KR20100054456A - 웨이퍼 스캔 시 스핀 헤드 제어 방법 - Google Patents

Abstract

일정 속도로 회전하는 웨이퍼에 유막 형성 및 연마 공정등과 같은 공정에서 웨이퍼와 노즐의 움직임을 동일하게 할 수 있는 웨이퍼 스캔 시 스핀 헤드 제어 방법이 제공된다. 그 웨이퍼 스캔 시 스핀 헤드 제어 방법은, 웨이퍼(W)를 회전시키면서 가공용액을 분사하는 노즐(51)의 이송 속도를 웨이퍼(W)의 반경 방향 중심부와 주변부에서 상이하게 제어하는 단계와, 상기 노즐(51)의 이송 속도가 웨이퍼의 반경 방향 위치에 따라 가감되는 것에 따라 웨이퍼(W)의 회전 속도를 비례적으로 가감시키도록 스핀헤드(50)의 회전속도를 제어하는 단계로 구성한다.

노즐 회전 속도, 웨이퍼 회전 속도, 스핀 헤드 제어

Description

웨이퍼 스캔 시 스핀 헤드 제어 방법{Spin head control method when wafer scanning}

본 발명은 웨이퍼 스캔 시 스핀 헤드 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일정 속도로 회전하는 웨이퍼에 유막 형성 및 연마 공정등과 같은 공정에서 웨이퍼와 노즐의 움직임을 동일하게 할 수 있는 웨이퍼 스캔 시 스핀 헤드 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자를 제조하기 위해서는, 웨이퍼상에 막을 형성하는 도포 또는 증착공정, 웨이퍼상에 도포된 감광막에 포토마스크의 패턴을 전사하는 노광공정, 웨이퍼상에 형성된 막을 제거하는 식각공정등과 같은 다양한 공정을 거치게 된다.

상기 단위 공정들에서 웨이퍼는 일정 속도로 회전하도록 스핀헤드에 안착되어 있게 되고, 여기에 유막을 형성하기 위한 용액을 분사하거나 또는 연마액, 세정액, 식각액등을 분사하면서 웨이퍼를 가공하게 되는 것이다.

예를 들어, 식각 공정을 설명하면 식각액이 웨이퍼상에 균일하게 퍼져야 하는 바, 식각액이 부분적으로 과다하거나 부족하게 되면 이 부분에서 원하는 식각률 을 얻을 수 없게 된다.

그래서, 웨이퍼상에 식각액을 균일하게 공급하기 위하여 도3에 도시된 바와같이 식각장치가 사용되는 바, 이는 웨이퍼(W)가 안착되어 일정 속도로 회전하는 스핀헤드(50)와, 상기 스핀헤드(50)에 안착된 웨이퍼(W)에 식각액을 분사하도록 설치된 노즐(51)을 포함하여 구성된다.

상기 노즐(51)에서 식각액이 분사될 때는 웨이퍼(w)의 중심과 외주변에서의 회전속도 및 원심력이 다르기 때문에 이에 따라 적절하게 식각액을 분사하는 것이 중요하게 된다.

즉, 상기 식각액의 퍼지는 정도는 웨이퍼(w)의 중심-외주변 위치에 따른 원심력, 식각액의 분사유량등을 적절하게 결정하여 진행하게 되는 것이다.

이를 위해 도4에 도시된 바와 같이 웨이퍼(w)의 직경 방향D에 대해 스핀헤드가일정 속도 V로 회전을 할 때 노즐의 이동 속도 Ns를 가변되도록 형성하는 바, 웨이퍼의 중심에서는 노즐 이동 속도를 빠르게 하고 외주변에서는 느리게 이동하도록 세팅하게 되는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같이 회전하는 웨이퍼에 식각액을 노즐로 공급할 때 웨이퍼의 회전은 일정 속도로 유지하면서 노즐의 속도만을 가변적으로 제어하게 되면, 실질적으로 웨이퍼의 중심 부분과 외주변에 분사되는 식각액등과 같은 용액의 양을 균일하게 유지하기가 어렵게 되고, 이로 인해 웨이퍼의 가공이 불균일하게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 회전하는 웨이퍼의 영역에 관계없이 전영역에서 균일한 식각률을 얻을 수 있도록 한 웨이퍼 스캔 시 스핀 헤드 제어 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 웨이퍼를 회전시키면서 가공용액을 분사하는 노즐의 이송 속도를 웨이퍼의 반경 방향 중심부와 주변부에서 상이하게 제어하는 단계와,

상기 노즐의 이송 속도가 웨이퍼의 반경 방향 위치에 따라 가감되는 것에 따라 웨이퍼의 회전 속도를 비례적으로 가감시키도록 스핀헤드의 회전속도를 제어하는 단계로 구성함을 특징으로 한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이상과 같이 본 발명은 웨이퍼에 연마공정등과 같은 공정에서 용액을 분사할때 웨이퍼의 반경 방향 위치에서 중심부와 주변부에서의 노즐 속도 및 스핀헤드의 회전 속도를 가변시켜 웨이퍼에 용액이 균일하게 도포되도록 하는 잇점이 있는 것이다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

하나의 소자(elements)가 다른 소자와 "접속된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 소자가 다른 소자와 "직접 접속된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자를 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으 로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 스캔 시 스핀 헤드 제어 방법에 따른 웨이퍼와 스핀헤드 및 노즐의 관계를 도시한 개략도이고, 도 2는 웨이퍼의 직경에 대한 스핀헤드의 회전 속도를 나타낸 그래프로서, 웨이퍼(W)가 스핀헤드(50)에 안착되어 회전하는 상태에서 웨이퍼의 반경방향 위치에 이동 속도가 가변되는 노즐(51)의 이동속도에 맞춰 스핀 헤드(50)의 회전 속도를 가변시키도록 제어하게 된다.

즉, 노즐(51)의 이동 속도가 웨이퍼(W)의 중심부에서는 빨라지도록 제어하게 되고, 웨이퍼(W)의 주변부에서는 이동 속도가 늦어지도록 제어하게 됨으로써, 노즐(51)에서 분사되는 용액 예를 들면, 연마공정에서는 연마액, 유막형성 공정에서는 유막액이 웨이퍼(W) 전체적으로 균일하게 도포되도록 하는 것이다.

연마 공정에서는 웨이퍼(W)가 놓여지는 스핀헤드(연마헤드)의 회전 속도가 가변됨으로써, 웨이퍼(W)의 중심부는 짧은 시간 연마하고 주변부는 보다 많은 시간 연마하여 전체면이 균일하게 연마되도록 할 수 있게 된다.

도1을 참조하여 본원 발명의 제어 방법을 보다 자세하게 설명한다.

웨이퍼(W)의 직경을 D라고 하고, 상기 웨이퍼(W)가 안착되어 회전하는 스핀헤드(50)의 회전속도를 V라고 하며, 웨이퍼(W)의 반경 방향으로 이동하는 노즐(51) 의 이동 속도를 Ns라고 한다.

또한, 노즐(51)이 웨이퍼(W)를 스캔할 때의 영역을 A, B, C 3개 영역으로 구분하여 각 영역에서의 노즐 속도를 체크하게 된다.

물론, 상기 웨이퍼(W)의 스캔 영역을 보다 많은 구역으로 설정하게 되면 웨이퍼의 스캔 정밀도를 보다 높게 유지할 수 있게 된다.

예를 들어, 식각 공정을 본 발명에 따라 설명하면 웨이퍼(W)에 식각액을 분사하기 위하여 먼저 스핀헤드(50)에 웨이퍼(W)를 올려놓은 상태에서, 스핀헤드(50)를 회전시키게 된다.

스핀헤드(50)가 회전하게 되면 스핀헤드(50)의 회전에 맞게 노즐(51)의 이동 속도를 조절해야 하는 바, 상기 스핀헤드(50)의 회전속도를 도2에 도시된 바와 같이 조절하게 된다.

물론, 상기 스핀헤드(50)의 속도 조절은 노즐(51)에 설치되어 있는 도시되지 않은 센서등에 의해 속도가 감지됨과 아울러 상기 속도는 제어부(미 도시)등에 의해 제어될 수 있게 된다.

상기 스핀헤드(50)의 속도 조절은, 예를 들면 노즐(51)의 현재 위치가 A영역으로 감지되면 제어부가 스핀헤드(50)와 노즐(51)의 이동속도를 A영역에 적합하도록 설정하게 된다.

즉, 노즐(51)의 이동속도 Ns와 스핀헤드(50)의 회전속도 V가 스핀헤드(50)의 회전(웨이퍼의 회전) A영역에 적합하도록 가변되는 것이다.

물론, 노즐(51)이 웨이퍼(W)의 중심 부분으로 이동하게 되면 노즐(51)에 대 한 웨이퍼(W)의 회전 속도가 보다 빨라지는 것으로서, 이에 맞게 스핀헤드(50)의 회전속도를 B영역의 회전 속도에 맞게 높이게 된다.

여기서, 상기 스핀헤드(50)의 속도 조절은 노즐(51)을 제어하는 제어부에 의해 같이 제어하도록 하거나 또는 별도로 제어부를 설치하고 센서가 검출한 웨이퍼(W)의 회전속도에 따른 위치테이블(제어부에 미리 저장된 테이터)에 의해 제어할 수도 있게 된다.

다시 노즐(51)이 웨이퍼(W)의 C부분으로 이동하게 되면 회전 상대 속도가 낮아지는 것이기 때문에 C부분에 맞게 스핀헤드(50)의 회전 속도를 낮아지게 제어하게 된다.

상기한 바와 같이 웨이퍼(W)의 위치에 따라 스핀헤드(50) 및 웨이퍼(W)의 회전속도를 가변시키면서 노즐(51)의 이동 속도와 대응되도록 하면, 웨이퍼(W)에 식각액등과 같은 용액을 분사하여 가공할 때 웨이퍼(W)의 중심부와 주변부 모두 균일하게 유막 형성공정 또는 연마공정등과 같은 반도체 공정을 진행할 수 있게 된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 스캔 시 스핀 헤드 제어 방법에 따른 스핀 헤드와 웨이퍼의 관계를 도시한 개략도이다.

도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 스캔 시 스핀 헤드 제어 방법을 도시한 그래프이다.

도3은 일반적인 웨이퍼의 처리 공정에 사용되는 스핀헤드와 노즐의 설치 상태를 도시한 단면도이다.

도4는 도3에 따른 스핀헤드와 노즐의 제어 상태를 도시한 그래프이다.

*도면의 주요 부분에 대한 설명*

50: 스핀헤드 51: 노즐

W: 웨이퍼

Claims (3)

1. 웨이퍼를 회전시키면서 가공용액을 분사하는 노즐의 이송 속도를 웨이퍼의 반경 방향 중심부와 주변부에서 상이하게 제어하는 단계와,

   상기 노즐의 이송 속도가 웨이퍼의 반경 방향 위치에 따라 가감되는 것에 따라 웨이퍼의 회전 속도를 비례적으로 가감시키도록 스핀헤드의 회전속도를 제어하는 단계를 포함하는 웨이퍼 스캔 시 스핀 헤드 제어 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 스핀헤드의 회전 속도를 제어할 때 노즐의 이송 속도와 동일하게 가변되도록 제어하는 웨이퍼 스캔 시 스핀 헤드 제어 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 노즐이 웨이퍼의 중심부에 가까워질수록 스핀헤드의 회전속도를 빠르게 제어하는 웨이퍼 스캔 시 스핀 헤드 제어 방법.

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