KR900001270B1 - 웨이퍼의 코팅방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

웨이퍼의 코팅방법

제1도는 종래 코팅 머신 노즐의 설치도.

제2도는 본 발명 코팅 머신 노즐의 설치 예시도.

제3도는 본 발명의 타실시 예시도.

제4도는 본 발명의 웨이퍼 코팅공정 종합설명도.

제5도는 본 발명의 웨이퍼 코팅과정 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 포토레지스트 수용액 2 : 필터

5 : 벨로우즈 밸브 6, 8 : 실린더

7 : 썩백(suck back)밸브 9, 9', 9＂: 노즐

10 : 웨이퍼 11 : 회전굴대(spinner chuck)

본 발명은 반도체 제조공정중 포토레지스트의 코팅 공정에서 웨이퍼 표면에 포토레지스트를 균일하게 도포할 수 있는 웨이퍼의 코팅방법에 관한 것이다.

웨이퍼의 포토레지스트 코팅 방법은 담금법(dipping), 분무법(spraying), 솔질법(brushing), 스피너 (spinner)에 의한 회전 도포법등 다양한 방법이 있으나, 주로

제1도는 일반적인 회전도포법을 설명하기 위한 것으로, 받침대(12) 아래의 속이 빈 회전굴대(spinner chuck) (11)가 회전하는 동안 웨이퍼(10)는 받침대(12)위에서 진공 압착상태로 고정되게 된다.

따라서 웨이퍼(10)을 받침대(12)위에 올려놓고 웨이퍼(10) 중앙부위에 적당량의 포토레지스트를 투입한 다음, 회전굴대(11)를 회전시키면 포토레지스트가 웨이퍼(10)의 가장자리로 퍼져나가면서 일정한 두께로 도포되게 된다.

이때 포토레지스트의 코팅 두께는 회전속도와 포토레지스트의 점도에 의해 결정되는데, 이를 일정한 두께로 도포하기 위해서는 최대 회전속도와 최소 회전 속도의 한계 내에서 스피너의 속도를 적절히 조절해야만 되므로 델리킷한 기술상의 문제점이 있었다.

한편 이보다 좀더 진보된 코팅방법으로서 포토레지스트의 분사(dispense)식 코팅방법이 있다.

이러한 기존의 분사식 포토레지스트 코팅머신은 노즐이 웨이퍼와 수직을 이루는 각도에서 포토레지스트를 분사하게 되므로 스피드 보우트(speed boat) 현상이 일어나게 되는데, 이 스피드 보우트 현상은 포토레지스트의 분사 압력이나 코팅직후 노즐 끝 부분에 잔유하게 되는 포토레지스트 잔유물의 썩백(suck back)상태, 포토레지스트의 분량이나 점도 또는 그의 분사악력에 의해 나타나게 되며, 특히, 노즐에서의 분사상태에 의해 큰 영향을 받게 된다.

따라서 웨이퍼상에 스피드 보우트 현상이 발생되지 않게하기 위해서는 상기한 조건들을 최적의 상태로 유지시켜 주어야만 하기 때문에, 이들 조건들을 유지 관리하기

또한 미세한 스피드 보우트 현상을 가지는 웨이퍼인 경우 다음 스텝으로 갈수록 그 검색이 매우 까다롭게 되고 이것이 그대로 통과되어 반도체 장치의 불량율 증가를 초래하는 문제도 있게 된다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 상기한 각 조건들에 대응하기 간편하고 포토레지스트의 고른 분사가 이루어 지도록 웨이퍼 표면에 대한 노즐 각도에 경사를 줌으로서, 웨이퍼 상에 포토레지스트에 의한 스피드 보우트 현상이 나타나게 되는 것을 방지할 수 있는 방법을 제공하는데 목적이 있는 것이다.

이러한 본 발명의 특징은 웨이퍼 코팅용 포토레지스트의 분사가 웨이퍼 표면과 20°-80°각도에서 이루어지게 하는데 있으며, 이를 위한 구체적인 수단으로서, 노즐 전체의 위치를 이동시켜 웨이퍼 표면에 도포될 포토레지스트의 분사각도를 변경시켜주는 방법과, 기존 노즐의 선단부위를 변경시켜 웨이퍼의 표면과 상기의 각도로 경사진 위치에서 포토레지스트의 분사가 이루어지게하여 포토레지스트의 코팅이 균일한 웨이퍼를 얻을 수 있도록 하는데 있는 것이다.

이하 첨부 도면에 따라 본 발명의 구성을 설명한다.

제2도는 웨이퍼(10) 표면과의 일정한 각도(θ)에서 포토레지스트 수용액을 분사시키기 위한 노즐(9')의 설치 각도를 나타낸 것으로, 이 노즐(9')의 분사구가 웨이퍼(10)의 중심을 축으로 하여 웨이퍼(10) 표면과의 20°-80°각도로 가변되도록 설치하고, 이 노즐(9')의 선단이 코팅될 웨이퍼(10)의 최외주연과 수직선상에 놓이도록 설치한다.

제3도는 본 발명의 타 실시예시도로서, 기존 노즐의 선단부위를 변형시켜, 이 노＂＂

제4도는 본 발명에 따른 전체 코팅공정 설명도로써 실린더(6)의 이동으로 동작되는 벨로우즈 밸브(5)가 흡입밸브(4)와 배출밸브(3)을 교호로 동작되게 설치하고, 포토레지스트 수용액(1)과 흡입밸브(4) 사이에는 필터(2)를, 배출밸브(3)과 노즐(9')사이에는 썩백밸브(7)를 설치하며, 실린더(6)의 이동에 따른 실린더(8)의 이동으로 썩백밸브(7)가 동작되게 설치하고, 노즐(9')의 포토레지스트 수용액 배출구가 웨이퍼(10)의 중심부를 향하면서 웨이퍼(10)의 표면과 일정한 각도를 가지도록 설치한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 제4도 및 제5도에서 설명하면 다음과 같다.

제4도에서 실린더(6)가 이동하여 벨로우즈 밸브(5)를 팽창시키면 흡입밸브(4)가 열리면서 용기내의 포토레지스트수용액(1)이 필터(2)를 통하여 벨로우즈 밸브(5)내로 유입된다.

이후 실린더(6)가 다시 이동하여 벨로우즈 밸브(5)를 압축시키면 흡입밸브(4)가 닫힘과 동시에 배출 밸브(3)가 열리면서 벨로우즈 밸브(5)내의 포토레지스트 수용액(1)이 썩백밸브(7)를 통하여 노즐(9')로 유입되고, 상기 노즐(9')에서는 벨로우즈 밸브(5)에서의 압력에 의해 포토레지스트 수용액(1)을 웨이퍼(10) 표면에 분사하게 된다.

이때 노즐(9')은 회전굴대(11)에 의해 회전되는 웨이퍼(10)의 표면과 일정한 각도를 가지기 때문에 분사되는 포토레지스트 수용액도 웨이퍼(10)의 외주연으로부터 중심을 향하여 스캔(scan)하면서 웨이퍼(10)의 표면을 도포하게 되는데, 상기 노즐(9')의 경

그러므로 상기 조건들 중 어느 하나이상에서 그 값이 변경될 경우에도 간단한 노즐(9')의 경사각도 조정만으로 표면이 균일하게 코팅된 웨이퍼를 얻을 수 있게 된다. 또한, 제3도에 도시한 바와 같이 변형시킨 노즐(9＂)의 경우에는, 상기의 각 조건들을 일정하게 유지시켜주는 조건하에서 결정되는 그 분사각도(θ')로 상기 노즐(9＂)을 고정해 주게 되므로, 부대조건이 일정한 경우에는 안정된 웨이퍼(10)의 코팅효과를 얻을 수 있게 된다.

한편, 포토레지스트 수용액의 분사가 웨이퍼(10)의 최외주연으로부터 시작하여 그의 중심에서 종료된 다음에 노즐(9')의 분사 압력이 서서히 줄어들게 되면, 웨이퍼(10)의 중심으로부터 외주연 방향으로 역 스캔되어 웨이퍼(10)의 코팅이 불균일하게 된다.

따라서 이때에는 썩백밸브(7)를 동작시켜 포토레지스트 수용액이 역 스캔되는 것을 방지하게 되는데, 그의 동작은, 웨이퍼(10) 표면의 외주연에서 중심까지 고르게 코팅된 직후 실린더(6)를 이동시키면, 벨로우즈 밸브(5)는 흡입밸브(4)를 통하여 다시 포토레지스트 수용액(1)을 흡입하여 다음 동작을 준비하게 됨과 동시에 실런더(8)는 썩백밸브(7)를 동작시켜, 노즐(9')의 끝부분에 잔유하게 될 포토레지스트 수용액을 신속히 빨아들이게 되므로 노즐(9')에 남아 있던 포토레지스트 수용액(1)이 코팅 완료된 웨이퍼(10) 표면에 떨어지는 것을 방지하게 되는 것이다.

제5a도-5c도는 노즐(9')로부터 분사되는 포토레지스트 수용액이 웨이퍼(10) 표면을 스캔하는 과정을 설명하는 것으로, 제5a도는 제4도의 벨로우즈 밸브(5)가 압축되기 시작할 때 포토레지스트 수용액이 회전되는 웨이퍼(10)의 표면에 최초로 낙하되는 지점

제5b도는 상기 제5a도의 상태로부터 그 분사압력이 다소 증가되어 웨이퍼(10) 표면의 중간 부분까지 포토레지스트(13)가 코팅됨을 나타낸 것이고, 제5c도는 포토레지스트 수용액의 분사 압력이 정상화되었을 때의 노즐(9')에 의한 포토레지스트 수용액의 분사지점을 나타낸 것이다.

이와 같이 포토레지스트 수용액의 분사압력이 정상화되어 웨이퍼(10) 표면의 중심까지 포토레지스트(13)가 코팅이 되면, 전술한 바와 같이 썩백밸브가 동작하여 웨이퍼의 코팅을 완료하게 되는 것이다.

이와 같이 동작하게 되는 본 발명은 코팅후 웨이퍼 표면에 나타나게되는 스피드 보우트 현상을 거의 제거할 수 있는 것이며, 또한 각종 코팅조건이 변경되더라도 노즐의 각도조정만으로 간단히 대처할 수 있는 것이어서, 불량 감소에 따른 원자재 절감 효과와 작업시간 및 검사시간 단축에 따른 종합적인 생산성 향상을 기대할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 반도체 웨이퍼의 코팅방법에 있어서, 노즐(9')에 의한 포토레지스트의 분사가 웨이퍼(10) 표면과 20°-80°의 경사범위 내에서 이루어지게 함을 특징으로 하는 웨이퍼의 코팅방법.
2. 제1항에 있어서, 노즐(9')의 분사구가 웨이퍼(10)의 중심을 향하도록하되 그의 선단이 웨이퍼(10)의 외주연과의 수직선상에 놓이도록 하면서, 시료 조건에 따라 노즐(9')의 경사각도를 조절함을 특징으로 하는 웨이퍼의 코팅방법.
3. 제1항에 있어서, 웨이퍼(10)의 표면과 20°-80°의 경사 범위 중에서 특정 각도로 변형시킨 노즐(9＂)을 이용함을 특징으로 하는 웨이퍼의 코팅방법.

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