KR0172269B1 - Spray nozzle assembly of processing liquid - Google Patents
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Abstract
본 발명은 웨이퍼의 표면에 공정액을 균일한 상태로 분사시킬 수 있는 분사 노즐 조립체에 관한 것이다.The present invention relates to a spray nozzle assembly capable of spraying a process liquid uniformly on the surface of a wafer.
본 발명은 분사 노즐 하단에 고정된 일정면적을 가진 중공의 원판형 보조 노즐을 분사 노즐과 연통되도록 결합하며, 보조 노즐의 하단에는 지름선상에 다수의 분사구가 형성되게 구성하였다. 또한, 다수의 분사구는 보조 노즐의 중심부에서 외곽면으로 갈수록 그 직경이 점차 감소되게 구성함과 동시에 웨이퍼의 회전방향과 반대방향으로 회전되도록 하였다.The present invention combines a hollow disk-shaped auxiliary nozzle having a predetermined area fixed to the lower end of the injection nozzle so as to communicate with the injection nozzle, a plurality of injection holes are formed on the diameter line at the lower end of the auxiliary nozzle. In addition, the plurality of injection holes are configured to gradually decrease in diameter from the center of the auxiliary nozzle toward the outer surface and to rotate in the direction opposite to the rotation direction of the wafer.
Description
제1도는 일반적인 노즐을 이용한 공정액 분사상태를 도시한 측면도.1 is a side view showing a process liquid injection state using a general nozzle.
제2도는 일반적인 노즐을 이용한 공정액의 분사 후의 웨이퍼 표면의 평면도.2 is a plan view of a wafer surface after injection of a process liquid using a general nozzle.
제3도는 본 발명에 따른 분사노즐의 평면도.3 is a plan view of the injection nozzle according to the present invention.
제4도는 본 발명을 이용하여 공정액 분사상태를 도시한 측면도.4 is a side view showing a process liquid injection state using the present invention.
제5도는 본 발명을 이용한 공정액 분사 후의 웨이퍼 표면의 평면도.5 is a plan view of a wafer surface after process liquid injection using the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 노즐 2,2A : 웨이퍼1: nozzle 2,2A: wafer
3 : 척 10 : 보조노즐3: Chuck 10: Auxiliary Nozzle
11,12 : 분사구 100 : 분사노즐 조립체11,12 injection nozzle 100 injection nozzle assembly
본 발명은 공정액 분사노즐 조립체에 관한 것으로서, 특히 웨이퍼의 표면에 공정액을 균일한 상태로 분사시킬 수 있는 공정액 분사노즐 조립체에 관한 것이다.The present invention relates to a process liquid spray nozzle assembly, and more particularly, to a process liquid spray nozzle assembly capable of spraying a process liquid uniformly on a surface of a wafer.
반도체 제조공정, 예를 들어 포토 마스크 패턴(photo mask pattern) 형성 공정에서는 웨이퍼의 도포된 감광막을 소정의 마스크를 이용하여 노광시키고, 노광된 감광막을 현상액으로 현상하므로써 포토 마스크 패턴을 형성하게 된다. 이와 같이 노광된 감광막을 현상하기 위한 현상액은 현상액 분사노즐(nozzle)을 이용하여 감광막상에 분사되어지나, 웨이퍼의 형상 및 노즐의 분사조건으로 인하여 여러 가지 문제점이 발생된다.In a semiconductor manufacturing process, for example, a photo mask pattern forming process, the photosensitive film coated on the wafer is exposed using a predetermined mask, and the exposed photosensitive film is developed with a developer to form a photomask pattern. The developing solution for developing the exposed photosensitive film is sprayed onto the photosensitive film by using a developer jet nozzle, but various problems are caused by the shape of the wafer and the jetting conditions of the nozzle.
분사노즐을 이용한 현상액의 분사과정시 발생되는 문제점을 제1도 및 제2도를 통하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The problems caused during the injection process of the developer using the injection nozzle will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
제1도는 일반적인 노즐을 이용한 공정액 분사상태를 도시한 측면도, 제2도는 제1도의 공정액 분사 후의 웨이퍼 표면을 도시한 평면도로서,FIG. 1 is a side view showing a process liquid spraying state using a general nozzle, and FIG. 2 is a plan view showing a wafer surface after process liquid spraying in FIG. 1,
(A) 현상액의 분사는 고정된 상태의 분사노즐(1) 하나만을 이용하게 되며, 따라서 척(3)에 의하여 회전하는 웨이퍼(1)의 전 표면에 현상액(4)을 분사, 도포시키기 위해서 분사노즐(1)은 일정한 압력 및 유량(flow rate)으로 현상액(4)을 분사하게 된다. 분사노즐(1)은 보통 웨이퍼(2)의 중심에 대응된 상태로 현상액(4)을 분사함으로서 웨이퍼(2)의 중심부분(제2도의 점선 C부분)은 외곽면에 비하여 많은 현상액이 도포된다. 따라서 웨이퍼(2)의 중심부분(C부분)은 다량의 현상액이 감광막과 반응하게 되어 임계치수(critical dimension)가 낮아지게 되며, 이 결과 소자의 불량을 초래하게 된다.(A) The developer is sprayed using only one spray nozzle 1 in a fixed state. Therefore, the developer is sprayed to spray and apply the developer 4 to the entire surface of the wafer 1 rotated by the chuck 3. The nozzle 1 injects the developer 4 at a constant pressure and flow rate. The injection nozzle 1 usually injects the developer 4 in a state corresponding to the center of the wafer 2, so that a large amount of developer is applied to the central portion of the wafer 2 (dotted line C in FIG. 2) compared to the outer surface. . Therefore, in the central portion (C portion) of the wafer 2, a large amount of the developer reacts with the photosensitive film, so that a critical dimension is lowered, resulting in a defect of the device.
(B) 이를 방지하기 위하여 분사되는 현상액의 압력된 유속을 낮게 설정할 경우 현상액의 부족으로 인한 현상불량을 초래하게 된다.(B) In order to prevent this, if the pressure flow rate of the developer to be sprayed is set low, developing defects due to lack of developer will be caused.
(C) 현상액을 웨이퍼 가장자리까지 도포시키기 위해서는 웨이퍼를 일정한 속도로 회전시켜야 하므로 가장자리에 도포된 현상액은 원심력에 의하여 웨이퍼 뒷면까지 밀려나가게 되어 웨이퍼의 뒷면을 오염시키게 된다.(C) Since the developer must be rotated at a constant speed in order to apply the developer to the edge of the wafer, the developer applied to the edge is pushed out to the back side of the wafer by centrifugal force to contaminate the back side of the wafer.
본 발명은 현상액과 같은 공정액의 분사시 발생되는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 웨이퍼의 전 표면에 공정액을 균일하게 분사시킬 수 있는 공정액 분사노즐 조립체를 제공하는 데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems generated during the spraying of a process solution such as a developer, and an object thereof is to provide a process solution spray nozzle assembly capable of uniformly spraying the process solution over the entire surface of the wafer.
상술한 목적을 실현하기 위한 본 발명은 분사노즐 하단에 고정된 일정면적을 가진 중공(中空)의 원판형 보조 노즐을 분사 노즐과 연통되도록 결합하며, 보조 노즐의 하단에는 지름선상에 다수의 분사구가 형성되게 구성하고, 다수의 분사구는 보조 노즐의 중심부에서 외곽면으로 갈수록 그 직경이 점차 감소되게 구성한 것을 그 특징으로 한다. 또한 본 발명에 따른 분사 노즐 조립체는 웨이퍼의 회전방향과 반대방향으로 회전되도록 구성한 것을 그 특징으로 한다.The present invention for realizing the above object is to combine a hollow disk-shaped auxiliary nozzle having a certain area fixed to the lower end of the injection nozzle so as to communicate with the injection nozzle, a plurality of injection holes on the diameter line at the lower end of the auxiliary nozzle It is configured to be formed, the plurality of injection holes are characterized in that the diameter is configured to gradually decrease from the center of the auxiliary nozzle toward the outer surface. In addition, the spray nozzle assembly according to the invention is characterized in that it is configured to rotate in a direction opposite to the rotation direction of the wafer.
이하, 본 발명을 첨부한 도면을 참고하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings of the present invention will be described in detail.
제3도는 본 발명에 따른 분사노즐의 저면도로서, 본 발명의 가장 큰 특징은 비교적 넓은 면적에 걸쳐 공정액을 균일하게 분사시킬 수 있도록 일반적인 분사노즐(제1도의 1) 하단에 다수의 분사구(11,12)가 형성된 별도의 보조 노즐(10)을 결합시킴과 동시에 분사 노즐 조립체(제4도의 100)를 웨이퍼의 회전방향과 반대방향으로 회전시키는 점이다.3 is a bottom view of the spray nozzle according to the present invention, the biggest feature of the present invention is a plurality of spray holes (below 1 in the lower portion of the general spray nozzle (1 in Figure 1) so as to uniformly spray the process liquid over a relatively large area 11 and 12 are combined to separate the auxiliary nozzle 10 is formed, and at the same time rotating the spray nozzle assembly (100 in FIG. 4) in the direction opposite to the rotational direction of the wafer.
분사노즐 하단에 결합된 보조 노즐의 구성을 살펴보면, 비교적 넓은 면적을 가진 중공(中空)의 원판형 보조 노즐(10)은 그 내부가 분사노즐(제1도의 1)과 연통되며, 그 하단에는 다수의 분사구(11,12)가 형성되어 있다. 각 분사구(11,12)는 보조 노즐(10)의 저면에 +자형으로 배열되며, 따라서 보조 노즐(10)의 지름선상에 다수의 분사구(11,12)가 형성되는 것이다. 한편, 본 보조 노즐(10)은 중심부에서 외곽면으로 갈수록 분사구(11,12)의 직경이 점차 감소되는 형태로 이루어져 있다.Looking at the configuration of the auxiliary nozzle coupled to the lower end of the injection nozzle, the hollow disk-shaped auxiliary nozzle 10 having a relatively large area is in communication with the injection nozzle (1 in Fig. 1), the lower number of Injection holes 11 and 12 are formed. Each of the injection holes 11 and 12 is arranged on the bottom surface of the auxiliary nozzle 10 in a + shape, and thus, a plurality of injection holes 11 and 12 are formed on the diameter line of the auxiliary nozzle 10. On the other hand, the auxiliary nozzle 10 is made of a form that gradually decreases the diameter of the injection holes (11, 12) from the center toward the outer surface.
본 발명에서는 중심부에 형성된 분사구(11)의 직경을 2mm로 설정하고, 최외곽부에 위치하는 분사구(12)의 직경을 1mm로 설정하였다.In this invention, the diameter of the injection hole 11 formed in the center part was set to 2 mm, and the diameter of the injection hole 12 located in the outermost part was set to 1 mm.
제4도는 본 발명을 이용하여 공정액 분사상태를 도시한 측면도로서, 웨이퍼(2A)가 안착된 척(3)은 일정속도로 회전하게 되며, 따라서 보조 노즐(10)의 지름선상에 형성된 다수의 분사구(11,12)를 통하여 분사된 공정액은 웨이퍼(2A) 전 표면에 균일하게 분사되어 진다. 한편, 제4도에 도시된 바와같이, 분사노즐 조립체(100) 자체를 척(3)의 회전방향(웨이퍼의 회전방향)과 반대방향으로 회전시킴으로서 분사된 공정액은 웨이퍼(2A)의 표면에 균일하게 분사되어지며, 특히 분사노즐 조립체(100)의 일정한 회전에 의하여 발생하는 원심력은 분사되는 공정액을 웨이퍼(2A)의 가장 자리부로 분산시키는 작용을 하게 되며, 이와같이 분사노즐 조립체(100)의 회전에 의하여 분사되는 공정액이 웨이퍼(2A)의 가장자리부로 분산됨으로서 보조노즐(10)의 직경을 웨이퍼(2A)의 직경보다 작게 구성하는 것이 바람직하다.4 is a side view showing a process liquid injection state using the present invention, in which the chuck 3 on which the wafer 2A is seated is rotated at a constant speed, and thus, a plurality of formed on the diameter line of the auxiliary nozzle 10 is shown. The process liquid injected through the injection holes 11 and 12 is uniformly sprayed onto the entire surface of the wafer 2A. On the other hand, as shown in FIG. 4, the sprayed process liquid is rotated in the opposite direction to the direction of rotation (wafer rotation) of the chuck 3 by spraying assembly 100 itself on the surface of the wafer 2A. Evenly sprayed, in particular centrifugal force generated by a constant rotation of the spray nozzle assembly 100 serves to disperse the sprayed process liquid to the edge of the wafer (2A), in this way It is preferable to configure the diameter of the auxiliary nozzle 10 to be smaller than the diameter of the wafer 2A by dispersing the process liquid injected by the rotation to the edge of the wafer 2A.
제5도는 본 발명을 이용한 공정액 분사 후의 웨이퍼(A) 표면의 평면도로서, 웨이퍼(2A)의 전표면에 공정액이 균일하게 도포되어 있는 상태를 도시한다.5 is a plan view of the surface of the wafer A after the process liquid injection using the present invention, showing a state where the process liquid is uniformly applied to the entire surface of the wafer 2A.
이상과 같은 본 발명의 사용상 효과는 다음과 같다.Effects of the present invention as described above are as follows.
(A) 보조 노즐 하부의 지름방향으로 형성된 다수의 분사구를 통하여 공정액이 분사됨으로서 웨이퍼의 전 표면에 걸쳐 공정액을 균일한 상태로 분사할 수 있으며,(A) The process liquid is sprayed through a plurality of spray holes formed in the radial direction under the auxiliary nozzle, so that the process liquid can be sprayed uniformly over the entire surface of the wafer.
(B) 또한, 분사노즐 조립체가 웨이퍼의 회전방향과 반대방향으로 회전하는 상태에서 분사공정이 이루어지므로 공정액의 균일한 분사효과를 상승시키게 된다.(B) In addition, since the spraying process is performed while the spray nozzle assembly is rotated in the direction opposite to the rotational direction of the wafer, the uniform spraying effect of the process liquid is increased.
(C) 상술한 기능으로 인하여 웨이퍼의 전표면에 공정액이 균일하게 도포됨으로서, 예를 들어 현상액을 도포한 경우 패턴의 임계치수가 일정하여 패턴의 균일도를 향상시킬 수 있게 된다.(C) By the above-described function, the process solution is uniformly applied to the entire surface of the wafer. For example, when the developer is applied, the critical dimension of the pattern is constant, so that the uniformity of the pattern can be improved.
(D) 분사노즐 조립체의 회전과 동시에 공정액이 분사됨으로서 분사되는 공정액은 그 원심력으로 인하여 웨이퍼의 외곽원주면에 균일하게 분사되며, 또한 이로 인하여 보조 노즐의 직경을 웨이퍼의 직경보다 작게 함으로서 웨이퍼의 뒷면으로의 공정액 유입을 방지할 수 있는 효과도 얻을 수 있으며, 이로서 불필요한 공정액의 낭비를 방지할 수 있다.(D) The process liquid injected by the process liquid is sprayed simultaneously with the rotation of the spray nozzle assembly is uniformly sprayed on the outer circumferential surface of the wafer due to the centrifugal force, and thus, the diameter of the auxiliary nozzle is smaller than the diameter of the wafer. The effect of preventing the inflow of the process liquid to the back side can also be obtained, thereby preventing unnecessary waste of the process liquid.
한편, 첨부된 도면에서는 분사구의 배열을 +자로 하였음을 도시하고 있으나, 이는 한정하는 것은 아니며, 즉 필요한 공정액의 유량에 맞추어 보조 노즐 저면의 지름선상에 3열 또는 그 이상의 분사구를 형성할 수 있음은 물론이다.On the other hand, in the accompanying drawings, but shown that the arrangement of the injection holes in the + character, but this is not limited, that is, three rows or more injection holes can be formed on the diameter line of the bottom surface of the auxiliary nozzle in accordance with the required flow rate of the process liquid Of course.
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