KR100271759B1 - 포토레지스트코팅장치및방법 - Google Patents

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Abstract

웨이퍼에 포토레지스트를 코팅할 때 포토레지스트의 분사를 스캔 방식으로 수행하고 포토레지스트가 분사되는 위치별로 웨이퍼의 회전수를 다르게 하여 코팅에 소모되는 포토레지스트의 양을 최소화하는 포토레지스트 코팅 장치 및 방법에 관한 것이고, 노즐을 웨이퍼의 변부에서 심부로 스캔하면서 포토레지스트를 분사시키고, 상기 노즐의 분사위치에 따라 상기 웨이퍼의 회전속도를 증속시켜서 웨이퍼 상에 포토레지스트를 코팅하도록 구성되어서, 포토레지스트를 웨이퍼 상에 코팅할 때 소모되는 포토레지스트의 양이 절반 이하로 줄어들어서 경제적인 부담이 경감되고 환경오염 문제도 격감된다.

Description

포토레지스트 코팅 장치 및 방법
본 발명은 포토레지스트 코팅 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼에 포토레지스트를 코팅할 때 포토레지스트의 분사를 스캔 방식으로 수행하고 포토레지스트가 분사되는 위치별로 웨이퍼의 회전수를 다르게 하여 코팅에 소모되는 포토레지스트의 양을 최소화하는 포토레지스트 코팅 장치 및 방법에 관한 것이다.
통상, 웨이퍼를 가공하여 소정 전기적 동작을 수행하는 반도체장치로 제조하는 공정에 포토레지스트를 이용하는 공정이 필수불가결하게 이용되며, 포토레지스트는 식각이나 이온주입공정 등에서 마스킹 막질로 이용된다.
포토레지스트의 코팅은 회전코터(Spin Coater)에 의하여 이루어지며, 회전코터는 포토레지스트 공급원으로부터 포토레지스트를 공급받는 펌핑부와 펌핑공급되는 포토레지스트를 분사코팅하는 코팅부로 구분된다.
그리고, 펌핑부에서는 포토레지스트의 펌핑이 질소가압방식으로 이루어지고, 코팅부에서는 대개 도1과 같이 포토레지스트가 회전척(10) 상에서 정속으로 회전되는 웨이퍼(12)의 상면에 노즐(14)을 통하여 분사되어 코팅되며, 분사 코팅되는 포토레지스트의 두께는 회전속도로 조절된다.
도1과 같이 웨이퍼(12)의 상면 중심으로 분사되는 포토레지스트는 회전면의 변(邊)으로 퍼지면서 코팅된다.
그러나, 전술한 바와 같이 웨이퍼의 일면에 포토레지스트를 분사하여 코팅하기 위해서는 포토레지스트가 매장 당 7㏄ ∼ 9㏄ 정도 소모되며, 이 양은 실제 웨이퍼 상에 코팅되는 양에 비하여 엄청나게 많은 양이다.
그러므로, 웨이퍼에 포토레지스트 막질을 코팅하기 위해서 분사되는 양 중 실제 코팅된 이외의 많은 양의 포토레지스트가 낭비되므로, 경제적으로 많은 부담이 발생되고, 낭비되는 많은 양의 포토레지스트는 후(後) 처리과정에 있어서 이차적인 환경오염을 발생시키는 요인으로 작용되고 있다.
따라서, 웨이퍼에 포토레지스트 코팅 막질을 형성함에 있어서 경제적인 부담과 환경오염 문제점을 고려하여 보다 소량의 포토레지스트가 소모될 수 있는 방법이 심각히 요구되고 있다.
본 발명의 목적은, 포토레지스트를 분사하는 노즐을 스캔하고 회전척의 회전속도를 가변하여 현재 스핀 코팅 방식으로 웨이퍼 상에 마스킹 막질을 형성하기 위하여 분사되어 소모되는 포토레지스트의 양을 줄이기 위한 포토레지스트 코팅 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
도1은 종래의 포토레지스트 코팅 장치를 나타내는 도면이다.
도2는 본 발명에 따른 포토레지스트 코팅 장치의 실시예를 나타내는 도면이다.
도3은 포토레지스트 분사시 구간별로 회전속도가 다른 웨이퍼의 코팅 면을 나타내는 도면이다.
도4는 본 발명에 따른 실시예를 동작시키기 위한 블록도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10, 22 : 회전척 12, 24 : 웨이퍼
14, 26 : 노즐 20 : 모터
30 : 노즐구동부 34 : 웨이퍼 로딩 메카니즘
36 : 제어부 38 : 노즐 위치 센싱부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 포토레지스트 코팅 장치는, 모터에 의해 회전되는 회전척 상의 웨이퍼에 노즐을 통해 포토레지스트를 분사하여 코팅하는 포토레지스트 코팅 장치에 있어서, 웨이퍼의 변부에서 심부로 상기 노즐을 이동시키면서 포토레지스트를 코팅하는 노즐구동수단, 상기 노즐이 변부에서 심부로 이동됨에 따라 상기 회전척의 회전속도를 가변시키는 모터 및 상기 노즐구동수단에 의해 이동되는 상기 노즐의 위치에 따라 상기 모터의 회전속도를 단계적으로 증속시키며, 웨이퍼의 심부에서는 포토레지스트가 소정 시간 동안 더 분사되도록 상기 노즐구동수단을 제어하는 제어수단을 구비하여 이루어진다.
그리고, 상기 제어수단은 상기 모터의 회전속도를 상기 노즐이 상기 웨이퍼의 변부에서 심부로 스캔됨에 따라서 비선형적으로 또는 선형적으로 단계적으로 증가하도록 제어하게 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 포토레지스트 코팅 방법은, 이동하는 노즐을 이용하여 회전체 위의 놓여진 웨이펴 상에 포토레지스트를 분사하여 코팅하는 포토레지스트 코팅 방법에 있어서, 웨이퍼의 변부에서 심부로 상기 노즐이 스캔되면서 포토레지스트를 분사하는 단계 및 상기 노즐이 변부에서 심부로 스캔됨에 따라 상기 회전체의 회전속도를 증속시키는 단계를 구비하여 포토레지스트가 코팅되도록 이루어진다.
여기에, 상기 웨이퍼의 심부에서 포토레지스트가 분사되는 시간을 가변할 수 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 포토레지스트 코팅 장치의 실시예는 도2와 같이 모터(20)로부터 회전력을 인가받는 회전척(22) 상에 웨이퍼(24)가 척킹되며, 그 상부에 웨이퍼(24)의 변부에서 심부로 스캔 동작되는 노즐(26)이 구성되어 있다.
회전척(22)의 회전속도는 노즐(26)의 위치 즉 분사 위치에 따라서 가변되며, 모터(20)는 현재 분사 지점의 중심위치와 떨어진 거리를 감안하여 미리 설정된 값에 따라서 회전속도를 결정하여 회전척(22)으로 회전력을 전달한다. 즉, 노즐(26)이 변부에 위치한 때보다 심부에 위치한 때 회전속도가 증가되도록 모터(20)로부터 회전척(22)으로 구동력이 전달되며, 회전척(22)의 회전에 의하여 웨이퍼(24)는 회전된다.
이때, 회전속도는 제작자의 의도에 따라서 웨이퍼(24)의 변부에서 심부 방향으로 노즐(26)의 스캔이 진행될수록 선형적으로 증속되거나 비선형적으로 증속되도록 설계될 수 있으며, 본 발명에 따른 실시예는 도3과 같이 웨이퍼를 평면적으로 A, B, C, D 구간으로 구분하여 구간별로 비선형적으로 웨이퍼(24)의 회전속도를 단계적으로 증속 제어하도록 구성되어 있다.
한편, 본 발명에 따른 실시예는 노즐(26)을 스캔하면서 웨이퍼의 회전을 변속시켜서 포토레지스트의 코팅을 수행하기 위해서는 도4와 같은 블록다이어그램에 의한 모터(20) 구동과 및 노즐(26) 스캔의 제어를 위한 구성이 제공된다.
구체적으로, 노즐구동부(30), 모터(20) 및 웨이퍼 로딩 메카니즘(34)이 제어부(36)와 인터페이스되면서 동작이 이루어지도록 구성되어 있고, 현재 노즐(26)의 위치를 감지하기 위한 노즐 위치 센싱부(38)가 제어부(36)로 센싱신호를 인가하도록 구성되어 있다.
전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 실시예의 동작에 대하여 설명한다.
웨이퍼 로딩 메카니즘(34)에 의하여 낱매로 이송되어 회전척(22) 상에 안착되어 웨이퍼가 척킹되고, 제어부(36)는 회전척(22) 상에 웨이퍼(24)가 척킹되면 모터(20)를 초기 정속으로 회전시키며, 정속에 도달되면 노즐구동부(30)를 제어하여 스캔 코팅을 시작한다.
이때 노즐(26)은 초기 위치가 웨이퍼(24)의 변부에 위치해 있어야 하며, 노즐 위치 센싱부(38)로부터 인가되는 센싱신호에 의하여 웨이퍼(24)에 대한 노즐(26)의 위치가 제어부(36)에서 감지된다.
스캔 코팅이 시작되면 노즐(26)은 노즐구동부(30)에 의하여 웨이퍼의 변부(도3의 구간 A)에서 웨이퍼의 심부(도3의 구간 D) 쪽으로 이동되며, 현재 이동 중인 노즐(26)의 위치는 노즐 위치 센싱부(38)에 의하여 감지된다.
노즐 위치 센싱부(38)는 노즐(26)의 위치에 따른 센싱신호를 제어부(36)로 제공하고, 제어부(36)는 웨이퍼의 변부에서 심부쪽으로 스캔되고 있는 노즐(26)이 현재 위치한 장소에 따라 모터(20)의 회전속도를 증속시키며, 그에 따라서 회전척(22) 상에 척킹된 웨이퍼(24)의 회전속도는 증가된다.
만약, 웨이퍼(24)가 정속으로 회전되는 상태에서 포토레지스트의 분사가 웨이퍼의 변부에서 심부로 스캔되면, 코팅에 필요한 포토레지스트의 양은 줄어드나 웨이퍼의 변부와 심부에서 회전속도와, 원심력 및 표면장력과 같은 요소들의 역학적 관계에 의하여 코팅되는 상태가 달라진다. 구체적으로 심부에서 포토레지스트가 접착되지 않고 구슬처럼 웨이퍼 표면을 흐르는 현상이 발생되어서 부분적으로 코팅되지 않거나 불량 코팅되는 현상이 발생되며, 코팅되는 포토레지스트의 균일도(Uniformity)가 저하되는 현상이 발생된다.
전술한 문제점은 모터(20)가 회전척(22)으로 회전력을 가변하여 인가함으로써 웨이퍼(24)가 도3의 구간별로 회전속도와, 원심력 및 표면장력과 같은 요소들의 역학적 관계 감안하여 속도를 증가시킴으로써 해결된다.
즉, 포토레지스트가 웨이퍼(24)로 분사되고 노즐(26)이 변부에서 심부로 이동될 때 원심력과 포토레지스트의 표면장력을 감안하여 위치별로 회전속도가 증가되기 때문에 포토레지스트가 코팅되지 않고 흐르는 현상과 코팅 불량이 발생되는 현상이 방지되며, 포토레지스트가 코팅되기 위한 최적의 속도로 웨이퍼(24)가 회전되므로 균일도가 웨이퍼(24)의 전면에 대하여 향상된다.
그리고, 웨이퍼 심부의 균일도를 더욱 향상시키기 위하여 노즐(26)이 웨이퍼(24)의 심부에 위치하여 분사하는 시간을 0.2초 정도 늘임으로써 원하는 수준의 균일도로 포토레지스트의 코팅이 이루어질 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 실시예를 적용하면 웨이퍼를 낱장 당 코팅하기 위하여 소모되는 포토레지스트의 양은 약 4㏄ 이하로 줄일 수 있어서, 종래에 포토레지스트 소모량이 반 이하로 절감된다.
그러므로, 소모량이 줄어드는 만큼 경제적인 부담이 경감되며, 또 그에 비례하여 이차적으로 발생되는 환경문제도 줄어든다.
따라서, 포토레지스트를 웨이퍼 상에 코팅할 때 소모되는 포토레지스트의 양이 절반 이하로 줄어들어서 경제적인 부담이 경감되고 환경오염 문제도 격감될 수 있는 효과가 있다.
아울러, 웨이퍼 상에 코팅되는 포토레지스트의 균일도도 어느 정도 종래에 비하여 향상되는 효과가 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (5)

  1. 모터에 의해 회전되는 회전척 상의 웨이퍼에 노즐을 통해 포토레지스트를 분사하여 코팅하는 포토레지스트 코팅 장치에 있어서,
    웨이퍼의 변부에서 심부로 상기 노즐을 이동시키면서 포토레지스트를 코팅하는 노즐구동수단;
    상기 노즐이 변부에서 심부로 이동됨에 따라 상기 회전척의 회전속도를 가변시키는 모터; 및
    상기 노즐구동수단에 의해 이동되는 상기 노즐의 위치에 따라 상기 모터의 회전속도를 단계적으로 증속시키며, 웨이퍼의 심부에서는 포토레지스트가 소정 시간 동안 더 분사되도록 상기 노즐구동수단을 제어하는 제어수단;
    을 구비함을 특징으로 하는 포토레지스트 코팅 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어수단은 상기 노즐이 상기 웨이퍼의 변부에서 심부로 스캔됨에 따라서 상기 모터의 회전속도가 비선형적으로 증가되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 상기 포토레지스트 코팅 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어수단은 상기 노즐이 상기 웨이퍼의 변부에서 심부로 스캔됨에 따라서 상기 모터의 회전속도가 선형적으로 증가되도록 제어하는 것을 특지으로 하는 상기 포토레지스트 코팅 장치.
  4. 이동하는 노즐을 이용하여 회전체 위의 놓여진 웨이퍼 상에 포토레지스트를 분사하여 코팅하는 포토레지스트 코팅 방법에 있어서,
    웨이퍼의 변부에서 심부로 상기 노즐이 스캔되면서 포토레지스트를 분사하는 단계; 및
    상기 노즐이 변부에서 심부로 스캔됨에 따라 상기 회전체의 회전속도를 증속시키는 단계;
    를 구비하여 포토레지스트를 코팅함을 특징으로 하는 포토레지스트 코팅 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 심부에서 포토레지스트가 분사되는 시간을 가변함을 특징으로 하는 상기 포토레지스트 코팅 방법.
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