KR100768655B1 - 웨이퍼의 현상 공정을 위한 시스템의 현상액 분사용 노즐어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 현상 공정을 시스템의 웨이퍼 비 가공시의 현상액 분사 압력을 높이고 그를 통해 현상액이 주입 및 분사가 이루어지는 하우징과 노즐의 이물질을 제거하여 웨이퍼에 항상 균일한 현상액의 분사가 이루어지면서 양질의 웨이퍼가 양산될 수 있도록 하는 웨이퍼의 현상 공정을 위한 시스템의 현상액 분사용 노즐 어셈블리에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명은, 웨이퍼의 현상 공정을 위한 시스템의 현상액 분사용 노즐 어셈블리에 있어서, 현상액의 주입공간이 형성된 하우징과, 상기 하우징 내측의 현상액을 웨이퍼에 분사하도록 설치되는 다수의 노즐과, 상기 하우징에 연통되게 결합되는 현상액 공급관과, 상기 하우징에 연통되게 결합되고 상기 하우징의 내측에 현상액 주입과정에서 발생된 기포를 하우징 외부로 배출하는 밴트관과, 상기 하우징의 내외측에 결쳐 설치되고 그 내부를 통해 온수가 흐르는 온수관과, 상기 현상액 공급관을 통해 에어를 주입하되 웨이퍼에 대한 현상액의 분사시보다 높은 압력으로 현상액의 분사가 이루어지도록 에어를 주입하는 에어 크리닝 수단을 포함하여 이루어진다.

웨이퍼, 현상 공정, 에어, 기포, 크리닝

Description

웨이퍼의 현상 공정을 위한 시스템의 현상액 분사용 노즐 어셈블리{Nozzle Assembly of Develop Apparatus for Wafer}

도 1은 웨이퍼 가공에 사용되는 일반적인 현상 장치를 나타낸 사시도

도 2는 도 1에 따른 현상 장치의 내부 구조를 보인 도면

도 3은 본 발명에 따른 현상액 분사용 노즐 어셈블리가 적용된 현상 공정을 위한 시스템의 일 실시예를 보인 블럭도

도 4는 본 발명에 따른 현상액 분사용 노즐 어셈블리에 의해 세정수가 강한 압력으로 공급되어 하우징 내의 기포와 이물질에 충돌하는 현상을 보인 예시도

도 5는 도 4에서 세정수가 강한 압력으로 공급되는 것에 의해 하우징의 내의 기포와 이물질이 제거되는 상태를 보인 도면

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 노즐 어셈블리 10 : 하우징

20 : 노즐 30 : 벤트관

40 : 현상액 공급관 50 : 온수관

60 : 메인 시스템 70 : 에어(N2) 밸브

72: 에어 콤프레셔 74 : 솔레노이드 밸브

76 : 제어회로

본 발명은 웨이퍼의 현상 공정을 위한 시스템의 현상액 분사용 노즐 어셈블리에 관한 것으로서, 특히 현상 공정을 시스템의 웨이퍼 비 가공시의 현상액 분사 압력을 높이고 그를 통해 현상액이 주입 및 분사가 이루어지는 하우징과 노즐의 이물질을 제거하여 웨이퍼에 항상 균일한 현상액의 분사가 이루어지면서 양질의 웨이퍼가 양산될 수 있도록 하는 웨이퍼의 현상 공정을 위한 시스템의 현상액 분사용 노즐 어셈블리에 관한 것이다.

웨이퍼 가공공정 중에는 기판에 감광액을 도포하는 공정과 노광 공정 및 현상 공정 등이 있다.

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

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

도 1을 참조하여 종래의 현상 공정에 대해 설명하면, 도 1은 일반적인 현상 장치를 나타낸 사시도로써, 도시된 바와 같이 노광 공정을 마친 웨이퍼(300)는 현상 장치(200)로 이송되어 현상 장치의 스핀척(미도시)에 안착된다. 스핀척에 안착 된 웨이퍼(300)는 진공 흡착에 의해 스핀척에 고정된다. 이와 같이 스핀척에 고정된 웨이퍼(300)의 상면에는 모터 스캔 암에 장착된 현상노즐부(100)가 위치한다. 이런 현상노즐부(100)는 웨이퍼의 지름과 대응하여 위치하여 웨이퍼의 상면에 현상액을 분사한다.

이와 같이 현상액이 분사됨과 동시에 스핀척은 최소 180°이상 회전하여 웨이퍼의 상면에 분사된 현상액을 웨이퍼의 전면에 균일하게 도포한다. 이런 현상노즐부를 살펴보면, 도 2에 도시된 바와 같이 현상노즐부(100)는 그 하면 즉 웨이퍼와 마주하는 면에 길이 방향으로 다수의 노즐(120)이 형성된다. 도면에서 부호 110은 노즐의 하우징은 나타낸 것이고, 130은 벤트관을, 150은 온수관을 140은 현상액 공급관을 나타낸 것이다.

노즐(120)은 그 유입구가 현상노즐부의 내부에 길이 방향으로 형성된 현상액 유동로에 연통되고, 노즐(120)의 토출구는 웨이퍼와 마주하는 현상노즐부의 하면에 형성된다. 여기서 노즐은 유입구에서 토출구까지 동일한 직경을 갖는다. 즉, 노즐은 직경이 동일한 직선형 관통공의 형상으로 형성된다. 이와 같은 노즐을 통해 분사된 현상액은 웨이퍼의 상면에 떨어짐과 동시에 웨이퍼의 회전에 의해 넓게 웨이퍼의 상면으로 도포되는데, 회전하는 웨이퍼에 의해 입자가 튀어 노즐의 토출구에 고착되면 노즐의 토출구를 폐쇄하게 되면서, 현상노즐부에서 분사된 현상액은 웨이퍼의 지름 방향으로 균일하게 분사되지 않아 반동심원 형태의 현상 불량을 발생하게 된다.

또한 현상액이 노즐을 따라 흘러 유동함에 있어서, 노즐의 내측면과 접하면 서 기포가 발생하는데, 기포는 상부 방향으로 상승하려 하면서 현상액의 유동을 방해한다. 따라서 기포가 많이 발생하는 노즐에서는 기포가 적게 발생하는 노즐에 비해 적은 양의 현상액이 분사된다. 또한 노즐은 유입구에서 토출구까지 일정한 직경으로 형성되기 때문에, 형성된 기포는 현상액에 밀려 토출구로 분사되는데, 이와 같이 기포가 현상액과 함께 분사됨에 따라 분사된 현상액의 양이 달라질 수 있고, 그 결과 불량 웨이퍼의 양산 우려가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 현상 장치의 오랜 기간 작동으로 인해 발생한 미세 기포를 고압력으로써 분사되는 에어 및 그를 통한 강한 유속의 현상액을 통해 제거하여 웨이퍼에 대한 현상 가공이 항상 정상적으로 이루어져 양산되는 웨이퍼의 불량률이 저하됨과 함께 양질의 웨이퍼를 양산할 수 있도록 하는 웨이퍼의 현상 공정을 위한 시스템의 현상액 분사용 노즐 어셈블리를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 현상 장치의 오랜 기간 작동으로 인해 현상노즐부의 노즐 일부가 막히면서 현상액의 웨이퍼에 대한 분사가 균일하게 이루어지지 못하는 현상을 방지하도록, 현상노즐부 및 그 노즐에 강한 압력으로 에어를 주입하여 노즐을 통해 분사되는 에어의 강한 압력 및 그를 통한 강한 유속의 현상액을 통해 노즐을 막고 있는 이물질이 분리되어 이후 노즐을 통해 분사되는 현상액이 웨이퍼의 표면에 균일하게 분사될 수 있도록 하므로서 양산되는 웨이퍼의 불량률 저하와 함께 양질의 웨이퍼를 양산할 수 있도록 하는 웨이퍼의 현상 공정을 위한 시스템의 현상액 분사용 노즐 어셈블리를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 웨이퍼의 현상 공정을 위한 시스템의 현상액 분사용 노즐 어셈블리에 있어서, 현상액의 주입공간이 형성된 하우징과, 상기 하우징 내측의 현상액을 웨이퍼에 분사하도록 설치되는 다수의 노즐과, 상기 하우징에 연통되게 결합되는 현상액 공급관과, 상기 하우징에 연통되게 결합되고 상기 하우징의 내측에 현상액 주입과정에서 발생된 기포를 하우징 외부로 배출하는 밴트관과, 상기 하우징의 내외측에 결쳐 설치되고 그 내부를 통해 온수가 흐르는 온수관과, 상기 현상액 공급관을 통해 에어를 주입하되 웨이퍼에 대한 현상액의 분사시보다 높은 압력으로 현상액의 분사가 이루어지도록 에어를 주입하는 에어 크리닝 수단을 포함하는 웨이퍼의 현상 공정을 위한 시스템의 현상액 분사용 노즐 어셈블리를 제공한다.

상기 에어 크리닝 수단은, 상기 현상액 공급관과 연결되는 에어 라인 상에 설치되는 에어 밸브와, 상기 에어 밸브와 연결되는 솔레노이드 밸브와, 상기 솔레노이드 밸브의 개폐를 제어하는 제어회로와, 상기 솔레노이드 밸브의 개방시 발생한 에어가 솔레노이드 밸브 및 에어 밸브를 경유해 상기 현상액 공급관에 유입되도록 하는 에어 콤프레셔를 포함하는 구성일 수 있다.

또한, 상기 에어 콤프레셔에서 발생되는 에어는 질소를 함유하고 있는 것일 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한 다.

도 3은 본 발명에 따른 현상액 분사용 노즐 어셈블리가 적용된 현상 공정을 위한 시스템의 일 실시예를 보인 블럭도이고, 도 4는 본 발명에 따른 현상액 분사용 노즐 어셈블리에 의해 세정수가 강한 압력으로 공급되어 하우징 내의 기포와 이물질에 충돌하는 현상을 보인 예시도이고, 도 5는 도 4에서 세정수가 강한 압력으로 공급되는 것에 의해 하우징의 내의 기포와 이물질이 제거되는 상태를 보인 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 웨이퍼의 현상 공정을 위한 시스템의 현상액 분사용 노즐 어셈블리(1)는 하우징(10), 노즐(20), 현상액 공급관(40), 밴트관(30), 온수관(50), 에어 크리닝 수단을 포함하여 이루어진다.

하우징(10)은 본 발명의 일 실시예에 따른 현상액 분사용 노즐 어셈블리(1)의 전체적인 외형을 형성하는 부분으로서, 이와 같은 하우징(10)의 내측은 현상액의 주입공간을 형성한다.

노즐(20)은 하우징(10)의 웨이퍼(80)와 마주하는 일면에 설치되는 것으로써, 다시 말해 노즐(20)은 하우징(10)의 주입공간에 공급된 현상액을 가공중인 웨이퍼(80)나 그를 안착하고 있는 척(85) 부분에 분사하게 된다.

현상액 공급관(40)은 하우징(10)에 연통된 상태로 결합되고, 이와 같은 현상액 공급관(40)은 그 내부를 통해 웨이퍼의 현상 공정에 사용되는 현상액을 인도하여 하우징(10)의 주입공간에 주입한다. 그리고, 이와 같은 현상액 공급관(40)에는 그 내부를 통한 현상액의 흐름을 허용 또는 차단하기 위한 개폐 밸브(미도시)가 설 치된다.

밴트관(30)은 상기 하우징(10)에 연통된 상태로 결합되며, 이와 같은 밴트관(30)은 하우징(10) 내측에 현상액의 주입을 통해 발생되는 미세한 기포들을 외부로 배출하는 기능을 한다.

온수관(50)은 상기 하우징(10)의 내외측에 걸쳐 설치되는 것으로써, 이와 같은 온수관(50)은 그 내부를 통해 온수가 흘러 하우징(10) 내측에 대해 가온 기능을 하게 된다. 그리고, 이와 같은 온수관(50)은 주름관의 형태로 이루어짐이 바람직한 것으로서, 이와 같이 온수관(50)이 주름관의 형태로 이루어지면 하우징(10)의 내측에서 현상액과의 접촉 면적이 커지면서 가온 성능이 보다 향상되는 것에 기인한다.

에어 크리닝 수단은 현상액 공급관(40)을 통해 에어를 주입하되, 웨이퍼에 대한 현상액의 분사시보다 높은 압력으로 현상액의 분사가 이루어지도록 에어를 주입하는 것이다. 이와 같이 에어 크리닝 수단을 통해 하우징(10) 내측으로 공급되는 고압의 에어에 의해 현상액이 하우징(10)의 내측에 강합 압력으로 공급되면서 하우징(10) 내측의 온수관(50)에 맺혀있는 미세한 기포(B) 또는 피알 과정에서 형성된 이물질(W)들이 분리된다. 또한 노즐(20)을 막고있는 이물질을 노즐(20)로부터 분리시키게 된다.

그리고, 이와 같은 제어수단은 에어 밸브(70), 솔레노이드 밸브(74), 제어회로(76) 및 에어 콤프레셔(72)를 포함하여 이루어질 수 있다. 미설명부호 60은 현상 공정을 위한 메인 시스템을 블럭으로 예시화 한 것이다.

에어 밸브(70)는 상기 현상액 공급관(40)과 연결되는 에어 라인 상에 설치되 는 것으로서, 이와 같은 에어 밸브(70)는 에어의 흐름을 허용 또는 차단하는 기능을 한다.

솔레노이드 밸브(74)는 에어 밸브(70)와 연결되는 것으로서, 이와 같은 솔레노이드 밸브(74)는 제어회로(76)에 의해 그 개폐가 제어된다. 그리고, 제어회로(76)는 회로기판 및 그에 실장되는 다수의 소자 그리고 회로기판의 회로패턴에 전기적으로 접속되면서 다수의 소자와 솔레노이드 밸브를 전기적으로 연결하는 도선 등을 포함하여 구성이며, 이와 같은 제어회로의 구성은 통상의 여러 기술분야에서 통상 사용되는 것에 해당되는바, 구체적인 기재와 도시는 생략하였음을 밝혀둔다.

에어 콤프레셔(72)는 에어를 발생시키며, 솔레노이드 밸브(74)의 개방시 그 발생된 에어를 에어 밸브(70)의 방향으로 분출하고, 이와 같이 분출되는 에어의 압력에 의해 에어 밸브(70)가 개방되면서 현상액 공급관(40)을 통해 하우징(10) 내부로 강하게 주입된다. 그리고, 에어 콤프레셔(72)에서 발생되는 에어는 질소를 함유하는 형태로 이루어질 수 있다.

이에 따라, 에어 콤프레셔(72)에서 발생된 고압의 에어가 솔레노이드 밸브(74) 및 에어 밸브(70)의 순차적인 개방을 통해서 하우징(10)으로 유입되면서 상술한 하우징(10) 내부에 대한 크리닝 기능을 하게 되고, 이를 통해 이후 현상액 공급관(40)을 통해 웨이퍼의 가공을 위한 현상액의 공급시 하우징(10)의 노즐(20)을 통해 현상액이 가공중인 웨이퍼(80)에 고르게 분사되면서 양질의 웨이퍼를 양산할 수 있게 된다.

상기한 실시예들을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 웨이퍼용 현상 가공 장치에 의해서, 웨이퍼의 현상 공정시 현상액 분사용 노즐 어셈블리를 통해 공급되는 현상액이 항상 웨이퍼의 가공면에 고르게 분사될 수 있고, 그에 따라 양질의 웨이퍼를 양산할 수 있는 동시에 이는 양질의 반도체 기판 제작으로 이어지는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 웨이퍼의 현상 공정을 위한 시스템의 현상액 분사용 노즐 어셈블리에 있어서,

   현상액의 주입공간이 형성된 하우징과,

   상기 하우징 내측의 현상액을 웨이퍼에 분사하도록 설치되는 다수의 노즐과,

   상기 하우징에 연통되게 결합되는 현상액 공급관과,

   상기 하우징에 연통되게 결합되고 상기 하우징의 내측에 현상액 주입과정에서 발생된 기포를 하우징 외부로 배출하는 밴트관과,

   상기 하우징의 내외측에 결쳐 설치되고 그 내부를 통해 항 온수가 흐르는 온수관과,

   상기 현상액 공급관을 통해 에어를 주입하되 웨이퍼에 대한 현상액의 분사시보다 높은 압력으로 현상액의 분사가 이루어지도록 에어를 주입하는 에어 크리닝 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 현상 공정을 위한 시스템의 현상액 분사용 노즐 어셈블리.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 에어 크리닝 수단은,

   상기 현상액 공급관과 연결되는 에어 라인 상에 설치되는 에어 밸브와,

   상기 에어 밸브와 연결되는 솔레노이드 밸브와,

   상기 솔레노이드 밸브의 개폐를 제어하는 제어회로와,

   상기 솔레노이드 밸브의 개방시 발생한 에어가 솔레노이드 밸브 및 에어 밸브를 경유해 상기 현상액 공급관에 유입되도록 하는 에어 콤프레셔를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 현상 공정을 위한 시스템의 현상액 분사용 노즐 어셈블리.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 에어 콤프레셔에서 발생되는 에어는 질소를 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 현상 공정을 위한 시스템의 현상액 분사용 노즐 어셈블리.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 항 온수관은 주름관의 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 현상 공정을 위한 시스템의 현상액 분사용 노즐 어셈블리.

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