KR20060028870A

KR20060028870A - 포토스피너설비의 분사불량 제어장치

Info

Publication number: KR20060028870A
Application number: KR1020040077750A
Authority: KR
Inventors: 박상욱
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2006-04-04

Abstract

본 발명은 스피너설비에서 케미컬 용액의 분사불량을 검출하여 제어하는 분사불량 제어장치에 관한 것이다.

포토스피너설비에서 노즐을 통해 분사되는 케미컬용액의 분사불량상태를 검출하여 공정사고를 예방하기 위한 본 발명에 따른 포토스피너설비의 분사불량 제어장치는, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 포토스피너설비의 분사불량 제어장치는, 케미컬 공급라인에 설치되어 분사되는 케미컬용액의 잔여방울이 떨어지지 않도록 흡입작용을 하는 석백밸브; 상기 석백조절밸브의 말단에 연결되어 케미컬 용액을 분사하는 노즐; 상기 노즐의 하단부에 설치되어 상기 노즐을 통해 분사되는 케미컬용액의 분사상태를 감지하여 석백밸브의 불량상태를 검출하는 석백감지센서; 상기 석백감지센서로부터 감지된 신호를 받아 상기 석밸밸브의 불량 유무를 검출하여 경보발생 제어신호 및 인터록신호를 발생하는 콘트롤러; 를 포함한다.

케미컬용액 도포, 유량제어, 분사불량, 분사, 공정불량

Description

포토스피너설비의 분사불량 제어장치{DEVICE FOR CONTROLLING DISPENSE ERROR OF PHOTO SPINNER EQUIPMENT}

도 1은 종래의 케미컬 용액 분사장치의 구성도

도 2는 케미컬 용액의 코팅불량 상태를 나타낸 웨이퍼

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 케미컬용액 분사장치의 구성도

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 석백밸브(26)의 불량상태를 검출하는 제어 흐름도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

11: 퍼지가스공급원 12a, 12b: 보틀

14: 공급라인 15, 17: 제1 및 제2 밸브

16: 퍼지가스 공급관 18: 트랩탱크

19:펌핑부 20: 콘트롤러

24a, 24b: 포토센서 26: 석백조절밸브

28: 노즐 30: 필터

32: 기포 배출라인 34: 에어밸브

42: 스핀척 44: 석백감지센서

46: 경보발생부

본 발명은 스피너설비의 분사분량 제어장치에 관한 것으로, 특히 스피너설비에서 노즐을 통해 케미컬용액이 분사될 시 석백조절밸브의 불량으로 인한 분사불량을 제어하는 분사분량 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조공정은 패브리케이션(FABRICATION), 어셈블리, 테스트로 구분되며, 패브리케이션은 원자재 웨이퍼가 투입되어 확산, 사진, 식각, 박막공정을 여러 차례 반복하여 진행되면서 전기회로를 구성하여 웨이퍼 상태에서 전기적으로 완전하게 동작되는 웨이퍼 상태의 반제품이 만들어지는 전공정을 나타낸다.

상기 공정 중 사진공정은 연마된 실리콘 웨이퍼의 표면 보호 및 사진식각을 위하여 그 표면에 산화막을 형성하고 그 산화막 위에 액체상태의 케미컬용액을 떨어뜨린 후 고속 회전시켜 균일한 코팅막을 형성한다. 이렇게 웨이퍼에 케미컬용액을 코팅한 후 마스크를 걸쳐 케미컬용액이 도포된 웨이퍼에 빛을 가하여 빛을 받은 부위만 반응하도록 한다. 그런 후 웨이퍼의 산화된 표면이 반응하도록 현상하여 일종의 허상을 갖도록 한 다음 케미컬용액 밑에 성장, 침적, 증착된 박막들을 개스나 케미걸을 이용하여 식각에 의해 제거하여 패턴을 형성한다. 이와 같은 포토공정에서 케미컬용액은 패턴을 형성하는데 매우 중요한 비중을 갖게 되는데, 이는 웨이퍼 에 케미컬용액이 얼마의 두께로 도포되는가에 따라 회로선폭(CD)의 정확도가 가려지게 된다.

따라서 케미컬용액을 웨이퍼에 도포하기 위한 장치가 대한민국 공개특허공보 공개번호 1999-0069617호에 개시되어 있다. 공개특허공보 공개번호 1999-0069617호는 포토레지스트 막에 원하지 않는 기포가 포함되는 것을 방지하기 위해 저장탱크 교환밸브 전단에 설치된 센서가 오 동작하더라도 저장탱크 교환밸브와 케미컬용액 도포용 관 사이에 연결된 보조센서에 의해 케미컬용액의 잔량을 최종적으로 확인 감지하여 양호한 케미컬용액 막을 제조하도록 하는 것을 개시하고 있습니다.

또한 케미컬용액을 웨이퍼에 균일하게 도포하기 위한 장치가 미합중국 특허 US 6,332,924 B1에 개시되어 있다. 미합중국 특허 US 6,332,924 B1은 케미컬용액의 토출량 및 압력을 일정하게 하여 노즐로 하여금 웨이퍼 상에 상기 케미컬용액을 균일하게 도포할 수 있도록 하는 것을 개시하고 있다.

도 1은 종래의 케미컬 용액 분사장치의 구성도이다.

케미컬용액이 수용된 적어도 두 개 이상 구비하는 보틀(12a, 12b)과, 이들 각 보틀(12a, 12b)에서 상술한 스핀척(42)까지의 사이에는, 케미컬 용액의 유통경로를 이루는 공급라인(14)과, 퍼지가스 공급원(11)으로부터 보틀(12a, 12b)의 내부에 소정 압력으로 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스 공급관(16)이 연결된다. 그리고, 상기 각 보틀(12a, 12b)에서 연장되어 상기 공급라인 상에 케미컬 용액 소정 양을 수용하도록 하는 트랩탱크(18)와 이 트랩탱크(18)를 통과하는 케미컬 용액의 유동을 콘트롤러(20)의 신호에 따라 제어하는 제1 및 제2밸브(22)가 구비된다. 이 트랩 탱크(18) 상의 케미컬 용액 존재유무를 확인하도록 발·수광부로 이루어진 포토센서(24a, 24b)가 구비되고, 이 포토센서(24a, 24b)에서 감지된 신호를 콘트롤러(20)에 인가하여 케미컬 용액의 유동을 제어하도록 한다.

그리고, 상술한 각 보틀(12a, 12b)에서 연장되어 각각이 상호 결합되는 부위 이후의 공급라인 상에는 유동하는 케미컬 용액에 다시 강제적 유동압을 제공하는 펌핑부(PUMP)(19)와; 공급라인을 따라 유동하는 케미컬 용액에 함유된 각종 이물질과 변질된 케미컬 용액 찌꺼기 및 기포 등을 필터링하기 위한 필터(30)와; 필터(30)의 일측에 연결되어 분사를 완료할 시 분사되는 케미컬용액의 잔여방울이 떨어지지 않도록 흡입작용을 하는 석백(suck back)밸브(26)와; 상기 석백밸브(26)의 말단에 연결되어 케미컬 용액을 분사하는 노즐(28)을 구비한다. 그리고, 상기 필터(30)의 타측에 연결되어 필터 내부에 충진된 기포를 제거할 수 있도록 에어밸브(34)가 설치된 기포 배출라인(32)을 구비하게 된다. 웨이퍼(W)에 케미컬용액을 도포하지 않을 시 노즐(28)이 대기하는 노즐대기홈(44)과, 노즐(28)이 노즐대기홈(44)에서 대기할 시 설정된 시간마다 케미컬용액을 더미투입할 시 투입되는 케미컬용액을 관을 통해 회수하는 회수탱크(46)를 구비한다.

웨이퍼(W) 상에 케미컬용액을 도포하기 위해서는 콘트롤러(20)의 제어에 의해 제1밸브(15) 또는 제2 밸브(17)는 열리게 되면 보틀(12a, 12b)로부터 펌핑부(19)로 케미컬용액이 유입된다. 펌핑부(19)는 콘트롤러(20)의 제어에 의해 유입된 케미컬용액을 가압하여 필터(30)로 전달한다. 필터(30)는 가압된 케미컬용액을 필터링한다. 상기 필터(30)에서 필터링된 케미컬용액은 펌핑부(19)의 가압에 의해 노 즐(28)을 통해 분사가 이루어지도록 한다.

이렇게 하여 스핀척(42)에 놓여진 웨이퍼(W)에 케미컬용액이 분사된다. 그러나 웨이퍼상(W)에 케미컬용액을 분사하지 않을 경우 노즐(28)은 노즐대기홈(44)에 위치하고 있다. 이때 콘트롤러(20)는 케미컬용액의 굳음을 방지하기 위해 예를들어 60분에 1회씩 자동으로 케미컬용액을 노즐(28)을 통해 분사하도록 제1 내지 제2 밸브(15, 17)를 제어한다. 노즐(28)로부터 분사된 케미컬용액은 관을 통해 회수탱크(46)로 회수된다.

그리고 웨이퍼상에 케미컬용액을 도포하는 경우 최초로 케미컬용액을 웨이퍼(w)에 도포하기 전에 노즐(28)이 노즐대기홈(44)에 위치한 상태에서 1회 분사하게 된다. 그런 후 노즐(28)은 노즐대기홈(44)의 위치를 벗어나 스핀척(42)의 위치로 이동하여 실제 웨이퍼(W)상에 분사하여 케미컬용액을 도포한다. 이때 노즐(28)에서 케미컬용액이 분사될 때 정해진 양만큼 투입량이 되지 않을 수 있다.

상기와 같은 종래의 포토스피너의 분사장치는 석백조절밸브의 불량이 발생할 경우 케미컬용액의 분사 시 잔여방울이 떨어지지 않도록 흡입작용을 하지 못하게 되어 잔여방울이 떨어짐으로 인해 도 2와 같이 코팅불량이 발생하는 문제가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 포토스피너설비에서 노즐을 통해 케미컬용액을 분사할 시 석백밸브의 불량상태를 감지하여 코팅불 량 발생을 방지하는 포토스피너설비의 분사불량 제어장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 포토스피너설비의 분사불량 제어장치는, 케미컬 공급라인에 설치되어 분사되는 케미컬용액의 잔여방울이 떨어지지 않도록 흡입작용을 하는 석백밸브; 상기 석백조절밸브의 말단에 연결되어 케미컬 용액을 분사하는 노즐; 상기 노즐의 하단부에 설치되어 상기 노즐을 통해 분사되는 케미컬용액의 분사상태를 감지하여 석백밸브의 불량상태를 검출하는 석백감지센서; 상기 석백감지센서로부터 감지된 신호를 받아 상기 석밸밸브의 불량 유무를 검출하여 경보발생 제어신호 및 인터록신호를 발생하는 콘트롤러; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 콘트롤러로부터 발생된 경보발생 제어신호에 의해 경보음을 발생하는 경보음 발생부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 콘트롤러는 노즐을 통해 케미컬의 분사동작을 정지시킨 후 상기 석백감지센서로부터 설정된 시간 내에 하이 및 로우신호가 반복 수신될 시 상기 석백밸브의 불량으로 판정함을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 케미컬용액의 분사장치의 구성도이다.

하나의 스핀척(42)에 대해 케미컬용액이 수용된 보틀(12a, 12b)을 적어도 두 개 이상 구비하고, 이들 각 보틀(12a, 12b)에서 케미컬 용액의 공급경로를 이루는 공급라인(14)과, 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스 공급원(11)과, 퍼지가스 공급원(11)으로부터 보틀(12a, 12b)의 내부에 소정 압력으로 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스 공급관(16)과, 상기 각 보틀(12a, 12b)에서 연장되어 상기 공급라인 상에 케미컬 용액 소정 양을 수용하도록 하고 기포를 제거하는 트랩탱크(18)와, 이 트랩탱크(18)를 통과하는 케미컬 용액의 유동을 콘트롤러(20)의 신호에 따라 제어하는 제1 및 제2밸브(15, 17)와, 트랩탱크(18) 상의 케미컬 용액 존재유무를 확인하도록 발·수광부로 이루어진 포토센서(24a, 24b)와, 보틀(12a, 12b)에서 연장되어 각각이 상호 결합되는 부위 이후의 공급라인 상에는 유동하는 케미컬 용액에 다시 강제적 유동압을 제공하는 펌핑부(PUMP)(19)와; 공급라인을 따라 유동하는 케미컬 용액에 함유된 각종 이물질과 변질된 케미컬 용액 찌꺼기 및 기포 등을 필터링하기 위한 필터(30)와; 필터(30)의 일측에 연결되어 분사를 완료할 시 분사되는 케미컬용액의 잔여방울이 떨어지지 않도록 흡입작용을 하는 석백(suck back)밸브(26)와; 상기 석백 밸브(26)의 말단에 연결되어 케미컬 용액을 분사하는 노즐(28)과, 상기 노즐(28)의 하단부에 설치되어 상기 노즐(28)을 통해 분사되는 케미컬용액의 분사상태를 감지하여 석백밸브(26)의 불량상태를 검출하는 석백감지센서(44)와, 상기 석백감지센서(44)에서 감지된 신호를 받아 케미컬 용액의 유동을 제어하고, 상기 석백감지센서(44)로부터 감지된 신호를 받아 분사불량 유무를 검출하여 경보발생 제어 신호 및 인터록신호를 발생하는 콘트롤러(20)와, 상기 콘트롤러(20)로부터 발생된 경보발생 제어신호에 의해 경보음을 발생하는 경보음 발생부(46)로 구성되어 있다.

상술한 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 동작을 상세히 설명한다.

웨이퍼(W) 상에 케미컬용액을 도포하기 위해서는 콘트롤러(20)의 제어에 의해 제1밸브(15) 또는 제2 밸브(17)가 열리면 보틀(12a, 12b)로부터 펌핑부(19)로 케미컬용액이 유입된다. 펌핑부(19)는 유입된 케미컬용액을 가압하여 필터(30)로 전달한다. 필터(30)는 가압된 케미컬용액내에 포함된 이물질을 필터링한다. 상기 필터(30)에서 필터링된 케미컬용액은 펌핑부(19)의 가압에 의해 노즐(28)을 통해 분사가 이루어지도록 한다. 이렇게 하여 스핀척(42)에 놓여진 웨이퍼(W)에 케미컬용액이 분사된다.

상기와 같이 스핀척(42)에 놓여진 웨이퍼상(W)에 케미컬용액을 분사하는 경우 석백감지센서(44)는 노즐(28)을 통해 케미컬용액이 분사종료된 후 케미컬용액의 잔여방울이 떨어지는지 감지한다. 상기 석백감지센서(44)는 노즐(20)을 통해 케미컬을 분사를 종료한 후 케미컬이 끊기지 않고 계속해서 분사되면 계속해서 하이신호가 인가되고 케미컬이 끊기면서 분사되면 하이 및 로우신호를 반복해서 출력한다. 따라서 콘트롤러(20)는 석백감지센서(44)로부터 3초동안 계속해서 하이신호가 검출되면 정상적으로 케미컬용액의 분사가 이루어지는 것으로 판단하고 3초동안 하이 및 로우신호가 반복해서 검출되면 석백밸브(26)의 불량의 판단한다. 콘트롤러(20)는 석백감지센서(44)로부터 석백밸브(26)의 불량으로 판단되면 인터록을 발생 하여 케미컬 분사공정을 중지시키고, 경보 발생제어신호를 발생하여 경보음 발생부(46)로부터 경보음이 발생되도록 한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 석백밸브(26)의 불량상태를 검출하는 제어 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 201단계에서 콘트롤러(20)는 펌핑부(19)를 구동시켜 케미컬 용액이 노즐(28)을 통해 분사되도록 하고 202단계로 진행한다. 상기 202단계에서 콘트롤러(20)는 펌핑부(19)를 제어하여 가압동작을 중지시켜 분사종료가 되었는지 검사하여 분사종료가 검출되었으면 203단계로 진행한다. 상기 203단계에서 석백밸브(26)의 불량상태가 감지되었는지 검사하여 설백밸브(26)의 불량상태가 감지되지 않았으면 205단계로 진행한다. 상기 205단계에서 콘트롤러(20)는 계속해서 정상 분사공정이 진행하도록 제어한다. 그러나 상기 석백밸브(26)의 불량상태가 감지되면 204단계로 진행하여 콘트롤러(20)는 경보 발생 제어신호 및 인터록 신호를 발생한다. 이때 경보발생부(46)는 경보발생 제어신호에 의해 경보음을 발생한다. 그리고 콘트롤러(20)로부터 인터록이 발생되면 현재 진행 중인 케미컬 분사공정이 중지된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 포토스피너설비에서 스핀척에 놓여진 웨이퍼로 노즐에 의해 케미컬용액의 분사가 종료된 후 노즐로부터 케미컬용액의 잔여방울이 떨어지는지를 감지하여 케미컬용액의 잔여방울이 떨어지면 석백밸브의 불량으로 판 단하여 인터록을 발생하므로, 케미컬용액의 코팅불량을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims

포토스피너설비의 분사불량 제어장치에 있어서,

케미컬 공급라인에 설치되어 분사되는 케미컬용액의 잔여방울이 떨어지지 않도록 흡입작용을 하는 석백밸브;

상기 석백조절밸브의 말단에 연결되어 케미컬 용액을 분사하는 노즐;

상기 노즐의 하단부에 설치되어 상기 노즐을 통해 분사되는 케미컬용액의 분사상태를 감지하여 석백밸브의 불량상태를 검출하는 석백감지센서와,

상기 석백감지센서로부터 감지된 신호를 받아 상기 석밸밸브의 불량 유무를 검출하여 경보발생 제어신호 및 인터록신호를 발생하는 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토스피너설비의 분사불량 제어장치.
제1항에 있어서,

상기 콘트롤러로부터 발생된 경보발생 제어신호에 의해 경보음을 발생하는 경보음 발생부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토스피너설비의 분사불량 제어장치.
제1항에 있어서,

상기 콘트롤러는 노즐을 통해 케미컬의 분사동작을 정지시킨 후 상기 석백감지센서로부터 설정된 시간 내에 하이 및 로우신호가 반복 수신될 시 상기 석백밸브의 불량으로 판정함을 특징으로 하는 포토스피너설비의 분사불량 제어장치.