KR20080026280A - Apparatus for coating a semiconductor substrate - Google Patents

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장영철
성재현
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삼성전자주식회사
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Abstract

An apparatus for coating a semiconductor substrate is provided to discharge gas by employing a heating unit on a mass flow controller so as to prevent impurities from the discharged gas from being extracted on the mass flow controller. An apparatus for coating a semiconductor substrate(100) comprises a chuck(110), a coating material feeder(130), a chamber(102), a discharge line(140a,b,c), a mass flow controller(150), and a heating unit(152). The chuck supports and rotates a semiconductor wafer(10). The coating material feeder supplies a coating material which contains a photoresist solution onto the wafer supported by the chuck. The chamber accommodates the chuck and the coating material feeder. The discharge line is connected to the chamber. The mass flow controller is installed on the discharge line to control the flow of discharged gas that moves along the discharge line. The heating unit including an electrically resistive heating wire(154), is connected to the mass flow controller to heat an internal passage of the mass flow controller, so that impurities are prevented from being extracted from the discharged gas passing through the mass flow controller.

Description

반도체 웨이퍼 코팅 장치{Apparatus for coating a semiconductor substrate}Apparatus for coating a semiconductor substrate

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 웨이퍼 코팅 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.1 is a schematic diagram illustrating a semiconductor wafer coating apparatus according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100 : 반도체 웨이퍼 코팅 장치 102 : 챔버100 semiconductor wafer coating apparatus 102 chamber

112 : 제1 회전축 114 : 제1구동부112: first rotating shaft 114: first driving part

130 : 코팅 물질 공급부 140a, 140b, 140c : 배기 라인130: coating material supply unit 140a, 140b, 140c: exhaust line

142 : 모니터 150 :질량 유량 제어기142 monitor 150 mass flow controller

152 : 가열부152: heating unit

본 발명은 반도체 웨이퍼 코팅 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 반도체 웨이퍼 상에 포토레지스트 코팅막을 균일하게 형성하기 위한 반도체 웨이퍼 코팅 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor wafer coating apparatus, and more particularly, to a semiconductor wafer coating apparatus for uniformly forming a photoresist coating film on a semiconductor wafer.

최근, 반도체 장치의 제조 기술은 소비자의 다양한 욕구를 충족시키기 위해 집적도, 신뢰도, 응답속도 등을 향상시키는 방향으로 발전하고 있다. 일반적으로, 반도체 장치는 반도체 웨이퍼로 사용되는 실리콘 반도체 웨이퍼 상에 소정의 막을 형성하고, 상기 막을 전기적 특성을 갖는 패턴으로 형성함으로서 제조된다.Recently, the manufacturing technology of semiconductor devices has been developed to improve the degree of integration, reliability, response speed, etc. in order to meet various needs of consumers. Generally, a semiconductor device is manufactured by forming a predetermined film on a silicon semiconductor wafer used as a semiconductor wafer, and forming the film in a pattern having electrical characteristics.

상기 패턴은 막 형성, 포토리소그래피, 식각, 이온주입, 화학적 기계적 연마(CMP) 등과 같은 단위 공정들의 순차적 또는 반복적인 수행에 의해 형성된다. 상기와 같은 단위 공정들 중에서 포토리소그래피 공정은 반도체 웨이퍼 상에 포토레지스트 막을 형성하고, 이를 경화시키는 공정과 반도체 웨이퍼 상에 형성된 포토레지스트 막을 원하는 포토레지스트 패턴으로 형성하기 위해 소정 부위를 제거하는 노광 공정 및 현상 공정을 포함한다.The pattern is formed by sequential or repeated performance of unit processes such as film formation, photolithography, etching, ion implantation, chemical mechanical polishing (CMP), and the like. Among the above-described unit processes, a photolithography process includes forming a photoresist film on a semiconductor wafer, curing the photoresist film, and exposing a predetermined portion to form a photoresist film formed on the semiconductor wafer into a desired photoresist pattern; Developing process.

이때, 상기 포토리소그래피 막을 균일하게 형성하기 위해서 코팅 시스템을 사용하게 된다. 상기 코팅 시스템은 웨이퍼를 회전시키기 위한 회전 유닛과 상기 회전 유닛에서 발생되는 흄(fume)을 배기하기 위한 배기 유닛으로 포함한다. 즉, 상기 회전 유닛에 설치된 회전 가능한 소정의 회전척 상에 웨이퍼를 고정시키고 그 상부에 도포 물질(포토레지스트, 현상액등)을 도포시키면서 상기 회전척을 회전시켜 웨이퍼상의 균일한 도포를 도모하고 있다.In this case, a coating system is used to uniformly form the photolithography film. The coating system includes a rotating unit for rotating a wafer and an exhaust unit for exhausting fumes generated in the rotating unit. In other words, the rotary chuck is rotated while the wafer is fixed on a predetermined rotatable chuck installed in the rotary unit and the coating material (photoresist, developer, etc.) is applied thereon to achieve uniform application on the wafer.

한편, 상기 배기 유닛은 상기 회전 유닛에서 분기되는 다수의 분기 배기관을 가지고 있으며, 상기 회전척의 회전에 의해 발생되는 포토레지스트 흄은 진공펌프등과 같은 펌핑 수단에 의해 상기 분기 배기관을 통해 배기된다.On the other hand, the exhaust unit has a plurality of branch exhaust pipes branched from the rotary unit, and the photoresist fume generated by the rotation of the rotary chuck is exhausted through the branch exhaust pipe by pumping means such as a vacuum pump.

이때, 상기 분기배기관은 하나의 주배기관과 연통되어 있으며, 상기 각각의 분기배기관을 통해 배출되는 흄은 실질적으로 모두 상기 주배기관을 통해 배기 된 다. 이때, 상기 배기 라인은 항상 일정한 압력을 유지할 수 있도록 질량 유량 제어기(MFC; Mass Flow Controller)가 설치되어 있다. At this time, the branch exhaust pipe is in communication with one main exhaust pipe, and the fumes discharged through the respective branch exhaust pipes are substantially exhausted through the main exhaust pipe. At this time, the exhaust line is provided with a mass flow controller (MFC) to maintain a constant pressure at all times.

이는 회전 유닛에서 웨이퍼의 고속 회전에 의해 비상하는 포토레지스트 흄의 상태에 따라 적절히 외부로 배기되는 배기량을 제어하기 위한 시스템이다.This is a system for controlling the amount of exhaust exhausted to the outside appropriately according to the state of the photoresist fume flying by the high speed rotation of the wafer in the rotating unit.

그러나 상술한 바와 같은 질량 유량 제어기는 장시간 사용으로 인하여 상기 흄이 원활히 배기되지 못하고 질량 유량 제어기 상에 응고되어 축적될 수 있다.However, as described above, the mass flow controller may solidify and accumulate on the mass flow controller because the fume may not be smoothly exhausted due to prolonged use.

상기와 같이 질량 유량 제어기 상에 흄이 축적됨에 따라 상기 코팅 공정의 안정화를 방해하는 요인으로 작용할 수 있다. 즉, 상기 배가 유닛이 배기 작동을 어렵게 만들어 상기 흄이 상기 코팅 시스템의 외부로 원활하게 배기되지 못할 뿐만 아니라, 상기 흄이 파티클(particle)로 작용하여 수율의 저하 요인으로 작용할 수 있다.As the fume accumulates on the mass flow controller as described above, it may act as a factor preventing the stabilization of the coating process. That is, the doubling unit makes exhaust operation difficult, and the fume may not be smoothly exhausted to the outside of the coating system, and the fume may act as particles to act as a factor of lowering yield.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 배기 가스의 원활한 배기를 도모할 수 있는 반도체 웨이퍼 코팅 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to provide a semiconductor wafer coating apparatus capable of smooth exhaust of the exhaust gas.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 반도체 웨이퍼 코팅 장치는, 반도체 웨이퍼를 지지 및 회전시키기 위한 척과 상기 척에 지지된 웨이퍼 상에 코팅 물질을 공급하기 위한 코팅 물질 공급부와 상기 척 및 상기 코팅 물질 공급부를 수용하는 챔버와 상기 챔버에 연결되어 있는 배기 라인과 상기 배기 라인에 설치되어 상기 배기 라인을 통해 유동하는 배기 가스의 유량을 제어하기 위한 질량 유량 제어기와 상기 질량 유량 제어기와 연결되며, 상기 질량 유량 제어기를 통과하는 배기 가스로부터 불순물이 석출되는 것을 방지하기 위하여 상기 질량 유량 제어기의 내부 유로를 가열하기 위한 가열부를 포함한다.In order to achieve the object of the present invention, the semiconductor wafer coating apparatus of the present invention, a chuck for supporting and rotating the semiconductor wafer, a coating material supply for supplying a coating material on the wafer supported by the chuck and the chuck and the coating A mass flow controller and a mass flow controller for controlling a flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust line and installed in the exhaust line connected to the chamber and the chamber accommodating the material supply unit, And a heating unit for heating the internal flow path of the mass flow controller to prevent the deposition of impurities from the exhaust gas passing through the mass flow controller.

본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 가열부는 상기 질량 유량 제어기의 내부 또는 외부에 구비되는 전기 저항 열선을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the heating unit may include an electric resistance heating wire provided inside or outside the mass flow controller.

본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 코팅 물질은 포토레지스트 용액을 포함할 수 있다.According to one embodiment of the invention, the coating material may comprise a photoresist solution.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 코팅 장치는, 코팅 공정 동안 발생되는 배기 가스의 질량을 제어하기 위한 질량 유량 제어기에 가열부를 구비한다. 상기 가열부에 의하여 상기 배기 가스로부터 발생되는 불순물이 상기 질량 유량 제어기 상에 석출되는 것을 미연에 방지할 수 있으며, 이에 따라, 상기 배기 가스의 원활한 배기를 도모할 수 있다.The semiconductor wafer coating apparatus according to the present invention configured as described above includes a heating portion in a mass flow controller for controlling the mass of exhaust gas generated during the coating process. The impurity generated from the exhaust gas by the heating unit can be prevented from being deposited on the mass flow controller in advance, thereby facilitating smooth exhaust of the exhaust gas.

이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 그러나, 본 발명은 하기의 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구현될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 보다 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상과 특징이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공된다. 도면들에 있어서, 각 장치 또는 막(층) 및 영역들의 두께는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 과장되게 도시되었으며, 또한 각 장치는 본 명세서에서 설명되지 아니한 다양한 부가 장치들을 구비할 수 있으며, 막(층)이 다른 막 (층) 도는 기판 상에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 다른 막(층) 또는 기판 상에 직접 형성되거나 그들 사이에 추가적인 막(층)이 개재될 수 있다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments and may be implemented in other forms. The embodiments introduced herein are provided to make the disclosure more complete and to fully convey the spirit and features of the invention to those skilled in the art. In the drawings, the thickness of each device or film (layer) and regions has been exaggerated for clarity of the invention, and each device may have a variety of additional devices not described herein. If (layer) is mentioned as being located on another film (layer) or substrate, it may be formed directly on another film (layer) or substrate, or an additional film (layer) may be interposed therebetween.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 다른 반도체 웨이퍼 코팅 장치(100)를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.1 is a schematic diagram illustrating a semiconductor wafer coating apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 도시된 반도체 웨이퍼 코팅 장치(100)는 반도체 웨이퍼(10)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. 상세히 도시되지는 않았으나, 회전척(110)의 하부에는 회전력을 전달하는 제1 회전축(112)이 연결되어 있으며, 제1 회전축(112)은 상기 회전력을 제공하는 제1구동부(114)와 연결된다. Referring to FIG. 1, the illustrated semiconductor wafer coating apparatus 100 includes a rotary chuck 110 for supporting and rotating a semiconductor wafer 10, 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. Although not shown in detail, the first rotating shaft 112 for transmitting the rotational force is connected to the lower portion of the rotary chuck 110, the first rotating shaft 112 is connected to the first driving unit 114 for providing the rotational force. .

상기 회전척(110)의 상부면에 상기 반도체 기판(W)을 상기 회전척(110)에 흡착시키기 위하여 진공력 또는 정전기력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 진공력으로 상기 반도체 기판(W)을 흡착하는 경우, 상기 회전척(110) 상부면에는 진공이 제공되는 다수의 제1 홀(도시되지 않음)들이 형성되어 있고, 상기 회전척(110)의 내부 및 상기 제1 회전축(222) 내부에는 제1 진공 펌프(도시되지 않음)와 연결되어 있는 진공 라인(도시되지 않음)이 구비된다. 상기 회전척(110)은 상기 진공 라인을 통하여 상기 다수의 제1 홀들로 제공되는 진공력에 의해 상기 반도체 기판(W)의 이면을 파지할 수 있다.A vacuum force or an electrostatic force may be provided on the upper surface of the rotary chuck 110 to adsorb the semiconductor substrate W to the rotary chuck 110. For example, when the semiconductor substrate W is sucked by a vacuum force, a plurality of first holes (not shown) provided with a vacuum are formed in an upper surface of the rotary chuck 110, and the rotary chuck ( A vacuum line (not shown) connected to a first vacuum pump (not shown) is provided in the interior of the 110 and the first rotation shaft 222. The rotary chuck 110 may grip the back surface of the semiconductor substrate W by a vacuum force provided to the plurality of first holes through the vacuum line.

이와는 다르게, 반도체 웨이퍼(10)의 주연 부위를 파지하기 위한 다수개의 클램프가 제1 회전척(112)의 주연 부위를 따라 구비될 수도 있다. 커버(120)는 보울(bowl) 형상을 갖고 있으며, 반도체 웨이퍼(10)의 로딩 및 언로딩에 따라 상하 구동된다. 즉, 커버(120)는 제2구동부(미도시됨)로부터 제공되는 구동력에 의해 반도체 웨이퍼(10)가 로딩될 때와 언로딩될 때 하강하고, 코팅 공정이 수행될 때 상승한다.Alternatively, a plurality of clamps for holding the peripheral portion of the semiconductor wafer 10 may be provided along the peripheral portion of the first rotary chuck 112. The cover 120 has a bowl shape and is driven up and down according to the loading and unloading of the semiconductor wafer 10. That is, the cover 120 is lowered when the semiconductor wafer 10 is loaded and unloaded by the driving force provided from the second driver (not shown), and is raised when the coating process is performed.

반도체 웨이퍼(10)의 상부에는 반도체 웨이퍼(10) 상에 코팅 물질을 공급하기 위한 코팅 물질 공급부(130)가 구비되어 있다. 여기서, 반도체 웨이퍼(10) 상에 포토레지스트 코팅막을 형성하는 경우 상기 코팅 물질은 포토레지스트 용액이 될 수 있으며, 상기 코팅 물질은, 반도체 웨이퍼 상에 형성된 포토레지스트 코팅막을 제거하는 경우에는 시너 용액이 될 수도 있다.A coating material supply unit 130 for supplying a coating material on the semiconductor wafer 10 is provided on the semiconductor wafer 10. Here, when the photoresist coating film is formed on the semiconductor wafer 10, the coating material may be a photoresist solution, and the coating material may be a thinner solution when removing the photoresist coating film formed on the semiconductor wafer. It may be.

이때, 상기 웨이퍼(10 상에는 도전성 패턴을 절연시키기 위한 절연막이 형성되어 있을 수 있다. 또는, 상기 웨이퍼(10 상에 배선을 형성하기 위해 도전성 물질막이 형성되어 있을 수 있다. 이 경우 상기 코팅 물질은 상기 절연막 또는 도전성 물질막을 통상의 사진 식각에 의해 패터닝하기 위한 포토 리소그라피(photo-lithography) 공정용 반사 방지(anti-reflective)막 또는 포토 레지스트 일 수 있다.In this case, an insulating film may be formed to insulate the conductive pattern on the wafer 10. Alternatively, a conductive material film may be formed on the wafer 10 to form a wire. It may be an anti-reflective film or photoresist for a photo-lithography process for patterning an insulating film or a conductive material film by conventional photolithography.

상기 코팅 물질 공급부는 노즐(132)과 상기 노즐(132)을 반도체 웨이퍼(10)를 가로질러 이동 가능하도록 하는 제3구동부(134)도 구성되어 있다. 즉, 코팅 공정의 레시피에 따라 포토레지스트 용액의 공급량, 노즐(130)의 위치 등이 다양하게 제어될 수 있다.The coating material supply unit also includes a nozzle 132 and a third driving unit 134 to move the nozzle 132 across the semiconductor wafer 10. That is, according to the recipe of the coating process, the supply amount of the photoresist solution, the position of the nozzle 130, and the like may be variously controlled.

반도체 웨이퍼(10) 상에 포토레지스트 코팅막을 형성하는 경우, 상기 커버(120)는 반도체 웨이퍼(10)가 회전척(110) 상에 놓여질 때 하강하고, 포토레지스트 코팅 공정이 수행되는 동안에는 상승한다. 노즐(130)로부터 분사되어 반도체 웨이퍼(10) 상으로 제공되는 포토레지스트 용액은 반도체 웨이퍼(10)의 회전력에 의해 반도체 웨이퍼(10) 상에 균일한 포토레지스트 코팅막을 형성한다.When the photoresist coating film is formed on the semiconductor wafer 10, the cover 120 descends when the semiconductor wafer 10 is placed on the rotary chuck 110, and rises while the photoresist coating process is performed. The photoresist solution sprayed from the nozzle 130 and provided on the semiconductor wafer 10 forms a uniform photoresist coating film on the semiconductor wafer 10 by the rotational force of the semiconductor wafer 10.

이때, 상기 회전력에 의해 포토레지스트 용액은 반도체 웨이퍼(10)의 주연 부위로부터 비산되며, 포토레지스트 용액으로부터 흄과 같은 불순물이 발생될 수 있다. 상기와 같이 비산된 포토레지스트 용액은 커버(120)에 의해 차단되어 커버(120)의 하부로 이동된다.In this case, the photoresist solution is scattered from the peripheral portion of the semiconductor wafer 10 by the rotational force, and impurities such as fume may be generated from the photoresist solution. The photoresist solution scattered as described above is blocked by the cover 120 and moved to the bottom of the cover 120.

커버(120)의 하부에는 반도체 웨이퍼(10)로부터 비산 된 포토레지스트 용액과 상기 불순물을 배기하기 위한 배기 라인들(140a, 140b, 140c)이 연결되어 있다.A lower portion of the cover 120 is connected to a photoresist solution scattered from the semiconductor wafer 10 and exhaust lines 140a, 140b and 140c for exhausting the impurities.

구체적으로, 상기 배기 라인들(140a, 140b, 140c)은 커버(120)의 양측 하부에 연결되어 수직 하방으로 각각 연장되는 두 개의 제1배기 라인(140a)과, 각각의 제1배기 라인(140a)의 일측 단부와 연결되어 수평으로 연장되며 일체로 이루어지는 제2배기 라인(140b)과, 제2배기 라인(140b)의 중앙 부위에서 수직 하방으로 연장되어 메인 배기 라인(미도시됨)과 연결되는 제3배기 라인(140c)으로 이루어진다. 각각의 배기 라인들(140a, 140b, 140c)은 일종의 도관으로 이루어지며, 제3배기 라인(140c)에는 반도체 웨이퍼(10)로부터 비산된 포토레지스트 용액과 상기 불순물의 배기량을 모니터링하기 위한 모니터(142)가 연결되어 있을 수 있다.Specifically, the exhaust lines 140a, 140b, and 140c are connected to both lower sides of the cover 120, respectively, and each of the first exhaust lines 140a extending vertically downward, and each of the first exhaust lines 140a. A second exhaust line 140b which is horizontally connected and integrally connected to one end of the c), and extends vertically downward from a central portion of the second exhaust line 140b to be connected to the main exhaust line (not shown). And a third exhaust line 140c. Each of the exhaust lines 140a, 140b, and 140c is formed of a kind of conduit, and the third exhaust line 140c includes a monitor 142 for monitoring the discharge amount of the photoresist solution and the impurities scattered from the semiconductor wafer 10. ) May be connected.

상기 제3배기 라인(140c)에는 상기 배기 라인에 설치되어, 상기 배기 라인을 통해 유동하는 배기 가스의 유량을 제어하기 위한 질량 유량 제어기(150)가 설치되어 있다.The third exhaust line 140c is provided with a mass flow controller 150 for controlling the flow rate of the exhaust gas installed in the exhaust line and flowing through the exhaust line.

이때, 상기 제3배기 라인(140c)은 상기 질량 유량 제어부(152)를 작동시키는 데 적절한 직경을 갖는 것이 바람직하다. 즉, 상기 제3배기 라인(140c)은 주로 사용되는 배관보다 확장된 직경을 갖는 배관을 사용함으로써, 상기 질량 유량 제어기(150)를 용이하게 설치할 수 있다.In this case, the third exhaust line 140c preferably has a diameter suitable for operating the mass flow controller 152. That is, the third exhaust line 140c may easily install the mass flow controller 150 by using a pipe having an expanded diameter than that of the pipe mainly used.

상기 질량 유량 제어기(150)에는 상기 질량 유량 제어기(150)와 연결되며, 상기 질량 유량 제어기(150)를 통과하는 배기 가스로부터 불순물이 석출되는 것을 방지하기 위하여 상기 질량 유량 제어기(150)의 내부 유로를 가열하기 위한 가열부(152)가 포함되어 있다.The mass flow controller 150 is connected to the mass flow controller 150 and has an internal flow path of the mass flow controller 150 to prevent impurities from being precipitated from the exhaust gas passing through the mass flow controller 150. A heating unit 152 for heating is included.

상기 가열부(152)는 전기 저항 열선(154)과, 상기 전기 저항 열선(154)을 전력을 인가시키기 위한 전원(156)을 포함할 수 있다. 상기 전기 저항 열선(154)은 상기 질량 유량 제어기(152)의 내부 또는 외부에 구비될 수 있다.The heating unit 152 may include an electric resistance heating wire 154 and a power source 156 for applying electric power to the electric resistance heating wire 154. The electrical resistance heating wire 154 may be provided inside or outside the mass flow controller 152.

도시되어 있지는 않지만, 상기 질량 유량 제어기(152)에는 상기 질량 유량 제어기(152) 상이 불순물의 존재 여부를 확인하기 위한 감지부(도시되지 않음)가 구비될 수 있다. 상기 감지부는 상기 질량 유량 제어부(152)를 전체적으로 광으로 스캐닝하여 상기 질량 유량 제어부(152) 상에 존재하는 불순물을 감지하기 위한 광센서일 수 있다. 상기 광 센서는 상기 질량 유량 제어부 상으로 광을 발생시키기 위한 발광 유닛(도시되지 않음)과, 상기 발광 유닛으로부터 발생된 광을 검출하기 위한 수광 유닛(도시되지 않음)을 포함한다. 이때, 상기 수광 유닛에서 검출된 광 의 양을 이용하여 상기 질량 유량 제어부(152)에 잔류하는 오염물을 검출할 수 있다.Although not shown, the mass flow controller 152 may be provided with a detector (not shown) for checking the presence of impurities on the mass flow controller 152. The detector may be an optical sensor for detecting impurities present on the mass flow controller 152 by scanning the mass flow controller 152 with light as a whole. The optical sensor includes a light emitting unit (not shown) for generating light onto the mass flow controller and a light receiving unit (not shown) for detecting light generated from the light emitting unit. In this case, contaminants remaining in the mass flow controller 152 may be detected using the amount of light detected by the light receiving unit.

이와 같이, 상기 코팅 장치(100)가 상기 질량 유량 제어부(152)를 구비함으로써, 상기 펌핑 수단(도시되지 않음)에 의해 배기되는 상기 배기 가스의 유량이 기 설정된 기준 유량으로 일정하게 조절될 수 있다. As such, the coating apparatus 100 may include the mass flow rate controller 152 so that the flow rate of the exhaust gas exhausted by the pumping means (not shown) may be constantly adjusted to a preset reference flow rate. .

이하, 상기와 같은 반도체 웨이퍼 코팅 장치를 사용하여 반도체 웨이퍼 상에 포토레지스트 코팅막을 형성하는 방법을 첨부된 도면을 참조하여 간략하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of forming a photoresist coating film on a semiconductor wafer using the semiconductor wafer coating apparatus as described above will be briefly described with reference to the accompanying drawings.

먼저, 이송 로봇(미도시됨)에 의해 반도체 웨이퍼(10)가 회전척(110) 상에 놓여지면, 회전척(110) 내부의 진공 라인을 통해 제공되는 진공압에 의해 반도체 웨이퍼(10)가 회전척(110) 상에 고정된다. 이때, 커버(120)는 제2구동부에 의해 하강한 상태이며, 반도체 웨이퍼(10)가 회전척(110) 상에 놓여지면, 반도체 웨이퍼(10)의 주연 부위를 감싸도록 상승한다.First, when the semiconductor wafer 10 is placed on the rotary chuck 110 by a transfer robot (not shown), the semiconductor wafer 10 is formed by a vacuum pressure provided through a vacuum line inside the rotary chuck 110. It is fixed on the rotary chuck 110. At this time, the cover 120 is lowered by the second driving part, and when the semiconductor wafer 10 is placed on the rotary chuck 110, the cover 120 is raised to surround the peripheral portion of the semiconductor wafer 10.

이어서, 제3구동부(134)에 의해 코팅 물질 공급부(130)가 반도체 웨이퍼(10)의 중앙 부위 상부로 이동되고, 코팅 물질 공급부(130)를 통해 포토레지스트 용액이 반도체 웨이퍼(10) 상의 중앙 부위로 제공된다.Subsequently, the coating material supply unit 130 is moved above the central portion of the semiconductor wafer 10 by the third driving unit 134, and the photoresist solution is transferred to the central portion on the semiconductor wafer 10 through the coating material supply unit 130. Is provided.

계속해서, 회전척(110)에 의해 반도체 웨이퍼(10)가 회전되면, 반도체 웨이퍼(10)의 회전력에 의해 포토레지스트 용액이 반도체 웨이퍼(10)의 주연 부위로 밀려나면서, 반도체 웨이퍼(10) 상에 포토레지스트 코팅막을 형성한다. 이때, 포토레지스트 코팅막의 두께는 반도체 웨이퍼(10)의 회전 속도와 포토레지스트 용액의 공 급량에 의해 결정되며, 반도체 웨이퍼(10)가 회전하는 상태에서 포토레지스트 용액을 공급하는 것도 가능하다.Subsequently, when the semiconductor wafer 10 is rotated by the rotary chuck 110, the photoresist solution is pushed to the peripheral portion of the semiconductor wafer 10 by the rotational force of the semiconductor wafer 10, and thus on the semiconductor wafer 10. A photoresist coating film is formed on the substrate. In this case, the thickness of the photoresist coating film is determined by the rotational speed of the semiconductor wafer 10 and the supply amount of the photoresist solution, and it is also possible to supply the photoresist solution while the semiconductor wafer 10 is rotated.

반도체 웨이퍼(10)의 회전력에 의해 반도체 웨이퍼(10)의 주연 부위로 밀려나는 포토레지스트 용액은 반도체 웨이퍼의 주연 부위를 이탈하여 비산되고, 비산된 포토레지스트 용액은 커버(120)에 의해 차단되어 커버(120)의 하부로 이동된다.The photoresist solution pushed to the peripheral portion of the semiconductor wafer 10 by the rotational force of the semiconductor wafer 10 is scattered by leaving the peripheral portion of the semiconductor wafer, the scattered photoresist solution is blocked by the cover 120 to cover It is moved to the bottom of 120.

상기와 같이 커버(120)의 하부로 이동된 포토레지스트 용액 및 포토레지스트 용액으로부터 발생된 불순물은 커버(120)의 하부에 연결된 배기 라인(140a, 140b, 140c)을 통해 배기된다. As described above, impurities generated from the photoresist solution and the photoresist solution moved to the bottom of the cover 120 are exhausted through the exhaust lines 140a, 140b and 140c connected to the bottom of the cover 120.

이때, 상기 배기 라인(140c)에는 상기 배기 라인(140c)을 통해 유동하는 배기 가스의 유량을 제어하기 위한 질량 유량 제어기(150)와 상기 질량 유량 제어기(150)와 연결되며, 상기 질량 유량 제어기(150)를 통과하는 배기 가스로부터 불순물이 석출되는 것을 방지하기 위하여 상기 질량 유량 제어기(150)의 내부 유로를 가열하기 위한 가열부(152)가 설치되어 있다. At this time, the exhaust line 140c is connected to the mass flow controller 150 and the mass flow controller 150 for controlling the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust line 140c, the mass flow controller ( A heating unit 152 for heating the internal flow path of the mass flow controller 150 is installed to prevent impurities from being precipitated from the exhaust gas passing through the 150.

상기 배기 가스에는 공정 부산물과 같은 불순물이 포함되어 있으며, 장시간 공정으로 인하여 상기 불순물이 상기 질량 유량 제어기(150)상에 석출될 수 있다. 이를 미연에 방지하기 위하여, 상기와 같이 질량 유량 제어기(150)를 소정의 온도로 가열시킨다.The exhaust gas includes impurities such as a process by-product, and the impurities may be deposited on the mass flow controller 150 due to a long process. In order to prevent this in advance, the mass flow controller 150 is heated to a predetermined temperature as described above.

구체적으로, 상기 가열부(150)는 전기저항 열선(154)과 전원(156)을 포함하고 있으며, 코팅 공정이 시작되면, 상기 전원(156)은 상기 가열부(154)에 전원을 인가하여, 열을 발생시킨다. 상기와 같이 발생된 열에 의해 상기 질량 유량 제어 기(150)도 소정의 온도로 유지된다.Specifically, the heating unit 150 includes an electric resistance heating wire 154 and a power source 156. When the coating process starts, the power source 156 applies power to the heating unit 154, Generates heat The mass flow controller 150 is also maintained at a predetermined temperature by the heat generated as described above.

따라서, 상기 불순물이 흡착되어 웨이퍼에 발생하는 파티클성 불량을 방지할 수 있으며, 배기 가스의 배기가 원활히 이루어질 수 있다. 또한, 코팅 장치의 세정 주기가 길어지므로, 세정 공정에 소요되는 비용을 감소시킬 수 있다. 결과적으로, 반도체 소자의 제조 단가를 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 웨이퍼 상으로 균일하게 포토레지스트 용액이 공급됨에 따라, 반도체 장치의 신뢰성 역시 향상되어 질 수 있다.Therefore, it is possible to prevent particle defects caused by adsorption of impurities on the wafer and to smoothly exhaust the exhaust gas. In addition, since the cleaning cycle of the coating apparatus becomes longer, the cost required for the cleaning process can be reduced. As a result, the manufacturing cost of the semiconductor element can be reduced. In addition, as the photoresist solution is uniformly supplied onto the wafer, the reliability of the semiconductor device may also be improved.

상기와 같이 포토레지스트 코팅막이 형성된 반도체 웨이퍼(10)는 상기 포토레지스트 코팅막을 경화시키기 위한 베이크 장치로 이송된다.As described above, the semiconductor wafer 10 having the photoresist coating film is transferred to a baking apparatus for curing the photoresist coating film.

한편, 상기와 같은 반도체 웨이퍼 코팅 장치를 사용하여 반도체 웨이퍼 상에 포토레지스트 코팅막을 형성하는 코팅 공정이 종료된 후, 반도체 웨이퍼의 주연 부위 및 이면 부위에 형성된 코팅막을 제거하기 위한 공정도 상기와 동일한 방법으로 수행될 수 있다. 다만, 반도체 웨이퍼의 주연 부위 및 이면 부위로 노즐을 통해 시너 용액이 제공된다.On the other hand, after the coating process of forming a photoresist coating film on the semiconductor wafer using the semiconductor wafer coating apparatus as described above is finished, the process for removing the coating film formed on the peripheral portion and the back portion of the semiconductor wafer is also the same method as above. It can be performed as. However, the thinner solution is provided to the peripheral portion and the back portion of the semiconductor wafer through the nozzle.

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 반도체 웨이퍼 코팅 장치에서 발생된 공정 부산물 등이 질량 유량 제어기에 축적되는 것을 억제시킬 수 있다. 또한 상기 배기 가스의 배기 시 배기 압력이 일정하게 유지될 수 있으므로, 코팅 공정의 안정화를 향상시킬 수 있다. 따라서, 반도체 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.According to the embodiments of the present invention as described above, it is possible to suppress the accumulation of process by-products generated in the semiconductor wafer coating apparatus in the mass flow controller. In addition, since the exhaust pressure can be kept constant during the exhaust of the exhaust gas, it is possible to improve the stabilization of the coating process. Therefore, the reliability of the semiconductor device can be improved.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the foregoing has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.

Claims (3)

반도체 웨이퍼를 지지 및 회전시키기 위한 척;A chuck for supporting and rotating the semiconductor wafer; 상기 척에 지지된 웨이퍼 상에 코팅 물질을 공급하기 위한 코팅 물질 공급부;A coating material supply unit for supplying a coating material on the wafer supported by the chuck; 상기 척 및 상기 코팅 물질 공급부를 수용하는 챔버;A chamber containing the chuck and the coating material supply; 상기 챔버에 연결되어 있는 배기 라인; An exhaust line connected to the chamber; 상기 배기 라인에 설치되어 상기 배기 라인을 통해 유동하는 배기 가스의 유량을 제어하기 위한 질량 유량 제어기; 및A mass flow controller installed in the exhaust line to control a flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust line; And 상기 질량 유량 제어기와 연결되며, 상기 질량 유량 제어기를 통과하는 배기 가스로부터 불순물이 석출되는 것을 방지하기 위하여 상기 질량 유량 제어기의 내부 유로를 가열하기 위한 가열부를 포함하는 반도체 웨이퍼 코팅 장치.And a heating unit connected to the mass flow controller and configured to heat an internal flow path of the mass flow controller to prevent impurities from being deposited from the exhaust gas passing through the mass flow controller. 제 1 항에 있어서, 상기 가열부는 상기 질량 유량 제어기의 내부 또는 외부에 구비되는 전기 저항 열선을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 코팅 장치.The semiconductor wafer coating apparatus of claim 1, wherein the heating unit comprises an electric resistance heating wire provided inside or outside the mass flow controller. 제 1 항에 있어서, 상기 코팅 물질은 포토레지스트 용액을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 코팅 장치.The semiconductor wafer coating apparatus of claim 1, wherein the coating material comprises a photoresist solution.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100957525B1 (en) * 2008-01-18 2010-05-11 이석태 Power device

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