KR100530752B1 - Device for development in line type dry photoresist - Google Patents

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Abstract

현상공정(development process)에서 사용되는 현상액 공급방법이 개선된 인라인(In-line)형 드라이 포토레지스트(DPR;Dry Photo-Resist) 현상장치에 관해 개시된다.Disclosed is an improved in-line dry photoresist (DPR) developing apparatus using a developing solution supply method used in a development process.

개시된 인라인형 드라이 포토레지스트 현상장치는, 현상액이 저장되어 있는 용액탱크와, 상기 용액탱크와 배관을 통해 연결된 펌프와, 상기 펌프로부터의 다수의 배관에 각각 연결되어 펌프로부터 공급된 현상액을 분사하기 위한 복수개의 노즐과, 상기 펌프와 노즐사이의 배관에 설치되어 현상액을 통과 또는 차단하는 복수개의 밸브 및 상기 밸브에 가동시간에 따라 분사되는 노즐의 수를 조절하는 제어 신호를 발생시키는 제어부를 구비한다.The disclosed inline type dry photoresist developing apparatus includes a solution tank in which a developer is stored, a pump connected through a pipe with the solution tank, and a plurality of pipes from the pump to spray the developer supplied from the pump. And a plurality of nozzles, a plurality of valves installed in a pipe between the pump and the nozzle, and a control unit for generating a control signal for controlling the number of nozzles injected into the valve according to the operation time and passing through or blocking the developer.

이에 의하면, 현상액의 노화에 따라 소재와 현상액의 처리시간이 자동적으로 가변할 수 있어 현상 브랙포인트(break point)를 항상 동일하게 유지할 수 있다.According to this, the processing time of the material and the developing solution can be automatically changed according to the aging of the developing solution, so that the developing break point can always be kept the same.

Description

인라인형 드라이 포토레지스트 현상장치{Device for development in line type dry photoresist}In-line dry photoresist developer {Device for development in line type dry photoresist}

본 발명은 반도체 제조의 포토리소그래피(photolithography) 공정에 관한 것으로, 상세하게는 현상공정(development process)에서 사용되는 현상액 공급방법이 개선된 인라인형 드라이 포토레지스트 현상장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photolithography process of semiconductor manufacturing, and more particularly, to an inline type dry photoresist developing apparatus having an improved method of supplying a developer used in a development process.

일반적으로 반도체 제조공정에서 포토리소그래피 공정은 웨이퍼에 가공하고자 하는 패턴을 형성하는 공정으로, 웨이퍼 위에 감광액(Photoresist)을 도포하고, 레티클(reticle) 또는 마스크를 사용한 노광을 실시하고, 노광시 빛에 의해 고분화가 되지 않은 감광액을 현상공정을 이용하여 제거함으로써 포토마스크를 형성하고, 포토마스크를 이용하여 하부의 반도체 기판을 식각하여 패턴을 형성하고, 마지막으로 에싱(ashing) 공정을 진행하여 포토마스크를 제거하는 공정을 말한다. In general, a photolithography process in a semiconductor manufacturing process is a process of forming a pattern to be processed on a wafer, applying a photoresist on the wafer, performing exposure using a reticle or a mask, and exposing the light to light. A photomask is formed by removing a highly photosensitive liquid using a developing process, a pattern is formed by etching a lower semiconductor substrate using a photomask, and finally, an ashing process is performed to remove the photomask. It is fair to say.

고집적화가 급진전되고 있는 최근의 반도체 소자에 있어서, 상술한 바와 같은 미세 패턴을 가공하는 포토리소그래피 공정의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. In the recent semiconductor devices in which high integration is rapidly advanced, the importance of the photolithography process for processing the fine patterns as described above cannot be overemphasized.

상술한 일련의 포토리소그래피 공정에서 현상공정은, 현상방식에 따라 일반적으로 이머션(immersion) 현상방식과, 분사(spray) 현상방식으로 구분한다. 이머션 현상방식은 가장 고전적인 포토레지스트의 현상방법으로 노광이 끝난 웨이퍼를 현상액에 담근 후, 세척하여 건조시키는 방법이다. In the series of photolithography processes described above, the developing process is generally classified into an immersion developing method and a spray developing method according to the developing method. The immersion developing method is the most conventional method of developing photoresist, and is a method of dipping an exposed wafer in a developer, followed by washing and drying.

그러나, 디핑(dipping)에 의한 이머션 현상방법은 미세패턴 가공의 어려움, 웨이퍼에 현상액이 잔류함으로써 발생하는 오염 및 현상액의 빈번한 교체와 사용량이 많은 단점 등으로 인하여 현재에는 분사(spray) 현상방식이 현상공정에서 일반화되고 있다. However, the immersion development method by dipping is currently a spray development method due to the difficulty of processing a fine pattern, the contamination caused by the residual of the developer on the wafer, the frequent replacement of the developer and the disadvantages of high usage. It is becoming common in the developing process.

고속으로 회전하는 척(chuck)에 웨이퍼를 고정시킨 상태에서 현상액을 일정압력으로 분사하는 분사 현상방식은, 전통적인 이머션 현상방식과 비교하여 미세 패턴 가공이 용이하고, 웨이퍼 표면의 오염을 줄일 수 있으며, 현상액의 사용량이 작은 장점을 지니고 있다.The spray developing method, which sprays the developer at a constant pressure while the wafer is fixed to the chuck rotating at high speed, is easier to process fine patterns than the conventional immersion developing method and can reduce contamination of the wafer surface. Therefore, the amount of developer used is small.

도 1은 종래 기술에 의한 인라인형 드라이 포토레지스트 현상장치를 설명하기 위하여 도시한 개략도이다. 1 is a schematic view for explaining an inline dry photoresist developing apparatus according to the prior art.

도 1을 참조하면, 종래 기술에 의한 현상장치는, 현상액이 저장되어 있는 용액탱크(11)와, 상기 용액탱크(11)와 배관(13)을 통해 연결된 펌프(12)와, 상기 펌프(12)로부터의 배관(13)에 연결되어 펌프(12)로부터 공급된 현상액을 분사하기 위한 노즐(15)과, 상기 펌프(12)와 노즐(15)사이의 배관(13)에 설치되어 현상액을 통과 또는 차단하는 밸브(14)로 구성되어 있다.Referring to FIG. 1, the developing apparatus according to the related art includes a solution tank 11 in which a developer is stored, a pump 12 connected through the solution tank 11 and a pipe 13, and the pump 12. A nozzle 15 for spraying the developer supplied from the pump 12 and a pipe 13 between the pump 12 and the nozzle 15 to pass through the developer. Or a valve 14 for blocking.

일반적으로, 아래의 선도에서 나타난 바와 같이, 가동시간이 증가하게 되면 현상액의 피로도가 증가하여 현상시간이 길어진다.In general, as shown in the diagram below, as the operating time increases, the fatigue of the developing solution increases and the developing time becomes longer.

따라서, 현상액의 피로도에 따라 현상 브랙포인트(break point)를 동일하게 유지하기 위해서는 현상액의 처리시간을 조절해야 한다.Therefore, in order to maintain the same development break point according to the fatigue degree of the developer, the treatment time of the developer must be adjusted.

종래의 인라인형 현상기의 경우, 현상액의 처리시간이 현상액의 노화여부에 관계없이 동일하여 현상 브랙포인트(break point)가 변하게 된다. 이에 따라 현상치수가 변하게 되는 문제점이 있다. In the case of the conventional in-line developer, the processing time of the developing solution is the same regardless of whether the developing solution is aging, and thus the development break point is changed. Accordingly, there is a problem that the development dimension is changed.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 현상액의 노화에 따라 소재와 현상액의 처리시간이 자동적으로 가변할 수 있도록 하여, 가동시간에 따라 변하게 되는 현상 브랙포인트(break point)를 항상 동일하게 유지할 수 있도록 하는 인라인형 드라이 포토레지스트 현상장치를 제공하는데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to allow the processing time of the material and the developing solution to be automatically changed according to the aging of the developing solution, so that the developing break point that changes according to the operating time is always maintained the same. It is to provide a type dry photoresist developing device.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 현상액이 저장되어 있는 용액탱크와, 상기 용액탱크와 배관을 통해 연결된 펌프와, 상기 펌프로부터의 다수의 배관에 각각 연결되어 펌프로부터 공급된 현상액을 분사하기 위한 복수개의 노즐과, 상기 펌프와 노즐사이의 배관에 설치되어 현상액을 통과 또는 차단하는 복수개의 밸브 및 상기 밸브에 가동시간에 따라 분사되는 노즐의 수를 조절하는 제어 신호를 발생시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인형 드라이 포토레지스트 현상장치를 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a solution tank for storing a developer, a pump connected through a pipe with the solution tank, and a plurality of pipes from the pump, respectively, for spraying a developer supplied from the pump. A plurality of nozzles, a plurality of valves installed in a pipe between the pump and the nozzles, and a plurality of valves for passing or blocking a developer and a control unit for generating a control signal for controlling the number of nozzles injected to the valves according to an operation time. An inline dry photoresist developing apparatus is provided.

본 발명의 바람직한 제1실시예에 의하면, 상기 현상액은 탄산나트륨(Na2CO3)의 농도를 1 %로 함이 바람직하다.According to a first preferred embodiment of the present invention, it is preferable that the developer has a concentration of sodium carbonate (Na 2 CO 3) of 1%.

또한, 상기 제어부는 분사되는 노즐의 수를 가동시간에 따라 순차적으로 증가시키도록 상기 밸브를 제어하도록 하는 것이 바람직하고, 현상액의 수명시간이 초과될 때에 상기 밸브(24)를 차단하여 현상액을 교환하도록 하는 것이 바람직하다.In addition, the control unit is preferably to control the valve to increase the number of nozzles to be sprayed sequentially according to the operation time, and to replace the developer by blocking the valve 24 when the life time of the developer is exceeded It is desirable to.

본 발명에 따른 제2실시예에 의하면, 본 발명은 현상액이 저장되어 있는 용액탱크와, 상기 용액탱크와 배관을 통해 연결된 펌프와, 상기 펌프로부터의 다수의 배관에 각각 연결되어 펌프로부터 공급된 현상액을 분사하기 위한 복수개의 노즐과, 상기 펌프와 노즐사이의 배관에 설치되어 현상액을 통과 또는 차단하는 복수개의 밸브와, 상기 용액탱크에 설치되어 현상액의 노화를 감지하는 센서 및 상기 밸브에 가동시간에 따라 분사되는 노즐의 수를 순차적으로 증가시키도록 제어 신호를 발생시키며, 상기 용액탱크의 현상액 노화 감지 센서가 작동할 때에 현상액 교환을 위해 상기 밸브를 차단시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인형 드라이 포토레지스트 현상장치를 제공한다.According to a second embodiment of the present invention, the present invention provides a solution tank in which a developer is stored, a pump connected through a pipe with the solution tank, and a developer supplied from a pump connected to a plurality of pipes from the pump, respectively. A plurality of nozzles for injecting a plurality of nozzles, a plurality of valves installed in a pipe between the pump and the nozzles, passing or blocking a developer solution, a sensor installed in the solution tank to detect aging of the developer solution, And generating a control signal to sequentially increase the number of nozzles to be sprayed, and shut off the valve for exchanging the developer when the developer aging sensor of the solution tank is operated. A photoresist developing apparatus is provided.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 인라인형 드라이 포토레지스트 현상장치의 제1실시예를 나타낸 개략도이고, 도 3은 도 2의 현상챔버내의 소재 투입방향과 노즐 배치를나타낸 개략도이다.FIG. 2 is a schematic view showing a first embodiment of an inline dry photoresist developing apparatus according to the present invention, and FIG. 3 is a schematic view showing a material input direction and a nozzle arrangement in the developing chamber of FIG.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 인라인형 드라이 포토레지스트 현상장치는 현상액이 저장되어 있는 용액탱크(21)와, 상기 용액탱크(21)와 배관(23)을 통해 연결된 펌프(22)와, 상기 펌프(22)로부터의 다수의 배관(23)에 각각 연결되어 펌프(22)로부터 공급된 현상액을 분사하기 위한 복수개의 노즐(31,32,33,34,35,36)과, 상기 펌프(22)와 노즐(31,32,33,34,35,36)사이의 배관에 설치되어 현상액을 통과 또는 차단하는 복수개의 밸브(24) 및 상기 밸브(24)에 가동시간에 따라 분사되는 노즐의 수를 조절하는 제어 신호를 발생시키는 제어부(25)로 구성된다. As shown in FIG. 2, the inline type dry photoresist developer according to the present invention includes a solution tank 21 in which a developer is stored, and a pump 22 connected through the solution tank 21 and a pipe 23. And a plurality of nozzles 31, 32, 33, 34, 35, and 36 connected to the plurality of pipes 23 from the pump 22, respectively, for spraying the developer supplied from the pump 22. It is installed in the pipe between the pump 22 and the nozzles (31, 32, 33, 34, 35, 36) is injected to the plurality of valves 24 and the valve 24 for passing or blocking the developer according to the operation time And a control unit 25 for generating a control signal for adjusting the number of nozzles.

본 발명의 바람직한 제1실시예에 의하면, 상기 현상액은 탄산나트륨(Na2CO3)의 농도를 1 %로 설정한다.According to a first preferred embodiment of the present invention, the developer sets the concentration of sodium carbonate (Na 2 CO 3) to 1%.

또한, 상기 제어부(25)는 분사되는 노즐의 수를 가동시간에 따라 순차적으로 증가시키도록 상기 밸브(24)를 제어하고, 현상액의 수명시간이 초과될 때에 상기 밸브(24)를 차단하여 현상액을 교환하도록 한다.In addition, the control unit 25 controls the valve 24 to sequentially increase the number of nozzles to be sprayed according to the operation time, and shuts off the valve 24 when the life time of the developing solution is exceeded. Replace it.

상기한 바와 같은 현상액 데이터 및 작동 제어방법을 채용한 경우, 초기 신액일 경우 현상액의 처리시간은 10초 정도에서, 가동시간이 4시간 경과되면 현상액의 처리시간은 20초 늘어나게 된다.In the case of adopting the developer data and the operation control method as described above, the processing time of the developing solution is about 10 seconds in the case of the initial fresh solution, and the processing time of the developing solution is increased by 20 seconds when the operating time is 4 hours.

이와 같은 용액의 특성을 적용하여 본 발명이 액의 피로도에 따라, 즉 가동시간이 늘어남에 따라 이미 계산된 경험치를 반영한 프로그램을 통해서, 도 3에 도시된 바와 같이, 순차적으로 노즐(31,32,33,34,35,36)에 공급되는 현상액을 공급하거나 차단하도록 설계된 데이터는 아래의 표 1과 같다.By applying the properties of such a solution according to the present invention according to the fatigue of the liquid, that is, through the program reflecting the already calculated experience value as the operating time, as shown in Figure 3, the nozzles 31, 32, Data designed to supply or block the developer supplied to 33, 34, 35, and 36 are shown in Table 1 below.

피로도 Fatigue 제1노즐  1st nozzle 제2노즐  2nd nozzle 제3노즐  3rd nozzle 제4노즐  4th nozzle 제5노즐  5th nozzle 제6노즐  6th nozzle 초기 (t=0) Initial (t = 0) 사용   use 사용안함 not used 사용안함 not used 사용안함 not used 사용안함 not used 사용안함 not used 시간경과 (t=1hrs) Time-lapse (t = 1hrs) 사용   use 사용   use 사용안함 not used 사용안함 not used 사용안함 not used 사용안함 not used 시간경과 (t=2hrs) Time-lapse (t = 2hrs) 사용   use 사용   use 사용   use 사용안함 not used 사용안함 not used 사용안함 not used 시간경과 (t=3hrs) Time-lapse (t = 3hrs) 사용   use 사용   use 사용   use 사용   use 사용안함 not used 사용안함 not used 시간경과 (t=4hrs) Time-lapse (t = 4hrs) 사용   use 사용   use 사용   use 사용   use 사용   use 사용안함 not used 시간경과 (t=5hrs) Time-lapse (t = 5hrs) 사용   use 사용   use 사용   use 사용   use 사용   use 사용   use 액노화 (t=10hrs) Aging (t = 10hrs) 액교환Liquid exchange

도 4는 본 발명에 따른 인라인형 드라이 포토레지스트 현상장치의 제2실시예를 나타낸 개략도이다.4 is a schematic view showing a second embodiment of the in-line dry photoresist developing apparatus according to the present invention.

도시된 바와 같이, 인라인형 드라이 포토레지스트 현상장치는 현상액이 저장되어 있는 용액탱크(41)와, 상기 용액탱크(41)와 배관(43)을 통해 연결된 펌프(42)와, 상기 펌프(42)로부터의 다수의 배관에 각각 연결되어 펌프(42)로부터 공급된 현상액을 분사하기 위한 복수개의 노즐(31,32,33,34,35,36 ;도 3참조)과, 상기 펌프(42)와 노즐(31,32,33,34,35,36)사이의 배관에 설치되어 현상액을 통과 또는 차단하는 복수개의 밸브(44)와, 상기 용액탱크(41)에 설치되어 현상액의 노화를 감지하는 센서(46) 및 상기 밸브(44)에 가동시간에 따라 분사되는 노즐의 수를 순차적으로 증가시키도록 제어 신호을 발생시키며, 상기 용액탱크(41)의 현상액 노화 감지 센서(46)가 작동할 때에 현상액 교환을 위해 상기 밸브(44)를 차단시키는 제어부(45)로 구성된다.As shown, the inline type dry photoresist developer includes a solution tank 41 in which a developer is stored, a pump 42 connected to the solution tank 41 through a pipe 43, and the pump 42. A plurality of nozzles 31, 32, 33, 34, 35, 36; see FIG. 3, respectively, connected to a plurality of pipes from the pump to spray the developer supplied from the pump 42, and the pump 42 and the nozzles. A plurality of valves 44 installed in the pipes between 31, 32, 33, 34, 35, and 36 to pass or block the developer, and sensors installed in the solution tank 41 to detect aging of the developer ( 46) and a control signal is generated to sequentially increase the number of nozzles injected to the valve 44 according to the operation time, and when the developer aging detection sensor 46 of the solution tank 41 operates, It consists of a control unit 45 for blocking the valve 44 to.

이 경우, 상기 현상액의 노화 또는 피로도란, 통상 웨이퍼 위에 도포한 뒤에 노광 시에 마스크 등에 의하여 노광되지 않은 감광액 중 일부가 현상시에 현상액과 치환되어서, 상기 원래 현상액에서의 주요 성분 농도가 감소하는 것을 뜻한다. 즉, 예를 들어 상기와 같이 현상액 중 탄산나트륨의 농도를 1%로 설정한 경우 상기 치환으로 인하여 상기 탄산나트륨의 농도가 1% 이하로 떨어지는 현상을 의미한다.In this case, the aging or fatigue degree of the developer means that a part of the photoresist which is not normally exposed by a mask or the like at the time of exposure after application on the wafer is replaced with the developer at the time of development, so that the main component concentration in the original developer is reduced. It means. That is, for example, when the concentration of sodium carbonate in the developer is set to 1% as described above, it means a phenomenon in which the concentration of the sodium carbonate drops to 1% or less due to the substitution.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 인라인형 드라이 포토레지스트 현상장치는 현상액의 노화에 따라 소재와 현상액의 처리시간이 자동적으로 가변할 수 있어 가동시간에 따라 변하게 되는 현상 브랙포인트(break point)를 항상 동일하게 유지할 수 있다.As described above, the in-line dry photoresist developing apparatus according to the present invention can automatically change the processing time of the material and the developer according to the aging of the developer, so that the development breakpoints that change according to the operating time are always the same. I can keep it.

도 1은 종래의 인라인형 드라이 포토레지스트 현상장치의 개략도이며, 1 is a schematic diagram of a conventional inline dry photoresist developing apparatus,

도 2는 본 발명에 따른 인라인형 드라이 포토레지스트 현상장치의 제1실시예를 나타낸 개략도이며, 2 is a schematic view showing a first embodiment of an inline dry photoresist developing apparatus according to the present invention;

도 3은 도 2의 현상챔버의 개략도이며,3 is a schematic view of the developing chamber of FIG.

도 4는 본 발명에 따른 인라인형 드라이 포토레지스트 현상장치의 제2실시예를 나타낸 개략도이다.4 is a schematic view showing a second embodiment of the in-line dry photoresist developing apparatus according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

21,41...용액탱크 23,43...배관21, 41 ... solution tank 23, 43 ... piping

24,44...밸브 25,45...제어부24, 44 ... valve 25,45 ... control

30...현상챔버 31...제1노즐30.Chem. 31.Nozzle 1

32...제2노즐 33...제3노즐32 ... Nozzle 2 33 ... Nozzle 3

34...제4노즐 35...제5노즐34 ... 4th nozzle 35 ... 5th nozzle

36...제6노즐 46...센서36 ... 6th Nozzle 46 ... Sensor

Claims (3)

현상액이 저장되어 있는 용액탱크와;A solution tank in which a developer is stored; 상기 용액탱크와 배관을 통해 연결된 펌프와;A pump connected to the solution tank through a pipe; 상기 펌프로부터의 다수의 배관에 각각 연결되어 펌프로부터 공급된 현상액을 소재로 분사하기 위한 복수개의 노즐과;A plurality of nozzles connected to a plurality of pipes from the pump, respectively, for injecting a developer supplied from the pump into a material; 상기 펌프와 노즐사이의 배관에 설치되어 현상액을 통과 또는 차단하는 복수개의 밸브; 및 A plurality of valves installed in a pipe between the pump and the nozzle to pass or block the developer; And 상기 밸브에 가동시간에 따라 분사되는 노즐의 수를 순차적으로 증가시키도록 조절하는 제어 신호를 발생시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인형 드라이 포토레지스트 현상장치. And a control unit for generating a control signal for controlling the valve to sequentially increase the number of nozzles injected to the valve according to the operation time. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부는 현상액의 수명시간이 초과될 때에 현상액 교환을 위해 상기 모든 밸브를 차단하도록 된 것을 특징으로 하는 인라인형 드라이 포토레지스트 현상장치.And the control unit is configured to shut off all the valves for exchanging the developer when the life time of the developer is exceeded. 현상액이 저장되어 있는 용액탱크와;A solution tank in which a developer is stored; 상기 용액탱크와 배관을 통해 연결된 펌프와;A pump connected to the solution tank through a pipe; 상기 펌프로부터의 다수의 배관에 각각 연결되어 펌프로부터 공급된 현상액을 소재로 분사하기 위한 복수개의 노즐과;A plurality of nozzles connected to a plurality of pipes from the pump, respectively, for injecting a developer supplied from the pump into a material; 상기 펌프와 노즐사이의 배관에 설치되어 현상액을 통과 또는 차단하는 복수개의 밸브와; A plurality of valves installed in a pipe between the pump and the nozzle to pass or block the developer; 상기 용액탱크에 설치되어 현상액의 노화를 감지하는 센서; 및A sensor installed in the solution tank to detect aging of the developer; And 상기 밸브에 가동시간에 따라 분사되는 노즐의 수를 순차적으로 증가시키도록 제어 신호를 발생시키며, 상기 용액탱크의 현상액 노화 감지 센서가 작동할 때에 현상액 교환을 위해 상기 모든 밸브를 차단시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인라인형 드라이 포토레지스트 현상장치.And generating a control signal to sequentially increase the number of nozzles injected to the valve according to the operation time, and the control unit to shut off all the valves for exchanging the developer when the developer aging detection sensor of the solution tank is operated. In-line dry photoresist developing apparatus, characterized in that.
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