KR20060025244A - 세정 노즐의 오염 제거 기능을 구비한 포토레지스트현상장치 - Google Patents

세정 노즐의 오염 제거 기능을 구비한 포토레지스트현상장치 Download PDF

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Abstract

세정 노즐 오염을 제거하기 위한 오염 제거 기능을 구비한 포토레지스트 현상장치를 개시한다. 본 발명에 의한 포토레지스트 현상장치는 세정액을 분사하기 위한 세정 노즐과, 상기 세정 노즐의 측부에 상기 세정 노즐을 향하도록 설치되어, 세척액을 상기 세정 노즐의 말단부위에 분사하여 세정 노즐 말단부위에 점착된 오염물질을 세척하기 위한 세척 노즐과, 상기 세정 노즐 말단부위에 설치되어 상기 세정 노즐 말단 부위가 오염되었는지 여부를 감지하여 상기 세척액이 상기 세정 노즐의 말단부위에 분사되도록 제어부에 신호를 보내는 센서를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다. 따라서 세정 노즐에 폐액이 점착되었을 경우에 이를 감지하고 세척하여 폐액 점착에 따른 세정 노즐의 오염과 그에 의한 웨이퍼 오염을 방지하고, 웨이퍼 불량 발생을 방지하는 효과를 얻는다.
포토레지스트 현상장치, 세정 노즐

Description

세정 노즐의 오염 제거 기능을 구비한 포토레지스트 현상장치{Photo developer having function of cleansing nozzle decontamination}
도 1은 종래의 반도체소자 제조용 포토레지스트 현상장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도
도 2는 도 1의 반도체소자 제조용 포토레지스트 현상장치를 설명하기 위한 평면도
도 3은 도 1의 포토레지스트 현상장치의 세정공정을 실시하기 위한 세정 노즐을 보여주는 도면
도 4는 도 3의 세정 노즐에 부착된 폐액에 의해 오염된 웨이퍼의 일 예를 보여주는 도면
도 5는 본 발명에 의한 포토레지스트 현상장치의 세정공정을 실시하기 위한 세정 노즐을 보여주는 도면
도 6은 본 발명에 의한 포토레지스트 현상장치를 나타내는 개략도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
118 : 스핀척 120 : 웨이퍼
122 : 세정 노즐 124 : 현상액 공급노즐
126 : 세척 노즐 130 : 포토레지스트 현상장치
135 : 센서 145 : 폐액
본 발명은 반도체소자 제조용 포토레지스트 현상장치에 관한 것으로써, 좀 더 구체적으로는 포토레지스트 현상장치의 세정 노즐 오염을 제거하기 위한 오염 제거 기능을 구비한 포토레지스트 현상장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 이온주입 공정, 막 증착 공정, 확산공정, 사진공정, 식각공정 등과 같은 다수의 공정들을 거쳐 제조된다. 이러한 공정들 중에서, 원하는 패턴을 웨이퍼 상에 형성하기 위한 사진공정은 반도체 소자 제조에 필수적으로 요구되는 공정이다.
이러한 사진공정은 식각이나 이온주입이 될 부위와 보호될 부위를 선택적으로 정의하기 위해 마스크나 레티클의 패턴을 웨이퍼 위에 만드는 것으로, 크게 웨이퍼 상에 포토레지스트를 떨어뜨린 후 고속으로 회전시켜 웨이퍼 위에 원하는 두께로 포토레지스트를 입히는 도포공정, 포토레지스트가 도포된 웨이퍼와 정해진 마스크 또는 레티클을 서로 정렬시킨 후 자외선과 같은 빛이 상기 마스크 또는 레티클을 통하여 웨이퍼 상의 포토레지스트에 조사되도록 하여 마스크 또는 레티클의 패턴을 웨이퍼에 옮기는 노광공정 및 상기 노광공정이 완료된 웨이퍼의 포토레지스트를 현상하여 원하는 포토레지스트 패턴을 형성하는 현상공정으로 이루어진다. 상기 현상공정에서는 현상액이 포토레지스트가 노광된 웨이퍼에 뿌려지게 되고, 포지티브 포토레지스트의 경우에 노광된 부분은 제거되고, 노광되지 않은 부분은 패턴으로 남겨진다. 한편 네거티브 포토레지스트의 경우에 그 반대로 된다.
상기 도포공정, 노광공정 및 현상공정 이외에 사진공정은, 포토레지스트와 웨이퍼간의 접착성을 향상시키기 위한 HMDS(Hexamethyl disilane) 처리 공정과 베이크 공정을 포함한다. 여기서, 상기 베이크 공정은 일반적으로 소프트 베이크 공정(soft bake process)과 하드 베이크 공정(hard bake process)으로 대별된다.
상기 소프트 베이크 공정에서는 웨이퍼 상에 도포된 포토레지스트의 용제가 약하게 가열되어 일부가 휘발되는 현상이 일어난다. 이는 후속의 노광공정에서 포토레지스트의 화학 반응이 방해받지 않도록 하고, 웨이퍼의 상부와 포토레지스트와의 계면 접착력이 증가되도록 하여 후속의 노광공정을 용이하게 하기 위해서이다. 한편, 현상작업의 완료 후에, 상기 포토레지스트 자체 내에 잔존하는 여분의 용제 및 수분을 제거하는 하드 베이크 공정이 수행된다. 이는 포토레지스트와 웨이퍼 표면간의 접착력을 증진시키기 위한 것으로, 웨이퍼 상에 코팅된 포토레지스트를 현상한 후에 행하여진다.
이와 같은 사진공정 중의 현상공정은 포토레지스트 현상장치에서 이루어지며, 현상공정은 현상액이 담긴 배스(Bath) 내부에 노광된 기판을 투입하여 소정시간동안 대기한 후, 방출시키는 이머젼(Immersion)방식, 일정량의 현상액을 정지된 기판 상에 짜서 기판 전면에 현상액을 웨팅(Wetting)시킨 다음 일정 반응 대기시간을 거쳐 상기 현상액을 세정하는 퍼들(Puddle)방식, 노광된 기판을 회전시키며 그 상부에 현상액을 분사하는 스프레이(Spray)방식 등이 있다.
도 1은 종래의 반도체소자 제조용 포토레지스트 현상장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
상기 종래의 반도체소자 제조용 포토레지스트 현상장치는, 도 1에 도시된 바와 같이 노광된 웨이퍼(20)를 고정하여 모터(16)의 구동에 의해서 회전하는 스핀척(18)이 중앙부에 설치되어 있다. 그리고, 상기 노광된 웨이퍼(20) 상부에는 스핀척(18) 상에 안착된 웨이퍼(20) 상에 초순수를 공급할 수 있는 세정 노즐(22)과 상기 스핀척(18) 상에 안착된 웨이퍼(20) 상에 현상액을 공급할 수 있는 현상액 공급노즐(24)이 설치되어 있다.
도 2는 도 1의 반도체소자 제조용 포토레지스트 현상장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 2에서 보는 바와 같이, 중심에 노광된 웨이퍼(20)가 놓일 스핀척(18)이 존재하고 스핀척(18)을 중심으로 양편에 각각 상기 세정 노즐(22)과 현상액 공급노즐(24)을 구비한 설비가 홈 포지션에 위치하고 있다. 즉 상기 세정 노즐(22)과 현상액 공급노즐(24)은 스핀척(18) 상에 웨이퍼가 안착되기 전에는 각각 홈 포지션에 위치하고 있다.
그리고 노광공정이 수행된 웨이퍼(20)가 스핀척(18) 상에 안착되면, 상기 스핀척(18)은 웨이퍼(20)를 고정한 상태에서 모터(16)의 구동에 의해서 소정의 속도 로 회전하게 된다. 다음으로, 상기 현상액 공급노즐(24)이 홈 포지션으로부터 웨이퍼 상부의 중앙부로 이동한 뒤 웨이퍼(20) 상에 일정량의 현상액을 분사하게 된다. 이때, 웨이퍼(20) 상에 분사된 현상액은 스핀척(18)의 회전에 의한 원심력에 의해서 웨이퍼(20)의 중앙부에서 가장자리 방향으로 이동함으로써 선행된 노광공정의 수행에 의해서 빛을 받은 웨이퍼(20) 영역 또는 빛을 받지 않은 웨이퍼(20) 영역의 포토레지스트를 선택적으로 식각하게 된다. 이후 상기 현상액 공급노즐(24)은 홈 포지션으로 돌아온다.
이어서, 상기 세정 노즐(22)이 홈 포지션으로부터 웨이퍼 상부로 이동한 뒤 웨이퍼(20) 상에 일정량의 초순수를 분사하게 된다. 이때, 웨이퍼(20) 상에 분사된 초순수는 스핀척(18)의 회전에 의한 원심력에 의해서 웨이퍼(20) 중앙부에서 가장자리 방향으로 이동하며 웨이퍼(20) 전면에 존재하는 포토레지스트 및 현상액을 세정한다.
도 3은 종래의 포토레지스트 현상장치의 세정공정을 실시하기 위한 세정 노즐을 보여주는 도면이다.
도 3을 참조하면, 포토레지스트 현상장치(30)에 장착된 세정 노즐(40)은 세정수로 현상액 및 포토레지스트 찌꺼기를 제거하기 위해서 세정 공정을 실시한다.
웨이퍼에 세정 공정을 하기 위해서 세정 노즐(40)은 홈 포지션에서 중앙부로 이동하여 웨이퍼에 세정수를 분사한다. 그리고 다시 원 위치로 이동한다. 그런데 웨이퍼를 세정하면서 현상액 및 포토레지스트 찌꺼기인 폐액(45)이 세정 노즐(40)에 점착되게 된다. 사용 횟수가 증가함에 따라 세정 노즐(40)이 점점 더 오염되어 웨이퍼는 깨끗하게 세정되지 못하고, 점착된 폐액(45)이 증가하면서 폐액(45)의 일부가 떨어져 웨이퍼를 오염시키는 경우가 발생하게 된다.
도 4는 세정 노즐에 부착된 폐액에 의해 오염된 웨이퍼의 일 예를 보여주는 도면이다.
포토레지스트 현상장치(30)에 구비된 세정 노즐(40)은 상술한 바와 같이 사용 횟수가 증가함에 따라 오염되어 폐액(45)이 점착되고, 그에 따라 웨이퍼가 깨끗하게 세정되지 못하고, 점착된 폐액이 증가하다 떨어지는 경우 도 4에 도시된 바와 같이 웨이퍼를 오염시키게 된다. 이러한 원인에 의해 세정 공정을 진행하는 과정에서 웨이퍼가 오히려 오염되어 웨이퍼 불량이 발생되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결할 수 있는 반도체 제조 장비를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 세정 노즐의 오염을 제거하기 위한 오염 제거 수단을 구비한 포토레지스트 현상장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 포토레지스트 현상장치의 세정 노즐의 오염에 의한 웨이퍼 오염을 방지할 수 있는 세정 노즐의 오염제거 기능을 구비한 포토레지스트 현상장치를 제공하는 데 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예적 양상(aspect)에 따른 포토레지스트 현상장치는 세정액을 분사하기 위한 세정 노즐과, 상기 세정 노즐 의 측부에 상기 세정 노즐을 향하도록 설치되어, 세척액을 상기 세정 노즐의 말단부위에 분사하여 세정 노즐 말단부위에 점착된 오염물질을 세척하기 위한 세척 노즐과, 상기 세정 노즐 말단부위에 설치되어 상기 세정 노즐 말단 부위가 오염되었는지 여부를 감지하여 상기 세척액이 상기 세정 노즐의 말단부위에 분사되도록 제어부에 신호를 보내는 센서를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이하 첨부한 도면들을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예가 상세히 설명될 것이다. 실시예에서의 설명들은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가지는 자에게 본 발명의 보다 철저한 이해를 돕기 위한 의도 이외에는 다른 의도 없이 예를 들어 도시되고 한정된 것에 불과하므로, 그러한 설명들이 본 발명의 범위를 제한하는 용도로 사용되어서는 아니 됨은 명백하다.
도 5는 본 발명에 의한 포토레지스트 현상장치의 세정공정을 실시하기 위한 세정 노즐을 보여주는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 현상장치(130)의 세정 노즐(122)은 측부에 세정 노즐(122)을 세척하기 위한 하나 이상의 세척 노즐(126)을 구비한다. 상기 세척 노즐(126)은 세척액을 세정 노즐(122)의 말단부위에 분사하여 세정 노즐(122)의 말단부위에 점착된 오염물질(145)을 세척하기 위하여, 상기 세정 노즐(122)을 중심으로 측부에 세정 노즐(122)을 향하도록 구성되어 있다. 상기 세척액은 초순수인 것이 바람직하다.
또한 상기 세정 노즐(122) 하부에는 세정 노즐(122)에 오염물질(145)이 점착되었는지 여부를 감지하는 센서(sensor, 135)가 설치되어 있다. 따라서 상기 세정 노즐(122)이 홈포지션에 있을 경우에 상기 세정 노즐(122)에 오염물질(145)이 존재하는지 여부와 폐액(145)이 점착되었는지 여부를 상기 센서(135)가 레이저빔 등을 이용하여 센싱한다. 그리하여 상기 센서(135)가 세정 노즐(122)에 오염물질이 존재한다고 판단한 경우, 포토레지스트 현상장치(130)의 제어부(도시하지 않음)에 신호를 보내어 세척 노즐(126)이 상기 세정 노즐(122)을 세척하기 위한 세척수를 분사하도록 한다.
도 6은 본 발명에 의한 포토레지스트 현상장치를 나타내는 개략도이다.
중심에 놓인 스핀척(118)에 노광된 웨이퍼(120)가 안착되면 홈 포지션에 있던 상기 현상액 공급노즐(124)이 웨이퍼(120)의 상부로 이동하여 현상액을 분사한다. 그 후 현상액 공급노즐(124)은 홈 포지션으로 다시 돌아가고, 홈 포지션에 위치하던 세정 노즐(122)이 웨이퍼 상부로 이동한다. 그리하여 세정수를 웨이퍼에 분사함으로써 포토레지스트 현상장치(130)에 장착된 세정 노즐(122)은 현상액 및 포토레지스트 찌꺼기를 제거하기 위해서 세정 공정을 실시한다. 그런데 웨이퍼를 세정하면서 현상액 및 포토레지스트 찌꺼기인 폐액(145)이 세정 노즐(122)에 점착되게 된다. 이 경우에 센서가 현상액 및 포토레지스트 찌꺼기인 폐액(145)이 세정 노즐(122)에 점착된 것을 감지하여 상기 센서(135)가 세정 노즐(122)에 오염물질(145)이 존재한다고 판단한 경우, 포토레지스트 현상장치(130)의 제어부(도시하지 않음)에 신호를 보내어 세척 노즐(126)이 상기 세정 노즐(122)을 세척하기 위한 세 척수를 분사하도록 한다.
상기 세정 노즐의 오염 제거 기능을 구비한 포토레지스트 현상장치는 세정 노즐에 폐액이 점착되는 것을 막아 폐액에 의한 오염을 방지하여 웨이퍼 불량이 발생되는 것을 방지하는 효과를 얻는다.
본 발명의 실시예에 따른 세정 노즐의 오염 제거 기능을 구비한 포토레지스트 현상장치는 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기본 원리를 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 설계되고, 응용될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게는 자명한 사실이라 할 것이다.
상술한 바와 같이, 세정 노즐의 오염 제거 기능을 구비한 본 발명에 따른 포토레지스트 현상장치는, 세정 노즐에 폐액이 점착되었을 경우에 이를 감지하고 세척하여 폐액 점착에 따른 세정 노즐의 오염과 그에 의한 웨이퍼 오염을 방지하고, 웨이퍼 불량 발생을 방지하는 효과를 얻는다.

Claims (5)

  1. 포토레지스트 현상장치에 있어서;
    세정액을 분사하기 위한 세정 노즐과:
    상기 세정 노즐의 측부에 상기 세정 노즐을 향하도록 설치되어, 세척액을 상기 세정 노즐의 말단부위에 분사하여 세정 노즐 말단부위에 점착된 오염물질을 세척하기 위한 세척 노즐과:
    상기 세정 노즐 말단부위에 설치되어 상기 세정 노즐 말단 부위가 오염되었는지 여부를 감지하여 상기 세척액이 상기 세정 노즐의 말단부위에 분사되도록 제어부에 신호를 보내는 센서를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 포토레지스트 현상장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 세척 노즐은 하나 이상인 것을 특징으로 하는 포토레지스트 현상장치.
  3. 제1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 세척액은 초순수인 것을 특징으로 하는 포토레지스트 현상장치.
  4. 제1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 센서는 레이저 빔을 이용함을 특징으로 하는 포토레지스트 현상장치.
  5. 제1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 센서는 상기 세정 노즐이 홈 포지션에 있는 경우에 작동하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 현상장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101998280B1 (ko) * 2018-12-04 2019-07-09 주식회사 창성에이스산업 전기자동차의 소화장치

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