KR20040047043A - 포토레지스트 공급시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 순차적으로 위치된 웨이퍼에 대하여 포토레지스트의 공급이 계속적으로 이루어지도록 함으로써 공정 불량을 방지하도록 하는 포토레지스트 공급시스템에 관한 것으로서, 이에 대한 특징적 구성은, 포토레지스트를 수용하는 복수의 보틀과; 일측은 분기되어 상기 각 보틀에 각각 연결하고, 상대측은 각각 분기된 부위가 상호 결합된 상태로 스핀코터까지 연장 연결하여 이루어진 공급라인과; 투명한 재질로 상기 공급라인의 분기된 부위에 설치되어 통과하는 포토레지스트를 수용하는 버퍼부와; 상기 버퍼부에서 상기 스핀코터로 이어지는 상기 포토레지스트의 분기된 부위에 각각 설치되어 인가되는 제어신호에 따라 포토레지스의 유동을 조절하는 제어밸브와; 상기 버퍼부 외측에서 발광부로부터 투과하는 광을 수광부를 통해 설정된 감도 범위에서 그 변화를 감지하는 포토커플러와; 상기 포토커플러의 감지신호를 수신하여 포토레지스트의 존재 여부를 판단하고, 상기 제어밸브에 제어신호를 인가하는 제어부를 포함한 구성으로 이루어진다.

Description

포토레지스트 공급시스템{photo resist feeding system}

본 발명은 포토레지스트 공급시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포토리소그래피 공정 과정에서 순차적으로 위치된 웨이퍼에 대하여 포토레지스트의 공급이 계속적으로 이루어지도록 하는 포토레지스트 공급시스템에 관한 것이다.

일반적으로 반도체소자는 웨이퍼 상에 포토리소그래피, 식각(etching), 애싱(ashing), 확산, 화학기상증착, 이온주입 및 금속증착 등의 공정을 선택적이고도 반복적으로 수행하여 적어도 하나 이상의 도전층, 반도체층, 부도체층 등을 적층하여 조합하는 것으로 만들어진다. 상술한 반도체소자 제조공정 중 포토리소그래피 공정은, 다른 각 공정의 수행에 앞서 웨이퍼 상의 공정 형성 영역을 제한하기 위한 패턴 마스크를 형성하기 위한 것이다. 이러한 포토리소그래피 공정을 수행하기 위해서는 먼저 웨이퍼 상에는 패턴 형성을 위한 감광막 도포가 필요하고, 이것은 스핀코터에 위치하여 회전하는 웨이퍼의 상면에 포토레지스트를 떨어뜨림으로써 원심력으로 포토레지스트가 균일한 두께 관계로 도포되도록 함으로써 이루어진다.

이러한 포토레지스트 도포에 있어서, 공급되는 포토레지스트는 파티클이나 찌꺼기 및 기포 등의 불순물을 배제한 순수한 상태일 것과 웨이퍼 표면에 대한 소망하는 두께 및 그 두께의 균일도를 이룰 것을 요구하고 있다.

상술한 바와 같이, 웨이퍼에 대한 포토레지스트를 공급하기 위한 종래의 기술 구성에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

종래의 포토레지스트 공급시스템(10)의 구성은, 도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 스핀코터(도면의 단순화를 위하여 생략함)에 대하여 포토레지스트를 수용한보틀(12a, 12b)이 적어도 두 개 이상 구비하고, 이들 각 보틀(12a, 12b)에서 상술한 스핀코터까지의 사이에는, 어느 일정 구간을 기준하여 일측 부위는 상술한 각 보틀(12a, 12b)로 분기시켜 연통 연결하고, 다른 상대측 부위는 하나로 결합되어 상술한 스핀코터에 연결하여 포토레지스트의 유동 통로를 이루는 공급라인(14)이 구비된다. 또한, 보틀(12a, 12b)에는 내부에 소정 압력으로 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스 공급관(16)이 연결된다. 그리고, 상술한 각 보틀(12a, 12b)에서 연장되어 각각이 상호 결합되는 부위 이전의 공급라인(14) 상에는 투명한 재질로 이루어져 통과하는 포토레지스트 소정 양을 수용토록 구획하는 버퍼부(18)와 이 버퍼부(18)를 통과하는 포토레지스트의 유동을 제어부(20)의 제어신호에 따라 제어토록 하는 제어밸브(22)가 순차적으로 구비하여 이루어진다. 이에 더하여 상술한 버퍼부(18) 상에는 버퍼부(18) 상의 포토레지스트 존재 유무를 확인하도록 발·수광부로 이루어진 포토센서(24a, 24b)가 구비되어 있으며, 이 포토센서(24a, 24b)는 그 감지신호를 제어부(20)에 인가하여 제어부(20)로 하여금 상술한 공급라인을 통한 포토레지스트의 유동을 선택적으로 차단하도록 상술한 제어밸브(22)를 제어하도록 하는 구성을 이룬다.

이러한 구성에 의하면, 어느 하나의 보틀(12a) 내에 수용된 포토레지스트는 계속적인 공정 진행과정에서 보틀(12a)로부터 모두 소비될 때까지 공급라인(14)을 통해 유동한다. 이때 보틀(12a)로부터 최종적으로 유동하는 포토레지스트는 공급라인(14) 상에 구비된 버퍼부(18)에 도달하고, 이후 퍼지가스 공급관(16)을 통한 계속적인 압력 작용에 의해 점차적으로 버퍼부(18) 내에서 그 수위가 낮아진다.이때 포토센서(24a, 24b)는 발광부로부터 계속적으로 발산되는 광이 포토레지스트의 수위가 낮아짐에 의해 버퍼부(18)를 투과하여 수광부에 도달하는 것을 감지하여 그 신호를 제어부(20)에 인가하게 된다. 이러한 포토센서의 신호를 수신한 제어부(20)는 현재 포토레지스트의 공급이 진행된 보틀(12a) 내에 포토레지스트가 완전히 소모된 상태임을 판단하고, 그 대상 버퍼부(18)를 통과하는 포토레지스트의 유동을 차단토록 상술한 제어밸브(22)를 제어하며, 다른 보틀(12b)로부터 포토레지스트의 공급이 연속적으로 진행될 수 있도록 그에 해당하는 제어밸브(22)를 개방한다. 이러한 과정에서 완전히 소모된 보틀(12a)은 새로운 것으로 교체가 이루어지고, 교체된 보틀에 대하여 공급라인(14)의 연결과 공급라인(14) 상에 충전된 퍼지가스를 배출시켜 다음 공정에 대한 포토레지스트의 공급이 가능한 생태를 이루도록 하는 과정이 진행된다.

이러한 관계 구성에서 보는 바와 같이, 보틀(12a, 12b) 내에 포토레지스트가 완전히 소비된 상태의 확인은 투명한 재질의 버퍼부(18)에 대하여 포토레지스트의 수위가 낮아져 포토센서(24a, 24b)의 발광부로부터 발산된 광이 수광부에 도달하는 것을 감지하는 것으로 이루어진다.

그러나, 종래의 포토센서(24a, 24b)의 수광부는, 도 2에 도시된 바와 같이, 발광부로부터 발산된 광을 가변저항 값에 대응하여 그 감도를 감지하는 구성으로 이루어져 있으며, 이에 따른 가변저항 값은 작업자가 선택적으로 그 값을 정하게 됨에 따라 버퍼부(18) 상에 포토레지스트가 충전된 상태에서도 그 감지가 이루어질 수 있고, 또는 점액성의 포토레지스트가 버퍼부(18) 내벽에 접착된 상태로 있는 경우 그 감지가 정상적으로 이루어지지 않는 경우가 발생된다. 이것은, 교체되는 보틀 내의 포토레지스트 잔존량에 따른 낭비와 계속적인 공정의 진행 과정에서 포토레지스트의 공급 불량으로부터 야기되는 공정 불량 등의 문제가 있었다.

본 발명의 목적은, 상술한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 포토레지스트의 공급 과정에서 보틀 내의 포토레지스트 존재 유무를 정확하게 확인할 수 있도록 하여 그에 따른 포토레지스트의 낭비를 방지토록 함과 동시에 포토레지스트 공급 불량에 따른 공정 불량을 사전에 예방할 수 있도록 하는 포토레지스트 공급시스템을 제공함에 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 반도체소자 제조를 위한 포토리소그래피 공정 과정의 포토레지스트 공급시스템 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.

도 2는 도 1에 도시된 포토센서의 구성 중 수광부를 나타낸 사시도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 공급시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10, 30: 공급시스템 12a, 12b: 보틀

14: 공급라인 16: 공급관

18: 버퍼부 20, 34: 제어부

22: 제어밸브 24a, 24b, 32a, 32b: 포토센서

36: 출력부

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 포토레지스트를 수용하는 복수의 보틀과; 일측은 분기되어 상기 각 보틀에 각각 연결하고, 상대측은 각각 분기된 부위가 상호 결합된 상태로 스핀코터까지 연장 연결하여 이루어진 공급라인과; 투명한 재질로 상기 공급라인의 분기된 부위에 설치되어 통과하는 포토레지스트를 수용하는 버퍼부와; 상기 버퍼부에서 상기 스핀코터로 이어지는 상기 포토레지스트의 분기된 부위에 각각 설치되어 인가되는 제어신호에 따라 포토레지스의 유동을 조절하는 제어밸브와; 상기 버퍼부 외측에서 발광부로부터 투과하는 광을 수광부를 통해 설정된 감도 범위에서 그 변화를 감지하는 포토커플러와; 상기 포토커플러의감지신호를 수신하여 포토레지스트의 존재 여부를 판단하고, 상기 제어밸브에 제어신호를 인가하는 제어부를 포함한 구성으로 이루어진다. 또한, 상기 포토커플러는 발광부로부터 상기 버퍼부를 투과하는 광의 감도 변화를 설정값 범위로 감지하는 디지털 게이지를 구비한 것을 사용함이 바람직하다. 그리고, 상기 제어부에는 상기 감도 변화에 따른 포토커플러의 신호를 작업자가 확인할 수 있도록 하는 출력부를 더 구비하여 이루어질 수 있고, 이러한 출력부로는 상기 디지털 게이지를 통해 감지된 사항을 화상으로 표현하는 모니터, 경보음을 발생시키는 스피커, 경보 사항을 광으로 표시하는 램프 및 대상이 되는 상기 제어밸브의 차단이 자동적으로 이루어지도록 하는 스위치 중 적어도 하나 이상의 것을 조함하여 사용함이 바람직하다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 공급시스템에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 공급시스템을 개략적으로 나타낸 구성도로서, 종래와 동일한 부분에 대하여 동일한 부호를 부여하고, 그에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 포토레지스트 공급시스템(30)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 스핀코터(도면의 단순화를 위하여 생략함)에 대하여 포토레지스트를 수용한 보틀(12a, 12b)이 적어도 두 개 이상 구비되어 있다. 이들 각 보틀(12a, 12b)에서 대응하는 스핀코터까지 이르는 사이에 어느 일정 구간을 기준하여 각 보틀(12a, 12b)에 대하여 분기되어 연통 연결하고, 상대측 즉, 스핀코터 방향으로는 각 보틀(12a, 12b)로부터 연장된 부위가 하나로 결합되어 스핀코터로 이어짐으로써 포토레지스트의 유동 통로를 이루는 공급라인(14)이 구비된다. 또한, 보틀(12a, 12b)에는 내부에 소정 압력으로 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스 공급관(16)이 연결되어 있으며, 상술한 각 보틀(12a, 12b)에서 연장되어 각각이 상호 결합되는 부위 이전의 공급라인(14) 상에는 투명한 재질로 이루어져 통과하는 포토레지스트 소정 양을 수용토록 구획하는 버퍼부(18)와 이 버퍼부(18)를 통과하는 포토레지스트의 유동을 제어부(34)의 제어신호에 따라 제어토록 하는 제어밸브(22)가 순차적으로 구비하여 이루어진다. 이에 더하여 상술한 버퍼부(18) 상에는 버퍼부(18) 상의 포토레지스트 존재 유무를 확인하도록 발·수광부로 이루어진 포토커플러(32a, 32b)를 구비하고 있다. 이러한 포토센서(32a, 32b)는 발광부로부터 발산되는 광은 일정 밝기 즉, 에너지 상태에 있도록 하고, 발광부에 대하여 버퍼부(18)의 상대측에 위치한 수광부는 버퍼부(18)를 투과함에 따른 광의 강도 변화 즉, 버퍼부(18) 내에 포토레지스트의 존재 유무와 버퍼부(18) 내벽에 포토레지스트의 점착 정도를 감지하는 것으로서, 그 광의 강도 변화를 수시로 체크하는 디지털 게이지(도면의 단순화를 위하여 생략함)를 구비한 것으로 한다. 그리고, 상술한 바와 같이, 발광부에 의해 발산된 광이 버퍼부(18)를 투과하여 그 광의 강도를 감지한 수광부의 신호는 연결된 제어부(34)에 인가하고, 제어부(34)는 수광부의 신호 수신으로부터 보틀(12a, 12b)에서 포토레지스트가 완전히 소모되었는지 여부를 비롯하여 버퍼부(18) 내벽에 충전된 상태인지 점착된 상태인지를 정확하게 판단하게 된다. 이에 따라 상술한 보틀(12a, 12b)의 교체 시기를 정확하게 판단한 제어부(34)는 다음 보틀(12a, 12b)을 통한 포토레지스트의 공급이 이루어지도록 각각의제어밸브(22)를 제어하고, 구비한 출력부(36)에 신호를 인가하여 작업자로 하여금 그 교체시기임을 표시토록 하는 것으로 이루어진다. 이대 구비된 출력부(36)는 상술한 디지털 게이지를 통해 감지된 사항을 화상으로 표현하는 모니터, 경보음을 발생시키는 스피커, 경보 사항을 광으로 표시하는 램프 및 대상이 되는 상기 제어밸브의 차단이 자동적으로 이루어지도록 하는 스위치 중 적어도 하나 이상의 것을 조합한 것으로 사용함이 바람직하다.

따라서, 본 발명에 의하면, 포토레지스트의 공급 과정에서 보틀 내의 포토레지스트 존재 유무를 발광부로부터 발산된 광의 감도를 설정된 범위 내에서 그 변화 정로로 확인하게 됨에 따라 정상적인 포토레지스트 공급이 진행되는 상태에서 그 이상 유무를 정확하게 판단하게 됨에 따라 포토레지스트의 낭비가 방지되고, 동시에 포토레지스트 공급 불량에 따른 공정 불량을 예방하는 효과가 있다.

본 발명은 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 할 것이다.

Claims (4)

1. 포토레지스트를 수용하는 복수의 보틀과;

   일측은 분기되어 상기 각 보틀에 각각 연결하고, 상대측은 각각 분기된 부위가 상호 결합된 상태로 스핀코터까지 연장 연결하여 이루어진 공급라인과;

   투명한 재질로 상기 공급라인의 분기된 부위에 설치되어 통과하는 포토레지스트를 수용하는 버퍼부와;

   상기 버퍼부에서 상기 스핀코터로 이어지는 상기 포토레지스트의 분기된 부위에 각각 설치되어 인가되는 제어신호에 따라 포토레지스의 유동을 조절하는 제어밸브와;

   상기 버퍼부 외측에서 발광부로부터 투과하는 광을 수광부를 통해 설정된 감도 범위에서 그 변화를 감지하는 포토커플러; 및

   상기 포토커플러의 감지신호를 수신하여 포토레지스트의 존재 여부를 판단하고, 상기 제어밸브에 제어신호를 인가하는 제어부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 포토레지스트 공급시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 포토커플러는 발광부로부터 상기 버퍼부를 투과하는 광의 감도 변화를 설정값 범위로 감지하는 디지털 게이지를 구비한 것임을 특징으로 하는 상기 포토레지스트 공급시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어부에는 상기 감도 변화에 따른 포토커플러의 신호를 작업자가 확인할 수 있도록 하는 출력부를 더 구비하여 이루어짐을 특징으로 하는 상기 포토레지스트 공급시스템.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 출력부로는 상기 디지털 게이지를 통해 감지된 사항을 화상으로 표현하는 모니터, 경보음을 발생시키는 스피커, 경보 사항을 광으로 표시하는 램프 및 대상이 되는 상기 제어밸브의 차단이 자동적으로 이루어지도록 하는 스위치 중 적어도 하나 이상의 것을 조합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 상기 포토레지스트 공급시스템.