KR20060042274A - 반도체 제조용 스피너 및 이를 이용한 현상 방법 - Google Patents

Abstract

정지 상태 또는 회전 상태에서 상하 방향으로 미세한 진동을 발생시킴으로써 공정 효율을 향상시킬 수 있는 반도체 제조용 스피너 및 이 스피너를 이용한 현상 방법에 관한 것으로, 본 발명의 스피너를 이용한 현상 방법은, 노광 공정이 완료된 웨이퍼를 스피너의 웨이퍼 척에 안착한 후, 상기 웨이퍼 척을 회전시켜 웨이퍼 위에 잔류하는 파티클을 제거하는 파티클 제거 단계; 상기 웨이퍼에 린스액을 분사하는 린스액 분사 단계; 상기 웨이퍼에 현상액을 분사하는 현상액 분사 단계; 패턴 형성을 위한 퍼들링(puddling)을 실시하는 퍼들링 단계; 상기 웨이퍼에 초순수를 분사하는 세정 단계; 및 상기 웨이퍼를 건조시키는 건조 단계;를 포함하며, 상기한 현상액 분사 단계와 퍼들링 단계 중에서 적어도 어느 한 단계는 상기 웨이퍼 척을 정지 또는 저속 회전시킴과 아울러 상하방향으로 진동시키면서 실시한다.

스피너, 3차원, 진동, PUDDLE, CD, 현상,

Description

반도체 제조용 스피너 및 이를 이용한 현상 방법{SPINNER FOR FABRICATING SEMICONDUCTOR DEVICE AND DEVELOPING METHOD USING THE SAME}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스피너의 개략적인 구성도이고,

도 2는 도 1의 스피너를 이용한 현상 방법의 공정 블럭도이다.

본 발명은 반도체 제조 설비 및 이를 이용한 반도체 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 제조 공정에서 웨이퍼를 안착 상태에서 회전시키는 스피너 및 이 스피너를 이용한 현상 방법에 관한 것이다.

반도체 제조 공정에서는 성막 공정, 식각 공정, 이온 주입 공정 및 증착 공정 등을 반복적으로 수행함으로써 웨이퍼 위에 특정 패턴을 형성한다. 그리고, 일반적으로 상기 공정들을 진행하기 위해서는 웨이퍼 위에 마스크로 작용하는 포토레지스트 패턴을 형성해야 한다. 상기 포토레지스트 패턴은 웨이퍼 위에 포토레지스트액을 코팅한 후, 노광 및 현상 공정을 수행함으로써 형성된다.

상기 공정들을 수행하고자 할 때, 웨이퍼를 안착하는 스피너(spinner)를 사용한다. 상기 스피너는 웨이퍼를 안착한 상태에서 공정 조건에 따라 상기 웨이퍼 를 저속 또는 고속으로 회전시키기도 한다.

일례로 상기한 스피너를 이용하여 반도체를 현상하는 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.

노광 공정이 완료된 웨이퍼가 스피너에 안착되면, 상기 웨이퍼 위에 잔류하는 파티클을 제거하기 위해 상기 스피너는 웨이퍼를 회전시킨다. 이어서, 현상 능력을 향상시키기 위해 상기 웨이퍼에 린스액, 예컨대 초순수를 공급하고, 계속하여 상기 웨이퍼에 현상액을 공급한다.

그리고, 패턴 형성을 위한 퍼들링(puddling)을 일정 시간동안 실시하고, 상기 웨이퍼를 고속 회전시키면서 초순수를 분사하여 상기 현상액에 의해 분해된 PR층의 불필요한 부위와 현상액의 잔량을 제거한 후, 초순수를 분사함이 없이 웨이퍼를 고속 회전시켜 상기 웨이퍼를 건조시킨다.

이러한 현상 방법에 있어서, 상기한 퍼들링 시간동안 웨이퍼가 어떠한 상태에서 현상이 진행되는가가 CD 균일도에 영향을 미치게 되는데, 종래에는 상기 스피너에 의해 웨이퍼가 정지 상태 또는 저속 회전 상태로 유지되면서 퍼들링이 실시되고 있다.

이와 같이, 종래에는 상기 스피너가 2차원상에서 웨이퍼를 단순 정지 또는 저속 회전시키도록 구성되어 있으므로, CD 균일도 향상이 제한적으로 이루어지는 문제점이 있다.

또한, 종래에는 웨이퍼의 전체 표면을 덮을 정도의 충분한 양만큼 현상액을 분사한 후 현상을 실시해야만 하므로, 현상액 사용량이 많은 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 정지 상태 또는 회전 상태에서 상하 방향으로 미세한 진동을 발생시킴으로써 공정 효율을 향상시킬 수 있는 반도체 제조용 스피너를 제공함에 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 스피너를 이용함으로써 CD 균일도를 개선할 수 있는 현상 방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

반도체 제조 공정을 진행할 수 있도록 웨이퍼를 정지 상태 또는 회전 상태로 지지하는 반도체 제조용 스피너에 있어서,

상기 스피너는 웨이퍼를 안착하는 웨이퍼 척;

상기 척을 회전 가능하게 지지하는 회전축;

상기 웨이퍼 척에 전기적 또는 물리적 충격을 가함으로써, 미세 진동을 발생시키는 진동 발생부; 및

상기 진동 발생부를 제어하는 제어부;

를 포함하는 반도체 제조용 스피너에 의해 달성할 수 있다.

그리고, 상기한 스피너를 이용한 현상 방법으로,

노광 공정이 완료된 웨이퍼를 스피너의 웨이퍼 척에 안착한 후, 상기 웨이퍼 척을 회전시켜 웨이퍼 위에 잔류하는 파티클을 제거하는 파티클 제거 단계;

상기 웨이퍼에 린스액을 분사하는 린스액 분사 단계;

상기 웨이퍼에 현상액을 분사하는 현상액 분사 단계;

패턴 형성을 위한 퍼들링(puddling)을 실시하는 퍼들링 단계;

상기 웨이퍼에 초순수를 분사하는 세정 단계; 및

상기 웨이퍼를 건조시키는 건조 단계;

를 포함하며, 상기한 현상액 분사 단계와 퍼들링 단계 중에서 적어도 어느 한 단계는 상기 웨이퍼 척을 정지 또는 저속 회전시킴과 아울러 상하방향으로 진동시키면서 실시하는 현상 방법을 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 현상액 분사 단계에서는 웨이퍼 척을 30rpm 이하의 저속으로 회전시키고, 퍼들링 단계에서는 웨이퍼 척을 정지 또는 30rpm 이하의 저속으로 회전시킨다. 그리고, 상기 세정 단계에서는 웨이퍼 척을 500 내지 3000rpm의 고속으로 회전시키며, 건조 단계에서는 웨이퍼 척을 2000 내지 4000rpm의 고속으로 회전시킨다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조용 스피너의 개략적인 구성도를 도시한 것이고, 도 2는 도 1의 스피너를 이용한 현상 방법의 블록도를 도시한 것이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스피너는 웨이퍼(W)를 안착하는 웨이퍼 척(10)을 구비한다. 상기 웨이퍼 척(10)은 회전축(12)에 의해 회전 가능하게 지지된다.

이러한 구성의 스피너에 있어서, 웨이퍼 척(10) 또는 회전축(12)에는 상기 웨이퍼 척(10)에 전기적 또는 물리적 충격을 가하여 미세 진동을 발생시키기 위한 진동 발생부(14)가 구비되며, 진동 발생부(14)는 진동 발생이 필요한 경우에만 선택적으로 작동할 수 있도록 제어부(16)에 의해 제어된다.

상기한 구성의 스피너는 트랙 장치 등에 구비될 수 있는데, 트랙 장치의 경우 도 1에 도시한 현상액 분사 노즐(18) 외에도 린스액 분사 노즐 등을 더욱 구비한다. 도 1에서, 미설명 도면부호 20은 현상액 분사 노즐(18)에서 분사된 현상액을 나타낸다.

상기한 구성의 스피너는 제어부(16)로부터의 제어 신호에 따라 진동 발생부(14)가 작동하는 것에 의해 상기 웨이퍼 척(10)이 화살표로 도시한 상하 방향으로 미세하게 진동하게 된다.

이하, 스피너를 이용하여 현상 공정을 진행하는 방법의 실시예를 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 현상 방법은 크게, 파티클 제거 단계와, 린스액 분사 단계와, 현상액 분사 단계와, 퍼들링 단계와, 세정 단계 및 건조 단계를 포함한다.

보다 구체적으로, 노광 공정이 완료된 웨이퍼(W)를 스피너의 웨이퍼 척(10)에 안착한 후, 상기 웨이퍼 척(10)을 회전시켜 웨이퍼(W) 위에 잔류하는 파티클을 제거하는 파티클 제거 단계를 실시한다. 그리고, 파티클을 제거한 후에는 웨이퍼(W)에 린스액을 분사하는 린스액 분사 단계를 실시한다. 상기한 린스액 분사 단계는 현상 능력을 향상시키기 위한 실시한다.

이어서, 상기 웨이퍼(W)에 현상액(20)을 분사하는 현상액 분사 단계를 실시한다. 이때, 상기 웨이퍼 척(10)은 정지 또는 화살표로 도시한 방향을 따라 30rpm 이하의 저속으로 회전시키며, 또한 진동 발생부(14)를 작동시켜 웨이퍼 척(10)이 상하방향으로 미세하게 진동하도록 한다.

이와 같이, 상기 웨이퍼 척(10)을 미세하게 진동시키는 경우에는 종래보다 적은 양의 현상액을 사용하더라도 공정 진행이 효과적으로 이루어지게 된다.

현상액 분사를 완료한 후에는 패턴 형성을 위한 퍼들링(puddling)을 실시하는데, 이 때에도 상기 현상액 분사 단계와 마찬가지로 웨이퍼 척(10)을 정지 또는 30rpm 이하의 저속으로 회전시킴과 아울러, 진동 발생부(14)를 작동시켜 웨이퍼 척(10)을 상하방향으로 미세하게 진동시킨다. 이와 같이 퍼들링 단계에서 웨이퍼 척을 미세하게 진동시키면 CD 균일도를 개선할 수 있다.

이후, 웨이퍼 척(10)을 500 내지 3000rpm의 고속으로 회전시키면서 상기 웨이퍼(W)에 초순수를 분사하여 웨이퍼(W)를 세정하고, 상기 웨이퍼 척(10)을 2000 내지 4000rpm의 고속으로 회전시켜 웨이퍼(W)를 건조시킴으로써 현상 공정을 완료한다.

이상에서는 현상액 분사 단계와 퍼들링 단계에서 웨이퍼 척을 상하 방향으로 미세하게 진동시키는 것을 예로 들어 설명하였지만, 상기한 진동 작용은 제어부의 제어에 따라 선택적으로 실시할 수 있다. 예컨대, 상기한 진동 작용은 현상액 분사 단계 또는 퍼들링 단계 중에서 어느 한 단계를 진행하는 동안에만 발생시킬 수도 있다.

그리고, 상기한 스피너는 상기한 현상 공정 이외에도 다양한 공정 분야에서 사용이 가능함은 자명하다.

이와 같이, 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예로 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 스피너는 웨이퍼를 안착하는 웨이퍼 척을 필요에 따라 3차원적으로 구동할 수 있다.

따라서, 상기한 스피너를 이용하여 반도체를 제조하는 경우, 반도체 제조 공정, 특히 현상 공정에서의 현상액 사용량을 감소시킬 수 있으며, CD 균일도를 개선할 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims (6)

1. 반도체 제조 공정을 진행할 수 있도록 웨이퍼를 정지 상태 또는 회전 상태로 지지하는 반도체 제조용 스피너에 있어서,

   상기 스피너는 웨이퍼를 안착하는 웨이퍼 척;

   상기 척을 회전 가능하게 지지하는 회전축;

   상기 웨이퍼 척에 전기적 또는 물리적 충격을 가함으로써, 미세 진동을 발생시키는 진동 발생부; 및

   상기 진동 발생부를 제어하는 제어부;

   를 포함하는 반도체 제조용 스피너.
2. 반도체 제조용 스피너를 이용한 현상 방법으로,

   노광 공정이 완료된 웨이퍼를 스피너의 웨이퍼 척에 안착한 후, 상기 웨이퍼 척을 회전시켜 웨이퍼 위에 잔류하는 파티클을 제거하는 파티클 제거 단계;

   상기 웨이퍼에 린스액을 분사하는 린스액 분사 단계;

   상기 웨이퍼에 현상액을 분사하는 현상액 분사 단계;

   패턴 형성을 위한 퍼들링(puddling)을 실시하는 퍼들링 단계;

   상기 웨이퍼에 초순수를 분사하는 세정 단계; 및

   상기 웨이퍼를 건조시키는 건조 단계;

   를 포함하며, 상기한 현상액 분사 단계와 퍼들링 단계 중에서 적어도 어느 한 단계는 상기 웨이퍼 척을 정지 또는 저속 회전시킴과 아울러 상하방향으로 진동시키면서 실시하는 현상 방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 현상액 분사 단계에서는 웨이퍼 척을 30rpm 이하의 저속으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 현상 방법.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 퍼들링 단계에서는 웨이퍼 척을 정지 또는 30rpm 이하의 저속으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 현상 방법.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 세정 단계에서는 웨이퍼 척을 500 내지 3000rpm의 고속으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 현상 방법.
6. 제 2항에 있어서,

   상기 건조 단계에서는 웨이퍼 척을 2000 내지 4000rpm의 고속으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 현상 방법.

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