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KR100249309B1 - 반도체 제조용 포토 레지스트 코팅 장치 - Google Patents

반도체 제조용 포토 레지스트 코팅 장치 Download PDF

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KR100249309B1
KR100249309B1 KR1019970006793A KR19970006793A KR100249309B1 KR 100249309 B1 KR100249309 B1 KR 100249309B1 KR 1019970006793 A KR1019970006793 A KR 1019970006793A KR 19970006793 A KR19970006793 A KR 19970006793A KR 100249309 B1 KR100249309 B1 KR 100249309B1
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KR
South Korea
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photoresist
wafer
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bowl
cover
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박성현
김성일
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윤종용
삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명의 포토 레지스트 코팅장치는 상부가 개방된 용기 형태의 본체(11)와, 본체(11) 내부에 위치되고 웨이퍼(W)를 고정하여 일정속도로 회전시키는 스핀척(12) 및 상기 본체(11)의 상부를 개폐하게 되는 덮개(17)를 구비한 반도체 제조용 포토 레지스트 코팅장치에 있어서, 본체(11)의 내측에 설치되어 포토 레지스트가 본체(11)에 묻지 않도록 하는 보울(16); 본체(11)의 내부와 연통되도록 덮개(17)에 형성되어 있는 관통구멍(22)(23); 관통구멍(22)을 통해 웨이퍼(W) 상에 수직방향으로 상하 이동하도록 설치되어 포토 레지스트를 분출하는 포토 레지스트 디스펜스 노즐(14); 관통구멍(23)을 통해 웨이퍼(W) 상에 수직 방향으로 상하 이동하도록 설치되어 웨이퍼의 모서리부에 묻은 포토 레지스트를 제거하는 사이드 린스 노즐(15); 및 덮개(17)의 밑면 중앙부에 설치되어 보울(16)을 클리닝하기 위한 클리닝수단으로 구성된다.
따라서, 본 발명에 의하면 포토 레지스트의 솔벤트 등의 휘발성분이 휘발되는 것이 감소되므로 현상공정시 현상부분에 대한 치수관리가 규정치 내로 유지되는 것이고, 보울이 본체에 장착된 상태에서 클리닝작업이 이루어지게 되므로 보울교체로 인한 번거로움과 시간손실이 해소되는 효과가 있다.

Description

반도체 제조용 포토 레지스트 코팅장치{Apparatus of coating photoresist in semiconductor divice manufacturing process}
본 발명은 반도체 제조용 포토 레지스트 코팅(photo resist coating) 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사진 식각 공정을 위한 포토 레지스트를 웨이퍼에 코팅하는 반도체 제조용 포토 레지스트 코팅장치에 관한 것이다.
일반적인 포토 레지스트 코팅장치는 도1에 도시된 바와 같이 상부가 개방된 본체(1) 내부에 웨이퍼(W)가 놓여지는 스핀척(spin chuck)(2)을 구비하고 있다. 이 스핀척(2)은 본체(1) 하부를 관통하여 구동부(3)와 회전 가능하게 연결되고 구동부(3)의 구동에 의해 회전됨으로써 웨이퍼(W)를 회전시키게 된다.
본체(1)는 용기 형상으로 형성된 것으로, 상단이 스핀척(2)보다 높게 위치되어 포토 레지스트 코팅시 포토 레지스트가 외부로 튀는 것을 방지하도록 되어 있다. 본체(1)의 상부에는 포토 레지스트 디스펜스 노즐(dispense nozzle)(4) 및 사이드 린스 노즐(side rinse nozzle)(5)이 수직방향으로 상하이동하도록 설치된다.
또한 본체(1)의 내측에는 포토 레지스트가 본체(1)에 묻은 것을 방지하기 위한 보울(bowl)(6)이 설치되고 이 보울(6)은 테프론(teflon) 재질로 제조하여 표면에 묻은 포토 레지스트의 제거가 용이하도록 되어 있으며, 주기적으로 교체하여 클리닝(cleaning)하게 된다.
이러한 구성의 포토 레지스트 코팅장치는, 본체(1) 내의 스핀척(2) 상에 웨이퍼(W)를 올려놓으면 스핀척(2)이 진공으로 흡착하여 웨이퍼(W)를 고정하게 되고, 이어서 포토 레지스트 디스펜스 노즐(4) 및 사이드 린스 노즐(5)이 하방으로 이동하여 포토 레지스트가 웨이퍼(W) 상에 공급되어짐과 동시에 구동부(3)의 구동으로 스핀척(2)이 일정속도로 회전함으로써 원심력에 의해 포토 레지스트가 웨이퍼(W) 상에 균일하게 퍼지어 코팅되어진다.
또한 사이드 린스 노즐(5)에 의해서는 린스액이 분출되어 웨이퍼(W)의 가장자리부에 묻은 포토 레지스트를 제거하게 되고, 린스액과 제거된 포토 레지스트는 보울(6)의 배출구(7)를 통해 배출된다.
포토 레지스트가 웨이퍼(W)에 코팅되어지면, 포토 레지스트 디스펜스 노즐(4) 및 사이드 린스 노즐(5)이 상방으로 이동하게 되고, 스핀척(2)의 회전이 정지되면 포토 레지스트가 코팅된 웨이퍼(W)를 다음 공정으로 이송시킴으로써 코팅작업이 완료되는 것이다.
그러나 종래의 포토 레지스트 코팅장치는 보울(6)에 묻은 포토 레지스트를 제거하기 위해 주기적으로 보울(6)을 교체하여 클리닝하는 것이므로 교체작업 및 클리닝 작업이 매우 번거롭고 많은 시간이 소요되므로 설비의 가동율을 저하시키게 되었다.
또한 포토 레지스트의 코팅시 포토 레지스트 디스펜스 노즐(4)로부터 공급된 포토 레지스트가 대기에 노출되는 것이므로 포토 레지스트의 솔벤트(solvent) 성분이 휘발되어 점도(viscosity)가 높아지게 되었고, 포토 레지스트의 점도가 높아지는 것에 의해 현상 공정시 현상 부위의 폭이나 간격에 대한 치수(cristal dimemsion)가 균일하지 않아 규정된 치수 범위 내로 관리하기가 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 보울이 설치된 상태에서 클리닝하는 것을 가능하게 함으로써 보울의 교체작업을 감소시키고, 보울의 클리닝 작업을 편리하게 하여 작업성 및 설비의 가동율을 향상시킬 수 있는 반도체 제조용 포토 레지스트 코팅장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 포토 레지스트의 코팅시 포토 레지스트가 대기에 노출되지 않도록 하여 포토 레지스트의 점도를 유지함으로써 현상 공정시 현상 부위에 대한 치수를 균일하게 유지할 수 있는 반도체 제조용 포토 레지스트 코팅장치를 제공하는 데 있다.
도1은 종래의 포토 레지스트 코팅장치를 나타낸 단면구조도이다.
도2 및 도3은 본 발명에 따른 포토 레지스트 코팅장치의 제1실시예를 나타낸 종단면도이다.
도4는 본 발명의 제1실시예에 따른 포토 레지스트 코팅장치의 덮개를 나타낸 평면도이다.
도5 및 도6은 본 발명에 따른 포토 레지스트 코팅장치의 제2실시예를 나타낸 종단면도이다.
도7은 본 발명의 제2실시예에 따른 포토 레지스트 코팅장치의 덮개를 나타낸 평면도이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
1, 11, 31 : 본체 2, 12, 32 : 스핀척
3, 13 : 구동부 4, 14, 34 : 포토 레지스트 디스펜스 노즐
5, 15, 35 : 사이드 린스 노즐 6, 16 : 보울
7 : 배출구 17, 37 : 덮개
18, 38 : 스프링 쿨러 19 : 펌프
20 : 린스액 저장탱크 21 : 호스
22, 23 : 관통구멍 33 : 힌지핀
W : 웨이퍼
상기의 목적은 상부가 개방된 용기 형태의 본체와, 상기 본체 내부에 위치되고 웨이퍼를 고정하여 일정속도로 회전시키는 스핀척 및 상기 본체의 상부를 개폐하게 되는 덮개를 구비한 반도체 제조용 포토 레지스트 코팅장치에 있어서, 상기 본체의 내측에 설치되어 포토 레지스트가 본체에 묻지 않도록 하는 보울; 상기 본체의 내부와 연통되도록 상기 덮개에 형성되어 있는 관통구멍; 상기 관통구멍을 통해 상기 웨이퍼 상에 수직방향으로 상하 이동하도록 설치되어 포토 레지스트를 분출하는 포토 레지스트 디스펜스 노즐; 상기 관통구멍을 통해 웨이퍼 상에 수직 방향으로 상하 이동하도록 설치되어 웨이퍼의 모서리부에 묻은 포토 레지스트를 제거하는 사이드 린스 노즐; 및 상기 덮개의 밑면 중앙부에 설치되어 상기 보울을 클리닝하기 위한 클리닝수단;을 설치하여 구성됨을 특징으로 하는 반도체 제조용 포토 레지스트 코팅장치에 의해 달성될 수 있다.
또한 본 발명은 상부가 개방된 용기 형태의 본체와, 상기 본체 내부에 위치되고 웨이퍼를 고정하여 일정속도로 회전시키는 스핀척 및 상기 본체의 상부를 개폐하게 되는 덮개를 구비한 반도체 제조용 포토 레지스트 코팅장치에 있어서, 상기 본체의 내측에 설치되어 포토 레지스트가 본체에 묻지 않도록 하는 보울; 상기 웨이퍼 상에 포토 레지스트를 분출하는 포토 레지스트 디스펜스 노즐 및 웨이퍼의 모서리부에 묻은 포토 레지스트를 제거하는 사이드 린스 노즐이 고정 설치되고 상기 본체의 상부가 개폐 가능하도록 개방위치 및 폐쇄위치로 이동 가능하게 설치된 덮개; 및 상기 덮개의 밑면 중앙부에 설치되어 상기 보울을 클리닝하기 위한 클리닝수단;을 설치하여 구성됨을 특징으로 하는 반도체 제조용 포토 레지스트 코팅장치에 의해 달성될 수 있다.
이 때 상기 클리닝수단은 덮개의 대략 중앙부를 관통하여 내부의 보울에 린스액을 분사하는 스프링 쿨러(spring cooler)와, 린스액 저장탱크에서 상기 스프링 쿨러로 린스액을 공급하는 펌프로 구성하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도2 내지 도4는 본 발명에 따른 반도체 제조용 포토 레지스트 코팅장치의 제1실시예를 나타낸 것으로, 상부가 개방된 용기 형태의 본체(11)와, 이 본체(11) 내부에 설치되어 웨이퍼(W)가 놓여지는 스핀척(12 : spin chuck)을 구비하고 있다.
본체(11)는 주로 스테인레스 스틸(stainless steel)로 제조되고, 본체(11)의 내측에는 포토 레지스트를 코팅하는 과정에서 포토 레지스트가 본체(11)에 묻지 않도록 하는 보울(16 : bowl)이 설치되고, 이 보울(16)은 표면에 묻은 포토 레지스트의 클리닝이 용이하도록 테프론 재질로 제조된다.
스핀척(12)은 본체(11)의 하부를 관통하여 구동부(13 : 예를 들면 모터 등을 말한다)와 연결되고, 구동부(13)의 회전구동에 의해 일정한 속도로 회전되며, 미도시된 진공펌프 등에 연결되어 웨이퍼(W)를 진공 흡착하여 고정하게 된다.
또한 본 발명의 포토 레지스트 코팅장치는 본체(11)의 상부에 덮개(17)가 설치되어 코팅 공정시 내부의 휘발성 물질이 외부로 휘발되지 않도록 본체(11)의 상부를 개폐 가능하도록 되어 있고, 이 덮개(17) 저면에는 내부의 보울(16)에 묻은 포토 레지스트를 제거하기 위한 클리닝수단이 설치되어 있다.
클리닝수단은 덮개(17)의 대략 중앙부를 상하로 관통하여 내부의 보울(16)에 린스액을 분사하도록 설치되어 있는 스프링 쿨러(18)와, 이 스프링 쿨러(18)에 린스액을 공급하는 펌프(19)로 이루어지는 것으로, 이 펌프(19)는 린스액 저장탱크(20)와 호스(21)로 연결되어 린스액을 펌핑하여 공급하게 되고, 스프링 쿨러(18)와 펌프(19)는 변형이 자유로운 호스(21)로 연결하여 덮개(17)의 개폐 동작시 유동 가능하게 하며, 린스액은 솔벤트를 사용하는 것이 바람직하다.
또한 스핀척(12) 상에 웨이퍼(W)에 포토 레지스트를 코팅하기 위한 포토 레지스트 디스펜스 노즐(14) 및 웨이퍼(W)의 가장자리에 묻은 포토 레지스트를 제거하는 사이드 린스 노즐(15)은 덮개(17)의 상부에 위치하여 통상의 방식으로 수직방향으로 상하 이동하게 설치되고, 덮개(17)에는 상기 포토 레지스트 디스펜스 노즐(14) 및 사이드 린스 노즐(15)이 통과하는 관통구멍(22)(23)이 형성되어 본체(11)의 상부를 덮개(17)로 폐쇄시킨 상태에서 포토 레지스트의 코팅작업이 이루어질 수 있도록 구성되어 있다.
이러한 구성의 본 발명은 도2 및 도3에 도시한 바와 같이 본체(11)의 상부를 덮고 있는 덮개(17)를 연 상태에서 포토 레지스트를 코팅하고자 하는 웨이퍼(W)를 스핀척(12) 상에 고정시킨 후 덮개(17)를 다시 닫아 본체(11)의 내부가 외부의 대기와 차단되도록 한다. 다시 말하면 본체(11)의 상단에 닫혀진 덮개(17)는 코팅 공정시 포토 레지스트에 함유된 휘발성 물질이 휘발되는 것을 방지할 수 있는 것이다.
상기 상태에서 포토 레지스트 디스펜스 노즐(14) 및 사이드 린스 노즐(15)을 하강시켜 덮개(17)의 관통구멍(22)(23)을 통해 내부로 삽입한 후 포토 레지스트 디스펜스 노즐(14)을 통해 포토 레지스트를 분출함과 동시에 구동부(13)를 구동시켜 스핀척(12)을 일정속도로 회전시키게 되면, 포토 레지스트가 원심력에 의해 웨이퍼(W) 상에 고루 퍼져 코팅되는 것이고, 사이드 린스 노즐(15)을 통해 린스액이 분사되어 웨이퍼(W)의 가장자리부에 묻은 포토 레지스트를 제거하게 된다.
이와 같이 포토 레지스트 코팅이 끝나게 되면, 포토 레지스트 디스펜스 노즐(14) 및 사이드 리스 노즐(15)을 상방으로 이동시킴과 동시에 다시 덮개(17)를 열어 포토 레지스트가 코팅된 웨이퍼는 다음 공정으로 이동시키고 다른 웨이퍼를 스핀척(12)에 고정시킴으로써 포토 레지스트 코팅을 반복적으로 수행하게 된다.
이 때 본 발명은 포토 레지스트 코팅시 본체(11) 내부가 덮개(17)에 의해 외부와 차단된 것이므로 포토 레지스트가 외부의 공기와 접촉되는 것을 감소시켜 포토 레지스트에 함유되어 있는 솔벤트 등의 휘발성물질이 휘발되는 것을 감소시킬 수 있는 것이다.
또한 본 발명은 상기한 바와 같은 포토 레지스트 코팅작업을 반복적으로 수행하는 과정에서 포토 레지스트가 보울(16)에 묻게 되므로 주기적으로 보울(16)을 클리닝하고 있으며, 이는 스핀척(12)에 더미(dummy) 웨이퍼를 고정시키고 덮개(17)를 덮은 상태에서 이루어지는 것이므로, 펌프(19)를 구동하여 린스액 저장탱크(20)로부터 린스액을 스프링 쿨러(18)로 공급하게 되면, 스프링 쿨러(18)가 회전하면서 린스액을 사방으로 분사시켜 보울(16)에 묻은 포토 레지스트를 클리닝하게 되므로 보울(18)을 본체(11)로부터 분리하지 않고 클리닝하는 것이 가능하게 된다.
도5 내지 도7은 본 발명에 따른 반도체 제조용 포토 레지스트 코팅장치의 제2실시예를 나타낸 것으로, 포토 레지스트 디스펜스 노즐(34) 및 사이드 린스 노즐(35)이 스프링 쿨러(38)와 함께 덮개(37)에 고정되고, 덮개(37)는 본체(31)의 일측에 힌지핀(33)으로 회동 가능하게 설치되어 본체(31)의 상부를 덮는 폐쇄위치와 본체(31)에 웨이퍼(W)를 넣거나 빼낼 수 있는 개방위치 사이를 회동하도록 구성되어 있다.
따라서 덮개(37)를 개방위치로 회동시키고 웨이퍼(W)를 스핀척(32)에 고정시킨 후 덮개(37)를 폐쇄위치로 이동시키게 되면, 본체(31)의 상부가 폐쇄됨과 동시에 포토 레지스트 디스펜스 노즐(34) 및 사이드 린스 노즐(35)이 본체(31) 내의 웨이퍼(W)와 근접되어 포토 레지스트의 코팅과 웨이퍼(W)의 가장자리부에 묻은 포토 레지스트의 제거작업을 수행할 수 있다.
또한 포토 레지스트 코팅완료 후 덮개(37)를 열면 포토 레지스트 디스펜스 노즐(34) 및 사이드 린스 노즐(35)이 웨이퍼(W)로부터 이격되어 웨이퍼를 다음 공정으로 이동시킬 수 있게 된다.
이와 같이 포토 레지스트 디스펜스 노즐(34) 및 사이드 린스 노즐(35)이 폐쇄위치 및 개방위치 사이를 이동하는 덮개(37)에 설치됨으로써 종전에 포토 레지스트 디스펜스 노즐(34) 및 사이드 린스 노즐(35)을 수직방향으로 상하 이동시켰던 별도의 장치를 제거할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 반도체 제조용 포토 레지스트 코팅장치에 의하면, 포토 레지스트 코팅작업시 포토 레지스트가 외부의 대기에 노출되지 않아 솔벤트 등의 휘발성분이 휘발되는 것이 감소되므로 현상공정시 현상부분에 대한 치수관리가 규정치 내로 유지되는 것이고, 보울이 본체에 장착된 상태에서 클리닝작업이 이루어지게 되므로 보울 교체로 인한 번거로움과 시간손실이 해소되어 작업성 및 설비의 가동율이 향상되는 효과가 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (5)

  1. (정정)상부가 개방된 용기 형태의 본체와, 상기 본체 내부에 위치되고 웨이퍼를 고정하여 일정속도로 회전시키는 스핀척 및 상기 본체의 상부를 개폐하게 되는 덮개를 구비한 반도체 제조용 포토 레지스트 코팅장치에 있어서,
    상기 본체의 내측에 설치되어 포토 레지스트가 본체에 묻지 않도록 하는 보울;
    상기 본체의 내부와 연통되도록 상기 덮개에 형성되어 있는 관통구멍;
    상기 관통구멍을 통해 상기 웨이퍼 상에 수직방향으로 상하 이동하도록 설치되어 포토 레지스트를 분출하는 포토 레지스트 디스펜스 노즐;
    상기 관통구멍을 통해 웨이퍼 상에 수직 방향으로 상하 이동하도록 설치되어 웨이퍼의 모서리부에 묻은 포토 레지스트를 제거하는 사이드 린스 노즐; 및
    상기 덮개의 밑면 중앙부에 설치되어 상기 보울을 클리닝하기 위한 클리닝수단;
    을 포함하여 됨을 특징으로 하는 반도체 제조용 포토 레지스트 코팅장치.
  2. (정정)제1항에 있어서,
    상기 클리닝 수단은, 상기 덮개 중앙부에 관통되게 설치되어 내부의 보울에 린스액을 분출하는 스프링 쿨러(spring cooler); 및
    린스액 저장탱크에서 린스액을 펌핑하여 상기 스프링 쿨러로 공급하는 펌프;
    로 구성됨을 특징으로 하는 상기 반도체 제조용 포토 레지스트 코팅장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 린스액은 솔벤트인 것을 특징으로 하는 상기 반도체 제조용 포토 레지스트 코팅장치.
  4. (정정)상부가 개방된 용기 형태의 본체와, 상기 본체 내부에 위치되고 웨이퍼를 고정하여 일정속도로 회전시키는 스핀척 및 상기 본체의 상부를 개폐하게 되는 덮개를 구비한 반도체 제조용 포토 레지스트 코팅장치에 있어서,
    상기 본체의 내측에 설치되어 포토 레지스트가 본체에 묻지 않도록 하는 보울;
    상기 웨이퍼 상에 포토 레지스트를 분출하는 포토 레지스트 디스펜스 노즐 및 웨이퍼의 모서리부에 묻은 포토 레지스트를 제거하는 사이드 린스 노즐이 고정 설치되고 상기 본체의 상부가 개폐 가능하도록 개방위치 및 폐쇄위치로 이동 가능하게 설치되어 있는 덮개; 및
    상기 덮개의 밑면 중앙부에 설치되어 상기 보울을 클리닝하기 위한 클리닝수단;
    을 포함하여 됨을 특징으로 하는 반도체 제조용 포토 레지스트 코팅장치.
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