KR100222573B1 - 반도체제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체기판상에 회로패턴을 형성하는 사진공정에서 사용되는 감광액 등의 화학용액을 그 반도체기판상에 도포하는 감광액/현상액도포장치의 개량에 관한 것으로서, 그 구성은 진공라인상에 설치된 제어밸브에 의해서 스핀척(11)으로 진공흡착력의 제공을 제어하고, 이 제공된 진공흡착력에 의해서 스핀척(11)에 고정된 반도체기판상에 감광액/현상액 등의 화학용액을 토출하는 구조와, 상기 스핀척(11)의 유입구와 상기 제어밸브사이에 설치되어 있고, 이 유입구를 통하여 유입되는 상기 화학용액을 여과하는 여과수단(20)을 구비하는 구조를 특징으로 한다. 본 발명의 구성에 의하면, 고속회전되는 진공척의 유입구를 통하여 유입된 감광액 등의 화학용액을 여과하여서 그 화학용액에 기인한 솔레노이드 밸브 및 진공라인의 오염을 방지할 수 있다.

Description

반도체제조장치

본 발명은 반도체소자의 제조장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 반도체기판상에 회로패턴을 형성하는 사진공정에서 사용되는 감광액 등의 화학용액을 그 반도체기판상에 도포하는 감광액도포장치의 개량에 관한 것이다.

반도체소자의 제조에 있어서 특히 패턴을 형성하기 위한 사진공정은 감광액의 도포, 노광, 현상공정들로 크게 나누어지는 데, 그중 감광액의 도포공정에서 사용되는 감광액도포장치는 그 공정에서 결함으로 작용하는 파티클(particles)이 발생될 소지가 큰 설비이기 때문에, 그 설비의 관리가 매우 중요하게 대두되고 있다. 이러한 설비에서 발생되는 파티클은 후속하는 현상공정 및 세정공정에서 제거되기가 어려운 것이다.

또한 반도체소자의 제조에 있어서 회로요소들의 밀도가 증가되는 추세에 있다. 구체적으로 집적회로내에 구현된 기능들이 더욱 복잡해짐에 따라, 트랜지스터, 저항 등을 포함하는 많은 수의 소자들이 요구되고 그리고 이들 소자들은 물로 용이하게 제조할 수 있고 또한 신뢰성이 있어야 한다. 주어진 칩사이즈에 대해서, 능동회로부품의 수가 증가하함에 따라 그들 부품들은 서로에 근접하면서 설치될 때 전기적인 격리구조에 의해서 점유할 수 있는 회로의 표면적을 감소시키는 것을 필요로 한다.

이러한 고밀도의 반도체소자를 제조함에 있어서, 웨이퍼상에 구현해야 하는 실질적인 패턴의 크기로서 하프 마이크론(half micron) 이하의 초미세 패턴이 구현되어야만 한다. 이러한 초미세패턴이 웨이퍼상에 구현될 때, 소자의 패턴마진(pattern margin)의 부족으로 인하여 패턴의 사이즈가 불균일하게 된다.

또한 반도체제조공정에 있어서 반도체소자의 고집적화로 인하여 기존에 나타나지 않았던 여러종류의 결함(deffect)이 새로 발생되고 있다. 이러한 결함은 반도체소자에 물리적영향을 가하여 소자의 불량발생원인이 될 수도 있고, 또는 소자에 영향을 주지 않고 그 결함형태로 존재하기도 한다.

이러한 결함은 반도체제조공정중 모든 단위공정에서 발생되나, 특히 패턴을 최초로 형성하는 사진공정에서는 여러 종류의 결함으로 발생되어 소자의 불량발생원인으로 작용한다. 이러한 결함중 막질도포시에 발생하는 결함은 육안검사로서 결함유무를 확인할 수 있었으나, 근래들어 소자의 고집적화에 따라 육안으로 검사할 수 없는 정도의 아주 작은 결함에서조차도 불량발생원인으로 작용한다.

현재 사용되고 있는 감광액도포장치는 스핀 코팅방식으로 감광액을 웨이퍼상에 도포하는 장비이다. 이러한 감광액도포장치는, 제1도에 도시되어 있는 바와같이, 스핀척(11)의 진공흡착에 의해 고정되고 그리고 그 스핀척(11)의 회전따라 고속회전되는 웨이퍼(12)의 중앙부위에 감광액공급노즐(15)에서 감광액을 토출하여 소망하는 두께를 갖는 감광액(13)을 도포한다.

이와같이 웨이퍼(12)의 고속회전에 따라 발생되는 원심력에 의해서 감광액을 도포하는 스핀방식이 적용되는 상기 스핀코터(10)는 웨이퍼(12)의 중앙에 토출된 감광액(13)을 상기 원심력에 의해 웨이퍼(12)의 주변표면으로 퍼지게 한다. 상기 감광액공급노즐(15)은 통상적으로 로봇아암(14)의 제어에 의해 웨이퍼(12)상으로 이동하여 감광액을 토출한 다음, 다시 원위치로 이동되도록 작동된다.

이러한 스핀코팅방식을 적용하고 있는 종래의 감광액도포장치에 있어서는, 고속회전되는 상기 웨이퍼(12)를 안정적으로 고정시키는 스핀척(11)은 메인진공라인(17)에 접속되어 있는 솔레노이드 밸브(16)에 의해 제어된다. 즉, 솔레노이드 밸브(16)가 오픈되도록 제어되면, 메인진공라인(17)에 의한 진공흡착력이 상기 스핀척(11)의 유입구(미도시됨)로 전달되어서 상기 웨이퍼(12)가 고정된다. 반대로 솔레노이드 밸브(16)가 닫혀지게 되면, 웨이퍼(12)는 스핀척(11)에 고정되지 않게 된다.

이러한 구조를 갖는 종래의 감광액도포장치에 있어서, 상기 스핀척(11)의 진공흡착력에 의해서 웨이퍼(12)를 고정시키는 동안, 그 웨이퍼(12)상에 도포된 감광액등이 스핀척(11)의 유입구로 유입된다. 이 유입된 감광액등이 유입구, 솔레노이드 밸브를 경유하여 메인진공라인(17)으로 흘러 고형화되면서, 아래와 같이 여러 가지의 문제점을 일으킨다.

첫째, 유입구를 통하여 유입된 감광액이 솔레노이드 밸브에 달라 붙으면서 고형화되기 때문에 그 솔레노이드 밸브의 오동작을 유발한다. 이러한 오동작은 스핀척(11)의 진공흡착력을 저하시켜서 웨이퍼(12)를 안정적으로 고정시킬 수 없다. 그 결과, 고속회전되는 스핀척(11)으로부터 고정되었던 웨이퍼(12)가 이탈되어 파손된다.

둘째, 스핀척의 유입구를 통하여 유입된 감광액에 의해 솔레노이드 밸브가 오염되는 관계로 그 밸브의 수명이 단축되어 빈번히 교체되어야 하는 문제점이 있었다.

마지막으로 상기 솔레노이드 밸브이외에도 진공라인의 내벽에도 오염시켜서 진공압력을 저하시킨다.

따라서 본 발명의 주목적은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위한 반도체제조장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 고속회전되는 진공척의 유입구를 통하여 유입된 감광액 등의 화학용액을 여과하여서 그 화학용액에 기인한 솔레노이드 밸브 및 진공라인의 오염을 방지할 수 있는 반도체제조장치를 제공하는 데 있다.

제1도는 종래의 감광액도포장치의 구조를 보여주고 있는 개략도.

제2도는 본 발명의 실시예에 따른 반도체제조장치의 구조를 보여주고 있는 개략도.

제3(a)도와 제3(b)도는 제2도에 도시된 여과부의 구조를 보여주고 있는 펑면도와 측단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 스핀코터(spin coater) 11 : 스핀척(spin chuck)

12 : 웨이퍼 13 : 감광액

14 : 로봇아암 15 : 감광액분사노즐

16 : 솔레노이드 밸브 17 : 메인진공라인

20 : 여과부 22 : 유입구

24 : 배기구 26 : 칸막이

28 : 집액부 29 : 나사결합부

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 반도체제조장치는 진공라인상에 설치된 제어밸브에 의해서 스핀척으로 진공흡착력의 제공을 제어하고, 이 제공된 진공흡착력에 의해서 스핀척에 고정된 반도체기판상에 감광액/현상액 등의 화학용액을 토출하는 구조를 갖고, 그리고 더욱 상기 스핀척의 유입구와 상기 제어밸브사이에 설치되어 있고, 이 유입구를 통하여 유입되는 상기 화학용액을 여과하는 여과수단을 포함하는 구조를 갖는다.

이 장치에 있어서, 상기 여과수단은 상기 진공라인과 연통되는 진공 유입부와 배기부를 갖는 머리부와, 상기 유입부를 통하여 유입된 화학용액이 집액되는 집액부를 구비한다.

이 장치에 있어서, 상기 여과수단은 상기 머리부와 상기 집액부가 나사결합에 의해 결합/분리가능한 구조 또는 상기 머리부와 상기 집액부가 일체로 결합되어 있다.

이 장치에 있어서, 상기 여과수단은 상기 유입부와 배기부사이에서 상기 집액부의 거의 바닥부까지 연장되어 있는 칸막이를 부가한다.

이 장치에 있어서, 상기 여과수단은 상기 집액부의 저부에 집액된 화학용액이 배출되게 하는 배출용 밸브를 부가하는 구조를 갖는다.

[실시예]

이하 본 발명의 실시예를 첨부도면 제2도에 의거하여 상세히 설명한다.

제2도를 참고하면, 본 발명의 신규한 반도체제조장치는 진공흡착력으로 웨이퍼(12)를 고정하는 스핀척(11)의 유입구와 그 진공흡착력의 제공 및 차단을 제어하는 솔레노이드밸브(16) 사이의 진공라인상에 상기 유입구를 통하여 유입된 감광액 등의 화학용액을 여과하는 여과부(20)가 설치되어 있는 구성을 갖는다.

다시 제2도에 도시된 바와같이, 본 발명의 반도체제조장치는 여과부(20)가 스핀척(11)의 유입구와 솔레노이드밸브(16) 사이의 진공라인에 설치되어 있는 것을 제외하고는 실질적으로 제1도의 감광액도포장치의 구성과 유사하고, 그 동일한 기능에 대해서는 동일한 참조번호를 병기한다.

제2도의 반도체제조장치는 제1도의 장치와 마찬가지로 스핀 코팅방식으로 감광액을 웨이퍼상에 도포하는 장비이다. 이러한 감광액도포장치는, 제2도에 도시되어 있는 바와같이, 스핀척(11)의 진공흡착에 의해 고정되고 그리고 그 스핀척(11)의 회전따라 고속회전되는 웨이퍼(12)의 중앙부위에 감광액공급노즐(15)에서 감광액을 토출하여 소망하는 두께를 갖는 감광액(13)을 도포한다.

이와같이 웨이퍼(12)의 고속회전에 따라 발생되는 원심력에 의해서 감광액을 도포하는 스핀방식이 적용되는 상기 스핀코터(10)는 웨이퍼(12)의 중앙에 토출된 감광액(13)을 상기 원심력에 의해 웨이퍼(12)의 주변표면으로 퍼지게 한다. 상기 감광액공급노즐(15)은 통상적으로 로봇아암(14)의 제어에 의해 웨이퍼(12) 상으로 이동하여 감광액을 토출한 다음, 다시 원위치로 이동된다.

이러한 감광액도포장치에 있어서는, 고속회전되는 상기 웨이퍼(12)를 안정적으로 고정시키는 스핀척(11)은 메인진공라인(17)에 접속되어 있는 솔레노이드 밸브(16)에 의해 제어된다. 즉, 솔레노이드 밸브(16)가 오픈되도록 제어되면, 메인진공라인(17)에 의한 진공흡착력이 상기 스핀척(11)의 유입구(미도시됨)로 전달되어서 상기 웨이퍼(12)가 고정된다. 반대로 솔레노이드 밸브(16)가 닫혀지게 되면, 웨이퍼(12)는 스핀척(11)에 고정되지 않게 된다.

또한 상기 스핀척(11)의 진공흡착력에 의해서 웨이퍼(12)를 고정시키는 동안, 그 웨이퍼(12)상에 도포된 감광액등이 스핀척(11)의 유입구로 유입된다. 이 유입구를 통하여 유입된 감광액등이 여과부(20)에 의해서 여과되기 때문에, 진공상태의 공기만이 솔레노이드 밸브(16)를 경유하여 메인진공라인(17)으로 배기된다.

이때, 상기 유입구를 통하여 유입된 감광액이 여과부(20)에 의해 여과되기 때문에 그 감광액에 기인한 솔레노이드 밸브와 진공라인의 오염을 방지할 수 있다. 이러한 오염방지는 스핀척(11)에 있어서 진공흡착력의 저하를 방지할 수 있어서 웨이퍼(12)를 안정적으로 고정시킬 수 있다. 그 결과, 고속회전되는 스핀척(11)으로부터 고정되었던 웨이퍼(12)가 이탈되어 파손되는 것을 방지할 수 있다.

또한 여과부(20)에 의해 감광액이 여과되기 때문에 솔레노이드 밸브의 수명을 연장시킬 수 있다.

제2도에 도시된 여과부(20)는, 제3(a)도와 제3(b)도에 도시되어 있는 바와같이, 크게 진공라인과 연통되는 진공 유입부(22)와 배기부(24)를 갖는 머리부와, 이들 사이에 설치되어 있는 칸막이(26) 및 감광액이 집액되는 집액부(28)로 구성되어 있다.

상기 스핀척(11)의 유입구를 경유한 다음 상기 여과부(20)의 유입부(22)를 통하여 여과부(20)내로 유입되는 감광액 등의 화학용액은 그의 비중에 의해서 집액부(28)에 집액되고, 이 화학용액은 또한 상기 유입부(22)와 배기부(24)사이에서 집액부(28)의 거의 바닥부까지 연장되어 있는 칸막이(26)에 의해서 차단되기 때문에 상기 배기부(24)를 통하여 진공라인으로 흐르지 않게 된다.

또한 상기 여과부(20)의 집액부(28)의 저부에는 집액된 화학용액이 배출되게 하는 배출용 밸브(미도시됨)를 부가할 수 있다. 이 배출용 밸브를 통하여, 상기 머리부와 집액부를 분리하지 않고서도 집액된 화학용액을 필요할 때마다 배출시킬 수 있다.

제3(b)도에 있어서는, 상기 여과부(20)가 나사결합부(29)의 나사결합에 의해서 머리부와 집액부(28)가 결합되어 있는 것을 예시하고 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 상술한 나사결합부(29)가 없이 머리부와 집액부가 일체로 형성되어 있는 여과부를 사용하여도 유사한 효과를 기대할 수 있다.

다만, 제3(b)도에 도시된 바와같은 분리형의 여과부(20)를 사용하는 경우에는, 소정량의 화학용액이 집액부(28)에 집액되면 그 머리부로부터 집액부(28)를 분리하여 집액된 화학용액을 제거한 다음 다시 그 머리부에 재결합할 수 있기 때문에, 여과부(20) 전체를 교체할 필요가 없이 장시간 재사용할 수 있다는 보다 나은 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 감광액 도포장치에 한정하는 것은 아니고, 사진공정에서 사용되는 현상기(developer)에 적용될 수 있다. 현상기도 상술한 감광액도포장치와 마찬가지로 진공흡착력에 의해서 스핀척(11)에 고정된 웨이퍼(12)상에 노즐을 통하여 현상액이 토출되고, 그 웨이퍼로부터 이탈되는 감광액 및 현상액 등의 화학용액이 스핀척의 유입구를 통하여 진공라인으로 흐르기 장비이기 때문에, 본 발명이 적용되면 상술한 동일한 효과를 기대할 수 있다.

Claims (4)

1. 진공라인상에 설치된 제어밸브에 의해서 스핀척(11)으로 진공흡착력의 제공을 제어하고, 이 제공된 진공흡착력에 의해서 스핀척(11)에 고정된 반도체기판상에 감광액/현상액 등의 화학용액을 토출하는 반도체제조장치에 있어서, 상기 스핀척(11)의 유입구와 상기 제어밸브사이에 설치되어 있고, 이 유입구를 통하여 유입되는 상기 화학용액을 여과하는 여과수단(20)을 포함하되; 상기 여과수단(20)은 상기 진공라인과 연통되는 진공 유입부(22) 및 배기구(24)를 갖는 머리부와, 상기 유입부(22)를 통하여 유입된 화학용액이 집액되는 집액부(28) 및, 상기 유입부(22)와 배기부(24) 사이에서 상기 집액부(28)의 바닥부에 근접되도록 연장되는 칸막이(26)를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체제조장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 여과수단(20)은 상기 머리부와 상기 집액부(28)가 나사결합에 의해 결합/분리가능한 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체제조장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 여과수단(20)은 상기 머리부와 상기 집액부(28)가 일체로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체제조장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 여과수단(20)은 상기 집액부(28)의 저부에 집액된 화학용액이 배출되게 하는 배출용 밸브를 부가하는 것을 특징으로 하는 반도체제조장치.