KR20060073750A - 반도체 소자 제조 설비 - Google Patents

Abstract

열전 소자의 이상 유무를 쉽게 체크할 수 있는 반도체 소자 제조 설비가 제공된다. 반도체 소자 제조 설비는 공정 챔버, 공정의 수행을 위해 공정 챔버에 공급되는 화학 물질을 공급하는 화학 물질 공급 라인의 온도를 일정하게 유지하기 위한 온도 조절 매체 공급 라인과 온도 조절 매체 공급 라인을 가열 또는 냉각하여 온도를 조절하는 전자 냉열기를 포함하는 온도 조절 장치 및 전자 냉열기를 포함하는 온도 조절 장치의 상태를 외부에서 관측 가능하게 하는 표시부를 포함한다.

전자 냉열기, 열전 소자, 온도 조절

Description

반도체 소자 제조 설비{Equipment for manufacturing semiconductor device}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 설비의 구조도이다.

도 2는 도 1의 반도체 소자 제조 설비에 포함되는 온도 조절 장치의 일부에 대한 구조도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

210 : 척 220 : 웨이퍼

230 : 화학 물질 240 : 분사 노즐

250 : 화학 물질 공급부 260 : 화학 물질 공급 라인

310 : 온도 조절 매체 저장 탱크 320 : 온도 조절 매체 공급 라인

330 : 온도 조절 매체 반환 라인 340 : 순환 펌프

350 : 온도 조절 매체

410 : 열전 소자 420 : 냉각 라인

440 : 제어부 500 : 표시부

본 발명은 반도체 소자 제조 설비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열전 소자의 이상 유무를 쉽게 체크할 수 있는 반도체 소자 제조 설비에 관한 것이다.

반도체 소자는 고도로 집적화된 소자 및 배선으로 회로를 구성하여 만들어지는 것이다. 고도의 정밀성을 가진 패터닝이 가능한 것은 반도체 소자 제조 공정에서 광화학적, 화학적인 방법을 사용할 수 있기 때문이다.

그런데, 이러한 반도체 소자 제조 공정들에서 광화학적 혹은 화학적인 방법을 사용하기 때문에 그 결과는 화학 반응이 이루어지는 공정 조건에 크게 의존하게 된다. 그 중에서도 특히 온도 조건은 공정에 가장 큰 영향을 미치는 요인 중 하나로 온도 조절은 공정에 있어 그 어느 것보다도 중요하다.

특히, 포토 공정 등에 있어서 미세 선폭을 정확히 형성하기 위해서는 감광제의 도포와 현상에 사용되는 화학 물질들의 온도를 일정하게 유지하는 것이 필수적이다. 포토레지스트 코팅이나 현상액의 도포 온도가 적정 온도보다 높거나 낮으면 정확한 선폭 형성이 어렵게 되기 때문이다.

따라서, 반도체 소자를 제조하기 위한 설비에는 공정에서 사용되는 화학 물질들의 온도를 일정하게 유지하기 위한 온도 조절 장치가 구비되어 있다.

종래의 온도 조절 장치는 반도체 소자 제조 공정에 사용되는 화학 물질들의 공급 라인의 소정 위치에 화학 물질의 온도를 일정하게 유지하기 위한 온도 조절 매체가 공급되도록 온도 조절 매체 공급 라인이 구비되어 있다. 또한, 온도 조절 매체의 온도를 조절하기 위하여 온도 조절 매체 공급 라인의 소정 위치에 전자 냉열기를 설치하여 온도 조절 매체를 가열 또는 냉각함으로써 일정 온도를 유지하도록 해 준다.

이 때, 온도 조절 매체의 온도 조절에 사용되는 전자 냉열기는 열전 소자(thermoelectric module)의 히팅(heating) 작용과 냉각수 라인의 냉각 작용을 이용한 것으로서, 가열 및 냉각 작용을 반복하여 온도 조절 매체 공급 라인의 온도를 일정하게 유지하게 된다.

여기서, 전자 냉열기를 구성하는 다수의 열전 소자는 직렬 방식으로 +, -가 서로 연결되어 있어, 어느 하나의 열전 소자라도 문제가 발생하면 저항값이 높아지면서 정상적인 온도 조절 기능을 수행할 수 없게 된다.

종래의 반도체 소자 제조 설비는 공정 수행 중 온도 이상이 발생했을 때, 문제 발생 원인을 알아내기 위하여 전체 설비를 분해해야 하는 불편함이 있다. 특히, 반도체 소자 제조 설비의 온도 이상 발생은 전자 냉열기와 관련하여 문제 발생하는 빈도가 높고, 문제 발생 시 즉시 그 변화를 체크하기가 어렵게 되어 있어 뒤늦은 대처로 공정에 많은 차질을 줄 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 반도체 소자 제조 설비의 분해 없이 간단한 방법으로 열전 소자의 이상 유무를 체크할 수 있는 반도체 소자 제조 설비를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 반도체 소자 제조 설비는 공정 챔버, 공정의 수행을 위해 공정 챔버에 공급되는 화학 물질을 공급하는 화학 물질 공급 라인의 온도를 일정하게 유지하기 위한 온도 조절 매체 공급 라인과 온도 조절 매체 공급 라인을 가열 또는 냉각하여 온도를 조절하는 전자 냉열기를 포함하는 온도 조절 장치 및 전자 냉열기를 포함하는 온도 조절 장치의 상태를 외부에서 관측 가능하게 하는 표시부를 포함한다.

기타 실시예의 구체적인 사항은 후술하는 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 이들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려 주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자 제조 설비는 도 1 및 도 2를 참조함으로써 잘 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 설비의 구조도이고, 도 2는 도 1의 반도체 소자 제조 설비에 포함되는 온도 조절 장치의 일부에 대한 구조도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 반도체 소자 제조 설비(100)는 공정이 이루어지는 공정 챔버(200)와 공정을 위해 공정 챔버(200)로 공급되는 포토레지스트 또는 현상액 등의 화학 물질을 일정한 온도로 유지하기 위한 온도 조절 장치(300), 그리고 온도 조절 장치(300)의 상태를 표시하는 표시부(500)를 포함한다.

공정 챔버(200)는 웨이퍼(220)를 안착시키는 척(210)과 웨이퍼(220)에 공정을 수행하기 위한 화학 물질(230)을 분사하는 분사 노즐(240)을 포함한다.

공정에 필요한 화학 물질(230)은 공정 챔버(200) 외부에 위치한 별도의 화학 물질 공급부(250)로부터 공정 챔버(200) 내부의 분사 노즐(240)로 이어지는 화학 물질 공급 라인(260)을 통해 유입되고, 분사구(미도시)가 형성되어 있는 분사 노즐(240)을 통해 웨이퍼(220) 상면으로 분사되도록 되어 있다.

화학 물질(230)의 온도를 일정하게 유지하기 위한 온도 조절 장치(300)는 온도 조절 매체 저장 탱크(310), 온도 조절 매체 공급 라인(320), 온도 조절 매체 반환 라인(330), 순환용 펌프(340) 및 전자 냉열기(400)를 포함한다.

온도 조절 매체(350)는 화학 물질(230)의 온도를 일정하게 유지시키기 위한 매체로서, 온도 조절 매체 저장 탱크(310)에 저장된다. 온도 조절 매체 저장 탱크(310)에 연결된 온도 조절 매체 공급 라인(320)을 통해 공급된 온도 조절 매체(350)는 화학 물질 공급 라인(260)의 온도를 조절하고 온도 조절 매체 반환 라인(330)을 통해 다시 온도 조절 매체 저장 탱크(310)로 돌아온다. 온도 조절 매체(350)로서 항온수가 사용될 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.

순환용 펌프(340)는 온도 조절 매체(350)가 잘 순환할 수 있도록 펌핑 (pumping)하는 역할을 수행하며, 온도 조절 매체 저장 탱크(310)와 전자 냉열기(400) 사이의 온도 조절 매체 공급 라인(320) 상에 설치될 수 있다.

전자 냉열기(400)는 온도 조절 매체(350)의 온도를 조절하는 장치로서, 온도 조절 매체 공급 라인(320)의 외측에 설치되어 가열과 냉각을 반복하면서 온도 조절 매체(350)의 온도를 조절한다.

전자 냉열기(400)는 가열을 위한 다수의 열전 소자(410)와 냉각을 위한 냉각 라인(420), 열전 소자(410)와 냉각 라인(420)의 제어를 담당하는 제어부(440)를 포함한다.

전자 냉열기(400)의 열전 소자(410)들은 전기적으로 직렬 연결되어 발열 효과를 내며, 냉각 라인(420)은 외부로부터 공급되는 냉각 매체를 이용하여 냉각 효과를 낸다.

표시부(500)는 온도 조절 장치(300)의 외측에 위치하며, 전자 냉열기(400)의 열전 소자(410)의 전극과 연결되어 열전 소자(410)의 저항을 수시로 나타내 주는 역할을 한다. 즉, 전자 냉열기(400)에 이상이 있을 경우 표시부(500)에 나타나는 열전 소자(410)의 저항값으로 이상 여부를 판단할 수 있도록 온도 조절 장치(300)의 외부에 쉽게 관찰이 가능한 곳에 위치시킨다.

본 발명의 일 실시예에서는 온도 조절 매체 공급 라인(320)은 화학 물질 공급 라인(260)의 외측면을 감싸고 형성된 것으로 설명하고 있으나, 온도 조절 매체 공급 라인(320)의 위치 및 형태는 본 발명의 일 실시예에 의해 한정되지 않으며, 화학 물질 공급 라인(260)과의 열교환이 이루어질 수 있다면 어떤 위치와 형태라도 가능하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 설비의 작동을 설명하면 다음과 같다.

반도체 소자의 제조 공정을 수행하기 위하여 공정 챔버(200) 내의 척(210) 상에 웨이퍼(220)를 안착시키고, 공정에 따라 필요한 화학 물질(230)을 공급하여 공정을 수행한다.

이 때, 공정에 필요한 화학 물질(230)의 온도를 일정하게 유지하기 위하여 온도 조절 매체(350)를 이용하는데, 온도 조절 매체(350)는 온도 조절 매체 저장 탱크(310)로부터 온도 조절 매체 공급 라인(320)을 통해 공급하며, 화학 물질 공급 라인(250)을 감싸고 흐르면서 화학 물질(230)의 온도를 조절하게 된다.

또한, 온도 조절 매체(350)의 온도는 일정하게 유지되어야 하는데, 이는 온도 조절 매체 공급 라인(320) 상에 위치한 전자 냉열기(400)에 의해 가열 또는 냉각에 의해 이루어진다.

전자 냉열기(400)를 구성하는 다수의 열전 소자(410)는 +, - 극들이 직렬 연결되어 발열에 의해 온도 조절 매체 공급 라인(320)을 가열시켜 온도를 높여 주고, 과열될 경우에는 냉각 라인(420)에 냉매를 흘려 주어 온도를 내린다.

따라서, 열전 소자(410)와 냉각 라인(420)의 상호 작용에 의해 온도 조절 매체(350)의 온도를 일정하게 유지할 수 있으며, 열전 소자(410)와 냉각 라인(420)의 동작은 제어부(440)를 통해 조절할 수 있다.

또한, 온도 조절 장치(300)의 외측에 위치한 표시부(500)에서는 열전 소자 (410)의 저항값을 표시하여 저항값의 변동을 통한 전자 냉열기(400)의 이상 여부를 수시로 체크할 수 있다. 즉, 열전 소자(410)의 저항값이 정상치 이상으로 변화 시 즉시 공정을 중단하고 전자 냉열기(400)를 수리 및 교체함으로써 공정 중에 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 설비의 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 소자 제조 설비는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 설비에 포함되는 표시부를 통해 전자 냉열기 작동의 이상 유무를 수시로 체크할 수 있어, 문제 발생 시 빠른 대처가 가능하여 작업 시간의 손실을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

둘째, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 설비에 포함되는 전자 냉열기의 상태를 쉽게 알 수 있어 온도 조절을 보다 효율적으로 제어할 수 있다는 장점도 있다.

Claims (3)

1. 공정 챔버;

   공정의 수행을 위해 상기 공정 챔버에 공급되는 화학 물질을 공급하는 화학 물질 공급 라인의 온도를 일정하게 유지하기 위한 온도 조절 매체 공급 라인과 상기 온도 조절 매체 공급 라인을 가열 또는 냉각하여 온도를 조절하는 전자 냉열기를 포함하는 온도 조절 장치; 및

   상기 전자 냉열기를 포함하는 온도 조절 장치의 상태를 외부에서 관측 가능하게 하는 표시부를 포함하는 반도체 소자 제조 설비.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 화학 물질은 포토레지스트 또는 현상액인 반도체 소자 제조 설비.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 온도 조절 매체는 항온수인 반도체 소자 제조 설비.

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