KR200282663Y1 - 스피너 장비의 배기 시스템 - Google Patents

Abstract

반도체 제조 장비 중 스피너 장비의 배기 시스템에 관한 것으로서, 각 베이크 유닛의 공정 조건을 균일하게 제어하기 위한 목적으로,

다수의 베이크 유닛이 연결된 다수의 베이크 유닛 블럭을 구비한 스피너 장비에 있어서, 각자의 베이크 유닛 블럭과 연결 설치되어 각 베이크 유닛에서 배출된 기상의 물질들을 배출시키는 다수의 열배기관과; 연결 배기관을 통해 열배기관들과 내부가 연결되는 메인 배기관과; 연결 배기관에 설치되어 각 베이크 유닛의 공정 조건을 균일화하는 매스 플로우 콘트롤러(MFC; Mass Flow Controller)를 포함하는 스피너 장비의 배기 시스템을 제공한다.

Description

스피너 장비의 배기 시스템 {AN EXHAUST SYSTEM FOR SPINNER EQUIPMENT}

본 고안은 스피너 장비의 배기 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 매스 플로우 콘트롤러(MFC; Mass Flow Controller)를 이용하여 각 베이크 유닛의 공정 조건을 균일하게 제어하는 스피너 장비의 배기 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조용 스피너 장비는 웨이퍼 위에 포토 레지스트를 도포하는 장치로서, 스피너 장비의 주요한 공정 순서를 살펴보면, 웨이퍼 표면에 포토 레지스트의 부착을 돕는 HMDS(hexamethyldisilizane) 처리를 행하고, 스핀 코터에서 포토 레지스트를 코팅하며, 웨이퍼의 소프트 베이킹을 통해 HMDS와 포토 레지스트막의 시너를 제거하여 노광이 효과적으로 이루어지도록 한다.

그리고 상기 웨이퍼를 노광대에 위치시켜 패터닝된 마스크를 통해 노광하고,노광된 웨이퍼를 제공받아 노광후 베이크 공정을 진행한다. 마지막으로 현상을 통해 폴리머화가 진행되지 않은 포토 레지스트막을 용식하여 포토 레지스트 패턴을 남긴 다음, 하드 베이크 공정을 통해 용제 성분을 제거한다.

이와 같이 스피너 장비의 각 공정에서는 소프트 베이크, 노광후 베이크, 하드 베이크 등, 웨이퍼를 가열하는 단계가 다수 존재하는데, 이러한 베이크 공정을 통해 포토 레지스트막의 점도와 경도, 가교화도 등과 같은 포토 레지스트막의 상태를 각 공정에 맞게 조절하게 된다.

도 1은 종래 기술에 의한 스피너 장비의 배기 시스템을 나타낸 개략도로서, 스피너 장비(1) 내부에는 다수의 베이크 유닛(2)이 연결된 3개의 베이크 유닛 블럭(3)이 설치되며, 각각의 베이크 유닛 블럭(3)에는 열배기관(4)이 설치되어 각 베이크 유닛(3)에서 배출된 기상의 물질들이 열배기관(4)을 통해 배출되도록 한다. 그리고 스피너 장비(1) 외부에는 메인 배기관(5)이 설치되어 연결 배기관(6)을 통해 열배기관(4)들과 연결된다.

이와 같이 종래 기술에 의한 스피너 장비의 배기 시스템은 열배기관(4)들과 메인 배기관(5)이 직접 연결되어 있기 때문에, 메인 배기관(5) 내부의 작은 유동(fluctuation)에도 열배기관(4) 내부의 유체 흐름에 변화가 생기며, 그 결과 열배기관(4)을 통해 각 베이크 유닛(2)의 공정 조건들이 변화하게 된다.

특히 메인 배기관(5)에 가까이 위치하는 베이크 유닛은 메인 배기관(5)의 유동에 의한 영향력을 더욱 크게 받으며, 각각의 베이크 유닛(2)은 작은 공정 차이에도 포토 레지스트의 패턴 폭에 큰 변화를 나타내므로, 각 베이크 유닛(2)을 진행한웨이퍼들의 임계값(CD)이 불일치하는 문제가 나타난다.

따라서 본 고안은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은 메인 배기관의 유동이 열배기관 및 각 베이크 유닛에 미치는 영향을 최소화하여 각 베이크 유닛의 공정 조건을 균일하게 제어하는 스피너 장비의 배기 시스템을 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 스피너 장비의 배기 시스템을 나타낸 개략도이고,

도 2는 본 고안에 의한 스피너 장비의 배기 시스템을 나타낸 개략도이며,

도 3은 도 2에 도시한 매스 플로우 콘트롤러의 작동 원리를 설명하기 위한 회로도이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안은,

다수의 베이크 유닛이 연결된 다수의 베이크 유닛 블럭을 구비한 스피너 장비에 있어서, 각자의 베이크 유닛 블럭과 연결 설치되어 각 베이크 유닛에서 배출된 기상의 물질들을 배출시키는 다수의 열배기관과, 연결 배기관을 통해 열배기관들과 내부가 연결되는 메인 배기관과, 연결 배기관에 설치되어 각 베이크 유닛의 공정 조건을 균일화하는 매스 플로우 콘트롤러(MFC; Mass Flow Controller)를 포함하는 스피너 장비의 배기 시스템을 제공한다.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 고안의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안의 실시예에 의한 스피너 장비의 배기 시스템을 나타낸 개략도로서, 스피너 장비(10)는 내부에 다수의 베이크 유닛(11)이 연결된 다수의 베이크 유닛 블럭(12)을 구비하고, 각자의 베이크 유닛 블럭(12)에는 열배기관(13)이 설치되어 이 열배기관(13)을 통해 각 베이크 유닛(11)에서 배출된 기상의 물질들이배출되도록 한다.

그리고 다수의 열배기관(13)들은 연결 배기관(14)을 통해 스피너 장비(10)의 외부에 설치된 메인 배기관(15)과 내부가 연결되는데, 특히 본 실시예에서 상기 연결 배기관(14) 내부에는 매스 플로우 콘트롤러(MFC; Mass Flow Controller)(16)가 장착되어 각 베이크 유닛 블럭(12)과 베이크 유닛(11)간 공정 조건을 균일하게 제어한다.

보다 구체적으로, 상기 매스 플로우 콘트롤러(16)는 사용자가 원하는 유량만큼 가스가 흐르도록 가스 흐름을 정밀하게 제어하는 장치로서, 도 3에 도시한 바와 같이 매스 플로우 콘트롤러(16)는 가스가 흐르는 내부관(17)의 상, 하류측에 센싱 코일(18)을 감아 구비하고, 이 센싱 코일(18)에 전압을 인가하면 내부관(17)이 가열되면서 가스 흐름을 따라 센싱 코일(18)의 양측에서 온도 변화가 발생하게 된다.

이 때 가스가 흐르는 경우와 가스가 흐르지 않는 경우, 온도차의 폭이 발생하고, 그 변화된 값을 휘트스톤 브리지 회로부(19)가 전압의 변화로 검출하여 질량 유량(mass flow)의 출력한다. 또한, 비교제어 회로부(20)가 솔레노이드 밸브(21)(또는 피에조 벨브)를 작동시켜 관 내부의 질량 유량을 제어한다.

따라서 상기 연결 배기관(14)에 부착된 매스 플로우 콘트롤러(16)는 열배기관(13)에서 메인 배기관(15)으로 흐르는 가스 흐름을 정밀하게 제어하여 메인 배기관(15) 내부의 유체 유동이 열배기관(13)을 통해 베이크 유닛 블럭(12)과 각 베이크 유닛(11)에 영항을 미치지 않도록 한다.

그 결과, 본 실시예에 의한 배기 시스템은 각 베이크 유닛(11)의 공정 조건을 균일하게 제어하여, 다수개 베이크 유닛 블럭(12)간 웨이퍼의 임계값(CD) 변화를 최소화한다.

다음의 표 1과 표 2는 각각 매스 플로우 콘트롤러가 장착되지 않은 종래 기술에 의한 스피너 장비와, 매스 플로우 콘트롤러를 장착한 본 고안에 의한 스피너 장비 각각에서 포토 레지스트막을 패터닝하고, 그 선폭을 측정하여 나타낸 것이다.

아래 표에서 베이크 유닛 블럭 A, B는 각각 홀수번째와 짝수번째 베이크 블럭 유닛을 의미하며, ISO 패턴은 하나의 포토 레지스트막을, DENSE 패턴은 다수의 포토 레지스트막을 나란히 패터닝한 것을 의미한다. 그리고 ISO 패턴과 DENSE 패턴의 기준 선폭이 각각 0.255±0.02㎛과, 0.265±0.02㎛인 경우를 가정한다.

베이크 유닛 블럭 A	베이크 유닛 블럭 B
웨이퍼 No.	ISO	DENSE	웨이퍼 No.	ISO	DENSE
10	0.2632	0.2893	11	0.2597	0.2746
12	0.2642	0.2901	13	0.2595	0.2706
14	0.2624	0.2894	15	0.2601	0.2770
16	0.2635	0.2873	17	0.2616	0.2792
평균	0.2633	0.2890	평균	0.2602	0.2754

(* 단위는 ㎛.)

베이크 유닛 블럭 A	베이크 유닛 블럭 B
웨이퍼 No.	ISO	DENSE	웨이퍼 No.	ISO	DENSE
15	0.2483	0.2474	16	0.2460	0.2484
17	0.2476	0.2470	18	0.2460	0.2510
19	0.2478	0.2489	20	0.2494	0.2502
21	0.2483	0.2470	22	0.2481	0.2539
평균	0.2480	0.2476	평균	0.2474	0.2509

(* 단위는 ㎛.)

상기 표에서 알 수 있듯이, 종래의 스피너 장비에서는 베이크 유닛 블럭 A,B간 ISO 패턴의 선폭 평균값 차이가 0.0031㎛이고, DENSE 패턴의 선폭 평균값 차이가 0.0136㎛이나, 본 고안에 의한 스피너 장비에서는 베이크 유닛 블럭 A, B간 ISO 패턴의 선폭 평균값 차이가 0.0006㎛이고, DENSE 패턴의 선폭 평균값 차이가 0.0033㎛으로 나타났다.

따라서 본 고안에 의한 스피너 장비가 매스 플로우 콘트롤러에 의해 베이크 유닛 블럭 A, B간 선폭 차이를 효과적으로 감소시키고 있음을 확인할 수 있다.

상기에서는 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 고안은 이에 한정되는 것이 아니고 실용신안등록청구범위와 고안의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 고안의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이와 같이 본 고안에 따르면, 매스 플로우 콘트롤러에 의해 각 베이크 유닛의 공정 조건을 균일하게 제어하여 각 베이크 유닛간 임계값 변화를 최소화하며, 그 결과 포토 레지스트막의 재작업 비율을 감소시키고, 스피너 장비의 공정을 보다 안정적으로 유지할 수 있다.

Claims (1)

1. 다수의 베이크 유닛이 연결된 다수의 베이크 유닛 블럭을 구비한 스피너 장비에 있어서,

   각자의 베이크 유닛 블럭과 연결 설치되어 각 베이크 유닛에서 배출된 기상의 물질들을 배출시키는 다수의 열배기관과;

   연결 배기관을 통해 상기 열배기관들과 내부가 연결되는 메인 배기관; 및

   상기 연결 배기관에 설치되어 각 베이크 유닛의 공정 조건을 균일화하는 매스 플로우 콘트롤러(MFC; Mass Flow Controller)를 포함하는 스피너 장비의 배기 시스템.