KR20100097990A - 반도체 소자의 리소그래피 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 소자의 리소그래피 방법을 개시한다.
본 발명의 리소그래피 방법은 세정 공정에서 세정액을 웨이퍼에 분사할 때 서로 대향되게 분사하지 않음으로써 웨이퍼에 분사된 세정액이 웨이퍼 표면에서 보다 신속하게 배출될 수 있도록 하여 현상 공정에서 발생된 이물질이 세정 공정에서 보다 효과적으로 제거될 수 있도록 해준다.
Description
본 발명은 반도체 소자의 리소그래피 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하는 리소그래피 공정 중 세정 공정시 세정액의 분사 방향을 개선하여 현상 공정에서 발생된 이물질을 보다 간단하면서도 효과적으로 제거할 수 있는 리소그래피 방법에 관한 것이다.
반도체 제조 공정 중 웨이퍼에 회로를 그리는 리소그래피 공정은 웨이퍼에 감광액을 도포하고 이를 노광 및 현상한 후 현상된 웨이퍼를 세정하는 공정을 포함한다.
이때, 감광액을 도포하는 공정은 산화막이 형성된 웨이퍼에 감광액(Photo Resist)을 골고루 발라 감광막을 형성하는 공정이며, 노광 공정은 스캐너(scanner) 또는 스탭퍼(stepper)와 같은 노광기를 이용하여 포토마스크 위에 그려진 회로패턴에 빛을 통과시켜 웨이퍼에 형성된 감광막에 회로패턴을 사진 찍는 공정이다.
현상 공정은 노광된 감광막에 현상액을 뿌려 노광 공정에서 빛을 받은 부분은 현상액으로 식각시키고 빛을 받지 않은 부분만을 남겨놓음으로써 감광막에 원하는 회로패턴을 형성하는 공정이다.
그리고, 이러한 리소그래피 공정 중 현상 공정에서는 감광막이 현상되면서 잔류물이 발생되기 때문에 이러한 잔류물을 제거하기 위한 세정 공정이 후속 공정으로서 이루어지고 있다.
세정 공정은 현상 공정이 완료된 웨이퍼에 세정액(Deionized Water)을 분사하여 세척하는 세정 공정으로, 일반적인 세정 공정은 한 장의 웨이퍼를 처리할 수 있는 웨이퍼 척(Wafer chuck)으로 웨이퍼를 고정시킨 후 모터에 의해 웨이퍼를 회전시키면서, 웨이퍼의 상부에서 세정 노즐을 통해 세정액을 흘려주어 웨이퍼의 회전력에 의해 세정액이 웨이퍼의 전면으로 퍼지게 하여 세척이 이루어지도록 하고 있다.
그러나, 종래에는 이러한 세정 공정을 진행하더라도 잔류물들이 제대로 제거되지 못하고 여전히 많은 수의 잔류물들이 웨이퍼 표면에 잔존하여 패턴의 결함을 유발하고 있다. 따라서, 보다 효과적인 새로운 방식의 웨이퍼 세척 방법이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 리소그래피 공정에서 웨이퍼의 세정 방법을 개선하여 보다 간단하고 효과적인 방법으로 현상 공정에서 발생된 이물질을 제거하고자 한다.
본 발명에 따른 반도체 소자의 리소그래피 방법은 노광된 웨이퍼를 현상하는 제 1 단계 및 상기 제 1 단계에서 현상된 웨이퍼에 세정액을 분사하여 세정하는 제 2 단계를 포함하되, 상기 제 2 단계는 서로 대향되지 않게 상기 세정액을 상기 웨이퍼 표면에 분사하는 것을 특징한다.
이때, 상기 제 2 단계의 일 실시예로는 제 1 세정 노즐을 이용하여 세정액이 상기 웨이퍼의 바깥쪽에서 중심을 향하도록 비스듬하게 분사하고, 제 2 세정 노즐을 이용하여 세정액이 웨이퍼의 중심에 수직하게 향하도록 분사하며, 제 3 세정 노즐을 이용하여 상기 제 1 세정 노즐과 같은 방향으로 상기 세정액이 상기 웨이퍼의 안쪽에서 바깥쪽을 향하도록 분사한다.
그리고, 상기 제 2 단계의 다른 실시예로는 제 1 세정 노즐을 이용하여 세정액이 상기 웨이퍼의 바깥쪽에서 중심을 향하도록 비스듬하게 분사하고, 적어도 하나의 다른 세정 노즐을 이용하여 상기 제 1 세정 노즐과 같은 방향으로 상기 세정액이 상기 웨이퍼의 안쪽에서 바깥쪽을 향하도록 분사한다.
본 발명은 세정액을 웨이퍼에 분사할 때 서로 대향되게 분사하지 않음으로써 웨이퍼에 분사된 세정액이 웨이퍼 표면에서 보다 신속하게 배출될 수 있도록 하여 현상 공정에서 발생된 이물질이 세정 공정에서 보다 효과적으로 제거될 수 있도록 해준다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 세정 장치의 구성을 나타내는 구성도이다.
본 발명의 세정 장치(100)는 세정 노즐(112 ∼ 116), 구동암(120), Z축 구동부(130) 및 X축 구동부(140)를 구비한다.
세정 노즐(112 ∼ 116)은 세정 공정시 세정액 공급부(미도시)로부터 세정액을 공급받아 이를 스핀 척(102)에 흡착 고정된 현상이 완료된 웨이퍼(W)의 표면에 분사한다. 이러한 세정 노즐(112 ∼ 116) 중 구동암(120)에서 가장 바깥쪽에 설치된 세정 노즐(112)(이하, '제 1 세정 노즐'이라 함)은 세정액이 웨이퍼 W의 바깥쪽에서 중심을 향해 분사되도록 세정액 퇴출구가 웨이퍼 W의 중심을 향하도록 경사지게 형성된다. 세정 노즐(112 ∼ 116) 중 중앙에 설치된 세정 노즐(114)(이하, '제 2 세정 노즐'이라 함)은 세정액이 웨이퍼 W의 중심부에 수직되게 분사되도록 웨이퍼 W의 중심부와 수직한 직선형태로 형성된다. 그리고, 세정 노즐(112 ∼ 116) 중 가장 안쪽에 설치된 세정 노즐(116)(이하, '제 3 세정 노즐'이라 함)은 세정액이 웨이퍼 W의 안쪽에서 바깥쪽을 향해 분사되도록 제 1 세정 노즐(112)과 같은 방향으로 경사지게 형성된다. 세정 노즐(112 ∼ 116)에서 분사되어 웨이퍼 W 세정에 사용된 세정액은 액처리용 컵(104)을 통해 외부로 배출된다.
구동암(120)은 세정 노즐(112 ∼ 116)을 지지해주며 일측이 Z축 구동부(130)에 의해 상하 이동이 가능하도록 포스트(132)에 지지된다.
Z축 구동부(130)는 제어부(미도시)의 제어에 따라 스태핑 모터(미도시)를 구동시켜 포스트(132)를 통해 구동암(120)이 상하 방향(Z 방향)으로 수직이동할 수 있도록 해준다. 즉, Z축 구동부(130)는 세정 공정을 위해 세정 노즐(112 ∼ 116)을 노즐 대기부(106)에서 웨이퍼 W의 상부로 이동시키고자 하는 경우 노즐 대기부(106)에서 스탠바이 되어 있던 구동암(120)을 업(UP) 시키고, 반대로 세정 공정을 완료하고 다시 노즐 대기부(106)로 돌아온 구동암(120)을 다운(DOWN) 시킨다. 또한, Z축 구동부(130)는 세정 공정을 위해 웨이퍼 W의 상부로 이동된 구동암을 다운시켜 세정 노즐(112 ∼ 116)이 웨이퍼 W의 상면으로부터 기 설정된 적정 높이에 도달하도록 해주고, 세정 공정이 완료되면 반대로 구동암(120)을 업 시킨다.
X축 구동부(140)는 제어부(미도시)의 제어에 따라 포스트(132)가 가이드 레일(142)을 따라 좌우 방향(X 방향)으로 이동할 수 있도록 해준다. 즉, X축 구동부(140)는 세정 공정을 진행하기 전후에 세정 노즐(112 ∼ 116)이 노즐 대기부(106)와 웨이퍼 W 사이를 이동할 수 있도록 포스트(132)를 수평이동시킨다.
상술한 Z축 구동부(130) 및 X축 구동부(140)에 의한 상하 수직이동 및 좌우 수평이동은 당업자라면 스태핑 모터(미도시) 및 타이밍벨트(미도시)를 이용하여 용이하게 구현이 가능하다. 따라서, 이하에서는 이러한 메카니즘에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상술한 구성을 갖는 본 발명의 세정 장치를 이용한 세정 공정을 설명하면 다음과 같다.
세정 공정에 앞서 먼저 노광 공정이 완료된 웨이퍼 W에 대한 현상 공정이 동일한 장비내에서 진행되나 본 발명은 세정 공정을 개선한 기술에 관한 것으므로 구체적인 현상 공정에 대한 설명은 생략한다. 그리고, 상술한 구성 요소 중 현상 공정에서도 함께 사용되는 요소들이 있으나 설명의 편의를 위해 본 실시예에서는 세정 공정과 관련된 부분에 대해서만 설명한다.
현상 공정이 진행되는 동안 세정 노즐(112 ∼ 116)은 홈 포지션(Home Position) 즉 노즐 대기부(106)에 위치한다.
현상 공정이 완료되면 웨이퍼 W는 배면이 스핀 척(102)에 의해 진공 흡착되어 수평 상태로 고정되며, 제어부(미도시)는 Z축 구동부(130) 및 X축 구동부(140)를 구동시켜 노즐 대기부(106)에 대기하고 있던 세정 노즐(112 ∼ 116)을 이동시켜 스핀 척(102)에 진공 흡착된 웨이퍼 W의 상면으로부터 일정 높이에 위치시킨다.
이를 위해, 제어부(미도시)는 먼저 Z축 구동부(130)를 구동시켜 구동암(120)을 업 시킴으로써 노즐 대기부(106)에 있던 세정 노즐(112 ∼ 116)을 일정 높이까지 업 시킨 후 X축 구동부(140)를 구동시켜 포스트(132)를 도 2의 위치까지 이동시킴으로써 세정 노즐(112 ∼ 116)이 웨이퍼 W의 상부에 웨이퍼 W의 지름 방향으로 위치되도록 한다. 다음에, 제어부(미도시)는 다시 Z축 구동부(130)를 구동시켜 구동암(120)을 일정 높이 만큼 다운시킴으로써 세정 노즐(112 ∼ 116)을 세정액 도포를 위해 기 설정된 적정 높이에 위치시킨다.
다음에, 제어부(미도시)는 회전모터(미도시)를 구동시켜 스핀척(102)이 일정 속도로 회전되도록 하면서 세정 노즐(112 ∼ 116)을 통해 세정액을 분사한다.
이때, 제 2 세정 노즐(114)이 웨이퍼 W의 중심으로 수직하게 세정액을 분사하면서 제 1 세정 노즐(112) 및 제 3 세정 노즐(114)이 같은 방향으로 세정액을 분사함으로써, 분사된 세정액은 도 3에 도시된 것과 같이 웨이퍼 W 표면에서 중간에 막힘없이 웨이퍼 W의 중심으로부터 바깥쪽으로 향하도록 흐르게 된다. 즉, 제 2 세정 노즐(114)에서 분사된 세정액을 제 1 세정 노즐(112)에서 분사된 세정액이 웨이퍼의 바깥쪽으로 밀어내고 그 세정액을 다시 제 3 세정 노즐(116)에서 분사된 세정액이 웨이퍼의 바깥쪽으로 밀어냄으로써 웨이퍼 W 표면에 있는 세정액들이 보다 신속하게 배출된다.
만약, 세정 노즐들이 서로 대향되게 세정액을 분사하게 되면 웨이퍼 표면에서 와류가 발생하게 되어 분사된 세정액이 웨이퍼 표면에서 바로 배출되지 못하고 정체되는 시간이 길어지게 된다. 그러한 경우 이물질들이 완전히 제거되지 못하고 일부가 잔류될 가능성이 아주 높아진다. 따라서, 본 발명에서는 세정 노즐(112 ∼ 116)의 구조를 도 1과 같이 형성함으로써 보다 효과적인 세정 공정이 이루어질 수 있도록 해준다.
웨이퍼 W 표면에 분사된 세정액은 액처리용 컵(102)을 통해 외부로 배출된다.
세정 공정이 완료되면, 제어부(미도시)는 Z축 구동부(130) 및 X축 구동부(140)를 구동시켜 세정 노즐(112 ∼ 116)을 다시 홈 포지션인 노즐 대기부(106) 로 이동시킨다.
상술한 실시예에서는 제 1 세정 노즐(112)과 제 3 세정 노즐(116)은 세정액 퇴출구가 같은 방향으로 기울지도록 형성되고 제 2 세정 노즐(114)의 퇴출구는 웨이퍼 W에 수직하게 형성되었으나, 제 2 세정 노즐(114)의 퇴출구도 제 1 세정 노즐(112)과 제 3 세정 노즐(116)의 퇴출구와 같은 방향으로 기울어지게 형성될 수 있다. 그리고, 상술한 실시에에서는 3개의 세정 노즈을 이용하는 경우에 대해서만 개시하였으나 웨이퍼의 사이즈에 따라 제 2 세정 노즐(114)와 제 3 세정 노즐(116) 사이 또는 제 3 세정 노즐(116)의 바깥쪽에 제 3 세정 노즐(116)과 같은 방향으로 기울어진 노즐을 추가로 구비할 수도 있다.
상술한 본 발명의 바람직한 실시 예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 세정 장치의 구성을 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명에 따라 세정 노즐에서 분사되는 세정액의 분사 방향 및 분사된 세정액의 웨이퍼 상에서의 흐름 방향을 보여주는 도면.
Claims (3)
- 노광된 웨이퍼를 현상하는 제 1 단계; 및상기 제 1 단계에서 현상된 웨이퍼에 세정액을 분사하여 세정하는 제 2 단계를 포함하되,상기 제 2 단계는서로 대향되지 않게 상기 세정액을 상기 웨이퍼에 분사하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 리소그래피 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 제 2 단계는제 1 세정 노즐을 이용하여 세정액이 상기 웨이퍼의 바깥쪽에서 중심을 향하도록 비스듬하게 분사하고, 제 2 세정 노즐을 이용하여 세정액이 웨이퍼의 중심에 수직하게 향하도록 분사하며, 제 3 세정 노즐을 이용하여 상기 제 1 세정 노즐과 같은 방향으로 상기 세정액이 상기 웨이퍼의 안쪽에서 바깥쪽을 향하도록 분사하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 리소그래피 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 제 2 단계는제 1 세정 노즐을 이용하여 세정액이 상기 웨이퍼의 바깥쪽에서 중심을 향하도록 비스듬하게 분사하고, 적어도 하나의 다른 세정 노즐을 이용하여 상기 제 1 세정 노즐과 같은 방향으로 상기 세정액이 상기 웨이퍼의 안쪽에서 바깥쪽을 향하 도록 분사하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 리소그래피 방법.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Withdrawal due to no request for examination |