KR20090068853A - 감광막 코팅 장치 및 이를 이용한 감광막 코팅 방법 - Google Patents

Abstract

웨이퍼를 지지하고 회전시켜 주기 위한 올려놓고 회전동작하는 척; 노즐을 통해 상기 웨이퍼에 액상 감광막을 토출하기 위한 감광막 공급장치; 상기 노즐의 일측 하부에 구비되어 상기 감광막 공급장치가 액상감광막을 토출하고 홈 위치로 복귀하는 동작구간 사이에 상기 노즐을 통해 감광막이 드롭(drop)되는 것을 감지하기 위한 센서부; 상기 센서부로부터 제공되는 신호에 따라 웨이퍼 코팅 불량 여부를 판단하여 제어신호를 출력하는 제어부를 포함하여 이루어지는 감광막 코팅장치 및 이를 이용한 코팅 방법.

코팅장치, 불량, 센서

Description

감광막 코팅 장치 및 이를 이용한 감광막 코팅 방법{A photo resist coating device and a coating method using the same}

본 발명은 반도체 공정 중 감광막 코팅을 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 센서를 이용하여 코팅 불량을 감지할 수 있는 코팅장치 및 코팅방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자는 웨이퍼에 확산공정, 증착공정, 사진공정, 식각공정 및 이온주입공정 등을 일련의 순서에 따라 진행함으로써 제조된다. 즉, 반도체 소자는 웨이퍼 상에 다결정실리콘막, 산화막, 질화막 및 금속막 등과 같은 여러 층의 박막을 형성한 후 사진공정, 식각공정, 확산공정 및 이온주입공정 등을 거쳐 패턴을 형성시킴으로써 완성된다. 사진공정은 포토 마스크(Photo Mask)를 사용하여 반도체 집적회로의 원하는 패턴을 웨이퍼에 형성시키는 반도체 소자 제조공정의 핵심 기술이다.

사진공정에 사용되는 감광막은 광에 의해 화학반응을 일으켜 감광막의 용해도가 변화하는 감광성 고분자 재질로 이루어진다. 즉, 미세 회로가 이미 형성된 포토 마스크를 거쳐 광이 조사됨에 따라 광이 조사된 부분의 감광막에는 화학반응 이 일어나서 광이 조사되지 않은 부분의 감광막에 비하여 가용성 재질로 변형되거나 불가용성 재질로 변형됨에 따라 이를 적당한 현상액으로 현상하면 각각 포지티브(Positive) 또는 네거티브(Negative) 감광막의 패턴으로 형성된다. 감광막의 패턴은 사진공정 이후의 공정, 예를 들어 식각공정 또는 이온주입공정 등에서 마스크의 역할을 담당한다. 이러한 감광막은 주로 스핀장치에 의해 웨이퍼 상에 코팅되는데, 코팅 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 이루어진다.

웨이퍼(12)가 웨이퍼 이송 장치(도시 안됨), 예를 들어 로봇 암에 의해 척(11)에 놓이면, 척을 예를 들어 시계방향으로 고속 회전시킨다. 이에 따라, 웨이퍼(12)도 척(11)과 함께 시계방향으로 고속 회전한다.

이때, 제어부(도시 안됨)로부터 감광막 토출을 위한 제어 신호를 받으면, 감광막 공급장치(13)를 통해 상기 웨이퍼(12) 위에 일정량의 감광막을 토출시킨다. 일정량의 감광막이 토출되고 나면 상기 감광막 공급장치(13)는 홈 위치로 복귀한다.

상기 감광막 공급장치(13)의 노즐에는 도 2와 같은 석백 밸브(suck back valve)가 구비되어 있다. 감광막이 토출되고 나면 도 3에서와 같이 상기 석백밸브가 오프됨으로써 개방 상태에서 폐쇄 상태로 전환된다. 따라서, 노즐의 석백(suck back) 상태가 유지된다.

그러나, 상기 석백밸브의 장치 불량으로 코팅이 불량한 웨이퍼가 발생할 수 있다. 일반적으로 1롯트(Lot)에 24장의 웨이퍼에 대한 공정을 수행하고 그 중 일부 웨이퍼만, 예를 들어 3장 정도, 육안으로 불량 여부를 확인한다. 따라서, 석백 밸브의 불량으로 감광막 공급장치가 홈 위치로 이동하는 동안 노즐로부터 감광막이 드롭(drop)되어 불량이 발생하나 이에 대한 검출이 이루어지지 않는 문제점이 있다.

본 발명은 코팅시 감광막 드롭에 의해 발생하는 불량을 사전에 검출할 수 있는 감광막 코팅 장치 및 코팅 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 불량 웨이퍼로 인한 경제적 손실을 줄이는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 감광막 코팅 장치는 웨이퍼를 지지하고 회전시켜 주기 위한 올려놓고 회전동작하는 척; 노즐을 통해 상기 웨이퍼에 액상 감광막을 토출하기 위한 감광막 공급장치; 상기 노즐의 일측 하부에 구비되어 상기 감광막 공급장치가 액상감광막을 토출하고 홈 위치로 복귀하는 동작구간 사이에 상기 노즐을 통해 감광막이 드롭(drop)되는 것을 감지하기 위한 센서부; 상기 센서부로부터 제공되는 신호에 따라 웨이퍼 코팅 불량 여부를 판단하여 제어신호를 출력하는 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 구성의 특징으로 한다.

본 발명에 따른 감광막 코팅 장치의 세부적 구성의 특징은 상기 센서부가 일체형 또는 분리형으로 이루어진 발광소자와 수광소자를 포함하여 이루어지는 점이다.

본 발명에 따른 감광막 코팅 장치의 세부적 구성의 특징은 센서부에 의해 액상 감광막의 드롭이 감지되면 상기 제어부의 제어신호에 따라 경고음을 출력하는 경고음 출력장치를 더 포함하는 점이다.

본 발명에 따른 감광막 코팅 방법은 척 위에 코팅 대상 웨이퍼를 로딩하는 과정; 상기 웨이퍼의 상부로 감광막 공급장치를 이동시켜 하향으로 내리는 과정; 상기 척을 회전시키면서 노즐을 통해 감광막을 토출하는 과정; 코팅이 완료된 후 상기 감광막 공급장치를 홈 위치로 복귀하는 동작 구간 동안 상기 노즐을 통해 액상 감광막이 드롭되는지 여부를 센싱하는 과정; 상기 센싱 결과에 따라 상기 웨이퍼의 코팅 불량 여부를 판단하고 상응하는 처리 동작에 대한 제어신호를 출력하는 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 감광막 코팅 방법의 세부적 특징은 상기 웨이퍼의 코팅 불량 센싱이 발생함과 동시에 알람을 출력하는 점이다.

본 발명에 따른 감광막 코팅 방법의 다른 세부적 특징은 상기 제어부는 상기 감광막 공급장치가 홈 위치로 복귀하기 시작할 때 상기 센서부를 활성화시키고, 홈 위치로 복귀한 후 센서부를 비활성화시키는 점이다.

본 발명에 따른 감광막 코팅 장치 및 코팅 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 감광막 드롭에 의한 불량을 사전에 검출할 수 있다.

둘째, 간단한 방법으로 웨이퍼 코팅 동작시의 불량을 검출할 수 있다.

셋째, 웨이퍼 코팅의 불량을 줄이고 품질을 향상시킬 수 있다.

이하에서 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 감광막 코팅 장치 및 코팅 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 감광막 코팅 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 예시도이다. 그 구성을 살펴보면, 웨이퍼(22)를 지지하고 회전시켜 주기 위한 올려놓고 회전동작하는 척(chuck)(21)과, 노즐을 통해 상기 웨이퍼에 액상 감광막을 토출하기 위한 감광막 공급장치(23)와, 상기 노즐의 일측 하부에 구비되어 상기 감광막 공급장치가 액상감광막을 토출하고 홈 위치로 복귀하는 동작구간 사이에 상기 노즐을 통해 감광막이 드롭(drop)되는 것을 감지하기 위한 센서부(24)와, 상기 센서부로부터 제공되는 신호에 따라 웨이퍼 코팅 불량 여부를 판단하여 제어신호를 출력하는 제어부(도시되지 않음)를 포함하여 이루어진다.

상기 센서부(24)는 발광소자와 수광소자가 일체형으로 이루어져 발광소자에서 출력된 빛이 반사되어 수광소자에 도달하는지의 여부를 이용하는 구성으로 이루어질 수 있다. 다른 예로는 상기 센서부(24)를 이루는 발광소자와 수광소자가 서로 대향되는 방향에 구비되어 그 사이에서 감광막이 드롭되는 것을 감지하는 방법도 가능하다.

한편, 상기 센서부(24)의 검출 결과를 상기 제어부에 전달하는 방식은 유선 또는 필요에 따라 무선의 형태로 구현할 수 있다. 또한, 상기 센서부(24)에 의해 액상 감광막의 드롭이 감지되면, 상기 제어부의 제어신호에 따라 경고음을 출력하는 경고음 출력장치가 더 포함될 수도 있다.

이러한 구성으로 이루어진 감광막 코팅 장치의 동작을 살펴보기로 한다. 먼저, 척 위에 코팅 대상 웨이퍼를 로딩한다. 이어, 홈 위치에 있는 감광막 공급장치를 상기 웨이퍼의 상부로 감광막 공급장치를 이동시켜 하향으로 내린다. 상기 척을 회전시키면서 노즐을 통해 감광막을 토출한다. 물론 전반적인 동작은 상기 제어부의 제어신호에 의해 이루어진다. 일정량이 토출되어 코팅이 완료되면, 석백밸브(suck back valve)를 이용하여 더 이상의 감광막이 드롭되는 것을 방지한다. 이어, 상기 감광막 공급장치가 홈 위치로 복귀하기 시작할 때 상기 센서부를 활성화시킨다. 상기 감광막 공급장치를 홈 위치로 복귀하는 동작 구간 동안 상기 노즐을 통해 액상 감광막이 드롭되는지 여부를 센싱한다. 만일 감광막 드롭에 의해 웨이퍼의 코팅 불량 센싱이 발생하면 이 신호는 제어부에 전달된다. 앞서 말한 바와 같이, 유선 또는 무선의 방식으로 전달될 수 있다. 경우에 따라, 제어부에서는 작업자가 인식할 수 있도록 모니터 화면에 팝업의 형태로 경고화면을 표시할 수도 있고, 현재 불량 웨이퍼에 대한 정보를 종합하여 일단의 공정이 완료된 후에 불량 웨이퍼만을 추출해내는 방법도 가능하다. 감광막 공급장치가 홈 위치로 복귀하면 센서부는 비활성화된다.

도 1은 종래 기술에 따른 감광막 코팅 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 예시도이다.

도 2는 석백밸브의 예시도이다.

도 3은 석백밸브에 의해 감광막 드롭 차단의 예를 나타낸 예시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 감광막 코팅 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 예시도이다.

Claims (7)

1. 웨이퍼를 지지하고 회전시켜 주기 위한 올려놓고 회전동작하는 척;

   노즐을 통해 상기 웨이퍼에 액상 감광막을 토출하기 위한 감광막 공급장치;

   상기 노즐의 일측 하부에 구비되어 상기 감광막 공급장치가 액상감광막을 토출하고 홈 위치로 복귀하는 동작구간 사이에 상기 노즐을 통해 감광막이 드롭(drop)되는 것을 감지하기 위한 센서부;

   상기 센서부로부터 제공되는 신호에 따라 웨이퍼 코팅 불량 여부를 판단하여 제어신호를 출력하는 제어부를 포함하여 이루어지는 감광막 코팅장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 센서부는 발광소자와 수광소자는 일체형 또는 서로 대향되는 방향에 구비된 분리형 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 감광막 코팅 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 센서부의 센싱결과를 제어부에 전달하기 위한 근거리 무선통신부가 센서부에 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감광막 코팅 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 센서부에 의해 액상 감광막의 드롭이 감지되면 상기 제어부의 제어신호에 따라 경고음을 출력하는 경고음 출력장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감광막 코팅 장치.
5. 척 위에 코팅 대상 웨이퍼를 로딩하는 과정;

   상기 웨이퍼의 상부로 감광막 공급장치를 이동시켜 하향으로 내리는 과정;

   상기 척을 회전시키면서 노즐을 통해 감광막을 토출하는 과정;

   코팅이 완료된 후 상기 감광막 공급장치를 홈 위치로 복귀하는 동작 구간 동안 상기 노즐을 통해 액상 감광막이 드롭되는지 여부를 센싱하는 과정;

   상기 센싱 결과에 따라 상기 웨이퍼의 코팅 불량 여부를 판단하고 상응하는 처리 동작에 대한 제어신호를 출력하는 과정을 포함하여 이루어지는 감광막 코팅 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 웨이퍼의 코팅 불량 센싱이 발생함과 동시에 알람을 출력하는 것을 특징으로 하는 감광막 코팅 방법.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 감광막 공급장치가 홈 위치로 복귀하기 시작할 때 상기 센서부를 활성화시키고, 홈 위치로 복귀한 후 센서부를 비활성화시키는 것을 특징으로 하는 감광막 코팅 방법.

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