KR20000050364A - Nozzle system for developing equipment - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 현상장비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 노즐 시스템을 이용한 연속적인 현상 공정 진행시, 노즐 분사구쪽에 누적된 현상액 잔존물의 낙하로 인해 웨이퍼가 오염되거나 혹은 웨이퍼가 손실되는 것을 막을 수 있도록 한 현상장비용 노즐 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a developing apparatus, and more particularly, a phenomenon in which a wafer is prevented from being contaminated or lost due to falling of developer residue accumulated on a nozzle ejection side during a continuous developing process using a nozzle system. A nozzle system for equipment.
반도체 소자를 제조하기 위한 막질 패터닝(patterning) 작업시 이용되는 대표적인 기술로는 사진식각공정(photo-lithography)을 들 수 있다. 사진식각공정은 통상, 하부구조가 형성되어 있는 웨이퍼 상에 포토레지스트 재질의 감광막을 코팅한 후 형성하고자 하는 패턴이 설계되어져 있는 레티클을 이용하여 웨이퍼 상으로 빛을 노광시키고, 노광되어진 감광막을 현상 공정을 거쳐 제거해 주는 방식으로 이루어지고 있다.Photo-lithography is a typical technique used in the film patterning process for manufacturing a semiconductor device. In general, the photolithography process is performed by coating a photoresist film of a photoresist material on a wafer on which a substructure is formed, exposing light onto a wafer using a reticle having a designed pattern to be formed, and developing the exposed photoresist film. It is done in a way that removes through.
이때, 현상 공정은 노광 공정이 완료된 웨이퍼 전면에 스캔 노즐 시스템을 이용하여 현상액(develop chemical)을 스프레이(spray) 방식으로 분사해 주는 방식으로 진행되는데, 도 1 및 도 2에는 종래 널리 사용되어 오던 스캔 노즐 시스템의 구조를 도시한 평면도와 단면도가 제시되어 있다. 여기서, 도 1은 상기 노즐 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 평면도를 나타내고, 도 2는 도 1의 Ⅰ 부분을 확대 도시한 단면도를 나타낸다.In this case, the developing process is performed by spraying a developer (develop chemical) in a spray method using a scan nozzle system on the entire surface of the wafer where the exposure process is completed. In FIGS. 1 and 2, a scan which has been widely used in the past A plan view and a cross-sectional view showing the structure of the nozzle system are presented. 1 is a plan view schematically illustrating the structure of the nozzle system, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of part I of FIG. 1.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 노즐 시스템은 중공홀이 구비된 원통 형상의 어퍼 컵(upper cup)(10) 내부에는 웨이퍼(w)가 탑재되어질 스피너 척(spinner chuck)(12)이 놓여져 있고, 상기 어퍼 컵(10)의 일측 외곽부에는 스캔 노즐(16)이 놓여질 홈 위치(a)가 지정되어 있는 홈 블록(14)이 배치되어 있으며, 상기 홈 위치(a)와 대응되는 위치의 상기 어퍼 컵(10) 내측에는 옴폭하게 파여진 구조의 노즐 홈(nozzle home)(h)이 형성되어 있고, 상기 홈 위치(a)에는 분사구(16a)가 스캔 방향(d)을 향하도록 배치되고, 그 하단부에는 진공 배기관(18)이 설치되어 있는 구조의 스캔 노즐(16)이 로봇 암(arm)에 고정된 상태로 탑재되어 있는 구조를 가지도록 구성되어 있음을 알 수 있다. 도 1에서 참조부호 b로 표시된 부분은 웨이퍼가 놓여질 위치를 나타낸다.1 and 2, a conventional nozzle system includes a spinner chuck 12 in which a wafer w is to be mounted inside a cylindrical upper cup 10 having a hollow hole. And a groove block 14 having a groove position (a) in which the scan nozzle 16 is to be placed is disposed at one outer edge of the upper cup 10, and a position corresponding to the groove position (a). The nozzle cup (h) of the recessed structure is formed in the upper cup 10 of the inside, and the injection hole (16a) is disposed in the groove position (a) facing the scanning direction (d) It is understood that the lower end portion has a structure in which the scan nozzle 16 having the structure in which the vacuum exhaust pipe 18 is provided is mounted in a fixed state to the robot arm. In FIG. 1, the portion indicated by reference numeral b indicates the position where the wafer is to be placed.
이때, 상기 중공홀은 웨이퍼(w)의 직경보다 큰 사이즈를 가지도록 형성되고, 웨이퍼(w)가 놓여지는 스핀 척(12)보다는 어퍼 컵(10)이 그리고 어퍼 컵(10)보다는 홈 블록(14)이 더 높은 위치에 놓여지도록 배치된다.In this case, the hollow hole is formed to have a size larger than the diameter of the wafer w, the upper cup 10 rather than the spin chuck 12 on which the wafer w is placed, and the groove block (rather than the upper cup 10). 14) is arranged to be placed at a higher position.
따라서, 상기 구조의 스캔 노즐 시스템을 이용해서는 다음의 제 4 단계를 거쳐 현상 공정이 진행된다.Therefore, using the scan nozzle system of the above structure, the developing process proceeds through the following fourth step.
제 1 단계로서, 홈 위치(a)에 노즐(16)이 놓여진 상태에서, 웨이퍼(w)가 스피너 척(12) 위에 탑재되어져 웨이퍼(w)의 회전이 발생되면 어퍼 컵(10)이 연직 상방향으로 일정량 업(up) 이동된다. 이와 같이, 어퍼 컵(10)을 연직 상방향으로 업 이동시킨 것은 이후 현상액 분사시 현상액이 어퍼 컵(10)의 외부로 튀어나가는 것을 방지하기 위함이다. 이때, 어퍼 컵(10)은 연직 상방향으로 업 이동되더라도 홈 블록(14)의 아래쪽에 놓여지게 된다.As a first step, when the nozzle 16 is placed in the home position a, the wafer w is mounted on the spinner chuck 12 so that the rotation of the wafer w is generated. It is moved up a certain amount in the direction. As such, the upward movement of the upper cup 10 in the vertical direction is to prevent the developer from jumping out of the upper cup 10 when the developer is sprayed. At this time, the upper cup 10 is placed below the groove block 14 even if it is moved upward in the vertical direction.
제 2 단계로서, 홈 위치(a)에 탑재되어 있는 노즐(16)을 로봇 암을 이용하여 스캔 시작점(c) 부근까지 수평 이동시킨 뒤, 이 지점(c)에서 노즐(16)을 연직 하방향으로 일정량 다운(down)시킨다. 이때, 상기 노즐(16)은 어퍼 컵(10)의 노즐 홈(h) 내로 상기 노즐의 본체 일부가 들어가도록 다운되는데, 이와 같이 노즐(16)을 연직 하방향으로 다운시킨 것은 웨이퍼(w)와 노즐(16) 간의 간격이 너무 멀 경우, 현상액(20) 분사시 상기 현상액의 일부가 어퍼 컵(10)의 외부로 튀어나갈 수 있기 때문이다.As a second step, the nozzle 16 mounted at the home position a is horizontally moved to the vicinity of the scan start point c using the robot arm, and then the nozzle 16 is vertically downward at this point c. Down by a certain amount. At this time, the nozzle 16 is down so that a part of the main body of the nozzle enters into the nozzle groove h of the upper cup 10. Thus, the nozzle 16 is vertically downwardly moved to the wafer w and This is because when the gap between the nozzles 16 is too long, a part of the developer may stick out of the upper cup 10 when the developer 20 is sprayed.
제 3 단계로서, 스캔 시작점(c)으로부터 스캔 방향(웨이퍼(w)의 에지부에서 센터부쪽으로 수평 이동되는 방향)을 향해 노즐(16)을 이동시키면서 웨이퍼(w)상으로 현상액을 스프레이 방식으로 분사한다. 이 과정에서, 노광된 감광막이 제거된다.As a third step, the developer is sprayed onto the wafer w while the nozzle 16 is moved from the scan start point c toward the scanning direction (direction horizontally moved from the edge of the wafer w toward the center). Spray. In this process, the exposed photosensitive film is removed.
제 4 단계로서, 현상액 분사가 완료되면 노즐(16)은 다시 노즐 홈(h) 위치로 되돌아와 웨이퍼(w)의 회전이 멈출때까지 노즐 홈(h) 위치에 대기하게 되고, 웨이퍼(w)의 회전이 멈추면 어퍼 컵(10)이 원 위치로 다운됨과 동시에 노즐(16)은 다시 원 위치로 업 이동되어져 홈 위치(a)로 되돌아가게 된다.As a fourth step, when the developer solution injection is completed, the nozzle 16 returns to the nozzle groove h position again and waits at the nozzle groove h position until the rotation of the wafer w stops, and the wafer w When the rotation of the upper cup 10 is down to the original position and at the same time the nozzle 16 is moved back to the original position to return to the home position (a).
그러나, 상기 구조의 노즐 시스템을 이용하여 현상 공정을 진행할 경우에는 공정 진행과정에서 다음과 같은 문제가 발생된다.However, when the development process is performed using the nozzle system having the above structure, the following problem occurs during the process progress.
현상 공정은 기 언급된 바와 같이 통상, 스피너 척(12)에 웨이퍼(w)가 탑재됨과 동시에 노즐(16)이 스캔하여 웨이퍼(w) 상으로 현상액을 분사한 뒤, 현상액 분사가 완료되면 벨브에 의해 현상액 공급이 차단되는 방식으로 이루어지고 있다. 따라서, 현상액 공급이 차단되더라도 일부는 노즐(16)의 끝 부분 즉, 분사구(16a)쪽에 맺혀있다가 떨어지는 현상이 발생하게 된다. 이때 떨어지는 현상액(20)은 진공 배기관(18)을 이용하여 자동 제거할 수 있도록 설비 자체가 설계되어져 있기는 하나, 현상 공정이 연속적으로 진행될 경우에는 노즐 분사구(16a)쪽에 누적되어 있다가 떨어지는 현상액 잔존물(20) 중의 일부가 배기관(18)이 아닌 현상 공정이 완료된 웨이퍼(w) 상으로 떨어지는 문제가 발생된다.As mentioned above, the developing process is generally carried out by mounting the wafer w on the spinner chuck 12 and simultaneously scanning the nozzle 16 to spray the developer onto the wafer w. This is done in such a way that the developer supply is blocked. Therefore, even if the developer supply is cut off, a part of the nozzle 16 is formed at the end of the nozzle 16, that is, the injection hole 16a, and then falls. At this time, although the developer itself is designed to automatically remove the falling developer 20 using the vacuum exhaust pipe 18, when the developing process proceeds continuously, the developer remains accumulated and accumulated on the nozzle injection port 16a side. A problem occurs that some of the parts 20 fall on the wafer w on which the developing process is completed, instead of the exhaust pipe 18.
이러한 문제가 발생될 경우, 웨이퍼(w) 상으로 떨어진 현상액 잔존물로 인해 웨이퍼가 오염되는 결과가 초래될 뿐 아니라 이 상태에서 상기 웨이퍼를 베이크(bake) 시키게 되면 이것이 웨이퍼 상에서 완전히 굳어져 세정이 불가능한 상태가 되어 웨이퍼 손실이 유발될 수밖에 없으므로, 이에 대한 개선책이 시급하게 요구되고 있다.When such a problem occurs, not only does the contamination of the wafers fall on the wafer w, but also the wafer is contaminated, and when the wafer is baked in this state, it is completely hardened on the wafer and cannot be cleaned. Inevitably, wafer loss is inevitably caused, and an improvement for this is urgently required.
이에 본 발명의 목적은, 노즐의 분사구가 스캔 방향과 반대쪽에 놓여지도록 노즐 시스템의 구조를 변경시켜 주므로써, 연속적인 현상 공정 진행시 노즐 분사구쪽에 누적된 현상액 잔존물 중의 일부가 낙하되더라도 웨이퍼 바깥쪽으로 떨어지도록 하여, 낙하된 상기 잔존물로 인해 웨이퍼가 오염되거나 손상되는 것을 막을 수 있도록 한 현상장비용 노즐 시스템을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to change the structure of the nozzle system so that the nozzle injection port is located opposite to the scanning direction, so that a part of the developer residue accumulated on the nozzle injection port during the continuous development process falls out of the wafer. The present invention provides a nozzle system for developing equipment which can prevent the wafer from being contaminated or damaged by the dropped residues.
도 1은 종래의 현상장비용 노즐 시스템 구조를 도시한 평면도,1 is a plan view showing a conventional nozzle system structure for developing equipment;
도 2는 도 1의 Ⅰ 부분을 확대 도시한 단면도,FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of part I of FIG. 1;
도 3은 본 발명에 의한 현상장비용 노즐 시스템 구조를 도시한 평면도,3 is a plan view showing a nozzle system structure for a developing apparatus according to the present invention;
도 4는 도 2의 Ⅱ 부분을 확대 도시한 단면도이다.4 is an enlarged cross-sectional view of part II of FIG. 2.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 중공홀이 구비된 원통 형상의 어퍼 컵과; 상기 어퍼 컵 내의 상기 중공홀에 놓여지며, 웨이퍼가 탑재되는 스피너 척과; 상기 어퍼 컵보다 높은 위치에 놓여지도록 상기 어퍼 컵의 일측 외곽부에 배치되며, 스캔 노즐이 놓여질 홈 위치가 지정되어 있는 홈 블록과; 상기 홈 블랙 내의 상기 홈 위치에 놓여지며, 분사구가 스캔 방향과 반대쪽에 위치하도록 배치되고, 그 하단부에는 진공 배기관이 설치되어 있는 구조의 노즐로 이루어진 현상장비용 노즐 시스템이 제공된다.In order to achieve the above object, in the present invention, a cylindrical upper cup provided with a hollow hole; A spinner chuck placed in the hollow hole in the upper cup and on which a wafer is mounted; A groove block disposed at an outer side of the upper cup to be positioned at a position higher than the upper cup, and having a groove position in which a scan nozzle is to be placed; There is provided a nozzle system for developing equipment, which is disposed at the groove position in the groove black, and is disposed such that the injection hole is located opposite to the scanning direction, and at the lower end thereof, the nozzle having a structure in which a vacuum exhaust pipe is installed.
상기 구조를 가지도록 현상장비용 노즐 시스템을 설계할 경우, 분사구쪽에 누적된 현상액 잔존물이 낙하되는 위치를 웨이퍼 바깥쪽으로 옮긴것과 동일한 효과를 얻을 수 있게 되므로, 현상액 잔존물의 낙하로 인해 웨이퍼가 오염되는 것을 막을 수 있게 된다.When the nozzle system for developing equipment is designed to have the above structure, the same effect as moving the position where the developer residue accumulated on the ejection drops falls to the outside of the wafer can be obtained. You can stop it.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
본 발명은 노즐의 분사구(16a)가 스캔방향(d로 표시된 화살표)과 반대쪽에 놓여지도록 노즐 시스템을 구성해 주어, 연속적인 현상 공정이 진행되더라도 웨이퍼의 오염 발생이나 혹은 웨이퍼 손실 등과 같은 형태의 불량 발생이 야기되는 것을 막을 수 있도록 하는데 주안점을 둔 기술로서, 이를 도 3 및 도 4에 제시된 도면을 참조하여 살펴보면 다음과 같다. 여기서, 도 3은 본 발명에서 제시된 스캔 노즐 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 평면도를 나타내고, 도 4는 도 3의 Ⅱ 부분을 확대 도시한 단면도를 나타낸다.The present invention configures the nozzle system so that the nozzle opening 16a of the nozzle is placed opposite to the scanning direction (arrow indicated by d), so that defects in the form of wafer contamination or wafer loss may occur even if the continuous development process is performed. As a technique focused on preventing the occurrence of occurrence, this will be described with reference to the drawings shown in FIGS. 3 and 4. 3 is a plan view schematically showing the structure of the scan nozzle system presented in the present invention, and FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of part II of FIG.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에서 제시된 노즐 시스템은 중공홀이 구비된 원통 형상의 어퍼 컵(10) 내부에는 웨이퍼(w)가 탑재되어질 스피너 척(12)이 놓여져 있고, 상기 어퍼 컵(10)의 일측 외곽부에는 스캔 노즐(16)이 놓여질 홈 위치(a)가 지정되어 있는 홈 블록(14)이 배치되어 있으며, 상기 홈 위치(a)에는 분사구(16a)가 스캔 방향(d)과 반대쪽에 위치하도록 놓여지고, 그 하단부에는 진공 배기관(18)이 설치되어 있는 구조의 스캔 노즐(16)이 로봇 암(arm)에 의해 고정된 상태로 탑재되어 있는 구조를 가지도록 구성되어 있음을 알 수 있다. 도 3에서 참조부호 b로 표시된 부분은 웨이퍼가 놓여질 위치를 나타낸다.3 and 4, in the nozzle system proposed in the present invention, a spinner chuck 12 on which a wafer w is to be mounted is placed inside a cylindrical upper cup 10 having a hollow hole. A groove block 14 in which a groove position a on which the scan nozzle 16 is to be placed is designated is disposed at one outer portion of the side 10, and the injection hole 16a is located in the scan direction d in the groove position a. ) Is positioned so as to be positioned opposite to the side of the head), and has a structure in which a scan nozzle 16 having a structure in which a vacuum exhaust pipe 18 is installed is mounted in a fixed state by a robot arm. It can be seen. In FIG. 3, the portion indicated by reference numeral b indicates the position where the wafer is to be placed.
이 경우 역시, 상기 중공홀은 웨이퍼(w)의 직경보다 큰 사이즈를 가지도록 형성되고, 웨이퍼(w)가 놓여지는 스핀 척(12)보다는 어퍼 컵(10)이 그리고 어퍼 컵(10)보다는 홈 블록(14)이 더 높은 위치에 놓여지도록 배치된다.In this case, too, the hollow hole is formed to have a size larger than the diameter of the wafer w, the upper cup 10 rather than the spin chuck 12 on which the wafer w is placed, and the groove than the upper cup 10. The block 14 is arranged to be placed at a higher position.
따라서, 상기 구조의 노즐 시스템을 이용해서는 다음의 제 4 단계를 거쳐 현상 공정이 진행된다. 기본적인 공정 단계 자체는 종래와 유사하게 진행되므로 중복되는 부분에 대해서는 가급적 언급을 피한다.Therefore, using the nozzle system of the above structure, the developing process proceeds through the following fourth step. The basic process steps themselves proceed in a similar way to the prior art, so avoid mention of overlapping parts wherever possible.
제 1 단계로서, 홈 위치(a)에 노즐(16)이 놓여진 상태에서, 웨이퍼(w)가 스피너 척(12) 위에 탑재되어져 웨이퍼(w)의 회전이 발생되면 어퍼 컵(10)이 연직 상방향으로 일정량 업(up) 이동된다.As a first step, when the nozzle 16 is placed in the home position a, the wafer w is mounted on the spinner chuck 12 so that the rotation of the wafer w is generated. It is moved up a certain amount in the direction.
제 2 단계로서, 홈 위치(a)에 탑재되어 있는 노즐(16)을 로봇 암을 이용하여 스캔 시작점(c)까지 수평 이동시킨 뒤, 이 지점(c)에서 노즐(16)을 연직 하방향으로 일정량 다운(down)시킨다. 이때, 상기 노즐(16)은 도 3에서 알 수 있듯이 분사구(16a)가 스캔 시작점(c)인 웨이퍼(w) 에지부에 얼라인된 상태에서 연직 하방향으로 다운되므로, 노즐(16)과 어퍼 컵(10)이 부딪힐 가능성이 없어 어퍼 컵(10)에 별도의 노즐 홈을 만들 필요가 없게 된다.As a second step, the nozzle 16 mounted at the home position a is horizontally moved to the scan start point c using the robot arm, and then the nozzle 16 is moved vertically downward at this point c. A certain amount of down. In this case, as shown in FIG. 3, since the nozzle 16a is aligned in the vertical downward direction in the state where the injection hole 16a is aligned with the edge of the wafer w which is the scan start point c, the nozzle 16 and upper There is no possibility that the cup 10 will collide and there is no need to make a separate nozzle groove in the upper cup 10.
제 3 단계로서, 스캔 시작점(c)으로부터 스캔 방향(웨이퍼(w)의 에지부에서 센터부쪽으로 수평 이동되는 방향)(d)을 향해 노즐(16)을 이동시키면서 웨이퍼(w)상으로 현상액을 스프레이 방식으로 분사한다. 이 과정에서, 노광된 감광막이 제거된다.As a third step, the developer is moved onto the wafer w while moving the nozzle 16 from the scan start point c toward the scan direction (direction horizontally moved from the edge of the wafer w to the center) d. Spray by spray method. In this process, the exposed photosensitive film is removed.
제 4 단계로서, 현상액 분사가 완료되면 노즐(16)은 스캔 시작점(c) 위치로 되돌아와 웨이퍼(w)의 회전이 멈출때까지 이 위치에 대기하게 되고, 웨이퍼(w)의 회전이 멈추면 어퍼 컵(10)이 다시 원 위치로 다운됨과 동시에 노즐(16)은 다시 원 위치로 업 이동되어져 홈의 위치(a)로 되돌아 가게 된다.As a fourth step, when the developer solution injection is completed, the nozzle 16 returns to the scan start point (c) and waits at this position until the rotation of the wafer w stops, and when the rotation of the wafer w stops As the upper cup 10 is down again to the original position, the nozzle 16 is moved up again to the original position and returned to the position (a) of the groove.
상기 구조를 가지도록 노즐 시스템을 설계할 경우, 연속적인 현상 공정으로 인해 노즐 분사구(16a)쪽에 누적된 현상액 잔존물(20) 중의 일부가 낙하되더라도 상기 잔존물(20)이 웨이퍼(w)의 전면이 아닌 그 바깥으로 떨어지게 되므로, 낙하된 상기 현상액 잔존물(20)로 인해 웨이퍼(w)가 오염되거나 혹은 손실되는 것을 막을 수 있게 된다.When the nozzle system is designed to have the above structure, even if some of the developer residue 20 accumulated on the nozzle ejection hole 16a drops due to the continuous development process, the residue 20 is not the entire surface of the wafer w. Since it falls outside, it is possible to prevent the wafer w from being contaminated or lost due to the falling developer residue 20.
또한, 이 경우에는 어퍼 컵(10)의 내측에 노즐 홈이 형성되어 있지 않으므로, 웨이퍼 회전시 노즐 홈이 형성되어 있는 경우에 비해 현상액 성분의 외부로의 누출을 최대한 막을 수 있게 된다.In this case, since the nozzle groove is not formed inside the upper cup 10, the leakage of the developer component to the outside can be prevented as much as possible when the nozzle groove is formed during the wafer rotation.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 노즐의 분사구가 스캔방향(d로 표시된 화살표)과 반대쪽에 위치하도록 노즐 시스템을 설계해 주므로써, 연속적인 현상 공정으로 인해 노즐 분사구쪽에 누적된 현상액 잔존물의 일부가 낙하되더라도 상기 잔존물이 웨이퍼(w)의 전면이 아닌 그 바깥쪽으로 떨어지게 되므로 웨이퍼의 오염 불량 발생과 웨이퍼 손실 발생을 막을 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, the nozzle system is designed such that the nozzle injection hole is located opposite to the scanning direction (arrow indicated by d), and thus, a part of the developer residue accumulated on the nozzle injection hole due to the continuous developing process is provided. Even if it falls, the residue falls off the front side of the wafer, not the front surface of the wafer, thereby preventing contamination of the wafer and occurrence of wafer loss.
Claims (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Withdrawal due to no request for examination |