KR20060047083A - Photo resist forming apparatus - Google Patents

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KR20060047083A KR1020040092918A KR20040092918A KR20060047083A KR 20060047083 A KR20060047083 A KR 20060047083A KR 1020040092918 A KR1020040092918 A KR 1020040092918A KR 20040092918 A KR20040092918 A KR 20040092918A KR 20060047083 A KR20060047083 A KR 20060047083A
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Abstract

본 발명은 감광액 도포 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 분무식 노즐을 이용하여 감광액을 웨이퍼에 분사하는 감광액 도포 장치에 관한 것이다. 챔버 내에서 웨이퍼를 회전시키는 회전척 위에 놓여진 웨이퍼의 표면에 감광액을 도포하기 위한 본 발명에 의한 반도체 웨이퍼의 감광액 도포 장치는, 회전척에 놓여진 웨이퍼 위로 감광액을 도포하는 도포기를 포함하되 상기 도포기는 감광액을 스프레이방식으로 분사하기 위한 분무식 노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.

The present invention relates to a photosensitive liquid coating apparatus, and more particularly, to a photosensitive liquid coating apparatus for spraying a photosensitive liquid onto a wafer using a spray nozzle. A photosensitive liquid applying apparatus of a semiconductor wafer according to the present invention for applying a photosensitive liquid to a surface of a wafer placed on a rotary chuck for rotating a wafer in a chamber, the apparatus comprising an applicator for applying a photosensitive liquid onto a wafer placed on a rotary chuck, the applicator being a photosensitive liquid It characterized in that it comprises a spray nozzle for spraying the spray method.

감광액 도포 장치, 노즐 Photosensitive liquid applying device, nozzle

Description

감광액 도포 장치 {Photo resist forming apparatus} Photoresist coating apparatus {Photo resist forming apparatus}             

도 1은 종래의 감광액 도포 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도1 is a schematic configuration diagram for explaining a conventional photosensitive liquid coating device

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 감광액 도포 장치의 종단면
Figure 2 is a longitudinal section of the photosensitive liquid applying apparatus according to a preferred embodiment of the present invention

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

200 : 감광액 도포 장치 202 : 챔버200: photosensitive liquid coating device 202: chamber

210 : 회전척 212 : 회전축210: rotation chuck 212: rotation axis

214 : 제1구동부 220 : 커버214: first driving unit 220: cover

230 : 분무식 노즐 240 : 배출 라인230: spray nozzle 240: discharge line

242 : 진공펌프 244 : 배기 밸브242: vacuum pump 244: exhaust valve

246 : 제어기 248 : 배기 수단
246: controller 248: exhaust means

본 발명은 감광액 도포 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 분무식 노 즐을 이용하여 감광액을 웨이퍼에 분사하는 감광액 도포 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a photosensitive liquid coating apparatus, and more particularly, to a photosensitive liquid coating apparatus for spraying a photosensitive liquid on a wafer using a spray nozzle.

반도체 장치는 통상 웨이퍼에 도체, 반도체, 부도체의 막을 형성하면서 이를 패터닝(patterning) 등의 가공을 통하여 전기·전자 소자를 형성하고, 이들을 회로 배선에 의해 결합시키는 장치이다. 이러한 반도체 장치는 고도의 집적도를 가진 매우 정밀하고 복잡한 장치이며, 그 제조를 위해서는 엄격하고 정밀한 다수의 다양한 공정이 요구된다.BACKGROUND OF THE INVENTION [0002] A semiconductor device is a device for forming electrical / electronic devices through processing such as patterning while forming a film of a conductor, a semiconductor, and a non-conductor on a wafer, and joining them by circuit wiring. Such semiconductor devices are highly precise and complex devices with a high degree of integration, and their manufacture requires many different processes that are rigorous and precise.

반도체 장치를 형성하는 막질을 가공하는 방법에는 여러 가지가 있을 수 있으나 가장 일반적인 것이 패터닝 작업이다. 즉 해당 막질에서 일정 형태를 이루는 부분은 남기고 여타부분은 제거하는 작업이다. 그리고 이러한 패터닝 작업은 형성된 박막에 대한 포토리소그래피(photolithography)와 에칭(etching)을 통해 이루어진다. 따라서 반도제 장치의 제조에서 가장 빈번하게 이루어지면서 또한 정밀성이 요구되는 작업이 포토리소그래피라고 할 수 있다. 포토리소그래피는 해당 막질 위에 포토레지스트(감광액)를 도포하고, 포토 마스크(photomask)를 이용하여 노광한 후 현상액을 이용하여 현상함으로써 포토 마스크의 일정 패턴이 포토레지스트막에 전사되도록 하는 작업이므로 이 과정에서 웨이퍼에 포토레지스트를 도포하는 공정이 반드시 필요하다. 그리고 포토레지스트 도포작업은 통상 스피너 설비의 스핀 코팅장치인 스핀 코터(spin coater)를 이용하는 것이 일반적이다.There may be various methods of processing the film quality forming the semiconductor device, but the most common is patterning. In other words, the remaining part of the membrane is formed and the other part is removed. The patterning operation is performed through photolithography and etching of the formed thin film. Therefore, photolithography is the most frequent and precise operation in the manufacture of semiconductor devices. Photolithography is a process of applying a photoresist (photoresist) on the film, exposing using a photomask, and developing using a developer so that a predetermined pattern of the photomask is transferred to the photoresist film. A process of applying photoresist to the wafer is absolutely necessary. In general, a photoresist coating operation generally uses a spin coater, which is a spin coating apparatus of a spinner installation.

도 1은 종래의 감광액 도포 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram for explaining a conventional photosensitive liquid coating device.

도 1에 도시된 바와 같이, 도시된 감광액 도포 장치(100)는 웨이퍼(w)를 지지하고 회전시키는 회전척(110)과, 회전척(110)을 둘러싸도록 구비되는 커버(120) 와, 회전척(110)과 커버(120)를 내장하는 챔버(102)를 구비한다. 회전척(110)의 하부에는 회전력을 전달하는 회전축(112)이 연결되어 있으며, 회전축(112)은 회전력을 제공하는 제1구동부(114)와 연결된다.As shown in FIG. 1, the illustrated photosensitive liquid applying apparatus 100 includes a rotary chuck 110 for supporting and rotating a wafer w, a cover 120 provided to surround the rotary chuck 110, and a rotation. And a chamber 102 containing the chuck 110 and the cover 120. The lower portion of the rotary chuck 110 is connected to the rotating shaft 112 for transmitting the rotational force, the rotating shaft 112 is connected to the first driving unit 114 for providing a rotational force.

회전척(110)의 상부에는 일정량의 감광액을 수용하는 감광액 공급용기에 연결 형성되어 웨이퍼(w)상에 감광액을 공급하는 감광액공급라인(131)과, 상기 공급라인(131)의 끝단에 감광액을 웨이퍼(w)에 떨어뜨리기 위한 노즐(130)이 형성되어 있다. 노즐(130)은 웨이퍼(w)를 가로질러 이동 가능하도록 설치된다. On the upper portion of the rotary chuck 110 is connected to a photosensitive liquid supply container for receiving a predetermined amount of photosensitive liquid is a photosensitive liquid supply line 131 for supplying the photosensitive liquid on the wafer (w) and a photosensitive liquid at the end of the supply line 131 A nozzle 130 for dropping on the wafer w is formed. The nozzle 130 is installed to be movable across the wafer w.

커버(120)는 웨이퍼(w)의 회전에 의해 웨이퍼(w)로부터 비산된 포토레지스트 조성물을 차단하기 위해 구비되며, 제3구동부(미도시)에 의해 웨이퍼(w)의 로딩 및 언로딩에 따라 상하 구동된다. 커버(120)의 하부에는 커버에 의해 차단된 포토레지스트 조성물 및 웨이퍼(w)로 제공되는 포토레지스트 조성물로부터 발생된 연무(fume)를 배출하기 위한 배출 라인(140)이 연결되어 있다. The cover 120 is provided to block the photoresist composition scattered from the wafer w by the rotation of the wafer w, and according to the loading and unloading of the wafer w by a third driver (not shown). Drive up and down. A lower portion of the cover 120 is connected to a discharge line 140 for discharging fumes generated from the photoresist composition blocked by the cover and the photoresist composition provided to the wafer w.

여기서, 미설명 부호 132는 노즐을 구동시키기 위한 제2구동부이다.Here, reference numeral 132 denotes a second driving unit for driving the nozzle.

이와 같이 구성된 종래 감광액 도포 장치(100)에서의 코팅 공정을 설명하면 다음과 같다.Referring to the coating process in the conventional photosensitive liquid applying apparatus 100 configured as described above are as follows.

상기 노즐(130)로부터 일정량의 감광액이 회전척(110)의 웨이퍼(w)의 중앙에 공급되면, 회전척(110)이 회전을 하며 따라서 그 원심력에 의해 웨이퍼(w) 중앙에 공급된 감광액은 웨이퍼(w) 전면에 도포된다. 또한 웨이퍼(w)로부터 비산된 포토레지스트 조성물 및 포토레지스트 조성물로부터 발생된 연무는 배출 라인(140)을 통해 배출된다. When a certain amount of the photosensitive liquid is supplied from the nozzle 130 to the center of the wafer w of the rotary chuck 110, the rotary chuck 110 rotates and thus the photosensitive liquid supplied to the center of the wafer w by the centrifugal force is It is applied to the entire surface of the wafer w. In addition, the photoresist composition scattered from the wafer w and the mist generated from the photoresist composition are discharged through the discharge line 140.                         

그러나, 상술한 종래의 스핀 코팅 장치는 감광액공급라인(131)으로부터 웨이퍼(w) 중앙에 감광액을 공급한 후 회전척(110)의 원심력에 의해 웨이퍼(w)를 회전시켜 감광액을 도포하는 장치로 다음과 같은 문제점들을 갖고 있다.However, the conventional spin coating apparatus described above is a device for applying the photosensitive liquid by supplying the photosensitive liquid to the center of the wafer w from the photosensitive liquid supply line 131 and then rotating the wafer w by the centrifugal force of the rotary chuck 110. It has the following problems.

첫째, 웨이퍼(w)의 구경이 대형화될 경우 용액의 점도 등에 따라서는 웨이퍼(w)상에 도포되는 감광액의 균일도가 일정하지 않으므로 제품의 신뢰도가 감소되는 문제점이 있었다. 특히, 엘시디(LCD) 기판 등 대형이며 원형이 아닌 웨이퍼(W)에서는 도포가 균일하게 이루어지지 않는 문제점이 있었다. 둘째, 감광액의 소모가 많은 문제점이 있었다. 셋째, 낮은 두께의 감광액을 구현하기가 힘들다는 문제점이 있었다. 넷째, 감광액의 두께가 회전척의 회전속도에 의하여 정하여 지므로, 감광액의 두께를 제어하기가 어렵다는 문제점이 있었다.
First, when the diameter of the wafer w is enlarged, the uniformity of the photoresist applied onto the wafer w is not constant depending on the viscosity of the solution and the like, thereby reducing the reliability of the product. In particular, there is a problem that the coating is not uniformly made on a large sized non-circular wafer W such as an LCD substrate. Second, there were many problems in the consumption of photoresist. Third, there was a problem that it is difficult to implement a low thickness photoresist. Fourth, since the thickness of the photosensitive liquid is determined by the rotational speed of the rotary chuck, there is a problem that it is difficult to control the thickness of the photosensitive liquid.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결할 수 있는 반도체 제조 장치를 제공함에 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor manufacturing apparatus that can solve the above-described conventional problems.

본 발명의 다른 목적은 대형 기판이나 비원형의 웨이퍼에도 감광액을 균일하게 도포함으로써 제품의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 감광액 도포 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a photosensitive liquid coating apparatus which can improve the reliability of a product by uniformly applying the photosensitive liquid to a large substrate or a non-circular wafer.

본 발명의 또 다른 목적은 감광액의 소모가 작은 감광액 도포 장치를 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide a photosensitive liquid applying apparatus with low consumption of photosensitive liquid.

본 발명의 또 다른 목적은 감광액의 두께를 제어하기가 용이한 감광액 도포 장치를 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide a photosensitive liquid applying apparatus that can easily control the thickness of the photosensitive liquid.

상기한 목적들을 달성하기 위하여, 챔버 내에서 웨이퍼를 회전시키는 회전척 위에 놓여진 웨이퍼의 표면에 감광액을 도포하기 위한 본 발명의 실시 예적 양상(aspect)에 따른 반도체 웨이퍼의 감광액 도포 장치는 상기 회전척에 놓여진 웨이퍼 위로 감광액을 도포하는 도포기를 포함하되 상기 도포기는 감광액을 스프레이방식으로 분사하기 위한 분무식 노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.
In order to achieve the above objects, a photosensitive liquid applying apparatus of a semiconductor wafer according to an aspect of the present invention for applying a photosensitive liquid to a surface of a wafer placed on a rotary chuck for rotating a wafer in a chamber is provided. And an applicator for applying the photoresist onto the placed wafer, wherein the applicator includes a spray nozzle for spraying the photoresist in a spray manner.

이하 첨부한 도면들을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예가 상세히 설명될 것이다. 실시예에서의 설명들은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가지는 자에게 본 발명의 보다 철저한 이해를 돕기 위한 의도 이외에는 다른 의도 없이 예를 들어 도시되고 한정된 것에 불과하므로, 그러한 설명들이 본 발명의 범위를 제한하는 용도로 사용되어서는 아니 됨은 명백하다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The descriptions in the embodiments are only shown and limited by way of example and without intention other than the intention to help those of ordinary skill in the art to more thoroughly understand the present invention, such descriptions of the present invention Obviously it should not be used to limit the scope.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 감광액 도포 장치의 종단면이다.2 is a longitudinal cross-sectional view of a photosensitive liquid applying apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 감광액 도포 장치(200)는 도포 공정이 진행되는 커버(220)내에 이송장치(도시는 생략함)에 의해 공급되는 웨이퍼(w)가 안착되도록 회전척(210)이 설치되어 있다. 상기 커버(220)의 상부에는 상기 회전척(210)상에 안착되는 웨이퍼(w)의 상부면에 감광액을 분무시키기 위한 분무식 노즐(230)이 이송 가능하게 설치되어 있다. As shown in FIG. 2, the photoresist coating apparatus 200 according to the preferred embodiment of the present invention includes a wafer w supplied by a transfer device (not shown) in the cover 220 where the coating process is performed. The rotary chuck 210 is installed to be seated. The spray nozzle 230 for spraying the photosensitive liquid on the upper surface of the wafer w seated on the rotary chuck 210 is provided on the upper portion of the cover 220 to be transportable.

또한 웨이퍼(w)를 지지하고, 회전시키는 회전척(210)과, 회전척(210)을 둘러 싸도록 구비되는 커버(220)와, 회전척(210)과 커버(220)를 내장하는 챔버(202)를 구비한다. 상기 챔버의 압력을 저압으로 함이 바람직하다. 이는 공정이 저압에서 이루어지면 공정의 제어가 더욱 용이하게 때문이다. In addition, a chamber including the rotary chuck 210 for supporting and rotating the wafer w, a cover 220 provided to surround the rotary chuck 210, and a rotary chuck 210 and the cover 220 ( 202. It is preferable to make the pressure of the chamber low. This is because the process is easier to control when the process is done at low pressure.

회전척(210)의 하부에는 회전력을 전달하는 회전축(212)이 연결되어 있으며, 회전축(212)은 회전력을 제공하는 제1구동부(214)와 연결된다.The lower portion of the rotary chuck 210 is connected to the rotary shaft 212 for transmitting the rotational force, the rotary shaft 212 is connected to the first driving unit 214 for providing a rotational force.

커버(220)는 웨이퍼(w)의 회전에 의해 웨이퍼(w)로부터 비산된 포토레지스트 조성물을 차단하기 위해 구비되며, 제3구동부(미도시)에 의해 웨이퍼(w)의 로딩 및 언로딩에 따라 상하 구동된다. 커버(220)의 하부에는 배출 라인(240)이 연결되어 있다. The cover 220 is provided to block the photoresist composition scattered from the wafer w by the rotation of the wafer w, and according to the loading and unloading of the wafer w by a third driving part (not shown). Drive up and down. The discharge line 240 is connected to the lower portion of the cover 220.

이처럼, 본 발명에서는 상기 분무식 노즐(230)로부터 분무되는 감광액이 웨이퍼(w) 표면에 코팅된다. 따라서, 직경이 큰 웨이퍼 및 원심력에 의한 균일한 도포가 어려운 비원형의 기판에 균일하게 도포할 수 있다.As such, in the present invention, the photosensitive liquid sprayed from the spray nozzle 230 is coated on the wafer w surface. Therefore, it can apply uniformly to the wafer of large diameter and the non-circular board | substrate which is difficult to apply uniformly by centrifugal force.

또한 본 발명에서는 상기 커버(220)내의 공기를 일정한 속도 및 압력을 유지하도록 강제 배기 시킴으로써 상기 분무식 노즐로부터 분무되는 감광액의 분무량과 산포를 조절하는 배기 수단(248)을 갖는다. 이 배기 수단(248)은, 상기 커버(220)의 하부에는 배출 라인(240)이 설치되어 있고, 상기 배출 라인(240)에는 커버(220)내의 공기를 배출 라인(240)을 통해 강제 배기 시키도록 진공펌프(242)가 연결되어 있다. 상기 배출 라인(240)에는 배기 밸브(244)가 설치되어있으며, 이 배기 밸브(244)의 개폐량을 조절하도록 제어기(246)가 설치되어 있다.In addition, the present invention has an exhaust means 248 for controlling the spray amount and dispersion of the photosensitive liquid sprayed from the spray nozzle by forcibly exhausting the air in the cover 220 to maintain a constant speed and pressure. The exhaust means 248 is provided with a discharge line 240 in the lower portion of the cover 220, the discharge line 240 is forced to exhaust the air in the cover 220 through the discharge line 240. Vacuum pump 242 is connected. An exhaust valve 244 is installed in the discharge line 240, and a controller 246 is installed to adjust the amount of opening and closing of the exhaust valve 244.

웨이퍼의 회전이 시작되면 분무식 노즐(230)을 통해 웨이퍼(w)의 상부면으로 감광액을 분무시킨다. 여기서, 감광액을 분사할 때는 분무식 노즐(230)과 웨이퍼(w) 사이의 거리를 적절하게 유지하며, 감광액이 분사되는 강도를 알맞게 조절한다. 한편, 상기 진공펌프(242)를 작동시키면 커버(220)내의 공기가 배출 라인(240)을 통해 외부로 배기되고, 웨이퍼(w)의 균일한 막을 형성시키기 위해 공조 흐름을 상기 배기 밸브(244)의 개폐량 조절을 통해 조절한다.When the rotation of the wafer starts, the photosensitive liquid is sprayed onto the upper surface of the wafer w through the spray nozzle 230. Here, when the photosensitive liquid is injected, the distance between the spray nozzle 230 and the wafer w is properly maintained, and the intensity at which the photosensitive liquid is injected is adjusted appropriately. On the other hand, when the vacuum pump 242 is operated, the air in the cover 220 is exhausted to the outside through the discharge line 240, the air conditioning flow to form a uniform film of the wafer (w) the exhaust valve 244 Adjust by adjusting the amount of opening and closing.

이처럼, 본 발명은 웨이퍼(w)의 구경이 대형화될 경우에도 분무식 노즐을 사용함으로써 웨이퍼(w)상에 도포되는 감광액의 균일도를 일정하게 할 수 있고, 불필요한 감광액의 소모를 방지 할 수 있으며, 저압 분위기에서 상기 커버내의 공조 흐름을 제어하여 분무의 량 및 산포를 조절할 수 있으므로 감광액의 두께를 제어하기가 용이하다.As described above, the present invention can make the uniformity of the photoresist applied on the wafer w constant by using the spray nozzle even when the diameter of the wafer w is enlarged, and can prevent unnecessary consumption of the photoresist. It is easy to control the thickness of the photosensitive liquid because it is possible to control the amount and dispersion of the spray by controlling the air conditioning flow in the cover in a low pressure atmosphere.

이상에서, 본 발명에 따른 감광액 도포 장치의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
In the above, the configuration and operation of the photosensitive liquid coating apparatus according to the present invention is shown in accordance with the above description and drawings, but this is merely described, for example, and various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Of course.

이와 같은 본 발명에 따른 감광액 도포 장치는, 직경이 큰 웨이퍼 및 원심력에 의한 균일한 도포가 어려운 비원형의 웨이퍼에 감광액을 균일하게 도포할 수 있는 효과가 있고, 감광액의 낭비를 막을 수 있으며, 감광액의 두께를 제어할 수 있게 된다.Such a photosensitive liquid applying apparatus according to the present invention has the effect of uniformly applying the photosensitive liquid to a wafer having a large diameter and a non-circular wafer which is difficult to apply uniformly by centrifugal force, and can prevent waste of the photosensitive liquid. The thickness of can be controlled.

Claims (4)

챔버 내에서 웨이퍼를 회전시키는 회전척 위에 놓여진 웨이퍼의 표면에 감광액을 도포하기 위한 반도체 웨이퍼의 감광액 도포 장치에 있어서:In the photosensitive liquid applying apparatus of the semiconductor wafer for applying the photosensitive liquid to the surface of the wafer placed on the rotary chuck to rotate the wafer in the chamber: 상기 회전척에 놓여진 웨이퍼 위로 감광액을 도포하는 도포기를 포함하되 상기 도포기는 감광액을 스프레이방식으로 분사하기 위한 분무식 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 감광액 도포장치.And an applicator for applying a photoresist onto the wafer placed on the rotary chuck, wherein the applicator includes a spray nozzle for spraying the photoresist in a spray method. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 챔버는 저압 분위기임을 특징으로 하는 감광액 도포장치.The chamber is a photosensitive liquid coating device, characterized in that the low pressure atmosphere. 제1항 또는 제2항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 챔버 내의 공조 흐름을 제어하기 위한 배기 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감광액 도포 장치.And an exhaust means for controlling the air conditioning flow in the chamber. 제 3항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 배기 수단은 상기 챔버에 형성된 배출 라인에 연결되어 상기 챔버 내의 공기를 외부로 강제 배기시키는 진공 펌프와;The exhaust means includes a vacuum pump connected to the discharge line formed in the chamber for forcibly exhausting the air in the chamber to the outside; 상기 배출 라인에 설치되는 배기 밸브 및;An exhaust valve installed at the discharge line; 상기 배기 밸브의 개폐량을 조절하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광액 도포 장치.And a controller for controlling the opening and closing amount of the exhaust valve.
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