KR100710085B1 - 감광액 제거 방법 - Google Patents

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KR100710085B1
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Abstract

본 발명은 반도체 감광액을 제거하는 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 감광액 제거 방법은 기판 표면에 제거하고자 하는 감광액의 종류를 파악하는 단계, 감광액의 종류에 따라 서로 상이한 약액 중 어느 하나를 기판 표면으로 공급하는 단계, 그리고 공급된 상기 약액과 제거하고자 하는 감광액이 반응하도록 일정시간 대기하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따른 감광액 제거 방법은 서로 상이한 약액을 독립적으로 또는 교대로 공급하고, 제거하고자 하는 감광액의 종류를 파악하여, 감광액의 종류에 따라 감광액 제거 방법을 선택적으로 달리할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 감광액 제거 방법은 약액의 온도 관리가 필요없다.
감광액, 포토레지스트, 감광액 제거, 스트립, ArF, KrF, I-line

Description

감광액 제거 방법{METHOD OF STRIPPING A PHOTORESIST}
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 감광액 제거 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 감광액 제거 방법을 도시한 순서도이다.
도 2a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 감광액 제거 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 감광액 제거 방법을 도시한 순서도이다.
도 3a는 본 발명의 또 다른 실시예에 다른 감광액 제거 방법을 도시한 순서도이다.
도 3b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 감광액 제거 방법을 도시한 순서도이다.
본 발명은 반도체 감광액을 제거하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 매엽식으로 처리되는 기판 표면에 감광액을 제거하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 제조 장치는 증착, 포토리소그래피, 스트립, 식각, 화학적 기계적 연마, 세정, 건조 등과 같은 단위 공정들의 반복적인 수행에 의해 제조된다. 이러한 단위 공정들 중에서 스트립 공정은 각각의 단위 공정들을 수행하는 동안 반도체 기판 표면에 증착되고 남은 감광액(PR:Photoresist)을 제거하는 공정으로, 최근 반도체 기판상에 형성되는 패턴이 미세화되고, 패턴의 종횡비(aspect ratio)가 커짐에 따라 중요도가 점차 높아지고 있다.
상기 스트립 공정을 수행하는 장치는 다수의 반도체 기판을 동시에 스트립 공정을 수행하는 배치식 스트립 장치와 낱장 단위로 반도체 기판을 세정하는 매엽식 스트립 장치로 구분된다. 이 중 매엽식 방식은 기존의 배치식 방식과 비교해 약액의 사용량이 적고, 낱장의 기판 처리에 의한 균일한 박리가 가능하며, 박리 효율이 배치식 방식 보다 매우 크다. 또한, 다른 반도체 공정 장비와 더불어 클러스터링(clustering)을 가능케 하며, 장치 크기 또한 배치 방식과 비교해 크게 줄일 수 있어 용적율(footprint)이 작고, 스트립 사이클 시간(cleaning cycle time)을 줄일 수 있는 장점이 있다.
일반적인 매엽식 감광액 제거 장치는 기판 표면에 도포된 감광액을 제거하기 위해 서로 상이한 약액, 예컨대, 과산화수소와 황산을 일정 비율로 혼합한 혼합액을 사용한다. 그러나, 이러한 혼합액을 사용하는 경우에는 제거하고자 하는 감광액의 종류에 관계없이 약액을 혼합하여 사용하므로, 제거하고자 하는 감광액의 제거 에 불필요한 약액까지 사용하게 되어 약액의 소모량이 증가한다. 또한, 과산화수소와 황산을 혼합하여 사용할 때 생기는 화학적 활성에너지를 유지하기 위해서는 반응 온도를 고온으로 유지시켜야 하므로, 약액의 온도관리에 따른 기계적 및 전기적인 비용이 증가한다. 또한, 고온으로 가열된 강산성의 혼합액은 작업자의 유지 보수에 큰 위험 요소로 작용한다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 감광액 제거 공정을 효율적으로 수행할 수 있는 감광액 제거 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 약액의 온도 관리가 필요없는 감광액 제거 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 약액의 사용량을 절감할 수 있는 감광액 제거 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 작업자의 유지 보수시 작업자의 위험 부담을 줄일 수 있는 감광액 제거 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 감광액 제거 방법은 (a) 황산을 기판 표면에 공급하는 단계, (b) 황산의 공급이 완료되면, 기판 표면으로 공급된 약액과 제거하고자 하는 감광액이 반응하도록 일정시간 대기하는 단계를 포함하되, 상기 감광액은 플루오로아르곤(ArF) 감광액 및 아이-선(I-line) 감광액이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 황산은 상온으로 유지될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (a)단계는 기판이 회전되는 상태에서 진행되고, 상기 (b)단계는 기판이 정지된 상태에서 진행된다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 감광액 제거 방법은 (a) 제 1 약액을 기판 표면에 공급하여 제거하고자 하는 감광액을 1차 박리하는 단계, (b) 제 2 약액을 기판 표면에 공급하여 제거하고자 하는 감광액을 2차 박리하는 단계, 그리고 (c) 제 1 약액을 기판 표면에 공급하여 제거하고자 하는 감광액을 3차 박리하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 감광액 제거 방법은 상기 제 1 약액은 황산이고, 상기 제 2 약액은 과산화수소이고, 상기 감광액은 플루오로크립톤(KrF) 감광액이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 감광액 제거 방법은 상기 제 1 약액 및 상기 제 2 약액은 상온으로 유지될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 감광액 제거 방법은 상기 (a)단계는 상기 제 1 약액의 공급이 완료되면, 기판 표면으로 분사된 상기 제 1 약액이 제거하고자 하는 감광액과 반응하도록 일정시간 기판을 정지한 상태로 대기하는 단계를 더 포함하고, 상기 (b)단계는 상기 제 2 약액의 공급이 완료되면, 기판 표면으로 분사된 상기 제 2 약액이 제거하고자 하는 감광액과 반응하도록 일정시간 기판을 정지한 상태로 대기하는 단계를 더 포함하고, 상기 (c)단계는 상기 제 1 약액의 공급이 완료되면, 기판 표면으로 분사된 상기 제 1 약액이 제거하고자 하는 감광액과 반응하 도록 일정시간 기판을 정지한 상태로 대기하는 단계를 더 포함한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 기판 표면에 제거하고자 하는 감광액의 종류를 파악하고, 상기 감광액의 종류에 따라 약액 공급방법을 상이하게 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 약액은 상온으로 유지될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 감광액이 플루오로아르곤(ArF) 감광액 및 아이-선(I-line) 감광액이면, 상기 약액으로 황산만이 사용된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 약액의 공급은 기판이 회전되는 상태에서 이루어지고, 상기 약액의 공급이 중단되면, 기판이 정지된 상태에서 일정시간 대기한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 감광액이 플루오로크립톤(KrF) 감광액이면, 제 1 약액 또는 제 2 약액 중 어느 하나를 기판표면으로 공급하고, 공급이 완료되면 상기 제 1 약액 또는 상기 제 2 약액 중 다른 하나를 기판 표면으로 공급하되, 상기 제 1 약액은 황산이고, 상기 제 2 약액은 과산화수소이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제 1 약액 또는 상기 제 2 약액의 공급은 기판이 회전되는 상태에서 이루어지고, 상기 제 1 약액 또는 상기 제 2 약액의 공급이 중단되면, 상기 제 1 약액 또는 상기 제 2 약액과 제거하고자 하는 감광액이 반응하도록 기판의 회전이 정지된 상태에서 일정시간 대기한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 감광액이 플루오로크립톤(KrF) 감광액이면, 황산을 기판표면으로 공급하고, 상기 황산의 공급이 완료되면, 과산화수 소를 기판 표면으로 공급하고, 상기 과산화수소의 공급이 완료되면, 상기 황산을 기판표면으로 공급한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 황산 또는 상기 과산화수소의 공급은 기판이 회전되는 상태에서 이루어지고, 상기 황산 또는 상기 과산화수소의 공급이 중단되면, 상기 황산 또는 상기 과산화수소와 제거하고자 하는 감광액이 반응하도록 기판의 회전이 정지된 상태에서 일정시간 대기한다.
이하, 본 발명에 따른 감광액 제거 방법의 실시예들을 참조한 도면을 시용하여 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 용어로 표기된 모두 동일한 구성요소들을 나타낸다.
(실시예1)
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 감광액 제거 장치를 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 감광액 제거 방법을 도시한 순서도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 감광액 제거 장치(100)는 챔버(110), 스핀 척(120), 구동부(130), 그리고 약액 공급부재(140)를 포함한다. 챔버(110)는 소정의 감광액이 도포된 기판(W)에 불필요한 감광액을 제거하 는 공정(strip 공정)을 수행하는 공간을 제공한다. 이를 위해, 챔버(110)는 상부가 개방된 컵(cup) 형상으로 제작되는 것이 바람직하다. 또한, 챔버(110)의 일측에는 공정시 기판(W)으로 분사되는 약액을 배수하기 위한 배수라인(미도시됨)이 형성될 수 있다.
스핀 척(120)은 챔버(110) 내부 중앙에 설치된다. 스핀 척(120)은 기판(W)을 안착시킨다. 스핀 척(120)은 공정시 기판(W)을 소정의 회전속도로 회전시킨다. 또한, 스핀 척(120)은 공정 단계별로 회전 속도를 변화시킬 수 있도록 제작된다. 스핀 척(120)에는 기판(W)이 스핀 척(120)으로부터 이탈되지 않도록 스핀 척(120)에 고정시킬 수 있는 고정 수단(미도시됨)이 구비된다. 상기 고정 수단은 진공 라인으로 기판(W)을 흡착고정시키는 방식 또는 기판(W)의 가장자리 일부를 고정시키는 고정 부재(미도시됨)가 설치되는 방식을 포함한다.
구동부(130)는 스핀 척(120)을 회전시킨다. 구동부(130)는 예컨대, 모터와 상기 모터와 연동되는 적어도 하나의 기어들을 포함하는 구성일 수 있다. 구동부(130)는 스핀 척(120)을 공정 단계에 따라 다양한 회전 속도로 회전시킬 수 있도록 제작된다.
약액 공급부재(140)는 스핀 척(120)의 상측에 배치된다. 약액 공급부재(140)는 예컨대, 노즐(nozzle)일 수 있다. 약액 공급부재(140)는 기판(W)에 잔류하는 불필요한 감광액을 제거하기 위한 약액을 공급한다. 본 실시예에서는 약액 공급부재(140)가 황산을 공급한다. 여기서, 약액 공급부재(140)는 기판(W)의 가장자리 부분을 린스하기 위한 가장자리 린스용 노즐(미도시됨)과 기판(W)의 하부면을 린스하기 위한 하부면 린스용 노즐(미도시됨)을 더 포함할 수 있다.
이하, 상술한 구성을 갖는 감광액 제거 장치의 동작 과정 및 효과를 상세히 설명한다. 여기서, 상술한 감광액 제거 장치(100)의 구성에 대한 상세한 설명은 생략하며, 각각의 구성에 대한 참조번호를 동일하게 표시한다.
공정이 개시되면, 감광액 제거 장치(100) 외부 일측에 설치된 기판 이송 장치(미도시됨)가 소정의 감광액이 도포된 기판(W)을 스핀 척(120)의 상부에 로딩(loading)시킨다. 스핀 척(120)에 기판(W)이 안착되면, 구동부(130)는 기판(W)을 회전시킨다.
기판(W)이 회전되면 약액 공급부재(140)는 약액을 기판(W) 표면으로 분사한다(S110). 이때 공급되는 약액은 황산일 수 있다. 약액은 기판(W) 표면에 불필요한 감광액을 제거하기 위한 것으로, 상기 감광액은 플루오로아르곤(ArF) 감광액 및 아이-선(I-line) 감광액일 수 있다.
또한, 기판(W)의 회전 속도는 300rpm 내지 500rpm일 수 있다. 즉, 기판(W)은 비교적 저속으로 회전되어 원심력에 의해 약액이 기판(W)의 중심으로부터 기판(W)의 가장자리로 균일하게 분포되도록 한다. 이때, 기판(W)의 회전속도가 느리면 약액이 기판(W) 전체에 고르게 분포되지 않거나, 분포되는 속도가 느려져 공정 시간이 증가된다. 반대로, 기판(W)의 회전속도가 빠르면 약액이 기판(W)을 벗어나는 량이 많아져 불필요한 약액의 소비량을 증가시킨다. 상술한 약액의 공급 시간은 대략 10초 내지 40초일 수 있다.
약액의 공급이 완료되면, 기판(W) 표면으로 분사된 약액과 제거하고자 하는 감광액이 충분히 반응하도록 일정 시간 동안 기판(W)의 회전을 중지한 상태로 대기한다(S120). 약액과 감광액이 충분히 반응하면, 감광액의 화학적 결합이 분해된다. 약액과 감광액을 반응시키는 시간은 대략 20초 내지 40초일 수 있다.
스텝(S120)이 완료되면, 기판을 다시 회전시키고, 회전되는 기판 표면으로 세정액을 공급하여 기판을 린스(rinse)한다(S130). 세정액은 초순수일 수 있다. 이러한 린스 공정은 일반적으로 초순수를 기판에 분사시켜 기판표면에 잔류하는 감광액 및 파티클을 제거하는 공정이다. 기판(W)의 린스 공정 시간은 대략 10초 내지 20초 일 수 있다. 여기서, 스텝(S120)과 스텝(S130) 사이에는 기판(W) 표면으로 오존수를 공급하는 단계가 더 포함될 수 있다.
기판의 린스가 완료되면, 기판을 건조시킨다(S140). 기판(W)의 건조는 예컨대, 기판(W)을 3000rpm 이상의 회전력으로 회전시켜 기판표면에 잔류하는 세정액 및 파티클을 제거시키는 스핀 건조(spin dry)방식일 수 있다. 이때, 기판(W)으로 소정의 불활성 가스를 공급할 수 있다. 이러한 기판(W)의 건조 공정 시간은 대략 10초 내지 20초 일 수 있다.
상술한 감광액 제거 방법은 제거하고자 하는 감광액이 과산화수소의 공급없이 황산만으로 제거되는 감광액, 예컨대, 플루오로아르곤(ArF) 감광액 및 아이-선(I-line) 감광액인 경우에 사용하는 방법일 수 있다.
상술한 감광액 제거 방법은 종래의 감광액의 종류에 관계없이 서로 상이한 약액을 혼합한 혼합액을 사용하는 방법에 비해, 제거하고자 하는 감광액 제거에 필요한 약액만을 사용할 수 있어 약액의 소비량을 줄일 수 있다. 또한, 서로 상이한 약액을 혼합한 경우에는 서로 상이한 약액을 혼합할 때 발생하는 화학적 활성에너지를 유지하기 위해서 반응 온도를 고온으로 유지시키는 온도 관리 시스템이 필요하나, 본 발명은 상온에서 이루어질 수 있으므로 별도의 온도 관리 시스템 설치가 필요없다.
(실시예2)
도 2a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 감광액 제거 장치를 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 감광액 제거 방법을 도시한 순서도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 감광액 제거 장치(200)는 챔버(210), 스핀 척(220), 구동부(230), 그리고 약액 공급부재(240)를 포함한다. 챔버(210)는 소정의 감광액이 도포된 기판(W)에 불필요한 감광액을 제거하는 공정(strip 공정)을 수행하는 공간을 제공한다. 이를 위해, 챔버(210)는 상부가 개방된 컵(cup) 형상으로 제작되는 것이 바람직하다. 또한, 챔버(210)의 일측에는 공정시 기판(W)으로 분사되는 약액을 배수하기 위한 배수라인(미도시됨)이 형성될 수 있다.
스핀 척(220)은 챔버(210) 내부 중앙에 설치된다. 스핀 척(220)은 기판(W)을 안착시킨다. 스핀 척(220)은 공정시 기판(W)을 소정의 회전속도로 회전시킨다. 또한, 스핀 척(220)은 공정 단계별로 회전 속도를 변화시킬 수 있도록 제작된다. 스핀 척(220)에는 기판(W)이 스핀 척(220)으로부터 이탈되지 않도록 스핀 척(220)에 고정시킬 수 있는 고정 수단(미도시됨)이 구비된다. 상기 고정 수단은 진공 라인으로 기판(W)을 흡착고정시키는 방식 또는 기판(W)의 가장자리 일부를 고정시키는 고정 부재(미도시됨)가 설치되는 방식을 포함한다.
구동부(230)는 스핀 척(220)을 회전시킨다. 구동부(230)는 예컨대, 모터와 상기 모터와 연동되는 적어도 하나의 기어들을 포함하는 구성일 수 있다. 구동부(230)는 스핀 척(220)을 공정 단계에 따라 다양한 회전 속도로 회전시킬 수 있도록 제작된다.
약액 공급부재(140)는 스핀 척(220)에 안착된 기판(W)으로 서로 상이한 약액을 공급시킨다. 이를 위해, 약액 공급부재(140)는 제 1 약액 공급부재(142) 및 제 2 약액 공급부재(144)를 포함한다. 제 1 및 제 2 약액 공급부재(142, 144)는 공정시 기판(W)의 처리면 중심을 향해 각각 제 1 약액 및 제 2 약액을 공급하도록 배치되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 제 1 약액은 황산이고, 상기 제 2 약액은 과산화수소일 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 약액은 불필요한 감광액을 제거하기 위한 것이며, 여기서 제거하고자 하는 감광액은 플루오로크립톤(KrF) 감광액일 수 있다.
또한, 약액 공급부재(240)는 기판(W)의 가장자리 부분을 린스하기 위한 가장자리 린스용 노즐(미도시됨)과 기판(W)의 하부면을 린스하기 위한 하부면 린스용 노즐(미도시됨)을 포함할 수 있다.
이하, 상술한 구성을 갖는 감광액 제거 장치의 동작 과정 및 효과를 상세히 설명한다. 여기서, 상술한 감광액 제거 장치(200)의 구성에 대한 상세한 설명은 생략하며, 각각의 구성에 대한 참조번호를 동일하게 표시한다.
공정이 개시되면, 감광액 제거 장치(200) 외부 일측에 설치된 기판 이송 장치(미도시됨)에 의해 소정의 감광액이 도포된 기판(W)이 스핀 척(220)의 상부에 로딩(loading)된다. 스핀 척(220)에 기판(W)이 안착되면 구동부(230)는 기판(W)을 회전시킨다.
기판(W)이 회전되면 제 1 약액 공급부재(242)는 제 1 약액을 기판(W) 표면으로 분사한다(S210). 제 1 약액은 황산일 수 있다. 또한, 기판(W)의 회전 속도는 300rpm 내지 500rpm일 수 있다. 즉, 기판(W)은 비교적 저속으로 회전되어 원심력에 의해 제 1 약액이 기판(W)의 중심으로부터 기판(W)의 가장자리로 균일하게 분포되도록 한다. 이때, 기판(W)의 회전속도가 느리면 약액이 기판(W) 전체에 고르게 분포되지 않거나, 분포되는 속도가 느려져 공정 시간이 증가된다. 반대로, 기판(W)의 회전속도가 빠르면 약액이 기판(W)을 벗어나는 량이 많아져 불필요한 약액의 소비량을 증가시킨다. 상술한 제 1 약액의 공급 시간은 대략 10초 내지 40초 일 수 있다.
제 1 약액의 공급이 완료되면, 기판(W) 표면으로 분사된 제 1 약액과 제거하고자 하는 감광액이 충분히 반응하도록 일정 시간 동안 기판(W)의 회전을 중지한 상태로 대기한다(S220). 제 1 약액과 감광액이 충분히 반응하면, 감광액의 화학적 결합이 분해되어 제거하기 용이한 상태로 변화된다. 제 1 약액과 감광액의 반응시간은 대략 20초 내지 40초일 수 있다.
스텝(S220)이 완료되면, 다시 기판(W)을 회전시키고 제 2 약액 공급부재(244)는 제 2 약액을 기판(W) 표면으로 분사한다(S230). 제 2 약액은 과산화수소일 수 있다. 이때, 기판(W)의 회전 속도는 300rpm 내지 500rpm일 수 있다. 즉, 기판(W)은 비교적 저속으로 회전되어 원심력에 의해 약액이 기판(W)의 처리면 전체에 균일하게 분포되도록 한다.
제 2 약액의 공급이 완료되면, 기판(W) 표면으로 분사된 제 2 약액과 제거하고자 하는 감광액이 충분히 반응하도록 일정 시간 동안 기판(W)의 회전을 중지한 상태로 대기한다(S240). 제 2 약액과 감광액이 충분히 반응하면, 감광액의 화학적 결합이 분해되어 제거하기 용이한 상태로 변화된다. 제 2 약액과 감광액을 반응시키는 시간은 대략 20초 내지 40초 일 수 있다.
스텝(S240)이 완료되면, 다시 기판(W)을 회전시키고 제 1 약액 공급부재(242)는 다시 제 1 약액을 기판(W) 표면으로 분사한다(S250). 이때, 기판(W)의 회전 속도는 300rpm 내지 500rpm. 즉, 기판(W)은 비교적 저속으로 회전되어 원심력에 의해 약액이 기판(W)의 처리면 전체에 균일하게 분포되도록 한다.
제 1 약액의 공급이 완료되면, 기판(W) 표면으로 분사된 제 1 약액과 제거하고자 하는 감광액이 충분히 반응하도록 일정 시간 동안 기판(W)의 회전을 중지한 상태로 대기한다(S260). 제 1 약액과 감광액이 충분히 반응하면, 감광액의 화학적 결합이 분해되어 제거하기 용이한 상태로 변화된다. 이때의 제 1 약액과 감광액의 반응시간은 대략 20초 내지 40초일 수 있다.
스텝(260)이 완료되면, 기판을 다시 회전시키고, 회전되는 기판 표면으로 세정액을 공급하여 기판을 린스(rinse)한다(S270). 이러한 린스 공정은 일반적으로 초순수를 기판에 분사시켜 기판표면에 잔류하는 감광액 및 파티클을 제거하는 공정 이다. 기판(W)의 린스 공정 시간은 대략 10초 내지 20초 일 수 있다. 여기서, 스텝(S260)과 스텝(S270) 사이에는 기판(W) 표면으로 오존수를 공급하는 단계가 더 포함될 수 있다.
기판의 린스가 완료되면, 기판을 건조시킨다(S270). 기판의 건조는 예컨대, 기판을 3000rpm 이상의 회전력으로 회전시켜 기판표면에 잔류하는 세정액 및 파티클을 제거시키는 스핀 건조(spin dry)방식일 수 있다. 기판(W)의 건조 공정 시간은 대략 10초 내지 20초 일 수 있다.
상술한 감광액 제거 방법은 제거하고자 하는 감광액이 서로 상이한 약액들을 사용해야 제거할 수 있는 감광액인 경우에 서로 상이한 약액들을 교대로 또는 독립적으로 공급할 수 있다. 특히, 상기 감광액 제거 방법은 플루오로크립톤(KrF) 감광액을 황산과 과산화수소를 이용하여 제거하는 경우에 사용할 수 있다. 즉, 플루오로크립톤(KrF) 감광액을 제거하기 위해서는 서로 상이한 제 1 약액 및 제 2 약액, 예컨대, 황산뿐 아니라 과산화수소의 공급이 필요하다. 그러나, 황산과 과산화수소를 혼합하여 사용하면 필요 이상의 약액이 소비된다. 따라서, 본 발명에 따른 감광액 제거 방법은 황산과 과산화수소를 원하는 만큼만 교대로 공급하여 약액의 소비량을 감소시킬 수 있다. 또한, 서로 상이한 약액을 혼합한 경우에는 서로 상이한 약액을 혼합할 때 발생하는 화학적 활성에너지를 유지하기 위해서는 반응 온도를 고온으로 유지시키는 온도 관리 시스템이 필요하나, 본 발명은 상온에서 이루어질 수 있으므로 별도의 온도 관리 시스템 설치가 필요없다. 따라서, 작업자가 감광액 제거 장치를 유지 보수할 때 고온의 강산성을 갖는 약액으로 인한 위험 부담을 줄 일 수 있다.
상술한 실시예에서는 제 1 약액(황산)을 공급 및 반응시키는 단계 사이에 제 2 약액(과산화수소)를 공급하는 단계가 위치하는 경우를 예로 들어 설명하였다. 이는 과산화수소을 공급 및 반응시키는 단계(S230, S240)을 처음에 위치할 경우에는 과산화수소의 산화반응력에 의한 감광액 제거의 효과가 낮아져 비효율적이고, 과산화수소를 공급 및 반응시키는 단계(S230, S240)를 마지막에 위치할 경우에는 과산화수소의 산화반응력으로 인해 기판(W) 표면에 산화 자국이 남기 때문에 바람직하지 않다. 그러나, 제 1 약액 및 제 2 약액을 공급하는 순서는 다양하게 변경될 수 있으며, 상술한 실시예로 인해 한정되는 것은 아니다.
(실시예3)
도 3a는 본 발명의 또 다른 실시예에 다른 감광액 제거 방법을 도시한 순서도이고, 도 3b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 감광액 제거 방법을 도시한 순서도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 감광액 제거 장치(300)는 챔버(310), 스핀 척(320), 구동부(330), 약액 공급부재(340), 그리고 감지부(미도시됨)를 포함한다. 챔버(310)는 소정의 감광액이 도포된 기판(W)에 불필요한 감광액을 제거하는 공정(strip 공정)을 수행하는 공간을 제공한다. 이를 위해, 챔버(310)는 상부가 개방된 컵(cup) 형상으로 제작되는 것이 바람직하다. 또한, 챔버(310)의 일측에는 공정시 기판(W)으로 분사되는 약액을 배수하기 위한 배수라인( 미도시됨)이 형성될 수 있다.
스핀 척(320)은 챔버(310) 내부 중앙에 설치된다. 스핀 척(320)은 기판(W)을 안착시킨다. 스핀 척(320)은 공정시 기판(W)을 소정의 회전속도로 회전시킨다. 또한, 스핀 척(320)은 공정 단계별로 회전 속도를 변화시킬 수 있도록 제작된다. 스핀 척(320)은 기판(W)이 스핀 척(220)으로부터 이탈되지 않도록 스핀 척(320)에 고정시킬 수 있는 고정 수단(미도시됨)이 구비된다. 상기 고정 수단은 진공 라인으로 기판(W)을 흡착고정시키는 방식 또는 기판(W)의 가장자리 일부를 고정시키는 고정 장치(미도시됨)가 설치되는 방식을 포함한다.
구동부(330)는 스핀 척(320)을 회전시킨다. 구동부(330)는 예컨대, 모터와 상기 모터와 연동되는 적어도 하나의 기어들을 포함하는 구성일 수 있다. 구동부(330)는 스핀 척(320)을 공정 단계에 따라 다양한 회전 속도로 회전시킬 수 있도록 제작된다.
약액 공급부재(340)는 스핀 척(320)에 안착된 기판(W)으로 서로 상이한 약액을 공급시킨다. 이를 위해, 약액 공급부재(340)는 제 1 약액 공급부재(342) 및 제 2 약액 공급부재(344)를 포함한다. 제 1 및 제 2 약액 공급부재(342, 344)는 서로 기판(W)의 처리면 중심으로 각각 제 1 약액 및 제 2 약액을 공급하도록 배치되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 제 1 약액은 황산이고, 상기 제 2 약액은 과산화수소일 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 약액은 불필요한 감광액을 제거하기 위한 것이며, 여기서 제거하고자 하는 감광액은 플루오로아르곤(ArF) 감광액, 아이-선(I-line) 감광액, 그리고 플루오로크립톤(KrF) 감광액일 수 있다.
또한, 약액 공급부재(340)는 기판(W)의 가장자리 부분을 린스하기 위한 가장자리 린스용 노즐(미도시됨)과 기판(W)의 하부면을 린스하기 위한 하부면 린스용 노즐(미도시됨)을 포함할 수 있다.
상기 감지부는 감광액 제거 장치(300)로 로딩(loading)되는 기판(W)에서 제거하고자 하는 감광액의 종류를 감지한다. 예컨대, 상기 감지부는 기판(W)에 감광액을 도포하는 공정이 수행되는 장치에 구비되어, 감광액 제거 장치(110)로 기판(W)이 이동되기 전에 어떠한 종류의 감광액을 도포하였는지 파악할 수 있다. 또는, 상기 감지부는 감광액 제거 장치(300)에 설치되어 기판(W) 표면에 제거하고자 하는 감광액의 종류를 감지할 수 있다. 상기 감지부가 제거하고자 하는 감광액의 종류를 판단하는 방식은 다양하게 적용될 수 있으며, 상술한 예로 한정되는 것은 아니다.
이하, 상술한 구성을 갖는 감광액 제거 장치의 동작 과정 및 효과를 상세히 설명한다. 여기서, 상술한 감광액 제거 장치(300)의 구성에 대한 상세한 설명은 생략하며, 각각의 구성에 대한 참조번호를 동일하게 표시한다.
공정이 개시되면, 감광액 제거 장치(300) 외부 일측에 설치된 기판 이송 장치(미도시됨)가 소정의 감광액이 도포된 기판(W)을 스핀 척(320)의 상부에 로딩(loading)시킨다. 여기서, 상기 감지부는 기판(W)이 스핀 척(320)에 로딩되기 전 또는 로딩된 후에 기판(W)에서 제거하고자 하는 감광액의 종류를 파악한다(S310). 즉, 상기 감지부는 제거하고자 하는 감광액의 종류가 하나의 약액으로 처리가 가능한 감광액인지 두 개 이상의 서로 상이한 약액들로 처리해야되는 감광액인지를 파악한다.
만약, 제거하고자 하는 감광액의 종류가 하나의 약액으로 처리가 가능한 감광액인 경우에는 스핀 척(320)에 기판(W)이 안착되면 구동부(330)는 기판(W)을 회전시키고, 제 1 약액 공급부재(342)는 회전되는 기판(W)으로 제 1 약액을 기판(W) 표면으로 분사한다(S321). 이때 사용되는 제 1 약액은 황산일 수 있다. 제 1 약액은 기판(W) 표면에 불필요한 감광액을 제거하기 위한 것으로, 여기서 제거하고자 하는 감광액은 플루오로아르곤(ArF) 감광액 및 아이-선(I-line) 감광액일 수 있다.
또한, 기판(W)의 회전 속도는 300rpm 내지 500rpm일 수 있다. 즉, 기판(W)은 비교적 저속으로 회전되어 원심력에 의해 약액이 기판(W)의 처리면 전체에 분포되도록 한다. 이때, 기판(W)의 회전속도가 느리면 약액이 기판(W) 전체에 고르게 분포되지 않거나, 분포되는 속도가 느려져 공정 시간이 증가되며, 기판(W)의 회전속도가 빠르면 약액이 기판(W)을 벗어나는 량이 많아져 불필요한 약액의 소비량을 증가시킨다. 제 1 약액을 공급하는 시간은 대략 10초 내지 40초일 수 있다.
제 1 약액의 공급이 완료되면, 기판(W) 표면으로 분사된 제 1 약액과 제거하고자 하는 감광액이 충분히 반응하도록 일정 시간 동안 기판(W)의 회전을 중지한 상태로 대기한다(S322). 제 1 약액과 감광액이 충분히 반응하면, 감광액의 화학적 결합이 분해되어 제거하기 용이한 상태로 변화된다. 제 1 약액과 감광액의 반응시간은 대략 20초 내지 40초일 수 있다.
스텝(S322)이 완료되면, 기판을 다시 회전시키고, 회전되는 기판 표면으로 세정액을 공급하여 기판을 린스(rinse)한다(S340). 이러한 린스 공정은 일반적으로 초순수를 기판에 분사시켜 기판표면에 잔류하는 감광액 및 파티클을 제거하는 공정 이다. 기판(W)의 린스 공정 시간은 대략 10초 내지 20초 일 수 있다. 여기서, 스텝(S322)과 스텝(S340) 사이에는 기판(W) 표면에 오존수를 공급하는 단계가 더 포함될 수 있다.
기판의 린스가 완료되면, 기판을 건조시킨다(S350). 기판의 건조는 예컨대, 기판을 3000rpm 이상의 회전력으로 회전시켜 기판표면에 잔류하는 세정액 및 파티클을 제거시키는 스핀 건조(spin dry)방식일 수 있다. 기판(W)의 건조 공정 시간은 대략 10초 내지 20초 일 수 있다.
만약, 제거하고자 하는 감광액의 종류가 서로 상이한 약액들로 처리해야 되는 감광액인 경우에는, 스핀 척(320)에 기판(W)이 안착되면 구동부(330)는 기판(W)을 회전시키고, 제 1 약액 공급부재(342)는 회전되는 기판(W)으로 제 1 약액을 기판(W) 표면으로 분사한다(S331). 이때 사용되는 제 1 약액은 황산일 수 있다. 제 1 약액은 기판(W) 표면에 불필요한 감광액을 제거하기 위한 것으로, 여기서 제거하고자 하는 감광액은 플루오로크립톤(KrF) 감광액일 수 있다.
또한, 기판(W)의 회전 속도는 300rpm 내지 500rpm. 즉, 기판(W)은 비교적 저속으로 회전되어 원심력에 의해 제 1 약액이 기판(W)의 처리면 전체에 분포되도록 한다. 이때, 기판(W)의 회전속도가 느리면 제 1 약액이 기판(W) 전체에 고르게 분포되지 않거나, 분포되는 속도가 느려져 공정 시간이 증가되며, 기판(W)의 회전속도가 빠르면 약액이 기판(W)을 벗어나는 량이 많아져 불필요한 제 1 약액의 소비량을 증가시킨다. 제 1 약액을 공급하는 시간은 대략 10초 내지 40초일 수 있다.
제 1 약액의 공급이 완료되면, 기판(W) 표면으로 분사된 제 1 약액과 제거하 고자 하는 감광액이 충분히 반응하도록 일정 시간 동안 기판(W)의 회전을 중지한 상태로 대기한다(S332). 제 1 약액과 감광액이 충분히 반응하면, 감광액의 화학적 결합이 분해되어 제거하기 용이한 상태로 변화된다. 제 1 약액과 감광액을 반응시키는 시간은 대략 20초 내지 40초일 수 있다.
스텝(S332)이 완료되면, 다시 기판(W)을 회전시키고 제 2 약액 공급부재(344)는 제 2 약액을 기판(W) 표면으로 분사한다(S333). 제 2 약액은 과산화수소일 수 있다. 이때, 기판(W)의 회전 속도는 300rpm 내지 500rpm일 수 있다. 즉, 기판(W)은 비교적 저속으로 회전되어 원심력에 의해 약액이 기판(W)의 처리면 전체에 분포되도록 한다.
제 2 약액의 공급이 완료되면, 기판(W) 표면으로 분사된 제 2 약액과 제거하고자 하는 감광액이 충분히 반응하도록 일정 시간 동안 기판(W)의 회전을 중지한 상태로 대기한다(S334). 제 2 약액과 감광액이 충분히 반응하면, 감광액의 화학적 결합을 분해된다. 제 2 약액과 감광액을 반응시키는 시간은 대략 20초 내지 40초일 수 있다.
스텝(S334)이 완료되면, 다시 기판(W)을 회전시키고 제 1 약액 공급부재(342)는 약액을 기판(W) 표면으로 분사한다(S335). 이때, 기판(W)의 회전 속도는 300rpm 내지 500rpm일 수 있다. 즉, 기판(W)은 비교적 저속으로 회전되어 원심력에 의해 약액이 기판(W)의 처리면 전체에 분포되도록 한다.
제 1 약액의 공급이 완료되면, 기판(W) 표면으로 분사된 제 1 약액과 제거하고자 하는 감광액이 충분히 반응하도록 일정 시간 동안 기판(W)의 회전을 중지한 상태로 대기한다(S336). 제 1 약액과 감광액을 반응시키는 시간은 대략 20초 내지 40초일 수 있다.
스텝(336)이 완료되면, 기판을 다시 회전시키고, 회전되는 기판 표면으로 세정액을 공급하여 기판을 린스(rinse)한다(S340). 이러한 린스 공정은 일반적으로 초순수를 기판에 분사시켜 기판표면에 잔류하는 감광액 및 파티클을 제거하는 공정이다. 기판(W)의 린스 공정 시간은 대략 10초 내지 20초일 수 있다. 여기서, 스텝(S336)과 스텝(S340) 사이에는 기판(W) 표면에 오존수를 공급하는 단계가 더 포함될 수 있다.
기판의 린스가 완료되면, 기판을 건조시킨다(S350). 기판의 건조는 예컨대, 기판을 3000rpm 이상의 회전력으로 회전시켜 기판표면에 잔류하는 세정액 및 파티클을 제거시키는 스핀 건조(spin dry)방식일 수 있다. 기판(W)의 건조 공정 시간은 대략 10초 내지 20초일 수 있다.
상술한 감광액 제거 방법은 제거하고자 하는 감광액의 종류를 파악하여 감광액을 제거하는 방법을 선택적으로 다르게 진행한다. 따라서, 하나의 감광액 제거 장치로 서로 다른 종류의 감광액을 제거하도록 진행할 수 있다.
또한, 상술한 감광액 제거 방법은 서로 상이한 약액들을 교대로 또는 독립적으로 공급할 수 있다. 이러한 감광액 제거 방법은 플루오로크립톤(KrF) 감광액인 경우에 사용할 수 있다. 즉, 플루오로크립톤(KrF) 감광액을 제거하기 위해서는 서로 상이한 제 1 약액 및 제 2 약액, 예컨대, 황산뿐 아니라 과산화수소의 공급이 필요하다. 그러나, 황산과 과산화수소를 혼합하여 사용하면 필요 이상의 약액이 소 비된다. 따라서, 본 발명에 따른 감광액 제거 방법은 황산과 과산화수소를 원하는 만큼만 교대로 공급하여 약액의 소비량을 감소시킬 수 있다. 또한, 서로 상이한 약액을 혼합한 경우에는 서로 상이한 약액을 혼합할 때 발생하는 화학적 활성에너지를 유지하기 위해서는 반응 온도를 고온으로 유지시키는 온도 관리 시스템이 필요하나, 본 발명은 상온에서 이루어질 수 있으므로 별도의 온도 관리 시스템 설치가 필요없다. 따라서, 작업자가 감광액 제거 장치를 유지 보수할 때 고온의 강산성을 갖는 약액으로 인한 위험 부담을 줄일 수 있다.
상술한 실시예에서는 황산을 공급 및 반응시키는 단계 사이에 과산화수소를 공급하는 단계가 위치하는 경우를 예로 들어 설명하였다. 이는 과산화수소를 공급 및 반응시키는 단계(S230, S240)을 처음에 위치할 경우에는 과산화수소의 산화반응력에 의한 감광액 제거의 효과가 낮아져 비효율적이고, 과산화수소를 공급 및 반응시키는 단계(S230, S240)를 마지막에 위치할 경우에는 과산화수소의 산화반응력으로 인해 기판(W) 표면에 산화 자국이 남기 때문에 바람직하지 않다. 그러나, 제 1 약액 및 제 2 약액을 공급하는 순서는 다양하게 변경될 수 있으며, 상술한 실시예로 인해 한정되는 것은 아니다.
이상에서, 본 발명의 실시예들에 따른 감광액 제거 방법을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 감광액 제거 방법은 감광액 제거 공정을 효율적으로 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 감광액 제거 방법은 서로 상이한 약액을 독립적으로 또는 교대로 공급한다.
또한, 본 발명에 따른 감광액 제거 방법은 제거하고자 하는 감광액의 종류를 파악하여, 감광액의 종류에 따라 감광액 제거 방법을 선택적으로 달리할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 감광액 제거 방법은 약액의 온도 관리가 필요없다.
또한, 본 발명에 따른 감광액 제거 방법은 작업자의 유지 보수시 작업자의 위험 부담을 줄일 수 있다.

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 감광액을 제거하는 방법에 있어서,
    (a) 제 1 약액을 기판 표면에 공급하여 제거하고자 하는 감광액을 1차 박리하는 단계와,
    (b) 제 2 약액을 기판 표면에 공급하여 제거하고자 하는 감광액을 2차 박리 하는 단계와,
    (c) 제 1 약액을 기판 표면에 공급하여 제거하고자 하는 감광액을 3차 박리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광액 제거 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 약액은 황산이고,
    상기 제 2 약액은 과산화수소이고,
    상기 감광액은 플루오로크립톤(KrF) 감광액인 것을 특징으로 하는 감광액 제거 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 (a)단계는,
    상기 제 1 약액의 공급이 완료되면, 기판 표면으로 분사된 상기 제 1 약액이 제거하고자 하는 감광액과 반응하도록 일정시간 기판을 정지한 상태로 대기하는 단계를 더 포함하고,
    상기 (b)단계는,
    상기 제 2 약액의 공급이 완료되면, 기판 표면으로 분사된 상기 제 2 약액이 제거하고자 하는 감광액과 반응하도록 일정시간 기판을 정지한 상태로 대기하는 단계를 더 포함하고,
    상기 (c)단계는,
    상기 제 1 약액의 공급이 완료되면, 기판 표면으로 분사된 상기 제 1 약액이 제거하고자 하는 감광액과 반응하도록 일정시간 기판을 정지한 상태로 대기하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감광액 제거 방법.
  6. 감광액을 제거하는 방법에 있어서,
    기판 표면에 제거하고자 하는 감광액의 종류를 파악하고, 상기 감광액의 종류에 따라 약액 공급방법을 상이하게 하는 것을 특징으로 하는 감광액 제거 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 감광액이 플루오로아르곤(ArF) 감광액 및 아이-선(I-line) 감광액이면,
    상기 약액으로 황산만이 사용되는 것을 특징으로 하는 감광액 제거 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 약액의 공급은 기판이 회전되는 상태에서 이루어지고, 상기 약액의 공급이 중단되면, 기판이 정지된 상태에서 일정시간 대기하는 것을 특징으로 하는 감광액 제거 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 감광액이 플루오로크립톤(KrF) 감광액이면, 제 1 약액 또는 제 2 약액 중 어느 하나를 기판표면으로 공급하고, 공급이 완료되면 상기 제 1 약액 또는 상 기 제 2 약액 중 다른 하나를 기판 표면으로 공급하되,
    상기 제 1 약액은 황산이고, 상기 제 2 약액은 과산화수소인 것을 특징으로 하는 감광액 제거 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 약액 또는 상기 제 2 약액의 공급은 기판이 회전되는 상태에서 이루어지고, 상기 제 1 약액 또는 상기 제 2 약액의 공급이 중단되면, 상기 제 1 약액 또는 상기 제 2 약액과 제거하고자 하는 감광액이 반응하도록 기판의 회전이 정지된 상태에서 일정시간 대기하는 것을 특징으로 하는 감광액 제거 방법.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 감광액이 플루오로크립톤(KrF) 감광액이면, 황산을 기판표면으로 공급하고, 상기 황산의 공급이 완료되면, 과산화수소를 기판 표면으로 공급하고, 상기 과산화수소의 공급이 완료되면, 상기 황산을 기판표면으로 공급하는 것을 특징으로 하는 감광액 제거 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 황산 또는 상기 과산화수소의 공급은 기판이 회전되는 상태에서 이루어지고, 상기 황산 또는 상기 과산화수소의 공급이 중단되면, 상기 황산 또는 상기 과산화수소와 제거하고자 하는 감광액이 반응하도록 기판의 회전이 정지된 상태에 서 일정시간 대기하는 것을 특징으로 하는 감광액 제거 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20030070658A (ko) * 2002-02-26 2003-09-02 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 미세 패턴 형성방법

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