KR100292064B1 - 반도체 웨이퍼의 현상 공정을 위한 노즐장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 현상액을 웨이퍼에 분출하기 위해 사용되는 노즐장치에 관한 것이다. 이 노즐장치는 상측으로 현상액이 공급되는 공급관이 형성되고, 그 하면에 현상액이 분출되는 다수의 노즐을 구비하며, 그 내에 현상액을 수용할 수 있으면서, 이동가능하게 설치되는 저장몸체와; 노즐의 단부가 담구어지는 현상액을 수용하는 장방형 수용홈이 그 상면에 형성되고, 장방형 수용홈과 연통되도록 배출관이 형성된 거치대를 포함한다.

Description

반도체 웨이퍼의 현상 공정을 위한 노즐장치{A NOZZLE DEVICE FOR A DEVELOPING PROCESS OF A SEMICONDUCTOR WAFER}

본 발명은 반도체 제조 과정의 현상 공정에서 웨이퍼에 현상액을 분출하는 데 사용되는 노즐(Nozzle)장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 현상액의 소모를 보다 효과적으로 줄일 수 있도록 구성된 이투 노즐장치에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼에 포토 마스킹 작업을 수행할 때 가장 중요한 작업 중 하나가 현상(develop)공정이다. 통상, 현상 공정은 마스크를 감광액이 도포된 웨이퍼에 얼라인한 후 자외선에 노출시켜 마스크의 패턴 모양에 따라 웨이퍼에 노광된 부분과 노광되지 않은 부분으로 구분짓게 하는 노광공정에 뒤를 잇는 공정으로서, 상술한 노광된 부분과 노광되지 않은 부분을 화공약품을 이용하여 노광된 부분만 혹은 노광되지 않은 부분만의 감광액을 제거, 즉, 필요한 패턴만이 남도록 제거하는 공정이다.

이러한 현상 공정에서 상술한 화공약품을 감광액에 작용시키기 위하여 노즐장치가 통상적으로 많이 사용된다. 일반적인 노즐장치의 타입은 주로 스트림 노즐(stream nozzle)타입이다. 그러나, 스트림 노즐장치는 현상액의 소모가 많고 현상 균일도 면에서 많은 단점을 가지고 있다. 이와 같은 스트림 노즐장치의 단점을 보완하기 위하여 제안된 것으로서, 현상액의 소모를 현저히 줄이면서도 뛰어난 현상 균일도를 갖는 것이 이투 노즐장치(E2 nozzle)이다.

도 1 및 도 2에는 이러한 종래기술에 따른 이투 노즐장치중의 하나가 도시되어 있다.

이투 노즐장치는 도시된 바와 같이, 노즐장치의 크기를 크게하여 웨이퍼 전면을 덮을 수 있도록 한 것이다. 도시된 이투 노즐장치의 구성을 보면, 크게 현상액 저장탱크(10)와, 하부배스(26)와, 노즐(12)로 구성되어 있다. 상부 현상액 저장탱크(10)에는 현상액이 저장탱크(10)로 공급되는 통로가 되는 한 쌍의 현상액 공급관(16)과, 에어 공급관(14)이 형성되어 있고, 현상액 저장탱크(10)는 통상의 이송장치(도시되지 않음)등에 의해 이송가능하게 설치된다. 이렇게 현상액 저장탱크(10)로 공급된 현상액은 현상액 저장탱크(10) 하부에 형성된 노즐(12)을 통해 웨이퍼(도시되지 않음)위로 분사되어진다. 하부배스(26)는 몸체(20)를 포함하며, 몸체(20)에는 분사된 현상액이 집액되는 배출홈(24)과, 배출홈(24)과 연통되도록 형성된 한 쌍의 배출관(22)이 형성되어 있다.

그러나, 이와 같이 구성된 종래 기술에 따른 이투 노즐장치는 다수의 노즐을 구비하여 동시에 웨이퍼 전면에 현상액을 균일하게 도포할 수 있도록 구성되어 있지만 다음과 같은 단점을 가진다.

즉, 도시된 이투 노즐장치에서는 노즐을 통해 현상액을 일 분출한 후 시간이 경과하면 현상액의 응고로 인해 노즐이 막히는 경우가 종종 발생하였다. 전체적으로 혹은 일부의 노즐이라도 막히게 되면 현상액 도포 균일도가 떨어지게 됨으로써, 현상 공정의 결과에 심각한 영향을 끼치게 된다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 종래에는 일정시간 주기로 현상액 저장탱크를 하부배스위로 가져와 현상액을 분사하는 더미 디스펜스(dummy dispense)를 실시하였다. 이러한 더미 디스펜스는 값비싼 현상액을 단지 노즐의 막힘을 방지하기 위하여 소모해야만 하는 것으로서, 반도체 생산단가를 높히는 원인이 된다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로, 분사작업을 마친 현상액 저장탱크의 노즐의 끝을 현상액 속에 담구어 둠으로써 노즐의 막힘을 방지하면서 더미 디스펜스를 실시할 필요가 없도록 구성된 이투 노즐장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 현상액을 웨이퍼에 분출하기 위해 사용되는 이투 노즐장치에 있어서, 상측으로 현상액이 공급되는 공급관이 형성되고, 그 하면에 현상액이 분출되는 다수의 노즐을 구비하며, 그 내에 현상액을 수용할 수 있으면서, 이동가능하게 설치되는 저장몸체와; 노즐의 단부가 담구어지는 현상액을 수용하는 장방형 수용홈이 그 상면에 형성되고, 장방형 수용홈과 연통되도록 배출관이 형성된 거치대를 포함하는 이투 노즐장치를 제공한다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 다음에 설명하는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 노즐장치의 사시도 및 측면도이고,

도 3은 본 발명에 따른 노즐장치의 사시도이고,

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 노즐장치가 하부배스에 담구어지기 전과 담구어진 후의 상태를 도시한 측면도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

30 : 저장몸체 32 : 에어 공급관

34 : 현상액 공급관 36 : 노즐

38 : 상부탱크 40 : 거치대

42 : 팩킹 44 : 배출관

46 : 조절 밸브 48 : 장방형 수용홈

50 : 현상액 60 : 하부배스

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 이투 노즐장치를 상세하게 설명한다.

도 3 및 도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이투 노즐장치는 크게 상부탱크(38)와 하부배스(60)로 나누어진다. 상부탱크(38)는 현상액이 저장되는 저장몸체(30)를 포함하고, 저장몸체(30)에는 현상액이 저장몸체(30)로 공급되는 통로가 되는 한 쌍의 현상액 공급관(34)과, 에어 공급관(32)이 형성되어 있고, 상부탱크(38)는 통상의 이송장치(도시되지 않음)등에 의해 이송가능하게 설치된다. 저장몸체(30)의 하부에는 다수의 노즐(36)이 형성되어 있으며, 이 노즐(36)을 통하여 현상액이 웨이퍼로 분사되게 된다.

하부배스(60)는 거치대(40)를 포함하며, 거치대(40)에는 현상액(50)이 항상 수용되어질 수 있는 장방형 수용홈(48)이 형성되어 있다. 거치대(40)의 상부, 즉, 장방형 수용홈(48)의 가장자리에는 한 쌍의 팩킹(42)이 형성되어 있다. 팩킹(42)은 상부탱크(38)의 노즐(36)이 거치대(40)의 현상액(50)내에 담구어져 있는 동안 현상액(50)을 대기로부터 차단시키기 위한 것이다. 본 발명의 일 특징에 따르면, 팩킹(42)은 폴리에틸렌 혹은 실리카 글래스등의 오염원이 없는 것이 바람직하다. 장방형 수용홈(48)의 하부에는 한 쌍의 배출관(44)이 연통 형성되어 있다. 각각의 배출관(44)에는 배출관(44)을 통해 배출되는 현상액(50)의 양을 조절하기 위하여 조절 밸브(46)가 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 이투 노즐장치는 이동가능하게 구성된 상부탱크(38)가 작업중이 아닌 휴식상태에서는 하강하여 도 4b에 도시된 바와 같이, 하부배스(60)에 놓여있게 된다. 이 때 노즐(36)의 단부는 장방형 수용홈(48)에 수용된 현상액(50)내에 잠겨져 있게 된다. 또한 저장몸체(30)의 하부경사면은 한 쌍의 팩킹(42)에 밀착되어짐으로써, 현상액(50)과 대기의 접촉을 최대한 줄일 수 있게 된다. 이와 같이 함으로써 노즐의 막힘을 방지할 수 있다. 이와 같은 방법으로 상부탱크(38)는 웨이퍼로의 현상액 분출작업을 마친 직후 혹은 휴식상태에서는 하부배스(60)에 거치되어 지게 된다.

한편, 장방형 수용홈(48)에 수용된 현상액은 너무 오래 지나면 변질될 우려가 있기 때문에, 일정한 주기로 조절 밸브(46)를 개방하여 배출시켜주어야 한다.

이상, 내용은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명이 속하는 분야의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 이투 노즐장치에 의하면, 약 30분 간격으로 3cc씩 소모되어 1일 기준 총 144cc 가량이 소모되던 종래기술에 따른 이투 노즐장치에 비해, 약 3시간 간격으로 3cc씩, 1일 총 24cc 정도의 현상액만이 소모되는 탁월한 현상액 절약 효과를 갖는다.

Claims (6)

1. 현상액을 웨이퍼에 분출하기 위해 사용되는 노즐장치에 있어서,

   상측으로 상기 현상액이 공급되는 공급관이 형성되고, 그 하면에 상기 현상액이 분출되는 다수의 노즐을 구비하며, 그 내에 상기 현상액을 수용할 수 있으면서, 이동가능하게 설치되는 저장몸체와;

   상기 노즐의 단부가 담구어지는 현상액을 수용하는 장방형 수용홈이 그 상면에 형성되고, 상기 장방형 수용홈과 연통되도록 배출관이 형성된 거치대를 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 배출관에는 그 내를 통과하는 현상액의 양을 조절할 수 있는 조절 밸브가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 노즐장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 장방형 수용홈의 가장자리에는 상기 노즐이 상기 장방형 수용홈의 현상액에 담구어져 있는 동안 상기 현상액을 대기로부터 차단시키기 위한 한 쌍의 팩킹이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 노즐장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 팩킹은 폴리에틸렌으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 노즐장치.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 팩킹은 실리카 글래스로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 노즐장치.
6. 현상 공정 중 현상액을 웨이퍼에 분출하기 위한 노즐을 구비하는 현상액 분출장치의 이용방법에 있어서,

   상기 현상액 분출장치가 동작중이 아니거나, 휴식중 일때에는 상기 현상액 분출장치가 상기 현상액을 수용하고 있는 거치대에 거치되어 상기 노즐이 상기 거치대의 현상액에 잠겨져 있도록 하는 현상액 분출장치의 이용방법.