KR20040000933A - 포토레지스트 현상공정에 사용되는 초순수를 이용한초음파 가습식 프리웨팅 장치 - Google Patents

포토레지스트 현상공정에 사용되는 초순수를 이용한초음파 가습식 프리웨팅 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 포토레지스트 현상공정 수행시 기판에 미리 수막을 형성하여 친수성을 향상시켜 줌으로써 현상공정 수행시 기판에 버블잔류, 일부현상 등으로 인한 현상 불량을 감소시킬 수 있는 포토레지스트 현상공정에 사용되는 프리웨팅 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 포토레지스트 현상공정에 사용되는 초순수를 이용한 초음파 가습식 프리웨팅 장치는 현상기의 입구측에 구비되고 기판이 내부로 이송 투입되어 소정시간 동안 대기 위치한 후 상기 현상기 내로 이송될 수 있도록 내부 저면에 컨베이어가 장착된 가습챔버와, 상기 가습챔버 내에 균일한 가습 분위기가 형성되도록 초순수를 초음파진동자의 진동에 의해 발생된 미세 수분입자 형태로 상기 가습챔버 내에 균일하게 공급하는 초음파가습수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

포토레지스트 현상공정에 사용되는 초순수를 이용한 초음파 가습식 프리웨팅 장치{Pre wetting apparatus of supersonic waves humidification type using DI-water for photoresist development progress}
본 발명은 포토레지스트 현상공정에 사용되는 프리웨팅 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 제조공정 특히, TFT-LCD 제조공정 중 포토레지스트 현상공정 수행시 기판에 미리 수막을 형성하여 친수성을 향상시켜 줌으로써 현상공정 수행시 기판에 버블잔류, 일부현상 등으로 인한 현상 불량을 감소시킬 수 있는 포토레지스트 현상공정에 사용되는 프리웨팅 장치에 관한 것이다.
일반적으로 박막 트랜지스터의 제조에 있어서, 기판 상에 포토레지스트(Photoresist : 이하 "PR"이라 함)를 도포하고 마스크로 패터닝하여 노광시킨 후 현상액을 이용하여 노광부 또는 비노광부의 PR을 선택적으로 제거하는 현상공정을 수행하게 된다.
그러나, 현상공정시 기판이 현상기에 투입된 후 또는 투입되기 이전에 많은 현상 불량이 발생하는 문제점이 있다. 이를 좀더 자세히 설명하면, 도 1a는 기판(1)이 현상기(미도시)에 투입되면서 현상액 샤워처리가 이루어지고, 이때 현상액 내에 포함된 버블(2)이 마른 기판(1)에 고착되면서 현상 불량을 초래하는 것을 보여준다. 또한, 도 1b는 기판(1)이 현상 전 현상기의 대기부(미도시)에서 대기하는 동안 발생할 수 있는 불량 유형으로, 대기중인 기판(1)이 투입되는 시점에 현상기 내의 현상액 샤워처리에 따른 현상액 입자가 대기중인 기판에 미리 접촉됨으로써 일부 현상(3)이 발생하게 된다.
한편, 이러한 현상 불량 문제를 해소하기 위한 방안으로서 현상공정 수행시 마른 기판에 미리 수분을 가하는 프리웨팅(PRE-WETTING) 기술이 적용되고 있는데,그 적용 예로는 초순수(Deionized Water : 이하 "DI"라 함)를 이용한 프리웨팅이 있으며, 이는 통상 회전하는 기판 상에 적용되고 있는 실정이다. 이를 좀더 자세히 설명하면, 현상공정 수행시 회전하는 마른 기판 상에 DI 나이프를 통해 DI를 분사한 후 에어 나이프를 통해 고압의 에어를 분사하여 기판 상에 맺힌 수분을 제거함으로써 마른 기판을 미리 적셔주게 되는데, 이는 약액 공정의 경우 약액과 마른 기판이 처음 만나는 순간에 불량이 가장 많으며 공정에 끼치는 영향이 크기 때문이다.
그러나, 이러한 DI를 이용한 프리웨팅은 회전하는 기판 상에 DI 나이프를 통해 일정한 고압으로 DI를 분사하는 경우 회전에 따른 원심력에 의해 기판 상에 어느 정도 균일한 수막 형성이 가능하지만, 컨베이어에 의해 수평 이송되는 기판 상에 DI 나이프를 통해 DI를 분사하는 경우에는 그 입자 크기가 미세하지 못하기 때문에 전체적으로 기판 표면상에는 불균일한 수막이 형성되어 현상공정 수행시 현상 불량을 최소화하는데 한계가 있다는 문제점이 있다.
또한, DI 및 에어를 고압으로 분사하기 위해서는 고압저장탱크, 압력제어장비 등이 구비되어야 하므로 장비가 차지하는 면적(footprint)이 커지게 되고, 그에 따른 설비구성도 복잡해지는 문제점도 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 포토레지스트 현상공정 수행시 기판에 미리 균일한 수막을 형성하여 친수성을 향상시켜 줌으로써 현상 불량을 최소화하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 DI 나이프 분사방식에 비해 설비 구성이 간단하고, 기존 제조공정 설비에서 하드웨어의 큰 변경이 없이도 용이하게 설치할 수 있다는데 다른 목적이 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 포토레지스트 현상공정시 발생하는 현상 불량의 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 초순수를 이용한 초음파 가습식 프리웨팅 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 초순수를 이용한 초음파 가습식 프리웨팅 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
1 : 기판 5 : 컨베이어
10 : 가습챔버 20,40 : 초음파 가습수단
21,41 : 초음파 발생부 23,43 : 압송팬
30 : 현상기 42 : 가습노즐
50 : 에어분사노즐
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 포토레지스트 현상공정에 사용되는 초순수를 이용한 초음파 가습식 프리웨팅 장치는 포토레지스트 현상공정 수행시 기판을 프리웨팅하는 장치로서, 현상기의 입구측에 구비되고, 기판이 내부로 이송 투입되어 소정시간 동안 대기 위치한 후 상기 현상기 내로 이송될 수 있도록 내부 저면에 컨베이어가 장착된 가습챔버와, 상기 가습챔버 내에 균일한 가습 분위기가 형성되도록 초순수를 초음파진동자의 진동에 의해 발생된 미세 수분입자 형태로 상기 가습챔버 내에 균일하게 공급하는 초음파가습수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 본 발명의 포토레지스트 현상공정에 사용되는 초순수를 이용한 초음파 가습식 프리웨팅 장치는 포토레지스트 현상공정 수행시 기판을 프리웨팅하는 장치로서, 초순수를 초음파진동자의 진동에 의해 미세 수분입자 형태로 변환시키는 초음파 발생부와, 현상기의 입구측 컨베이어에 의해 이송되는 기판의 상측 소정 높이에 위치하고, 상기 초음파 발생부와 배관으로 연결되어 상기 초음파 발생부로부터 발생된 미세 수분입자를 상기 기판 상에 분사하는 가습노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 초순수를 이용한 초음파 가습식 프리웨팅 장치를 개략적으로 나타낸 구성도로서, 가습챔버(10)와 초음파가습수단(20)으로 구성된다.
한편, 가습챔버(10)의 입구측에는 가습챔버(10) 내로 기판(1)을 이송 투입하는 컨베이어(5)가 구비되고, 출구측에는 가습챔버(10)로부터 이송된 기판(1)이 현상액(30') 샤워처리가 이루어지는 현상기(30)가 구비된다.
가습챔버(10)는 전면이 밀폐된 용기로서, 측면 하부에 가습유입구(11)가 형성되는 바, 가습유입구(11)를 통해서 가습챔버(10) 내로 균일한 가습을 하기 위해서는 다수의 가습유입구(11)가 일정간격으로 형성됨이 바람직하다. 또한, 내부에 형성된 공간의 저면에 기판(1)을 수평 이송하는 컨베이어(5)가 장착되는 바, 컨베이어(5)는 다양하게 제작 가능하다. 예를 들면, 벨트컨베이어 또는 롤러컨베이어로 제작될 수 있다.
초음파가습수단(20)은 수조(미도시)내에 수용된 초순수를 초음파진동자의 진동에 의해 미세 수분입자 형태로 변환시키는 초음파 발생부(21)가 가습유입구(11)에 배관(21a)으로 연결되어 미세 수분입자를 가습유입구(11)를 통해 가습챔버(10) 내로 공급하는데, 이때 가습유입구(11)가 가습챔버(10)의 측면 하부에 다수 일정간격으로 형성되어 있기 때문에 가습챔버(10) 내에 균일한 가습분위기가 형성된다.
그리고, 배관(21a) 상에 압송팬(23)이 장착되어 초음파 발생부(21)로부터발생된 미세 수분입자를 가습챔버(10) 내로 일정한 압력으로 균일하게 압송 공급한다. 물론 압송팬(23)을 구동하는 구동모터(미도시)가 구비된다.
한편, 가습챔버(10) 내로 유입된 미세 수분입자는 시간이 경과됨에 따라 가습챔버(10) 내의 저면에 수분으로 응축될 수 있기 때문에, 이러한 응축된 수분을 외부로 배출시키도록 가습챔버(10)의 하측 소정부위에 수분배출구(13)를 형성함이 바람직하다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 초순수를 이용한 초음파 가습식 프리웨팅 장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.
포토레지스트 현상공정 수행시 기판(1)이 컨베이어(5)에 의해 가습챔버(10)의 입구측을 통해 내부로 이송 투입되어 소정시간 동안 대기 위치하면, 이후 초음파 발생부(21)의 초음파진동자 진동에 의해 발생된 미세 수분입자가 압송팬(23)에 의해 배관(21a)을 따라 가습유입구(11)를 통해 가습챔버(10) 내에 균일하게 분사된다. 이때, 가습챔버(10) 내에는 전체적으로 균일한 가습효과가 이루어져 가습챔버(10) 내에 대기중인 기판(1)의 표면에 균일한 수막(a)이 형성된다.
이와 같이 가습챔버(10) 내에서 수막(a)이 형성된 기판(1)은 현상기(30) 내로 투입되어 현상액(30') 샤워처리에 의해 PR 현상되는데, 이때 기판(1)의 표면에 균일하게 형성된 수막(a)에 의해 친수성이 향상되어 PR 현상공정시 기판상 버블잔류, 일부현상 등으로 인한 현상 불량을 최소화할 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 초순수를 이용한 초음파 가습식 프리웨팅 장치를 개략적으로 나타낸 구성도로서, 초음파가습수단(40)과 에어분사노즐(50)로 구성된다.
본 실시예에 따른 초순수를 이용한 초음파 가습식 프리웨팅 장치는 전술한 실시예의 밀폐된 가습챔버(10) 내에서의 가습과는 달리 현상기(30)의 입구측 컨베이어(5)에 의해 이송되는 기판(1)은 개방된 상태에서 초음파가습수단(40)에 의해 가습된다.
여기서 초음파가습수단(40)은 이미 전술한 바와 동일하므로 생략하기로 한다. 다만, 초음파 발생부(41)와 배관(41a)으로 연결된 가습노즐(42)은 초음파 발생부(41)로부터 발생된 미세 수분입자를 컨베이어(5)에 의해 이송되는 기판(1) 상측면에 분사하여 수막을 형성한다. 이때 가습노즐(42)을 통해 분사되는 미세 수분입자는 균일한 압력으로 분사되며, 바람직하게 가습노즐(42)은 미세 수분입자가 기판(1)의 상측면 전체에 균일하게 분사되도록 기판(1) 이송방향의 연직선에 대해 소정의 각도로 경사지게 형성되고, 기판(1)의 상측면과는 일정 거리를 유지한다.
특히, 에어분사노즐(50)은 기판(1)상에 형성된 수막의 초순수 미세 입자들이 기판(1)상에 균일하게 분산되도록 일정 압력으로 에어를 분사하는 바, 미세 수분입자를 분산시키기 위해서는 저압분사만으로도 충분하다. 물론 에어분사노즐(50)에 일정 압력으로 에어를 공급하는 에어공급부(미도시)가 구비된다.
한편, 컨베이어(5)에 의해 이송되는 기판(1)상에 가습노즐(42)을 통해 미세 수분입자를 분사하면서 동시에 분사된 부위에 에어를 분사함으로써 수막을 형성하는 일련의 작업이 연속적으로 이루어짐이 바람직하다.
이와 같이 가습노즐(42)을 통해 분사된 미세 수분입자에 의해 수막이 형성된기판(1)은 현상기(30) 내로 투입되어 현상액(30') 샤워처리에 의해 PR 현상되는데, 이때 기판(1)의 표면에 균일하게 형성된 수막에 의해 친수성이 향상되어 PR 현상공정시 기판상 버블잔류, 일부현상 등으로 인한 현상 불량을 최소화할 수 있다.
본 발명에 따른 포토레지스트 현상공정에 사용되는 초순수를 이용한 초음파 가습식 프리웨팅 장치를 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않으며 그 발명의 기술사상 범위내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 포토레지스트 현상공정에 사용되는 초순수를 이용한 초음파 가습식 프리웨팅 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 포토레지스트 현상공정 수행시 초순수를 초음파가습방식에 의해 미세 수분입자 형태로 분사해 줌으로써 기판 상에 미리 균일한 수막을 형성하여 친수성을 향상시켜 주기 때문에, 현상공정 수행시 현상 불량을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
둘째, 초순수를 초음파 진동자의 진동에 의해 미세 수분입자 형태로 분사하는 초음파 가습장치를 사용하기 때문에, 고압저장탱크, 압력제어장비 등이 구비되어야 하는 DI 나이프 분사방식에 비해 장비가 차지하는 면적이 작고, 그에 따른 설비 구성이 간단하다. 또한, 현상기 입구측에 프리웨팅 장치만 추가적으로 구비되면 가능하기 때문에, 기존 설비에서 하드웨어의 큰 변경이 없이도 용이하게 설치할 수 있는 장점이 있다.

Claims (5)

  1. 포토레지스트 현상공정 수행시 기판을 프리웨팅하는 장치로서,
    현상기의 입구측에 구비되고, 기판이 내부로 이송 투입되어 소정시간 동안 대기 위치한 후 상기 현상기 내로 이송될 수 있도록 내부 저면에 컨베이어가 장착된 가습챔버; 및
    상기 가습챔버 내에 균일한 가습 분위기가 형성되도록 초순수를 초음파진동자의 진동에 의해 발생된 미세 수분입자 형태로 상기 가습챔버 내에 균일하게 공급하는 초음파가습수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 현상공정에 사용되는 초순수를 이용한 초음파 가습식 프리웨팅 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가습챔버는 측면 하부에 다수의 가습유입구가 일정간격으로 형성되고, 상기 초음파가습수단이 상기 가습유입구에 배관으로 연결되어 미세 수분입자를 상기 가습유입구를 통해 상기 가습챔버 내로 공급하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 현상공정에 사용되는 초순수를 이용한 초음파 가습식 프리웨팅 장치.
  3. 포토레지스트 현상공정 수행시 기판을 프리웨팅하는 장치로서,
    초순수를 초음파진동자의 진동에 의해 미세 수분입자 형태로 변환시키는 초음파 발생부; 및
    현상기의 입구측 컨베이어에 의해 이송되는 기판의 상측 소정 높이에 위치하고, 상기 초음파 발생부와 배관으로 연결되어 상기 초음파 발생부로부터 발생된 미세 수분입자를 상기 기판 상에 분사하는 가습노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 현상공정에 사용되는 초순수를 이용한 초음파 가습식 프리웨팅 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가습노즐을 통해 상기 기판 상에 분사된 초순수 입자들이 상기 기판 상에 균일하게 분산되도록 상기 가습노즐의 후방측에 일정압력으로 에어를 분사하는 에어분사노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 현상공정에 사용되는 초순수를 이용한 초음파 가습식 프리웨팅 장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배관 상에 압송팬이 장착되어 미세 수분입자를 일정한 압력으로 균일하게 공급할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 포토레지스트 현상공정에 사용되는 초순수를 이용한 초음파 가습식 프리웨팅 장치.
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