KR20050030505A - Developement apparatus and method for fabricating semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 제조용 현상장치 및 현상 방법에 관한 것으로, 특히 세정액 분사 노즐의 비사용시에 상기 노즐 단부에 부착된 파티클을 제거함으로써, 상기 파티클로 인해 후속 웨이퍼에 포토 블록 결함(photo block defect)이 발생되는 것을 방지한 반도체 제조용 현상장치 및 현상 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a developing apparatus and a developing method for semiconductor manufacturing, and in particular, by removing particles adhering to the nozzle end when the cleaning liquid jet nozzle is not in use, the particles cause photo block defects in subsequent wafers. The present invention relates to a developing device for semiconductor manufacturing and a developing method which have been prevented from becoming.
일반적으로, 반도체 제품을 생산하기 위해서는 매우 정밀한 반도체 제조 공정은 물론, 반도체 제조 공정을 수행하는 반도체 제조 설비를 필요로 한다.In general, the production of semiconductor products requires a highly precise semiconductor manufacturing process, as well as a semiconductor manufacturing equipment that performs the semiconductor manufacturing process.
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 포토레지스트 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.The semiconductor manufacturing equipment can be largely classified into a preceding semiconductor manufacturing equipment and a subsequent semiconductor manufacturing equipment. The preceding semiconductor manufacturing equipment is a photoresist coating process, an exposure process, and a development process, which is a preceding process for forming a semiconductor thin film pattern on a pure silicon wafer. And a subsequent semiconductor manufacturing facility is an ion implantation process for injecting impurities having predetermined characteristics into the wafer through a photoresist thin film patterned on the wafer, an etching process for etching and patterning a previously formed semiconductor thin film, and a wafer A deposition process for adding a predetermined thin film, a metal process for connecting a fine thin film circuit pattern, and the like are performed.
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 포토마스크상의 특정 패턴에 따라 노광 공정을 수행하며, 이렇게 노광된 PR층의 불필요한 부위를 현상액으로 제거하고, 잔류하는 현상액을 세정하는 공정을 포함한다.Among them, the photolithography process of the prior semiconductor manufacturing equipment uniformly applies PR (Photoresist) to the surface of the wafer after cleaning and drying, and the exposure process according to a specific pattern on the photomask formed in a predetermined layout thereon And removing unnecessary portions of the PR layer thus exposed with a developer and washing the remaining developer.
이러한 사진 공정중 현상 공정을 수행하는 종래의 현상장치는 일반적으로 컵의 내측에 설치되어 웨이퍼를 안착하는 진공척을 포함한다.The conventional developing apparatus which performs the developing process during such a photographic process generally includes a vacuum chuck installed inside the cup to seat the wafer.
진공척의 상측으로 소정 거리 이격된 위치에는 웨이퍼의 불필요한 PR층을 선택적으로 제거하기 위한 현상액 공급부가 이동 가능하게 설치되고, 현상액 공급부의 소정 위치에는 웨이퍼의 상면에 현상액을 분사하는 현상액 공급관이 연결된다.A developer supply portion for selectively removing an unnecessary PR layer of the wafer is movable at a position spaced a predetermined distance apart from the upper side of the vacuum chuck, and a developer supply pipe for injecting a developer onto the upper surface of the wafer is connected to a predetermined position of the developer supply portion.
그리고, 진공척의 상측으로는 잔류하는 현상액을 세정하기 위한 세정액 공급부가 설치되고, 세정액 공급부의 소정 위치에는 웨이퍼의 상면에 세정액(순수 등)을 분사하는 세정액 공급관이 연결된다.A cleaning solution supply section for cleaning the remaining developer is provided above the vacuum chuck, and a cleaning solution supply pipe for injecting a cleaning solution (pure water, etc.) onto the upper surface of the wafer is connected to a predetermined position of the cleaning solution supply section.
이러한 구성의 현상장치는 다음과 같이 작동된다.The developing apparatus of such a configuration is operated as follows.
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 공급관이 수평 방향으로 움직이며 소정 시간동안 현상액을 분사하게 된다.After the wafer subjected to the photomasking process is seated on the upper surface of the vacuum chuck and is sucked and fixed to the upper surface of the vacuum chuck through the suction port connected to the vacuum pump, the vacuum chuck on which the wafer is fixed is rotated at high speed until the process is completed. The developer moves in the horizontal direction to spray the developer for a predetermined time.
분사를 마친 후 소정 시간이 경과되면 세정액 공급관을 통해서 세정액이 분사되며, 분해된 PR층의 불필요한 부위와 현상액의 잔량은 상기 분사된 세정액으로 인해 제거된다.After a predetermined time elapses after the spraying, the washing liquid is sprayed through the washing liquid supply pipe, and the unnecessary portion of the decomposed PR layer and the remaining amount of the developing solution are removed by the sprayed washing liquid.
그런데, 상기한 구성의 현상장치에 의하면, 세정액 공급관으로부터 세정액이 웨이퍼를 향해 분사될 때, 분사되는 반동력에 의해 웨이퍼에 존재하는 파티클이 세정액 공급관의 분사 노즐에 부착되고, 후속 웨이퍼의 공정 진행시에 상기 분사 노즐에 부착된 파티클이 후속 웨이퍼의 표면으로 낙하하여 포토 블록 결함(photo block defect)이 발생되는 문제점이 있다.By the way, according to the developing apparatus of the above-mentioned structure, when the cleaning liquid is injected from the cleaning liquid supply pipe toward the wafer, particles present on the wafer are attached to the injection nozzle of the cleaning liquid supply pipe by the reaction force that is injected, and at the time of the process progress of the subsequent wafer. Particles attached to the spray nozzles fall onto the surface of the subsequent wafer, causing photo block defects.
이에, 종래에는 세정액 분사 노즐의 설치 각도를 웨이퍼에 대해 90°에서 70°로 변경하는 한편, 분사 노즐의 설치 높이를 높여 상기한 파티클 부착 문제를 해결하고자 하였으나, 이러한 노력에도 불구하고 파티클 부착으로 인한 포토 블록 결함이 완전히 제거되지 못하고 있는 실정이다.Therefore, in the related art, the installation angle of the cleaning liquid jet nozzle was changed from 90 ° to 70 ° with respect to the wafer, while the installation height of the jet nozzle was increased to solve the above-described particle adhesion problem. The photo block defect is not completely removed.
이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 세정액 분사 노즐의 비사용시에 상기 노즐 단부에 부착된 파티클을 제거함으로써, 상기 파티클로 인해 후속 웨이퍼에 포토 블록 결함이 발생되는 것을 방지한 현상장치를 제공함에 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, the present invention is to remove the particles attached to the nozzle end when the cleaning liquid injection nozzle is not used, thereby preventing the particles from generating photo block defects on subsequent wafers It is an object to provide a developing device.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,The present invention to achieve the above object,
웨이퍼를 회전 가능하게 지지하는 웨이퍼 척 및 이 척을 회전 구동시키는 구동 모터와;A wafer chuck rotatably supporting the wafer and a drive motor for rotationally driving the chuck;
상기 웨이퍼 척의 둘레 영역에 배치되는 컵과;A cup disposed in a peripheral region of the wafer chuck;
상기 웨이퍼 척에 고정된 웨이퍼의 표면에 현상액을 공급하는 현상액 공급 수단과;Developing solution supply means for supplying a developing solution to a surface of the wafer fixed to the wafer chuck;
작업 위치와 비작업 위치를 왕복 이동하면서 상기 웨이퍼 척에 고정된 웨이퍼의 표면을 세정하는 세정액 분사 노즐을 포함하는 세정액 공급 수단과;Cleaning liquid supply means comprising a cleaning liquid spray nozzle for cleaning the surface of the wafer fixed to the wafer chuck while reciprocating between a working position and a non-working position;
상기 세정액 분사 노즐이 비작업 위치에 위치할 때 상기 세정액 분사 노즐의 단부를 세정하는 세정 수단;Cleaning means for cleaning an end of the cleaning liquid injection nozzle when the cleaning liquid injection nozzle is located in the non-working position;
을 포함하는 반도체 제조용 현상장치를 제공한다.It provides a developing device for semiconductor manufacturing comprising a.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 세정 수단은 가스 공급부와, 상기 가스 공급부에 연결되는 가스 라인과, 상기 가스 라인의 단부에 설치되어 세정 가스를 상기 세정액 공급 수단의 노즐을 향해 분사하는 가스 분사 노즐과, 상기 가스 라인상에 설치되는 레귤레이터 및 가스 필터를 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the cleaning means includes a gas supply unit, a gas line connected to the gas supply unit, and a gas injection unit installed at an end of the gas line to spray cleaning gas toward the nozzle of the cleaning liquid supply unit. It includes a nozzle, a regulator and a gas filter installed on the gas line.
그리고, 상기 세정액 공급 수단은 웨이퍼 표면에 대해 90° 또는 소정의 경사 각도, 바람직하게는 70°의 경사 각도로 설치되는 세정액 분사 노즐을 포함한다. The cleaning liquid supply means further includes a cleaning liquid jet nozzle which is installed at an angle of 90 ° or a predetermined inclination, preferably 70 °, with respect to the wafer surface.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 현상장치의 개략적인 구성도를 도시한 것이다.1 shows a schematic configuration diagram of a developing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 본 실시예의 현상장치는 상측이 개구된 일정 공간의 컵(10)과, 컵(10)의 내측에 설치되어 웨이퍼(W)를 회전 가능하게 지지하는 웨이퍼 척(12)과, 상기 웨이퍼(W)를 향해 현상액을 공급하는 현상액 공급 수단(20)과, 상기 웨이퍼를 향해 순수 등의 세정액을 공급하는 순수 공급 수단(30)을 포함한다.As shown in the drawing, the developing apparatus of the present embodiment includes a cup 10 of a predetermined space having an upper side opened, a wafer chuck 12 installed inside the cup 10 to rotatably support the wafer W, And a developer supply means 20 for supplying a developing solution toward the wafer W, and a pure water supply means 30 for supplying a cleaning solution such as pure water toward the wafer.
상기 웨이퍼 척(12)은 도시하지 않는 진공 수단에 의해 형성된 진공압에 의해 웨이퍼(W)를 진공 흡착할 수 있는 진공척으로 구성할 수 있으며, 이 척(12)은 하측에 설치된 구동 모터(14)에 의해 회전 구동된다.The wafer chuck 12 can be configured as a vacuum chuck capable of vacuum suction of the wafer W by a vacuum pressure formed by a vacuum means (not shown), and the chuck 12 is a drive motor 14 provided below. Driven by rotation.
그리고, 현상액 공급 수단(20)은 현상액 저장조(미도시함)에 연결된 현상액 공급 라인(22)과, 이 라인(22)의 단부에 설치되는 현상액 분사 노즐(24)을 포함하며, 상기 현상액 분사 노즐(24)은 도시하지 않은 이송 수단에 의해 웨이퍼(W) 상측의 작업 위치와 컵(10) 외측의 비작업 위치로 이송될 수 있다. 도 1에는 상기 현상액 분사 노즐(24)이 비작업 위치에 위치된 상태를 도시하였다. 물론, 상기 현상액 분사 노즐(24)이 작업 위치에 고정된 상태로 설치될 수 있음은 자명하다.The developer supply means 20 includes a developer supply line 22 connected to a developer reservoir (not shown), and a developer injection nozzle 24 installed at an end of the line 22. The developer injection nozzle The 24 may be transferred to a working position above the wafer W and a non-working position outside the cup 10 by a conveying means (not shown). 1 shows a state in which the developer spray nozzle 24 is located in a non-working position. Of course, it is obvious that the developer spray nozzle 24 may be installed in a fixed position.
그리고, 현상액에 의해 고분자화되지 않은 불필요한 부위를 제거함과 아울러 웨이퍼를 세정하기 위한 세정액 공급 수단(30)은 반도체 생산 라인(미도시함)을 따라 설치되어 있는 순수 공급 라인(32)과, 순수 공급 라인(32)의 단부에 설치되는 순수 분사 노즐(34)을 포함하며, 상기 순수 분사 노즐(34)은 도시하지 않은 이송 수단에 의해 웨이퍼(W) 상측의 작업 위치(점선으로 도시함)와 컵(10) 외측의 비작업 위치로 이송되도록 설치된다. In addition, the cleaning solution supply means 30 for removing the unnecessary portion not polymerized by the developer and cleaning the wafer includes a pure supply line 32 provided along a semiconductor production line (not shown), and a pure water supply. A pure spray nozzle 34 installed at an end of the line 32, the pure spray nozzle 34 having a working position (shown in dashed lines) and a cup above the wafer W by a conveying means (not shown). (10) It is installed to be conveyed to the non-working position on the outside.
또한, 상기 순수 분사 노즐(34)은 도 1에 도시한 바와 같이 웨이퍼(W)의 상면에 대해 수직으로 설치될 수도 있고, 도 2에 도시한 바와 같이 상기 웨이퍼(W)의 상면에 대해 일정한 경사각(θ), 예를 들어 70°의 경사각(θ)으로 설치될 수도 있다.In addition, the pure water jet nozzle 34 may be installed perpendicular to the top surface of the wafer W as shown in FIG. 1, and as shown in FIG. 2, the inclination angle is constant with respect to the top surface of the wafer W. As shown in FIG. (θ), for example, may be provided at an inclination angle θ of 70 °.
한편, 상기한 순수 분사 노즐(34)을 통해 순수를 분사하여 웨이퍼(W)를 세정할 때 상기 노즐(34)의 단부에는 파티클이 접착되는데, 본 실시예는 상기한 파티클을 제거하기 위해 세정 수단(40)을 구비한다.On the other hand, when the pure water is sprayed through the pure water spray nozzle 34 to clean the wafer W, particles are adhered to the end of the nozzle 34. In this embodiment, the cleaning means is used to remove the particles. 40.
본 실시예에 있어서, 상기 세정 수단(40)은 가스 공급부(미도시함)와, 가스 공급부에 연결되는 가스 라인(42)과, 가스 라인(42)의 단부에 설치되어 세정용 가스, 바람직하게는 질소 가스를 상기 순수 분사 노즐(34)의 단부를 향해 분사하는 가스 분사 노즐(44)을 포함하며, 가스 라인(42)상에는 질소 가스 압력을 조절하기 위한 레귤레이터(46)와, 질소 가스를 필터링하기 위한 가스 필터(48)가 설치된다.In this embodiment, the cleaning means 40 is provided at a gas supply part (not shown), a gas line 42 connected to the gas supply part, and an end of the gas line 42 to clean the gas, preferably It includes a gas injection nozzle 44 for injecting nitrogen gas toward the end of the pure water injection nozzle 34, the regulator 46 for adjusting the nitrogen gas pressure on the gas line 42, filtering the nitrogen gas The gas filter 48 for this is provided.
이와 같이 구성된 본 실시예에 따른 현상장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.The operation of the developing apparatus according to the present embodiment configured as described above is as follows.
감광제가 도포되어 감광된 상태의 웨이퍼(W)가 웨이퍼 척(12)에 안착되어 진공 작용에 의해 흡착 고정되면, 현상액 분사 노즐(24)이 웨이퍼(W)의 상면에 현상액을 분사하여 현상 작업을 실시하게 된다.When the photosensitive agent is applied and photosensitized, the wafer W is seated on the wafer chuck 12 and is sucked and fixed by vacuum action, and the developer spray nozzle 24 sprays the developer onto the upper surface of the wafer W to perform development work. Will be implemented.
일정 시간의 현상 작업이 완료되면 현상액 분사 노즐(24)은 컵(10) 외측의 비작업 위치로 이동하고, 순수 분사 노즐(34)이 컵(10) 외측의 비작업 위치로부터 점선으로 도시한 작업 위치로 이동되어 웨이퍼(W) 상면으로 순수를 분사하게 된다.When the developing work for a certain time is completed, the developer spray nozzle 24 moves to the non-working position outside the cup 10, and the pure water spray nozzle 34 is a work shown in dotted lines from the non-working position outside the cup 10. It is moved to a position to spray the pure water to the upper surface of the wafer (W).
이때, 웨이퍼(W)에 남아 있는 세정액(순수)은 상기 웨이퍼 척(12)의 회전에 따라 건조되며, 건조 공정이 끝난 웨이퍼(W)는 후속 공정을 진행하기 위해 이송된다. 그리고, 상기 웨이퍼 척(12)에는 후속 웨이퍼가 안착되며, 순수 분사 노즐(34)이 작업 위치로부터 비작업 위치로 이동되고, 현상액 분사 노즐(24)이 작업 위치로 이동된다.At this time, the cleaning liquid (pure water) remaining on the wafer W is dried in accordance with the rotation of the wafer chuck 12, and the wafer W after the drying process is transferred to proceed to the subsequent process. Subsequently, a subsequent wafer is seated on the wafer chuck 12, the pure spray nozzle 34 is moved from the working position to the non-working position, and the developer spray nozzle 24 is moved to the working position.
그리고, 상기 순수 분사 노즐(34)이 비작업 위치에 위치되면, 상기 가스 분사 노즐(44)을 통해 순수 분사 노즐(34)의 단부에 질소 가스가 분사되며, 상기 웨이퍼(W) 세정시에 노즐(34) 단부에 부착된 파티클은 질소 가스에 의해 제거된다.When the pure water jet nozzle 34 is positioned at the non-working position, nitrogen gas is injected to the end of the pure water jet nozzle 34 through the gas jet nozzle 44, and the nozzle during the cleaning of the wafer W is performed. (34) Particles attached to the ends are removed by nitrogen gas.
따라서, 후속 웨이퍼의 세정을 위해 순수 분사 노즐(34)이 작업 위치로 이동된 경우 이 노즐(34)의 단부에는 파티클이 부착되어 있지 않으므로, 상기 후속 웨이퍼에 파티클이 낙하함으로 인해 발생되는 포토 블록 결함이 제거된다.Therefore, when the pure jet nozzle 34 is moved to the working position for cleaning the subsequent wafer, since no particles are attached to the end of the nozzle 34, photo block defects caused by particles falling on the subsequent wafer Is removed.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 순수 분사 노즐이 비작업 위치에 위치되는 비작업 시간 동안에 노즐 단부의 파티클 제거 작업이 이루어지므로, 상기 파티클로 인해 발생되는 후속 웨이퍼의 포토 블록 결함을 효과적으로 제거할 수 있는 이점이 있다.According to the embodiment of the present invention as described above, since the particle removal operation of the nozzle end is performed during the non-working time when the pure spray nozzle is located in the non-working position, the photo block defect of the subsequent wafer generated by the particles is eliminated. There is an advantage that can be removed effectively.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 현상장치의 개략적인 구성도이며,1 is a schematic configuration diagram of a developing apparatus according to an embodiment of the present invention,
도 2는 도 1의 순수 분사 노즐의 다른 실시예를 도시한 도면이다.2 is a view showing another embodiment of the pure water jet nozzle of FIG.
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2003
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