KR0174990B1 - 반도체 제조설비의 현상장치 - Google Patents

Abstract

포토레지스트 공정의 정렬 및 노광을 마친 웨이퍼의 표면으로부터 화학 및 물리적인 힘으로 고분자화 되지 않은 불필요한 부위를 제거하고, 웨이퍼를 세정하도록 하는 반도체 제조설비의 현상장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 반도체 제조설비의 현상장치는 현상액 공급부에 연결되어 현상액을 웨이퍼에 공급하기 위한 현상액 공급관과, 세정액 공급부에 연결되어 세정액을 웨이퍼에 공급하기 위한 세정액 공급관을 구비하는 반도체 제조설비의 현상장치에 있어서, 현상액이 웨이퍼의 중심에 공급되도록 현상액 공급관의 끝단부가 웨이퍼 중심의 상측에 위치하고, 세정액 공급관의 끝단이 웨이퍼의 중심부근에 위치되어 이루어진다.

따라서, 현상액 및 순수를 공급하는 공급관이 수직한 관형상으로 형성되어 수직낙하 방식으로 현상액 및 순수를 압력변화에 관계없이 공급하게 됨에 따라 요구되는 깨끗한 패턴 및 세정효과를 높일 수 있는 이점이 있다.

Description

반도체 제조설비의 현상장치

제1도는 종래의 반도체 제조설비의 현상장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

제2도는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조설비의 현상장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 진공척 12 : 진공통로

14 : 흡입구 16 : 웨이퍼

18 : 현상액 20 : 현상액 공급부

22,32 : 현상액 공급관 24 : 현상액 투입관

26 : 현상액 배출관 28 : 세정액 공급부

29,34 : 세정액 공급관 30 : 조립체

본 발명은 반도체 제조설비의 현상장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 포토레지스트 공정의 정렬 및 노광을 마친 웨이퍼의 표면으로부터 화학 및 물리적인 힘으로 고분자화 되지 않은 불필요한 부위를 제거하고, 웨이퍼를 세정하도록 하는 반도체 제조설비의 현상장치에 관한 것이다.

일반적으로 포토리소그래피(photolithography) 공정은 웨이퍼 상에 원하는 패턴을 형성시키기 위한 공정으로서, 먼저 세척 및 건조를 마친 웨이퍼의 표면에 PR(Photoresist)을 균일하게 도포시키고, 그 위에 소정 레이아웃으로 형성된 포토마스크상의 특정 패턴에 따라 노광공정을 수행하며, 이렇게 노광된 PR층의 불필요한 부위를 현상액으로 제거하고, 잔류하는 현상액을 세정하는 공정을 수행함으로써 요구되는 패턴이 형성된다.

이러한 포토리소그래피 공정중 현상공정을 수행하는 종래의 현상장치에 대하여 제1도를 참조하여 상세히 설명한다.

제1도를 참조하여 설명하면, 현상공정을 실시하는 공정챔버(도시 안됨)의 소정 위치에 고속 회전하도록 구성된 진공척(10)이 설치되어 있고, 이 진공척(10)의 내부에는 진공펌프(도시 안됨)와 연결된 진공통로(12)가 형성되어 있다.

이러한 진공통로(12)는 진공척(10)의 상면에서부터 수직하게 형성된 흡입구(14)와 연결되어 있어 이 흡입구(14)에 의해 진공척(10)의 상면에 놓이는 웨이퍼(16)가 흡착됨에 따라 웨이퍼(16)는 진공척(10)의 고속회전에 대하여 웨이퍼(16)의 이탈이 없도록 고정된다.

한편, 진공척(10)의 상측으로 소정 거리 이격된 위치에 웨이퍼(16)의 불필요한 PR층을 선택적으로 제거하기 위한 현상액 공급부(20)가 설치되어 있다.

이러한 현상액 공급부(20)는 웨이퍼(16)의 상측에서 좌·우 방향 소정 간격으로 이동이 가능하도록 형성되어 있다.

또한, 현상액 공급부(20)의 소정 위치에는 현상액 공급관(22)이 연결되어 있으며, 이 현상액 공급관(22)은 웨이퍼(16)의 상면에 대하여 분사방식으로 소정 부위를 도포할 수 있도록 끝단부가 협소하게 형성되어 있다.

전술한 바와 같이 현상액(18) 공급을 위한 구성에 의하면 진공척(10)에 의해 고속회전하는 웨이퍼(16)의 상면에 현상액 공급부(20)가 웨이퍼(16)의 상측에서 좌·우로 이동하며 공급관을 통해 소정 범위로 현상액(18)을 분사함에 따라 현상액(18)은 웨이퍼의 상면에 균일하게 도포된다.

그리고, 현상액 공급부(20)에 의해 분사되는 현상액(18)의 분사량 및 분사압력은 현상액 공급부(20)의 소정 부위에 연결된 현상액 투입관(24)과 분사 후 잔량의 현상액을 배출하도록 하는 현상액 배출관(26)에 의해 조절된다.

한편, 전술한 바와 같이 현상액(18)이 도포되면 불필요한 PR층을 선택적으로 분해·제거할 수 있도록 소정 시간동안 웨이퍼를 고속회전하게 되며, 이 후 분해된 찌꺼기 및 웨이퍼에 손상을 주게 되는 잔량의 현상액을 제거하도록 공정챔버의 소정 위치에 설치된 세정액 공급부(28)로부터 세정액이 공급된다.

상기 세정액 공급부(28)에 의해 공급되는 세정액은 순수(De-ionized water)가 주로 이용되고 있으며, 이러한 순수는 반도체 생산라인(도시 안됨)을 따라 설치되어 있는 순수 공급라인(도시 안됨)으로부터 공급받은 압력으로 웨이퍼(16)의 중심에 공급되어진다.

이렇게 공급된 순수에 의해 고속회전하는 웨이퍼(16)의 원심력을 제공받아 분해된 PR층의 찌꺼기 및 잔량의 현상액을 웨이퍼(16) 외측으로 방출하게 된다.

이러한 구성에 따른 동작관계를 설명하면, 포토마스킹 공정을 거친 웨이퍼(16)가 진공척(10)의 상면에 놓이게 되면, 진공펌프와 연결된 흡입구(14)를 통하여 진공척(10)의 상면에 웨이퍼(16)가 흡착·고정되고, 이렇게 웨이퍼(16)를 고정하는 진공척(10)은 공정이 끝날 때까지 고속회전을 하게 되고, 진공척(10)의 상측에 위치한 현상액 공급부(20)는 수평 방향으로 움직이며, 소정 시간 현상액(18)을 분사하게 된다.

분사를 마친 후 소정 시간을 소요하여 현상액(18)으로 하여금 고분자화 되지 않은 부위를 분해하도록 하고, 이 후 웨이퍼(16) 외측에 고정된 세정액 공급관(29)을 통해 고속회전하는 웨이퍼(16)의 중심 위치에 순수가 공급됨에 따라 분해된 PR층의 불필요한 부위와 현상액의 잔량은 원심력에 의해 웨이퍼(16) 외측으로 제거되며, 계속적으로 공급되는 순수는 웨이퍼(16)의 노출된 부위를 세정하게 됨으로써 원하는 패턴이 형성된다.

그러나, 현상액 공급부의 공급관에 의한 현상액 분사방식은 압력의 변화 또는 노즐 부위의 마모 등에 의해 일방향으로 분사되거나 분사되는 양이 달라지게 되면 현상액이 도포되는 물리적인 힘이 부분적으로 달라지며, 현상액이 균일하게 공급되지 않아 원하는 패턴을 형성하지 못하는 문제점이 있고, 세정액 공급부 또한 순수 공급라인의 압력 변화에 의해 웨이퍼의 소정 위치로부터 벗어나게 되어 부분적으로 세정되지 않는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 현상액 및 세정액을 공급압력에 관계없이 적정 위치에 소정량을 공급하도록 함으로써 깨끗한 패턴을 형성하도록 하는 반도체 제조설비의 현상장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 제조설비의 현상장치는 현상액 공급부에 연결되어 현상액을 웨이퍼에 공급하기 위한 현상액 공급관과, 세정액 공급부에 연결되어 세정액을 웨이퍼에 공급하기 위한 세정액 공급관을 구비하는 반도체 제조설비의 현상장치에 있어서, 상기 현상액이 웨이퍼의 중심에 공급되도록 현상액 공급관의 끝단부가 웨이퍼 중심의 상측에 위치하고, 세정액 공급관의 끝단이 웨이퍼의 중심부근에 위치하는 것을 특징으로 한다.

또한, 현상액 공급관과 세정액 공급관은 상호 근접시켜 수평하게 움직이도록 형성된 조립체에 연결시켜 형성함이 바람직하며, 현상액 공급관과 세정액 공급관은 현상액 및 세정액을 자유낙하시켜 웨이퍼의 소정 부위에 공급하도록 내측 직경의 크기가 일정하게 유지되는 관형상으로 형성함이 효과적이다.

이하, 본 발명에 따른 반도체 제조설비의 현상장치에 대한 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2도에 있어서, 제1도와 동일한 부호의 구성요소는 전술한 종래의 기술과 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

제2도를 참조하여 설명하면, 고속회전하도록 형성된 진공척(10)의 상면에 흡착된 상태로 고정되어 있는 웨이퍼(16)가 있고, 이 웨이퍼(16)의 상측으로 현상액 공급관(32)과 세정액 공급관(34)이 근접하게 연결되어 있는 하나의 조립체(30)가 형성되어 있다.

이 조립체(30)는 수평 방향에 대하여 이동이 가능하도록 형성되어 있으며, 이에 따라 현상액 공급부와 세정액 공급부(도시 안됨)로부터 투입되는 현상액 및 세정액을 웨이퍼의 상측 소정 위치에서 공급하도록 위치조절이 가능하다.

한편, 상기 조립체(30)에 설치되어 있는 현상액 공급관(32)과 세정액 공급관(34)은 웨이퍼(16)의 상면에 대하여 공급압력에 관계없이 적정량의 현상액 또는 세정액을 공급할 수 있도록 내측 직경의 크기가 일정게 유지되는 관형상으로 형성되어 있다.

또한, 현상액 공급관(32)은 웨이퍼(16)의 중심에 현상액을 공급할 수 도록 웨이퍼(16)의 중심으로부터 상측 수직한 위치에 있게 된다.

그리고, 상기 세정액 공급관(34)을 웨이퍼(16)의 중심을 향하여 공급하게 되면, 웨이퍼의 중심 부위는 공급되는 세정액인 많은 양의 순수에 의해 물리적인 힘을 받아 패턴을 손상시킬 위험이 있기 때문에 세정액 공급관(34)을 현상액 공급관(32)으로부터 소정 간격으로 근접시켜 나란하게 설치한다.

또한, 상기 세정액 공급관(34)을 현상액 공급관(32)과 접합하여 형성하고, 현상액을 도포한 뒤에 수평 방향에 대하여 이동가능하게 형성된 조립체(30)를 이동시켜 순수를 공급토록 할 수도 있다.

이러한 구성에 따른 동작관계를 설명하면, 포토마스킹 공정을 거친 웨이퍼(16)가 진공척(10)의 상면에 놓이게 되면, 진공펌프(도시 안됨)와 연결된 흡입구(14)를 통하여 웨이퍼(16)는 진공척(10)의 상면에 흡착되어 고정된다.

이렇게 웨이퍼(16)가 고정되면 진공척(10)은 공정이 끝날 때까지 웨이퍼(16)를 고속회전시키게 되고, 진공척(10)의 상측에 위치한 현상액 및 순수 공급을 위한 조립체(30)로부터 소정 시간동안 수직낙하 방식으로 현상액을 떨어뜨리게 된다.

그리고, 현상액 공급이 끝나면 현상액으로 하여금 소정 시간을 소요하여 고분자화 되지 않은 불필요한 부위를 분해하도록 하며, 이 후 패턴 부위까지 분해하지 않도록 조립체(30)에 연결된 세정액 공급관(34)으로부터 순수를 수직낙하시켜 공급하게 된다.

그러므로, 공급된 현상액이 공급압력에 관계없이 고속회전하는 웨이퍼(16)의 소정 위치에 공급됨에 따라 원심력에 의해 균일하게 도포되며, 순수 또한 원심력을 제공받아 불필요한 부위를 제거함과 동시에 웨이퍼(16)의 노출되는 부위를 세정하게 되어 원하는 패턴을 형성하게 된다.

본 발명에 따르면, 현상액 및 순수를 공급하는 공급관이 수직한 관형상으로 형성되어 수직낙하 방식으로 현상액 및 순수를 압력변화에 관계없이 공급하게 됨에 따라 요구되는 개끗한 패턴 및 세정효과를 높일 수 있는 이점이 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연하다.

Claims (3)

1. 현상액 공급부에 연결되어 현상액을 웨이퍼에 공급하기 위한 현상액 공급관과, 세정액 공급부에 연결되어 세정액을 웨이퍼에 공급하기 위한 세정액 공급관을 구비하는 반도체 제조설비의 현상장치에 있어서, 상기 현상액이 웨이퍼의 중심에 공급되도록 상기 현상액 공급관의 끝단부가 웨이퍼 중심의 상측에 위치하고, 상기 세정액 공급관의 끝단이 웨이퍼의 중심부근에 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 현상장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 현상액 공급관과 상기 세정액 공급관은 상호 근접하도록 수평하게 이동 가능한 조립체에 연결시켜 형성함을 특징으로 하는 상기 반도체 제조설비의 현상장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 현상액 공급관과 상기 세정액 공급관의 끝단은 상기 현상액 및 상기 세정액을 자유낙하시켜 웨이퍼의 소정 부위에 공급하도록 내측 직경의 크기가 일정하게 유지되는 관형상으로 형성됨을 특징으로 하는 상기 반도체 제조설비의 현상장치.