KR20040082185A - 포토레지스트 도포장치 - Google Patents

포토레지스트 도포장치 Download PDF

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KR20040082185A
KR20040082185A KR1020030016863A KR20030016863A KR20040082185A KR 20040082185 A KR20040082185 A KR 20040082185A KR 1020030016863 A KR1020030016863 A KR 1020030016863A KR 20030016863 A KR20030016863 A KR 20030016863A KR 20040082185 A KR20040082185 A KR 20040082185A
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이명규
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 포토레지스트 도포장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼가 놓여지며 상ㆍ하로 이동되는 스핀척과, 상기 웨이퍼 표면에 포토레지스트를 분사하는 분사노즐과; 그리고, 상기 웨이퍼의 가장자리에 도포된 포토레지스트의 잔여물을 제거하는 세정장치를 포함하되, 상기 세정장치는, 상기 웨이퍼를 감싸도록 형성된 수용부재와, 상기 수용부재에 배치되어 상기 웨이퍼의 가장자리로 세정액을 분사하는 분사부와, 상기 분사부로 분사된 세정액을 배출하는 배출부를 포함하여 이루어지므로 써, 웨이퍼가 놓여지는 스핀척을 회전하지 않고, 웨이퍼의 플랫 존과 측면 또는, 후면 가장자리에 잔존하는 포토레지스트를 제거하며, 세정액이 외부로 유출되거나 웨이퍼의 표면에 튀지 않도록 하므로 써, 제품의 불량요인을 저감시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 도포장치에 관한 것이다.

Description

포토레지스트 도포장치{Apparatus for Coating Photo Resist}
본 발명은 포토레지스트 도포장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 웨이퍼 표면에 포토레지스트(Photo-Resist; 이하, PR로 약칭) 분사 후, 웨이퍼 측면 및 후면 가장자리에 잔존하는 불필요한 포토레지스트를 효율적으로 제거하기 위한 포토레지스트 도포장치이다.
통상적으로, 웨이퍼 도포 공정은 웨이퍼 전면에 감광제인 포토레지스트(PR)를 도포하고, 웨이퍼 측면 및 후면에 불필요하게 형성된 포토레지스트를 신너(thinner)등의 세정액으로 세정한다.
첨부된 도 1은 종래의 포토레지스트 도포 및 세정장치를 설명하기 위한 도면으로써, 웨이퍼(15)가 놓여지는 스핀척(10)의 상부에는 포토레지스트를 분사하는 포토레지스트 분사노즐(13)이 있으며, 분사노즐(13)의 하측으로 웨이퍼(15)가 안착되며, 고속으로 회전되는 스핀척(10)이 있다.
그리고, 스핀척(10)에 안착된 웨이퍼(15)의 후면 가장자리 일측에 세정액인 신너(thinner)를 웨이퍼(15) 후면방향으로 분사하는 신너 분사노즐(14)이 있다.
또한, 분사노즐(14)에서 분사된 신너(thinner)가 외부로 누출되는 것과 포토레지스트 분사노즐(13)에서 분사된 포토레지스트가 외부로 원심력에 의해 튕겨져 나가는 것을 방지하며, 분사된 신너(thinner) 및 포토레지스트가 배출되는 배출구(12)를 갖는 캐치 컵(catch cup)(11)이 스핀척(10)의 외부를 둘러싸고 있다.
이러한 구성으로 이루어진 종래의 포토레지스트 도포 및 세정장치에서 웨이퍼 후면 가장자리 및 측면 세정은 다음과 같다.
먼저, 웨이퍼(15)는 스핀척(10)에 안착 고정되고, 스핀척(10)이 고속으로 회전하는 상태에서 포토레지스트 분사 노즐(13)로부터 웨이퍼(15) 전면에 포토레지스트가 공급되면 원심력에 의해 포토레지스트가 도포된다.
그리고, 포토레지스트가 도포되면 웨이퍼(15) 측면 및 후면에 불필요하게 도포된 포토레지스트를 세정하기 위해 웨이퍼가 회전되는 상태에서 신너 분사노즐(14)로부터 웨이퍼 후면 가장자리로 신너(thinner)가 분사된다.
분사된 신너는 웨이퍼(15)의 회전에 의해 웨이퍼 후면에 닿는 순간 원심력을 받아 웨이퍼 가장자리로 밀려나고, 웨이퍼(15) 후면 및 측면에 잠시 머무르면서 도포된 불필요한 포토레지스트를 제거한다.
그리고, 웨이퍼(15) 가장자리로 밀려난 신너는 다시 원심력에 의해 떨어져 나와 캐치 컵(11)에 부딪히고, 캐치 컵의 벽면을 따라 흘러내려 배출구(12)로 배출된다.
그러나, 종래의 포토레지스트 도포장치에서 웨이퍼 측면 및 후면 가장자리의 불필요한 포토레지스트 세정은 신너가 웨이퍼 후면에 머무르는 시간이 매우 짧아 포토레지스트 제거 능력이 저하된다.
즉, 웨이퍼는 스핀척에 의해 고속으로 회전되어 큰 원심력을 받게되므로 분사되는 신너는 분사와 거의 동시에 웨이퍼 가장자리에서 떨어져 나오기 때문이다.
따라서, 포토레지스트 제거능력을 향상시키기 위해 신너의 분사량을 증가시켜야 하고, 신너의 분사 시간을 증가시켜야 하므로 써, 시간적인 손실 및 신너 사용량이 많아지는 문제점이 있다.
또한, 분사노즐에서 신너를 분사시키는 과정에서 분사된 신너가 캐치 컵 벽면에 부딪혀 다시 웨이퍼 전면으로 튀는 경우가 발생되어 웨이퍼 표면의 오염되는 문제점이 있다.
그리고, 웨이퍼가 놓여지는 스핀척이 회전하는 스핀방식의 포토레지스트 제거시, 웨이퍼의 측면과 후면의 가장자리는 어느정도 제거가 되었으나, 플렛 존(Flat Zone) 부위에 잔존하는 포토레지스트와 반사광 유기막질의 제거가 불가능 하여 제품 수율의 불량요인이 되었다.
상기한 문제점들을 해결하기 위해 본 발명은, 스핀척을 회전하지 않고도 웨이퍼의 측면과 후면 가장자리에 잔존하는 포토레지스트를 제거하는데 그 목적이 있으며, 특히, 플랫 존 부위에 잔존하는 포트레지스트와 반사광 유기막질을 제거하여 제품의 불량율을 감소 시키는데, 또 다른 목적이 있다.
도 1은 종래의 포토레지스트 도포 및 세정장치에 관한 단면도;
도 2는 본 발명인 포토레지스트 도포장치에 관한 단면도;
도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼수용부재를 확대한 측면 단면도; 그리고,
도 4는 본 발명인 포토레지스트 도포장치를 갖는 웨이퍼수용부재에 관한 평면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 - 스핀척 110 - 분사노즐
120 - 캐치 컵 150 - 웨이퍼
200 - 세정장치 210 - 수용부재
210a - 제 1수용부재 210b - 제 2수용부재
212 - 격벽 214 - 상단지지편
215,215a,215b - 고무패킹 216 - 하단지지편
218 - 테프론 220 - 분사부
230 - 배출부 240 - 챔버
241 - 배출관
전술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은, 웨이퍼가 놓여지며 상ㆍ하로 이동되는 스핀척과, 상기 웨이퍼 표면에 포토레지스트를 분사하는 분사노즐과; 그리고, 상기 웨이퍼의 가장자리에 도포된 포토레지스트의 잔여물을 제거하는 세정장치를 포함하되, 상기 세정장치는, 상기 웨이퍼를 감싸도록 형성된 수용부재와, 상기 수용부재에 배치되어 상기 웨이퍼의 가장자리로 세정액을 분사하는 분사부와, 상기 분사부로 분사된 세정액을 배출하는 배출부를 포함하여 이루어지므로 써, 본 발명에 따른 목적을 달성할 수 있다.
상기 수용부재는, 평면이 호의 형상을 갖는 제 1수용부재와, 상기 제 1수용부재와 대향되는 위치에 배치되는 제 2수용부재로 이루어지되, 상기 제 1수용부재와 상기 제 2수용부재가 상기 웨이퍼를 감싸도록 수평방향으로 슬라이드 이동되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수용부재는 세정액의 외부 유출을 방지하는 격벽과, 상기 격벽의 상측과 연장되어 웨이퍼의 중심방향으로 형성된 상단지지편과, 상기 상단지지편과 대향되어 상기 격벽의 하측과 연장되어 형성된 하단지지편으로 이루어지며, 상기 제 1수용부재의 단면은 "ㄷ" 형상이며, 제 2수용부재는 상기 제 1수용부재와 대응되는 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제 1수용부재와 상기 제 2수용부재가 맞 닿는 양 끝단에 고무패킹이 설치되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 배출부는 배출관과 연결되어 진공펌프에 의해 세정액을 배출하며, 분사부는, 상단지지편과 하단지지편의 내면에서 웨이퍼의 외측방향을 향하여 기울어지도록 배치된 것을 특징으로 하여 본 발명에 전술한 목적을 달성할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명인 포토레지스트 도포장치에 관한 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼수용부재를 확대한 측면 단면도이며, 도 4는 본 발명인 포토레지스트 도포장치를 갖는 웨이퍼수용부재에 관한 평면도이다.
먼저, 첨부된 도 2와 같이, 포토레지스트의 도포장치는 크게 스핀척(100)과 분사노즐(110), 캐치 컵(120)으로 구성되며, 수용부재(210)와 세정액을 분사하는 분사부(220), 분사된 세정액을 배출하는 배출부(230)로 구성된다.
상기 스핀척(100)은 웨이퍼(150)가 안착되어 고속으로 회전함과 동시에 웨이퍼(150)의 상부에 배치되는 분사노즐(110)에서 포토레지스트를 분사한다.
이때, 분사노즐(110)에서 분사된 포토레지스트가 웨이퍼(150)의 가장자리에서 원심력에 의해 외부로 튕겨져 나가는 것을 방지하기 위해 캐치 컵(120)이 스핀척(100)의 외부를 둘러싸고 있다.
한편, 상기 캐치 컵(120) 상부에는 포트레지스트 세정장치(200)가 설치된다.
상기 세정장치(200)는, 제 1수용부재(210a)와 제 2수용부재(210b)로 구성되며, 평면이 호의 형상을 갖는다.
또한, 웨이퍼(150)를 중심으로 서로 마주보며 대향되도록 배치되고, 제 1수용부재(210a)의 단면이 "ㄷ" 의 형상으로 써, 제 2수용부재(210b)는 상기 제 1수용부재(210a)와 대응되는 단면 형상을 갖는다.
상기 제 1수용부재(210a)와 제 2수용부재(210b)는 상기 웨이퍼(150)를 감싸도록 수평방향으로 슬라이드 이동되어진다.
한편, 수용부재(210)는, 세정액의 외부 유출을 방지하기 위한 격벽(212)이 형성되며, 상기 격벽(212)은 평면에서 봤을 때, 호의 형상을 갖는다.
상기 격벽(212)의 상단에서 웨이퍼(150)의 중심방향으로 상단지지편(214)이연장되어 형성되고, 상기 상단지지편(214)과 대향되는 상기 격벽(212)의 하단에는 하단지지편(216)이 웨이퍼(150)의 중심방향으로 연장되어 형성된다.
상기 격벽(212)과 상단지지편(214), 하단지지편(216)은 전술한 바와 같이 그 단면이 "ㄷ"의 형상을 갖고, 내측면에는 고분자 재료 중에서 마찰계수가 가장 낮은 재료중에 하나로 써, 대부분의 유체에 대하여 부착력이 아주 적은 테프론(Teflon)코팅을 한다.
여기서, 상기 상단지지편(214)과 하단지지편(216)에는 분사부(220)가 설치되는데, 상기 분사부(220)는 웨이퍼(150)의 외측방향을 향하여 기울어지도록 배치한다.
즉, 상기 상단지지편(214)과 하단지지편(216)의 내면에 각각 분사부(220)가 결합되고, 격벽(212)을 향하도록 상기 분사부(220)의 분사방향을 형성하도록 한다.
여기서, 상기 분사부(220)는 등간격을 갖도록 복수개로 형성하는 것이 바람직하며, 상기 분사부(220)로 세정액이 이동될 수 있도록 상단지지편(214)의 상측에 챔버(240)를 형성한다.
한편, 상기 격벽(212)에는 배출부(230)가 형성되는데, 상기 배출부(230)는 배출관(241)과 연결되며, 상기 배출관(241)은 진공펌프(도시하지 않음)와 연결되도록 한다.
상기 배출부(230)는 상기 하단지지편(216)에 배치될 수도 있으며, 바람직하게는 격벽(212)의 하측, 또는 하단지지편(216)에 형성되도록 한다.
상기 제 1수용부재(210a)와 제 2수용부재(210b)가 맞 닿는 양 끝단에는 고무패킹(215)이 결합되는데, 상기 격벽(212)과 상단지지편(214), 상기 하단지지편(216)의 양측 끝단면에 배치되도록 한다.
한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 분사부(220)와 연결된 노즐은 캐치 컵(120)의 일측에 세정액을 저장하는 용기가 구비되어진다.
이상과 같이 구성된 본 발명인 포토레지스트 도포장치의 웨이퍼 측면과 후면 가장자리에 잔존하는 포토레지스트의 제거는 다음과 같다.
먼저, 웨이퍼(150) 표면에 포토레지스트가 도포된 직 후, 웨이퍼(150)의 측면과 후면 가장자리에 잔존하는 불필요한 포토레지스트를 제거하기 위해, 웨이퍼가 안착된 상태에서 스핀척(100)이 상측으로 이동되어진다.
이후, 웨이퍼(150)가 안착된 스핀척(100)이 정지되고, 제 1수용부재(210a)와 제 2수용부재(210b)가 양측에서 웨이퍼(150)의 중심방향으로 슬라이드 이동되며, 상기 제 1수용부재(210a)와 제 2수용부재(210b)의 양측 끝단이 서로 맞 닿게 된다.
이때, 용기에서 노즐을 통해 분사부(220)로 세정액이 분사되고, 이와 함께, 진공펌프가 작동되어 포토레지스트를 제거한 세정액이 배출부(230)로 신속하게 유출되어진다.
따라서, 웨이퍼(150)가 놓여진 스핀척(100)이 회전하지 않고, 고정된 상태에서 웨이퍼(150)의 측면과 후면 가장자리에 도포된 불필요한 포토레지스트를 제거하게 되어 플렛 존에 잔존하는 포토레지스트와 반사광 유기막질을 제거할 수 있다.
또한, 웨이퍼(150)의 잔존 포토레지스트를 제거하는 방법이 스핀방식이 아닌 고정된 상태의 제거방식이므로, 벽면에 부딪혀 다시 웨이퍼(150) 표면에 튀지 않게하므로 써, 웨이퍼(150) 표면의 오염을 방지할 수 있다.
이와함께, 진공펌프의 흡입력으로 인해 분사된 세정액이 신속하게 배출되어 웨이퍼 표면에 튀지 않게 되어 제품 수율의 불량요인을 제거하였다.
또한, 수용부재(210a) 내측면을 테프론(218) 코팅하여 세정액이 부착되지 않고 미끄러지면서 배출부(230)를 통해 외부로 유출되어진다. 즉, 세정액이 수용부재(210)의 내측면에 붙으려는 부착력보다 세정액들간에 뭉치려는 응집력이 작용하여 수용부재(210) 내부에서 미끄러지게 되므로 써, 진공펌프의 흡입력을 높일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명인 포토레지스트 도포장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫 번째, 웨이퍼가 놓여지는 스핀척이 상측으로 이동된 후, 분사부와 배출부가 설치된 수용부재가 상기 웨이퍼를 감싸면서 세정액을 분사하므로 써, 플랫 존(Flat Zone)에 잔존하는 포토레지스트를 제거할 수 있다.
두 번째, 단면이 "ㄷ" 형상을 갖는 제 1수용부재와 웨이퍼를 사이에 두고 상기 제 1수용부재와 대응되는 제 2수용부재가 양측에서 상기 웨이퍼를 감싸며 횡방향으로 슬라이드 이동된 후, 분사부를 통해 세정액이 분사 되므로 써, 분사시 세정액이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
세 번째, 진공펌프의 흡입으로 인해 신속한 세정액의 배출을 원활하게 하므로 써, 수용부재 내측에 잔존하는 세정액이 웨이퍼의 표면에 튀지 않게 되어 오염을 방지하고, 제품의 불량율을 저감할 수 있다.
네 번째, 격벽과 상단지지편, 하단지지편으로 인해, 세정액의 분사시 웨이퍼의 표면 및 외부로 세정액이 튀는 현상을 방지할 수 있다.
다섯 번째, 제 1수용부재와 제 2수용부재가 맞 닿는 양측 끝단에 고무패킹을 설치하여, 수용부재 간에 발생되는 이격공간을 제거하므로 써, 세정액의 물방울이 맺히는 현상을 제거하였다.
여섯 번째, 분사부의 방향을 상단지지편과 하단지지편의 내면에서 웨이퍼의 외측방향을 향하여 기울어지도록 배치하므로 써, 상기 웨이퍼의 후면 가장자리와 측면에 잔존하는 포토레지스트를 효율적으로 제거할 수 있다.
일곱 번째, 수용부재 내측면에 테프론 코팅을 하여, 세정 후 격벽과 상단지지편, 하단지지편 내측에 묻게되는 세정액이 상기 수용부재 내측 표면에서 하단지지편으로 미끄러지게되고, 진공펌프의 흡입력과 함께 배출부와 배출관을 통해 외부로 유출되어진다.
즉, 본 발명인 포토레지스트 도포장치로 인해, 웨이퍼가 놓여지는 스핀척을 회전하지 않고, 웨이퍼의 플랫 존과 측면 또는, 후면 가장자리에 잔존하는 포토레지스트를 제거하며, 세정액이 외부로 유출되거나 웨이퍼의 표면에 튀지 않도록 하므로 써, 제품의 불량요인을 저감시킬 수 있다.

Claims (7)

  1. 웨이퍼가 놓여지며 상ㆍ하로 이동되는 스핀척과;
    상기 웨이퍼 표면에 포토레지스트를 분사하는 분사노즐과; 그리고,
    상기 웨이퍼의 가장자리에 도포된 포토레지스트의 잔여물을 제거하는 세정장치를 포함하되,
    상기 세정장치는,
    상기 웨이퍼를 감싸도록 형성된 수용부재와;
    상기 수용부재에 배치되어 상기 웨이퍼의 가장자리로 세정액을 분사하는 분사부와;
    상기 분사부로 분사된 세정액을 배출하는 배출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 도포장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수용부재는,
    평면이 호의 형상을 갖는 제 1수용부재와;
    상기 제 1수용부재와 대응되도록 배치되는 제 2수용부재를 포함하되,
    상기 제 1수용부재와 상기 제 2수용부재가 상기 웨이퍼를 감싸도록 수평방향으로 슬라이드 이동되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 도포장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 세정장치에는, 제 1수용부재와 제 2수용부재가 맞 닿는 양 끝단에 고무패킹이 설치되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 도포장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 배출부는, 진공펌프와 결합된 배출관과 연결되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 도포장치.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 수용부재는,
    세정액의 외부 유출을 방지하는 격벽과;
    상기 격벽의 상측과 연장되어 웨이퍼의 중심방향으로 형성된 상단지지편과;
    상기 상단지지편과 대향되어 상기 격벽의 하측과 연장되어 형성된 하단지지편을 포함하되,
    상기 제 1수용부재의 단면은 "ㄷ"형상이며, 제 2수용부재는 상기 제 1수용부재와 대응되는 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 도포장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 분사부는, 상기 상단지지편과 상기 하단지지편의 내면에서 웨이퍼의 외측방향을 향하여 기울어지도록 배치된 것을 특징으로 하는 포토레지스트 도포장치.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 수용부재에는, 내측면에 테프론 코팅을 한 것을 특징으로 하는 포토레지스트 도포장치.
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