KR100447076B1 - 감광액 공급펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 감광액 공급펌프에 관한 것으로서, 본체에 결합된 벨로우즈를 수축 및 팽창시킴에 따라 감광액을 유출시키는 감광액 공급펌프에 있어서, 상기 본체(32)에는 상기 벨로우즈(34)가 수용되어 작동하는 공간(34a)이 형성되고, 상기 감광액은 상기 벨로우즈(34)의 외부로 유입하여 유출하는 구조이므로, 펌프 내에 유입된 기포가 정체되지 않고 바로 유출되게 하여 감광액의 유출량을 일정하게 함으로써 도포량의 변화를 방지하여, 도포의 신뢰성을 확보하여 코팅불량을 방지하게 되어 반도체 소자의 제조 수율을 향상시킬 수 있다.

Description

감광액 공급펌프{pump for supplying photo resist}

본 발명은 반도체, 액정표시기 등의 제조공정에서 웨이퍼나 유리판 등의 코팅 대상물에 도포되는 감광액을 공급하는 감광액 공급장치에 사용되는 감광액 공급펌프에 관한 것이다.

반도체 또는 액정표시기 제조공정에서는, 포토리소그라피(photolithography) 공정을 통해 코팅 대상물에 임의의 패턴을 형성하게 되는데, 상기 포토리소그라피 공정은 코팅 대상물에 감광액(photo resist)을 일정한 두께로 코팅하 후, 레티클이라는 일정한 패턴이 형성된 마스크를 사용하여 상기 감광액으로 코팅된 코팅 대상물 상에 빛을 이용하여 노광하고, 현상용액을 사용하여 노광된 부분과 노광되지 않은 부분의 반응속도의 차이에 의해 일정한 패턴을 형성하는 공정이다.

일반적으로 코팅 대상물에 감광액을 공급하는 감광액 공급장치는 도1에 도시한 바와 같이, 감광액 저장조(2)에 저장된 감광액이, 감광액 공급펌프(4)에 의해 펌핑되어, 이동라인을 따라 여과기(6) 및 밸브(8)를 순차적으로 지나서 노즐(10)을 통해 코팅대상물에 분사되어 코팅되는 구성이다.

종래 감광액 공급펌프는 도2에 도시한 바와 같이, 본체(12)의 내부에는 벨로우즈(14)가 설치되고, 상기 본체(12)의 일측에는 상기 벨로우즈(14)를 팽창 또는 수축시키도록 실린더(16)가 설치되고, 상기 본체의 타측에는 상기 벨로우즈(14)의 내부로 감광액이 출입하는 유입구(18a) 및 유출구(18b)가 형성된 펌프헤드(18)가 설치된 구조이다.

상기 벨로우즈(14)는 그 중간부가 길이방향으로 신축가능하도록 주름잡힌 형태로서, 벨로우즈(14)의 내부에는 상기 유입구(18a)에 연통되어 감광액을 벨로우즈(14)의 내부 깊숙히 유입시키도록 감광액을 안내하는 안내부재(20)가 결합되고, 상기 벨로우즈(14)의 일단에는 상기 실린더(16)의 피스톤 로드(16a)에 연결되는 돌출부(14a)가 형성된다.

상기 펌프 헤드(18)의 내부에 형성된 유입구(18a) 및 유출구(18b)에는 감광액을 한방향으로만 흐르게 하는 체크밸브(24, 26)가 각각 결합된다.

이와 같이 구성된 종래 감광액 공급펌프에서, 실린더(16)를 작동시켜 피스톤 로드(16a)를 후퇴시킴에 의해 벨로우즈(14)를 팽창시키면, 감광액이 유입구(18a)를 통해 벨로우즈의 내부로 유입되고, 피스톤 로드(16b)를 전진시킴에 의해 벨로우즈(14)를 수축시키면, 벨로우즈(14)의 내부에 유입된 감광액은 유출구(18b)를 통해 유출된다. 이때 감광액은 상기 체크밸브(24, 26)에 의해 유입구(18a)를 통해 벨로우즈(14)의 내부로 들어온 다음, 유출구(18b)를 통해서만 유출된다.

그런데, 상기 벨로우즈(14)의 내부에 유입되는 감광액에는 기포가 함유되어 있기 마련인데, 종래 감광액 공급펌프에서는 벨로우즈(14)가 팽창하여 감광액과 함께 기포가 벨로우즈(14)의 내부에 유입되면, 유입된 기포는 벨로우즈(14)가 수축하는 중에 바로 유출구(18b)를 통해 배출되지 않고 벨로우즈(14)의 내부 상측(유출구의 레벨보다 높은 곳)에 있는 골부분(14b)에 정체해 있게 된다.

따라서, 벨로우즈(14)의 내부로 기포가 지속적으로 유입되면, 기포는 벨로우즈(14)의 내부 상측에 모여 감광액을 오염시키게 될 뿐만 아니라, 정체되어 모인 기포는 벨로우즈(14)의 수축 및 팽창 중에 기포와 감광액의 수축력 차이에 의한 체적변화로 인하여 감광액의 유출량에 변화를 주게 되어 최종적으로 감광액의 도포량이 변하게 된다.

즉, 벨로우즈(14)의 내부에 기포가 정체하여 모이게 되면, 감광액이 오염되기 쉬워 코팅대상물에 오염문제를 발생시키고, 상기 벨로우즈(14)가 정해진 도포량 만큼 제어되어 구동이 정확하게 되어도 상기 벨로우즈(14)의 상측에 있는 기포의 체적만큼 도포량이 저하하게 되어, 코팅불량이 생기게 된다는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 감광액이 상기 감광액 공급 펌프로 유입되기 전 단계에서 기포를 제거하는 기포제거기가 구비된 감광액 공급장치가 개시되어 있으나, 별도의 기포제거기를 부착하여야 하므로 구조가 복잡하고, 기포제거기로 기포를 제거하더라도 소량의 기포가 남아 있게 되어 장시간 사용하면 벨로우즈의 내부에 기포가 쌓이게 되므로 기포로 인한 코팅불량의 문제를 근원적으로 해결하지 못하였다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 펌프 내에 유입된 기포가 정체되지 않고 바로 유출되게 하여 감광액의 유출량을 일정하게 함으로써 도포량의 변화를 방지하는 감광액 공급펌프를 제공하는 데 있다.

도1은 일반적인 감광액 공급장치의 개략 구성도,

도2는 종래 감광액 공급펌프의 단면도,

도3은 본 발명의 제1실시예에 의한 감광액 공급펌프의 단면도,

도4는 도3의 주요부를 나타내는 단면 사시도,

도5는 본 발명의 제2실시예에 의한 감광액 공급펌프의 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

32 : 본체 32a : 공간

32b : 유입구 32c : 유출구

34 : 벨로우즈 34c : 주름부

36 : 벨로우즈 로드 38 : 구동수단

40 : 하우징 52, 54 :체크밸브

본 발명에 의한 감광액 공급펌프는, 본체에 결합된 벨로우즈를 수축 및 팽창시킴에 따라 감광액을 유출시키는 감광액 공급펌프에 있어서, 상기 본체에는 상기 벨로우즈가 수용되어 작동하는 공간이 형성되고, 상기 감광액은 상기 벨로우즈의 외부로 유입하여 유출하도록 상기 벨로우즈의 외측공간에 연통하는 유입구 및 유출구가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 유입구는 상기 벨로우즈의 외주면 측에 형성되고, 상기 유출구는 상기 벨로우즈의 단부면 측에 형성되는 것이 바람직하다.

상기 유출구는 상기 공간의 내측단부면 중앙에 형성되는 것이 바람직하지만, 상기 유출구는 상기 공간의 내측단부면에 접하여 공간의 내주면에 형성되어 있을 수도 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 관하여 첨부 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

도3 및 도4에 도시한 바와 같이, 본체(32)의 내부에는 감광액이 일시적으로 머무르는 원통형의 공간(32a)이 형성됨과 아울러 이 공간(32a)에 감광액이 유입되는 유입구(32b) 및 감광액이 유출하는 유출구(32c)가 형성된다.

상기 공간(32a)에는 벨로우즈(34)가 수용되고, 상기 벨로우즈(34)는 벨로우즈 로드(36)를 매개로 구동수단(38)에 연결되어 이 구동수단(38)의 구동에 따라 팽창 및 수축한다. 그리고, 감광액은 상기 유입구(32b)를 통하여 벨로우즈의 외부로 유입하여 상기 유출구(32c)를 통하여 유출한다.

상기 구동수단(38)은 하우징(40)의 내부에 결합되고, 상기 하우징(40)은 상기 본체(32)에 고정되어 있다.

상기 구동수단(38)은, 제어모터(42)와, 상기 제어모터(42)의 모터축에 커플링(44)을 매개로 연결된 이송나사봉(46)과, 상기 이송나사봉(46)에 맞물려 상대운동하는 이송너트(48)과, 상기 이송너트(48)와 상기 벨로우즈 로드(36)를 연결하는 커넥터(50)로 이루어 진다. 상기 구동수단은 공압실린더 또는 유압실린더등으로 구성할 수도 있다.

상기 공간(32a)에 유입되는 감광액의 유입구(32b)는 상기 벨로우즈(34)의 외주면 측에 형성되되 상기 하우징(40)측에 가깝게 형성되고, 상기 공간(32a)에서 유출하는 감광액의 유출구(32c)는 상기 벨로우즈(34)의 단부면 측 중앙에 형성된다. 즉, 상기 유입구(32b)는 상기 공간(32a)의 내주면(S1) 하측에 형성되고, 상기 유출구(32c)는 공간(32a)의 내측단부면(S2) 중앙에 형성된다.

유입구(32b) 및 유출구(32c)에는 감광액을 한방향으로만 흐르게 하는 체크밸브(52, 54)가 각각 결합된다.

상기 벨로우즈(34)는 그 중간부에 길이방향으로 신축가능하도록 주름잡힌 주름부(34c)를 가진 형태로서, 그 머리부(34a)는 상기 유출구(32c)와 마주보고 있다. 상기 벨로우즈(34)의 내부에는 상기 벨로우즈 로드(36)가 상기 머리부(34a)에 고정되어 설치된다. 상기 벨로우즈(34)의 베이스부(34b)는 상기 본체(32)와 상기 하우징(40)의 경계부에 고정된다. 상기 머리부(34a)와 베이스부(34b)는 벨로우즈의 주름부(34c)와는 달리 소정의 강성을 가진다.

상기 하우징(40)의 내부에는 상기 벨로우즈 로드(36)의 이송거리를 제어하도록 다수의 센서(56, 58)가 설치되어 있다. 상기 센서(56, 58)는 도시하지 않는 제어부에 신호를 입력하여 상기 제어모터(42)를 제어함으로써 상기 벨로우즈 로드(36)의 이송거리를 제어하게 된다.

상기 이송나사봉(46) 및 이송너트(48)는 공지의 볼스크류 및 볼너트로 되어있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 감광액 공급펌프에서, 제어부의 제어에 따라 제어모터(42)가 작동하여 모터축이 회전하면, 이송나사봉(46) 및 이송너트(48)에 의해 벨로우즈 로드(36)가 직진운동을 하게 된다.

상기 벨로우즈 로드(36)가 후퇴하여 벨로우즈(34)의 주름부(34c)가 수축하게 되면, 공간(32a)에 남아 있는 감광액은 상기 체크밸브(52, 54)에 의해 역류되지 않으므로 상기 유입구(32b)를 통하여 공간(32a)에 유입된다. 그리고, 상기 벨로우즈 로드(36)가 전진하여 벨로우즈(34)의 주름부(34c)가 팽창하게 되면, 상기 공간(32a)에 유입된 감광액은 벨로우즈(34)의 수축시 및 팽창시의 체적변화량 만큼 유출구(32c)를 통하여 유출한다.

이때 기포가 혼합된 감광액이 공간(32a)에 유입되면 그 기포는 벨로우즈(34)의 머리부(34a)측으로 원활히 이동하여 유출구(32c)를 통해 유출하므로 공간의 내부에 기포가 정체되지 않는다. 따라서, 감광액의 유출량이 일정하게 되어 도포량이 변화되지 않는다.

도5는 본 발명의 제2실시예에 의한 감광액 공급펌프를 나타내는 단면도로서, 본 실시예에서는 유입구(132b)는 본체(132)의 공간(132a)의 내주면(S1) 하측에 형성되고, 유출구(132c)가 본체(132)의 공간(132a)의 내측단부면(S2)에 접하여 공간의 내주면(S1)에 형성된 구조이다. 나머지 구성은 제1실시예와 동일하다.

본 발명에 의한 감광액 공급펌프에 의하면, 펌프 내에 유입된 기포가 정체되지 않고 바로 유출되게 하여 감광액의 유출량을 일정하게 함으로써 도포량의 변화를 방지하여, 도포의 신뢰성을 확보하여 코팅불량을 방지하게 되어 반도체 소자의제조 수율을 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

1. 본체에 결합된 벨로우즈를 수축 및 팽창시킴에 따라 감광액을 유출시키는 감광액 공급펌프에 있어서,

   상기 본체에는, 상기 벨로우즈가 수용되어 작동하는 공간이 형성되고, 상기 공간에 감광액이 유입하는 유입구 및 감광액이 유출하는 유출구가 형성되되,

   상기 유입구 및 유출구는 상기 벨로우즈의 외부로 유입하여 유출하도록 상기 벨로우즈의 외측공간에 연통하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 감광액 공급펌프.
2. 제1항에 있어서,

   상기 유입구는 상기 벨로우즈의 외주면 측에 형성되고,

   상기 유출구는 상기 벨로우즈의 단부면 측에 형성된 것을 특징으로 하는 감광액 공급펌프.
3. 제1항에 있어서,

   상기 유출구는 공간의 내측단부면 중앙에 형성된 것을 특징으로 하는 감광액 공급장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 유출구는 공간의 내측단부면에 접하여 공간의 내주면에 형성된 것을 특징으로 하는 감광액 공급장치.