KR20010003930A - 반도체소자 제조 공정용 현상액 도포 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체소자 제조 공정중 포토 공정의 감광제 현상을 진행하는 트랙장치의 현상액 도포장치의 구조 개선 및 그 제어방법의 개선을 통해 버블 발생을 방지하는 한편 도포되는 현상액의 불필요한 낭비를 줄이고 현상 완료후의 패턴 균일성이 유지될 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 웨이퍼(1)가 안착되는 웨이퍼척(2)과, 상기 웨이퍼척(2) 상부에 설치되어 현상액(5)을 웨이퍼척(2) 상면에 안착된 웨이퍼(1) 상면으로 분사하는 현상액 도포노즐(3)과, 상기 웨이퍼척(2)을 선택적으로 승강하도록 하는 구동수단(4)과, 상기 현상액 도포노즐(3)과 웨이퍼척(2) 사이의 위치에 설치되어 현상액(5) 분사 초기에 현상액(5)의 분사여부를 검출하는 검출센서와, 상기 검출센서로부터의 검출신호를 받아 상기 구동수단(4)으로 구동신호를 보내는 컨트롤러(7)가 구비된 현상액 도포장치로서, 웨이퍼척(2) 상면에 웨이퍼(1)를 안착시키는 단계와, 상기 웨이퍼(1)와 현상액 도포노즐(3) 하단부와의 간격을 소정의 간격이 되도록 조정하는 단계와, 상기 현상액 도포노즐(3)을 통해 현상액(5)을 분사하는 단계와, 현상액(5)이 웨이퍼(1) 상면에 도포됨과 동시에 웨이퍼척(2)을 현상액(5)의 낙하속도와 거의 동일한 속도로 일정 위치까지 하강시키는 단계를 순차적으로 수행하여서 현상액의 도포가 이루어지게 된다.

Description

반도체소자 제조 공정용 현상액 도포 장치 및 그 제어방법{device for coating developer in fabrication of semiconductor and method for controlling the same}

본 발명은 반도체소자 제조 공정용 현상액 도포장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 제조 공정중 포토 공정의 감광제 현상을 진행하는 트랙장치의 현상액 도포장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 포토 공정은 감광제 도포 공정과, 노광공정 및 현상공정으로 진행되며, 포토 공정용 트랙 장비에는 캐리어에 수납된 웨이퍼를 순차적으로 스핀 유니트(Spin Unit)로 공급하는 센드 유니트(Send Unit))와, 감광제 또는 현상액을 웨이퍼에 도포한 후 스핀척을 회전시켜 감광제 도포 및 현상 공정을 행하는 스핀 유니트와, 상기 스핀 유니트에서 감광제 도포 및 현상 공정이 완료되어 반송된 웨이퍼에 대한 연화(또는 경화) 굽기 작업을 행하는 베이크 유니트(Bake Unit)와, 상기 베이크 유니트에서 베이킹된 후 반송된 웨이퍼를 리시브 캐리어에 수납시키는 리시브 유니트(Receive Unit)등이 구비된다.

또한, 상기한 스핀 유니트는 도 1에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(1)가 상면에 안착되는 웨이퍼척(2)과, 상기 웨이퍼척(2)을 회전시키기 위한 구동수단(4)(도시는 생략함)과, 상기 웨이퍼척(2) 상부면으로부터 일정간격 이격되도록 설치되어 웨이퍼(1) 상면 센터 및 그로부터 일정거리 이격된 위치에 현상액(5)을 도포하는 현상액 도포노즐(3)이 구비된다.

이 때, 상기 현상액 도포노즐(3)은 일정간격 이격되도록 설치된다.

이와 같이 구성된 기존의 현상액 도포장치에서의 현상액 도포 과정 및 현상과정은 다음과 같이 진행된다.

먼저, 노광이 완료된 웨이퍼(1)가 웨이퍼척(1) 상부에 안착되어 고정되면, 현상액 도포노즐(3)이 웨이퍼(1)의 센터쪽으로 이동하게 되며, 이에 따라 현상액 도포노즐(3)은 각각 웨이퍼(1)의 센터 및 중간부분에 위치하게 된다.

이와 같이 된 상태에서 웨이퍼척(2)이 회전함과 더불어 상기 도포노즐(3)을 통해 현상액(5)이 분사되어 웨이퍼(1) 상면에 도포된다.

이 때, 웨이퍼(1) 상면과 도포노즐(3)의 선단부 사이는 1.5∼2.0㎝ 정도 이격된 상태를 유지하게 된다.

또한, 현상액(5)의 도포가 완료된 후에는 도포노즐(3)이 초기 위치로 돌아가게 되고, 웨이퍼(1) 상면에 도포된 현상액(5)은 소정의 시간에 걸쳐 웨이퍼(1) 표면에 ??팅(wetting)되며, 이에 따라 현상이 진행된다.

한편, 현상이 완료된 후에는 린스액 도포노즐이 웨이퍼 센터쪽로 구동하여 린스액을 분사하므로써, 웨이퍼(1) 상면에 도포된 현상액을 제거하게 되며, 그 후 드라이 스핀을 실시하여 건조후 웨이퍼(1)를 웨이퍼척(2)으로부터 언로딩하게 된다.

그러나, 이와 같이 현상액 도포가 행해지는 종래에는 웨이퍼(1) 상면과 현상액 도포노즐(3) 선단 사이가 현상액이 도포되는 내내 동일한 간격를 유지하게 된다.

이에 따라, 종래에는 현상액(5) 도포 초기부터 현상액(5) 도포가 완료되는 시점까지 현상액(5)이 웨이퍼(1) 상면에 일정한 압력으로 부딪히게 되고, 현상액(5)이 웨이퍼(1) 상면에 부딪힐 때 발생하는 이러한 압력에 의해 웨이퍼(1) 상면에 버블이 발생하므로써 미리 웨이퍼(1) 상면에 도포된 감광제와 반응이 일어나지 않는 영역이 생기게 되는 문제점이 있었다.

또한, 웨이퍼(1) 상면에 대한 현상액(5)의 작용압이 큰 만큼, 웨이퍼(1) 가장자리쪽으로 퍼지는 현상액(5)의 속도가 빨라 현상액중 많은 양이 미반응 상태로 웨이퍼(1)를 벗어나게 되므로, 현상액이 과다하게 소요되는 낭비요소가 있었다.

한편, 버블 발생 및 현상액의 도포 속도의 불균일로 인해 웨이퍼(1)의 센터부와 가장자리부 사이에 현상이 불균일하게 진행되어 패턴 불량이 발생하게 되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 반도체소자 제조 공정중 포토 공정의 감광제 현상을 진행하는 트랙장치의 현상액 도포장치의 구조 개선 및 그 제어방법의 개선을 통해 버블 발생을 방지하는 한편 도포되는 현상액의 불필요한 낭비를 줄이고 현상 완료후의 패턴 균일성이 유지될 수 있도록 한 반도체소자 제조 공정용 현상액 도포장치 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 기술장치 구성을 나타낸 종단면도

도 2는 종래 현상액 도포과정을 나타낸 흐름도

도 3은 본 발명의 기술장치 구성을 나타낸 종단면도

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 기술장치를 이용한 현상액 도포과정을 순차적으로 나타낸 것으로서,

도 4a는 현상액이 분사되기 전의 상태를 나타낸 종단면도

도 4b는 현상액 분사 초기의 상태를 나타낸 종단면도

도 4c는 웨이퍼 척이 하강하여 하사점에 위치한 상태를 나타낸 종단면도

도 4d는 웨이퍼 척이 새로 상승한 상태를 나타낸 종단면도

도 5는 본 발명의 현상액 도포 과정을 나타낸 흐름도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1:웨이퍼 2:웨이퍼척

3:현상액 도포노즐 4:구동수단

5:현상액 6a:발광부

6b:수광부 7:컨트롤러

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼척과, 상기 웨이퍼척 상부에 설치되어 현상액을 웨이퍼척 상면에 안착된 웨이퍼 상면으로 분사하는 현상액 도포노즐과, 상기 웨이퍼척을 선택적으로 승강하도록 하는 구동수단과, 상기 현상액 도포노즐과 웨이퍼척 사이의 위치에 설치되어 현상액 분사 초기에 현상액의 분사여부를 검출하는 검출센서와, 상기 검출센서로부터의 검출신호를 받아 상기 구동수단으로 구동신호를 보내는 컨트롤러가 구비됨을 특징으로 하는 반도체소자 제조 공정용 현상액 도포장치가 제공된다.

한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 형태에 따르면, 웨이퍼척 상면에 웨이퍼를 안착시키는 단계와, 상기 웨이퍼와 현상액 도포노즐 하단부와의 간격을 소정의 간격이 되도록 조정하는 단계와, 상기 현상액 도포노즐을 통해 현상액을 분사하는 단계와, 현상액이 웨이퍼 상면에 도포됨과 동시에 웨이퍼척을 현상액의 낙하속도와 거의 동일한 속도로 일정 위치까지 하강시키는 단계를 순차적으로 수행하여서 됨을 특징으로 하는 반도체소자 제조 공정용 현상액 도포장치 제어방법이 제공된다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부도면 도 3 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 기술장치 구성을 나타낸 종단면도이고, 도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 기술장치를 이용한 현상액 도포과정을 순차적으로 나타낸 것이며, 도 5는 본 발명의 현상액 도포 과정을 나타낸 흐름도로서, 본 발명의 현상액 도포장치는 웨이퍼(1)가 안착되는 웨이퍼척(2)과, 상기 웨이퍼척(2) 상부에 설치되어 현상액(5)을 웨이퍼척(2) 상면에 안착된 웨이퍼(1) 상면으로 분사하는 현상액 도포노즐(3)과, 상기 웨이퍼척(2)을 선택적으로 승강하도록 구동시키는 구동수단(4)과, 상기 현상액 도포노즐(3)과 웨이퍼척(2) 사이의 위치에 설치되어 현상액(5) 분사 초기에 현상액(5)의 분사여부를 검출하는 검출센서(6a)(6b)와, 상기 검출센서로부터의 검출신호를 받아 상기 구동수단(4)으로 구동신호를 보내는 컨트롤러(7)가 구비되어 구성된다.

이 때, 상기 구동수단(4)은 솔레노이드등 웨이퍼척(2)을 원하는 속도로 승강시킬 수 있는 구동원 및 동력전달요소로 구성되면 가능함은 물론이다.

또한, 상기 현상액(5) 분사여부 검출을 위한 검출센서는 발광부(6a) 및 수광부(6b)로 이루어지게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 현상액 도포장치를 이용한 도포 과정은 다음과 같다.

먼저, 트랜스퍼(도시는 생략함)에 의해 웨이퍼척(2) 상면에 웨이퍼(1)가 안착된 후에는 도 4a에 나타낸 바와 같이 상기 웨이퍼(1)와 현상액 도포노즐(3) 하단부와의 간격을 소정의 이격거리(1.5㎝)가 되도록 조정된다.

그 후, 간격 조정이 완료되면 도 4b에 나타낸 바와 같이 현상액 도포노즐(3)을 통해 현상액(5)을 분사하게 되며, 현상액(5)의 분사가 감지되면 웨이퍼척(2)을 현상액(5)의 낙하속도와 거의 동일한 속도로 일정 위치까지 하강시키게 된다.

이어, 웨이퍼척(2)은 도 4c에 나타낸 바와 같이 일정 위치까지 하강한 후에 다시 상승하여 도 4d에 나타낸 바와 같이 소정의 위치에서 정지하게 되며, 이와 같이 웨이퍼(1)의 승강이 이루어지는 동안 웨이퍼(1) 상면에 대한 현상액(5)의 도포가 이루어지게 된다.

즉, 현상액(5)의 도포가 실질적으로 시작됨과 동시에 웨이퍼척(2)이 현상액(5) 낙하속도와 거의 동일한 속도로 하강하므로써 현상액(5)과 웨이퍼척(2)과의 속도차가 미약해지므로 인해 현상액(5)은 웨이퍼(1) 상면에 거의 저항을 받지않고 도포된다.

따라서, 웨이퍼(1) 상면에 대해 버블의 발생없이 현상액(5)의 도포가 진행되므로써 현상불량이 방지될 수 있다.

한편, 상기에서 현상액(5)의 도포에 따른 웨이퍼척(2)의 하강시점 설정 및 구동수단(4)의 작동과정은 다음과 같은 과정을 통해 진행된다.

먼저, 현상액(5)이 현상액 도포노즐(3)을 통해 분사되어 검출센서가 설치된 위치를 지나게 되면, 발광부(6a) 및 수광부(6b)로 이루어진 검출센서가 현상액(5)의 통과여부를 검출하여 검출신호를 컨트롤러(7)로 보내게 된다.

이어, 상기 컨트롤러(7)에서는 검출센서의 검출신호를 받아 솔레노이드 등의 구동수단(4)에 대해 구동신호를 인가하게 되고, 이에 따라 구동수단(4)이 작동하여 웨이퍼척(2)을 하강시키게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술사상의 범주를 벗어나지 않는 한 구성요소와, 치수, 형상 및 재질 등의 변경이 가능함은 물론이다.

이상에서와 같이, 본 발명은 반도체소자 제조 공정중 포토 공정의 감광제 현상을 진행하는 트랙장치의 현상액 도포장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 현상액 도포시 웨이퍼 상면에 대한 현상액의 반발력을 감소시켜 웨이퍼 상면에서의 버블 발생을 방지하게 된다.

한편, 본 발명은 웨이퍼 상면에 도포되는 현상액의 불필요한 낭비를 줄이고 현상공정 완료후의 패턴 균일성 유지가 가능하게 된다.

Claims (3)

1. 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼척과,

   상기 웨이퍼척 상부에 설치되어 현상액을 웨이퍼척 상면에 안착된 웨이퍼 상면으로 분사하는 현상액 도포노즐과,

   상기 웨이퍼척을 선택적으로 승강하도록 하는 구동수단과,

   상기 현상액 도포노즐과 웨이퍼척 사이의 위치에 설치되어 현상액 분사 초기에 현상액의 분사여부를 검출하는 검출센서와,

   상기 검출센서로부터의 검출신호를 받아 상기 구동수단으로 구동신호를 보내는 컨트롤러가 구비됨을 특징으로 하는 반도체소자 제조 공정용 현상액 도포장치.
2. 웨이퍼척 상면에 웨이퍼를 안착시키는 단계와,

   상기 웨이퍼와 현상액 도포노즐 하단부와의 간격을 소정의 간격이 되도록 조정하는 단계와,

   상기 현상액 도포노즐을 통해 현상액을 분사하는 단계와,

   상기 현상액이 웨이퍼 상면에 도포됨과 동시에 웨이퍼척을 현상액의 낙하속도와 거의 동일한 속도로 일정 위치까지 하강시키는 단계를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 반도체소자 제조 공정용 현상액 도포방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 현상액이 현상액 도포노즐을 통해 분사되는 것을 검출센서가 검출하여 검출신호를 컨트롤러로 보내는 단계와,

   상기 컨트롤러가 구동수단에 구동신호를 인가하는 단계가 포함됨을 특징으로 하는 반도체소자 제조 공정용 현상액 도포장치 제어방법.