KR0172269B1 - 공정액 분사노즐 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼의 표면에 공정액을 균일한 상태로 분사시킬 수 있는 분사 노즐 조립체에 관한 것이다.

본 발명은 분사 노즐 하단에 고정된 일정면적을 가진 중공의 원판형 보조 노즐을 분사 노즐과 연통되도록 결합하며, 보조 노즐의 하단에는 지름선상에 다수의 분사구가 형성되게 구성하였다. 또한, 다수의 분사구는 보조 노즐의 중심부에서 외곽면으로 갈수록 그 직경이 점차 감소되게 구성함과 동시에 웨이퍼의 회전방향과 반대방향으로 회전되도록 하였다.

Description

공정액 분사노즐 조립체

제1도는 일반적인 노즐을 이용한 공정액 분사상태를 도시한 측면도.

제2도는 일반적인 노즐을 이용한 공정액의 분사 후의 웨이퍼 표면의 평면도.

제3도는 본 발명에 따른 분사노즐의 평면도.

제4도는 본 발명을 이용하여 공정액 분사상태를 도시한 측면도.

제5도는 본 발명을 이용한 공정액 분사 후의 웨이퍼 표면의 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 노즐 2,2A : 웨이퍼

3 : 척 10 : 보조노즐

11,12 : 분사구 100 : 분사노즐 조립체

본 발명은 공정액 분사노즐 조립체에 관한 것으로서, 특히 웨이퍼의 표면에 공정액을 균일한 상태로 분사시킬 수 있는 공정액 분사노즐 조립체에 관한 것이다.

반도체 제조공정, 예를 들어 포토 마스크 패턴(photo mask pattern) 형성 공정에서는 웨이퍼의 도포된 감광막을 소정의 마스크를 이용하여 노광시키고, 노광된 감광막을 현상액으로 현상하므로써 포토 마스크 패턴을 형성하게 된다. 이와 같이 노광된 감광막을 현상하기 위한 현상액은 현상액 분사노즐(nozzle)을 이용하여 감광막상에 분사되어지나, 웨이퍼의 형상 및 노즐의 분사조건으로 인하여 여러 가지 문제점이 발생된다.

분사노즐을 이용한 현상액의 분사과정시 발생되는 문제점을 제1도 및 제2도를 통하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

제1도는 일반적인 노즐을 이용한 공정액 분사상태를 도시한 측면도, 제2도는 제1도의 공정액 분사 후의 웨이퍼 표면을 도시한 평면도로서,

(A) 현상액의 분사는 고정된 상태의 분사노즐(1) 하나만을 이용하게 되며, 따라서 척(3)에 의하여 회전하는 웨이퍼(1)의 전 표면에 현상액(4)을 분사, 도포시키기 위해서 분사노즐(1)은 일정한 압력 및 유량(flow rate)으로 현상액(4)을 분사하게 된다. 분사노즐(1)은 보통 웨이퍼(2)의 중심에 대응된 상태로 현상액(4)을 분사함으로서 웨이퍼(2)의 중심부분(제2도의 점선 C부분)은 외곽면에 비하여 많은 현상액이 도포된다. 따라서 웨이퍼(2)의 중심부분(C부분)은 다량의 현상액이 감광막과 반응하게 되어 임계치수(critical dimension)가 낮아지게 되며, 이 결과 소자의 불량을 초래하게 된다.

(B) 이를 방지하기 위하여 분사되는 현상액의 압력된 유속을 낮게 설정할 경우 현상액의 부족으로 인한 현상불량을 초래하게 된다.

(C) 현상액을 웨이퍼 가장자리까지 도포시키기 위해서는 웨이퍼를 일정한 속도로 회전시켜야 하므로 가장자리에 도포된 현상액은 원심력에 의하여 웨이퍼 뒷면까지 밀려나가게 되어 웨이퍼의 뒷면을 오염시키게 된다.

본 발명은 현상액과 같은 공정액의 분사시 발생되는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 웨이퍼의 전 표면에 공정액을 균일하게 분사시킬 수 있는 공정액 분사노즐 조립체를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 실현하기 위한 본 발명은 분사노즐 하단에 고정된 일정면적을 가진 중공(中空)의 원판형 보조 노즐을 분사 노즐과 연통되도록 결합하며, 보조 노즐의 하단에는 지름선상에 다수의 분사구가 형성되게 구성하고, 다수의 분사구는 보조 노즐의 중심부에서 외곽면으로 갈수록 그 직경이 점차 감소되게 구성한 것을 그 특징으로 한다. 또한 본 발명에 따른 분사 노즐 조립체는 웨이퍼의 회전방향과 반대방향으로 회전되도록 구성한 것을 그 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부한 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

제3도는 본 발명에 따른 분사노즐의 저면도로서, 본 발명의 가장 큰 특징은 비교적 넓은 면적에 걸쳐 공정액을 균일하게 분사시킬 수 있도록 일반적인 분사노즐(제1도의 1) 하단에 다수의 분사구(11,12)가 형성된 별도의 보조 노즐(10)을 결합시킴과 동시에 분사 노즐 조립체(제4도의 100)를 웨이퍼의 회전방향과 반대방향으로 회전시키는 점이다.

분사노즐 하단에 결합된 보조 노즐의 구성을 살펴보면, 비교적 넓은 면적을 가진 중공(中空)의 원판형 보조 노즐(10)은 그 내부가 분사노즐(제1도의 1)과 연통되며, 그 하단에는 다수의 분사구(11,12)가 형성되어 있다. 각 분사구(11,12)는 보조 노즐(10)의 저면에 +자형으로 배열되며, 따라서 보조 노즐(10)의 지름선상에 다수의 분사구(11,12)가 형성되는 것이다. 한편, 본 보조 노즐(10)은 중심부에서 외곽면으로 갈수록 분사구(11,12)의 직경이 점차 감소되는 형태로 이루어져 있다.

본 발명에서는 중심부에 형성된 분사구(11)의 직경을 2mm로 설정하고, 최외곽부에 위치하는 분사구(12)의 직경을 1mm로 설정하였다.

제4도는 본 발명을 이용하여 공정액 분사상태를 도시한 측면도로서, 웨이퍼(2A)가 안착된 척(3)은 일정속도로 회전하게 되며, 따라서 보조 노즐(10)의 지름선상에 형성된 다수의 분사구(11,12)를 통하여 분사된 공정액은 웨이퍼(2A) 전 표면에 균일하게 분사되어 진다. 한편, 제4도에 도시된 바와같이, 분사노즐 조립체(100) 자체를 척(3)의 회전방향(웨이퍼의 회전방향)과 반대방향으로 회전시킴으로서 분사된 공정액은 웨이퍼(2A)의 표면에 균일하게 분사되어지며, 특히 분사노즐 조립체(100)의 일정한 회전에 의하여 발생하는 원심력은 분사되는 공정액을 웨이퍼(2A)의 가장 자리부로 분산시키는 작용을 하게 되며, 이와같이 분사노즐 조립체(100)의 회전에 의하여 분사되는 공정액이 웨이퍼(2A)의 가장자리부로 분산됨으로서 보조노즐(10)의 직경을 웨이퍼(2A)의 직경보다 작게 구성하는 것이 바람직하다.

제5도는 본 발명을 이용한 공정액 분사 후의 웨이퍼(A) 표면의 평면도로서, 웨이퍼(2A)의 전표면에 공정액이 균일하게 도포되어 있는 상태를 도시한다.

이상과 같은 본 발명의 사용상 효과는 다음과 같다.

(A) 보조 노즐 하부의 지름방향으로 형성된 다수의 분사구를 통하여 공정액이 분사됨으로서 웨이퍼의 전 표면에 걸쳐 공정액을 균일한 상태로 분사할 수 있으며,

(B) 또한, 분사노즐 조립체가 웨이퍼의 회전방향과 반대방향으로 회전하는 상태에서 분사공정이 이루어지므로 공정액의 균일한 분사효과를 상승시키게 된다.

(C) 상술한 기능으로 인하여 웨이퍼의 전표면에 공정액이 균일하게 도포됨으로서, 예를 들어 현상액을 도포한 경우 패턴의 임계치수가 일정하여 패턴의 균일도를 향상시킬 수 있게 된다.

(D) 분사노즐 조립체의 회전과 동시에 공정액이 분사됨으로서 분사되는 공정액은 그 원심력으로 인하여 웨이퍼의 외곽원주면에 균일하게 분사되며, 또한 이로 인하여 보조 노즐의 직경을 웨이퍼의 직경보다 작게 함으로서 웨이퍼의 뒷면으로의 공정액 유입을 방지할 수 있는 효과도 얻을 수 있으며, 이로서 불필요한 공정액의 낭비를 방지할 수 있다.

한편, 첨부된 도면에서는 분사구의 배열을 +자로 하였음을 도시하고 있으나, 이는 한정하는 것은 아니며, 즉 필요한 공정액의 유량에 맞추어 보조 노즐 저면의 지름선상에 3열 또는 그 이상의 분사구를 형성할 수 있음은 물론이다.

Claims (4)

1. 회전하는 웨이퍼의 표면에 공정액을 분사시키는 공정액 분사노즐에 있어서, 상기 분사노즐 하단에 고정된 일정면적을 가진 중공의 원판형 보조 노즐을 상기 분사 노즐과 연통되도록 결합하며, 상기 보조 노즐의 하단에는 전면적에 걸쳐 다수의 분사구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공정액 분사노즐 조립체.
2. 제1항에 있어서, 상기 각 분사구는 상기 보조 노즐 저면의 다수의 지름선상에 배열되는 것을 특징으로 하는 공정액 분사노즐 조립체.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 다수의 분사구는 보조 노즐의 중심부에서 외곽면으로 갈수록 그 직경이 점차 감소되는 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 공정액 분사노즐 조립체.
4. 제1항에 있어서, 상기 분사노즐 조립체는 웨이퍼의 회전방향과 반대방향으로 회전되도록 구성한 것을 특징으로 하는 공정액 분사노즐 조립체.