KR20060056796A - Photoresist coating apparatus for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미세 분무 형태의 노즐로 포토레지스트를 공급하는 반도체소자 제조용 포토레지스트 코팅장치에 관한 것이다.The present invention relates to a photoresist coating apparatus for manufacturing a semiconductor device for supplying a photoresist to a nozzle of a fine spray form.

본 발명에 따른 반도체소자 제조용 포토레지스트 코팅장치는, 스핀척 상에 고정되어 회전하는 웨이퍼 상에 노즐을 통해서 포토레지스트를 공급하는 반도체소자 제조용 포토레지스트 공급장치에 있어서, 상기 노즐은 상기 포토레지스트를 분무 형태로 상기 웨이퍼 상에 공급하도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.A photoresist coating apparatus for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a photoresist supply apparatus for manufacturing a semiconductor device for supplying a photoresist through a nozzle on a wafer which is fixed on a spin chuck and rotates, wherein the nozzle sprays the photoresist. It is characterized in that to be supplied on the wafer in the form.

따라서, 웨이퍼 상에 포토레지스트 코팅불량이 발생하는 것을 방지하고, 포토레지스트의 사용량을 절감할 수 있는 효과가 있다. Therefore, it is possible to prevent photoresist coating defects from occurring on the wafer and to reduce the amount of photoresist used.

포토리소그래피, 포토레지스트, 코팅, 분사Photolithography, Photoresist, Coating, Spraying

Description

반도체소자 제조용 포토레지스트 코팅장치{Photoresist coating apparatus for manufacturing semiconductor device}Photoresist coating apparatus for manufacturing semiconductor devices

도 1은 종래의 반도체소자 제조용 포토레지스트 코팅장치의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a conventional photoresist coating apparatus for manufacturing a semiconductor device.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체소자 제조용 포토레지스트 코팅장치를 설명하기 위한 구성도이다. 2 is a block diagram illustrating a photoresist coating apparatus for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2에 도시된 포토레지스트 분사용 노즐의 구성도이다. 3 is a block diagram of the photoresist injection nozzle shown in FIG. 2.

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

20 : 스핀척 22 : 노즐20: spin chuck 22: nozzle

24 : 포토레지스트 공급관 26 : 벤트리관24: photoresist supply pipe 26: ventry pipe

28 : 축소부 30 : 목부분28: reduction part 30: neck

32 : 확대부 34 : 혼합부32: enlarged portion 34: mixing portion

36 : 기체 공급원 38 : 기체 공급관36 gas supply source 38 gas supply pipe

40 : 경사면 42 : 분사구40: slope 42: injection hole

본 발명은 반도체소자 제조용 포토레지스트 코팅장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 베르누이 효과를 이용한 미세 분무 형태의 노즐로 포토레지스트를 분사하는 반도체소자 제조용 포토레지스트 코팅장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photoresist coating apparatus for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a photoresist coating apparatus for manufacturing a semiconductor device for spraying photoresist with a nozzle of a fine spray using a Bernoulli effect.

통상, 반도체소자 제조공정의 미세 패턴 형성공정은 웨이퍼 상에 포토레지스트의 코팅, 노광 및 현상공정을 순차적으로 수행하는 사진석판술 즉, 포토리소그래피(Photolithography)공정을 필수적으로 필요로 한다.In general, a fine pattern forming process of a semiconductor device manufacturing process necessitates photolithography, that is, photolithography, which sequentially performs coating, exposure, and developing processes of a photoresist on a wafer.

이와 같은 포토리소그래피공정의 포토레지스트는 노광된 부분이 광변성이 발생하여 현상액에 의해서 제거되는 양성 포토레지스트와 노광된 부분이 가교(Crosslinking)에 의해 고분자화되어 현상액에 의해서 제거되지 않는 음성 포토레지스트로 구분된다.The photoresist of the photolithography process is a positive photoresist in which the exposed portion is photodenatured and removed by the developer, and a negative photoresist in which the exposed portion is polymerized by crosslinking and is not removed by the developer. Are distinguished.

도 1은 종래의 반도체소자 제조용 포토레지스트 코팅장치의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a conventional photoresist coating apparatus for manufacturing a semiconductor device.

종래의 반도체소자 제조용 포토레지스트 코팅장치는, 도 1에 도시된 바와 같이 스핀척(10) 상에 일련의 반도체 제조공정이 수행된 웨이퍼(2)를 고정한 후, 스핀척(10)을 고속으로 회전시킴과 동시에 웨이퍼(2) 상부(12)의 노즐을 통해서 웨이퍼(2) 중앙에 액상의 포토레지스트를 공급한다. In the conventional photoresist coating apparatus for manufacturing a semiconductor device, as shown in FIG. 1, after fixing a wafer 2 on which a series of semiconductor manufacturing processes are performed on the spin chuck 10, the spin chuck 10 is rotated at a high speed. At the same time, the liquid photoresist is supplied to the center of the wafer 2 through the nozzle of the upper part 12 of the wafer 2.

이때, 상기 노즐(12)은 포토레지스트 공급라인(13)을 통해서 공급되는 액상의 포토레지스트를 팁부(11)를 통해서 덩어리 형태로 웨이퍼(2) 중앙에 공급하게 된다. In this case, the nozzle 12 supplies the liquid photoresist supplied through the photoresist supply line 13 to the center of the wafer 2 in the form of a lump through the tip portion 11.

다음으로, 상기 웨이퍼(2) 중앙에 공급된 포토레지스트는 스핀척(10)의 회전 에 따른 원심력에 의해서 웨이퍼(2) 중심부에서 에지부로 이동함에 따라 포토레지스트는 웨이퍼(2) 전면에 코팅된다. Next, as the photoresist supplied to the center of the wafer 2 moves from the center of the wafer 2 to the edge portion by centrifugal force due to the rotation of the spin chuck 10, the photoresist is coated on the entire surface of the wafer 2.

그런데, 종래의 반도체소자 제조용 포토레지스트 코팅장치는, 액상으로 포토레지스트를 덩어리 형태로 웨이퍼 상에 공급함으로써 포토레지스트 공급라인에 기포가 차거나 팁부의 오염 등의 원인에 의해서 웨이퍼 상에 일정한 압력으로 일정한 양의 포토레지스트를 공급하지 못하였다. However, in the conventional photoresist coating apparatus for manufacturing a semiconductor device, by supplying the photoresist in the form of liquid on the wafer, a certain amount of pressure is fixed on the wafer due to air bubbles in the photoresist supply line or contamination of the tip portion. Could not supply photoresist.

따라서, 스핀척에 의해서 회전하는 웨이퍼 상에 균일한 두께의 포토레지스트를 코팅하지 못함으로써 바로 반도체 공정불량을 야기시키는 문제점이 있었다. Therefore, there is a problem in that a semiconductor process defect is caused by failing to coat a photoresist having a uniform thickness on a rotating wafer by a spin chuck.

본 발명의 목적은, 액상의 포토레지스트를 미세 분무 형태로 분사함으로써 포토레지스트 코팅불량이 발생하는 것을 방지할 수 있는 반도체소자 제조용 포토레지스트 코팅장치를 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a photoresist coating apparatus for manufacturing a semiconductor device which can prevent a photoresist coating defect from occurring by spraying a liquid photoresist in a fine spray form.

본 발명의 다른 목적은, 포토레지스트의 사용량을 감소시킬 수 있는 반도체소자 제조용 포토레지스트 코팅장치를 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to provide a photoresist coating apparatus for manufacturing a semiconductor device capable of reducing the amount of photoresist used.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 포토레지스트 코팅장치는, 스핀척 상에 고정되어 회전하는 웨이퍼 상에 노즐을 통해서 포토레지스트를 공급하는 반도체소자 제조용 포토레지스트 공급장치에 있어서, 상기 노즐은 상기 포토레지스트를 분무 형태로 상기 웨이퍼 상에 공급하도록 되어 있는 것을 특징으로 한다. In the photoresist coating apparatus for manufacturing a semiconductor device according to the present invention for achieving the above object, in the photoresist supply apparatus for manufacturing a semiconductor device for supplying a photoresist through a nozzle on a wafer fixed and rotated on a spin chuck, the nozzle Is adapted to supply the photoresist on the wafer in spray form.                     

그리고, 상기 노즐은, 축소부, 목부 및 확대부로 이루어지는 포토레지스트 유로를 가지는 벤튜리관; 상기 벤튜리관의 확대부 소정부에 형성된 기체 공급수단; 상기 벤트리관과 연결된 혼합부; 및 상기 혼합부 단부에 형성된 분사구;를 구비하여 이루어질 수 있다. The nozzle may include a venturi tube having a photoresist flow path including a reduction part, a neck part, and an expansion part; Gas supply means formed on a predetermined portion of the enlarged venturi tube; A mixing unit connected to the ventry tube; And an injection hole formed at an end of the mixing part.

또한, 상기 기체 공급수단은 질소 및 아르곤가스와 같은 불활성 가스를 공급하도록 할 수 있고, 상기 분사구 방향으로 상기 혼합부는 유로가 좁아지는 경사면이 형성될 수 있다. In addition, the gas supply means may be to supply an inert gas such as nitrogen and argon gas, the inclined surface in which the mixing section is narrowed in the direction of the injection port can be formed.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 포토레지스트를 분무 형태로 분사하여 공급하는 반도체소자 제조용 포토레지스트 코팅장치를 설명하기 위한 구성도이다. 2 is a block diagram illustrating a photoresist coating apparatus for manufacturing a semiconductor device for supplying a photoresist sprayed in a spray form according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 반도체소자 제조용 포토레지스트 코팅장치는, 도 2에 도시된 바와 같이 일련의 반도체 제조공정이 완료된 웨이퍼(4)를 진공 흡착하여 회전할 수 있는 스핀척(20)이 구비되어 있다.The photoresist coating apparatus for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, as shown in Figure 2 is provided with a spin chuck 20 that can rotate by vacuum adsorption on the wafer 4, a series of semiconductor manufacturing process is completed.

그리고, 상기 스핀척(20) 상부에는 웨이퍼(4) 중앙에 액상의 포토레지스트를 분무 형태로 공급할 수 있는 노즐(22)이 설치되어 있다. In addition, a nozzle 22 is provided on the spin chuck 20 to supply liquid photoresist in the form of a spray in the center of the wafer 4.

본 발명에 따른 상기 노즐(22)은, 도 3에 도시된 바와 같이 액상의 포토레지스트를 공급하는 포토레지스트 공급관(24)과 포토레지스트 속에 질소 및 아르곤가스 등의 기체를 혼합하는 혼합부(34) 사이에 축소부(28), 목부분(30) 및 확대부(32)를 구비하는 벤튜리관(26)이 형성되어 있다. As shown in FIG. 3, the nozzle 22 according to the present invention includes a photoresist supply pipe 24 for supplying a liquid photoresist and a mixing part 34 for mixing gases such as nitrogen and argon gas into the photoresist. The venturi tube 26 provided with the reduction part 28, the neck part 30, and the expansion part 32 is formed in between.                     

그리고, 상기 벤튜리관(26)의 확대부(32) 상단 소정부에는 벤튜리관(26)의 목부분(30)을 통과한 액상의 포토레지스트 속에 질소, 아르곤 등과 같은 기체를 기체 공급원(36)으로부터 공급받아 혼합하는 기체 공급관(38)이 형성되어 있다. In addition, a predetermined portion of the enlarged portion 32 of the venturi tube 26 is provided with a gas such as nitrogen or argon in the liquid photoresist passing through the neck portion 30 of the venturi tube 26 from the gas source 36. The gas supply pipe 38 which receives and mixes is formed.

이때, 상기 기체 공급관(38)을 확대부(32)에 설치하는 것은 목부분(30)을 통과한 포토레지스트의 유로가 확대되기 시작하여 포토레지스트의 부피가 급격하게 팽창하는 부분이므로 기체의 혼합이 용이하기 때문이다. At this time, the gas supply pipe 38 is installed in the enlarged part 32 because the flow path of the photoresist passing through the neck part 30 begins to expand and the volume of the photoresist rapidly expands, so that the mixing of the gas is performed. Because it is easy.

또한, 상기 혼합부(34)의 단부는 유로가 좁아지는 경사면(40)으로 이루어지고 그 단부에는 분무 형태로 기체와 혼합된 포토레지스트를 미세 분무 공급하는 복수의 분사구(42)가 형성되어 있다. In addition, an end portion of the mixing part 34 is formed of an inclined surface 40 in which a flow path is narrowed, and a plurality of injection holes 42 are formed at the end thereof to finely spray the photoresist mixed with gas in a spray form.

따라서, 스핀척(20) 상에 일련의 반도체 제조공정이 수행된 웨이퍼(4)를 고정한 후, 스핀척(20)을 고속으로 회전시킴과 동시에 웨이퍼(4) 상부의 본 발명에 따른 미세 분무 방식의 노즐(22)은 복수의 분사구(42)를 통해서 웨이퍼(4) 중앙에 액상의 포토레지스트를 공급하게 된다.Therefore, after fixing the wafer 4 subjected to a series of semiconductor manufacturing processes on the spin chuck 20, the spin chuck 20 is rotated at a high speed and at the same time, the fine spray method according to the present invention on the wafer 4 is performed. The nozzle 22 supplies liquid photoresist to the center of the wafer 4 through the plurality of injection holes 42.

다음으로, 상기 웨이퍼(4) 중앙에 공급된 포토레지스트는 스핀척(20)의 회전에 따른 원심력에 의해서 웨이퍼(4) 중심부에서 에지부로 이동함에 따라 포토레지스트는 웨이퍼(4) 전면에 코팅된다. Next, as the photoresist supplied to the center of the wafer 4 moves from the center of the wafer 4 to the edge portion by centrifugal force due to the rotation of the spin chuck 20, the photoresist is coated on the entire surface of the wafer 4.

이하, 상기 노즐의 분사구를 통해서 포토레지스트가 미세 분무 형태로 분사 공급되는 작용을 구체적으로 설명한다.  Hereinafter, an operation of spraying and supplying the photoresist in the form of fine spray through the nozzle of the nozzle will be described in detail.

상기 분사구(42)에서 미세 분무형태로 방출되기 이전의 액상의 포토레지스트는 별도의 포토레지스트 공급원(도시되지 않음)으로부터 포토레지스트 공급관(24) 으로 공급되어 벤튜리관(26)의 축소부(28)를 통과한 후, 목부분(30)에서 가속되어서 일단 정압이 저하되고, 상기 벤튜리관(26)의 확대부(32)를 통과하며 유속이 떨어지며 다시 정압이 증가하게된다.The liquid photoresist before being discharged in the form of fine spray from the injection port 42 is supplied to a photoresist supply tube 24 from a separate photoresist source (not shown) to reduce the portion 28 of the venturi tube 26. After passing through, it accelerates in the neck portion 30 so that once the static pressure is lowered, passing through the enlarged portion 32 of the venturi tube 26, the flow rate drops and the static pressure increases again.

다음으로, 상기 벤튜리관(26)의 확대부(32)를 통과하며 유속이 떨어지며 다시 정압이 증가하는 포토레지스트 속에 기체 공급원(36)은 질소, 아르곤 등과 같은 기체를 기체 공급관(38)을 통해서 공급되어 기포를 발생시키며 혼합된다. Next, the gas source 36 supplies a gas, such as nitrogen or argon, through the gas supply pipe 38 into the photoresist passing through the enlarged portion 32 of the venturi tube 26 and decreasing the flow rate and increasing the static pressure again. To generate bubbles and mix.

이어서, 상기 기체와 혼합된 포토레지스트는 혼합부(34)로 이동하게 된다. 이때, 상기 혼합부(34)의 정압이 목부분(30)보다 높으므로 기포로된 기체는 액상의 포토레지스트 속으로 용해된다. Subsequently, the photoresist mixed with the gas is moved to the mixing part 34. At this time, since the static pressure of the mixing section 34 is higher than the neck portion 30, the gas bubbles are dissolved into the liquid photoresist.

마지막으로, 상기 혼합부(34)의 경사면(40)을 통과하며 가속된 기체와 혼합된 포토레지스트는 분사구(42)를 통해서 기포와 함께 미세 분무 형태로 분사된다. 이때, 분사구(42)를 통과할 때의 포토레지스트는 다시 가속되므로 그 정압은 낮아진다.Finally, the photoresist mixed with the accelerated gas passing through the inclined surface 40 of the mixing part 34 is sprayed in a fine spray form together with the bubbles through the injection hole 42. At this time, since the photoresist when passing through the injection port 42 is accelerated again, the static pressure is lowered.

본 발명에 의하면, 액상의 포토레지스트를 미세 분무 형태로 분사함으로써 웨이퍼 상에 소정두께로 포토레지스트를 코팅할 수 있으며, 분사되는 포토레지스트의 사용량을 절감할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, by spraying a liquid photoresist in the form of a fine spray can be coated on the wafer with a predetermined thickness, there is an effect that can reduce the amount of the photoresist injected.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다. Although the present invention has been described in detail only with respect to the described embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the technical scope of the present invention, and such modifications and modifications are within the scope of the appended claims.

Claims (4)

스핀척 상에 고정되어 회전하는 웨이퍼 상에 노즐을 통해서 포토레지스트를 공급하는 반도체소자 제조용 포토레지스트 공급장치에 있어서, In the photoresist supply device for manufacturing a semiconductor device for supplying a photoresist through a nozzle on a wafer fixed and rotated on a spin chuck, 상기 노즐은 상기 포토레지스트를 분무 형태로 상기 웨이퍼 상에 공급하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조용 포토레지스트 공급장치. And the nozzle is configured to supply the photoresist onto the wafer in the form of a spray. 제 1 항에 있어서, 상기 노즐은, The method of claim 1, wherein the nozzle, 축소부, 목부 및 확대부로 이루어지는 포토레지스트 유로를 가지는 벤튜리관;A venturi tube having a photoresist flow path consisting of a reduction part, a neck part, and an expansion part; 상기 벤튜리관의 확대부 소정부에 형성된 기체 공급수단;Gas supply means formed on a predetermined portion of the enlarged venturi tube; 상기 벤트리관과 연결된 혼합부; 및A mixing unit connected to the ventry tube; And 상기 혼합부 단부에 형성된 분사구;An injection hole formed at an end of the mixing part; 를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조용 포토레지스트 공급장치. A photoresist supply device for producing a semiconductor device, characterized in that comprising a. 제 1 항에 있어서, 기체 공급수단은 질소 및 아르곤가스와 같은 불활성 가스를 공급하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조용 포토레지스트 공급장치. 2. The photoresist supply apparatus for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the gas supply means supplies an inert gas such as nitrogen and argon gas. 제 1 항에 있어서, 상기 분사구 방향으로 상기 혼합부는 유로가 좁아지는 경사면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조용 포토레지스트 공급장치.2. The photoresist supply apparatus for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein an inclined surface on which the flow path is narrowed is formed in the injection hole direction.
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