KR100826095B1 - 반도체 제조용 현상장치 - Google Patents

Abstract

밀폐된 공간에서 현상 공정을 진행함으로써 온도 및 습도와 배기 조절이 용이하며, 장치 크기를 축소할 수 있는 반도체 제조용 현상장치에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 현상장치는, 밀폐 공간을 형성하는 챔버; 상기 챔버 내부에 설치되며, 웨이퍼를 회전 가능하게 지지하는 웨이퍼 척; 상기 웨이퍼 척에 고정된 웨이퍼의 표면에 현상액을 분사하는 현상액 분사부; 및 상기 웨이퍼 척에 고정된 웨이퍼의 표면에 세정액을 분사하는 세정액 분사부;를 포함한다. 상기 현상액 분사부는 복수의 현상액 분사공들을 구비하는 판상 부재를 구비하고, 상기 현상액 분사부의 현상액 분사 영역은 웨이퍼 구경의 1/3 내지 2/3의 크기로 형성되며, 현상액 분사부의 판상 부재는 챔버 내부에서 상하 방향으로 이동이 가능하다. 그리고, 세정액 분사부는 세정액 공급부로부터 공급받은 세정액을 웨이퍼 표면에 분사하는 세정액 분사 노즐은 웨이퍼에 대해 40 내지 50°, 바람직하게는 45°의 경사 각도로 설치된 상태에서 웨이퍼 회전 방향과 역방향으로 세정액을 분사한다.

현상액, 노즐, 디스펜스, 세정, 트랙,

Description

반도체 제조용 현상장치{DEVELOPEMENT APPARATUS FOR FABRICATING SEMICONDUCTOR DEVICE}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조용 현상장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이고,

도 2는 도 1의 세정액 분사 노즐의 설치 상태를 나타내는 도면이다.

본 발명은 반도체 제조용 현상장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 밀폐된 공간에서 현상 공정을 진행함으로써 온도 및 습도와 배기 조절이 용이하며, 장치 크기를 축소할 수 있는 반도체 제조용 현상장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 제품을 생산하기 위해서는 매우 정밀한 반도체 제조 공정은 물론, 반도체 제조 공정을 수행하는 반도체 제조 설비를 필요로 한다.

상기 반도체 제조 설비는 크게 선행 반도체 제조 설비와 후속 반도체 제조 설비로 구분할 수 있는 바, 선행 반도체 제조 설비는 순수 실리콘 웨이퍼에 반도체 박막 패턴을 형성하기 위한 선행 공정인 포토레지스트 도포 공정-노광 공정-현상 공정을 복합적으로 수행하고, 후속 반도체 제조 설비는 웨이퍼에 패터닝된 포토레 지스트 박막을 매개로 웨이퍼에 소정의 특성을 갖는 불순물을 주입하는 이온 주입 공정, 이미 형성된 반도체 박막을 식각하여 패터닝하는 식각 공정, 웨이퍼에 소정 박막을 부가하는 증착 공정, 미세 박막 회로 패턴을 연결하는 메탈 공정 등을 수행한다.

이 중에서, 선행 반도체 제조 설비의 사진(photolithography) 공정은 세척 및 건조를 마친 웨이퍼의 표면에 PR(Photoresist)을 균일하게 도포하고, 그 위에 소정의 레이아웃으로 형성된 레티클상의 특정 패턴에 따라 노광 공정을 수행하며, 이렇게 노광된 PR층의 불필요한 부위를 현상액으로 제거하고, 잔류하는 현상액을 세정하는 공정을 포함한다.

이러한 사진 공정중 현상 공정을 수행하는 종래의 현상장치는 일반적으로 컵의 내측에 설치되어 웨이퍼를 안착하는 진공척을 포함한다.

진공척의 상측으로 소정 거리 이격된 위치에는 웨이퍼의 불필요한 PR층을 선택적으로 제거하기 위한 현상액을 웨이퍼의 상면에 분사하는 현상액 분사 노즐과, 잔류하는 현상액을 세정하기 위한 세정액(순수 등)을 웨이퍼의 상면에 분사하는 세정액 분사 노즐이 설치된다.

이러한 구성의 현상장치는 다음과 같이 작동된다.

포토마스킹 공정을 거친 웨이퍼가 진공척의 상면에 안착된 후 진공 펌프와 연결된 흡입구를 통해 진공척의 상면에 흡착 고정되면, 웨이퍼가 고정된 진공척은 공정이 끝날 때까지 고속 회전을 하게 되며, 이때 현상액 분사 노즐이 수평 방향으로 움직이며 소정 시간동안 현상액을 분사하게 된다.

분사를 마친 후 소정 시간이 경과되면 세정액 분사 노즐을 통해서 세정액이 분사되며, 분해된 PR층의 불필요한 부위와 현상액의 잔량은 상기 분사된 세정액으로 인해 제거된다.

그런데, 상기한 종래의 현상장치에 의하면, 상기한 현상 공정이 개방된 공간에서 진행되므로, 온도 및 습도 조절이 용이하지 않으며, 현상액 분사가 웨이퍼의 고속 회전하에서 이루어지고 있으므로, 현상액 미스트(mist)가 공기 흐름의 영향으로 인해 웨이퍼 위에 낙하하여 결함으로 작용한다.

따라서, 웨이퍼간 임계치수 변화가 크게 발생하여 수율이 저하하는 문제점이 있다.

또한, 상기한 현상장치는 현상액 분사 노즐과 세정액 분사 노즐이 회전 또는 스캔 방식으로 구동되므로, 장치 크기를 축소하는데 한계가 있다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 밀폐 공간에서 현상 공정을 진행함으로써 온도 및 습도와 배기 조절이 용이하며, 장치 크기를 축소할 수 있는 반도체 제조용 현상장치를 제공함에 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

밀폐 공간을 형성하는 챔버;

상기 챔버 내부에 설치되며, 웨이퍼를 회전 가능하게 지지하는 웨이퍼 척;

상기 웨이퍼 척에 고정된 웨이퍼의 표면에 현상액을 분사하는 현상액 분사 부; 및

상기 웨이퍼 척에 고정된 웨이퍼의 표면에 세정액을 분사하는 세정액 분사부;

를 포함하며, 상기 현상액 분사부는 복수의 현상액 분사공들을 구비하는 판상 부재를 구비하는 반도체 제조용 현상장치를 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 현상액 분사부의 현상액 분사 영역은 웨이퍼 구경의 1/3 내지 2/3의 영역에 해당하며, 현상액 분사부의 판상 부재는 챔버 내부에서 상하 방향으로 이동이 가능하다.

그리고, 세정액 분사부는 세정액 공급부로부터 공급받은 세정액을 웨이퍼 표면에 분사하는 세정액 분사 노즐을 구비하며, 상기 세정액 분사 노즐은 웨이퍼에 대해 40 내지 50°, 바람직하게는 45°의 경사 각도로 설치된 상태에서 웨이퍼 회전 방향과 역방향으로 세정액을 분사한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조용 현상장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면을 도시한 것이고, 도 2는 도 1의 세정액 분사 노즐의 설치 상태를 나타내는 도면을 도시한 것이다.

도시한 바와 같이, 본 실시예의 현상장치(10)는 밀폐 공간을 형성하는 챔버(12)를 구비한다.

챔버(12)의 내측으로는 웨이퍼(W)를 회전 가능하게 지지하는 웨이퍼 척(14) 이 설치된다. 상기 웨이퍼 척(14)은 도시하지 않는 진공 수단에 의해 형성된 진공압에 의해 웨이퍼(W)를 진공 흡착할 수 있는 진공척으로 구성할 수 있으며, 이 척(14)은 하측에 설치된 구동 모터(미도시함)에 의해 회전 구동된다.

웨이퍼 척(14)의 상측으로는 웨이퍼(W)에 현상액을 분사하기 위한 현상액 분사부(16)가 설치된다.

상기 현상액 분사부(16)는 챔버(12)의 상측 공간에 설치되는 판상 부재(16a)를 구비하는데, 이 판상 부재(16a)는 내부에 중공부(16b)를 구비하며, 하측 판에는 현상액을 분사하는 현상액 분사공들(16c)이 복수개 구비된다.

이때, 상기 판상 부재(16a)는 현상액 분사 영역(A1)이 웨이퍼 구경(A2)의 1/3 내지 2/3 정도, 특히 1/2 정도가 되도록 형성하는 것이 바람직하며, 또한, 웨이퍼(W)의 중심부(C)를 포함한다.

그리고, 상기 판상 부재(16)는 화살표 방향을 따라 상하 이동이 가능하게 설치할 수 있다.

한편, 상기 챔버(12)의 상측 벽면에는 현상액에 의해 고분자화되지 않은 불필요한 부위를 제거함과 아울러 웨이퍼(W)를 세정하기 위한 세정액을 웨이퍼(W)를 향해 분사하는 세정액 분사 노즐(18)이 설치되는데, 이때, 상기 분사 노즐(18)은 웨이퍼(W) 상면에 대해 40 내지 50°, 특히 45°의 경사 각도(θ)로 설치되며, 웨이퍼 회전 방향과 반대방향으로 세정액을 분사하도록 설치된다. 이러한 구성의 세정액 분사 노즐(18)에 의하면, 세정 효과를 향상시킬 수 있다.

이와 같이 구성된 본 실시예에 따른 현상장치의 작동을 설명하면 다음과 같 다.

감광제가 도포되어 감광된 상태의 웨이퍼(W)가 웨이퍼 척(14)에 안착되어 진공 작용에 의해 흡착 고정되면, 현상액 분사공(16c)을 통해 현상액이 웨이퍼(W)의 상면에 분사되어 현상 작업이 실시된다. 이때, 상기 웨이퍼(W)는 구동 모터에 의해 일정한 속도로 회전되며, 판상 부재(16a)는 상하 방향으로 이송되면서 현상액을 분사하게 된다. 따라서, 현상액 분사 영역(A1)이 웨이퍼 구경(A2)의 1/3 내지 2/3에 해당하더라도 상기 웨이퍼의 전체 표면에 현상액이 골고루 퍼지게 된다.

일정 시간의 현상 작업이 완료되면 세정액 분사 노즐(18)로부터 웨이퍼(W) 상면으로 세정액이 분사되는데, 이 때 상기 세정액은 웨이퍼(W) 회전 방향과 반대 방향으로 분사되며, 이 때에도 상기 웨이퍼(W)는 일정한 속도로 회전된다.

이후, 웨이퍼(W) 표면의 세정액(순수)은 상기 웨이퍼 척(14)의 회전에 따라 건조되며, 건조 공정이 끝난 웨이퍼(W)는 후속 공정을 진행하기 위해 이송된다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 현상 공정이 챔버에 의해 밀폐된 공간에서 진행되므로, 온도 및 습도 조절과 배기 조절이 용이하며, 현상액 미스트(mist)가 공기 흐름의 영향으로 인해 웨이퍼 위에 낙하하여 결함으로 작용하는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 웨이퍼간 임계치수 변화를 억제하여 수율 향상이 가능하다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 현상장치는 현상액 분사 노즐과 세정액 분사 노즐이 고정된 상태에서 웨이퍼만 회전 구동하므로, 장치 크기를 축소할 수 있다.

Claims (7)

1. 밀폐 공간을 형성하는 챔버;

   상기 챔버 내부에 설치되며, 웨이퍼를 회전 가능하게 지지하는 웨이퍼 척;

   상기 웨이퍼 척에 고정된 웨이퍼의 표면에 현상액을 분사하는 현상액 분사부; 및

   상기 웨이퍼 척에 고정된 웨이퍼의 표면에 세정액을 분사하는 세정액 분사부;

   를 포함하며, 상기 현상액 분사부는 복수의 현상액 분사공들을 구비하는 판상 부재를 구비하는 반도체 제조용 현상장치.
2. 제 1항에 있어서,

   현상액 분사부의 판상 부재는 챔버 내부에서 상하 방향으로 이동이 가능하게 설치되는 반도체 제조용 현상장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 현상액 분사부의 현상액 분사 영역은 웨이퍼 구경의 1/3 내지 2/3의 크기로 형성되는 반도체 제조용 현상장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 현상액 분사 영역은 웨이퍼의 중심부를 포함하는 반도체 제조용 현상장치.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 현상액 분사부의 현상액 분사 영역은 웨이퍼의 중심부를 포함하며, 웨이퍼 구경의 1/2의 크기로 형성되는 반도체 제조용 현상장치.
6. 제 3항에 있어서,

   상기 세정액 분사부는 세정액 공급부로부터 공급받은 세정액을 웨이퍼 표면에 분사하는 세정액 분사 노즐을 구비하는 반도체 제조용 현상장치.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 세정액 분사 노즐은 웨이퍼에 대해 40 내지 50°의 경사 각도로 설치된 상태에서 웨이퍼 회전 방향과 역방향으로 세정액을 분사하는 반도체 제조용 현상장치.

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