KR20060078950A

KR20060078950A - 포토레지스트 필터 퍼지시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR20060078950A
Application number: KR1020040118205A
Authority: KR
Inventors: 권순호
Original assignee: 동부일렉트로닉스 주식회사
Priority date: 2004-12-31
Filing date: 2004-12-31
Publication date: 2006-07-05

Abstract

본 발명은 반도체 사진공정에 사용되는 포토레지스트 필터 교체시 포토레지스트 공급라인 및 필터를 시너(Thinner)로 퍼지(Purge)하는 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 포토레지스트가 수용되어 있는 바틀, 상기 바틀과 공급라인에 의해 연통되는 버퍼탱크, 상기 버퍼탱크에 수용된 포토레지스트를 공급하기 위한 펌프, 상기 펌프에 의해 공급되는 포토레지스트의 이물질을 여과하기 위한 필터, 상기 필터를 거친 포토레지스트를 웨이퍼에 분사하는 노즐을 포함하여 이루어진 포토레지스트 필터 퍼지시스템에 있어서, 상기 펌프와 필터 사이의 공급라인상에는 삼방밸브가 설치되고, 상기 삼방밸브의 일측에는 시너공급부가 연결설치된 것을 특징으로 한다. 이와같은 구성에 의한 본 발명에 의하면, 바틀 교체시 발생할 수 있는 안전사고와 포토레지스트 미스 세팅을 방지할 수 있어 작업능률을 향상시키고, 바틀 교체로 인해 소요되는 작업시간을 단축하며, 포토레지스트 사용량을 절감할 수 있는 효과가 있다.

포토레지스트, 퍼지, 시너, 필터

Description

포토레지스트 필터 퍼지시스템 및 그 방법{Purge system of photo resist filter and the method thereof}

도 1은 종래의 반도체 제조용 포토레지스트 공급장치의 개략적인 구성도,

도 2는 종래의 포토레지스트 필터 퍼지방법을 보여주는 흐름도,

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 포토레지스트 필터 퍼지시스템의 개략적인 구성도,

도 4는 본 발명의 포토레지스트 필터 퍼지방법을 보여주는 흐름도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10,90 : 바틀 15 : 공급라인

20 : 엠프티센서 30 : 버퍼탱크

35,63 : 에어벤트밸브 50 : 펌프

60 : 필터 70 : 유량조절밸브

80 : 노즐 100 : 삼방밸브

200 : 시너공급부

본 발명은 포토레지스트 필터 퍼지시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 사진공정에 사용되는 포토레지스트 필터 교체시 포토레지스트 공급라인 및 필터를 시너(Thinner)로 퍼지(Purge)하는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 사진공정(photo lithography)은 포토마스크 기판에 그려진 반도체 소자의 패턴을 웨이퍼 상에 전사하는 공정이다. 사진 공정은 크게 포토레지스트(photo resist) 도포, 노광, 현상, 식각 및 포토레지스트 제거 등의 순서로 진행되는데, 실제로는 이들 공정 사이에 많은 처리가 이루어지고 있다. 이러한 사진공정에 있어서, 웨이퍼 상에 포토레지스트의 공급은 바틀(Bottle), 펌프, 필터 및 노즐을 포함한 각 구성이 조합 연결된 포토레지스트 공급장치에 의해 이루어진다.

도 1은 종래의 반도체 제조용 포토레지스트 공급장치의 개략적인 구성도로서, 먼저 종래의 포토레지스트 공급장치에는 웨이퍼에 도포될 소정량의 포토레지스트(PR)를 수용하고 있는 2개의 바틀(Bottle)(10)이 구비된다. 상기 바틀(10)의 상단부를 통해 포토레지스트가 공급되는 공급라인(15)을 통해 바틀(10)과 연통되어 포토레지스트가 일시 수용되는 버퍼탱크(30)가 구비되고, 상기 버퍼탱크(30) 상부의 공급라인(15)상에는 엠프티센서(20)가 설치되어 포토레지스트의 잔존여부가 확 인된다. 또한, 상기 버퍼탱크(30)의 상단부에는 에어(Air)를 배출하기 위한 에어벤트밸브(Air vent valve)가 연결된다.

상기 버퍼탱크(30)에 수용된 포토레지스트는 삼방밸브(40)를 통해 연결된 펌프(50)의 구동에 의해 공급된다. 상기 펌프(50)에 의해 공급되는 포토레지스트는 필터(60)에 의해 이물질이 여과되고, 유량조절밸브(70)에 의해 필요한 양만큼 노즐(80)을 통해 웨이퍼에 분사된다. 상기 필터(60)의 상단부에는 에어(Air)를 배출하기 위한 에어벤트밸브(Air vent valve)가 연결된다.

이러한 구성에 의해 포토레지스트가 공급되는데, 상기 필터(60)에는 이물질이 쌓이므로 정기적으로 교체를 해 주어야 한다. 필터(60)를 교체할 경우에는 시너(Thinner)를 이용해 공급라인(15) 및 각 구성부품 내부의 포토레지스트를 퍼지(Purge)한 후 웨이퍼에 포토레지스트 공급을 재개한다.

도 2는 종래의 포토레지스트 필터 퍼지방법을 보여주는 흐름도로서, 이를 참조하여 퍼지방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 포토레지스트가 수용된 2개의 바틀(10)을 시너가 수용된 2개의 바틀(90)로 교체한다.

펌프(50)를 구동하여 시너에 의한 퍼지를 시작하는데, 포토레지스트로 채워져 있던 공급라인(15)은 시너로 가득차게 된다.

시너 퍼지를 계속하여 포토레지스트가 분사되는 노즐(80)까지 퍼지를 완료한 후 필터(60)를 교체한다. 필터(60)를 교체한 후에도 필터(60) 웨팅(wetting)을 위해 시너에 의한 퍼지를 약 10분 정도 더 수행한다.

이와같이 시너에 의한 퍼지가 완료된 후 2개의 시너 바틀(90)을 포토레지스트 바틀(10)로 교체한 후, 필터(60)의 상단부에 연결된 에어벤트밸브(65)를 통해 에어(Air)를 배출한다.

이후 적정량 만큼 포토레지스트 퍼지를 충분히 한 다음, 노즐(80)단에서 포토레지스트가 적절하게 분사되는지 분사상태를 체크한 다음, 웨이퍼에 코팅된 포토레지스트의 두께를 측정하는데, 만약 규정된 값을 벗어난 경우 포토레지스트 퍼지를 다시 수행하고 규정된 값을 만족하면 포토레지스트 퍼지단계는 종료되고, 다음 공정을 수행한다.

그러나 위와 같은 종래의 퍼지시스템과 방법에 의하면, 두 번에 걸쳐 바틀(10,90) 교체작업을 해야 하는 문제점이 있다. 한 장비에는 최소 포토레지스트의 종류를 3~12가지 이상 사용하고 코터(Coater)는 보통 3~4개정도가 구성되므로, 수십개의 바틀(10,90) 교체 작업을 해야 한다.

따라서 바틀(10,90)을 교체하면서 작업자 부주의로 바틀(10,90)이 파손될 우려가 많고, 노즐별로 할당되어진 포토레지스트의 종류별로 정확히 세팅이 되어야 하나 많은 바틀(10,90)을 교체하는 과정에서 미스세팅(Miss setting)이 발생할 우려가 있고 만약 미스세팅(Miss setting)이 발생하게 되면 대형사고로 이어질 수 있는 문제점이 있다.

또한, 바틀(10,90)교체에 상당한 시간이 소요되므로 작업효율이 저하되고, 시너 바틀(90)로 교체한 후 포토레지스트로 채워진 공급라인(15)을 시너로 채우게 되면, 공급라인(15)과 버퍼탱크(30) 등에 있던 포토레지스트는 버려지게 되어 재료 의 낭비를 가져오는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본 발명의 포토레지스트 필터 퍼지시스템 및 그 방법은 포토레지스트가 공급되는 공급라인상에 시너를 공급할 수 있는 삼방밸브를 설치하여 바틀의 교체 없이도 필터 퍼지를 할 수 있도록 함으로써 작업시간을 단축하고 바틀의 파손위험을 방지하며 포토레지스트 재료의 낭비를 방지할 수 있는 포토레지스트 필터 퍼지시스템 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 포토레지스트 필터 퍼지시스템은, 포토레지스트가 수용되어 있는 바틀, 상기 바틀과 공급라인에 의해 연통되는 버퍼탱크, 상기 버퍼탱크에 수용된 포토레지스트를 공급하기 위한 펌프, 상기 펌프에 의해 공급되는 포토레지스트의 이물질을 여과하기 위한 필터, 상기 필터를 거친 포토레지스트를 웨이퍼에 분사하는 노즐을 포함하여 이루어진 포토레지스트 필터 퍼지시스템에 있어서, 상기 펌프와 필터 사이의 공급라인상에는 삼방밸브가 설치되고, 상기 삼방밸브의 일측에는 시너공급부가 연결설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 삼방밸브는 시너공급부가 연결되는 측이 노말클로즈상태인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 포토레지스트 필터 퍼지방법은, 삼방밸브의 시너공급부가 연결되는 측이 오픈상태로 되는 단계; 상기 시너공급부에 의해 시너가 공급되어 포토레지스트로 채워져 있던 공급라인이 시너로 가득차는 단계; 시너 퍼지를 계속하여 노즐단까지 퍼지를 완료한 후 필터를 교체하는 단계; 필터 교체 후 필터웨팅을 위해 시너 퍼지를 소정의 시간동안 수행하는 단계; 삼방밸브의 시너공급부가 연결되는 측이 클로즈상태로 되는 단계; 로 이루어지고, 상기 삼방밸브의 시너공급부가 연결되는 측이 클로즈된 후 필터의 상단부에 연결된 에어벤트밸브를 통해 에어가 배출되는 단계; 에어가 배출된 후 포토레지스트 퍼지가 수행되는 단계; 노즐단에서 포토레지스트의 분사상태가 체크되는 단계; 웨이퍼에 코팅된 포토레지스트의 두께가 측정하여 규정된 값을 벗어난 경우 포토레지스트 퍼지를 다시 수행하고, 규정된 값을 만족하면 포토레지스트 퍼지단계는 종료되는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 포토레지스트 필터 퍼지시스템의 개략적인 구성도이다.

웨이퍼에 포토레지스트를 공급하는 포토레지스트 공급장치는 포토레지스트가 수용되어 있는 바틀(10), 상기 바틀(10)과 공급라인(15)에 의해 연통되는 버퍼탱크(30), 상기 버퍼탱크(30)에 수용된 포토레지스트를 공급하기 위한 펌프(50), 상기 펌프(50)에 의해 공급되는 포토레지스트의 이물질을 여과하기 위한 필터(60), 상기 필터(60)를 거친 포토레지스트를 웨이퍼에 분사하는 노즐(80)등으로 구성되어 있어 종래와 동일하다.

본 발명의 포토레지스트 필터 퍼지시스템은 상기 펌프(50)와 필터(60) 사이의 공급라인(15)상에는 삼방밸브(Three way valve)(100)가 설치되고, 상기 삼방밸브(100)의 일측에는 시너공급부(200)가 연결설치된다.

상기 삼방밸브(100)는 필터(60)측으로 가깝게 설치하는 것이 바람직하다.

상기 삼방밸브(100)는 정상적인 공정진행시에는 포토레지스트가 공급될 수 있도록 시너공급부(200)가 연결되는 측이 노말클로즈(Normal Close)상태로 되고, 필터(60) 교체시에는 시너가 공급될 수 있도록 시너공급부(200)가 연결되는 측이 오픈(Open)상태가 되도록 한다.

도 4는 본 발명의 포토레지스트 필터 퍼지방법을 보여주는 흐름도로서, 이를 참조하여 본 발명의 포토레지스트 필터 퍼지방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 삼방밸브(100)의 시너공급부(200)가 연결되는 측이 오픈상태로 된다. 상기 삼방밸브(100)의 시너공급부(200)측이 오픈되면 시너공급부(200)에 의해 시너가 공급되어 포토레지스트로 채워져 있던 공급라인(15)이 시너로 가득차게 되면서 시너 퍼지(Purge)가 실시된다.

그 후 시너 퍼지(Purge)를 계속하여 노즐(80)단까지 퍼지를 완료한 후 필터 (60)를 교체하게 되는데, 상기 필터(60) 교체 후에는 포토레지스트에 의해 필터(60)가 용이하게 웨팅(Wetting)될 수 있도록 필터웨팅(Filter wetting)을 한다. 상기 필터웨팅은 시너에 의한 퍼지를 약 10분 정도의 시간동안 수행된다.

이와 같이 필터웨팅이 끝나면 삼방밸브(100)의 시너공급부(200)가 연결되는 측이 클로즈상태로 되어 시너 공급이 중단되고, 공급라인(15) 내부에 존재하는 에어(Air)를 배출시키기 위해 필터(60)의 상단부에 연결된 에어벤트밸브(65)를 통해 에어가 배출된다.

에어 배출이 끝나면 포토레지스트 퍼지가 수행되는데, 적정량만큼 퍼지를 충분히 수행한 후 노즐(80)단에서 포토레지스트의 분사상태가 체크된다. 이 경우 웨이퍼에 코팅된 포토레지스트의 두께를 측정하여 규정된 값을 벗어난 경우에는 포토레지스트 퍼지를 다시 수행하고, 규정된 값을 만족하면 포토레지스트 퍼지단계는 종료된다.

이와같은 방법에 의해 필터 교체 작업시 퍼지를 수행하게 되면, 바틀(10,90)교체작업에 따른 소요시간이 줄어들게 되므로 작업시간이 줄어들게 된다. 종래의 경우 2 코터(Coater)를 기준으로 바틀(10,90) 교체작업 2회 후 시너와 포토레지스트 퍼지에 소요되는 시간은 대략 포토레지스트 한 종류당 1시간 30분 이상 소요되었으나, 본 발명에 따르면 30분 정도 소요되므로 포토레지스트 한 종류당 1시간 이상의 시간이 절약된다.

또한 종래의 경우 포토레지스트 바틀(10)에서부터 본 발명에서 새로이 설치되는 삼방밸브(100)가 설치되는 곳까지의 공급라인(15)과 버퍼탱크(30)에 차 있던 포토레지스트는 시너 퍼지에 의해 버려지게 되었으나, 본 발명의 경우 이를 버리지 않고도 시너 퍼지가 가능하게 된다. 따라서 필터를 정기적으로 교환하는 한편, 여러 종류의 포토레지스트를 사용하는 현재의 반도체 노광공정에서 본 발명을 적용하게 되면 포토레지스트의 재료비 절감금액이 연간 수억원에 이를 것으로 예측된다.

아래의 표는 포토레지스트(PR)가 한 종류일 때 포토레지스트의 소모량과 작업시간을 나타낸 표이다.

Photo Resist 한 종류일 때
	PR 소모량	작업 시간
종래의 경우	2,500 cc	2
본 발명의 경우	1,000 cc	1시간 이하
효 과	1,500 cc 이상 절감	1시간 이상 단축

또한 아래의 표는 연간 절감할 수 있는 포토레지스트(PR)을 금액으로 환산한 표이다. 이는 장비 약 20대에 장비 당 최소 포토레지스트의 종류를 DUV(Deep Ultra Violet) = 4, MUV(Middle Ultra Viloet) = 8 로 하고, 필터교환주기는 DUV = 2.5회, MUV = 3회, 2 코터(Coater)를 기준으로 하였을 때 포토레지스트의 절감량은 1,500 cc이다.

	단 위	DUV	MUV	년 절감액
PR당 절감량	cc	1,500	1,500
장비 수	댓 수	10	13
PR 종류 수	EA	8	4
필터교환횟수	회/년	2.5	3
PR절감량	cc	300,000	234,000	￦171,310,300
PR절감량	Gallon	약 79.4	약 62
바틀당 평균가격	1 Gallon당 원	￦1,650,000	￦650,000
절감금액	원	￦131,010,000	￦40,300,000

아래 표는 연간 절약되는 작업시간을 나타낸 표이다.

	단 위	DUV	MUV	년 단축 시간
장비 수	댓 수	10	13
PR 종류 수	EA	8	4
필터 교환횟수/년	회	2.5	3	356
작업 시간 단축	1PR당 1시간	1	1
작업 시간 단축	Hour	200	156

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 포토레지스트 필터 퍼지시스템 및 그 방법에 의하면, 포토레지스트가 공급되는 공급라인상에 시너를 공급할 수 있는 삼방밸브를 설치하여 바틀의 교체 없이도 필터 퍼지를 할 수 있도록 함으로써 바틀 교체시 발생할 수 있는 안전사고와 포토레지스트 미스 세팅을 방지할 수 있어 작업능률을 향상시키고, 바틀 교체로 인해 소요되는 작업시간을 단축하며, 포토레지스트 사용량을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims

포토레지스트가 수용되어 있는 바틀, 상기 바틀과 공급라인에 의해 연통되는 버퍼탱크, 상기 버퍼탱크에 수용된 포토레지스트를 공급하기 위한 펌프, 상기 펌프에 의해 공급되는 포토레지스트의 이물질을 여과하기 위한 필터, 상기 필터를 거친 포토레지스트를 웨이퍼에 분사하는 노즐을 포함하여 이루어진 포토레지스트 필터 퍼지시스템에 있어서,

상기 펌프와 필터 사이의 공급라인상에는 삼방밸브가 설치되고, 상기 삼방밸브의 일측에는 시너공급부가 연결설치된 것을 특징으로 하는 포토레지스트 필터 퍼지시스템.
제1항에 있어서, 상기 삼방밸브는 시너공급부가 연결되는 측이 노말클로즈상태인 것을 특징으로 하는 포토레지스트 필터 퍼지시스템.
삼방밸브의 시너공급부가 연결되는 측이 오픈상태로 되는 단계;

상기 시너공급부에 의해 시너가 공급되어 포토레지스트로 채워져 있던 공급라인이 시너로 가득차는 단계;

시너 퍼지를 계속하여 노즐단까지 퍼지를 완료한 후 필터를 교체하는 단계;

필터 교체 후 필터웨팅을 위해 시너 퍼지를 소정의 시간동안 수행하는 단계;

삼방밸브의 시너공급부가 연결되는 측이 클로즈상태로 되는 단계;

로 이루어진 것을 특징으로 하는 포토레지스트 필터 퍼지방법.
제3항에 있어서, 상기 삼방밸브의 시너공급부가 연결되는 측이 클로즈된 후 필터의 상단부에 연결된 에어벤트밸브를 통해 에어가 배출되는 단계;

에어가 배출된 후 포토레지스트 퍼지가 수행되는 단계;

노즐단에서 포토레지스트의 분사상태가 체크되는 단계;

웨이퍼에 코팅된 포토레지스트의 두께가 측정하여 규정된 값을 벗어난 경우 포토레지스트 퍼지를 다시 수행하고, 규정된 값을 만족하면 포토레지스트 퍼지단계는 종료되는 단계;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 필터 퍼지방법.