KR100280770B1 - 반도체 소자의 포터레지스터 디스팬싱장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 소자의 포터레지스터 디스팬싱(Dispensing)장치에 관한 것이다. 본 발명의 반도체 소자의 포터레지스터 디스팬싱장치는, 웨이퍼 상에 포토레지스터 막을 균일하게 도포하기 위한 장치에 있어서, 포토레지스터를 저장하는 저장탱크(20)와; 상기 저장탱크(20)로부터 배출되는 포토레지스터에 포함되어 있는 이물질을 여과하는 필터(22)와; 포토레지스터에 소정의 압력을 부여하면서 정량, 정압의 포토레지스터를 배출하도록 하는 포토레지스터 급배기(30)와; 상기 포토레지스터 급배기(30)를 작동시킴과 동시에 이를 제어하는 포토레지스터 급배기 제어수단과; 상기 포토레지스터 급배기(30)로부터 포토레지스터를 공급받아 상기 웨이퍼 상에 포토레지스터를 분사하는 노즐(80)로 이루어진다. 그리고 포토레지스터 급배기(30)는 유입통로(33)와, 제 1통로(34)와, 제 2통로(35)와, 제 3통로(36)와, 배출통로(37)가 순차적으로 연통되도록 형성되는 베이스(32)와; 상기 베이스(32)상에 설치되며, 상기 유입통로(33)를 통해 유입된 포터레지스터를 제 1통로(34)로 배출함과 동시에 상기 유입통로(33)를 선택적으로 폐쇄하여 포토레지스터의 역류를 방지하는 제 1에어 오퍼레이션 밸브(50)와; 흡입과 압축을 반복하여 상기 제 1통로(34)로부터 유입된 포터레비스터를 소정의 압력으로 상기 제 2통로(35)로 배출하는 다이아프램식 펌프(40)와; 상기 제 2통로(35)로부터 유입된 포터레지스터를 제 3통로(36)로 배출함과 동시에 상기 펌프(40)의 흡입 작동시 상기 제 3통로(36)를 선택적으로 폐쇄하여 포토레지스터의 역류를 방지하는 제 2에어 오퍼레이션 밸
브(60)와; 상기 제 3통로(36)로부터 유입된 포터레지스터를 정량, 정압으로 배출통로(37)로 배출함과 아울러 상기 노즐(80)에 존재하는 포터레지스터를 빨아들이는 석백 밸브(70)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 반도체 소자의 제작 공정중 웨이퍼 상에 포터레지스터 막을 균일하게 도포할 수 있는 반도체 소자의 포터레지스터 디스팬싱(Dispensing)장치에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이 반도체 소자는 반도체 내에서 전자 및 정공에 의해 운반되는 전하의 양을 제어할 수 있는 것으로서, 적당한 단자로부터 가해지는 전압, 전류에 대하여 특정 동작 기능을 갖는 전자 장치이다. 이러한 반도체 소자는 여러 공정을 거치면서 제작되며 특히, 반도체의 웨이퍼(Wafer) 상에 소망하는 패턴을 형성하는 사진 인쇄 공정 즉, 웨이퍼 상에 포터레지스터(photoresister) 막을 도포하고, 그 위에 마스크를 통해 빛 또는 근자외선을 조사함과 아울러 표면의 선택된 부분을 현상처리하는 작업이 요구된다.
한편, 사진 인쇄 공정중 포터레지스터는 웨이퍼 상에 균일하게 도포되어야 하며, 그 도포 과정은 별도의 포터레지스터 디스팬싱장치에 의해 행해진다. 이러한 디스팬싱장치에 대하여 도 1을 참고로하여 살펴보면 다음과 같다. 즉, 종래의 포터레지스터 디스팬싱장치는 공압을 동력원으로 하는 것으로, 포터레지스터를 저장하는 저장탱크(1)를 가지며, 저장탱크(1)에는 포터레지스터에 소정의 압력을 부여하는 벨로우즈형 펌프(2)가 연결된다. 그리고 벨로우즈형 펌프(2)에는 포터레지스터
내에 포함된 이물질을 여과하는 필터(3)가 연결되며, 필터(3)는 별도의 벤트 밸브(3a)가 설치된다. 이 벤트 밸브(3a)는 포터레지스터가 필터(3)에 의해 여과될 때 발생하는 기포를 제거시키기 위함이다.
또한, 필터(3)에는 이 필터(3)를 통과한 포터레지스터의 압력을 조절하면서 후술하는 석백 밸브(5)의 작동시 포터레지스터가 역류하는 것을 방지하는 에어 오퍼레이션 밸브(Air Operation Valve:4)가 연결되며, 연이어 석백 밸브(Suckback Valve:5)와 노즐이(6)이 순차적으로 연결된다. 여기서, 노즐(6)은 에어 오퍼레이션 밸브(4)에 의해 소정의 압력을 갖는 포터레지스터를 웨이퍼 상에 골고루 뿌려주는 역할을 하는 것이며, 석백 밸브(5)는 필요한 량 만큼의 포토레지스터를 노즐(6)에 정확히 공급함과 아울러 포터레지스터의 분사 후, 포터레지스터의 흘림을 방지하기 위하여 상기 노즐(6)의 끝에 존재하는 포터레지스터를 장치내로 흡입하기 위한 것이다.
한편, 저장탱크(1), 벨로우즈형 펌프(2), 필터(3), 에어 오퍼레이션 밸브(4) 및 석백 밸브(5)와 노즐(6)은 포터레지스터의 이동통로가 되는 수송라인(7)에 의해 서로 순차적으로 직결되어 있다.
아울러 벨로우즈형 펌프(2)와 에어 오퍼레이션 밸브(4) 및 석백 밸브(5) 등은 공압에 의해 작동되는 것으로, 각각 공압라인(8)을 통하여 솔레노이드 밸브(9)들과 연결되며, 이 솔레노이드 밸브(9)의 주기 적인 온/오프에 의해 동작된다.
한편, 이와 같은 구성을 갖는 종래의 포터레지스터 디스팬싱장치에 의해 포터레지스터가 웨이퍼 상에 도포되는 과정을 살펴보면 다음과 같다. 우선,
저장탱크(1)에 저장되어 있는 포토레지스터는 벨로우즈형 펌프(2)에 의해 소정의 압력을 가지면서 필터(3)로 압송되며, 상기 필터(3)를 통과하면서 내부에 포함된 이물질이 여과된다. 이때, 여과 과정에서 발생되는 기포는 벤트 밸브(3a)에 의해 외부로 배출된다.
그리고 필터(3)를 통과한 포토레지스터는 에어 오퍼레이션 밸브(4)를 거치면서 일정한 압력을 갖게 되고, 석백 밸브(5)를 통과하면서 그 량과 압력이 조절되며, 최종적으로 노즐(6)을 통과하면서 웨이퍼(10)상에 뿌려진다. 이때, 웨이퍼(10)는 회전하는 스핀 척(11)에 의해 고정되며, 이에 의해 포토레지스터는 웨이퍼(10) 상에 골고루 뿌려져 균일하게 도포되는 것이다. 한편, 도포 공정이 끝난 후에는 석백 밸브(5)에 의해 노즐(6)의 끝에 존재해 있는 포토레지스터는 노즐(6)의 내부로 흡입된다.
그러나 이와 같은 종래의 포터레지스터 디스팬싱장치는 이물질로 인한 필터의 막힘현상 때문에 불량 제품이 발생될 뿐만 아니라, 이를 방지하기 위해 포터레지스터의 사용량을 증가함으로써, 제작비용이 상승됨은 물론 오염된 필터의 교체작업으로 인해 작업이 잠시 중단되어 생산성이 저하되는 등 여러가지 문제점을 발생시켰다.
즉, 종래의 포터레지스터 디스팬싱장치를 장시간 작동하게 되면, 필터(3)에 이물질이 쌓이게 되며, 이로 인해 벨로우즈형 펌프(2)에서 필터(3)에 일정한 압력으로 포터레지스터를 공급함에도 불구하고 오염된 필터(3)를 통과한 포터레지스터
는 그 압력이 급격히 떨어지는 문제를 발생시켰다.
특히, 주름져 있는 벨로우즈의 내벽에 이물질이 적체되면서 포터레지스터와 함께 다량 배출되어 필터(3)의 오염을 더욱 가중시키는 결과를 가져왔다.
한편, 상기와 같이 포터레지스터의 압력이 급격히 떨어지면, 필터(3)로부터 에어 오퍼레이션 밸브(4)에 공급되는 포터레지스터의 량이 변화되고, 에어 오퍼레이션 밸브(4)에 공급되는 포터레지스터의 량이 변화되면, 석백 밸브(5)는 정량의 포터레지스터를 노즐(6)에 공급할 수 없게 된다. 따라서, 노즐(6)을 통해 분사되는 포터레지스터의 토출량과 압력은 변화되고, 이러한 문제는 곧바로 포터레지스터가 웨이퍼(10) 상에 균일하게 도포될 수 없는 문제로 이어지며, 결국, 불량 반도체 소자를 양산하는 결과를 초래하는 것이다.
특히, 웨이퍼(10)는 회전하는 스핀 척(11)에 고정되는 바, 노즐(6)로부터 일정량의 포터레지스터가 일정압력으로 분사되지 않으면, 웨이퍼(10) 상에 도포되는 포터레지스터 막에 결이 형성되는 현상 즉, 스피드 보트(speed boat) 등과 같은 공정 불량이 발생될 수 있는 것이다.
한편, 포터레지스터의 압력이 급격히 떨어지는 것을 방지하기 위해 필터(3)를 자주 교체하거나, 작업자가 주기적으로 필터(3)의 오염정도를 확인하는 방법도 있지만, 이는 생산설비를 자체를 자주 멈춰야 하고, 또 작업자가 자주 확인해야되므로 생산성이 저하됨은 물론 인적, 물적 낭비를 초래하는 결과를 가져왔다.
또한, 포터레지스터의 공급량을 늘려주어 포터레지스터의 압력이 급격히 떨어지는 것을 보상하기도 하지만, 이는 고가(高價)의 포터레지스터를 다량 사용해야
하기 때문에 제작비용을 상승시키는 요인이 되었던 것이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 필터의 막힘을 방지함으로써, 포터레지스터의 토출량 및 압력을 일정하게 하여 노즐로 하여금 웨이퍼 상에 상기 포터레지스터를 균일하게 도포할 수 있도록 하는 반도체 소자의 포터레지스터 디스팬싱장치를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 필터의 막힘이 근본적으로 해결하는 것에 의해 종래와 같이 포터레지스터의 공급량을 늘려주거나 작업자가 주기적으로 확인 및 감시해야하는 등과 같은 인적, 물적 낭비를 줄여주어 생상성을 향상시키도록 하는 반도체 소자의 포터레지스터 디스팬싱장치를 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 반도체 소자의 포터레지스터 디스팬싱장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 반도체 소자의 포터레지스터 디스팬싱장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 구성요소인 포터레지스터 급배기를 나타내는 평면도,
도 4와 도 5는 도 3의 A-A선 단면도 및 B-B선 단면도이다.
♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명♣
20: 저장탱크 22: 필터
22a: 밴트 밸브 30: 포토레지스터 급배기
40: 펌프 50: 제 1에어 오퍼레이션 밸브
60: 제 2에어 오퍼레이션 밸브 70: 석백 밸브
80: 노즐 100: 메인 공압라인
102: 서브 공압라인 103: 레귤레이터
104: 압력센서 110: 제 1콘트롤밸브
114: 바이패스 통로 120: 제 2콘트롤밸브
130: 제 3콘트롤밸브 140: 제 4콘트롤밸브
이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 웨이퍼 상에 포토레지스터 막을 균일하게 도포하기 위한 장치에 있어서, 포토레지스터를 저장하는 저장탱크와; 상기 저장탱크로부터 배출되는 포토레지스터에 포함되어 있는 이물질을 여과하는 필터와; 포토레지스터에 소정의 압력을 부여하면서 정량, 정압의 포토레지스터를 배출하도록 하는 포토레지스터 급배기와; 상기 포토레지스터 급배기를 작동시킴과 동시에 이를 제어하는 포토레지스터 급배기 제어수단과; 상기 포토레지스터 급배기로부터 포토레지스터를 공급받아 상기 웨이퍼 상에 포토레지스터를 분사하는 노즐로 이루어진다.
바람직하게는, 포토레지스터 급배기는 유입통로와, 제 1통로와, 제 2통로와, 제 3통로와, 배출통로가 순차적으로 연통되도록 형성되는 베이스와; 상기 베이스상
에 설치되며, 상기 유입통로를 통해 유입된 포터레지스터를 제 1통로로 배출함과 동시에 상기 유입통로를 선택적으로 폐쇄하여 포토레지스터의 역류를 방지하는 제 1에어 오퍼레이션 밸브와; 흡입과 압축을 반복하여 상기 제 1통로로부터 유입된 포터레비스터를 소정의 압력으로 상기 제 2통로로 배출하는 다이아프램식 펌프와; 상기 제 2통로로부터 유입된 포터레지스터를 제 3통로로 배출함과 동시에 상기 펌프의 흡입 작동시 상기 제 3통로를 선택적으로 폐쇄하여 포토레지스터의 역류를 방지하는 제 2에어 오퍼레이션 밸브와; 상기 제 3통로로부터 유입된 포터레지스터를 정량, 정압으로 배출 통로로 배출함과 아울러 상기 노즐에 존재하는 포터레지스터를 빨아들이는 석백 밸브로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 제어수단은 공압을 작동원으로 하는 것으로, 상기 펌프가 흡입과 압축동작을 반복하도록 제어하는 제 1콘트롤밸브와, 상기 펌프의 압축동작시 상기 제 1에어 오퍼레이션 밸브로 하여금 유압통로를 폐쇄하도록 제어하는 제 2콘트롤밸브와, 상기 펌프의 흡입동작시 상기 제 2에어 오퍼레이션 밸브로 하여금 제 3통로를 폐쇄하도록 제어하는 제 3콘트롤밸브와, 상기 제 2에어 오퍼레이션 밸브가 제 3통로를 폐쇄할 때, 석백 밸브를 작동시키도록 제어하는 제 4콘트롤밸브로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 반도체 소자의 포터레지스터 디스팬싱장치의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 소자의 포터레지스터 디스팬싱장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 구성요소인 포터레지스터 급배기
를 나타내는 평면도이고, 도 4와 도 5는 도 3의 A-A선 단면도 및 B-B선 단면도이다. 이에 따르면, 본 발명의 반도체 소자의 포터레지스터 디스팬싱장치는 공압을 동력원으로 하는 것으로서, 포터레지스터를 저장하는 저장탱크(20)를 가지며, 이 저장탱크(20)에는 수송라인(21)에 의해 필터(22)가 연결된다. 이 필터(22)는 후술하는 펌프(40)에 의해 압송된 포터레지스터내의 이물질을 여과하는 역할을 한다. 이러한 필터(22)는 종래와는 달리 펌프(40)보다 앞서 설치되며, 이는 펌프(40)에 의해 압력을 부여 받은 포터레지스터의 압력손실을 방지하기 위함이다. 아울러 필터(22)는 벤트 밸브(22a)를 가지며, 이 벤트 밸브(22a)는 포터레지스터에서 발생하는 기포를 제거시킨다.
그리고 필터(22)에 연이어서 포터레지스터 급배기(30)가 설치된다. 이 포터레지스터 급배기(30)는 포터레지스터에 소정의 압력을 부여하는 펌프(40)와 제 1에어 오퍼레이션 밸브(50), 제 2에어 오퍼레이션 밸브(60) 및 석백 밸브(70)를 일체로 갖는 것으로서, 필터(22)로부터 유입된 포터레지스터를 일정량과 일정압력으로 노즐에 공급하는 역할을 한다. 한편, 상기 필터(22)와 포토레지스터 급배기(30) 사이의 수송라인(21)에는 상기 저장탱크(20)에 저장된 포토레지스터가 소진되는 것을 감지함과 동시에 이를 차단하여 기포가 포터레지스터 급배기(30)로 유입되는 것을 방지하는 기포디택터(23)가 설치된다.
한편, 펌프(40)와 제 1에어 오퍼레이션 밸브(50), 제 2오퍼레이션 밸브(60) 및 석백 밸브(70)는 도 2에서와 같이 필터(22)를 통과한 포터레지스터가 제 1에어 오퍼레이션 밸브(50)를 거쳐 펌프(40)로 유입되고, 펌프(40)를 통과한 포터레지스
터가 제 2에어 오퍼레이션 밸브(60)와, 석백 밸브(70)를 순차적으로 통과하는 경로를 구성하도록 배치된다.
이와 같은 구성을 갖는 포터레지스터 급배기(30)를 도 2내지 도 5를 참고로하여 상세히 살펴보면 다음과 같다. 즉, 포터레지스터 급배기(30)는 베이스(32)가 제공되며, 이 베이스(32)에는 유입통로(33)와 제 1통로(34)와 제 2통로(35)와 제 3통로(36)와 배출통로(37)가 순차적으로 연통되도록 형성된다.
그리고 베이스(32)의 상면으로는 제 1에어 오퍼레이션 밸브(50)가 베이스(32)의 유입통로(33)와 제 1통로(34)를 서로 연통시키면서 설치된다. 이 제 1에어 오퍼레이션 밸브(50)는 포터레지스터가 펌프(40)에 유입되기 전에 통과하도록 구성되는 것으로, 펌프(40)에 유입되는 포터레지스터의 공급량을 조절함과 동시에 펌프(40)의 작동시 이 펌프(40)로부터 포터레지스터가 역류하는 것을 방지하는 역할을 한다.
이러한 제 1에어 오퍼레이션 밸브(50)는 도 2와 도 5에서 보는 바와 같이 포터레지스터 급배기(30)의 베이스(32)에 작동실(52)과 환류실(53)이 형성되도록 케이스(51)가 설치되며, 이 케이스(51)의 환류실(53)은 베이스(32)의 유입통로(33) 및 제 1통로(34)와 서로 연통된다. 여기서, 유입통로(33)는 필터(22)로부터 환류실(53)내부로 상기 포터레지스터를 공급받는 공급구이며, 제 1통로(34)는 환류실(53)로부터 포터레지스터를 배출하는 배출구이다.
한편, 상기 작동실(52)과 환류실(53)의 사이에는 피스톤 가이드(54)가 설치되며, 피스톤 가이드(54)의 상부 즉, 작동실(52)에는 피스톤(55)이 상하로 승,하강
하도록 설치된다. 또한, 피스톤 가이드(54)와 피스톤(55)의 사이에는 상기 피스톤(55)을 항상 상부로 가압하는 리턴스프링(56)이 배치되며, 피스톤(55)의 하부에는 작동로드(57)가 피스톤 가이드(54)를 관통하도록 설치되고, 그 끝부분이 상기 베이스(32)에 형성되는 유입통로(33)를 선택적으로 개폐하도록 구성된다. 한편, 작동실(52)과 환류실(53) 사이에는 작동로드(57)을 따라 이동하는 실링막(58)이 설치되어 환류실(53)을 통과하는 포터레지스터가 누설되지 않도록 하였다.
그리고 케이스(51)의 상부에는 작동원인 압축공기를 작동실(52)에 유입시키거나 배출시키는 유입포트(59)가 형성되며, 이 유입포트(59)에 유입되는 압축공기에 의해 피스톤(55)은 하강하고, 리턴스프링(56)에 의해 이 피스톤(55)은 상승하여 원위치로 복귀된다. 따라서, 이와 같은 피스톤(55)의 승,하강 작용에 의해 유입통로(33)는 선택적으로 개방되거나 폐쇄된다. 한편, 상기 유입포트(59)는 후술하는 포터레지스터 급배기 제어수단과 연결된다.
그리고 포터레지스터 급배기(30)에는 포터레지스터에 소정의 압력을 부여하는 펌프(40)가 설치된다. 상세하게는, 베이스(32)의 일측에는 구동실(42)과 압력실(43)을 갖도록 펌프 하우징(41)이 설치되며, 이 하우징(41)의 압력실(43)은 베이스(32)의 제 1통로(34) 및 제 2통로(35)와 서로 연통된다. 여기서, 제 1통로(34)는 제 1에어 오퍼레이션 밸브(50)로부터 압력실(43)내부로 상기 포터레지스터를 공급받는 공급구이며, 제 2통로(35)는 압력실(43)로부터 포터레지스터를 배출하는 배출구이다.
한편, 상기 구동실(42)과 압력실(43)의 사이에는 다이아프램(44)이 설치되
며, 이 다이아프램(44)의 상부로는 피스톤 가이드(45)와, 피스톤(46)이 설치된다. 피스톤 가이드(45)는 상기 피스톤(46)이 수직으로 승,하강하도록 안내하는 역할을 하는 것이며, 피스톤(46)은 구동실(42)에서 피스톤 가이드(45)를 따라 수직으로 승강 및 하강하면서 그 로드(46a)가 피스톤 가이드(45)를 관통하면서 다이아프램(44)의 상면에 접하도록 배치된다.
그리고 다이아프램(44)은 피스톤 가이드(45)에 의해 그 가장자리가 눌려 펌프 하우징(41)에 고정되도록 배치되며, 피스톤(46)의 움직임에 따라 압력실(43)의 용적을 감소시켜 포토레지스터로 하여금 소정의 압력을 갖도록 한다.
또한, 펌프 하우징(41)의 상부와 하부에는 작동원인 압축공기를 구동실(42)에 유입시키거나 배출시키는 제 1포트(41a)와 제 2포트(41b)가 각각 형성되며, 이 제 1포트(41a)와 제 2포트(41b)에 출입하는 압축공기에 의해 피스톤(46)은 상하로 승,하강한다. 이러한 제 1포트(41a)와 제 2포트(41b)는 후술하는 포터레지스터 급배기 제어수단과 연결되며, 이 포터레지스터 급배기 제어수단의 제어에 의해 상기 피스톤(46)은 작동된다.
한편, 제 1포트(41a)와 제 2포트(41b)를 통하여 구동실(42)로 공급되는 압축공기량을 조절함으로써, 피스톤(46)의 승강거리 즉, 스트로크가 결정되며, 이러한 스트로크 변화에 의해 압력실(43)에 용적이 변화되어 포토레지스터의 공급량을 조절할 수 있는 것이다.
그리고 도 2를 다시 보면, 상술한 펌프에 연이어서 포터레지스터 급배기(30)에는 제 2에어 오퍼레이션 밸브(60)와, 석백밸브(70)가 설치되는 것을 알 수 있다.
제 2오퍼레이션 밸브(60)는 펌프(40)로부터 배출된 포터레지스터의 공급량을 조절함과 동시에 펌프(40)의 작동시 이 펌프(40)로 포터레지스터가 역류하는 것을 방지하는 역할을 하며, 상기 제 1에어 오퍼레이션 밸브(50)와는 반대로 작동된다. 상기 제 1에어 오퍼레이션 밸브(50)와 제 2에어 오퍼레이션 밸브(60)와의 작동관계는 후술하기로 하겠다.
한편, 이러한 제 2에어 오퍼레이션 밸브(60)는 제 1에어 오퍼레이션 밸브(50)와 마찬가지로 포터레지스터 급배기(30)의 베이스(32)에 작동실(62)과 환류실(63)이 형성되도록 케이스(61)가 설치되며, 이 케이스(61)의 환류실(63)은 베이스(32)의 제 2통로(35) 및 제 3통로(36)와 서로 연통된다. 여기서, 제 2통로(35)는 펌프(40)로부터 환류실(63)내부로 상기 포터레지스터를 공급받는 공급구이며, 제 3통로(36)는 환류실(63)로부터 포터레지스터를 배출하는 배출구가 된다.
그리고 케이스(61)의 작동실(62)과 환류실(63)의 사이에는 피스톤 가이드(64)가 설치되며, 이 피스톤 가이드(64)의 상부 즉, 작동실(62)에는 피스톤(65)이 상하로 승,하강하도록 설치된다. 또한, 피스톤 가이드(64)와 피스톤(65)의 사이에는 상기 피스톤(65)을 항상 상부로 가압하는 리턴스프링(66)이 배치되며, 피스톤(65)의 하부에는 작동로드(67)가 피스톤 가이드(64)를 관통하도록 설치되고, 그 끝부분이 상기 베이스(32)에 형성되는 제 3통로(36)를 선택적으로 개폐하도록 구성된다. 한편, 작동실(62)과 환류실(63)의 사이에는 작동로드(67)를 따라 이동하는 실링막(68)이 설치되어 환류실(63)을 통과하는 포터레지스터가 누설되지 않도록 하였다.
아울러 케이스(61)의 상부에는 작동원인 압축공기를 작동실(62)에 유입시키거나 배출시키는 유입포트(69)가 형성되며, 이 유입포트(69)에 유입되는 압축공기에 의해 피스톤(65)은 하강하고, 리턴스프링(66)에 의해 상승하여 원위치로 복귀된다. 따라서, 이와 같은 피스톤(65)의 승,하강 작용에 의해 제 3통로(36)는 선택적으로 개방되거나 폐쇄된다. 한편, 유입포트(69)는 후술하는 포터레지스터 급배기 제어수단과 연결된다
한편, 이와 같은 제 1에어 오퍼레이션 밸브(50)와 제 2오퍼레이션 밸브(60)는 서로 반대로 작동하여 포토레지스터의 역류를 방지하며, 따라서, 펌프(40)는 그 펌핑작용이 원활하게 이루어지는 것이다.
즉, 펌프(40)의 피스톤(46)이 상부로 상승하여 압력실(43)내로 포토레지스터를 흡입할 경우에는, 제 2에어 오퍼레이션 밸브(60)가 동시에 작동하여 작동 로드(67)로 하여금 제 3통로(36)를 막게함으로써, 제 2에어 오퍼레이션 밸브(60)에서 펌프(40)로의 포토레지스터 역류를 방지한다. 이때, 제 1에어 오퍼레이션 밸브(50)는 유입통로(33)를 개방하고 있는 상태이다. 그리고 그 반대의 경우 다시말해, 펌프(40)의 피스톤(46)이 하부로 하강하여 압력실(43)로부터 포토레지스터를 소정의 압력으로 배출할 경우에는, 상기 제 1에어 오퍼레이션 밸브(50)가 동시에 작동하여 작동 로드(57)로 하여금 유입통로(33)를 막도록 함으로써, 펌프(40)에서 제 1에어 오퍼레이션 밸브(50)로의 포토레지스터 역류를 방지한다. 이때, 제 2에어 오퍼레이션 밸브(60)는 상기 제 3통로(36)를 개방하고 있는 상태이다. 따라서, 이와 같은 제 1에어 오퍼레이션 밸브(50) 및 제 2에어 오퍼레이션 밸브(60)의 작동에
의해 펌프(40)는 원활하게 작동될 수 있는 것이다.
한편, 제 2에어 오퍼레이션 밸브(60)에 연이어서 설치되는 석백 밸브(70)는 상기 제 2에어 오퍼레이션 밸브(60)로부터 배출된 포터레지스터를 필요한 만큼조절하여 후술하는 노즐(80)에 공급하며, 아울러 상기 포터레지스터의 분사 후, 상기 노즐(80)의 끝에 맺혀있는 포터레지스터를 장치내로 흡입하기 위한 것이다.
이러한 석백 밸브(70)는 도 2와 도 도 5에서 나타낸 바와 같이 포터레지스터 급배기(30)의 베이스(32)에 작동실(72)과 압력실(73)이 형성되도록 케이스(71)가 설치되며, 이 케이스(71)의 환류실(73)은 베이스(32)의 제 3통로(36) 및 배출통로(37)와 서로 연통된다. 여기서, 제 3통로(36)는 제 2에어 오퍼레이션 밸브(60)로부터 환류실(73)내부로 상기 포터레지스터를 공급받는 공급구이며, 배출통로(37)는 환류실(73)로부터 포터레지스터를 배출하는 배출구가 된다.
한편, 케이스(71)의 작동실(72)과 압력실(73)의 사이에는 다이아프램(74)이 설치되며, 이 다이아프램(74)의 상부로는 피스톤 가이드(75)와, 피스톤(76)이 설치된다. 피스톤 가이드(75)는 상기 피스톤(76)이 수직으로 승,하강하도록 안내하는 역할을 하는 것이며, 피스톤(76)은 작동실(72)에서 피스톤 가이드(75)를 따라 수직으로 승강 및 하강하고, 그 로드(76a)가 피스톤 가이드(75)를 관통하면서 다이아프램(74)의 상면에 접하도록 설치된다. 여기서, 다이아프램(74)은 피스톤 가이드(75)에 의해 그 가장자리가 눌려 케이스(71)에 고정되도록 배치되며, 피스톤(76)의 움직임에 따라 압력실(73)의 용적을 감소시켜 포토레지스터로 하여금 소정의 압력과 일정량으로 배출되도록 한다.
또한, 피스톤 가이드(75)와 피스톤(76)의 사이에는 리턴스프링(77)이 배치되어 상기 피스톤(76)을 압력실(73)의 용적이 증가하는 방향으로 가압한다. 아울러 케이스(71)의 상부에는 작동원인 압축공기를 작동실(72)에 유입시키거나 배출시키는 유입포트(78)가 형성되며, 이 유입포트(78)로 유입되는 압축공기에 의해 피스톤(76)은 하강하여 포터레지스터를 배출하는 것이다. 아울러 작동실(72)에 존재하는 압축공기가 배출되면, 피스톤(76)은 리턴스프링(77)에 의해 상승하여 원위치로 복귀된다. 따라서, 이와 같은 피스톤(76)의 승,하강 작용에 의해 압력실(73)의 용적이 증가하거나 감소되어 정량의 포터레지스터를 배출하거나 후술하는 노즐(80)의 끝부분에 존재하는 포터레지스터를 장치내로 흡입할 수 있는 것이다.
한편, 포터레지스터 디스팬싱장치는 도 2에서와 같이 상기 포터레지스터 급배기(30)를 작동시킴과 동시에 이를 제어하는 제어수단을 구비하고 있으며, 이 제어수단은 공압을 작동원으로 하는 제 1콘트롤밸브(110)와 제 2콘트롤밸브(120) 및 제 3콘트롤밸브(130)와 제 4콘트롤밸브(140)를 구비하며, 포터레지스터 급배기(30)의 펌프(40)와 제 1에어 오퍼레이션 밸브(50), 제 2에어 오퍼레이션 밸브(60) 및 석백 밸브(70)들을 각각 별도로 제어한다.
이를 상세히 살펴보면, 제어수단은 도시하지 않은 공압펌프로부터 분기된 메인 공압라인(100)과, 이 메인 공압라인(100)으로부터 분기된 4개의 서브 공압라인(102)을 갖는다. 그리고 상기 서브 공급라인(102)들에는 상기 펌프(40)와 제 1에어 오퍼레이션 밸브(50), 제 2에어 오퍼레이션 밸브(60) 및 석백 밸브(70)를 제어하는 제 1콘트롤밸브(110), 제 2콘트롤밸브(120), 제 3콘트롤밸브(130) 및 제
4콘트롤밸브(140)가 각각 설치된다. 이들 콘트롤 밸브(110,120,130,140)들은 도시하지 않는 제어부에 의해 각각 주기적으로 온/오프 된다.
한편, 제 1콘트롤밸브(110)는 펌프(40)를 제어하는 것으로, 펌프(40)의 제 1포트(41a)와 제 2포트(41b)에 연결되는 2개의 공압 라인(112),(113)을 가지며, 이들 공압 라인(112),(113)은 제 1콘트롤밸브(110)의 A 포트와 B 포트에 각각 연통되된다. 그리고 대향측의 P 포트는 서브 공압라인(102)에, R 포트는 S 포트로부터 분지된 바이패스 통로(114)에 접속 연통되어 있다. 또한, 상기 서브 공압라인(102)에는 제 1콘트롤밸브(110)로 유입되는 공압을 조절하는 레귤레이터(103)가 설치되며, 펌프(40)의 제 1포트(41a)와 연결되는 공압 라인(113)에는 펌프(40)의 구동실(42)의 압력을 감지하는 압력센서(104)가 설치된다.
한편, 이와 구성에 의해 메인 공압라인(100)과 서브 공압라인(102)으로부터 압축공기가 제 1콘트롤밸브(110)로 유입되면, 압축공기는 제 1콘트롤밸브(110)의 P 포트와 A 포트를 지나 펌프(40)의 제 2포트(41b)에 유입되며, 상기 펌프(40)의 피스톤(46)을 상승시키고, 동시에 펌프(40)의 압력실(43)내로 포토레지스터는 유입되는 것이다. 그리고 제어부에 의해 제 1콘트롤 밸브(110)가 온 되면, 제 1콘트롤 밸브(110)는 전환되고, 이에 따라 제 1콘트롤 밸브(110)의 P 포트와 B 포트가 연통되며, 결국, 공압의 공급방향이 바뀌게 되어 압축공기는 펌프(40)의 제 1포트(41a)에 유입되면서 동시에 펌프(40)의 피스톤(46)을 하강시켜 압력실(43)내의 포토레지스터를 소정압력으로 배출시키는 것이다. 이때, 구동실(42)의 피스톤(46) 하부에 위치한 압축공기는 A 포트와 S 포트를 지나 바이패스 통로(114)를 통하여 배출되는
것이다.
다음으로, 제 2콘트롤밸브(120)를 설명한다. 이 제 2콘트롤밸브(120)는 제 1에어 오퍼레이션 밸브(50)를 제어하는 것으로, 제 1에어 오퍼레이션 밸브(50)의 유입 포트(59)에 연결되는 공압 라인(121)을 가지며, 이 공압 라인(121)은 제 2콘트롤밸브(120)의 A 포트에 접속 연통된다. 그리고 대향측의 P 포트는 메인 공압라인(100)으로부터 분기된 서브 공압라인(102)에, R 포트는 상기 바이패스 통로(114)에 각각 접속 연통되어 있다.
한편, 이와 구성에 의해 메인 공압라인(100)과 서브 공압라인(102)으로부터 압축공기가 제 2콘트롤밸브(120)로 유입되면, 압축공기는 제 2콘트롤밸브(120)의 P 포트와 A 포트를 지나 제 1에어 오퍼레이션 밸브(50)의 유입 포트(59)에 유입되며, 상기 제 1에어 오퍼레이션 밸브(50)의 피스톤(55)을 하강시킨다. 이와 동시에 피스톤(55)의 작동로드(57)는 베이스(32)의 유입통로(33)를 폐쇄하여 포토레지스터의 역류를 방지하는 것이다. 그리고 이와 같은 상태에서 제어부에 의해 제 2콘트롤 밸브(120)가 온 되면, 제 2콘트롤 밸브(120)는 전환되고, 이에 따라 제 2콘트롤 밸브(120)의 R 포트와 A 포트가 연통되며, 결국, 공압의 공급방향이 바뀌게 되어 압축공기는 제 2콘트롤밸브(120)의 A 포트와 R 포트를 지나 바이패스통로(114)를 통하여 배출되며, 제 1에어 오퍼레이션 밸브(50)의 피스톤(55)은 리턴스프링(56)에 의해 원위치로 복귀되는 것이다.
한편, 제 3콘트롤밸브(130)는 상기 제 2에어 오퍼레이션 밸브(60)를 제어하는 것으로, 그 구성은 제 2콘트롤 밸브와 같으므로 생략하며, 다만, 제 2에어 오퍼
레이션 밸브(60)의 유입포트(69)와 연결되는 공압 라인(131)에 유량 조절 밸브(132)를 설치하여 피스톤(65)의 승,하강작용을 원활하게 함을 특징으로 한다.
그리고 제 4콘트롤밸브(140)에 대해 설명한다. 이 제 4콘트롤밸브(140)는 석백 밸브(70)를 제어하는 것으로, 도 2에서와 같이 상시폐쇄형(常時閉鎖形)이다. 이러한 제 4콘트롤밸브(140)는 석백 밸브(70)의 유입 포트(78)에 연결되는 공압 라인(141)을 가지며, 이 공압 라인(141)은 제 4콘트롤밸브(140)의 A 포트에 접속 연통된다. 그리고 대향측의 P 포트는 메인 공압라인(100)으로부터 분기된 서브 공압라인(102)에, R 포트는 상기 바이패스 통로(114)에 각각 접속 연통되어 있다. 여기서, 석백 밸브(70)의 유입포트(78)와 연결되는 공압 라인(141)에는 제 3콘트롤밸브(130)와 마찬가지로, 유량 조절 밸브(142)를 설치하여 피스톤(7)의 승,하강작용을 원활하게 한다.
한편, 이와 구성에 의해 상시폐쇄형인 제 4콘트롤밸브(140)는 메인 공압라인(100)과 서브 공압라인(102)으로부터 압축공기가 차단된 상태이며, 상기 제 2에어 오퍼레이션 밸브(60)가 작동하여 제 3통로(36)를 차단하면, 비로소, 제어부에 의해 상기 제 4콘트롤 밸브(140)가 온 되며, 제 4콘트롤 밸브(140)는 전환된다. 따라서 제 4콘트롤 밸브(140)의 P 포트와 A 포트가 연통되며, 결국, 압축공기가 석백 밸브(70)의 작동실(72)로 유입되고, 피스톤(76)을 하강시키며, 압력실(73)내의 포토레지스터를 노즐(80)로 배출시키는 것이다. 그리고 제어부에 의해 제 4콘트롤 밸브(140)가 오프 되면, 제 4콘트롤 밸브(140)는 원위치로 복귀하게 되고, 이에 따라 제 4콘트롤 밸브(140)의 R 포트와 A 포트가 연통되며, 결국, 공압의 공급
방향이 바뀌게 되어 작동실(72)에 있는 압축공기는 제 4콘트롤밸브(140)의 A 포트와 R 포트를 지나 바이패스통로(114)를 통하여 배출되며, 석백 밸브(70)의 피스톤(76)은 리턴스프링(77)에 의해 원위치로 복귀하는 것이다.
한편, 이와 같이 구성에 의해 포터레지스터 급배기(20)는 일체로 형성되는 펌프(40)와 제 1에어 오퍼레이션 밸브(50), 제 2에어 오퍼레이션 밸브(60) 및 석백 밸브(70)에 의해, 또한 이를 제어하는 콘트롤밸브(110,120,130,140)들에 의해 정량, 정압의 포토레지스터를 정확히 노즐(80)에 공급할 수 있는 것이다.
끝으로, 포터레지스터 디스팬싱장치는 노즐(80)을 가지며, 이 노즐(80)은 포터레지스터 급배기(30)와 수송라인(21)에 의해 연결되며, 석백 밸브(70)에 의해 정량, 정압의 포토레지스터를 공급받아 소정의 압력으로 웨이퍼 상에 골고루 분사한다.
한편, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 반도체 소자의 포터레지스터 디스팬싱장치에 의해 포터레지스터가 웨이퍼 상에 도포되는 과정을 살펴보면 다음과 같다. 우선, 저장탱크(20)에 저장되어 있는 포토레지스터는 펌프(40)에 의해 수송 라인(21)을 통하여 필터(22)로 압송되며, 상기 필터(22)를 통과하면서 내부에 포함된 이물질이 여과된다. 이때, 여과 과정에서 발생되는 기포는 벤트 시스템(22a)에 의해 외부로 배출된다.
그리고 필터(22)를 통과한 포토레지스터는 포토레지스터 급배기(30)로 유입된다. 즉, 포토레지스터는 포토레지스터 급배기(30)의 제 1에어 오퍼레이션 밸브(50)를 거치면서 일정한 압력을 갖게 되고, 펌프(40)를 통과하면서 소정의 압
력을 부여받게 된다. 그리고 포토레지스터는 제 1에어 오퍼레이션 밸브(60)와 석백 밸브(70)를 통과하면서 정량 정압으로 변환되어 노즐(80)로 공급되는 것이다. 이때, 펌프(40)와 제 1에어 오퍼레이션 밸브(50), 제 2에어 오퍼레이션 밸브(60) 및 석백 밸브(70)는 콘트롤밸브(110,120,130,140)들에 의해 정밀하게 제어되어 포토레지스터를 자연스럽게 노즐(80)로 배출하는 것이다.
그리고 최종적으로 포토레지스터는 노즐(80)을 통과하면서 정압 정량으로 웨이퍼(10)상에 뿌려지며, 웨이퍼(10)는 회전하는 스핀 척(11)에 의해 고정되므로 포토레지스터는 웨이퍼 상에 균일하게 도포되는 것이다. 아울러 도포 공정이 끝난 후에는 석백 밸브(70)에 의해 노즐(80)의 끝에 존재해 있는 포토레지스터는 장치의 내부로 흡입되는 것이다.
한편, 상기한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 적용 범위는 이와 같은 것에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 동일 사상의 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다. 예를 들어 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 반도체 소자의 포터레지스터 디스팬싱장치는 필터를 펌프에 앞서 설치하고, 다이아프램식 펌프를 응용함으로써, 압력손실을 줄여줌과 아울러 이물질로 인한 막힘이 방지되는 효과를 갖는다.
또한, 필터의 막힘이 근본적으로 해결하는 것에 의해 포터레지스터의 공급량을 늘려주거나 작업자가 주기적으로 확인 및 감시해야되는 등의 문제가 해결되므로
인적, 물적 낭비를 줄어들어 생상성을 향상시키는 효과를 갖는다.
또한, 펌프와 제 1에어 오퍼레이션밸브, 제 2에어 오퍼레이션밸브 및 석백 밸브를 일체로 형성함으로써, 수리 및 점검을 용이하게 하여 작업성을 좋게하고, 정량, 정압의 포터레지스터를 웨이퍼 상에 분사할 수 있으므로 웨이퍼 상에 포터레지스터 막을 균일하게 도포할 수 있는 효과를 갖는다.
Claims (5)
- 웨이퍼 상에 포토레지스터 막을 균일하게 도포하기 위한 장치에 있어서,포토레지스터를 저장하는 저장탱크(20)와;상기 저장탱크(20)로부터 배출되는 포토레지스터에 포함되어 있는 이물질을 여과하는 필터(22)와;포토레지스터에 소정의 압력을 부여하면서 정량, 정압의 포토레지스터를 배출하도록 하는 포토레지스터 급배기(30)와;상기 포토레지스터 급배기(30)를 작동시킴과 동시에 이를 제어하는 포토레지스터 급배기 제어수단과;상기 포토레지스터 급배기(30)로부터 포토레지스터를 공급받아 상기 웨이퍼 상에 포토레지스터를 분사하는 노즐(80)로 이루어진 반도체 소자의 포터레지스터 디스팬싱장치.
- 제 1 항에 있어서, 포토레지스터 급배기(30)는 유입통로(33)와, 제 1통로(34)와, 제 2통로(35)와, 제 3통로(36)와, 배출통로(37)가 순차적으로 연통되도록 형성되는 베이스(32)와;상기 베이스(32)상에 설치되며, 상기 유입통로(33)를 통해 유입된 포터레지스터를 제 1통로(34)로 배출함과 동시에 상기 유입통로(33)를 선택적으로 폐쇄하여 포토레지스터의 역류를 방지하는 제 1에어 오퍼레이션 밸브(50)와;흡입과 압축을 반복하여 상기 제 1통로(34)로부터 유입된 포터레비스터를 소정의 압력으로 상기 제 2통로(35)로 배출하는 다이아프램식 펌프(40)와;상기 제 2통로(35)로부터 유입된 포터레지스터를 제 3통로(36)로 배출함과 동시에 상기 펌프(40)의 흡입 작동시 상기 제 3통로(36)를 선택적으로 폐쇄하여 포토레지스터의 역류를 방지하는 제 2에어 오퍼레이션 밸브(60)와;상기 제 3통로(36)로부터 유입된 포터레지스터를 정량, 정압으로 배출통로(37)로 배출함과 아울러 상기 노즐(80)에 존재하는 포터레지스터를 빨아들이는 석백 밸브(70)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 포터레지스터 디스팬싱장치.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 포토레지스터 급배기 제어수단은 공압을 작동원으로 하는 것으로, 상기 펌프(40)가 흡입과 압축동작을 반복하도록 이를 제어하는 제 1콘트롤밸브(110)와,상기 펌프(40)의 압축동작시 상기 제 1에어 오퍼레이션 밸브(50)로 하여금 유압통로(33)를 폐쇄하도록 제어하는 제 2콘트롤밸브(120)와,상기 펌프(40)의 흡입동작시 상기 제 2에어 오퍼레이션 밸브(60)로 하여금 제 3통로(36)를 폐쇄하도록 제어하는 제 3콘트롤밸브(130)와,상기 제 2에어 오퍼레이션 밸브(60)가 제 3통로(36)를 폐쇄할 때, 석백 밸브(70)를 작동시키도록 제어하는 제 4콘트롤밸브(140)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 포터레지스터 디스팬싱장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 필터(22)에는 포토레지스터가 여과될 때 발생하는 기포를 제거시키는 벤트 밸브(22a)가 추가로 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 포터레지스터 디스팬싱장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 필터(22)와 상기 포토레지스터 급배기(30) 사이에는 상기 저장탱크(20)에 포토레지스터가 소진되는 것을 감지하여 이를 차단하는 기포디택터(23)가 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 포터레지스터 디스팬싱장치.
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