KR19980040649A - 반도체장치의 감광막 현상조 및 이를 이용한 현상방법 - Google Patents

Abstract

반도체장치의 감광막 현상조 및 이를 이용한 현상방법에 관해 개시한다.

회전대칭을 이루는 두개의 현상조를 상, 하로 구비하여 선택된 어느 한 현상조에서는 웨이퍼의 현상과 세정을 순차적으로 진행하고 다른 한 조에서는 다음 웨이퍼 현상 공정을 진행하기 위해 현상조의 세정과 건조를 순차적으로 진행한다.

따라서 상기 한 조에서 웨이퍼의 현상과 세정이 종료되면 바로 이어서 아래의 건조되어 있는 현상조를 사용하여 다른 웨이퍼의 현상 및 세정공정을 진행할 수 있으므로 현상조의 세정이나 건조공정 동안에 웨이퍼를 대기상태로 두는 종래 기술에 비해 웨이퍼의 현상 및 세정공정을 쉼 없이 연속적으로 실시할 수 있으므로 반도체장치의 생산성을 높일 수 있다. 또한, 현상조의 오염을 방지하여 효과적인 웨이퍼 현상과 세정을 이룰 수 있다.

Description

반도체장치의 감광막 현상조 및 이를 이용한 현상방법

본 발명은 반도체장치의 감광막 현상조 및 이를 이용한 현상방법에 관한 것으로서 상, 하 두개의 회전대칭구조의 현상조를 갖는 감광막 현상조 및 이를 이용한 현상방법에 관한 것이다.

웨이퍼상에 물질층 패턴을 형성하기 위해서는 통상 그 물질층의 전면에 감광막을 도포하고 패터닝하여 원하는 형태의 감광막 패턴을 형성한 후 이를 마스크로 하여 물질층을 패터닝함으로써 원하는 물질층 패턴을 형성할 수 있다.

감광막을 패터닝하는 과정은 노광공정과 현상공정으로 나룰 수 있는데 노광공정에서는 현상공정에서 감광막을 제거할 부분과 남겨둘 부분을 한정하는 과정으로 볼 수 있는데, 이러한 노광공정에서 광에 노출된 부분은 다음의 현상공정에서 제거된다(감광막이 포지티브일 경우).

현상공정은 감광막이 도포된 웨이퍼를 현상액에 일정시간 동안 담궈서 감광막의 광에 노출된 부분을 제거하는 공정과 웨이퍼상에 묻어 있는 현상액과 감광액 찌꺼기를 세정하는 과정으로 이루어진다.

종래의 감광막 현상조는 반도체기판 상에 형성된 감광막의 표면이 위로 향하도록 하여 현상 및 세정 공정을 진행하고, 현상 및 세정 공정을 진행한 후에는 원심력을 이용하여 반도체 기판 상에 존재하는 현상액 및 세정액을 제거하도록 설계되어 있다. 즉, 반도체 기판을 회전시킴으로써 현상액 및 세정액이 원심력에 의해 반도체 기판 밖으로 튀어나가도록 한다.

그러나, 감광막 표면이 위로 향한 상태에서 기판을 회전시키기 때문에 현상 과정에서 형성된 감광막 패턴의 방해에 의해서 현상액 및 세정액이 제대로 기판 밖으로 튀어나가지 못하게 된다. 현상 과정에서 용해되어 나온 감광막은 현상액에 미세한 잔유물로써 존재하게 되는데, 현상액 및 세정액이 제대로 제거되지 않음으로 인해 이러한 잔유물도 그 크기 또는 자중(自重)에 의해서 반도체 기판 상에서 제대로 제거되지 못한다. 따라서 현상 및 세정 과정이 끝난 후에도 반도체 기판의 표면에 미세한 잔유물이 잔존하게 되는 문제점이 발생하게 된다.

이러한 문제점을 제거하기 위해 안출된 종래 기술에 의한 감광막 현상조로서 반도체 기판 상에 형성된 감광막의 표면이 아래로 향하도록 한 상태에서 현상 및 세정 공정을 진행할 수 있도록 설계된 감광막 현상장치(일명: 다운 딥 현상장치(down dip developer)(출원 번호:95-29320참조)가 있다.

그러나 현상액 내에 존재하는 잔유물이 워낙 미세하여 그 잔유물이 현상액에 부유할 뿐만 아니라 충분히 확산되지 않아 현상액 내에 침적되어 있는 기판 주변에 게속 머물게 된다. 따라서 현상 및 세정 과정이 끝난 후에도 잔유물이 기판 표면에 잔존하게 되는 문제점을 충분히 극복하지 못하였다.

또한, 다운 딥핑 방식에서는 하나의 현상조에서 현상공정을 진행한 다음 동일한 현상조에서 웨이퍼상에 묻어 있는 감광막의 찌꺼기나 현상액을 제거하는 세정공정이 이루어진다. 현상조는 다음 현상을 위해 한번의 현상공정이 진행될 때 마다 현상조내부를 세정해야하고 세정 후에는 현상조를 완전히 건조시켜야 한다.

따라서 종래 기술에 의한 감광막 현상조를 사용하여 감광막이 형성된 한 웨이퍼를 현상한 후 다음 현상공정을 실시하기 까지에는 많은 시간이 소요된다. 이러한 시간은 공정의 지연을 유발하고 반도체장치의 생산성 저하로 귀결된다.

따라서 본 발명의 목적은 이러한 종래 기술이 갖는 문제점을 해결하기 위해 웨이퍼의 대기시간없이 연속적으로 현상공정을 진행할 수 있는 반도체장치의 감광막 현상조를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 이러한 감광막 현상조를 사용하여 감광막을 현상하는 방법을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 반도체장치의 감광막 현상조의 단면도이다.

도 2는 도 1의 현상조에서 감광막의 현상과 현상조의 세정을 동시에 실시하는 과정을 나타낸 도면이다.

도 3은 도 1의 현상조에서 웨이퍼의 세정과 현상조의 건조를 동시에 실시하는 과정을 나타낸 도면이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호설명〉

1:제1 현상조. 2:제2 현상조.

3:실린더. 4:로보트 암.

5:웨이퍼용 모터. 6:흡착판.

7:세정액 분사장치. 8:배수공.

9:현상조 용기. 10:공기 분사장치.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 의한 반도체장치의 감광막 현상조는 일측에 현상액 및 세정액 분사장치를 구비하고 있고 바닥에는 배수공을 구비하고 있는 제1 현상조;와 상기 제1 현상조와 상기 배수공을 공유하고 있으며 상기 제1 현상조와는 상, 하 회전대칭을 이루고 상기 제1 현상조와 동일한 기능을 하는 제2 현상조; 및 상기 제1 및 제2 현상조가 부착된 부분에 체결되어 있는 회전축을 통해서 상기 제1 및 제2 현상조 전체를 받치고 있고 바닥에는 공기 분사장치가 설치되어 있는 현상조 용기를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 의한 반도체장치의 감광막 현상조를 이용한 현상방법은 일측에 현상액 및 세정액 분사장치를 구비하고 있고 바닥에는 배수로를 구비하고 있는 제1 현상조; 상기 배수로를 공유하고 있으며 상기 제1 현상조와는 상, 하 회전대칭을 이루고 동일한 기능을 하는 제2 현상조; 및 상기 제1 및 제2 현상조가 부착된 부분에 체결되어 있는 회전축을 통해서 상기 제1 및 제2 현상조 전체를 받치고 있고 바닥에는 공기 분사장치가 설치되어 있는 현상조 용기를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 감광막 현상조를 이용한 감광막 현상방법에 있어서, (a) 상기 제1 및 제2 현상조중 선택된 어느 한 현상조에서는 웨이퍼 상에 형성된 감광막의 현상과 웨이퍼 세정공정을 순차적으로 진행하고 동시에 선택되지 않는 다른 현상조에서는 현상조 자체의 세정과 건조공정을 순차적으로 실시하는 단계; 및 (b) 상기 선택된 현상조와 선택되지 않는 현상조를 바꾸어서 상기 (a)단계를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 (a)단계에서 상기 선택된 현상조에서의 상기 감광막이 도포된 웨이퍼의 현상 및 세정단계는 (a1) 상기 현상조에 넘치지 않을 정도로 현상액을 채우는 단계; (a2) 상기 현상조에 감광막이 도포된 웨이퍼를 일정시간 동안 담궈두는 단계; (a3) 상기 현상조에서 상기 웨이퍼를 꺼낸 후 상기 현상액을 상기 배기공을 통해서 배출시키는 단계; (a4) 상기 웨이퍼를 현상조 안으로 로딩한 후 웨이퍼의 표면에서 상기 현상액을 세정하는 단계; 및 (a5) 상기 웨이퍼에 묻어 있는 세정액을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 (a)단계에서 선택되지 않는 다른 현상조에서는 현상조 자체의 세정과 건조공정을 순차적으로 실시하는 단계는 (a6) 상기 선택되지 않은 현상조내에 구비되어 있는 상기 현상액 및 세정액 분사장치를 사용하여 상기 선택되지 않은 현상조에 세정액을 분사하여 현상조의 바닥과 내벽을 세정하는 단계; 및 (a7) 상기 현상조 용기의 바닥에 있는 공기 분사장치를 사용하여 상기 세정된 선택되지 않은 현상조를 건조하는 단계를 포함한다.

상기 (b) 단계는 (b1) 상기 선택된 현상조에서 웨이퍼를 제거하는 단계; (b2) 상기 현상조 용기와 연결되어 있는 상기 회전축을 180°로 회전시켜서 상기 선택된 현상조와 선택되지 않은 현상조의 위치를 반전시키는 단계; 및 (b3) 상기 선택되지 않은 현상조에서는 웨이퍼의 감광막 현상과 세정을 순차적으로 실시하고 동시에 상기 선택된 현상조에서는 현상조 자체의 세정 및 건조를 순차적으로 실시한다.

본 발명에 의한 반도체장치의 현상조는 웨이퍼 상에 도포되어 노광된 감광막을 연속적으로 현상할 수 있으므로 공정의 시간을 줄여서 반도체장치의 생산성을 높일 수 있다. 또한, 현상조의 세정을 뒤집어서 실시하기 때문에 현상조내에 오염물질이 잔류할 가능성이 매우 낮출 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 반도체장치의 감광막 현상조 및 이를 이용한 현상방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 반도체장치의 감광막 현상조의 단면도이다.

도 2는 도 1의 현상조에서 감광막의 현상과 현상조의 세정을 동시에 실시하는 과정을 나타낸 도면이다.

도 3은 도 1의 현상조에서 웨이퍼의 세정과 현상조의 건조를 동시에 실시하는 과정을 나타낸 도면이다.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 반도체장치의 현상조를 설명한다. 구체적으로는 두개의 현상조(1, 2)가 서로 회전대칭을 이루도록 상, 하로 부착되어 있다. 편의 상 위에 있는 것을 제1 현상조(1)라 하고 상기 제1 현상조(1)의 아래에 부착되어 있는 것을 제2 현상조(2)라 한다. 상기 각 현상조(1, 2)에는 현상액 및 세정액을 분사할 수 있는 분사장치(7)가 현상조의 일측에 부착되어 있다. 상기 분사장치(7)는 좌, 우 이동이 가능하고 90°정도로 회전이 가능하다.

상기 제1 및 제2 현상조(1, 2)의 바닥에는 서로 공유하는 현상조내의 현상액이나 세정액을 배출하기 위한 배수공(8)이 있다. 상기 분사장치(7)는 도 1에서는 상기 제1 및 제2 현상조(1,2)의 동일한 측면에 부착되어 있지만 서로 다른 측면에 부착되어도 그 기능을 발휘하는 데는 아무런 문제가 없다.

상기 배수공(8)은 현상조 용기(9) 즉, 상기 제1 및 제2 현상조(1, 2)가 부착된 부분에 체결되어 있으며 소정의 각으로 회전도 가능한 회전축을 통해서 상기 제1 및 제2 현상조(1, 2) 전체를 받치고 있고 바닥에는 공기 분사장치(10)가 설치되어 있는 현상조 용기(9)의 바닥에 닫아 있다. 따라서 상기 현상조 용기(9)의 바닥으로 현상액이나 세정액을 배출시킬 수 있다. 상기 현상조 용기(9)와 상기 각 현상조(1,2)를 연결하고 있는 회전축은 180°로 회전이 가능하다. 따라서 상기 제1 및 제2 현상조(1, 2)를 상, 하로 번갈아 회전시킬 수 있다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 현상조를 이용한 웨이퍼 상에 도포되어 노광된 감광막을 현상하고 세정하는 과정과 이때, 상기 각 현상조(1, 2)의 역할을 살펴본다. 이를 위해 도 2를 참조한다. 도 2는 상기 각 현상조(1, 2)중 선택된 어느 한 현상조에서 감광막 현상을 실시하고 다른 선택되지 않는 현상조에서는 현성조 자체의 세정공정이 순차적으로 진행되는 과정을 나타낸다. 편의 상 상기 선택된 현상조를 제1 현상조(1)라 하고 선택되지 않은 현상조를 제2 현상조(2)라 하면, 상기 제1 현상조(1)에는 상기 분사장치(도 1의 7)를 사용하여 현상액(20)을 채운다. 이 상태에서 실린더(22)를 통해서 상, 하로 이동이 가능하고 상기 실린더(22)의 어느 한 지점(23) 에서는 180°의 회전도 가능한 로보트 암(24)의 말단에 부착된 모타(26)에 연결되어 있는 웨이퍼 흡착판(28)에 진공흡착된 웨이퍼(30)를 상기 제1 현상조(1)의 현상액(20)에 담군다. 이 상태로 상기 제1 현상조(1)에서 웨이퍼상의 도포된 감광막의 현상이 진행될 동안에 상기 아래로 뒤집혀진 상태의 제2 현상조(2)에서는 다른 웨이퍼 현상을 위해 현상조를 세정하는 공정을 진행한다. 즉, 상기 제2 현상조(2)내의 분사장치(6)의 분사방향을 위로 향하도록 회전시켜서 상기 제2 현상조(2)의 내벽과 바닥을 향해 세정액을 분사하여 현상조내부를 세정한다.

상기 제1 현상조(1)에서 현상이 완료하고 상기 로보트 암(24)을 적정 높이로 상승시켜 상기 웨이퍼(30)를 상기 제1 현상조(1)에서 꺼낸다. 이어서 상기 현상액20)을 상기 배기공(8)을 통해서 상기 현상조 용기(9)로 배출한다.

계속해서 도 3에 도시한 바와 같이 상기 제1 현상조(1)에서 상기 현상액의 배출이 완료되면 상기 웨이퍼(30)을 다시 상기 제1 현상조(1)내로 내려서 상기 웨이퍼(30)의 표면에 묻어 있는 현상액을 세정하여 제거한다. 이때 상기 제2 현상조(2)에서는 상기 현상조 용기(9)의 바닥에 있는 공기 분사장치(10)를 사용하여 건조공정을 실시하여 상기 제2 현상조(2) 내부에서 상기 세정공정에서남아 있는 세정액을 완전히 제거하여 다음 웨이퍼 현상공정에 오염물질이 발생되지 않도록 한다.

상기 제1 현상조(1)에서는 상기 웨이퍼(30)의 세정공정에 이어서 상기 모터(26)를 사용하여 상기 웨이퍼(30)를 회전시켜서 상기 웨이퍼(30)에 묻어 있는 상기 세정액을 제거한다. 이어서 상기 웨이퍼(30)를 180°로 반전시켜 웨이퍼면이 위로 향하도록 한 후 웨이퍼를 적절한 이송장치를 사용하여 다음 모듈로 이송시킨다.

웨이퍼의 이송동작과는 별도로 상기 세정 및 건조공정이 완료된 제2 현상조(2)와 제1 현상조(1)를 180°반전시켜 상기 제2 현상조(2)에서 다른 웨이퍼 현상을 실시하고 상기 제1 현상조(1)에서는 현상조 자체의 세정공정 및 건조공정을 순차적으로 실시한다.

이러한 과정은 상기 제1 및 제2 현상조(1, 2)를 번갈아 가면서 계속 반복한다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 의한 반도체장치의 현상조는 회전대칭을 이루는 두개의 현상조를 상, 하로 구비하여 선택된 어느 한조에서는 웨이퍼의 현상과 세정을 진행하고 다른 한 조에서는 다음 웨이퍼 현상 공정을 진행하기 위해 현상조의 세정과 건조를 진행한다. 따라서 상기 한 조에서 웨이퍼의 현상과 세정이 종료되면 바로 이어서 아래의 건조되어 있는 현상조를 사용하여 다른 웨이퍼의 현상 및 세정공정을 진행할 수 있다.

결과적으로 현상조의 세정이나 건조공정 동안에 웨이퍼를 대기상태로 두는 종래 기술에 비해 웨이퍼의 현상 및 세정공정을 쉼 없이 연속적으로 실시할 수 있으므로 반도체장치의 생산성을 높일 수 있다. 또한, 현상조의 오염을 방지하여 효과적인 웨이퍼 현상과 세정을 실시할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상내에서 당분야에서의 통상의 지식을 가진자에 의하여 실시가능함은 명백하다.

Claims (5)

1. 일측에 현상액 및 세정액 분사장치를 구비하고 있고 바닥에는 배수공을 구비하고 있는 제1 현상조;

   상기 제1 현상조와 상기 배수공을 공유하고 있으며 상기 제1 현상조와는 상, 하 회전대칭을 이루고 상기 제1 현상조와 동일한 기능을 하는 제2 현상조; 및

   상기 제1 및 제2 현상조가 부착된 부분에 체결되어 있는 회전축을 통해서 상기 제1 및 제2 현상조 전체를 받치고 있고 바닥에는 공기 분사장치가 설치되어 있는 현상조 용기를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 감광막 현상조.
2. 일측에 현상액 및 세정액 분사장치를 구비하고 있고 바닥에는 배수로를 구비하고 있는 제1 현상조;

   상기 배수로를 공유하고 있으며 상기 제1 현상조와는 상, 하 회전대칭을 이루고 동일한 기능을 하는 제2 현상조; 및

   상기 제1 및 제2 현상조가 부착된 부분에 체결되어 있는 회전축을 통해서 상기 제1 및 제2 현상조 전체를 받치고 있고 바닥에는 공기 분사장치가 설치되어 있는 현상조 용기를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 감광막 현상조를 이용한 감광막 현상방법에 있어서,

   (a) 상기 제1 및 제2 현상조중 선택된 어느 한 현상조에서는 웨이퍼 상에 형성된 감광막의 현상과 웨이퍼 세정공정을 순차적으로 진행하고 동시에 선택되지 않는 다른 현상조에서는 현상조 자체의 세정과 건조공정을 순차적으로 실시하는 단계; 및

   (b) 상기 선택된 현상조와 선택되지 않는 현상조를 바꾸어서 상기 (a)단계를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광막 현상방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 (a)단계에서 상기 선택된 현상조에서의 상기 감광막이 도포된 웨이퍼의 현상 및 세정단계는

   (a1) 상기 현상조에 넘치지 않을 정도로 현상액을 채우는 단계;

   (a2) 상기 현상조에 감광막이 도포된 웨이퍼를 일정시간 동안 담궈두는 단계;

   (a3) 상기 현상조에서 상기 웨이퍼를 꺼낸 후 상기 현상액을 상기 배기공을 통해서 배출시키는 단계;

   (a4) 상기 웨이퍼를 현상조 안으로 로딩한 후 웨이퍼의 표면에서 상기 현상액을 세정하는 단계; 및

   (a5) 상기 웨이퍼에 묻어 있는 세정액을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광막 현상방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 (a)단계에서 선택되지 않는 다른 현상조에서는 현상조 자체의 세정과 건조공정을 순차적으로 실시하는 단계는

   (a6) 상기 선택되지 않은 현상조내에 구비되어 있는 상기 현상액 및 세정액 분사장치를 사용하여 상기 선택되지 않은 현상조에 세정액을 분사하여 현상조의 바닥과 내벽을 세정하는 단계; 및

   (a7) 상기 현상조 용기의 바닥에 있는 공기 분사장치를 사용하여 상기 세정된 선택되지 않은 현상조를 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광막 현상방법.
5. 제2항에 있어서, 상기 (b) 단계는

   (b1) 상기 선택된 현상조에서 웨이퍼를 제거하는 단계;

   (b2) 상기 현상조 용기와 연결되어 있는 상기 회전축을 180°로 회전시켜서 상기 선택된 현상조와 선택되지 않은 현상조의 위치를 반전시키는 단계; 및

   (b3) 상기 선택되지 않은 현상조에서는 웨이퍼의 감광막 현상과 세정을 순차적으로 실시하고 동시에 상기 선택된 현상조에서는 현상조 자체의 세정 및 건조를 순차적으로 실시하는 것을 특징으로 하는 감광막 현상방법.