KR20060065191A - 포토레지스트 내의 기포 제거 및 성장 방지 장치 - Google Patents

포토레지스트 내의 기포 제거 및 성장 방지 장치 Download PDF

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KR20060065191A
KR20060065191A KR1020040103964A KR20040103964A KR20060065191A KR 20060065191 A KR20060065191 A KR 20060065191A KR 1020040103964 A KR1020040103964 A KR 1020040103964A KR 20040103964 A KR20040103964 A KR 20040103964A KR 20060065191 A KR20060065191 A KR 20060065191A
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photoresist
bubbles
bubble
temperature
supply line
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KR1020040103964A
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이종화
박찬훈
전기현
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삼성전자주식회사
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Abstract

반도체 웨이퍼의 표면에 분사되기 위한 포토레지스트 내에 혼재하는 기포를 제거하기 위한 기포 제거 장치가 개시되어진다. 그러한 기포 제거 장치는 포토레지스트를 공급받아 포토레지스트 공급라인으로 상기 포토레지스트를 공급하기 위한 버퍼 탱크에 장착되어지며 상기 기포에 에너지를 공급하기 위한 진동소자, 상기 진동소자에 의해 에너지를 공급받아 상기 기포가 성장하여 상기 버퍼 탱크의 상부에 축적된 경우 상기 버퍼 탱크의 상부에 축적된 기포를 외부로 배출하기 위한 드레인부, 상기 포토레지스트 공급라인의 외부에 설치되어지며 상기 포토레지스트 공급라인 내에 유입되는 포토레지스트의 온도를 조절함으로써 상기 포토레지스트 내에 혼재하는 기포의 성장을 방지하기 위한 기포 성장 방지부를 구비한다. 그리하여, 본 발명은 포토레지스트 내의 기포 제거 및 기포 성장 방지 장치를 제공함으로써, 포토레지스트 내의 기포 제거 및 기포 성장 방지를 통하여 포토레지스트 코팅을 양호하게 하고 반도체 장치의 수율을 증가시키는 효과가 있다.
포토레지스트, 버퍼탱크, 기포, 진동소자, 드레인라인, 냉각라인

Description

포토레지스트 내의 기포 제거 및 성장 방지 장치{Apparatus for removing bubbles and preventing bubbles' growing in photo resist}
도 1은 종래의 포토레지스트 분사 장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 기포 제거 장치가 구비된 포토레지스트 분사 장치를 보인 개략단면도.
도 3은 도 2에서의 기포 제거 장치에서 드레인부 및 진동소자를 보인 개략 단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각라인 및 온도 감지부를 보인 단면도.
도 5는 도 4의 냉각라인 및 온도 감지부가 구비된 기포 냉각부를 보인 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
101a,101b:포토레지스트 용기 102a,102b:진동소자
103a,103b:버퍼탱크 104a,104b,107,108:밸브
105a,105b:포토레지스트 체크센서 106a,106b,111:드레인라인
201a,201b:버퍼입력라인 202a,202b:버퍼출력라인
114:포토레지스트 공급라인 124:냉각라인
109:디스펜스 펌프 113:분사 노즐
115:웨이퍼 210:기포
134:온도 감지부 400:기포 성장 방지부
401:온도 감지부 403:온도제어부
405:냉각라인 407:포토레지스트 공급라인
본 발명은 반도체 장치 제조용 장비에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 반도체 웨이퍼의 표면에 포토레지스트를 분사하기 위한 포토레지스트 분사 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 웨이퍼 상에 패턴을 형성하기 위한 방법으로 포토리소그래피(photolithography) 공정이 이용되고 있다. 이 방법은 식각 대상물 상에 포토레지스트(photoresist, PR)를 도포한 후, 레티클(reticle) 또는 마스크(mask)를 사용하여 포토레지스트의 소정 부분을 노광한다. 그리고, 노광 후 상기 식각 대상물 상에 남아 있는 포토레지스트를 현상 용액으로 제거하여 패턴 형성용 마스크를 형성한 후, 마스크로 식각 대상물을 식각하여 소정의 패턴을 형성하는 방법이다.
상기한 포토레지스트를 도포하기 위한 코팅(coating) 장비는, 반도체 웨이퍼 의 표면에 포토레지스트를 도포하는 코팅 유니트(coating unit)를 포함하고 있는데, 이에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
코팅 유니트는 대개, 반도체 웨이퍼의 표면에 코팅하고자 하는 포토레지스트가 담겨진 용기, 상기 용기 내의 포토레지스트를 저장하는 버퍼 탱크(buffer tank), 용기 및 버퍼 탱크 내의 포토레지스트를 펌핑하는 펌프, 상기 펌프의 동작으로 이송되는 포토레지스트 내에 함유된 불순물을 여과하는 필터 하우징, 회전하는 반도체 웨이퍼의 표면에 여과된 포토레지스트를 분사시키는 노즐, 포토레지스트의 흐름을 조절하기 위한 수 개의 밸브 및 공정을 진행할 반도체 웨이퍼를 진공으로 흡착함과 동시에 고속으로 회전시키는 회전 척을 포함하고 있다. 여기서 상기와 같은 각 구성 부분 간의 상호 연결은 관로에 의해 이루어진다.
한편, 상기와 같은 펌프의 펌핑력에 의해 상기 포토레지스트가 필터 하우징으로 유입되는 과정에서 상기 펌프의 동작에 따른 압력 변화로 인해 상기 포토레지스트 내에는 기포가 많이 생성된다. 또한, 상기와 같이 포토레지스트 내에 기포가 함유되는 현상은 펌프의 구동에 따른 발생 뿐만 아니라 용기의 교체시나 각 관로의 연결부 기밀 저하 등 여러 가지의 요인으로 인해 포토레지스트가 유동하는 과정에서 공기와 접촉하게 되므로 결국, 상기 포토레지스트 내에는 기포가 생성됨과 함께 상기와 같이 생성된 기포는 포토레지스트 내에 함유된 상태로 상기 포토레지스트와 함께 유동하게 된다.
이에 따라 기포를 제거한 상태에서 포토레지스트를 코팅하여야만 반도체 웨이퍼에서 생산되는 반도체 메모리 장치의 수율(yield)을 향상시킬 수 있으므로 기 포를 제거하기 위해 또 다른 장치를 필요로 하게 되는데, 이같은 장치로서는 일반적으로 포토레지스트 내의 기포를 제거하기 위해 구성된 필터하우징이 많이 이용된다. 그리고, 상기 필터하우징에 의한 기포 제거에 앞서 그 전단 즉 버퍼 탱크에서 드레인하는 방법에 의하여 기포를 제거하는 방법도 함께 이용된다.
이하에서는 상기 필터 하우징에 대하여 도 1을 참조하여 좀더 구체적으로 살펴본다.
도 1은 종래의 포토레지스트 분사 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 포토레지스트 용기(1a, 1b), 버퍼 탱크(3a, 3b), 포토레지스트 체크센스(5a, 5b), 포토레지스트 공급라인(4), 공급 조절 밸브(7, 8), 디스펜스 펌프(9), 필터하우징 드레인 밸브(10), 디스펜스 라인(12), 분사 노즐(13), 웨이퍼(15)가 도시되어져 있다.
상기 버퍼 탱크(3a, 3b)는 상기 포토레지스트 용기(1a, 1b)내의 포토레지스트가 유입되고, 상기 버퍼 탱크(3a, 3b)에 유입된 포토레지스트 내에 함유된 기포를 드레인(drain)시키는 기능을 수행한다. 그리고, 상기 포토레지스트 체크센스(5a, 5b)는 상기 포토레지스트 용기(1a, 1b)를 모니터링하여 포토레지스트의 잔량 정도를 체크한다.
상기와 같은 종래의 포토레지스트 분사 장치는 단순히 포토레지스트 내에 혼재하는 미세한 기포들 중 버퍼 탱크의 상부로 상승하는 기포들만 제거할 수 있어 기포 제거에 한계가 있다.
또한, 포토레지스트 내에 혼재하는 기포가 그대로 공급라인으로 유입되어 성 장하게 되어 분사 노즐에 의하여 반도체 웨이퍼의 표면에 포토레지스트와 함께 분사되어 포토레지스트의 코팅 불량 또는 웨이퍼의 손상이 유발되고 나아가, 반도체 장치의 수율을 저하시키는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 포토레지스트 분사 장치는 단순히 포토레지스트 내에 혼재하는 미세한 기포들 중 버퍼 탱크의 상부로 상승하는 기포들만 제거하는 문제점을 개선하기 위한 포토레지스트 내의 기포 제거 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 포토레지스트 공급라인 내에서의 기포의 성장을 방지하기 위한 포토레지스트 내의 기포 성장 방지 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 포토레지스트 내의 기포를 제거하고 및 기포 성장을 방지함으로써, 포토레지스트 코팅을 양호하게 하고 반도체 장치의 수율을 증가시키기 위한 포토레지스트 내의 기포 제거 및 기포 성장 방지 장치를 제공함에 있다.
상기의 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예적 구체화에 따라 반도체 웨이퍼의 표면에 분사되기 위한 포토레지스트 내에 혼재하는 기포를 제거하기 위한 기포 제거 장치는 포토레지스트를 공급받아 포토레지스트 공급라인으로 상기 포토레지스트를 공급하기 위한 버퍼 탱크에 장착되어지며, 상기 기포에 에너지를 공급하기 위한 진동소자; 상기 진동소자에 의해 에너지를 공급받아 상기 기포가 성장하 여 상기 버퍼 탱크의 상부에 축적된 경우, 상기 버퍼 탱크의 상부에 축적된 기포를 외부로 배출하기 위한 드레인부; 및 상기 포토레지스트 공급라인의 외부에 설치되어지며 상기 포토레지스트 공급라인 내에 유입되는 포토레지스트의 온도를 조절함으로써 상기 포토레지스트 내에 혼재하는 기포의 성장을 방지하기 위한 기포 성장 방지부를 구비함을 특징으로 한다.
여기서, 상기 기포 성장 방지부는 상기 포토레지스트 공급라인의 외측 전부를 감싸는 형태로 형성되는 냉각라인을 구비할 수 있다.
또한, 상기 기포 성장 방지부는 상기 냉각라인의 내부에 설치되어지며 상기 포토레지스트 공급라인내에 유입되는 포토레지스트의 온도를 감지하기 위한 온도 감지부를 구비할 수 있다.
또한, 상기 기포 성장 방지부는 상기 온도 감지부로부터 감지된 상기 포토레지스트의 온도 정보를 수신하여 상기 냉각라인 내의 온도를 소정의 온도 이하로 조절하기 위한 온도 제어부를 구비할 수 있다.
또한, 상기 소정의 온도는 대체로 15℃임이 바람직하다.
상기의 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예적 구체화에 따라 반도체 웨이퍼의 표면에 포토레지스트를 분사하기 위한 포토레지스트 분사 장치는 상기 포토레지스트가 내부로 유입 및 유출되며 상기 반도체 웨이퍼에 도달하도록 하기 위한 경로를 제공하는 포토레지스트 공급라인의 외부에 장착되어, 상기포토레지스트의 온도를 조절하여 상기 포토레지스트 내에 혼재하는 기포가 성장하는 것을 방지하기 위한 기포 성장 방지부를 구비함을 특징으로 한다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다양한 실시예에서의 설명들은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가지는 자에게 본 발명의 보다 철저한 이해를 돕기 위한 의도 이외에는 다른 의도없이 예를 들어 도시되고 한정된 것에 불과하므로, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 사용되어서는 아니 될 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 기포 제거 장치가 구비된 포토레지스트 분사 장치를 보인 개략단면도이다.
도 2를 참조하면, 포토레지스트 용기(101a,101b), 진동소자(102a,102b), 버퍼탱크(103a,103b), 밸브(104a,104b,107,108), 포토레지스트 체크센서(105a,105b), 드레인라인(106a,106b,111), 버퍼입력라인(201a,201b), 버퍼출력라인(202a,202b), 포토레지스트 공급라인(114), 냉각라인(124), 디스펜스 펌프(109), 분사 노즐(113), 웨이퍼(115), 필터 하우징(144), 디스펜스 펌프(109)가 도시되어져 있다.
상기 포토레지스트 용기(101a, 101b)에 담겨진 포토레지스트는 상기 버퍼입력라인(201a, 201b)으로 유입되어 상기 버퍼탱크(103a, 103b)에 임시 저장된다.
상기 포토레지스트 체크센서(105a, 105b)는 상기 포토레지스트 용기(101a, 101b)에 남아 있는 포토레지스트의 량을 체크하는 역할을 한다.
상기 포토레지스트는 상기 포토레지스트 공급라인(114)으로 유입/유출되어 상기 디스펜스 펌프(109)에 의해 펌핑되어 상기 필터 하우징(144)내부로 유입된다.
상기 필터 하우징(144)의 내부에는 상기 필터 하우징(144) 내로 공급되는 포 토레지스트 내에 혼재된 기포를 포함한 불순물을 걸러 주도록 하기 위한 벨로우즈(bellows) 형태의 필터가 내장되어 있어 포토레지스트가 상기 웨이퍼(115)에 도포되기 전에 상기 포토레지스트에 혼재된 기포를 제거하는 역할을 한다.
상기 포토레지스트 공급라인(124)은 포토레지스트가 유입되는 라인이며, 상기 드레인라인(106a, 106b, 111)은 상기 포토레지스트 내에 함유되어 있는 기포를 배출시키기 위한 라인이다.
상기 필터 하우징(144)은 상기 포토레지스트를 코팅하기 위해, 회전 척(미도시)에 반도체 웨이퍼(115)를 흡착시킨 상태에서, 버퍼 탱크(103a, 103b)와 상기 필터 하우징(144) 사이에 설치된 디스펜스 펌프(109)를 구동시키게 된다. 이에 따라 상기 버퍼 탱크(103a, 103b) 내에 저장되어 있던 포토레지스트는 상기 디스펜스 펌프(109)의 펌핑력에 의해 상기 포토레지스트 공급라인(114)을 통해 상기 필터 하우징(144) 내로 유입된 다음, 불순물 및 기포가 제거된 상태로 디스펜스 라인을 거쳐 분사 노즐(113)에 의하여 상기 반도체 웨이퍼(115)에 코팅되게 된다.
상기 버퍼탱크(103a, 103b)에서 상기 드레인라인(106a, 106b)에 의한 기포의 배출에 관하여 이하에서 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 3은 도 2에서의 기포 제거 장치에서 드레인부 및 진동소자를 보인 개략 단면도이다.
도 3을 참조하면, 버퍼탱크(103b), 버퍼입력라인(201b), 버퍼출력라인(202b), 기포(210), 진동소자(102b), 드레인라인(106b), 밸브(104b)가 도시되어져 있다.
포토레지스트 용기에 담겨져 있던 포토레지스트가 상기 버퍼입력라인(201b)로 유입되어 상기 버퍼탱크(103b)에 임시로 저장된다. 이 경우, 상기 버퍼탱크(103b)로 유입되는 포토레지스트 내에는 다수의 미세 기포들이 혼재되어 있다. 이러한 미세 기포들은 그 크기가 미세하여, 상기 버퍼탱크(103b)의 상부로 상승하기 어려워 상기 드레인라인(106b)을 통하여 배출되기 어렵다. 따라서, 상기 진동소자(102b)가 작동하여 상기 기포에 운동 에너지를 공급하여, 운동 에너지를 공급받은 상기 기포는 운동하게 되어 기포들 간의 충돌 및 결합 등을 통하여 성장하게 된다. 결과적으로, 성장한 상기 기포들은 상기 버퍼탱크(103b)의 상부로 위치하게 되고 상기 드레인라인(106b)을 통하여 쉽게 배출된다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각라인 및 온도 감지부를 보인 단면도이다.
도 4를 참조하면, 포토레지스트 공급라인(114), 냉각라인(124) 및 온도 감지부(134)가 도시되어 있다.
상기 냉각라인(124)은 상기 포토레지스트 공급라인(114)의 외부를 감싸는 형태로 구성되어져 있다. 여기서, 상기 냉각라인(124)은 상기 포토레지스트 공급라인(114)의 일부를 감싸는 형태로 구성될 수도 있고, 수 미터에 달하는 상기 포토레지스트 공급라인(114)의 전 외부를 감싸는 형태로 구성될 수도 있다.
상기 냉각라인(124)의 내부에는 상기 포토레지스트 공급라인(114)의 내부로 유입/유출되는 포토레지스트의 온도를 감지하기 위한 온도 감지부(134)가 구비되어져 있다.
도 5는 도 4의 냉각라인 및 온도 감지부가 구비된 기포 냉각부를 보인 단면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 기포 냉각부(400)는 온도 감지부(401), 온도 제어부(403), 냉각라인(405), 포토레지스트 공급라인(407)이 도시되어져 있다.
상기 포토레지스트 공급라인(407)의 내부로 유입/유출되는 포토레지스트 내에 혼재된 기포는 소정의 온도 이하인 경우에는 그 성장이 멈추는 특성이 이용된다. 즉, 상기 포토레지스트의 온도를 상기 온도 감지부(401)에서 감지하여, 이를 수신한 상기 온도 제어부(403)에서 상기 냉각라인(405)의 내부가 냉각되게 한다. 그리하여 상기 포토레지스트 공급라인 내부의 포토레지스트의 온도를 낮추며, 이에 의하여 상기 포토레지스트 내에 혼재하는 기포의 성장을 멈추게 한다. 여기서, 상기 소정의 온도는 15℃ 이하인 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 포토레지스트 내의 기포 제거 장치는 도 2에 도시된 바와 같이 버퍼 탱크 부분에서의 기포 제거를 거치고, 기포 성장 방지부에 의하여 기포의 성장을 방지하는 장치를 모두 구비할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예로서, 포토레지스트 내의 기포 성장 방지 장치는 도 5에 도시된 바와 같은 기포 성장 방지부를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 포토레지스트 내의 기포 제거 및 기포 성장 방지 장치는 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기본 원리를 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 설계되고, 응용될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게는 자명한 사실이라 할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명은 포토레지스트 내의 기포 제거 장치를 제공함으로써, 종래의 포토레지스트 내에 혼재하는 미세한 기포들 중 버퍼 탱크의 상부로 상승하는 기포들만 제거하는 문제점이 개선되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 포토레지스트 내의 기포 성장 방지 장치를 제공함으로써, 포토레지스트 공급라인 내에서의 미세 기포의 성장이 방지되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 포토레지스트 내의 기포 제거 및 기포 성장 방지 장치를 제공함으로써, 포토레지스트 내의 기포 제거 및 기포 성장 방지를 통하여 포토레지스트 코팅을 양호하게 하고 반도체 장치의 수율을 증가시키는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 반도체 웨이퍼의 표면에 분사되기 위한 포토레지스트 내에 혼재하는 기포를 제거하기 위한 기포 제거 장치에 있어서:
    포토레지스트를 공급받아 포토레지스트 공급라인으로 상기 포토레지스트를 공급하기 위한 버퍼 탱크에 장착되어지며, 상기 기포에 에너지를 공급하기 위한 진동소자;
    상기 진동소자에 의해 에너지를 공급받아 상기 기포가 성장하여 상기 버퍼 탱크의 상부에 축적된 경우, 상기 버퍼 탱크의 상부에 축적된 기포를 외부로 배출하기 위한 드레인부; 및
    상기 포토레지스트 공급라인의 외부에 설치되어지며 상기 포토레지스트 공급라인 내에 유입되는 포토레지스트의 온도를 조절함으로써 상기 포토레지스트 내에 혼재하는 기포의 성장을 방지하기 위한 기포 성장 방지부를 구비함을 특징으로 하는 기포 제거 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기포 성장 방지부는 상기 포토레지스트 공급라인의 외측 전부를 감싸는 형태로 형성되는 냉각라인을 구비함을 특징으로 하는 기포 제거 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기포 성장 방지부는 상기 냉각라인의 내부에 설치되어지며 상기 포토레지스트 공급라인내에 유입되는 포토레지스트의 온도를 감지하기 위한 온도 감지부를 구비함을 특징으로 하는 기포 제거 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기포 성장 방지부는 상기 온도 감지부로부터 감지된 상기 포토레지스트의 온도 정보를 수신하여 상기 냉각라인 내의 온도를 소정의 온도 이하로 조절하기 위한 온도 제어부를 구비함을 특징으로 하는 기포 제거 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 소정의 온도는 대체로 15℃임을 특징으로 하는 기포 제거 장치.
  6. 반도체 웨이퍼의 표면에 포토레지스트를 분사하기 위한 포토레지스트 분사 장치에 있어서:
    상기 포토레지스트가 내부로 유입 및 유출되며 상기 반도체 웨이퍼에 도달하 도록 하기 위한 경로를 제공하는 포토레지스트 공급라인의 외부에 장착되어, 상기포토레지스트의 온도를 조절하여 상기 포토레지스트 내에 혼재하는 기포가 성장하는 것을 방지하기 위한 기포 성장 방지부를 구비함을 특징으로 하는 포토레지스트 분사 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100859632B1 (ko) * 2007-08-28 2008-09-23 주식회사 동부하이텍 포토레지스트 공급 시스템
CN107121897A (zh) * 2017-05-25 2017-09-01 上海华力微电子有限公司 一种光刻胶管路设计

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