KR100666467B1 - 버블 제거 장치를 포함하는 코터 설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 버블 제거 장치를 갖는 코터 설비에 관한 것으로서, 케미컬 저장조; 상기 케미컬 저장조로부터 공급받은 시너를 웨이퍼 표면에 분사하는 노즐; 및 상기 노즐과 케미컬 저장조 사이에 설치되는 흡인(suck back) 밸브를 포함하는 코터 설비에 있어서, 상기 흡인 밸브와 케미컬 저장조 사이에 설치되며, 솔벤트 조(solvent bath)의 드레인 라인과 연결되는 보조 라인을 갖는 트랩 탱크; 및 상기 보조 라인에 설치되는 온오프 밸브를 포함하는 버블 제거 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코터 설비를 제공한다.

본 발명에 의하면, 시너 공급 라인 중에 잔류하게 되는 버블을 자동으로 배출해 줄 뿐만 아니라, 기존의 솔벤트 조 드레인 라인을 활용하므로 구축 비용이 저렴할 뿐만 아니라 버블 제거가 용이해져 생산성을 향상시키는 효과를 제공한다.

현상, 시너, rrc 밸브, 솔벤트 조.

Description

버블 제거 장치를 포함하는 코터 설비{Wafer coater woth bubble removing apparatus}

도 1은 종래의 코터 설비의 일예를 개략적으로 도시한 측면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 코터 설비의 일 실시예를 도시한 측면도이다.

<도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 캐치 컵,

12 : 회전축,

14 : 스핀 척,

20 : 케미컬 저장조,

24 : 흡인 밸브,

26 : rrc 노즐,

30 : 트랩 탱크,

32 : 보조 라인,

34 : 공압 온오프 밸브,

36 : 리크 센서.

본 발명은 버블 제거 장치를 갖는 코터 설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 노광된 웨이퍼의 표면에 현상액을 분사하여 현상하는 코터 설비에 관한 것이다.

웨이퍼가 대구경화되고 소자들이 고밀도, 고집적화됨에 따라 반도체 기판 상에 존재하는 미립자나 금속 불순물 등으로 대표되는 미세 오염이 제품의 수율과 신뢰성에 큰 영향을 미치게 되었다. 특히, 유기용제 속에 기체성분이 용해된 상태에서 화학반응이 일어날 때 잔 기포가 유발됨으로써 공정불량이 발생되는 경우가 많다.

한편, 반도체의 각종 패턴은 포토리소그래피 기술에 의해 형성된다. 상기 포토리소그래피 기술은 반도체 웨이퍼상의 절연막이나 도전막등, 패턴을 형성하여야 할 막 위에 X선이나 자외선 등과 같은 광선의 조사에 의해 용해도가 변화하는 포토레지스트막을 형성하고, 이 포토레지스트막의 소기 부분을 광선에 노광시킨 후, 현상에 의해서 용해도가 큰 부분을 제거하여 포토레지스트 패턴을 형성하고, 상기 패턴을 이용하여 형성하여야 할 막의 노출된 부분을 제거하여 배선이나 전극 등 각종 패턴을 형성하는 것으로 구성되어 있다.

여기서, 상기 포토레지스트의 도포 및 현상은 코터(spinner) 설비에 의해 이루어지는 바, 도 1에는 이러한 종래의 코터 설비의 일예가 도시되어 있다.

상기 설비는 캐치 컵(10)과 상기 캐치 컵(10)의 내부에 설치되는 회전축(12) 및 스핀 척(14)을 포함한다. 상기 스핀 척(14)의 상부에는 웨이퍼가 고정된다. 한편, 상기 웨이퍼 상부에 포토 레지스트를 도포함에 있어서, 점성이 높은 포토 레지스트가 웨이퍼 표면에 고르게 도포될 수 있도록 하여 포토 레지스트의 사용량을 절감하기 위해 시너(thinner)를 도포하고 있으며, 이를 프리 웨트(pre-wet) 처리법이라 한다.

따라서, 상기 시너를 저장하기 위한 저장조(20)가 상기 캐치 컵(10)과 분리된 별도의 공간에 설치되며, 상기 저장조(20)와 연결된 라인(22)이 웨이퍼 표면에 시너를 분사하는 RRC 노즐(26)과 연결되어 있다. 한편, 웨이퍼의 표면에 정확히 의도한 용량의 시너를 분사하기 위해 상기 라인(22)에 펌프압이 차단된 경우 라인 내에 남은 시너가 웨이퍼의 표면에 낙하하는 것을 방지하기 위해, 상기 rrc 노즐(26)의 전단부에는 흡인 밸브(Suck-back valve, 24)가 설치된다. 이로 인해, 펌프압이 차단된 경우에, 상기 흡인 밸브(24)에 의해 라인 내에 잔류하는 시너를 흡입하여 의도하지 않은 시너가 웨이퍼의 표면으로 낙하하는 것을 방지하게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 코터 서리에 있어서, 일반적으로 저장조(20)는 캐치 컵(10)과 거리를 두고 떨어져 있기 때문에, 펌프압이 공급되거나 차단되는 행위가 반복되면서 상기 라인 내에 버블(bubble)이 생성되게 된다. 이외에도, 상술한 바와 같이, 시너와 같은 화학물질 자체의 성분으로 인해서도 버블이 생성될 수 있다. 이렇게 생성된 버블이 라인내에 잔류하면 상기 흡인 밸브의 작동을 영향을 미치게 된다.

즉, 라인 내에 남은 버블이 흡인 밸브내로 들어가는 경우, 잔류하는 시너를 흡입하기 위한 압력이 저하되기 때문에 의도하지 않은 시너가 웨이퍼로 낙하하여 불량을 유발할 우려가 있다. 이를 해결하기 위해, 종래에는 상기 흡인 밸브의 전단에 별도의 수동 밸브를 설치하고, 사용자가 라인 내에 잔류하는 버블의 양을 지속적으로 관찰하면서 일정량 이상의 버블이 누적되면, 상기 수동 밸브를 개폐하여 라인 내에 잔류하는 버블을 제거하여 왔다.

그러나, 이는 매우 번거로울 뿐만 아니라 사용자의 실수 등으로 인해 버블을 배출하지 못하게 되는 경우도 발생한다. 또한, 버블의 양을 지속적으로 관찰해야 하는 문제도 있다.

한편, 상기 rrc 밸브(26)는 작동중에 상기 캐치 컵에 시너를 분사하기 위해 대기 위치(home position) 및 작동 위치 사이를 주기적으로 왕복하게 되는 바, 이러한 과정에서 라인에 잔류하는 시너가 누출되면, 상기 코터 설비 저면에 위치하는 케이블을 부식시키거나 쇼트를 유발하게 되어 장비에 고장을 야기하게 될 우려도 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 라인 내에 잔류하는 버블을 자동으로 외부를 배출할 수 있도록 하여 번거로움을 해소하고, 불량의 발생을 최소화할 수 있는 버블 제거 장치를 갖는 코터 설비를 제공하는 것을 기술적 과제로 삼고 있다.

또한, 본 발명은 상기 라인으로부터 누출되는 시너를 감지하여 이를 관리자 에게 알리거나 작동을 정지시킬 수 있는 버블 제거 장치를 갖는 코터 설비를 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 삼고 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 케미컬 저장조; 상기 케미컬 저장조로부터 공급받은 시너를 웨이퍼 표면에 분사하는 노즐; 및 상기 노즐과 케미컬 저장조 사이에 설치되는 흡인(suck back) 밸브를 포함하는 코터 설비에 있어서, 상기 흡인 밸브와 케미컬 저장조 사이에 설치되며, 솔벤트 조(solvent bath)의 드레인 라인과 연결되는 보조 라인을 갖는 트랩 탱크; 및 상기 보조 라인에 설치되는 온오프 밸브를 포함하는 버블 제거 장치를 더 포함하고, 상기 온오프 밸브는 공압 밸브인 것을 특징으로 하고, 상기 노즐의 대기 위치의 저면에 설치되는 누출 감지 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코터 설비를 제공한다.

일반적으로 코터 설비는 일정한 인터벌 시간(interval time) 동안 첫 웨이퍼의 공정 진행시에 더미 디스펜스(dummy dispence)를 실시하게 된다. 상기 더미 디스펜스란 공급 라인상에 정체되어 그 성질이 변해버린 케미컬을 노즐을 통해 외부로 배출하는 작업을 말한다. 이때, 상기 노즐에서 배출되는 케미컬은 솔벤트 조에서 받아져 드레인 라인을 통해 드레인 탱크로 보내지게 된다. 따라서, 본 발명에서는 상기 노즐의 흡인 밸브 전단에 설치된 트랩 탱크에 모인 버블들을 상기 더미 디스펜스 시에 함께 드레인 라인을 통해 배출되도록 함으로써 자동적으로 버블을 제거할 수 있도록 한 것이다.

여기서, 상기 온오프 밸브는 공압 밸브일 수 있으며, 상기 솔벤트 조 드레인 라인의 온오프 밸브와 동기되어 작동될 수 있다.

바람직하게는, 상기 노즐의 대기 위치의 저면에 설치되는 누출 감지 센서를 더 포함하는 것이 좋다. 여기서, 상기 누출 감지 센서는 상기 코터 설비의 제어부로 누출 감지 신호를 전송하고, 상기 제어부는 상기 누출 감지 신호가 전송되는 경우 설비의 가동을 중단시키도록 할 수 있다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 버블 제거 장치를 갖는 코터 설비의 실시예에 대해서 상세하게 설명하도록 한다.

도 2를 참조하면, 상술한 캐치 컵(10), 회전축(12) 및 스핀 척(14)이 도시되어 있는 바, 이는 종래의 것과 동일한 것이므로 이에 대한 중복된 설명은 생략하도록 한다.

한편, 내부에 시너를 저장하고 있는 케미컬 저장조(20)는 시너를 공급하기 위한 라인(22)을 포함하며, 상기 라인(22)의 단부에는 트랩 탱크(30)가 설치되어 있다. 상기 트랩 탱크(30)는 케미컬 저장조(20)에서 이송되어 온 시너가 일시적으로 저장되는 곳으로서, 상기 흡인 밸브(24)와 케미컬 저장조(20)의 사이에 위치하게 된다. 만일, 시너의 화학 반응 또는 반복되는 펌프압 차단 등으로 발생된 버블이 존재하는 경우 상기 트랩 탱크(30) 내에 모이게 된다.

즉, 상기 트랩 탱크(30)의 내부에는 시너 필터(미도시)가 설치되는 바, 발생된 버블은 상기 시너 필터에 의해 상기 트랩 탱크(30) 내에 모이게 된다. 물론, 과도한 버블이 발생되는 경우 일부의 버블이 상기 시너 필터를 통과하여 상기 rrc 노즐(26) 또는 흡인 밸브(24) 내부로 침투할 수도 있다.

한편, 상기 트랩 탱크(30)에는 보조 라인(32)이 설치되며, 상기 보조 라인(32)은 솔벤트 조(미도시)의 드레인 라인(미도시)과 연결된다. 또한, 상기 보조 라인(32) 상에는 상기 보조 라인(32)을 개폐하는 공압 온오프 밸브(34)가 설치되어 있다. 따라서, 상기 공압 온오프 밸브(34)의 개폐에 의해 상기 트랩 탱크(30) 내부의 버블을 포함하는 시너가 드레인 라인쪽으로 이송되어 외부로 배출되게 된다. 그러므로, 주기적으로 상기 공압 온오프 밸브(34)를 개폐하는 것에 의해, 버블이 시너 필터를 통과하여 흡인 밸브의 성능에 영향을 미치는 것을 차단할 수 있게 되는 것이다.

여기서, 상기 공압 온오프 밸브(34)는 별도의 제어기를 통해 개별적으로 온오프될 수도 있지만, 상기 실시예에서 상기 공압 온오프 밸브(34)는 솔벤트 조의 드레인 작업을 제어하기 위해, 솔벤트 조와 드레인 라인에 설치되는 공압 온오프 밸브(미도시)와 동기화되어 동작하도록 구성된다. 즉, 상기 공압 온오프 밸브는 공기의 공급을 통해 온오프 동작을 행하게 되는 바, 에어 탱크와 솔벤트 조 구동용 공압 온오프 밸브를 연결하는 에어 라인을 두 개로 분기하여 새로 추가된 새로운 에어 라인을 상기 공압 온오프 밸브(34)와 연결함으로써 양자가 동기화되어 동작할 수 있게 되는 것이다.

이를 통해, 더미 디스펜스 작업시에 상기 트랩 탱크 내부에 저장된 버블을 포함하는 시너가 상기 드레인 라인을 통해 외부로 배출되며, 이 과정에서 버블을 배출하기 위한 별도의 제어부 등을 둘 필요가 없게 된다.

한편, 도 2는 상기 rrc 노즐(26)이 대기 위치에 있는 상태를 도시한 것이며, 실제 웨이퍼의 표면에 시너를 분사하는 경우에는 상기 노즐(26)이 도 2에서 좌측에 위치하는 스핀 척(14)의 중심부까지 수평이동하게 된다. 여기서, 대기 위치에 있는 노즐(26)의 하부에는 상기 노즐의 단부에 잔류하는 시너 일부가 누출되어 낙하하게 되는 지점에 리크 센서(leak sensor, 36)가 설치된다. 상기 대기 위치의 하부에는 상기 코터 설비의 케이블이 위치하게 되므로, 시너 누출이 발생된 경우 상기 리크 센서(36)에 의해 이를 감지하게 되며, 감지된 결과는 상기 코터 설비의 제어부(미도시)로 전송되어 설비를 정지시키도록 한다. 또한, 누출 사실을 알람이나 램프와 같은 경고 수단을 통해 사용자에게 전달할 수 있도록 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 시너 공급 라인 중에 잔류하게 되는 버블을 자동으로 배출해 줄 뿐만 아니라, 기존의 솔벤트 조 드레인 라인을 활용하므로 구축 비용이 저렴할 뿐만 아니라 버블 제거가 용이해져 생산성을 향상시키는 효과를 제공한다.

아울러, 시너 누출로 인한 설비의 손상을 사전에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 이상이 생긴 설비를 운용함으로써 발생되는 불량을 차단할 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (5)

1. 케미컬 저장조;

   상기 케미컬 저장조로부터 공급받은 시너를 웨이퍼 표면에 분사하는 노즐; 및

   상기 노즐과 케미컬 저장조 사이에 설치되는 흡인(suck back) 밸브를 포함하는 코터 설비에 있어서,

   상기 흡인 밸브와 케미컬 저장조 사이에 설치되며, 솔벤트 조(solvent bath)의 드레인 라인과 연결되는 보조 라인을 갖는 트랩 탱크; 및

   상기 보조 라인에 설치되는 온오프 밸브를 포함하는 버블 제거 장치를 더 포함하고,

   상기 온오프 밸브는 공압 밸브인 것을 특징으로 하고,

   상기 노즐의 대기 위치의 저면에 설치되는 누출 감지 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코터 설비.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 공압 밸브는 상기 솔벤트 조 드레인 라인의 온오프 밸브와 동기되어 작동되는 것을 특징으로 하는 코터 설비.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   상기 누출 감지 센서는 상기 코터 설비의 제어부로 누출 감지 신호를 전송하고, 상기 제어부는 상기 누출 감지 신호가 전송되는 경우 설비의 가동을 중단시키는 것을 특징으로 하는 코터 설비.

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