KR100780936B1 - Bubble removing device for removing bubbles in chemicals and bubble removing method using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼 상면에 대응하여 포토레지스트 또는 불필요한 포토레지스트를 제거하기 위한 현상액 등의 화학용액을 공급함에 있어서, 이들 화학용액 내에 포함된 기포를 제거하기 위한 기포제거장치 및 이를 이용한 기포제거방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 기포제거장치는 화학용액이 담기는 탱크, 탱크의 일측에 연결되어 화학용액을 유입시키는 화학용액 유입관 및 제1 밸브, 화학용액 내의 기포를 가압하여 제거할 수 있도록, 탱크의 상면에 연결되어 기포제거용 가스를 주입시키는 가스 봄베, 가스 주입관 및 제2 밸브, 탱크의 타측 상부에 연결되어 기포제거용 가스를 배출시키는 가스 배출관 및 제3 밸브, 및 탱크의 타측 하부에 연결되어 기포가 제거된 화학용액을 배출시키는 화학용액 배출관 및 제4 밸브를 포함한다. 본 발명에 따르면, 화학용액 내에 포함된 기포를 화학용액 상단에 모이게 한 후, 기포제거용 가스로 가압하여 제거한다. 따라서, 기포로 인한 화학용액 공급 배관의 압력 변화 및 화학용액의 유량 변화를 방지할 수 있다. The present invention relates to a bubble removing apparatus for removing bubbles contained in these chemical solutions and a bubble removing method using the same in supplying a chemical solution such as a photoresist or a developer for removing unnecessary photoresist corresponding to the upper surface of the wafer. will be. The bubble removing apparatus according to the present invention is connected to one side of the tank, the tank containing the chemical solution, the chemical solution inlet tube and the first valve, which is connected to one side of the chemical solution inlet, the upper surface of the tank so as to pressurize and remove the bubbles in the chemical solution Connected to a gas cylinder for injecting gas for removing bubbles, a gas injection pipe and a second valve, a gas discharge pipe and a third valve connected to an upper part of the tank for discharging gas for removing bubbles, and a lower part of the other side of the tank And a fourth valve and a chemical solution discharge pipe for discharging the bubble-free chemical solution. According to the present invention, bubbles contained in the chemical solution are collected at the upper end of the chemical solution, and then removed by pressurizing with a bubble removing gas. Therefore, the pressure change of the chemical solution supply pipe and the flow rate change of the chemical solution due to the bubble can be prevented.

Description

화학용액 내에 포함된 기포를 제거하기 위한 기포제거장치 및 이를 이용한 기포제거방법{Bubble removing device for removing bubbles in chemicals and bubble removing method using the same}Bubble removing device for removing bubbles in chemicals and bubble removing method using the same}

도 1은 종래의 스핀 코터(spin coater)의 블록 다이어그램이다.1 is a block diagram of a conventional spin coater.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기포제거장치를 포함하는 스핀 코터의 블록 다이어그램이다.2 is a block diagram of a spin coater including an air bubble removing device according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기포제거장치를 포함하는 다른 스핀 코터의 블록 다이어그램이다.3 is a block diagram of another spin coater including an anti-foaming device according to an embodiment of the present invention.

도 4는 도 2 및 도 3에 나타낸 기포제거장치의 일례를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 is a view for explaining an example of the bubble removing device shown in FIGS. 2 and 3.

도 5는 도 2 및 도 3에 나타낸 기포제거장치의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining another example of the bubble removing apparatus shown in FIG.

도 6은 도 4 및 도 5의 기포제거장치를 이용하여 기포를 제거하는 방법을 나타낸 도면이다. 6 is a view illustrating a method of removing bubbles by using the bubble removing device of FIGS. 4 and 5.

본 발명은 반도체 소자 제조에 관한 것으로, 특히 웨이퍼 상면에 대응하여 포토레지스트 또는 불필요한 포토레지스트를 제거하기 위한 현상액 등의 화학용액을 공급함에 있어서, 이들 화학용액 내에 포함된 기포를 제거하기 위한 기포제거장치 및 이를 이용한 기포제거방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the manufacture of semiconductor devices, and in particular, in supplying chemical solutions such as photoresist or developer for removing unnecessary photoresist corresponding to the upper surface of the wafer, an air bubble removing apparatus for removing bubbles contained in these chemical solutions And it relates to a bubble removing method using the same.

일반적으로 반도체 소자는 포토리소그래피, 식각, 확산, 화학기상증착 및 금속 배선 등의 공정을 반복적으로 수행함으로써 제조되고, 이에 따라 여러 가지 화학용액이 사용된다. 이러한 공정에서 화학용액 공급 배관으로의 기포 유입은 치명적인 사고이다. 왜냐하면, 기포 유입은 배관의 압력 변화와 연결되며 압력 변화는 화학용액의 유량 변화로 연결되기 때문이다. 따라서, 화학용액의 정량 콘트롤이 요구되는 공정에서는 기포 유입을 방지하여야 한다. In general, semiconductor devices are manufactured by repeatedly performing processes such as photolithography, etching, diffusion, chemical vapor deposition, and metal wiring, and thus various chemical solutions are used. In this process, bubble inflow into the chemical solution supply pipe is a fatal accident. This is because the bubble inflow is connected to the pressure change of the pipe and the pressure change is connected to the flow rate change of the chemical solution. Therefore, bubble inflow should be prevented in processes requiring quantitative control of chemical solutions.

포토리소그래피 공정을 수행하기 위하여 웨이퍼 상에 포토레지스트를 도포하는 스핀 코터의 경우를 예로 들어, 보다 자세히 설명하기로 한다. 도 1에 종래의 스핀 코터의 블록 다이어그램을 나타내었다. An example of a spin coater applying a photoresist on a wafer to perform a photolithography process will be described in more detail. 1 shows a block diagram of a conventional spin coater.

도 1을 참조하면, 포토레지스트가 담겨져 있는 포토레지스트 저장 용기(bottle, 1)에 버퍼 탱크(buffer tank, 10)가 연결되어 있다. 상기 버퍼 탱크(10)에 두 개의 배관이 나오는데, 하나는 드레인 배관이고 다른 하나는 펌프(20)에 연결되는 배관이다. 드레인 배관은 공정에 이용하지 않을 포토레지스트를 외부로 배출시키기 위하여 설치한다. 포토레지스트는 상기 펌프(20)에 의해 상기 포토레지스트 저장 용기(1)로부터 공급 배관을 따라 이동되며, 이러한 포토레지스트는 펌프(20)를 거쳐 노즐(40)을 통해 웨이퍼 상에 코팅된다. 이 때, 균일한 포 토레지스트막을 구현하기 위해서, 상기 펌프(20)와 노즐(40) 사이에 필터(30)를 구비시켜서 포토레지스트 중의 불순물을 여과한다. 상기 버퍼 탱크(10)에는 종점 감지 센서(Liquid End Sensor)가 설치된다. 상기 포토레지스트 저장 용기(1)에서 버퍼 탱크(10)로, 버퍼 탱크(10)에서 펌프(20)로 포토레지스트의 공급이 계속적으로 이루어짐에 따라, 상기 포토레지스트 저장 용기(1)의 포토레지스트가 소진된다. 이 때, 상기 포토레지스트 저장 용기(1)에서 버퍼 탱크(10)로 유입되는 포토레지스트의 양이 줄어들면 버퍼 탱크(10)에서의 포토레지스트 수준이 떨어지게 되고, 상기 종점 감지 센서가 이를 감지한다. 이에 따라, 상기 포토레지스트 저장 용기(1)를 교체하도록 되어 있다. Referring to FIG. 1, a buffer tank 10 is connected to a photoresist storage container 1 containing a photoresist. Two pipes appear in the buffer tank 10, one of which is a drain pipe and the other is a pipe connected to the pump 20. Drain piping is installed to drain photoresist that will not be used in the process to the outside. The photoresist is moved from the photoresist storage container 1 by the pump 20 along the feed duct, which is coated on the wafer via the nozzle 40 via the pump 20. At this time, in order to implement a uniform photoresist film, a filter 30 is provided between the pump 20 and the nozzle 40 to filter impurities in the photoresist. An end point sensor is provided in the buffer tank 10. As the photoresist is continuously supplied from the photoresist storage container 1 to the buffer tank 10 and from the buffer tank 10 to the pump 20, the photoresist of the photoresist storage container 1 Exhausted At this time, when the amount of photoresist flowing from the photoresist storage container 1 into the buffer tank 10 decreases, the photoresist level in the buffer tank 10 falls, and the endpoint detection sensor detects this. Accordingly, the photoresist storage container 1 is to be replaced.

그런데, 버퍼 탱크(10)의 종점 감지 센서가 오동작을 일으켜 포토레지스트의 고갈을 감지하지 못한 채 장기간 방치된 경우에는, 포토레지스트 공급 배관으로 기포가 유입된다. 그리고, 포토레지스트 공급 배관을 연결하는 테플론 유니온(Teflon Union)의 체결이 불량하면, 포토레지스트 충전(refill)시 유입된 미세한 공기 방울이 모여 기포를 형성한다. 또한, 필터(30)에 의해서 포토레지스트가 여과될 때 발생된 가스가 상기 필터(30) 내의 상부에 누적되어 기포를 발생시킬 수도 있다. 이러한 기포는 매우 미세할 경우 상기 필터(30)에 의해 걸러지지 않고, 배출되는 포토레지스트에 유입되어 함께 배출될 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼 상에 코팅된 포토레지스트 내에 크고 작은 크기의 기포들이 혼합되어져 코팅(coating) 불량이 발생할 수 있다. By the way, when the end point detection sensor of the buffer tank 10 has been left for a long time without malfunctioning because it does not detect the exhaustion of the photoresist, bubbles flow into the photoresist supply pipe. If the Teflon Union connecting the photoresist supply pipe is not fastened, fine air bubbles introduced during photoresist refill gather to form bubbles. In addition, gas generated when the photoresist is filtered by the filter 30 may accumulate on top of the filter 30 to generate bubbles. When the bubbles are very fine, they are not filtered by the filter 30, but are introduced into the discharged photoresist and discharged together. As a result, bubbles of large and small sizes may be mixed in the photoresist coated on the wafer, thereby causing coating defects.

그리고, 상기 필터(30)에 의해 기포가 걸러진다 하더라도, 이와 같은 기포에 의해서 배관의 압력 변화가 생겨 배출되는 포토레지스트의 토출량이 변화됨으로써 정량 콘트롤이 되지 않는다는 문제가 있다. 기포 유입 정도에 따라 차이는 있지만, 웨이퍼 한 장당 5.0cc의 포토레지스트를 분사하도록 설정된 공정에서 기포가 발생할 경우에는 포토레지스트의 유량이 약 50% 감소하는 것으로 알려져 있다. 이러한 유량의 감소에 따라, 포토레지스트막이 균일하게 도포되지 못하거나 아예 찢어지는 공정 불량이 초래된다. In addition, even if bubbles are filtered by the filter 30, there is a problem that quantitative control is not performed due to the change in the discharge amount of the photoresist generated due to the pressure change in the pipe and the discharge of the pipes caused by such bubbles. Although there is a difference depending on the degree of bubble inflow, it is known that the flow rate of the photoresist is reduced by about 50% when bubbles are generated in the process of spraying 5.0 cc of photoresist per wafer. This decrease in flow rate results in a process failure in which the photoresist film is not evenly applied or is torn at all.

또한, 포토레지스트를 상기 노즐(40)을 이용하여 분사할 때, 상기 기포는 노즐(40)의 흡입 조절(suckback control)에 영향을 미치는 문제가 있다. 기포 유입으로 인해 배관의 압력이 변하면 처음에 설정한 흡입 조건이 변한다. 이에 따라, 포토레지스트 분사 후에 흡입이 되지 않은 포토레지스트에 의하여 스피드 보오트(speed boat)의 공정 불량이 초래된다. In addition, when spraying the photoresist using the nozzle 40, the bubble has a problem that affects the suckback control of the nozzle (40). If the pressure in the pipe changes due to the inflow of bubbles, the suction conditions set at the beginning change. As a result, process failure of the speed boat is caused by the photoresist that is not sucked after the photoresist injection.

스핀 코터의 경우를 예로 들어 설명하였지만, 현상 유닛(Development Unit) 등 화학용액을 사용하는 모든 공정에서 기포에 의한 유량 변화는 동일하게 발생되므로 화학용액 내의 기포를 제거해야 할 필요성이 충분하다. Although the case of the spin coater has been described as an example, in all processes using a chemical solution such as a development unit, a change in flow rate caused by bubbles occurs in the same manner, and thus it is sufficient to remove bubbles in the chemical solution.

따라서, 본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는, 반도체 소자 제조 공정 중 화학용액을 사용하는 모든 단위 공정에서 화학용액 내에 포함된 기포를 제거할 수 있는 기포제거장치를 제공하는 것이다. Accordingly, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a bubble removing apparatus capable of removing bubbles contained in a chemical solution in every unit process using a chemical solution in a semiconductor device manufacturing process.

본 발명이 이루고자하는 다른 기술적 과제는, 상기 기포제거장치를 이용하여 화학용액 내에 포함된 기포를 제거하는 기포제거방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a bubble removing method for removing bubbles contained in a chemical solution by using the bubble removing device.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 따른 기포제거장치는, 화학용액이 담기는 탱크, 상기 탱크의 일측에 연결되어 화학용액을 유입시키는 화학용액 유입관 및 제1 밸브, 상기 화학용액 내의 기포를 가압하여 제거할 수 있도록, 상기 탱크의 상면에 연결되어 기포제거용 가스를 주입시키는 가스 봄베, 가스 주입관 및 제2 밸브, 상기 탱크의 타측 상부에 연결되어 상기 기포제거용 가스를 배출시키는 가스 배출관 및 제3 밸브, 및 상기 탱크의 타측 하부에 연결되어 기포가 제거된 화학용액을 배출시키는 화학용액 배출관 및 제4 밸브를 포함한다.In order to achieve the above technical problem, a bubble removing apparatus according to the present invention includes a tank containing a chemical solution, a chemical solution inlet pipe and a first valve connected to one side of the tank to introduce a chemical solution, and bubbles in the chemical solution. A gas cylinder connected to the upper surface of the tank to inject the gas for removing bubbles so as to be pressurized and removed, a gas injection pipe and a second valve, and a gas discharge pipe connected to the other side of the tank to discharge the bubble removing gas; And a third valve, and a chemical solution discharge pipe and a fourth valve connected to the other lower portion of the tank to discharge the chemical solution from which bubbles are removed.

여기서, 상기 기포제거용 가스는 불활성 가스인 것이 특징이고, 특히 질소인 것이 바람직하다. 상기 제2 밸브는 역류방지밸브인 것이 바람직하다. 상기 제3 밸브는 매뉴얼밸브 또는 역류방지밸브일 수 있다. 그리고, 상기 화학용액 배출관의 단부를 화학용액 공급 시스템의 펌프에 연결시킬 수 있다.Here, the bubble removing gas is characterized in that the inert gas, in particular nitrogen. Preferably, the second valve is a check valve. The third valve may be a manual valve or a non-return valve. And, the end of the chemical solution discharge pipe can be connected to the pump of the chemical solution supply system.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 따른 기포제거방법에서는, 상기 기포제거장치를 이용하여 화학용액 내에 포함된 기포를 제거한다. 우선, 상기 제4 밸브를 폐쇄하고 상기 제1 밸브를 개방하여 상기 탱크 내에 화학용액을 담는다. 이어서, 상기 화학용액 내의 기포를 가압하여 제거할 수 있도록, 상기 제3 밸브를 폐쇄하고 상기 제2 밸브를 개방하여 상기 탱크 내에 상기 기포제거용 가스를 주입시킨다. 다음에, 상기 제3 밸브를 개방하여 상기 기포제거용 가스를 배출시키고, 상기 제4 밸브를 개방하여 기포가 제거된 화학용액을 배출시킨다.In order to achieve the above technical problem, the bubble removing method according to the present invention removes bubbles contained in a chemical solution using the bubble removing device. First, the fourth valve is closed and the first valve is opened to contain the chemical solution in the tank. Subsequently, the third valve is closed and the second valve is opened to inject the bubble removing gas into the tank so as to pressurize and remove bubbles in the chemical solution. Next, the third valve is opened to discharge the bubble removing gas, and the fourth valve is opened to discharge the bubble-free chemical solution.

본 발명에 의하면, 화학용액 내에 포함된 기포가 가벼운 성질을 이용하여 이 기포를 화학용액 상단에 모이게 한 후, 기포제거용 가스로 가압하여 기포를 제거한다. 따라서, 기포로 인한 배관의 압력 변화 및 화학용액의 유량 변화를 방지할 수 있다. According to the present invention, the bubbles contained in the chemical solution are collected in the upper end of the chemical solution using light properties, and then pressurized with a bubble removing gas to remove the bubbles. Therefore, it is possible to prevent the pressure change of the pipe due to the bubble and the flow rate change of the chemical solution.

이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어지거나 간략화된 것이며, 도면상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and the like in the drawings are exaggerated or simplified to emphasize a more clear description, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings mean the same elements.

본 실시예는 스핀 코터 내에 포함되어져 포토레지스트 내에 포함된 기포를 제거하는 기포제거장치에 관한 것이다. 도 2 및 도 3에 본 발명의 실시예에 따른 기포제거장치를 포함하는 스핀 코터의 블록 다이어그램을 나타내었다.The present embodiment relates to a bubble removing apparatus included in a spin coater to remove bubbles contained in a photoresist. 2 and 3 show a block diagram of a spin coater including a bubble removing device according to an embodiment of the present invention.

먼저 도 2를 참조하면, 포토레지스트가 담겨져 있는 포토레지스트 저장 용기(1)에 본 발명의 실시예에 따른 기포제거장치(150)가 연결된다. 상기 기포제거장치(150)에는 펌프(20)가 연결된다. 포토레지스트는 상기 펌프(20)에 의해 상기 포토레지스트 저장 용기(1)로부터 공급 배관을 따라 이동되며, 이러한 포토레지스트는 펌프(20)를 거쳐 노즐(40)을 통해 웨이퍼 상에 코팅된다. 이 때, 균일한 포토레지스트막을 구현하기 위해서, 상기 펌프(20)와 노즐(40) 사이에 필터(30)를 구비시켜서 포토레지스트의 불순물을 여과한다. 다음에 도 3을 참조하면, 상기 기포제 거장치(150)와 연결되는 펌프(20)와 필터(30)의 순서가 바뀌어 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 기포제거장치(150)는 펌프(20) 전단이나 필터(30) 전단에 설치할 수 있다. 상기 기포제거장치(150)는 도 1을 참조하여 설명한 바와 같은 종래의 버퍼 탱크(10)를 이용하여 구성할 수 있다. 즉, 기존의 스핀 코터 장비에 적은 변경을 가하여 구현될 수 있는 것이다. First, referring to FIG. 2, a bubble removing device 150 according to an embodiment of the present invention is connected to a photoresist storage container 1 in which photoresist is contained. The pump 20 is connected to the bubble removing device 150. The photoresist is moved from the photoresist storage container 1 by the pump 20 along the feed duct, which is coated on the wafer via the nozzle 40 via the pump 20. At this time, in order to implement a uniform photoresist film, a filter 30 is provided between the pump 20 and the nozzle 40 to filter impurities of the photoresist. Next, referring to FIG. 3, the order of the pump 20 and the filter 30 connected to the bubble removing device 150 is changed. That is, the bubble removing device 150 according to the embodiment of the present invention may be installed at the front of the pump 20 or the front of the filter 30. The bubble removing device 150 may be configured using a conventional buffer tank 10 as described with reference to FIG. That is, it can be implemented by making small changes to the existing spin coater equipment.

이제 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기포제거장치를 상세하게 설명하기로 한다. 도 4는 도 2 및 도 3에 나타낸 기포제거장치의 일례를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 도 2 및 도 3에 나타낸 기포제거장치의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다. 4 and 5 will now be described in detail bubble removing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a view for explaining an example of the bubble removing device shown in FIGS. 2 and 3, and FIG. 5 is a view for explaining another example of the bubble removing device shown in FIGS. 2 and 3.

먼저 도 4를 참조하면, 상기 기포제거장치(150)는 포토레지스트가 담기는 탱크(160)를 포함한다. 상기 탱크(160)의 일측에 포토레지스트를 유입시키는 포토레지스트 유입관(165) 및 제1 밸브(167)가 연결된다. 도 2 및 도 3에서와 같이, 상기 포토레지스트 유입관(165)의 타측은 상기 포토레지스트 저장 용기(1)에 연결된다.First, referring to FIG. 4, the bubble removing apparatus 150 includes a tank 160 containing a photoresist. A photoresist inlet pipe 165 and a first valve 167 are connected to one side of the tank 160 to introduce the photoresist. 2 and 3, the other side of the photoresist inlet pipe 165 is connected to the photoresist storage container 1.

포토레지스트 내의 기포를 가압하여 제거할 수 있도록, 상기 탱크(160)의 상면에 기포제거용 가스를 주입시키는 가스 봄베(178), 가스 주입관(170) 및 제2 밸브(175)가 연결된다. 포토레지스트와 접촉하여도 반응을 일으키지 않아 파티클 등이 발생될 염려가 없도록, 상기 기포제거용 가스로서 불활성 가스를 이용한다. 이 때, 비교적 용이하게 구할 수 있는 질소를 이용하는 것이 바람직하다.  In order to pressurize and remove bubbles in the photoresist, a gas cylinder 178, a gas injection pipe 170, and a second valve 175 for injecting a bubble removing gas into the upper surface of the tank 160 are connected. An inert gas is used as the bubble removing gas so that the reaction does not occur even when contacted with the photoresist so that particles and the like are not generated. At this time, it is preferable to use nitrogen which can be obtained relatively easily.

상기 탱크(160)의 타측 상부에는 상기 기포제거용 가스를 배출시키는 가스 배출관(180) 및 제3 밸브(185)가 연결된다. 상기 탱크(160)로서 종래의 버퍼 탱크(10)를 이용하는 경우에는 상기 버퍼 탱크(10)로부터 분기된 드레인 배관을 상기 가스 배출관(180)으로서 이용할 수 있다. The other upper portion of the tank 160 is connected to the gas discharge pipe 180 and the third valve 185 for discharging the bubble removing gas. When the conventional buffer tank 10 is used as the tank 160, a drain pipe branched from the buffer tank 10 may be used as the gas discharge pipe 180.

상기 탱크(160)의 타측 하부에는 기포가 제거된 포토레지스트를 배출시키는 포토레지스트 배출관(190) 및 제4 밸브(195)가 연결된다. 상기 탱크(160)로서 종래의 버퍼 탱크(10)를 이용하는 경우에는 상기 버퍼 탱크(10)로부터 분기된 공급 배관을 상기 포토레지스트 배출관(190)으로서 이용할 수 있다. 도 2 및 도 3에서와 같이, 상기 포토레지스트 배출관(190)의 단부는 상기 펌프(20) 또는 필터(30)에 연결된다. A photoresist discharge pipe 190 and a fourth valve 195 are connected to the other lower portion of the tank 160 to discharge the photoresist from which bubbles are removed. When the conventional buffer tank 10 is used as the tank 160, a supply pipe branched from the buffer tank 10 may be used as the photoresist discharge pipe 190. 2 and 3, the end of the photoresist discharge pipe 190 is connected to the pump 20 or the filter 30.

상기 제1 내지 제4 밸브는 매뉴얼밸브를 채용할 수 있다. 그러나, 기포제거용 가스의 주입과 관련된 상기 제2 밸브는 역류방지밸브인 것이 바람직하다. 역류방지밸브는 체크밸브라고도 하는데, 상기 기포제거용 가스를 한 방향으로만 흐르게 해 역류를 방지한다. 알려진 바와 같은 리프트 체크밸브 또는 스윙 체크밸브 방식의 역류방지밸브를 채용할 수 있다. 한편, 도 5에 나타낸 다른 기포제거장치(150')는, 상기 기포제거용 가스의 배출과 관련된 상기 제3 밸브(185')도 상기 제2 밸브(175)와 마찬가지로 역류방지밸브를 채용한다. The first to fourth valves may employ a manual valve. However, it is preferable that the second valve associated with the injection of the bubble removing gas is a non-return valve. The non-return valve is also referred to as a check valve, and prevents backflow by flowing the bubble removing gas in only one direction. It is possible to employ a lift check valve or a swing check valve type check valve as known. On the other hand, the other bubble removal device 150 'shown in FIG. 5 employs a backflow prevention valve similarly to the second valve 175 in the third valve 185' associated with the discharge of the bubble removal gas.

도 4 및 도 5를 참조하여 설명한 바와 같은 기포제거장치(150, 150')에서 포토레지스트 내에 포함된 기포를 제거하는 원리는 다음과 같다. 포토레지스트 내에 포함된 기포는 가볍기 때문에 포토레지스트 상단으로 모이기 쉽다. 따라서, 기포를 포토레지스트 상단에 모은 후, 포토레지스트 상단에 모인 기포에 질소 등의 불활성 가스인 기포제거용 가스를 주입하여 가압함으로써 기포를 제거한다. 이어서, 상기 제3 밸브(185, 185')를 개방하면 상기 기포제거용 가스가 배출되기 때문에, 가스가 포토레지스트 내에 다시 기포로서 혼입될 염려가 없다. The principle of removing bubbles contained in the photoresist in the bubble removing apparatus 150 and 150 'as described with reference to FIGS. 4 and 5 is as follows. Bubbles contained in the photoresist are light and are likely to collect on top of the photoresist. Therefore, after bubbles are collected at the upper end of the photoresist, bubbles are removed by injecting and pressurizing a bubble degassing gas, which is an inert gas such as nitrogen, into the bubbles collected at the upper end of the photoresist. Subsequently, when the third valves 185 and 185 'are opened, the bubble removing gas is discharged, so there is no fear that the gas will be mixed again as bubbles in the photoresist.

도 6은 도 4 및 도 5의 기포제거장치를 이용하여 포토레지스트 내의 기포를 제거하는 방법을 나타낸 도면이다. FIG. 6 is a view illustrating a method of removing bubbles in the photoresist using the bubble removing apparatus of FIGS. 4 and 5.

도 6을 참조하면, 상기 제4 밸브(195)를 폐쇄하고 상기 제1 밸브(167)를 개방하여 상기 탱크(160) 내에 포토레지스트를 담는다(단계 S1). 이어서, 상기 포토레지스트 내의 기포를 가압하여 제거할 수 있도록, 상기 제3 밸브(185)를 폐쇄하고 상기 제2 밸브(175)를 개방하여 상기 탱크(160) 내에 상기 기포제거용 가스를 주입시킨다(단계 S2). 다음에, 상기 제3 밸브(185)를 개방하여 상기 기포제거용 가스를 배출시키고(단계 S3), 상기 제4 밸브(195)를 개방하여 기포가 제거된 포토레지스트를 배출시킨다(단계 S4).Referring to FIG. 6, the fourth valve 195 is closed and the first valve 167 is opened to contain the photoresist in the tank 160 (step S1). Subsequently, the third valve 185 is closed and the second valve 175 is opened to inject the bubble removing gas into the tank 160 so as to pressurize and remove bubbles in the photoresist ( Step S2). Next, the third valve 185 is opened to discharge the bubble removing gas (step S3), and the fourth valve 195 is opened to discharge the bubble-removed photoresist (step S4).

본 실시예에 따르면, 배출되는 포토레지스트에 기포가 함유되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 형성되는 포토레지스트막의 코팅 불량의 발생을 방지할 수 있고, 노즐의 흡입 조절의 틀어짐 및 이로 인한 코팅 불량을 방지할 수 있다. 또한, 노즐 팁 오염을 억제하여 이로 인한 스피드 보오트를 방지할 수 있다. According to this embodiment, it is possible to prevent the bubbles from being contained in the discharged photoresist. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of coating defects of the formed photoresist film, and to prevent the misalignment of the suction control of the nozzle and the coating defect due to this. In addition, it is possible to suppress the nozzle tip contamination, thereby preventing the speed boat.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통해서 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다. 본 실시예에서는 포토레지스트 내에 포함된 기포를 제거하는 장치 및 방법에 대하여 설명하였으나, 다른 화학용액을 사용하는 반도체 소자 제조 공정의 다른 단위 공정, 예컨대 현상액을 사용하는 현상 공정, 식각용액을 사용하는 식각 공정, 유기 세정액 등을 사용하는 세정 공정 등에 본 발명을 적용할 수 있다.As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail through the specific Example, this invention is not limited to this, It is clear that the deformation | transformation and improvement are possible by the person of ordinary skill in the art within the technical idea of this invention. In the present embodiment, the apparatus and method for removing bubbles contained in the photoresist have been described, but other unit processes of the semiconductor device manufacturing process using other chemical solutions, such as a developing process using a developing solution and an etching solution using an etching solution The present invention can be applied to a washing step using a step, an organic washing liquid and the like.

상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 화학용액 내에 유입되어 잔존하는 기포를 효과적으로 제거하는 것이 가능하다. 따라서, 화학용액이 운반되는 배관의 압력을 일정하게 유지할 수 있으므로, 토출되는 화학용액의 유량이 일정해진다. 그러므로, 본 발명은 화학용액의 정량 콘트롤이 요구되는 공정에서 유용하게 이용될 수 있다. As described above, according to the present invention, it is possible to effectively remove bubbles remaining in the chemical solution. Therefore, since the pressure of the pipe in which the chemical solution is carried can be kept constant, the flow rate of the discharged chemical solution becomes constant. Therefore, the present invention can be usefully used in a process requiring quantitative control of chemical solution.

예를 들어서, 포토레지스트를 도포하기 위한 스핀 코터에 본 발명을 적용할 경우, 포토레지스트의 토출이 불균일하게 되는 문제점을 제거할 수 있다. 그리고, 형성되는 포토레지스트막에 크고 작은 크기의 기포들이 혼합되어져 코팅되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 노즐의 흡입 조절의 틀어짐, 노즐 팁의 오염 및 스피드 보트 등의 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 반도체 기판 상에 포토레지스트막을 균일하게 형성할 수 있게 된다. 낭비되는 포토레지스트의 양을 줄일 수 있어 비용 절감을 구현하는 효과도 있다. For example, when the present invention is applied to a spin coater for applying a photoresist, the problem of uneven discharge of the photoresist can be eliminated. In addition, bubbles of large and small sizes may be mixed and prevented from being coated on the formed photoresist film. In addition, it is possible to prevent distortion of the suction control of the nozzle, contamination of the nozzle tip, generation of a speed boat, and the like. Therefore, the photoresist film can be formed uniformly on the semiconductor substrate. The amount of photoresist that is wasted can be reduced, which can reduce the cost.

다른 화학용액을 사용하는 반도체 소자 제조 공정의 다른 단위 공정, 예컨대 현상액을 사용하는 현상 공정, 식각용액을 사용하는 식각 공정, 유기 세정액 등을 사용하는 세정 공정 등에서도 화학용액의 정량 콘트롤이 가능해짐으로써, 제조 공정의 일관성을 유지할 수 있게 된다. 따라서, 신뢰성이 향상된 반도체 소자를 제조할 수 있다.It is possible to quantitatively control chemical solutions in other unit processes of semiconductor device manufacturing processes using other chemical solutions, such as developing processes using developing solutions, etching processes using etching solutions, and cleaning processes using organic cleaning solutions. As a result, consistency in the manufacturing process can be maintained. Therefore, a semiconductor device having improved reliability can be manufactured.

Claims (7)

화학용액이 담기는 탱크;A tank containing chemical solution; 상기 탱크의 일측에 연결되어 화학용액을 유입시키는 화학용액 유입관 및 제1 밸브;A chemical solution inlet pipe and a first valve connected to one side of the tank to introduce a chemical solution; 상기 화학용액 내의 기포를 가압하여 제거할 수 있도록, 상기 탱크의 상면에 연결되어 기포제거용 가스를 주입시키는 가스 봄베, 가스 주입관 및 제2 밸브;A gas cylinder, a gas injection pipe, and a second valve connected to an upper surface of the tank to inject bubbles for removing bubbles so as to pressurize and remove bubbles in the chemical solution; 상기 탱크의 타측 상부에 연결되어 상기 기포제거용 가스를 배출시키는 가스 배출관 및 제3 밸브; 및A gas discharge pipe and a third valve connected to the other upper portion of the tank to discharge the bubble removing gas; And 상기 탱크의 타측 하부에 연결되어 기포가 제거된 화학용액을 배출시키는 화학용액 배출관 및 제4 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 기포제거장치.And a fourth valve connected to the other lower portion of the tank to discharge the chemical solution from which the bubble is removed, and a fourth valve. 제1항에 있어서, 상기 기포제거용 가스는 불활성 가스인 것을 특징으로 하는 기포제거장치.The bubble removing device of claim 1, wherein the bubble removing gas is an inert gas. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기포제거용 가스는 질소인 것을 특징으로 하는 기포제거장치.The bubble removing device according to claim 1 or 2, wherein the bubble removing gas is nitrogen. 제1항에 있어서, 상기 제2 밸브는 역류방지밸브인 것을 특징으로 하는 기포제거장치.The apparatus of claim 1, wherein the second valve is a non-return valve. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 제3 밸브는 매뉴얼밸브 또는 역류방지밸브인 것을 특징으로 하는 기포제거장치.The bubble removing device according to claim 1 or 4, wherein the third valve is a manual valve or a non-return valve. 제1항에 있어서, 상기 화학용액 배출관의 단부는 화학용액 공급 시스템의 펌프에 연결되는 것을 특징으로 하는 기포제거장치.The apparatus of claim 1, wherein an end of the chemical solution discharge pipe is connected to a pump of the chemical solution supply system. 제1항 기재의 기포제거장치를 이용하여 화학용액 내의 기포를 제거하는 방법으로서,A method for removing bubbles in a chemical solution by using the bubble removing device according to claim 1, 상기 제4 밸브를 폐쇄하고 상기 제1 밸브를 개방하여 상기 탱크 내에 화학용액을 담는 단계;Closing the fourth valve and opening the first valve to contain a chemical solution in the tank; 상기 화학용액 내의 기포를 가압하여 제거할 수 있도록, 상기 제3 밸브를 폐쇄하고 상기 제2 밸브를 개방하여 상기 탱크 내에 상기 기포제거용 가스를 주입시키는 단계;Closing the third valve and opening the second valve to inject the bubble removing gas into the tank so as to pressurize and remove bubbles in the chemical solution; 상기 제3 밸브를 개방하여 상기 기포제거용 가스를 배출시키는 단계; 및 Opening the third valve to discharge the bubble removing gas; And 상기 제4 밸브를 개방하여 기포가 제거된 화학용액을 배출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기포제거방법.And opening the fourth valve to discharge the chemical solution from which the bubbles have been removed.
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