KR200268292Y1 - 백린스플로우에러 제거용 반도체 웨이퍼코터 - Google Patents

백린스플로우에러 제거용 반도체 웨이퍼코터 Download PDF

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Abstract

본 고안은 버블(Bubble)의 응집으로 인한 백린스플로우에러(Back Rinse Flow Error)를 제거하기 위한 반도체 웨이퍼코터(Semiconductor Wafer Coater)에 관한 것으로, 메탄올(116)을 수용하는 밀폐용기(101)와, 상기 메탄올(116) 내에 포함된 오염물을 여과시켜주는 필터(102)와, 이 필터(102)를 통해 여과된 메탄올(116)의 흐름을 개폐제어하기 위한 공기조작밸브(106)와, 유입되는 메탄올(116)의 유량을 측정하기 위한 플로우미터(120)와, 코팅공정이 이루어지는 코팅컵(130)이 한 라인에 의해 연속적으로 결합된 스핀온글래스 코터(Spin On Glass Coater)의 백린스플로우 구조에 있어서, 상기 플로우미터(120) 이전의 라인 상에 백린스플로우에러를 제거하기 위한 버블트랩(140)을 장착하여 구성된 것으로서, 플로우미터(120) 내의 공기 발생을 억제하므로써 백린스플로우에러를 제거하여 생산성 향상을 도모함과 아울러, 웨이퍼의 코팅 불량률을 최소화하므로써 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 백린스플로우에러 제거용 반도체 웨이퍼코터에 관한 것이다.

Description

백린스플로우에러 제거용 반도체 웨이퍼코터
본 고안은 버블의 응집으로 인한 백린스플로우에러를 제거하기 위한 반도체 웨이퍼코터에 관한 것으로, 특히 웨이퍼의 코팅 도중에 빈번히 발생하는 백린스플로우에러를 일종의 에어필터에 의해 제거할 수 있도록 하므로써 생산성을 향상시킬 수 있는 백린스플로우에러 제거용 반도체 웨이퍼코터에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 제조 공정에서 사용되는 웨이퍼코터는 웨이퍼 상에 포토레지스트(Photo Resist)를 도포하기 위한 장비로서, 도 1을 참조하여 상기 웨이퍼코터의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.
밀폐용기(Photo Resist Bottle)(1a)(1b) 내에 충전된 웨이퍼 도포용 포토레지스트는 필터(2)를 통과한 질소가스의 압력에 의해 가압되어 각각의 버퍼탱크(Buffer Tank)(3a)(3b) 내로 유입되고, 이들 버퍼탱크(3a)(3b)에 연결된 펌프(4)가 구동됨에 따라, 상기 포토레지스트는 솔레노이드밸브(5)로부터 제어되는 공기조작밸브(Air Operating Valve)(6)의 선택적인 개폐작동에 의해 상기 공기조작밸브(6)를 통과한 후, 제1 삼방향밸브(3-Way Solenoid Valve)(7), 펌프(4), 제1 체크밸브(8), 케미컬 필터(9) 및 제2 삼방향밸브(10)를 통해 분사되어, 웨이퍼 표면을 도포하게 된다.
상기 버퍼탱크(3a)(3b)의 각 상단에 구비된 드레인매뉴얼밸브(Drain Manual Valve)(11a)(11b)는 밀폐용기(1a)(1b)를 교체할 때 상기 버퍼탱크(3a)(3b) 내에 발생된 버블을 제거하기 위한 밸브이다. 또한, 상기 버퍼탱크(3a)(3b) 내에 포토레지스트가 잔존하는가의 여부를 감지하기 위한 정전용량센서(12a)(12b)의 신호에 따라 상기 솔레노이드밸브(5)로부터 제어되는 공기조작밸브(6)에 의해 하나의 밀폐용기가 선택되고, 상기 밀폐용기(1a)(1b)가 모두 비었을 경우에는 신호음과 함께 웨이퍼 코팅공정이 정지되도록 되어 있다. 또한, 상기 제1 삼방향밸브(7) 및 펌프(4)와, 필터 드레인밸브(13) 등은 모두 콘트롤러(14)의 제어에 의해 구동되도록 되어 있다. 여기서 미설명 부호 13은 상기 케미컬 필터(9)와 드레인관을 차별적으로 연통시키기 위한 필터 드레인밸브이고, 14는 상기 제1 삼방향밸브(7)과 펌프(4) 및 필터 드레인밸브(13)의 구동을 제어해주는 콘트롤러이며, 15는 상기 케미컬 필터(9)를 거치지 않은 포토레지스트가 직접 웨이퍼에 분사되지 않도록 하기 위한 제2 체크밸브를 각각 나타낸다.
한편, 도 2는 종래의 반도체 웨이퍼코터에 대한 백린스플로우(Back Rinse Flow) 구성을 개략적으로 보인 것으로, 메탄올(116)을 수용하기 위한 밀폐용기(Canister) (101)와, 질소가스의 가압작용에 의해서 상기 밀폐용기(101)로부터 배출되는 상기 메탄올(116) 내에 포함된 오염물(Particle)을 여과시켜주는 필터(102)와, 이 필터(102)를 통해 여과된 메탄올(116)의 흐름을 개폐제어하기 위한 공기조작밸브(106)와, 유입되는 메탄올(116)의 유량을 측정하기 위한 플로우미터(120)와, 스핀온글래스(Spin On Glass; SOG) 코팅공정이 이루어지는 코팅컵(130)이 한 라인에 의해 연속적으로 결합된 구조로 되어 있다.
상기 플로우미터(120)는 내측에 부구(121)가 구비되어 있고, 외부에는 광센서(Photo Sensor)(122)가 구비되어 있어, 상기 플로우미터(120) 내부로 셋팅된 유량 만큼의 메탄올(116)이 흐를 경우에 상기 부구(121)가 일정 높이 만큼 떠오르게 되며, 이때 상기 광센서(122)가 부구(121)의 위치를 감지하게 되므로써 유량의 측정이 가능하도록 되어 있다.
상기 구조에 의한 웨이퍼코터의 백린스플로우 과정을 설명하면 다음과 같다. 즉, 밀폐용기(101) 내에 질소가스가 주입되어 메탄올(116)을 가압하게 되면 다량의 버블을 내포한 상기 메탄올(116)이 라인을 따라 유출되고, 이 메탄올(116)은 필터(102)를 거치면서 오염물이 여과된 상태로 공기조작밸브(106)를 통과하여 플로우미터(120)에 도달하게 된다.
이때, 상기 메탄올(116)에 내포된 버블은 서로 응집되어 커다란 공기방울들을 형성하게 되고, 이 공기방울들은 플로우미터(120) 내에 일정 높이로 떠있는 부구(121)의 높이를 일시적으로 더욱 상승시키게 되는 헌팅 현상(Hunting Phenomenon)이 발생하여 백린스플로우에러(Back Rinse Flow Error)를 가중시킨다.
상기의 내용은 코팅컵(130) 상에서 스핀온글래스 코팅공정을 진행하여 코팅한 후, 웨이퍼를 린스하기 위해 메탄올(116)을 사용하는 경우에 해당한다.
따라서, 도 1에 도시된 종래의 웨이퍼코터는 포토레지스터가 라인을 타고 흐르다가 자체적인 미세한 누출(Leak)에 의해서 마이크로 버블이 발생되고, 상기 버블은 라인 내의 상위 지점에 모여 커다란 버블존(Bubble Zone)을 형성하여, 결국 웨이퍼 코팅의 불량을 초래하게 되는 문제점이 있었다.
또한, 도 2에 도시된 종래 웨이퍼코터의 백린스플로우 구성에 있어서는 메탄올(116) 속의 미세 버블들이 응집하여 이루어진 공기방울들의 헌팅작용에 의해, 플로우미터(120) 속의 부구(121)를 일시적으로 상승시켜 광센서(122)가 상기 부구(121)의 위치를 감지하지 못하게 하므로써 백린스플로우에러를 유발하게 되고, 이러한 백린스플로우에러를 보상하기 위하여 상당 시간이 소요되므로 코팅 공정의 지체에 따른 생산성의 저하를 초래하게 되는 문제점이 있었다.
또한, 상기의 웨이퍼코터는 여러 단계, 특히 베이크 플레이트(Bake Plate) 또는 핫 플레이트(Hot Plate) 등의 진행 공정이 존재하는데, 상기한 바와 같이 백린스플로우에러가 발생하여 장비를 조치하는 시간동안에는 웨이퍼를 이동시켜주는 로봇이 정지되어 있으므로 상기 베이크 플레이트 내의 웨이퍼 들은 상대적으로 베이크 시간이 연장되며, 따라서 코팅의 두께 및 균일성(Uniformity) 등에 관한 공정관리 조건에 절대적인 영향을 주게되어 불량 웨이퍼를 생산하게 되는 문제점이 있었다.
이에 본 고안은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 웨이퍼코터의 백린스플로우 구성에 있어서 플로우미터 내의 공기 발생을 억제하므로써 백린스플로우에러를 제거하여 생산성 향상을 도모함과 아울러, 웨이퍼의 코팅 불량률을 최소화하므로써 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 백린스플로우에러 제거용 반도체 웨이퍼코터를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 반도체 웨이퍼코터에 대한 일반적인 구성을 보인 회로도,
도 2는 종래의 반도체 웨이퍼코터에 대한 백린스플로우 구성을 보인 개략도,
도 3은 본 고안에 따른 백린스플로우에러 제거용 버블트랩이 결합된 웨이퍼코터의 구성을 보인 개략도이다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
101 ; 밀폐용기102 ; 필터
106 ; 공기조작밸브113 ; 필터 드레인밸브
116 ; 메탄올117 ; 공기
120 ; 플로우미터121 ; 부구
122 ; 광센서 130 ; 코팅컵
140 ; 버블트랩144 ; 메탄올 유입구
145 ; 공기배출구146 ; 메탄올 배출구
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 백린스플로우에러 제거용 반도체 웨이퍼코터는 메탄올을 수용하는 밀폐용기와, 상기 메탄올 내에 포함된 오염물을 여과시켜주는 필터와, 이 필터를 통해 여과된 메탄올의 흐름을 개폐제어하기 위한 공기조작밸브와, 유입되는 메탄올의 유량을 측정하기 위한 플로우미터와, 코팅공정이 이루어지는 코팅컵이 한 라인에 의해 연속적으로 결합된 스핀온글래스 코터의 백린스플로우 구조에 있어서, 상기 플로우미터 이전의 라인 상에 백린스플로우에러를 제거하기 위한 버블트랩이 장착된 것을 특징으로 한다.
상기 버블트랩은 메탄올이 그 내부를 경유하여 공기조작밸브로부터 플로우미터로 유동될 수 있도록 측면과 저면에 메탄올 유입구 및 메탄올 배출구를 각각 형성하고, 상기 버블트랩의 상면에는 응집된 공기를 배출하기 위한 공기배출구가 형성되어 있어, 이와 연결된 필터 드레인밸브를 통해 공기가 배출되도록 한 것을 특징으로 한다.
이하, 본 고안을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 백린스플로우에러 제거용 반도체 웨이퍼코터는 메탄올(116)을 수용하기 위한 밀폐용기(101)와, 질소가스의 가압작용에 의해서 상기 밀폐용기(101)로부터 배출되는 상기 메탄올(116) 내에 포함된 오염물을 여과시켜주는 필터(102)와, 이 필터(102)를 통해 여과된 메탄올(116)의 흐름을 개폐제어하기 위한 공기조작밸브(106)와, 메탄올(116) 내에 포함된 버블응집 공기(117)를 배출하므로써 백린스플로우에러를 제거하기 위한 버블트랩(140)과, 이 버블트랩(140)을 경유한 메탄올(116)의 유량을 측정하기 위한 플로우미터(120)와, 스핀온글래스(SOG) 코팅공정이 이루어지는 코팅컵(130)이 한 라인에 의해 연속적으로 결합된 구조로 되어 있다.
상기 버블트랩(140)은 메탄올(116)이 그 내부를 경유하여 공기조작밸브(106)로부터 플로우미터(120)로 유동될 수 있도록 측면과 저면에 메탄올 유입구(144) 및 메탄올 배출구(146)를 각각 형성하고, 상기 버블트랩(140)의 상면에는 응집된 공기를 배출하기 위한 공기배출구(145)가 형성되어 있어, 이와 연결되는 필터 드레인밸브(113)를 통해 공기(117)가 배출되도록 구성되어 있다.
상기 플로우미터(120)는 종래의 것과 동일하게 구성된다. 즉, 플로우미터(120)의 내측에 부구(121)가 구비되어 있고, 외부에는 광센서(Photo Sensor)(122)가 구비되어 있어, 상기 플로우미터(120) 내부로 셋팅된 유량 만큼의 메탄올(116)이 흐를 경우에 상기 부구(121)가 일정 높이 만큼 떠오르게 되며, 이때 상기 광센서(122)가 부구(121)의 위치를 감지하게 되므로써 유량의 측정이 가능하도록 되어 있다.
상기 구조에 의한 웨이퍼코터의 백린스플로우 과정을 설명하면 다음과 같다. 즉, 밀폐용기(101) 내에 질소가스(N2)가 주입되어 메탄올(116)을 가압하게 되면 다량의 버블을 내포한 상기 메탄올(116)이 라인을 따라 강제 유동되고, 이 메탄올(116)은 필터(102)를 거치면서 오염물이 여과된 상태로 공기조작밸브(106)를 통과하여 메탄올 유입구(144)를 통해 상기 버블트랩(140) 내부로 진입한 후, 메탄올 배출구(146)를 통해 플로우미터(120)에 도달하게 된다.
이때, 상기 메탄올(116)에 내포된 버블은 상기 버블트랩(140) 내에서 응집되어 커다란 공기방울들을 형성하여 상부로 모이게 되고, 이 공기방울들은 공기배출구(145)를 통해 버블트랩(140) 외부로 빠져나가 라인을 타고 필터 드레인밸브(113)에 도달한 후, 상기 필터 드레인밸브(113)의 개방시에 배기된다.
따라서, 상기 플로우미터(120) 내에서는 일정 높이로 떠있는 부구(121)의 위치에 급격한 변화가 발생하지 않게 되어 종래의 문제점인 헌팅 현상이 배제되므로써 백린스플로우에러가 제거됨은 물론, 시스템의 안정화를 가져오게 되어 웨이퍼의 코팅 불량률이 현저히 낮아지게 되는 것이다.
상기와 같은 구성및 작용에 의해 기대할 수 있는 본 고안의 효과는 다음과 같다.
본 고안에 따른 백린스플로우에러 제거용 반도체 웨이퍼코터는 플로우미터(120)의 이전 단계에 버블트랩(140)이 설치되어 있어 버블을 내포한 메탄올(116)이 플로우미터(120)에 유입되기 전에 상기 버블트랩(140)을 경유하면서 배기되고, 따라서 상기 플로우미터(120) 내에서의 공기 발생이 억제되어 일정 높이로 떠있는 부구(121)의 위치에 급격한 변화가 발생하지 않게 되므로써 백린스플로우에러를 제거하여 생산성 향상을 도모함과 아울러, 시스템의 안정화를 가져오게 되어 웨이퍼의 코팅 불량률을 최소화하므로써 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 유용한 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 메탄올을 수용하는 밀폐용기와, 상기 메탄올 내에 포함된 오염물을 여과시켜주는 필터와, 이 필터를 통해 여과된 메탄올의 흐름을 개폐제어하기 위한 공기조작밸브와, 유입되는 메탄올의 유량을 측정하기 위한 플로우미터와, 코팅공정이 이루어지는 코팅컵이 한 라인에 의해 연속적으로 결합된 스핀온글래스 코터(Spin On Glass Coater)의 백린스플로우(Back Rinse Flow) 구조에 있어서, 상기 플로우미터 이전의 라인 상에 백린스플로우에러를 제거하기 위한 버블트랩이 장착된 것을 특징으로 하는 백린스플로우에러 제거용 반도체 웨이퍼코터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 버블트랩은 메탄올이 그 내부를 경유하여 공기조작밸브로부터 플로우미터로 유동될 수 있도록 측면과 저면에 메탄올 유입구 및 메탄올 배출구를 각각 형성하고, 상기 버블트랩의 상면에는 응집된 공기를 배출하기 위한 공기배출구가 형성되어 있어, 이와 연결된 필터 드레인밸브를 통해 공기가 배출되도록 한 것을 특징으로 하는 백린스플로우에러 제거용 반도체 웨이퍼코터.
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