KR20050052831A - 포토 레지스트 도포 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포토 레지스트의 도포 방법에 관한 것으로서, 웨이퍼에 포토 레지스트를 도포한 후 웨이퍼 가장자리의 포토 레지스트를 선택적으로 제거하는 종래의 공정 단계들을 생략할 수 있는 포토 레지스트 도포 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 포토 레지스트 도포 방법은 가장자리 부위에 덮개 수단이 씌워진 웨이퍼를 제공하는 단계와, 웨이퍼 위에 포토 레지스트를 도포하는 단계와, 덮개 수단을 제거하는 단계를 포함하여 이루어지며, 포토 레지스트는 덮개 수단에 의하여 웨이퍼의 가장자리 부위에 도포되지 않는다. 덮개 수단이 씌워지는 가장자리 부위에는 단차가 형성되는 것이 바람직하며, 덮개 수단은 포토 레지스트와의 점착력이 낮은 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명은 공정을 단순화시키고 원부자재의 사용을 줄여 반도체 소자의 제조 비용을 절감할 수 있다.

Description

포토 레지스트 도포 방법 {Method For Coating Photo Resist}

본 발명은 반도체 소자의 제조 기술에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 반도체 웨이퍼의 제조 공정 중에 포토 레지스트를 도포하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자 제조 기술은 증착 공정, 포토 공정, 식각 공정, 이온주입 공정 등의 일련의 공정들을 수행하여 반도체 웨이퍼 위에 집적회로 패턴을 형성하는 것이다. 상기 공정들 중에서 포토 공정은 원하는 집적회로 패턴을 웨이퍼 상에 형성하기 위한 반도체 소자 제조 기술의 핵심 공정으로서, 포토 마스크에 형성된 회로 패턴을 웨이퍼 위의 포토 레지스트에 광학적으로 전사하는 공정이다. 따라서, 포토 공정에서는 우선 웨이퍼 상에 원하는 두께로 적정량의 포토 레지스트를 도포하는 공정이 선행된다.

도 1a 및 도 1b는 일반적인 형태의 반도체 웨이퍼(10)를 개략적으로 나타내고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(10)는 얇은 원반형으로서, 예컨대 8인치 웨이퍼의 경우 직경(d)이 약 200mm이고 두께(t)가 약 0.75mm이다.

도 2는 종래 기술에 따른 포토 레지스트의 도포 공정을 나타내는 공정 흐름도이다. 도 2를 참조하면, 포토 레지스트 도포 전에 먼저 웨이퍼의 가스 방출 등의 목적으로 베이크(bake, 21)가 이루어진다. 베이크 단계(21)는 통상 여러 세부 공정들이 실시되는데, 예컨대 고온 베이크, 저압-점착(low-pressure adhesion; LPAH) 베이크, 저온 베이크 등이다. 베이크 단계(21) 후에 포토 레지스트 도포(22)가 진행된다. 포토 레지스트는 공급 노즐을 통하여 웨이퍼 위에 분사되며 웨이퍼의 회전에 의하여 웨이퍼 위에 균일하게 퍼지게 된다.

그리고 나서, 사이드 린스(side rinse, 23), 백 린스(back rinse, 24) 단계가 이어진다. 사이드 린스 단계(23)는 웨이퍼 가장자리에 도포된 포토 레지스트를 제거하기 위한 것이며, 백 린스 단계(24)는 웨이퍼 뒷면의 오염을 제거하기 위한 것이다. 이후, 베이크 단계(25)가 다시 진행되며, 웨이퍼 가장자리 노광(wafer edge expose; WEE) 단계(26)가 이어진다. 웨이퍼 가장자리 노광(26)은 후속 공정에서 집게(tweezer 또는 clamp)를 통해 웨이퍼 가장자리를 집어 옮길 때, 웨이퍼 가장자리에 남아 있는 포토 레지스트가 이물질로 작용하지 않도록 미리 제거하는 공정이다.

도 3은 종래 기술에 따른 포토 레지스트의 도포 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 3을 참조하면, 웨이퍼(10)는 회전척(chuck, 11) 위에 안착되며, 회전척(11)에 의하여 웨이퍼(10)를 회전시키면서 포토 레지스트 공급 노즐(12)을 통하여 웨이퍼(10) 위에 포토 레지스트를 분사한다. 포토 레지스트는 웨이퍼(10)의 회전에 의한 원심력 때문에 웨이퍼 가장자리 쪽으로 퍼져 나가면서 고르게 도포된다.

사이드 린스 노즐(side rinse nozzle, 13)은 회전하는 웨이퍼(10)의 가장자리에 린스액을 분사하는 것으로, 웨이퍼 가장자리에 도포된 포토 레지스트를 제거한다. 백 린스 노즐(back rinse nozzle, 14)은 웨이퍼(10) 뒷면에 린스액을 분사하여 오염을 제거한다. 보울(bowl, 15)은 웨이퍼(10) 회전에 따라 포토 레지스트가 밖으로 튀어 도포 장치를 오염시키는 것을 차단한다.

이상 설명한 종래의 포토 레지스트 도포 방법은 사이드 린스(23), 백 린스(24), 웨이퍼 가장자리 노광(26) 등의 공정 단계들을 포함하고 있다. 이러한 공정의 공통점은 웨이퍼(10)에 도포된 포토 레지스트의 불필요한 부분, 특히 웨이퍼 가장자리에 도포된 포토 레지스트를 선택적으로 제거한다는 점이다.

본 발명은 이러한 공정 단계들을 생략할 수 있는 포토 레지스트의 도포 방법을 제공하고자 한다. 상기 공정들이 불필요하도록 함으로써 공정 단순화를 실현함은 물론, 원부자재의 사용을 줄여 반도체 소자의 제조 비용을 절감하도록 하는 것이 본 발명의 목적이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 웨이퍼 가장자리 부위에 덮개 수단을 씌워 보호한 상태로 포토 레지스트를 도포함으로써, 사이드 린스, 백 린스, 웨이퍼 가장자리 노광과 같이 포토 레지스트를 선택적으로 제거하는 단계들을 효율적으로 생략할 수 있는 포토 레지스트의 도포 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 포토 레지스트 도포 방법은 가장자리 부위에 덮개 수단이 씌워진 웨이퍼를 제공하는 단계와, 상기 웨이퍼 위에 포토 레지스트를 도포하는 단계와, 상기 덮개 수단을 제거하는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 포토 레지스트는 상기 덮개 수단에 의하여 상기 웨이퍼의 가장자리 부위에 도포되지 않는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 포토 레지스트 도포 방법에 있어서, 상기 덮개 수단이 씌워지는 상기 가장자리 부위에는 단차가 형성되는 것이 바람직하며, 상기 덮개 수단은 상기 포토 레지스트와의 점착력이 낮은 물질로 이루어지는 것이 바람직하다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하도록 한다. 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 도면의 명확한 이해를 돕기 위해 다소 과장되거나 개략적으로 도시되거나 또는 생략되었으며, 동일한 구성요소 또는 대응하는 구성요소는 동일한 참조 번호를 사용하였다.

실시예

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 적용되는 반도체 웨이퍼(30)의 개략적인 평면도 및 단면도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명에 적용되는 웨이퍼(30)는 상부면 가장자리 부위(31)에 단차(32)가 형성된다. 단차(32)는 웨이퍼 제조 공정에서 형성할 수 있으며, 웨이퍼 직경(d)이 약 200mm이고 두께(t)가 약 0.75mm인 8인치 웨이퍼(30)의 경우, 단차(32)의 높이(h)는 약 0.2mm이다. 단차(32)의 폭(w)은 제거하고자 하는 포토 레지스트의 부위에 따라 가변적으로 설정할 수 있다.

이러한 단차(32)는 이후 설명할 덮개 수단을 효율적으로 부착하고 포토 레지스트의 유입을 효과적으로 방지하기 위한 것이다. 그러나, 단차(32)가 형성된 웨이퍼(30)에만 본 발명을 적용할 수 있는 것은 아니며, 도 1에 도시된 일반적인 웨이퍼(10)에도 본 발명을 적용할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 포토 레지스트의 도포 공정을 나타내는 공정 흐름도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 포토 레지스트의 도포 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 5와 도 6을 참조하여 포토 레지스트의 도포 방법을 설명한다.

먼저, 종래와 마찬가지로 포토 레지스트를 도포하기 전에 베이크 단계(41)를 진행한다. 이때 웨이퍼(30) 가장자리 부위(31)의 단차(32)에는 덮개 수단(33)이 덮여 있다. 덮개 수단(33)은 표면에 묻어 있는 포토 레지스트를 쉽게 제거할 수 있도록 포토 레지스트와의 점착력이 낮은 물질이 바람직하다. 예를 들어, 테프론(Teflon; 듀퐁사의 상품명) 재질의 필름이 사용된다. 덮개 수단(33)은 회전척(11)에 형성된 덮개 고정부(16)에 의하여 단차(32)에 고정된다. 덮개 고정부(16)는 예컨대 덮개 수단(33)을 진공으로 흡착할 수 있는 진공 흡착부가 바람직하게 사용될 수 있다. 그러나, 덮개 수단(33)은 그 자체로 접착성을 가지고 접착력에 의하여 단차(32)에 고정될 수도 있다. 이와 같은 경우에는 덮개 고정부(16)가 필요하지 않을 수도 있다.

그 후, 포토 레지스트 도포 단계(42)를 진행한다. 포토 레지스트(34)는 공급 노즐(12)을 통하여 웨이퍼(30) 위에 분사되며 회전척(11)의 회전에 의하여 웨이퍼(30) 위에 균일하게 퍼지게 된다. 이때 회전척(11)의 회전 속도는 대략 1000rpm 이상이다. 포토 레지스트(34)는 원심력에 의하여 웨이퍼(30) 위에 골고루 퍼지지만, 웨이퍼(30) 가장자리 부위(31)에서는 덮개 수단(33)으로 인하여 대부분 도포되지 않고 흘러 나가게 된다. 이때 흘러 나가지 않고 덮개 수단(33)의 표면에 남아 있는 포토 레지스트도 추후 덮개 수단(33)을 제거할 때 같이 제거된다.

이와 같이 웨이퍼(30)의 가장자리 부위(31)에 덮개 수단(33)을 씌우면 포토 레지스트(34)가 도포되는 것을 막을 수 있다. 따라서, 종래 기술에서의 사이드 린스, 백 린스, 웨이퍼 가장자리 노광과 같은 포토 레지스트 선택적 제거 공정들을 모두 생략할 수 있다.

그리고 나서, 종래와 마찬가지로 다시 베이크 단계(43)를 진행하여 포토 레지스트의 도포 공정을 마친다. 이후, 덮개 수단을 제거하면, 도 7에 도시된 바와 같이 가장자리 부위(31)의 포토 레지스트가 선택적으로 제거된 것과 같은 형태로 포토 레지스트(34)가 도포된 웨이퍼(30)를 얻을 수 있다.

이상 설명한 본 발명의 포토 레지스트 도포 방법은 웨이퍼의 가장자리에 덮개 수단을 덮은 채 포토 레지스트를 도포함으로써, 웨이퍼 가장자리에 포토 레지스트가 도포되지 않도록 하는 방법이다. 이때 사용되는 웨이퍼는 가장자리 부위에 단차가 형성되어 덮개 수단을 수용할 수 있도록 하는 것이 바람직하지만, 단차가 형성되지 않은 일반적인 웨이퍼에도 본 발명의 적용은 가능할 것이다. 또한, 덮개 수단은 테프론 재질의 필름이 바람직하게 사용될 수 있지만, 그 밖의 재질이나 형태도 충분히 가능하다.

또한, 본 발명의 포토 레지스트 도포 방법은 웨이퍼 가장자리를 처리하거나 가장자리 부위의 화학 물질을 선택적으로 제거하기 위하여 덮개 수단을 사용하거나 가장자리 단차를 이용하기만 한다면 여타 공정에도 얼마든지 적용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 포토 레지스트 도포 방법은 웨이퍼의 가장자리에 미리 덮개 수단을 형성한 후 포토 레지스트를 도포함으로써, 도포 후에 포토 레지스트를 선택적으로 제거하는 공정들을 생략할 수 있다. 따라서, 포토 레지스트의 도포 공정이 매우 단순화되며, 공정 시간이 대폭 단축된다. 예를 들어, 웨이퍼 25매(1 Lot)에 대하여 공정을 진행할 때, 종래에 비하여 약 64분의 시간 단축 효과를 거둘 수 있다.

본 발명에 따른 포토 레지스트의 도포 방법은, 그밖에도 다양한 부가적 효과를 기대할 수 있다. 몇 가지 예를 들어보면, 사이드 린스, 백 린스, 웨이퍼 가장자리 노광과 같은 포토 레지스트 선택적 제거 공정들을 생략할 수 있기 때문에, 이러한 공정들 자체에서 발생할 수 있는 불량을 근본적으로 제거함으로써 수율 향상을 기대할 수 있다. 또한, 이러한 공정들을 진행하기 위하여 필요한 원부자재들을 사용하지 않아도 되기 때문에, 원부자재의 사용량이 크게 감소되어 제조 비용의 절감에도 기여하게 된다.

이상, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

도 1a 및 도 1b는 일반적인 반도체 웨이퍼를 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도이다.

도 2는 종래 기술에 따른 포토 레지스트의 도포 공정을 나타내는 공정 흐름도이다.

도 3은 종래 기술에 따른 포토 레지스트의 도포 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 적용되는 반도체 웨이퍼의 개략적인 평면도 및 단면도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 포토 레지스트의 도포 공정을 나타내는 공정 흐름도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 포토 레지스트의 도포 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 7은 본 발명에 따라 포토 레지스트가 도포 완료된 상태를 보여주는 단면도이다.

<도면에 사용된 참조 번호의 설명>

10, 30: 웨이퍼(wafer) 11: 회전척(chuck)

12: 포토 레지스트 공급 노즐(photo resist dispensing nozzle)

13: 사이드 린스 노즐(side rinse nozzle)

14: 백 린스 노즐(back rinse nozzle)

15: 보울(bowl) 16: 덮개 고정부

31: (웨이퍼의) 가장자리 부위 32: (웨이퍼 가장자리의) 단차

33: 덮개 수단 34: 포토 레지스트(photo resist)

Claims (3)

1. 가장자리 부위에 덮개 수단이 씌워진 웨이퍼를 제공하는 단계와, 상기 웨이퍼 위에 포토 레지스트를 도포하는 단계와, 상기 덮개 수단을 제거하는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 포토 레지스트는 상기 덮개 수단에 의하여 상기 웨이퍼의 가장자리 부위에 도포되지 않는 것을 특징으로 하는 포토 레지스트 도포 방법.
2. 제1 항에 있어서, 상기 덮개 수단이 씌워지는 상기 가장자리 부위에는 단차가 형성되는 것을 특징으로 하는 포토 레지스트 도포 방법.
3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 덮개 수단은 상기 포토 레지스트와의 점착력이 낮은 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토 레지스트 도포 방법.