KR101929688B1 - 기포없이 포토리소그래피 화학 용액을 공급 및 분배하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
포토리소그래피 시스템은 가변 체적 버퍼 탱크와, 그 버퍼 탱크에 연결되는 분배 시스템과, 버퍼의 헤드 공간으로부터 용액의 방출은 막으면서 헤드 공간으로부터 가스는 방출하도록 구성된 밸브를 포함한다. 보관 컨테이너는 하부에 개구를 갖고 그 개구를 통해 버퍼 탱크에 배출한다. 버퍼 탱크는 가득찬 보관 컨테이너의 내용물을 수용하기에 충분한 저장 용량을 갖는다. 본 시스템은 화학 용액이 공기 및 다른 가스와 접촉하지 못하게 하면서 화학 용액을 분배 시스템에 공급한다.
Description
본 개시는 포토리소그래피 시스템과, 화학품을 포토리소그래피 시스템에 공급하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
구성요소 장치의 밀도가 높은 집적 회로를 제조하기 위한 필수 툴이 포토리소그래피이다. 포토리소그래피는 얇은 코팅을 형성하는 것을 수반한다. 이들 코팅 중 하나가 포토레지스트이다. 흔히들 사용하는 또 다른 코팅이 하부 반사 방지 코팅(bottom anti-reflective coating, BARC)이다. 이들 코팅은 액상의 화학 용액으로부터 형성된다. 화학 용액은 필요에 따라 이 용액이 분배되는 용기에 유지된다.
본 개시의 양태들은 첨부 도면을 참조한 이하의 상세한 설명으로부터 가장 잘 이해된다. 해당 산업계의 표준적 기법에 따라, 다양한 특징부를 실측으로 도시하지 않는다. 사실상, 다양한 특징부의 치수는 설명의 편의상 임의대로 확대 또는 축소될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일부 실시형태에 따른 포토리소그래피 시스템이다.
도 2 내지 도 5는 다양한 실시형태에 따른 가변 체적 버퍼 탱크이다.
도 6은 일부 실시형태에 따른 포토리소그래피 시스템에 화학 용액을 공급하는 방법의 흐름도이다.
도 1은 본 개시의 일부 실시형태에 따른 포토리소그래피 시스템이다.
도 2 내지 도 5는 다양한 실시형태에 따른 가변 체적 버퍼 탱크이다.
도 6은 일부 실시형태에 따른 포토리소그래피 시스템에 화학 용액을 공급하는 방법의 흐름도이다.
이하의 설명에서는 본 개시의 상이한 특징을 구현하기 위해 다수의 상이한 실시형태 또는 실시예를 제공한다. 본 개시를 단순화하기 위해 구성요소 및 구성의 특정 실시예에 대해 후술한다. 물론 이들은 예시일뿐이며, 한정되는 것을 목적으로 하지 않는다. 예를 들어, 이어지는 설명에 있어서 제2 특징부 위(over) 또는 상(on)의 제1 특징부의 형성은 제1 및 제2 특징부가 직접 접촉으로 형성되는 실시형태를 포함할 수 있고, 또한 제1 및 제2 특징부가 직접 접촉하지 않도록 제1 및 제2 특징부 사이에 추가 특징부가 형성될 수 있는 실시형태도 또한 포함할 수 있다. 또한, 본 개시는 다양한 실시예에서 참조 번호 및/또는 문자를 반복할 수 있다. 이 반복은 단순화 및 명확화를 위한 것이며, 그 자체가 설명하는 다양한 실시형태 및/또는 구성 간의 관계를 지시하지 않는다.
포토리소그래피 화학 용액 내의 기포 및 오염물질이 장치 결함을 야기할 수 있다고 인지되고 있다. 포토리소그래피 화학 용액 용기 위의 헤드 공간(head space) 내의 공기가 오염물질의 소스로 알려져 있다. 포토리소그래피 화학품 용기 위의 헤드 공간을 채우는 질소는 기포의 원인으로 알려져 있다. 본 개시는 공기에의 노출이 없거나 거의 없고 기포를 야기할 수 있는 순수 질소 분위기에의 노출과 접촉이 제한된 포토리소그래피 화학 용액을 공급하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다.
용액 내의 질소의 평형상태의 농도는 그 용액과 접촉하는 질소의 부분 압력에 대략 비례한다. 용액이 충분한 시간 동안 1 대기압에서 순수 질소 하에 보관되면, 용액은 용액 내 질소 농도가 1 대기압에서 질소 가스와 평형상태가 될 때까지 질소를 흡수할 것이다. 그리고 용액이 1 대기압에서 외기에 방출되면, 질소는 그 농도가 약 22% 저감될 때까지 탈착할 것이다. 공기는 약 78%가 질소이다. 질소 탈착은, 구체적으로 질소가 1 대기압 이상의 압력에서 또는 주위보다 높은 온도에서 질소 가스와의 평행상태를 위해 흡수된다면, 기포를 형성할 수 있다. 본 개시에 의해 제공되는 일부 시스템에 있어서, 포토리소그래피 화학 용액은 순수 질소 분위기에 노출되지만, 질소가 용액에 흡수되어 평행상태에 가까운 농도가 되는 것을 막기 위해 노출 시간 및 접촉 면적이 제한된다.
본 개시의 일부 실시형태에 따르면, 가변 체적 버퍼 탱크가 포토리소그래피 화학 용액 분배 시스템에 대한 용기(reservoir)를 제공한다. 버퍼 탱크는 가스로 충전된 헤드 공간을 필요로 하는 일 없이 요구에 따라 화학 용액을 분배할 수 있는 용기를 제공한다. 이들 실시형태의 일부에 있어서, 버퍼 탱크는 버퍼 탱크 내에 진입하거나 버퍼 탱크 내에서 용액으로부터 기포로서 빠져 나오는 임의의 가스를 방출하는 통기 시스템(venting system)을 포함한다. 이들 실시형태의 일부에 있어서, 버퍼 탱크는 임의의 가스의 완벽한 제거를 용이하게 하기 위해 정압에 유지된다.
본 개시의 일부 실시형태에 따르면, 가변 체적 버퍼 탱크는 매 리필 동작(refill operation)으로 화학 용액 보관 컨테이너의 전체 내용물을 수용하여, 화학 용액이 부분 만상태(partially full)의 보관 컨테이너 내에서 공기에 의해 오염되거나 질소로 포화되는 것을 막는다. 이에 따라 버퍼 탱크의 사이즈가 정해진다.
도 1은 본 개시의 일부 실시형태에 따른 포토리소그래피 시스템(100)이다. 포토리소그래피 시스템(100)은 화학 용액 분배 시스템(160)과 포토리소그래피 화학품 공급 시스템(101)을 포함한다. 공급 시스템(101)은 그 자체가 본 개시의 일부 실시형태에 따른 예이다. 공급 시스템(101)은 가변 체적 버퍼 탱크(145)와 화학 용액 공급 컨테이너(105)를 포함한다. 버퍼 탱크(145)는 화학 용액(150)의 용기를 제공하고, 요구에 따라 화학 용액(150)을 고정 도관(147)을 통해 분배 시스템(160)에서 이용할 수 있게 한다. 보관 컨테이너(105)는 도관(119)을 통해 버퍼 탱크(145)를 보충한다.
분배 시스템(160)은 화학 용액(150)을 웨이퍼(180)의 표면 상에 분배한다. 화학 용액(150)은 포토리소그래피 화학 용액이다. 포토리소그래피 화학 용액은 포토리소그래피 공정 내에서 웨이퍼(180) 상의 스핀 코팅에 적합한 액상 화학품이다. 대부분의 실시형태에 있어서, 포토리소그래피 시스템(100)은 스핀 코터(도시 생략)를 포함한다. 화학 용액(150)은 예컨대 포토레지스트액, 하부 반사 방사 코팅(BARC)액, 또는 웨이퍼 표면과 포토레지스트 간의 접착을 증진시키는 전처리(primer)의 용액 등의 전처리 용액일 수 있다.
일부 실시형태에 있어서, 분배 시스템(160)은 펌프(163)을 포함한다. 일부 실시형태에 있어서, 분배 시스템(160)은 포토레지스트 분배 시스템 내에 주로 포함된 다른 구성요소를 포함한다. 이들 다른 구성요소는 예컨대 필터(165), 밸브(167), 및 석백(suck-back) 밸브(169)를 포함할 수 있다. 석백 밸브(169)는 분배 동작 사이에 분배 팁(171)으로부터 화학 용액(150)을 제거하는 밸브 기능을 갖는다. 분배 시스템(160)은 도관(147)을 통해 버퍼 탱크(145)로부터 화학 용액(150)을 도입한다.
버퍼 탱크(145)가 하나 이상의 가동 경계를 갖는 컨테이너 공간(140)을 포함함으로써, 컨테이너 공간(140)의 체적은 유체가 추가될 때에 증가하고 유체가 제거될 때에 감소한다. 도 1은 접철식 라이너(collapsible liner)(131)가 컨테이너 공간(140)에 대한 가동 경계를 제공하는 실시형태에 따른 예를 제공한다. 도 1의 컨테이너 공간(140)은 강성의 상위 컨테이너 공간(144) 및 헤드 공간(143)을 포함한다. 접철식 라이너(131)는 백(bag) 같은 컨테이너이다. 일부 실시형태에 있어서, 접철식 라이너(131)는 거싯(gusseted)이다. 접철식 라이너(131)는 임의의 적절한 재료로 형성될 수 있다. 적절한 재료는 예컨대 PTFE(polytetrafluoroethylene)일 수 있다. 가변 체적 버퍼 탱크(145)는 강체 쉘((rigid shell)(129)을 더 포함하다. 강체 쉘(129)이 라이너(131)를 지지한다. 쉘(129)은 스테인레스강 또는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 등의 강성 재료로 형성될 수 있다.
도 2 내지 도 5는 가변 체적 버퍼 탱크(145)에 대한 추가 설계예를 제공한다. 도 2와 도 3은 가변 체적 컨테이너 공간(140)이 실린더(134) 내의 피스톤(132)에 의해 부분적으로 형성되는 일부 실시형태에 따른 가변 체적 버퍼 탱크(145A, 145B)를 도시하고 있다. 도 4와 도 5는 가변 체적 컨테이너 공간(140)이 아코디언 플리츠(accordion pleats)(136)를 가진 유연성 재료에 의해 부분적으로 형성되는 일부 실시형태에 따른 가변 체적 버퍼 탱크(145C, 145D)를 도시하고 있다. 접철식 라이너(131)를 특징으로 하는 것들과 비교해서, 이들 설계의 장점은 기포를 포집할 수 있는 접음부(fold)가 적다는 점이다.
일부 실시형태에 있어서, 가변 체적 버퍼 탱크(145)는 헤드 공간(143)으로부터 가스를 방출하는 통기 시스템(128)이 장착되어, 버퍼 탱크(145) 내의 컨테이너 공간(140)의 내용물은 전체 또는 거의 전체가 항상 액체이다. 통기 시스템(128)은 버퍼 탱크(145)의 내용물이 주위 공기와 연통하는 것을 실질적으로 방지하는 밸브(141)를 포함한다. 일부 실시형태에 있어서, 컨테이너 공간(140)의 상위 표면(142)은 컨테이너 공간(140) 내의 임의의 기포를 기포가 배출되는 헤드 공간(143)으로 이동시키는 것을 조장하기 위하여 통기 밸브(141)에 가까운 헤드 공간(143)을 향해 경사져 있다. 통기 밸브(141)는 통기관(139)에 가스를 방출하거나 대기에 직접 방출한다.
일부 실시형태에 있어서, 통기 밸브(141)는 탈기(degassing) 밸브이다. 탈기 밸브는 액체의 통과를 저지하면서 가스의 통과를 허용하도록 설계된 밸브이다. 일부 실시형태에 있어서, 탈기 밸브는 플로트(float)를 포함하며, 이 밸브는 액체가 플로트를 세우면 밸브가 폐쇄된다. 일부 실시형태에 있어서, 탈기 밸브(141)는 헤드 공간(143) 내의 압력이 통기관(139) 내의 압력보다 큰 경우에도 선택적으로 가스를 배출하는 기능을 갖는 유형의 것이다.
일부 실시형태에 있어서, 통기 밸브(141)는 전자식 제어 밸브(electronically controlled valve)이다. 전자식 제어 벨브는 도 1에 도시하는 바와 같이 컨트롤러(137)에 의해 작동된다. 컨트롤러(137)는 기포 검출기(135)로부터 입력을 접수할 수 있다. 기포 검출기(135)는 헤드 공간(143)에서 기포를 검출한다. 일부 실시형태에 있어서, 기포 검출기(135)는 헤드 공간(143) 내에서 기포 존재를 검출하기 위해 초음파를 사용한다. 기포가 검출될 때에, 컨트롤러(137)는 통기 밸브(141)를 개방한다. 기포가 더이상 검출되지 않을 때 또는 짧은 기간 후에, 컨트롤러(137)는 통기 밸브(141)를 폐쇄한다. 기계식 탈기 밸브가 전자식 제어 밸브보다 단순하지만, 전자식 제어 밸브는 가장 철저한 탈기를 제공할 수 있다.
일부 실시형태에 있어서, 버퍼 탱크(145)는 화학 용액(150)을 정압에서 컨테이너 공간(140) 내에 유지한다. 정압은 초과 대기압이며 기포의 배출을 용이하게 할 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 정압은 강체 쉘(121)과 라이너(131) 사이의 공간 내에서 유체(129)의 양을 제어함으로써 유지된다. 일부 실시형태에 있어서, 정압은 컨테이너 공간(140)의 외부에 대해 기계력을 인가함으로써 유지된다. 기계력은 예컨대 도 2와 도 3에 도시하는 피스톤(132)을 통해 또는 도 4와 도 5에 도시한 플랫폼(138)에 의해 인가될 수 있다. 기계력의 예는 스프링, 유압식기계(hydraulics), 또는 카운터 웨이트(counter weight)에 의해 공급된 힘을 포함한다.
일부 실시형태에 있어서, 컨테이너 공간(140) 내의 정압은 수동으로 유지된다. 수동 시스템은 중력을 통해 동작할 수 있다. 도 3의 예에 있어서, 피스톤(132)의 중량은 컨테이너 공간(140)에서 정압을 유지할 수 있다. 도 4와 도 5의 가변 체적 버퍼 탱크(145C 또는 145D)를 제압하려는 중력의 경향이 그 예의 컨테이너 공간(140) 내에 정압을 유지할 수 있다.
일부 실시형태에 있어서, 버퍼 탱크(145)는 압력 조절 시스템(128)을 포함할 수 있다. 도 1에서 일례를 제공한다. 압력 조절 시스템(128)은 압력 게이지(123)와 컨트롤러(125)를 포함한다. 일부 실시형태에 있어서, 압력 조절 시스템(128)은 펌프(127)를 사용해 강체 쉘(121)과 라이너(131) 사이의 공간으로부터 유체(129)를 추가 또는 제거함으로써 압력을 조절한다.
버퍼 탱크(145)는 도관(119)을 통해 보관 컨테이너(105)에 연결된다. 일부 실시형태에 있어서, 버퍼 탱크(145)를 분배 시스템(160)에 연결하는 도관(147) 및 도관(119)은 헤드 공간(143)보다 낮은 높이에서 컨테이너 공간(140)을 빠져나간다. 이 설계는 헤드 공간(140)의 통기를 향상시킬 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 도관(147)은 도 1, 도 2 및 도 4의 예에 도시하는 바와 같이 그 상위 단부에 인접한 컨테이너 공간(140)에 연결된다. 이 설계는 펌프(163)에 대해 더욱 지속적인 압력 수구(pressure head)를 제공할 수 있다. 다른 일부 실시형태에 있어서, 도관(147)은 도 3과 도 5의 예에 도시하는 바와 같이 그 하위 단부에 가까운 컨테이너 공간(140)에 연결된다. 이 설계는 화학 용액이 분배 시스템(160)에 공급될 때에 화학 용액(150)에 기포가 혼입될 가능성을 줄일 수 있다. 다른 설계 선택에 따르면, 도관(147)에 대한 하나 또는 다른 구성은 컨테이너 공간(140) 내의 관을 최소화함으로써 컨테이너 공간(140)의 확장 및 수축을 용이하게 할 수 있다. 같은 고려사항을 적용하여, 도관(119)을 버퍼 탱크(145)에 연결하기 위한 대응하는 실시형태들이 존재한다. 일부 실시형태에 있어서, 도관(119 또는 147)과 연결하는 튜브 등의, 컨테이너 공간(140) 내의 임의의 튜브의 길이가 전부 컨테이너 공간(140)의 높이의 절반보다 짧다.
보관 컨테이너(105)는 공급 시스템(101)으로부터 분리 가능하다. 이들 컨테이너는 버퍼 탱크(145)에서 화학 용액(150)을 더 많이 요구할 때 교체된다. 보관 컨테이너(105)는 커플링(111)을 통해 그 보관 컨테이너(105)를 버퍼 탱크(145)에 연결하는 도관(119)에 부착될 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 도관(119)은 보관 컨테이너(105)가 커플링(111)으로부터 분리될 때에 버퍼 탱크(145)로부터의 역류를 방지하는 밸브(103)를 포함한다. 일부 실시형태에 있어서, 밸브(103)는 체크 밸브이다. 일부 실시형태에 있어서, 밸브(103)는 도관(119) 내에 트랩된 가스를 방출하기 위한 메커니즘을 포함한다.
반면 보관 컨테이너(105)가 포토리소그래피 화학품 공급 시스템(101)으로부터 분리될 경우, 버퍼 탱크(145)는 분배 시스템(160)에 영구적으로 연결된 상태일 수 있다. 따라서, 일부 실시형태에 있어서, 도관(147)은 버퍼 탱크(145)와 분배 시스템(160) 간의 고정 연결을 제공한다.
버퍼 탱크(145)는 가득 찬 보관 컨테이너(105)의 내용물을 수용 및 유지하라 수 있는 충분한 용량을 갖도록 설계된다. 대부분의 실시형태에 있어서, 보관 컨테이너(105)는 3 리터보다 큰 용량을 갖는다. 따라서, 대부분의 실시형태에 있어서, 버퍼 탱크(145)는 3 리터보다 큰 저장 용량을 갖는다. 저장 용량은, 컨테이너 공간(140) 내의 현재 화학 용액(150)의 양에 종속되는 소정 시간에서의 자유 용량에 대비되는 것으로서 총 용량을 의미하며, 컨테이너 공간(140)의 저장 용량은 그 공간의 최대 체적에 대응한다.
일부 실시형태에 있어서, 보관 컨테이너(105)는 하부에서 배출하도록 설계된다. 보다 구체적으로, 일부 실시형태에 있어서, 보관 컨테이너(105)는 화학 용액(150)이 배출되는 하부에 개구(109)를 갖는다. 일부 실시형태에 있어서, 보관 컨테이너(105)는 하부 배출구(109)를 향해 경사져 있는 하부면(107)을 갖는다. 하부 배출은 기포 혼입 가능성을 줄일 수 있다. 하부 배출은 화학 용액(105)과 헤드 공간(106) 내의 가스와의 사이의 계면(104)에서의 교반을 줄여, 헤드 공간(106) 내에서 가스로부터의 흡수율을 감소시킬 수 있다.
대부분의 실시형태에 있어서, 보관 컨테이너(105)는 화학 용액(150)을 공기에 노출하는 일 없이 배출되도록 구성된다. 일부 실시형태에 있어서, 보관 컨테이너(105)는 강체 컨테이너이다. 일부 실시형태에 있어서, 보관 컨테이너(105)는 라인(110)에 의해 질소 보관 실린더(190)에 연결되어, 헤드 공간(106)을 화학 용액(150)이 배출될 때에 질소로 채울 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 보관 컨테이너(105)는 버퍼 탱크(145)에 비해 높게 배치되어 배출이 중력에 의해 이루어질 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 질소 저장 실린더(190)는 보관 컨테이너(105)로부터의 화학 용액(150)을 버퍼 탱크(145)에 유입시키기에 충분하게 헤드 공간(106) 내에 정압을 가하도록 구성된다. 일부 실시형태에 있어서, 보관 컨테이너(105)는 가변 체적 컨테이너이다. 이들 실시형태 중 일부에 있어서, 보관 컨테이너(105)는 버퍼 탱크(145)에 대해 설명한 바와 같은 가변 체적 설계 중 하나를 갖는다. 보관 컨테이너(105)는 압력이 가해질 있는 다양한 방식에 대응하는 실시형태를 포함해 대응하는 실시형태를 갖는다.
대부분의 실시형태에 있어서, 화학 용액(150)은 보관 컨테이너(105) 내에 수일, 수주, 수월 동안 보관된다. 일부 실시형태에 있어서, 보관 컨테이너(105)는 화학 용액(150)을 출하하는 컨테이너이다. 제조업자에게는 포토리소그래피 시스템(100)에 사용되도록 설계된 보관 컨테이너(105)로 화학 용액(150)을 공급하도록 요청되어, 보관 컨테이너(105)에 공급 시스템(101)에 부착하기 전에 화학 용액(150)이 오염될 우려는 없다.
도 6은 본 개시의 일부 실시형태에 따른 방법(200)의 흐름도를 제공한다. 방법(200)은 포토리소그래피 시스템(100)에 화학 용액(150)을 공급하기 위한 방법이다. 방법(200)은 버퍼 탱크(145)로부터 화학 용액(150)을 펌핑하여 웨이퍼(180)에 도포하는 단계 201를 포함한다. 일부 실시형태에 있어서, 분배 시스템(160)이 화학 용액(150)을 웨이퍼(180)에 도포할 때마다 화학 용액(150)이 버퍼 탱크(145)로부터 인출된다. 컨테이너 공간(140)의 체적은 화학 용액(150)이 없어질 때에 감소한다.
단계 203에서는 버퍼 탱크(145)에 리필 필요가 있는지의 여부를 결정한다. 일부 실시형태에 있어서, 버퍼 탱크(145) 내의 화학 용액의 양은 피스톤(132)의 높이를 검출하는 센서 등의 센서에 의해 결정된다. 일부 실시형태에 있어서, 버퍼 탱크(145) 내의 화학 용액의 양은 라이너(131)와 쉘(121) 사이의 공간에서 유체(129)의 양을 모니터링하는 컨트롤러(125)에 의해 결정된다. 일부 실시형태에 있어서, 버퍼 탱크(145)의 로우(low) 상태가, 버퍼 탱크(145)의 마지막 리필 이래로 분배 시스템(160)에 의해 분배된 화학 용액(150)의 양을 모니터링하는 컨트롤러에 의해 판단된다. 리필이 필요하다면, 방법(200)은 리필 동작을 구성하는 일련의 단계 210로 이행한다.
일부 실시형태에 있어서, 분배 시스템(160)은 리필 동작(210) 동안 계속 작동한다. 이들 실시형태에 있어서, 버퍼 탱크(145)는 포토리소그래피 화학품 공급 시스템(101)이 계속 분배 시스템(160)에 공급하게 하여 생산성을 향상시키게 할 수 있다.
리필 동작(210)은 화학 용액(150)으로 가득 찬 보관 컨테이너(105)를 공급 시스템(101)에 부착하는 단계 211에서 시작된다. 일부 실시형태에 있어서, 이것은 커플링(111)을 통해 도관(119)을 보관 컨테이너(105)의 하부의 개구(109)에 부착하는 단계를 포함한다. 일부 실시형태에 있어서, 단계 211은 질소 공급 라인(110)을 보관 컨테이너(105)의 상부에 부착하는 단계를 포함한다.
단계 213에서는, 보관 컨테이너(105)와 버퍼 탱크(145) 사이의 연통을 제어하는 밸브(103)를 개방한다. 일부 실시형태에 있어서, 단계 213에 앞서, 보관 컨테이너(105)의 내용물을 버퍼 탱크(145) 내의 정수압으로 또는 그보다 약간 높게 가압한다. 일부 실시형태에 있어서, 단계 213에 앞서, 도관(119) 내에 트랩된 가스를 방출한다. 밸브(103)는 그 기능에 맞게 설계될 수 있다.
단계 215에서는, 보관 컨테이너(105)의 내용물을 버퍼 탱크(145)로 배출한다. 일부 실시형태에 있어서, 단계 215는 보관 컨테이너(105)가 빈 상태가 될 때까지 계속해서 배출하는 연속 동작이다. 일부 실시형태에 있어서, 단계 215는 비교적 단기간에 걸쳐 개시부터 종료까지 이루어진다. 단기간은 5분 미만이다. 비교하자면, 대부분의 실시형태에서는 리필 동작(210)이 시간당 1회 미만으로 수행된다. 예컨대, 1일 1회이다.
단기간에 걸쳐 가득찬 상태(full condition)에서 빈 상태(empty condition)로의 보관 컨테이너(105)의 배출은 보관 컨테이너(105)가 부분 만상태일 때에 오염 발생 또는 가스가 화학 용액(150)에 흡수될 우려를 최소화한다. 대부분의 실시형태에서는, 컨테이너 공간(140)의 체적은 단계 215의 진행 동안 보관 컨테이너(105)의 용량과 대략 같은 양 만큼 증가한다.
단계 217에서는 밸브(103)를 폐쇄함으로써, 빈 상태의 보관 컨테이너(105)가 공급 시스템(101)으로부터 제거되게 하고, 공급 시스템(101)이 보관 컨테이너(105)로부터 독립적으로 작동되게 한다. 밸브(103)를 폐쇄하면, 버퍼 탱크(145)로부터의 역류가 방지된다. 일부 실시형태에 있어서, 밸브(103)는 체크 밸브이며 스스로 폐쇄된다. 이에, 단계 217은 선택사항이다.
리필 동작(210)은 또 다른 선택적 단계인, 버퍼 탱크(145) 내의 압력을 조정하는 단계로 계속된다. 일부 실시형태에 있어서, 버퍼 탱크(145) 내의 압력이 조절된다. 이들 실시형태 중 일부에 있어서, 압력 조절은 리필 동작(210) 동안 중지된다. 그리고, 버퍼 탱크(145) 내의 압력을, 분배 시스템(160)을 보완하기 위한 원하는 압력으로 조정하기 위해 단계 219를 채용할 수 있다. 단계 221은 또 다른 선택적 단계이다. 일부 실시형태에 있어서, 분배 시스템(160)은 리필 동작(210) 동안 버퍼 탱크(145)로부터의 인출이 금지된다. 이들 실시형태 중 일부에 있어서, 단계 221가 채용된다.
단계 221은 컨테이너 공간(140)의 내용물이 안치되고 형성 또는 혼입된 임의의 기포가 헤드 공간(143)으로 상승할 시간이 허용되는 대기 기간이나마 버퍼 탱크(145)로부터의 분배를 계속해서 중지한다. 일부 실시형태에서는, 대기 기간이 1 시간 내지 30분 범위 내이다. 일부 실시형태에서는, 대기 기간이 5분 내지 15분 범위 내이다.
방법(200)은 버퍼 탱크(145) 내의 압력이 너무 낮은지의 여부를 결정하는 선택적 단계 205에서 계속된다. 그 압력이 너무 낮다면, 방법(200)은 버퍼 탱크(145)의 압력을 상승시키는 단계 223으로 이행한다. 일부 실시형태에 있어서, 단계 205와 단계 223은 공정 제어 루프에 의해 대체된다. 일부 실시형태에 있어서, 공정 제어 루프는 버퍼 탱크(145) 내의 압력을 상승시키거나 아니면 하락시킬 수 있다. 버퍼 탱크(145)에 맞는 바람직한 압력은 정압이다. 일부 실시형태에 있어서, 버퍼 탱크(145) 내의 압력은 10.1 내지 1.3 atm의 범위에서 유지된다.
방법(200)은 헤드 공간(143)에서 기포의 존재 여부를 결정하는 단계 207에서 계속된다. 단계 207 역시 선택적이다. 헤드 공간(143)에 기포가 존재하면, 방법(200)은 통기 밸브(141)를 개방하는 단계 225에서 계속된다. 고정된 단기간 후에, 통기 밸브(141)는 단계 209에서 폐쇄된다. 일부 다른 실시형태에 있어서, 통기 밸브(141)는 헤드 공간(143)에서 기포가 더이상 검출되지 않을 때까지 개방 상태로 유지된다.
방법(200)은 화학 용액(150)의 가스와의 접촉 및 가스 흡수를 제한한다. 일부 실시형태에 있어서, 화학 용액(150)은 산소 및 질소 농도가 실질적으로 주위 공기와의 평형상태에서의 농도보다 낮은 화학 용액 보관 컨테이너(105) 내에 제공된다. 일부 실시형태에 있어서, 공급 시스템(101)은 산소 및 질소 농도가 실질적으로 그리고 지속적으로 주위 공기와의 평형상태에서의 농도보다 낮은 화학 용액 분배 시스템(160)에 화학 용액(150)을 제공된다. 평행상태보다 10% 낮은 농도가 실질적으로 낮다고 간주된다.
본 개시는 가변 체적 버퍼 탱크와, 그 버퍼 탱크에 연결되며, 버퍼 탱크로부터의 포토리소그래피 화학 용액을 웨이퍼 상에 분배하도록 구성된 분배 시스템과, 버퍼 탱크의 헤드 공간으로부터 액체의 방출은 막으면서 헤드 공간으로부터 가스는 방출하도록 구성된 밸브를 포함하는 포토리소그래피 시스템을 제공한다. 버퍼 탱크는 화학 용액이 공기 및 다른 가스와 접촉하지 못하게 하면서 화학 용액을 분배 시스템에 제공하도록 작동할 수 있다.
또한, 본 개시는 하부에 개구를 갖는 보관 컨테이너와, 하부에서의 개구를 통해 보관 컨테이너에 연결된 가변 체적 버퍼 탱크를 포함하는 포토리소그래피 화학품 공급 시스템을 제공한다. 버퍼 탱크는 보관 컨테이너보다 저장 용량이 더 크다. 이 시스템은 배출하거나 그렇지 않으면 부분 만상태의 보관 컨테이너 내에 유지하는 동안 포토리소그래피 화학품과 공기 또는 다른 가스 간의 접촉을 제한하면서 포토리소그래피 화학품을 버퍼 탱크에 제공하는데 이용될 수 있다.
본 개시는 포토리소그래피 시스템에 화학 용액을 공급하는 방법을 제공한다. 본 방법은 가변 체적 버퍼 탱크로부터 화학 용액을 펌핑하는 단계와, 펌핑된 화학 용액을 스핀 코터 내에 분배하는 단계와, 화학 용액으로 채워진 보관 컨테이너를 버퍼 탱크로 비움으로써 버퍼 탱크를 리필하는 단계를 포함한다.
이상은 여러 실시형태의 특징을 개관한 것이므로 당업자라면 본 개시의 양태를 더 잘 이해할 수 있다. 당업자라면 동일한 목적을 달성하기 위한 다른 공정 및 구조를 설계 또는 변형하고/하거나 본 명세서에 소개하는 실시형태들의 동일한 효과를 달성하기 위한 기본으로서 본 개시를 용이하게 이용할 수 있다고 생각할 것이다. 또한 당업자라면 그러한 등가의 구조가 본 개시의 사상 및 범주에서 벗어나지 않는다는 것과, 본 개시의 사상 및 범주에서 일탈하는 일없이 다양한 변화, 대체 및 변형이 이루어질 수 있다는 것을 인식할 것이다.
Claims (10)
- 포토리소그래피 시스템에 있어서,
강체 쉘(rigid shell) 내의 접철식 라이너(collapsible liner)를 포함하는 가변 체적 버퍼 탱크와,
상기 가변 체적 버퍼 탱크에 연결되고, 상기 가변 체적 버퍼 탱크로부터의 포토리소그래피 화학 용액을 웨이퍼 상에 분배하도록 구성된 분배 시스템과,
상기 가변 체적 버퍼 탱크의 헤드 공간으로부터 액체의 방출은 막으면서 상기 헤드 공간으로부터 가스는 방출하도록 구성된 밸브를 포함하고,
상기 가변 체적 버퍼 탱크는 포토리소그래피 화학 용액 주입구 및 포토리소그래피 화학 용액 배출구를 포함하고, 상기 포토리소그래피 화학 용액이 상기 분배 시스템으로 제공될 때 상기 포토리소그래피 화학 용액은 상기 포토리소그래피 화학 용액 주입구 및 상기 포토리소그래피 화학 용액 배출구를 통해 동시에(concurrently) 흐르며, 상기 가변 체적 버퍼 탱크는 상기 접철식 라이너 내의 상기 포토리소그래피 화학 용액을 대기압을 초과하는 정압(positive pressure)에서 유지하도록 구성되는 것인 포토리소그래피 시스템. - 청구항 1에 있어서,
저장 용량 체적을 가진 보관 컨테이너와,
상기 보관 컨테이너로부터의 유체를 상기 가변 체적 버퍼 탱크의 상기 포토리소그래피 화학 용액 주입구로 이동시키기 위한 연결부를 형성하는 커넥터
를 더 포함하고,
상기 가변 체적 버퍼 탱크는 상기 보관 컨테이너의 저장 용량보다 큰 최대 체적을 갖는 것인 포토리소그래피 시스템. - 청구항 2에 있어서, 상기 보관 컨테이너로부터의 유체를 상기 버퍼 탱크로 이동시키기 위한 연결부는, 상기 보관 컨테이너의 하부로부터 상기 보관 컨테이너의 내용물을 배출하도록 구성되는 것인 포토리소그래피 시스템.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서, 상기 밸브는 전자식 제어 밸브(electronically controlled valve)인 것인 포토리소그래피 시스템.
- 청구항 5에 있어서, 상기 헤드 공간에서 기포를 검출하도록 구성된 기포 검출기를 더 포함하고,
상기 밸브는 상기 기포 검출기에 의한 상기 헤드 공간에서의 기포의 검출에 응답하여 자동으로 개방되도록 구성되는 것인 포토리소그래피 시스템. - 청구항 1에 있어서, 상기 가변 체적 버퍼 탱크는 상기 헤드 공간보다 낮은 높이에서 상기 버퍼 탱크로부터 나가는 개구를 통해 상기 포토리소그래피 화학 용액 분배 시스템에 연결되는 것인 포토리소그래피 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 분배 시스템은 매 배수 사이클(displacement cycle)마다 버퍼 탱크의 체적을 줄이도록 동작하는 용적식 펌프(positive displacement pump)를 포함하는 것인 포토리소그래피 시스템. - 포토리소그래피 시스템에 있어서,
강체 쉘 내의 접철식 라이너를 포함하는 가변 체적 버퍼 탱크와,
상기 가변 체적 버퍼 탱크에 연결되고, 상기 가변 체적 버퍼 탱크로부터의 포토리소그래피 화학 용액을 웨이퍼 상에 분배하도록 구성된 분배 시스템과,
상기 가변 체적 버퍼 탱크의 헤드 공간으로부터 액체의 방출은 막으면서, 상기 헤드 공간으로부터 가스를 방출하도록 구성되는 밸브와,
상기 헤드 공간 내의 기포를 검출하도록 구성된, 그리고 상기 헤드 공간 내에서 기포가 검출되는지 여부에 기초하여 상기 밸브의 개구를 선택적으로 트리거하도록 구성된 기포 검출기를 포함하고,
상기 가변 체적 버퍼 탱크는 포토리소그래피 화학 용액 주입구 및 포토리소그래피 화학 용액 배출구를 포함하고, 상기 포토리소그래피 화학 용액이 상기 분배 시스템으로 제공될 때 상기 포토리소그래피 화학 용액은 상기 포토리소그래피 화학 용액 주입구 및 상기 포토리소그래피 화학 용액 배출구를 통해 동시에 흐르며, 상기 가변 체적 버퍼 탱크는 상기 접철식 라이너 내의 상기 포토리소그래피 화학 용액을 대기압을 초과하는 정압에서 유지하도록 구성되는 것인 포토리소그래피 시스템. - 포토리소그래피 시스템에 있어서,
저장 용량 체적을 갖고, 포토리소그래피 화학 용액을 저장하도록 구성된 보관 컨테이너와,
포토리소그래피 화학 용액 주입구 및 포토리소그래피 화학 용액 배출구를 갖는 가변 체적 버퍼 탱크로서, 상기 포토리소그래피 화학 용액 주입구는 커넥터를 통해 상기 보관 컨테이너로부터 상기 포토리소그래피 화학 용액을 수용하도록 구성되고, 상기 가변 체적 버퍼 탱크는 상기 보관 컨테이너의 저장 용량 체적보다 큰 최대 체적을 갖고, 상기 가변 체적 버퍼 탱크는 강체 쉘 내의 접철식 라이너를 포함하되, 상기 접철식 라이너 내의 상기 포토리소그래피 화학 용액을 대기압을 초과하는 정압에서 유지하도록 구성되는 것인, 상기 가변 체적 버퍼 탱크와,
상기 포토리소그래피 화학 용액 배출구에 결합되고, 상기 가변 체적 버퍼 탱크로부터의 포토리소그래피 화학 용액을 웨이퍼 상에 분배하도록 구성된 분배 시스템으로서, 상기 포토리소그래피 화학 용액이 상기 분배 시스템으로 제공될 때 상기 포토리소그래피 화학 용액은 상기 포토리소그래피 화학 용액 주입구 및 상기 포토리소그래피 화학 용액 배출구를 통해 동시에 흐르는 것인, 상기 분배 시스템과,
상기 가변 체적 버퍼 탱크의 헤드 공간으로부터 액체의 방출은 막으면서, 상기 헤드 공간으로부터 가스를 방출하도록 구성된 밸브를 포함하는 포토리소그피 시스템.
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