KR100470682B1 - 포토레지스트의 흘림 길이를 조절할 수 있는 포토레지스트공급 장치 및 이를 이용한 포토레지스트 공급 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 포토레지스트 공급 장치 및 이를 이용한 포토레지스트 공급 방법을 제공한다. 본 발명은 노즐부 끝단의 포토레지스트 흘림 길이를 측정할 수 있는 흘림 길이 측정부와, 상기 흘림 길이 측정부에서 측정된 데이터를 전기적 신호로 처리할 수 있는 측정 데이터 처리부와, 상기 측정 데이터 처리부에서 처리된 전기적 신호를 피드백 받아 상기 노즐부의 포토레지스트 흘림 길이를 미세 조절할 수 있는 밸브 조절부를 구비하되, 상기 밸브 조절부는 스텝핑 모터와, 상기 스테핑 모터에 연결되어 공기 배출량을 조절할 수 있는 공기량 조절부로 구성된 스피드 컨트롤러로 이루어져, 상기 자동 단속 밸브에 유입되는 공기량을 조절하여 실시간적으로 상기 노즐부에서 토출되는 포토레지스트의 흘림 길이를 조절한다. 이에 따라, 본 발명은 노즐부 끝단의 포토레지스트 흘림 길이를 실시간으로 측정하여 이를 피드백 함으로써 포토레지스트 흘림 불량으로 인한 공정 불량을 사전 예방 할 수 있으며, 포토레지스트를 정량 토출할 수 있다.
Description
본 발명은 포토레지스트(photoresist: PR) 공급 장치 및 포토레지스트 공급 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 포토레지스트 흘림 길이를 조절할 수 있는 포토레지스트 공급 장치 및 이를 이용한 포토레지스트 공급 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 집적 회로 반도체 소자의 제조과정에서 반도체 웨이퍼 상의 특정막에 패턴(pattern)을 형성시키기 위하여 리소그래피(lithography) 공정을 수행한다. 이러한 리소그래피 공정은 반도체 웨이퍼 상에 포토레지스트를 도포한 후 노광 및 현상하는 공정이다. 따라서, 상기 반도체 웨이퍼 상에 포토레지스트를 도포하기 위하여, 상기 반도체 웨이퍼 상에 포토레지스트를 공급하는 포토레지스트 공급장치가 필요하다.
한편, 집적 회로 반도체 소자의 집적도가 높아짐에 따라 반도체 웨이퍼 상에 공급되는 포토레지스트의 토출양과 압력이 매우 정밀하게 제어되어야 한다. 그런데, 종래의 포토레지스트 공급 장치는 다양한 원인, 예컨대 포토레지스트를 공급하기 위한 펌프의 압력 변화, 즉 포토레지스트 필터의 막힘과 밸브의 온오프를 위하여 공급되는 공기압의 변화 등으로 계속적으로 반도체 웨이퍼 상에 토출되는 포토레지스트의 양과 압력이 정확하지 못하게 된다.
이렇게 반도체 웨이퍼 상에 토출되는 포토레지스트의 양과 압력이 정확하지 않게 되면 노즐부의 포토레지스트 흘림 길이가 수시로 변하게 된다. 더하여, 노즐부의 포토레지스트 흘림 길이가 변하는 상태로 노광 및 현상 공정을 할 경우, 노광 및 현상 공정 후에 반도체 웨이퍼 상에 파티클이 발생되며, 심할 경우 포토레지스트 도포 및 노광 공정을 다시 하거나 사용된 반도체 웨이퍼를 버려야 한다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 노즐부의 포토레지스트 흘림 길이를 측정하여 반도체 웨이퍼 상에 토출되는 포토레지스트의 끊김을 계속적으로 정밀하게 제어할 수 있는 포토레지스트 공급 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 포토레지스트 공급 장치를 이용한 포토레지스트 공급 방법을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 포토레지스트 공급장치는 포토레지스트를 공급할 수 있는 포토레지스트 공급부와, 상기 포토레지스트 공급부에 연결되어 상기 공급되는 포토레지스트의 흐름을 조절하는 자동 단속 밸브와, 상기 자동 단속 밸브에 연결되어 공급되는 포토레지스트를 웨이퍼 상에 토출할 수 있는 노즐부를 포함한다. 상기 자동 단속 밸브는 컷오프 밸브와 석백 밸브로 구성할 수 있다.
더하여, 본 발명의 포토레지스트 공급 장치는 상기 노즐부에서 토출이 중단된 후 상기 노즐부의 끝단에 남아 있는 포토레지스트의 흘림 길이를 측정할 수 있는 포토레지스트 흘림 길이 측정부와, 상기 포토레지스트 흘림 길이 측정부에서 측정된 데이터를 전기적 신호로 처리할 수 있는 측정 데이터 처리부와, 상기 측정 데이터 처리부에서 처리된 전기적 신호를 피드백 받아 상기 노즐부의 포토레지스트 흘림 길이를 미세 조절할 수 있는 밸브 조절부를 포함하되, 상기 밸브 조절부는 스테핑 모터와 상기 스테핑 모터에 연결되어 공기 배출량을 조절할 수 있는 공기량 조절부로 구성된 스피드 컨트롤러로 이루어져, 상기 자동 단속 밸브에 유입되는 공기량을 조절하여 실시간적으로 상기 노즐부에서 토출되는 포토레지스트의 흘림 길이를 조절한다. 상기 포토레지스트 흘림 길이 측정부는 카메라로 구성할 수 있다. 상기 포토레지스트 흘림 길이 측정부에서 측정된 데이터는 영상 신호일 수 있다.상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 포토레지스트 공급 방법은 포토레지스트를 자동단속밸브를 통하여 노즐부로 공급한다. 상기 자동 단속 밸브를 오프하여 상기 노즐부로 포토레지스트 공급을 중단한 후, 상기 노즐부의 끝단의 포토레지스트 흘림 길이를 측정한다. 상기 노즐부의 끝단의 포토레지스트 흘림 길이는 카메라를 이용하여 측정할 수 있다. 상기 측정된 포토레지스트 흘림 길이를 전기적 신호로 처리한 후, 상기 전기적 신호를 밸브 조절부로 피드백 함으로써 상기 노즐부의 포토레지스트 흘림 길이를 미세 조정하되, 상기 밸브 조절부는 스테핑 모터와 상기 스테핑 모터에 연결되어 공기 배출량을 조절할 수 있는 공기량 조절부로 구성된 스피드 컨트롤러로 이루어져, 상기 자동 단속 밸브에 유입되는 공기량을 조절하여 실시간적으로 상기 노즐부에서 토출되는 포토레지스트의 흘림 길이를 조절한다.
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이상의 본 발명은 노즐부의 포토레지스트 흘림 길이를 측정하여 반도체 웨이퍼 상에 토출되는 포토레지스트의 끊김을 계속적으로 정밀하게 제어하여 균일하게 할 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 포토레지스트 공급장치의 개념(concept)을 설명하기 위한 블록도이다.
구체적으로, 본 발명의 포토레지스트 공급 장치를 포토레지스트를 공급할 수 있는 포토레지스트 공급부(100)를 포함한다. 상기 포토레지스트 공급부(100)에는 자동 단속 밸브(300)가 연결되어 공급되는 포토레지스트의 흐름을 조절한다. 상기 자동 단속 밸브(300)에는 공급되는 포토레지스트를 반도체 웨이퍼 상에 토출할 수 있는 노즐부(500)를 구비한다.
상기 노즐부(500)에는 포토레지스트 토출이 중단된 후, 상기 노즐부의 끝단에 남아 있는 포토레지스트의 흘림 길이를 측정할 수 있는 포토레지스트 흘림 길이 측정부(700)가 마련되어 있다. 상기 포토레지스트 흘림 길이 측정부(700)와 연결되어 상기 포토레지스트 흘림 길이 측정부(700)에서 측정된 데이터를 전기적 신호로 처리할 수 있는 측정 데이터 처리부(900)를 구비한다. 그리고, 상기 측정 데이터 처리부(900)에서 처리된 전기적 신호를 피드백 받아 상기 노즐부(500)의 포토레지스트 흘림 길이를 미세 조절할 수 있는 밸브 조절부(1100)를 구비한다.
도 2는 도 1의 포토레지스트 공급장치의 일 예를 개략적으로 도시한 구성도이다.
구체적으로, 본 발명의 포토레지스트 공급 장치는 도 1에 도시한 바와 같이 포토레지스트 공급부(100)를 포함한다. 상기 포토레지스트 공급부(100)는 토출될 포토레지스트가 저장되어 있는 저장탱크(101)와, 상기 저장탱크(101)에 질소를 주입할 수 있는 질소 주입 라인(103)과, 상기 저장 탱크(101)에 연결되어 있는 복수개의 포토레지스트 공급 라인(105)과, 상기 포토레지스트 공급 라인(105)에는 복수개의 포토레지스트 저장탱크(101)중 어느 하나를 선택하기 위한 전환 밸브(107)가 연결되어 있다. 다시 말해서, 상기 전환 밸브(107)로 인하여 임의의 포토레지스트 저장탱크(101)를 이용하여 포토레지스트를 공급한다. 더하여, 상기 포토레지스트 공급부(100)는 포토레지스트 저장 탱크(101)내에 저장되어 있는 포토레지스트를 흡입한 후 가압하여 상기 포토레지스트 공급라인(105)을 통하여 포토레지스트를 토출할 수 있는 포토레지스트 펌프(109)와, 상기 포토레지스트 펌프(109)에 연결되어 상기 공급되는 포토레지스트의 이물질을 제거할 수 있는 필터(111)를 포함한다.
상기 포토레지스트 공급부(100)의 필터(111) 후단의 포토레지스트 공급 라인(105)에는 공급되는 포토레지스트의 흐름을 조절하는 자동 단속 밸브(300)가 연결되어 있다. 상기 자동 단속 밸브(300)는 컷오프 밸브(301, cut-off valve)와 석백 밸브(303, suckback valve)로 구성된다. 상기 컷오프 밸브(301)는 가압된 포토레지스트의 흐름을 온오프(on-off)하고, 상기 석백 밸브(303)는 포토레지스트 토출후 노즐부(500)의 끝단[팁(tip)]에 존재하는 일정량의 포토레지스트를 흡입하여 흘림을 방지하는 기능을 한다.
상기 자동 단속 밸브(300)를 통과한 포토레지스트는 노즐부(500)를 통하여 반도체 웨이퍼(도시 안 함) 상에 토출된다. 그런데, 상기 포토레지스트 토출후 노즐부(500)의 끝단에는 앞서 설명한 바와 같이 불규칙적으로 포토레지스트를 흘러 남게 된다. 물론, 상기 석백 밸브(303)를 이용하여 포토레지스트의 흘림을 방지할 수는 있지만 불규칙적으로 남는 포토레지스트를 정확하게 조절하지는 못한다. 따라서, 본 발명의 포토레지스트 공급 장치는 상기 노즐부(500)와 인접하여 상기 노즐부(500) 끝단의 포토레지스트 흘림 길이를 측정할 수 있는 카메라(701)를 포함한다. 도 1의 흘림 길이 측정부(700)로서 카메라(701)를 이용하는 것이다.
상기 카메라(701)에 연결되어 상기 카메라(701)에서 측정된 데이터, 즉 영상 신호를 전기적 신호로 처리할 수 있는 컴퓨터(901)를 구비한다. 도 1의 측정 데이터 처리부(900)로서 컴퓨터(901)를 이용하는 것이다. 그리고, 상기 측정 데이터 처리부(900)인 컴퓨터(901)에서 처리된 전기적 신호를 피드백 받아 상기 자동 단속 밸브(301)에 유입되는 공기량을 조절하여 상기 노즐부(500)의 포토레지스트 흘림 길이를 미세 조절할 수 있는 스피드 컨트롤러(1101)를 구비한다. 도 1의 밸브 조절부(1100)로서 스피드 컨트롤러(1101)를 이용하는 것이다. 상기 스피드 컨트롤러(1101)는 스테핑 모터(stepping motor)와 상기 스테핑 모터에 연결되어 공기 배출량을 조절할 수 있는 공기량 조절부(air control unit)로 구성된다. 상기 스피드 컨트롤러(1101)와 자동 단속 밸브(300)간의 관계는 도 3에서 자세히 설명한다.
도 3은 도 2의 스피드 컨트롤러와 자동 단속 밸브간의 공기 흐름을 설명하기 위하여 도시한 구성도이다.
구체적으로, 도 2의 측정 데이터 처리부(900)인 컴퓨터(901)에서 처리된 전기적 신호는 스피드 컨트롤러(1101)의 스테핑 모터(1101a)에서 피드백 받는다. 자세하게는 포토레지스트 흘림 길이와 관련하여 측정 데이터 처리부(900)인 컴퓨터(901)에서 처리된 전기적 신호는 실시간으로 스테핑 모터(1101a)의 구동 회로부(도시 안 함)에서 피드백 받는다. 이렇게 실시간으로 피드백 받은 스테핑 모터(1101a)는 실시간으로 미세하게 회전함으로써 상기 스테핑 모터(1101a)에 연결된 공기량 조절부(1101b)를 이용하여 외부에서 자동 단속 밸브(300), 즉 컷오프 밸브(301) 및 석백 밸브(303)에 유입되는 공기량을 조절한다. 상기 공기량 조절부(110b)는 상기 스텝핑 모터(1101a)에 연결된 실린더에 구멍이 있어 회전할 때 공기가 흐르거나 흐르지 않게 하여 공기량을 조절한다. 결과적으로, 실시간으로 미세하게 자동 단속 밸브(300)에 유입되는 공기량 조절하게 되면 실시간으로 노즐부(500)에서 토출되는 포토레지스트의 흘림 길이를 조절할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명에 의한 포토레지스트 공급 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
구체적으로, 본 발명의 포토레지스트 공급 방법은 먼저 포토레지스트를 자동단속밸브를 통하여 노즐부로 공급한다(스텝 11). 상기 포토레지스트의 공급의 일 예를 도 2에서 자세히 설명하였으므로 생략한다. 이어서, 상기 자동 단속 밸브를 오프하여 노즐부로 공급되는 포토레지스트를 중단한다(스텝 13). 이렇게 되면, 노즐부의 끝단에 포토레지스트가 남게 된다.
다음에, 상기 노즐부의 끝단의 포토레지스트 흘림 길이를 측정한다(스텝 15). 상기 노즐부의 끝단의 포토레지스트 흘림 길이는 카메라를 이용하여 측정할 수 있다. 계속하여, 상기 측정된 포토레지스트 흘림 길이를 전기적 신호로 처리한다(스텝 17). 상기 전기적 신호 처리는 컴퓨터를 이용하여 수행할 수 있다.
계속하여, 상기 측정된 포토레지스트 흘림 길이와 관련한 전기적 신호를 밸브 조절부로 피드백 함으로써 상기 노즐부의 포토레지스트 흘림 길이를 미세 조정한다(스텝 19). 상기 밸브 조절부는 스피드 컨트롤러를 이용할 수 있다. 상기 밸브 조절부로써 스피드 컨트롤러는 자동 단속 밸브에 유입되는 공기량을 조절함으로써 상기 포토레지스트 흘림 길이를 미세 조정할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 포토레지스트 공급 장치는 노즐부 끝단의 포토레지스트 흘림 길이를 측정할 수 있는 흘림 길이 측정부와, 상기 흘림 길이 측정부에서 측정된 데이터를 전기적 신호로 처리할 수 있는 측정 데이터 처리부와, 상기 측정 데이터 처리부에서 처리된 전기적 신호를 피드백 받아 상기 자동 단속 밸브에 유입되는 공기량을 조절하여 상기 노즐부의 포토레지스트 흘림 길이를 미세 조절할 수 있는 밸브 조절부를 구비한다. 따라서, 본 발명의 포토레지스트 공급 장치를 이용할 경우 노즐부 끝단의 포토레지스트 흘림 길이를 실시간으로 측정하여 이를 피드백 함으로써 포토레지스트 끊김을 실시간으로 연속적으로 제어 할 수 있어 끊김 불량에 의한 공정 불량을 완전하게 제거 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 포토레지스트 공급장치의 개념(concept)을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 도 1의 포토레지스트 공급장치의 일 예를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 3은 도 2의 스피드 컨트롤러와 자동 단속 밸브간의 공기 흐름을 설명하기 위하여 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명에 의한 포토레지스트 공급 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
Claims (9)
- 포토레지스트를 공급할 수 있는 포토레지스트 공급부;상기 포토레지스트 공급부에 연결되어 상기 공급되는 포토레지스트의 흐름을 조절하는 자동 단속 밸브;상기 자동 단속 밸브에 연결되어 공급되는 포토레지스트를 웨이퍼 상에 토출할 수 있는 노즐부;상기 노즐부에서 토출이 중단된 후 상기 노즐부의 끝단에 남아 있는 포토레지스트의 흘림 길이를 측정할 수 있는 포토레지스트 흘림 길이 측정부;상기 포토레지스트 흘림 길이 측정부에서 측정된 데이터를 전기적 신호로 처리할 수 있는 측정 데이터 처리부; 및상기 측정 데이터 처리부에서 처리된 전기적 신호를 피드백 받아 상기 노즐부의 포토레지스트 흘림 길이를 미세 조절할 수 있는 밸브 조절부를 포함하고,상기 밸브 조절부는 스테핑 모터와 상기 스테핑 모터에 연결되어 공기 배출량을 조절할 수 있는 공기량 조절부로 구성된 스피드 컨트롤러로 이루어져, 상기 자동 단속 밸브에 유입되는 공기량을 조절하여 실시간적으로 상기 노즐부에서 토출되는 포토레지스트의 흘림 길이를 조절하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 공급 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 포토레지스트 흘림 길이 측정부는 카메라로 구성하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 공급 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 포토레지스트 흘림 길이 측정부에서 측정된 데이터는 영상 신호인 것을 특징으로 하는 포토레지스트 공급 장치.
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- 포토레지스트를 자동단속밸브를 통하여 노즐부로 공급하는 단계;상기 자동 단속 밸브를 오프하여 상기 노즐부로 포토레지스트 공급을 중단하는 단계;상기 노즐부의 끝단의 포토레지스트 흘림 길이를 측정하는 단계;상기 측정된 포토레지스트 흘림 길이를 전기적 신호로 처리하는 단계; 및상기 전기적 신호를 밸브 조절부로 피드백 함으로써 상기 노즐부의 포토레지스트 흘림 길이를 미세 조정하되,상기 밸브 조절부는 스테핑 모터와 상기 스테핑 모터에 연결되어 공기 배출량을 조절할 수 있는 공기량 조절부로 구성된 스피드 컨트롤러로 이루어져, 상기 자동 단속 밸브에 유입되는 공기량을 조절하여 실시간적으로 상기 노즐부에서 토출되는 포토레지스트의 흘림 길이를 조절하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 공급 방법.
- 제6항에 있어서, 상기 노즐부의 끝단의 포토레지스트 흘림 길이는 카메라를 이용하여 측정하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 공급 방법.
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