KR20050121339A - 반도체 제조 설비의 캐미칼 닉 감지장치 및 그 감지방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조 설비의 캐미칼 닉 감지장치 및 그 감지방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 포토리소그래피 공정시 사용되는 각종 캐미칼의 누출을 신속하게 검출할 수 있도록 캐미칼이 사용되는 장치의 바텀 부위에 캐미칼의 누출을 감지하는 캐미칼 닉 감지센서를 형성하고, 상기 감지센서를 통해 캐미칼 누출이 모니터링될 경우 이를 알리는 알람부를 형성함으로써, 포토리소그래피 공정시 캐미칼 닉에 의해 발생되는 인체 피해를 최소화한다. 또한, 캐미칼 닉 발생시 설비의 각종 유닛내부로 원하는 유량이 분사되지 못함으로 인해 야기되는 코팅 불량이나 각종 현상 불량등과 같은 종래의 각종 공정 불량 문제가 해소되어 공정안정화를 이룰 수 있고, 이로 인해 전체적인 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

반도체 제조 설비의 캐미칼 닉 감지장치 및 그 감지방법{sensing apparatus of chemical nick in semiconductor manufacturing equipment and sensing method thereof}

본 발명은 반도체 제조 설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 노즐 라인등에 발생된 케미칼 닉의 발생을 감지할 수 있는 반도체 제조 설비의 케미칼 닉 감지장치 및 그 감지방법에 관한 것이다.

정보 통신 분야의 급속한 발달과 컴퓨터와 같은 정보 매체의 급속한 대중화에 따라 반도체 디바이스도 비약적으로 발전하고 있다. 따라서, 그 기능적인 면에 있어서 고속으로 동작하는 동시에 대용량의 저장 능력 또한 요구되고 있는 바, 이러한 반도체 디바이스의 제조 기술은 집적도, 신뢰도 및 응답 속도등을 극대화하는 방향으로 연구 개발되고 있다.

이러한 반도체 디바이스의 제조 기술은 크게 반도체 기판 상에 가공막을 형성하는 증착(deposition)공정, 상기 증착공정으로 형성된 가공막 상에 감광막을 도포한 뒤, 마스크를 이용하여 감광막을 노광한 후 노광되어 패터닝된 감광막을 식각마스크로서 이용하여 상기 반도체 기판상의 가공막을 패터닝하는 포토리소그래피(photolithography) 공정, 웨이퍼 표면을 일괄적으로 연마하여 단차를 없애는 평탄화(CMP: Chemical Mechanical Polishing)공정등과 같은 여러 단위 공정들로 이루어져 있다.

상기와 같은 여러 단위 공정들 중에서 특히 포토리소그래피 공정에서는 감광막으로서 기능하는 감광성 포토레지스트(PR:Photo Resist)을 비롯하여 현상(develop)액, 씨너(thinner) 및 초순수(DI water)등과 같은 각종 캐미칼(chemical)이 사용된다. 이러한 캐미칼은 각종 메인 공급 장치내에서 드레인 노즐라인을 거쳐 설비내로 공급이 이루어지고 있는데 이러한 노즐라인은 각종 작업에 의한 어택(attack)이나 장기간 사용에 의한 노화로 손상을 입게 되고, 이러한 손상 부위에서 캐미칼이 누출되는 캐미칼 닉(nick)이 발생한다.

공정 설비내에 이러한 캐미칼 닉이 발생할 경우, 공정 설비의 각종 유닛으로 원하는 만큼의 유량이 분사되지 못하여 코팅 불량이나 각종 현상 불량등과 같은 각종 공정 불량이 유발된다. 또한, 인체에 해로운 캐미칼인 씨너가 공급되는 과정에서 닉이 발생될 경우에는 인체 피해도 심각하게 발생할 수 있는 문제점이 있다.

그러나, 종래에는 캐미칼 닉 발생을 조기에 파악하여 관리하는 방식이 아니라, 단지 공정 진행자가 임의적으로 제조 설비에 관심을 가지고 모니터링하는 바람직하지 못한 관리 방식을 취했었다. 이처럼, 캐미칼 닉 감지 시스템이 제대로 구축되지 않아 공정 불량 및 각종 캐미칼 사고가 되풀이되고 있는 바, 본 분야에서는 상기한 종래의 문제점에 대한 개선 방안으로서 보다 효과적으로 공정 설비내 캐미칼 누출을 감지할 수 있도록 하는 캐미칼 닉 감지 시스템이 절실히 요구되고 있다.

상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 반도체 디바이스 제조공정시 원치않는 상황에서 캐미칼이 누출되는 캐미칼 닉을 조기에 신속히 발견하여 공정 불량을 최소화할 수 있도록 하는 캐미칼 닉 감지장치 및 그 감지방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 반도체 디바이스 제조공정시 원치않는 상황에서 캐미칼이 누출되는 캐미칼 닉을 조기에 신속히 감지하여 인체 피해를 방지할 수 있도록 하는 캐미칼 닉 감지장치 및 그 감지방법을 제공함에 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 캐미칼 닉 감지장치는, 캐미칼이 공급되는 드레인 노즐이 형성되어 있는 캐미칼 사용 장치의 바텀 부위에 형성되어 캐미칼 닉이 발생됨을 모니터링하는 캐미칼 닉 감지센서가 내장된 캐미칼 닉 감지 패널부와; 상기 드레인 노즐을 통해 공급되는 캐미칼이 누출될 경우, 이를 감지하여 경고음을 송출하는 알람부를 포함함을 특징으로 한다.

또한, 상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 캐미칼 닉 감지방법은, 캐미칼 닉 감지 패널부의 캐미칼 닉 감지센서를 통해 캐미칼의 누출을 감지하는 단계와; 상기 캐미칼 닉 감지센서를 통해 캐미칼 닉이 감지되었을 경우, 설비의 작동을 중단시키고 작업자에게 캐미칼 닉이 발생되었음을 알리는 경고음을 송출하는 단계와; 엔지니어가 상기 캐미칼 닉 발생을 확인할 수 있도록, 공정 진행 상황을 알리는 메뉴 패널을 통해 캐미칼 닉이 발생되었음을 디스플레이하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 카테고리를 벗어나지 않는 범위내에서 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 캐미칼 닉 검출장치의 구조를 개략적으로 나타내는 단면구조도이다.

도 1을 참조하면, 포토리소그래피 공정을 실시하기 위한 챔버(1)가 도시되어 있고, 상기 챔버(1) 내부에는 예컨대, PR 보틀(bottle)(10)이 형성되어 있다. 상기 PR 보틀(10)에는 드레인 노즐(12)이 연결되어 있고, 이러한 드레인 노즐(12)을 통해 포지티브 타입 또는 네거티브 타입의 포토레지스트가 공급되어 웨이퍼 전면 상부에 포토레지스트막이 형성된다.

한편, 상기 드레인 노즐(12)을 통해 PR 보틀(10) 내부로 포토레지스트가 공급되는 과정에서 각종 공정 작업으로 인한 어택이나 장기간 사용에 의해 상기 드레인 노즐(12)이 노후되어 손상될 경우, 이러한 손상 부위에서 캐미칼(포토레지스트)이 누출되는 캐미칼 닉(nick)이 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 드레인 노즐(12)이 형성되어 있는 캐미칼 사용 장치의 바텀 부위에 캐미칼 닉이 발생됨을 항시 모니터링하는 캐미칼 닉 감지센서가 내장된 캐미칼 닉 감지 패널부(14)를 형성하여, 드레인 노즐(12)의 손상된 부위등을 통해 캐미칼이 누출되고 있음을 즉시 검출하여 공정을 중단하고 설비를 점검함으로써, 각종 공정 불량 및 인체 피해를 최소화한다.

상기 캐미칼 닉 감지 패널부(14)는 본 발명의 핵심구성으로서, 도 1의 참조부호 "A" 영역의 확대 단면구조를 나타내는 도 2를 참조하여, 누출된 캐미칼이 검출되는 과정을 보다 상세히 살펴보기로 하자.

도 2를 참조하면, 상기 드레인 노즐(12)을 통해 포토레지스트등의 캐미칼이 공급되는 과정에서, 상기 드레인 노즐(12)상의 닉 부위를 통해 참조부호 "B"로 도시한 바와 같이 캐미칼 누출이 발생된다. 이처럼 누출된 캐미칼은 드레인 노즐(12)의 하부에 형성되어 있는 캐미칼 닉 감지 패널부(14)에 닿게 되고, 상기 캐미칼 닉 감지 패널부(14)의 캐미칼 닉 감지센서는 이러한 캐미칼을 인식하여 드레인 노즐(12) 영역의 손상으로 인한 캐미칼 닉이 발생되었음을 검출하게 된다. 또한, 캐미칼 닉이 검출되었을 경우, 즉각 설비 진행을 중단하고, 작업자에게 캐미칼 닉이 발생되었음을 알람부(도시되지 않음)를 통해 경고음으로 알려주고, 전체 공정 진행상황을 나타내는 메뉴 패널을 통해 포토레지스트 도포과정중 캐미칼 닉이 발생되었음을 디스플레이한다. 그러면, 설비 엔지니어는 설비내 캐미칼 닉 발생을 확인하고, 문제를 해결한 뒤 다시 공정이 재개되도록 한다.

본 실시예에서는 PR 보틀(10)을 예로 들어 설명하였으나, 이러한 PR 보틀(10) 대신 현상액 탱크에도 적용할 수 있다. 즉, 도 1에서와 같은 구조의 드레인 노즐(12)을 통해 현상액 탱크 내부로 현상액을 공급할 경우, 설비의 바텀 영역에 형성되어 있는 캐미칼 닉 감지 패널부(14)를 통해 현상액의 누출이 검출될 수 있다. 여기서, 상기 캐미칼 닉 감지 패널부(14)는 상기 PR 보틀(10) 또는 현상액 탱크의 무게를 지탱할 수 있는 재질로 형성하는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 캐미칼 닉 감지장치를 통해 수행되는 캐미칼 닉 감지방법을 설명하기 위한 플로우챠트이다.

먼저, 제100단계에서는 캐미칼 닉 감지 패널부(14)의 캐미칼 닉 감지센서를 통해 포토레지스트, 현상액, 씨너 및 초순수등과 같은 각종 캐미칼이 노후되고 손상된 드레인 노즐(12)을 통해 누출되는지를 감지한다. 제102단계에서는 캐미칼 누출로 인해 캐미칼 닉이 발생되는지를 판단하여, 캐미칼 닉이 발생되지 않을 경우에는 상기 제100단계로 되돌아가고, 캐미칼 닉이 발생되었을 경우에는 제104단계로 진행된다. 제104단계에서는 포토리소그래피 공정이 진행중인 설비의 작동을 중단시키고, 작업자에게 캐미칼 닉이 발생되었음을 알리는 경고음을 송출한다.

이어서, 제106단계에서는 전체 포토리소그래피 공정 상황을 알리는 메뉴 패널을 통해 캐미칼 닉이 발생되었음을 디스플레이한다. 제108단계에서는 엔지니어가 상기 메뉴 패널을 통해 이러한 캐미칼 닉 발생을 확인한 뒤, 문제를 해결하게 된다. 그리고, 제110단계에서는 포토리소그래피 공정이 완료되었는가를 확인하고, 공정이 완료되었으면 프로그램을 종료하고, 공정이 완료되지 않았으면 상기 제100단계로 되돌아가서 공정이 진행되는 동안 계속해서 캐미칼 닉의 발생을 검출하게 된다.

이와 같이, 본 발명에서는 포토리소그래피 장치의 바텀 부위에 캐미칼 닉을 항시 모니터링하는 캐미칼 닉 감지센서를 형성함으로써, 캐미칼 닉 발생을 조기에 검출하여 즉각적인 대처가 가능하도록 한다.

상기한 바와 같이, 구체적인 실시예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 포토리소그래피 공정시 사용되는 각종 캐미칼의 누출을 신속하게 검출할 수 있도록, 캐미칼이 사용되는 제조설비의 바텀 부위에 캐미칼의 누출을 감지하는 캐미칼 닉 감지센서를 형성하고, 상기 감지센서를 통해 누출된 캐미칼이 모니터링될 경우 이를 알리는 알람부를 형성하여 신속히 대처할 수 있도록 함으로써, 포토리소그래피 공정시 캐미칼 닉에 의한 인체 피해를 최소화할 수 있게 된다.

또한, 캐미칼 닉 발생시 설비의 각종 유닛내부로 원하는 유량이 분사되지 못함으로 인해 야기되는 코팅 불량이나 각종 현상 불량등과 종래의 각종 공정 불량 문제가 해소되어 공정안정화를 이룰 수 있고, 이로 인해 전체적인 생산성이 향상되는 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 제조 설비의 캐미칼 닉 감지장치를 개략적으로 나타내는 단면구조도이다.

도 2는 상기 도 1의 참조부호 "A"영역의 확대구조도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 캐미칼 닉 감지장치를 통해 수행되는 캐미칼 닉 감지방법을 설명하기 위한 플로우챠트이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10: PR 보틀 12: 드레인 노즐

14: 캐미칼 닉 감지 패널부

Claims (4)

1. 반도체 제조 설비의 캐미칼 닉 감지장치에 있어서:

   캐미칼이 공급되는 드레인 노즐이 형성되어 있는 캐미칼 사용 장치의 바텀 부위에 형성되어 캐미칼 닉이 발생됨을 모니터링하는 캐미칼 닉 감지센서가 내장된 캐미칼 닉 감지 패널부와;

   상기 드레인 노즐을 통해 공급되는 캐미칼이 누출될 경우, 이를 감지하여 경고음을 송출하는 알람부를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 캐미칼 닉 감지장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 반도체 제조 설비는 포토리소그래피 공정을 위한 제조 설비임을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 캐미칼 닉 감지장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 캐미칼 닉 감지 패널부를 통해 캐미칼 닉이 감지되었을 경우, 이러한 캐미칼 닉 발생 사실을 육안으로 확인할 수 있도록 디스플레이하는 메뉴 패널부를 더 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 캐미칼 닉 감지장치.
4. 반도체 제조 설비의 캐미칼 닉 감지방법에 있어서:

   캐미칼 닉 감지 패널부의 캐미칼 닉 감지센서를 통해 캐미칼의 누출을 감지하는 단계와;

   상기 캐미칼 닉 감지센서를 통해 캐미칼 닉이 감지되었을 경우, 설비의 작동을 중단시키고 작업자에게 캐미칼 닉이 발생되었음을 알리는 경고음을 송출하는 단계와;

   엔지니어가 상기 캐미칼 닉 발생을 확인할 수 있도록, 공정 진행 상황을 알리는 메뉴 패널을 통해 캐미칼 닉이 발생되었음을 디스플레이하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 캐미칼 닉 감지방법.