KR101317102B1 - 반도체 소자 제조장비의 누설센서 모듈을 구비한 감광막 코팅액 배출용 노즐 조립체 - Google Patents

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Abstract

반도체 소자 제조장비의 누설센서 모듈을 구비한 감광막 코팅액 배출용 노즐 조립체가 개시된다. 개시된 누설센서 모듈을 구비한 감광막 코팅액 배출용 노즐 조립체는 반도체 소자 제조장비에서 공급 호스로부터 감광막 코팅액을 공급받아 웨이퍼 상에 배출하는 감광막 코팅액 배출용 노즐; 및, 상기 노즐의 상면에 설치되어, 상기 공급호스의 손상부위 또는 상기 공급호스와 상기 노즐의 연결부위를 통한 감광막 코팅액의 누설을 감지하는 누설센서모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 소자 제조장비의 누설센서 모듈을 구비한 감광막 코팅액 배출용 노즐 조립체{ NOZZLE ASSEMBLY HAVING LEAK SENSOR MODULE FOR PHOTOSENSITIVE FILM COATING LIQUID OF SEMICONDUCTOR DEVICE MANUFACTURING EQUIPMENT}
본 발명은 반도체 소자 제조 장치에서 감광막 코팅액의 누설을 감지할 수 있는 누설센서 모듈을 구비한 노즐 조립체에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치를 제조하기 위한 공정은 크게 순수 실리콘 웨이퍼(sillicon wafer) 상에 반도체 제품의 핵심 부품인 반도체 소자를 제조하는 공정과, 반도체 소자 중 선별된 양품 반도체 소자를 열악한 외부 환경으로부터 보호하고 반도체 소자가 외부 기기와 전기적으로 신호 입출력 가능하도록 하는 패키지(package) 공정 및 패키징(packaging) 된 반도체 장치를 테스트(test)하는 테스트 공정 등으로 구성된다.
특히, 이와 같은 반도체 소자의 제조 공정 중, 포토리소그래피 스텝은 다음의 단계로 이루어져 있다. 즉, 반도체 웨이퍼의 표면상에 포토레지스트(photoresist) 등과 같은 감광막을 형성하기 위한 감광막 코팅 처리(treatment) 단계와, 감광막이 형성된 웨이퍼에 마스크 또는 레티클을 위치시켜 노광을 행하는 노광처리 단계와, 상기 감광막을 노광된 부분과 노광되지 않은 부분으로 구별되게 패터닝하기 위한 현상 처리단계와, 그리고 상기 형상된 패턴을 식각(etch)마스크로 하여 노출된 막질을 식각하는 식각 처리단계로 나뉜다.
이때, 포토리소그래피 공정에서 포토레지스트 등과 같은 감광막 코팅액(케미컬 용액)을 웨이퍼의 표면에 코팅하기 위하여 반도체 소자 제조 장비는 도 1 과 같이, 감광막 코팅액을 공급하기 위한 공급 튜브(20)가 노즐(10)의 유입 포트(13)와 결합 커넥터(21)에 의해 연결된 구성을 가진다. 노즐(10)은 반도체소자 제조 장비의 로봇암(미도시)에 의해 3축 이송된 후, 공급 튜브(20)로부터 공급된 감광막 코팅액을 노즐팁(11)을 통해 웨이퍼에 배출한다.
하지만, 장비의 장기 사용으로 인하여, 공급 튜브(20)가 손상되거나, 노즐(10)과 공급튜브(20)의 연결 부위에 틈이 발생하여 손상된 공급 튜브(20) 또는 노즐(10)과 공급 튜브(20)의 연결부위를 통해 감광막 코팅액이 누설되는 문제가 발생하였다. 이러한 감광액 코팅액의 누설은 극미량이므로 육안으로 감지하지 못하는 경우가 많아, 누설을 감지하지 못한 채 반도체 소자 제조를 지속하게 되었으며, 이에 따라, 불량 반도체 소자를 생산하게 된다. 추후에 누설을 육안으로 감지하여 반도체 소자 제조장비를 중지하더라도 기 제조된 불량 반도체 소자는 폐기처분해야 하는 등 막대한 손실을 초래하였다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 창안된 것으로서, 반도체 소자 제조 장비에서 감광막 코팅액의 누설을 신속하게 감지할 수 있는 누설센서모듈을 구비한 감광막 코팅액 배출용 노즐 조립체를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 용이하게 설치할 수 있는 누설센서모듈을 구비한 감광막 코팅액 배출용 노즐 조립체를 제공하는데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 누설센서모듈을 구비한 감광막 코팅액 배출용 노즐 조립체는 반도체 소자 제조장비에서 공급 호스로부터 감광막 코팅액을 공급받아 웨이퍼 상에 배출하는 감광막 코팅액 배출용 노즐; 및, 상기 노즐의 상면에 설치되어, 상기 공급호스의 손상부위 또는 상기 공급호스와 상기 노즐의 연결부위를 통한 감광막 코팅액의 누설을 감지하는 누설센서모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 누설센서모듈은, 상기 노즐의 상부에 형성된 유입 포트가 삽입되는 중공부를 구비한 필름 본체; 및, 상기 필름 본체의 상면에 소정 패턴을 따라 상호 이격되게 형성되며, 전류가 인가되는 적어도 한 쌍의 도전 라인;을 포함하여, 누수된 상기 감광막 코팅액이 상기 한 쌍의 도전 라인을 서로 연결된 경우, 상기 한 쌍의 도전라인 사이에 전압이 발생되도록 구성할 수 있다.
상기 누설센서모듈은 상기 노즐의 상부에 형성된 유입 포트가 삽입되는 중공부를 구비한 필름 본체; 상기 필름 본체의 상면에 소정 패턴을 따라 상호 이격되게 형성되며, 전류가 인가되는 적어도 한 쌍의 도전 라인; 및, 상기 한 쌍의 도전 라인 끝단을 연결하는 칩 저항;을 포함하여, 상기 감광막 코팅액이 상기 한 쌍의 도전 라인을 서로 연결하지 않은 경우에는 상기 칩 저항에 의해 일정한 제 1 전압이 발생하고, 누수된 상기 감광막 코팅액이 상기 한 쌍의 도전 라인을 서로 연결된 경우, 상기 제 1 전압이 변하여 제 2 전압이 발생하도록 구성할 수 있다.
상기 한 쌍의 도전 라인은 은 재질로 이루어질 수 있고,상기 한 쌍의 도전 라인은 상기 은 재질 위에 카본이 코팅될 수 있다.
상기 필름 본체는 전단의 폭 방향 중간 위치에서 후방으로 상기 중공부까지 절단한 절개부가 형성되도록 구성할 수 있다.
상기 필름 본체는 상기 절개부를 기준으로 양측방으로 제 1 부분과 제 2 부분으로 나뉘며, 상기 적어도 한 쌍의 도전라인은 두 쌍으로 구성되어, 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분의 상면에 각각 한 쌍씩 형성되도록 구성할 수 있다.
상기 필름 본체는 후단으로부터 연장되는 필름 연장부를 더 구비하며, 상기 필름 연장부의 상면에는 상기 두 쌍의 도전라인과 연결되는 서로 이격된 두 쌍의 도전라인 연장부가 형성되도록 구성할 수 있다.
상기 필름 연장부의 후단에 설치되며, 상기 두 쌍의 도전라인 연장부와 연결된 커넥터를 더 포함하도록 구성할 수 있다.
상기 필름 연장부를 사이에 두고 상기 필름 본체의 후단부 양측에는 상기 적어도 한 쌍의 도전 라인의 일부를 덮는 우레탄 코팅부가 형성되도록 구성할 수 있다.
상기 필름 본체를 상기 노즐 상면에 부착하도록 필름 본체의 후면에는 접착시트가 설치되도록 구성할 수 있다.
상기한 바에 따르면, 본 발명은 노즐 상면에 누설센서모듈를 설치함으로써, 공급튜브의 손상부위 또는 공급튜브와 유입 포트의 연결부위에서 감광막 코팅액이 누설된 경우, 이를 신속하게 감지할 수 있고 이에 따라, 신속하게 전체적인 반도체 소자 제조 장비를 정지할 수 있어, 막대한 손실을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 누설센서모듈은 하나의 일체형 모듈 타입으로 형성되고, 통상의 감광막 코팅액 배출용 노즐에 쉽게 부착하여 사용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 감광막 코팅액 공급장치를 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 누설센서모듈을 구비한 감광막 코팅액 배출용 노즐 조립체가 반도체 소자 제조장비에 적용된 상태를 나타낸 사시도이고,
도 3은 도 2의 누설센서모듈을 확대하여 나타낸 사시도이고,
도 4는 도 3의 누설센서모듈의 일부를 절단한 단면도이고,
도 5는 도 4에 도시된 도전 라인의 다른 형태를 나타내기 위한 단면도이다.
이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 누설센서모듈을 구비한 감광막 코팅액 배출용 노즐 조립체를 설명한다.
본 발명의 코팅액 배출용 노즐조립체는 노즐(10) 및 누설센서모듈(100)로 구성된다.
노즐(10)의 상면 일측에는 유입 포트(13)가 형성되고, 유입 포트(13)가 결합 커넥터(21)에 의해 자바라 형태의 공급 튜브(20)에 연결된다. 이에 따라, 공급 튜브(20)로부터 공급된 감광막 코팅액은 유입 포트(13)를 통해 노즐(10)로 유입되어 웨이퍼 상에 배출될 수 있다. 상기와 같은 노즐(10)의 구성은 통상의 감광막 코팅액 배출용 노즐과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
본 발명은 노즐(10)의 상면(10a)에 누설센서모듈(100)이 설치되어 소상된 공급튜브(20) 또는 공급 튜브(20)와 유입 포트(13) 사이를 통해 누설된 감광막 코팅액을 감지한다는 점에 특징이 있으며, 이하에서는 누설센서모듈(100)에 대해서 자세히 설명한다.
누설센서모듈(100)은 필름 본체(110), 필름연장부(120), 도전 라인(130), 커넥터(150), 접착시트(160)를 포함한다.
필름 본체(110)는 플렉시블한 필름형태로 구성되며, 대략 노즐(10)의 상면의 크기보다 다소 작은 사각형 형상으로 형성된다.
필름 본체(110)의 중앙에는 도 2와 같이, 유입 포트(13)가 삽입되도록 관통된 중공부(113)가 형성된다. 또한, 필름 본체(110)는 전단의 폭 방향 중간 위치에서 후방으로 중공부(113)까지 절단한 절개부(115)가 형성된다. 필름 본체(110)는 절개부(115)를 기준으로 양측으로 제 1 부분(110a)과 제 2 부분(110b)으로 나뉠 수 있다. 이에 따라, 필름 본체(110)는 제 1 부분(110a)과 제 2 부분(110b)을 서로 반대 방향으로 비틀어 공간을 형성하여, 쉽게 유입포트(13)를 삽입시킬 수 있다.
필름 연장부(120)는 필름 본체(110)의 후단으로부터 소정길이만큼 일체로 연장형성된다. 구체적으로, 필름 연장부(120)는 필름 본체(110)의 폭 보다 작은 폭을 가지며, 필름 본체(110)의 후단의 폭 방향을 중간위치에서부터 후방으로 연장형성된다.
도전 라인(130)은 필름 본체(110)의 상면에 특정 패턴으로 형성된다. 본 실시 예의 센서용 도전라인(130)은 두 쌍으로 구성되며, 필름 본체(110)의 제 1 부분(110a)과 제 2 부분(110b)에 각각 한 쌍씩 구성된다.
구체적으로, 도전 라인(130)의 한 쌍은 제 1 도전 라인 (131a)과 제 2 도전라인(131b)으로 구성되며, 도 2 및 도 3과 같이, 필름 본체(110)의 제 1 부분(110a)의 상면에 상호 소정 간격으로 이격 형성되고, 특정의 패턴으로 형성된다.
마찬가지로, 도전 라인(130)의 다른 한 쌍은 제 3 도전 라인 (132a)과 제 4 도전 라인(132b)으로 구성되며, 필름 본체(110)의 제 2 부분(110b)의 상면에 상호 소정 간격으로 이격 형성되고, 특정의 패턴으로 형성된다.
이때, 한 쌍의 제 1 및 제 2 도전 라인 (131a,131b)과 다른 한 쌍의 제 3 및 제 4 도전 라인(132a,132b)은 서로 대칭되는 패턴으로 형성된다.
한편, 본 실시 예에서는 한 쌍의 제 1 및 제 2 도전 라인 (131a,131b)의 끝단은 제 1 칩저항(141)에 의해 서로 연결되고, 다른 한 쌍의 제 3 및 제 4 (132a,132b)의 끝단은 제 2 칩저항(143)에 의해 서로 연결되도록 구성될 수 있다.
필름 연장부(120)의 상면에는 두 쌍의 도전라인(130) 즉, 제 1 내지 제 4 도전 라인(131a,131b,132a,132b)과 연결되는 두 쌍의 도전 라인 연장부(133a,133b,134a,134b)이 서로 이격되게 형성된다.
본 실시 예에서 도전 라인(130)과 도전라인 연장부(133a,133b,134a,134b)는 은 재질로 이루어지고, 실크 인쇄 방식으로 형성될 수 있다. 아울러, 본 발명은 내구성을 향상시키기 위해 도 5와 같이, 은 재질의 도전라인(130,133a,133b,134a,134b) 위에 카본 코팅층(136)을 재차 구성할 수 있다.
커넥터(150)는 필름 연장부(120)의 후단에 설치되어, 반도체 소자 제조 장비으 제어부(미도시)와 연결된 전력선 잭(180)과 연결될 수 있다.
이를 위해, 커넥터(150)는 도전라인(133a,133b,134a,134b)과 연결된 단자들(152,153,154,155)이 마련된다.
상기한 구성으로, 커넥터(150)가 전력선 잭(180)에 연결되어 전원이 공급되면, 도전라인 연장부(133a,133b)를 통해 제 1 도전 라인(131a) 및 제 2 도전 라인(131b)에 전류가 공급되어, 제 1 도전 라인(131a) 및 제 2 도전 라인(131b)이 끝단에 연결된 제 1 칩 저항(141)에 의해 일정한 전압이 발생되고, 도전라인 연장부(134a,134b)를 통해 제 3 도전 라인(132a) 및 제 4 도전 라인(132b)에 전류가 공급되어, 제 3 도전 라인(132a) 및 제 4 도전 라인(132b)의 끝단에 연결된 제 2 칩 저항(143)에 의해 일정한 전압(기준 전압)이 발생된다.
이러한 상태에서, 공급 튜브(20)의 손상부위 또는 공급 튜브(20)와 유입포트(13)의 연결부위 사이에서 감광막 코팅액이 누설된 후, 아래쪽으로 흘러, 필름 본체(110)의 상면에 형성된 도전라인(130)에 묻게 되면, 서로 이격된 제 1 도전 라인(131a) 및 제 2 도전 라인(131b) 또는 서로 이격된 제 3 도전 라인(132a) 및 제 4 도전 라인(132b)이 감광막 코팅액에 의해 서로 통전하고 이에 따라, 그 도전 라인 사이의 전압은 상기 기준전압과는 다른 전압(측정 전압)으로 변하게 된다.
이와 같이, 도전라인(130)으로부터의 전압이 기준전압에서 측정전압으로 전압변위가 발생한 것으로 감지함으로써, 감광막 코팅액이 누설되어 도전 라인(130)에 흘러내린 것으로 판단할 수 있다.
반면, 도전라인 연장부(133a,133b,134a,134b) 또는 도전라인(130)이 손상되어 단락된 경우, 전압 값은 0이 되며, 이를 통해 누설센서모듈(100)의 고장을 감지할 수 있다.
한편, 본 실시 예에서는 제 1 도전 라인(131a) 및 제 2 도전 라인(131b)과 제 3 도전 라인(132a) 및 제 4 도전 라인(132b)의 끝단에 제 1 칩 저항(141) 및 제 2 칩 저항(143)을 설치하는 것으로 설명하였으나, 제 1 칩 저항(141) 및 제 2 칩 저항(143)을 설치하지 않아도 누설된 감광막 코팅액을 감지할 수 있다.
즉, 제 1 칩 저항(141) 및 제 2 칩 저항(143)이 설치되지 않은 경우, 제 1 도전 라인(131a) 및 제 2 도전 라인(131b) 또는 제 3 도전 라인(132a) 및 제 4 도전라인(132b)에 전류를 공급하면, 전압은 발생하지 않아 전압이 0이 되며(기준전압), 서로 이격된 제 1 도전 라인(131a) 및 제 2 도전 라인(131b) 또는 서로 이격된 제 3 도전 라인(132a) 및 제 4 도전 라인(132b)이 감광막 코팅액에 의해 서로 통전하면, 제 1 도전 라인(131a) 및 제 2 도전 라인(131b) 또는 서로 이격된 제 3 도전 라인(132a) 및 제 4 도전 라인(132b) 사이에 특정의 전압(측정전압)이 발생된다. 이를 통해 누설된 감광막 코팅액을 감지할 수 있다.
접착 시트(160)는 필름 본체(110)의 하면에 접착 고정된다. 접착시트(160)는 도 4와 같이, 접착층(161)에 이형지(162)가 부착된 구성으로, 이형지(162)를 접착층(161)으로 분리한 후, 필름 본체(110)를 노즐(10)의 상면(10a)에 부착할 수 있다.
구체적으로, 사용자는 접착시트(160)의 이형지(161)를 분리하고, 필름 본체(110)의 제 1 부분(110a) 및 제 2 부분(110b)을 서로 반대방향으로 벌린 후, 중공부(113)에 유입 포트(13)를 밀어 넣고, 필름 본체(110)를 노즐(10)의 상면(10a)에 부착하여 고정함으로써, 누설센서모듈(100)을 노즐(10)에 용이하게 설치할 수 있다.
한편, 본 실시 예의 누설센서모듈(100)은 필름 본체(110)의 후단부 상면에는 필름 연장부(120)를 사이에 두고, 양측에 도전 라인(130)의 일부를 덮도록 우레탄 코팅부(170)가 형성된다.
통상적으로, 반도체 소자 제조 공정에서 노즐(10)은 대기 위치에 설치된 고정 클립(미도시)이 노즐(10)의 상면 후단을 고정하고 있다가, 고정 클립(미도시)의 고정이 해제된 후, 로봇팔(미도시)을 통해 이송되어, 웨이퍼 상에 감광막 코팅액을 배출한다.
이 경우, 노즐(10)의 상면(10a)에 설치된 누설센서모듈(100)이 상기의 고정 클립(미도시)과 접촉되어 손상되거나 오작동을 일으킬 수 있으나, 본 실시 예에서는 우레탄 코팅부(170)가 필름 본체(110)에 형성됨으로써, 상기 고정 클립(미도시)이 직접 필름 본체(110)의 도전 라인(130)과 접촉되는 것을 방지한다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 노즐(10) 상면에 누설센서모듈(100)를 설치함으로써, 공급튜브(20)의 손상 부위 또는 공급튜브(20)와 유입 포트(13)의 연결부위에서 감광막 코팅액이 누설된 경우, 신속하게 감지할 수 있게 된다.
아울러, 누설센서모듈(100)은 전체적으로 얇은 막과 같은 멤브레인 타입으로 쉽게 휘어질 수 있도록 구성되어, 취급이 용이할 뿐 아니라, 또한, 누설센서모듈(100)은 하나의 일체형 모듈 타입으로 형성되며, 접착 시트(160)를 통해 통상의 노즐에 쉽게 부착하여 사용할 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시 예와 관련하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주 되어야 할 것이다.
10...노즐
20...공급 튜브
100...누설센서모듈
110...필름 본체
113...중공부
115...절개부
120...필름 연장부
130...도전 라인
141,142...칩 저항
150...커넥터
160...접착 시트
170...우레탄 코팅부

Claims (11)

  1. 반도체 소자 제조장비에서 공급 호스로부터 감광막 코팅액을 공급받아 웨이퍼 상에 배출하는 감광막 코팅액 배출용 노즐; 및,
    상기 노즐의 상면에 설치되어, 상기 공급호스의 손상부위 또는 상기 공급호스와 상기 노즐의 연결부위를 통한 감광막 코팅액의 누설을 감지하는 누설센서모듈;을 포함하고,
    상기 누설센서모듈은,
    상기 노즐의 상부에 형성된 유입 포트가 삽입되는 중공부를 구비한 필름 본체;
    상기 필름 본체의 상면에 소정 패턴을 따라 상호 이격되게 형성되며, 전류가 인가되는 적어도 한 쌍의 도전 라인; 및,
    상기 한 쌍의 도전 라인 끝단을 연결하는 칩 저항;을 포함하여,
    상기 감광막 코팅액이 상기 한 쌍의 도전 라인을 서로 연결하지 않은 경우에는 상기 칩 저항에 의해 일정한 제 1 전압이 발생하고,
    누수된 상기 감광막 코팅액이 상기 한 쌍의 도전 라인을 서로 연결된 경우, 상기 제 1 전압이 변하여 제 2 전압이 발생하는 것을 특징으로 하는 감광막 코팅액 배출용 노즐 조립체.
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  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 도전 라인은 은 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 감광막 코팅액 배출용 노즐 조립체.

  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 도전 라인은 상기 은 재질 위에 카본이 코팅된 것을 특징으로 하는 감광막 코팅액 배출용 노즐 조립체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름 본체는 전단의 폭 방향 중간 위치에서 후방으로 상기 중공부까지 절단한 절개부가 형성된 것을 특징으로 하는 감광막 코팅액 배출용 노즐 조립체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 필름 본체는 상기 절개부를 기준으로 양측방으로 제 1 부분과 제 2 부분으로 나뉘며,
    상기 적어도 한 쌍의 도전라인은 두 쌍으로 구성되어, 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분의 상면에 각각 한 쌍씩 형성되는 것을 특징으로 하는 감광막 코팅액 배출용 노즐 조립체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 필름 본체는 후단으로부터 연장되는 필름 연장부를 더 구비하며,
    상기 필름 연장부의 상면에는 상기 두 쌍의 도전라인과 연결되는 서로 이격된 두 쌍의 도전 라인 연장부가 형성된 것을 특징으로 하는 감광막 코팅액 배출용 노즐 조립체.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 필름 연장부의 후단에 설치되며, 상기 두 쌍의 도전라인 연장부와 연결된 커넥터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감광막 코팅액 배출용 노즐 조립체.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름 연장부를 사이에 두고 상기 필름 본체의 후단부 양측에는 상기 적어도 한 쌍의 도전라인의 일부를 덮는 우레탄 코팅부가 형성된 것을 특징으로 하는 감광막 코팅액 배출용 노즐 조립체.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름 본체를 상기 노즐 상면에 부착하도록 필름 본체의 후면에는 접착시트가 설치되는 것을 특징으로 하는 감광막 코팅액 배출용 노즐 조립체.

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