KR100801841B1 - 감광막 현상 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 감광막의 현상 공정시 발생되는 미세 거품을 효율적으로 제거할 수 있는 감광막 현상 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 감광막 현상 장치는 웨이퍼에 수직으로 소정 거리 이격된 위치에서 웨이퍼 면적에 상응하는 공간에 현상액을 공급하는 현상액 분사 노즐을 포함하여 구성되는 감광막 현상 장치에 있어서, 상기 현상액 분사 노즐에 대향되는 위치에서 웨이퍼를 장착하는 원형의 척을 구비하며 상기 척의 내부 공간에 발열 장치를 구비하는 것을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

감광막, 현상

Description

감광막 현상 장치{Develop system in photolithography}

도 1은 종래의 감광막 현상 장치의 사시도.

도 2는 웨이퍼 패턴 내의 잔존하는 미세 거품을 나타낸 도면.

도 3은 본 발명의 감광막 현상 장치.

도 4는 본 발명의 감광막 현상 장치의 척의 평면도.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

301 : 척 302 : 웨이퍼

303 : 현상액 분사 노즐 304 : 발열장치

310 : 현상액 분사 장치 311 : 지지대

312 : 유입관

본 발명은 감광막 현상 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 감광막의 현상 공정시 발생되는 미세 거품을 효율적으로 제거할 수 있는 감광막 현상 장치에 관한 것이다.

반도체 제조공정 중 포토리소그래피(Photo lithography) 공정은 웨이퍼 상에 원하는 패턴을 형성시키기 위한 공정으로서, 먼저 세척 및 건조를 마친 웨이퍼의 표면에 포토 레지스트(Photo resist)와 같은 감광막을 균일하게 도포시키고, 그 위에 소정의 레이아웃으로 형성된 포토 마스크 상의 특정 패턴에 따라 노광공정을 수행하며, 이렇게 노광된 감광막의 불필요한 부위를 현상액으로 제거함으로써, 요구되는 패턴으로 형성하는 공정을 말한다.

한편, 감광막은 광학 시스템의 일부를 차지하기 때문에 정교한 두께 조절이 요구된다. 일반적으로 감광막의 두께는 수백∼1000nm 정도의 두께를 사용한다. 이 때, 원하는 두께를 ±5nm 정도로 조절해야 한다. 이를 위하여 감광막 도포 방식으로 대부분 스핀 코팅(spin coating)법을 사용한다.

스핀 코팅을 이용한 감광막 도포 방법은 정지한 상태나 느린 속도로 회전하는 웨이퍼 위에 감광액을 부은 다음 웨이퍼를 약 1,000∼10,000 rpm 정도로 회전시켜 감광액의 정도에 따라 두께를 조절할 수 있는 방법이다.

상기와 같이 감광막을 도포하고 소정의 노광공정을 거친 후 불필요한 부위의 감광막을 제거하는 공정인 현상 공정을 진행한다.

종래의 현상 공정을 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시한 바와 같이, 일반적인 종래의 현상 공정은 현상액 분사장치(110)를 통하여 이루어지며, 이를 상세히 살펴보면 웨이퍼(102)의 상측에서 현상액을 분사할 수 있도록 분사노즐(113)이 직사각형 하우징으로 된 지지대(111)하면에 다수개 형성되어 있어, 외부의 현상액 공급장치(도시하지 않음)로부터 유입관(112)을 통해 현상액이 지지대(111)로 유입되면, 상기 지지대(111)하면에 형성된 다수개의 분사노즐(113)을 따라 하측의 웨이퍼(102)로 현상액이 분사되도록 되어 있다. 이 때, 하측의 웨이퍼(102)는 척(101)에 의해 고정되어 상기 분사장치(110)에서 현상액이 분사될 때, 현상액이 웨이퍼(102) 상에 균일하게 분사될 수 있도록 상기 척(101)과 함께 180도 회전하도록 되어 있다.

그러나, 상기와 같은 현상액 분사장치(110)를 통해 현상액이 웨이퍼(101) 상에 분사되는 방식은 현상액을 스트림 노즐(stream nozzle)을 사용하여 분사하기 때문에 웨이퍼 표면에 매크로 버블(macro bubble) 및 미세 거품(micro bubble)이 생성된다. 이렇게 생성된 매크로 버블 및 미세 거품 중에 매크로 버블은 현상공정 이후의 스핀 건조 공정에서 웨이퍼의 회전에 의해 웨이퍼 밖으로 밀려나지만, 미세 거품(micro bubble)(105)은 웨이퍼 상의 패턴(104) 사이에 잔존하여 스핀 건조 공정에 의해서도 밀려나가지 않고 패턴 사이에 그대로 잔존하게 된다(도 2 참조).

이렇게 패턴 사이에 잔존하는 미세 거품은 패턴 이미지를 변형시키거나 패턴들을 연결시켜 식각 공정을 수행시 정확한 패터닝을 수행할 수 없는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 감광막의 현상 공정시 발생되는 미세 거품을 효율적으로 제거할 수 있는 감광막 현상 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 감광막 현상 장치는 웨이퍼에 수직으로 소정 거리 이격된 위치에서 웨이퍼 면적에 상응하는 공간에 현상액을 공급하는 현상액 분사 노즐을 포함하여 구성되는 감광막 현상 장치에 있어서, 상기 현상액 분사 노즐에 대향되는 위치에서 웨이퍼를 장착하는 원형의 척을 구비하며 상기 척의 내부 공간에 발열 장치를 구비하는 것을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 발열 장치는 원형 척의 전면에 걸쳐 복수개의 열선이 소정 간격을 두고 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 발열장치는 100∼140℃ 의 온도 범위에서 조절되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징에 따르면, 척의 내부 공간에 척의 전체 표면에 열을 발산하는 발열 장치가 내재되어 있어 현상 공정 진행시 웨이퍼 표면에서 발생하는 미세 거품, 정확히는 웨이퍼 내의 패턴 사이에 잔존하는 미세 거품을 효과적으로 제거할 수 있게 된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 감광막 현상 장치를 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 감광막 현상 장치의 구성도이고 도 4는 발열 장치가 구비된 척의 평면도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 감광막 현상 장치는 크게 현상액 분사장치(310)와 웨이퍼(302)를 장착하는 원형의 척(301)으로 구성된다.

상기 현상액 분사장치(310)는 상기 웨이퍼(302)의 상측에서 현상액을 분사할 수 있도록 현상액 분사노즐(303)이 직사각형 하우징으로 된 지지대(311) 하면에 다 수개 형성되어 있어, 외부의 현상액 공급장치(도시하지 않음)로부터 유입관(312)을 통해 현상액이 지지대(311)로 유입되면, 상기 지지대(311) 하면에 형성된 복수개의 현상액 분사노즐(303)을 따라 하측의 웨이퍼(302)로 현상액이 분사되도록 되어 있다. 한편, 상기 현상액 분사장치(310)와 대향되는 위치에는 웨이퍼(302)가 원형의 척(301)에 의해 고정되어 있어 상기 현상액 분사장치에서 현상액이 분사될 때, 현상액이 웨이퍼 상에 균일하게 분사될 수 있도록 상기 척(301)과 함께 180도 회전하도록 되어 있다.

상기 원형의 척(301) 내부 공간에는 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 특징인 발열 장치(304)가 내재되어 있다. 상기 발열 장치(304)는 상기 척(301) 내부 공간에 원형 척(301)의 전면에 걸쳐 복수개의 열선이 소정 간격을 두고 형성되어 있다.

본 발명의 감광막 현상 장치를 현상 공정을 통하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 포토리소그래피 공정은 소정의 패턴을 형성하기 위해 감광막을 웨이퍼 상에 균일하게 도포하고, 그 위에 소정의 레이아웃으로 형성된 포토 마스크(photo mask) 상의 특정 패턴에 따라 노광공정을 수행한 다음, 감광막을 제거하는 현상 공정을 수행한다.

상기 현상 공정은 웨이퍼 상에 현상액 분사 장치를 통해 현상액을 분사하고, 현상액이 분사될 때 현상액이 웨이퍼 상에 균일하게 분사될 수 있도록 웨이퍼가 척과 함께 회전된다. 상기 현상 공정을 마친 다음에는 스핀 건조를 통해 웨이퍼를 건 조시켜 포토리소그래피 공정을 완료하다.

그러나, 상기 현상 공정을 진행하는 과정, 정확히는 현상액을 웨이퍼 상에 분사하는 과정에서 상기 현상액이 분사 노즐을 통해 웨이퍼 상에 분사되기 때문에 웨이퍼 표면에 매크로 버블(macro bubble) 및 미세 거품(micro bubble)이 생성된다.

상기 매크로 버블은 현상 공정 이후의 스핀 건조 공정에서 웨이퍼의 회전에 의해 웨이퍼 밖으로 밀려나지만, 상기 미세 거품은 웨이퍼 상의 패턴 사이에 잔존하여 스핀 건조 공정에 의해서도 밀려나가지 않고 패턴 사이에 그대로 잔존하게 된다.

본 발명의 발열장치(304), 즉 원형의 척(301) 내부 공간에 구비되어 있는 발열장치(304)는 상기 현상 공정을 진행하는 과정에서 100∼140℃ 정도의 열을 발산시켜 상기 웨이퍼(302) 내의 패턴 사이에 잔존하는 미세 거품을 제거하는 역할을 한다.

한편, 본 발명의 발열 장치(304)는 원형의 척(301) 내부 공간에 소정의 열선이 구비된 형태를 갖는 것뿐만 아니라 상기와 같은 웨이퍼(302) 내의 패턴 사이의 잔존하는 미세 거품을 제거하는 목적에 부합되는 다른 변형 실시도 가능하다.

또한, 상기 발열 장치(304)는 도면에 도시하지 않았지만 척(301)의 일측에 구비되어 있는 전력원에 의해 열을 발산한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 감광막 현상 장치는 다음과 같은 효과가 있다.

척의 내부 공간에 척의 전체 표면에 열을 발산하는 발열 장치가 내재되어 있 어 현상 공정 진행시 웨이퍼 표면에서 발생하는 미세 거품, 정확히는 웨이퍼 내의 패턴 사이에 잔존하는 미세 거품을 효과적으로 제거할 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 웨이퍼에 수직으로 이격된 위치에서 웨이퍼 면적에 상응하는 공간에 현상액을 공급하는 현상액 분사 노즐을 포함하여 구성되는 감광막 현상 장치에 있어서,

   상기 현상액 분사 노즐에 대향되는 위치에서 웨이퍼를 장착하는 원형의 척을 구비하며 상기 척의 내부 공간에 발열 장치를 구비하는 것을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 감광막 현상 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 발열 장치는 원형 척의 전면에 걸쳐 복수개의 열선이 형성된 것을 특징으로 하는 감광막 현상 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 발열장치는 100∼140℃ 의 온도 범위에서 조절되는 것을 특징으로 하는 감광막 현상 장치.

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