KR20020020130A - 스핀 코터 및 이를 이용한 웨이퍼 에지 포토레지스트 제거방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용매를 공급하는 용매공급배관에 웨이퍼와 대향되도록 웨이퍼의 에지가 삽입될 수 있는 절개홈이 형성되고, 이 절개홈의 내벽에는 웨이퍼 감지가 가능한 웨이퍼 감지센서가 설치되어, 웨이퍼와 절개홈이 소정 간격을 유지하게 하면서, 회전하는 웨이퍼에 용매를 공급하여 용매가 웨이퍼의 에지 외 액티브 영역으로 튀는 것을 방지할 뿐만 아니라 종래 제거가 어려웠던 웨이퍼의 플랫존에 형성된 포토레지스트 박막까지 제거 가능한 스핀 코터 및 이를 이용한 웨이퍼 에지 포토레지스트 제거 방법에 관한 것이다.

Description

스핀 코터 및 이를 이용한 웨이퍼 에지 포토레지스트 제거 방법{Spin coater thereof, and method for removing photo-resist on wafer edge}

본 발명은 스핀 코터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼에 용매를 공급하는 용매공급배관에 절개홈을 형성하고, 이 절개홈에 웨이퍼의 에지가 삽입되도록 하여, 회전하는 웨이퍼를 따라 전후로 움직이면서 웨이퍼의 에지 및 플랫존에 용매가 공급되도록 함으로써, 웨이퍼의 에지 및 플랫존에 형성된 포토레지스트 박막을 제거하는 스핀 코터에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 앞서 설명한 스핀 코터에 의하여 용매가 웨이퍼의 에지 외 액티브 영역으로 튀지 않도록 함은 물론, 웨이퍼의 플랫존에 형성된 포토레지스트박막까지 제거하는 웨이퍼 에지 포토레지스트 제거 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 하나의 반도체 소자를 제작하기 위해서는 순수 실리콘 웨이퍼의 상면에 일정 회로 패턴을 갖는 반도체 박막을 복층으로 적층하는 과정을 반복해야만 한다.

이와 같이 형성된 반도체 소자를 제조하기 위해서는 웨이퍼의 상면에 포토레지스트를 도포하고, 현상하는 등 기타 후속 박막 공정을 필요로 하게 된다.

이들 공정 중 포토레지스트 도포는 주로 스핀 코터에 의하여 수행된다.

스핀 코터는 웨이퍼에 원심력을 준 상태에서, 액상의 포토레지스트를 웨이퍼의 중심에 공급함으로 웨이퍼에 포토레지스트 박막을 형성시키는 장치이다.

이를 구현하기 위한 스핀 코터는 웨이퍼를 진공 흡착하여 고정하는 웨이퍼 척과, 웨이퍼 척에 고정된 웨이퍼를 회전시키는 구동장치와, 회전하는 웨이퍼에 포토레지스트를 공급하는 노즐을 포함하는 포토레지스트 공급장치와, 회전하는 웨이퍼에 포토레지스트를 공급할 때 웨이퍼로부터 원심 분리된 포토레지스트에 의한 설비 오염을 방지하는 포토레지스트 비산 방지 커버와, 웨이퍼의 에지에 형성된 포토레지스트 박막을 제거하기 위한 용매를 공급하는 포토레지스트 제거장치로 구성된다.

특히, 이와 같이 구성된 스핀 코터는 웨이퍼의 에지에 형성된 포토레지스트 박막을 제거할 때, 앞서 설명한 포토레지스트 제거장치의 노즐이 웨이퍼의 에지를 향하게 하고, 회전하는 웨이퍼에 용매가 공급되도록 하여 웨이퍼 에지에 형성된 포토레지스트 박막을 제거한다.

그러나, 종래 스핀 코터는, 도 1에 도시된 바와 같이, 회전하는 웨이퍼(1)의 에지(2)에 용매(미도시)를 공급할 경우, 웨이퍼(1)의 에지(2)에 형성된 포토레지스트 박막(3) 제거는 가능하지만, 각진 웨이퍼(1)의 플랫존(4)에 형성된 포토레지스트 박막(3)은 제거되지 않는 문제점이 있다.

또한, 용매에 의하여 웨이퍼(1)의 에지(2)에 형성된 포토레지스트 박막(3)을 제거하는 과정에서 웨이퍼(1)의 액티브 영역(5)에 용매가 튀어 액티브 영역(5)에 형성된 포토레지스트 박막(3)이 제거되어 웨이퍼(1)의 포토레지스트 박막(3) 형성 불량 발생의 원인이 된다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 웨이퍼의 에지에 형성된 불필요한 포토레지스트 박막을 용매에 의해 제거할 때, 웨이퍼의 에지 뿐만 아니라 플랫존에 형성된 포토레지스트 박막까지 제거되도록 함은 물론, 용매가 웨이퍼의 액티브 영역으로 튐에 따라 부수적으로 발생하는 문제점까지도 방지함에 있다.

도 1은 종래 스핀 코터에 의해 웨이퍼의 에지에 형성된 포토레지스트 박막이 제거된 것을 도시한 웨이퍼 평면도.

도 2는 본 발명에 따른 스핀 코터의 구성을 도시한 구성도.

도 3는 본 발명에 따른 스핀 코터에 의해 웨이퍼의 에지 및 플랫존에 형성된 포토레지스트 박막이 제거된 것을 도시한 웨이퍼 평면도.

이와 같은 본 발명의 목적을 구현하기 위한 스핀 코터는 웨이퍼를 진공 흡착하여 고정하는 웨이퍼 척과, 웨이퍼 척과 연결되어 회전력을 전달하는 회전축과, 회전축을 구동하는 구동 장치와, 회전하는 웨이퍼에 포토레지스트를 공급하는 포토레지스트 공급장치와, 웨이퍼의 에지에 형성된 포토레지스트 박막을 제거하는 포토레지스트 제거장치와, 회전하는 웨이퍼에 포토레지스트를 공급할 때 원심력에 의하여 포토레지스트가 외측으로 비산하는 것을 커버하는 포토레지스트 비산 방지 커버로 구성됨에 있다.

또한, 이와 같은 본 발명의 목적을 이루기 위한 웨이퍼 에지 포토레지스트 제거 방법은 포토레지스트의 도포가 완료된 웨이퍼를 소정 속도로 회전시키는 단계와, 용매공급배관에 형성된 절개홈이 웨이퍼의 에지를 삽입시키는 위치로 이동되는 단계와, 웨이퍼의 원주면을 감지하여 웨이퍼와 절개홈이 소정 간격을 유지하며 용매공급배관이 웨이퍼에 용매를 적셔주어 웨이퍼의 에지 및 플랫존에 형성된 포토레지스트 박막을 제거하는 단계를 포함한다.

이하, 본 발명에 의한 스핀 코터의 구성을 첨부된 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 스핀 코터(100)는 전체적으로 보아 포토레지스트 비산 방지 커버(50), 웨이퍼 회전장치(30), 포토레지스트 공급장치(20), 포토레지스트 제거장치(40) 및 이들을 전반적으로 제어하는 중앙처리장치(미도시)로 구성된다.

포토레지스트 비산 방지 커버(50)는 전체적인 형상이 마치 보울 형상으로 밑면에는 후술될 웨이퍼 회전장치(30)가 결합되도록 소정 직경을 갖는 홀(55)과, 웨이퍼 회전장치(30)가 회전할 수 있도록 하는 베어링(52)이 형성되고, 베어링(52) 주변에는 웨이퍼 회전장치(30)에 흔들림이 발생하지 않도록 지지해주는 부싱(Busing; 53)이 형성된다.

이와 같은 구성을 갖는 포토레지스트 비산 방지 커버(50)에는 웨이퍼 회전장치(30)가 결합된다.

웨이퍼 회전장치(30)는 구체적으로 구동장치(37), 회전축(33), 웨이퍼 척(35)으로 구성된다.

보다 구체적으로 설명하면, 구동장치(37)는 약 3000-6000 r.p.m 정도의 회전이 가능한 모터로 구성됨이 바람직하다.

회전축(33)은 앞에서 설명한 포토레지스트 비산 방지 커버(50)의 밑면에 형성된 홀(55)을 관통하여, 일측 단부는 구동장치(37)와 결합되고, 타측 단부는 웨이퍼 척(35)과 결합되어, 구동장치(37)가 발생시키는 회전력을 웨이퍼 척(35)에 전달하는 역할을 한다.

이때, 회전축(33)의 직경은 포토레지스트 비산 방지 커버(50)에 형성된 홀(55) 및 부싱(53)에 삽입될 정도로 형성됨이 바람직하다.

또한, 웨이퍼 척(35)은 원판 형상으로, 포토레지스트 비산 방지 커버(50) 내에 위치하며, 선행 공정을 마치고 웨이퍼 이송장치(미도시)에 의해 이송되어 온 웨이퍼(10)를 진공으로 흡착하여 고정시키는 역할을 하고, 앞서 설명한 바와 같이 약 3000-6000r.p.m정도의 고속회전에서도 웨이퍼(10) 고정이 가능해야 함은 물론이다.

이와 같이 웨이퍼 척(35)에 고정되어 고속 회전하는 웨이퍼(10)에는 포토레지스트(12)가 공급되며, 포토레지스트(12)는 고속 회전에 따른 원심력에 의해서 웨이퍼(10) 상에 얇고 균일하게 도포된다.

이를 구현하기 위해서는 웨이퍼(10)의 중앙에 포토레지스트(12)를 공급하는 포토레지스트 공급장치(20)가 사용된다.

포토레지스트 공급장치(20)는 전체적으로 포토레지스트 공급유닛(23), 포토레지스트 공급배관(25), 포토레지스트 공급노즐(27)로 구성된다.

보다 구체적으로, 포토레지스트 공급유닛(23)은 액상의 포토레지스트(12)를 저장하여 공급하는 역할을 한다.

포토레지스트 공급배관(25)은 파이프 형상으로, 일측 단부는 포토레지스트 공급유닛(23)과 연통되고, 타측 단부는 포토레지스트 공급노즐(27)과 연통되어, 포토레지스트 공급유닛(23)으로부터 포토레지스트(12)를 공급받아 포토레지스트 공급노즐(27)로 전달해준다.

포토레지스트 공급노즐(27)은 앞서 설명한 바와 같이 공급된 포토레지스트(12)를 웨이퍼(10)에 드롭시키는 역할을 하며, 웨이퍼(10) 상에 포토레지스트(12)가 얇고 균일하게 도포되게 하여, 웨이퍼(10)의 전면적에 얇은 박막을 형성시킨다.

그러나, 실제 포토레지스트 박막(12)은 웨이퍼(10)의 액티브 영역(14)에만 필요로 하며, 웨이퍼(10)의 액티브 영역(14) 이외에 웨이퍼(10)의 에지(11) 및 플랫존(13)에 형성된 포토레지스트 박막(12)은 후속 공정에 전혀 필요하지 않으며, 오히려 후속 공정을 진행하면서 웨이퍼(10)에서 떨어져 나와 파티클로 작용하여 후속 공정 설비 및 타 웨이퍼(10)를 오염시키는 오염원으로 작용한다.

따라서, 포토레지스트 도포 공정이 끝나면, 후속 공정을 진행하기 전에 웨이퍼(10)의 에지(11) 및 플랫존(13)에 형성된 포토레지스트 박막(12)을 제거해야 하며, 이를 구현하기 위해서는 포토레지스트 제거장치(40)가 사용된다.

구체적으로, 포토레지스트 제거장치(40)는 용매공급유닛(43),용매공급배관(41), 웨이퍼 감지센서(47), 이송유닛(45)으로 구성된다.

보다 구체적으로 설명하면, 용매공급유닛(43)은 포토레지스트 박막(12)을 용해시킴으로써 제거가능한 용매(미도시)를 저장하여 공급하는 역할을 하며, 용매공급배관(41)으로 용매를 공급한다.

용매공급배관(41)은 용매공급유닛(43)으로부터 용매를 공급받아 웨이퍼(10)의 에지(11) 및 플랫존(13)에 형성된 포토레지스트 박막(12)을 제거할 수 있도록 웨이퍼(10)에 용매를 공급하는 역할을 하는 바, 용매가 웨이퍼(10)의 액티브 영역(14)으로 튀지 않도록 하기 위하여, 용매공급배관(41)에는 웨이퍼(10)와 대향되도록 절개홈(42)이 형성된다.

이때, 절개홈(42)은 대향되는 웨이퍼(10)의 에지(11)가 삽입될 정도의 깊이와 웨이퍼(10)가 회전함에 있어 영향을 주지 않는 최소한의 깊이로 구성됨이 바람직하다.

즉, 용매공급배관(41)에 이와 같은 절개홈(42)을 형성할 경우, 웨이퍼(10)에 용매를 공급할 때, 웨이퍼(10)의 액티브 영역(14)에 용매가 튀지 않도록 할 수 있는 것이다.

그러나, 이와 같이 용매공급배관(41)에 절개홈(42)을 형성하는 것만으로는 웨이퍼(10)의 플랫존(13)에 형성된 포토레지스트 박막(12)은 제거하지 못한다.

이는, 웨이퍼(10)는 완전한 원형으로만 되어 있지 않고, 웨이퍼(10) 중 일부는 소정 목적에 의해 플랫존(13)이 형성되기 때문이다.

즉, 절개홈(42)이 형성된 용매공급배관(41)은 고정되어 용매를 공급하고, 이절개홈(42)에 웨이퍼(10)의 에지(11)가 삽입되어 회전할 경우, 웨이퍼(10)의 에지(11)에 형성된 포토레지스트 박막(12)은 제거되지만, 웨이퍼(10)의 플랫존(13)에 형성된 포토레지스트 박막(12)은 제거되지 않는다.

따라서, 본 발명에서는 웨이퍼(10)의 플랫존(13)에 형성된 포토레지스트 박막(12)까지 제거하기 위하여, 웨이퍼(10)가 절개홈(42)에 삽입되어 회전할 때, 웨이퍼(10)의 플래존(13) 부분을 감지할 수 있도록 웨이퍼 감지센서(47)를 절개홈(42)의 내벽에 설치하고, 용매공급배관(41)이 이동 가능하도록 용매공급유닛(43)에는 이송유닛(45)이 설치된다.

이때, 웨이퍼 감지센서(47)는 회전하는 웨이퍼(10)의 원주면과의 거리를 감지할 수 있는 위치감지센서로 구성됨이 바람직하다.

이하, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 스핀 코터(100)가 웨이퍼(10)에 포토레지스트(12)를 도포하는 공정 및 웨이퍼(10)의 에지(11) 및 플랫존(13)에 형성된 포토레지스트 박막(12)을 제거하는 공정을 설명하면 다음과 같다.

선행 공정이 종료된 웨이퍼(10)는 웨이퍼 이송장치에 의해서 본 발명에 따른 스핀 코터(100)의 웨이퍼 척(35) 위에 로딩되고, 웨이퍼 척(35)은 진공으로 흡착하여 웨이퍼(10)를 고정한다.

웨이퍼(10)의 로딩이 끝나면, 구동장치(37)는 회전을 시작하고, 따라서, 회전축(33)과 함께 웨이퍼 척(35)과 웨이퍼(10)가 회전하기 시작한다.

이때, 웨이퍼(10)가 소정 r.p.m에 도달하면, 포토레지스트 공급노즐(27)에서는 포토레지스트(12)가 공급되고, 따라서, 회전에 의한 원심력에 의해서웨이퍼(10)의 전면적에는 포토레지스트(12)가 얇고 균일하게 도포된다.

이와 같이 웨이퍼(10)에 포토레지스트(12)의 도포가 완료되면, 용매공급배관(41)에 형성된 절개홈(42)이 웨이퍼(10)를 삽입시킬 수 있는 위치로 이동되고, 이동이 끝나면 용매공급유닛(43)은 용매공급배관(41) 및 절개홈(42)을 통하여 웨이퍼(10)의 에지(11) 및 플랫존(13)에 용매를 공급한다.

이때, 용매 공급에 의해 포토레지스트 박막(12)이 제거되고 있는 웨이퍼(10)에 원주면의 곡률이 변경될 경우, 즉, 절개홈(42)과 대향되는 면이 에지(11)에서 플랫존(13)으로 또는 플랫존(13)에서 에지(11)로 변경될 경우, 절개홈(42)에 설치된 웨이퍼 감지 센서(47)는 웨이퍼(10)의 원주면과의 거리를 감지하여 중앙처리장치에 소정 신호를 보낸다.

따라서 중앙처리장치는 이송유닛(45)을 제어하여 용매공급유닛(43) 및 용매공급배관(41)을 이동시킴으로써, 웨이퍼(10)의 원주면과 절개홈(42)은 일정한 간격을 유지하게 되고, 이에 따라 웨이퍼(10)의 에지(11) 및 플랫존(13)에 용매 공급이 가능하기 때문에, 웨이퍼(10)의 에지(11)뿐만 아니라 플랫존(13)에 형성된 포토레지스트 박막(12)까지 제거된다.

이상에서 설명한 바에 의하면, 웨이퍼의 에지에 형성된 포토레지스트 박막을 용매에 의해 제거할 때, 웨이퍼의 에지가 절개홈에 삽입되어, 웨이퍼와 절개홈이 소정 간격을 유지하면서 회전하는 웨이퍼에 용매를 적셔주기 때문에 용매가 웨이퍼의 액티브 영역으로 튀지 않을 뿐만 아니라 웨이퍼의 플랫존에 형성된 포토레지스트 박막까지 제거하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 웨이퍼의 에지 및 플랫존에 도포된 포토레지스트를 제거하기 위하여 용매를 공급하는 용매공급장치, 상기 용매공급장치로부터 상기 용매가 공급되는 용매공급배관, 상기 용매공급배관의 단부 중 일부를 절개하여 형성된 절개홈의 내부로 상기 웨이퍼가 이동되도록 하는 이송장치, 상기 웨이퍼의 에지 및 플랫존을 감지하는 위치감지수단을 포함하는 포토레지스트 제거장치에 의하여 웨이퍼의 에지 및 플랫존에 도포된 포토레지스트를 제거하는 방법에 있어서,

   상기 절개홈의 내부에 위치한 부분이 웨이퍼의 에지 및 플랫존 중 어느 부분인지를 상기 위치감지수단에 의하여 판별하는 단계와;

   판별 결과 상기 웨이퍼의 플랫존 부분일 경우, 상기 이송장치에 의하여 상기 플랫존 부분이 상기 절개홈 내부로 이동하도록 하는 단계와;

   상기 플랫존에 도포된 포토레지스트를 상기 용매에 의하여 제거하는 단계를 포함하는 웨이퍼 에지 포토레지스트 제거 방법.
2. 보울 형상으로 밑면에 홀이 형성된 포토레지스트 비산 방지 커버, 상기 포토레지스트 비산 방지 커버와 결합되며 웨이퍼를 회전시키는 웨이퍼 회전장치, 상기 포토레지스트 비산 방지 커버의 외부 일측에 위치하여 상기 웨이퍼에 포토레지스트를 공급하는 포토레지스트 공급장치를 포함하며;

   상기 포토레지스트 비산 방지 커버의 외부 타측에 위치하며, 용매를 저장하는 용매공급유닛과;

   일측면에 절개홈이 형성되며, 상기 용매공급유닛과 연통되어, 상기 용매공급유닛으로부터 상기 용매를 공급받아 상기 절개홈을 통해 상기 웨이퍼의 에지에 공급하는 용매공급배관과;

   상기 절개홈의 내벽에 설치된 웨이퍼 감지센서와;

   상기 용매공급유닛과 연결되어, 상기 용매공급유닛을 움직여주는 이동유닛으로 구성된 포토레지스트 제거장치를 포함하는 것을 특징으로 스핀 코터.
3. 제 2항에 있어서, 상기 웨이퍼 감지센서는

   상기 웨이퍼의 에지, 플랫존을 감지하여 소정 신호값을 발생하는 위치감지센서인 것을 특징으로 하는 스핀 코터.