KR100641540B1 - 레지스트 코팅 장비 및 이를 세정하는 방법 - Google Patents

레지스트 코팅 장비 및 이를 세정하는 방법 Download PDF

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Abstract

레지스트 코팅 장비 및 이를 세정하는 방법을 제시한다. 본 발명에 따르면, 상측이 열린 케이스(case) 내에 설치되어 웨이퍼를 회전 가능하게 장착하는 웨이퍼 지지부 및 케이스 내측벽에 흡착된 레지스트를 제거하기 위해, 웨이퍼 상면 및 후면 상에 도입된 제1 노즐 및 제2 노즐을 통해 세정액을 웨이퍼의 상면 및 하면에 직접 분사하여 웨이퍼의 회전에 따른 원심력으로 세정액이 직접 흡착된 레지스트에 분사되어 세정을 수행하는 방법을 제시한다.
레지스트, 코팅, 흡착물, 세정, 노즐

Description

레지스트 코팅 장비 및 이를 세정하는 방법{Resist coater and method for cleaning the same}
도 1은 종래의 레지스트 코팅 장비 및 이를 세정하는 방법을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레지스트 코팅 장비 및 이를 세정하는 방법을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명은 리소그래피(lithography) 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 레지스트층(resist layer)을 웨이퍼(wafer) 상에 형성하는 레지스트 코팅(coating) 장비 및 이를 세정하는 방법에 관한 것이다.
리소그래피 기술은 반도체 소자 제조 과정과 같은 미세 패턴을 형성하는 데 사용되고 있다. 이러한 리소그래피 기술은 전사하고자 하는 패턴 형상이 형성된 마스크(mask)를 이용하여 노광 및 현상하여 웨이퍼(wafer) 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 과정으로 이해될 수 있다. 따라서, 이러한 리소그래피 기술은 웨이퍼 상에 레지스트층을 형성하는 레지스트 코팅 공정을 수반한다.
그런데, 레지스트 코팅 공정 시 웨이퍼 회전에 의한 원심력으로 인해 흘러나온 레지스트가 코팅 장비의 케이스(case)의 내측벽에 묻어 굳어지게 된다. 따라서, 이러한 측벽에 흡착되어 굳어진 레지스트를 적기에 효과적으로 제거하지 못하면, 이러한 레지스트 흡착물이 웨이퍼 재오염의 원인으로 작용할 수 있어 코팅 불량을 유발하게 된다. 즉, 웨이퍼 회전을 통한 레지스트 코팅 공정은 웨이퍼 회전에 의해 뿌려졌던 레지스트가 원심력에 의해 흘러나가면서 불가피하게 코팅 유닛 측벽에 묻게 되는데, 제때에 제거되지 않으면 점점 더 쌓여서 이로부터 다시 웨이퍼가 재오염되고 코팅 장비 세정도 어렵게 된다. 특히, 점도가 큰 레지스트인 경우에는 그 정도가 더욱 심하다.
도 1은 종래의 레지스트 코팅 장비 및 이를 세정하는 방법을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 레지스트 코팅 장비는, 상면이 열린 케이스(case:10) 내에 웨이퍼 지지부(20)로서의 진공척(vacuum chuck)이 설치되고, 진공척 상에 웨이퍼(50)가 장착된다. 이러한 웨이퍼(50) 상에 액상의 레지스트액을 분사하는 제1 노즐(first nozzle: 30)이 진공척 상에 도입되고, 제1 노즐(30)로부터 레지스트액이 분사되는 동안 웨이퍼(50)가 진공척 후면에 연결된 회전축의 회전으로 진공척이 회전됨에 따라 고속으로 회전되게 된다.
이러한 레지스트 코팅 과정이 수행되는 과정 중에, 웨이퍼(50) 상에 뿌려지는 레지스트가 웨이퍼(50)가 회전함에 따라 회전 원심력에 의해, 웨이퍼(50)의 측방향으로 흘러나갈 수 있다. 즉, 참조부호 71의 화살표 방향으로 원심력에 의해 흘 러나온 레지스트가 이동하게 되고, 이에 따라, 웨이퍼(50) 측부 부분의 코팅 장비의 케이스(10)의 측벽에 이러한 레지스트가 흡착되어 굳어지게 된다. 흡착된 레지스트(60)는 웨이퍼(50) 재오염의 원인이 되므로 적기에 제거되어야 한다.
이러한 흡착된 레지스트(60)를 제거하기 위해서, 웨이퍼(50)의 배후에는 웨이퍼 후면 레지스트 제거용 제2 노즐(40)이 바람직하게 한 쌍으로 도입된다. 제2 노즐(40)은 세정액, 예컨대 레지스트 용제를 흡착된 레지스트(60)에 직접 분사하도록 설치된다. 즉, 참조부호 75의 화살표와 같이 세정액을 분사하도록 제2 노즐(40)이 설치된다.
그런데, 공정 중간에 웨이퍼 후면 레지스트 제거용 제2 노즐(40)에서 분사된 레지스트 용제로 세정하는 경우는, 코팅 장비 밖으로 튀지 않도록 해야 하므로, 주기적으로 실행하는 경우에도 세정 효과에 한계가 있으며 점도가 큰 레지스트에는 거의 효과가 없다. 결국 케이스(10)의 측벽을 교체하거나 떼어내어 별도로 세정해야 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 코팅 장비의 측벽에 흡착된 레지스트를 보다 효과적으로 제거할 수 있는 레지스트 코팅 장비 및 세정 방법을 제시하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 위한 본 발명의 일 실시예는,
상측이 열린 케이스(case);
상기 케이스 내에 설치되어 웨이퍼를 회전 가능하게 장착하는 웨이퍼 지지부; 및
상기 웨이퍼 상에 코팅층의 형성을 위해 분사되는 코팅액, 예컨대 레지스트액이 상기 케이스 내측벽에 닿아 발생하는 상기 케이스 내측벽의 흡착물을 제거하기 위해 상기 웨이퍼 상면에 직접 세정액을 분사하기 위해 도입되는 제1 노즐 및 상기 웨이퍼 후면에 직접 세정액을 분사하기 위해 도입되는 제2 노즐을 포함하여 구성되는 레지스트 코팅 장비를 제시한다.
상기 제1 노즐 및 제2 노즐은 분사되어 상기 웨이퍼 면에 도달한 세정액이 상기 웨이퍼의 회전에 의해 상기 웨이퍼 가장 자리 바깥으로 이동하여 상기 흡착된 레지스트에 직접 도달하여 상기 흡착된 레지스트를 제거하도록 설치될 수 있다.
상기 세정액은 레지스트 용제를 포함하는 것일 수 있다.
상기의 기술적 과제를 위한 본 발명의 다른 실시예는, 상기 코팅 장비의 상기 웨이퍼 지지부 상에 웨이퍼를 도입하는 단계; 및 상기 웨이퍼를 회전하며 상기 제1 및 제2 노즐을 통해 상기 세정액을 상기 웨이퍼의 상면 및 하면에 직접 분사하여 상기 흡착된 레지스트를 제거하는 단계를 포함하는 레지스트 코팅 장비를 세정하는 방법을 제시한다.
상기 세정 방법은, 상기 흡착된 레지스트를 제거하는 단계 이후에 상기 웨이퍼 상에 레지스트액을 분사하여 레지스트층을 코팅하는 단계의 전 단계로 상기 세정액의 공급을 중단한 채 상기 웨이퍼를 회전시켜 상기 웨이퍼를 건조시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 코팅 장비의 측벽에 흡착된 레지스트를 보다 효과적으로 제거시킬 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예에서는 레지스트 코팅 공정 시 주기적으로 웨이퍼를 회전시키면서 레지스트 용제를 웨이퍼 전, 후면에 모두 대략 30초 간 분사하여 충분한 양의 세정 용제가 고속으로 정확하게 측벽에 묻어있는 레지스트를 녹여서 제거하도록 한다. 이후에, 용제 공급을 중지한 상태에서 웨이퍼를 고속으로 회전시키면, 용제는 증발하고 다시 정상적인 레지스트 코팅 공정을 수행하면 된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 레지스트 코팅 장비 및 이를 세정하는 방법을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 레지스트 코팅 장비는, 상면이 열린 케이스(100) 내에 웨이퍼 지지부(200)로서의 진공척이 설치되고, 진공척 상에 웨이퍼(500)가 장착된다. 웨이퍼 상에 레지스트층을 코팅하는 공정이 수행됨에 따라, 케이스(100)의 내측벽, 특히, 웨이퍼(500)의 가장 자리부에 인근하는 부분의 내측벽에 레지스트액의 튐에 따라 흡착된 레지스트(600)가 원하지 않게 발생할 수 있다.
이를 제거하기 위해서, 웨이퍼(500) 상면에 직접 세정액, 예컨대, 레지스트 용제를 분사하기 위해 제1 노즐(300)을 도입하고, 웨이퍼(500) 후면에 또한 직접 세정액을 분사하기 위해 제2 노즐(400)을 도입한다. 제2노즐(400)은 쌍으로 도입될 수 있고, 제1 노즐(300)은 웨이퍼(100)의 중심에 대향되는 위치에 도입될 수 있다.
노즐들(300, 400)에 의해 웨이퍼(500) 상, 하면에 도달한 세정액은 웨이퍼(500)의 회전에 의해, 참조부호 710 및 750의 화살표와 같이 웨이퍼(500) 가장 자리 바깥으로 이동하여 흡착된 레지스트(600)에 직접 도달하게 된다. 이때, 웨이퍼(500)는 고속으로 회전하고 있으므로, 세정액은 웨이퍼(500)의 원심력에 의해 가속되어 흡착된 레지스트(600)에 분사되게 된다. 이에 따라, 분사된 세정액은 흡착된 레지스트(600)를 보다 효과적으로 녹여 제거할 수 있다. 이러한 세정액의 분사는 대략 30초 정도 수행될 수 있고, 생산 상황이나 레지스트 점도 등을 고려하여 늘리거나 줄일 수 있다.
한편, 이러한 레지스트 코팅 장비를 세정하는 방법은 도 2에 제시된 바와 같은 코팅 장비의 웨이퍼 지지부(200) 상에 웨이퍼(500)를 도입한 후, 웨이퍼(500)를 고속 회전하며 제1 및 제2 노즐(300, 400)을 통해 세정액, 예컨대, 레지스트 용제를 웨이퍼(500)의 상면 및 하면에 직접 분사한다. 이때, 웨이퍼(500)는 고속으로 회전하고 있으므로, 세정액은 웨이퍼(500)의 원심력에 의해 가속되어 흡착된 레지스트(600)에 분사되게 되어 흡착된 레지스트(600)를 보다 효과적으로 녹여 제거하게 된다. 이후에, 웨이퍼(500) 상에 레지스트액을 분사하여 레지스트층을 코팅하기 전에, 세정액의 공급을 중단한 채 웨이퍼(500)를 고속 회전시켜 웨이퍼(500)를 건조시킨다. 이후에, 웨이퍼(500) 상에 레지스트 코팅 과정을 계속 수행한다.
이러한 세정은 주기적으로 수행될 수 있는 데, 예컨대, 웨이퍼 24매 당 이러한 세정을 수행할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 생산 상황이나 레지스트 점도 등을 고려하여 이러한 주기는 조절될 수 있다. 한편, 이러한 세정 방법 등은 레지스트 코팅 이외의 회전 코팅 장비에 응용될 수 있다.
상술한 본 발명에 따르면, 레지스트 코팅 공정시 주기적으로 웨이퍼를 회전시키면서 레지스트 용제를 웨이퍼 전, 후면에 대략 30초간 분사하여 충분한 양의 용제가 케이스의 측벽에 묻어서 굳어진 레지스트 위치에 고속으로 정확하게 분사되게 할 수 있다. 이에 따라, 흡착된 레지스트가 효과적으로 제거될 수 있다.
이와 같은 방법에 의해 코팅 장비의 케이스의 내측벽이 청결한 상태에서 유지될 수 있으므로, 코팅 공정이 수행될 때 웨이퍼 오염을 최소화하여 코팅 불량을 방지할 수 있다. 또한, 코팅 장비의 측벽 교체나 별도의 다른 분해 세정이 거의 필요하지 않으므로 생산성이 향상될 수 있다. 코팅 불량이 감소될 수 있으므로, 반도체 수율의 증가를 구현할 수 있다.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예들을 통하여 설명하였지만, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명은 여러 형태로 변형될 수 있다.

Claims (5)

  1. 상측이 열린 케이스(case);
    상기 케이스 내에 설치되어 웨이퍼를 회전 가능하게 장착하는 웨이퍼 지지부; 및
    상기 웨이퍼 상에 코팅층의 형성을 위해 분사되는 코팅액이 상기 케이스 내벽에 닿아 발생하는 상기 케이스 내측의 흡착물을 제거하기 위해, 상기 웨이퍼 상면에 직접 세정액을 분사하기 위해 도입되는 제1 노즐 및 상기 웨이퍼 후면에 직접 세정액을 분사하기 위해 도입되는 제2 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 코팅 장비.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 노즐 및 제2 노즐은 상기 웨이퍼 면에 도달한 세정액이 상기 웨이퍼의 회전에 의해 상기 웨이퍼 가장 자리 바깥으로 이동하여 상기 흡착된 레지스트에 직접 도달하여 상기 흡착된 레지스트를 제거하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 레지스트 코팅 장비.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 세정액은 레지스트 용제를 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 코팅 장비.
  4. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 기재된 레지스트 코팅 장비를 이용한 세정 방법으로서,
    상기 웨이퍼 지지부 상에 웨이퍼를 도입하는 단계; 및
    상기 웨이퍼를 회전하며 상기 제1 및 제2 노즐을 통해 상기 세정액을 상기 웨이퍼의 상면 및 하면에 직접 분사하여 상기 케이스 내측에 흡착된 레지스트를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 코팅 장비를 세정하는 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 케이스 내측에 흡착된 레지스트를 제거하는 단계 이후에
    상기 웨이퍼 상에 레지스트액을 분사하여 레지스트층을 코팅하는 단계의 전 단계로 상기 세정액의 공급을 중단한 채 상기 웨이퍼를 회전시켜 상기 웨이퍼를 건조시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 코팅 장비를 세정하는 방법.
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