JP3573626B2 - 半導体装置製造用現像装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置製造用現像装置及びその制御方法に関するもので、より詳しくは現像過程でウェハ上に発生される反応副産物の除去が容易で、容器の洗浄を可能にする半導体装置製造用現像装置及びその制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体装置はフォトリソグラフィー、エッチング、薄膜形成工程など多くの工程を反復的に遂行して製造される。このような工程中、フォトリソグラフィー工程はウェハ上にいくつかのパターンを形成する工程である。
【０００３】
フォトリソグラフィー工程は、大きくウェハ上にフォトレジストを均一に塗布して紫外線などの光を照査する露光と、フォトレジストの種類によって露光時に光を受けるかまたは受けない部分を除去する現像とで区分される。
【０００４】
このような従来のフォトリソグラフィー工程を図１に示す。示すように露光を実施したウェハＷをスピンチャック２上に置くと、スピンチャック２の下端部から供給される真空圧によってウェハＷがスピンチャックによって吸着されて固定される。
【０００５】
続いて、一定量の現像液をウェハＷ上に塗布し、現像液が均等に広がるようにスピンチャック２を低速に２〜３回左右に回転させる。このとき、陽性のフォトレジストは露光された部分が現像液と反応し、陰性のフォトレジストは露光されない部分が現像液と反応して溶解することで、所定のパターンが形成される。
【０００６】
この状態で一定時間経過後、リンス液を噴射して溶解によって生成された反応副産物を洗浄し、リンスが完了すると、スピンチャック２を高速に回転させてウェハＷ表面の水分を遠心力で完全に除去させることで現像工程が完了される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の従来の方式によると、ウェハＷのパターン形成面が上に向いた状態で現像工程が進行され、反応副産物を高速回転による遠心力で除去するので、パターン形成によって形成された谷で遠心力が作用するコーナー部位にある反応副産物ａは完全に除去されない。
従って、除去されない反応副産物ａによって次のエッチング工程で製品不良を誘発するという問題点があった。
【０００８】
本発明の目的は、現像工程で発生された反応副産物を十分に除去し、次の工程進行時、製品不良の発生を抑制することのできる半導体装置製造用現像装置及びその制御方法を提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、容器の洗浄が可能で、容器内に残留する反応副産物を完全に除去することのできる半導体装置製造用現像装置及びその制御方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の半導体装置製造用現像装置によると、上側にウェハが出入りできる開口部が形成され、下側に排水口が形成された現像液を入れることができる容器と、ウェハのパターン形成面が下方に向くように前記ウェハの後面を吸着して前記開口部を通過して前記ウェハを前記容器にローディング及びアンローディングするウェハの移送部と、前記ウェハのパターン形成面を現像液に浸すために、前記容器の底面に一定量の現像液を供給する現像液供給手段と、前記ウェハのパターン形成面にリンス液を噴射するために前記容器にリンス液を供給するリンス液供給手段と、容器に残留する前記現像液とリンス液とを除去するために前記容器に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、容器に残留する前記洗浄液を加圧噴射して除去するために前記容器にガスを供給するガス供給手段とを備える。
【００１１】
本発明の請求項２記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記容器の上部に、上側にウェハが出入りできる大きさの開口部が形成された半透明樹脂材質の容器カバーが設置される。
【００１２】
本発明の請求項３記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記容器は、ウェハを固定するスピンチャックの移動軸線に中心が来るように設置され、前記容器の中心の底面には、前記ウェハのパターン形成面が現像液に浸されるように現像液を溜める凹部が形成される。
本発明の請求項４記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記凹部は、中心部が低い漏斗形状である。
【００１３】
本発明の請求項５記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記容器は、現像液及びリンス液を選択的に排出するように前記凹部に排出ラインと連結された排出口と、前記排出口に流圧で駆動されるバルブとを有し、前記排出口を開閉する。
【００１４】
本発明の請求項６記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記容器は、前記凹部の周りに下方に両面が傾斜した傾斜溝を形成し、前記傾斜溝の底面に排出口を形成して、前記傾斜溝に誘導された現像液及びリンス液を排出口を通じて排出ラインに排出する。
本発明の請求項７記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記排出口は、前記現像液及びリンス液を重力によって自然排出させるように貫通された開放排出口である。
【００１５】
本発明の請求項８記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記ウェハ移送部は、前記容器上に設置されて露光を終えたウェハの底面を固定するスピンチャックと、前記スピンチャックを回転させる駆動モータと、前記スピンチャックを垂直方向に直線移動させてウェハを容器内にローディング及びアンローディングさせる垂直駆動部と、前記スピンチャック及び垂直駆動部を所定角度回転させてウェハのパターン形成面が上側または下側に向くように選択的に反転させる反転駆動部とを備える。
【００１６】
本発明の請求項９記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記スピンチャックは、駆動モータによって回転し内部に真空通路が形成された回転軸と、前記回転軸に固定されてともに回転し、前記回転軸の真空通路と連結されてウェハを真空吸着するための複数個の吸着孔が形成された吸着板と、前記回転軸を回転支持し垂直駆動部に固定されるボスと、前記ボスに固定され吸着板の上部を覆って保護するハウジングとを備える。
【００１７】
本発明の請求項１０記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記スピンチャックは、前記吸着板に真空吸着されたウェハの縁部に不活性ガスを噴出するウェハ汚染防止手段を備える。
【００１８】
本発明の請求項１１記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記ウェハの汚染防止手段は、前記ハウジングと所定の間隔が維持されるようにカバーを設置し、その間隔に下端部のみ開口部されるように所定の空間部を形成し、前記空間部内に不活性ガスを供給するガス供給ラインを設置し、下端部の開口部を通じて不活性ガスを噴出する。
【００１９】
本発明の請求項１２記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記現像液供給手段は、前記ウェハのパターン形成面を現像液に浸し及び前記容器の底面に一定量の現像液を供給するように前記容器の底面に設置された現像液流入管と、現像液供給ラインを通じて前記現像液流入管に連結された現像液貯蔵タンクと、前記現像液貯蔵タンク内の現像液をポンピングして容器内に一定量ずつ供給するポンプとを備える。
【００２０】
本発明の請求項１３記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記リンス液供給手段は、前記ウェハのパターン形成面にリンス液が噴射されるように形成された多数個の噴射口と、前記噴射口にリンス液供給ラインを通じて前記リンス液を供給するリンス液供給源と、前記リンス液供給ラインに設置されて前記リンス液供給ラインを選択的に開閉するバルブと、を備える。
【００２１】
本発明の請求項１４記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記リンス液供給手段は、前記リンス液供給ラインに設置され、前記リンス液供給源からリンス液の供給を受けて前記それぞれの噴射口に同一な噴射圧を提供するマニフォルダを備える。
【００２２】
本発明の請求項１５記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記噴射口は、ウェハのパターン形成面の下方に選択的に近接してリンス液を噴射するようにモータによって駆動され、前記モータと連結されて回転する回転管に垂直に連結されて段階的に回動され、リンス液供給ラインと連結されてリンス液の供給を受ける長方形のリンス液噴射アームの上方に形成される。
【００２３】
本発明の請求項１６記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記噴射口は、微細な多数個の貫通口である。
【００２４】
本発明の請求項１７記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記リンス液噴射アームは、その長さが前記ウェハの回転中心からウェハの回転周りまでの長さ以上である。
本発明の請求項１８記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記モータと前記回転管とは、一組のベルト及びプーリによって連結される。
【００２５】
本発明の請求項１９記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記洗浄液供給手段は、前記容器の底面に洗浄液が噴射されるように前記容器の上側に形成された多数個の噴射ノズルと、前記噴射ノズルに洗浄液供給ラインを通じて前記洗浄液を供給する洗浄液供給源と、前記洗浄液供給ラインに設置されて前記洗浄液供給ラインを選択的に開閉するバルブとを備える。
【００２６】
本発明の請求項２０記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記噴射ノズルは、前記容器カバーに多数個が設置され、容器の底面全部に洗浄液が噴霧されるように広い噴射角を有する。
【００２７】
本発明の請求項２１記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記ガス供給手段は、容器に残留する前記洗浄液を加圧噴射して除去させるために前記容器に形成された多数個の送風口と、前記送風口に送風ラインを通じてガスを供給するガス供給源と、前記送風ラインに設置されて前記送風ラインを選択的に開閉するバルブとを備える。
【００２８】
本発明の請求項２２記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記送風口は、容器の凹部に選択的に近接してガスを噴射するようにモータによって駆動され、前記モータと連結されて回転する回転管に垂直に連結されて、前記容器の凹部に沿って段階的に回動され、送風ラインと連結されてガスの供給を受ける長方形の送風アームの上方に形成される。
【００２９】
本発明の請求項２３記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記送風口は、微細な多数個の貫通口である。
本発明の請求項２４記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記送風アームは、その長さが前記容器の凹部直径の長さ以上である。
【００３０】
本発明の請求項２５記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記モータと前記回転管は、一組のベルト及びプーリによって連結される。
本発明の請求項２６記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記ガス供給源は、ガスを圧縮して高圧状態を維持するガスポンプである。
【００３１】
本発明の請求項２７記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記ガス供給手段は、前記容器に設置され、内部に低圧が形成されて前記容器内部に存在する反応副産ガス及び水蒸気等を吸入する吸入管と、前記吸入管に連結されて低圧を形成する真空ポンプとを備える。
【００３２】
本発明の請求項２８記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記リンス液及び前記洗浄液は脱イオン水である。
本発明の請求項２９記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記ガスは不活性ガスである。
【００３３】
本発明の請求項３０記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記現像液供給手段、前記リンス液供給手段及び前記ガス供給手段の一側を一つの管に統合して固定させ、前記管を前記容器に貫通させる。
【００３４】
本発明の請求項３１記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記管は、前記容器にベアリング支持され、一側にプーリが形成され、ベルトを通じて前記モータの回転力が伝達され回動する回転管である。
本発明の請求項３２記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記モータは、ステップモータである。
【００３５】
本発明の請求項３３記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記スピンチャックの回転中心とウェハの回転中心が一致するように、ウェハの回転中心を整列してスピンチャックに供給するウェハ整列駆動手段を備える。
【００３６】
本発明の請求項３４記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法によると、前記現像液供給手段を利用して前記容器に現像液を供給する現像液供給段階と、ウェハのパターン形成面が下方に向くようにしてウェハを下降させ、前記容器内の現像液に前記パターン形成面が浸されるようにするウェハ現像段階と、ウェハを容器内の一定の高さに上昇させ、前記ウェハのパターン形成面に前記リンス液供給手段を利用してリンス液を上向噴射するリンス段階と、ウェハが容器の外部に出た後、前記洗浄液供給手段を利用して前記容器内に洗浄液を噴射する洗浄段階と、前記ガス供給手段を利用して容器に残留する前記洗浄液を除去するガス供給段階とを含む。
【００３７】
本発明の請求項３５記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法によると、前記ウェハ現像段階は、容器内の現像液に浸されたウェハを所定の時間の間、低速に回転させながら現像液と反応させる。
【００３８】
本発明の請求項３６記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法によると、前記リンス段階は、前記ウェハにリンス液を噴射した後、前記ウェハを高速で回転させて遠心力を利用してウェハについたリンス液を除去する。
【００３９】
本発明の請求項３７記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法によると、前記リンス段階は、前記容器内の反応ガスまたは湿気を吸入して容器外部に排出する。
【００４０】
本発明の請求項３８記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法によると、前記ガス供給段階は、前記容器の全面に残留する洗浄液にガスを移動噴射しながら前記容器の外部に排出する。
【００４１】
本発明の請求項３９記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法によると、前記ウェハ現像段階以前に、ウェハのパターン形成面が上に向くようにして前記ウェハを前記ウェハ移動部が真空吸着する段階と、前記ウェハ移動部に固定されたウェハのパターン形成面が下に向くようにウェハを１８０°反転させる段階とを含む。
【００４２】
本発明の請求項４０記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法によると、前記ウェハ現像段階は、ウェハの底面の縁部に不活性ガスを噴出して現像液がウェハ底面に溢れないようにする。
【００４３】
本発明の請求項４１記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法によると、前記ウェハ現像段階は、ウェハを１０〜３００ｒｐｍの低速で回転させながら５〜３０秒実施する。
【００４４】
本発明の請求項４２記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法によると、前記リンス段階は、リンス液が噴射されるとウェハを１０〜３００ｒｐｍの低速で回転させながら５〜３０秒実施する。
【００４５】
本発明の請求項４３記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法によると、前記ウェハの湿気を除去する段階は、ウェハを６０００〜７０００ｒｐｍの高速に回転させながら３０〜９０秒実施する。
【００４６】
本発明の請求項４４記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法によると、前記現像液供給段階は、容器内に一つのウェハを現像することができる量の現像液が貯蔵され、前記現像液は現像液供給部によって一定量ずつ供給される。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す一実施例を添付した図面を参照に詳しく説明する。
【００４８】
図２〜図４に本発明の実施例による半導体装置製造用現像装置を示す。ウェハＷを固定するスピンチャック１０と、前記ウェハＷをスピンチャック１０に固定する前に、ウェハＷの回転中心をスピンチャック１０の回転中心と一致するように整列するウェハ整列駆動部２０を備える。
【００４９】
前記スピンチャック１０は、駆動モータ１１によって低速または高速で回転可能に設置され、駆動モータ１１は回転速度の制御が容易なステップモータを使用することが望ましい。
【００５０】
前記スピンチャック１０の詳細な構造を図５に示す。スピンチャック１０は駆動モータ１１によって回転する回転軸１２と、この回転軸１２に固定されて一緒に回転する円形の吸着板１３を備える。
【００５１】
前記回転軸１２には、外部の真空ライン（図示しない）と連結される真空通路１２ａが形成され、吸着板１３には吸着面１３ａから回転軸１２の真空通路１２ａと連結される複数個の吸着孔１３ｂが形成され、前記吸着孔１３ｂを通じてウェハＷが真空吸着され吸着面１３ａに固定される。また、回転軸１２の外側にはスピンチャック１０を後述する垂直駆動部６０に固定するためのボス１４が設置され、ボス１４には吸着板１３を上部で被せて保護するハウジング１５が固定される。前記スピンチャック１０はボス１４及びハウジング１５とベアリング１４ａ、１５ａで回転支持させて回転を円滑にする。
【００５２】
また、スピンチャック１０にはウェハ汚染防止手段が備えられる。この汚染防止手段は、吸着板１３に真空吸着されたウェハＷの底面縁部に不活性ガスを噴出することで現像作業時、現像液がウェハの底面に付かないようにする。
【００５３】
即ち、汚染防止手段は、ハウジング１５と所定の間隔が維持されるようにカバー１６を設置してこれらの間の下端部だけに開口部１８が形成されるように所定の空間部１７を形成し、カバー１６の上部にはＮ２などの不活性ガスを供給するためのガス供給ライン１９が設置される。前記ガス供給ライン１９は空間部１７に貫通され、下端部の開口部１８を通じて不活性ガスを噴出するように設置される。前記開口部１８は、吸着板１３の縁部に沿って円周方向に形成して不活性ガスがウェハＷの底面縁部に均等に噴出されるようにする。
【００５４】
ウェハ整列駆動部２０は、図２及び図６に示すように、垂直プレーム２１と前記垂直プレーム２１の上部にガイド棒２３に沿って移動可能に設置される。ウェハＷの回転中心を整列してパージする一組のフィンガ２２と、前記垂直プレーム２１に設置されてフィンガ２２をエアー圧で作動させる両方向ロッドシリンダ２４と、前記フィンガ２２で整列されたウェハＷの回転中心をスピンチャック１０の回転中心と正確に一致するようにウェハＷを移送させるウェハ移送手段で構成される。
【００５５】
前記フィンガ２２には、ウェハＷが置かれる支え段２２ａが形成され、ウェハＷの回転中心が整列されるようにするガイド面２２ｂが形成される。前記ガイド面２２ｂはウェハＷの安着時、ウェハＷの縁部が支え段２２ａの方に案内されるように傾斜されるように形成することが望ましい。
【００５６】
このようなフィンガ２２は、垂直プレーム２１に固定されたガイド棒２３に沿って移動可能に設置されたもので、フィンガ２２が図６の点線のように開いた状態でウェハＷが支え段２２ａ上に位置されるとエアー圧で動作する両方向ロッドシリンダ２４がフィンガ２２を作動させて実線状態に移動させることでウェハＷの回転中心が自動的に整列され、流動されることなく堅くパージされるようにした構成である。
【００５７】
ウェハ移送手段は、フィンガ２２が設置された垂直プレーム２１を水平方向に移動させてフィンガ２２に固定されたウェハＷをスピンチャック１０に移動させるためのもので、両側の固定部２５ａ、２５ｂによって回転支持されているボールスクリュ２６を備える。このボールスクリュ２６には垂直プレーム２１に固定されたボールベアリング２７が案内され、ボールベアリング２７はボールスクリュ２６の回転によってボールスクリュ２６の長さの方向に直線移動可能になっている。
【００５８】
また、前記ボールスクリュ２６は一組のプーリ２８ａ、２８ｂ及びベルト２９に動力が伝達されるように連結された駆動モータ３０によって、正逆方向に回転される構成で、駆動モータ３０はフィンガ２２によって整列されたウェハＷの回転中心がスピンチャック１０の回転中心に一致されるように正確な移動距離を予め設定して制御する。
【００５９】
このとき、図６及び図７に図示するように、前記垂直プレーム２１は、一組のガイドレール３１ａ，３１ｂによってボールスクリュ２６に沿って直線移動することが可能であるように設置される。このガイドレール３１ａ、３１ｂはテーブル４０上に固定されてボールスクリュ２６の両側に並んで設置され、これに案内されるガイド部材３２ａ，３２ｂは垂直プレーム２１の底面に固定する。
【００６０】
また、ガイドレール３１ａ、３１ｂ及びガイド部材３２ａ、３２ｂの結合部位は相互符合される形状で形成するが、結合部位の断面形状が逆三角形状に形成されるようにして垂直プレーム２１の移動時、離脱及び揺れが防止されるようにすることが望ましい。
【００６１】
また、図２、図８及び図９に示すように、ウェハ整列駆動部２０から移動されてスピンチャック１０に固定されたウェハＷをパターン形成面が上側または下側に向くように回転させる反転駆動部５０と、ウェハＷが固定されたスピンチャック１０を垂直方向に移動させる垂直駆動部６０を備える。
【００６２】
前記反転駆動部５０はテーブル４０上に設置された固定プレーム５１と、この固定プレーム５１に設置されて出力軸５２を所定の角度正逆回転させる駆動手段を備える。前記駆動手段は、エアー圧で作動するロータリシリンダ５３を使用することが望ましく、ロータリシリンダ５３による出力軸５２の正逆方向回転角度は１８０°に設定する。
【００６３】
また、前記出力軸５２にはハブ５４が固定され、ハブ５４は固定プレーム５１にベアリング５５に回転支持され、このハブ５４には垂直駆動部６０が固定される。
【００６４】
垂直駆動部６０は、前記反転駆動部５０のハブ５４に固定される反転プレーム６１と、前記反転プレーム６１の長さの方向に移動可能に設置されたスライド板６２と、前記スライド板６２を垂直方向に移動させる移送手段とで構成される。前記スライド板６２にはスピンチャック１０のボス１４及び駆動モータ１１が固定ブラケット６２ａ、６２ｂによって固定されて支持される。
【００６５】
前記スライド板６２の移送手段は、反転プレーム６１内の長さの方向に設置され両端がベアリングで回転支持されたボールスクリュ６３を備える。このボールスクリュ６３にはスライド板６２の一側に固定されたボールベアリング６４が案内される。ボールベアリング６４は、ボールスクリュ６３の回転によってボールスクリュ６３の長さの方向に直線移動可能になっている。
【００６６】
また、前記ボールスクリュ６３は、図１０に示すように、一組のプーリ６５ａ、６５ｂ及びベルト６６に動力が伝達されるように連結された駆動モータ６７によって正逆方向に回転される構成で、駆動モータ６７は回転速度制御が容易であるステップモータを使用することが望ましく、スピンチャック１０に固定されたウェハＷのパターン形成面が後述する容器７０内の現像液と接するように正確な移動距離を既に設定して制御する。
【００６７】
このとき、スライド板６２はボールスクリュ６３に沿って正確な直線移動が可能であるように反転プレーム６１に結合されて案内する。図１１示すように反転プレーム６１の両端部にボールスクリュ６３と並んだ方向にガイドレールホーム６８が形成され、このガイドレール溝６８にはスライド板６２の対向側両端部に形成されたガイド突起６９が結合されて案内される構成である。
【００６８】
前記ガイドレール溝６８及びガイド突起６９の結合部位は、相互符合される形状に形成するが、結合部位の断面形状が逆三角形状に形成されるようにしてスライド板６２の移動時、離脱及び揺れが防止されるようにすることが望ましい。
【００６９】
また、図２及び図１２〜図１５に示すように、テーブル４０上に所定の量の現像液が貯蔵される容器７０を備え、テーブル４０内には前記容器７０内に現像液を一定量ずつ供給する現像液供給部８０と、ウェハＷのパターン形成面にリンス液を噴射するためのリンス液を供給するリンス液供給部９０を備える。
【００７０】
前記容器７０は、上側にウェハＷが出入できる大きさの開口部が形成された半透明樹脂材質の容器カバー９５が設置され、スピンチャック１０の移動軸線に容器７０の中心が来るように設置される。
【００７１】
また、容器７０の底面中心部には前記ウェハが現像液に浸されるように現像液を溜める円錐型の凹部７０ａが形成され、前記凹部７０ａの周りに傾斜溝７０ｂを形成して前記傾斜溝７０ｂに誘導された反応副産物を入口が開放された開放排出口７０ｃを通じて排出ライン７４に排出させる。
【００７２】
また、前記容器７０は、現像液及びリンス液を外部に選択的に排出させるように前記凹部７０ａの下側に排出ライン７４と連結された排出口７２を備え、前記排出口７２に流圧で駆動されるバルブ７５を設置して前記排出口７２を開閉する構成である。
また、前記容器７０は、前記凹部７０ａに現像液供給部８０と連結される現像液流入管７１を備える。
【００７３】
即ち、前記回転管７９に前記現像液流入管７１を一緒に設置し、前記リンス液噴射アーム７３が前記傾斜溝７０ｂの上方で待機している時、前記現像液流入管７１の入口が前記凹部７０ａの上方に位置されるように設置する。このような現像液流入管７１は、図２及び図１２〜図１４に示すように、現像液供給部８０の現像液供給ライン８１によって現像液貯蔵タンク８２と連結され、現像液貯蔵タンク８２には現像液を一定量ずつ容器７０に供給するポンプ８３が設置される。
【００７４】
リンス液噴射アーム７３は、回転するウェハにリンス液を噴射するように上方に噴射口が形成され、ウェハのパターン形成面の下方に選択的に近接してリンス液を噴射するようにモータ７７によって駆動し、前記モータ７７と連結されて回転する回転管７９に垂直に連結されて水平回動角が段階的に調節され、リンス液供給部９０と連結されてリンス液の供給を受ける。
【００７５】
また、リンス液噴射アーム７３は、リンス液供給部９０のリンス液供給ライン９１によってリンス液マニフォルダ９２と連結され、前記リンス液マニフォルダ９２は外部のリンス液供給源（図示しない）と連結されて外部からリンス液の供給を受けるように構成され、リンス液としては主に脱イオン水が使用される。
また、テーブル４０の一側には前述した各駆動部を制御するコントロール部４１が備えられる構成である。
【００７６】
一方、本実施例による半導体装置製造用現像装置は、前記容器７０の上側に設置され、前記洗浄液供給ライン９４から洗浄液の供給を受けて前記容器７０の内部全面に洗浄液を選択的に噴射する噴射ノズル９３と、前記噴射ノズル９３で洗浄液が噴射された後、前記容器７０に残留する洗浄液を加圧噴射して排出させる送風装置を備える。
【００７７】
前記送風装置は、前記凹部７０ａに残留する洗浄液を誘導して排出口７２及び開放排出口７０ｃに排出させるように下方に送風口が形成され、前記モータの駆動によって回転する前記回転管７９と垂直に連結され、水平回動角が段階的に調節されて前記凹部７０ａの全面に沿って、選択的に近接して移動しながらガスを噴射する送風アーム９６及び前記傾斜溝７０ｂに設置されて、ガス吸入ライン９７と連結される。さらに、内部に低圧が形成されて前記容器７０内部に存在する反応副産ガスまたは水蒸気などを吸入する吸入管９０ｄを備える。
【００７８】
前記送風アームに形成された多数個の送風口は、多様な形態が可能で、狭い溝の形態に形成してガス膜を形成する構成も可能である。
前記吸入管７０ｄの入口は、排出される現像液の影響を受けないように前記凹部７０ａと前記傾斜溝７０ｂの間の高い位置に設置することが望ましい。
【００７９】
前記送風アーム９６は、前記回転管７９を通じて送風ライン７６と連結される。
図示しない前記ガスポンプが前記送風ライン７６を通じて前記送風アーム９６にガスを供給する。
【００８０】
前記回転管７９は、前記容器７０の下方に固定設置されたモータ７７の回転力をベルト７８に伝達して垂直回動する。前記回転管７９の容器方向端部には前記リンス液噴射アーム７３と、前記送風アーム９６及び前記現像液流入管７１を一緒に配置して、他の端部には前記回転管７９の回転に影響を受けないように十字型の連結管が設置されて前記送風ライン７６、前記リンス液供給ライン９１及び現像液供給ライン８１が一緒に配管されている構成である。
前記モータ７７はステップモータやギアードモータまたはロータリーモータなどが可能である。
【００８１】
また、前記リンス液噴射アームの長さは前記ウェハの半直径以上に製作し、前記送風アームの長さは前記凹部の直径以上に製作し、前記現像液流入管は前記回転管が前記凹部上方から外れて待機する間に現像液が前記凹部に供給されるようにその方向が前記凹部の方に傾いて製作される。前記回転管は前記容器にベアリング支持される。
一方、前記噴射ノズル９３及び前記モータ７７は前記コントロール部４１の制御を受ける。
【００８２】
以下、このような構成を有する半導体装置製造用現像装置の作動及び制御方法を説明する。
先ず、露光を終えたウェハＷの回転中心を整列させてスピンチャック１０に供給する段階は、図２、図６、及び図７に示すように、ウェハ整列駆動部２０のフィンガ２２が点線の位置のように開いている状態でウェハＷを支え段２２ａ上に位置させると、エアー圧で作動する両方向エアーロッドシリンダ２４がフィンガ２２を作動させるようになり、これでフィンガ２２はガイド棒２３に沿って実線状態に移動されるのでウェハＷがパージされると同時にウェハＷの回転中心位置が自動的に整列されるものである。
【００８３】
続いて、ウェハの整列駆動部２０の駆動モータ３０が駆動して一組のプーリ２８ａ、２８ｂ及びベルト２９を通じてボールスクリュ２６を回転させるようになると、ボールスクリュ２６にボールベアリング２７が案内されるし、両側のガイドレール３１ａ、３１ｂに垂直プレーム２１のガイド部材３２ａ、３２ｂが案内されるものなので、垂直プレーム２１は仮の線状態のように水平方向に直線移動してスピンチャック１０上に位置するようになる。
【００８４】
このとき、ウェハＷの移動距離は既に設定されたプログラムによって駆動モータ３０の駆動が制御されるものなので、ウェハＷの回転中心がスピンチャック１０の回転中心と正確に一致する。
【００８５】
このようにウェハＷがスピンチャック１０上に設置されると、両方向ロッドシリンダ２４の作動でフィンガ２２が再び開かれると同時にスピンチャック１０がウェハＷの底面を吸着して固定するようになる。
【００８６】
続いて、前記スピンチャック１０に固定されたウェハＷのパターン形成面が下に向くように反転駆動部５０を駆動させる段階は、図８に示すように、ウェハＷのパターン形成面が上を向いている状態で反転駆動部５０のロータリシリンダ５３が作動して出力軸５２を１８０°回転させると、垂直駆動部６０の反転プレーム６１及びスライド板６２が一緒に１８０°回転するので、図９に示すように、スライド板６２に固定されたスピンチャック１０及び駆動モータ１１が全て１８０°回転する。これにより、ウェハＷのパターン形成面が下を向いて容器７０の上部に位置するようになる。
【００８７】
続いて、ウェハＷ上に塗布されて露光されたフォトレジストを部分的に溶解させてパターンを形成する段階は、ウェハＷが容器７０上に位置するようになると、図２及び図１２に示すように、現像液供給部８０のポンプ８３が作動して現像液貯蔵タンク８２に貯蔵された現像液をポンピングするようになり、ポンピングされた一定量の現像液は現像液供給ライン８１及びこの現像液供給ライン８１に連結された現像液流入管７１を通じて容器７０内の凹部７０ａに供給される。このとき、ポンプ８３によってポンピングされて供給される現像液の量は一つのウェハＷに対する現像作業を遂行することができる程度に設定するもので、常に一定の量が供給されるようにする。
【００８８】
続いて、図９〜図１１に示すように垂直駆動部６０の駆動モータ６７が作動して一組のプーリ６５ａ、６５ｂ及びベルト６６を通じてホールスクリュー６３を回転させると、ボールスクリュ６３にボールベアリング６４が案内され両側のガイドレール６８にスライド板６２のガイド突起６９が案内されるものであるので、スライド板６２は図１２に示すように下方に直線移動してウェハＷのパターン形成面が容器７０の凹部７０ａに貯蔵された現像液と合うようになる。
【００８９】
このとき、ウェハＷの移動距離はウェハＷが完全に浸されずにウェハＷのパターン形成面のみ現像液に浸される状態に制御されるもので、これは予め設定されたプログラムによって駆動モータ６７の駆動が制御されることにより可能で、ウェハＷの底面が現像液の上面と同一な水平線上に位置しても現像液の表面張力によってウェハＷの底面に溢れない。
【００９０】
このように、ウェハＷのパターン形成面が現像液に浸された状態で駆動モータ１１を駆動させてスピンチャック１０を約１０〜３００ｒｐｍの低速で回転させながら約５〜３０秒の間現像作業を遂行する。現像作業中には図５に示すようにスピンチャック１０内部に不活性ガスが供給され、不活性ガスはスピンチャック１０のハウジング１５とカバー１６の下端部の間の開口部１８を通じてウェハＷの底面の縁部に噴出されるので、スピンチャック１０の回転によって現像液がウェハＷ底面に溢れて汚染することを防止する。
【００９１】
このような現像作業によってフォトレジストと現像液が反応してフォトレジストの一部を溶解させることで所定のパターンが形成され、現像に使用された現像液は排出口７２を通じて排出される。
【００９２】
続いて、リンス液を噴射して反応副産物を除去する段階は、図２及び図１３に示すように外部のリンス液供給源からリンス液供給部９０のマニフォルダ９２に供給されたリンス液をリンス液供給ライン９１を通じてウェハ中心部に一定角度回動されたリンス液噴射アーム７３に供給し、リンス液噴射アーム７３がリンス液をウェハＷのパターン形成面に噴射することで遂行され得る。このとき、スピンチャック１０を約１０〜３００ｒｐｍの低速で回転させながら約５〜３０秒の間リンス作業を遂行する。
【００９３】
このようなリンス作業によってウェハＷのパターン形成面に生成された反応副産物ａが除去されると、リンス液と一緒に排出口７２を通じて排出される。特にウェハＷのパターン形成面が下方に向いて位置されたものなのでパターンによって形成された谷内の反応副産物ａが下部に流れて除去される。
【００９４】
このとき、図１４に示すように、反応副産物ａの完全な除去が可能になるように前記噴射ノズル９３がリンス液を前記容器７０の全面に噴射した後、前記送風アーム９６が前記凹部７０ａの全面を移動しながら前記凹部７０ａにガスを噴射して前記凹部７０ａに残留するリンス液を前記排出口７２及び前記開放排出口７０ｃに誘導して排出する。
【００９５】
続いて、ウェハＷについた湿気を除去させる段階は、リンス液の噴射を中断して、スピンチャック１０を約６０００〜７０００ｒｐｍの速い速度で約３０〜９０秒の間回転して遂行させる。このような除去作業は高速回転による遠心力でウェハＷについた湿気が除去されるもので、特にウェハＷのパターン形成面が下方に向いているため、谷の角に残存する反応副産物ａが容易に下方に流れ除去される。このような反応副産物の除去方式はパターンが微細な場合に効果的である。
また、前記容器７０内に満ちた湿気を完全に除去するために、前記容器７０内に設置した吸入管７０ｄが前記湿気を吸入する。
【００９６】
このような現像、リンス及び除去作業が完了されると今までの動作の逆順に動作してウェハが排出される。即ち垂直駆動部６０の駆動モータ６７が逆駆動すると図９に示すようにスピンチャック１０及びウェハＷが上方に移動することでウェハＷが容器７０から出るようになり、続いて反転駆動部５０のロータリシリンダ５３の作動で反転プレーム６１が再び１８０°回転すると、図８に示すようにウェハＷはウェハ整列駆動部２０のフィンガ２２上に位置されるのと同時にウェハＷのパターン形成面が上方に向くようになる。
【００９７】
このような状態で両方向ロッドシリンダ２４の作動でフィンガ２２が再び閉じるようになり、ウェハＷをパージすると、スピンチャック１０に作用した真空が除去されてウェハＷを固定解除するもので、続いてウェハ移送手段の駆動モータ３０が駆動して垂直プレーム２１を元の状態に移動させることで現像工程が完了する。
【００９８】
テーブル４０に備えられたコントロール部４１によって前記のような動作を反復的に遂行するようになり、各駆動部の動作状態を既に設定して自動制御が可能である。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明されたように、本発明による半導体装置製造用現像装置及びその制御方法によると、現像工程が容易に遂行される。特にパターン形成面が下方に向く状態で現像工程が行われるのでパターン形成によって形成された谷内の反応副産物が充分に除去された後、エッチング工程時反応副産物による工程不良が防止される。また、容器内に残留する反応副産物を完全に除去し、生産性向上及び製品収率が増大される。
【０１００】
以上で本発明は記載された具体例に対してのみ詳細に説明されたが、本発明の技術的思想の範囲内で多様な変形及び修正が可能であることは当業者にとって明白なことであり、このような変形及び修正が付加されたものは本発明の技術的思想に属することは当然なことである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の現像方法の模式図である。
【図２】本発明の実施例による現像装置を示した断面図である。
【図３】本発明の実施例による現像装置を示した平面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】本発明の実施例によるスピンチャックを詳細に示した断面図である。
【図６】本発明の実施例によるウェハ整列部を詳細に示した平面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】本発明の実施例によるウェハ反転駆動部及び垂直駆動部の構成及び動作状態を詳細に示した断面図である。
【図９】本発明の実施例によるウェハ反転駆動部及び垂直駆動部の構成及び動作状態を詳細に示した断面図である。
【図１０】図８のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１１】図８のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１２】本発明の実施例による現像液供給部及びリンス供給部による現像液過程を詳細に示した容器の断面図である。
【図１３】本発明の実施例による現像液供給部及びリンス供給部による現像液過程を詳細に示した容器の断面図である。
【図１４】本発明の実施例による現像液供給部及びリンス供給部による現像液過程を詳細に示した容器の断面図である。
【図１５】図１２の回転管の斜視図である。
【符号の説明】
１８ 開口部
７０ 容器
８０ 現像液供給部
９０ リンス液供給部
９４ 洗浄液供給ライン
１９ ガス供給ライン
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置製造用現像装置及びその制御方法に関するもので、より詳しくは現像過程でウェハ上に発生される反応副産物の除去が容易で、容器の洗浄を可能にする半導体装置製造用現像装置及びその制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体装置はフォトリソグラフィー、エッチング、薄膜形成工程など多くの工程を反復的に遂行して製造される。このような工程中、フォトリソグラフィー工程はウェハ上にいくつかのパターンを形成する工程である。
【０００３】
フォトリソグラフィー工程は、大きくウェハ上にフォトレジストを均一に塗布して紫外線などの光を照査する露光と、フォトレジストの種類によって露光時に光を受けるかまたは受けない部分を除去する現像とで区分される。
【０００４】
このような従来のフォトリソグラフィー工程を図１に示す。示すように露光を実施したウェハＷをスピンチャック２上に置くと、スピンチャック２の下端部から供給される真空圧によってウェハＷがスピンチャックによって吸着されて固定される。
【０００５】
続いて、一定量の現像液をウェハＷ上に塗布し、現像液が均等に広がるようにスピンチャック２を低速に２〜３回左右に回転させる。このとき、陽性のフォトレジストは露光された部分が現像液と反応し、陰性のフォトレジストは露光されない部分が現像液と反応して溶解することで、所定のパターンが形成される。
【０００６】
この状態で一定時間経過後、リンス液を噴射して溶解によって生成された反応副産物を洗浄し、リンスが完了すると、スピンチャック２を高速に回転させてウェハＷ表面の水分を遠心力で完全に除去させることで現像工程が完了される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の従来の方式によると、ウェハＷのパターン形成面が上に向いた状態で現像工程が進行され、反応副産物を高速回転による遠心力で除去するので、パターン形成によって形成された谷で遠心力が作用するコーナー部位にある反応副産物ａは完全に除去されない。
従って、除去されない反応副産物ａによって次のエッチング工程で製品不良を誘発するという問題点があった。
【０００８】
本発明の目的は、現像工程で発生された反応副産物を十分に除去し、次の工程進行時、製品不良の発生を抑制することのできる半導体装置製造用現像装置及びその制御方法を提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、容器の洗浄が可能で、容器内に残留する反応副産物を完全に除去することのできる半導体装置製造用現像装置及びその制御方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の半導体装置製造用現像装置によると、上側にウェハが出入りできる開口部が形成され、下側に排水口が形成された現像液を入れることができる容器と、ウェハのパターン形成面が下方に向くように前記ウェハの後面を吸着して前記開口部を通過して前記ウェハを前記容器にローディング及びアンローディングするウェハの移送部と、前記ウェハのパターン形成面を現像液に浸すために、前記容器の底面に一定量の現像液を供給する現像液供給手段と、前記ウェハのパターン形成面にリンス液を噴射するために前記容器にリンス液を供給するリンス液供給手段と、容器に残留する前記現像液とリンス液とを除去するために前記容器に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、容器に残留する前記洗浄液を加圧噴射して除去するために前記容器にガスを供給するガス供給手段とを備える。
【００１１】
本発明の請求項２記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記容器の上部に、上側にウェハが出入りできる大きさの開口部が形成された半透明樹脂材質の容器カバーが設置される。
【００１２】
本発明の請求項３記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記容器は、ウェハを固定するスピンチャックの移動軸線に中心が来るように設置され、前記容器の中心の底面には、前記ウェハのパターン形成面が現像液に浸されるように現像液を溜める凹部が形成される。
本発明の請求項４記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記凹部は、中心部が低い漏斗形状である。
【００１３】
本発明の請求項５記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記容器は、現像液及びリンス液を選択的に排出するように前記凹部に排出ラインと連結された排出口と、前記排出口に流圧で駆動されるバルブとを有し、前記排出口を開閉する。
【００１４】
本発明の請求項６記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記容器は、前記凹部の周りに下方に両面が傾斜した傾斜溝を形成し、前記傾斜溝の底面に排出口を形成して、前記傾斜溝に誘導された現像液及びリンス液を排出口を通じて排出ラインに排出する。
本発明の請求項７記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記排出口は、前記現像液及びリンス液を重力によって自然排出させるように貫通された開放排出口である。
【００１５】
本発明の請求項８記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記ウェハ移送部は、前記容器上に設置されて露光を終えたウェハの底面を固定するスピンチャックと、前記スピンチャックを回転させる駆動モータと、前記スピンチャックを垂直方向に直線移動させてウェハを容器内にローディング及びアンローディングさせる垂直駆動部と、前記スピンチャック及び垂直駆動部を所定角度回転させてウェハのパターン形成面が上側または下側に向くように選択的に反転させる反転駆動部とを備える。
【００１６】
本発明の請求項９記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記スピンチャックは、駆動モータによって回転し内部に真空通路が形成された回転軸と、前記回転軸に固定されてともに回転し、前記回転軸の真空通路と連結されてウェハを真空吸着するための複数個の吸着孔が形成された吸着板と、前記回転軸を回転支持し垂直駆動部に固定されるボスと、前記ボスに固定され吸着板の上部を覆って保護するハウジングとを備える。
【００１７】
本発明の請求項１０記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記スピンチャックは、前記吸着板に真空吸着されたウェハの縁部に不活性ガスを噴出するウェハ汚染防止手段を備える。
【００１８】
本発明の請求項１１記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記ウェハの汚染防止手段は、前記ハウジングと所定の間隔が維持されるようにカバーを設置し、その間隔に下端部のみ開口部されるように所定の空間部を形成し、前記空間部内に不活性ガスを供給するガス供給ラインを設置し、下端部の開口部を通じて不活性ガスを噴出する。
【００１９】
本発明の請求項１２記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記現像液供給手段は、前記ウェハのパターン形成面を現像液に浸し及び前記容器の底面に一定量の現像液を供給するように前記容器の底面に設置された現像液流入管と、現像液供給ラインを通じて前記現像液流入管に連結された現像液貯蔵タンクと、前記現像液貯蔵タンク内の現像液をポンピングして容器内に一定量ずつ供給するポンプとを備える。
【００２０】
本発明の請求項１３記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記リンス液供給手段は、前記ウェハのパターン形成面にリンス液が噴射されるように形成された多数個の噴射口と、前記噴射口にリンス液供給ラインを通じて前記リンス液を供給するリンス液供給源と、前記リンス液供給ラインに設置されて前記リンス液供給ラインを選択的に開閉するバルブと、を備える。
【００２１】
本発明の請求項１４記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記リンス液供給手段は、前記リンス液供給ラインに設置され、前記リンス液供給源からリンス液の供給を受けて前記それぞれの噴射口に同一な噴射圧を提供するマニフォルダを備える。
【００２２】
本発明の請求項１５記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記噴射口は、ウェハのパターン形成面の下方に選択的に近接してリンス液を噴射するようにモータによって駆動され、前記モータと連結されて回転する回転管に垂直に連結されて段階的に回動され、リンス液供給ラインと連結されてリンス液の供給を受ける長方形のリンス液噴射アームの上方に形成される。
【００２３】
本発明の請求項１６記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記噴射口は、微細な多数個の貫通口である。
【００２４】
本発明の請求項１７記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記リンス液噴射アームは、その長さが前記ウェハの回転中心からウェハの回転周りまでの長さ以上である。
本発明の請求項１８記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記モータと前記回転管とは、一組のベルト及びプーリによって連結される。
【００２５】
本発明の請求項１９記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記洗浄液供給手段は、前記容器の底面に洗浄液が噴射されるように前記容器の上側に形成された多数個の噴射ノズルと、前記噴射ノズルに洗浄液供給ラインを通じて前記洗浄液を供給する洗浄液供給源と、前記洗浄液供給ラインに設置されて前記洗浄液供給ラインを選択的に開閉するバルブとを備える。
【００２６】
本発明の請求項２０記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記噴射ノズルは、前記容器カバーに多数個が設置され、容器の底面全部に洗浄液が噴霧されるように広い噴射角を有する。
【００２７】
本発明の請求項２１記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記ガス供給手段は、容器に残留する前記洗浄液を加圧噴射して除去させるために前記容器に形成された多数個の送風口と、前記送風口に送風ラインを通じてガスを供給するガス供給源と、前記送風ラインに設置されて前記送風ラインを選択的に開閉するバルブとを備える。
【００２８】
本発明の請求項２２記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記送風口は、容器の凹部に選択的に近接してガスを噴射するようにモータによって駆動され、前記モータと連結されて回転する回転管に垂直に連結されて、前記容器の凹部に沿って段階的に回動され、送風ラインと連結されてガスの供給を受ける長方形の送風アームの上方に形成される。
【００２９】
本発明の請求項２３記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記送風口は、微細な多数個の貫通口である。
本発明の請求項２４記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記送風アームは、その長さが前記容器の凹部直径の長さ以上である。
【００３０】
本発明の請求項２５記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記モータと前記回転管は、一組のベルト及びプーリによって連結される。
本発明の請求項２６記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記ガス供給源は、ガスを圧縮して高圧状態を維持するガスポンプである。
【００３１】
本発明の請求項２７記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記ガス供給手段は、前記容器に設置され、内部に低圧が形成されて前記容器内部に存在する反応副産ガス及び水蒸気等を吸入する吸入管と、前記吸入管に連結されて低圧を形成する真空ポンプとを備える。
【００３２】
本発明の請求項２８記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記リンス液及び前記洗浄液は脱イオン水である。
本発明の請求項２９記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記ガスは不活性ガスである。
【００３３】
本発明の請求項３０記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記現像液供給手段、前記リンス液供給手段及び前記ガス供給手段の一側を一つの管に統合して固定させ、前記管を前記容器に貫通させる。
【００３４】
本発明の請求項３１記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記管は、前記容器にベアリング支持され、一側にプーリが形成され、ベルトを通じて前記モータの回転力が伝達され回動する回転管である。
本発明の請求項３２記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記モータは、ステップモータである。
【００３５】
本発明の請求項３３記載の半導体装置製造用現像装置によると、前記スピンチャックの回転中心とウェハの回転中心が一致するように、ウェハの回転中心を整列してスピンチャックに供給するウェハ整列駆動手段を備える。
【００３６】
本発明の請求項３４記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法によると、前記現像液供給手段を利用して前記容器に現像液を供給する現像液供給段階と、ウェハのパターン形成面が下方に向くようにしてウェハを下降させ、前記容器内の現像液に前記パターン形成面が浸されるようにするウェハ現像段階と、ウェハを容器内の一定の高さに上昇させ、前記ウェハのパターン形成面に前記リンス液供給手段を利用してリンス液を上向噴射するリンス段階と、ウェハが容器の外部に出た後、前記洗浄液供給手段を利用して前記容器内に洗浄液を噴射する洗浄段階と、前記ガス供給手段を利用して容器に残留する前記洗浄液を除去するガス供給段階とを含む。
【００３７】
本発明の請求項３５記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法によると、前記ウェハ現像段階は、容器内の現像液に浸されたウェハを所定の時間の間、低速に回転させながら現像液と反応させる。
【００３８】
本発明の請求項３６記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法によると、前記リンス段階は、前記ウェハにリンス液を噴射した後、前記ウェハを高速で回転させて遠心力を利用してウェハについたリンス液を除去する。
【００３９】
本発明の請求項３７記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法によると、前記リンス段階は、前記容器内の反応ガスまたは湿気を吸入して容器外部に排出する。
【００４０】
本発明の請求項３８記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法によると、前記ガス供給段階は、前記容器の全面に残留する洗浄液にガスを移動噴射しながら前記容器の外部に排出する。
【００４１】
本発明の請求項３９記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法によると、前記ウェハ現像段階以前に、ウェハのパターン形成面が上に向くようにして前記ウェハを前記ウェハ移動部が真空吸着する段階と、前記ウェハ移動部に固定されたウェハのパターン形成面が下に向くようにウェハを１８０°反転させる段階とを含む。
【００４２】
本発明の請求項４０記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法によると、前記ウェハ現像段階は、ウェハの底面の縁部に不活性ガスを噴出して現像液がウェハ底面に溢れないようにする。
【００４３】
本発明の請求項４１記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法によると、前記ウェハ現像段階は、ウェハを１０〜３００ｒｐｍの低速で回転させながら５〜３０秒実施する。
【００４４】
本発明の請求項４２記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法によると、前記リンス段階は、リンス液が噴射されるとウェハを１０〜３００ｒｐｍの低速で回転させながら５〜３０秒実施する。
【００４５】
本発明の請求項４３記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法によると、前記ウェハの湿気を除去する段階は、ウェハを６０００〜７０００ｒｐｍの高速に回転させながら３０〜９０秒実施する。
【００４６】
本発明の請求項４４記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法によると、前記現像液供給段階は、容器内に一つのウェハを現像することができる量の現像液が貯蔵され、前記現像液は現像液供給部によって一定量ずつ供給される。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す一実施例を添付した図面を参照に詳しく説明する。
【００４８】
図２〜図４に本発明の実施例による半導体装置製造用現像装置を示す。ウェハＷを固定するスピンチャック１０と、前記ウェハＷをスピンチャック１０に固定する前に、ウェハＷの回転中心をスピンチャック１０の回転中心と一致するように整列するウェハ整列駆動部２０を備える。
【００４９】
前記スピンチャック１０は、駆動モータ１１によって低速または高速で回転可能に設置され、駆動モータ１１は回転速度の制御が容易なステップモータを使用することが望ましい。
【００５０】
前記スピンチャック１０の詳細な構造を図５に示す。スピンチャック１０は駆動モータ１１によって回転する回転軸１２と、この回転軸１２に固定されて一緒に回転する円形の吸着板１３を備える。
【００５１】
前記回転軸１２には、外部の真空ライン（図示しない）と連結される真空通路１２ａが形成され、吸着板１３には吸着面１３ａから回転軸１２の真空通路１２ａと連結される複数個の吸着孔１３ｂが形成され、前記吸着孔１３ｂを通じてウェハＷが真空吸着され吸着面１３ａに固定される。また、回転軸１２の外側にはスピンチャック１０を後述する垂直駆動部６０に固定するためのボス１４が設置され、ボス１４には吸着板１３を上部で被せて保護するハウジング１５が固定される。前記スピンチャック１０はボス１４及びハウジング１５とベアリング１４ａ、１５ａで回転支持させて回転を円滑にする。
【００５２】
また、スピンチャック１０にはウェハ汚染防止手段が備えられる。この汚染防止手段は、吸着板１３に真空吸着されたウェハＷの底面縁部に不活性ガスを噴出することで現像作業時、現像液がウェハの底面に付かないようにする。
【００５３】
即ち、汚染防止手段は、ハウジング１５と所定の間隔が維持されるようにカバー１６を設置してこれらの間の下端部だけに開口部１８が形成されるように所定の空間部１７を形成し、カバー１６の上部にはＮ２などの不活性ガスを供給するためのガス供給ライン１９が設置される。前記ガス供給ライン１９は空間部１７に貫通され、下端部の開口部１８を通じて不活性ガスを噴出するように設置される。前記開口部１８は、吸着板１３の縁部に沿って円周方向に形成して不活性ガスがウェハＷの底面縁部に均等に噴出されるようにする。
【００５４】
ウェハ整列駆動部２０は、図２及び図６に示すように、垂直プレーム２１と前記垂直プレーム２１の上部にガイド棒２３に沿って移動可能に設置される。ウェハＷの回転中心を整列してパージする一組のフィンガ２２と、前記垂直プレーム２１に設置されてフィンガ２２をエアー圧で作動させる両方向ロッドシリンダ２４と、前記フィンガ２２で整列されたウェハＷの回転中心をスピンチャック１０の回転中心と正確に一致するようにウェハＷを移送させるウェハ移送手段で構成される。
【００５５】
前記フィンガ２２には、ウェハＷが置かれる支え段２２ａが形成され、ウェハＷの回転中心が整列されるようにするガイド面２２ｂが形成される。前記ガイド面２２ｂはウェハＷの安着時、ウェハＷの縁部が支え段２２ａの方に案内されるように傾斜されるように形成することが望ましい。
【００５６】
このようなフィンガ２２は、垂直プレーム２１に固定されたガイド棒２３に沿って移動可能に設置されたもので、フィンガ２２が図６の点線のように開いた状態でウェハＷが支え段２２ａ上に位置されるとエアー圧で動作する両方向ロッドシリンダ２４がフィンガ２２を作動させて実線状態に移動させることでウェハＷの回転中心が自動的に整列され、流動されることなく堅くパージされるようにした構成である。
【００５７】
ウェハ移送手段は、フィンガ２２が設置された垂直プレーム２１を水平方向に移動させてフィンガ２２に固定されたウェハＷをスピンチャック１０に移動させるためのもので、両側の固定部２５ａ、２５ｂによって回転支持されているボールスクリュ２６を備える。このボールスクリュ２６には垂直プレーム２１に固定されたボールベアリング２７が案内され、ボールベアリング２７はボールスクリュ２６の回転によってボールスクリュ２６の長さの方向に直線移動可能になっている。
【００５８】
また、前記ボールスクリュ２６は一組のプーリ２８ａ、２８ｂ及びベルト２９に動力が伝達されるように連結された駆動モータ３０によって、正逆方向に回転される構成で、駆動モータ３０はフィンガ２２によって整列されたウェハＷの回転中心がスピンチャック１０の回転中心に一致されるように正確な移動距離を予め設定して制御する。
【００５９】
このとき、図６及び図７に図示するように、前記垂直プレーム２１は、一組のガイドレール３１ａ，３１ｂによってボールスクリュ２６に沿って直線移動することが可能であるように設置される。このガイドレール３１ａ、３１ｂはテーブル４０上に固定されてボールスクリュ２６の両側に並んで設置され、これに案内されるガイド部材３２ａ，３２ｂは垂直プレーム２１の底面に固定する。
【００６０】
また、ガイドレール３１ａ、３１ｂ及びガイド部材３２ａ、３２ｂの結合部位は相互符合される形状で形成するが、結合部位の断面形状が逆三角形状に形成されるようにして垂直プレーム２１の移動時、離脱及び揺れが防止されるようにすることが望ましい。
【００６１】
また、図２、図８及び図９に示すように、ウェハ整列駆動部２０から移動されてスピンチャック１０に固定されたウェハＷをパターン形成面が上側または下側に向くように回転させる反転駆動部５０と、ウェハＷが固定されたスピンチャック１０を垂直方向に移動させる垂直駆動部６０を備える。
【００６２】
前記反転駆動部５０はテーブル４０上に設置された固定プレーム５１と、この固定プレーム５１に設置されて出力軸５２を所定の角度正逆回転させる駆動手段を備える。前記駆動手段は、エアー圧で作動するロータリシリンダ５３を使用することが望ましく、ロータリシリンダ５３による出力軸５２の正逆方向回転角度は１８０°に設定する。
【００６３】
また、前記出力軸５２にはハブ５４が固定され、ハブ５４は固定プレーム５１にベアリング５５に回転支持され、このハブ５４には垂直駆動部６０が固定される。
【００６４】
垂直駆動部６０は、前記反転駆動部５０のハブ５４に固定される反転プレーム６１と、前記反転プレーム６１の長さの方向に移動可能に設置されたスライド板６２と、前記スライド板６２を垂直方向に移動させる移送手段とで構成される。前記スライド板６２にはスピンチャック１０のボス１４及び駆動モータ１１が固定ブラケット６２ａ、６２ｂによって固定されて支持される。
【００６５】
前記スライド板６２の移送手段は、反転プレーム６１内の長さの方向に設置され両端がベアリングで回転支持されたボールスクリュ６３を備える。このボールスクリュ６３にはスライド板６２の一側に固定されたボールベアリング６４が案内される。ボールベアリング６４は、ボールスクリュ６３の回転によってボールスクリュ６３の長さの方向に直線移動可能になっている。
【００６６】
また、前記ボールスクリュ６３は、図１０に示すように、一組のプーリ６５ａ、６５ｂ及びベルト６６に動力が伝達されるように連結された駆動モータ６７によって正逆方向に回転される構成で、駆動モータ６７は回転速度制御が容易であるステップモータを使用することが望ましく、スピンチャック１０に固定されたウェハＷのパターン形成面が後述する容器７０内の現像液と接するように正確な移動距離を既に設定して制御する。
【００６７】
このとき、スライド板６２はボールスクリュ６３に沿って正確な直線移動が可能であるように反転プレーム６１に結合されて案内する。図１１示すように反転プレーム６１の両端部にボールスクリュ６３と並んだ方向にガイドレールホーム６８が形成され、このガイドレール溝６８にはスライド板６２の対向側両端部に形成されたガイド突起６９が結合されて案内される構成である。
【００６８】
前記ガイドレール溝６８及びガイド突起６９の結合部位は、相互符合される形状に形成するが、結合部位の断面形状が逆三角形状に形成されるようにしてスライド板６２の移動時、離脱及び揺れが防止されるようにすることが望ましい。
【００６９】
また、図２及び図１２〜図１５に示すように、テーブル４０上に所定の量の現像液が貯蔵される容器７０を備え、テーブル４０内には前記容器７０内に現像液を一定量ずつ供給する現像液供給部８０と、ウェハＷのパターン形成面にリンス液を噴射するためのリンス液を供給するリンス液供給部９０を備える。
【００７０】
前記容器７０は、上側にウェハＷが出入できる大きさの開口部が形成された半透明樹脂材質の容器カバー９５が設置され、スピンチャック１０の移動軸線に容器７０の中心が来るように設置される。
【００７１】
また、容器７０の底面中心部には前記ウェハが現像液に浸されるように現像液を溜める円錐型の凹部７０ａが形成され、前記凹部７０ａの周りに傾斜溝７０ｂを形成して前記傾斜溝７０ｂに誘導された反応副産物を入口が開放された開放排出口７０ｃを通じて排出ライン７４に排出させる。
【００７２】
また、前記容器７０は、現像液及びリンス液を外部に選択的に排出させるように前記凹部７０ａの下側に排出ライン７４と連結された排出口７２を備え、前記排出口７２に流圧で駆動されるバルブ７５を設置して前記排出口７２を開閉する構成である。
また、前記容器７０は、前記凹部７０ａに現像液供給部８０と連結される現像液流入管７１を備える。
【００７３】
即ち、前記回転管７９に前記現像液流入管７１を一緒に設置し、前記リンス液噴射アーム７３が前記傾斜溝７０ｂの上方で待機している時、前記現像液流入管７１の入口が前記凹部７０ａの上方に位置されるように設置する。このような現像液流入管７１は、図２及び図１２〜図１４に示すように、現像液供給部８０の現像液供給ライン８１によって現像液貯蔵タンク８２と連結され、現像液貯蔵タンク８２には現像液を一定量ずつ容器７０に供給するポンプ８３が設置される。
【００７４】
リンス液噴射アーム７３は、回転するウェハにリンス液を噴射するように上方に噴射口が形成され、ウェハのパターン形成面の下方に選択的に近接してリンス液を噴射するようにモータ７７によって駆動し、前記モータ７７と連結されて回転する回転管７９に垂直に連結されて水平回動角が段階的に調節され、リンス液供給部９０と連結されてリンス液の供給を受ける。
【００７５】
また、リンス液噴射アーム７３は、リンス液供給部９０のリンス液供給ライン９１によってリンス液マニフォルダ９２と連結され、前記リンス液マニフォルダ９２は外部のリンス液供給源（図示しない）と連結されて外部からリンス液の供給を受けるように構成され、リンス液としては主に脱イオン水が使用される。
また、テーブル４０の一側には前述した各駆動部を制御するコントロール部４１が備えられる構成である。
【００７６】
一方、本実施例による半導体装置製造用現像装置は、前記容器７０の上側に設置され、前記洗浄液供給ライン９４から洗浄液の供給を受けて前記容器７０の内部全面に洗浄液を選択的に噴射する噴射ノズル９３と、前記噴射ノズル９３で洗浄液が噴射された後、前記容器７０に残留する洗浄液を加圧噴射して排出させる送風装置を備える。
【００７７】
前記送風装置は、前記凹部７０ａに残留する洗浄液を誘導して排出口７２及び開放排出口７０ｃに排出させるように下方に送風口が形成され、前記モータの駆動によって回転する前記回転管７９と垂直に連結され、水平回動角が段階的に調節されて前記凹部７０ａの全面に沿って、選択的に近接して移動しながらガスを噴射する送風アーム９６及び前記傾斜溝７０ｂに設置されて、ガス吸入ライン９７と連結される。さらに、内部に低圧が形成されて前記容器７０内部に存在する反応副産ガスまたは水蒸気などを吸入する吸入管９０ｄを備える。
【００７８】
前記送風アームに形成された多数個の送風口は、多様な形態が可能で、狭い溝の形態に形成してガス膜を形成する構成も可能である。
前記吸入管７０ｄの入口は、排出される現像液の影響を受けないように前記凹部７０ａと前記傾斜溝７０ｂの間の高い位置に設置することが望ましい。
【００７９】
前記送風アーム９６は、前記回転管７９を通じて送風ライン７６と連結される。
図示しない前記ガスポンプが前記送風ライン７６を通じて前記送風アーム９６にガスを供給する。
【００８０】
前記回転管７９は、前記容器７０の下方に固定設置されたモータ７７の回転力をベルト７８に伝達して垂直回動する。前記回転管７９の容器方向端部には前記リンス液噴射アーム７３と、前記送風アーム９６及び前記現像液流入管７１を一緒に配置して、他の端部には前記回転管７９の回転に影響を受けないように十字型の連結管が設置されて前記送風ライン７６、前記リンス液供給ライン９１及び現像液供給ライン８１が一緒に配管されている構成である。
前記モータ７７はステップモータやギアードモータまたはロータリーモータなどが可能である。
【００８１】
また、前記リンス液噴射アームの長さは前記ウェハの半直径以上に製作し、前記送風アームの長さは前記凹部の直径以上に製作し、前記現像液流入管は前記回転管が前記凹部上方から外れて待機する間に現像液が前記凹部に供給されるようにその方向が前記凹部の方に傾いて製作される。前記回転管は前記容器にベアリング支持される。
一方、前記噴射ノズル９３及び前記モータ７７は前記コントロール部４１の制御を受ける。
【００８２】
以下、このような構成を有する半導体装置製造用現像装置の作動及び制御方法を説明する。
先ず、露光を終えたウェハＷの回転中心を整列させてスピンチャック１０に供給する段階は、図２、図６、及び図７に示すように、ウェハ整列駆動部２０のフィンガ２２が点線の位置のように開いている状態でウェハＷを支え段２２ａ上に位置させると、エアー圧で作動する両方向エアーロッドシリンダ２４がフィンガ２２を作動させるようになり、これでフィンガ２２はガイド棒２３に沿って実線状態に移動されるのでウェハＷがパージされると同時にウェハＷの回転中心位置が自動的に整列されるものである。
【００８３】
続いて、ウェハの整列駆動部２０の駆動モータ３０が駆動して一組のプーリ２８ａ、２８ｂ及びベルト２９を通じてボールスクリュ２６を回転させるようになると、ボールスクリュ２６にボールベアリング２７が案内されるし、両側のガイドレール３１ａ、３１ｂに垂直プレーム２１のガイド部材３２ａ、３２ｂが案内されるものなので、垂直プレーム２１は仮の線状態のように水平方向に直線移動してスピンチャック１０上に位置するようになる。
【００８４】
このとき、ウェハＷの移動距離は既に設定されたプログラムによって駆動モータ３０の駆動が制御されるものなので、ウェハＷの回転中心がスピンチャック１０の回転中心と正確に一致する。
【００８５】
このようにウェハＷがスピンチャック１０上に設置されると、両方向ロッドシリンダ２４の作動でフィンガ２２が再び開かれると同時にスピンチャック１０がウェハＷの底面を吸着して固定するようになる。
【００８６】
続いて、前記スピンチャック１０に固定されたウェハＷのパターン形成面が下に向くように反転駆動部５０を駆動させる段階は、図８に示すように、ウェハＷのパターン形成面が上を向いている状態で反転駆動部５０のロータリシリンダ５３が作動して出力軸５２を１８０°回転させると、垂直駆動部６０の反転プレーム６１及びスライド板６２が一緒に１８０°回転するので、図９に示すように、スライド板６２に固定されたスピンチャック１０及び駆動モータ１１が全て１８０°回転する。これにより、ウェハＷのパターン形成面が下を向いて容器７０の上部に位置するようになる。
【００８７】
続いて、ウェハＷ上に塗布されて露光されたフォトレジストを部分的に溶解させてパターンを形成する段階は、ウェハＷが容器７０上に位置するようになると、図２及び図１２に示すように、現像液供給部８０のポンプ８３が作動して現像液貯蔵タンク８２に貯蔵された現像液をポンピングするようになり、ポンピングされた一定量の現像液は現像液供給ライン８１及びこの現像液供給ライン８１に連結された現像液流入管７１を通じて容器７０内の凹部７０ａに供給される。このとき、ポンプ８３によってポンピングされて供給される現像液の量は一つのウェハＷに対する現像作業を遂行することができる程度に設定するもので、常に一定の量が供給されるようにする。
【００８８】
続いて、図９〜図１１に示すように垂直駆動部６０の駆動モータ６７が作動して一組のプーリ６５ａ、６５ｂ及びベルト６６を通じてホールスクリュー６３を回転させると、ボールスクリュ６３にボールベアリング６４が案内され両側のガイドレール６８にスライド板６２のガイド突起６９が案内されるものであるので、スライド板６２は図１２に示すように下方に直線移動してウェハＷのパターン形成面が容器７０の凹部７０ａに貯蔵された現像液と合うようになる。
【００８９】
このとき、ウェハＷの移動距離はウェハＷが完全に浸されずにウェハＷのパターン形成面のみ現像液に浸される状態に制御されるもので、これは予め設定されたプログラムによって駆動モータ６７の駆動が制御されることにより可能で、ウェハＷの底面が現像液の上面と同一な水平線上に位置しても現像液の表面張力によってウェハＷの底面に溢れない。
【００９０】
このように、ウェハＷのパターン形成面が現像液に浸された状態で駆動モータ１１を駆動させてスピンチャック１０を約１０〜３００ｒｐｍの低速で回転させながら約５〜３０秒の間現像作業を遂行する。現像作業中には図５に示すようにスピンチャック１０内部に不活性ガスが供給され、不活性ガスはスピンチャック１０のハウジング１５とカバー１６の下端部の間の開口部１８を通じてウェハＷの底面の縁部に噴出されるので、スピンチャック１０の回転によって現像液がウェハＷ底面に溢れて汚染することを防止する。
【００９１】
このような現像作業によってフォトレジストと現像液が反応してフォトレジストの一部を溶解させることで所定のパターンが形成され、現像に使用された現像液は排出口７２を通じて排出される。
【００９２】
続いて、リンス液を噴射して反応副産物を除去する段階は、図２及び図１３に示すように外部のリンス液供給源からリンス液供給部９０のマニフォルダ９２に供給されたリンス液をリンス液供給ライン９１を通じてウェハ中心部に一定角度回動されたリンス液噴射アーム７３に供給し、リンス液噴射アーム７３がリンス液をウェハＷのパターン形成面に噴射することで遂行され得る。このとき、スピンチャック１０を約１０〜３００ｒｐｍの低速で回転させながら約５〜３０秒の間リンス作業を遂行する。
【００９３】
このようなリンス作業によってウェハＷのパターン形成面に生成された反応副産物ａが除去されると、リンス液と一緒に排出口７２を通じて排出される。特にウェハＷのパターン形成面が下方に向いて位置されたものなのでパターンによって形成された谷内の反応副産物ａが下部に流れて除去される。
【００９４】
このとき、図１４に示すように、反応副産物ａの完全な除去が可能になるように前記噴射ノズル９３がリンス液を前記容器７０の全面に噴射した後、前記送風アーム９６が前記凹部７０ａの全面を移動しながら前記凹部７０ａにガスを噴射して前記凹部７０ａに残留するリンス液を前記排出口７２及び前記開放排出口７０ｃに誘導して排出する。
【００９５】
続いて、ウェハＷについた湿気を除去させる段階は、リンス液の噴射を中断して、スピンチャック１０を約６０００〜７０００ｒｐｍの速い速度で約３０〜９０秒の間回転して遂行させる。このような除去作業は高速回転による遠心力でウェハＷについた湿気が除去されるもので、特にウェハＷのパターン形成面が下方に向いているため、谷の角に残存する反応副産物ａが容易に下方に流れ除去される。このような反応副産物の除去方式はパターンが微細な場合に効果的である。
また、前記容器７０内に満ちた湿気を完全に除去するために、前記容器７０内に設置した吸入管７０ｄが前記湿気を吸入する。
【００９６】
このような現像、リンス及び除去作業が完了されると今までの動作の逆順に動作してウェハが排出される。即ち垂直駆動部６０の駆動モータ６７が逆駆動すると図９に示すようにスピンチャック１０及びウェハＷが上方に移動することでウェハＷが容器７０から出るようになり、続いて反転駆動部５０のロータリシリンダ５３の作動で反転プレーム６１が再び１８０°回転すると、図８に示すようにウェハＷはウェハ整列駆動部２０のフィンガ２２上に位置されるのと同時にウェハＷのパターン形成面が上方に向くようになる。
【００９７】
このような状態で両方向ロッドシリンダ２４の作動でフィンガ２２が再び閉じるようになり、ウェハＷをパージすると、スピンチャック１０に作用した真空が除去されてウェハＷを固定解除するもので、続いてウェハ移送手段の駆動モータ３０が駆動して垂直プレーム２１を元の状態に移動させることで現像工程が完了する。
【００９８】
テーブル４０に備えられたコントロール部４１によって前記のような動作を反復的に遂行するようになり、各駆動部の動作状態を既に設定して自動制御が可能である。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明されたように、本発明による半導体装置製造用現像装置及びその制御方法によると、現像工程が容易に遂行される。特にパターン形成面が下方に向く状態で現像工程が行われるのでパターン形成によって形成された谷内の反応副産物が充分に除去された後、エッチング工程時反応副産物による工程不良が防止される。また、容器内に残留する反応副産物を完全に除去し、生産性向上及び製品収率が増大される。
【０１００】
以上で本発明は記載された具体例に対してのみ詳細に説明されたが、本発明の技術的思想の範囲内で多様な変形及び修正が可能であることは当業者にとって明白なことであり、このような変形及び修正が付加されたものは本発明の技術的思想に属することは当然なことである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の現像方法の模式図である。
【図２】本発明の実施例による現像装置を示した断面図である。
【図３】本発明の実施例による現像装置を示した平面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】本発明の実施例によるスピンチャックを詳細に示した断面図である。
【図６】本発明の実施例によるウェハ整列部を詳細に示した平面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】本発明の実施例によるウェハ反転駆動部及び垂直駆動部の構成及び動作状態を詳細に示した断面図である。
【図９】本発明の実施例によるウェハ反転駆動部及び垂直駆動部の構成及び動作状態を詳細に示した断面図である。
【図１０】図８のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１１】図８のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１２】本発明の実施例による現像液供給部及びリンス供給部による現像液過程を詳細に示した容器の断面図である。
【図１３】本発明の実施例による現像液供給部及びリンス供給部による現像液過程を詳細に示した容器の断面図である。
【図１４】本発明の実施例による現像液供給部及びリンス供給部による現像液過程を詳細に示した容器の断面図である。
【図１５】図１２の回転管の斜視図である。
【符号の説明】
１８ 開口部
７０ 容器
８０ 現像液供給部
９０ リンス液供給部
９４ 洗浄液供給ライン
１９ ガス供給ライン
Claims (40)
- 上側にウェハが出入りできる開口部が形成され、下側に排水口が形成された現像液を入れることができる容器と、
ウェハのパターン形成面が下方に向くように前記ウェハの後面を吸着して前記開口部を通過して前記ウェハを前記容器にローディング及びアンローディングするウェハの移送部と、
前記ウェハのパターン形成面を現像液に浸すために、前記容器の底面に一定量の現像液を供給する現像液供給手段と、
前記ウェハのパターン形成面にリンス液を噴射するために前記容器にリンス液を供給するリンス液供給手段と、
容器に残留する前記現像液とリンス液とを除去するために前記容器に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
容器に残留する前記洗浄液を加圧噴射して除去するために前記容器にガスを供給するガス供給手段とを備え、
前記容器は、ウェハを固定するスピンチャックの移動軸線に中心が来るように設置され、前記容器の中心の底面には、前記ウェハのパターン形成面が現像液に浸されるように現像液を溜める凹部が形成され、
前記凹部は、中心部が低い漏斗形状であることを特徴とする半導体装置製造用現像装置。 - 上側にウェハが出入りできる開口部が形成され、下側に排水口が形成された現像液を入れることができる容器と、
ウェハのパターン形成面が下方に向くように前記ウェハの後面を吸着して前記開口部を通過して前記ウェハを前記容器にローディング及びアンローディングするウェハの移送部と、
前記ウェハのパターン形成面を現像液に浸すために、前記容器の底面に一定量の現像液を供給する現像液供給手段と、
前記ウェハのパターン形成面にリンス液を噴射するために前記容器にリンス液を供給するリンス液供給手段と、
容器に残留する前記現像液とリンス液とを除去するために前記容器に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
容器に残留する前記洗浄液を加圧噴射して除去するために前記容器にガスを供給するガス供給手段とを備え、
前記容器は、ウェハを固定するスピンチャックの移動軸線に中心が来るように設置され、前記容器の中心の底面には、前記ウェハのパターン形成面が現像液に浸されるように現像液を溜める凹部が形成され、
前記容器は、前記凹部の周りに下方に両面が傾斜した傾斜溝を形成し、前記傾斜溝の底面に排出口を形成して、前記傾斜溝に誘導された現像液及びリンス液を排出口を通じて排出ラインに排出することを特徴とする半導体装置製造用現像装置。 - 前記排出口は、前記現像液及びリンス液を重力によって自然排出させるように貫通された開放排出口であることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置製造用現像装置。
- 上側にウェハが出入りできる開口部が形成され、下側に排水口が形成された現像液を入れることができる容器と、
ウェハのパターン形成面が下方に向くように前記ウェハの後面を吸着して前記開口部を通過して前記ウェハを前記容器にローディング及びアンローディングするウェハの移送部と、
前記ウェハのパターン形成面を現像液に浸すために、前記容器の底面に一定量の現像液を供給する現像液供給手段と、
前記ウェハのパターン形成面にリンス液を噴射するために前記容器にリンス液を供給するリンス液供給手段と、
容器に残留する前記現像液とリンス液とを除去するために前記容器に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
容器に残留する前記洗浄液を加圧噴射して除去するために前記容器にガスを供給するガス供給手段とを備え、
前記容器は、現像液及びリンス液を選択的に排出するように前記凹部に排出ラインと連結された排出口と、前記排出口に流圧で駆動されるバルブとを有し、前記排出口を開閉することを特徴とする半導体装置製造用現像装置。 - 上側にウェハが出入りできる開口部が形成され、下側に排水口が形成された現像液を入れることができる容器と、
ウェハのパターン形成面が下方に向くように前記ウェハの後面を吸着して前記開口部を通過して前記ウェハを前記容器にローディング及びアンローディングするウェハの移送部と、
前記ウェハのパターン形成面を現像液に浸すために、前記容器の底面に一定量の現像液を供給する現像液供給手段と、
前記ウェハのパターン形成面にリンス液を噴射するために前記容器にリンス液を供給するリンス液供給手段と、
容器に残留する前記現像液とリンス液とを除去するために前記容器に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
容器に残留する前記洗浄液を加圧噴射して除去するために前記容器にガスを供給するガス供給手段とを備え、
前記リンス液供給手段は、前記ウェハのパターン形成面にリンス液が噴射されるように形成された多数個の噴射口と、前記噴射口にリンス液供給ラインを通じて前記リンス液を供給するリンス液供給源と、前記リンス液供給ラインに設置されて前記リンス液供給ラインを選択的に開閉するバルブと、を有することを特徴とする半導体装置製造用現像装置。 - 前記噴射口は、ウェハのパターン形成面の下方に選択的に近接してリンス液を噴射するようにモータによって駆動され、前記モータと連結されて回転する回転管に垂直に連結されて段階的に回動され、リンス液供給ラインと連結されてリンス液の供給を受ける長方形のリンス液噴射アームの上方に形成されることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置製造用現像装置。
- 前記噴射口は、微細な多数個の貫通口であることを特徴とする請求項５または６に記載の半導体装置製造用現像装置。
- 前記リンス液噴射アームは、その長さが前記ウェハの回転中心からウェハの回転周りまでの長さ以上であることを特徴とする請求項６に記載の半導体装置製造用現像装置。
- 前記モータと前記回転管とは、一組のベルト及びプーリによって連結されることを特徴とする請求項６に記載の半導体装置製造用現像装置。
- 上側にウェハが出入りできる開口部が形成され、下側に排水口が形成された現像液を入れることができる容器と、
ウェハのパターン形成面が下方に向くように前記ウェハの後面を吸着して前記開口部を通過して前記ウェハを前記容器にローディング及びアンローディングするウェハの移送部と、
前記ウェハのパターン形成面を現像液に浸すために、前記容器の底面に一定量の現像液を供給する現像液供給手段と、
前記ウェハのパターン形成面にリンス液を噴射するために前記容器にリンス液を供給するリンス液供給手段と、
容器に残留する前記現像液とリンス液とを除去するために前記容器に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
容器に残留する前記洗浄液を加圧噴射して除去するために前記容器にガスを供給するガス供給手段とを備え、
前記洗浄液供給手段は、前記容器の底面に洗浄液が噴射されるように前記容器の上側に 形成された多数個の噴射ノズルと、前記噴射ノズルに洗浄液供給ラインを通じて前記洗浄液を供給する洗浄液供給源と、前記洗浄液供給ラインに設置されて前記洗浄液供給ラインを選択的に開閉するバルブとを備えることを特徴とする半導体装置製造用現像装置。 - 前記噴射ノズルは、前記容器カバーに多数個が設置され、容器の底面全部に洗浄液が噴霧されるように広い噴射角を有することを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置製造用現像装置。
- 上側にウェハが出入りできる開口部が形成され、下側に排水口が形成された現像液を入れることができる容器と、
ウェハのパターン形成面が下方に向くように前記ウェハの後面を吸着して前記開口部を通過して前記ウェハを前記容器にローディング及びアンローディングするウェハの移送部と、
前記ウェハのパターン形成面を現像液に浸すために、前記容器の底面に一定量の現像液を供給する現像液供給手段と、
前記ウェハのパターン形成面にリンス液を噴射するために前記容器にリンス液を供給するリンス液供給手段と、
容器に残留する前記現像液とリンス液とを除去するために前記容器に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
容器に残留する前記洗浄液を加圧噴射して除去するために前記容器にガスを供給するガス供給手段とを備え、
前記ガス供給手段は、容器に残留する前記洗浄液を加圧噴射して除去させるために前記容器に形成された多数個の送風口と、前記送風口に送風ラインを通じてガスを供給するガス供給源と、前記送風ラインに設置されて前記送風ラインを選択的に開閉するバルブとを有し、
前記送風口は、容器の凹部に選択的に近接してガスを噴射するようにモータによって駆動され、前記モータと連結されて回転する回転管に垂直に連結されて、前記容器の凹部に沿って段階的に回動され、送風ラインと連結されてガスの供給を受ける長方形の送風アームの上方に形成されることを特徴とする半導体装置製造用現像装置。 - 前記送風口は、微細な多数個の貫通口であることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置製造用現像装置。
- 前記送風アームは、その長さが前記容器の凹部直径の長さ以上であることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置製造用現像装置。
- 前記モータと前記回転管は、一組のベルト及びプーリによって連結されることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置製造用現像装置。
- 上側にウェハが出入りできる開口部が形成され、下側に排水口が形成された現像液を入れることができる容器と、
ウェハのパターン形成面が下方に向くように前記ウェハの後面を吸着して前記開口部を通過して前記ウェハを前記容器にローディング及びアンローディングするウェハの移送部と、
前記ウェハのパターン形成面を現像液に浸すために、前記容器の底面に一定量の現像液を供給する現像液供給手段と、
前記ウェハのパターン形成面にリンス液を噴射するために前記容器にリンス液を供給するリンス液供給手段と、
容器に残留する前記現像液とリンス液とを除去するために前記容器に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
容器に残留する前記洗浄液を加圧噴射して除去するために前記容器にガスを供給するガス供給手段とを備え、
前記ガス供給手段は、容器に残留する前記洗浄液を加圧噴射して除去させるために前記容器に形成された多数個の送風口と、前記送風口に送風ラインを通じてガスを供給するガス供給源と、前記送風ラインに設置されて前記送風ラインを選択的に開閉するバルブとを有し、
前記ガス供給手段は、前記容器に設置され、内部に低圧が形成されて前記容器内部に存在する反応副産ガス及び水蒸気等を吸入する吸入管と、前記吸入管に連結されて低圧を形成する真空ポンプとを有することを特徴とする半導体装置製造用現像装置。 - 前記ガス供給源は、ガスを圧縮して高圧状態を維持するガスポンプであることを特徴とする請求項１２から１６のいずれか一項に記載の半導体装置製造用現像装置。
- 上側にウェハが出入りできる開口部が形成され、下側に排水口が形成された現像液を入れることができる容器と、
ウェハのパターン形成面が下方に向くように前記ウェハの後面を吸着して前記開口部を通過して前記ウェハを前記容器にローディング及びアンローディングするウェハの移送部と、
前記ウェハのパターン形成面を現像液に浸すために、前記容器の底面に一定量の現像液を供給する現像液供給手段と、
前記ウェハのパターン形成面にリンス液を噴射するために前記容器にリンス液を供給するリンス液供給手段と、
容器に残留する前記現像液とリンス液とを除去するために前記容器に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
容器に残留する前記洗浄液を加圧噴射して除去するために前記容器にガスを供給するガス供給手段とを備え、
前記ガスは不活性ガスであることを特徴とする半導体装置製造用現像装置。 - 上側にウェハが出入りできる開口部が形成され、下側に排水口が形成された現像液を入れることができる容器と、
ウェハのパターン形成面が下方に向くように前記ウェハの後面を吸着して前記開口部を通過して前記ウェハを前記容器にローディング及びアンローディングするウェハの移送部と、
前記ウェハのパターン形成面を現像液に浸すために、前記容器の底面に一定量の現像液を供給する現像液供給手段と、
前記ウェハのパターン形成面にリンス液を噴射するために前記容器にリンス液を供給するリンス液供給手段と、
容器に残留する前記現像液とリンス液とを除去するために前記容器に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
容器に残留する前記洗浄液を加圧噴射して除去するために前記容器にガスを供給するガス供給手段とを備え、
前記現像液供給手段、前記リンス液供給手段及び前記ガス供給手段の一側を一つの管に統合して固定し、前記管を前記容器に貫通させることを特徴とする半導体装置製造用現像装置。 - 前記管は、前記容器にベアリング支持され、一側にプーリが形成され、ベルトを通じて前記モータの回転力が伝達され回動する回転管であることを特徴とする請求項１９に記載の半導体装置製造用現像装置。
- 前記モータは、ステップモータであることを特徴とする請求項２２に記載の半導体装置製造用現像装置。
- 前記容器の上部に、上側にウェハが出入りできる大きさの開口部が形成された半透明樹脂材質の容器カバーが設置されることを特徴とする請求項１から２１のいずれか一項に記載の半導体装置製造用現像装置。
- 前記ウェハ移送部は、前記容器上に設置されて露光を終えたウェハの底面を固定するスピンチャックと、前記スピンチャックを回転させる駆動モータと、前記スピンチャックを垂直方向に直線移動させてウェハを容器内にローディング及びアンローディングさせる垂直駆動部と、前記スピンチャック及び垂直駆動部を所定角度回転させてウェハのパターン形成面が上側または下側に向くように選択的に反転させる反転駆動部とを備えることを特徴とする請求項１から２１のいずれか一項に記載の半導体装置製造用 現像装置。
- 前記スピンチャックは、駆動モータによって回転し内部に真空通路が形成された回転軸と、前記回転軸に固定されてともに回転し、前記回転軸の真空通路と連結されてウェハを真空吸着するための複数個の吸着孔が形成された吸着板と、前記回転軸を回転支持し垂直駆動部に固定されるボスと、前記ボスに固定され吸着板の上部を覆って保護するハウジングとを備えることを特徴とする請求項２３に記載の半導体装置製造用現像装置。
- 前記スピンチャックは、前記吸着板に真空吸着されたウェハの縁部に不活性ガスを噴出するウェハ汚染防止手段を備えることを特徴とする請求項２４に記載の半導体装置製造用現像装置。
- 前記ウェハの汚染防止手段は、前記ハウジングと所定の間隔が維持されるようにカバーを設置し、その間隔に下端部のみ開口されるように所定の空間部を形成し、前記空間部内に不活性ガスを供給するガス供給ラインを設置し、下端部の開口を通じて不活性ガスを噴出することを特徴とする請求項２７記載の半導体装置製造用現像装置。
- 前記現像液供給手段は、前記ウェハのパターン形成面を現像液に浸し及び前記容器の底面に一定量の現像液を供給するように前記容器の底面に設置された現像液流入管と、現像液供給ラインを通じて前記現像液流入管に連結された現像液貯蔵タンクと、前記現像液貯蔵タンク内の現像液をポンピングして容器内に一定量ずつ供給するポンプとを備えることを特徴とする請求項１から２６のいずれか一項に記載の半導体装置製造用現像装置。
- 前記リンス液及び前記洗浄液は脱イオン水であることを特徴とする請求項１から２７のいずれか一項に記載の半導体装置製造用現像装置。
- 前記スピンチャックの回転中心とウェハの回転中心が一致するように、ウェハの回転中心を整列してスピンチャックに供給するウェハ整列駆動手段を備えることを特徴とする請求項１から２８のいずれか一項に記載の半導体装置製造用現像装置。
- 開口部及び排水口が形成された現像液を入れることができる容器と、ウェハを容器にローディング及びアンローディングするウェハ移送部と、前記容器の底面に一定量の現像液を供給する現像液供給手段と、前記容器にリンス液を供給するリンス液供給手段と、容器に残留する前記現像液とリンス液を除去するために前記容器に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記容器にガスを供給して洗浄液を除去させるガス供給手段とを備える半導体装置製造用現像装置の制御方法において、
前記現像液供給手段を利用して前記容器に現像液を供給する現像液供給段階と、
ウェハのパターン形成面が下方に向くようにしてウェハを下降させ、前記容器内の現像液に前記パターン形成面が浸されるようにするウェハ現像段階と、
ウェハを容器内の一定の高さに上昇させ、前記ウェハのパターン形成面に前記リンス液供給手段を利用してリンス液を上向噴射するリンス段階と、
ウェハが容器の外部に出た後、前記洗浄液供給手段を利用して前記容器内に洗浄液を噴射する洗浄段階と、
前記ガス供給手段を利用して容器に残留する前記洗浄液を除去するガス供給段階と、
を含むことを特徴とする半導体装置製造用現像装置の制御方法。 - 前記ウェハ現像段階は、容器内の現像液に浸されたウェハを所定の時間の間、低速に回転させながら現像液と反応させることを特徴とする請求項３０に記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法。
- 前記リンス段階は、前記ウェハにリンス液を噴射した後、前記ウェハを高速で回転させて遠心力を利用してウェハについたリンス液を除去することを特徴とする請求項３０に記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法。
- 前記リンス段階は、前記容器内の反応ガスまたは湿気を吸入して容器外部に排出することを特徴とする請求項３０に記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法。
- 前記ガス供給段階は、前記容器の全面に残留する洗浄液にガスを移動噴射しながら前記容器の外部に排出することを特徴とする請求項３０に記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法。
- 前記ウェハ現像段階以前に、ウェハのパターン形成面が上に向くようにして前記ウェハを前記ウェハ移動部が真空吸着する段階と、前記ウェハ移動部に固定されたウェハのパターン形成面が下に向くようにウェハを１８０ー反転させる段階とを含むことを特徴とする請求項３０に記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法。
- 前記ウェハ現像段階は、ウェハの底面の縁部に不活性ガスを噴出して現像液がウェハ底面に溢れないようにすることを特徴とする請求項３０に記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法。
- 前記ウェハ現像段階は、ウェハを１０〜３００ｒｐｍの低速で回転させながら５〜３０秒実施することを特徴とする請求項３０に記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法。
- 前記リンス段階は、リンス液が噴射されるとウェハを１０〜３００ｒｐｍの低速で回転させながら５〜３０秒実施することを特徴とする請求項３０に記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法。
- 前記ウェハの湿気を除去する段階は、ウェハを６０００〜７０００ｒｐｍの高速に回転させながら３０〜９０秒実施することを特徴とする請求項３２に記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法。
- 前記現像液供給段階は、容器内に一つのウェハを現像することができる量の現像液が貯蔵され、前記現像液は現像液供給部によって一定量ずつ供給されることを特徴とする請求項３０に記載の半導体装置製造用現像装置の制御方法。
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