KR20040061442A - Method and apparatus of removing edge bead for a substrate - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An apparatus for removing an edge bead of a substrate is provided to avoid a contamination problem, a pattern defect and an excessive investment of equipment like dry condensed air that occurs in a conventional chemical process using an EBR(edge bead removal) cleaning solution. CONSTITUTION: A substrate fixing unit(10) fixes the edge part of a substrate(30) to which photoresist is applied after the edge part of the substrate is transferred. A light irradiation unit(20) irradiates light to the photoresist on the edge part of the substrate. The substrate fixing unit may be a chuck, and the light may be ultraviolet rays or X-rays.

Description

기판의 에지 비드 제거장치 및 방법{Method and apparatus of removing edge bead for a substrate}Method and apparatus of removing edge bead for a substrate

본 발명은 기판의 에지 비드 제거방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판에 포토레지스터를 코팅한 후 기판의 에지 비드를 제거하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for removing edge beads of a substrate, and more particularly, to a method for removing edge beads of a substrate after coating a photoresist on the substrate.

액정패널공정 또는 반도체소자공정에서는 포토리소그라피공정이 필수적으로사용되어 다수층의 전극과 다수층의 절연층 등을 형성한다. 이 포토리소그라피공정즉, 사진식각공정은 원하는 패턴을 형성하기 위한 공정으로서, 화학기상증착(CVD), 스퍼터링 등의 증착공정, 스핀코터(spin-coater) 등에 의한 포토레지스트 즉, 감광제를 도포하는 공정, 마스크를 사용한 노광(exposure)공정, 현상(develop)공정, 식각(etching)공정 등으로 이루어진다. 이와 같은 공정에서 포토레지스트는 적당한 마스크를 통해 선택적으로 노광됨에 따라서 특정파장의 광에 반응하도록 한다. 그런 다음 현상공정에서 선택된 영역에서만 포토레지스트가 제거되어 이후의 식각 공정에서 선택적인 패턴을 가진 막의 형성이 가능하게 된다. 포토레지스트는 네가티브형과 포지티브형이 있으며, 이들은 조사된 광에 의해 현상액에 대하여 용해도를 달리하게되고, 포지티브형은 광 조사된 부분이 현상액에 용해되고, 네가티브형은 그 반대로 반응한다.In a liquid crystal panel process or a semiconductor device process, a photolithography process is essentially used to form a plurality of electrodes and a plurality of insulating layers. The photolithography process, that is, the photolithography process, is a process for forming a desired pattern, and a process of applying a photoresist, that is, a photoresist, by a vapor deposition process such as chemical vapor deposition (CVD) or sputtering, a spin coater, or the like. , An exposure process using a mask, a development process, an etching process, and the like. In such a process the photoresist is made to react to light of a particular wavelength as it is selectively exposed through a suitable mask. Then, the photoresist is removed only in the region selected in the developing process, so that a film having a selective pattern can be formed in a subsequent etching process. The photoresist has a negative type and a positive type, and these have different solubility with respect to the developer by the irradiated light, and the positive type reacts with the light-irradiated part dissolved in the developer, and the negative type reacts vice versa.

도포공정에서 포토레지스트는 주로 스핀코터에 의해 도포되는데, 기판의 중앙부에 점성있는 소정량의 포토레지스트를 투입하여 원심력에 의해 기판 가장자리 방향으로 점차 퍼져 나간다. 따라서 포토레지스트의 두께는 스핀코터의 속도(예를 들어 500 내지 6000 rpm)에 의해서 주로 결정된다.In the coating process, the photoresist is mainly applied by a spin coater, and a viscous predetermined amount of photoresist is added to the center of the substrate and gradually spreads toward the substrate edge by centrifugal force. Therefore, the thickness of the photoresist is mainly determined by the speed of the spin coater (for example, 500 to 6000 rpm).

그런데 이때 용재가 증발하여 점성이 점점 증가하게 되고 표면장력의 작용에 의해 기판의 가장자리에 상대적으로 다량의 포토레지스트가 쌓이게 되고, 더욱 심각한 것은 기판의 후면까지 포토레지스트가 도포되는 경향이 있다.However, at this time, the solvent evaporates, the viscosity gradually increases, and a large amount of photoresist is accumulated on the edge of the substrate by the action of the surface tension, and more seriously, the photoresist is applied to the rear surface of the substrate.

이와같은 포토레지스트의 코팅상 문제점은 전체적인 반도체나 액정패널의 공정상에 심각한 문제를 초래할 수 있다. 예를 들면, 기판의 편평도를 저하시켜 노광시의 포커싱, 정렬 등의 공정에 악영향을 미치고, 부위별로 막 두께가 달라져 초박막의 실현도 실질적으로 어려워지며, 더욱 심각하게는 기판의 후면까지 포토레지스트가 도포되면 후속공정에서 기판 로딩 등에서 많은 문제점을 초래한다.Such a coating problem of the photoresist may cause serious problems in the overall semiconductor or liquid crystal panel process. For example, lowering the flatness of the substrate adversely affects the processes such as focusing and alignment at the time of exposure, and the film thickness varies for each part, making it extremely difficult to realize an ultra-thin film. The coating causes many problems in loading the substrate in a subsequent process.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 반도체 웨이퍼상 또는 액정패널용 기판상에 스핀코터에 의해 포토레지스트를 도포한 경우, 가장자리 부위에 잔류하는 포토레지스트를 제거하기 위해 여러 가지 EBR(Edge Bead Removal) 세정액이 제시되고 있다.In order to solve this problem, when a photoresist is applied by a spin coater on a semiconductor wafer or a liquid crystal panel substrate, various edge bead removal (EBR) cleaning solutions are proposed to remove the photoresist remaining at the edge portion. have.

도 1은 종래의 EBR헤드의 예로서, 기판(30)은 EBR스테이지(15)에 의해 EBR액 저류부(5)로 진입하여 기판이 EBR액에 디핑되고, EBR액에 의해 용해된 EBR액은 강제배기와 CDA(Compressed Dry Air, 압축건조공기 블로어(2)에 의해 기판(30)에서 제거된다.1 is an example of a conventional EBR head, the substrate 30 enters the EBR liquid storage portion 5 by the EBR stage 15 so that the substrate is dipped in the EBR liquid, and the EBR liquid dissolved by the EBR liquid is It is removed from the substrate 30 by forced exhaust and compressed dry air blower (2).

그런데 이러한 화학적 처리방법은 EBR헤드 내부를 지속적으로 오염시키는 문제점이 있고, CDA 블로잉시, EBR액이 기판으로 튀어 추후 형성될 패턴에 악영향을 주게 된다.However, such a chemical treatment method has a problem of continuously contaminating the inside of the EBR head, and when the CDA blowing, the EBR liquid is splashed to the substrate and adversely affect the pattern to be formed later.

본 발명은 상기와 같은 에지비드의 화학적 제거방법의 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 화학적 제거방법을 대체할 수 있는 새로운 방식의 에지비드제거방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art of the method of chemical removal of the edge bead to provide a new method and apparatus for removing the edge bead can replace the chemical removal method.

본 발명의 기타 다른 목적이나 효과는 발명의 상세한 설명과 첨부된 도면을통해 이해할 수 있을 것이다.Other objects and effects of the present invention will be understood through the detailed description of the invention and the accompanying drawings.

도 1은 종래의 기판의 에지 비드 제거 장치를 도시한 개략 구성도1 is a schematic configuration diagram showing an edge bead removal device of a conventional substrate

도 2는 본 발명에 따른 기판의 에지 비드 제거장치의 개략 구성도2 is a schematic configuration diagram of an edge bead removal device of a substrate according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따라 기판의 에지 비드를 제거하는 공정을 도시한 순서도3 is a flow chart illustrating a process for removing edge beads of a substrate in accordance with the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명** Brief description of symbols for the main parts of the drawings *

10: 기판고정부 20: 광조사 유닛10: substrate fixing part 20: light irradiation unit

30: 기판30: substrate

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일측면에 따르면, 포토레지스트가 도포된 기판의 에지부분이 이송된 후 이를 고정하는 기판고정부와; 상기 기판의 에지부분의 포토레지스트에 광을 조사하는 광조사 유닛을 포함하는 EBR제거장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention to achieve the above object, a substrate fixing portion for fixing the edge portion of the substrate to which the photoresist is applied after the transfer; Provided is an EBR removal apparatus including a light irradiation unit for irradiating light to the photoresist of the edge portion of the substrate.

상기 광조사 유닛은 자외선 또는 X선 등을 조사하며, 상기 현상액은 알카리성 수용액인 것이 바람직하다.The light irradiation unit irradiates ultraviolet rays or X-rays, and the developer is preferably an alkaline aqueous solution.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판의 에지에 도포된 포토레지스트 비드에광을 조사하는 단계와; 상기 비드를 현상하여 비드를 제거하는 단계를 포함하는 기판의 에지 비드 제거방법을 제공한다.According to another aspect of the invention, the step of irradiating light to the photoresist beads applied to the edge of the substrate; Developing the bead to provide a method for removing the edge bead of the substrate comprising the step of removing the bead.

상기 광 조사 단계후 상기 기판에 마스크를 사용하여 노광하는 단계를 더욱 포함하고, 상기 현상 단계에서는 상기 노광단계에서 형성된 패턴의 형성도 동시에 되는 것이 바람직하다.The method may further include exposing the substrate using a mask after the light irradiation step. In the developing step, the pattern formed in the exposing step may be formed at the same time.

이러한 본 발명으로 인하여 화학적 오염을 방지하고, 패턴에 미치는 영향을 최소화하는 이점은 물론 블로잉을 위한 압축건조공기, EBR액 등도 사용하지 않으므로, 에지 비드 제거공정시 비용이 절감되는 부수적인 이점도 있다.The present invention prevents chemical contamination and minimizes the influence on the pattern, and also does not use compressed dry air, an EBR liquid, or the like, for blowing, and thus has an additional advantage of reducing costs during the edge bead removal process.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 EBR제거장치를 도시한 개략도로서, 도시한 바와 같이, 에지부에 포토레지스트 비드가 형성된 기판을 고정하는 기판고정부(10)와; 상기 기판고정부에 의해 고정된 기판의 에지부의 포토레지스트비드에 광을 조사하는 광조사유닛(20)을 구비하고 있다.2 is a schematic view showing an EBR removal apparatus according to the present invention, and as shown, a substrate fixing part 10 for fixing a substrate on which photoresist beads are formed; A light irradiation unit 20 for irradiating light to the photoresist bead of the edge portion of the substrate fixed by the substrate fixing portion is provided.

기판고정부(10)는 척(chuck)일 수 있으며, 척은 정전척 또는 마그네틱 척일 수 잇으며, 기판고정부(10)로 기판(30)을 이송하는 것은 스테이지 또는 다양한 형태의 로봇아암일 수 있고, 그 형태에 한정하는 것은 아니다.The substrate fixing part 10 may be a chuck, the chuck may be an electrostatic chuck or a magnetic chuck, and the substrate 30 may be transferred to the substrate fixing part 10 by a stage or various types of robot arms. It is not limited to the form.

포토레지스트는 광을 조사함에 따라 가교화가 일어나 불용화 또는 가용화가 일어나는 감광성 고분자 물질로서 다시 설명하면, 소수성의 유기물질로 광조사에 의해 현상액에 대하여 용해도를 변화시키게 된다. 포토레지스트는 일반적으로 고분자(Polymer)로 이루어진 수지(Resin), 감광성 발생제 (Photosensitive Generator), 기타 첨가제의 혼합물로 조성되어 있다. 이 실시예에서는 포지티브형 포토레지스트가 코팅된 경우에 적용되며, 이 경우 포지티브 포토레지스트의 광조사된 부분은 현상액에 의해 용해될 수 있는 상태로 된다.When the photoresist is described again as a photosensitive polymer material in which crosslinking occurs due to irradiation with light and insolubilization or solubilization occurs, the solubility of the photoresist is changed with respect to the developer by light irradiation with a hydrophobic organic material. The photoresist is generally composed of a mixture of a resin made of a polymer, a photosensitive generator, and other additives. In this embodiment, it is applied when the positive photoresist is coated, in which case the irradiated portion of the positive photoresist is in a state in which it can be dissolved by the developer.

이 포토레지스트는 기판에 패턴하고자 하는 막의 성막공정 즉, 증착공정을 한 후 통상 스핀코터 등에 의해 코팅되면서 기판의 에지부에 비드상으로 형성되게 된다.The photoresist is formed in a bead shape at the edge portion of the substrate while being coated by a spin coater or the like after the film formation process, that is, the deposition process, of the film to be patterned on the substrate.

상기 광조사유닛(20)은 이러한 포토레지스트재질의 비드를 노광할 수 있는 장치로서, 노광장치의 원리를 그대로 이용한 것이고, 광조사 유닛(20)은 광원의 종류에 따라 광학식 노광장치와 비광학식 노광장치로 구분되며, 광학식 노광장치는 사용되는 광원의 종류에 따라 G-line(436nm), I-line(365nm)로 구성된 램프계 노광장치, KrF(248nm), ArF(193nm), F2(157nm)의 레이저계 노광장치 그리고 EUV 노광장치로 구분되고, 비광학식 노광장치는 사용되는 광의 종류에 따라 전자빔 노광장치, 이온빔 노광장치, X-ray 노광장치로 구분되고 있는데, 본 실시예에서는 이러한 노광장치의 종류에 관계 없이 포토레지스트에 조사하여 현상액에 포토레지스트가 제거될 수 있는 장치면 족하며, 포토레지스트의 종류, 시간, 빛의 세기, 빛의 밝기 등에 따라 적당한 것을 선택할 수 있다.The light irradiation unit 20 is a device capable of exposing the bead of the photoresist material, using the principle of the exposure apparatus as it is, the light irradiation unit 20 is an optical exposure apparatus and a non-optical exposure according to the type of light source The optical exposure apparatus is divided into G-line (436nm) and I-line (365nm) lamp-based exposure apparatus, KrF (248nm), ArF (193nm), and F2 (157nm), depending on the type of light source used. The non-optical exposure apparatus is classified into an electron beam exposure apparatus, an ion beam exposure apparatus, and an X-ray exposure apparatus according to the type of light used. Irrespective of the type, any device capable of removing the photoresist from the developer by irradiating the photoresist is sufficient, and a suitable one can be selected according to the type, time, light intensity, light brightness, etc. of the photoresist.

도 3은 본 발명에 따른 기판의 에지 비드 제거 방법을 도시한 순서도로서, 도시한 바와 같이, 패턴하고자 하는 막의 증착공정후, 기판에 포토레지스트를 코팅하는 단계(S1)와; 상기 도 2에 도시된 장치에 의해 기판의 에지부에 광을 조사하는 단계(S2)와; 상기 증착된 막의 패턴을 위하여 노광하는 단계(S3)와; 상기 노광된 포토레지스트를 현상하는 단계(S4)를 포함한다.3 is a flowchart illustrating a method for removing edge beads of a substrate according to the present invention, and as shown, after the deposition process of the film to be patterned, coating the photoresist on the substrate (S1); Irradiating light to an edge portion of the substrate by the apparatus shown in FIG. 2 (S2); Exposing (S3) for the pattern of the deposited film; Developing the exposed photoresist (S4).

포토레지스트 코팅단계(S1)는 통상 스핀코터(spin coater)에 의해 이루어지며, 앞서 설명한 바와 같이, 기판의 중앙부에 점성있는 소정량의 포토레지스트를 투입하여 원심력에 의해 기판 가장자리 방향으로 점차 퍼져 나간다. 이때 용재가 증발하여 점성이 점점 증가하게 되고 표면장력의 작용에 의해 기판의 가장자리 또는 후면까지 상대적으로 다량의 포토레지스트가 쌓이게 되고, 이를 에지비드(edge bead)라 한다.The photoresist coating step (S1) is usually performed by a spin coater (spin coater), as described above, by applying a predetermined amount of viscous photoresist to the center of the substrate gradually spreads toward the substrate edge direction by centrifugal force. At this time, the solvent evaporates and the viscosity gradually increases, and a large amount of photoresist is accumulated up to the edge or the rear surface of the substrate by the action of the surface tension, which is called an edge bead.

다음으로 포토레지스트가 코팅된 기판(도 2의 30)을 이송하여 기판고정부(도2의 10)에 고정한 후, 광조사유닛(도 2의 20)에 의해 에지비드에 광을 조사하여 노광시키게 된다(S2).Next, the photoresist-coated substrate (30 in FIG. 2) is transported and fixed to the substrate fixing part (10 in FIG. 2), and then the light is irradiated to the edge bead by the light irradiation unit (20 in FIG. 2) for exposure. (S2).

다음으로, 원하는 패턴이 형성된 마스크 또는 레티클(reticle)을 사용하여 노광장치에 의해 기판을 노광한다(S3).Next, the substrate is exposed by the exposure apparatus using a mask or a reticle on which a desired pattern is formed (S3).

다음으로, 상기 노광된 포토레지스트를 현상하는 공정이 이루어지며, 통상 알카리성 수용액을 사용하여 용해도가 높아진 포토레지스트를 제거한다(S4). 이때 상기 에지비드 역시 제거되게 된다.Next, a process of developing the exposed photoresist is performed, and the photoresist having high solubility is removed using an alkaline aqueous solution (S4). At this time, the edge bead is also removed.

이후 베이킹공정, 식각공정 등이 뒤따르며 상기 증착된 막의 패턴이 완성된다.Thereafter, a baking process, an etching process, and the like are followed, and the pattern of the deposited film is completed.

이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하였으나, 이는 예시이며 본 발명의 정신을 벗어나지 않고, 다양한 변화와 변형이 가능할 것이나, 이러한 변화와 변형은 모두 본 발명의 권리범위에 속하게 됨은 첨부된 청구범위를 통해 이해할 수 있을 것이다.Although the preferred embodiments according to the present invention have been described above, these are exemplary and various changes and modifications may be made without departing from the spirit of the present invention, but all such changes and modifications fall within the scope of the present invention. You can understand through.

본 발명으로 인하여, 기판의 에지비드제거공정에서 종래에 EBR액을 이용한 화학적 처리방법의 문제점으로 지적되어온 오염문제, 패턴불량, 건조압축공기와 같은 설비 과다 등을 모두 해결할 수 있게되는 이점이 있다.Due to the present invention, in the edge bead removal process of the substrate, there is an advantage in that it is possible to solve all of the contamination problems, pattern defects, and equipment excess, such as dry compressed air, which have been pointed out as problems of the conventional chemical treatment method using the EBR solution.

Claims (5)

포토레지스트가 도포된 기판의 에지부분이 이송된 후 이를 고정하는 기판고정부와;A substrate fixing part for fixing the edge portion of the substrate to which the photoresist is applied and then fixing it; 상기 기판의 에지부분의 포토레지스트에 광을 조사하는 광조사 유닛Light irradiation unit for irradiating light to the photoresist of the edge portion of the substrate 을 포함하는 기판의 에지 비드 제거장치.Edge bead removal device of the substrate comprising a. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 기판고정부는 척(chuck)인 기판의 에지 비드 제거 장치.And said substrate fixer is a chuck. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 광은 자외선 또는 x선인 기판의 에지 비드 제거장치.And said light is ultraviolet or x-rays. 기판의 에지에 도포된 포토레지스트 비드에 광을 조사하는 단계와;Irradiating light onto the photoresist beads applied to the edge of the substrate; 상기 비드를 현상하여 비드를 제거하는 단계Developing the beads to remove the beads 를 포함하는 기판의 에지 비드 제거방법.Edge bead removal method of the substrate comprising a. 청구항 4에 있어서,The method according to claim 4, 상기 광 조사 단계후 상기 기판에 마스크를 사용하여 노광하는 단계를 더욱 포함하고, 상기 현상 단계에서는 상기 노광단계에서 형성된 패턴의 형성도 동시에 되는 것을 특징으로 하는 기판의 에지 비드 제거방법.And exposing the substrate using a mask after the light irradiation step, wherein in the developing step, the pattern formed in the exposing step is also formed at the same time.
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