KR100436550B1 - 반도체 제조 공정에서 사용되는 약액 공급 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼상에 식각 마스크 패턴 등을 형성하기 위해 포토 리쏘그라피 공정을 수행할 때 웨이퍼상에 목표로 하는 적정량의 포토레지스트(Photoresist : PR)를 공급하는 반도체 제조 공정의 약액 공급 장치에 관한 것으로, 반도체 제조 공정의 약액 공급 장치는 약액이 담겨있는 보틀, 보틀에 가압을 하기 위한 질소가스 공급관, 질소 가스 압력에 의해 약액이 배출관을 통하여 일정량이 저장되는 버퍼 탱크, 버퍼 탱크에 저장되어 있는 약액량을 체크하는 센싱수단을 갖는다. 여기서, 상기 센싱수단은 상기 버퍼 탱크의 상단에 설치되는 하이 센서, 버퍼 탱크의 하단에 설치되는 로우 센서를 갖는다.

Description

반도체 제조 공정에서 사용되는 약액 공급 장치{A CHEMICAL SOLUTION SUPPLY APPARATUS IN USE THE PROCESS OF FABRICATING SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은 반도체소자 제조공정에서 사용되는 약액 공급 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 웨이퍼상에 식각 마스크 패턴 등을 형성하기 위해 포토 리쏘그라피 공정을 수행할 때 웨이퍼상에 목표로 하는 적정량의 포토레지스트(Photoresist : PR)를 공급하는 반도체 제조 공정의 약액 공급 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 웨이퍼 표면에 포토레지스트를 코팅하는 포토레지스트 코터 장치는 분사 노즐로 포토레지스트를 공급하기 위한 포토레지스트 공급 장치를 갖는다.
도 1을 참고하면, 종래 포토레지스트 공급 장치(10)는 상기 분사 노즐(20) 하나당 2개의 보틀(12a,12b)이 연결되는 구조로 이루어진다. 그리고, 각 공급라인(14a,14b)상에는 보틀 내부의 잔량 유무를 확인하기 위해 센서(15)가 부착된 트랩 탱크(16a,16b)가 설치되어 있다. 즉, 제 1 보틀(12a)을 다 사용하고 나면, 트랩 탱크(16a)에 설치된 센서(15)에서 감지하고, 상기 제 2 보틀(12b)을 사용하도록 제어한다. 그리고 사용자는 제 2 보틀(12b)을 사용하고 있는 동안 비어 있는 제 1 보틀(12a)을 교체하게 된다.
이처럼, 종래 포토레지스트 공급 장치(10)는 안정적인 포토레지스트 공급을 위해 2개의 보틀(12a,12b)을 번갈아 가며 사용하기 때문에, 전체 설비 면적에서 상기 포토레지스트 공급 장치(10)가 차지하는 면적이 클 수밖에 없다. 그래서, 기존 코터 장치는 내부에 포토레지스트 공급 장치를 장착하지 못하고, 외부에 별도의 보틀 캐비닛(미도시됨)을 이용하여 2개의 보틀을 별도로 수납하고 있는 실정이다. 이렇게 하다보니, 자연히 전체적인 설비의 전유 면적이 넓어지게 되는 문제점이 있다. 또한, 상기 코터 장치의 분사 노즐(20)과 보틀(12a,12b)과의 거리가 멀어지기 때문에, 상기 보틀에서 분사 노즐로 공급되는 과정에서 변질 및 오염(파티클)등으로 인한 포토레지스트 품질 저하 등의 문제가 발생될 수 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 포토레지스트 공급을 위한 장치를 최소화함과 동시에 안정적인 보틀 교체가 이루어질 수 있도록 한 새로운 형태의 반도체 제조 공정의 약액 공급 장치를 제공하는데 있다.
도 1은 코터 장치에 적용되고 있는 종래 약액 공급 장치의 구성도;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 약액 공급 장치가 적용된 코터 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면;
도 3 및 도 4는 약액 공급 장치의 버퍼 탱크에서 약액의 잔량을 단계적으로 체크하는 것을 보여주는 도면들이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
112 : 스핀척
114 : 캣치컵
116 : 분사 노즐
120 : 포토레지스트 공급 장치
122 : 보틀
124 : 배출라인
126 : 버퍼 탱크
128 : 공급 라인
140 : 제어부
152 : 하이 센서
154 : 로우 센서
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 특징에 따른 반도체 제조 공정의 약액 공급 장치에 있어서: 약액이 담겨있는 보틀과; 상기 보틀에 가압을 하기 위한 질소가스 공급관; 질소 가스 압력에 의해 상기 약액이 배출관을 통하여 일정량이 저장되는 버퍼 탱크와; 상기 버퍼 탱크에 저장되어 있는 약액량을 체크하는 센싱수단과; 상기 버퍼 탱크로부터 약액을 약액 투여부로 공급하기 위한 약액 공급관을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 약액 공급관에 설치되는 그리고 상기 버퍼 탱크에 저장된 상기 약액을 펌핑하기 위한 펌프를 더 포함하며, 상기 버퍼 탱크에는 에어 벤트관이 연결될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 센싱수단은 상기 버퍼 탱크의 상단에 설치되는 하이 센서와; 상기 버퍼 탱크의 하단에 설치되는 로우 센서를 포함하며, 상기 버퍼 탱크의 약액 수위가 상기 하이 센서 이하로 소진되어, 상기 하이 센서에서 이를 감지하면 상기 보틀 교환 신호를 작업자에게 알리고, 상기 버퍼 탱크의 약액 수의가 상기 로우 센서 이하로 소진되어, 상기 로우 센서에서 이를 감지하면 약액 공급을 중단시키는 제어부를 더 포함한다.
예컨대, 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 2 내지 도 4에 의거하여 상세히 설명한다. 또, 상기 도면들에서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 약액 공급 장치가 적용된 코터 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 3 및 도 4는 약액 공급 장치의 버퍼 탱크에서 약액의 잔량을 단계적으로 체크하는 것을 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 반도체 웨이퍼 표면에 포토레지스트를 코팅하는 포토레지스트 코터 장치(100)는 포토레지스트가 코팅되는 반도체 웨이퍼(W)를 장착 고정한 상태에서 고속으로 회전시키기 위한 스핀척(112)과, 상기 반도체 웨이퍼에 코팅되어 남은 포토레지스트가 외부로 유출되어 외부의 다른 장치나 주위가 오염되는 것을 방지할 수 있는 코팅 캣치컵(114)과, 웨이퍼 표면으로 포토레지스트를 분사하기 위한 노즐(116)들 그리고 상기 분사 노즐로 포토레지스트를 공급하기 위한 공급 장치(120)를 갖는다.
다시 도 2를 참고하면, 포토레지스트 공급 장치(120)는 보틀(122), 배출라인(124), 버퍼 탱크(126), 공급라인(128), 펌프(130) 그리고 제어부(140) 등을 포함하고 있다.
상기 보틀(122)에는 포토레지스트가 저장되어 있다. 이 보틀(122)에는 질소가스를 가하는 질소가스 공급관(122a)과 상기 배출라인(124)이 연결되어 있다. 상기 보틀(122)에 담겨있는 포토레지스트는 상기 질소가스 공급관(122a)을 통해 상기 보틀(122)로 가해지는 질소가스의 압력에 의해 상기 배출라인(124)을 통해 배출된다. 이 배출라인(124)으로 배출되는 포토레지스트는 상기 버퍼 탱크(126)에 일시적으로 저장된다.
상기 버퍼 탱크(126)는 기포 제거 기능뿐만 아니라, 보틀 교체시간 동안 사용할 수 있는 충분한 양의 약액을 저장할 수 있는 버퍼 역할도 갖고 있다. 상기 버퍼 탱크(126)는 상단부에 에어벤트관(126a)이 연결되어 있으며, 포토레지스트에 포함되어 있는 기포 등은 상기 에어벤트관(126a)를 통하여 배출되게 된다.
상기 버퍼 탱크(126)에 저장되어 있는 약액은 상기 공급라인(128) 상에 설치되는 상기 펌프(130)에 의하여 펌핑되어 상기 분사 노즐(116)로 공급되게 된다. 이 포토레지스트는 공급 과정에서 공급라인상에 설치된 필터(132)에 의해 필터링 된다.
한편, 상기 버퍼 탱크(126)에는 상기 버퍼 탱크(126)에 저장되어 있는 약액의 잔량을 체크하기 위한 센싱수단이 설치되어 있다. 이 센싱 수단은 상기 버퍼 탱크(126)의 상단에 설치되는 하이 센서(152)와, 상기 버퍼 탱크(126)의 하단에 설치되는 로우 센서(154)를 구비한다.
상기 하이 센서(152)는 상기 보틀(126)을 교환해야할 시기가 되었음을 감지하는 센서이고, 상기 로우 센서(154)는 보틀(126)의 교환 시기를 넘긴 경우 이를 감지하는 센서이다. 상기 센서들(152,154)에서 측정된 전기적 신호는 상기 제어부(140)로 제공된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 상기 하이 센서(152) 및 로우 센서(154)는 임의 타입의 비접촉식 측정장치일 수 있다.
상기 제어부(140)는 약액 공급을 위해 모든 유량제어밸브(136) 및 펌프(130)의 작동을 제어하도록 구성될 수 있으며, 또한 코터 공정의 전체 처리 작동을 제어하도록 구성된 코터 장치(100)의 제어 컴퓨터를 포함할 수 있음은 물론이다.
이상과 같이, 본 발명의 약액 공급 장치(120)는 보틀 교체 시간동안 버퍼 탱크(126)를 사용함으로써, 기존에 보틀 교체시 다른 보틀을 사용하던 구성에 비해 간단해짐으로써, 약액 공급 장치의 점유 면적을 크게 감소시킬 수 있다. 따라서, 상기 약액 공급 장치를 상기 코터 장치 내부에 장착시키는 것도 가능하게 되었다.뿐만 아니라, 보틀 교체시기를 놓친 경우 이를 감지하는 센서를 추가함으로써, 안전성이 향상되었다.
도 3에서와 같이 상기 버퍼 탱크(126)의 약액 수위가 상기 하이 센서(152) 이하로 소진 된 경우, 상기 하이 센서(152)에서 센싱이 이루어진다. 상기 하이 센서(152)로부터 감지 신호를 제공받은 상기 제어부(140)는 작업자에게 보틀 교환을 알리는 알람을 울리는 등의 조치를 취하게 된다. 작업자는 상기 버퍼 탱크(126)의 약액 수위가 상기 로우 센서(154) 이하로 소진되기 전까지 상기 보틀(122)을 교체하면 된다. 통상, 상기 버퍼 탱크(126)의 약액 수위가 상기 하이 센서(152)에서 상기 로우 센서(154)까지 낮아지는데 걸리는 시간은 30분에서 1시간 내외로 정하는 것이 바람직하다. 이 시간은 상기 코터 장치(100)에서 약액을 사용하는 양에 따라 달라질 수 있다.
도 4에서와 같이, 상기 버퍼 탱크(126)의 약액 수위가 상기 로우 센서(154) 이하로 소진된 경우, 상기 로우 센서(154)에서 센싱이 이루어진고, 상기 로우 센서(!54)로부터 신호를 제공받은 상기 제어부(140)는 공정을 정지시키거나 또는 다른 적당한 조치를 취하게 된다. 상기 제어부(140)에서의 공정 중지 조치는, 상기 버퍼 탱크(126)의 약액 잔량이 상기 로우 센서(154) 이하로 소진된 상태에서 계속적으로 공정이 진행된다면 상기 공급 라인(128)으로 공기가 유입되면서 보다 큰 공정에러를 사전에 예방하기 위함이다.
이와 같이 본 발명의 구조적인 특징은, 보틀 교체시간 동안 사용할 수 있도록 약액이 담겨진 버퍼 탱크를 갖는데 있다. 또 다른 특징은 보틀 교체 시기를 놓쳤을 경우 이를 감지하는 센서가 상기 버퍼 탱크의 하단부에 장착되는데 있다.
이상에서, 본 발명에 따른 약액 공급 장치의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 약액 공급 장치의 구성 및 점유 면적을 크게 줄일 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 약액 공급에 이르기까지 관리가 매우 용이해지는 효과가 있다. 보틀의 교체 시기 및 안전 상태 등의 확인이 용이하다는 이점이 있다.

Claims (8)

  1. 반도체 제조 공정의 약액 공급 장치에 있어서:
    약액이 담겨있는 보틀과;
    상기 보틀에 가압을 하기 위한 질소가스 공급관;
    질소 가스 압력에 의해 상기 약액이 배출관을 통하여 일정량이 저장되는 그리고 에어벤트관이 연결된 버퍼 탱크와;
    상기 버퍼 탱크의 상단에 설치되어 상기 버퍼 탱크의 약액 수위를 감지하여 보틀의 교환 신호를 알리는 하이 센서와;
    상기 버퍼 탱크의 하단에 설치되어 상기 버퍼 탱크의 약액 수위를 감지하여 공정 중지 신호를 알리는 로우 센서와;
    상기 버퍼 탱크로부터 약액을 약액 투여부로 공급하기 위한 약액 공급관과;
    상기 약액 공급관에 설치되어 상기 버퍼 탱크에 저장된 약액을 펌핑하기 위한 펌프와;
    상기 하이 센서 및 로우 센서로부터 오는 신호를 제공받는 그리고 상기 펌프의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정의 약액 공급 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 약액 공급관에는 약액을 필터링하기 위한 필터가 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정의 약액 공급 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 약액은 포토레지스트인 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정의 약액 공급 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 약액 투여부는 스핀 코터의 포토레지스트 분사 노즐인 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정의 약액 공급 장치.
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