KR200288025Y1 - 반도체 현상장치 - Google Patents

Abstract

본 고안의 목적은 웨이퍼로 분사되는 순수의 흐름을 웨이퍼 상에서 난류화시킴으로서 웨이퍼 상에 잔존하는 파티클과 포토레지스트 찌꺼기를 모두 제거할 수 있도록 된 반도체 현상장치를 제공함에 있다.

이에 본 고안은 반도체 웨이퍼 현상장치에 있어서, 상기 현상장치의 순수 분사용 노즐이 장착되는 디스펜스 아암을 축회동가능한 구조로 하여 노즐이 웨이퍼 상부를 원호형태로 지나가면서 순수를 분사하는 것을 특징으로 하는 반도체 현상장치를 제공한다.

Description

반도체 현상장치{Device for Developing wafer}

본 고안은 반도체 현상공정에서 이용되는 현상장치에 관한 것으로, 특히 포토레지스트 찌꺼기와 파티클의 잔존율을 극소화시킬 수 있도록 된 반도체 현상장치에 관한 것이다.

일반적인 반도체 포토공정에서 현상공정은, 웨이퍼의 표면에 패턴을 형성시키기 위하여 레티클 또는 마스크에 의해 이미 선택적으로 노광된 웨이퍼를 소정의 현상액(Chemical)에 담가 그 기판의 일부를 용해시키는 공정이다.

상기한 현상공정은 디벨로퍼로 통칭되는 장비에서 수행되는 데, 상기 디벨로퍼는 도 1에 도시된 바와 같이 현상액 및 순수가 외부로 튀는 것을 막아주는 캐치컵(Catch Cup;100)과, 그 캐치컵의 중앙 바닥에 설치되어 웨이퍼를 흡착하여 세팅및 고정시키는 척 조립체와, 그 척 조립체에 안착된 웨이퍼에 현상액(Chemical) 및 순수(DIW)를 공급하기 위해 웨이퍼 상부로 수평하게 놓여지는 디스펜스 아암(110)과 디스펜스 아암(110) 선단에 설치되는 노즐(120), 상기 웨이퍼 척의 회전축에 설치되어 회전시키는 스핀모터 조립체(Spin Motor Assembly)를 포함하여 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 디벨로퍼는 다음과 같이 동작된다.

즉, 별도의 이송수단에 의해 한장의 웨이퍼가 웨이퍼 척의 상면에 안착되어 세팅되면, 그 웨이퍼 척의 진공부가 작동되어 웨이퍼를 흡착하게 되고, 그 웨이퍼가 웨이퍼 척에 흡착된 상태에서 스핀모터 조립체가 작동하여 웨이퍼를 회전시킴과 더불어 현상액을 웨이퍼의 가장자리에서 중앙으로 또는 중앙에서 가장자리로 공급을 하게 되며, 이후 디스펜스 노즐로부터 순수를 공급하여 현상이 끝난 웨이퍼를 씻어주게 되고, 이렇게 씻겨진 웨이퍼는 디스펜스 아암 및 디스펜스 노즐의 동작이 중지된 상태에서 스핀모터 조립체가 지속적으로 동작되는 중에 건조된다. 그리고 웨이퍼가 건조된 이후에는 스핀모터 조립체가 멈추고 캐치컵이 하강한 다음에 웨이퍼 척의 진공부가 오프되어 웨이퍼가 다음공정으로 이송된다.

여기서 노광된 포토레지스트는 현상공정에서 현상액과 반응하게 되고, 세정 단계에서 순수로 제거되는 데, 순수에 의한 세정 후에도 웨이퍼 상에 포토레지스트 찌꺼기나 파티클이 잔존하는 경우가 많이 발생되며 이러한 포토레지스트 찌꺼기나 파티클은 에칭시 블록에치(block etch)의 원인이 된다.

포토레지스트 찌꺼기나 파티클이 잔존하는 이유는 여러 가지로 해석될 숭 lT고, 여러 가지 원인이 복합되어 일어나는 데, 여러 원인 중 하나로서 웨이퍼 상에 순수의 흐름을 들 수 있다.

즉, 종래에는 순수 분사용 노즐이 고정식으로써 디스펜스 아암에 설치되어 웨이퍼 중앙에 위치하여 순수를 분사하는 구조로, 이와같이 웨이퍼에 대해 고정된 위치에서 순수가 분사되므로 웨이퍼 상에서는 순수의 흐름이 일정하게 된다.

따라서 이와같이 순수의 일정한 흐름에서는 순수 세정 후에도 웨이퍼 상에 레지스트 찌꺼기나 파티클이 잔존할 확률이 높게되는 것이다.

이에 본 고안은 상기와 같은 제반 요구사항에 부응하기 위하여 안출된 것으로, 웨이퍼로 분사되는 순수의 흐름을 웨이퍼 상에서 난류화시킴으로서 웨이퍼 상에 잔존하는 파티클과 포토레지스트 찌꺼기를 모두 제거할 수 있도록 된 반도체 현상장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 반도체 현상장치를 도시한 사시도,

도 2는 본 고안에 따른 반도체 현상장치를 도시한 개략적인 측면도,

도 3은 본 고안에 따른 반도체 현상장치의 사용상태를 도시한 개략적인 상태도이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 웨이퍼 현상장비인 디벨로퍼에 있어서, 순수 분사용 노즐이 장착되는 디스펜스 아암을 축회동가능한 구조로 하여 노즐이 웨이퍼 상부를 원호형태로 지나가면서 순수를 분사하는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 노즐은 웨이퍼의 정 중앙을 통과함이 바람직하다.

이에 따라 순수의 분출량을 증가시키지 않은 상태에서 웨이퍼 상의 물살을 난류화시킬 수 있게 된다.

이를 위해 본 고안은 현상액 및 순수가 외부로 튀는 것을 막아주는 캐치컵과, 그 캐치컵의 중앙 바닥에 설치되어 웨이퍼를 흡착하여 세팅 및 고정시키는 척 조립체와, 그 척 조립체에 안착된 웨이퍼에 현상액 및 순수를 공급하는 디스펜스 아암과 디스펜스 아암에 설치되는 노즐, 상기 웨이퍼 척의 회전축에 설치되어 회전시키는 스핀모터 조립체, 상기 디스펜스 아암을 회동시키기 위한 회동수단을 포함한다.

그리고 상기 회동수단은 디스펜스 아암의 외측 선단에 수직설치되는 회동축과, 회동축에 연결되어 회동축을 회동시키기 위한 구동모터를 포함한다.

여기서 본 고안은 상기 동력원으로 구동모터에 한정되지 않으며, 디스펜스 아암의 회동축을 돌릴 수 있는 모든 구조가 포함된다 할 것이다.

또한, 본 고안은 구동모터의 회전 상태를 검출하여 순수 분사용 노즐의 위치를 제어하기 위한 구동모터 회전상태 검출수단이 더욱 포함될 수 있다.

상기 검출수단은 구동모터의 회전축에 스프로켓휠과 밸트를 매개로 연결되는 엔코더와, 엔코더로부터 출력된 신호를 연산하여 구동모터를 제어하기 위한 컨트롤러를 포함한다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 반도체 현상장비를 도시한 개략적인 측면도이고, 도 3은 본 고안에 따른 반도체 현상장비의 사용상태를 도시한 개략적인 상태도이다.

상기한 도면에 의하면, 반도체 현상장치는 현상액이나 순수가 외부로 비산되는 것을 방지하기 위한 캐치컵(10)과, 그 캐치컵(10)의 중앙에 상하이동 및 회전이 가능하게 설치되고 상부에 웨이퍼(80)가 안착되는 척 조립체(도시되지 않음)와, 이 척 조립체에 안착된 웨이퍼(80)에 현상액 및 순수를 공급하도록 선단에 노즐(20)이 설치되어 상기 캐치컵(10) 상부에 수평으로 놓여지는 디스펜스 아암(30)을 포함한다.

여기서 본 고안은 상기한 구조의 현상장치에 있어서, 상기 디스펜스 아암(30) 외측 끝단에 연결설치되어 수직으로 놓여지는 회동축(40)과, 현장장치 바닥면에 수직설치되고 상기 회동축(40)에 연결되어 회동축(40)을 회동시키기 위한 구동모터(50), 현상장치 일측에 설치되는 엔코더(60), 엔코더(60)와 구동모터(50)의 각 회전축에 설치되는 스프로켓휠(61)과 각 스프로켓휠(61)을 연결하는 체인(62), 엔코더(60)의 출력신호를 연산하여 구동모터(50)의 출력을 제어하기 위한 컨트롤러(도시되지 않음)를 포함한다.

이에 따라 디스펜스 아암(30)은 구동모터(50)의 작동에 따라 회동축(40)을 중심으로 회동되어 그 선단에 설치된 노즐(20)을 웨이퍼(80) 상에서 원호형태로 이동시키게 되고, 웨이퍼(80)에 대한 순수의 분사위치는 노즐(20)의 이동에 따라 달라지면서 물살에 난류가 발생하게 되는 것이다. 따라서 복잡한 순수의 흐름에 의해 웨이퍼(80) 상에 잔존하는 포토레지스트 찌꺼기나 파티클이 모두 제거될 수 있는 것이다.

상기 노즐(20)의 이동범위는 웨이퍼(80)의 일측 에지로부터 내측 20mm지점에서 웨이퍼(80)의 정 중앙부를 거쳐 반대쪽 에지로부터 내측 20mm 지점까지로 함이바람직하다.

미설명된 도면부호 (70)은 구동모터(50)의 회전축과 회동축(40) 사이에 설치되어 회동축(40)으로 연결되는 디스펜스 아암(30)을 승하강시키기 위한 에어실린더로, 에어실린더의 승하강작동에 의해 디스펜스 아암(30)에 하향설치된 노즐(20)과 캐치컵(10)과의 간섭을 방지할 수 있게 된다.

이하 본 고안의 작용에 대해 도 3을 참조하여 설명한다.

현상과정이 종료되고 세정단계가 시작되면 대기 위치(위치3)에 있던 순수 분사용 노즐(20)은 에어실린더(70)의 신장작동에 의해 상승하게 된다.

상기 에어실린더(70)가 신장작동되면 에어실린더에 연결설치되어 있는 회동축(40)이 들어올려지고, 회동축(40)에 수평 설치된 디스펜스 아암(30)과 디스펜스 아암(30) 선단에 설치된 노즐(20)이 승강하게 되는 것이다.

이와같이 에어실린더(70)의 신장작동에 의해 노즐(20) 하단의 높이가 캐치컵(10)보다 높아져 상호 간섭이 배제되면 구동모터(50)의 작동에 따라 노즐(20)은 웨이퍼(80)상의 순수 분출시작위치(위치1)로 이동하게 된다.

즉, 컨트롤러의 제어작동에 따라 구동모터(50)가 작동되면 구동모터(50)의 회전축에 연결설치되어 있는 회동축(40)이 회동하게 되고 회동축(40)에 설치된 디스펜스 아암(30)이 회동축(40)을 축중심으로 하여 회동되어 디스펜스 아암(30)의 내측 선단에 설치되어 있는 노즐(20)을 대기위치에서 순수 분출 시작위치인 웨이퍼(80) 외주부쪽으로 이동시키게 되는 것이다.

이 상태에서 3초 동안 웨이퍼(80)는 500rpm의 저속으로 회전을 하고, 그 시간(3초)동안 현 위치에 정지해 있는 노즐(20)을 통해 순수가 웨이퍼(80) 상에 분사된다.

위와같이 3초 동안의 고정 분출 후에 순수 분사용 노즐(20)은 구동모터(50)의 작동에 따라 회동축(40)을 중심으로 이동하여 다음 위치(위치 2)로 옮겨지게 된다. 이때 노즐(20)로부터 순수는 계속 분사되는 상태이다.

이러한 노즐(20)의 이동은 위에서 언급한 바와 같이 구동모터(50)의 구동에 의해 가능하며, 이동하고자 하는 위치에 노즐(20)이 도착하게 되면 구동모터(50)의 회전량을 감지한 엔코더(60)의 신호를 인가받은 컨트롤러가 이를 연산하여 구동모터(50)의 출력을 제어하게 되고 따라서 정해진 위치에 정확히 노즐(20)을 정지시킬 수 있게 되는 것이다.

여기서 위치1에서 위치2로의 이동시간은 약 6초이며, 웨이퍼(80)의 회전속도는 약 2000rpm이다.

노즐(20)로부터 순수가 분사되면서 위치1에서 위치2로의 노즐(20) 이동이 완료되면 노즐(20)은 바로 위치1로의 고속 귀환을 하게 된다. 이때 소요시간은 약 2초이다.

그리고 다시 한번 약 3초 동안의 순수 고정 분사(이때 웨이퍼(80) 회전속도는 약 500rpm이다)와 약 6초 동안의 순수 이동분사(이때 웨이퍼(80) 회전속도는 약 2000rpm이다)을 반복하게 된다.

상기 과정을 마치고 순수 분사용 노즐(20)이 위치2에 위치하게 되면 세정작업이 완료되고 구동모터(50)의 작동에 따라 회동축(40)에 연결된 디스펜스아암(30)이 캐치컵(10) 외측으로 회동되어 빠지면서 노즐(20)을 작업 대기 위치인 위치3으로 귀환시키게 된다.

노즐(20)이 위치3으로 귀환되면 건조단계를 거치면서 세정작업을 완료하게 된다.

이상 설명한 바와 같은 본 고안에 따른 반도체 현상장치에 의하면, 현상공정 후 웨이퍼에 잔존하는 포토레지스트 찌꺼기나 파티클을 줄일 수 있게 된다.

이에 따라 후공정인 에칭공정에서 포토레지스트 찌꺼기나 파티클에 의해 발생되는 문제를 줄일 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 현상액 및 순수가 외부로 튀는 것을 막아주는 캐치컵과,

   상기 캐치컵의 중앙 바닥에 설치되어 웨이퍼를 흡착하여 세팅 및 고정시키는 척 조립체와,

   상기 척 조립체에 안착된 웨이퍼에 현상액 및 순수를 공급하는 디스펜스 아암과 디스펜스 아암에 설치되는 순수 분사용 노즐,

   상기 웨이퍼 척의 회전축에 설치되어 회전시키는 스핀모터 조립체,

   상기 디스펜스 아암을 회동시키기 위한 회동수단

   을 포함하는 반도체 현상장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 회동수단은 디스펜스 아암의 외측 선단에 수직설치되는 회동축과, 회동축에 연결되어 회동축을 회동시키기 위한 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 현상장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 구동모터의 회전축에 스프로켓휠과 밸트를 매개로 연결되는 엔코더와, 엔코더로부터 출력된 신호를 연산하여 구동모터를 제어하기 위한 컨트롤러를 포함하여, 구동모터의 회전 상태를 검출하여 순수 분사용 노즐의 위치를 제어하기 위한 구동모터 회전상태 검출수단을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 현상장치.