KR100696381B1 - 처리액 공급 장치 및 이를 가지는 반도체 소자 제조 장치 - Google Patents

처리액 공급 장치 및 이를 가지는 반도체 소자 제조 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 제조 장치의 처리액 공급 장치에 관한 것으로, 장치는 처리액을 공급되는 처리액 공급관의 일부분을 감싸며 처리액과 열교환이 이루어지는 탈이온수가 흐르는 액체 공급관과 액체 공급관의 일부분을 감싸며 공기가 흐르는 기체 공급관을 가진다. 액체 공급관에는 탈이온수의 온도를 조절하는 액체 온도 조절기가 설치되고 기체 공급관에는 공기의 온도를 조절하는 기체 온도 조절기가 설치된다. 상술한 구조로 인해 처리액 공급관을 통하여 공급되는 처리액의 온도를 일정하고 빠르게 제어할 수 있다.
처리액 공급 장치, 포토 레지스트, 탈이온수, 온도조절

Description

처리액 공급 장치 및 이를 가지는 반도체 소자 제조 장치{UNIT FOR SUPPLYING TREATING SOLUTION AND APPARATUS FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICES WITH THE UNIT}
도 1은 본 발명에 따른 반도체 제조 장치를 개략적으로 보여주는 도면;
도 2는 도 1의 처리액 공급 장치의 일 예를 개략적으로 보여주는 도면;
도 3은 도 2의 선 A-A를 따라 절단한 단면도;
도 4는 도 1의 처리액 공급 장치의 다른 예를 보여주는 도 3과 같은 단면도; 그리고
도 5a와 도 5b는 각각 도 1의 처리액 공급 장치의 또 다른 예를 보여주는 도 3과 같은 단면도들이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 처리액 공급관 200 : 액체 공급관
220 : 액체 온도 조절기 300 : 기체 공급관
320 : 기체 온도 조절기 400 : 제어기
500 : 누설검출 센서
본 발명은 반도체 소자 제조에 사용되는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼와 같은 반도체 기판으로 포토레지스트와 같은 처리액을 공급하는 처리액 공급 장치에 관한 것이다.
일반적으로 여러 가지 반도체 제조 공정을 거쳐 제작되는 웨이퍼에는 각각의 공정, 특히 박막(thin film) 형성 공정을 거친 후 일정한 패턴을 형성하기 위하여 포토 레지스터(photo resister)와 같은 처리액을 이용하여 도포를 실시한 후 사진(photolithography) 공정을 실시한다. 이때 사진 공정은 웨이퍼에 형성된 포토레지스터에 마스크(mask) 패턴(pattern)을 이용하여 노광을 수행한다. 노광 후 웨이퍼 상의 포토 레지스터를 현상함으로써 웨이퍼에 원하는 패턴을 형성하게 된다. 이때, 포토레지스터의 종류 및 웨이퍼에 도포되는 포토레지스트의 두께에 따라 적용되는 포토레지스트의 공정 온도는 상이하다. 웨이퍼에 도포되는 포토 레지스터는 온도의 변화에 매우 민감하며 공정 온도는 포토레지스터의 두께 균일도에 영향을 미친다. 따라서 포토 레지스터의 온도를 설정된 공정온도로 일정하게 유지하여야 한다.
일반적으로, 각종 처리액을 사용하는 반도체 제조장치는 처리액의 온도를 제어하기 위해 순환 장치(circulator)를 가진다. 이와 같은 순환 장치는 저장조에 충진되는 항온수(예컨대, 탈이온수 : Deionized Water)를 냉각 또는 가열시켜 원하는 온도에 도달하게 한 후, 이를 순환시켜 포토레지스트와 같은 각종 처리액의 온도를 제어한다.
일반적으로 사용되는 처리액 공급 장치는 처리액을 공급하는 처리액 공급관과 처리액을 일정온도로 유지시키기 위해 탈이온수와 같은 항온수가 공급되는 액체 공급관을 가지며, 액체 공급관은 처리액 공급관의 일부를 감싸도록 설치된다. 액체 공급관에는 액체 온도 조절기가 설치되어 있어 탈이온수의 온도를 제어하며, 처리액 공급관을 흐르는 처리액은 탈이온수와의 열교환을 통해 온도가 조절된 후 웨이퍼에 공급된다.
처리액의 온도를 일정하게 유지하기 위해서는 처리액의 온도 변화에 대응하여 탈이온수의 온도가 가변되어야 한다. 그러나 액체 온도 조절기에 의해 온도가 조절된 탈이온수가 처리액 공급관의 끝단과 인접한 영역으로 흐르기까지 많은 시간이 소요된다. 따라서 한 그룹의 웨이퍼들에 대해 공정이 완료된 후 이와 상이한 공정온도를 요구하는 다른 그룹의 웨이퍼들에 대해 공정을 진행할 때, 처리액 공급관의 끝단 영역에서 처리액의 온도가 안정화되기까지 많은 시간이 소요되며, 이로 인해 설비 가동률이 저하된다.
상술한 문제로 인해 공정 수행을 위한 허용온도를 넓게 설정하여 공정을 수행할 수 있으나, 이 경우 하나의 그룹에서 처음으로 공정이 수행되는 웨이퍼와 마지막으로 공정이 수행되는 웨이퍼간 포토레지스트의 온도차가 크므로 이들 웨이퍼들 상에 도포된 포토레지스트의 두께에 대한 공정 균일도가 저하된다.
또한, 액체 공급관의 일부에 크랙 등 손상이 이루어지는 경우, 액체 공급관으로부터 누설된 탈이온수가 하우징 내에 위치된 웨이퍼로 떨어져 공정 불량이 발생된다.
또한, 처리액 공급관은 테프론 재질로 이루어져 액체 공급관을 흐르는 액체와 처리액 공급관을 흐르는 처리액 간 열전달 효율이 낮다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 처리액의 온도를 공정 조건에 따라 원하는 온도로 신속 하게 제어할 수 있는 처리액 공급 장치 및 이를 가지는 반도체 소자 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 액체 공급관에 크랙 등의 손상이 발생되는 경우에도 이로부터 누설된 탈이온수로 인해 공정 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있는 처리액 공급 장치 및 이를 가지는 반도체 소자 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 처리액과 탈이온수간 열전달 효율을 향상시킬 수 있는 처리액 공급 장치 및 이를 가지는 반도체 소자 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 반도체 기판으로 처리액을 공급하는 장치를 제공한다. 일 특징에 의하면, 본 발명의 장치는 상기 반도체 기판으로 공급되는 처리액이 흐르는 처리액 공급관과 상기 처리액 공급관의 일부분을 감싸도록 배치되며 처리액과의 열교환을 통해 상기 처리액 공급관을 흐르는 처리액의 온도를 조절하는 유체를 공급하는 유체 공급관을 가지며, 상기 유체 공급관은 기체가 흐르는 기체 공급관을 포함한다.
일 예에 의하면, 상기 유체 공급관에는 상기 처리액 공급관의 일부분을 감싸도록 위치되며 액체가 흐르는 액체 공급관이 제공되고, 상기 기체 공급관은 상기 액체 공급관의 일부분을 감싸도록 위치된다. 상기 액체 공급관은 상기 처리액 공급관의 끝단과 인접한 영역을 포함한 일정 영역을 감싸도록 제공되고, 상기 기체 공급관은 상기 액체 공급관의 끝단과 인접한 영역을 포함한 일정 영역을 감싸도록 제공되는 것이 바람직하다.
일 예에 의하면, 상기 장치에는 상기 액체 공급관으로 공급되는 액체의 온도를 조절하는 액체 온도 조절기가 제공된다. 또한, 상기 처리액 공급관의 끝단과 인접한 영역에서 액체의 온도를 측정하는 제 1 액체 온도센서가 제공되고, 상기 액체 온도 조절기와 인접한 영역에서 액체의 온도를 측정하는 제 2 액체 온도센서가 제공된다. 상기 액체 온도 조절기는 상기 제 1액체 온도센서와 상기 제 2액체 온도센서로부터 측정신호를 전송받아 상기 액체의 온도를 조절한다.
일 예에 의하면, 상기 장치에는 상기 기체 공급관으로 공급되는 기체의 온도를 조절하는 기체 온도조절기가 제공된다. 또한, 상기 처리액 공급관의 끝단과 인접한 영역에서 기체의 온도를 측정하는 제 1 기체 온도센서와 상기 기체 온도조절기와 인접한 영역에서 기체의 온도를 측정하는 제 2 기체 온도센서가 제공된다. 상기 기체 온도 조절기는 상기 제 1기체 온도센서와 상기 제 2 기체 온도센서로부터 측정신호를 전송받아 기체의 온도를 조절한다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 처리액 공급관은 금속 재질 또는 금속과 비금속의 합금 재질로 이루어진다. 이는 처리액과 액체간에 열전달 효율을 높도록 한다. 또한, 상기 액체 공급관은 금속 재질 또는 금속과 비금속의 합금 재질로 이루어진다. 이는 액체와 기체간 열전달 효율을 높인다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 기체 공급관에는 액체가 상기 액체 공급관으로부터 상기 기체 공급관으로 누설되었는지 여부를 검출하는 누설검출 센서가 설치된다.
또한, 본 발명은 반도체 소자를 제조하는 장치를 제공한다. 일 특징에 의하면, 본 발명의 장치는 공정이 수행되는 공간을 제공하는 하우징, 상기 공간 내에 위치되며 기판을 지지하는 지지부재, 상기 지지부재로 처리액을 공급하는 처리액 공급관, 그리고 상기 처리액 공급관의 일부분을 감싸도록 배치되며 처리액과의 열교환을 통해 상기 처리액 공급관을 흐르는 처리액의 온도를 조절하는 유체를 공급하는 유체 공급관을 가지며, 상기 유체 공급관은 기체가 흐르는 기체 공급관을 포함한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 반도체 소자 제조 장치의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 본 실시예에서는 본 발명의 장치로 웨이퍼(W) 상에 포토 레지스트를 도포하는 장치를 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 현상액 또 는 식각액고 같은 처리액을 사용하여 공정을 수행하는 다른 종류의 장치에 사용 가능하다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 도포 장치(1)는 하우징(10), 지지부재(20), 그리고 처리액 공급 장치(30)를 가진다. 하우징(10)은 도포 공정이 수행되는 공간을 제공한다. 하우징(10)은 상부가 개방된 공간을 가지는 보울(bowl) 형상으로 형성되며, 하우징(10)의 저면에는 공정에 사용된 처리액이 배출되는 배출라인(14)이 제공된다.
지지부재(20)는 하우징(10) 내에 배치되며, 공정 진행 중 웨이퍼(W)를 지지한다. 지지부재(20)는 대체로 원판 형상을 가지며 웨이퍼(W)가 놓이는 지지판(22)과 그 하면으로부터 아래로 연장되며 모터(26)에 의해 회전가능한 회전축(24)을 가진다. 지지판(22)은 클램프와 같은 기계적 방식으로 웨이퍼(W)를 지지하거나 진공 흡착 방식으로 웨이퍼(W)를 지지할 수 있다.
처리액 공급 장치(30)는 처리액 저장부(120)로부터 웨이퍼(W) 상에 도포되는 처리액을 공급하는 처리액 공급관(100)을 가진다. 처리액으로는 포토레지스트와 같은 감광액이 사용된다. 처리액 공급관(100)은 상하방향으로 직선이동되거나 회전 가능한 구조를 가지며, 처리액 공급관(100)에는 그 내부 통로를 개폐하거나 유량을 조절하기 위한 밸브(110)가 설치된다. 공정 진행 중 웨이퍼(W) 상에 원하는 두께의 포토 레지스트를 도포하기 위해 포토레지스트는 적정 공정온도로 유지된 상태에서 웨이퍼(W)로 공급되어야 한다. 포토레지스트의 적정 공정온도는 사용되는 포토레지스트의 종류 및 웨이퍼(W)에 도포되는 두께에 따라 다양하다. 포토레지스트의 온도 조절을 위해 처리액 공급 장치(30)는 유체 공급관을 가진다.
도 2는 유체 공급관의 일 예가 개략적으로 도시된 도면이고, 도 3은 도 2의 선 A-A를 따라 절단한 단면도이다. 도 2과 도 3을 참조하면, 유체 공급관은 액체 공급관(200)과 기체 공급관(300)을 가진다.
액체 공급관(200)은 처리액 공급관(100)의 적어도 일부를 감싸도록 배치된다. 액체 공급관(200)에는 처리액 공급관(100)을 흐르는 포토레지스트와 열교환을 통해 포토레지스트의 온도를 조절하는 액체가 공급된다. 포토 레지스트가 웨이퍼(W)로 공급되기 직전까지 열교환이 이루어지도록 액체 공급관(200)은 처리액 공급관(100)의 끝단과 인접한 영역을 포함한 일정 영역을 감싸도록 배치된다. 액체 공급관(200)에는 그 내부 통로를 개폐하거나 그 내부를 흐르는 액체의 유량을 조절하기 위한 밸브(210)가 설치된다. 액체로는 탈이온수(deionized water)가 사용될 수 있다.
처리액 공급관의 외벽이 마른 상태로 제공되면, 처리액 공급관의 내벽에서 포토레지스트가 굳어지며 이는 공정에 악영향을 미친다. 그러나 본 발명의 실시예에서 처리액 공급관의 주변에는 탈이온수가 흐르므로 처리액 공급관의 외벽은 젖은 상태를 유지한다. 이로 인해 처리액 공급관의 내벽에서 포토레지스트가 굳어지는 것을 최소화할 수 있다.
탈이온수는 액체 저장부(240)로부터 액체 공급관(200)으로 공급되며, 처리액과의 열교환이 끝나면 액체 회수관(280)을 통해 액체 저장부(240)로 회수된다. 액체 공급관(200) 상에는 액체의 온도를 조절하는 액체 온도 조절기(220)가 설치된 다. 액체 공급관(200)에는 제 1액체 온도센서(262)와 제 2 액체 온도센서(264)가 설치된다. 제 1액체 온도센서(262)는 처리액 공급관(100)의 끝단과 인접한 영역에서 액체 공급관(200)을 흐르는 액체의 온도를 측정한다. 제 2 액체 온도센서(264)는 액체 온도 조절기(220)와 인접한 영역에서 액체 공급관(200)을 흐르는 액체의 온도를 측정한다. 제 1액체 온도센서(262)와 제 2액체 온도센서(264)는 측정된 액체의 온도에 관한 정보를 액체 온도 조절기(220)로 전송된다. 액체 온도 조절기(220)는 온도센서들(262, 264)로부터 전송된 정보를 참조하여 처리액 공급관(100)을 흐르는 포토레지스트가 공정 온도로 일정하게 유지될 수 있도록 액체의 온도를 계속적으로 조절한다. 제 1액체 온도센서(262)에 의해 전송된 정보는 현재 포토레지스트의 온도에 관한 정보를 간접적으로 제공하고, 제 2액체 온도센서(264)에 의해 전송된 정보는 액체 온도 조절기(22)에서 온도가 조절된 탈이온수의 온도에 관한 정보를 제공한다. 상술한 예와 달리 제 1액체 온도센서(262) 또는 제 2액체 온도센서(264) 중 어느 하나만이 액체 공급관(200) 상에 설치될 수 있다.
일반적으로 웨이퍼(W)는 복수개씩 그룹지어진 상태로 공정이 수행된다. 동일 그룹에 속하는 웨이퍼들(W)에 공급되는 포토레지스트의 공정 온도는 동일하다. 공정 진행 중 포토레지스트의 온도를 계속적으로 일정하게 유지하기 위해 액체 온도 조절기(220)는 액체의 온도를 계속적으로 조절한다. 그러나 조절된 액체가 처리액 공급관(100)의 끝단을 감싸는 부분까지 공급되기에는 많은 시간이 소요되므로 처리액 공급관(100)의 끝단으로부터 토출되어 웨이퍼(W)로 공급되는 포토레지스트의 온도는 공정온도로부터 벗어난다.
또한, 하나의 그룹에 속하는 웨이퍼들(W)에 대해 공정이 완료된 후, 다른 그룹에 속하는 웨이퍼들(W)에 대해 공정을 수행할 때, 포토레지스트의 온도를 해당 그룹에 대해 설정된 공정온도로 신속하게 변화하여야 한다. 그러나 액체 공급관(200) 만을 제공된 경우, 포토레지스트의 온도조절에 많은 시간이 소요되며, 이로 인해 해당 그룹에서 첫 번째로 도포가 이루어지는 웨이퍼(W)와 마지막에 도포가 이루어지는 웨이퍼(W) 간 도포두께의 차이가 크다.
본 발명에 의하면, 액체 공급관(200)의 적어도 일부를 감싸도록 배치되는 기체 공급관(300)이 제공된다. 기체 공급관(300)에는 액체 공급관(200)을 흐르는 액체와 열교환을 통해 액체의 온도를 조절하는 기체가 공급된다. 기체 공급관(300)을 흐르는 기체는 액체 온도 조절기(220)에 의해 조절된 액체의 온도를 액체 온도 조절기(220)와 인접한 영역에서 처리액 공급관의 끝단을 감싸는 영역까지 신속하게 전달한다. 포토 레지스트가 웨이퍼(W)로 공급되기 직전까지 열교환이 이루어지도록, 기체 공급관(300)은 액체 공급관(200)의 끝단과 인접한 영역을 포함한 일정 영역에서 액체 공급관(200)을 감싸도록 배치된다. 기체로는 공기(air)가 사용될 수 있다.
기체는 기체 저장부(340)로부터 기체 공급관(300)으로 공급되며, 액체와의 열교환이 끝나면 기체 회수관(380)을 통해 기체 저장부(340)로 회수된다. 기체 공급관(300) 상에는 기체의 온도를 조절하는 기체 온도 조절기(320)가 설치된다. 기체 공급관(300)에는 제 1기체 온도센서(362)와 제 2기체 온도센서(364)가 설치된다. 제 1기체 온도센서(362)는 액체 공급관(200)의 끝단과 인접한 영역에서 기체 공급관(300)을 흐르는 기체의 온도를 측정한다. 제 2기체 온도센서(364)는 기체 온도 조절기(320)와 인접한 영역에서 기체 공급관(300)을 흐르는 기체의 온도를 측정한다. 제 1기체 온도센서(362)와 제 2기체 온도센서(364)는 측정된 기체의 온도에 관한 정보를 기체 온도 조절기(320)로 전송된다. 제 1기체 온도센서(362)에 의해 전송된 정보는 현재 포토레지스트의 온도 또는 탈이온수의 온도에 관한 정보를 간접적으로 제공하고, 제 2기체 온도센서(364)에 의해 전송된 정보는 기체 온도 조절기(320)에서 온도가 조절된 공기의 온도에 관한 정보를 제공한다. 상술한 예와 달리 제 1기체 온도센서(362) 또는 제 2기체 온도센서(364)만이 기체 공급관(300) 상에 설치될 수 있다. 기체 온도 조절기(320)는 온도센서들(362, 364)로부터 전송된 정보를 참조하여 처리액 공급관(100)을 흐르는 포토레지스트가 공정 온도로 일정하게 유지될 수 있도록 기체의 온도를 계속적으로 조절한다.
액체 온도 조절기(220)와 기체 온도 조절기(320)는 제어기(400)에 의해 제어된다. 제어기(400)는 그룹별로 그룹지어진 웨이퍼들(W)에 적합한 공정온도를 저장하며, 공정 진행시 포토레지스트가 저장된 공정온도를 유지할 수 있도록 액체 온도 조절기(220) 및 기체 온도 조절기(320)를 제어한다. 공정온도는 특정값으로 제공되거나, 공정 진행이 허용되는 범위(이하, 허용범위)로 제공될 수 있다.
상술한 제 1, 2 액체 온도센서(262, 264)와 제 1, 2 기체 온도센서(362, 364)는 제어기(400)로 신호를 전송하고, 제어기(400)가 공정 진행 중 계속적으로 액체 온도 조절기(220)와 기체 온도 조절기(320)의 온도를 제어할 수 있다.
하나의 그룹에 속하는 웨이퍼들(W)에 대해 공정이 완료되고, 다른 그룹에 속 하는 웨이퍼들(W)에 대해 공정 수행시 공기의 온도와 탈이온수의 온도는 재세팅된다. 온도가 조절된 탈이온수는 처리액 공급관(100)의 끝단 주변 영역까지 비교적 천천히 이동된다. 그러나 온도가 조절된 공기는 처리액 공급관(100)의 끝단 주변 영역까지 빠르게 이동된다. 공기는 기체 온도 조절기(320)에 의해 온도가 조절된 후 빠르게 이동되어 처리액 공급관(100)의 끝단과 인접한 영역을 흐르는 탈이온수의 온도를 조절한다. 또한, 공기는 탈이온수의 주변을 흐르면서 액체 온도 조절기(220)와 인접한 영역에서 탈이온수의 온도를 처리액 공급관(100)의 끝단과 인접한 영역을 흐르는 탈이온수로 전달한다. 예컨대, 현재 공정이 수행되는 그룹에 속하는 웨이퍼들(W)의 공정온도가 이전에 공정이 수행된 그룹에 속하는 웨이퍼들(W)의 공정 온도보다 높은 경우, 공기는 액체 온도 조절기(220)와 인접한 영역을 흐르는 탈이온수로부터 열을 전달받아 이를 처리액 공급관(100)의 끝단과 인접한 영역을 흐르는 탈이온수로 전달한다.
본 실시예에 의하면, 연속적으로 공정이 진행되는 그룹들간에 공정온도의 변화폭이 큰 경우에도 처리액 공급관(100)의 끝단 영역에서 처리액의 온도를 설정된 공정온도 범위로 빠르게 조절할 수 있다. 웨이퍼(W)로 공급되는 포토레지스트의 공정온도가 크게 변화될 때 포토레지스트의 온도가 안정화될 때까지 설비가 중단되는 시간을 단축할 수 있다. 또한, 처리액의 온도를 빠르게 조절할 수 있으므로 공정 허용범위의 폭을 좁게 설정할 수 있으며, 이로 인해 동일 그룹 내에서 처음으로 공정이 수행되는 웨이퍼와 마지막으로 공정이 수행되는 웨이퍼로 제공되는 포토레지스트의 온도 차이를 줄여, 도포두께의 균일도를 향상시킬 수 있다.
동일 그룹 또는 하나의 웨이퍼에 대해 공정이 수행되는 동안에도 처리액 공급관(100)의 끝단과 인접한 영역에서 액체의 온도는 계속적으로 감지된다. 액체의 온도가 설정범위를 벗어난 경우, 탈이온수의 온도가 액체 온도 조절기(220)에 의해 조절되며, 액체 온도 조절기(220)와 인접한 영역에서 탈이온수의 온도는 이를 감싸는 공기에 의해 처리액 공급관(100)의 끝단과 인접한 영역의 탈이온수까지 빠르게 전달된다. 따라서 처리액 공급관(100)으로부터 토출되고 있는 포토레지스트의 온도를 빠르게 조절할 수 있다.
액체 공급관(200)을 흐르는 탈이온수와 처리액 공급관(100)을 흐르는 포토레지스트 간에, 그리고 기체 공급관(300)을 흐르는 공기와 액체 공급관(200)을 흐르는 탈이온수 간에 열교환이 잘 이루어지도록 처리액 공급관(100)은 열전달이 우수한 재질로 이루어진다. 예컨대, 처리액 공급관(100)은 금속 재질로 이루어지거나 금속과 비금속의 합금 재질로 이루어질 수 있다.
처리액 공급관(100), 액체 공급관(200), 그리고 기체 공급관(300)은 이들의 수직 이동이 원활하게 이루어지도록 신축 가능한 주름관으로서 제공될 수 있다. 이 경우, 이들 공급관들(100, 200, 300)은 금속과 비금속의 합금 재질로 이루어진 것이 바람직하다.
기체 공급관(300) 내에는 누설검출 센서(500)가 설치된다. 누설검출 센서(500)는 액체 공급관(200) 또는 처리액 공급관(100)으로부터 탈이온수 또는 포토레지스트가 누설되어 기체 공급관(300) 내에 잔류하는지 여부를 감지한다. 이는 액체 공급관(200) 또는 처리액 공급관(100)에 크랙이나 깨짐 등과 같은 손상이 발생되었 는지 여부를 검출할 수 있다. 기체가 공급되고 있는 관 내에 탈이온수 또는 포토레지스트와 같은 액체가 잔류하는지 여부를 검출하기 위한 센서의 구조는 당업자에게 널리 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략한다. 기체 공급관(300) 내에서 탈이온수 또는 포토레지스트를 감지하면 누설검출 센서(500)는 이에 해당되는 신호를 제어기(400)로 전송한다. 제어기(400)는 작업자에게 이를 알려주기 위해 표시 패널(도시되지 않음)에 해당 사항을 표시하거나 경고기(도시되지 않음)를 통해 경고음을 발생시킬 수 있다.
일반적인 장치와 같이 액체 공급관이 외부로 노출되어 있는 경우, 처리액 공급관의 끝단과 인접한 영역에서 액체 공급관에 크랙 등과 같은 손상이 있는 경우, 액체 공급관으로부터 누설된 탈이온수가 웨이퍼 상으로 떨어져 공정불량을 유발한다. 그러나 본 발명의 경우 액체 공급관(200)으로부터 탈이온수가 누설되는 경우에도, 액체 공급관(200)의 외부를 기체 공급관(300)이 감싸고 있으므로 탈이온수가 웨이퍼 상으로 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 일반적인 장치와 같이 액체 공급관이 외부로 노출되어 있는 경우, 외부의 환경 변화에 따라 포토레지스트와 열교환이 이루어지는 탈이온수가 직접 영향을 받는다. 그러나 본 발명의 경우 기체 공급관(300)이 액체 공급관(200)을 감싸고 있으므로 포토레지스트가 외부 환경의 변화에 민감하게 변화되지 않는다. 따라서 포토레지스트의 온도를 더욱 안정적으로 유지할 수 있다.
도 4 내지 도 5b는 각각 유체 공급관의 다른 예들을 개략적으로 보여주는 도면으로 도 3과 같은 단면도이다.
일 예에 의하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 유체 공급관은 처리액 공급관(100)의 적어도 일부를 감싸도록 배치되는 기체 공급관(300)을 가지고, 기체 공급관(300)을 흐르는 공기와 처리액 공급관을 흐르는 포토레지스트간 열교환이 직접 이루어질 수 있다.
다른 예에 의하면, 유체 공급관은 복수개의 액체 공급관들(200)과 복수개의 기체 공급관들(300)을 가지고, 액체 공급관들(200) 사이에 하나 또는 복수의 기체 공급관들(300)이 제공되거나 기체 공급관들(300) 사이에 하나 또는 복수의 액체 공급관들(200)이 제공될 수 있다. 예컨대, 도 5a와 도 5b에 도시된 바와 같이, 유체 공급관은 제 1액체 공급관(200a), 제 2액체 공급관(200b), 제 1기체 공급관(300a), 그리고 제 2기체 공급관(300b)을 가진다. 도 5a와 같이 제 1액체 공급관(200a)이 처리액 공급관(100)을 감싸도록 배치되고, 다음에 순차적으로 제 1기체 공급관(300a), 제 2액체 공급관(200b), 제 2기체 공급관(300b)이 안쪽에 위치되는 공급관을 감싸도록 배치될 수 있다. 선택적으로 도 5b와 같이 제 1기체 공급관(300a)이 처리액 공급관(100)을 감싸도록 배치되고, 다음에 순차적으로 제 1액체 공급관(200a), 제 2기체 공급관(300b), 제 2액체 공급관(200b)이 안쪽에 위치되는 공급관을 감싸도록 배치될 수 있다.
상술한 실시예에서 액체 공급관을 통하여 공급되는 액체는 탈이온수이고 기체 공급관을 통하여 공급되는 기체는 공기인 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나 이와 달리 탈이온수 및 공기 대신 온도조절이 용이한 다른 종류의 액체 또는 기체가 사용될 수 있다.
본 발명에 의하면, 하나의 그룹에 속하는 웨이퍼들에 대해 공정이 완료된 후, 이와 상이한 공정온도를 가지는 다른 그룹에 속하는 웨이퍼들에 대해 공정을 수행할 때, 처리액의 온도를 빠르게 조절할 수 있으므로 설비가동률을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 공정 진행시 허용온도범위를 좁게 설정할 수 있으므로 동일 그룹에서 첫번째로 공정이 수행되는 웨이퍼와 마지막으로 공정이 수행되는 웨이퍼로 공급되는 포토레지스트의 온도편차를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 처리액 공급관의 끝단과 인접한 영역에서 온도를 감지 후 그 영역의 포토레지스트의 온도가 매우 빠르게 조절되므로 웨이퍼로 공급되는 포토레지스트의 온도를 설정온도로 유지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 처리액과 직접 열교환이 이루어지는 탈이온수가 주변 환경의 영향에 의해 온도가 변화되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 액체 공급관에 크랙 등이 발생되는 경우에도 액체 공급관을 흐르는 탈이온수가 웨이퍼로 떨어져 공정 불량을 유발하는 것을 방지할 수 있다.

Claims (22)

  1. 삭제
  2. 반도체 기판으로 처리액을 공급하는 장치에 있어서,
    상기 반도체 기판으로 공급되는 처리액이 흐르는 처리액 공급관과;
    상기 처리액 공급관의 일부분을 감싸도록 배치되며, 처리액과의 열교환을 통해 상기 처리액 공급관을 흐르는 처리액의 온도를 조절하는 유체를 공급하는 유체 공급관을 포함하되,
    상기 유체 공급관은,
    상기 처리액 공급관의 일부분을 감싸도록 위치되며 액체가 흐르는 액체 공급관과;
    상기 액체 공급관의 일부분을 감싸도록 위치되며 기체가 흐르는 기체 공급관을 포함하는 것을 특징으로 하는 처리액 공급 장치.
  3. 제 2항에 있어서
    상기 장치는 상기 액체 공급관으로 공급되는 액체의 온도를 조절하는 액체 온도 조절기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 처리액 공급 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 액체 공급관은 상기 처리액 공급관의 끝단과 인접한 영역을 포함한 일정 영역을 감싸도록 제공되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 처리액 공급 장치.
  5. 제 3항에 있어서
    상기 장치는,
    상기 처리액 공급관의 끝단과 인접한 영역에서 액체의 온도를 측정하는 제 1 액체 온도센서와;
    상기 액체 온도 조절기와 인접한 부분에서 액체의 온도를 측정하는 제 2 액체 온도센서를 더 포함하고,
    상기 액체 온도 조절기는 상기 제 1액체 온도센서와 상기 제 2액체 온도센서로부터 측정 신호를 전송받아 액체의 온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 처리액 공급 장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 기체 공급관은 상기 액체 공급관의 끝단과 인접한 영역을 포함한 일정 영역을 감싸도록 제공되는 것을 특징으로 하는 처리액 공급 장치.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 장치는 상기 기체 공급관으로 공급되는 기체의 온도를 조절하는 기체 온도조절기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 처리액 공급 장치.
  8. 제 7항에 있어서
    상기 장치는,
    상기 처리액 공급관의 끝단과 인접한 영역에서 기체의 온도를 측정하는 제 1 기체 온도센서와;
    상기 기체 온도조절기와 인접한 영역에서 액체의 온도를 측정하는 제 2 기체 온도센서를 더 포함하고,
    상기 기체 온도조절기는 상기 제 1기체 온도센서 또는 상기 제 2기체 온도센서로부터 측정 신호를 전송받아 기체의 온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 처리액 공급 장치.
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 처리액 공급관은 금속 재질 또는 금속과 비금속의 합금 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 처리액 공급 장치.
  10. 제 2항에 있어서,
    상기 액체 공급관은 금속 재질 또는 금속과 비금속의 합금 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 처리액 공급 장치.
  11. 제 2항에 있어서
    상기 장치는 상기 기체 공급관에 설치되며 액체가 상기 액체 공급관으로부터 상기 기체 공급관으로 누설되었는지 여부를 검출하는 누설검출 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 처리액 공급 장치.
  12. 제 2항에 있어서
    상기 처리액은 포토레지스트인 것을 특징으로 하는 처리액 공급 장치.
  13. 제 2항에 있어서
    상기 액체는 탈이온수인 것을 특징으로 하는 처리액 공급 장치.
  14. 제 2항에 있어서
    상기 기체는 공기인 것을 특징으로 하는 처리액 공급 장치.
  15. 제 2항에 있어서
    상기 장치는,
    상기 액체 공급관으로 공급되는 액체의 온도를 조절하는 액체 온도 조절기와;
    상기 기체 공급관으로 공급되는 기체의 온도를 조절하는 기체 온도 조절기 와;
    상기 액체 온도 조절기와 상기 기체 온도 조절기를 제어하는 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 처리액 공급 장치.
  16. 반도체 소자를 제조하는 장치에 있어서,
    공정이 수행되는 공간을 제공하는 하우징과;
    상기 공간 내에 위치되며 기판을 지지하는 지지부재와;
    상기 지지부재로 처리액을 공급하는 처리액 공급관과; 그리고
    상기 처리액 공급관의 일부분을 감싸도록 배치되며, 처리액과의 열교환을 통해 상기 처리액 공급관을 흐르는 처리액의 온도를 조절하는 유체를 공급하는 유체 공급관을 포함하되,
    상기 유체 공급관은 기체가 흐르는 기체 공급관을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 유체 공급관은 상기 처리액 공급관의 일부분을 감싸도록 위치되며, 액체가 흐르는 액체 공급관을 더 포함하고,
    상기 기체 공급관은 상기 액체 공급관의 일부분을 감싸도록 위치되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 장치는,
    상기 액체 공급관으로 공급되는 액체의 온도를 조절하는 액체 온도조절기와;
    상기 기체 공급관으로 공급되는 기체의 온도를 조절하는 기체 온도조절기와;
    상기 액 온도조절기와 상기 기체 온도조절기를 제어하는 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 장치.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 처리액 공급관은 금속 재질 또는 금속과 비금속의 합금 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 장치.
  20. 제 17항에 있어서,
    상기 액체 공급관은 금속 재질 또는 금속과 비금속의 합금 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 장치.
  21. 제 17항에 있어서,
    상기 장치는 상기 기체 공급관에 설치되며 액체가 상기 액체 공급관으로부터 상기 기체 공급관으로 누설되었는지 여부를 검출하는 누설검출 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 장치.
  22. 제 17항에 있어서,
    상기 처리액은 포토레지스트인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 장치.
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