KR100650259B1

KR100650259B1 - 포토레지스트막 도포장치 및 이를 이용한 포토리소그라피방법

Info

Publication number: KR100650259B1
Application number: KR1020050126329A
Authority: KR
Inventors: 홍창영
Original assignee: 동부일렉트로닉스 주식회사
Priority date: 2005-12-20
Filing date: 2005-12-20
Publication date: 2006-11-27
Also published as: US20070141254A1; US7681519B2

Abstract

본 발명의 포토레지스트막 도포장치는, 회전가능하며 포토레지스트막이 도포될 기판을 지지하는 기판지지대와, 기판지지대 위의 기판 가장자리의 포토레지스트막 찌꺼기에 대한 웨이퍼 가장자리 노광을 수행하기 위한 광노즐과, 그리고 광노즐에 의해 노광된 기판 가장자리에 알칼리용액을 공급하는 분사노즐을 구비한다.

포토레지스트막 도포, 가장자리 비드 제거(EBR), 웨이퍼 가장자리 노광(WEE)

Description

포토레지스트막 도포장치 및 이를 이용한 포토리소그라피 방법{Apparatus of coating the photoresist layer and photolithography method using the same}

도 1은 일반적인 포토리소그라피 방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 플로챠트이다.

도 2는 본 발명에 따른 포토레지스트막 도포장치를 나타내 보인 도면이다.

도 3은 도 2의 웨이퍼 가장자리 노광용 광노즐을 구체적으로 나타내 보인 도면이다.

도 4는 도 2의 포토레지스트막 도포장치를 이용한 포토리소그라피 방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 플로챠트이다.

본 발명은 반도체소자 제조를 위한 패터닝에서 사용되는 포토레지스트막 도포장치 및 이를 이용한 포토리소그라피 방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체소자를 제조하는데 있어서, 패턴 형성을 위한 포토리소그라피(photolithography)공정은 필수적으로 요구된다고 할 수 있다. 포토리소그라피공정을 위해서는 패턴을 형성하고자 하는 대상막 위에 레지스트막을 코팅하고, 통 상의 노광 및 현상공정을 수행하여 레지스트막패턴을 형성한다. 이후에 형성된 레지스트막패턴을 식각마스크로 한 식각공정을 수행하여 대상막을 패터닝한다.

도 1은 이와 같은 일반적인 포토리소그라피 방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 플로챠트이다.

도 1을 참조하면, 먼저 도포하고자 하는 포토레지스트막과 하부막과의 접착력을 좋게 하기 위하여 접착제 또는 하부반사방지막(BARC; Bottom Anti Refractive Coating)을 증착한다(단계 110). 이후 열공정을 수행한 후에 포토레지스트막을 도포하면서 동시에 가장자리 비드 제거(EBR; Edge Bead Remover)를 수행한다(단계 120). 여기서 비드(bead)는, 기판의 가장자리에 존재하는 포토레지스트 찌꺼기를 의미한다. 다음에 균일한 폭으로 한번 더 기판 가장자리의 비드를 제거하기 위하여 웨이퍼 가장자리 노광(WEE; Wafer Edge Exposure)을 수행한다(단계 130). 그리고 도포된 포토레지스트막에 대해서 통상의 마스크를 이용한 노광공정을 수행한다(단계 140). 다음에 현상공정을 수행하여 마스크를 이용해 전사된 패턴과, 웨이퍼 가장자리 노광에 의해 기판 가장자리에서 노광된 비드를 현상한다(단계 150). 이와 같은 일련의 과정에 의해 마스크 패턴이 전사된 포토레지스트막패턴을 얻을 수 있다.

그런데 가장자리 비드 제거(EBR)는 포토레지스트막 도포와 함께 이루어지며, 특히 신너(thinner)를 사용하여 수행한다. 이 과정에서 신너가 기판의 안쪽에 떨어져 정상적으로 형성되어야 할 포토레지스트막을 녹일 수 있으며, 결과적으로 패턴불량을 야기할 수 있다. 또한 별도로 수행되는 웨이퍼 가장자리 노광(WEE) 단계는 통상적으로 그 유닛(unit)의 크기로 인하여 트랙(track) 장비에서 1개의 유닛만 존재하게 되며, 이로 인하여 전체 공정속도를 지연시켜 수율감소의 원인으로 작용할 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 가장자리 비드 제거단계에서 포토레지스트막의 손상을 방지하여 패턴불량이 발생하는 것을 억제할 수 있는 포토레지트막 도포장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기와 같은 포토레지스트막 도포장치를 이용한 포토리소그라피 방법을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 포토레지스트막 도포장치는, 회전가능하며 포토레지스트막이 도포될 기판을 지지하는 기판지지대; 상기 기판지지대 위의 기판 가장자리의 포토레지스트막 찌꺼기에 대한 웨이퍼 가장자리 노광을 수행하기 위한 광노즐; 및 상기 광노즐에 의해 노광된 기판 가장자리에 알칼리용액을 공급하는 분사노즐을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 분사노즐은, 상기 기판의 가장자리 상부에 상기 알칼리용액을 공급하는 제1 분사노즐; 상기 광노즐의 반대쪽에 배치되어 상기 기판의 가장자리 하부에 상기 알칼리용액을 공급하는 제2 분사노즐; 및 상기 광노즐 쪽에 배치되어 상기 기판의 가장자리 하부에 상기 알칼리용액을 공급하는 제3 분사노즐을 포함할 수 있다.

상기 광노즐은, 광원으로부터 공급되는 광을 상기 기판 가장자리의 상부 및 하부에 조사하도록 배치되는 것이 바람직하다.

상기 광노즐은, 상기 광원으로부터 출사되는 제1 광경로의 광을 제1 광경로의 제1 광 및 제2 광경로의 제2 광으로 분리시키는 빔스플리터; 상기 빔스플리터로부터의 제2 광경로를 갖는 제2 광을 상기 기판의 상부 가장자리로 조사되도록 광경로를 변경하는 제1 미러; 상기 빔스플리터로부터의 제1 광경로를 갖는 제1 광을 상기 제2 광과 나란한 광경로를 갖도록 변경하는 제2 미러; 및 상기 제2 미러로부터의 광을 상기 기판의 하부 가장자리로 조사되도록 광경로를 변경하는 제3 미러를 포함할 수 있다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 포토리소그라피 방법은, 기판지지대 위에 기판을 안착하는 단계; 상기 기판이 안착된 기판지지대를 회전시키면서 포토레지스트막을 도포하되, 상기 기판 가장자리의 상하부에 광을 조사하는 웨이퍼 가장자리 노광을 수행한 후, 상기 기판 가장자리의 상하부에 알칼리용액을 분사하여 상기 기판 가장자리의 상하부의 포토레지스트 찌꺼기를 제거하는 단계; 상기 도포된 포토레지스트막에 대하여 마스크를 이용한 노광을 수행하는 단계; 및 상기 마스크를 이용하여 수행된 노광에 의해 노광된 포토레지스트막을 현상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다.

도 2는 본 발명에 따른 포토레지스트막 도포장치를 나타내 보인 도면이다. 그리고 도 3은 도 2의 웨이퍼 가장자리 노광용 광노즐을 구체적으로 나타내 보인 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 포토레지스트막 도포장치는, 포토레지스트막을 도포하고자 하는 기판(200)을 지지하는 기판지지대(310)와, 기판(200)의 가장자리에 알칼리용액을 분사하여 기판(200) 가장자리의 비드를 제거하는 분사노즐(321, 322, 323)과, 그리고 기판(200) 가장자리의 포토레지스트막에 대한 노광을 수행하는 광노즐(330)을 구비한다.

기판지지대(310)는, 도면에서 화살표로 나타낸 바와 같이, 회전가능하며, 따라서 기판(200)도 함께 회전한다. 포토레지스트막 도포는 스핀코팅법을 사용하여 도포하며, 따라서 기판(200)을 회전시키면서 상부에서 레지스트를 떨어뜨리면, 원심력에 의해 기판(200)상에 포토레지스트막이 도포된다.

분사노즐(321, 322, 323)은 가장자리 비드 제거(EBR)를 수행하기 위한 것으로서, 기판(200) 가장자리 상부로 알칼리용액을 분사하는 제1 분사노즐(321)과, 상호 대향되도록 배치되면서 기판(200) 가장자리 하부로 알칼리용액을 분사하는 제2 분사노즐(322) 및 제3 분사노즐(323)을 포함하여 구성된다. 특히 제3 분사노즐(323)은 광노즐(330)이 위치하는 곳에 배치되며, 제2 분사노즐(322)은 광노즐(330)이 위치하는 곳의 반대쪽에 배치된다.

광노즐(330)은, 웨이퍼 가장자리 노광(WEE)을 수행하기 위한 것으로서, 기판(200) 가장자리 상부 및 하부에 광이 조사되도록 배치된다. 구체적으로 광노즐 (330)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 주 광노즐(350)과, 제1 및 제2 보조노즐(361, 362)로 이루어진다. 주 광노즐(350)은 광원(미도시)으로부터의 광(341)의 경로와 일치되도록 배치된다. 주 광노즐(350)의 중간에는 빔스플리터(beam splitter)(331)가 배치된다. 이 빔스플리터(331)에 의해 제1 광경로로 주 광노즐(350)을 따라 입사되는 광(341)은, 제1 보조노즐(361)을 따라 진행하는 제2 광경로의 광(342)과, 계속 제1 광경로로 주 광노즐(350)을 따라 진행하는 광(343)으로 분리된다. 제1 보조노즐(361)을 따라 진행하는 제2 광경로의 광(342)은 제1 미러(332)에 의해 기판(200) 가장자리 상부를 향하는 광경로의 광(345)으로 변경된다. 빔스플리터(331)를 지나 계속 제1 광경로로 진행하는 광(343)은, 제2 미러(333)에 의해 제2 보조노즐(362)을 따라 진행하는 제3 광경로의 광(344)으로 변경된다. 제3 광경로는 제2 광경로와 나란하다. 제3 광경로의 광(344)은 제3 미러(334)에 의해 기판(200) 가장자리 하부를 향하는 광경로의 광(346)으로 변경된다. 이와 같은 광조사방식에 의해 기판(200) 가장자리의 상부 및 하부의 포토레지스트막에 광이 조사되어 웨이퍼 가장자리 노광(WEE)이 이루어진다.

도 4를 참조하면, 먼저 기판지지대(310) 위에 기판(200)을 안착한다. 그리고 접착제 또는 반사방지막(BARC)을 도포한다(단계 410). 다음에 기판(200)이 안착된 기판지지대(310)를 회전시키면서 포토레지스트막을 도포한다. 이와 함께, 광노즐(330)을 사용하여 기판(200) 가장자리의 상하부에 광을 조사하는 웨이퍼 가장자리 노광을 수행한다. 이 상태에서 분사노즐(321, 322, 323)을 사용하여 기판(200) 가장자리의 상하부에 알칼리용액을 분사하여 기판(200) 가장자리의 상하부에서 노광된 포토레지스트 찌꺼기를 제거한다(단계 420). 다음에 도포된 포토레지스트막에 대해서 통상의 마스크를 이용한 노광공정을 수행한다(단계 430). 그리고 현상공정을 수행하여 마스크를 이용해 전사된 패턴을 현상한다(단계 440). 이와 같은 일련의 과정에 의해 마스크 패턴이 전사된 포토레지스트막패턴을 얻을 수 있다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 포토레지스트막 도포장치 및 이를 이용한 포토리소그라피 방법에 따르면, 포토레지스트막을 도포하면서, 웨이퍼 가장자리 노광(WEE)과, 알칼리용액을 이용한 가장자리 비드 제거(EBR)를 동시에 수행함으로써, 종래의 신너에 의한 포토레지스트막의 손상현상이 방지되며, 공정시간을 단축시켜 수율을 향상시킬 수 있다는 이점이 제공된다.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 당연하다.

Claims

회전가능하며 포토레지스트막이 도포될 기판을 지지하는 기판지지대;

상기 기판지지대 위의 기판 가장자리의 포토레지스트막 찌꺼기에 대한 웨이퍼 가장자리 노광을 수행하기 위한 광노즐; 및

상기 광노즐에 의해 노광된 기판 가장자리에 알칼리용액을 공급하는 분사노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트막 도포장치.
제1항에 있어서, 상기 분사노즐은,

상기 기판의 가장자리 상부에 상기 알칼리용액을 공급하는 제1 분사노즐;

상기 광노즐의 반대쪽에 배치되어 상기 기판의 가장자리 하부에 상기 알칼리용액을 공급하는 제2 분사노즐; 및

상기 광노즐 쪽에 배치되어 상기 기판의 가장자리 하부에 상기 알칼리용액을 공급하는 제3 분사노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트막 도포장치.
제1항에 있어서, 상기 광노즐은,

광원으로부터 공급되는 광을 상기 기판 가장자리의 상부 및 하부에 조사하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트막 도포장치.
제3항에 있어서, 상기 광노즐은,

상기 광원으로부터 출사되는 제1 광경로의 광을 제1 광경로의 제1 광 및 제2 광경로의 제2 광으로 분리시키는 빔스플리터;

상기 빔스플리터로부터의 제2 광경로를 갖는 제2 광을 상기 기판의 상부 가장자리로 조사되도록 광경로를 변경하는 제1 미러;

상기 빔스플리터로부터의 제1 광경로를 갖는 제1 광을 상기 제2 광과 나란한 광경로를 갖도록 변경하는 제2 미러; 및

상기 제2 미러로부터의 광을 상기 기판의 하부 가장자리로 조사되도록 광경로를 변경하는 제3 미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트막 도포장치.
기판지지대 위에 기판을 안착하는 단계;

상기 기판이 안착된 기판지지대를 회전시키면서 포토레지스트막을 도포하되, 상기 기판 가장자리의 상하부에 광을 조사하는 웨이퍼 가장자리 노광을 수행한 후, 상기 기판 가장자리의 상하부에 알칼리용액을 분사하여 상기 기판 가장자리의 상하부의 포토레지스트 찌꺼기를 제거하는 단계;

상기 도포된 포토레지스트막에 대하여 마스크를 이용한 노광을 수행하는 단계; 및

상기 마스크를 이용하여 수행된 노광에 의해 노광된 포토레지스트막을 현상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토리소그라피 방법.