KR20020019676A - 메쉬형태의 노즐을 구비한 레지스트 현상장치 - Google Patents

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Abstract

메쉬형태의 노즐이 장착된 레지스트 현상장치가 개시되어 있다. 이 장치는, 포토마스크 기판을 회전가능한 상태로 안착시키기 위하여 회전가능한 상태로 설치된 척과 상기 척의 상부에 설치되어 포토마스크의 전면을 향하여 현상액을 분무할 수 있도록 설치된 메쉬형태의 노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

메쉬형태의 노즐을 구비한 레지스트 현상장치{Resist developer having mesh type nozzle}
본 발명은 레지스트 현상장치에 관한 것으로, 특히 현상액을 분사하는 방식의 레지스트 현상장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치의 각종 패턴은 포토리소그래피 (photolithography) 기술에 의하여 형성된다는 것은 널리 알려져 있다. 상기 포토리소그래피 기술에 의하면, 반도체 웨이퍼상의 절연막이나 도전막 등 패턴을 형성하여야 할 막 위에 X선이나 레이저, 자외선 등과 같은 광선의 조사에 의해 용해도가 변화하는 감광막을 형성하고, 이 감광막의 소정 부위를 포토마스크를 이용하여 노광시킨 후, 현상액에 대하여 용해도가 큰 부분을 제거하여 감광막 패턴을 형성하고, 상기 패턴을 형성하여야 할 막의 노출된 부분을 에칭에 의해 제거하여 콘택홀, 배선 등과 같은 각종패턴을 형성한다.
여기서 상기한 포토마스크의 제작은 다음과 같은 순서로 진행된다.
석영기판 상에 포토마스크의 재료물질인 크롬층을 형성한 후, 그 상부에 전자빔레지스트막을 형성한다. 상기 레지스트막을 전자빔에 의하여 노광(exposure)및 현상(develop)하여 레지스트 패턴을 형성한다. 이어서, 현상시 사용된 상기 화학 물질을 세정하여 제거한다. 다음에, 상기 레지스트 패턴에 따라 상기 크롬층을 식각하고, 상기 레지스트 패턴을 제거하여 크롬층 패턴이 형성된 포토마스크를 완성한다. 상기 포토마스크가 완성된 후, 상기 포토마스크에 형성된 패턴의 불량을 검사하기 위하여 포토마스크 내의 칩들 간의 비교 검사 (Die to Die Inspection), 포토마스크들 간의 비교 검사 (Mask to Mask Inspection), 포토마스크 패턴 데이터 베이스와 포토마스크 간의 비교 검사(DB Inspection) 등과 같은 검사를 거친 후 이온 또는 레이저에 의하여 불량을 제거하는 공정을 거친다.
그런데, 반도체소자 제조기술이 점점 고집적화됨에 따라 디자인 룰이 계속 감소하면서 상기한 바와 같은 포토마스크의 제작이 더욱 어려워지고 있다. 즉, 반도체 소자의 고집적화로 인하여 리소그래피 기술이 한계 해상도에 도달되면서 웨이퍼 상의 선폭(CD: Critical Dimension)의 변화율이 포토마스크 상의 선폭의 변화율보다 더욱 큰 비율로 변화하고 있다.
이러한 포토마스크상의 선폭의 미세화와 함께 선폭의 균일성은 특히 현상작업에 의해 많이 좌우된다. 포토마스크상의 전자빔 레지스트의 현상공정을 도 1을 참조로 하여 이하에 설명하기로 한다.
도 1은 종래의 스프레이 노즐이 장착된 현상장치의 개략도이다.
스프레이 노즐이 장착된 현상장치내에는 테프론으로 형성된 척(chuck)(100)이 회전가능하게 설치된다. 척(100)은 포토마스크(110)를 상부에 안착한 상태에서 회전하면서 현상되게 된다.
척(100)의 상부에는 현상액을 분무하기 위한 스프레이 노즐(130)이 설치된다. 상기의 스프레이 노즐(130)은 노즐의 중심부에 위치한 내관(130a)에서는 현상액을 공급하고, 노즐의 외관(130b)에서는 공기를 공급함으로써 현상액이 포토마스크위에 원뿔모양(120a)으로 분무되도록 하여 포토마스크 표면에서는 원심력에 의해 현상액이 균일하게 도포되도록 하는 방식이다. 이러한 현상방식은 작은 알갱이 형태의 현상액이 원심력에 의해 포토마스크의 중심부에서 주변부로 퍼져 나감으로써 포토마스크 표면전체에 퍼져 나간다(120b 참조). 그런데, 이러한 스프레이 방식에 의하면 노즐(130) 바로 아래의 포토마스크의 중심부보다 포토마스크 중심에서 약간 떨어진 포토마스크 주변부에서 현상액이 더 많아진다. 한편, 포토마스크의 표면온도가 현상액의 온도보다 낮을 때에는 현상액이 많아질 수록 포토마스크의 표면온도가 상승한다. 포토마스크의 표면온도가 상승하면 레지스트의 분해속도가 빨라져 선폭(linewidth)이 커지게 된다. 그러므로 스프레이 방식을 사용하면 포토마스크의 중심부보다 현상액이 많은 주변부의 온도상승이 빨라져 선폭이 커질 것으로 예상된다. 또한, 포토마스크의 최외곽은 원심력에 의해 현상액이 빠져 나가는 부분이므로 현상액의 양이 적어지게 되므로 반대로 선폭이 작아지게 된다. 이러한 현상액의 불균일한 분포는 선폭 균일성(CD uniformity)을 저하시킨다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 포토마스크에 현상액을 균일하게 분사함으로써 선폭을 균일하게 유지할 수 있는 레지스트 현상장치를 제공하고자 하는 것이다.
도 1은 종래의 스프레이 노즐의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 레지스트 현상장치의 개략도이다.
도 3은 메쉬(mesh)형태의 노즐(nozzle)를 나타내는 저면도이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 레지스트 현상장치는, 포토마스크 기판을 회전가능한 상태로 안착시키기 위하여 회전가능한 상태로 설치된 척과 상기 척의 상부에 설치되어 포토마스크 전면을 향하여 현상액을 분무할 수 있도록 다수의 분무구가 메쉬형태로 형성된 노즐을 포함한다.
또한 상기 메쉬형태의 노즐의 각 분무구의 폭은 1 ~ 2㎜으로 하고, 상기 메쉬형태의 노즐과 포토마스크 사이의 간격이 5 ~ 10㎜으로 하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 레지스트 현상장치의 개략도이다.
도 2를 참조하면, 현상장치(200)내의 저면 상에 척(100)을 회전가능한 상태로 설치한다.
상기 척(100)의 상부에는 소정거리 이격된 상태로 노즐 지지부(220)에 의해 부착된 메쉬형태의 노즐(210)이 설치된다. 상기의 지지부에 의해 부착된 메쉬형태의 노즐(210)은 현상장치(200)의 측벽의 소정의 위치에 부착되어 포토마스크 (110)를 향하여 현상액을 분무할 수 있도록 설치된다. 분무는 각 메쉬를 통하여 현상액이 샤워링(showering)하는 형태(240)로 이루어 진다.
메쉬형태의 노즐에는 분무될 현상액의 온도를 일정하게 유지하면서 공급되는 항온조(230)가 연결된다.
본 발명에 의한 현상액 분무방식은 포토마스크(110)를 회전시키면서 현상액을 메쉬형태의 노즐(210)로부터 포토마스크를 향하여 직하방으로 분무하므로 스핀 스트레이트(Spin straight)법이라고 명명하기로 한다.
도 3은 메쉬형태의 노즐(210)에 대한 저면도이다.
도 3을 참조하면, 스핀 스트레이트법에 의한 현상장치에 있어서 노즐(210)은 하나로 이루어지며, 상기 노즐에는 현상액 분무구가 메쉬(mesh)형태로 배열되어 있다. 각 분무구의(211)의 폭은 1 ~ 2㎜가 바람직하다. 분무구의 폭이 1㎜보다 작으면 현상액이 원활하게 분무되지 않으며, 분무구의 폭이 2㎜보다 크면 현상액의 낭비와 더불어 많은 양의 현상액이 한꺼번에 분무가 되어 중력에 의한 레지스트의 손상을 초래할 가능성이 있다.
또한, 본 발명에 적용되는 노즐(210)은 포토마스크(110)에 비해 폭이 약간 커서 포토마스크에 현상액이 충분히 분무되는 정도이면 가능하며 그 형태는 원형이나 다각형 등으로 다양하게 할 수 있다. 또한, 분무구의 형태도 원형이나 다각형 등으로 다양하게 할 수 있다.
본 발명에 의한 노즐(210)과 포토마스크(110)사이의 간격은 5 ~ 10㎜이 바람직하다. 상기 간격이 5㎜보다 작으면 현상액이 포토마스크에 균일하게 분무되지 않고, 10㎜보다 크면 중력에 의한 충격이 레지스트에 전달되므로 이는 레지스트의 손상을 초래할 수 있다.
상기한 바와 같은 레지스트 현상장치(200)의 현상공정은 다음과 같이 진행된다.
먼저, 노광작업이 완료된 포토마스크(110)를 레지스트 현상장치(200)내의 척(100)의 바닥(202)에 안착시킨다.
척(100)을 회전시키면, 척(110)의 바닥(202)에 안착된 포토마스크(110)도 동시에 회전하게 된다.
이 포토마스크(110)의 회전과 함께 메쉬형태의 노즐(210)을 통하여 현상액을 분무하면서 현상작업을 진행한다. 이 때, 메쉬형태의 노즐(210)로부터 분무된 현상액은 포토마스크(110)의 전면(全面)을 향하여 직하방으로 분무된다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 당업자의 수준에서 그 변형 및 개량이 가능하다.
상술한 본 발명에 의한 레지스트 현상장치에 의하면, 포토마스크에 현상액이 균일하게 분무되므로 포토마스크 전체에 걸쳐 균일하게 현상이 이루어지게 되어, 포토마스크 선폭을 균일하게 할 수 있다.

Claims (4)

  1. 표면에 소정 패턴대로 노광된 레지스트가 도포된 포토마스크 기판을 안착시키고, 회전가능한 상태로 설치된 척; 및
    상기 척의 상부에 설치되어 상기 레지스트를 향하여 현상액을 분무할 수 있도록 다수의 분무구가 메쉬형태로 형성된 노즐을 포함하여, 상기 포토마스크 기판을 회전시키면서 상기 노즐로부터 현상액을 직하방으로 분무하는 것을 특징으로 하는 레지스트 현상장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 노즐의 각 분무구의 폭이 1 내지 2㎜인 것을 특징으로 하는 레지스트 현상장치
  3. 제1항에 있어서, 상기 메쉬형태의 노즐과 레지스트 사이의 간격이 5 내지 10㎜인 것을 특징으로 하는 레지스트 현상장치
  4. 제1항에 있어서, 상기 노즐의 전체 폭이 상기 포토마스크 기판의 폭보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 레지스트 현상장치
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US11127946B2 (en) 2016-11-30 2021-09-21 Samsung Sdi Co., Ltd. Negative electrode for rechargeable battery and rechargeable battery including the same

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