KR20060026795A - 도포액 도포장치의 썩백 제어장치 - Google Patents

도포액 도포장치의 썩백 제어장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 제조장치 도포액 썩백장치에 관한 것이다.
본 발명은 도포액을 저장하는 도포액 보틀과; 상기 도포액 보틀에 저장된 도포액에 압력을 가하여 도포액이 상기 도포액 보틀 외부로 전달되도록 하는 도포액 가압기와; 상기 도포액 보틀과 연결된 도포액 분사관과; 상기 도포액 분사관의 끝단에 연결되어 웨이퍼에 상기 도포액이 분사되도록 하는 도포액 분사노즐과; 상기 도포액 분사관에 설치되어 상기 도포액 분사관을 통과하는 도포액의 양을 조절하는 썩백 밸브와; 썩백 동작시 에어가 통과되도록 하는 에어라인과; 상기 에어라인을 통과하는 에어의 양을 조절하는 에어 밸브와; 상기 에어 밸브의 동작을 제어하는 에어 밸브 유속제어기;를 포함하는 도포액 도포장치의 썩백제어장치를 개시한다.
도포액, 썩백, 에어밸브, 유량센서, 썩백밸브

Description

도포액 도포장치의 썩백 제어장치{SUCK-BACK CONTROL DEVICE OF PHOTORESIST COATER}
도 1은 일반적인 도포액 도포장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 도포액 도포장치의 구성도.
도 3은 썩백동작이 정상적을 이루어지는 경우와 썩백동작이 정상적으로 이루어지지 않는 경우의 도포액 분사노즐의 단면을 보여주는 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
11, 110 : 도포액 보틀 12, 120 : 도포액 가압기
13, 130 : 썩백밸브 14, 140 : 도포액 분사관
15, 150 : 도포액 분사노즐 16, 160 : 에어밸브
17, 170 : 에어라인 20, 200 : 웨이퍼
30, 300 : 웨이퍼 척 500: 에어밸브 유속제어기
본 발명은 반도체 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 제조장 치 도포액 썩백장치에 관한 것이다.
일반적으로 포토리소그래피(Photolithography)공정에서는 웨이퍼의 최상층을 선택적으로 제거하거나 웨이퍼에 패턴을 형성하는 공정으로서, 웨이퍼에 필요로 하는 기능을 만족시키는 회로를 설계한 후에, 이를 토대로 마스크를 제작하고, 제작된 상기 마스크에 광원을 통과시켜 도포액(Photoresist)이 도포된 웨이퍼를 노광한다. 상기 노광으로 내부구조가 변화된 도포액을 선택 또는 제거하는 현상공정을 거쳐서 상기 현상공정에서 형성된 패턴으로 노출된 웨이퍼의 표면을 선택적으로 제거하는 식각공정 및 최종적으로 남은 도포액층을 제거하는 스트리핑(Stripping)공정을 수행하여 웨이퍼 패턴을 형성하게 된다.
그 중에서 상기 도포액이 도포된 웨이퍼를 제작하는 공정을 도포액 도포(Photoresist Coating)공정이라 칭하고, 상기 도포액 도포공정은, 도포액을 도포할 웨이퍼 표면위에 먼지나 습기를 제거하기 위하여 브러쉬(Brush) 및 고압순수를 사용하여 세정하는 웨이퍼 표면처리단계와, 도포될 도포액과 웨이퍼 표면간의 접착성을 증가시키기 위해 촉매제를 웨이퍼에 도포하는 촉매제 도포단계와, 웨이퍼위에 도포액을 원하는 두께로 일정하게 입히는 도포액 도포단계와, 오븐에서 도포된 도포액에 남아있는 솔벤트를 휘발시키고 도포액을 적당히 굳혀주는 소프트 베이크(Soft-Bake)단계로 이루어진다.
상기 도포액 도포단계에서 사용되는 방법은 액체를 웨이퍼에 입히는 일반적인 방법으로 스핀방법이 사용된다.
상기 스핀방법에 의한 스핀코팅(Spin Coating)기술은 도포액을 진공척에 흡 착된 웨이퍼 상면에 인가시키고 웨이퍼를 저속 또는 고속으로 회전시키는 기술로써 도포막의 엄격한 두께조절에 가장 적합한 기술이다.

도 1은 일반적인 도포액 도포장치의 구성도로서, 도포액을 저장하고 있는 도포액 보틀(Bottle, 11)과, 그 도포액 보틀(11)의 내부를 가압시켜 도포액이 방출되도록 하는 가압기(12)와, 도포액 보틀(11)에서 방출되는 도포액을 전달하는 도포액 분사관(14) 및 도포액 분사노즐(15)과, 상기 도포액 분사관(14)에 설치되는 썩백밸브(13) 및 에어밸브(16), 에어라인(17)를 포함하여 구성된다.
웨이퍼척(30)에 웨이퍼(20)가 놓인 후에 상기 도포액 분사노즐(15)을 통해 도포액이 분사되어 상기 웨이퍼(20)에 도포액이 분사된다.
상기와 같이 구성된 종래의 썩백장치의 썩백 밸브 및 에어 밸브는 밸브를 동작하는 유량을 데이터화 할 수 없고, 오로지 엔지니어의 경험과 눈대중으로 썩백 밸브 및 에어 밸브를 제어하므로 썩백밸브 및 에어 밸브의 잘못된 동작을 보정하는데 몇 번의 시행착오를 거쳐 작업을 해야 하므로 정밀하고 신속한 제어를 할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 썩백동작이 정상적으로 이루어지지 않을 경우에 신속하게 정상적인 썩백동작이 이루어지도록 제어할 수 있는 도포액 도포장치의 썩백 제어장치를 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 도포액을 저장하는 도포액 보틀과; 상기 도포액 보틀에 저장된 도포액에 압력을 가하여 도포액이 상기 도포액 보틀 외부로 전달되도록 하는 도포액 가압기와; 상기 도포액 보틀과 연결된 도포액 분사관과; 상기 도포액 분사관의 끝단에 연결되어 웨이퍼에 상기 도포액이 분사되도록 하는 도포액 분사노즐과; 상기 도포액 분사관에 설치되어 상기 도포액 분사관을 통과하는 도포액의 양을 조절하는 썩백 밸브와; 썩백 동작시 에어가 통과되도록 하는 에어라인과; 상기 에어라인을 통과하는 에어의 양을 조절하는 에어 밸브와; 상기 에어 밸브의 동작을 제어하는 에어 밸브 유속제어기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 에어밸브 유속제어기는: 상기 에어라인을 통과하는 에어의 유량을 측정하는 유량센서와; 상기 에어밸브 및 상기 썩백밸브의 동작을 제어하는 제어수단과; 상기 유량센서에 의해 측정된 에어의 유량값들을 저장하는 저장수단;을 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제어수단은 상기 도포장치의 정상적인 썩백동작시의 상기 유량센서에 의해 측정된 정상 유량값들을 데이터화하고, 썩백동작 불량시 상기 정상 유량값들을 이용하여 상기 에어밸브의 개폐를 조절한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 도포액 도포장치의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 도포액 도포장치는 도포액 보틀(Bottle, 110)과, 도포액 가압기(120)와, 도포액 분사관(140)과, 도포액 분사노즐(150)과, 썩백밸브(130)와, 에어밸브(160)와, 에어라인(170) 및 썩백밸브 유속제어부(500)를 포함하여 구성된다.
상기 도포액 보틀(110)은 도포액을 저장하기 위한 것이고, 상기 도포액 가압기(120)는 상기 도포액 보틀(110)의 내부를 가압시켜 도포액이 방출되도록 하기 위한 것이다.
도포액 분사관(140) 및 도포액 분사노즐(150)은 가압기(120)에 의해 도포액 보틀(110)에서 방출되는 도포액을 전달하여 웨이퍼에 분사되도록 하기 위한 것이다.
상기 썩백밸브(130)는 상기 도포액 분사관(140)에 설치되며, 에어 밸브 유속제어부(500)는 상기 에어 밸브(160)를 통과하는 에어의 유량을 측정하여 썩백동작을 제어한다.
상기 썩백밸브 유속제어부(500)는 상기 에어라인(170)을 통과하는 에어의 유량을 측정하는 유량센서와, 상기 에어밸브(160) 및 상기 썩백밸브(130)의 동작을 제어하는 제어수단과, 상기 유량센서에 의해 측정된 에어의 유량값들을 저장하는 저장수단으로 구성된다.
상기 제어수단은 상기 도포장치의 정상적인 썩백동작시의 상기 유량센서에 의해 측정된 정상 유량값들을 데이터화한다.
이하, 상기와 같이 구성되는 도포액 도포장치의 동작, 특히 썩백 제어동작에 대해서 설명하면 다음과 같다.
웨이퍼척(300)에 웨이퍼(200)가 놓이면 도포액 가압기(120)에 의해 가압된 도포액은 도포액 보틀(110)에서 방출되어 도포액 분사관(140)을 따라 이동하면서 썩백밸브(130)를 통과한 후 도포액 분사노즐(150)에 의해 웨이퍼(200) 위로 도포된다. 이때 상기 도포액 도포장치가 도포하는 도포액의 양은 도포시간(일례로, 2초)으로 제어되는데, 이는 도포가 시작된 후 2초가 지나면 썩백밸브(130) 및 에어밸브(160)를 동작시켜 도포액을 되빨아 들이는 썩백동작을 통해 달성된다. 이와 같은 썩백동작은 도포액의 도포를 제어함과 아울러 그 도포동작이 끝난 후에 노즐에 남아 있는 도포액이 웨이퍼로 떨어지는 것을 방지하기 위한 것으로, 노즐 끝에서부터 일정 높이까지 도포액을 빨아 들이는 동작으로써, 웨이퍼에 형성되는 도포액의 두께와 특성을 결정하는 중요한 동작이다.
썩백동작이 정상적으로 이루어지는지 아닌지에 따라 웨이퍼에 형성되는 도포액의 두께가 달라지게 되는데, 도 3은 썩백동작이 정상적을 이루어지는 경우와 썩백동작이 정상적으로 이루어지지 않는 경우의 도포액 분사노즐의 단면을 보여주는 도면이다.
도 3을 참조하면, (a)에서는 썩백이 정상적으로 이루어지지 않아 도포동작이 끝난 후에 노즐에 남아 있던 도포액이 웨이퍼로 떨어지는 경우를 보여주고 있다. (a)에서와 같이 도포액이 웨이퍼에 떨어질 경우 웨이퍼에 도포되는 도포액의 두께가 달라져 웨이퍼의 특성에 변화를 주게 되어 결국 공정불량이 될 수 있다. (b)에서는 썩백이 정상적으로 이루어진 경우를 보여주고 있으며, 도포동작이 끝난 후 노즐에 남아 있던 도포액이 노즐 끝에서부터 일정 높이까지 빨아 들여져 웨이퍼로 떨어지지 않는다.
상기 썩백밸브 유속제어부(500)는 상기 도 3의 (b)에서 보인 바와 같이 썩백동작이 정상적으로 이루어지도록 제어하며, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 유량센서는 에어라인을 통하여 흐르는 에어의 유량을 측정한다. 상기 저장수단에서는 상기 유량센서에 의해서 측정된 에어의 유량값들을 저장한다. 상기 제어수단에서는 상기 도포장치의 정상적인 썩백동작시의 상기 유량센서에 의해 측정된 정상 유량값들을 데이터화한다. 그리고 썩백동작 불량시 상기 정상 유량값들을 이용하여 상기 에어밸브의 개폐를 조절한다.
이상에서, 본 발명의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 반도체 도포액 도포장치의 에어라인을 흐르는 에어의 유량값을 데이터화하고 저장하여, 이를 이용하여 에어 밸브를 조절할 수 있으므로 썩백 불량시 정밀하고 신속한 작업을 함으로써 썩백 동작 불량으로 인한 웨이퍼의 불량률을 줄일 수 있다는 장점이 있다.

Claims (3)

  1. 도포액을 저장하는 도포액 보틀과;
    상기 도포액 보틀에 저장된 도포액에 압력을 가하여 도포액이 상기 도포액 보틀 외부로 전달되도록 하는 도포액 가압기와;
    상기 도포액 보틀과 연결된 도포액 분사관과;
    상기 도포액 분사관의 끝단에 연결되어 웨이퍼에 상기 도포액이 분사되도록 하는 도포액 분사노즐과;
    상기 도포액 분사관에 설치되어 상기 도포액 분사관을 통과하는 도포액의 양을 조절하는 썩백 밸브와;
    썩백 동작시 에어가 통과되도록 하는 에어라인과;
    상기 에어라인을 통과하는 에어의 양을 조절하는 에어 밸브와;
    상기 에어 밸브의 동작을 제어하는 에어 밸브 유속제어기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 도포액 도포장치의 썩백 제어장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 에어밸브 유속제어기는:
    상기 에어라인을 통과하는 에어의 유량을 측정하는 유량센서와;
    상기 에어밸브 및 상기 썩백밸브의 동작을 제어하는 제어수단과;
    상기 유량센서에 의해 측정된 에어의 유량값들을 저장하는 저장수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 도포액 도포장치의 썩백 제어장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제어수단은 상기 도포장치의 정상적인 썩백동작시의 상기 유량센서에 의해 측정된 정상 유량값들을 데이터화하고, 썩백동작 불량시 상기 정상 유량값들을 이용하여 상기 에어밸브의 개폐를 조절하는 것을 특징으로 하는 도포액 도포장치의 썩백 제어장치.
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