KR20030053376A

KR20030053376A - 감광막 제거장치와, 이를 이용하여 웨이퍼 표면의감광막을 제거하는 방법

Info

Publication number: KR20030053376A
Application number: KR1020010083556A
Authority: KR
Inventors: 김형원
Original assignee: 동부전자 주식회사
Priority date: 2001-12-22
Filing date: 2001-12-22
Publication date: 2003-06-28

Abstract

본 발명은 반도체 제조공정 중 노광공정의 다음 단계로 웨이퍼 표면의 감광막을 현상액으로 제거함에 있어 감광막의 잔유물이 남지 않게 완전히 제거할 수 있도록 된 감광막 제거장치와, 이를 이용하여 웨이퍼 표면의 감광막을 제거하는 방법에 관한 것으로, 상하 방향으로 연장가능한 축(11)이 내장된 실린더(12)와; 상기 축(12)의 상단에 구비되고, 일측 방향으로 연장가능한 척(14)이 구비된 구동바(13)와; 상기 척(14)에 고정되고, 공급파이프(16)를 통해 공급된 현상액(4)을 분사하는 분사기(15)와; 웨이퍼(2)의 하부를 지지하며, 진공압을 이용하여 상기 웨이퍼(2)를 고정시키도록 된 진공척(20)과; 상기 진공척(20)의 일측에 구비되고, 상기 웨이퍼(2)를 향해 초음파를 송출하도록 된 초음파 발생기(30);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다. 상술된 구성으로부터 본 발명은 초음파 발생기를 더 구비하고, 초음파 발생기에서 송출된 초음파에 의해 현상액을 진동시킴으로써 감광막과 웨이퍼의 결합력을 떨어뜨려 웨이퍼 표면에 감광막의 찌꺼기가 남지 않도록 감광막을 완전히 제거할 수 있게 된다.

Description

감광막 제거장치와, 이를 이용하여 웨이퍼 표면의 감광막을 제거하는 방법{Apparatus for removing Photo Resists, and Method for removing Photo Resists on the surface of wafer using the same}

본 발명은 감광막 제거장치와, 이를 이용하여 웨이퍼 표면의 감광막을 제거하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 제조공정 중 노광공정의 다음 단계로 웨이퍼 표면의 감광막을 현상액으로 제거함에 있어 감광막의 잔유물이 남지 않게 완전히 제거할 수 있도록 된 감광막 제거장치와, 이를 이용하여 웨이퍼 표면의 감광막을 제거하는 방법에 관한 것이다.

노광(Lithography)이란 웨이퍼 표면에 도포된 감광막에 마스크(Mask) 상의 레티클 패턴을 전사시켜 감광막 패턴을 형성하는 것으로, 반도체 소자 제조과정 중 하나의 공정을 말한다. 또한, 감광제(Photo Resist;PR)는 빛에 예민한 반응을 보이는 화합물로서, 빛을 받으면 물질의 특성이 변하여 수산화칼륨(KOH)과 같은 알카리 수용액에 노광지역이 용해되는 양성 감광제(positive photoresist)와, 비노광지역이 용해되는 음성 감광제(negative photoresist)로 나누어진다.

또한, 감광제는 크게 분자량 변화형(chain-scissioning)과 용해 억제형(dissolution inhibition)으로 나눌 수 있는데, 상기 분자량 변화형의 경우,노광에 대하여 고분자의 분자량이 줄어드는 것이 양성감광제이고, 노광에 대하여 고분자의 분자량이 늘어나는 것이 음성감광제로 구분된다. 한편, 용해 억제형은 노광에 의하여 분자의 극성변화를 유도하고 극성에 따라 현상 특성이 달라지는 것을 이용하게 되는데, 이는 식각 내성 등 물리적인 특성을 좌우하는 레진(resin)과 화학적인 특성을 내는 부분을 어느 정도 분리할 수 있어 높은 분해능에 유리하다.

첨부도면 도 1은 종래 감광막 제거장치의 구성도이고, 도 2는 종래 감광막 제거장치의 작동상태도로서, 도시된 바와 같이 종래의 감광막 제거장치는 몸체(10)의 상부에 상하방향으로 이동가능한 축(11)이 내장된 실린더(12)와, 이 실린더(12)의 상부에 구동모터(미도시)가 내장된 구동바(13)와, 상기 구동모터(미도시)의 구동에 의해 구동바(13)로부터 전후방향으로 연장가능하도록 된 척(14)과, 상기 척(14)에 장착되어 현상액(4), 바람직하게는 신너(thinner)를 분사하도록 된 분사기(15)가 구비되어 있다. 또한, 상기 몸체(10)의 일측에는 웨이퍼(2)의 하부를 지지하면서 진공압을 이용하여 상기 웨이퍼(20)를 고정하도록 된 진공척(20)이 구비된다.

상기 분사기(15)에는 현상액(4)을 공급하도록 된 공급파이프(16)이 연결되어 있고, 분사기(15)의 하부에는 상기 공급파이프(16)를 통해 공급된 현상액(4)이 분사되는 분사노즐(15a)이 돌출되어 있다.

도 2를 참조하여 종래 감광막 제거장치의 감광막 제거공정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 진공척(20)의 장착부(21)에 웨이퍼(2)가 올려지면, 구동바(13)로부터 척(14)이 전방 방면으로 연장하여 분사기(15)를 진공척(20)의 상측에 위치시키게 된다. 상기 웨이퍼(2)는 상면에 감광액이 도포된 상태로 제공된다.

먼저, 진공척(20)의 장착부(21)에 웨이퍼(2)가 올려지면, 구동바(13)로부터 척(14)이 전방 방면으로 연장하여 분사기(15)를 진공척(20)의 상측에 위치시키게 된다. 상기 웨이퍼(2)는 상면에 감광액(6)이 도포된 상태로 제공된다.

상기 분사기(15)가 진공척(20)의 상측에 위치되면, 축(11)이 실린더(12)를 향해 하강하며 상기 분사노즐(15a)의 하단을 웨이퍼(2)의 상면에 근접시키게 된다. 이후, 상기 공급파이프(16)를 통해 현상액(4)이 공급되면서 이 현상액(4)이 상기 분사노즐(15a)을 통해 웨이퍼(2) 상의 감광막(6) 표면에 분사되는데, 이와 동시에 진공척(20)이 회전하면서 웨이퍼(2)를 회전시켜 상기 현상액(4)이 원심력에 의해 감광막(6) 표면에 골고루 덮게 되고, 이로부터 상기 감광막(6)은 현상액(4)에 의해 용해되면서 제거된다.

그러나, 상술한 바와 같이 웨이퍼(2)를 회전시키면서 분사노즐(15a)을 통해 현상액(4)을 웨이퍼(2) 표면에 분사하여 감광막(6)을 제거하는 종래의 방법에서는 패턴(pattern)을 형성하고 있는 감광막 성분들이 대부분 현상액(4)에 의해 제거되지만, 극히 미소하지만 감광막 찌꺼기(particle)가 웨이퍼 상에 잔류되었는 바, 이러한 감광막 찌꺼기들은 결국 노광장치의 스테이지를 오염시키고 그로 인해 결정적인 공정결함을 초래하게 되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 웨이퍼 표면의 감광막을 현상액으로 제거함에 있어 감광막의 잔유물이 남지 않게 완전히 제거할 수 있도록 된 감광막 제거장치와, 이를 이용하여 웨이퍼 표면의 감광막을 제거하는 방법을 제공함으로써 반도체의 품질을 향상시키는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 감광막 제거장치의 구성도

도 2는 종래 감광막 제거장치의 작동상태도

도 3은 본 발명에 따른 감광막 제거장치의 구성도

도 4는 도 3의 현상액 분사 단계를 도시한 작동상태도

도 5는 도 3의 초음파 분사 단계를 도시한 작동상태도

도 6은 도 3의 감광막 제거 단계를 도시한 작동상태도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

2 : 웨이퍼4 : 현상액

6 : 감광막10 : 몸체

11 : 축12 : 실린더

13 : 구동14 : 척

15 : 분사기15a : 분사노즐

16 : 공급파이프20 : 진공척

30 : 초음파 발생기31 : 초음파

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상하 방향으로 연장가능한 축이 내장된 실린더와; 상기 축의 상단에 구비되고, 일측 방향으로 연장가능한 척이 구비된 구동바와; 상기 척에 고정되고, 공급파이프를 통해 공급된 현상액을 분사하는 분사기와; 웨이퍼의 하부를 지지하며, 진공압을 이용하여 상기 웨이퍼를 고정시키도록 된 진공척과; 상기 진공척의 일측에 구비되고, 상기 웨이퍼를 향해 초음파를 송출하도록 된 초음파 발생기;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 감광막 제거장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 웨이퍼 표면의 감광막을 제거하는 방법에 있어서, 감광막이 형성된 웨이퍼의 상측으로 현상액을 분사하기 위한 분사기를 이동시키는 단계와; 상기 분사기의 하부에 구비된 분사노즐의 하단을 상기 웨이퍼의 상면에 근접시키는 단계와; 공급파이프를 통해 공급된 현상액을 상기 분사노즐을 통해 웨이퍼 상의 감광막 표면에 분사시키는 단계와; 진공척의 일측에 구비된 초음파 발생기가 초음파를 송출하여 상기 감광막 표면의 현상액을 진동시키면서 상기 감광막과 웨이퍼 사이의 결합력을 저하시켜 완전 분리시키는 단계와; 상기 분사노즐을 통해 현상액을 웨이퍼 표면에 재분사하고, 상기 진공척을 회전시키면서 웨이퍼 표면에 원심력을 형성하여 상기 현상액을 감광막 표면에 골고루 퍼지도록 하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 감광막 제거장치를 이용하여 웨이퍼 표면의 감광막을 제거하는 방법을 제공한다.

이상 설명된 바와 같은 본 발명의 감광막 제거장치는 초음파 발생기를 더 구비하고, 초음파 발생기에서 송출된 초음파에 의해 현상액을 진동시킴으로써 감광막과 웨이퍼의 결합력을 떨어뜨려 웨이퍼 표면에 감광막의 찌꺼기가 남지 않도록 감광막을 완전히 제거할 수 있게 된다.

이하 첨부된 예시도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

하기에서는 종래기술과 동일한 구성요소에 대해 새로운 부호를 부여하고 새로운 구성요소에 대해서도 새로운 부호를 부여하여 설명하되, 상기 동일 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략한다.

첨부도면 도 3은 본 발명에 따른 감광막 제거장치의 구성도로서, 이를 참조하면 본 발명의 감광막 제거장치는 몸체(10) 상부에 구비되고 상하 왕복운동을 수행하는 축(11)이 내장된 실린더(12)와, 상기 축(12)의 상단에 구비되고 구동모터(미도시)가 내장된 구동바(13)와, 상기 구동모터(미도시)의 구동에 의해 구동바(13)로부터 전후 방향으로 연장하여 이동하는 척(14)과, 이 척(14)의 일측에 고정되어 공급파이프(16)를 통해 공급된 현상액(미도시)을 웨이퍼(2) 상의 감광막(6) 표면에 분사하도록 된 분사기(15)와, 상기 웨이퍼(2)의 하부를 지지하며 진공압을 이용하여 웨이퍼(2)를 고정하도록 된 진공척(20)으로 구성되되, 상기 감광막 제거장치는 진공척(20) 하부에 초음파를 송출시키는 초음파 발생기(30)를 더 구비한 구조로 제공된다. 상기 초음파 발생기(30)는 초음파를 발생시켜 상방향, 즉 웨이퍼(2)를 향해 송출된다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 감광막 제거장치를 이용하여 웨이퍼 표면의 감광막을 제거하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

첨부도면 도 4는 도 3의 현상액 분사단계를 도시한 작동상태도이며, 도 5는 도 3의 초음파 발사단계를 도시한 작동상태도이고, 도 6은 도 3의 감광막 제거단계를 도시한 작동상태도이다.

노광 후, 웨이퍼(2) 표면에 형성된 감광막(6)을 제거하기 위한 첫 단계로서, 먼저 도 4에 도시된 바와 같이 표면에 감광막이 형성된 웨이퍼(2)가 진공척(20)의 장착부(21)에 고정되면, 구동바(13)로부터 척(14)이 전방측으로 연장,이동하며 분사기(15)를 진공척(20)의 상측에 위치시키게 된다. 이후, 실린더(12)를 향해 축(11)이 하강하며 분사노즐(15a)의 하단을 웨이퍼(2)의 상면에 근접시키게 된다. 웨이퍼(2) 상면에 분사노즐(15a)이 근접하면, 공급파이프(16)를 통해 공급된 현상액(4)을 분사기(15) 하부의 분사노즐(15a)을 통해 웨이퍼(2) 상의 감광막(6) 표면에 분사하면서 상기 현상액(4)이 감광막(6)을 덮도록 한다.

이와 같이 감광막(6)에 현상액(4)이 도포되면, 그 다음 단계로 도 5에 도시된 바와 같이, 초음파 발생기(30)가 초음파(31)를 발생시켜 상방향, 즉 웨이퍼(2)를 향해 송출하게 되는데, 이때 상기 초음파(31)는 감광막(6) 표면에 도포된 현상액(4)을 진동시켜 웨이퍼(2) 표면으로부터 감광막(6)이 떨어져 나오도록 한다.

상기 웨이퍼(2) 표면으로부터 감광막(6)이 분리되면, 그 다음 단계로 도 6에 도시된 바와 같이, 공급파이프(16)를 통해 현상액(4)이 공급되어 상기 분사노즐(15a)을 통해 다시 현상액(4)이 웨이퍼(2) 표면에 분사되고, 이와 동시에 진공척(20)이 회전하면서 웨이퍼(2)를 회전시켜 상기 웨이퍼 표면에 분사된 현상액(4)을 골고루 퍼지도록 하면서 감광막(6)을 완전히 제거하게 된다.

지금까지 설명된 바와 같이, 본 발명의 감광막 제거장치는 초음파를 이용하여 현상액을 진동시키면서 감광막과 웨이퍼 사이의 결합력을 떨어뜨려 웨이퍼 표면에 감광막 찌꺼기까지도 완전히 제거할 수 있게 된다.

상기 설명된 바와 같이, 본 발명의 감광막 제거장치는 초음파 발생기를 더 구비하고, 초음파 발생기에서 송출된 초음파에 의해 현상액을 진동시킴으로써 감광막과 웨이퍼의 결합력을 떨어뜨려 웨이퍼 표면에 감광막의 찌꺼기가 남지 않도록 감광막을 완전히 제거할 수 있게 된다.

Claims

상하 방향으로 연장가능한 축(11)이 내장된 실린더(12)와;

상기 축(12)의 상단에 구비되고, 일측 방향으로 연장가능한 척(14)이 구비된 구동바(13)와;

상기 척(14)에 고정되고, 공급파이프(16)를 통해 공급된 현상액(4)을 분사하는 분사기(15)와;

웨이퍼(2)의 하부를 지지하며, 진공압을 이용하여 상기 웨이퍼(2)를 고정시키도록 된 진공척(20)과;

상기 진공척(20)의 일측에 구비되고, 상기 웨이퍼(2)를 향해 초음파를 송출하도록 된 초음파 발생기(30);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 감광막 제거장치.
웨이퍼 표면의 감광막을 제거하는 방법에 있어서,

감광막(6)이 형성된 웨이퍼(2)의 상측으로 현상액(4)을 분사하기 위한 분사기(15)를 이동시키는 단계와;

상기 분사기(15)의 하부에 구비된 분사노즐(15a)의 하단을 상기 웨이퍼(2)의 상면에 근접시키는 단계와;

공급파이프(16)를 통해 공급된 현상액(4)을 상기 분사노즐(15a)을 통해 웨이퍼(2) 상의 감광막(6) 표면에 분사시키는 단계와;

진공척(20)의 일측에 구비된 초음파 발생기(30)가 초음파(31)를 송출하여 상기 감광막(6) 표면의 현상액(4)을 진동시키면서 상기 감광막(6)과 웨이퍼(2) 사이의 결합력을 저하시켜 완전 분리시키는 단계와;

상기 분사노즐(15a)을 통해 현상액(4)을 웨이퍼(2) 표면에 재분사하고, 상기 진공척(20)을 회전시키면서 웨이퍼(2) 표면에 원심력을 형성하여 상기 현상액(4)을 감광막(6) 표면에 골고루 퍼지도록 하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 감광막 제거장치를 이용하여 웨이퍼 표면의 감광막을 제거하는 방법.