KR20010027951A - 반도체 제조용 회전도포장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조용 회전도포장치에 관한 것으로써, 포토레지스트(PR ; Photo-Resist)를 도포하기 위해 웨이퍼를 스핀 척 상으로 로딩시키는 과정에서 일정 횟수의 웨이퍼 로딩이 진행되면 웨이퍼의 로딩위치를 자동적으로 정렬시키기 위해 웨이퍼를 이송시키는 웨이퍼 이송아암과, 웨이퍼 이송아암에서 로딩된 웨이퍼를 진공고정시키는 스핀 척과, 스핀 척 상에서 회전하는 웨이퍼에 도포액을 분사하는 노즐을 이송시키는 노즐 이송아암과, 노즐 이송아암의 소정부분에 설치되어 스핀 척 상의 웨이퍼 에지를 검출하는 에지 검출수단과, 에지 검출수단의 에지 검출값을 전달받으며 웨이퍼 이송아암과 스핀 척 및 노즐 이송아암의 구동을 제어하는 제어부와, 제어부에 설치되어 스핀 척의 웨이퍼 진공흡착 유무에 따라 웨이퍼 로딩횟수를 카운트하는 웨이퍼 카운터기를 포함하여 이루어져, 웨이퍼 카운터기가 일정 횟수 카운트되면 에지 검출수단이 로딩된 상기 웨이퍼의 제 1 에지 위치를 검출하고, 스핀 척이 웨이퍼를 소정 각도로 회전시키면 에지 검출수단이 회전된 웨이퍼의 제 2 에지 위치를 검출하여 제어부에서 제 1 및 제 2 에지 위치를 비교하여 웨이퍼 이송아암의 웨이퍼 로딩위치를 정렬시키도록 한다.

Description

반도체 제조용 회전도포장치{A spin coater}

본 발명은 반도체 제조용 회전도포장치에 관한 것으로써, 포토레지스트(PR ; Photo-Resist)를 도포하기 위해 웨이퍼를 고속으로 회전시키는 스핀 척에 이송된 웨이퍼가 놓여지는 위치불량을 방지하도록 웨이퍼의 로딩위치 정렬이 자동적으로 진행되는 반도체 제조용 회전도포장치이다.

일반적으로 웨이퍼 노광공정을 실시하기 전에 웨이퍼 표면에 감광제인 포토레지스트 막을 반도체 제조용 회전도포 장치 내에서 도포하게 된다. 이러한 반도체 제조용 회전도포장치를 제 1 도를 참조하여 설명한다.

종래의 반도체 제조용 회전도포장치는 웨이퍼 이송 아암(18)에 의해 로딩되는 웨이퍼(13)가 안착되는 스핀 척(10)이 있으며, 스핀 척(10)은 스핀모터(11)에 연결되어 웨이퍼(13)를 고속으로 회전시키며, 스핀 모터(11)는 제어부(17)에 의해 구동이 제어된다.

그리고, 스핀 척(10)에는 로딩된 웨이퍼(13)의 후면을 진공 흡착하여 고정시키는 진공수단(미도시)을 구비하며, 웨이퍼의 진공 흡착 여부를 판단하여 스핀 모터(11)의 구동을 제어하는 진공 감지신호를 제어부(17)에 전달하는 진공감지 센서(12)가 있다.

스핀 척(10)의 상측으로 소정거리 이격된 위치에 웨이퍼 상에 포토레지스트를 분사하는 분사노즐(15)이 노즐 이송 아암(16)에 의해 스핀 척(10) 상단으로 이송 가능케 설치된다.

또한, 분사 노즐(15)에서 포토레지스트가 스핀 척(10)에 의해 고속으로 회전되는 웨이퍼(13)에 분사되면서 원심력에 의해 배출되는 여분의 포토레지스트 용액을 외부로 배액시키도록 스핀 척(10) 주변에 캐치 컵(14)이 설치된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명인 반도체 제조용 회전도포 장치에 의해 포토레지스트 도포는 다음과 같다.

먼저, 웨이퍼(13)가 웨이퍼 이송 아암(18)에 의해 스핀 척(10)상으로 로딩되어 진공흡착되면 노즐 이송아암(16)이 이송되어 웨이퍼(13) 상단에 위치되고, 진공감지 센서(12)가 웨이퍼 흡착 여부를 판단하여 제어부(17)로 전달하면 제어부(17)는 스핀 모터(11)를 구동시켜 스핀 척(10)의 웨이퍼(13)를 고속으로 회전시킨다.

웨이퍼(13)가 고속회전되는 상태에서 분사노즐(15)로부터 포토레지스트가 분사되고, 원심력에 의해 분사된 포토레지스트 용액은 웨이퍼 중심에서 가장자리 방향으로 밀려나가면서 웨이퍼(13) 전표면에 도포된다.

이때, 웨이퍼(13) 전표면에 도포되고 남은 여분의 포토레지스트 용액은 웨이퍼의 가장자리에서 원심력에 의해 밀려나가지만 캐치 컵(14)에 의해 외부로 튕겨져 나가지 못하고, 모여져 배액된다.

웨이퍼(13)의 전표면에 포토레지스 막이 도포되면 진공이 해제되고, 웨이퍼 이송아암(18)에 의해 언로딩된다.

그리고, 이러한 종래의 반도체 제조용 회전도포장치는 웨이퍼 상에 포토레지스트를 도포하기 위해 웨이퍼 이송아암이 웨이퍼를 스핀 척 상으로 로딩 및 언로딩을 반복적으로 수행하게 되는데, 반복적인 로딩 및 언로딩 과정에서 웨이퍼 이송 아암의 이송위치가 틀어져 웨이퍼의 이송위치가 불안정하게 되면 포토레지스트 막의 불균일을 초래하여 회전도포 공정의 불량을 발생시키는 문제점이 있어 웨이퍼의 이송위치가 틀어진 경우 장치의 작동을 중단시킨 다음 위치 정렬용 웨이퍼를 통해 웨이퍼의 이송위치를 정렬하게 된다.

그러나, 종래의 이러한 웨이퍼 이송위치 정렬은 웨이퍼의 회전도포 불량이 발생한 이후에만 웨이퍼 이송위치가 틀어짐을 판단할 수 있으므로 회전도포 공정의 생산 수율을 저하시키게 된다.

이에 본 발명은 스핀 척 상으로 이송되는 웨이퍼의 이송위치를 측정하여 웨이퍼 이송위치에 따라 웨이퍼 이송 아암의 웨이퍼 이송위치를 자동적으로 보정할 수 있도록 하여 웨이퍼 회전도포 불량을 미연에 방지하도록 하는 반도체 제조용 회전도포장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

따라서, 본 발명인 반도체 제조용 회전도포장치는 상기 목적을 달성하고자, 웨이퍼를 이송시키는 웨이퍼 이송아암과, 웨이퍼 이송아암에서 로딩된 웨이퍼를 진공고정시키는 스핀 척과, 스핀 척 상에서 회전하는 웨이퍼에 도포액을 분사하는 노즐을 이송시키는 노즐 이송아암과, 노즐 이송아암의 소정부분에 설치되어 스핀 척 상의 웨이퍼 에지를 검출하는 에지 검출수단과, 에지 검출수단의 에지 검출값을 전달받으며 웨이퍼 이송아암과 스핀 척 및 노즐 이송아암의 구동을 제어하는 제어부와, 제어부에 설치되어 스핀 척의 웨이퍼 진공흡착 유무에 따라 웨이퍼 로딩횟수를 카운트하는 웨이퍼 카운터기를 포함하여 이루어져, 웨이퍼 카운터기가 일정 횟수 카운트되면 에지 검출수단이 로딩된 웨이퍼의 제 1 에지 위치를 검출하고, 스핀 척이 웨이퍼를 소정 각도로 회전시키면 에지 검출수단이 회전된 웨이퍼의 제 2 에지 위치를 검출하여 제어부에서 제 1 및 제 2 에지 위치를 비교시켜 웨이퍼 이송아암의 웨이퍼 로딩위치를 정렬시키도록 한다.

제 1 도는 종래의 반도체 제조용 회전도포장치를 설명하기 위한 도면.

제 2 도는 본 발명인 반도체 제조용 회전도포장치를 설명하기 위한 도면.

■ 도면의 주요부분에 대한 간략한 부호설명 ■

10 : 스핀 척 11 : 스핀모터

12 : 진공감지 센서 13 : 웨이퍼

14 : 캐치 컵(catch cup) 15 : 분사노즐

16 : 노즐 이송 아암 17 : 제어부

18 : 웨이퍼 이송 아암

100 : CCD 센서 101 : 웨이퍼 카운터(counter)

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 제조용 회전도포장치의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 반도체 제조용 회전도포장치는 제 2 도를 참조하면, 웨이퍼 이송 아암(18)에 의해 웨이퍼(13)가 이송되어 로딩되는 스핀 척(10)이 있으며, 스핀 척(10)은 제어부(17)에 의해 작동이 제어되는 스핀모터(11)에 의해 고속으로 회전된다.

또한, 스핀 척(10)에는 진공수단(미도시)을 구비하여 로딩된 웨이퍼(13)의 후면을 진공 흡착하여 고정시키며, 진공감지 센서(12)가 설치되어 웨이퍼의 진공 흡착 여부를 판단하여 감지신호를 제어부(17)에 전달하도록 한다.

그리고, 제어부(17)에는 진공감지 센서(12)에서 웨이퍼(13)의 진공 흡착유무를 센싱할 때마다 웨이퍼의 수를 카운트하는 웨이퍼 카운터기(101)가 설치된다.

스핀 척(10)의 상단으로 제어부(17)가 구동을 제어하는 노즐 이송아암(16)이 분사노즐(15)을 웨이퍼(13)상으로 이동시켜 포토레지스트를 분사하도록 한다.

여기서, 노즐 이송아암(16)은 하면 소정부분에 스핀 척(12)상의 웨이퍼(13) 에지 위치를 감지하기 위한 에지 검출수단으로 CCD 센서(100)가 부착되고, CCD 센서(100)는 에지 위치 감지값을 제어부(17)로 전달하도록 한다.

또한, 스핀 척(10)의 외측으로 캐치 컵(14)이 설치되어 분사 노즐(15)에서 분사된 포토레지스트가 원심력에 의해 도포되고 남은 여분의 포토레지스트가 외부로 튕겨져 나가는 것을 방지하며, 여분의 포토레지스트를 모아 외부로 배액시키도록 퍼(13)에 분사되면서 원심력에 의해 배출되는 여분의 포토레지스 용액을 외부로 배액시키도록 한다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 반도체 제조용 회전도포장치에서 웨이퍼의 로딩위치 정렬은 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 반도체 제조용 회전도포장치에 의한 웨이퍼의 도포는 종래의 회전도포장치에 의한 웨이퍼 도포와 동일하며, 회전도포 과정에서 스핀 척(10)이 웨이퍼를 진공흡착 할 때마다 웨이퍼 카운터기(101)는 진공감지 센서(12)의 센싱 유무에 따라 웨이퍼의 수를 카운트하도록 한다.

그리고, 제어부(17)에 미리 일정한 웨이퍼 카운트 횟수를 설정하여 설정된 카운트 횟수가 경과되면 자동적으로 웨이퍼 로딩 위치 정렬을 진행시키도록 한다.

이를 위해 웨이퍼(13)가 웨이퍼 이송아암(18)에 의해 이송되어 스핀 척(12)에 로딩되어 진공으로 고정되면, 제어부(17)는 노즐 이송아암(16)을 웨이퍼(13) 상측으로 이송시키면서 CCD 센서(100)가 웨이퍼의 제 1 에지 위치값을 측정한다.

여기서, 웨이퍼의 제 1 에지 위치값은 노즐 이송아암(16)의 이송 전 위치에서 이송 후 위치까지의 거리이다.

상기와 같은 상태에서 제어부(17)는 스핀 모터(11)를 구동시켜 스핀 척(10)을 180。 회전시킨 다음 CCD 센서(100)가 웨이퍼의 제 2 에지 위치값을 측정하도록 한다.

그리고, 제 1 및 제 2 에지 위치값을 제어부(17)에서 서로 비교하여 에지 위치 측정값들의 오차가 없으면 웨이퍼 이송아암(18)의 웨이퍼 로딩위치가 정상적인 것으로 판단하며, 오차가 발생되면 웨이퍼 이송아암(18)의 웨이퍼 로딩위치가 비정상적인 것으로 판단한다.

따라서, 발생된 오차만큼 제어부(17)는 웨이퍼 이송아암(18)의 이동거리를 보정하여 웨이퍼 로딩위치를 정렬한다.

웨이퍼 로딩위치의 정렬이 완료되면 노즐 이송아암(16)을 이송 전 위치로 재이동시키고, 웨이퍼 이송아암(18)은 로딩된 웨이퍼(13)를 로딩 전 위치로 재이동시킨다.

그리고, 다시 웨이퍼(13)를 180。 회전된 스핀 척(10)에 로딩시키고, 스핀 척(10)을 90。 더 회전시킨 상태에서 상기에서 전술한 웨이퍼 에지 측정 과정을 재수행하여 오차의 발생유무를 판단하여 웨이퍼 이송아암(18)의 웨이퍼 로딩위치를 정렬이 적절히 이루졌는지를 판단한다.

이와 같은 과정을 통해 웨이퍼 이송아암의 이동거리를 보정하여 웨이퍼 로딩위치의 정렬이 완료되면 웨이퍼의 회전도포 공정을 계속적으로 진행시킨다.

상기에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 제조용 회전도포장치는 일정한 수의 웨이퍼 도포 후 웨이퍼의 로딩위치 정렬이 자동적으로 진행되므로 웨이퍼 로딩위치 불량에 따른 웨이퍼 도포 불량을 억제시킬 수 있으며, 웨이퍼 로딩위치 정렬에 따른 시간적인 손실을 감소시킬 수 있어 효율적인 회전도포 공정이 진행될 수 있다.

Claims (2)

1. 반도체 제조용 회전도포장치에 있어서,

   웨이퍼를 이송시키는 웨이퍼 이송아암과;

   상기 웨이퍼 이송아암에서 로딩된 상기 웨이퍼를 진공고정시키는 스핀 척과;

   상기 스핀 척 상에서 회전하는 상기 웨이퍼에 도포액을 분사하는 노즐을 이송시키는 노즐 이송아암과;

   상기 노즐 이송아암의 소정부분에 설치되어 상기 스핀 척 상의 웨이퍼 에지를 검출하는 에지 검출수단과;

   상기 에지 검출수단의 에지 검출값을 전달받으며 상기 웨이퍼 이송아암과 스핀 척 및 노즐 이송아암의 구동을 제어하는 제어부와;

   상기 제어부에 설치되어 상기 스핀 척의 웨이퍼 진공흡착 유무에 따라 상기 웨이퍼 로딩횟수를 카운트하는 웨이퍼 카운터기를 포함하여 이루어져,

   상기 웨이퍼 카운터기가 일정 횟수 카운트되면 상기 에지 검출수단이 로딩된 상기 웨이퍼의 제 1 에지 위치를 검출하고, 상기 스핀 척이 상기 웨이퍼를 소정 각도로 회전시키면 상기 에지 검출수단이 상기 회전된 웨이퍼의 제 2 에지 위치를 검출하여 상기 제어부가 상기 제 1 및 제 2 에지 위치를 비교하여 상기 웨이퍼 이송아암의 웨이퍼 로딩위치를 정렬시키도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 회전도포장치.
2. 청구항 1 에 있어서,

   상기 에지 검출수단은 상기 노즐 이송아암의 하면에 설치된 CCD 센서인 것이 특징인 반도체 제조용 회전도포장치.