KR100542495B1 - 현상장치의 노즐구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 현상장치의 현상액 분사노즐 내부에서 발생한 기포에 의해 현상액이 불균일하게 분사되거나 또는 회전하는 웨이퍼에서 튀어 오른 입자가 토출구를 막아 현상액이 불균일하게 분사되는 것을 방지하기 위한 현상장치의 노즐구조에 관한 것이며, 현상액이 노즐로 유입되는 유입구의 직경보다 토출되는 토출구의 직경이 작도록 구성하여 기포가 상승하도록 유도하며, 노즐 토출구 전체면적을 작게 하여 웨이퍼의 회전 시에 튀어 오른 입자가 토출구를 막는 것을 방지하는 효과가 있다.

반도체, 현상장치, 노즐, 기포, 현상액, 웨이퍼

Description

현상장치의 노즐구조{Nozzle Construction of Develop Apparatus}

도 1은 일반적인 현상장치를 나타낸 사시도이고,

도 2는 도 1에 도시된 현상장치의 노즐부를 나타낸 저면도이고,

도 3은 도 1에 도시된 현상장치의 현상액을 기판에 분사하는 노즐의 구조를 나타낸 단면도이며,

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 현상장치의 노즐구조를 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 웨이퍼 10 : 현상장치

20, 200 : 현상노즐부 21, 201 : 저면

23, 223 : 현상액 유동로 30 : 현상액

40, 240 : 노즐 41, 241 : 유입구

42, 242 : 토출구 50 : 기포

243F : 단차면 243 : 단차

본 발명은 현상장치의 현상액 분사노즐에 관한 것으로, 특히, 분사노즐 내부에서 발생한 기포에 의해 현상액이 불균일하게 분사되거나 또는 회전하는 웨이퍼에서 튀어 오른 입자가 토출구를 막아 현상액이 불균일하게 분사되는 것을 방지하기 위한 현상장치의 노즐구조를 제공하는 데 있다.

웨이퍼 가공공정 중에는 기판에 감광액을 도포하는 공정과 노광공정 및 현상공정 등이 있다.

감광액을 도포하는 공정은 산화막이 형성된 웨이퍼에 감광액을 골고루 바르는 공정이며, 노광공정은 스텝퍼를 이용하여 마스크 위에 그려진 회로패턴에 빛을 통과시켜 PR막이 형성된 웨이퍼 위에 회로패턴을 사진 찍는 공정이다.

현상공정은 현상액을 웨이퍼에 뿌리면 웨이퍼는 노광공정에서 빛을 받은 부분과 받지 않는 부분으로 구별되면서, 빛을 받은 부분은 현상액에 의해 식각되고 빛을 받지 않는 부분은 그대로 남아 회로를 구성한다.

본 발명은 현상공정에 관한 것으로서, 도면을 참조하여 현상공정에 관해 설명한다.

도면에서, 도 1은 일반적인 현상장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 현상장치의 노즐부를 나타낸 저면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 현상장치의 현상액을 기판에 분사하는 노즐의 구조를 나타낸 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 노광공정을 마친 웨이퍼(1)는 현상장치(10)로 이송되어 현상장치(10)의 스핀척(도면에 도시안됨)에 안착된다. 스핀척에 안착된 웨 이퍼(1)는 진공흡착에 의해 스핀척에 고정된다. 이와 같이 스핀척에 고정된 웨이퍼(1)의 상면에는 모터 스캔 암에 장착된 현상노즐부(20)가 위치한다. 이런 현상노즐부(20)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 웨이퍼(1)의 지름과 대응하여 위치하여 웨이퍼(1)의 상면에 현상액(30)을 분사한다.

이와 같이 현상액(30)이 분사됨과 동시에 스핀척은 최소 180°이상 회전하여 웨이퍼(1)의 상면에 분사된 현상액(30)을 웨이퍼(1)의 전면에 균일하게 도포한다. 이런 현상노즐부(20)를 살펴보면, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 현상노즐부(20)는 그 저면(21) 즉 웨이퍼(1)와 마주하는 면에 길이방향으로 약 100개 이상의 노즐(40)이 형성된다.

이런 노즐(40)은 도 3에 보이듯이, 그 유입구(41)가 현상노즐부(20)의 내부에 길이방향으로 형성된 현상액 유동로(23)에 연통되고, 노즐(40)의 토출구(42)는 웨이퍼(1)와 마주하는 현상노즐부(20)의 저면(21)에 형성된다. 여기에서 노즐(40)은 유입구(41)에서 토출구(42)까지 동일한 직경을 갖는다. 즉, 노즐(40)은 직경이 동일한 직선형 관통공의 형상으로 형성된다. 이와 같은 노즐(40)을 통해 분사된 현상액(30)은 웨이퍼(1)의 상면에 떨어짐과 동시에 웨이퍼(1)의 회전에 의해 넓게 웨이퍼(1)의 상면을 도포하는데, 회전하는 웨이퍼(1)에 의해 입자가 튀어 노즐(40)의 토출구(42)에 고착되면 노즐(40)의 토출구(42)를 폐쇄하게 되면서, 현상노즐부(20)에서 분사된 현상액(30)은 웨이퍼(1)의 지름방향으로 균일하게 분사되지 않아 반동심원 형태의 현상불량을 발생하게 된다.

또한 현상액(30)이 노즐(40)을 따라 흘러 유동함에 있어서, 노즐(40)의 내측 면과 접하면서 기포(50)가 발생하는데, 기포(50)는 상부방향으로 상승하려 하면서 현상액(30)의 유동을 방해한다. 따라서, 기포(50)가 많이 발생하는 노즐(40)에서는 기포(50)가 적게 발생하는 노즐(40)에 비해 적은 양의 현상액(30)이 분사된다. 또한 노즐(40)은 유입구(41)에서 토출구(42)까지 일정한 직경으로 형성되기 때문에, 형성된 기포(50)는 현상액(30)에 밀려 토출구(42)로 분사되는데, 이와 같이 기포(50)가 현상액(30)과 함께 분사됨에 따라 분사된 현상액(30)의 양이 달라질 수 있으며, 기포(50)가 토출구(42)에서 배출되는 순간 기포(50)가 터지면서 현상액(30)이 튀겨 불균일한 도포의 문제를 발생한다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 웨이퍼의 회전에 의해 튀어 오른 입자가 노즐의 토출구를 막거나 또는 노즐의 유입구에서 토출구로 유동하는 현상액의 내부에 기포가 발생하더라도 기포가 토출구를 통해 배출되는 것을 방지하여 균일한 현상액을 분사할 수 있게 구성된 현상장치의 노즐구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 웨이퍼에 분사하는 용액을 공급하는 유로가 내부에 형성된 노즐부를 구비한 현상장치의 노즐구조에 있어서, 상기 노즐의 유입구는 상기 유로에 연통되고, 상기 노즐의 토출구는 상기 노즐부의 외면에 형성되며, 상기 토출구의 직경이 상기 유입구의 직경 보다 상대적으로 작게 구성된 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 노즐의 내측면에는 상기 유입구의 직경에서 상기 토출구의 직경으로 작아지는 단차가 형성된 것이 바람직하다.

보다 바람직하게는 상기 단차는 상기 노즐의 유입구보다 상대적으로 토출구에 근접하여 형성된다.

아래에서, 본 발명에 따른 현상장치의 노즐구조의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.

도면에서, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 현상장치의 노즐구조를 나타낸 단면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 현상노즐부(200)의 저면(201)에는 그 길이방향으로 다수 개의 노즐(240)이 형성되며, 노즐(240)의 토출구(242)는 하부에 위치한 웨이퍼(1)와 마주하여 현상노즐부(200)의 길이방향으로 위치한다.

이런 노즐(240)은 도 4에 보이듯이, 그 유입구(241)가 현상노즐부(200)의 내부에 형성된 현상액 유동로(223)에 연통되고, 노즐(240)의 토출구(242)는 현상노즐부(200)의 저면(201)에 위치한다. 이런 노즐(240)에 있어서, 단차(243)가 노즐(240)의 내부에 형성되어 노즐 유입구(241)의 직경이 토출구(242)의 직경보다 상대적으로 크며, 단차(243)는 토출구(242) 측에 근접하여 형성된다.

이와 같이 형성된 노즐(240)을 통해 현상액(30)이 웨이퍼(1) 상면으로 분사된다.

아래에서는 노즐(240)을 통해 분사되는 현상액(30)의 유동경로와 노즐(240)에 형성된 기포(50)의 유동에 대해 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 현상액(30)은 현상액 유동로(223)에 연통된 노즐(240)의 유입구(241)를 통해 토출구(242)로 유동하여 분사된다. 현상액(30)은 노즐(240)의 유입구(241)에서 단차(243)까지 이동하면서, 노즐(240)의 내측면에 접하는 현상액(30)은 기포(50)를 발생하고, 기포(50)는 노즐(240)의 내측면을 따라 현상액(30)을 따라 흘러 내려간다. 이때 기포(50)는 상부방향 즉 노즐(240)의 유입구(241)로 부상하려 하지만, 현상액(30)의 유속에 밀려 노즐(240)의 내측면을 따라 단차(243)까지 흘러 내려간다.

이와 같이 단차(243)까지 흘러내린 현상액(30)과 기포(50)는 단차면(243F)에 부딪혀 그 유속이 감소된다. 이와 같이 현상액(30)의 유속이 감소되면서 기포(50)가 받던 압력은 감소하게 되면서 현상액(30)의 유동방향에 대한 역방향 즉 상부방향으로 부상하게 된다.

따라서, 단차(243)에 의해 내경이 작아진 토출구(242)로는 기포(50)가 유입되지 않게 되어 토출구(242)를 통해 분사되는 현상액(30)에는 기포(50)가 포함되지 않거나 포함되더라도 직경이 작은 기포만이 현상액(30)과 함께 분사된다.

또한 노즐(240)의 토출구(242)의 직경은 도 3에 도시된 종래의 노즐(240)의 토출구(242)의 직경보다 상대적으로 작기 때문에 웨이퍼(1)의 회전에 의해 튀어 오른 입자들이 토출구(242)에 부착되어 고착될 수 있는 확율은 낮아진다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 현상장치의 노즐구조는 현상액이 노즐로 유입되는 유입구의 직경보다 토출되는 토출구의 직경이 작도록 구성함으로 써, 현상액의 유속을 감속시켜 노즐의 내측면을 따라 유동하는 기포가 상승하도록 유도한다. 이와 같이 기포가 노즐의 유입구로 상승함으로써 토출구를 통해 분사되는 기포의 양은 감소하게 되어 웨이퍼의 지름방향으로 균일하게 현상액을 분사할 수 있다. 또한 기포가 터지면서 발생하는 도포불량 등을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 현상장치의 노즐구조는 웨이퍼와 대응하는 노즐의 토출구 전체면적이 종래의 노즐 토출구 전체면적보다 작은 면적으로 형성됨으로써, 웨이퍼의 회전에 의해 튀어 오른 입자가 토출구를 막는 것을 방지하여 현상액 도포 불량률을 감소시킨다는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 현상장치의 노즐구조에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

Claims (4)

1. 웨이퍼에 분사하는 용액을 공급하는 유로가 내부에 형성된 노즐부를 구비한 현상장치의 노즐구조에 있어서,

   상기 노즐의 유입구는 상기 유로에 연통되고, 상기 노즐의 토출구는 상기 노즐부의 외면에 형성되며, 상기 노즐 저면에는 토출되는 현상액의 유속을 감소시켜 상기 노즐의 내측면을 따라 생성되는 기포를 부상시키는 단차면을 포함하는 현상장치의 노즐구조.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 노즐은 상기 유입구로부터 상기 단차면까지 동일한 직경을 갖는 현상장치의 노즐구조.

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