KR20060057107A - 반도체 스피너 장비 - Google Patents

Abstract

포토레지스트 증착 시 발생되는 흄을 배출하는 복수의 배기 라인을 장착함으로서 배기가 확실히 되는 반도체 스피너 장비를 개시한다. 웨이퍼에 포토레지스트를 스핀 코팅하는 스피너 챔버를 포함하여 구성되는 본 발명에 의한 반도체 스피너 장비는, 상기 스피너 챔버의 측면과 하부에 각각 복수의 배기관이 연결되어 있음을 특징으로 한다. 따라서 스피너 장비 내에서의 흄 또는 파티클에 의한 웨이퍼 오염을 방지하게 되므로서, 웨이퍼 생산성과 제품에 대한 신뢰성을 향상시키게 되는 매우 유용한 효과를 제공하게 된다.

스피너, 챔버, 배기관

Description

반도체 스피너 장비 {Spinner equipment for semiconductor}

도 1은 사진 공정의 각 단계를 나타내는 공정 흐름도

도 2는 종래의 반도체 스피너 장비를 나타낸 단면도

도 3은 흄 또는 파티클들이 웨이퍼 안착되어 발생한 디펙트(Defect)를 나타낸 사진

도 4는 본 발명에 의한 반도체 스피너 장비를 나타낸 도면

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110 : 스피너 120 : 챔버

130 : 하부 배기관 150 : 측면 배기관

본 발명은 반도체 스피너 장비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포토레지스트 증착 시 발생되는 흄을 배출하는 복수의 배기 라인을 장착함으로서 배기가 확 실히 되어 공정의 안정화 및 생산성 향상을 도모하는 반도체 스피너 장비에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자는 이온주입 공정, 막 증착 공정, 확산공정, 사진공정, 식각공정 등과 같은 다수의 공정들을 거쳐 제조된다. 이러한 공정들 중에서, 원하는 패턴을 형성하기 위한 사진공정은 반도체 소자 제조에 필수적으로 요구되는 공정이다.

반도체 장치가 고집적화 되면서 회로패턴들의 사이즈가 더욱 더 미세화되어감에 따라 미세패턴의 사이즈에 영향을 주는 각종 파라미터들의 관리가 더욱 엄격화되고 있다. 특히 반도체 제조공정 중에서도 사진공정은 미세패턴의 사이즈에 직접적인 영향을 주게 된다. 이러한 사진공정은 웨이퍼 상에 미세패턴을 형성하기 위하여 웨이퍼 상에 포토레지스트를 도포하고, 마스크나 레티클에 형성된 회로패턴을 전사하기 위하여 도포된 포토레지스트를 노광하며, 노광된 포토레지스트를 현상하는 일련의 공정을 수행하게 되는 것을 말한다.

즉 사진공정은 식각이나 이온주입이 될 부위와 보호될 부위를 선택적으로 정의하기 위해 마스크나 레티클의 패턴을 웨이퍼 위에 만드는 것으로, 크게 웨이퍼 상에 포토레지스트를 떨어뜨린 후 고속으로 회전시켜 웨이퍼 위에 원하는 두께로 입히는 도포공정, 포토레지스트가 도포된 웨이퍼와 정해진 마스크를 서로 정렬시킨 후 자외선과 같은 빛이 상기 마스크를 통하여 웨이퍼 상의 포토레지스트에 조사되도록 하여 마스크 또는 레티클의 패턴을 웨이퍼에 옮기는 노광공정 및 상기 노광공정이 완료된 웨이퍼의 포토레지스트를 현상하여 원하는 포토레지스트 패턴을 형성 하는 현상공정으로 이루어진다.

여기에서 현상공정은 포토레지스트가 노광된 웨이퍼에 현상액을 뿌려서 포토레지스트의 성질에 따라 노광된 부분을 제거하고 노광되지 않은 부분을 패턴으로 남기거나, 반대로 노광된 부분을 패턴으로 남기고, 노광되지 않은 부분은 제거하게 된다.

상기 도포공정, 노광공정 및 현상공정 이외에 사진공정은, 포토레지스트와 웨이퍼간의 접착성을 향상시키기 위한 HMDS(Hexamethyl disilane) 처리 공정과 베이크 공정을 포함한다.

일반적으로 베이크 공정은 크게 소프트 베이크 공정(soft bake process)과 하드 베이크 공정(hard bake process)으로 구분된다.

소프트 베이크 공정은 웨이퍼 상에 포토레지스트를 도포한 후, 포토레지스트의 용제를 열적으로 약하게 가열시켜 어느 정도 휘발시켜 줌으로써 노광 공정시 노광에 의해 포토레지스트의 화학 반응이 방해를 받지 않도록 하고, 포토레지스트의 웨이퍼에 대한 접착력을 향상시켜 후속 공정을 용이하게 하는 공정을 말한다.

한편 하드 베이크 공정은 웨이퍼 상에 코팅된 포토레지스트를 현상한 후 보통 소프트 베이크 공정시 온도보다 40~60℃ 정도 높은 온도에서 행하는데, 목적은 현상 작업 후 상기 포토레지스트 자체 내에 잔존하는 여분의 용제 및 수분을 제거함으로써 포토레지스트와 웨이퍼 표면간의 접착력을 증진시키기 위함이다.

도 1은 사진 공정의 각 단계를 나타내는 공정 흐름도이다.

도 1을 참조하면, 웨이퍼는 스피너 장비 부분에서 포토레지스트 도포 전에 표면의 접착성을 높이기 위해 HMDS(HexaMethylDiSilane)로 처리된다. 그리고 스피너(spiner) 장비의 코터(coater)에서 포토레지스트액을 웨이퍼 표면에 도포하게 된다. 포토레지스트가 도포되면 기판에서 점착액과 도포된 포토레지스트액 내의 솔벤트를 제거하고, 포토레지스트를 노광에 적합한 상태로 형성하기 위해 일정 온도로 기판을 가열한다. 이 가열 단계를 흔히 소프트 베이킹이라 하며 몇 개의 세부 단계로 나누어질 수도 있다.

소프트 베이킹 이후 스텝퍼 장비 부분에서 기판에 대한 정정렬을 실시하고 노광 마스크를 통해 광원에 노출시키는 노광을 실시한다. 그리고, 스피너 장비 부분으로 되돌려진 다음 노광된 포토레지스트의 활성화 상태를 조절하기 위해 노광후 가열(post exposure bake)을 실시한다. 그리고, 현상을 통해 포토레지스트에서 폴리머를 형성하지 않은 부분을 용해시켜 제거하여 노광패턴을 남기게 된다. 현상 이후 세정을 실시하고, 현상을 통해 얻어진 패턴을 안정화시키는 고온의 하드 베이킹이 이루어진다.

여기서 반도체 스피너 장비는 웨이퍼의 후면을 파지하는 동시에 스피너 장비의 회전으로 인해 발생하는 포토레지스트 흄(Fume)을 배기하기 위한 배기장치를 구비하고 있다.

도 2는 종래의 반도체 스피너 장비를 나타낸 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)가 안착되는 스피너(10)와 이 스피너(10)의 외부를 감싸는 스피너 챔버(20) 및 이 스피너 챔버(20)의 하부에서 스피너 챔버(20)로부터 발생되는 흄을 배출하는 복수의 배기관(30)으로 이루어진다.

이같은 구성에서 웨이퍼(W)에는 포토레지스트가 스핀 코팅에 의해서 도포되고, 포토레지스트가 도포된 웨이퍼는 노광 전에 베이크를 수행하게 된다.

이렇게 포토레지스트를 코팅하여 베이크 하는 일련의 작업 과정을 스피너 공정이라 하는바, 스피너 공정의 수행 시 스피너 챔버(20)의 내부에서는 흄이 발생되면서 이 흄에 의해 다수의 파티클(40)들이 생성되곤 한다. 특히 스피너 챔버(20)의 내부에서 스피너(10)의 회전에 의해 흄이나 파티클들은 상승 기류를 형성하게 되고, 이들은 진공펌프(미도시됨)에 의해 챔버(20)의 하부에 연결된 복수의 배기관(30)을 통해서 배출된다.

이때 스피너 챔버(20)내 스피너(10)의 회전에 의한 기류에 의해 챔버(20)내 흄 또는 파티클들이 스피너 챔버(20) 하부의 배기관(30)을 통하여 원활히 배기되지 못하고 웨이퍼(W)에 안착되는 공정 불량을 초래한다.

도 3은 흄 또는 파티클들이 웨이퍼 안착되어 발생한 디펙트(Defect)를 나타낸 사진이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 웨이퍼에 눈알 모양의 디펙트(Defect)가 발생한다.

이러한 공정 불량은 웨이퍼(W)에의 패턴 불량을 야기하므로서 결국 제품 불량을 유발하게 되는 대단히 심각한 문제의 원인이 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결할 수 있는 반도체 제조 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 챔버 내 배기 물질에 의한 웨이퍼의 오염을 방지하기 위한 반도체 스피너 장비를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 챔버 내 배기 물질을 원활히 배기하기 위한 반도체 스피너 장비를 제공함에 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예적 양상(aspect)에 따른 웨이퍼에 포토레지스트를 스핀 코팅하는 스피너 챔버를 포함하여 구성되는 반도체 스피너 장비는, 상기 스피너 챔버의 측면과 하부에 각각 복수의 배기관이 연결되어 있음을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면들을 참조로 본 발명의 바람직한 실시 예가 상세히 설명될 것이다. 실시 예에서의 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.

도 4는 본 발명에 의한 반도체 스피너 장비를 나타낸 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)가 안착되는 스피너(110)와 이 스피너(110)의 외부를 감싸는 스피너 챔버(120) 및 이 스피너 챔버(120)의 하부에서 스피너 챔버(120)로부터 발생되는 흄을 배출하는 복수의 배기관(130)과 챔버의 측면의 복수의 배기관(150)으로 구성된다. 상기 측면의 배기관(150)은 두개임이 바람직하다. 또 이때 상기 측면의 배기관은 스피너 챔버를 중심으로 서로 대향하여 위치함이 바람직하다.

따라서 배기 가스가 하부의 배기관(130)뿐만 아니라 챔버 측면의 배기관(150)을 통하여도 배기된다.

결국 스피너 공정의 수행 시, 스피너(10)의 회전에 의해 형성되는 챔버(120)의 내부의 흄과 다수의 파티클(140)들의 상승 기류를 최소화 할 수 있고, 또한 이러한 상승 기류가 진공펌프(미도시됨)에 의해 스피너 챔버(120)의 하부에 연결된 복수의 배기관(130) 뿐만 아니라 스피너 챔버 측면에 위치한 배기관(150)을 통해서 배출되기 때문에 흄과 파티클의 웨이퍼(W)에의 안착을 방지 할 수 있다.

즉 흄과 다수의 파티클(140)들이 하부의 배기관(130)과 측면의 배기관(150)을 통하여 원활히 배기되어, 흄과 파티클의 웨이퍼(W)에의 안착에 의한 공정 불량을 방지 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 반도체 스피너 장비는 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기본 원리를 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 설계되고, 응용될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게는 자명한 사실이라 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 스피너 장비 내의 배기 물질을 원활히 배기하여 배기 불량에 따른 공정 불량을 미연에 방지할 수 있어, 공정의 효율성을 증대시키게 되는 효과가 있다. 또한 본 발명은 스피너 장비 내에서의 흄 또는 파티클에 의한 웨이퍼 오염을 방지하게 되므로서 웨이퍼 생산성과 제품에 대한 신뢰성을 향상시키게 되는 매우 유용한 효과를 제공하게 된다.

Claims (3)

1. 웨이퍼에 포토레지스트를 스핀 코팅하는 스피너 챔버를 포함하여 구성되는 반도체 스피너 장비에 있어서,

   상기 스피너 챔버의 측면과 하부에 각각 복수의 배기관이 연결되어 있음을 특징으로 하는 반도체 스피너 장비.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 측면에 연결된 배기관은 서로 대향하여 위치함을 특징으로 하는 반도체 스피너 장비.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 측면에 연결된 배기관은 두개임을 특징으로 하는 반도체 스피너 장비.

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