KR20060040850A - 반도체의 현상 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체의 현상 장치 및 방법에 관한 것으로서, 즉 본 발명은 공정 수행을 위해 스핀척(10)의 상부로 안착시킨 웨이퍼(W)의 표면으로 현상액 및 초순수를 분사하여 감광막 현상을 수행하는 반도체의 현상 장치에 있어서, 상기 스핀척(10)에 안착되어 공정 위치에 구비되는 상기 웨이퍼(W)의 상부에는 저면에 복수의 현상액 공급 노즐(21)과 초순수 공급 노즐(22)을 형성한 노즐 바디(20)가 승강 및 수평 이동이 가능하게 구비되도록 하고, 상기 노즐 바디(20)의 현상액 공급 노즐(21)과 초순수 공급 노즐(22)에는 각각 현상액과 초순수를 공급하는 공급관(23)이 연결되도록 하는 구성으로 이루어지도록 하여 노즐 바디(20)를 이동시키면서 초순수를 우선 분사한 후 현상액을 분사되도록 하여 현상액의 흡수 효율을 향상시켜 현상 효율 및 제품의 품질이 대폭적으로 향상될 수 있도록 한다.

반도체 공정, 현상, 세정, 노즐

Description

반도체의 현상 장치 및 방법{Developing apparatus for manufacturing semiconductor and method thereof}

도 1은 종래의 반도체의 현상 장치를 개략적으로 도시한 측단면도,

도 2는 본 발명에 따른 반도체의 현상 장치를 개략작으로 도시한 측단면도,

도 3은 본 발명에 따른 현상 방법을 도시한 공정 흐름도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 스핀척

20 : 노즐 바디

21 : 현상액 공급 노즐

22 : 초순수 공급 노즐

23 : 공급관

W : 웨이퍼

본 발명은 반도체의 현상 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 현상액을 분사하는 현상액 분사 노즐과 초순수를 분사하는 초순수 분사 노즐을 승강 및 수평 이동이 가능하게 구비되는 하나의 노즐 바디에 구비되도록 하여 구조의 간소화를 웨이퍼에 현상액을 분사하기 전에 우선 초순수를 분사한 후 건조시킨 다음 현상액이 도포되게 함으로써 현상액의 흡수율이 증대되도록 하는 동시에 초순수의 분사와 현상액 분사가 하나의 위치에서 수행되게 함으로써 안정되고 신속한 공정 수행이 될 수 있도록 하는 반도체의 현상 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자의 집적도가 증가할수록 반도체 기판 상에 미세 크기의 패턴을 형성하는 사진 식각(photo-lithography) 공정의 중요성은 더욱 커지고 있다. 사진 식각 공정은 반도체 기판 상에 피식각층(식각 공정에 의해 패턴이 형성될 층)을 형성하는 단계와, 이 피식각층 상에 포토레지스트와 같은 감광막을 도포하는 단계와, 이 감광막을 빛에 부분적으로 노광시키는 단계와, 부분적으로 노광된 감광막을 현상함으로써 감광막 패턴을 형성하는 단계와, 이 감광막 패턴을 마스크로 하여 피식각층을 식각함으로써 최종적인 패턴을 형성하는 단계에 의해서 진행된다.

이러한 사진 식각에서 노광에 의해 부분적으로 노광된 감광막으로부터 원하는 패턴을 얻기 위해서 현상액이 도포되도록 하고 있다.

한편 현재의 현상 장비에서는 통상 현상액을 분사하는 노즐과 초순수(DI water)를 분사하는 노즐이 각기 구비되도록 하여 현상 공정으로 웨이퍼가 로딩되어 오면 바로 현상액을 분사하여 현상을 한 후 초순수에 의해 세정이 수행되도록 하고 있다.

도 1에서와 같이 스핀척(1)에 안착시킨 웨이퍼(W)의 상부로 승강 및 수평 이동이 가능하게 현상액 분사 노즐(2)이 구비되고, 웨이퍼(W)의 에지부와 센터측에는 각각 초순수를 분사하는 초순수 분사 노즐(3)(4)이 구비되도록 하고 있다.

하지만 종전에 비해 최근의 반도체에서는 디자인 룰이 대단히 미세해지고 정교하게 이루어지고 있어 현상 공정에서 바로 현상을 수행하다보면 현상 불량이 발생되어 패턴 손상 즉 웨이퍼 손상이 초래되는 문제가 있다.

또한 현상액과 초순수를 분사하는 노즐(2)(3)(4)이 여러 위치에 위치되어 있으므로 이들 각 노즐(2)(3)(4)로 현상액 및 초순수가 공급되도록 하기 위하여 공급관을 복잡하게 연결시켜야만 하므로 레이 아웃에 불리하고, 현상액 분사 노즐(2)의 이동 간섭이 초래되기도 하는 문제가 있다.

따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 주된 목적은 웨이퍼가 로딩되어 오면 우선 초순수를 분사한 후 현상액이 분사되도록 하여 웨이퍼에서의 현상액 흡수율을 증대시켜 공정 효율성 및 제품성이 보다 향상되도록 하는 반도체의 현상 방법을 제공하는데 있다.

또한 본 발명은 현상액과 초순수를 분사하는 노즐이 한 곳에 위치되도록 하여 공정 수행 중 분사 위치의 변경없이 보다 빠르고 안정된 공정이 수행될 수 있도록 하는 반도체의 현상 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 공정 수행을 위해 스핀척의 상부로 안착시킨 웨이퍼의 표면으로 현상액 및 초순수를 분사하여 감광막 현상을 수행하는 반도체의 현상 장치에 있어서, 상기 스핀척에 안착되어 공정 위치에 구비되는 상기 웨이퍼의 상부에는 저면에 복수의 현상액 공급 노즐과 초순수 공급 노즐을 형성한 노즐 바디가 승강 및 수평 이동이 가능하게 구비되도록 하고, 상기 노즐 바디의 현상액 공급 노즐과 초순수 공급 노즐에는 각각 현상액과 초순수를 공급하는 공급관이 연결되도록 하는 것이다.

이때 노즐 바디에는 저면의 일측에는 복수의 현상액 공급 노즐이 구비되도록 하고, 타측에는 복수의 초순수 공급 노즐이 구비되도록 한다.

이와 같은 현상 장치를 통하여 웨이퍼를 스핀척에 안착시키는 웨이퍼 로딩 단계와; 상기 스핀척을 회전시키는 단계와; 상기 웨이퍼의 상부에 위치되어 있는 노즐 바디를 수평 이동시키면서 초순수 분사 노즐을 통해 초순수를 분사하는 단계와; 상기 웨이퍼를 건조시키는 단계와; 상기 노즐 바디를 수평 이동시키면서 현상액 분사 노즐을 통해 현상액을 분사하는 단계와; 상기 노즐 바디를 수평 이동시키면서 초순수 분사 노즐을 통해 초순수를 분사하여 웨이퍼를 세정하는 단계 및 건조와 웨이퍼를 스핀척으로부터 언로딩시키는 단계로서 수행되도록 하는 것이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 반도체의 현상 장치를 개략적으로 도시한 측단면도로 서, 도면 부호 10은 스핀척이고, 이 스핀척(10)에는 웨이퍼(W)가 진공압에 의해서 긴밀하게 밀착 고정되도록 한다.

상기한 구성은 이미 종전과 동일하게 구비되어 있는 바 본 발명은 이러한 구성에서 현상액 및 세정액으로 사용되는 초순수를 분사하는 구성을 더욱 간소하게 개선하는데 특징이 있는 것이다.

즉 스핀척(10)에 웨이퍼(W)가 안착되면 그 상부에서 공정 위치에 노즐 바디(20)가 구비되는데 이 노즐 바디(20)에는 저면으로 복수의 현상액 분사 노즐(21)과 초순수 분사 노즐(22)이 각각 구비되고, 상부로부터는 각 현상액 분사 노즐(21)과 초순수 분사 노즐(22)에 현상액과 세정액을 각각 공급하게 되는 공급관(23)이 연결되도록 한다.

이때 각 현상액 분사 노즐(21)과 초순수 분사 노즐(22)은 소정의 분사각으로 현상액 및 세정액을 분사할 수 있도록 형성하되 분사각을 서로 겹쳐지게 형성하더라도 무방하며, 각 노즐(21)(22)의 형성 위치는 서로 구분되도록 내측과 외측 또는 우측과 좌측으로 구분시켜 형성되도록 하는 것이 보다 바람직하다.

이와 같은 노즐(21)(22)의 형성 위치는 저면에서 일측으로 복수로 현상액 분사 노즐(21)이 구비되도록 하고, 타측으로는 복수의 초순수 분사 노즐(22)이 구비되도록 하는 것이 가장 바람직하다.

한편 노즐 바디(20)는 종전의 현상액 공급용 암을 승강 및 수평 이동시키도록 구비시키는 구동 수단(미도시)과 브라켓트를 사용하여 연결함으로써 이 구동 수단에 의해서 종전과 같이 승강 및 수평 이동이 가능하도록 한다.

도면 중 미설명부호 30은 바울(bowl)이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 현상 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 전술한 바와 같이 하나의 노즐 바디(20)를 통해 현상액과 세정액이 분사되게 함으로써 공정을 수행하도록 한다.

우선 공정을 수행하기에 앞서 준비 단계로서 도 3에서와 같이 전기한 현상 장치를 통하여 웨이퍼(W)를 스핀척(10)에 안착시키도록 한다.(제1단계)

스핀척(10)에 웨이퍼(W)가 안착되어 견고하게 고정되면 스핀척(10)을 회전시키고(제2단계), 웨이퍼(W)의 상부에 위치되는 노즐 바디(20)를 구동 수단에 의해서 공정 수행 위치에 정위치하도록 한다.

노즐 바디(20)가 정위치되면 우선 노즐 바디(20)에는 초순수가 공급되도록 하여 노즐 바디(20)를 수평 이동시키면서 초순수 분사 노즐(22)을 통해 초순수가 웨이퍼(W) 표면에 분사되도록 한다.(제3단계)

이때 공급되는 초순수는 단순한 세정 작용을 위한 것이 아니라 웨이퍼 표면에의 현상액 흡수를 촉진시키기 위해 분사하게 되는 것이다.

초순수를 웨이퍼(W)에 분사한 다음에는 웨이퍼(W)를 잠시 건조시키고(제4단계), 건조시킨 웨이퍼(W)의 표면으로는 다시 노즐 바디(20)를 수평 이동시키면서 현상액 분사 노즐(21)을 통해 현상액이 분사되도록 한다.(제5단계)

현상액이 도포되면서 웨이퍼(W)의 표면에서 현상이 수행되어 패턴이 형성되도록 한 다음 다시 웨이퍼(W) 상부의 노즐 바디(20)를 수평 이동시키면서 초순수 분사 노즐(22)을 통해 초순수를 분사하여 웨이퍼(W)를 세정하도록 한다.(제6단계)

마지막으로 웨이퍼(W)로부터 현상액 및 현상시킨 직후 제거시킨 웨이퍼(W) 표면에 잔존하는 감광제들을 초순수를 사용하여 세정시킨 다음 다시 웨이퍼(W)를 건조시키고, 건조된 웨이퍼(W)는 후속 공정으로의 이동을 위해 언로딩되도록 한다.(제7단계)

이와 같은 일련의 단계를 순차적으로 거치면서 공정을 수행하게 되면 종전에 비해 더욱 공정 시간을 단축시킬 수가 있다.

즉 본 발명에서는 현상액을 분사하기 전에 종전과는 달리 우선 초순수를 분사한 후 건조시켜 현상액이 웨이퍼(W)에 보다 잘 흡수될 수 있는 조건을 만들어주도록 하고 있다.

초순수의 분사 및 건조를 수행한 다음 현상액을 분사하게 되면 보다 짧은 시간 동안 현상액을 분사하게 되더라도 원하는 정도의 현상 효율을 기대할 수가 있으므로 종전에 비해 현상 시간과 함께 보다 적은 양 및 시간으로도 필요한 현상을 수행할 수가 있으므로 현상액을 더욱 절약할 수가 있게 된다.

이렇게 현상액 분사 전에 초순수를 먼저 분사하여 웨이퍼(W)에서의 현상액 흡수율을 더욱 증대시키게 되면 웨이퍼 현상 효율이 더욱 향상됨으로서 최근 웨이퍼에서의 대단히 미세해지는 동시에 정교해지고 있는 디자인 룰에 적절히 대응하여 패턴에 손상을 주지 않으면서 공정을 수행할 수가 있게 되므로 그만큼 제품의 품질을 높일 수가 있게 된다.

이와 같은 방법적인 이점 외에도 본 발명은 현상액을 분사하는 현상액 분사 노즐(21)과 초순수를 분사하는 초순수 분사 노즐(22)을 하나의 노즐 바디(20)에 형 성되도록 하면서 이 노즐 바디(20)의 수평 이동에 의해서 웨이퍼(W)에 현상액과 초순수가 균일하게 분사될 수 있도록 하므로 더욱 구성의 간소화와 안정된 작동성이 제공될 수가 있도록 한다.

한편 상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다는 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다.

따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 현상액을 분사하는 노즐과 초순수를 분사하는 노즐을 하나의 노즐 바디(20)에 구비되도록 하면서 이 노즐 바디(20)를 승강 및 수평 이동이 자유자재로 이루어지게 하고, 또한 웨이퍼(W)의 상부를 이동하면서 현상액과 초순수가 선택적 및 순차적으로 분사되게 함으로써 현상액을 분사하기 전에 우선 초순수가 분사되도록 하여 현상액의 흡수 효율이 더욱 향상되도록 하는 것이다.

이러한 현상액의 흡수 효율 향상은 더욱 미세 및 정교해지는 반도체 패턴에 전혀 손상을 주지 않으면서 필요로 하는 패턴을 안정적으로 구현할 수 있도록 하여 웨이퍼에의 현상 효율 및 제품의 품질이 대폭적으로 향상되도록 하기도 한다.

특히 현상액 분사 노즐(21)과 초순수 분사 노즐(22)을 하나의 노즐 바디(20) 에 구비되게 함으로써 구조의 대폭적인 간소화가 이루어지게 하여 장비의 제작 및 조작이 편리해지도록 하는 이점을 제공하게 된다.

Claims (4)

1. 공정 수행을 위해 스핀척의 상부로 안착시킨 웨이퍼의 표면으로 현상액 및 초순수를 분사하여 감광막 현상을 수행하는 반도체의 현상 장치에 있어서,

   상기 스핀척에 안착되어 공정 위치에 구비되는 상기 웨이퍼의 상부에는 저면에 복수의 현상액 공급 노즐과 초순수 공급 노즐을 형성한 노즐 바디가 승강 및 수평 이동이 가능하게 구비되도록 하고, 상기 노즐 바디의 현상액 공급 노즐과 초순수 공급 노즐에는 각각 현상액과 초순수를 공급하는 공급관이 연결되도록 하는 반도체의 현상 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 노즐 바디에는 저면에 일측에는 복수의 현상액 공급 노즐이 구비되고, 타측에는 복수의 초순수 공급 노즐이 구비되도록 하는 반도체의 현상 장치.
3. 제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐 바디는 구동 수단에 브라켓트에 의해 연결 고정되어 상기 구동 수단에 의해서 승강 및 수평 이동되도록 하는 반도체의 현상 장치.
4. 웨이퍼를 스핀척에 안착시키는 웨이퍼 로딩 단계와;

   상기 스핀척을 회전시키는 단계와;

   상기 웨이퍼의 상부에 위치되어 있는 노즐 바디를 수평 이동시키면서 초순수 분사 노즐을 통해 초순수를 분사하는 단계와;

   초순수의 분사가 완료된 상기 웨이퍼의 표면을 건조시키는 단계와;

   상기 노즐 바디를 수평 이동시키면서 현상액 분사 노즐을 통해 현상액을 상기 웨이퍼 표면으로 분사하는 단계와;

   상기 노즐 바디를 수평 이동시키면서 초순수 분사 노즐을 통해 초순수를 분사하여 웨이퍼를 세정하는 단계; 및

   세정시킨 웨이퍼를 건조하고, 상기 웨이퍼를 스핀척으로부터 언로딩시키는 단계;

   로서 수행되는 반도체의 현상 방법.

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