KR100567884B1 - 감광막 도포 장치와 이를 이용한 흄성 파티클 제거 방법 - Google Patents

Abstract

감광막 패턴 형성 공정에서 발생되는 흄성 파티클을 제거할수 있는 본 발명에 따른 감광막 도포 장치는 챔버의 상면에 설치되어 상기 공급노즐을 통해 웨이퍼에 감광막이 도포될 때 클로즈되어 외부 공기 유입을 차단시키는 차단부와, 챔버의 일면에 적어도 하나 이상 설치되어 차단부의 클로즈에 따라 구동되어 상기 챔버 내부에 존재하는 흄성 파티클을 외부로 배출시키는 배기관을 포함한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 감광막 도포 공정 중에 챔버 내부에 잔존하는 흄성 파티클을 제거하여 흄성 파티클에 의한 감광막의 불량을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 흄성 파티클에 의한 감광막 불량을 방지하여 전체적인 반도체 공정 수율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

감광막, 씬너, 파티클

Description

감광막 도포 장치와 이를 이용한 흄성 파티클 제거 방법{APPARATUS FOR COATING PHOTORESIST AND METHOD FOR REMOVING HUME PARTICLE}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 감광막 도포 장치를 도시한 구성도이고,

도 2는 본 발명에 따른 감광막 도포 장치를 이용한 흄성 파티클 제거 과정을 도시한 흐름도이고,

도 3은 종래 기술에 의한 감광막 도포 시 흄성 파티클에 의한 패턴 디포메이션 상태를 전자 현미경으로 촬영한 도면이다.

본 발명은 감광막 도포에 관한 것으로, 특히 감광막 패턴 형성 공정에서 발생되는 흄(hume)성 파티클을 제거할 수 있는 감광막 도포 장치와 이를 이용한 흄성 파티클 제거 방법에 관한 것이다.

반도체 소자의 제조에 있어서 특히 패턴을 형성하기 위한 사진공정은 감광막의 도포, 노광, 현상공정들로 크게 나누어지는 데, 그중 감광막의 도포공정에서 사용되는 감광막 도포 장치는 스핀 코팅 방식으로 감광막을 웨이퍼 상에 도포 장비이 다. 감광막 도포 장치는 웨이퍼 척에 고정된 웨이퍼가 고속으로 할 때 감광막을 직접 도포한다. 감광막 도포 장치가 감광막을 웨이퍼에 도포할 때 웨이퍼는 대기중에 노출되어 있다.

특히 사진 공정의 감광막 도포 장치에 있어서 사용되는 광원은 I-라인에서 DUV로 바뀌고 감광막 용매가 PGMEA와 같은 씬너로 바뀌었으며, 또한 감광막 도포 공정 시 감광막을 줄이기 위해 씬너를 이용한 전 습식(pre-wet) 공정을 사용한다. 이러한 PGMEA와 같은 씬너는 웨이퍼 척에 의해 고정된 웨이퍼가 고속으로 회전될 때 감광막 도포 장치에 의해서 웨이퍼 상에 직접 도포된다. 특히 이러한 씬너는 웨이퍼의 에지 부위 세정 공정과 웨이퍼 백사이드 부분 세정 공정 시에 많이 사용된다.

이와 같이 웨이퍼에 도포된 씬너는 웨이퍼의 회전에 의해서 대기중으로 날아가 흄(hume)으로 남게 되고, 이러한 흄은 웨이퍼가 회전중일 때는 대기중에 존재하게 되지만 세정 공정, 백사이드 공정 또는 드라이 공정을 위해 정지할 때 대기중의 공기에 의해서 웨이퍼 표면에 떨어지게 되며, 이로 인하여 감광막 패턴 형성 공정 시 웨이퍼 상에는 흄 타입의 미세한 파티클이 생성되며, 이러한 파티클은 웨이퍼 상에 형성된 감광막 패턴에 떨어져 미세한 홀을 형성시켜 감광막 패턴에 불량을 야기시키고, 이는 전체적인 반도체 소자의 신뢰성을 떨어뜨리는 요인이 된다.

본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 감광막 패턴 형성 공정에서 발생되는 흄성 파티클을 제거하여 반도체 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 감광막 도포 장치와 이를 이용한 흄성 파티클 제거 방법를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 챔버 내부에 설치된 스핀 모터의 구동에 따라 웨이퍼 척에 진공흡착된 웨이퍼가 회전될 때 공급 노즐을 통해 감광막 또는 씬너를 웨이퍼의 중앙에 공급하여 웨이퍼에 감광막을 형성시키는 감광막 도포 장치에 있어서, 상기 챔버의 상면에 설치되어 상기 공급노즐을 통해 웨이퍼에 감광막이 도포될 때 클로즈되어 외부 공기 유입을 차단시키는 차단부와, 상기 챔버의 일면에 적어도 하나 이상 설치되어 상기 차단부의 클로즈에 따라 구동되어 상기 챔버 내부에 존재하는 흄성 파티클을 외부로 배출시키는 배기관을 포함한다.

또한, 본 발명은 웨이퍼 척에 고정흡착된 웨이퍼를 회전시키는 스핀 모터와, 챔버의 내부에 설치된 배기관의 구동 온 또는 오프 및 상기 챔버 상면에 설치된 차단부의 개폐를 이용하여 웨이퍼에 감광막 도포 시 발생되는 흄성 파티클 제거 방법에 있어서, 상기 스핀 모터로 상기 웨이퍼 척에 고정흡착된 웨이퍼가 회전될 때 상기 감광막을 도포함과 더불어 상기 차단부를 클로즈시켜 상기 챔버 내부로 유입되는 공기를 차단시키는 단계와, 상기 차단부의 클로즈에 따라 상기 배기관을 구동 온 시켜 상기 챔버 내부에 존재하는 흄성 파티클을 외부로 배출하는 단계와, 상기 웨이퍼에 감광막을 도포 완료 후에 상기 웨이퍼가 외부로 배출되면 상기 차단부를 오픈시키고 상기 배기관의 구동을 오프시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시 예는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이 기술 분야의 숙련자라면 이 실시 예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 잘 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 감광막 도포 장치를 도시한 구성도이다.

도 1을 참조하면, 감광막 도포 장치는 웨이퍼 척(102)의 진공흡착에 의해 고정되고 그리고 스핀 모터(101)에 의해 웨이퍼 척(102)의 회전에 따라 고속 회전되는 웨이퍼(103)의 중앙 부위에 감광막 또는 씬너를 공급하는 공급 노즐(108)과, 감광막 도포 장치의 챔버(100)와, 챔버(100)의 상면을 개폐시켜 대기중의 공기 유입을 차단시키는 차단부(107)와, 차단부(107)의 공기 유입 차단에 따라 챔버(100) 측벽과 상면에 설치되어 챔버(100) 내부에 잔존하는 흄성 파티클을 외부로 배출시키는 배기관(105a, 105b, 105c, 105d)과, 챔버(100) 하면에 설치되어 공정 진행시에 발생되는 드랍성 파티클을 외부로 배출시키는 하부 배기판(104a, 104b)을 포함한다.

이와 같은 감광막 도포 장치의 구동 과정은 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 감광막 도포 장치를 이용한 흄성 파티클 제거 과정을 도시한 흐름도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 이러한 감광막 도포 장치는 감광막 패턴을 웨이퍼(103)가 웨이퍼 척(102)에 고정된 상태에서 스핀 모터(101)를 이용하여 웨이퍼 척(102)을 저속으로 회전시키고, 공급 노즐(108)을 통해 저속으로 회전 중인 웨이퍼(103)에 씬너를 공급하여 전 습식(pre-wet) 공정을 진행한다(S200, S202). 이러한 씬너는 웨이퍼(103)에 도포될 감광막과 웨이퍼(103)간의 흡착성을 증가시켜 감광막 패턴 형성 시 소모되는 감광막을 줄일 수 있다.

공급 노즐(108)을 통해 공급되는 씬너는 웨이퍼(103)의 회전에 의해 대기중을 날아가는데, 그 중 일부는 챔버(100) 내부에 잔존한다.

전 습식(pre-wet) 공정이 끝난 후에 웨이퍼(103)는 고속으로 회전하고, 고속 회전 중인 웨이퍼(103)에는 공급 노즐(108)을 통해 공급되는 감광막이 도포된다(S204, S206). 웨이퍼(103)에 공급되는 감광막에는 솔벤트와 같은 씬너, 폴리머 및 PGA가 함유되어 있으며, 특히 씬너가 많이 포함되어 있다.

이와 같은 감광막에 포함된 씬너는 감광막 도포 공정 중 챔버(100) 내부에 흄성 파티클로 남게 된다. 챔버(100) 내부에 존재하는 흄성 파티클을 제거하기 위해서 감광막 도포 장치는 챔버(100) 상면에 설치된 차단부(107)를 클로즈(close)시켜 챔버(100) 내부로 유입되는 공기를 차단시킨 후에 챔버(100)의 측벽 및 상면 양측에 설치된 배기관(105a, 105b, 105c, 105d)을 구동시켜 챔버(100) 내부에 잔존하는 흄성 파티클을 외부로 배출시키기 시작한다(S208).

이후, 감광막 도포 장치는 웨이퍼(103)에 감광막을 도포한 후에 웨이퍼(103)의 에지부위에 도포된 감광막을 제거하기 위해 스핀 모터(101)의 구동을 정지시켜 웨이퍼(103)의 회전을 정지시키고, 웨이퍼(103)가 정지된 상태에서 공급 노즐을 통해 씬너의 공급을 시작한다. 씬너의 공급과 동시에 웨이퍼(103)는 스핀 모터(101)에 의해서 회전되고, 이에 따라 웨이퍼(103)의 에지부위에 도포된 감광막은 제거된다(S210).

웨이퍼(103)의 에지 부위에 도포된 감광막이 제거될 때 차단부(107)는 클로즈 되어 있으며, 감광막 도포 장치는 에지 세정 공정 중에 발생되는 훔성 파티클을 계속해서 배기관(105a, 105b, 105c, 105d)을 통해 외부로 배출시킨다.

그 다음, 웨이퍼(103)에 도포된 감광막을 드라이시키기 위해서 감광막 도포 장치는 스핀 모터(101)를 고속 구동시켜 웨이퍼 척(102)에 고정흡착된 웨이퍼(103)를 고속으로 회전시킨다. 이에 따라 웨이퍼(103)에 도포된 감광막은 드라이된다(S212).

상기와 같은 감광막 도포 공정 중에는 흄성 파티클뿐만 아니라 드랍성 파티클이 발생되는데, 이러한 드랍성 파티클은 챔버(100) 하면 양측에 설치된 하부 배기관(104a, 104b)을 통해 외부 배출된다.

드라이 공정이 끝난 후에, 감광막 도포 장치는 차단부(107)를 오픈시키며, 배기관(105a, 105b, 105c, 105d)을 구동을 정지시킨다(S214).

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 스핀 모터로 웨이퍼 척에 고정흡착된 웨이퍼가 회전될 때 감광막을 웨이퍼에 도포함과 더불어 챔버 상면에 설치된 차단부를 클로즈시켜 외부 공기의 유입을 차단시키고, 배기관을 구동 온 시켜 챔버 내부에 존재하는 흄성 파티클을 외부로 배출시킴으로써, 감광막 도포 공정 중에 챔버 내부에 잔존하는 흄성 파티클을 제거하여 흄성 파티클에 의한 감광막의 불량을 방 지할 수 있다.

또한, 본 발명은 흄성 파티클에 의한 감광막 불량을 방지하여 전체적인 반도체 공정 수율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

1. 챔버 내부에 설치된 스핀 모터의 구동에 따라 웨이퍼 척에 진공흡착된 웨이퍼가 회전될 때 공급 노즐을 통해 감광막 또는 씬너를 웨이퍼의 중앙에 공급하여 웨이퍼에 감광막을 형성시키는 감광막 도포 장치에 있어서,

   상기 챔버의 상면에 설치되어 상기 공급노즐을 통해 웨이퍼에 감광막이 도포될 때 클로즈되어 외부 공기 유입을 차단시키는 차단부와,

   상기 챔버의 일면에 적어도 하나 이상 설치되어 상기 차단부의 클로즈에 따라 구동되어 상기 챔버 내부에 존재하는 흄성 파티클을 외부로 배출시키는 배기관을 포함하는 감광막 도포 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 배기관은,

   상기 챔버 양측면과 상면 가장자리 일부 영역에 설치되는 감광막 도포 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 감광막 도포 장치는,

   상기 웨이퍼 척에 고정흡착된 웨이퍼의 상에 감광막이 도포된 후 챔버에서 배출되면 오픈됨과 더불어 상기 배기관의 구동을 오프시키는 감광막 도포 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 감광막 도포 장치는,

   상기 챔버의 하면 가장자리 일정 영역에 설치되어 상기 감광막 도포 공정 중에 발생되는 드랍성 파티클을 외부로 배출시키는 하부 배기관을 더 포함하는 감광막 도포 장치.
5. 웨이퍼 척에 고정흡착된 웨이퍼를 회전시키는 스핀 모터와, 챔버의 내부에 설치된 배기관의 구동 온 또는 오프 및 상기 챔버 상면에 설치된 차단부의 개폐를 이용하여 웨이퍼에 감광막 도포 시 발생되는 흄성 파티클 제거 방법에 있어서,

   상기 스핀 모터로 상기 웨이퍼 척에 고정흡착된 웨이퍼가 회전될 때 상기 감광막을 도포함과 더불어 상기 차단부를 클로즈시켜 상기 챔버 내부로 유입되는 공기를 차단시키는 단계와,

   상기 차단부의 클로즈에 따라 상기 배기관을 구동 온 시켜 상기 챔버 내부에 존재하는 흄성 파티클을 외부로 배출하는 단계와,

   상기 웨이퍼에 감광막을 도포 완료 후에 상기 웨이퍼가 외부로 배출되면 상기 차단부를 오픈시키고 상기 배기관의 구동을 오프시키는 단계를 포함하는 흄성 파티클 제거 방법.

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