KR20020088589A - 매엽식 반도체 웨이퍼용 약액 분사노즐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평판형 기판의 세정장치 및 감광액 도포, 현상 장치에 사용되는 매엽식 반도체 웨이퍼용 약액 분사노즐에 관한 것으로, 약액이 인입되는 약액인입구(41)(43)와, 질소가스가 통과하는 질소가스관 (46)과, 순수 또는 건조 가스가 공급되는 도트형 분사노즐(45)(47) 및 약액이 분사되는 약액분사구(44)가 구비된 약액 분사노즐에 있어서, 약액인입구(41)(43)와 약액분사구(44) 사이에 트랩(48)이 형성되며, 상기 약액분사구(44)는 띠상인 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 약액 분사노즐은 약액이 분사되기 전 진행경로가 2회 바뀌게 되므로 분사되는 약액의 압력을 크게 감소시켜 세정되는 반도체 웨이퍼의 손상을 줄일 수 있으며, 약액분사구(41)(43)가 띠형이어서 약액이 분사될 때 기포의 발생이 줄어들어 세정효율을 향상시킬 수 있고, 또한 하나의 노즐 결합체에 다수의 약액, 순수 또는 분사노즐(45)(47)들이 부착되어 있고, 하나의 반송, 제어장치만 사용하여 세정, 린스 건조의 과정을 모두 수행할 수 있어서, 약액, 순수 및 건조가스용으로 별도의 노즐이 부착되는 기존 장치에 비해 장치 제조 원가를 줄일 수 있다 .

Description

매엽식 반도체 웨이퍼용 약액 분사노즐{A Chemical Dispense Nozzle Of A Single Semiconductor Wafer Processor Type}

본 발명은 평판형 기판의 세정장치 및 감광액 현상 장치에 사용되는 약액 분사노즐에 관한 것으로, 상세하게는 반도체 웨이퍼(Wafer)나 박막액정 표시장치(LCD) 기판 등의 제조공정에 있어서 증착공정 전 또는 애셔(Asher) 공정 후의 웨이퍼를 세정하는 평판형 공작물의 세정하기 위한 세정장치 및 감광액의 도포, 노광 후에 현상 처리하기 위한 매엽식 반도체 웨이퍼용 약액 분사노즐에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조공정에서는 절연막 및 금속물질의 증착(Deposition), 식각(Etching), 감광제(Photo-resist)의 도포(Coating), 현상(Develop), 애셔(Asher) 제거 등이 수회 반복되어 미세한 패터닝(Patterning)의 배열을 만들어 나가게 되며, 각각의 공정에서 발생하는 이물질의 제거를 위한 공정으로는 순수(Deionized Water) 또는 약액(Chemical)을 이용한 세정공정(Wet Cleaning Process)이 있다.

이러한 감광제의 도포, 현상, 세정 공정 등에서는 액체 상태의 약액 또는 순수를 웨이퍼 위로 분사시켜 공정이 이루어지며, 일반적인 약액 분사노즐은 도 1a에서 보는 바와 같이, 한 장의 웨이퍼(110)를 처리할 수 있는 웨이퍼척(117)(Wafer chuck)으로 웨이퍼(110)를 고정시킨 후 모터에 의해 웨이퍼(110)를 회전시키면서, 웨이퍼(110)의 상부에서 분사노즐(119a)을 통해 약액 또는 순수를 흘려주어, 웨이퍼(110)의 회전력에 의해 약액 또는 순수가 웨이퍼(110)의 전면으로 퍼지게 하여 공정이 이루어지도록 하고 있다.

이와 같은 매엽식 웨이퍼 제조공정에 사용되는 종래의 웨이퍼용 약액 분사노즐은 도 1a 및 도 1b에 표시한 바와 같이, 약액 분사노즐(119a)(119b)의 끝으로부터 한점 또는 다수개의 작은 구멍을 통해 약액이 분사되며 웨이퍼(110)를 회전시킴으로써 웨이퍼(110) 전면에 고르게 분포되도록 고안되어 있다.

도 1a의 도트형 1점식 분사노즐은 하나의 분사노즐(119a)에 하나의 분사구를 통해 분사되며, 일정량의 약액 또는 순수를 웨이퍼(110) 중앙에 뿌린 후 웨이퍼(110)를 회전시켜 웨이퍼(110) 전면에 퍼지게 하는, 예컨대 감광제 또는 SOG류의 점성이 있는 유기물의 도포나, 회전하는 웨이퍼(110) 위로 순수를 분사시키고, 분사노즐(119)을 웨이퍼(110)의 중앙에서 외각까지 스캐닝하는 세정장치에 사용되고 있다.

이러한 도트형 1점식 분사노즐은 분사되는 압력 및 양에 따라 웨이퍼(110)의 미세 패턴(Pattern)에 손상을 줄 수 있으므로, 분사노즐(119a)을 통해 분사되는 양에 한계가 있으며, 웨이퍼(110) 전체를 세정하기 위해 수 회 반복적으로 스캐닝(Scanning)이 필요한 번거로움이 있었다.

또한 도 1b의 도트형 다중 분사노즐의 경우, 약액공급관(118)으로 공급된 약액은 미세한 통공이 복수개 형성된 다중 분사노즐(119b)을 통하여 분사되며, 예컨대 감광제용 현상액의 분사와 같이 다량의 약액을 동시에 분사할 수 있으며, 짧은 시간에 웨이퍼(110) 전체에 고른 약액 분포를 얻을 수 있다.

상기한 종래 기술의 분사노즐은 각각의 용도에 따라 별도의 분사노즐이 준비되고, 개개의 분사노즐은 별도의 반송, 제어용 장치와 연결됨으로서, 웨이퍼(110) 내에서 화학반응이 일어나는 약액을 분사하는 경우에는 단시간 내에 웨이퍼(110) 전체에 고른 약액 분사가 이루어 져야 하며, 도 1b와 같은 도트형 다중 분사노즐의사용이 필수적이었다.

그러나, 도트형 다중 분사노즐을 이용한 디스펜서(Dispense)의 경우 각 분사구를 통해 분사된 약액은 웨이퍼(110)에 도달한 이후에 시간에 따라 그 양이 늘어나면서 이웃한 약액과 맞닿아 분사된 약액이 웨이퍼(110) 전체에 고르게 분포되는 과정을 거치게 되며, 이웃한 약액과 맞닿은 위치에서는 공기에 의한 기포의 발생 가능성을 갖고 있고, 이러한 기포의 발생시에는 기포위치에서 정상적인 약액에 의한 세정 또는 현상이 되지 않아 제품의 불량원인이 되고 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 매엽식 웨이퍼 제조공정에 있어서 약액이 분사될 시 압력을 감소시킴으로써 웨이퍼의 손상이 방지되는 약액 분사노즐을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 다른 목적은 약액 분사시 기포발생이 방지됨으로써 세정효율이 향상될 수 있는 약액 분사노즐을 제공하는 것이며, 더나아가 본 발명의 또다른 목적은 하나의 노즐 결합체 및 반송, 제어장치만으로 다수의 약액, 순수 및 건조가스의 분사가 가능한 약액 분사노즐을 제공하는 것이다.

도 1a는 종래의 도트형 1점식 분사노즐을 사용한 웨이퍼척의 단면도이고,

도 1b는 종래의 도트형 다중 분사노즐을 사용한 웨이퍼척의 단면도이며,

도 2는 본 발명의 웨이퍼용 약액 분사노즐의 사시도이고,

도 3은 본 발명의 웨이퍼용 약액 분사노즐의 종단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

38 : 약액 분사 노즐 42 : 노즐가이드

41,43 : 약액인입구 44 : 약액분사구

45 : 분사노즐 46 : 질소가스관

47 : 분사노즐 48 : 트랩

본 발명의 반도체 웨이퍼용 약액 분사노즐은 약액이 분사되기 전에 트랩을 거침으로써 진행방향이 변화되어 분사압력이 감소되고, 띠형의 약액분사구를 통하여 분사되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부 도면에 의거 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 약액 분사노즐의 사시도로서, 약액이 인입되는 약액인입구(41)(43)와, 질소가스가 통과하는 질소가스관(46)과, 순수 또는 건조 가스가 공급되는 도트형 분사노즐(45)(47) 및 약액이 분사 되는 띠형 약액분사구(44)가 구비되어 있다. 미설명부호 42는 도트형 분사노즐의 노즐가이드이다.

상기 도트형 분사노즐(47)은 약액 분사노즐(38)의 분사구(44)의 길이방향에 따라 그 위치를 가변적으로 조절할 수 있도록 노즐가이드(42)와 함께 부착된다.

도 3은 본 발명의 약액 분사노즐(38)의 종단면도로서, 약액인입구(41)(43)와 약액분사구(44) 사이에 트랩(48)이 형성되어 있다. 상기 트랩(48)은 유입된 약액의 진행방향을 1차로 반대 방향으로 바꾼 다음, 다시 반대 방향으로 바꾸도록 설계되었으며, 이에 의하여 분사되는 약액의 압력은 크게 감소된다. 유입된 약액의 진행방향은 도 4와 같이 180°에 가깝도록 바뀌어지는 것이 바람직하나, 90° 이상 바뀌는 경우에는 분사되는 약액의 압력을 현저하게 감소시킬 수 있다.

또한 도 3에서 보는 바와 같이, 각각의 약액인입구(41)(43)는 질소가스관(46)에 의해 분리되며, 최종 분사위치인 약액분사구(44)에서 하나로 합쳐지게 되어 약액의 종류가 바뀌어도 동일한 위치에서 분사가 가능하며, 약액의 종류가 바뀌면 질소가스를 불어주어 약액 분사노즐(38) 끝에 잔존하는 약액을 제거할 수 있어 서로 다른 종류의 약액을 사용하더라도 약액에 의한 오염을 방지할 수 있다.

또한, 약액분사구(44)는 도 2에서 보는 바와 같이 띠형이며, 이와 같은 구조에 의하여 종래의 도트형 분사노즐과 같이 약액이 분사되는 것이 아니라 띠형으로 흘러내리게 되며 약액 분사시 발생하던 기포의 발생이 방지된다. 아울러 띠형으로 흘러내린 약액은 웨이퍼(도 1a 및 도 1b의 110 참조)의 회전에 의하여 웨이퍼 전체에 골고루 퍼지게 되며, 이에 의하여 웨이퍼는 전체적으로 고르게 세정될 수 있다.

아울러, 약액분사구(44)가 띠형이라 함은 도 2에 도시된 바와 같은 직선형의 띠형만을 의미하는 것이 아니라, 곡선형의 것이라도 종래의 도트형과 같이 약액분사구(44)가 미세 통공으로 분리되어 있지 아니한 것은 모두 포함하는 의미이다.

한편, 상기한 실시예에서는 반도체 웨이퍼 세정노즐을 기준으로 설명하고 있으나, 일반적인 평판형 기판에 약액, 순수, 건조 가스 등을 분사시키는 모든 종류의 분사 노즐에 적용이 가능하며, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고 이하의 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

상기와 같은 구성의 본 발명의 매엽식 반도체 웨이퍼 약액 분사 노즐은 약액이 분사되기 전 진행경로가 2회 바뀌게 되므로 분사되는 약액의 압력을 크게 감소시켜 세정되는 반도체 웨이퍼의 손상을 줄일 수 있으며, 약액분사구가 띠형이어서 약액이 분사될 때 기포의 발생이 줄어들어 세정효율을 획기적으로 향상시킬 수 있는 효과가 있으며, 하나의 노즐 결합체에 다수의 약액, 순수 또는 건조 가스관이 부착되어 있고, 하나의 반송, 제어 장치만 사용하여, 세정, 린스 건조의 과정을 모두 수행할 수 있어서, 약액, 순수 및 건조 가스용으로 별도의 노즐이 부착되는 기존 장치에 비해 제조 원가를 줄일 수 있다 .

Claims (4)

1. 약액이 인입되는 약액인입구(41)(43)와, 질소가스가 통과하는 질소가스관 (46)과, 순수 또는 건조 가스가 공급되는 도트형 분사노즐(45)(47) 및 약액이 분사되는 약액분사구(44)가 구비된 약액 분사노즐에 있어서, 약액인입구(41)(43)와 약액분사구(44) 사이에 트랩(48)이 형성되며, 상기 약액분사구(44)는 띠상인 것을 특징으로 하는 매엽식 반도체 웨이퍼용 약액 분사노즐.
2. 제 1항에 있어서, 상기 도트형 분사노즐(45)(47)은 약액 분사노즐(38)의 약액분사구(44) 길이방향에 따라 그 위치를 가변적으로 조절할 수 있도록 노즐가이드(42)와 함께 부착되는 것을 특징으로 하는 매엽식 반도체 웨이퍼용 약액 분사노즐.
3. 제 1항에 있어서, 상기 트랩(48)은 약액의 진행방향을 2회 변화시키는 것을 특징으로 하는 매엽식 반도체 웨이퍼용 약액 분사노즐.
4. 제 3항에 있어서, 상기 트랩(48)은 약액의 진행방향은 90° 이상 변화되는것을 특징으로 하는 매엽식 반도체 웨이퍼용 약액 분사노즐.