KR20040025733A - photoresist feeder of photo-lithography fabrication and method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An apparatus and a method for supplying a photoresist in a photolithography process are provided to reduce errors of the fabrication process and enhance the productivity by preventing the generation of fine air bubbles in the process for injecting the photoresist on a wafer. CONSTITUTION: An apparatus for supplying a photoresist in a photolithography process includes a chuck(22), a nozzle(24), and a control unit. The chuck(22) is used for absorbing and fixing a bottom face of a wafer(W) and rotating selectively the absorbed wafer(W). The nozzle(24) is used for injecting photoresist on the surface of the wafer loaded on the chuck(22). The control unit controls a driving operation of the chuck and a driving operation of the nozzle.

Description

포토리소그래피 공정의 포토레지스트 공급장치 및 그 방법{photoresist feeder of photo-lithography fabrication and method thereof}Photoresist feeder of photolithography process and method thereof {photoresist feeder of photo-lithography fabrication and method

본 발명은 포토리소그래피 공정의 포토레지스트 공급장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포토리소그래피 공정을 위한 포토레지스트 공급 과정에서 웨이퍼 상에 미소 기포의 발생을 방지하도록 하는 포토리소그래피 공정의 포토래지스트 공급장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a photoresist supply apparatus and method thereof of a photolithography process, and more particularly, to a photoresist of a photolithography process to prevent generation of micro bubbles on a wafer in a photoresist supply process for a photolithography process. A supply device and a method thereof are provided.

일반적으로 반도체장치는 고집적화 추세에 따라 보다 작은 회로 패턴 또는 배선과 함께 활성 영역을 연결하는 배선간 거리도 더욱 좁아지게 형성할 것이 요구된다.In general, semiconductor devices are required to have a narrower distance between interconnections connecting the active regions with smaller circuit patterns or interconnections in accordance with the trend of higher integration.

이러한 요구조건에 따른 배선 형성은 포토리소그래피 공정에 의존하고 있으며, 다시 포토리소그래피 공정은 광학 시스템의 초점 심도가 비교적 작은 관계에 의해 노광 과정에서 패턴이미지의 포커싱이 정밀하게 이루어질 것과 포커싱된 패턴이미지가 그대로 마스크로서 구현되게 현상될 것이 요구된다.Wiring formation according to these requirements is dependent on the photolithography process. In the photolithography process, the focusing of the pattern image is precisely performed during the exposure process due to the relatively small depth of focus of the optical system and the focused pattern image is maintained as it is. It is required to be developed to be implemented as a mask.

따라서, 소원하는 마스크의 구현은 패턴이미지가 전사되는 감광막 층이 웨이퍼 상면 전역에 대하여 균일한 두께로 증착될 것과 미소 기포나 파티클 등의 이물질이 없는 상태에서 노광 공정이 이루어지도록 함이 요구된다.Therefore, the implementation of the desired mask requires that the photoresist layer on which the pattern image is transferred is deposited with a uniform thickness over the entire upper surface of the wafer, and the exposure process is performed in the absence of foreign matters such as micro bubbles or particles.

이에 대하여 상술한 감광막 층을 형성하기 위한 종래의 포토레지스트 공급 관계에 대하여 첨부된 도 1 내지 도 4b를 참조하여 설명하기로 한다.On the other hand, a conventional photoresist supply relationship for forming the photosensitive film layer described above will be described with reference to FIGS. 1 to 4B.

종래의 포토레지스트 공급장치(10)의 구성은, 도 1에 도시된 바와 같이, 소정의 이송수단(도면의 단순화를 위하여 생략함)에 의해 위치되는 웨이퍼(W)의 저면 중심 부위를 받쳐 지지하는 척(12)이 있고, 이 척(12)은 제어기(도면의 단순화를 위하여 생략함)에 의해 제저되는 진공펌프 등의 진공압 제공수단(도면의 단순화를 위하여 생략함)으로부터 제공되는 진공압으로 위치되는 웨이퍼(W)의 저면을 흡착 고정한다.The structure of the conventional photoresist supply apparatus 10 supports the center portion of the bottom surface of the wafer W positioned by a predetermined transfer means (not shown for simplicity of the drawing), as shown in FIG. There is a chuck 12, the chuck 12 is a vacuum pressure provided from a vacuum pressure providing means (omitted for simplicity of the drawing), such as a vacuum pump that is provided by a controller (omitted for simplicity of the drawing). The bottom face of the wafer W to be positioned is sucked and fixed.

또한, 척(12)은 제어기(도면의 단순화를 위하여 생략함)로부터 인가되는 제어신호에 따라 선택적으로 고속 회전하며, 이때 상술한 웨이퍼(W)의 중심은 척(12)의 회전 중심과 일치되는 상태로 있게 된다.In addition, the chuck 12 is selectively rotated at high speed according to a control signal applied from a controller (omitted for the sake of simplification of the drawing), wherein the center of the wafer W described above is coincident with the center of rotation of the chuck 12. Will be in a state.

그리고, 상술한 척(12)의 상측으로 이격된 소정 위치에는, 척(12)에 흡착 고정되는 웨이퍼(W)의 상면 중심에 대하여 감광막 층으로 형성되기 위한 소정량의 포토레지스트(R)를 공급하는 노즐(14)이 설치된다.Then, at a predetermined position spaced above the chuck 12, a predetermined amount of photoresist R for supplying a photoresist layer to the center of the upper surface of the wafer W adsorbed and fixed to the chuck 12 is supplied. The nozzle 14 is provided.

이러한 구성으로부터 웨이퍼(W)에 대한 포토레지스트(R)의 공급 과정과 감광막 층으로의 형성 관계를 살펴보면, 먼저 척(12)의 상부에 웨이퍼(W)의 중심이 회전 중심과 일치되게 놓이면, 제어기는 척(12)을 고속 회전시키고, 이러한 상태에서 상술한 노즐(14)을 통해 회전하는 웨이퍼(W)의 중심 부위에 대하여 소정량의 포토레지스트(R) 공급이 이루어진다.From the above configuration, the process of supplying the photoresist R to the wafer W and the forming relationship to the photoresist layer are described. First, when the center of the wafer W is placed at the top of the chuck 12 to coincide with the center of rotation, the controller Rotates the chuck 12 at high speed, and a predetermined amount of photoresist R is supplied to the central portion of the wafer W that rotates through the nozzle 14 described above.

이렇게 공급되는 포토레지스트(R)는, 도 2a에 화살표로 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)의 중심으로부터 고속 회전에 의한 원심력의 작용에 의해 점차적으로 웨이퍼(W)의 가장자리 부위로 퍼지게 되고, 잉여 공급되는 포토레지스트(R)는 원심력에 의해 결국 웨이퍼(W)로부터 이탈하게 된다.The photoresist R thus supplied is gradually spread from the center of the wafer W to the edge portion of the wafer W by the action of the centrifugal force by the high speed rotation, as indicated by the arrow in FIG. The photoresist R supplied is eventually separated from the wafer W by centrifugal force.

이때 웨이퍼(W) 상에 남는 포토레지스트(R)는 원심력에 의해 균일한 두께를 이루며 증착된 상태의 감광막을 이루고, 이어 베이킹 과정 등을 통해 노광 공정이 이루어지는 위치로 이송된다.At this time, the photoresist R remaining on the wafer W forms a photosensitive film in a deposited state with a uniform thickness by centrifugal force, and is then transferred to a position where an exposure process is performed through a baking process or the like.

여기서, 포토레지스트(R)는 웨이퍼(W) 상면 중심에 공급되어 원심력에 의해 가장자리 부위로 퍼지는 과정 중 도 2b에 도시된 바와 같이 웨이퍼(W) 상면의 표면 장력에 의해 미소한 기포(B)를 함유하는 경우가 발생된다.Here, the photoresist R is supplied to the center of the upper surface of the wafer W and spread to the edge portion by centrifugal force, and thus, the small bubbles B are formed by the surface tension of the upper surface of the wafer W as shown in FIG. 2B. If it contains.

이렇게 생성된 미소 기포(B)는, 도 2c에 도시된 바와 같이, 감광막 층에 잔존하게 되고, 이들 미소 기포(B)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 이후의 노광 과정에서 전사되는 광(light)을 산란시키는 작용을 하며, 이에 따라 형성되는 마스크는의 불량을 초래하여 도 4a 또는 도 4b에 도시된 바와 같은 패턴 불량을 야기한다.As shown in FIG. 2C, the micro bubbles B thus generated remain in the photosensitive film layer, and the micro bubbles B are light (transmitted in a subsequent exposure process, as shown in FIG. 3). light), and thus the mask formed thereby results in a defect of, resulting in a pattern defect as shown in FIG. 4A or 4B.

이것은 제조되는 반도체소자의 성능 불량 및 제조수율을 저하시키는 문제가 있다.This has a problem of poor performance and reduced manufacturing yield of semiconductor devices to be manufactured.

본 발명의 목적은, 상술한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 척에 놓이는 웨이퍼의 상면 전역에 대하여 포토레지스트를 공급하는 과정에서 미소 기포의 발생을 방지토록 하여 공정 불량의 방지와 그에 따른 반도체소자의 성능 향상 및 제조수율을 보다 향상시키도록 하는 포토리소그래피 공정의 포토레지스트 공급장치 및 그 방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems according to the prior art, and to prevent the occurrence of micro bubbles in the process of supplying photoresist to the entire upper surface of the wafer placed on the chuck, thereby preventing process defects and The present invention provides a photoresist supply apparatus and a method of a photolithography process for further improving performance and manufacturing yield of a semiconductor device.

도 1은 종래 기술에 의한 포토레지스트 공급장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.1 is a configuration diagram schematically showing a photoresist supply apparatus according to the prior art.

도 2a 내지 도 2c는 도 1의 과정에 의해 공급되는 포토레지스트가 웨이퍼 상에서 감광막 층으로 형성 과정을 설명하기 위한 부분 절취 단면도이다.2A to 2C are partial cutaway cross-sectional views illustrating a process of forming a photoresist supplied by the process of FIG. 1 into a photoresist layer on a wafer.

도 3은 노광 과정 중 도 2a 또는 도 2b의 과정에서 발생된 미소 기포의 작용 관계를 설명하기 위한 부분 절취 단면도이다.FIG. 3 is a partial cutaway cross-sectional view for describing an operation relationship of micro bubbles generated in the process of FIG. 2A or 2B during the exposure process.

도 4a 또는 도 4b는 도 3의 과정에 의한 패턴 불량으로부터 발생되는 문제의 각 형상을 나타낸 도면대용 사진이다.FIG. 4A or FIG. 4B is a drawing substitute photograph showing each shape of a problem resulting from a pattern defect by the process of FIG. 3.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 포토리소그래피 공정의 포토레지스트 공급장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.5 is a schematic view showing a photoresist supply apparatus of a photolithography process according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10, 20: 공급장치 12, 22: 척10, 20: feeder 12, 22: chuck

14, 24: 노즐14, 24: nozzle

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적 구성은, 웨이퍼의 저면을 흡착 고정하는 상태로 선택적으로 회전하는 척과; 상기 척 상에 놓이는 웨이퍼의 상면 전역에 대하여 포토레지스트를 분사 공급하는 노즐; 및 웨이퍼에 대한 상기 척과 상기 노즐의 구동을 제어하는 제어기를 포함하여 이루어진다.A characteristic constitution of the present invention for achieving the above object comprises: a chuck that selectively rotates in a state in which the bottom surface of the wafer is fixed by suction; A nozzle for spraying and supplying photoresist over the entire upper surface of the wafer placed on the chuck; And a controller for controlling the driving of the nozzle and the chuck relative to the wafer.

또한, 상기 노즐은 웨이퍼에 대항하여 적어도 하나 이상 설치함이 바람직하다.In addition, at least one nozzle is preferably provided against the wafer.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 포토레지스트 공급방법은, 웨이퍼의 저면 중심을 흡착 고정하는 단계와; 웨이퍼 상측으로부터 소정량의 포토레지스트를 분사 공급하는 단계; 및 포토레지스트가 웨이퍼 표면에 균일한 두께를 이루도록 함과 동시에 과잉 공급된 포토레지스트를 제거하도록 웨이퍼를 고속 회전시키는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.On the other hand, the photoresist supply method of the present invention for achieving the above object, the step of fixing the center of the bottom surface of the wafer; Spray supplying a predetermined amount of photoresist from above the wafer; And rotating the wafer at a high speed to remove the oversupplyed photoresist while simultaneously making the photoresist a uniform thickness on the wafer surface.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 포토리소그래피 공정의 포토레지스트 공급장치 및 그 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a photoresist supply apparatus and a method of a photolithography process according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 포토리소그래피 공정의 포토레지스트 공급장치를 개략적으로 나타낸 구성도로서, 종래와 동일한 부분에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.FIG. 5 is a schematic view showing a photoresist supply apparatus of a photolithography process according to an embodiment of the present invention, and detailed descriptions of the same parts as in the prior art will be omitted.

본 발명에 따른 포토리소그래피 공정의 포토레지스트 공급장치(20)의 구성은, 도 5에 도시된 바와 같이, 소정의 이송수단(도면의 단순화를 위하여 생략함)에 의해 투입 위치되는 웨이퍼(W)의 저면 중심 부위를 받쳐 지지하는 척(22)이 설치되고, 이 척(22)은 외부의 제어기(도면의 단순화를 위하여 생략함)에 의해 제어되는 진공압 제공수단(도면의 단순화를 위하여 생략함)으로부터 제공되는 진공압으로 위치되어 놓이는 웨이퍼(W)을 저면을 흡착 고정한다.The configuration of the photoresist supply apparatus 20 of the photolithography process according to the present invention is as shown in Fig. 5, the wafer W of the input position by a predetermined transfer means (omitted for simplicity of the drawings). A chuck 22 is provided to support the bottom center portion, and the chuck 22 is provided with a vacuum pressure providing means controlled by an external controller (omitted for simplification of the drawing) (omitted for simplification of the drawing). The bottom surface is sucked and fixed on the wafer W which is placed at the vacuum pressure provided from the bottom surface.

또한, 상술한 척(22)은 제어기로부터 인가되는 제어신호에 따라 흡착 고정된 웨이퍼(W)를 선택적으로 고속 회전시키도록 되어 있다.In addition, the chuck 22 described above is configured to selectively rotate the wafer W fixed at high speed in accordance with a control signal applied from the controller.

한편, 척(22)에 의해 흡착 고정된 웨이퍼(W)의 상측으로부터 대향하는 웨이퍼(W)의 상면 전역에 대하여 상술한 제어기의 제어에 따라 포토레지스트(R)를 분사 공급하는 노즐(24)이 설치되어 있으며, 이 노즐(24)은 웨이퍼(W)의 상면 전역에 대하여 적어도 하나 이상 설치된다.On the other hand, the nozzle 24 which spray-injects and supplies the photoresist R with respect to the whole upper surface of the wafer W which opposes from the upper side of the wafer W adsorbed and fixed by the chuck 22 is At least one nozzle 24 is provided in the entire upper surface of the wafer W.

이러한 구성으로부터 포토레지스트(R) 공급 과정을 살펴보면, 척(22)의 상부에 웨이퍼(W)의 중심이 그 회전 중심과 일치되어 놓인 상태에서 상술한 제어기는 노즐(24)에 제어신호를 인가하여 소정량의 포토레지스트(R)를 웨이퍼(W) 상면 전역에 대하여 분사 공급토록 한다.Looking at the process of supplying the photoresist R from such a configuration, the controller described above applies a control signal to the nozzle 24 in a state where the center of the wafer W coincides with the rotational center of the chuck 22. A predetermined amount of photoresist R is sprayed and supplied to the entire upper surface of the wafer W.

이때 공급되는 포토레지스트(R)는 종래 기술에 비교하여 보다 많은 양으로 공급이 이루어지며, 웨이퍼(W)의 상면으로부터 충분한 두께로 쌓이게 된다.At this time, the photoresist R to be supplied is supplied in a larger amount as compared with the prior art, and is stacked in a sufficient thickness from the upper surface of the wafer (W).

이후 제어기는 웨이퍼(W) 상에 충분한 양의 두께로 쌓이는 포토레지스트(R)를 웨이퍼(W) 상면 전역에 대하여 균일한 두께를 이루도록 함과 동시에 과잉 공급된 포토레지스트(R)를 제거하도록 상술한 척(22)을 고속 회전시키도록 제어한다.Then, the controller is configured to remove the photoresist R, which is over-supplied, while simultaneously making the photoresist R stacked on the wafer W in a sufficient amount to have a uniform thickness over the entire upper surface of the wafer W. The chuck 22 is controlled to rotate at high speed.

이에 따라 웨이퍼(W)의 상면 전역에는 포토레지스트(R)가 소원하는 두께의 감광막 층으로 형성되고, 포토레지스트(R)가 충분한 양으로 분사 도포됨에 의해 웨이퍼(W)의 표면과 포토레지스트(R) 사이의 미소 기포의 생성이 억제되고, 이러한 상태에서 척(22)의 구동에 의한 고속 회전으로 포토레지스트(R)는 균일한 두께를 이루게 됨에 따라 이후의 노광 과정에서 미소 기포에 의한 산란 및 그에 따른 패턴 불량이 방지된다.Accordingly, the photoresist R is formed of a photoresist layer having a desired thickness on the entire upper surface of the wafer W, and the photoresist R is spray-coated in a sufficient amount so that the surface of the wafer W and the photoresist R The generation of the micro bubbles between the) is suppressed, and in this state, the photoresist R has a uniform thickness due to the high-speed rotation by the driving of the chuck 22, so that scattering by the micro bubbles in the subsequent exposure process and Pattern failures are prevented.

따라서, 본 발명에 의하면, 척에 놓이는 웨이퍼의 상면 전역에 분사 공급되는 포토레지스트는 미소 기포가 생성되지 않는 상태로 소정 두께 층으로 쌓이고, 이러한 상태에서 척을 고속 회전하여 그 층 두께의 균일도를 형성하게 됨에 따라 미소 기포에 의한 공정 불량 및 그에 따른 반도체소자 성능이 정상적으로 이루어는 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, the photoresist sprayed and supplied throughout the upper surface of the wafer placed on the chuck is stacked in a predetermined thickness layer without generating micro bubbles, and in such a state, the chuck is rotated at high speed to form uniformity of the layer thickness. As a result, process defects due to micro bubbles and semiconductor device performances according to the micro bubbles are normally performed.

본 발명은 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 할 것이다.Although the present invention has been described in detail only with respect to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that modifications and variations can be made within the scope of the technical idea of the present invention, and such modifications or changes belong to the claims of the present invention. something to do.

Claims (3)

웨이퍼의 저면을 흡착 고정하는 상태로 선택적으로 회전하는 척과; 상기 척 상에 놓이는 웨이퍼의 상면 전역에 대하여 포토레지스트를 분사 공급하는 노즐; 및 웨이퍼에 대한 상기 척과 상기 노즐의 구동을 제어하는 제어기를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 포토리소그래피 공정의 포토레지스트 공급장치.A chuck that selectively rotates in a state in which the bottom surface of the wafer is sucked and fixed; A nozzle for spraying and supplying photoresist over the entire upper surface of the wafer placed on the chuck; And a controller for controlling the driving of the chuck and the nozzle for the wafer. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 노즐은 웨이퍼에 대항하여 적어도 하나 이상 설치하여 이루어짐을 특징으로 하는 상기The nozzle is characterized in that made by installing at least one against the wafer 웨이퍼의 저면 중심을 흡착 고정하는 단계와; 웨이퍼 상측으로부터 소정량의 포토레지스트를 분사 공급하는 단계; 및 포토레지스트가 웨이퍼 표면에 균일한 두께를 이루도록 함과 동시에 과잉 공급된 포토레지스트를 제거하도록 웨이퍼를 고속 회전시키는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 포토레지스트 공급방법.Adsorbing and fixing the bottom center of the wafer; Spray supplying a predetermined amount of photoresist from above the wafer; And rotating the wafer at a high speed to remove the oversupplyed photoresist while simultaneously making the photoresist a uniform thickness on the wafer surface.
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