KR100702793B1 - 포토 레지스트 공급장치 및 포토 레지스트 공급장치의검사방법 - Google Patents

포토 레지스트 공급장치 및 포토 레지스트 공급장치의검사방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 포토 레지스트 공급장치에 관해 개시된다.
본 발명에 따른 포토 레지스트 공급장치는 포토 레지스트가 저장된 공급용기와, 상기 공급용기의 포트 레지스트를 웨이퍼에 공급하기 위해 펌핑 작동을 하는 펌프와, 상기 펌프를 통해 공급된 포토 레지스트를 필터링하기 위한 필터와, 상기 필터링된 포토 레지스트를 웨이퍼에 분사하기 위한 노즐과, 상기 펌프에 가해지는 부하를 감지하기 위한 감지부와, 상기 감지부의 신호에 따라 상기 펌프 또는 필터의 문제발생을 출력하는 제어부가 포함되어 구성됨으로써, 웨이퍼에 적정량의 포토 레지스트가 공급되도록 할 수 있고, 필터를 적정시점에 교체할 수 있도록 하여 포토 레지스트의 도포 불량을 방지할 수 있으며, 불필요한 필터 교체를 줄여 비용을 절감 할 수 있는 장점이 있다.
포토 레지스트, 펌프, 필터

Description

포토 레지스트 공급장치 및 포토 레지스트 공급장치의 검사방법{APPARATUS FOR SUPPLYING PHOTO RESIST AND METHOD FOR TESTING THE APPARATUS}
도 1은 종래의 포토 레지스트 공급장치를 설명하는 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 포토 레지스트 공급장치의 구성을 설명하는 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 포토 레지스트 공급장치의 검사방법을 설명하는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 ; 웨이퍼 101 ; 공급용기
102 ; 버퍼탱크 103 ; 전환밸브
104 ; 펌프 105 ; 필터
106 ; 흡입밸브 107 ; 노즐
108 ; 웨이퍼척 109 ; 버블감지센서
110 ; 포토 레지스트 공급라인 111 ; 버블배출라인
112 ; 벤트밸브 120 ; 유량감지부
121 ; 감지부 122 ; 제어부
123 ; 디스프레이부
본 발명은 반도체 제조공정에서 웨이퍼에 포토 레지스트를 공급하기 위한 장치에 관한 것이다.
반도체는 라디오, 컴퓨터, 텔레비전 등의 각종 전자 제품에 다양하게 사용되고 있다.
반도체는 산화실리콘에서 고순도의 실리콘을 추출한 것을 단결정으로 성장시키고 이를 원판 모양으로 잘라서 웨이퍼를 만드는 과정, 상기 웨이퍼의 전체 표면에 막을 형성하고 필요한 부분을 제거하여 일정한 패턴을 형성하는 과정, 형성된 패턴에 따라 불순물 이온을 도핑하고 금속배선을 통하여 최초 설계된 회로를 구현하며 필요한 소자로 만들기 위한 패키지 공정 등이 포함된 일련의 웨이퍼 가공 과정을 통하여 제조된다.
이와 같은 반도체 제조과정에서 통상 포토리소그라피(photo lithography) 공정이라 불리는 공정은 웨이퍼 표면에 일정한 패턴을 형성하는 과정과 연관된 것이다.
즉, 포토리소그라피 공정은 웨이퍼 상에 포토 레지스트를 도포하여 코팅막을 형성한 후, 상기 웨이퍼를 필요한 패턴 정보가 담겨져 있는 마스크를 투과한 빛에 노출시키면, 상기 포토 레지스트는 마스크에 담겨진 패턴에 따라 원하는 영역에서 만 감광하게 되므로, 감광된 영역의 포토 레지스트를 제거함으로써, 웨이퍼 표면에 원하는 패턴이 형성되도록 한다.
종래 포토리소그라피 공정을 수행하는 장치는 웨이퍼에 빛을 조사하는 노광공정을 수행하기 위한 노광장치와, 포토 레지스트를 웨이퍼 표면에 도포하는 역할을 수행하는 포토 레지스트 공급장치와, 노광장치를 통하여 감광된 패턴을 현상하는 역할을 수행하는 현상장치와, 상기 도포, 노광, 현상 등의 각각의 단계 사이에서 웨이퍼를 소정 온도로 가열하는 역할을 수행하는 베이크 장치 등이 포함되어 구성된다.
한편, 본 발명과 관련된 포토 레지스트를 웨이퍼 표면에 도포하는 역할을 수행하는 포토 레지스트 공급장치의 종래의 기술을 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 포토 레지스트 공급장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 웨이퍼(100)가 웨이퍼척(108) 상에 고정되면, 포토 레지스트는 공급용기(101)에 저장된 상태에서 펌프(104)의 동작에 의해 버퍼탱크(102)와 전환밸브(103)을 경유하여 포토 레지스트 공급라인(110)을 따라 이동한 후, 필터(105)에서 여과되고 노즐(107)을 통하여 상기 웨이퍼척(108) 상에 고정된 웨이퍼(100)로 분사된다.
상기 전환밸브(103)는 복수의 공급용기(101) 중 현재 포토 레지스트를 공급하고 있는 공급용기(101) 쪽으로 포토 레지스트 공급라인(110)이 전환되도록 하고, 후방 흡입밸브(suck-back valve)(106)는 포토 레지스트가 웨이퍼(100)에 공급된 이 후 불필요한 포토 레지스트가 재공급되지 않도록 하는 역할을 수행한다.
상기 공급용기(101)와 버퍼탱크(102)를 연결하는 포토 레지스트 공급라인(110) 상에는 버블감지센서(109)가 설치되는데, 이는 공급용기(101) 내에 포토 레지스트가 모두 소비되었는지 여부를 파악하기 위한 것이다.
즉, 상기 공급용기(101)에 공급되는 질소(N2)가 공급용기(101) 내의 압력을 가하여 포토 레지스트를 이동시키므로 공급용기(101) 내의 포토 레지스트가 소비된 경우에는 포토 레지스트가 아닌 기포인 버블이 발생하여 포토 레지스트 공급라인(110)을 따라 이동하게 되어 상기 버블감지센서(109)에서 이를 감지하는 경우 공급용기(101)의 교환시기를 알리게 되고, 기 발생된 버블에 대해서는 버퍼탱크(102)의 벤트밸브(112)를 오픈하여 버블배출라인(111)을 따라 버블을 배출하게 된다.
상기 필터(105)는 상기 펌프(104)에서 공급된 포토 레지스트에 포함되어 있는 이물질을 제거함으로써 상기 노즐(107)을 통해 순수한 포토 레지스트가 공급되도록 한다.
한편, 상기와 같은 종래의 포토 레지스트 공급장치는 상기 웨이퍼(100)에 적정량의 포토 레지스트가 도포되도록 하여야 하며, 반도체 공정의 특성상 순수한 포토 레지스트가 공급되도록 하여야 한다.
먼저, 적정량의 포토 레지스트가 웨이퍼(100)에 도포되도록 하기 위해서는 상기 펌프(104)의 역할이 중요하다.
그러나, 종래의 포토 레지스트 공급장치에서 펌프(104)는 입력된 구동신호에 따라 구동될 뿐, 구동에 의해 달성하고자 하는 효과, 즉 원하는 양만큼의 포토 레 지스트가 웨이퍼에 공급되었는지에 대해서는 관여하지 않는다. 이러한 펌프(104)의 구동을 위한 입력신호에 의해 공급되는 이상적인 포토 레지스트의 양과 실제 펌프(104)의 구동에 의해 공급되는 포토 레지스트의 양의 오차는 상기 필터(105)의 기능에 의해 좌우될 수 있다.
따라서, 실제 도포되는 포토 레지스트의 양이 적정량 미만이거나 적정량보다 과도하게 많아지는 경우 도포 불량이 발생되는 문제점이 있다.
다음, 순수한 포토 레지스트가 상기 웨이퍼(100)에 공급되도록 하기 위해서 상기 필터(105)의 기능이 중요하다.
상기 필터(105)는 오랜 시간을 사용함에 있어 점차 그 기능을 상실하게 되고, 따라서 일정한 주기마다 필터 교체를 하고 있다.
현재, 대부분의 필터(105)는 포토 레지스트의 종류와 무관하게 동일한 주기로 교체를 하고 있으며, 따라서 필터 교체가 불필요함에도 불구하고 교체를 하는 경우가 발생되고, 반대로 필터의 교체가 필요함에도 불구하고 교체 주기가 되지 않아 교체를 하지 않음으로 기능이 상실된 필터가 사용되는 경우가 발생된다.
상기한 문제로 인하여 과도한 필터 교체 비용이 소요되거나 필터에 의한 포토 레지스트의 도포 불량이 발생되는 문제가 있다.
본 발명은 적절한 필터 교체 시기를 체크할 수 있도록 하여 필터에 의해 발생되는 포토 레지스트의 도포 불량을 방지할 수 있는 포토 레지스트 공급장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 공급되는 포토 레지스트의 양을 정확하게 감지할 수 있는 포토 레지스트 공급장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 펌프 또는 필터에 발생되는 이상을 감지할 수 있는 포토 레지스트 공급장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 포토 레지스트 공급장치는 포토 레지스트가 저장된 공급용기와, 상기 공급용기의 포트 레지스트를 웨이퍼에 공급하기 위해 펌핑 작동을 하는 펌프와, 상기 펌프를 통해 공급된 포토 레지스트를 필터링하기 위한 필터와, 상기 필터링된 포토 레지스트를 웨이퍼에 분사하기 위한 노즐과, 상기 펌프에 가해지는 부하를 감지하기 위한 감지부와, 상기 감지부의 신호에 따라 상기 펌프 또는 필터의 문제발생을 출력하는 제어부가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 포토 레지스트 공급장치는 포토 레지스트가 저장된 공급용기와, 상기 공급용기의 포트 레지스트를 웨이퍼에 공급하기 위해 펌핑 작동을 하는 펌프와, 상기 펌프를 통해 공급된 포토 레지스트를 필터링하기 위한 필터와, 상기 필터링된 포토 레지스트를 웨이퍼에 분사하기 위한 노즐과, 상기 필터와 노즐 사이에 형성되어 포토 레지스트의 유량을 감지하는 유량감지부와, 상기 유량감지부에서 출력된 신호와 상기 펌프에 인가되는 구동신호에 따라 상기 필터의 문제발생 여부를 출력하는 제어부가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 포토 레지스트 공급장치의 검사방법은 구동신호의 입력에 따라 펌프가 작동되고 포토 레지스트가 노즐을 통해 웨이퍼에 공급되는 단계와, 상기 펌프에 발생되는 부하를 측정하는 단계와, 상기 펌프에 발생되는 부하가 적정 범위 내에 포함되는지 여부를 판단하는 단계와, 상기 부하가 적정 범위를 벗어나는 경우 문제 발생을 출력하는 단계가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 포토 레지스트 공급장치의 검사방법은 구동신호의 입력에 따라 펌프가 작동되고 포토 레지스트가 필터를 통해 필터링된 후 노즐을 통해 웨이퍼에 공급되는 단계와, 상기 필터와 노즐 사이에 포토 레지스트의 유량을 측정하는 단계와, 상기 펌프에 인가되는 구동신호와 상기 포토 레지스트의 유량을 비교하여 문제 발생 여부를 판단하여 출력하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 포토 레지스트 공급장치에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 포토 레지스트 공급장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 포토 레지스트 공급장치는 포토 레지스트가 저장된 공급용기(101)와, 상기 공급용기(101)의 포트 레지스트를 웨이퍼(100)에 공급하기 위해 펌핑 작동을 하는 펌프(104)와, 상기 펌프(104)를 통해 공급된 포토 레지스트를 필터링하기 위한 필터(105)와, 상기 필터링된 포토 레지스트를 웨이퍼에 분사하기 위한 노즐(107)과, 상기 펌프(104)에 가해지는 부하를 감지하기 위한 감지부(121)와, 상기 펌프(104)를 통해 공급된 포토 레지스트의 양을 감지하기 위한 유량감지부(120)와, 상기 감지부(121)와 유량감지부(120) 중 적어도 어느 하나의 신호에 따라 제어신호를 출력하는 제어부(122)가 포함되어 구성된다.
보다 상세히 설명하면, 상기 공급용기(101)는 포트 레지스트가 저장되며 복수개가 설치될 수 있다. 상기 공급용기(101)는 질소(N2)가 유입됨에 따라 압력에 의해 포토 레지스트가 이동되도록 한다. 여기서, 상기 포토 레지스트의 이동은 포토 레지스트 공급라인(110)을 통해 이루어진다.
상기 공급용기(101)와 펌프(104) 사이에는 버퍼탱크(102)와 전환밸브(103)가 구비될 수 있다.
상기 버퍼탱크(102)의 전단에는 버블감지센서(109)가 형성될 수 있으며, 상기 버블감지센서(109)의 신호에 따라 상기 버퍼탱크(102)의 벤트밸브(112)가 작동되어 버블배출라인(111)을 따라 버블을 배출한다.
상기 감지부(121)는 상기 펌프(104)의 구동상태를 감지하여 출력한다. 즉, 상기 펌프(104)에 인가되는 구동신호와 실제 펌프(104)가 구동되는 상태를 파악하여 과부하가 발생되는지 여부를 감지한다.
설정에 따라 상기 감지부(121)는 상기 펌프(104)에 인가되는 구동신호만을 감지하여 상기 제어부(122)에 전송할 수 있다.
상기 유량감지부(120)는 상기 펌프(104)에 펌핑작동으로 상기 포토레지스트 공급라인(110)으로 공급되는 포토 레지스트의 양을 감지한다.
상기 유량감지부(120)를 통해 감지된 포토 레지스트의 양은 상기 제어부(122)로 출력된다.
상기 노즐(107)과 필터(105) 사이에는 포토 레지스트가 웨이퍼(100)에 공급 된 이 후 불필요한 포토 레지스트가 재공급되지 않도록 후방 흡입밸브(suck-back valve)(106)가 형성될 수 있다.
한편, 상기 제어부(122)는 상기 감지부(121)에서 출력된 신호와 상기 유량감지부(120)를 통해 출력된 신호를 이용하여 적정량의 포토 레지스트가 웨이퍼(100)에 공급되고 있는지 여부를 판단한다.
또한, 상기 제어부(122)는 상기 펌프(104)에 인가되는 구동신호와 실제 구동상태를 감지하여 펌프(104)에 가해지는 부하를 감지부(121)를 통해 감지한다.
상기 제어부(122)는 상기 감지부(121) 및 유량감지부(120)를 통해 얻어진 신호를 디스플레이부(123)를 통해 표시할 수 있다.
상기 디스플레이부(123)에 표시되는 내용은 단순한 측정치 뿐만 아니라, 상기 부하의 정도에 따라 판단되어지는 펌프(104)의 고장 유무, 상기 필터(120)의 교체 필요여부 등이 될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 포토 레지스트 공급장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 웨이퍼(100)가 웨이퍼척(108) 상에 고정되면 포토 레지스트는 상기 공급용기(101)에 저장된 상태에서 상기 펌프(104)의 동작에 의해 상기 버퍼탱크(102)와 전환밸브(103)을 경유하여 포토 레지스트 공급라인(110)을 따라 이동한다.
그리고, 포토 레지스트는 상기 필터(105)에서 여과되어 노즐(107)을 통하여 상기 웨이퍼척(108) 상에 고정된 웨이퍼(100)로 분사된다.
이때, 상기 감지부(121)는 상기 펌프(104)의 구동 상태를 감지하여 발생되는 부하의 정도를 체크하여 상기 제어부(122)로 전송한다.
상기 제어부(122)는 상기 감지부(121)의 신호에 따라 상기 펌프(104) 또는 상기 필터(105)의 상태를 디스플레이부(123)에 표시한다.
예를 들어, 상기 펌프(104)에 발생되는 적정 부하가 100이라고 할때, 상기 감지부(121)를 통해 감지된 펌프(104)의 부하가 40미만 또는 160이상인 경우 펌프(104)에 이상이 발생되었음을 표시한다.
또 다른 예로, 상기 감지부(121)를 통해 감지된 펌프(104)의 부하가 40~80인 경우 또는 120~160인 경우 상기 필터(105)에 이상(예를 들어, 필터 교체시점)이 발생되었음을 표시한다.
한편, 상기 펌프(104)에 인가되는 구동신호와 상기 유량감지부(120)를 통해 감지된 포토 레지스트의 양을 비교하여 적정량의 포토 레지스트가 공급되지 않은 경우 필터(105)에 이상이 발생되었음을 사용자에게 표시할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 포토 레지스트 공급장치의 작동을 설명하는 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 먼저, 구동신호의 입력에 따라 펌프가 작동되고 포토 레지스트가 노즐을 통해 웨이퍼에 공급된다(S100).
감지부는 상기 펌프에 발생되는 부하를 측정하고 이를 제어부에 전송한다. 상기 제어부는 발생 부하가 적정 범위 내에 포함되는지 여부를 판단한다(S110)(S120).
만약, 적정 범위를 벗어나 부하가 발생되는 경우 이상(비정상적인) 작동을 디스플레이부에 표시한다(S150).
한편, 유량감지부를 통해 포토 레지스트의 유량을 측정한다(S130). 그리고, 펌프 구동신호와 유량감지부를 통해 측정된 포토 레지스트의 유량을 비교하여 적정 유량인지 여부를 판단한다(S130)(S140).
만약, 적정 범위를 벗어난 유량이 감지되는 경우 이상 작동을 디스플레이부에 표시한다(S150).
다만, 도 3에 도시된 실시예에서 펌프의 부하를 통해 감지한 이상 발생 유무와 유량을 통해 감지한 이상 발생 유무는 반드시 순서적으로 확인되어야 하는 것은 아니다.
예를 들어, 펌프의 부하를 측정함으로써 필터의 교체 시기가 도래하였음을 판단할 수 있으며, 이와 별개로 펌프에 인가되는 구동신호와 포토 레지스트의 유량을 통해 필터의 교체 시기가 도래하였음을 판단할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명은 필터 또는 펌프에서 발생되는 이상을 감지할 수 있으며, 필터의 교체 시점을 감지할 수 있다.
본 발명에 따른 포토 레지스트 공급장치는 웨이퍼에 적정량의 포토 레지스트가 공급되도록 할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 포토 레지스트 공급장치는 필터를 적정시점에 교체할 수 있도록 하여 포토 레지스트의 도포 불량을 방지할 수 있으며, 불필요한 필터 교체를 줄여 비용을 절감 할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 포토 레지스트는 공급되는 포토 레지스트의 양을 정확하게 감지할 수 있는 장점이 있다.

Claims (4)

  1. 포토 레지스트가 저장된 공급용기와,
    상기 공급용기의 포트 레지스트를 웨이퍼에 공급하기 위해 펌핑 작동을 하는 펌프와,
    상기 펌프를 통해 공급된 포토 레지스트를 필터링하기 위한 필터와,
    상기 필터링된 포토 레지스트를 웨이퍼에 분사하기 위한 노즐과,
    상기 펌프에 가해지는 부하를 감지하기 위한 감지부와,
    상기 감지부의 신호에 따라 상기 펌프와 필터의 문제발생을 출력하는 제어부가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 포토 레지스트 공급장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 필터와 노즐 사이에 포토 레지스트의 유량을 감지하는 유량감지부가 더 포함되어 구성되고,
    상기 유량감지부에서 출력된 신호와 상기 펌프에 가해지는 부하 및 인가되는 구동신호에 따라 상기 펌프와 필터의 문제발생 여부를 출력하는 제어부가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 포토 레지스트 공급장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 펌프에 인가되는 구동신호를 감지하기 위한 감지부가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 포토 레지스트 공급장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제어부의 제어에 따라 상기 필터의 문제발생을 표시하기 위한 디스플레이부가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 포토 레지스트 공급장치.
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