KR20050098412A - 반도체 제조 장비의 케미컬 용액 플로우 감시장치 - Google Patents

Abstract

반도체 제조 장비의 케미컬 용액 플로우 감시장치는, 케미컬 용액을 수용하는 내부공간을 갖는 저장탱크와, 캐리어 가스가 들어오는 가스 인입 파이프 라인, 상기 가스 인입 파이프 라인과 상기 저장탱크간에 연결되어 상기 캐리어 가스의 인입을 제어하는 인입 밸브, 상기 가스 인입 파이프 라인으로 인가되는 캐리어 가스를 바이패스하기 위한 바이패스 밸브, 상기 저장탱크에 저장된 케미컬 용액의 배출을 위한 배출 파이프 라인, 상기 배출 파이프 라인에 연결되어 케미컬 용액의 배출을 제어하는 배출 밸브, 상기 배출 밸브의 출력단과 상기 바이패스 밸브의 출력단에 함께 연결된 믹싱 출력라인, 및 상기 믹싱 출력라인에 연결되어 케미컬 용액에 포함된 기포들의 양을 감지하여 케미컬 용액의 플로잉 이상유무를 감시하기 위한 감시부를 구비함에 의해, 케미컬 용액의 플로잉 에러를 방지하여 막질의 형성 실패확률을 낮추는 효과를 갖는다.

Description

반도체 제조 장비의 케미컬 용액 플로우 감시장치{chemical solution monitoring apparatus in semiconductor device fabrication equipment}

본 발명은 반도체 소자를 제조하기 위한 반도체 제조장비에 관한 것으로, 특히 케미컬 용액의 플로잉을 효율적으로 감시할 수 있는 반도체 제조 장비의 케미컬 용액 플로우 감시장치에 관한 것이다.

근래에 컴퓨터 등과 같은 정보 매체의 급속한 보급에 따라 반도체 메모리 등과 같은 반도체 소자의 기능도 비약적으로 발전하고 있다. 최근의 반도체 제품들의 경우, 경쟁력 확보를 위해 낮은 비용, 고품질을 위해 필수적으로 제품의 고집적화가 요구된다. 고집적화를 위해서는 트랜지스터 소자의 게이트 산화막 두께 및 채널 길이들을 얇고 짧게 하는 작업 등을 포함하는 스케일 다운이 수반되어지며, 그에 따라 반도체 제조 공정 및 제조 장비도 다양한 형태로 발전되어 지고 있는 추세이다. 특히, 하이 퍼포먼스 디바이스를 사용자들이 요구함에 따라 그러한 반도체 소자를 제조하는 제조 장비의 기능이나 동작 퍼포먼스는 매우 중요하게 대두되고 있다.

통상적으로, 반도체 제조공정에 있어서 웨이퍼를 가공하는 반도체 제조장비는 웨이퍼를 이송하기 위한 이송로봇과, 유전막이나 폴리실리콘 막을 도포하기 위한 도포장비와, 막질이 도포된 웨이퍼 상에 감광액을 도포하는 코터(coater)와, 상기 도포된 감광액을 베이킹하는 베이크 유닛과, 상기 웨이퍼를 일정한 위치에 정렬시키기 위한 정렬기와, 마스크나 레티클의 패턴이 웨이퍼 상부의 감광막에 전사되도록 하기 위해 노광원을 제공하는 노광기와, 상기 노광된 감광막을 현상하여 식각 마스크로서 사용되어질 감광막 패턴이 얻어지도록 하는 현상기와, 상기 감광막 패턴을 식각 마스크로 사용하여 노출된 막을 식각하는 식각장치를 포함한다.

상기 제조장비에 포함되어 있는 상기 유전막 도포 장비에서는 유전막 코팅공정을 수행하기 위해 유전막, 예컨대 스핀 온 글래스(SOG:Spin On Glass)막 또는 필드 산화막(Fox)을 형성하기 위해 예컨대 OCD(Ohka diffusion source)케미컬 용액이 사용되어진다. 또한, 상기 코터 장비에서는 포토레지스트 등과 같은 케미컬 용액이 노즐을 통해 웨이퍼 위에 공급될 수 있도록 사용된다.

그러한 통상적인 케미컬 용액 공급장치는 도 1에 도시된 바와 같은 구성을 갖는다. 도 1을 참조하면, 유전막을 위한 케미컬 용액이나 포토레지스트 등과 같은 케미컬 용액을 수용하는 내부공간을 갖는 저장탱크(10)와, 캐리어 가스 예컨대 질소 가스가 들어오는 가스 인입 파이프 라인(2), 상기 가스 인입 파이프 라인(2)과 상기 저장탱크(10)간에 연결되어 상기 캐리어 가스의 인입을 제어하는 인입 밸브(8), 상기 가스 인입 파이프 라인(2)으로 인가되는 캐리어 가스를 바이패스하기 위한 바이패스 밸브(10), 상기 저장탱크(10)에 저장된 케미컬 용액의 배출을 위한 배출 파이프 라인(16), 상기 배출 파이프 라인(16)에 연결되어 케미컬 용액의 배출을 제어하는 배출 밸브(18), 그리고 상기 배출 밸브(18)의 출력단과 상기 바이패스 밸브(10)의 출력단(12)에 함께 연결된 믹싱 출력라인(20)으로 구성된 케미컬 용액 공급 장치의 플로잉 구조가 개략적으로 보여진다.

상기한 바와 같은 플로잉 구조를 갖는 케미컬 용액 공급 장치에서, 상기 캐리어 가스가 상기 바이패스 밸브(10)의 오동작이나 미세한 누설로 인하여 상기 저장탱크(10)를 거침이 없이 곧바로 상기 믹싱 출력라인(20)으로 흐를 경우에 공급 에러가 발생된다. 즉, 상기 캐리어 가스는 상기 케미컬 용액을 버블링 시켜 케미컬 용액이 운반되도록 하는 용도로만 사용되어야 하나, 상기 바이패스 밸브(10)의 출력단(12)으로 곧 바로 누설될 경우에 상기 믹싱 출력라인(20)에 제공되는 케미컬 용액에는 기포들이 많이 포함되므로 공급되는 케미컬의 량이 줄어드는 문제점이 발생되는 것이다.

상기한 바와 같이 종래에는 상기 바이패스 밸브(10)의 누설에 기인하여 출력단(12)으로 캐리어 가스가 직접적으로 공급되어 케미컬 용액의 플로잉 에러가 종종 발생되는 문제점이 있어왔다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결할 수 있는 반도체 제조 장비의 케미컬 용액 플로우 감시장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 케미컬 용액의 플로잉 에러를 방지할 수 있는 반도체 제조 장비의 케미컬 용액 플로우 감시장치를 제공함에 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시예적 구체화에 따라 반도체 제조 장비의 케미컬 용액 플로우 감시장치는, 케미컬 용액을 수용하는 내부공간을 갖는 저장탱크와, 캐리어 가스가 들어오는 가스 인입 파이프 라인, 상기 가스 인입 파이프 라인과 상기 저장탱크간에 연결되어 상기 캐리어 가스의 인입을 제어하는 인입 밸브, 상기 가스 인입 파이프 라인으로 인가되는 캐리어 가스를 바이패스하기 위한 바이패스 밸브, 상기 저장탱크에 저장된 케미컬 용액의 배출을 위한 배출 파이프 라인, 상기 배출 파이프 라인에 연결되어 케미컬 용액의 배출을 제어하는 배출 밸브, 상기 배출 밸브의 출력단과 상기 바이패스 밸브의 출력단에 함께 연결된 믹싱 출력라인, 및 상기 믹싱 출력라인에 연결되어 케미컬 용액에 포함된 기포들의 양을 감지하여 케미컬 용액의 플로잉 이상유무를 감시하기 위한 감시부를 구비함을 특징으로 한다.

바람직하기로, 상기 감시부는 기포검출 센서를 포함하며, 정상적으로 버블링된 케미컬 용액의 기포 량과, 누설에 의해 바이패스가 된 경우의 기포 량이 다르다는 원리에 입각하여 검출 기포 량과 정상적 범위 내의 기준 기포 량을 비교하여 이상 유무를 경고하는 기능을 한다. 여기서, 상기 기포검출 센서는 상기 믹싱 출력라인내에 발생된 기포들을 보다 정확히 검출할 수 있는 밀착형 근접 센서일 수 있다.

상기한 본 발명의 구성에 따르면, 케미컬 용액의 플로잉 에러가 방지되므로, 반도체 제조 공정에서 케미컬 용액이 정확하게 공급되어 막질의 형성 실패확률이 낮아지게 되는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 반도체 제조 장비의 케미컬 용액 플로우 감시장치에 대한 바람직한 실시 예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명된다. 비록 다른 도면에 표시되어 있더라도 동일내지 유사한 기능을 수행하는 구성요소들은 동일한 참조부호로서 나타나 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 제조 장비의 케미컬 용액 플로우 감시장치도이다. 도면을 참조하면, 도 1과는 다르게, 도 1의 구성에 더하여 믹싱 출력라인(20)에 연결되며 케미컬 용액에 포함된 기포들의 양을 감지하여 케미컬 용액의 플로잉 이상유무를 감시하기 위한 감시부(30)가 설치된 것이 보여진다.

즉, 도 2의 케미컬 용액 플로우 감시장치는, 케미컬 용액을 수용하는 내부공간을 갖는 저장탱크(10)와, 캐리어 가스가 들어오는 가스 인입 파이프 라인(2), 상기 가스 인입 파이프 라인(2)과 상기 저장탱크(10)간에 연결되어 상기 캐리어 가스의 인입을 제어하는 인입 밸브(8), 상기 가스 인입 파이프 라인(2)으로 인가되는 캐리어 가스를 바이패스하기 위한 바이패스 밸브(10), 상기 저장탱크(10)에 저장된 케미컬 용액의 배출을 위한 배출 파이프 라인(16), 상기 배출 파이프 라인(16)에 연결되어 케미컬 용액의 배출을 제어하는 배출 밸브(18), 상기 배출 밸브(18)의 출력단과 상기 바이패스 밸브(10)의 출력단(12)에 함께 연결된 믹싱 출력라인(20)을 기본적으로 포함하며, 추가적으로 상기 믹싱 출력라인(20)에 연결되어 케미컬 용액에 포함된 기포들의 양을 감지하여 케미컬 용액의 플로잉 이상유무를 감시하기 위한 감시부(30)를 구비하는 것이다.

여기서, 상기 감시부(30)는 기포검출 센서를 포함하며, 정상적으로 버블링된 케미컬 용액의 기포 량과, 누설에 의해 바이패스가 된 경우의 기포 량이 다르다는 원리에 입각하여 검출 기포 량과 정상적 범위 내의 기준 기포 량을 비교하여 이상 유무를 경고하는 기능을 하게 되는 소자이다. 여기서, 상기 기포검출 센서는 상기 믹싱 출력라인(20)내에 발생된 기포들을 보다 정확히 검출할 수 있는 밀착형 근접 센서일 수 있다.

도 2와 같은 본 발명의 케미컬 용액 공급 장치에서, 상기 캐리어 가스가 상기 바이패스 밸브(10)의 오동작이나 미세한 누설로 인하여 상기 저장탱크(10)를 거침이 없이 곧바로 상기 믹싱 출력라인(20)으로 흐를 경우에, 상기 감시부(30)의 기포검출 센서는 정상적인 기포 량보다 많은 기포 량을 검출하게 된다. 이에 따라, 감시부(30)는 상기 검출된 기포 량이 미리 설정된 기준 기포 량을 초과할 경우에 케미컬 용액의 플로잉에 에러가 발생하였음을 감지하게 된다. 이러한 것은 통상의 콘트롤러의 프로그램 동작에 의해 수행이 가능하다.

따라서, 바이패스 밸브(10)의 출력단(12)으로 상기 캐리어 가스가 곧 바로 누설될 경우에 경보가 발생되므로 공급되는 케미컬 용액의 량이 줄어드는 문제가 해결된다. 따라서, 케미컬 용액의 플로잉 에러가 방지됨에 의해 막질의 형성 실패의 확률이 줄어든다.

상기한 본 발명의 장치 구성에 따르면, 케미컬 용액의 플로잉 에러가 방지되므로, 반도체 제조 공정에서 케미컬 용액이 정확하게 공급되어 막질의 형성 실패확률이 획기적으로 낮아질 수 있다.

상기한 설명에서는 본 발명의 실시 예를 위주로 도면을 따라 예를 들어 설명하였지만, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 또는 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이다. 예를 들어, 사안이 다른 경우에 감시부의 내부 구성이나 형태 및 설치 위치를 변경할 수 있음은 물론이다.

상기한 바와 같이 본 발명의 케미컬 용액 플로우 감시장치에 따르면, 케미컬 용액의 플로잉 에러가 방지되므로, 반도체 제조 공정에서 케미컬 용액이 정확하게 공급되어 막질의 형성 실패확률이 낮아지게 되는 효과가 있다. 그러므로, 제조공정의 로스가 감소되고 케미컬 코팅 공정의 신뢰성이 증대되는 장점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 반도체 제조 장비의 케미컬 용액 공급을 보인 개략도

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장비의 케미컬 용액 플로우 감시장치도

Claims (5)

1. 반도체 제조 장비의 케미컬 용액 플로우 감시장치에 있어서:

   케미컬 용액을 수용하는 내부공간을 갖는 저장탱크와,

   캐리어 가스가 들어오는 가스 인입 파이프 라인,

   상기 가스 인입 파이프 라인과 상기 저장탱크간에 연결되어 상기 캐리어 가스의 인입을 제어하는 인입 밸브,

   상기 가스 인입 파이프 라인으로 인가되는 캐리어 가스를 바이패스하기 위한 바이패스 밸브,

   상기 저장탱크에 저장된 케미컬 용액의 배출을 위한 배출 파이프 라인,

   상기 배출 파이프 라인에 연결되어 케미컬 용액의 배출을 제어하는 배출 밸브,

   상기 배출 밸브의 출력단과 상기 바이패스 밸브의 출력단에 함께 연결된 믹싱 출력라인, 및

   상기 믹싱 출력라인에 연결되어 케미컬 용액에 포함된 기포들의 양을 감지하여 케미컬 용액의 플로잉 이상유무를 감시하기 위한 감시부를 구비함을 특징으로 하는 반도체 제조 장비의 케미컬 용액 플로우 감시장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 케미컬 용액은 유전막을 코팅하기 위한 용액임을 특징으로 하는 반도체 제조 장비의 케미컬 용액 플로우 감시장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 케미컬 용액은 포토레지스 막을 코팅하기 위한 용액임을 특징으로 하는 반도체 제조 장비의 케미컬 용액 플로우 감시장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 감시부는 기포검출 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장비의 케미컬 용액 플로우 감시장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 기포검출 센서는 상기 믹싱 출력라인내에 발생된 기포들을 보다 정확히 검출할 수 있는 밀착형 근접 센서임을 특징으로 하는 반도체 제조 장비의 케미컬 용액 플로우 감시장치.