KR20010017724A - 포토 레지스트 점도 조절 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼에 포토 레지스트를 도포시키는 장치에 있어서, 상기 포토 레지스트가 저장된 포토 레지스트 리저버와; 상기 포토 레지스트 리저버의 포토 레지스트가 웨이퍼 상에 배출되는 제1배출 호스와; 공급된 열에 의해 내부를 가열하는 열 이동로로 둘러싸인 점도 조절 탱크와; 상기 포토 레지스트 리저버와 점도 조절 탱크 사이를 연결하는 연결 호스와; 상기 점도 조절 탱크의 내부와 도통하도록 상면에 설치되어 포토 레지스트의 증발된 솔벤트가 배출되는 솔벤트 배출 호스와; 상기 점도 조절 탱크를 통과한 포토 레지스트가 웨이퍼 상에 배출되는 제2배출 호스와; 상기 열 이동로로 열을 공급하는 열원을 포함함을 특징으로 하는 포토 레지스트 점도 조절 장치를 제공한다.

Description

포토 레지스트 점도 조절 장치{CONTROL DEVICE FOR VISCOSITY OF PHOTO RESIST}

본 발명은 반도체 제조에 관한 것으로서, 특히 사진 공정에 있어 웨이퍼에 도포되는 포토 레지스터의 점도를 조절하기 위한 장치에 관한 것이다.

DRAM(Dynamic Random Access Memory), SRAM(Static Random Access Memory) 등 여러 종류의 반도체를 제조하는 공정은 제조 회사 및 공법에 따라 차이가 있긴 하지만, 크게 웨이퍼 제조 공정, 회로설계 공정, 마스크 제조 공정, 사진 공정, 조립 공정 및 검사 공정 등의 순서로 이루어진다.

그 중에서도 상기 사진 공정은 산화막이 형성된 웨이퍼 상에 마스크(Mask)나 레티클(Reticle)의 패턴(Pattern)을 형성하는 공정으로서, 상기 웨이퍼를 식각(Etch)이나 이온 주입(Ion implantation)이 될 부분과 그렇지 않을 부분으로 구분시켜 주는 공정이다.

도 1은 일반적인 사진 공정을 나타낸 흐름도이며, 도 2는 산화막이 형성된 웨이퍼 위에 포토 레지스트가 도포된 모습을 나타낸 단면도이고, 도 3은 종래의 포토 레지스트 도포 장치를 나타낸 구성도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 일반적인 사진 공정을 설명하면 다음과 같다. 일반적인 사진 공정은 포토 레지스트 도포 과정(200), 노광 과정(210), 현상 과정(220) 및 검사 과정(230) 순으로 진행된다.

상기 포토 레지스트 도포 과정(200)은 산화막(64)이 형성된 웨이퍼(62)를 스핀 코팅기(50) 위에 얹고, 고속으로 회전시킨 상태에서 상기 웨이퍼(62) 상면에 포토 레지스트(70)를 떨어뜨려 원하는 두께의 포토 레지스트막(66)을 도포하는 과정이다. 상기 포토 레지스트(70)는 자외선과의 접촉 유무에 따라 상태가 변하는 점액성 액체로서, 자외선과 접촉한 부분은 중합체를 형성한다. 상기 포토 레지스트막(66)이 도포된 웨이퍼(62)는 소프트 베이킹(Soft baking) 처리를 한다.

상기 포토 레지스트 도포 과정(200)은 도 3에 도시된 바와 같은 포토 레지스트 도포 장치에 의해 이루어진다. 상기 포토 레지스트 도포 장치는, 포토 레지스트(70)가 저장된 포토 레지스트 리저버(10), 상기 포토 레지스트 리저버(10)에서 이동된 포토 레지스트(70)가 일시 저장되는 버퍼 탱크(20), 상기 포토 레지스트(70)에 포함된 불순물을 제거하는 필터(30) 및 상기 포트 레지스트 리저버(10)와 버퍼 탱크(20) 및 버퍼 탱크(20)와 필터(30)간을 연결하는 연결 호스(40) 그리고 상기 필터(30)를 통과한 포토 레지스트(70)를 스핀 코팅기(50)에 안착된 웨이퍼(60) 상면에 공급하는 배출 호스(42)로 구성된다.

상기 노광 과정(210)은 포토 레지스트(70)가 코팅된 웨이퍼(62) 위에 마스크 또는 레티클을 위치시킨 후 자외선을 조사함으로써, 상기 웨이퍼 상에 마스크 또는 레티클의 패턴을 형성하는 과정이다.

상기 현상 과정(220)은 웨이퍼를 현상액과 반응시켜 웨이퍼에 도포된 포토 레지스트 부분 중에서 자외선과 접촉하여 중합체를 형성한 부분을 제거하는 과정이다.

상기 검사 과정(230)은 웨이퍼 상에 형성한 패턴이 정상적으로 잘 형성되었는지, 웨이퍼 표면에 디펙트(defect)나 스폿(spot)이 형성되지는 않았는가 등을 현미경 등을 통해 관찰하는 과정이다.

한편, 상기 웨이퍼(62)에 도포되는 포토 레지스트막(66)의 두께(t)는 포토 레지스트(70)의 점도와 스핀 코팅기(50)의 분당 회전수(Revolutions Per Minute, RPM)에 의해 결정된다. 이때, 상기 스핀 코팅기(50)의 분당 회전수는 허용 한계값이 정해져 있으므로, 포토 레지스트막(66)의 두께(t)를 조절하기 위해서는 포토 레지스트(70)의 점도를 조절해야 한다.

종래의 포토 레지스트 도포 장치는 포토 레지스트의 점도를 조절할 수 있는 수단을 구비하고 있지 않으므로, 상기 포토 레지스트의 두께에 변화를 주기 위해서는 상이한 점도를 갖는 포토 레지스트를 교체하여 사용하는 수 밖에 없었다.

그러나, 이와 같이 다른 점도를 가진 포토 레지스트로 교체할 경우에는 공정 관리 및 모니터링 데이터의 변화에 따라 추가 비용이 발생하는 등 공정상의 어려움이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 점도가 다른 포토 레지스트로 교환하지 않고도 웨이퍼 상에 도포되는 포토 레지스트의 두께를 조절할 수 있는 포토 레지스트 점도 조절 장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 웨이퍼에 포토 레지스트를 도포시키는 장치에 있어서, 상기 포토 레지스트가 저장된 포토 레지스트 리저버와; 상기 포토 레지스트 리저버의 포토 레지스트가 웨이퍼 상에 배출되는 제1배출 호스와; 공급된 열에 의해 내부를 가열하는 열 이동로로 둘러싸인 점도 조절 탱크와; 상기 포토 레지스트 리저버와 점도 조절 탱크 사이를 연결하는 연결 호스와; 상기 점도 조절 탱크의 내부와 도통하도록 상면에 설치되어 포토 레지스트의 증발된 솔벤트가 배출되는 솔벤트 배출 호스와; 상기 점도 조절 탱크를 통과한 포토 레지스트가 웨이퍼 상에 배출되는 제2배출 호스와; 상기 열 이동로로 열을 공급하는 열원을 포함함을 특징으로 하는 포토 레지스트 점도 조절 장치를 제공한다.

도 1은 일반적인 사진 공정을 나타낸 흐름도,

도 2는 산화막이 형성된 웨이퍼 위에 포토 레지스트가 도포된 모습을 나타낸 단면도,

도 3은 종래의 포토 레지스트 도포 장치를 나타낸 구성도,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포토 레지스트 점도 조절 장치를 나타낸 구성도,

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 점도 조절 탱크를 나타낸 구성도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 포토 레지스트 리저버 20 : 제1버퍼 탱크

30 : 제1필터 100 : 점도 조절 탱크

110 : 제2필터 120 : 냉각기

140 : 열원

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포토 레지스트 점도 조절 장치를 나타낸 구성도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 점도 조절 탱크를 나타낸 내부 구성도이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포토 레지스트 점도 조절 장치는 포토 레지스트 리저버(10), 제1버퍼 탱크(20), 제1필터(30), 점도 조절 탱크(100), 제2필터(110), 냉각기(120) 및 열원(140)을 포함하여 구성한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포토레지스트 점도 조절 장치는 상기 제1버퍼 탱크(20)와 제1필터(30) 사이를 연결하는 제1중간 호스(40), 상기 포토 레지스트 리저버(10) 내의 포토 레지스트(70)를 웨이퍼(62) 표면에 최종적으로 배출시키는 제1배출 호스(42), 상기 포토 레지스트 리저버(10)와 점도 조절 탱크(100) 사이를 연결하는 연결 호스(160), 상기 점도 조절 탱크(100)와 제2필터 사이를 연결하는 제2중간 호스(130), 상기 점도 조절 탱크(100)를 통과한 포토 레지스트를 웨이퍼(62) 표면에 최종적으로 배출시키는 제2배출 호스(132) 및 상기 열원(140)과 점도 조절 탱크(100) 사이를 연결하는 열원 호스(150)를 구비한다.

상기 포토 레지스트 리저버(10)는 웨이퍼 표면에 도포시킬 포토 레지스트를 저장한다. 상기 포토 레지스트는 전술한 바와 같이 자외선과의 접촉한 부분은 중합체를 형성하는 점액성 액체로서, 반도체 제조에 있어 사진 공정에 이용된다.

상기 제1버퍼 탱크(20)는 포토 레지스트 리저버에서 이동된 포토 레지스트를 중간 저장한다. 상기 제1버퍼 탱크(20)는 포토 레지스트 리저버(10)와 제1배출 호스(42) 사이에 설치된다.

상기 제1필터(30)는 제1버퍼 탱크(20)를 통과한 포토 레지스트 내의 불순물을 걸러낸다. 상기 제1필터(30)는 제1버퍼 탱크(20)와 제1배출 호스(42) 사이에 설치된다.

상기 점도 조절 탱크(100)는 포토 레지스트의 솔벤트를 증발시켜 포토 레지스트의 점도를 조절한다. 상기 점도 조절 탱크(100)는 연결 호스(160)를 통해 공급된 포토 레지스트를 일시 저장하는 탱크 하우징(102)과, 상기 탱크 하우징(102)의 내부를 가열하는 열 이동로(104)와, 상기 탱크 하우징(102) 바닥의 샤프트(108)에 장착된 스크류(106)로 이루어진다. 상기 탱크 하우징(102)의 상면 일측에는 포토 레지스트의 증발된 솔벤트가 배출되는 솔벤트 배출 호스(170)가 연결되고, 상면 타측에는 제2중간 호스(130)의 일단이 연결된다. 상기 탱크 하우징(102)의 하면 일측은 연결 호스(160)의 일단과 연결되고, 하면 타측은 열원 호스(150)의 일단과 연결된다. 상기 점도 조절 탱크(100)의 열 이동로(104)는 열선 코일 혹은 워터 자켓으로 구성할 수 있다.

상기 제2필터(110)는 점도 조절 탱크(100)를 통과한 포토 레지스트 내의 불순물을 걸러낸다. 상기 제2필터(110)는 점도 조절 탱크(100)와 냉각기(120) 사이에 설치된다.

상기 냉각기(120)는 점도 조절 탱크(100)를 통과하면서 온도가 상승된 포토 레지스트의 온도를 다시 낮추는 역할을 한다. 상기 냉각기(120)는 제2필터(110)와 제2배출 호스(132) 사이에 설치된다.

상기 열원(140)은 점도 조절 탱크(100) 내의 열 이동로(104)로 열을 공급한다. 상기 열원(140)은 열 이동로(104)의 실시예에 따라 달리 구성할 수 있다. 상기 열 이동로(104)를 열선 코일로 구성한 경우 상기 열원(140)은 열선 코일로 전압을 공급하는 전압 공급 수단으로 구성하고, 상기 열 이동로(104)를 워터 자켓으로 구성한 경우 상기 열원(140)은 워터 자켓 내로 온수를 공급하는 히팅 펌프로 구성할 수 있다.

한편, 도 4 및 도 5를 참조하여 포토 레지스트 리저버에 저장되어 있던 포토 레지스트가 웨이퍼 표면에 도포되기 까지의 포토 레지스트의 이동 과정을, 제1버퍼 탱크를 통과하는 제1경로와 점도 조절 탱크를 통과하는 제2경로로 나누어 살펴보기로 한다.

먼저, 상기 제1경로는 포토 레지스트 리저버(10) -〉 제1버퍼 탱크(20) -〉 제1필터 (30)-〉 웨이퍼(62)로 진행되며, 포토 레지스트 리저버에 저장되어 있던 포토 레지스트의 점도가 그대로 유지된 채로 웨이퍼에 도포되는 경우이다.

상기 제1경로는 종래와 마찬가지로 점도 조절없이 제1버퍼 탱크(20) 및 제1필터(30)를 거친 포토 레지스트가 제1배출 호스(42)를 통해 웨이퍼(62) 표면에 도포되는 과정이다.

다음으로, 상기 제2경로는 포토 레지스트 리저버(10) -〉 점도 조절 탱크(100) -〉 제2필터(110) -〉 냉각기(120) -〉 웨이퍼(62)로 진행되며, 포토 레지스트 리저버(10)에 저장되어 있던 포토 레지스트가 점도 조절 탱크(100)를 통과하면서 점도가 변화된 상태로 웨이퍼(62)에 도포되는 경우이다.

상기 연결 호스(160)를 통해 포토 레지스트 리저버(10)로부터 점도 조절 탱크(100)로 이송된 포토 레지스트는 점도 조절 탱크(100) 내에서 가열된다. 즉, 상기 포토 레지스트는 점도 조절 탱크(100) 내에서 스크류(106)의 회전에 의해 혼합됨과 동시에 열 이동로(104)로부터 제공된 열에 의해 가열된다. 이로 인해 포토 레지스트의 솔벤트가 증발되기 시작하며, 상기 포토 레지스트는 시간이 경과할수록 점도가 높아진다. 이때, 증발되는 솔벤트는 솔벤트 배출 호스(170)를 통해 외부로 배출되고, 잔존한 포토 레지스트는 제2중간 호스(130)를 통해 제2필터(110) 쪽으로 이송된다.

이어, 상기 제2필터(110)를 통과하면서 불순물이 걸러진 포토 레지스트는 냉각기(120)를 통과하면서 적정 온도로 냉각되고, 제2배출 호스(132)를 통해 배출되어 웨이퍼(62) 표면에 도포된다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 포토 레지스트 점도 조절 장치는 제1경로를 통해 본래의 점도를 유지한 채로 포토 레지스트를 웨이퍼에 도포시킬 수도 있고, 제2경로를 통해 점도를 높인 상태에서 포토 레지스트를 웨이퍼에 도포시킬 수도 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 포토 레지스트 점도 조절 장치는 하나의 포토 레지스트로부터 둘 이상의 상이한 점도를 가진 포토 레지스트를 제공할 수 있어, 포토 레지스트의 교체없이도 웨이퍼에 도포되는 포토 레지스트막의 두께를 원하는 두께로 형성시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 웨이퍼에 포토 레지스트를 도포시키는 장치에 있어서,

   상기 포토 레지스트가 저장된 포토 레지스트 리저버와;

   상기 포토 레지스트 리저버의 포토 레지스트가 웨이퍼 상에 배출되는 제1배출 호스와;

   공급된 열에 의해 내부를 가열하는 열 이동로로 둘러싸인 점도 조절 탱크와;

   상기 포토 레지스트 리저버와 점도 조절 탱크 사이를 연결하는 연결 호스와;

   상기 점도 조절 탱크의 내부와 도통하도록 상면에 설치되어 포토 레지스트의 증발된 솔벤트가 배출되는 솔벤트 배출 호스와;

   상기 점도 조절 탱크를 통과한 포토 레지스트가 웨이퍼 상에 배출되는 제2배출 호스와;

   상기 열 이동로로 열을 공급하는 열원을 포함함을 특징으로 하는 포토 레지스트 점도 조절 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 열 이동로는 열선 코일임을 특징으로 하는 포토 레지스트 점도 조절 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 열 이동로는 물이 이동할 수 있는 워터 자켓임을 특징으로 하는 포토 레지스트 점도 조절 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 포토 레지스트 리저버와 제1배출 호스 사이에는 포토 레지스트 리저버에서 이동된 포토 레지스트가 중간 저장되는 제1버퍼 탱크를 추가로 설치함을 특징으로 하는 포토 레지스트 점도 조절 장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 제1버퍼 탱크와 제1배출 호스 사이에는 포토 레지스트 내의 불순물을 걸러내는 제1필터를 추가로 설치함을 특징으로 하는 포토 레지스트 점도 조절 장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 점도 조절 탱크와 제2배출 호스 사이에는 포토 레지스트 내의 불순물을 걸러내는 제2필터를 추가로 설치함을 특징으로 하는 포토 레지스트 점도 조절 장치.
7. 제 6항에 있어서, 상기 제2필터와 제2배출 호스 사이에는 포토 레지스트의 온도를 낮추기 위한 냉각기를 추가로 설치함을 특징으로 하는 포토 레지스트 점도 조절 장치.
8. 제 1항에 있어서, 상기 점도 조절 탱크 내부에는 포토 레지스트를 혼합하기 위한 스크류를 추가로 설치함을 특징으로 하는 포토 레지스트 점도 조절 장치.