KR200235002Y1

KR200235002Y1 - Resist Solution Discharge Device

Info

Publication number: KR200235002Y1
Application number: KR2019980015098U
Authority: KR
Inventors: 이수만
Original assignee: 한신혁; 동부전자 주식회사
Priority date: 1998-08-11
Filing date: 1998-08-11
Publication date: 2001-12-01
Anticipated expiration: 2008-08-11
Also published as: KR20000004590U

Abstract

본 고안은 회전 도포 공정을 통해 웨이퍼 상에 레지스터막을 형성하는 공정 중에 레지스트 용액이 웨이퍼 쪽으로 스플레쉬-백되는 현상을 억제함으로써 균일한 레지스트막을 형성할 수 있도록 한 레지스트 용액 배출 장치에 관한 것으로, 이를 위하여 본 고안은, 이중 구조의 캐치컵에 압력차를 이용하여 레지스트 잔유물을 캐치컵의 내부 공간으로 유입시켜 배출구로 배출시키기 위한 수단으로서 내벽층에 형성되는 다수개의 쇄기형 홀과 압력 조절 수단을 채용함으로써, 회전 도포 공정 중에 웨이퍼로부터 비산되는 레지스트 용액 잔유물이 웨이퍼 쪽으로 스프레쉬-백되는 경로를 차단할 수 있어, 웨이퍼 상에 형성되는 레지스트막의 균일성을 향상시킬 수 있는 것이다.The present invention relates to a resist solution discharging apparatus which can form a uniform resist film by suppressing the phenomenon that the resist solution is splashed back toward the wafer during the process of forming a resist film on the wafer through a spin coating process. The present invention employs a plurality of wedge-shaped holes and pressure regulating means formed in the inner wall layer as means for introducing a resist residue into the inner space of the catch cup by using a pressure difference in the catch structure of the double structure, The resist solution residues scattered from the wafer during the rotation coating process can block the path of the spray-back toward the wafer, thereby improving the uniformity of the resist film formed on the wafer.

Description

Resist solution discharge device

본 고안은 반도체 제조 장비의 일종으로서, 회전 도포 방식에 의거하여 레지스트막을 도포할 때, 레지스트 용액의 스프레쉬-백(splash-back)을 방지하는 레지스트 용액 배출 장치에 관한 것이다.The present invention is a kind of semiconductor manufacturing equipment, and relates to a resist solution discharging device that prevents a splash-back of a resist solution when applying a resist film based on a rotation coating method.

일반적으로, 반도체 소자를 제조하는데 있어서, 포토 레지스트(photo resist)막은 절연막과 전도성막을 패터닝(patternning)하는데 사용되는 내에칭성 마스크(mask)로서 형성되고, SOG(Spin On Glass)막은 3중층 레지스트 시스템에서 내부층으로 형성되며, 폴리이미드(poly-imide)막은 피복 절연막으로서 형성된다.In general, in manufacturing a semiconductor device, a photoresist film is formed as a resistive mask used for patterning an insulating film and a conductive film, and a spin on glass (SOG) film is a triple layer resist system. Is formed as an inner layer, and a polyimide film is formed as a coating insulating film.

다양한 이들 막은 회전 도포로 형성될 수 있으며, 도 1에는 상술한 각종 막을 회전 도포로 형성하기 위한 종래 기술의 회전 도포 장치가 도시되어 있다.Various of these films can be formed by spin coating, and FIG. 1 shows a prior art spin coating apparatus for forming the above-described various films by spin coating.

도 1을 참조하면, 웨이퍼(10)는 디스크형의 회전 가능한 테이블(11)상에 안착된다. 테이블(11)은 웨이퍼 설치면에 수직으로 웨이퍼 설치 테이블에 고정되고, 스핀 모터(spin motor)(12)와 연결되는 회전축(13)에 의해 지지되며, 웨이퍼 설치면이 스핀 모터(12)에 의한 회전축(13)에 대하여 회전한다. 캐치컵(14)은 테이블(11)의 주변을 에워싸는 형태로 배치되고, 캐치컵(14) 하부에는 레지스트를 웨이퍼(10)에 인가할 때 비산되는 과잉의 레지스트를 배출하는 배출구(15)와, 레지스트에 포함된 용매 증발을 조정하여 균일한 두께로 레지스트막을 형성하도록 캐치컵(14)에서 기류를 조정하는 기류 조정판(16) 및 배출구(17)가 형성된다.Referring to FIG. 1, the wafer 10 is seated on a disk-shaped rotatable table 11. The table 11 is fixed to the wafer mounting table perpendicular to the wafer mounting surface and supported by the rotating shaft 13 connected to the spin motor 12, the wafer mounting surface being driven by the spin motor 12. It rotates about the rotating shaft 13. The catch cup 14 is disposed in a form surrounding the periphery of the table 11, and a lower portion of the catch cup 14 discharge outlet 15 for discharging excess resist scattered when the resist is applied to the wafer 10, An airflow adjusting plate 16 and an outlet 17 for adjusting the airflow in the catch cup 14 are formed to adjust the evaporation of the solvent contained in the resist to form a resist film with a uniform thickness.

방출 노즐(18)은 레지스트 용액을 웨이퍼(10)의 표면에 방출하기 위한 것으로, 웨이퍼(10) 중앙의 수직 상면에 배치되고, 파이프(19)를 통하여 방출 메카니즘부(20)와 연결된다.The discharge nozzle 18 is for discharging the resist solution on the surface of the wafer 10 and is disposed on the vertical upper surface of the center of the wafer 10 and connected to the discharge mechanism portion 20 through the pipe 19.

이와 같이 구성된 종래의 회전 도포 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the conventional rotary coating device configured as described above is as follows.

먼저, 웨이퍼(10)를 흡입에 의해 회전 가능한 테이블(11)상에 고정하고 나서, 배출구(17)를 통하여 캐치컵(14)의 내부를 배출하고 캐치컵(14)내의 기류를 보조 수단으로서 기류 조정판(16)으로 조정한다.First, the wafer 10 is fixed on the rotatable table 11 by suction, and then the inside of the catch cup 14 is discharged through the outlet 17 and the air flow in the catch cup 14 is used as an auxiliary means. Adjust with the adjuster plate 16.

웨이퍼(10)의 중앙부의 레지스트 방출 노즐(18)에서 레지스트 용액을 소량 방출한 후 회전 가능 테이블(11)을 스핀 모터(12)로 회전시킨다. 회전 가능 테이블(11)이 스핀 모터(12)에 의해 회전하게 되면, 레지스트 용액은 원심력에 의해 웨이퍼(10)의 중앙부에서 가장 자리부까지 확산된다. 회전 속도를 증가시키면, 레지스트 용액층은 얇게 되고, 소정 기간이 경과하여 회전 가능 테이블(11)의 회전을 정지시키면, 균일한 두께의 레지스트막이 형성된다.After discharging a small amount of the resist solution from the resist discharge nozzle 18 in the center of the wafer 10, the rotatable table 11 is rotated by the spin motor 12. When the rotatable table 11 is rotated by the spin motor 12, the resist solution diffuses from the center portion to the edge portion of the wafer 10 by centrifugal force. When the rotation speed is increased, the resist solution layer becomes thin, and when the rotation of the rotatable table 11 is stopped after a predetermined period of time, a resist film having a uniform thickness is formed.

상술한 바와 같이, 레지스트막을 회전 도포로 형성하기 때문에, 레지스트 용액이 웨이퍼(10)의 가장 자리까지 확산될 뿐만 아니라, 원심력에 의해 웨이퍼(10)의 표면에서 비산된다. 비산된 레지스트 용액은 캐치컵(14)에 부딪친 후, 캐치컵(14) 내벽면을 타고 흘러내려 배출구(15,17)를 통하여 배출된다.As described above, since the resist film is formed by rotational coating, the resist solution not only diffuses to the edge of the wafer 10 but also scatters on the surface of the wafer 10 by centrifugal force. The scattered resist solution impinges on the catch cup 14 and then flows down the inner wall of the catch cup 14 to be discharged through the outlets 15 and 17.

그런데, 웨이퍼(10)의 회전 속도가 고속이므로, 웨이퍼(10)에서 비산되는 레지스트 용액의 속도도 매우 고속이다. 고속으로 비산된 레지스트 용액이 캐치컵(14)에 부딪치게 되면, 대부분은 캐치컵(14) 내벽면을 타고 흘러내리지만, 소량의 일부는 스플레쉬-백되어 다시 웨이퍼(10) 표면으로 되돌아가는 경우가 발생한다. 이것은 결과적으로 레지스트막의 균일성을 해치는 원인이 되고 있다.By the way, since the rotational speed of the wafer 10 is high, the speed of the resist solution scattered from the wafer 10 is also very high. When the resist solution scattered at high speed hits the catch cup 14, most of it flows down the inner wall of the catch cup 14, but a small part is splash-backed and returned to the wafer 10 surface again. Occurs. As a result, this causes a damage to the uniformity of the resist film.

따라서, 본 고안은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 회전 도포 공정을 통해 웨이퍼 상에 레지스터막을 형성하는 공정 중에 레지스트 용액이 웨이퍼 쪽으로 스플레쉬-백되는 현상을 억제함으로써 균일한 레지스트막을 형성할 수 있는 레지스트 용액 배출 장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is possible to form a uniform resist film by suppressing the phenomenon that the resist solution is splashed back toward the wafer during the process of forming the resist film on the wafer through the spin coating process. It is an object of the present invention to provide a resist solution discharging device which can be used.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은, 회전 도포 공정을 통해 웨이퍼 상에 레지스트 막을 형성할 때 원심력에 의해 웨이퍼의 표면으로부터 비산되는 레지스트 용액 잔유물을 배출하는 장치에 있어서, 내부 공간을 사이에 두고 내벽층과 외벽층의 이중 구조로 형성된 이중 구조 캐치컵; 상기 내벽층의 소정 부분에 형성되며, 상기 회전 도포 공정 중에 웨이퍼로부터 비산되는 레지스트 용액 잔유물을 상기 내부 공간으로 유도하기 위한 다수의 홀; 상기 내부 공간의 하부 방향으로 신장되어, 유도되는 레지스트 용액 잔유물을 외부로 배출시키는 배출구; 및 상기 회전 도포 공정 중에, 원심력에 의해 상기 웨이퍼로부터 비산되는 상기 레지스트 용액 잔유물이 상기 다수의 홀을 통해 내부 공간으로 흡인되어 상기 배출구를 통해 배출될 수 있도록 상기 내부 공간에 압력차를 발생시키는 압력 조절부로 이루어진 레지스트 용액 배출 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a device for discharging the residue of the resist solution scattered from the surface of the wafer by centrifugal force when forming a resist film on the wafer through a rotation coating process, the inner wall across the interior space A dual structure catch cup formed of a dual structure of a layer and an outer wall layer; A plurality of holes formed in a predetermined portion of the inner wall layer to guide resist solution residues scattered from a wafer during the rotation coating process into the inner space; A discharge port extending in a lower direction of the internal space and discharging the induced resist solution residue to the outside; And adjusting the pressure to generate a pressure difference in the internal space so that the resist solution residue scattered from the wafer by centrifugal force is sucked into the internal space through the plurality of holes and discharged through the discharge port during the rotary coating process. It provides a resist solution discharge device consisting of a portion.

도 1은 종래 기술의 회전 도포 장치를 도시한 도면,1 is a view showing a rotary coating device of the prior art,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 레지스트 용액 배출 장치를 도시한 도면,2 is a view showing a resist solution discharging apparatus according to an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 레지스트 용액 배출 장치가 장착된 개선된 회전 도포 장치를 도시한 도면.3 shows an improved rotary coating device equipped with a resist solution discharging device according to an embodiment of the present invention.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

100 : 캐치컵 110 : 내벽층100: catch cup 110: inner wall layer

120 : 외벽층 200 : 배출구120: outer wall layer 200: outlet

300 : 압력 조절부 110a : 홀300: pressure regulator 110a: hole

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 레지스트 용액 배출 장치를 도시한 구성도로서, 레지스트 용액 배출 장치는 이중 구조 캐치컵(100)과, 배출구(200) 및 압력 조절부(300)를 구비한다.2 is a block diagram showing a resist solution discharging apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, the resist solution discharging apparatus has a dual structure catch cup 100, the outlet 200 and the pressure control unit 300 .

여기에서, 이중 구조 캐치컵(100)은 내벽층(110)과, 외벽층(120)의 이중 구조로 이루어지고, 내벽층(110)과 외벽층(120) 사이에는 소정 공간이 존재한다. 또한, 내벽층(110)의 표면, 보다 상세하게 레지스트막의 형성을 회전 도포 공정을 수행할 때 웨이퍼로부터 비산되는 레지스트 용액이 맞닿게 되는 내벽층(110)의 표면측에는 다수개의 미세한 홀(110a)이 형성된다. 바람직하게는 각 홀(110a)을 쐐기 모양으로 형성한다.Here, the dual structure catch cup 100 has a double structure of the inner wall layer 110 and the outer wall layer 120, and a predetermined space exists between the inner wall layer 110 and the outer wall layer 120. In addition, a plurality of minute holes 110a are formed on the surface of the inner wall layer 110 and the surface side of the inner wall layer 110 to which the resist solution scattered from the wafer abuts when the formation of the resist film is performed in more detail. Is formed. Preferably, each hole 110a is formed in a wedge shape.

또한, 내벽층(110)과 외벽층(120) 사이에 형성된 공간의 하부는 배출구(200)와 연결되는데, 배출구(200)의 종단에는 압력 조절부(300)가 설치된다.In addition, the lower portion of the space formed between the inner wall layer 110 and the outer wall layer 120 is connected to the outlet 200, the pressure control unit 300 is installed at the end of the outlet 200.

여기에서, 압력 조절부(140)는 레지스트막의 형성을 위한 회전 도포 공정 중에 캐치컵(100) 내부 공간의 압력을 순간적으로 낮추어 줌으로써 회전 원심력에 의해 웨이퍼로부터 비산되는 레지스트 용액 잔유물이 홀(110a)을 통해 내부 공간으로 원활하게 유입되도록 하기 위한 것으로, 이를 통해 레지스트 용액이 웨이퍼 쪽으로 스플레쉬-백되는 현상을 억제할 수 있다.Here, the pressure adjusting unit 140 temporarily lowers the pressure in the internal space of the catch cup 100 during the rotation coating process for forming the resist film, so that the resist solution residues scattered from the wafer by the rotary centrifugal force may cause the holes 110a to be removed. In order to smoothly flow into the internal space, the resist solution can be prevented from splashing back toward the wafer.

도 3에는 도 2와 같은 레지스트 용액 배출 장치가 적용된 회전 도포 장치가 도시된다.FIG. 3 shows a rotary coating device to which the resist solution discharging device as shown in FIG. 2 is applied.

도 3에서, 레지스트 용액 배출 장치가 적용된 회전 도포 장치는, 실질적으로 도 1 에 도시된 회전 도포 장치와 유사하지만, 가장 특징적인 차이점은 캐치컵의 구조가 개선된 것이라 할 수 있다. 따라서, 도 3에서는, 이해를 돕기 위하여 도 1과 동일 기능을 수행하는 동일 구성 부재에 대해서는 동일 참조 번호로서 도시하였으며, 이하에서는 레지스트 용액 배출 장치의 작용을 중심으로 설명한다.In Fig. 3, the rotary coating device to which the resist solution discharging device is applied is substantially similar to the rotary coating device shown in Fig. 1, but the most distinctive difference may be that the structure of the catch cup is improved. Therefore, in FIG. 3, for clarity, the same constituent members performing the same functions as those of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and will be described below with reference to the operation of the resist solution discharge device.

도 3을 참조하면, 웨이퍼(10)를 흡입에 의해 회전 가능한 테이블(11)상에 고정하고 나서, 압력 조절부(300)를 작동시켜, 이중 구조 캐치컵(100) 내부 공간의 압력을 순간적으로 낮추어준다. 그러면, 이중 구조로 된 캐치컵(100)의 내부 공간의 잔유물(즉, 레지스트 용액 잔유물)은 순간적인 압력차에 의해 배출구(200)를 통하여 제거된다.Referring to FIG. 3, after the wafer 10 is fixed on the rotatable table 11 by suction, the pressure adjusting unit 300 is operated to instantly increase the pressure in the internal space of the dual structure catch cup 100. Lower it. Then, the residues (ie, resist solution residues) in the internal space of the catch cup 100 having a dual structure are removed through the outlet 200 by a momentary pressure difference.

이후, 웨이퍼(10)의 중앙부의 레지스트 방출 노즐(18)을 통해 레지스트 용액을 소량 방출한 후 회전 가능 테이블(11)을 스핀 모터(12)로 회전시킴으로서, 레지스트 용액을 웨이퍼(10)의 중앙부에서 가장 자리부까지 확산시킨다. 레지스트 용액은 웨이퍼(10)의 가장 자리까지 확산될 뿐만 아니라, 원심력에 의해 웨이퍼(10)의 표면에서 비산된다.Thereafter, a small amount of the resist solution is discharged through the resist ejection nozzle 18 in the center of the wafer 10, and then the rotatable table 11 is rotated by the spin motor 12 to thereby resist the resist solution at the center of the wafer 10. Spread to the edges. The resist solution not only diffuses to the edge of the wafer 10 but also scatters on the surface of the wafer 10 by centrifugal force.

이중 구조 캐치컵(100)의 내벽층(110)을 향하여 비산된 레지스트 용액의 일부는 내벽층(110)에 형성된 다수개의 홀(110a)을 경유하여 캐치컵(100)의 내부 공간에 위치한 외벽층(120)의 내피면(121)에 부딪친다. 이때, 각 홀(110a)은 쐐기 모양으로 형성되어 있는데, 이는 비산된 레지스트 용액이 각 홀(110a)을 보다 용이하게 경유할 수 있도록 하기 위한 것이다.A portion of the resist solution scattered toward the inner wall layer 110 of the dual structure catch cup 100 is located in the inner space of the catch cup 100 via a plurality of holes 110a formed in the inner wall layer 110. It collides with the inner skin 121 of 120. At this time, each hole (110a) is formed in a wedge shape, which is to allow the scattered resist solution to pass through each hole (110a) more easily.

외벽층(120)의 내피면(121)에 부딪친 레지스트 용액은 내피면(121)에 부딪치면서 일부는 내피면(121)을 통하여 흘러내리지만, 나머지 일부는 스프레쉬-백된다. 이때 스프레쉬-백된 레지스트 용액은 내벽층(110)의 내피면(111)에 부딪치게 된다. 따라서, 이중 구조 캐치컵(100)의 내벽층(110)의 내피면(111)에 부딪친 레지스트 용액은 내피면을 통하여 흘러내리게 된다.The resist solution which hits the endothelial surface 121 of the outer wall layer 120 hits the endothelial surface 121 and partly flows through the endothelial surface 121, but the other part is splash-backed. At this time, the splash-backed resist solution impinges on the inner skin surface 111 of the inner wall layer 110. Therefore, the resist solution which hits the inner skin surface 111 of the inner wall layer 110 of the dual structure catch cup 100 flows down through the inner skin surface.

한편, 웨이퍼(10) 표면에 레지스트막을 회전 도포하는 순간에, 압력 조절부(300)가 작동하여 캐치컵(100) 내부 공간의 압력을 순간적으로 낮추어 주고, 이에 따라 외벽층(120)의 내피면(121)에 흘러내리는 레지스트 용액과, 내벽층(110)의 내피면(111)에 흘러내리는 레지스트 용액은 압력차의 영향을 받게 됨으로써, 배출구(200)를 통하여 신속하게 배출된다.On the other hand, at the moment of rotationally applying a resist film on the surface of the wafer 10, the pressure adjusting unit 300 operates to instantly lower the pressure in the internal space of the catch cup 100, and thus the inner skin surface of the outer wall layer 120. The resist solution flowing down the 121 and the resist solution flowing down the inner cortical surface 111 of the inner wall layer 110 are rapidly discharged through the outlet 200 by being affected by the pressure difference.

이중 구조 캐치컵(100)의 내벽층(110)을 향하여 비산된 레지스트 용액중 소량은 내벽층(110)에 형성된 다수개의 홀(110a)을 경유하지 못하고, 내벽층(110)의 외피면(112)에 부딪치게 되는데, 내벽층(110)의 외피면(112)에 부딪친 레지스트 용액 역시, 압력 조절부(300)의 작동에 의한 압력차의 영향에 의해 홀(110a)을 경유하여 캐치컵(100) 내부의 공간으로 흡입된 후 배출구(200)를 통하여 배출된다.A small amount of the resist solution scattered toward the inner wall layer 110 of the dual structure catch cup 100 does not pass through the plurality of holes 110a formed in the inner wall layer 110, and the outer surface 112 of the inner wall layer 110 is formed. ), But the resist solution that hits the outer surface 112 of the inner wall layer 110 is also caught by the catch cup 100 via the hole 110a under the influence of the pressure difference caused by the operation of the pressure regulating unit 300. After being sucked into the interior space is discharged through the outlet 200.

상술한 바와 같이 본 고안에 따르면, 이중 구조의 캐치컵에 압력차를 이용하여 레지스트 잔유물을 캐치컵의 내부 공간으로 유입시켜 배출구로 배출시키기 위한 다수개의 쇄기형 홀과 압력 조절 수단을 채용함으로써, 회전 도포 공정 중에 웨이퍼로부터 비산되는 레지스트 용액 잔유물이 외벽층의 내피면으로부터 웨이퍼 쪽으로 스프레쉬-백되는 경로를 차단할 수 있어, 웨이퍼 상에 형성되는 레지스트막의 균일성을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, by employing a plurality of wedge-shaped holes and pressure regulating means for introducing a resist residue into the inner space of the catch cup by using a pressure difference in a catch structure having a dual structure, The resist solution residues scattered from the wafer during the application process can be blocked from the path of the spray-back from the inner surface of the outer wall layer toward the wafer, thereby improving the uniformity of the resist film formed on the wafer.

Claims

An apparatus for ejecting a resist solution residue scattered from the surface of a wafer by centrifugal force when forming a resist film on a wafer through a rotation coating process,

A dual structure catch cup 100 having a double structure of an inner wall layer 110 and an outer wall layer 120 with an inner space therebetween;

A plurality of holes (110a) formed in a predetermined portion of the inner wall layer (110) for guiding the resist solution residues scattered from the wafer during the rotation coating process into the inner space;

An outlet 200 extending in a lower direction of the internal space and discharging the induced resist solution residue to the outside; And

During the rotation coating process, the pressure difference in the internal space so that the resist solution residues scattered from the wafer by the centrifugal force is sucked into the internal space through the plurality of holes 110a and discharged through the outlet 200. Resist solution discharge device consisting of a pressure control unit 300 for generating a.

The apparatus of claim 1, wherein each of the plurality of holes has a wedge shape.