KR20000073429A - 백 사이드 린스 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체장치 제조를 위한 SOG 공정에서 사용하는 백 사이드 린스 장치에 관한 것으로서, 웨이퍼를 얹고 회전하는 회전 척과 상기 웨이퍼에 린스액을 공급하는 린스액 분사 노즐을 구비하여 이루어지는 백 사이드 린스 장치에 있어서, 상기 노즐이 상기 웨이퍼의 뒷면 측단에 위치하면서 웨이퍼 뒷면의 주변부에 수직방향으로 린스액을 분사하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 종래에 비해 소량의 린스액만을 사용하면서도 린스액 공급의 문제 없이 백 사이드 린스를 할 수 있으므로 공정의 확실성을 높이고 린스액 소요비용을 줄일 수 있게 된다.

Description

백 사이드 린스 장치 {Backside rinse method for SOG process}

본 발명은 반도체장치 제조에서 공정중 사용하는 린스장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는 SOG(Spin on Glass) 공정에서 사용하는 백사이드 린스 장치에 관한 것이다.

반도체장치의 제조과정에서는 반도체장치에 필요한 소자를 형성하고 회로 배선을 형성하기 위하여 여러 가지 물질로 막을 형성하고 패턴닝하는 작업을 하게 된다. 이들 여러 가지 물질막 가운데서 가장 기본적이며 빈번하게 형성되고 사용되는 것으로 절연막을 들 수 있다.

반도체장치에서 절연의 기능을 하는 절연막은 웨이퍼에서 셀간의 분리를 위한 아이소레이션막이나 층간 절연을 위한 층간 절연막 등으로 사용되는데 그 주요 재질로 실리콘 산화물을 많이 사용하고 있다. 산화막을 형성하는 방법으로는 크게 웨이퍼 기판의 실리콘 등 기존의 실리콘막을 산화시키는 방법과 실리콘과 산소를 포함하는 소오스 가스를 CVD 공정챔버에 투입시키고 이들 가스가 고온의 공정 챔버 내에서 반응하여 생성된 산화 실리콘이 웨이퍼에 적층되도록 하는 방법을 들 수 있다.

반도체장치 제조과정에서 웨이퍼상에 형성되는 실리콘 산화막들은 또한 그것이 유래된 소오스 가스의 종류 및 생성시의 촉매나 존재 가스, 에너지 공급방법, 온도환경 등에 따라서도 특성이 크게 영향을 받게 된다. 따라서 반도체장치의 제조공정에서는 이들 형성막의 특성을 잘 고려하여 반도체장치 생산 설계에 반영함으로써 반도체장치의 제조 수율과 품질을 높이고 비용을 절감하도록 노력하고 있다.

여러 가지의 반도체장치 제조에 사용되는 실리콘 산화막 가운데 SOG(Spin on Glass)가 있다. 이 막은 앞서 언급한 기존 실리콘막의 산화나 CVD 방법에 의한 산화막 형성방법에 의하지 않고 막 성분 물질을 액상으로 만들고 포토레지스트의 스핀 코팅 방법과 같은 방법을 이용하여 웨이퍼상에 도포한 다음, Curing이라는 마무리 공정을 통해 형성하는 방법을 사용한다.

SOG에는 다시 유기 SOG와 무기 SOG가 있으며 서로 특성이 다르므로 특성에 맞게 형성하여 사용하게 된다. 이러한 SOG는 스핀 코팅이라는 비교적 간단한 방법을 이용하여 어느 정도의 두꺼운 막도 간단하게 형성할 수 있고 비용도 적게 들기 때문에 많이 사용된다. 단 이 막은 열에 비교적 약하므로 소자의 구성막으로보다는 평탄화 과정에서 사용되는 평탄화막으로 그리고 대부분이 공정중에 제거되는 희생막으로 많이 사용된다.

유기 SOG나 무기 SOG도 동일하게 스핀 코팅의 방법으로 웨이퍼에 도포하는 방법을 사용하는데 이 과정에서 액상의 SOG가 스피너의 회전에 의한 원심력으로 웨이퍼 주변으로 퍼진후 웨이퍼 사이드에 묻게되는 문제가 발생한다. 사이드에 부착된 SOG 성분은 이후 공정에서 파티클원이 되므로 웨이퍼 코팅 직후에 이들을 제거하는 공정을 진행하게 된다. 이들 제거에 흔히 사용되는 것이 사이드 부분에 묻은 SOG를 린스액을 뿌려 제거하는 린스공정이다.

린스공정은 포토레지스트의 도포에서도 사용되는데 포토레지스트 도포에서는 주로 사이드 린스 방법을 사용한다. 이 방법에서는 포토레지스트가 도포된 웨이퍼의 상측단에서 노즐을 통해 린스액이 분사되면서 웨이퍼 주변부에 도포된 포토레지스트를 일정한 간격만큼 씻어내어 제거하는 방법을 사용한다. 이에 비해 SOG의 도포 공정에서는 SOG 도포 후 회전하는 웨이퍼의 뒷면에 노즐을 통해 세정액을 분사하는 백 사이드 린스 방법을 사용한다. 이 방법에서는 웨이퍼 뒷면에 닿은 린스액이 회전하는 웨이퍼에서 원심력을 받아 웨이퍼 측단으로 옮겨지고 이 부분에서 이탈되기 전까지 잠시 동안 부착된 상태로 측단에 있는 SOG를 제거하게 된다.

도1은 종래의 SOG 백 사이드 린스 공정을 진행하는 상태를 나타내는 측단면도 이며 도2는 백 사이드 린스가 이루어지는 스피너 장비 스탠더드 컵 주요부의 위치를 나타내는 평면도이며 도3은 백 사이드 린스 노즐의 구조를 나타내는 측단면도 이다.

이러한 종래의 백 사이드 린스 공정은 노즐(10)이 웨이퍼(14)와 스피너 척(12)의 하측단에 있고 회전하는 웨이퍼의 뒷면 주변부로 린스액(16)을 일정한 경사각으로 도1과 같이 분사하는 형태를 취하고 있다. 그런데 장시간 설비를 운용하게 되는 경우 린스액을 공급하는 린스 라인에 기포가 형성되어 필터부분에 공기가 차서 린스액이 정상적으로 흐르지 않게 되고 린스액을 분사시키는 힘이 작아져 린스액(18)이 웨이퍼 뒷면에 닿지 않고 그대로 아래로 떨어지는 현상이 발생한다.

이러한 경우 웨이퍼에 린스액이 공급되지 않으므로 웨이퍼 측벽부분의 SOG 물질을 적절히 제거하지 못하게 되는 문제가 있게 된다.

본 발명은 백 사이드 린스 과정에서 린스액 공급 라인에 기포가 차서 린스액이 적당한 힘을 받아 분사되지 못하고 린스 역할을 충분히 하지 못하는 문제를 해결할 수 있는 백 사이드 린스 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1 내지 도3은 종래기술에 따른 백 사이드 린스 장치를 나타낸 것으로 도1은 SOG 백 사이드 린스 공정을 진행하는 상태를 나타내는 측단면도 이다.

도2는 백 사이드 린스가 이루어지는 스피너 장비 스텐더드 컵(Standard cup)주요부의 위치를 나타내는 평면도이다.

도3은 스피너 장비에서 린스액 공급 라인의 분사 노즐이 설치되는 백 사이드 린스 노즐의 구조를 나타내는 측단면도 이다.

도4 내지 도5는 본 발명에 따른 백 사이드 린스 장치를 나타낸 것으로 도4는 백 사이드 린스 노즐을 나타내는 측단면도 이다.

도5는 도4와 같은 백사이드 린스 노즐을 사용하는 스탠더드 컵을 채택하는 등의 방법으로 린스액이 웨이퍼 뒷면 측부에 분수와 같이 수직으로 분사되는 상태를 나타내는 측단면도이다.

※ 도면 주요부분에 대한 부호의 설명

10: 노즐 12: 스피너 척

14: 웨이퍼 16,18,22: 린스액

20: 통공

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 백 사이드 린스 장치는 웨이퍼를 얹고 회전하는 회전 척과 상기 웨이퍼에 린스액을 공급하는 린스액 분사 노즐을 구비하여 이루어지는 백 사이드 린스 장치에 있어서, 상기 노즐이 상기 웨이퍼의 뒷면 측단에 위치하면서 웨이퍼 뒷면의 주변부에 수직방향으로 린스액을 분사하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

이하 도면을 참조하면서 본 발명의 백 사이드 린스 장치를 좀 더 살펴보기로 한다.

도4는 스피너 장비에서 린스액 공급라인의 분사 노즐이 설치되는 백 사이드 린스 노즐을 나타낸 것이다. 점선으로 표시된 통공(20)이 백 사이드 린스에서 린스액을 공급하는 라인이 삽입되어 그 말단부가 노즐의 역할을 한다. 종래에는 단부가 수평에서 일정 각도인 경사를 형성하도록 되어 있으나 본 발명에 따르게 되면 스탠더드 컵의 통공(20)이 수직으로 형성되어 린스액 공급라인이 삽입되면 린스액은 수직으로 분사되게 된다.

도5는 본 발명에 따라 도4와 같은 백 사이드 린스 노즐을 사용하는 스탠더드 컵을 채택하는 등의 방법으로 린스액이 웨이퍼 뒷면 측부에 분수와 같이 수직으로 분사되는 형태를 나타내는 도면이다. 분사된 린스액(22)은 웨이퍼 뒷면에 닿아서 주변부로 퍼지면서 분사력에 의해 잠시 웨이퍼면과 부착되는 형태를 이룬다. 그리고 웨이퍼는 회전하고 있으므로 웨이퍼에 부착된 동안에 원심력의 작용을 받으면서 웨이퍼 측단으로 더욱 퍼져나간다. 측단으로 퍼져나간 린스액은 종래와 마찬가지로 원심력과 중력에 의해 이탈될 때까지 웨이퍼 측단에 묻어있는 SOG를 세정하여 제거하는 작용을 하게 된다.

본 발명과 같이 노즐이 수직으로 형성되는 경우에는 노즐이 수평에 가깝게 형성되는 경우에 비해 노즐 단부에서 웨이퍼 뒷면까지의 거리가 짧아지게 되므로 린스 라인에 기포가 생겨서 분사력이 떨어지는 경우에도 웨이퍼에 닿게 되는 린스액이 상대적으로 많아지므로 보다 적은 양으로도 웨이퍼 백 사이드 린스를 진행할 수 있게 되며, 린스액이 웨이퍼에 공급되지 못하여 웨이퍼 측면 SOG가 제거되지 못하는 문제의 발생이 줄어들게 된다.

본 발명에 따르면 종래에 비해 소량의 린스액만을 사용하면서도 린스 라인에 기포 발생으로 인한 린스액 공급의 문제 없이 백 사이드 린스를 할 수 있으므로 SOG막 형성 공정에서 공정의 확실성을 높이고 린스액 소요비용을 줄일 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 주로 설명하였으나 본 발명 기술사상의 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (1)

1. 웨이퍼를 얹고 회전하는 회전 척과 상기 웨이퍼에 린스액을 공급하는 린스액 분사 노즐을 구비하여 이루어지는 백 사이드 린스 장치에 있어서,

   상기 노즐이 상기 웨이퍼의 뒷면 측단에 위치하면서 웨이퍼 뒷면의 주변부에 수직방향으로 린스액을 분사하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 백 사이드 린스 장치.