KR20050039055A - 반도체 제조설비용 포토레지스트 공급장치 - Google Patents

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Abstract

반도체 제조 공정용 포토레지스트 공급장치는 포토레지스트가 저장된 적어도 하나의 공급용기와; 상기 공급용기로부터 공급되는 포토레지스트를 펌핑하는 분사펌프와; 상기 분사펌프로부터 펌핑된 포토레지스트를 웨이퍼로 분사하는 노즐과; 상기 포토레지스트가 유동되는 배관; 및 상기 배관상에 설치되어 포토레지스트내에 포함된 기포를 강제적으로 분해시키는 기포분해장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 제조설비용 포토레지스트 공급장치{PHOTO-RESIST SUPPLING APPARATUS FOR SEMICONDUCTOR PROCESSING}
본 발명은 반도체 제조설비용 포토레지스트 공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 포토레지스트(photo resist) 공급 관로에 설치된 버퍼탱크(buffer tank)내에 스크류(screw)를 설치함으로써 포토레지스트로부터 극소성 기포를 발생시켜 강제로 토출되게 하고 이로인해 포토레지스트에 혼입되어 있는 기포를 효과적으로 제거 할 수 있도록 한 것이다.
반도체장치는 좁은 기판에 수많은 전기, 전자 소자를 형성하고 배선을 통해 연결시켜 이루어지는 매우 정밀한 장치이다. 이런 장치는 대개 반도체 기판에 다수, 다종의 반도체막, 부도체막, 도체층막을 산화, 증착, 성장 등의 방법으로 형성하고 가공하여 형성하는데 그 구조가 정교하고 기능이 정확해야 하므로 가공 공정 또한 엄격하고 정밀하게 진행되어야 한다.
반도체장치를 이루기 위해 적층되는 여러가지 막을 가공하는 방법중 가장 대표적인 것이 패터닝(patterning) 작업이며 이 패터닝 작업은 포토리소그래피(photolithography)와 에칭(etching)을 결합시켜 이루어지는 것이 대부분이다. 여기서 포토리소그래피는 막 위에 포토레지스트막을 도포하고 일정 패턴을 가진 포토마스크(photomask)를 위에 놓고 노광한 다음 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 작업으로, 포토마스크상의 미세한 패턴을 광화학적인 반응을 이용하여 포토레지스트막에 전사하는 공정이다. 그리고 이때 형성된 포토레지스트 패턴은 에칭 공정에서 에칭마스크로 작용하게 된다.
다수의 박막에 미세한 패턴을 형성하는 작업은 현재의 기계적인 작업을 통해서는 거의 불가능에 가까운 일이며 최근 개발되고 있는 레이져나 이온빔을 통한 레티클 박막 가공도 대량의 웨이퍼막 패터닝 작업에는 적당하지 않기 때문에 현재의 고집적된 반도체장치의 대량생산은 포토리소그래피 기술의 도입과 진보에 많이 의존하고 있다.
그런데 이러한 포토리소그래피 공정은 광화학적으로 가교화반응 혹은 광분해반응을 일으키는 감광성 물질이 있기 때문에 가능한 것이며, 반도체장치에 도입되어 사용되는 대표적인 감광성 물질이 포토레지스트이다. 반도체장치의 제조공정에 사용되는 포토레지스트는 일정한 노광을 통해 정밀한 패턴을 형성해야 하므로 노출되는 광에 대한 감도 즉, 반응이 일정해야 한다. 이러한 일정한 감광성의 조건을 맞추기 위해서는 포토레지스트의 제조도 정밀한 주의를 요하는 공정을 통해서 이루어진다.
반도체 웨이퍼에 적층되는 회로패턴은 각 레이어에 포토레지스트를 도포하여 감광막을 형성하고 이를 노광 및 현상하는 포토공정, 현상된 부분 또는 그 외의 부분을 제거한 후 식각하는 식각공정을 거쳐 형성된다. 이중 본 발명과 관련된 웨이퍼상에 감광막을 형성하는 포토레지스트 도포에 있어서는 감광막 두께의 균일도를 향상과 온습도 및 기압 등 여러 가지 외부적 조건은 물론, 노즐로 공급되는 감광제의 점도와 공급량 및 기포상태 등 내부적 조건도 크게 영향을 끼친다.
특히, 분사 펌프(dispense pump)는 공급용기로부터 포토레지스트를 흡입 및 토출함으로써 노즐을 통해 웨이퍼상에 분사하는 것이다. 그런데 노즐로부터 분사되는 포토레지스트에 기체성분이 포함되어 기포가 생기면 포토레지스트의 공급량이 일정치 못하여 웨이퍼간 오차가 생기게 되고 심지어 동일 웨이퍼 상에서의 기포의 흔적을 남길 수 있어 심각한 문제를 일으킬 수 있는 것이다. 이러한 현상은 주로 공급용기 내의 포토레지스트 용액이 소진된 상태에서도 분사 펌프가 계속 작동됨으로써 나타난다.
이러한 포토레지스트 공급장치의 종래의 구성을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 종래의 반도체 제조설비용 포토레지스트 공급장치의 구성을 나타낸 개략도이다.
도 1에서 도시된 바와 같이, 포토레지스트를 저장하는 공급용기(10, 20)와 이 복수의 공급용기(10, 20)에 저장된 포토레지스트의 소진 여부를 감지하기 위한 복수의 소진감지부(11, 21)와 상기 복수의 공급용기(10, 20)를 개폐하는 밸브(12, 22)와 상기 복수의 공급용기(10, 20)를 선택적으로 개폐하는 삼방밸브(30)와, 상기 공급용기(10, 20)에 저장된 포토레지스트를 펌핑하여 외부로 분사시키기 위한 분사펌프(40)와 상기 분사되는 포토레지스트에 혼입된 불순물 또는 불균일한 입자를 여과하는 필터(50)와, 이 필터를 통과하는 포토레지스트를 외부의 감광분사장치(미도시)로 공급하는 노즐(60)을 포함하여 구성되어 있다.
이와 같이 구성된 포토레지스트 공급 장치는 포토레지스트가 저장된 공급용기(10, 20)로 부터 외부의 감광막 도포까지 분사펌프(40), 필터(50)와 이들을 연결하는 관로를 통과하여 노즐(60)로써 외부로 토출 될 수 있는 것이다.
그런데 노즐(60)로부터 분사되는 포토레지스트에 기체 성분이 포함되어 기포가 생긴 채로 웨이퍼(W) 상에 포토레지스트가 분사되면, 도포 불량을 유발시켜 웨이퍼(W)간 오차가 생기게 되고, 심지어 동일 웨이퍼(W) 상에서의 기포의 흔적을 남길 수 있어 심각한 문제를 야기시킬 수 있다.
이러한 포토레지스트내 기포발생의 직접적인 원인은 관로에 설치된 상기 분사펌프(40)의 펌핑동작으로 인해 포토레지스트내 함유되있는 기포가 서로 결합되면서 확산되는 현상을 일으킨다. 이로 인해 지속적인 확산을 일으키면서 일정크기로 형성이 되면 외부의 감광분사장치로 분사되며 품질의 저하를 가져오고, 또한, 도포 불량 상태로 웨이퍼(W)가 노광 및 현상이 되면 패턴 불량을 야기시켜 결국에는 제품의 하자를 불러 일으킬 수 있는 것이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 반도체 제조 공정의 포토레지스트 공급장치에 있어서, 스크류프로펠러인 유동기가 설치된 버퍼탱크를 설치함으로써 공급되는 포토레지스트에 포함된 기포를 효과적으로 분리, 제거 할 수 있도록 한 반도체 제조설비용 포토레지스트 공급장치를 제공하기 위한 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 제조설비용 포토레지스트 공급장치는 포토레지스트가 저장된 적어도 하나의 공급용기와; 상기 공급용기로부터 공급되는 포토레지스트를 펌핑하는 분사펌프와; 상기 분사펌프로부터 펌핑된 포토레지스트를 웨이퍼로 분사하는 노즐과; 상기 포토레지스트가 유동되는 배관; 및 상기 배관상에 설치되어 포토레지스트내에 포함된 기포를 강제적으로 분해시키는 기포분해장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 기포분해장치는 상기 포토레지스트를 저장하는 버퍼탱크와; 상기 버퍼탱크에 수용된 포토레지스트를 강제 유동시키는 유동기와; 상기 유동기의 동작에 의해 발생된 기포를 센싱하는 기포발생감지기와; 상기 기포를 외부로 배출하는 드레인기를 포함하며, 상기 유동기는 상기 버퍼탱크의 내부에 설치되어 상기 포토레지스트를 강제 회전시키는 스크류프로펠러인 것과 상기 프로펠러는 구동모터에 연결되어 회전동력을 제공받도록 되는것이 바람직하다.
그리고, 상기 드레인기는 상기 버퍼탱크 일측에 연결된 드레인배관과; 상기 드레인배관을 개폐시키는 밸브와; 상기 기포를 강제 배기시키는 토출펌프를 포함하며, 상기 기포발생감지기를 통해 감지된 신호는 제어부로 전달되고 상기 제어부는 그 전달된 신호를 기초로 상기 밸브 및 토출펌프로 동작신호를 전달하도록 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 기포분해장치는 상기 분사펌프 전 단계에 설치되는 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 일 실시예에 의한 구성 및 작용에 대해서 설명한다.
도 2는 본 발명의 반도체 제조설비용 포토레지스트 공급장치의 구성을 나타낸 개략도이다. 도 3은 도 2에 도시된 기포분해장치를 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3에서 보면, 본 발명의 반도체 제조설비용 포토레지스트 공급장치는 포토레지스트가 저장된 적어도 하나의 공급용기(100, 200)와; 상기 공급용기(100, 200)로부터 공급되는 포토레지스트를 펌핑하는 분사펌프(600)와; 상기 분사펌프(600)로부터 펌핑된 포토레지스트를 웨이퍼(W)로 분사하는 노즐(800)과; 상기 포토레지스트가 유동되는 배관(10); 및 상기 배관(10)상에 설치되어 포토레지스트내에 포함된 기포를 강제적으로 분해시키는 기포분해장치(400)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 기포분해장치(400)는 상기 포토레지스트를 저장하는 버퍼탱크(401)와; 상기 버퍼탱크(401)에 수용된 포토레지스트를 강제 유동시키는 유동기(440)와; 상기 유동기(440)의 동작에 의해 발생된 기포(450)를 센싱하는 기포발생감지기(410)와; 상기 기포(450)를 외부로 배출하는 드레인기(470)를 포함한다.
그리고, 상기 유동기(440)는 상기 버퍼탱크(401)의 내부에 설치되어 상기 포토레지스트를 강제 회전시키는 스크류프로펠러이며, 상기 프로펠러는 구동모터(430)에 연결되어 회전동력을 제공받도록 된다.
또한, 상기 드레인기(470)는 상기 버퍼탱크(401) 일측에 연결된 드레인배관(11)과; 상기 드레인배관(11)을 개폐시키는 밸브(420)와 상기 기포(450)를 강제 배기시키는 토출펌프(500)를 포함하며, 상기 기포발생감지기(410)를 통해 감지된 신호는 제어부(430)로 전달되고 상기 제어부(430)는 그 전달된 신호를 기초로 상기 밸브(420) 및 토출펌프(500)로 동작신호를 전달하도록 구성된다.
나아가, 상기 기포분해장치(400)는 상기 분사펌프(600) 전 단계에 설치된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 반도체 제조설비용 포토레지스트 공급장치는 포토레지스트를 기포없이 순수한 상태로 웨이퍼(W)에 공급해 줄 수 있다.
보다 상세히 설명하자면, 상기 분사펌프(600)의 펌핑동작에 의해 포토레지스트가 공급용기(100, 200)로 부터 토출되면, 이는 상기 버퍼탱크(401)에 일시 저장되며 포토레지스트에 포함된 기포는 토출펌프(500)의 펌핑동작에 의해 외부로 배출시킨다, 이때, 상기 공급용기(100, 200)와 버퍼탱크(401) 사이의 배관(10)에 설치된 소진감지기(110, 210)는 공급용기(100, 200)내에 포토레지스트의 양이 소진될 경우, 이를 감지하여 신호를 발생시킴으로써 작업자에게 공급용기(100, 200)의 교체를 인식시켜준다.
상기 공급용기(100, 200)내의 포토레지스트는 배관(10)상에 설치된 삼방밸브(300) 또는 각각의 공급용기(100, 200)에 설치된 공급밸브(120, 220)에 의해 토출되는데, 상기 삼방밸브(300)각각의 공급용기(100, 200)로부터 유입되는 포토레지스트의 양을 조절할 수 있고, 복수로 구비되는 공급용기(100, 200)로부터 유입되는 포토레지스트 중 어느 하나를 선택적으로 토출시킬 수 있게 하는 것이다.
이후, 상기 공급용기(100, 200)와 상기 삼방밸브(300)를 통과한 포토레지스트는 버퍼탱크(401)로 유입되어 포토레지스트 중에 잔류하는 미량의 기포를 상기 버퍼탱크(401)에서 발생시키게 된다. 또는 포토레지스트 배관상의 누설로 인하여 기포가 발생한다. 하지만 포토레지스트내 기포발생의 직접적인 원인은 관로에 설치된 상기 분사펌프(600)의 펌핑동작으로 인해 포토레지스트내 함유되있는 기포가 서로 결합되면서 확산되는 현상을 일으킨다. 이로인해 지속적인 확산을 일으키면서 일정크기로 형성이 되면 웨이퍼(W)로 분사되며 품질의 저하를 가져오게 된다.
이러한 현상을 제거하기 위해 상기 버퍼탱크(401) 하부에 설치된 구동모터(460)의 동력에 의해 상기 버퍼탱크(401) 하측에 설치된 유동기(440)를 회전시키게 되며, 이로인해 상기 버퍼탱크(401)내에 유입되어 있는 포토레지스트내 포함된 기포(450)의 핵 확산의 진행을 활발하게 한다. 다음 핵 확산이 진행된 상기 기포(450)을 상승시킨 후 상기 버퍼탱크(401) 일측에 설치된 기포발생감지기(410)에 감지 되며, 다음 상기 기포발생감지기(410)로 부터 발생된 신호는 제어기(430)로 전달되어 상기 밸브(420)의 열림동작과 토출펌프(500)의 작동을 연동시켜줄수 있는 동기신호를 발생시키고 이에 따라 포토레지스트 내에서 발생된 기포(450)를 토출시킬수 있게 된다.
상기 버퍼탱크(401)내의 기포(450)가 제거된 포토레지스트는 유동밸브(610)가 열리면서 분사펌프(600)의 펌핑동작에 의해 배출되고, 포토레지스트내에 남아있는 불순물을 걸러내기 위해서 필터(700)를 통과하게 된다. 상기 필터(700)에서 여과되고 남은 불순물은 배기밸브(710)를 통해서 배출되어 지게 된다.
상기 필터(700)를 통해 여과되어진 포토레지스트는 노즐(800)을 통해 분사되어 웨이퍼(W)에 도포되어 진다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의하면 토출되는 포토레지스트로부터 기포가 분리, 제거 될수 있도록 버퍼탱크 하부에 설치된 구동모터로부터 동력을 얻는 스크류프로펠러인 유동기를 설치하여 웨이퍼로 분사되는 포토레지스트의 순도를 증진시켜줌으로써 웨이퍼 포토레지스트 도포시 균일성을 향상시키고, 결과적으로 웨이퍼 표면의 패턴 불량을 극소화시킬 수 있는 것이다.
또한 포토레지스트에 기포가 혼입된 채 분사되어 제품불량이 발생하는 문제를 미연에 방지하여 제품의 품질을 향상시킬 수 있고, 작업공수에 따른 원가절감 효과도 있는 것이다.
도 1은 종래의 반도체 제조설비용 포토레지스트 공급장치의 구성을 나타낸 개략도,
도 2는 본 발명의 반도체 제조설비용 포토레지스트 공급장치의 구성을 나타낸 개략도,
도 3은 도 2에 도시된 기포분해장치를 나타낸 도면이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
100, 200 : 공급용기 300 : 삼방밸브
400 : 기포분해장치 401 : 버퍼탱크
410 : 기포발생감지기 420 : 드레인밸브
430 : 제어기 440 : 유동기
450 : 기포 460 : 구동모터
470 : 드레인기 500 : 토출펌프
11 : 드레인배관 W : 웨이퍼

Claims (7)

  1. 포토레지스트가 저장된 적어도 하나의 공급용기;
    상기 공급용기로부터 공급되는 포토레지스트를 펌핑하는 분사펌프;
    상기 분사펌프로부터 펌핑된 포토레지스트를 웨이퍼로 분사하는 노즐;
    상기 포토레지스트가 유동되는 배관; 및
    상기 배관상에 설치되어 포토레지스트내에 포함된 기포를 강제적으로 분해시키는 기포분해장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비용 포토레지스트 공급장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 기포분해장치는 상기 포토레지스트를 저장하는 버퍼탱크와; 상기 버퍼탱크에 수용된 포토레지스트를 강제 유동시키는 유동기와; 상기 유동기의 동작에 의해 발생된 기포를 감지하는 기포발생감지기와; 상기 기포를 외부로 배출하는 드레인기를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비용 포토레지스트 공급장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 유동기는 상기 버퍼탱크의 내부에 설치되어 상기 포토레지스트를 강제 회전시키는 스크류프로펠러인 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비용 포토레지스트 공급장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 프로펠러는 구동모터에 연결되어 회전동력을 제공받도록 된 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비용 포토레지스트 공급장치.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 드레인기는 상기 버퍼탱크 일측에 연결된 드레인배관과; 상기 드레인배관을 개폐시키는 밸브와; 상기 기포를 강제 배기시키는 토출펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비용 포토레지스트 공급장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 기포발생감지기를 통해 감지된 신호는 제어부로 전달되고 상기 제어부는 그 전달된 신호를 기초로 상기 밸브 및 토출펌프로 동작신호를 전달하도록 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비용 포토레지스트 공급장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 기포분해장치는 상기 분사펌프 전 단계에 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비용 포토레지스트 공급장치.
KR1020030074415A 2003-10-23 2003-10-23 반도체 제조설비용 포토레지스트 공급장치 KR20050039055A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101139530B1 (ko) * 2005-06-30 2012-05-02 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 제조 설비

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