KR20150064430A - 스핀 코팅 장치 및 스핀 코팅 방법 - Google Patents

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KR20150064430A
KR20150064430A KR1020130149147A KR20130149147A KR20150064430A KR 20150064430 A KR20150064430 A KR 20150064430A KR 1020130149147 A KR1020130149147 A KR 1020130149147A KR 20130149147 A KR20130149147 A KR 20130149147A KR 20150064430 A KR20150064430 A KR 20150064430A
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wafer
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spin coating
moving
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KR1020130149147A
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정장경
박영수
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삼성전자주식회사
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Abstract

웨이퍼를 균일하게 코팅할 수 있는 스핀 코팅 방법 및 장치에 있어서, 웨이퍼를 회전시킨다. 노즐을 상기 웨이퍼의 중심 영역에 있는 제1 위치로부터 웨이퍼의 가장자리 영역에 있는 제2 위치로 이동시키면서 노즐을 통해 웨이퍼 상에 코팅물질을 분사한다. 제2 위치에서 노즐이 정지하여 코팅물질을 분사한다. 예시적인 실시예들에 따른 스핀 코팅 방법 및 장치에 의하면, 노즐에서 토출되는 코팅물질이 균일하게 웨이퍼에 코팅되고, 웨이퍼 상에 미세한 배선들 사이에 상기 코팅물질을 채우는 능력, 즉 충진능력이 뛰어나다.

Description

스핀 코팅 장치 및 스핀 코팅 방법{SPIN COATING APPARATUS AND SPIN COATING METHOD}
본 발명은 스핀 코팅 장치 및 스핀 코팅 방법에 관한 것이다.
SOG(Spin On Glass)공정은 일반적으로 포토레이지스트 층이나 절연막을 웨이퍼에 도포할 때 사용된다. 특히 SOG 공정은 기상증착공정 등으로부터 얻을 수 없는 표면 평탄도 및 충진능력을 얻을 수 있어 반도체 공정시 널리 이용되고 있는 기술이다.
종래의 노즐 고정식 스핀 코팅 장치 및 방법의 경우 노즐이 웨이퍼의 전면 중심 상부에 위치하여 상기 노즐로부터 코팅물질이 토출되는 방식을 쓰고 있다. 웨이퍼를 회전시켜, 상기 토출된 코팅물질이 원심력으로 웨이퍼의 중심영역에서 가장자리영역으로 퍼진다. 상기 종래의 장치 및 방법의 경우에 웨이퍼의 중심영역과 가장자리영역의 코팅 두께의 차이가 존재하게 된다. 따라서, 반도체 장치의 고집적화 및 반도체 장치의 미세한 선폭을 달성하기 위하여 웨이퍼 표면의 균일도를 개선하는 새로운 스핀 코팅 방법 및 장치가 요구된다.
본 발명의 일 목적은 웨이퍼를 균일하게 코팅할 수 있는 스핀 코팅 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 웨이퍼를 균일하게 코팅할 수 있는 스핀 코팅 장치를 제공하는데 있다.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위한 스핀 코팅 방법은, 웨이퍼를 회전시킨다. 노즐을 상기 웨이퍼의 중심 영역에 있는 제1 위치로부터 상기 웨이퍼의 가장자리 영역에 있는 제2 위치로 이동시키면서 상기 노즐을 통해 상기 웨이퍼 상에 코팅물질을 분사한다. 상기 제2 위치에서 상기 노즐이 정지하여 상기 코팅물질을 분사한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 노즐을 상기 웨이퍼의 상기 제2 위치에서 상기 중심 영역에 있는 제3 위치로 이동하면서 상기 코팅물질을 더욱 분사할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 노즐을 이동시킬 때 상기 노즐을 상기 웨이퍼의 상면에 대하여 수평한 제1 방향 및 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 이동시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 노즐이 정지하여 상기 코팅물질을 분사할 때 0.5초 내지 2초 범위내의 시간 동안 수행될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 노즐이 이동하며 상기 코팅물질을 분사할 때 상기 노즐을 100 mm/sec 내지 200 mm/sec 범위의 이동 속도로 이동시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 코팅물질의 토출량은 0.4 cc/sec 내지 1.0 cc/sec 범위일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 코팅물질의 분자량은 3000 내지 20000 범위일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 웨이퍼를 회전시킬 때 상기 웨이퍼를 500 rpm 내지 1500 rpm 범위의 회전 속도로 회전시킬 수 있다.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 스핀 코팅 장치는 웨이퍼를 지지하며, 상기 웨이퍼를 회전시키는 회전 구동부를 갖는 웨이퍼 지지부, 상기 웨이퍼 지지부 상에 위치하며, 상기 웨이퍼 상에 코팅물질을 분사하는 노즐을 갖는 분사부, 상기 분사부에 연결되며, 상기 노즐을 상기 웨이퍼 상에서 이동시키는 노즐 구동부 및 상기 웨이퍼 지지부, 상기 분사부 및 상기 노즐 구동부에 연결되어 상기 노즐의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 노즐을 상기 웨이퍼의 중심 영역에 있는 제1 위치로부터 상기 웨이퍼의 가장자리 영역에 있는 제2 위치로 이동시키면서 제1 토출량으로 코팅물질을 분사한 후에, 상기 제2 위치에서 상기 노즐을 정지시키고 제2 토출량으로 코팅물질을 분사하도록 제어한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 노즐 구동부는 상기 노즐을 상기 웨이퍼의 상면에 대하여 수평한 제1 방향 및 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 이동시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 코팅물질의 분자량이 3000 내지 20000 범위 이내일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어부는 상기 노즐을 상기 제2 위치로부터 상기 중심 영역에 있는 제3 위치로 이동시키면서 제3 토출량으로 코팅물질을 분사하도록 제어할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 분사부가 복수개로 구비될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 복수개의 분사부들은 각각 서로 다른 코팅물질을 분사할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 복수개의 분사부들에 대응하여 상기 노즐 구동부가 복수개로 구비될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따른 스핀 코팅 방법 및 장치에 의하면, 노즐에서 토출되는 코팅물질이 균일하게 웨이퍼에 코팅되고, 웨이퍼 상에 미세한 선폭 사이에 상기 코팅물질을 채우는 능력, 즉 충진능력이 뛰어나다.
또한, 예시적인 실시예들에 따른 스핀 코팅 방법 및 장치에 의할 경우에, 노즐의 움직임, 토출량, 웨이퍼의 회전속도 등이 최적화되므로 코팅물질을 기존의 방법보다 적게 소모하면서도 뛰어난 충진능력 및 표면 균일성을 가진 웨이퍼로 가공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 스핀 코팅 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 스핀 코팅 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3a은 도 1의 스핀 코팅 장치의 노즐이 제1 위치에 있는 스핀 코팅 장치의 일부를 나타내는 평면도이다.
도 3b는 도 1의 스핀 코팅 장치의 노즐이 제1 위치에서 제2 위치로 이동하며 코팅물질을 토출하는 동작을 나타내는 단면도이다.
도 3c는 도 1의 스핀 코팅 장치의 노즐이 제2 위치에서 코팅물질을 토출하는 동작을 나타내는 단면도이다.
도 4은 예시적인 실시예들에 따른 스핀 코팅 장치를 나타내는 단면도이다.
도 5a은 도 4의 스핀 코팅 장치의 제1 노즐이 제1 위치에 있고, 제2 노즐이 제2 위치에 있는 스핀 코팅 장치의 일부를 나타내는 평면도이다.
도 5b는 도 4의 스핀 코팅 장치의 제1 노즐이 제1 위치에서 제2 위치로 이동하며 코팅물질을 토출하고, 제2 노즐이 제2 위치에서 제1 위치로 이동하면서 코팅물질을 토출하는 동작을 나타내는 단면도이다.
도 5c는 도 4의 스핀 코팅 장치의 제1 노즐이 제2 위치에서, 제2 노즐이 제1 위치에서 각각 코팅물질을 토출하는 동작을 나타내는 단면도이다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 스핀 코팅 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 스핀 코팅 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 스핀 코팅 장치를 나타내는 단면도이다. 도 2는 도 1의 스핀 코팅 장치를 나타내는 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 스핀 코팅 장치(10)는, 웨이퍼(W)를 지지하며 웨이퍼(W)를 회전시키는 웨이퍼 지지부(100), 웨이퍼 지지부(100) 상에 위치하며 웨이퍼(W) 상에 코팅물질을 분사하는 분사부(200), 분사부(200)에 연결되며 분사부(200)의 노즐(202)을 웨이퍼(W) 상에서 이동시키는 노즐 구동부(300), 및 웨이퍼 지지부(100), 분사부(200) 및 노즐 구동부(300)에 연결되어 이들의 동작을 제어하는 제어부(400)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 웨이퍼 지지부(100)는 웨이퍼 고정부(102), 스테이지(104), 회전축(106) 및 회전 구동부(108)를 포함할 수 있다.
스테이지(104)는 웨이퍼(W)가 가공되는 공간을 제공하고, 웨이퍼 고정부(102)는 스테이지(104) 상에 배치되어 웨이퍼(W)를 고정할 수 있다. 예를 들면, 웨이퍼(W)는 실리콘 웨이퍼일 수 있다. 웨이퍼 고정부(102)는 기계적 또는 유압식 고정 수단을 통해 웨이퍼(W)를 스테이지(104) 상에서 고정시킬 수 있다.
회전축(106)은 스테이지(104)에 연결되고, 회전 구동부(108)는 회전축(106)을 통해 회전력을 스테이지(104)에 전달시킬 수 있다. 예를 들면, 회전 구동부(108)는 교류를 전원으로 하는 모터 또는 직류를 전원으로 하는 모터를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 회전 구동부(108)는 후술하는 바와 같이 제어부(400)에 의하여 회전축(106)의 회전 속도를 조절하여 웨이퍼(W)의 회전 속도를 제어할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 분사부(200)는 노즐(202), 분사암(204), 분사 제어밸브(206) 및 코팅물질 공급부(208)를 포함할 수 있다.
노즐(202)은 웨이퍼 지지부(100) 상에 위치하며 웨이퍼(W) 상에 코팅물질을 분사할 수 있다. 예를 들면, 노즐(202)은 스프레이식 노즐일 수 있다. 노즐(202)은 적어도 하나의 노즐홀을 가질 수 있다.
노즐(202)은 분사암(204)을 통해 코팅물질 공급부(208)에 연결될 수 있다. 상기 코팅물질은 코팅물질 공급부(208)로부터 분사암(204)을 거쳐 노즐(202)로 전달될 수 있다. 분사암(204)은 상기 코팅물질의 흐름을 위하여 내부에 공급관을 구비할 수 있다. 분사 제어밸브(206)은 분사암(204)에 구비될 수 있다. 분사 제어밸브(206)는 후술하는 바와 같이 제어부(400)의 제어에 의하여 상기 코팅물질의 유량을 제어함으로써 노즐(202)의 토출량을 조절할 수 있다.
노즐 구동부(300)는 분사부(200)에 연결되며, 노즐(202)을 웨이퍼(W) 상에서 이동시킬 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 노즐 구동부(300)는 구동암(302) 및 구동모터(304)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 구동모터(304)는 구동암(302)을 통하여 노즐(202)에 연결될 수 있다. 구동모터(304)는 노즐(202)을 웨이퍼(W)의 중심 영역에 있는 제1 위치로부터 웨이퍼(W)의 가장자리 영역에 있는 제2 위치로 이동시킬 수 있다.
구동모터(304)는 웨이퍼(W)의 상면에 대하여 제1 방향(수평 방향) 또는 제2 방향(수직 방향)으로 구동암(302)을 통하여 노즐(202)을 이동시킬 수 있다. 여기서, 상기 제1 방향은 웨이퍼(W)의 상면과 실질적으로 평행한 방향이고, 상기 제2 방향은 웨이퍼(W) 상면에 실질적으로 수직한 방향으로 정의될 수 있다.
또한, 구동모터(304)는 후술하는 바와 같이, 제어부(400)에 의해 동작이 제어될 수 있다. 따라서, 제어부(400)에 의해 노즐(202)의 이동 방향 및 노즐(202)의 이동속도가 제어될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제어부(400)는 웨이퍼 지지부(100), 분사부(200) 및 노즐 구동부(300)에 연결되어 노즐(202)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(400)는 노즐(202)을 웨이퍼(W)의 중심영역에 있는 제1 위치로부터 웨이퍼(W)의 가장자리 영역에 있는 제2 위치로 이동시키면서 제1 토출량으로 상기 코팅물질을 분사한 후에, 상기 제2 위치에서 노즐(202)을 정지시키고 제2 토출량으로 상기 코팅물질을 분사하도록 제어할 수 있다. 제어부(400)에 의한 노즐(202)의 동작은 도 3a 내지 도 3c에서 설명하도록 한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 코팅물질의 분자량은 3000 내지 20000 범위 이내에 있을 수 있다. 상기 분자량은 상기 코팅물질과 웨이퍼(W) 사이에서 상기 코팅물질의 유동성에 영향을 줄 수 있으므로, 상기 범위의 분자량의 선택은 웨이퍼(W)의 표면 균일도 측면에서 중요하다.
이하에서는, 도 1의 스핀 코팅 장치(10)의 동작들을 설명하기로 한다.
도 3a은 제1 위치에 있는 도 1의 스핀 코팅 장치의 노즐을 나타내는 평면도이다. 도 3b는 제1 위치에서 제2 위치로 이동하는 도 1의 스핀 코팅 장치의 노즐을 나타내는 단면도이다. 도 3c는 제2 위치에 있는 도 1의 스핀 코팅 장치의 노즐을 나타내는 단면도이다.
도 3a를 참조하면, 노즐(202)은 웨이퍼(W)의 중심 영역에 있는 제1 위치(P1)에 위치하고 있다. 노즐(202)에서 코팅물질이 분사되기 전에 제1 위치(P1)에 위치할 수 있다.
도 3b를 참조하면, 노즐(202)이 제1 주기(T1) 동안 웨이퍼(W)의 중심영역인 제1 위치(P1)에서 웨이퍼(W)의 가장자리 영역인 제2 위치(P2)로 이동하면서 동시에 상기 코팅물질을 토출할 수 있다.
예를 들면, 노즐(202)은 100 mm/sec 내지 200 mm/sec 범위의 이동속도로 이동할 수 있다. 또한, 상기 코팅물질의 토출량, 즉 제1 토출량은 0.4 cc/sec 내지 1.0 cc/sec 범위일 수 있다.
도 3c를 참조하면, 노즐(202)은 제2 주기(T2) 시간 동안 웨이퍼(W)의 가장자리 영역인 제2 위치(P2)에서 정지하여 상기 코팅물질을 토출할 수 있다.
예를 들면, 제2 주기(T2)는 0.5초 내지 2초 범위 이내일 수 있다. 또한, 상기 코팅물질의 토출량, 즉 제2 토출량은 0.4 cc/sec 내지 1.0 cc/sec 범위일 수 있다.
또한, 제어부(400)는 노즐(202)을 제2 위치(P2)로부터 중심영역에 있는 제3 위치로 이동시키면서 제3 토출량으로 코팅물질을 분사하도록 제어할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따른 스핀 코팅 장치(10)에 따르면, 노즐(202)에서 토출되는 상기 코팅물질이 균일하게 웨이퍼(W)에 코팅됨으로써, 웨이퍼(W) 상 미세한 배선들 사이에 상기 코팅물질을 채우는 능력, 즉 충진능력을 향상시킬 수 있다.
나아가, 노즐(202)의 움직임, 상기 코팅물질의 토출량, 웨이퍼(W)의 회전속도 등이 최적화되므로 상기 코팅물질을 기존의 방법보다 적게 소모하면서도 뛰어난 충진능력 및 표면 균일성을 가진 웨이퍼(W)로 가공할 수 있는 효과가 있다.
도 4은 예시적인 실시예들에 따른 스핀 코팅 장치를 나타내는 단면도이다. 상기 스핀 코팅 장치는 분사부 및 노즐 구동부를 제외하고는 도 1에 도시된 스핀 코팅 장치(10)와 실질적으로 동일하거나 유사하다. 따라서, 분사부 및 노즐 구동부에 대해서만 주로 설명한다.
도 4를 참조하면, 스핀 코팅 장치(11)는 웨이퍼 지지부(100), 2개의 제1 및 제2 분사부들(210, 220), 2개의 제1 및 제2 노즐 구동부들(310, 320), 및 제어부(400)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 웨이퍼 지지부(100)는 웨이퍼를 회전시키는 회전 구동부(108), 회전축(106), 스테이지(104), 및 웨이퍼 고정부(102)를 포함할 수 있다.
스테이지(104)는 웨이퍼(W)가 가공되는 공간을 제공하고, 웨이퍼 고정부(102)는 스페이지(104) 상에 배치되어 웨이퍼(W)를 고정할 수 있다.
회전축(106)은 스테이지(104)에 연결되고, 회전 구동부(108)는 회전축(106)을 통해 회전력을 스테이지(104)에 전달시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제1 분사부(210)는 제1 노즐(212), 제1 분사암(214), 제1 분사 제어밸브(216) 및 제1 코팅물질 공급부(218)을 포함할 수 있다.
제1 노즐(212)은 웨이퍼 지지부(100) 상에 위치하며 상기 코팅물질을 웨이퍼(W) 상에 분사할 수 있다. 예를 들면, 제1 노즐(212)은 스프레이식 노즐일 수 있다. 제1 노즐(212)은 적어도 하나의 노즐홀을 가질 수 있다.
제1 노즐(212)은 제1 분사암(214)를 통해 제1 코팅물질 공급부(218)에 연결될 수 있다. 상기 코팅물질은 제1 코팅물질 공급부(218)로부터 제1 분사암(214)을 거쳐 제1 노즐(212)로 전달될 수 있다. 제1 분사 제어밸브(216)은 제1 분사암(214)에 구비될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제2 분사부(220)는 제2 노즐(222), 제2 분사암(224), 제2 분사 제어밸브(226) 및 제2 코팅물질 공급부(228)을 포함할 수 있다.
제2 노즐(222)은 웨이퍼 지지부(100) 상에 위치하며 상기 코팅물질을 웨이퍼(W) 상에 분사할 수 있다. 예를 들면, 제2 노즐(222)은 스프레이식 노즐일 수 있다. 제2 노즐(222)은 적어도 하나의 노즐홀을 가질 수 있다.
제2 노즐(222)은 제2 분사암(224)를 통해 제2 코팅물질 공급부(228)에 연결될 수 있다. 상기 코팅물질은 제2 코팅물질 공급부(228)로부터 제2 분사암(224)을 거쳐 제2 노즐(222)로 전달될 수 있다. 제2 분사 제어밸브(226)은 제2 분사암(224)에 구비될 수 있다.
제1 분사 제어밸브(216) 및 제2 분사 제어밸브(226)는 후술하는 바와 같이 제어부(400)의 제어에 의하여 상기 코팅물질의 유량을 제어함으로써 제1 노즐 및 제2 노즐(212, 222)의 토출량을 조절할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제1 코팅물질 공급부(218) 및 제2 코팅물질 공급부(228)는 서로 다른 코팅물질을 공급할 수 있다.
제1 및 제2 노즐 구동부들(310,320)는 제1 및 제2 분사부들(210,220)에 각각 연결되며, 제1 및 제2 노즐들(212, 222)을 웨이퍼(W) 상에서 이동시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제1 노즐 구동부(310)는 제1 구동암(312) 및 제1 구동모터(314)를 포함할 수 있다. 또한, 제2 노즐 구동부(320)는 제2 구동암(322) 및 제2 구동모터(324)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 제1 구동모터(314)는 제1 구동암(312)을 통하여 제1 노즐(212)에 연결될 수 있다. 또한, 제1 구동모터(314)는 수평 방향 또는 수직 방향으로 제1 구동암(312)을 통하여 제1 노즐(212)을 이동시킬 수 있다. 제1 구동모터(314)는 후술하는 바와 같이, 제어부(400)에 의해 동작이 제어될 수 있다.
또한, 제2 구동모터(324)는 제2 구동암(322)을 통하여 제2 노즐(222)에 연결될 수 있다. 또한, 제2 구동모터(324)는 수평 방향 또는 수직 방향으로 제2 구동암(322)을 통하여 제2 노즐(222)을 이동시킬 수 있다. 제2 구동모터(324)는 후술하는 바와 같이, 제어부(400)에 의해 동작이 제어될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제어부(400)는 웨이퍼 지지부(100), 2개의 분사부들(210, 220) 및 2개의 노즐 구동부들(310, 320)에 연결되어 2개의 노즐들(212, 222)의 동작을 각각 제어할 수 있다.
이하에서는, 도 4의 스핀 코팅 장치(11)의 동작들을 설명하기로 한다.
도 5a은 도 4의 스핀 코팅 장치의 제1 노즐 및 제2 노즐을 나타내는 평면도이다. 도 5b는 도 4의 스핀 코팅 장치의 이동하는 제1 노즐 및 제2 노즐을 나타내는 단면도이다. 도 5c는 도 4의 스핀 코팅 장치의 정지하고 있는 제1 노즐 및 제2 노즐을 나타내는 단면도이다.
도 5a를 참조하면 제1 노즐(212)은 제1 위치에, 제2 노즐(222)은 제2 위치에 각각 위치할 수 있다. 예를 들면, 2개의 노즐들(212,222)는 상기 코팅물질이 분사되기 전에 상기 위치에 각각 위치할 수 있다.
도 5b를 참조하면, 제1 주기(T1) 동안 제1 노즐(212)은 제1 위치(P1)에서 제2 위치(P2)로 이동하면서, 제2 노즐(222)은 제2 위치(P2)에서 제1 위치(P1)로 이동하면서 각각 상기 코팅물질을 토출할 수 있다.
도 5c를 참조하면, 제2 주기(T2) 시간 동안 제1 노즐(212)은 제2 위치(P2)에서 정지하면서, 제2 노즐(222)은 제1 위치(P1)에서 정지하면서 각각 코팅물질을 토출할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따른 스핀 코팅 장치(11)에 의하면, 웨이퍼(W)의 표면 균일도 및 충진능력을 개선할 수 있다. 또한, 2개의 노즐들(212, 222)에 의해서 웨이퍼(W)를 코팅하는 경우에, 보다 빠른 시간에 웨이퍼의 코팅을 완료할 수 있어서 반도체 장치 생산성에 기여할 수 있다.
이하에서는, 도 1의 스핀 코팅 장치를 이용하여 웨이퍼(W)를 코팅하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 스핀 코팅 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 스핀 코팅 방법은 웨이퍼(W)를 회전시킨다(S100). 회전 구동부(108)에 의해 발생된 회전력은 회전축(106) 및 스테이지(104)에 의해 웨이퍼(W)로 전달된다. 또한, 상기 회전력에 의해 웨이퍼(W)가 스테이지(104) 상에서 이탈되지 않도록 웨이퍼 고정부(102)에 의해 웨이퍼(W)가 스테이지(104)에 고정될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 회전 구동부(108)는 웨이퍼(W)를 500 rpm 내지 1500 rpm 범위의 회전 속도로 회전시킬 수 있다.
노즐(202)을 웨이퍼(W)의 중심영역에 있는 제1 위치로부터 웨이퍼(W)의 가장자리 영역에 있는 제2 위치로 이동시키면서 노즐(202)을 통해 웨이퍼(W) 상에 코팅물질을 분사한다(S102).
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 코팅물질의 분자량은 3000 내지 20000 범위일 수 있다.
노즐 구동부(300)는 노즐(202)을 제1 위치에서 제2 위치로 이동한다. 또한, 분사부(200)는 제1 위치에서 제2 위치로 이동 중에, 상기 코팅물질을 웨이퍼(W) 상에 토출한다.
노즐 구동부(300)에 포함되어 있는 구동 모터(304)는 구동암(302)을 통하여 노즐(202)을 이동시킬 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 구동 모터(304)는 노즐(202)을 100 mm/sec 내지 200 mm/sec 범위의 이동속도로 이동할 수 있다. 웨이퍼(W) 상면에 실질적으로 평행한 방향을 제1 방향으로 정의하고, 웨이퍼 상면에 실질적으로 수직한 방향을 제2 방향으로 정의한다. 구동 모터(304)는 노즐(202)을 제1 방향 또는 제2 방향으로 움직일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 코팅물질의 토출량은 0.4 cc/sec 내지 1.0 cc/sec 범위일 수 있다.
상기 제2 위치에서 노즐(202)이 정지하여 상기 코팅물질을 분사한다(S104).
예시적인 실시예들에 있어서, 노즐(202)이 정지하여 상기 코팅물질을 분사하는 시간은 0.5초 내지 2초 범위 내의 시간 동안에 수행될 수 있다. 또한, 상기 코팅물질의 토출량은 0.4 cc/sec 내지 1.0 cc/sec 범위일 수 있다.
예시적인 실시예들에 따른 스핀 코팅 방법에 의하면, 웨이퍼(W)의 가장자리 영역의 코팅 두께를 조절할 수가 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 표면 균일도가 개선될 수 있어, 웨이퍼(W)가 전 영역에 걸쳐서 고른 두께를 가질 수 있다.
또한, 최적의 코팅 방법에 의하여, 코팅물질의 사용을 최소화 할 수 있고, 보다 빠른 시간에 코팅을 완료함으로써, 반도체 장비의 생산성에 기여할 수 있다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 스핀 코팅 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 웨이퍼(W)를 회전시킨다(S200).
노즐(202)을 웨이퍼(W)의 중심 영역에 있는 제1 위치로부터 웨이퍼(W)의 가장자리 영역에 있는 제2 위치로 이동시키면서 노즐(202)을 통해 웨이퍼(W) 상에 코팅물질을 분사한다(S202).
제2 위치에서 노즐(202)이 정지하여 상기 코팅물질을 분사한다(S204).
노즐(202)을 웨이퍼(W)의 제2 위치에서 중심 영역에 있는 제3 위치로 이동하면서 상기 코팅물질을 분사한다(S206).
노즐(202)의 움직임은 제어부(400)에 의하여 제어될 수 있다. 특히 제어부(400)는 노즐 구동부(300)에 포함된 구동 모터(304)를 제어함으로 노즐(202)의 움직임을 제어할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따른 스핀 코팅 방법에 의하면, 노즐(202)에서 토출되는 상기 코팅물질이 균일하게 웨이퍼에 코팅되고, 웨이퍼 상에 미세한 선폭 사이를 코팅하는 능력, 즉 충진능력이 뛰어나다.
또한, 예시적인 실시예들에 따른 스핀 코팅 방법에 의할 경우에, 노즐(202)의 움직임, 상기 코팅물질의 토출량, 웨이퍼(W)의 회전속도 등이 최적화되므로 코팅물질을 기존의 방법보다 적게 소모하면서도 뛰어난 충진능력 및 표면 균일성을 가진 웨이퍼로 가공할 수 있는 효과가 있다.
100: 웨이퍼 지지부 102: 웨이퍼 고정부
104: 스테이지 108: 회전축
200: 분사부 202: 노즐
204: 분사암 206: 분사 제어밸브
208: 코팅물질 공급부 300: 노즐 구동부
302: 구동암 304: 구동모터
400: 제어부

Claims (10)

  1. 웨이퍼를 회전시키는 단계;
    노즐을 상기 웨이퍼의 중심 영역에 있는 제1 위치로부터 상기 웨이퍼의 가장자리 영역에 있는 제2 위치로 이동시키면서 상기 노즐을 통해 상기 웨이퍼 상에 코팅물질을 분사하는 단계; 및
    상기 제2 위치에서 상기 노즐이 정지하여 상기 코팅물질을 분사하는 단계를 포함하는 스핀 코팅 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 노즐을 상기 웨이퍼의 상기 제2 위치에서 상기 중심 영역에 있는 제3 위치로 이동하면서 상기 코팅물질을 분사하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀 코팅 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 노즐을 이동시키는 단계는 상기 노즐을 상기 웨이퍼의 상면에 대하여 수평한 제1 방향 및 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀 코팅 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 노즐이 정지하여 상기 코팅물질을 분사하는 단계는 0.5초 내지 2초 범위내의 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 스핀 코팅 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 노즐이 이동하며 상기 코팅물질을 분사하는 단계는 상기 노즐을 100 mm/sec 내지 200 mm/sec 범위의 이동 속도로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀 코팅 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 코팅물질의 토출량은 0.4 cc/sec 내지 1.0 cc/sec 범위인 것을 특징으로 하는 스핀 코팅 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 코팅물질의 분자량은 3000 내지 20000 범위인 것을 특징으로 하는 스핀 코팅 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼를 회전시키는 단계는 상기 웨이퍼를 500 rpm 내지 1500 rpm 범위의 회전 속도로 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀 코팅 방법.
  9. 웨이퍼를 지지하며, 상기 웨이퍼를 회전시키는 회전 구동부를 갖는 웨이퍼 지지부;
    상기 웨이퍼 지지부 상에 위치하며, 상기 웨이퍼 상에 코팅물질을 분사하는 노즐을 갖는 분사부;
    상기 분사부에 연결되며, 상기 노즐을 상기 웨이퍼 상에서 이동시키는 노즐 구동부; 및
    상기 웨이퍼 지지부, 상기 분사부 및 상기 노즐 구동부에 연결되어 상기 노즐의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 노즐을 상기 웨이퍼의 중심 영역에 있는 제1 위치로부터 상기 웨이퍼의 가장자리 영역에 있는 제2 위치로 이동시키면서 제1 토출량으로 코팅물질을 분사한 후에,
    상기 제2 위치에서 상기 노즐을 정지시키고 제2 토출량으로 코팅물질을 분사하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 스핀 코팅 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 노즐 구동부는 상기 노즐을 상기 웨이퍼의 상면에 대하여 수평한 제1 방향 및 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 스핀 코팅 장치.
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