KR102234732B1 - 네거티브 포토레지스트용 현상액 재생 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 네거티브 포토레지스트용 현상액 재생 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 반도체 및 디스플레이 제조에 있어 네거티브 포토레지스트를 이용한 현상공정 후 회수된 현상폐액을 재생하는 네거티브 포토레지스트용 현상액 재생 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 네거티브 포토레지스트용 현상액 재생 시스템의 일 실시예는 네거티브 포토레지스트를 이용한 현상공정 후 회수된 현상폐액이 담기는 현상폐액 회수 탱크와, 현상폐액 회수 탱크에 담긴 현상폐액 내에 포함된 포토레지스트(photoresist)를 응집시키기 위해 현상폐액에 자외선(ultraviolet, UV)을 조사하는 자외선 조사수단과, 자외선 조사수단에 의해 응집된 포토레지스트가 포함된 현상폐액이 담기는 현상폐액 분류 탱크와, 현상폐액 분류 탱크 내의 하부에 배치되며 응집된 포토레지스트를 부상시키기 위해 현상폐액 분류 탱크 내부에 미세 버블을 공급하는 미세 버블 공급수단과, 그리고 현상폐액 분류 탱크에 담김 현상폐액 중 상부의 현상폐액을 제거하는 상부 현상폐액 제거수단을 포함한다. 그리고 상부 현상폐액 제거수단에 의해 제거되는 상부의 현상폐액에는 미세 버블 공급수단에 의해 상부로 부상된 응집된 포토레지스트가 포함된다.

Description

네거티브 포토레지스트용 현상액 재생 시스템{DEVELOPER RECYCLING SYSTEM FOR NEGATIVE PHOTORESIST}
본 발명은 네거티브 포토레지스트용 현상액 재생 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 반도체 및 디스플레이 제조에 있어 네거티브 포토레지스트를 이용한 현상공정 후 회수된 현상폐액을 재생하는 네거티브 포토레지스트용 현상액 재생 시스템에 관한 것이다.
포토레지스트(photoresist)는 빛을 조사하면 화학 변화를 일으키는 수지로서 자외선영역에서 가시광선영역의 파장까지의 빛에 반응하여 용해 또는 응고의 변화를 일으킨다. 포토레지스트는 반도체 및 디스플레이 제조에 반드시 필요한 재료 중 하나이다.
포토레지스트는 빛이 닿은 부분만 고분자가 불용화되어 포토레지스트가 잔존하는 감광성 수지인 네가티브(negative) 포토레지스트, 빛이 닿은 부분만 고분자가 가용화되어 포토레지스트가 사라지는 감광성 수지인 포지티브(positive) 포토레지스트로 구분된다.
네가티브 포토레지스트로는 방향족 비스아지드(bis-azide), 메타크릴산 에스테르(methacrylic acid ester), 계피산 에스테르(cinnamic aicd ester) 등이 있고, 포지티브 포토레지스트로는 폴리메타크릴산 메틸(polymethylmethacrylate), 나프토키논디아지드(naphthoquinone diazide), 폴리부텐-1-술폰(polybutene-1-sulfone) 등이 있다. 실제 생산라인에서는 포지티브 포토레지스트가 많이 사용되는데, 포지티브 포토레지스트와 네거티브 포토레지스트의 사용비율은 대략적으로 7:3 정도이다.
포토리소그래피(photolithography)공정에서 웨이퍼(wafer)에 포토레지스트를 도포하고, 마스크를 이용하여 노광(露光)장치로 회로 패턴을 형성한 후, 현상공정에서 현상액으로 현상하면, 네거티브 포토레지스트를 사용한 경우에는 빛이 닿은 부분만 잔존하게 되고, 포지티브 포토레지스트를 사용한 경우에는 빛이 닿지 않은 부분만 잔존하게 된다. 현상액으로는 수산화테트라메틸암모늄(TMAH, tetramethylammonium hydroxide) 등이 사용되는데, 현상공정이 진행됨에 따라 현상액에는 포토레지스트가 용해되게 된다. 현상액은 유독성 화학물질이므로 그 처리 시에 비용 및 안전상의 문제가 발생한다. 따라서 현상공정에 사용된 현상폐액을 재생하여 사용하는 것이 필요하다.
포지티브 포토레지스트를 사용하였을 때의 현상폐액의 재생은 대한민국 등록특허 제10-1266956호에 개시된 바와 같이 나노필터를 이용하여 포토레지스트를 제거하는 방식이 널리 사용되고 있다. 통상적으로 나노필터는 수 ㎚ 정도의 입자나 고분자를 제거할 수 있는데, 포지티브 포토레지스트는 분자량이 2,000 ~ 4,000 정도여서 나노필터에 걸리게 되고, 초순수와 TMAH는 분자량이 200 이하이므로 나노필터를 통과하게 된다. 이와 같은 포지티브 포토레지스트가 포함된 현상폐액의 재생방식은 효율이 높아 90% 정도의 수준을 보인다.
이와 비교하여 네거티브 포토레지스트를 사용하였을 때 현상폐액에 포함되어 있는 포토레지스트는 통상적으로 분자량이 10,000 ~ 800,000 정도로 크고, 현상공정 이후 일정 시간이 경과되면 응고되는 특성이 있어, 나노필터를 이용한 제거방식을 사용할 경우 나노필터의 폐색이 매우 쉽게 발생하게 되어 효율성 측면에서 문제가 있다. 따라서 종래에는 네거티브 포토레지스트가 포함된 현상폐액의 재생이 어려움이 있어, 현상공정에 일정 기간 사용된 현상폐액을 전량 폐기하고 새로운 현상액을 사용하는 경우가 많은 실정이었다.
대한민국 등록특허 제10-1266956호에서는 이와 같은 문제를 해결하고자 메시 필터 어레이(mesh filter array)를 이용하여 포토레지스트를 필터링하되, 메시 필터 어레이의 세척이 필요하다고 판단되는 경우에는 메시 필터 어레이에 부착된 포토레지스트를 신너(thinner)와 초순수(DI water)를 이용하여 클리닝하고, 초순수를 이용한 역세척 및 현상액 충전 등의 과정을 수행하는 엘씨디 제조 공정의 포토아크릴 현상액 재생 시스템을 제시하고 있다.
대한민국 등록특허 제10-1266956호(2013.05.30.)
종래의 메시 필터 어레이를 지속 사용하여 현상폐액을 재생하는 방식은 신너, 이소프로필알콜(isopropylalcohol) 등과 같은 발화점이 낮아 폭발위험이 있는 유기용제와 같은 전용 유기 세정제 및 초순수 세척에 따른 폐수발생이 불가피하여 환경 처리 비용 면에서 문제가 있다. 또한, 메시 필터 어레이를 주기적으로 클리닝 및 역세척 하더라도 부착된 포토레지스트가 완전히 제거되기는 어려우므로 추가적인 유지보수 작업이 필요하고, 그 과정에서 유해 화학물질의 누출 등의 위험이 있다. 더 나아가, 메시 필터 어레이의 클리닝 및 역세척 필요성에 대한 판단 기준이 메시 필터 어레이의 전후단 압력센서에 의해 측정되는 차압 외엔 존재하지 않아 현상액 재생의 품질 저하의 문제가 발생하는 경우가 많다.
그 결과 종래 재생장치의 네거티브 포토레지스트를 포함하는 현상폐액 재생효율은 50 ~ 70％ 정도에 그치고 있으며, 유기 전용 세정제 사용과 초순수 세정수 사용으로 전체적인 효율이 떨어짐에 따라, TFT-LCD 제조 등에 있어 상용화되지 못하고 있는 실정이다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로, 현상폐액에 포함된 네거티브 포토레지스트를 응집시켜 재생효율을 높이는 현상액 재생 시스템을 제공하고자 한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 네거티브 포토레지스트용 현상액 재생 시스템의 일 실시예는 네거티브 포토레지스트를 이용한 현상공정 후 회수된 현상폐액에 자외선(ultraviolet, UV)이 조사됨으로써 응집된 포토레지스트(photoresist)가 포함된 현상폐액이 담기는 현상폐액 분류 탱크; 상기 현상폐액 분류 탱크 내의 하부에 배치되며, 상기 응집된 포토레지스트를 부상시키기 위해 상기 현상폐액 분류 탱크 내부에 미세 버블을 공급하는 미세 버블 공급수단; 및 상기 현상폐액 분류 탱크에 담김 현상폐액 중 상부의 현상폐액을 제거하는 상부 현상폐액 제거수단;을 포함하며, 상기 상부 현상폐액 제거수단에 의해 제거되는 상부의 현상폐액에는 상기 미세 버블 공급수단에 의해 상부로 부상된 응집된 포토레지스트가 포함된다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 네거티브 포토레지스트용 현상액 재생 시스템의 다른 실시예는 네거티브 포토레지스트를 이용한 현상공정 후 회수된 현상폐액이 담기는 현상폐액 회수 탱크; 상기 현상폐액 회수 탱크에 담긴 현상폐액 내에 포함된 포토레지스트(photoresist)를 응집시키기 위해, 상기 현상폐액에 자외선(ultraviolet, UV)을 조사하는 자외선 조사수단; 상기 자외선 조사수단에 의해 응집된 포토레지스트가 포함된 현상폐액이 담기는 현상폐액 분류 탱크; 상기 현상폐액 분류 탱크 내의 하부에 배치되며, 상기 응집된 포토레지스트를 부상시키기 위해 상기 현상폐액 분류 탱크 내부에 미세 버블을 공급하는 미세 버블 공급수단; 및 상기 현상폐액 분류 탱크에 담김 현상폐액 중 상부의 현상폐액을 제거하는 상부 현상폐액 제거수단;을 포함하며, 상기 상부 현상폐액 제거수단에 의해 제거되는 상부의 현상폐액에는 상기 미세 버블 공급수단에 의해 상부로 부상된 응집된 포토레지스트가 포함된다.
본 발명에 따른 네거티브 포토레지스트용 현상액 재생 시스템의 일부 실시예들에 있어서, 상기 현상폐액을 가열하기 위한 현상폐액 가열수단을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 네거티브 포토레지스트용 현상액 재생 시스템의 일부 실시예들에 있어서, 상기 현상폐액 가열수단은 상기 현상폐액이 30 ~ 50 ℃ 온도가 되도록 상기 현상폐액을 가열할 수 있다.
본 발명에 따른 네거티브 포토레지스트용 현상액 재생 시스템의 일부 실시예들에 있어서, 상기 자외선의 파장은 300 ~ 400 nm일 수 있다.
본 발명에 따른 네거티브 포토레지스트용 현상액 재생 시스템의 일부 실시예들에 있어서, 상기 상부 현상폐액 제거수단은, 상기 현상폐액 분류 탱크 내의 상부에 배치되는 석션(suction)수단을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 네거티브 포토레지스트용 현상액 재생 시스템의 일부 실시예들에 있어서, 상기 미세 버블 공급수단은 미세 버블 발생수단과 연결되어, 상기 미세 버블 발생수단에서 발생된 미세 버블을 상기 현상폐액 분류 탱크 내부로 공급하며, 상기 미세 버블 발생수단은 현상폐액과 불활성 가스를 이용하여 미세 버블을 발생시킬 수 있다.
본 발명에 따른 네거티브 포토레지스트용 현상액 재생 시스템의 일부 실시예들에 있어서, 상기 상부 현상폐액 제거수단에 의해 제거된 상부의 현상폐액은 원심분리기에 의해 상기 상부의 현상폐액에 포함된 응집된 포토레지스트를 제거할 수 있다.
본 발명에 따른 네거티브 포토레지스트용 현상액 재생 시스템의 일부 실시예들에 있어서, 상기 현상폐액 분류 탱크 내의 상부의 현상폐액의 재생 여부를 측정하는 제1 흡광도계(absorbance); 및 상기 현상폐액 분류 탱크 내의 하부의 현상폐액의 재생 여부를 측정하는 제2 흡광도계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 네거티브 포토레지스트용 현상액 재생 시스템은 네거티브 포토레지스트가 포함된 현상폐액에 자외선을 조사하여 포토레지스트를 응집시킴으로써, 현상폐액 내의 포토레지스트를 제거하기가 용이해져 재생 효율이 증가하게 된다.
또한, 미세 버블을 이용하여 포토레지스트를 부상시켜 제거함으로써, 필터가 없이도 현상폐액 내의 포토레지스트를 효율적으로 제거할 수 있다. 따라서 필터의 세척을 위한 세정제, 초순수 등의 사용을 감소시킬 수 있어, 환경 오염 및 환경 처리 비용이 감소하게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 네거티브 포토레지스트용 현상액 재생 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다. 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자나 부재를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 네거티브 포토레지스트용 현상액 재생 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 네거티브 포토레지스트용 현상액 재생 시스템(100)은 현상폐액 회수 탱크(110), 자외선(ultraviolet, UV) 조사수단(120), 현상폐액 가열수단(130), 현상폐액 분류 탱크(140), 미세 버블 공급수단(150), 미세 버블 발생수단(160), 상부 현상폐액 제거수단(170) 및 원심분리기(200)를 구비한다.
현상폐액 회수 탱크(110)는 네거티브 포토레지스트를 이용한 현상공정에 사용된 현상폐액이 현상기로부터 회수되어 담기는 탱크 또는 저장조이다. 현상폐액은 현상공정에서 현상기에 투입되어 사용된 현상액을 의미한다. 현상액으로는 일정 농도(예를 들면, 2.38 wt%)의 수산화테트라메틸암모늄(TMAH, tetramethylammonium hydroxide) 수용액이 일반적으로 사용되며, 현상폐액에는 포토레지스트 성분이 포함되어 있다.
본 발명의 네거티브 포토레지스트용 현상액 재생 시스템(100)은 네거티브 포토레지스트가 포함되어 있는 현상폐액을 대상으로 하는데, 이 가운데 대표적인 네거티브 포토레지스트인 포토아크릴(photoacrylic)(또는 포토레지스트용 아크릴레이트 수지)은 불포화 카르본산(carboxylic acid) 20 ~ 50 wt%, 방향족 단량체 20 ~ 40 wt%, 에톡시화 패티알콜의 메타 아크릴릭에스테르, 이소트리데실 메타크릴레이트, 스테릴 메타크릴레이트, 이소데실 메타크릴레이트, 에틸헥실 메타크릴레이트, 에틸트리글리콜 메타크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜 메타크릴레이트 및 부틸다이글리콜 메타크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 저유리전이온도 부여 능력이 있는 단량체 3 ~ 15 wt%, 아크릴 단량체 10 ~ 30 wt%를 중합하여 제조하며, 유리전이온도(glass transition temperature)가 150 ℃ 이하인 동시에 평균 분자량이 10,000 ~ 800,000이다. 이와 같은 포토레지스트는 현상폐액 내에 작은 입자 상태로 존재하게 되는데, 온도 23 ℃일 때 포토레지스트의 크기는 2 ㎛ 이상이다.
자외선 조사수단(120)은 현상폐액 회수 탱크(110) 내에 담긴 현상폐액에 자외선을 조사한다. 이를 위해 자외선 조사수단(120)은 현상폐액 회수 탱크(110) 내의 현상폐액의 상방에 배치된다. 자외선 조사수단(120)은 현상폐액 회수 탱크(110) 내에 배치되어 현상폐액 회수 탱크(110) 내의 현상폐액에 자외선을 조사하거나, 현상폐액 회수 탱크(110)의 상측 외부에 배치되어 현상폐액 회수 탱크(110) 내의 현상폐액에 자외선을 조사할 수 있다. 자외선 조사수단(120)의 상부에는 자외선 조사수단(120)에서 조사된 자외선이 현상폐액 회수 탱크(110) 내부로만 향할 수 있도록 자외선 차광기능이 있는 자외선 차광 부재(122)가 설치될 수 있다. 이에 따라 자외선 조사수단(120)에서 조사된 자외선은 자외선 차광 부재(122)에 의해 외부로 노출되지 않고 현상폐액 회수 탱크(110) 내의 현상폐액으로만 조사될 수 있다.
자외선 조사수단(120)이 현상폐액 회수 탱크(110) 상측 외부에 배치되는 경우, 현상폐액 회수 탱크(110)는 상부가 개방된 상태이거나, 현상폐액 회수 탱크(110)의 상부에는 상부가 개폐되는 덮개가 형성되어 있을 수 있다. 또한, 자외선 조사수단(120)이 현상폐액 회수 탱크(110) 상측 외부에 배치되는 경우, 현상폐액 회수 탱크(110)의 상부에는 자외선을 통과시키는 물질로 이루어진 덮개가 형성되어 있을 수 있다.
자외선 조사수단(120)을 이용한 자외선 조사에 의해, 현상폐액 내에 포함된 포토레지스트는 응집되어 플록(floc) 구조를 형성한다. 상술한 바와 같이 본 발명에 이용되는 네거티브 포토레지스트 입자의 크기는 2 ㎛ 정도인데 반해, 자외선 조사에 의해 포토레지스트의 크기는 20 ㎛ 이상으로 응집될 수 있다. 본 발명의 현상액 재생 시스템(100)은 현상폐액 내의 포토레지스트를 제거하기 위한 것인데, 포토레지스트를 응집시킨다면 제거가 더 용이해져 재생 효율이 증가한다.
자외선 조사수단(120)에 의해 조사되는 자외선의 파장은 현상폐액 내의 포토레지스트 종류 등에 따라 변경될 수 있으며, 대략 300 ~ 400 nm 정도의 파장을 갖는다. 예컨대, 포토레지스트가 포토아크릴인 경우 포토아크릴은 365 nm 정도의 파장에서 응집이 잘 되므로 자외선 조사수단(120)에 의해 조사되는 자외선은 대략 365 nm 정도의 파장인 것이 바람직하다.
현상폐액 회수 탱크(110) 내에 담긴 현상폐액에 자외선을 충분히 조사하기 위해서, 현상폐액 회수 탱크(110)는 바닥면이 넓고 측벽의 높이가 낮은 형태로 형성된다. 현상폐액 회수 탱크(110)의 측벽의 높이가 높다면, 현상폐액 회수 탱크(110)의 상부에 배치된 자외선 조사수단(120)에 의해 조사되는 자외선이 현상폐액 깊은 곳까지 조사되지 않아 현상폐액 내의 포토레지스트가 충분히 응집되지 못할 수 있으므로, 현상폐액 회수 탱크(110)의 측벽의 높이가 낮은 것이 바람직하다.
현상폐액 가열수단(130)은 현상폐액 회수 탱크(110) 내에 담긴 현상폐액을 가열한다. 현상폐액 가열수단(130)은 현상폐액이 30 ~ 50 ℃ 정도의 온도가 되도록 가열할 수 있다. 포토레지스트는 실온보다 높은 온도에서 자외선이 조사될 때 응집이 잘 되므로, 포토레지스트의 응집을 원활히 하기 위해 현상폐액 가열수단(130)을 이용하여 현상폐액의 온도를 실온보다 높은 상태로 유지시킨 상태에서 자외선 조사수단(120)을 이용하여 현상폐액에 자외선을 조사하는 것이 바람직하다. 그러나 현상폐액의 온도가 너무 높으면 후속 공정을 위해 현상폐액을 냉각시키는 과정이 추가적으로 필요하므로, 현상폐액 가열수단(130)은 현상폐액이 30 ~ 50 ℃ 정도의 온도가 되도록 가열하는 것이 바람직하다. 현상폐액 가열수단(130)은 현상폐액 회수 탱크(110)의 바닥면 및/또는 측벽에 설치된 히터일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
현상폐액 분류 탱크(140)는 현상공정 후 회수된 현상폐액에 자외선이 조사됨으로써 응집된 포토레지스트가 포함된 현상폐액이 담기는 탱크로, 후술할 미세 버블 공급수단(150)과 상부 현상폐액 제거수단(170)을 이용하여 현상폐액을 분류하기 위한 탱크이다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 현상공정 후 회수된 현상폐액이 담긴 현상폐액 회수 탱크(110)에서 자외선 조사수단(120)을 이용하여 현상폐액 내의 포토레지스트를 응집시킨 후, 이 응집된 포토레지스트가 포함된 현상폐액을 분류하기 위해 현상폐액 분류 탱크(140)로 유입시킨다.
미세 버블 공급수단(150)은 현상폐액 분류 탱크(140) 내의 하부에 배치되어, 미세 버블을 공급하는 것으로, 예컨대 노즐(nozzle) 등으로 이루어질 수 있다. 미세 버블 공급수단(150)은 미세 버블 발생수단(160)과 연결되어 미세 버블 발생수단(160)에서 발생된 미세 버블을 현상폐액 분류 탱크(140) 내부의 하부에 공급한다.
미세 버블 발생수단(160)은 현상폐액과 불활성 가스를 이용하여 미세 버블을 발생시키는 장치로, 이젝터, 펌프 등을 구비한다. 이때 불활성 가스로는 아르곤(Ar), 질소(N2) 등이 이용될 수 있으며, 예컨대 질소가 이용될 수 있다. 미세 버블 발생수단(160)은 펌프를 이용하여 현상폐액 분류 탱크(140) 내의 현상폐액을 이젝터로 공급하고, 별도의 라인을 통해 질소를 이젝터로 공급한 후, 이젝터에서 미립화된 기체인 미세 버블을 발생시킨다. 액체와 기체를 이용하여 미세 버블을 발생시키는 장치 및 방법은 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략한다. 다만, 본 발명에서는 일반적인 미세 버블 장치와는 다르게 별도의 액체 대신 현상폐액을 사용한다. 현상폐액이 아닌 별도의 액체를 사용하게 되면, 현상폐액 분류 탱크(140) 내의 현상액의 농도가 묽어지게 되므로, 본 발명에 이용되는 미세 버블 발생수단(160)은 현상공정에서 발생된 현상폐액을 사용하여 미세 버블을 발생시키는 것이 바람직하다.
미세 버블 발생수단(160)과 연결된 미세 버블 공급수단(150)을 이용하여 현상폐액 분류 탱크(140) 내의 하부에 미세 버블을 공급하면, 도 1에 도시한 바와 같이 현상폐액 내에 포함된 응집된 포토레지스트가 미세 버블에 의해 현상폐액 분류 탱크(140)의 상부로 부상하게 된다. 응집되지 않은 포토레지스트는 입자 크기가 작아 미세 버블에 의해 포토레지스트가 상부로 부상이 잘 되지 않으나, 본 발명과 같이 자외선을 조사하여 응집시킨 포토레지스트는 입자 크기가 커 미세 버블에 의해 포토레지스트가 상부로 부상이 잘 된다. 즉, 현상기에서 회수된 현상폐액을 바로 이용하여 분류하는 것보다는, 현상기에서 회수된 현상폐액을 먼저 자외선에 조사에 의해 포토레지스트를 응집시킨 현상폐액을 이용하여 분류하는 것이 훨씬 효과적이다.
상술한 바와 같이, 미세 버블 발생수단(160)과 연결된 미세 버블 공급수단(150)을 이용하여 현상폐액 분류 탱크(140) 내의 하부에 미세 버블을 공급하면, 현상폐액 분류 탱크(140) 내의 현상폐액에 포함된 포토레지스트의 양이 차이가 발생하게 된다. 이는 현상폐액의 재생 여부를 측정하는 흡광도계(absorbance)를 이용하여 간접적으로 측정할 수 있다. 흡광도계는 현상액 재생 여부를 판단하는 측정기기로, 현상액 내에 포토레지스트가 많이 포함되어 있을 경우에는 높은 수치를 나타내며, 포토레지스트가 적게 포함되어 있을 경우에는 낮은 수치를 나타낸다. 제1 흡광도계(182)는 현상폐액 분류 탱크(140) 내의 상부의 현상폐액의 재생 여부를 측정하고, 제2 흡광도계(184)는 현상폐액 분류 탱크(140) 내의 하부의 현상폐액의 재생 여부를 측정한다. 미세 버블 공급 수단(150)을 이용하여 현상폐액 분류 탱크(140) 내의 현상폐액에 포함된 응집된 포토레지스트를 부상시키게 되면, 현상폐액 상부에는 포토레지스트 양이 증가하게 되므로 제1 흡광도계(182)의 수치는 증가하게 되고, 반대로 현상폐액 하부에는 포토레지스트 양이 감소하게 되므로 제2 흡광도계(184)의 수치는 감소하게 된다. 따라서 2개의 흡광도계(182, 184)를 이용하면 미세 버블 공급수단(150)에 의해 부상된 포토레지스트의 정도를 측정할 수 있게 된다. 이를 기초로 미세 버블 공급수단(150)과 미세 버블 발생수단(160)을 제어하여 현상폐액 분류 탱크(140) 내에 어느 정도의 미세 버블을 공급할 것인지를 조절할 수 있다.
상부 현상폐액 제거수단(170)은 현상폐액 분류 탱크(140)에 담긴 현상폐액 중 상부의 현상폐액을 제거하는 것으로, 석션수단(171)과 석션노즐(172)로 이루어질 수 있다. 즉, 석션수단(171)과 연결된 석션노즐(172)을 현상폐액 분류 탱크(140)에 담긴 현상폐액의 상부에 적용하면, 현상폐액 중 상부의 현상폐액만을 손쉽게 제거하는 것이 가능하다. 현상폐액 분류 탱크(140)에 담긴 현상폐액 중 상부의 현상폐액에는 미세 버블 공급수단(150)에서 공급된 미세 버블에 의해 상부로 부상된 응집된 포토레지스트가 포함되어 있다.
상부 현상폐액 제거수단(170)에 의해 제거된 상부 현상폐액은 원심분리기(200)로 이동시켜, 응집된 포토레지스트를 현상액과 분리, 제거하여 재생 현상액을 생성한다. 상부 현상폐액 제거수단(170)에 의해 제거된 상부 현상폐액에는 주로 입자가 큰 포토레지스트가 포함되어 있어, 원심분리기(200)를 이용하여 용이하게 분리할 수 있다.
미세 버블 공급수단(150)을 통해 현상폐액 분류 탱크(140) 내부로 미세 버블을 공급하더라도, 공급된 미세 버블에 의해 부상되지 않고 현상폐액 분류 탱크(140) 하부의 현상폐액에도 포토레지스트가 존재할 수 있다. 다만, 현상폐액 분류 탱크(140) 하부의 현상폐액에는 포토레지스트가 많지 않을 것이며, 상대적으로 입자가 작은 포토레지스트가 포함되어 있다. 따라서 이 하부의 현상폐액은 별도의 현상폐액 여과 장치(300)를 이용하면 손쉽게 포토레지스트를 제거하고 현상 재생액을 생성할 수 있게 된다. 이 현상폐액 여과 장치(300)는 여과 필터를 이용하여 포토레지스트를 제거하게 되는데, 하부의 현상폐액에는 포토레지스트의 양이 많지 않으므로, 여과 필터를 자주 세척하거나 교체하지 않아도 된다.
현상공정을 수행한 후 현상기에서 회수한 현상폐액에는 입자 크기가 크지 않은 많은 양의 포토레지스트가 포함되어 있다. 따라서 현상기에서 회수한 현상폐액은 그대로 원심분리기를 이용하여 포토레지스트를 분리, 제거하기에는 적절하지 않다. 또한, 현상기에서 회수한 현상폐액을 그대로 여과 필터가 포함된 여과 장치를 이용하여 포토레지스트를 제거하면, 여과 필터를 자주 세척하거나 교체해야 한다. 그러나 본 발명과 같이 현상기에서 회수한 현상폐액에 자외선을 조사하여 포토레지스트를 응집시킨 후, 미세 버블을 이용하여 분류하게 되면, 상부 현상폐액에는 원심분리기에서 포토레지스트를 분리, 제거하기 용이하게 주로 입자가 큰 포토레지스트가 포함되어 있으며, 하부 현상폐액에는 포함된 포토레지스트의 양이 많지 않아 여과필터가 포함된 여과 장치를 이용하여 포토레지스트를 제거하더라도 여과 필터를 자주 세척하거나 교체하지 않아도 되므로 필터의 제조 비용이나 관리 비용이 감소하게 된다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
또한, 본 발명의 범위는 상기 발명의 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 현상폐액 회수 탱크
120: 자외선 조사수단
122: 자외선 차광 부재
130: 현상폐액 가열수단
140: 현상폐액 분류 탱크
150: 미세 버블 공급수단
160: 미세 버블 발생수단
170: 상부 현상폐액 제거수단
171: 석션수단
172: 석션노즐
182: 제1 흡광도계
184: 제2 흡광도계
200: 원심분리기
300: 현상폐액 여과 장치

Claims (13)

  1. 네거티브 포토레지스트를 이용한 현상공정 후 회수된 현상폐액에 자외선(ultraviolet, UV)이 조사됨으로써 응집된 포토레지스트(photoresist)가 포함된 현상폐액이 담기는 현상폐액 분류 탱크;
    상기 현상폐액 분류 탱크 내의 하부에 배치되며, 상기 응집된 포토레지스트를 부상시키기 위해 상기 현상폐액 분류 탱크 내부에 미세 버블을 공급하는 미세 버블 공급수단; 및
    상기 현상폐액 분류 탱크에 담김 현상폐액 중 상부의 현상폐액을 제거하는 상부 현상폐액 제거수단;을 포함하며,
    상기 상부 현상폐액 제거수단에 의해 제거되는 상부의 현상폐액에는 상기 미세 버블 공급수단에 의해 상부로 부상된 응집된 포토레지스트가 포함되고,
    상기 미세 버블 공급수단은 미세 버블 발생수단과 연결되어, 상기 미세 버블 발생수단에서 발생된 미세 버블을 상기 현상폐액 분류 탱크 내부로 공급하며,
    상기 미세 버블 발생수단은 상기 현상폐액 분류 탱크 내의 현상액의 농도가 묽어지는 것을 방지하기 위해 상기 현상폐액 분류 탱크 내의 현상폐액과 불활성 가스를 이용하여 미세 버블을 발생시키는 것을 특징으로 하는 네거티브 포토레지스트용 현상액 재생 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부 현상폐액 제거수단은,
    상기 현상폐액 분류 탱크 내의 상부에 배치되는 석션(suction)수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 네거티브 포토레지스트용 현상액 재생 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상부 현상폐액 제거수단에 의해 제거된 상부의 현상폐액은 원심분리기에 의해 상기 상부의 현상폐액에 포함된 응집된 포토레지스트를 제거하는 것을 특징으로 하는 네거티브 포토레지스트용 현상액 재생 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 현상폐액 분류 탱크 내의 상부의 현상폐액의 재생 여부를 측정하는 제1 흡광도계(absorbance); 및
    상기 현상폐액 분류 탱크 내의 하부의 현상폐액의 재생 여부를 측정하는 제2 흡광도계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네거티브 포토레지스트용 현상액 재생 시스템.
  6. 네거티브 포토레지스트를 이용한 현상공정 후 회수된 현상폐액이 담기는 현상폐액 회수 탱크;
    상기 현상폐액 회수 탱크에 담긴 현상폐액 내에 포함된 포토레지스트(photoresist)를 응집시키기 위해, 상기 현상폐액에 자외선(ultraviolet, UV)을 조사하는 자외선 조사수단;
    상기 자외선 조사수단에 의해 응집된 포토레지스트가 포함된 현상폐액이 담기는 현상폐액 분류 탱크;
    상기 현상폐액 분류 탱크 내의 하부에 배치되며, 상기 응집된 포토레지스트를 부상시키기 위해 상기 현상폐액 분류 탱크 내부에 미세 버블을 공급하는 미세 버블 공급수단; 및
    상기 현상폐액 분류 탱크에 담김 현상폐액 중 상부의 현상폐액을 제거하는 상부 현상폐액 제거수단;을 포함하며,
    상기 상부 현상폐액 제거수단에 의해 제거되는 상부의 현상폐액에는 상기 미세 버블 공급수단에 의해 상부로 부상된 응집된 포토레지스트가 포함되고,
    상기 미세 버블 공급수단은 미세 버블 발생수단과 연결되어, 상기 미세 버블 발생수단에서 발생된 미세 버블을 상기 현상폐액 분류 탱크 내부로 공급하며,
    상기 미세 버블 발생수단은 상기 현상폐액 분류 탱크 내의 현상액의 농도가 묽어지는 것을 방지하기 위해 상기 현상폐액 분류 탱크 내의 현상폐액과 불활성 가스를 이용하여 미세 버블을 발생시키는 것을 특징으로 하는 네거티브 포토레지스트용 현상액 재생 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 현상폐액을 가열하기 위한 현상폐액 가열수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네거티브 포토레지스트용 현상액 재생 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 현상폐액 가열수단은 상기 현상폐액이 30 ~ 50℃ 온도가 되도록 상기 현상폐액을 가열하는 것을 특징으로 하는 네거티브 포토레지스트용 현상액 재생 시스템.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 자외선의 파장은 300 ~ 400nm인 것을 특징으로 하는 네거티브 포토레지스트용 현상액 재생 시스템.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 상부 현상폐액 제거수단은,
    상기 현상폐액 분류 탱크 내의 상부에 배치되는 석션수단을 포함하는 것인 것을 특징으로 하는 네거티브 포토레지스트용 현상액 재생 시스템.
  11. 삭제
  12. 제6항에 있어서,
    상기 상부 현상폐액 제거수단에 의해 제거된 상부의 현상폐액은 원심분리기에 의해 상기 상부의 현상폐액에 포함된 응집된 포토레지스트를 제거하는 것을 특징으로 하는 네거티브 포토레지스트용 현상액 재생 시스템.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 현상폐액 분류 탱크 내의 상부의 현상폐액의 재생 여부를 측정하는 제1 흡광도계(absorbance); 및
    상기 현상폐액 분류 탱크 내의 하부의 현상폐액의 재생 여부를 측정하는 제2 흡광도계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네거티브 포토레지스트용 현상액 재생 시스템.
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