크피스를 향해 방사선을 방출하도록 구성된다. 컨트롤러는, LED에 의해 방출되는 방사선에 광감성층의 에지 부분을 노광시키지만 광감성층의 중앙 부분을 노광시키지 않도록 LED를 제어하기 위해 구성된다. 광감성층의 에지 부분은 폐쇄된 경로로 워크피스의 에지를 따라 연장되어 광감성층의 중앙 부분을 에워싼다.
에지 노광을 위해 LED를 사용함으로써 비용이 낮다. 예를 들어, LED는 수은 제논 램프에 비해 단순한 구조로 인해 낮은 획득 비용, 낮은 운영 비용, 낮은 유지 비용이 들어간다. 또한, LED는 수은 제논 램프에 비해 긴 수명을 갖는다. 또한, LED는 프로세스 챔버 내에 있어서, LED는 비싸고 복잡한 방사선 가이드에 의존하지 않는다. 또한, LED는 거의 즉시 온 상태와 오프 상태로 변경될 수 있어서, LED는 비싸고 복잡한 셔터에 의존하지 않는다. 또한, LED는 기존의 에지 노광 툴들에 최소 비용으로 레트로핏(retrofit)될 수 있다. 예를 들어, 수은 제논 램프의 셔터에 대한 개방 또는 폐쇄 명령은, 저비용 마이크로컨트롤러로 LED에 대한 온 또는 오프 명령으로 변환될 수 있다.
도 1을 참조하면, LED 기반 에지 노광 툴(102)의 일부 실시예들의 단면도(100)가 제공된다. 예시된 바와 같이, 프로세스 챔버(104)는 워크피스 테이블(106) 및 LED 하우징(108)을 하우징한다. 일부 실시예들에서, 프로세스 챔버(104) 내의 온도, 프로세스 챔버(104) 내의 압력, 프로세스 챔버(104) 내의 가스 농도들, 또는 이들의 임의의 조합이 프로세스 챔버(104)의 주변 환경에 대해 변동되고/되거나 제어될 수 있다. 워크피스 테이블(106)은 워크피스 테이블(106)의 지지 표면(106s) 상에 워크피스(110)를 지지하도록 구성된다. 또한, 워크피스 테이블(106)은, 지지 표면(106s)의 중앙에 있고 지지 표면(106s)과 직교하는 워크피스 테이블(106)의 중심축(C)을 중심으로 워크피스(110)를 회전시키도록 구성된다. 그러한 회전은, 예를 들어 워크피스 테이블(106)과 연관된 전기 모터 또는 일부 다른 기계적 디바이스에 의해 달성될 수 있다.
워크피스(110)는 광감성층(112)으로 커버된다. 광감성층(112)은, 예를 들어 포토레지스트 또는 일부 다른 적절한 광감성 재료일 수 있거나 이들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광감성층(112)은 중심축(C)으로부터 워크피스(110)의 에지까지 증가하는 비균일한 두께(T)를 갖는다. 이후에 보여지는 바와 같이, 이는 예를 들어 광감성층(112)을 형성하기 위해 수행되는 프로세스로 인한 것일 수 있다. 일부 실시예들에서, 워크피스(110)는 [단면도(100) 내에서 볼 수 없는] 원형인 평면 상부 레이아웃을 갖는다. 일부 실시예들에서, 워크피스(110)는 반도체 기판이거나 반도체 기판을 포함한다. 반도체 기판은, 예를 들어 벌크 단결정 실리콘 기판, 실리콘 온 절연체(silicon-on-insulator; SOI) 기판, 게르마늄 기판, III-V족 기판, 일부 다른 적절한 반도체 기판일 수 있다. 또한, 반도체 기판은, 예를 들어 300 밀리미터 웨이퍼, 450 밀리미터 웨이퍼, 또는 일부 다른 적절한 웨이퍼일 수 있다. 일부 실시예들에서, 워크피스(110)는 반도체 기판 위에 배열되고/되거나 반도체 기판 상에 적층되는 하나 이상의 추가 층 및/또는 구조물을 더 포함한다. 예를 들어, 워크피스(110)는 반도체 기판 위에 있고 반도체 기판에 의해 부분적으로 규정되는 복수의 반도체 디바이스들을 포함할 수 있다. 다른 예시로서, 워크피스(110)는 반도체 디바이스들을 포함할 수 있고, 반도체 디바이스들 위에 있고 반도체 디바이스들에 전기적으로 커플링되는 BEOL(back-end-of-line)을 더 포함할 수 있다. 반도체 디바이스들은, 예를 들어 금속 산화물 반도체(metal-oxide-semiconductor; MOS) 디바이스들 또는 일부 다른 적절한 반도체 디바이스들일 수 있거나 이들을 포함할 수 있다.
LED 하우징(108)은 LED(114)를 수용하고 보호한다. 일부 실시예들에서, LED 하우징(108)은 LED(114)에 의해 생성되는 열을 분산시키기 위해 높은 열전도율을 갖는다. 예를 들어, LED 하우징(108)은 구리, 알루미늄, 또는 높은 열전도성을 갖는 일부 다른 적절한 재료일 수 있다. “높은” 열전도율은, 예를 들어 열전도율이 약 200 미터 켈빈당 와트(watts per meter-kelvin; W/m K), 약 300 W/m K, 또는 약 400 W/m K를 초과하는 재료일 수 있다. 열은 LED(114)의 수명을 감소시켜서, LED(114)에 의해 생성되는 열을 LED 하우징(108)으로 분산시키는 것은 LED(114)의 수명을 향상시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, LED 하우징(108)은 워크피스 테이블(106)의 측부에 있고/있거나 광감성층(112)의 에지 부분(112e) 위에 있다.
광감성층(112)의 에지 부분(112e)은, 워크피스(110)의 측벽 에지에 있거나 워크피스(110)의 측벽 에지 근방에 있는 광감성층(112)의 부분이고, 광감성층(112)의 중앙 부분(112c)을 완전히 에워싸는 폐쇄 경로[단면도(100) 내에서는 볼 수 없음]로 연장된다. 예를 들어, 에지 부분(112e)은 링 형상 상부 레이아웃 또는 일부 다른 적절한 폐쇄 경로 상부 레이아웃을 가질 수 있다. 중앙 부분(112c)은, 예를 들어 원형 상부 레이아웃[단면도(100) 내에서는 볼 수 없음] 또는 일부 다른 적절한 상부 레이아웃을 가질 수 있다. 또한, 에지 부분(112e)은, 예를 들어 워크피스(110)의 측벽 에지의 거리(D) 내에 있는 광감성층(112)의 부분일 수 있고, 거리(D)는 약 2 밀리미터 내지 4 밀리미터, 약 3.5 밀리미터 내지 4.0 밀리미터, 약 0.5 밀리미터 내지 3.0 밀리미터, 약 0.5 밀리미터 내지 약 2.5 밀리미터, 약 0.5 밀리미터 내지 1.0 밀리미터이거나, 또는 약 2 밀리미터보다 작다.
LED(114)는 방사선(116)을 생성하고 광감성층(112)의 에지 부분(112e)을 향해 방출하도록 구성된다. LED(114)는, 예를 들어 레이저 LED 또는 일부 다른 적절한 LED일 수 있다. 방사선(116)은, 예를 들어 자외(ultraviolet; UV) 방사선, 광감성층(112) 내의 화학적 개질을 일으키는 일부 다른 방사선, 또는 에지 노광을 위한 일부 다른 적절한 방사선일 수 있거나 이들을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, UV 방사선은, 예를 들어 약 10 나노미터 내지 400 나노미터, 약 200 나노미터 내지 400 나노미터, 약 10 나노미터 내지 121 나노미터, 약 10 나노미터 내지 200 나노미터, 또는 약 300 나노미터 내지 450 나노미터 사이의 파장들을 갖는 방사선일 수 있거나 이 방사선을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, LED 렌즈(118)는 LED(114)에 이웃하고/하거나 LED 하우징(108)에 인접한다. LED 렌즈(118)는, 예를 들어 방사선(116)을 광감성층(112)의 에지 부분(112e)에 포커싱할 수 있고/있거나, 예를 들어 방사선(116)을 광감성층(112)의 에지 부분(112e)에 루트 내에서 시준할 수 있다.
LED 드라이버(120)가 LED(114)를 구동한다. 예를 들어, LED 드라이버(120)는 LED(114)를 구동하기 위해 LED(114)에 전압을 인가하고, LED(114)를 통하는 전류의 흐름을 조절한다. 또한, LED 드라이버(120)는 LED(114)를 온 상태와 오프 상태로 변경하고, LED(114)의 강도를 세팅한다. LED(114)의 강도는 LED(114)용 구동 전류에 비례하여, LED 드라이버(120)는 구동 전류를 증가시켜 강도를 증가시키고 구동 전류를 감소시켜 강도를 감소시킨다. 주어진 강도에 대한 구동 전류는, 예를 들어 구동 전류와 강도 사이의 관계를 기술하는 수학 함수 또는 색인 테이블을 사용하여 결정될 수 있다. 일부 실시예들에서, LED 드라이버(120)는 컨트롤러(122)로부터의 명령들에 기반하여 LED(114)를 구동한다. 예를 들어, LED 드라이버(120)는 컨트롤러(122)로부터 온 명령 및 오프 명령을 수신할 수 있고, 명령들에 응답하여 LED(114)를 온 상태 및 오프 상태로 각각 전환할 수 있다. 다른 예시로서, LED 드라이버(120)는 컨트롤러(122)로부터 강도 세팅을 수신할 수 있고, 강도 세팅에 응답하여 이 강도를 달성하기 위한 전류로 LED(114)를 구동할 수 있다. LED 드라이버(120)는, 예를 들어 전자 회로에 의해 구현될 수 있고, 마이크로컨트롤러 및/또는 마이크로프로세서를 갖거나 갖지 않을 수 있다.
컨트롤러(122)는 LED 드라이버(120)를 제어하고 에지 노광 툴(102)의 동작들을 조정한다. 일부 실시예들에서, 컨트롤러(122)는 하나 이상의 전자 메모리 및 하나 이상의 전자 프로세서이거나 이들을 포함한다. 하나 이상의 전자 프로세서는, 예를 들어 (이후에 설명되는) 컨트롤러(122)의 기능들을 실시하기 위해 하나 이상의 전자 메모리 상의 프로세서 실행가능 명령들을 실행할 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 컨트롤러(122)는 마이크로컨트롤러, 주문형 집적 회로(application-specific integrated circuit; ASIC), 일부 다른 적절한 전자 디바이스(들) 및/또는 회로(들), 또는 이들의 임의의 조합이거나 이들을 포함한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 접미사 “(들)”을 갖는 용어(예를 들어, 디바이스 또는 회로)는 예를 들어 단수 또는 복수일 수 있다.
에지 노광 툴(102)의 사용 동안, 워크피스(110)가 워크피스 테이블(106) 상에 위치된다. 컨트롤러(122)는 워크피스(110)를 회전시키기 위해 워크피스 테이블(106)을 제어한다. 또한, 워크피스(110)가 회전하는 동안, 컨트롤러(122)는, 광감성층(112)의 에지 부분(112e)을 방사선(116)에 노광시키고 광감성층(112)의 나머지를 방사선(116)에 노광시키지 않도록 LED 드라이버(120)를 제어한다. 그러한 노광은 광감성층의 에지 부분(112e)이 전체적으로 노광될 때까지 지속된다. 노광은 광감성층(112)의 에지 부분(112e)을 화학적으로 개질시키고, 이에 의해 에지 부분(112e)이 제거될 수 있다. 예를 들어, 광감성층(112)의 에지 부분(112e)을 제거하고 광감성층(112)의 나머지를 제거하지 않기 위해 광감성층(112)에 화학 현상제(chemical developer)가 도포될 수 있다.
에지 노광을 위해 LED(114)를 사용함으로써 비용이 낮다. 예를 들어, LED(114)는 단순한 구조로 인해 낮은 획득 비용, 낮은 셋업 비용, 낮은 운영 비용, 및 낮은 유지 비용이 들어간다. 또한, LED(114)는 긴 수명을 갖는다. 또한, 프로세스 챔버(104) 내에 LED(114)가 있어서, LED(114)는 비싸고 복잡한 방사선 가이드에 의존하지 않는다. 또한, LED(114)는 거의 즉시 온 상태와 오프 상태로 변경될 수 있어서, LED(114)는 비싸고 복잡한 셔터에 의존하지 않는다.
일부 실시예들에서, LED(114)는 에지 노광 동안 지속적으로 온이다. 그러한 실시예들 중 일부에서, 컨트롤러(122)는 LED(114)를 온 상태로 전환할 때 및 LED(114)를 오프 상태로 전환할 때 LED 드라이버(120)에 지시한다. 일부 실시예들에서, LED(114)의 온/오프 상태는 노광 동안 펄스 폭 변조된다. 예를 들어, LED(114)의 온/오프 상태는 50% 듀티 사이클(즉, 온/오프 시간 비율이 1:1)을 갖는다. 다른 예시로서, LED(114)의 온/오프 상태는 20% 듀티 사이클(즉, 온/오프 시간 비율이 1:4)을 갖는다. LED(114)의 온/오프 상태의 펄스 폭 변조는 LED(114)의 온도를 낮게 유지하여 지속적인 온 노광에 비해 LED(114)의 수명을 향상시킨다. 그러한 실시예들 중 일부에서, LED 드라이버(120)가 펄스 폭 변조를 구현하고, 컨트롤러(112)가 펄스 폭 변조를 시작할 때 및 펄스 폭 변조를 종료할 때 LED 드라이버(120)에 지시한다. 다른 실시예들에서, 컨트롤러(122)가 펄스 폭 변조를 구현하고 LED(114)를 온 상태로 전환할 때 및 LED(114)를 오프 상태로 전환할 때 LED 드라이버(120)에 지시한다.
일부 실시예들에서, LED(114)의 강도가 에지 노광 동안 제한된다. LED(114)의 강도를 제한하는 것은 LED(114)의 온도를 감소시키고, 이는 풀(full) 강도 노광에 비해 LED(114)의 수명을 향상시킨다. 예를 들어, 노광 동안 LED(114)가 지속적으로 온인 경우, LED(114)의 강도를 약 60% 내지 70%, 약 65% 내지 70%로 제한하는 것은 LED(114)의 수명을 약 3배 내지 4배, 약 2배 내지 6배, 또는 약 3.0배 내지 3.5배 증가시킬 수 있다. 다른 예시로서, LED(114)의 온/오프 상태가 50% 듀티 사이클로 변조된 펄스 폭이고, LED(114)의 강도가 약 60% 내지 70%, 약 65% 내지 70%, 또는 약 50% 내지 80%로 제한되는 경우, LED(114)의 수명은 약 6배 내지 7배, 약 5배 내지 8배, 또는 약 6.5배 내지 6.8배 증가될 수 있다.
일부 실시예들에서, 에지 노광 툴(102)은 각각이 상이한 노광 강도들을 갖는 다수의 상이한 광감성 재료들과 함께 사용된다. 예를 들어, 에지 노광 툴(102)은 50% 노광 강도를 갖는 제 1 광감성 재료에 의해 커버되는 제 1 워크피스 상에 에지 노광을 수행할 수 있고, 또한 70% 또는 85% 노광 강도를 갖는 제 2 광감성 재료에 의해 커버되는 제 2 워크피스 상에 에지 노광을 수행할 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, LED(114)의 강도는 노광되는 광감성 재료[예를 들어, 광감성층(112)의 재료]에 따라 변동된다. 일부 실시예들에서, 컨트롤러(122)는 광감성 재료를 모니터링하여 노광 동안 어떤 강도를 사용할지 LDE 드라이버(120)에 지시한다. 또한, 일부 실시예들에서, 컨트롤러(122)는 광감성 재료에 의해 인덱싱되고 각각의 광감성 재료에 대한 노광 강도를 기술하는 색인 테이블(122lt)을 유지한다.
광감성 재료에 기반하여 LED(114)의 강도를 변동시킴으로써, LED(114)의 수명이 향상될 수 있다. 예를 들어, 광감성 재료에 기반하여 LED(114)의 강도가 변동될 때, LED(114)의 온/오프 상태가 펄스 폭 변조되어, LED(114)의 수명은 예를 들어 약 6배 내지 9배, 약 7배 내지 8배, 또는 약 7.5배 내지 8.0배 증가될 수 있다.
일부 광감성 재료들은 다른 광감성 재료들에 비해 높은 노광 강도들을 갖는다. 높은 노광 강도로 LED(114)를 동작시키는 것은, LED(114)가 높은 온도에서 동작되게 하고, 이는 LED(114)가 낮은 노광 강도 따라서 낮은 온도에서 동작할 때보다 빠르게 LED(114)의 수명을 감소시킨다. 또한, 광감성 재료에 기반하여 LED(114)의 강도를 변동시키지 않으면, LED(114)는 가능한 광감성 재료들 각각이 충분히 조사되는 것을 보장하기 위해 가능한 광감성 재료들에 대해 가장 높은 노광 강도로 동작한다. 이는 조사되는 광감성 재료가 실제로 그러한 높은 노광 강도에 의존하는지의 여부와 관계없다. 따라서, 낮은 노광 강도를 갖는 광감성 재료들에 대해 LED(114)의 수명이 불필요하게 감소된다. 또한, 광감성 재료에 기반하여 LED(114)의 강도를 변동시키는 것은 LED(114)의 수명을 향상시킬 수 있다.
전술한 것이 에지 노광 툴(102) 내에서 LED(114)를 사용하는 것에 집중된 반면, LED(114)는 다른 유형들의 노광 툴들과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, LED(114)는, LED(114)에 의해 생성된 방사선이 광감성층까지 포토레티클 또는 포토마스크를 통과하여, 포토레티클 또는 포토마스크의 패턴을 광감성층에 전사하는 노광에서 사용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 도 1의 LED(114)의 출력의 일부 실시예들의 그래프(200)가 제공된다. 예시된 바와 같이, 에지 노광 동안, LED(114)의 온/오프 상태가 펄스 폭 변조된다. 예를 들어, LED(114)는 온 상태와 오프 상태 사이에서 교호한다. 일부 실시예들에서, 각각의 사이클에서의 LED(114)의 온 타임(Ton)은 각각의 사이클에서의 LED(114)의 오프 타임(Toff)과 동일하다(즉, 펄스 폭 변조의 듀티 사이클이 약 50%). 일부 실시예들에서, LED(114)의 온 타임(Ton)은 LED(114)의 오프 타임(Toff)과 상이하다. 예를 들어, 온 타임(Ton)과 오프 타임(Toff) 사이의 비율은 약 1:4, 약 2:5, 약 1:6, 또는 약 3:7일 수 있다. 일부 실시예들에서, LED(114)의 오프 타임(Toff)은 제로이다(즉, 펄스 폭 변조의 듀티 사이클이 약 100%).
도 3을 참조하면, 도 1의 색인 테이블(122lt)의 일부 실시예들의 도면(300)이 제공된다. 예시된 바와 같이, 색인 테이블(122lt)은 N개의 상이한 광감성 재료들에 대한 노광 강도들을 갖고, N은 1보다 큰 정수값이다. 위에서 언급된 바와 같이, 에지 노광 툴(102)의 일부 실시예들에서, 도 1의 LED(114)의 강도는 에지 노광 동안 사용되는 광감성 재료에 따라 변동된다.
도 4를 참조하면, 도 1의 에지 노광 툴(102)을 사용한 에지 노광 및 현상 후의 워크피스(110) 및 광감성층(112)의 일부 실시예들의 상부 레이아웃도(400)가 제공된다. 예시된 바와 같이, 광감성층(112)의 에지 부분(112e)이 제거되었고, 이에 의해 광감성층(112)의 중앙 부분(112c)을 남기며 워크피스(110)를 부분적으로 커버하지 않는다.
일부 실시예들에서, 워크피스(110)는 도 1의 워크피스 테이블(106)에의 워크피스(110)의 개략적인(coarse) 정렬을 위한 노치(110n)를 포함한다. 또한, 일부 실시예들에서, 에지 노광은 광감성층(112)의 정렬 마크(alignment-mark) 부분들 및/또는 광감성층(112)의 워크피스 아이디(workpiece-id) 부분을 노광하여 광감성층(112)의 이들 부분들이 현상 동안 제거된다. 광감성층(112)의 정렬 마크 부분들은 광감성층(112)의 중앙 부분(112c)에 의해 둘러싸이고 워크피스(110) 상의 정렬 마크들(402)을 커버한다. 정렬 마크들(402)은, 예를 들어 후속 포토리소그래피 프로세스들 동안의 워크피스(110)에의 포토레티클 또는 포토마스크의 정밀한(fine) 정렬을 위해 사용된다. 광감성층(112)의 워크피스 아이디 부분은 또한 광감성층(112)의 중앙 부분(112c)에 의해 둘러싸이고 워크피스(110)의 식별자(ID, 404)를 커버한다.
도 5a를 참조하면, 도 1의 에지 노광 툴(102)의 일부 더 상세한 실시예들의 단면도(500A)가 제공된다. 예시된 바와 같이, 워크피스 테이블(106)을 회전시키도록 워크피스 테이블 모터 어셈블리(502)가 구성된다. 워크피스 테이블 모터 어셈블리(502)는 컨트롤러(122)에 의해 제어되고, 예를 들어 전기 모터 또는 일부 다른 적절한 기계적 디바이스일 수 있거나 이들을 포함할 수 있다. 또한, 기계적 암(504)에 의해 LED 하우징(108)이 지지된다. 일부 실시예들에서, LED 하우징(108)은 마운팅 구조물(508)에 의해 제 2 LED 렌즈(506)에 연결되고/되거나 마운팅 구조물(508)에 의해 기계적 암(504)에 마운팅된다.
제 2 LED 렌즈(506)는, 예를 들어 방사선(116)을 광감성층(112)의 에지 부분(112e)을 향해 포커싱할 수 있고/있거나, 예를 들어 방사선(116)을 에지 부분(112e)에 루트 내에서 시준할 수 있다. 일부 실시예들에서, LED 렌즈(118)가 방사선(116)을 시준하는 한편, 제 2 LED 렌즈(506)가 방사선(116)을 광감성층(112)의 에지 부분(110e)을 향해 포커싱하거나, 또는 그 반대이다. 다른 실시예들에서, LED 렌즈(118)가 생략되고 제 2 LED 렌즈(506)가 방사선(116)을 시준하고/하거나 방사선(116)을 광감성층(112)의 에지 부분(112e)을 향해 포커싱한다.
이미징 구조물(510)은 워크피스 테이블(106)의 측부에 있고, 이미지 센서(510i)를 포함한다. 이미지 센서(510i)는, 이미지 센서(510i)의 수광(light-receiving) 표면에의 입사 방사선을 감지하도록 구성된다. 또한, 이미지 센서(510i)는 워크피스(110)의 에지 부분(110e) 아래에 있다. 이미지 센서(510i)는, 예를 들어 CCD(charge-coupled device) 이미지 센서, CMOS(complementary metal-oxide-semiconductor) 이미지 센서, 또는 일부 다른 유형의 이미지 센서일 수 있거나 이들을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 이미지 센서(510i)는 LED(114)의 원하는 강도를 유지하도록 사용되는 피드백을 제공한다. 주어진 구동 전류에 대해, LED(114)의 강도는 원하는 강도로부터 점차적으로 감소할 수 있다. 따라서, 구동 전류는 이미지 센서(520i)로부터의 피드백에 기반하여, 강도에 있어서의 점차적 감소를 보상하도록 점차적으로 증가될 수 있다. 예를 들어, 원하는 강도가 X이고, 감지된 강도가 X보다 작은 Y이면, 구동 전류는 X가 Y와 동일해질 때까지 증가될 수 있다. 강도에 있어서의 감소는, 예를 들어 LED(114)의 온도에 있어서의 증가 및/또는 LED(114)의 총(total) 온 타임에 있어서의 증가로 인한 것일 수 있다. 주어진 구동 전류에 대해, LED(114)의 강도는 원하는 강도로부터 점차적으로 또한 증가할 수 있다. 따라서, 구동 전류는 이미지 센서(520i)로부터의 피드백에 기반하여, 강도에 있어서의 점차적 증가를 보상하도록 점차적으로 감소될 수 있다. 예를 들어, 원하는 강도가 X이고, 감지된 강도가 X보다 큰 Y이면, 구동 전류는 X가 Y와 동일해질 때까지 감소될 수 있다. 강도에 있어서의 증가는, 예를 들ㄹ어 LED(114)의 온도에 있어서의 감소로 인한 것일 수 있다. 일부 실시예들에서, LED 드라이버(120)는, 컨트롤러(112)로부터의 개입 없이 LED(114)의 강도에 있어서의 변동들을 보상하기 위해 이미지 센서(510i)를 모니터링하고 구동 전류를 (위에서 설명된 바와 같이) 변동시킨다. 다른 실시예들에서, 컨트롤러(122)는, LED(114)의 강도에 있어서의 변동들을 보상하기 위해 이미지 센서(510i)를 모니터링하고 구동 전류를 (위에서 설명된 바와 같이) 변동시키도록 LED 드라이버(120)에 지시한다.
일부 실시예들에서, 이미지 센서(510i)는 LED 하우징(108)의 에지에의 정렬을 향상시키도록 워크피스(110)의 에지를 광학적으로 위치시키기 위해 이용된다. 예를 들어, 이미지 센서(510i)는 워크피스(110)로부터 측방으로(laterally) 이격된 위치로 이동될 수 있고, 이이서 워크피스(110)의 에지가 이미지 센서(510i)로 광학적으로 검출될 때까지 워크피스 테이블(106)의 중앙을 향해 점차적으로 이동될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 도 5a의 에지 노광 툴(102)의 일부 더 상세한 실시예들의 상부 레이아웃도(500B)가 제공된다. 예시된 바와 같이, 광감성층(112)의 에지 부분(112e)은 폐쇄 경로로 측방으로 연장되어 광감성층(112)의 중앙 부분(112c)을 에워싼다. 예를 들어, 광감성층(112)의 에지 부분(112e)은 링 형상 상부 레이아웃 또는 일부 다른 적절한 폐쇄 경로 상부 레이아웃을 가질 수 있다. 또한, 광감성층(112)의 정렬 마크 부분들(112am) 및 광감성층(112)의 워크피스 아이디 부분(112id)은 광감성층(112)의 중앙 부분(112c)에 의해 둘러싸인다. 또한 예시된 바와 같이, 기계적 암(504)이 암 모터 어셈블리(512)에 연결된다. 암 모터 어셈블리(512)는 컨트롤러(122)에 의해 제어된다. 암 모터 어셈블리(512)는, 예를 들어 기계적 암(504)을 회전시킬 수 있고/있거나 기계적 암(504)을 텔레스코핑(telescoping)하여 LED 하우징(108)을 워크피스(110) 위로 이동시킬 수 있다.
도 6을 참조하면, 도 1의 에지 노광 툴(102)의 일부 다른 더 상세한 실시예들의 단면도(600)가 제공된다. 예시된 바와 같이, 이미징 구조물(510)이 생략되고 LED 하우징(108)은 또한 온도 센서(602)를 수용하고 보호한다. 온도 센서(602)는, 예를 들어 서미스터(thermistor) 또는 일부 다른 적절한 온도 셀서일 수 있다.
일부 실시예들에서, LED(114)의 구동 전류는, LED(114)를 원하는 강도로 유지하기 위해 LED(114)의 온도가 변동됨에 따라 변동된다. 예를 들어, 주어진 구동 전류에 대해, LED(114)의 강도는 LED(114)의 온도가 증가함에 따라 감소할 수 있다. 따라서, 구동 전류는, 강도에 있어서의 감소를 보상하기 위해, LED(114)의 온도가 증가함에 따라 증가될 수 있다. 다른 예시로서, 주어진 구동 전류에 대해, LED(114)의 강도는 LED(114)의 온도가 감소함에 따라 증가할 수 있다. 따라서, 구동 전류는, 강도에 있어서의 상승을 보상하기 위해, LED(114)의 온도가 감소함에 따라 감소될 수 있다. LED(114)의 온도는, 예를 들어 온도 센서(602)로 모니터링될 수 있고, 구동 전류에 있어서의 증가 또는 감소의 정도(extent)는, 예를 들어 고정 강도에 대한 온도와 구동 전류간의 관계를 기술하는 수학 함수 또는 색인 테이블을 사용하여 결정될 수 있다. 일부 실시예들에서, LED 드라이버(120)는, 컨트롤러(112)로부터의 개입 없이 LED(114)의 강도에 있어서의 변동들을 보상하기 위해 LED(114)의 온도를 모니터링하고 구동 전류를 (위에서 설명된 바와 같이) 변동시킨다. 다른 실시예들에서, 컨트롤러(122)는, LED(114)의 강도에 있어서의 변동들을 보상하기 위해 LED(114)의 온도를 모니터링하고 구동 전류를 (위에서 설명된 바와 같이) 변동시키도록 LED 드라이버(120)에 지시한다.
일부 실시예들에서, LED(114)를 통해 흐르는 전류는, LED(114)를 원하는 강도로 유지하기 위해 LED(114)의 총 온 타임이 증가함에 따라 증가된다. 예를 들어, 주어진 구동 전류에 대해, LED(114)의 강도는 LED(114)의 총 온 타임이 증가함에 따라 감소할 수 있다. 따라서, 구동 전류는, 강도에 있어서의 감소를 보상하기 위해, LED(114)의 총 온 타임이 증가함에 따라 증가될 수 있다. LED(114)의 총 온 타임은, 예를 들어 타이머에 의해 추적될 수 있고, 플래시 메모리 또는 일부 다른 비휘발성 메모리 내에 저장될 수 있다. 구동 전류에 있어서의 증가의 정도는, 예를 들어 고정된 강도에 대한 총 온 타임과 구동 전류간의 관계를 기술하는 수학 함수 또는 색인 테이블을 사용하여 결정될 수 있다. 일부 실시예들에서, LED 드라이버(120)는, 컨트롤러(112)로부터의 개입 없이 LED(114)의 강도에 있어서의 변동들을 보상하기 위해 LED(114)의 총 온 타임을 모니터링하고 구동 전류를 (위에서 설명된 바와 같이) 증가시킨다. 다른 실시예들에서, 컨트롤러(122)는, LED(114)의 강도에 있어서의 변동들을 보상하기 위해 (위에서 설명된 바와 같이) LED(114)의 총 온 타임을 모니터링하고 구동 전류를 (위에서 설명된 바와 같이) 변동시키도록 LED 드라이버(120)에 지시한다.
도 7을 참조하면, 도 1의 에지 노광 툴(102)의 일부 다른 더 상세한 실시예들의 단면도(700)가 제공된다. 예시된 바와 같이, 도 7은 도 6의 온도 센서(602)를 더 포함하는 도 5a의 변형예이다. 온도 센서(602) 및/또는 이미지 센서(510i)는, 예를 들어 총 온 타임이 증가함에 따라 그리고 LED(114)의 온도가 변동됨에 따라 LED(114)의 강도를 원하는 레벨로 유지하기 위해 (도 5a 및 도 6과 관련하여 설명된 바와 같이) 이용될 수 있다.
도 8을 참조하면, 도 1의 에지 노광 툴(102)의 일부 다른 더 상세한 실시예들의 단면도(800)가 제공된다. 예시된 바와 같이, 도 8은, 도 7의 컨트롤러(122)가 노광 컨트롤러(122e) 및 LED 컨트롤러(122l)로 대체된 도 7의 변형예이다. 이후에 설명될 바와 같이, 도 8의 실시예들은, 예를 들어 수은 제논 램프 또는 일부 다른 적절한 램프와 같은 램프를 대신하여 LED(114)를 사용하도록 에지 노광 툴을 레트로핏하기 위한 방법을 예시한다.
노광 컨트롤러(122e)는, 램프를 제어하는 것처럼 LED 컨트롤러(122l)를 제어한다. LED 컨트롤러(122l)는 노광 컨트롤러(122e)로부터 수신된 명령들에 기반하여 [수신된 명령들을 LED 드라이버(120)에 의해 해석될 수 있는 명령들로 변환하고, 이어서 변환된 명령들을 LED 드라이버(120)에 제공함으로써] LED 드라이버(120)를 제어한다. 예를 들어, 램프가 온 상태와 오프 상태로 즉시 변경되지 못할 수 있어서, 램프에 의해 생성되는 방사선을 게이팅하기 위해 램프와 함께 셔터가 사용될 수 있다. 또한, 셔터가 개방되는 정도는, 광감성 재료가 램프에 의해 조사되는
강도를 제어하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, LED 컨트롤러(122l)는 셔터 개방 명령, 셔터 폐쇄 명령, 조명도(illuminance) 상향 명령, 조명도 하향 명령, 또는 이들의 임의의 조합을 노광 컨트롤러(122e)로부터 수신할 수 있다. 셔터 개방 및 폐쇄 명령들은, LED(114)가 온 상태와 오프 상태로 즉시 또는 거의 즉시 변경될 수 있기 때문에, LED 컨트롤러(122I)에 의해 온 명령 및 오프 명령으로 각각 변환될 수 있다. 조명도 상향 및 하향 명령들은, LED(114)의 강도가 전력으로 변동될 수 있기 때문에, LED 컨트롤러(122I)에 의해 전력 증가 명령 및 전력 감소 명령으로 각각 변환될 수 있다. 전력 증가 및 감소 명령들은, 예를 들어 LED(114)를 통해 흐르는 구동 전류를 각각 증가 및 감소시킴으로써 LED 드라이버(120)에 의해 구현될 수 있다.
이전의 관점에서, 램프를 대신하여 LED(114)를 사용하도록 에지 노광 툴을 레트로핏할 때, 노광 컨트롤러(112e)가 변형되어야 하지 않고, 이에 의해 시간과 돈을 절약한다는 점이 이해되어야 한다. 노광 컨트롤러(122e)가 램프와 LED(114)간의 차이들을 관리하도록, LED 컨트롤러(122I)는 가상 셔터를 대신하고(즉, 셔터를 시뮬레이팅함), 가상 셔터에 대한 명령들을 LED(114)에 대한 명령들로 변환한다. 또한, 도시되지는 않았지만, 그 예시들이 도 5a 및 도 6에 각각 예시된 다른 실시예들에서 온도 센서(602) 및/또는 이미징 구조물(510)이 생략될 수 있다는 점이 이해되어야 한다.
일부 실시예들에서, LED 및 노광 컨트롤러들(122l, 122e) 각각은 하나 이상의 메모리 및 하나 이상의 전자 프로세서이거나 이들을 포함한다. 하나 이상의 전자 프로세서는, 예를 들어 컨트롤러[예를 들어, LED 또는 노광 컨트롤러(122l, 122e)]의 기능들을 실시하기 위해 하나 이상의 전자 메모리 상의 프로세서 실행가능 명령들을 실행할 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, LED 및 노광 컨트롤러들(122l, 122e) 각각은 마이크로컨트롤러, ASIC, 일부 다른 적절한 전자 디바이스(들) 및/또는 회로(들), 또는 이들의 임의의 조합이거나 이들을 포함한다.
도 9a 및 도 9b 내지 도 15a 및 도 15b를 참조하면, LED 기반 에지 노광을 사용하는 워크피스(110)에 대한 방법의 일부 실시예들의 일련의 도면들(900A 및 900B 내지 1500A 및 1500B)이 제공된다. 접미사 “a”를 갖는 도면들은 단면도들이다. 접미사 “b”를 갖는 도면들은 워크피스(110)의 상부 레이아웃도들이고 접미사 “a”를 갖는 동일하게 넘버링된 도면들에 대응한다.
도 9a 및 도 9b의 도면들(900A, 900B)에 의해 예시된 바와 같이, 워크피스(110) 상에 광감성층(112)이 배치된다. 광감성층(112)은 에지 부분(112e) 및 중앙 부분(112c)을 포함한다. 에지 부분(112e)은 워크피스(110)의 측벽 에지에 있거나 워크피스(110)의 측벽 에지 근방에 있는 광감성층(112)의 부분이고, 중앙 부분(112c)을 완전히 에워싸는 폐쇄 경로로 연장된다. 도 9b를 보라. 또한, 에지 부분(112e)은, 예를 들어 워크피스(110)의 측벽 에지의 거리(D) 내에 있는 광감성층(112)의 부분일 수 있고, 거리(D)는 약 2 밀리미터 내지 4 밀리미터, 약 1.0 밀리미터 내지 1.5 밀리미터, 약 3.5 밀리미터 내지 4.0 밀리미터, 약 0.5 밀리미터 내지 3.0 밀리미터, 약 0.5 밀리미터 내지 약 2.5 밀리미터, 약 0.5 밀리미터 내지 1.0 밀리미터이거나, 또는 약 2 밀리미터보다 작다. 일부 실시예들에서, 광감성층(112)은, 중앙 부분(112c)에 의해 둘러싸이는 정렬 마크 부분들(112am) 및 워크피스 아이디 부분(112id)을 더 포함한다. 도 9b를 보라. 정렬 마크 부분들(112am)은 워크피스(110)의 정렬 마크들(볼 수 없음) 위에 있고, 워크피스 아이디 부분(112id)은 워크피스(110)의 ID(볼 수 없음) 위에 있다. 광감성층(112)은, 예를 들어 포토레지스트 또는 일부 다른 적절한 광감성 재료일 수 있다.
워크피스(110)는 기판(110s), 및 기판(110s) 위에 있는 타겟층(110t)을 포함한다. 이후에 보여지는 바와 같이, 타겟층(110t)은 포토리소그래피에 의해 패턴이 전사되는 워크피스(110)의 층이다. 타겟층(110t)은, 예를 들어 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 폴리실리콘, 구리, 알루미늄 구리, 알루미늄, 티타늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 일부 다른 적절한 재료(들), 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나 이들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판(110s)는 반도체 기판이거나 반도체 기판을 포함한다. 일부 실시예들에서, 기판(110s)는 반도체 기판 위에 배열되고/되거나 반도체 기판 상에 적층되는 하나 이상의 추가 층 및/또는 구조물을 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 스핀 온 코팅 툴(902)을 사용하여 광감성층(112)의 퇴적이 수행된다. 일부 실시예들에서, 광감성층(112)을 퇴적하기 위한 프로세스는, 스핀 온 코팅 툴(902)의 프로세스 챔버(904) 내에서 워크피스(110)를 스핀 온 코팅 툴(902)의 워크피스 테이블(906) 상에 정렬시키는 것을 포함한다. 일부 실시예들에서, 워크피스(110)는 워크피스 테이블(906)에의 정렬을 용이하게 하기 위한 노치(110n)를 포함한다. 워크피스 테이블(906) 및 워크피스(110)는 이어서, 워크피스 테이블(906)의 중심축(C’)을 중심으로 회전된다. 또한, 워크피스(110)가 회전되는 동안, 중심축(C’)에 있거나 중심축(C’) 근방에 있는 워크피스(110) 상에 액체 형태의 광감성 재료(908)가 퇴적된다. 광감성 재료(908)는, 예를 들어 광감성 재료 소스(910)로부터 노즐(912)을 통해 워크피스(110)에 제공될 수 있다. 워크피스(110)가 회전하고 있기 때문에, 원심력이 광감성 재료(908)를 워크피스(110)의 에지로 외측으로 이동시키고, 이에 의해 광감성층(112)을 규정한다. 이상적으로는, 광감성 재료(908)가 워크피스(110) 위에 고르게 분포될 것이고, 광감성층(112)은 중심축(C’)으로부터 워크피스(110)의 에지까지 균일하거나 실질적으로 균일한 두께(T)를 가질 것이다. 그러나, 실제로는, 광감성 재료(908)가 워크피스(110)의 에지에 축적되어, 광감성층(112)의 두께(T)가 중심축(C’)으로부터 워크피스(110)의 에지까지 갈수록 증가한다.
도 10a 및 도 10b의 도면들(1000A, 1000B)에 의해 예시된 바와 같이, 도 1, 도 5a, 도 5b, 및 도 6 내지 도 8 중 임의의 하나에서의 에지 노광 툴(102)을 사용하여 워크피스(110) 상에 에지 노광이 수행된다. 에지 노광은, 광감성층(112)의 중앙 부분(112c)을 방사선(116)에 노광시키지 않고 광감성층(112)의 에지 부분(112e)을 LED(114)로부터의 방사선(116)에 노광시킨다. 에지 노광은 에지 부분(112e)을 화학적으로 개질시키지만 중앙 부분(112c)을 화학적으로 개질시키지 않고, 이에 의해 중앙 부분(112c)을 제거하지 않고 에지 부분(112e)이 화학 현상제에 의해 제거되도록 한다. 방사선(116)은, 예를 들어 UV 방사선 또는 에지 노광에 적절한 일부 다른 방사선이거나 이들을 포함할 수 있고, 예를 들어 약 10 나노미터 내지 400 나노미터, 약 200 나노미터 내지 400 나노미터, 약 10 나노미터 내지 121 나노미터, 약 10 나노미터 내지 200 나노미터, 또는 약 300 나노미터 내지 450 나노미터 사이의 파장들을 가질 수 있다.
에지 노광을 위해 LED(114)를 사용함으로써 비용이 낮다. 예를 들어, LED(114)는 낮은 획득 비용, 낮은 운영 비용, 및 낮은 유지 비용이 들어간다. 또한, LED(114)는 긴 수명을 갖는다. 또한, 프로세스 챔버(104) 내에 LED(114)가 있어서, LED(114)는 비싸고 복잡한 방사선 가이드에 의존하지 않는다. 또한, LED(114)는 거의 즉시 온 상태와 오프 상태로 변경될 수 있어서, LED(114)는 비싸고 복잡한 셔터에 의존하지 않는다. 또한, LED(114)는 기존의 에지 노광 툴들에 최소 비용으로 레트로핏될 수 있다.
일부 실시예들에서, 에지 노광을 수행하기 위한 프로세스는 에지 노광 툴(102)의 프로세스 챔버(104) 내에서 워크피스(110)를 에지 노광 툴(102)의 워크피스 테이블(106) 상에 정렬시키는 것을 포함한다. 워크피스 테이블(106) 및 워크피스(110)는 워크피스 테이블(106)의 중심축(C)을 중심으로 회전되고, LED(114)는 프로세스 챔버(104) 내에서 에지 부분(112e)으로 이동된다. 그 후, 워크피스(110)가 회전하는 동안, LED(114)는 에지 부분(112e)을 방사선(116)에 노광시키고 광감성층(112)의 나머지를 방사선(116)에 노광시키지 않는다. 그러한 노광은 에지 부분(112e)이 전체적으로 노광될 때까지 지속된다. 일부 실시예들에서, LED(114)는 에지 노광 동안 지속적으로 온이다. 일부 실시예들에서, LED(114)의 온/오프 상태는 노광 동안 펄스 폭 변조된다. LED(114)의 온/오프 상태의 펄스 폭 변조는 LED(114)의 온도를 낮게 유지하여 지속적인 온 노광에 비해 LED(114)의 수명을 향상시킨다. 일부 실시예들에서, LED(114)의 강도가 에지 노광 동안 제한된다. LED(114)의 강도를 제한하는 것은 LED(114)의 온도를 감소시키고, 이는 풀 강도 노광에 비해 LED(114)의 수명을 향상시킨다. 일부 실시예들에서, 노광되는 광감성 재료의 유형에 따라 LED(114)의 강도가 변동된다. 노광되는 광감성 재료 유형에 따라 LED(114)의 강도를 변동시킴으로써, LED(114)의 수명이 향상될 수 있다.
또한, 도 10a 및 도 10b의 도면들(1000A, 1000B)에 의해 예시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 도 1, 도 5a, 도 5b, 및 도 6 내지 도 8 중 임의의 하나에서의 에지 노광 툴(102)을 사용하여 워크피스(110) 상에 추가 노광이 수행된다. 추가 노광은 워크피스(110)를 에지 노광 동안의 위치로부터 이동시키지 않고 인시츄(in situ)로 수행된다. 추가 노광은, 중앙 부분(112c)을 방사선(116)에 노광시키지 않고 광감성층(112)의 정렬 마크 부분들(112am) 및/또는 광감성층(112)의 워크피스 아이디 부분(112id)을 LED(114)로부터의 방사선(116)에 노광시킨다. 에지 노광처럼, 추가 노광은 광감성층(112)의 하나 이상의 노광된 부분[예를 들어, 정렬 마크 부분들(112am)]을 화학적으로 개질시키지만 광감성층(112)의 하나 이상의 노광되지 않은 부분[예를 들어, 중앙 부분(112c)]을 화학적으로 개질시키지 않고, 이에 의해, 노광되지 않은 부분(들)을 제거하지 않고 노광된 부분(들)이 화학 현상제에 의해 제거되도록 한다.
일부 실시예들에서, 추가 노광을 수행하기 위한 프로세스는 프로세스 챔버(104) 내에서 LED(114)를 방사선(116)에 노광될 광감성층(112)의 각각의 부분[예를 들어, 워크피스 아이디 부분(112id)]으로 이동시키는 것을 포함한다. 방사선(116)에 노광될 광감성층(112)의 각각의 부분에서, LED(114)는 이 부분을 방사선(116)에 노광시키고 광감성층(112)의 나머지를 노광시키지 않는다. 일부 실시예들에서, 워크피스(110)가 정지된 상태에서(회전하지 않음) 노광이 수행된다. 다른 실시예들에서, 워크피스(110)가 중심축(C)을 중심으로 회전하고 있는 동안 노광이 수행된다. 그러한 실시예들에서, 노광은 워크피스(110)의 노치(110n)를 기준 포인트로서 사용하여 워크피스(110)의 회전과 타이밍이 맞추어져, 워크피스(110)의 원하는 부분만이 방사선(116)에 노광된다. 일부 실시예들에서, LED(114)는 에지 노광 동안과 동일한 방식으로 LED 드라이버(120)에 의해 구동된다.
도 11a 및 도 11b의 도면들(1100A, 1100B)에 의해 예시된 바와 같이, 광감성층(112)의 에지 부분(112e)(도 10a 및 도 10b를 보라)이 워크피스(110)로부터 제거되는 한편, 광감성층(112)의 중앙 부분(112c)을 남긴다. 이는 결국, 워크피스(110)의 에지를 따라 타겟층(110t)을 드러낸다. 도 10a 및 도 10b의 추가 노광이 수행되는 실시예들에서, 광감성층(112)의 정렬 마크 부분들(112am)(도 10a 및 도 10b를 보라) 및/또는 광감성층(112)의 워크피스 아이디 부분(112id)(도 10a 및 도 10b를 보라)이 또한 제거된다. 정렬 마크 부분들(112am)을 제거하는 것은 워크피스(110)의 정렬 마크들(402)을 드러낸다. 워크피스 아이디 부분(112id)을 제거하는 것은 워크피스(110)의 ID(404)를 드러낸다.
일부 실시예들에서, 현상제 툴(1102)을 사용하여 제거가 수행된다. 일부 실시예들에서, 제거를 수행하기 위한 프로세스는, 현상제 툴(1102)의 프로세스 챔버(1104) 내에서 워크피스(110)를 현상제 툴(1102)의 워크피스 테이블(1106) 상에 정렬시키는 것을 포함한다. 일부 실시예들에서, 워크피스(110)의 노치(110n)가 워크피스 테이블(1106)에의 워크피스(110)의 정렬을 용이하게 한다. 워크피스 테이블(1106) 및 워크피스(110)는 이어서, 워크피스 테이블(1106)의 중심축(C’’)을 중심으로 회전된다. 또한, 워크피스(110)가 회전되는 동안, 중심축(C’’)에 있거나 중심축(C’’) 근방에 있는 워크피스(110) 상에 액체 형태의 화학 현상제(1108)가 퇴적된다. 화학 현상제(1108)는, 예를 들어 현상제 소스(1110)로부터 노즐(1112)을 통해 워크피스(110)에 제공될 수 있다. 워크피스(110)가 회전하고 있기 때문에, 원심력이 화학 현상제(1108)를 워크피스(110)의 에지로 외측으로 이동시킨다. 화학 현상제(1108)는 도 10a 및 도 10b의 방사선(116)에 노광된 광감성층(112)의 하나 이상의 부분과 반응하여, 광감성층(112)의 부분(들)을 제거한다.
도 12a 및 도 12b의 도면들(1200A, 1200B)에 의해 예시된 바와 같이, 광감성층(112)이 패터닝된 방사선(1202)에 노광된다. 패터닝된 방사선(1202)이 충돌한 광감성층(112)의 패턴 부분들(112p)이 화학적 개질을 겪는 반면, 광감성층(112)의 나머지는 개질되지 않은 채로 남아있고, 이에 의해, 패터닝된 방사선(1202)의 패턴을 광감성층(112)에 전사한다. 일부 실시예들에서, 워크피스(110)는 복수의 다이(die) 영역들(110d)을 포함하고, 광감성층(112)은 다이 영역들(110d) 각각에서 패터닝된 방사선(1202)에 개별적으로 노광된다.
일부 실시예들에서, 포토리소그래피 노광 툴(1204)에 의해 노광이 수행된다. 포토리소그래피 노광 툴(1204)은, 예를 들어 스캐너 및/또는 스테퍼(stepper)일 수 있다. 일부 실시예들에서, 노광을 수행하기 위한 프로세스는, 포토리소그래피 노광 툴(1204)의 프로세스 챔버(1206) 내에서 워크피스(110)를 포토리소그래피 노광 툴(1204)의 워크피스 테이블(1208) 상에 정렬시키는 것을 포함한다. 이어서 패터닝되지 않은 방사선(1210)이 방사선 소스(1212)에 의해 생성되고 포토마스트 또는 포토레티클(1214)에 통과된다. 포토마스크 또는 포토레티클(1214)은 패터닝되지 않은 방사선(1210)에 패턴을 부여하여 패터닝된 방사선(1202)을 생성한다. 패터닝된 방사선(1202)은 광감성층(112)에 충돌하여 광감성층(112)에 패턴을 전사한다. 일부 실시예들에서, 워크피스 테이블(1208) 및/또는 포토마스크 또는 포토레티클(1214)은, 패터닝된 방사선(1202)이 광감성층(112)에 충돌하는 위치를 변경시키기 위해, 서로에 대해 측방으로 이동한다.
도 13a 및 도 13b의 도면들(1300A, 1300B)에 의해 예시된 바와 같이, 광감성층(112)의 패턴 부분들(112p)(도 12a 및 도 12b를 보라)이 워크피스(110)로부터 제거되는 한편, 광감성층(112)의 나머지를 남긴다. 제거는 결국 타겟층(110t)의 일부를 드러낸다. 예를 들어, 워크피스(110)가 다이 영역들(110d)을 포함하는 실시예들에서, 제거는 다이 영역들(110d)을 부분적으로 드러낸다.
일부 실시예들에서, 현상제 툴(1102)을 사용하여 제거가 수행된다. 일부 실시예들에서, 제거를 수행하기 위한 프로세스는, 현상제 툴(1102)의 프로세스 챔버(1104) 내에서 워크피스(110)를 현상제 툴(1102)의 워크피스 테이블(1106) 상에 정렬시키는 것을 포함한다. 워크피스 테이블(1106) 및 워크피스(110)는 이어서, 워크피스 테이블(1106)의 중심축(C’’)을 중심으로 회전된다. 또한, 워크피스(110)가 회전되는 동안, 중심축(C’’)에 있거나 중심축(C’’) 근방에 있는 워크피스(110) 상에 화학 현상제(1108)가 퇴적된다. 워크피스(110)가 회전하고 있기 때문에, 원심력이 화학 현상제(1108)를 워크피스(110)의 에지로 외측으로 이동시킨다. 화학 현상제(1108)는 도 12a 및 도 12b의 패터닝된 방사선(1202)에 노광된 광감성층(112)의 패턴 부분들(112p)과 반응하여, 패턴 부분들(112p)을 제거한다.
도 14a 및 도 14b의 도면들(1400A, 1400B)에 의해 예시된 바와 같이, 에칭은 광감성층(112)이 제위치에 있는 상태에서 워크피스(110)의 타겟층(110t)에 수행된다. 에칭 동안, 광감성층(112)이 마스크로서 역할하여, 광감성층(112)의 패턴이 타겟층(110t)에 전사된다. 일부 실시예들에서, 에칭의 에천트는 타겟층(110t)에 대해 제 1 에칭 레이트(rate) 및 광감성층(112)에 대해 제 2 에칭 레이트를 갖고, 제 1 에칭 레이트는 제 2 에칭 레이트보다 실질적으로 더 크다. 제 1 에칭 레이트와 제 2 에칭 레이트간의 차이로 인해, 광감성층(112)은 에칭 동안 최소한으로 에칭된다. 일부 실시예들에서, 워크피스(110)의 기판(110s)은 에칭에 대한 에칭 저지부로서 역할한다. 예를 들어, 에칭을 위해 사용되는 에천트는 타겟층(110t)에 대해 제 1 에칭 레이트 및 기판(110s)에 대해 제 3 에칭 레이트를 가질 수 있고, 제 1 에칭 레이트는 제 3 에칭 레이트보다 실질적으로 더 크다. 제 1 에칭 레이트와 제 3 에칭 레이트간의 차이로 인해, 기판(110s)은 에칭 동안 최소한으로 에칭된다. 위에서 사용된 바와 같은, “실질적으로 더 크다”는 예를 들어 적어도 한 자릿수 더 클 수 있거나, 또는 예를 들어 약 5배 내지 50배 더 크거나, 약 5배 내지 20배 더 크거나, 또는 약 20배 내지 50배 더 클 수 있다.
일부 실시예들에서, 에칭 툴(1402)을 사용하여 에칭이 수행된다. 에칭 툴(1402)은, 예를 들어 플라즈마 에칭 툴, 습식 에칭 툴, 또는 일부 다른 적절한 에칭 툴일 수 있다. 일부 실시예들에서, 에칭을 수행하기 위한 프로세스는, 에칭 툴(1402)의 프로세스 챔버(1404) 내에서 워크피스(110)를 에칭 툴(1402)의 워크피스 테이블(1406) 상에 정렬시키는 것을 포함한다. 또한, 플라즈마 소스(1410)에 의해 플라즈마(1408)가 생성되고 광감성층(112)이 제위치에 있는 상태에서 워크피스(110)에 인가된다.
도 15a 및 도 15b의 도면들(1500A, 1500B)에 의해 예시된 바와 같이, 광감성층(112)이 제거된다. 일부 실시예들에서, 제거는 플라즈마 애싱(ashing) 툴(1502) 내에서 플라즈마 애싱에 의해 수행된다. 일부 실시예들에서, 플라즈마 애싱을 수행하기 위한 프로세스는, 플라즈마 애싱 툴(1502)의 프로세스 챔버(1504) 내에서 워크피스(110)를 플라즈마 애싱 툴(1502)의 워크피스 테이블(1506) 상에 정렬시키는 것을 포함한다. 또한, 플라즈마 소스(1510)에 의해 플라즈마(1508)가 생성되고 광감성층(112)에 인가된다.
도 16을 참조하면, 도 9a 및 도 9b 내지 도 15a 및 도 15b의 방법의 일부 실시예들의 흐름도(1600)가 제공된다.
단계(1602)에서, 워크피스 상에 광감성층이 형성되고, 워크피스는 기판, 및 기판을 커버하는 타겟층을 포함한다. 예를 들어, 도 9a 및 도 9b를 보라.
단계(1604)에서, 광감성층의 에지 부분이 방사선에 노광되어 에지 부분을 화학적으로 개질시키고, 방사선은 LED에 의해 생성된다. 예를 들어, 도 10a 및 도 10b를 보라. 일부 실시예들에서, 광감성층의 워크피스 아이디 부분 및/또는 광감성층의 정렬 마크 부분들이 또한 방사선에 노광되어 이 하나 이상의 부분을 화학적으로 개질시킨다. 에지 노광을 위해 LED를 사용함으로써 비용이 낮다. 예를 들어, LED는 낮은 획득 비용, 낮은 운영 비용, 및 낮은 유지 비용이 들어간다. 또한, LED는 긴 수명을 갖고, 기존의 에지 노광 툴들에 최소 비용으로 레트로핏될 수 있다.
단계(1606)에서, 광감성층의 에지 부분을 제거하기 위해 광감성층에 화학 현상제가 도포된다. 예를 들어, 도 11a 및 도 11b를 보라.
단계(1608)에서, 광감성층이 패터닝된 방사선에 노광되고, 패터닝된 방사선이 충돌하는 광감성층의 패턴 부분들은 화학적 개질을 겪는다. 예를 들어, 도 12a 및 도 12b를 보라.
단계(1610)에서, 광감성층의 패턴 부분들을 제거하기 위해 광감성층에 화학 현상제가 도포된다. 예를 들어, 도 13a 및 도 13b를 보라.
단계(1612)에서, 광감성층이 제위치에 있는 상태에서 타겟층에 에칭이 수행되어 광감성층의 패턴을 타겟층에 전사한다. 예를 들어, 도 14a 및 도 14b를 보라.
단계(1614)에서, 플라즈마 애싱이 수행되어 광감성층을 제거한다. 예를 들어, 도 15a 및 도 15b를 보라.
도 16의 흐름도(1600)가 일련의 동작들 또는 이벤트들로서 본원에서 예시되고 설명되지만, 그러한 동작들 또는 이벤트들의 예시되는 순서가 한정적인 의미로 해석되어서는 안된다는 점이 이해될 것이다. 예를 들어, 일부 동작은 본원에서 예시되고/되거나 설명되는 것으로부터 벗어나 상이한 순서로 그리고/또는 다른 동작 또는 이벤트와 동시적으로 발생할 수 있다. 또한, 설명의 하나 이상의 양태 또는 실시예를 구현하는데 본원에 예시된 동작들이 모두 요구되지 않을 수 있고, 본원에 도시된 동작들 중 하나 이상은 하나 이상의 별개의 동작 및/또는 단계로 수행될 수 있다.
일부 실시예들에서, 도 16의 단계(1604)에서의 노광은 광감성층에 의해 각각 커버되는 상이한 워크피스들에 대해 여러번 반복될 수 있다. 예를 들어, 도 16의 방법이 상이한 워크피스들에 대해 여러번 반복될 수 있어서, 단계(1604)에서의 노광이 상이한 워크피스들에 대해 여러번 반복될 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 노광 강도는 광감성층의 광감성 재료에 따라 변동될 수 있다. 에지 노광은, 예를 들어 도 1, 도 5a, 도 5b, 및 도 6 내지 도 8 중 임의의 하나에서의 에지 노광 툴(102) 내에서 수행될 수 있다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 일련의 단면도들(1700, 1800)은 제 1 워크피스(110’) 및 제 2 워크피스(110’’) 상에 각각 에지 노광을 수행하는 에지 노광 툴(102)을 예시한다. 제 1 워크피스(110’)는 제 1 광감성층(112’)에 의해 커버되고, 일부 실시예들에서 제 1 기판(110s’), 및 제 1 기판(110s’)을 커버하는 제 1 타겟층(110t’)을 포함한다. 제 2 워크피스(110’’)는 제 2 광감성층(112’’)에 의해 커버되고, 일부 실시예들에서 제 2 기판(110s’’), 및 제 2 기판(110s’’)을 커버하는 제 2 타겟층(110t’’)을 포함한다. 제 1 및 제 2 기판들(110s’, 110s’’)은 각각 예를 들어, 설명된 도 9a 및 도 9b의 기판(110s)과 같을 수 있고, 제 1 및 제 2 타겟층들(110t’, 110t’’)은 각각 예를 들어, 설명된 도 9a 및 도 9b의 타겟층(110t)과 같을 수 있다.
제 1 및 제 2 광감성층들(112’, 112’)은, 각각이 상이한 노광 강도를 갖는 상이한 광감성 재료들을 포함한다. 예를 들어, 제 1 광감성층(112’)은 제 1 노광 강도(X)를 갖는 제 1 광감성 재료를 포함할 수 있는 반면, 제 2 광감성층(112’’)은 제 1 노광 강도(X)와는 상이한 제 2 노광 강도(Y)를 갖는 제 2 광감성 재료를 포함할 수 있다. 노광 강도들(X, Y)은 각각 예를 들어, 0 내지 100 사이의 정수값들일 수 있다. 에지 노광 동안, 컨트롤러(122)는 예를 들어, 광감성 재료에 의한 색인 테이블(122lt) 내의 제 1 및 제 2 노광 강도들(X, Y)을 색인할 수 있고, 색인한 노광 강도를 달성하기 위해 LED(114)를 구동하도록 LED 드라이버(120)를 세팅할 수 있다. 일부 실시예들에서, 에지 노광의 다른 파라미터들이 포토레지스트 재료에 의해 추가적으로 그리고/또는 대안적으로 변동될 수 있다. 예를 들어, LED(114)의 온/오프 상태가 펄스 폭 변조되는 경우, 포토레지스트 재료에 의해 듀티 사이클이 변동될 수 있다.
도 19를 참조하면, 도 17 및 도 18에서의 LED 기반 에지 노광을 수행하기 위한 방법의 일부 실시예들의 흐름도가 제공된다. 방법은, 예를 들어 도 16의 단계(1604)에서 수행될 수 있다.
단계(1902)에서, 광감성층에 의해 커버되는 워크피스가 수용된다. 예를 들어, 도 17을 보라.
단계(1904)에서, 광감성층의 광감성 재료가 결정된다. 예를 들어, 도 17을 보라. 광감성 재료는, 예를 들어 워크피스의 식별자를 사용하는 프로세스 제어 시스템으로부터 자동으로 결정될 수 있다. 프로세스 제어 시스템은, 예를 들어 반도체 제조 시설에서의 IC들의 제조를 조정할 수 있다.
단계(1906)에서, 결정된 광감성 재료에 대한 노광 강도가 결정된다. 예를 들어, 도 17을 보라. 일부 실시예들에서, 노광 강도는, 결정된 광감성 재료에 의한 색인 테이블 내의 노광 강도를 색인함으로써 자동으로 결정된다.
단계(1908)에서, 광감성층의 에지 부분이 방사선에 노광되어 에지 부분을 화학적으로 개질시키고, 방사선은 결정된 노광 강도로 LED에 의해 생성된다. 예를 들어, 도 17을 보라.
단계(1910)에서, 다른 광감성층에 의해 커버되는 다른 워크피스에 대해 단계(1902 내지 1908)에서의 액트들이 반복되고, 다른 광감성층은 이 광감성층과는 상이한 노광 강도를 갖는다. 예를 들어, 도 18을 보라.
광감성 재료에 기반하여 LED의 노광 강도를 변동시킴으로써, LED의 수명이 향상될 수 있다. 일부 광감성 재료들은 다른 광감성 재료들에 비해 높은 노광 강도들을 갖는다. 높은 노광 강도로 LED를 동작시키는 것은, LED가 높은 온도에서 동작되게 하고, 이는 LED가 낮은 노광 강도 따라서 낮은 온도에서 동작할 때보다 빠르게 LED의 수명을 감소시킨다. 또한, 광감성 재료에 기반하여 LED의 강도를 변동시키지 않으면, LED는 가능한 광감성 재료들 각각이 충분히 조사되는 것을 보장하기 위해 가능한 광감성 재료들에 대해 가장 높은 노광 강도로 동작한다. 이는 조사되는 광감성 재료가 실제로 그러한 높은 노광 강도에 의존하는지의 여부와 관계없다. 따라서, 낮은 노광 강도를 갖는 광감성 재료들에 대해 LED의 수명이 불필요하게 감소된다. 또한, 광감성 재료에 기반하여 LED의 강도를 변동시키는 것은 LED의 수명을 향상시킬 수 있다.
도 19의 흐름도(1900)가 일련의 동작들 또는 이벤트들로서 본원에서 예시되고 설명되지만, 그러한 동작들 또는 이벤트들의 예시되는 순서가 한정적인 의미로 해석되어서는 안된다는 점이 이해될 것이다. 예를 들어, 일부 동작은 본원에서 예시되고/되거나 설명되는 것으로부터 벗어나 상이한 순서로 그리고/또는 다른 동작 또는 이벤트와 동시적으로 발생할 수 있다. 또한, 설명의 하나 이상의 양태 또는 실시예를 구현하는데 본원에 예시된 동작들이 모두 요구되지 않을 수 있고, 본원에 도시된 동작들 중 하나 이상은 하나 이상의 별개의 동작 및/또는 단계로 수행될 수 있다.
일부 실시예들에서, 에지 노광을 위한 방법은: 광감성층에 의해 커버되는 워크피스를 수용하는 단계; 및 LED에 의해 생성되는 방사선에 광감성층의 에지 부분을 노광시키지만 광감성층의 중앙 부분을 노광시키지 않는 노광 단계로서, 상기 광감성층의 에지 부분은 워크피스의 에지를 따라 폐쇄 경로로 연장되어 광감성층의 중앙 부분을 에워싸는 것인, 노광 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 방법은 광감성층의 중앙 부분을 제거하지 않고 광감성층의 에지 부분을 제거하도록 광감성층에 화학 현상제를 도포하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 방법은 노광 단계 동안 워크피스를 회전시키는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 방사선은 UV 방사선을 포함한다. 일부 실시예들에서, 노광 단계는 LED를 온 상태와 오프 상태로 교대로 변경하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 노광 단계는, 광감성층의 광감성 재료를 결정하는 단계; 결정된 광감성 재료에 대한 노광 강도를 결정하는 단계; 및 LED의 강도를 결정된 노광 강도로 세팅하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 광감성층의 에지 부분은 링 형상 상부 레이아웃을 갖고, 광감성층의 중앙 부분은 원 형상 상부 레이아웃을 갖는다. 일부 실시예들에서, 방법은 에지 부분의 노광 동안 워크피스를 자신의 위치로부터 이동시키지 않고 그리고 광감성층의 중앙 부분을 노광시키지 않고, 방사선에 광감성층의 워크피스 아이디 부분을 노광시키는 단계를 더 포함하고, 광감성층의 워크피스 아이디 부분은 광감성층의 중앙 부분에 의해 둘러싸인다. 일부 실시예들에서, 방법은 에지 부분의 노광 동안 워크피스를 자신의 위치로부터 이동시키지 않고 그리고 광감성층의 중앙 부분을 노광시키지 않고, 방사선에 광감성층의 정렬 마크 부분을 노광시키는 단계를 더 포함하고, 광감성층의 정렬 마크 부분은 광감성층의 중앙 부분에 의해 둘러싸인다.
일부 실시예들에서, 에지 노광 툴은, 프로세스 챔버; 프로세스 챔버 - 프로세스 챔버는 광감성층에 의해 커버되는 워크피스를 지지하도록 구성됨 - 내의 워크피스 테이블; 프로세스 챔버 내의 발광 LED - LED는 워크피스를 향해 방사선을 방출하도록 구성됨 - ; 및 LED에 의해 방출되는 방사선에 광감성층의 에지 부분을 노광시키지만 광감성층의 중앙 부분을 노광시키지 않도록 LED를 제어하기 위해 구성되는 컨트롤러로서, 광감성층의 에지 부분은 워크피스의 에지를 따라 폐쇄 경로로 연장되어 광감성층의 중앙 부분을 에워싸는 것인, 컨트롤러를 포함한다. 일부 실시예들에서, 방사선은 UV 방사선을 포함한다. 일부 실시예들에서, 에지 노광 툴은 LED를 워크피스 테이블 위에 지지하는 기계적 암을 더 포함하고, 기계적 암은 LED를 워크피스 위에서 이동시키도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 에지 노광 툴은 컨트롤러와 LED 사이에 전기적으로 커플링되는 LED 드라이버를 더 포함하고, LED 드라이버는 LED에 전압을 인가하고 컨트롤러로부터의 명령들에 응답하여 LED를 통하는 전류의 흐름을 조절하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 에지 노광 툴은 LED 아래에 있는 이미지 센서를 더 포함하고, 이미지 센서는 LED의 강도를 측정하도록 구성되며, LED 드라이버는 측정된 강도에 기반하여 전류의 흐름을 조절하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 에지 노광 툴은 프로세스 챔버 내의 LED 하우징 - LED 하우징 내에 LED가 있음 - ; 및 LED 하우징 내의 온도 센서 - 온도 센서는 LED의 온도를 측정하도록 구성되고, LED 드라이버는 측정된 온도에 기반하여 전류의 흐름을 조절하도록 구성됨 - 를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 컨트롤러는 노광 컨트롤러 및 LED 컨트롤러를 포함하고, LED 컨트롤러는 램프를 시뮬레이팅하고 램프에 대한 노광 컨트롤러로부터 수신되는 명령들을 LED에 대한 명령들로 변환하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 에지 노광을 위한 방법은, 프로세스 챔버 내에 웨이퍼 - 웨이퍼는 광감성층에 의해 커버됨 - 를 정렬시키는 단계; LED에 의해 생성되는 UV 방사선에 광감성층의 에지 부분을 노광시키지만 광감성층의 중앙 부분을 노광시키지 않는 노광 단계로서, UV 방사선은 광감성층의 에지 부분을 화학적으로 개질시키고, 광감성층의 에지 부분은 웨이퍼의 에지를 따라 폐쇄 경로로 연장되어 광감성층의 중앙 부분을 에워싸며, LED는 프로세스 챔버 내에 있는 것인, 노광 단계; 및 노광 단계 동안 웨이퍼를 회전시키는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 노광 단계는, LED를 온 상태와 오프 상태로 교대로 변경하는 단계; 광감성층의 광감성 재료를 결정하는 단계; 결정된 광감성 재료에 대한 노광 강도를 결정하는 단계; 및 LED의 강도를 결정된 노광 강도로 세팅하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 노광 강도를 결정하는 단계는 결정된 광감성 재료에 의해 색인 테이블 내에 노광 강도를 색인하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 방법은 광감성층의 중앙 부분을 제거하지 않고 광감성층의 에지 부분을 제거하도록 광감성층에 화학 현상제를 도포하는 단계를 더 포함한다.
상술한 것은 당업자가 본 개시의 양태들을 더 잘 이해할 수 있도록 일부 실시예들의 특징들의 개요를 서술한 것이다. 당업자는, 본원에 소개되는 실시예와 동일한 목적을 실행하거나 및/또는 동일한 장점을 달성하도록, 다른 프로세스 및 구조를 설계하거나 또는 변경하기 위한 기반으로서, 그들이 본 개시를 쉽게 사용할 수 있다는 것을 인식해야 한다. 당업자는, 그러한 균등한 구성이 본 개시의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않는다는 점과, 본 개시의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 본원의 다양한 변경, 대체, 및 개조를 행할 수 있다는 점을 또한 자각해야 한다.
실시예들
실시예 1. 에지 노광을 위한 방법에 있어서,
광감성층(photosensitive layer)에 의해 커버되는 워크피스를 수용하는 단계; 및
발광 다이오드(light emitting diode; LED)에 의해 생성되는 방사선에 상기 광감성층의 에지 부분을 노광시키지만 상기 광감성층의 중앙 부분을 노광시키지 않는 노광 단계로서, 상기 광감성층의 에지 부분은 상기 워크피스의 에지를 따라 폐쇄 경로로 연장되어 상기 광감성층의 중앙 부분을 에워싸는 것인, 상기 노광 단계를 포함하는, 방법.
실시예 2. 실시예 1에 있어서,
상기 광감성층의 중앙 부분을 제거하지 않고 상기 광감성층의 에지 부분을 제거하도록 상기 광감성층에 화학 현상제(chemical developer)를 도포하는 단계를 더 포함하는, 방법.
실시예 3. 실시예 1에 있어서,
상기 노광 단계 동안 상기 워크피스를 회전시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
실시예 4. 실시예 1에 있어서, 상기 방사선은 자외(ultraviolet; UV) 방사선을 포함하는 것인, 방법.
실시예 5. 실시예 1에 있어서, 상기 노광 단계는 상기 LED를 온 상태와 오프 상태로 교대로 변경하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
실시예 6. 실시예 1에 있어서, 상기 노광 단계는,
상기 광감성층의 광감성 재료를 결정하는 단계;
상기 결정된 광감성 재료에 대한 노광 강도(intensity)를 결정하는 단계; 및
상기 LED의 강도를 상기 결정된 노광 강도로 세팅하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
실시예 7. 실시예 1에 있어서, 상기 광감성층의 에지 부분은 링 형상 상부 레이아웃을 갖고, 상기 광감성층의 중앙 부분은 원 형상 상부 레이아웃을 갖는 것인, 방법.
실시예 8. 실시예 1에 있어서,
상기 에지 부분의 노광 동안 상기 워크피스를 자신의 위치로부터 이동시키지 않고 그리고 상기 광감성층의 중앙 부분을 노광시키지 않고, 상기 방사선에 상기 광감성층의 워크피스 아이디(workpiece-id) 부분을 노광시키는 단계를 더 포함하고, 상기 광감성층의 워크피스 아이디 부분은 상기 광감성층의 중앙 부분에 의해 둘러싸이는 것인, 방법.
실시예 9. 실시예 1에 있어서,
상기 에지 부분의 노광 동안 상기 워크피스를 자신의 위치로부터 이동시키지 않고 그리고 상기 광감성층의 중앙 부분을 노광시키지 않고, 상기 방사선에 상기 광감성층의 정렬 마크(alignment-mark) 부분을 노광시키는 단계를 더 포함하고, 상기 광감성층의 정렬 마크 부분은 상기 광감성층의 중앙 부분에 의해 둘러싸이는 것인, 방법.
실시예 10. 에지 노광 툴에 있어서,
프로세스 챔버;
상기 프로세스 챔버 - 상기 프로세스 챔버는 광감성층에 의해 커버되는 워크피스를 지지하도록 구성됨 - 내의 워크피스 테이블;
상기 프로세스 챔버 내의 발광 다이오드(LED) - 상기 LED는 상기 워크피스를 향해 방사선을 방출하도록 구성됨 - ; 및
상기 LED에 의해 방출되는 방사선에 상기 광감성층의 에지 부분을 노광시키지만 상기 광감성층의 중앙 부분을 노광시키지 않도록 상기 LED를 제어하기 위해 구성되는 컨트롤러로서, 상기 광감성층의 에지 부분은 상기 워크피스의 에지를 따라 폐쇄 경로로 연장되어 상기 광감성층의 중앙 부분을 에워싸는 것인, 상기 컨트롤러를 포함하는, 에지 노광 툴.
실시예 11. 실시예 10에 있어서, 상기 방사선은 자외(UV) 방사선을 포함하는 것인, 에지 노광 툴.
실시예 12. 실시예 10에 있어서,
상기 LED를 상기 워크피스 테이블 위에 지지하는 기계적 암을 더 포함하고, 상기 기계적 암은 상기 LED를 상기 워크피스 위에서 이동시키도록 구성되는 것인, 에지 노광 툴.
실시예 13. 실시예 10에 있어서,
상기 컨트롤러와 상기 LED 사이에 전기적으로 커플링되는 LED 드라이버를 더 포함하고, 상기 LED 드라이버는 상기 LED에 전압을 인가하고 상기 컨트롤러로부터의 명령들에 응답하여 상기 LED를 통하는 전류의 흐름을 조절하도록 구성되는 것인, 에지 노광 툴.
실시예 14. 실시예 13에 있어서,
상기 LED 아래에 있는 이미지 센서를 더 포함하고, 상기 이미지 센서는 상기 LED의 강도를 측정하도록 구성되며, 상기 LED 드라이버는 상기 측정된 강도에 기반하여 전류의 흐름을 조절하도록 구성되는 것인, 에지 노광 툴.
실시예 15. 실시예 13에 있어서,
상기 프로세스 챔버 내의 LED 하우징 - 상기 LED 하우징 내에 상기 LED가 있음 - ; 및
상기 LED 하우징 내의 온도 센서 - 상기 온도 센서는 상기 LED의 온도를 측정하도록 구성되고, 상기 LED 드라이버는 상기 측정된 온도에 기반하여 전류의 흐름을 조절하도록 구성됨 - 를 더 포함하는, 에지 노광 툴.
실시예 16. 실시예 10에 있어서, 상기 컨트롤러는 노광 컨트롤러 및 LED 컨트롤러를 포함하고, 상기 LED 컨트롤러는 램프를 시뮬레이팅하고 상기 램프에 대한 상기 노광 컨트롤러로부터 수신되는 명령들을 상기 LED에 대한 명령들로 변환하도록 구성되는 것인, 에지 노광 툴.
실시예 17. 에지 노광을 위한 방법에 있어서,
프로세스 챔버 내에 웨이퍼 - 상기 웨이퍼는 광감성층에 의해 커버됨 - 를 정렬시키는 단계;
발광 다이오드(LED)에 의해 생성되는 자외(UV) 방사선에 상기 광감성층의 에지 부분을 노광시키지만 상기 광감성층의 중앙 부분을 노광시키지 않는 노광 단계로서, 상기 UV 방사선은 상기 광감성층의 에지 부분을 화학적으로 개질시키고, 상기 광감성층의 에지 부분은 상기 웨이퍼의 에지를 따라 폐쇄 경로로 연장되어 상기 광감성층의 중앙 부분을 에워싸며, 상기 LED는 상기 프로세스 챔버 내에 있는 것인, 상기 노광 단계; 및
상기 노광 단계 동안 상기 웨이퍼를 회전시키는 단계를 포함하는, 방법.
실시예 18. 실시예 17에 있어서, 상기 노광 단계는,
상기 LED를 온 상태와 오프 상태로 교대로 변경하는 단계;
상기 광감성층의 광감성 재료를 결정하는 단계;
상기 결정된 광감성 재료에 대한 노광 강도를 결정하는 단계; 및
상기 LED의 강도를 상기 결정된 노광 강도로 세팅하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
실시예 19. 실시예 18에 있어서, 상기 노광 강도를 결정하는 단계는 상기 결정된 광감성 재료에 의해 색인(lookup) 테이블 내에 상기 노광 강도를 색인하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
실시예 20. 실시예 18에 있어서,
상기 광감성층의 중앙 부분을 제거하지 않고 상기 광감성층의 에지 부분을 제거하도록 상기 광감성층에 화학 현상제를 도포하는 단계를 더 포함하는, 방법.

Claims (10)

  1. 에지 노광을 위한 방법에 있어서,
    광감성층(photosensitive layer)에 의해 커버되는 워크피스를 수용하는 단계;
    발광 다이오드(light emitting diode; LED)에 의해 생성되는 방사선에 상기 광감성층의 에지 부분을 노광시키지만 상기 광감성층의 중앙 부분을 노광시키지 않는 단계로서, 상기 광감성층의 에지 부분은 상기 워크피스의 에지를 따라 폐쇄 경로로 연장되어 상기 광감성층의 중앙 부분을 에워싸는 것인, 상기 광감성층의 에지 부분을 노광시키는 단계; 및
    상기 방사선에 상기 광감성층의 중앙 부분을 노광시키지 않으면서 상기 광감성층의 워크피스 아이디 부분을 노광시키는 단계로서, 상기 광감성층의 워크피스 아이디 부분은 상기 광감성층의 중앙 부분에 의해 둘러싸이고, 상기 워크피스는 상기 에지 부분을 노광시키는 동안에 상기 워크피스 아이디 부분을 노광시키는 동안의 위치와 동일한 위치에 있는 것인, 상기 광감성층의 워크피스 아이디 부분을 노광시키는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광감성층의 중앙 부분을 제거하지 않고 상기 광감성층의 에지 부분을 제거하도록 상기 광감성층에 화학 현상제(chemical developer)를 도포하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 에지 부분을 노광시키는 동안에 상기 워크피스를 회전시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  4. 에지 노광 툴에 있어서,
    프로세스 챔버;
    상기 프로세스 챔버 - 상기 프로세스 챔버는 광감성층에 의해 커버되는 워크피스를 지지하도록 구성됨 - 내의 워크피스 테이블;
    상기 프로세스 챔버 내의 발광 다이오드(LED) - 상기 LED는 상기 워크피스를 향해 방사선을 방출하도록 구성됨 - ; 및
    상기 LED에 의해 방출되는 방사선에 상기 광감성층의 에지 부분을 노광시키지만 상기 광감성층의 중앙 부분을 노광시키지 않도록 상기 LED를 제어하게 구성되는 컨트롤러로서, 상기 광감성층의 에지 부분은 상기 워크피스의 에지를 따라 폐쇄 경로로 연장되어 상기 광감성층의 중앙 부분을 에워싸는 것인, 상기 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러는 또한, 상기 방사선에 상기 광감성층의 중앙 부분을 노광시키지 않으면서 상기 광감성층의 워크피스 아이디 부분을 노광시키도록 상기 LED를 제어하게 구성되고, 상기 광감성층의 워크피스 아이디 부분은 상기 광감성층의 중앙 부분에 의해 둘러싸이고, 상기 워크피스는 상기 에지 부분을 노광시키는 동안에 상기 워크피스 아이디 부분을 노광시키는 동안의 위치와 동일한 위치에 있는 것인, 에지 노광 툴.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 LED를 상기 워크피스 테이블 위에 지지하는 기계적 암을 더 포함하고, 상기 기계적 암은 상기 LED를 상기 워크피스 위에서 이동시키도록 구성되는 것인, 에지 노광 툴.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 컨트롤러와 상기 LED 사이에 전기적으로 커플링되는 LED 드라이버를 더 포함하고, 상기 LED 드라이버는 상기 LED에 전압을 인가하고 상기 컨트롤러로부터의 명령들에 응답하여 상기 LED를 통하는 전류의 흐름을 조절하도록 구성되는 것인, 에지 노광 툴.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 LED 아래에 있는 이미지 센서를 더 포함하고, 상기 이미지 센서는 상기 LED의 강도를 측정하도록 구성되며, 상기 LED 드라이버는 상기 측정된 강도에 기반하여 전류의 흐름을 조절하도록 구성되는 것인, 에지 노광 툴.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 프로세스 챔버 내의 LED 하우징 - 상기 LED 하우징 내에 상기 LED가 있음 - ; 및
    상기 LED 하우징 내의 온도 센서 - 상기 온도 센서는 상기 LED의 온도를 측정하도록 구성되고, 상기 LED 드라이버는 상기 측정된 온도에 기반하여 전류의 흐름을 조절하도록 구성됨 - 를 더 포함하는, 에지 노광 툴.
  9. 에지 노광을 위한 방법에 있어서,
    프로세스 챔버 내에 웨이퍼 - 상기 웨이퍼는 광감성층에 의해 커버됨 - 를 정렬시키는 단계;
    발광 다이오드(LED)에 의해 생성되는 자외(ultraviolet; UV) 방사선에 상기 광감성층의 에지 부분을 노광시키지만 상기 광감성층의 중앙 부분을 노광시키지 않는 단계로서, 상기 UV 방사선은 상기 광감성층의 에지 부분을 화학적으로 개질시키고, 상기 광감성층의 에지 부분은 상기 웨이퍼의 에지를 따라 폐쇄 경로로 연장되어 상기 광감성층의 중앙 부분을 에워싸며, 상기 LED는 상기 프로세스 챔버 내에 있는 것인, 상기 광감성층의 에지 부분을 노광시키는 단계;
    상기 광감성층의 에지 부분을 노광시키는 동안에 상기 웨이퍼를 회전시키는 단계; 및
    상기 UV 방사선에 상기 광감성층의 중앙 부분을 노광시키지 않으면서 상기 광감성층의 워크피스 아이디 부분을 노광시키는 단계로서, 상기 광감성층의 워크피스 아이디 부분은 상기 광감성층의 중앙 부분에 의해 둘러싸이고, 상기 웨이퍼는 상기 에지 부분을 노광시키는 동안에 상기 워크피스 아이디 부분을 노광시키는 동안의 위치와 동일한 위치에 있는 것인, 상기 광감성층의 워크피스 아이디 부분을 노광시키는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 에지 부분을 노광시키는 단계는,
    듀티 사이클에 따라서 상기 LED를 온 상태와 오프 상태로 교대로 변경하는 단계;
    상기 광감성층의 광감성 재료를 결정하는 단계;
    상기 결정된 광감성 재료에 대한 노광 강도를 결정하는 단계; 및
    상기 듀티 사이클을 변경하지 않고 상기 LED의 강도를 상기 결정된 노광 강도로 세팅하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
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