KR20060021196A - 트랙장비의 현상액 도포장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노즐홀의 크기가 각각 다르게 형성되는 복수개의 분사노즐이 각각의 노즐이송암에 설치되어 현상공정에서 발생하는 다양한 용도에 따라 각 분사노즐로 현상액을 도포하여 임계치수의 균일도를 향상시키고 패턴불량 요인을 제거하며 미세선폭 구현에 유리한 트랙장비의 현상액 도포장치 및 그 방법에 관한 것이다.

이를 실현하기 위한 본 발명은, 상면에 감광막이 형성되고 포토마스크에 의해 노광된 웨이퍼를 웨이퍼척에 안착시킨 후 상기 웨이퍼의 상측으로 일정간격 이격설치되는 분사노즐을 통하여 상기 웨이퍼상에 현상액을 도포하는 트랙장비의 현상액 도포장치에 있어서, 상기 분사노즐은 노즐홀의 크기를 각각 다르게 형성하여 복수개가 구비되고 각각의 노즐이송암에 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 트랙장비의 현상액 도포장치 및 그 방법을 제공하여 미세선폭구현시에는 미세분사노즐을 이용하여 현상액을 도포함으로써 패턴쓰러짐(Pattern Collaps)을 방지할 수 있고, 정량분사노즐이 현상액을 도포하기전 미세분사노즐이 현상액을 먼저 도포하여 웨이퍼를 프리웨트(prewet)하므로 미세선폭구현에 있어서도 유리할 뿐만 아니라 임계치수의 균일도를 향상시키고 패턴불량을 최소화할 수 있는 발명임.

트랙장비, 현상액, 도포장치, 분사노즐, 웨이퍼

Description

트랙장비의 현상액 도포장치 및 그 방법{Device for spreading developer in track equipment and method thereof}

도 1은 종래기술에 의한 트랙장비의 현상액 도포장치를 개략적으로 나타낸 도면,

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 트랙장비의 현상액 도포장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

11 : 웨이퍼 12 : 웨이퍼척

13 : 웨이퍼척 회전축 14a, 14b : 노즐이송암

15a : 정량분사노즐 15b : 미세분사노즐

15 : 분사노즐

본 발명은 반도체 제조용 트랙장비에서 웨이퍼상에 현상액을 도포하는 도포장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 노즐홀의 크기가 각각 다르게 형 성되는 복수개의 분사노즐이 각각의 노즐이송암에 설치되어 현상공정에서 발생하는 다양한 용도에 따라 각 분사노즐로 현상액을 도포하여 임계치수의 균일도를 향상시키고 패턴불량 요인을 제거하며 미세선폭 구현에 유리한 트랙장비의 현상액 도포장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로,반도체 제조공정 중 포토리소그래피(Photo lithography) 공정은 웨이퍼상에 원하는 패턴을 형성시키기 위한 공정으로서, 먼저 세척 및 건조를 마친 웨이퍼의 표면에 포토 레지스트(Photo resist)와 같은 감광막을 균일하게 도포시키고, 그 위에 소정의 레이아웃으로 형성된 포토 마스크 상의 특정 패턴에 따라 노광공정을 수행하며, 이렇게 노광된 감광막의 불필요한 부위를 현상액으로 제거함으로써, 요구되는 패턴으로 형성하는 공정을 말한다.

한편, 감광막은 광학 시스템의 일부를 차지하기 때문에 정교한 두께 조절이 요구되고, 감광막의 두께는 수백∼1000nm 정도의 두께를 사용한다.

이때, 원하는 두께를 ±5nm 정도로 조절해야하므로 감광막 도포 방식으로 대부분 스핀 코팅(spin coating)법을 사용한다.

이러한 스핀 코팅법에 의한 트랙장비의 현상액도포장치는 일례로 도 1에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(31)가 상면에 안착되는 웨이퍼척(32), 상기 웨이퍼척(32)을 회전시키기 위한 구동수단(도면에 표현되지 않음)과 결합되는 웨이퍼척 회전축(33), 상기 웨이퍼척(32) 상부면으로부터 일정간격 이격되도록 설치되어 웨 이퍼(1) 상면중심에서 상측으로 일정간격 이격된 위치에서 현상액을 도포하는 분사노즐(35), 분사노즐(35)을 이동시키는 노즐이송암(34)이 구비된다.

이와같이 구성된 기존의 현상액 도포장치에서의 현상액 도포과정 및 현상과정은 다음과 같이 진행된다.

먼저, 노광이 완료된 웨이퍼(31)가 웨이퍼척(32) 상부에 안착되어 고정되면, 현상액 분사노즐(35)이 웨이퍼(31)의 상면중심에서 상측으로 일정간격 이격된 위치로 이동하게 되며, 이에 따라 현상액 분사노즐(35)은 도 1에 도시된 바와같이 웨이퍼(31)의 상면중심부분에 위치된다.

이와같은 상태에서 웨이퍼척(32)이 회전함과 더불어 분사노즐(35)을 통해 현상액이 분사되어 웨이퍼(31) 상면에 도포된다.

또한, 현상액의 도포가 완료된 후에는 분사노즐(35)이 초기 위치로 돌아가게 되고, 웨이퍼(31) 상면에 도포된 현상액은 소정의 시간에 걸쳐 웨이퍼(31) 표면에 웨팅(wetting)되고 이에 따라 현상이 진행된다.

한편, 현상이 완료된 후에는 린스액 분사노즐(도면에 표현되지 않음)이 웨이퍼(31) 센터쪽로 구동하여 린스액을 분사하므로써, 웨이퍼(31) 상면에 도포된 현상액을 제거하게 되며, 그 후 드라이 스핀을 실시하여 건조후 웨이퍼(31)를 웨이퍼척(32)으로부터 언로딩하게 된다.

한편, 이와같은 포토리소그래피공정의 현상공정은 제품 크기의 소형화를 달성하려는 급격한 발전이 진행되고 있는 반도체 산업분야의 요구에 따라 미세선폭이 구현되어야 하면서도 수율은 개선되어야 하고 임계크기(CD, critical dimension)의 균일도는 유지되어야 하며 공정에서 유발되는 결함은 감소되어야 한다.

그러나 상기한 종래기술의 트랙장비는 이러한 요구치를 만족시키지 못하고 있는데, 이는 현상액 분사노즐이 현상액도포 초기부터 현상액 도포가 완료되는 시점까지 비교적 다량의 현상액을 일정하게 도포하는 관계로 웨이퍼(31) 상면에 거품이 발생되어 패턴에 결함을 발생시키는 것 뿐만아니라 현상액의 작용압이 큰 만큼 감광막 패턴이 구부러지거나 부러지고 떨어져 나가는 패턴쓰러짐(Pattern Collaps) 현상이 발생되어 이로 인한 미세선폭구현에 어려움이 있다는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은, 노즐홀의 크기가 각각 다르게 형성되는 복수개의 분사노즐이 각각의 노즐이송암에 설치되도록 하여 현상공정에서 발생하는 다양한 용도에 따라 각 분사노즐이 사용되어 임계치수의 균일도를 향상시키고 패턴불량을 최소화하며 미세선폭 구현에 유리한 트랙장비의 현상액 도포장치 및 그 방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상면에 감광막이 형성되고 포토마스크에 의해 노광된 웨이퍼를 웨이퍼척에 안착시킨 후 상기 웨이퍼의 상측으로 일정간격 이격설치되는 분사노즐을 통하여 상기 웨이퍼상에 현상액을 도포하는 트랙 장비의 현상액 도포장치에 있어서, 상기 분사노즐은 노즐홀의 크기를 각각 다르게 형성하여 복수개가 구비되고 각각의 노즐이송암에 설치되어 이루어진 구조로 되어있다.

또한 상기한 발명을 이용한 본 발명은, 상면에 감광막이 형성되고 포토마스크에 의해 노광된 웨이퍼를 웨이퍼척에 안착시킨 후 상기 웨이퍼의 상측으로 일정간격 이격설치되는 분사노즐을 통하여 상기 웨이퍼상에 현상액을 도포하는 트랙장비의 현상액 도포방법에 있어서,

상기 분사노즐은 노즐홀의 크기를 다르게 형성하여 복수개가 구비되고 각각의 노즐이송암에 설치되어 현상공정에서 발생하는 다양한 용도에 따라 그 중 어느 하나가 선택적으로 하나만 사용되거나 소정의 시간차이를 두고 교대 또는 순차적으로 사용되도록 하는 것을 특징으로 한다.

이한 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 구성 및 작용효과를 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 트랙장비의 현상액 도포장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

본 발명의 일실시예에 따른 트랙장비의 현상액 도포장치는 상면에 감광막이 형성된 웨이퍼(11)가 안착되어 고정되는 웨이퍼척(12), 웨이퍼척(12)을 회전시키도록 구동수단(도면에 표현되지 않음)과 연결되는 웨이퍼척 회전축(13), 웨이퍼척(12)에 고정된 웨이퍼(11)의 상면으로 현상액을 공급받아 도포하도록 각각의 노즐 이송암(14a, 14b)에 결합되고 노즐홀이 크기가 서로 다르게 형성되는 분사노즐(15)을 포함하여 이루어진다.

이와같은 현상액 도포장치는 소위 스핀 코팅법을 구현하기 위한 것으로, 도 2에서 도시된 바와같이 웨이퍼(11)의 상면중심부에서 상측으로 일정간격 이격되는 위치에 분사노즐(15)을 위치시킨 후 분사노즐(15)에서 현상액을 분사시키는 동시에 웨이퍼(11)는 회전시켜 현상액이 웨이퍼(11)상에서 원심력에 의해 웨이퍼(11)의 외주부측으로 확산되어 웨이퍼(11) 전체면에 걸쳐 균일하게 도포되도록 하는 것이다.

한편, 분사노즐(15)은 노즐홀의 크기를 각각 다르게 하여 복수개의 분사노즐(15)이 구비되고, 이에 분사노즐(15)은 현상공정에 발생하는 다양한 용도에 따라 그 중 어느 하나가 선택적으로 하나만 사용되거나 소정의 시간차이를 두고 교대 또는 순차적으로 사용된다.

이와같은 분사노즐(15)은 일례로 정량분사노즐(15a)과 미세분사노즐(15b)로 구성된다.

정량분사노즐(15a)는 현상공정에 필요한 정량의 현상액을 도포하는 것이고, 미세분사노즐(15b)은 미소량의 현상액을 도포하는 것이다.

일례로 웨이퍼(11)상에 정량분사노즐(15a)에 의해 현상액이 도포되기전 미세분사노즐(15b)에 의해 프리웨트(prewet)되고 다음 정량분사노즐(15a)이 순차적으로 현상액을 도포하여 미세선폭구현시 패턴쓰러짐(pattern collapse) 등을 방지할 수 있다.

이와같이 정량분사노즐(15a)과 미세분사노즐(15b)은 각각의 노즐이송암(14a, 14b)에 결합되어 현상액 도포공정에 적용되는 레시피(receipe)에 따라 작동순서 및 작동시간이 조정되어 웨이퍼(11)상에 현상액을 도포한다.

한편 미세분사노즐(15b)의 노즐홀 지름은 정량분사노즐(15a)의 노즐홀 지름보다 현저히 작게(D ≫ d)형성하되 미세분사노즐(15b)에서 분사되는 현상액에 의해 웨이퍼(1) 상면에 거품이 생기지 않을 정도로 현상액의 양이 분사되는 노즐홀 지름이 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 공정에 따라서는 정량분사노즐(15a)만이 사용되거나 미세분사노즐(15b)만이 사용되도록 레시피(receipe)가 작성될 수 있다.

상기한 바와같이 본 발명의 일실시예에 의한 트랙장비의 현상액 도포장치는 노즐홀의 크기가 다른 복수개의 분사노즐이 구비되므로 실제공정에서 발생되는 문제점들에 대하여 엔지니어가 분사노즐의 작동순서 및 작동시간 등을 변경하고 다양한 변화를 실행하여 문제해결을 꾀할 수 있는 공정변화의 요소가 많다는 장점이 있다.

상기와 같이 본 발명은, 미세선폭구현시에는 미세분사노즐을 이용하여 현상액을 도포함으로써 패턴쓰러짐(Pattern Collaps)을 방지할 수 있고, 정량분사노즐이 현상액을 도포하기전 미세분사노즐이 현상액을 먼저 도포하여 웨이퍼를 프리웨 트(prewet)하므로 미세선폭구현에 있어서도 유리할 뿐만 아니라 임계치수의 균일도를 향상시키고 패턴불량을 최소화할 수 있다는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 상면에 감광막이 형성되고 포토마스크에 의해 노광된 웨이퍼를 웨이퍼척에 안착시킨 후 상기 웨이퍼의 상측으로 일정간격 이격설치되는 분사노즐을 통하여 상기 웨이퍼상에 현상액을 도포하는 트랙장비의 현상액 도포장치에 있어서,

   상기 분사노즐은 노즐홀의 크기를 각각 다르게 형성하여 복수개가 구비되고 각각의 노즐이송암에 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 트랙장비의 현상액 도포장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 분사노즐은 현상공정에 필요한 정량의 현상액을 도포하는 정량분사노즐과 미소량의 현상액을 도포하는 미세분사노즐로 이루어져,

   상기 정량분사노즐 또는 상기 미세분사노즐 중 어느 하나만이 현상공정에 사용되거나 상기 미세분사노즐에 의해 상기 웨이퍼상에 현상액이 도포된 후 상기 정량분사노즐이 이어서 현상액을 도포하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 트랙장비의 현상액 도포장치.
3. 상면에 감광막이 형성되고 포토마스크에 의해 노광된 웨이퍼를 웨이퍼척에 안착시킨 후 상기 웨이퍼의 상측으로 일정간격 이격설치되는 분사노즐을 통하여 상 기 웨이퍼상에 현상액을 도포하는 트랙장비의 현상액 도포방법에 있어서,

   상기 분사노즐은 노즐홀의 크기를 다르게 형성하여 복수개가 구비되고 각각의 노즐이송암에 설치되어 현상공정에서 발생하는 다양한 용도에 따라 그 중 어느 하나가 선택적으로 하나만 사용되거나 소정의 시간차이를 두고 교대 또는 순차적으로 사용되도록 하는 것을 특징으로 하는 트랙장비의 현상액 도포방법.

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