KR100481556B1 - 현상액 분사 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 현상액 분사 장치에 관한 것으로, 하우징과, 액상의 물질을 저장할 수 있도록 하우징의 내부에 배치된 저장공간과, 하우징의 웨이퍼와의 대향면에 전역에 걸쳐 복수로 마련되어 저장공간과 외부공간 사이의 통로 역할을 하는 분출구와, 배치 위치에 따라 분출구를 개방 또는 폐쇄하는 분출마개와, 외부로부터 저장공간으로 현상액을 배송하기 위한 운송로를 제공하는 현상액 공급관과, 저장공간 내부에 저장된 현상액의 유량을 감지하는 센서와, 센서에 의하여 감지된 현상액의 유량값에 의거하여 현상액 분출 신호를 제공하는 제어부와, 현상액 분출 신호에 따라 분출마개의 배치 위치를 변화시켜 분출구를 개방 또는 폐쇄하는 엑츄에이터를 포함하며, 웨이퍼 전면에 현상액을 동일한 양과 동일한 속도로 공급함으로써, 크리티컬 디멘젼의 균일도가 향상되고, 이로서 재작업율이 최소화되는 이점이 있다.

Description

현상액 분사 장치{DEVELOP WATER DISPENSE APPARATUS}

본 발명은 웨이퍼 현상 장치에 관한 것으로, 특히 웨이퍼 전면에 현상액을 동일한 양과 동일한 속도로 공급하여 크리티컬 디멘젼의 균일도(CD Uniformity)를 향상시키고 재작업율을 최소화하기 위한 현상액 분사 장치에 관한 것이다.

주지와 같이, 반도체 제조 공정 중 포토 리소그래피(Photo Lithography) 공정은 패턴을 형성하는 가장 중요한 공정 중의 하나이다. 기본적인 포토 공정은 감광막 도포, 소프트 베이크(Soft Bake), 노광(Expose), 베이크(Bake), 현상(Develop)의 순서로 수행되며, 감광막은 노광 공정 이후에 노광된 영역과 노광되지 않은 부분이 구별되어 현상시 감광막의 특성에 따라 반도체 기판에 남거나 제거된다. 즉 현상시 현상액과 반응하여 빛을 받는 부분과 받지 않는 부분이 구별되어 패턴(회로)이 형성된다.

종래 기술에 따른 웨이퍼 현상 장치는 도 1에 나타낸 바와 같이, 전면에 포토 레지스트를 도포한 후 노광 공정을 마친 웨이퍼(13)가 로딩되는 웨이퍼 척(11)과, 웨이퍼(13)상에 현상액을 제공하기 위한 현상액 분사관(15)과, 현상이 완료된 후 현상시 발생된 이물질을 제거하기 위해 웨이퍼(13)상에 초순수를 일정한 압력으로 분사하여 세정하기 위한 세정액 분사관(도시 생략됨)과, 현상액과 이물질 및 세정액이 밖으로 나가지 않게 하기 위한 캐치컵(도시 생략됨)으로 구성된다.

이와 같이 구성된 웨이퍼 현상 장치에 의한 웨이퍼 현상 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 노광된 웨이퍼(13)가 웨이퍼 척(11)으로 전달되면 웨이퍼 척(11) 표면의 진공(Vacuum)으로 웨이퍼(13)를 고정하며, 웨이퍼 척(11)을 회전시키면서 현상액 분사관(15)을 통해 웨이퍼(13) 상면에 현상액을 뿌린 후에 웨이퍼 척(11)을 정지시킨다. 이때 현상액이 웨이퍼(13)의 표면에 남게되고 이 상태를 일정시간 유지하면 현상이 된다.

현상이 완료되면 현상시 발생된 이물질을 제거하기 위해 세정액 분사관을 통해 웨이퍼(13) 상면에 초순수를 일정한 압력으로 뿌리면서 웨이퍼 척(11)을 회전시켜 웨이퍼(13) 상의 이물질을 제거하는 세정 공정을 수행한다.

이물질이 제거될 정도로 세정을 한 후에 웨이퍼 척(11)을 고속 회전시켜 웨이퍼(130)를 건조시키면 현상이 끝나게 되고 패턴 형성이 완료된다.

현상 후에는 현상이 정상적으로 이루어졌는지 확인하기 위하여 SEM(Scanning Electron Microscope) 장비를 이용하여 크리티컬 디멘젼(CD)을 측정하고 이상이 발생하면 재작업을 실시한 후 다시 측정하게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에 따른 웨이퍼 현상 장치는, 관 형상의 분사구를 이용하여 웨이퍼 상면에 현상액을 분사하므로 현상액을 웨이퍼 전면에 동일한 양과 동일한 속도로 공급할 수가 없었으며, 이로서 웨이퍼 내에서 크리티컬 디멘젼의 불균일성이 나타나는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안한 것으로, 웨이퍼 전면에 현상액을 동일한 양과 동일한 속도로 공급할 수 있는 현상액 분사 장치를 제공함으로써, 크리티컬 디멘젼의 균일도를 향상시키고 재작업율을 최소화하는 데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 현상액 분사 장치는, 하우징과, 액상의 물질을 저장할 수 있도록 상기 하우징의 내부에 배치된 저장공간과, 상기 하우징의 웨이퍼와의 대향면에 전역에 걸쳐 복수로 마련되어 상기 저장공간과 외부공간 사이의 통로 역할을 하는 분출구와, 배치 위치에 따라 상기 분출구를 개방 또는 폐쇄하는 분출마개와, 외부로부터 상기 저장공간으로 현상액을 배송하기 위한 운송로를 제공하는 현상액 공급관과, 상기 저장공간 내부에 저장된 현상액의 유량을 감지하는 센서와, 상기 센서에 의하여 감지된 현상액의 유량값에 의거하여 현상액 분출 신호를 제공하는 제어부와, 상기 현상액 분출 신호에 따라 상기 분출마개의 배치 위치를 변화시켜 상기 분출구를 개방 또는 폐쇄하는 엑츄에이터를 포함한다.

본 발명의 실시예로는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이 실시예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 보다 잘 이해할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 현상액 분사 장치는 도 2의 구성도에 나타낸 바와 같이, 원반형의 하우징(101)과, 액상의 물질을 저장할 수 있도록 하우징(101)의 내부에 배치된 저장공간(105)과, 하우징(101)의 웨이퍼와의 대향면에 전역에 걸쳐 일정 간격으로 복수로 마련되어 저장공간(105)과 외부공간 사이의 통로 역할을 하는 분출구(102)와, 배치 위치에 따라 분출구(102)를 개방 또는 폐쇄하며 개방시 분출구(102)의 내면을 따라 곡면형의 현상액 분출로를 제공하는 분출마개(103)와, 외부로부터 저장공간(105)으로 현상액을 배송하기 위한 운송로를 제공하는 현상액 공급관(400)과, 외부의 현상액을 현상액 공급관(400)을 통해 저장공간(105)으로 운송하는 펌프(500)와, 저장공간(105) 내부에 저장된 현상액의 유량을 감지하는 센서(200)와, 센서(200)에 의하여 감지된 현상액의 유량값에 의거하여 현상액 분출 신호를 제공하는 제어부(300)와, 현상액 분출 신호에 따라 분출마개(103)의 배치 위치를 변화시켜 분출구(102) 및 분출로를 개방 또는 폐쇄하는 엑츄에이터(104)로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 현상액 분사 장치를 이용한 웨이퍼 현상 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 노광된 웨이퍼가 웨이퍼 척으로 전달되면 웨이퍼 척 표면의 진공(Vacuum)으로 웨이퍼를 고정하며, 이때 분출마개(103)에 의하여 분출구(102) 및 분출로가 폐쇄된 상태이다.

제어부(300)는 구동신호를 출력하여 펌프(500)를 기동시키며, 펌프(500)는 외부의 현상액을 현상액 공급관(400)을 통해 저장공간(105)으로 운송한다.

여기서, 센서(200)는 저장공간(105) 내부에 저장되는 현상액의 유량을 감지하여 제어부(300)로 전달하며, 제어부(300)는 센서(200)에 의하여 감지된 현상액의 유량값과 기준값을 비교하여 현상액 유량이 소정량 이상일 경우에 현상액 분출 신호를 출력한다.

제어부(300)로부터 출력되는 현상액 분출 신호에 의하여 엑츄에이터(104)가 구동되며, 엑츄에이터(104)는 분출마개(103)의 배치 위치를 변화시켜 분출구(102) 및 분출로를 개방시킨다.

그러면, 저장공간(105)과 외부공간 사이의 통로 역할을 하는 분출구(102)를 통해 저장공간(105) 내부의 현상액이 웨이퍼의 표면으로 분출된다.

이때, 저장공간(105)이 형성되어 있는 하우징(101)은 원반형태로서 웨이퍼 크기의 90 내지 110%의 크기로 제작함이 바람직한데, 이 경우에는 분출구(102)가 전역에 걸쳐 일정 간격으로 마련되어 있으므로 도 3에 나타낸 바와 같이 현상액(110)은 웨이퍼(13) 표면의 전역에 걸쳐 골고루 분사됨은 물론이고, 분출마개(103)에 의해 분출구(102)의 내면을 따라 제공되는 곡면형의 현상액 분출로를 통하여 낮은 속도로 분출되므로 현상액에 의한 패턴의 붕괴를 예방할 수 있으며, 웨이퍼 표면의 전역에 걸쳐 동일한 양과 동일한 속도로 현상액이 분사된다. 아울러, 웨이퍼 척을 회전시키면 현상액은 보다 균일하게 웨이퍼의 표면으로 분사된다.

상기와 같은 현상액 분사 공정을 완료한 후 이 상태를 일정시간 유지하면 현상이 된다.

현상이 완료되면 현상시 발생된 이물질을 제거하기 위해 세정액 분사관을 통해 웨이퍼 상면에 초순수를 일정한 압력으로 뿌리면서 웨이퍼 척을 회전시켜 웨이퍼 상의 이물질을 제거하는 세정 공정을 수행한다.

이물질이 제거될 정도로 세정을 한 후에 웨이퍼 척을 고속 회전시켜 웨이퍼를 건조시키면 현상이 끝나게 되고 패턴 형성이 완료된다.

상기에서는 본 발명의 일 실시예에 국한하여 설명하였으나 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하다. 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명은 웨이퍼 전면에 현상액을 동일한 양과 동일한 속도로 공급함으로써, 현상액이 닿는 부분과 그렇지 않은 부분 사이의 크리티컬 디멘젼의 차이가 해소되며, 웨이퍼에 접촉하는 현상액의 접촉 속도를 일정하게 유지하여 웨이퍼 전면에서 현상 시간 및 현상 속도의 변수를 최소화하여 크리티컬 디멘젼의 균일도가 향상되고, 이로서 재작업율이 최소화되는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 웨이퍼 현상 장치의 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 현상액 분사 장치의 구성도,

도 3은 도 2에 도시된 현상액 분사 장치에 의한 현상액 분사 상태도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

101 : 하우징 102 : 분출구

103 : 분출마개 104 : 엑츄에이터

105 : 저장공간 200 : 센서

300 : 제어부 400 : 현상액 공급관

500 : 펌프

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 웨이퍼 현상을 위하여 웨이퍼에 현상액을 분사하는 현상액 분사 장치에 있어서,

   하우징과,

   액상의 물질을 저장할 수 있도록 상기 하우징의 내부에 배치된 저장공간과,

   상기 하우징의 상기 웨이퍼와의 대향면에 전역에 걸쳐 복수로 마련되어 상기 저장공간과 외부공간 사이의 통로 역할을 하는 분출구와,

   배치 위치에 따라 상기 분출구를 개방 또는 폐쇄하는 분출마개와,

   외부로부터 상기 저장공간으로 현상액을 배송하기 위한 운송로를 제공하는 현상액 공급관과,

   상기 저장공간 내부에 저장된 현상액의 유량을 감지하는 센서와,

   상기 센서에 의하여 감지된 현상액의 유량값에 의거하여 현상액 분출 신호를 제공하는 제어부와,

   상기 현상액 분출 신호에 따라 상기 분출마개의 배치 위치를 변화시켜 상기 분출구를 개방 또는 폐쇄하는 엑츄에이터를 포함하며,

   상기 하우징은 원반형으로서 상기 웨이퍼 크기의 90 내지 110%의 크기인 것을 특징으로 한 현상액 분사 장치.
4. 삭제
5. 웨이퍼 현상을 위하여 웨이퍼에 현상액을 분사하는 현상액 분사 장치에 있어서,

   하우징과,

   액상의 물질을 저장할 수 있도록 상기 하우징의 내부에 배치된 저장공간과,

   상기 하우징의 상기 웨이퍼와의 대향면에 전역에 걸쳐 복수로 마련되어 상기 저장공간과 외부공간 사이의 통로 역할을 하는 분출구와,

   배치 위치에 따라 상기 분출구를 개방 또는 폐쇄하는 분출마개와,

   외부로부터 상기 저장공간으로 현상액을 배송하기 위한 운송로를 제공하는 현상액 공급관과,

   상기 저장공간 내부에 저장된 현상액의 유량을 감지하는 센서와,

   상기 센서에 의하여 감지된 현상액의 유량값에 의거하여 현상액 분출 신호를 제공하는 제어부와,

   상기 현상액 분출 신호에 따라 상기 분출마개의 배치 위치를 변화시켜 상기 분출구를 개방 또는 폐쇄하는 엑츄에이터를 포함하며,

   상기 분출마개는 개방시 상기 분출구의 내면을 따라 곡면형의 현상액 분출로를 제공하는 것을 특징으로 한 현상액 분사 장치.