KR20070001504A

KR20070001504A - 연결 배관 및 이를 포함하는 배기 장치

Info

Publication number: KR20070001504A
Application number: KR1020050057038A
Authority: KR
Inventors: 최재혁
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-06-29
Filing date: 2005-06-29
Publication date: 2007-01-04

Abstract

반도체 기판에 대하여 코팅 공정을 수행하기 위한 공정 챔버로부터 오염물을 포함하는 배기 가스를 배기하기 배기 장치가 개시되어 있다. 배기 장치는 공정 챔버로부터 배기 가스를 제거하기 위한 진공 펌프와, 상기 진공 펌프 및 공정 챔버를 연결하는 배관을 포함한다. 배관은 공정 챔버로부터 연장하는 다수의 분기 배관과, 상기 분기 배관들과 연결되며 제1 폭을 갖는 제1 부분과 상기 제1 부분으로부터 연장하며 점차 감소하는 제2 폭을 갖는 제2 부분을 포함하는 연결 배관과, 상기 제2 부분과 상기 진공 펌프 사이를 연결하는 메인 배관을 포함한다. 여기서, 연결 배관이 제1 폭에서 제2 폭으로 점차 감소하여 상기 연결 배관 내에 배기 가스의 오염물이 잔존하지 않는다.

Description

연결 배관 및 이를 포함하는 배기 장치{Linking duct and exhaust apparatus having the liking duct}

도 1은 종래에 따른 배기 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.

도 2는 반도체 기판 상에 포토레지스트 막을 형성하기 위한 장치에 관하여 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.

도 3은 도 2에 도시된 배기 시스템의 배관을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.

도 4는 도 2에 도시된 배기 시스템의 다른 형태의 배관을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

20 : 포토레지스트 막 형성 장치 200 : 스핀 척

202 : 제1 회전축 204 : 제1 구동부

210 : 포토레지스트 용액 공급부

212 : 포토레지스트 용액 분사 노즐

214 : 제2 구동부 216 : 암

220 : 보울 222 : 제2 홀

230 : 배기 시스템 232 : 제2 진공 펌프

234 : 밸브 240 : 배관

242 : 분기 배관 244 : 메인 배관

246 : 제1 부분 248 : 제2 부분

250 : 연결 배관

본 발명은 배기 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 웨이퍼 상에 포토레지스트 막을 형성하기 위한 공정 챔버로부터 오염물을 포함하는 배기 가스를 배기시키기 위한 배기 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘웨이퍼 상에 전기적인 회로를 형성하는 팹(fabrication; 'FAB') 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 반도체 장치들의 전기적인 특성을 검사하는 공정과, 상기 반도체 장치들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.

상기 팹 공정은 반도체 기판 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정과, 상기 막을 평탄화하기 위한 화학적 기계적 연마 공정과, 상기 막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정과, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 막을 전기적인 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 식각 공정과, 반도체 기판의 소정 영역에 특정 이온을 주입하기 위한 이온 주입 공정과, 반도체 기판 상의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정과, 상기 막 또는 패턴이 형성된 반도체 기판의 표면을 검사하기 위한 검사 공정 등을 포함한다.

상기와 같은 단위 공정들 중에서 포토리소그래피 공정은 반도체 기판 상에 포토레지스트(photoresist) 막을 형성하고 이를 경화시키는 공정과, 반도체 기판 상에 형성된 포토레지스트 막을 원하는 포토레지스트 패턴으로 형성하기 위해 소정 부위를 제거하는 노광 공정 및 현상 공정을 포함한다.

일반적으로 상기 포토레지스트 막은 다음과 같이 형성된다. 먼저, 반도체 기판을 회전척 상에 올려놓은 다음, 상기 반도체 기판 상의 중심 부위에 포토레지스트 용액을 공급하고, 상기 반도체 기판을 회전시킨다. 상기 반도체 기판의 회전력에 의해 상기 반도체 기판 상의 중심 부위에 공급된 포토레지스트 용액은 반도체 기판의 주연 부위로 밀려나고, 이에 따라, 포토레지스트 막이 형성된다.

이때, 상기 회전력에 의해 포토레지스트 용액이 비산된다. 상기 비산된 포토레지스트 용액이 외부로 나가지 않도록 상기 회전척을 감싸며 보울(bowl)이 구비된다. 상기 비산된 포토레지스트 용액은 분진 상태로 포토레지스트 퓸(fume)과 함께 상기 보울로부터 배출된다. 여기서, 상기 분진 상태의 포토레지스트와 퓸을 배기 가스라 한다.

이하, 상기 포토레지스트 막이 형성되는 공정 챔버로부터 비산된 포토레지스트 용액을 배출시키기 위한 배기 장치에 대하여 설명한다.

배기 장치(10)는, 보울(100)로부터 배기 가스를 배기하기 위한 진공 펌프(102)와, 상기 진공 펌프(102)와 상기 보울(100)을 연결하기 위한 배관(110)을 포 함한다.

상기 배관(110)은, 보울(100)로부터 연장된 다수의 분기 배관들(104)과, 진공 펌프(102)와 연결되어 있는 메인 배관(106)과, 상기 분기 배관들(104)과 상기 메인 배관(106)을 연결시키기 위한 연결 배관(108)을 포함한다.

여기서, 상기 연결 배관(108)이 도시된 바와 같이 사각 형상을 갖는다. 이와 같은 형상을 가지므로 상기 연결 배관(108)을 통과하는 배기 가스의 포토레지스트 분진(112)이 상기 사각형의 모서리에 잔류하게 된다. 상기 잔류된 포토레지스트 분진(112)은 공정 챔버로 유입될 수 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 배기 가스에 포함된 오염물이 잔존하지 않는 연결 배관을 제공하는데 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 상기 연결 배관을 포함하는 배기 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 연결 배관은, 제1 폭을 갖는 제1 부분과, 상기 제1 부분으로부터 연장하며 점차 감소하는 제2 폭을 갖는 제2 부분을 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 배기 장치는, 소정의 공정을 수행하는 공정 챔버로부터 오염물을 포함하는 배기 가스를 배기하기 위한 진공 펌프와, 상기 공정 챔버로부터 연장하며 상기 배기 가스의 유로를 제공 하는 다수의 분기 배관들과, 상기 분기 배관들과 연결되며, 제1 폭을 갖는 제1 부분과, 상기 제1 부분으로부터 연장하며 점차 감소하는 제2 폭을 갖는 제2 부분을 포함하는 연결 배관과, 상기 제2 부분과 상기 진공 펌프 사이를 연결하는 메인 배관을 포함한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 연결 배관이 점차 감소되는 형상을 가짐으로써 공정 챔버로부터 배기되는 배기 가스에 포함된 오염물이 상기 연결 배관에 잔류하지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 따른 배기 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 반도체 기판 상에 포토레지스트 막을 형성하기 위한 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.

도 2를 참조하면, 반도체 기판(W) 상에 포토레지스트 막 형성 장치(20)는, 반도체 기판(W)을 지지하고 상기 반도체 기판(W)을 회전시키기 위한 스핀 척(spin chuck, 200)과, 상기 스핀 척(200)의 상부에 배치되고 상기 반도체 기판(W) 상에 포토레지스트 용액을 공급하기 위한 포토레지스트 용액 공급부(210)와, 상기 스핀 척(200)을 둘러싸도록 구비되고 상기 스핀 척(200)에 의해 지지되는 상기 반도체 기판(W) 상에 공급되어 상기 반도체 기판(W)의 회전에 의해 비산된 포토레지스트 용액을 차단하기 위한 보울(bowl, 220)과, 상기 보울(220)의 하부와 연결되어 있으며 상기 보울(220) 내의 포토레지스트 용액을 배출하기 위한 배기 시스템(exhaust system, 230)을 포함한다.

스핀 척(200)은 반도체 기판(W)을 지지하고 회전시키기 위하여 원반 형상을 갖는다. 상기 스핀 척(200) 하부에는 상기 스핀 척(200)으로 회전 구동력을 제공하기 위한 제1 구동부(224)와 제1 회전축(222)으로 연결된다. 상기 제1 회전축(222)은 상기 스핀 척(200)의 하부로부터 하방으로 수직 연장되고, 상기 제1 구동부(224)는 상기 제1 회전축(222)과 일체로 형성될 수 있다. 일 예로, 상기 제1 구동부(224)는 모터(motor)일 수 있다.

상기 스핀 척(200)의 상부면에 상기 반도체 기판(W)을 상기 스핀 척(200)에 흡착시키기 위하여 진공력 또는 정전기력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 진공력으로 상기 반도체 기판(W)을 흡착하는 경우, 상기 스핀 척(200) 상부면에는 진공이 제공되는 다수의 제1 홀(도시되지 않음)들이 형성되어 있고, 상기 스핀 척(200)의 내부 및 상기 제1 회전축(222) 내부에는 제1 진공 펌프(도시되지 않음)와 연결되어 있는 진공 라인(도시되지 않음)이 구비된다. 상기 스핀 척(200)은 상기 진공 라인을 통하여 상기 다수의 제1 홀들로 제공되는 진공력에 의해 상기 반도체 기판(W)의 이면을 파지할 수 있다.

스핀 척(200) 상에 지지된 반도체 기판(W)의 상부에는 포토레지스트 용액을 공급하기 위한 포토레지스트 용액 공급부(210)가 구비된다.

포토레지스트 용액 공급부(210)는, 포토레지스트 용액을 저장하기 위한 포토레지스트 용액 저장 탱크(도시되지 않음)와, 상기 저장 탱크로부터 제공된 포토레지스트를 분사하기 위한 포토레지스트 용액 분사 노즐(212)과, 상기 포토레지스트 용액 분사 노즐(212)을 이동시키기 위한 구동력을 제공하기 위한 제2 구동부(214) 와, 상기 제2 구동부(214)와 상기 포토레지스트 용액 분사 노즐(212)을 연결하고 수평 및 수직 방향으로 이동 가능한 암(arm, 216)을 포함한다.

상기 포토레지스트 용액 저장 탱크와 포토레지스트 용액 분사 노즐(212)은 포토레지스트 용액 공급 라인(도시되지 않음)으로 연결되어 있으며, 상기 암(216) 내부에 상기 공급 라인이 구비된다.

상기 제2 구동부(214)의 구동력에 의해 암(216)이 수직 및 수평 방향으로 이동하여 상기 스핀 척(200)에 지지된 반도체 기판(W)의 중앙으로 상기 포토레지스트 용액 분사 노즐(212)을 이동시킨다. 상기 포토레지스트 용액 분사 노즐(212)은 포토레지스트 용액을 상기 반도체 기판(W)의 중앙으로 분사한다. 분사된 포토레지스트 용액은 반도체 기판(W)의 회전에 의해 반도체 기판(W)의 중심 부위로부터 가장자리 부위로 밀려나면서 반도체 기판(W) 상에 포토레지스트 막을 형성한다. 이때, 반도체 기판(W)의 회전에 의해 반도체 기판(W)의 가장자리로부터 비산되는 포토레지스트 용액을 차단하기 위한 보울(220)이 반도체 기판(W)을 둘러싸도록 배치된다.

보울(220)은 상부가 개방된 컵(cup) 형상을 가지며, 반도체 기판(W) 상에 포토레지스트 막을 형성하는 동안 비산되는 코팅액이 외부로 나가는 것을 보다 효과적으로 방지하기 위하여 상기 보울(220)의 상부 부분이 안쪽 방향으로 경사진 형태이다.

또한, 상기 보울(220)은 상하 이동 가능하여 반도체 기판(W)의 로딩 및 언로딩을 방해하지 않는다. 상기 보울(220)로 상하 구동력을 제공하기 위하여 상기 보울(220) 하부 중앙 부위에 제2 회전축(도시되지 않음)이 구비되며, 상기 제2 회전 축은 제3 구동부(도시되지 않음)와 연결되어 있다.

상기 비산된 포토레지스트 용액은 상기 보울(220) 내에 분진 상태로 잔류하게 되며, 상기 포토레지스트 분진은 포토레지스트 퓸(fume)과 함께 상기 보울(220)로부터 배출된다. 여기서, 상기 포토레지스트 분진 및 포토레지스트 퓸을 배기 가스라고 한다.

상기 보울(220) 저면에는 상기 오염물을 배출하기 위하여 다수의 제2 홀(226)들이 형성되어 있으며, 상기 제2 홀(226)들은 배기 시스템(230)과 연결되어 있다. 본 실시예에서는 두 개의 제2 홀(226)들이 형성되어 있으나, 본 발명에서 상기 제2 홀(226)들의 수량을 한정하는 것을 아니다.

배기 시스템(230)은, 상기 보울(220)로부터 배기 가스를 배기하기 위한 제2 진공 펌프(232)와, 상기 제2 진공 펌프(232)와 상기 보울(220)을 연결하기 위한 배관(240)과, 상기 배관(240) 중에 구비되어 상기 배관(240)을 개폐하기 위한 밸브(234)를 포함한다.

제2 진공 펌프(232)는, 저 진공 또는 중 진공을 형성하기 위한 러핑 펌프(roughing pump)와, 중 진공 또는 고 진공을 형성하기 위한 고 진공 펌프가 사용된다. 일반적으로 러핑 펌프로는 드라이 펌프, 로터리 베인 펌프, 피스톤 펌프 등이 사용되며, 고 진공 펌프로는 확산 펌프, 터보 분자 펌프, 크라이오 펌프, 이온 펌프, 게터 펌프 등이 사용될 수 있다.

이하, 배관에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 도 2에 도시된 배기 시스템의 배관을 설명하기 위한 개략적인 단면도 이고, 도 4는 도 2에 도시된 배기 시스템의 다른 형태의 배관을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.

배관은, 상기 보울(220)의 하부와 연결되는 다수의 분기 배관들(242)과, 상기 제2 진공 펌프(232)와 연결되는 메인 배관(244)과, 상기 다수의 분기 배관들(242)과 상기 메인 배관(244)을 연결하기 위한 연결 배관(250)을 포함한다.

보다 상세하게, 상기 다수의 분기 배관들(242)은 상기 보울(220)의 하부면에 형성된 다수의 제2 홀(226)들과 각각 연결된다. 상기 분기 배관들(242)의 수량은 상기 제2 홀(226)들의 수량과 동일하며, 본 실시예에서는 두 개의 분기 배관들(242)이 구비된다.

상기 연결 배관(250)은 상기 분기 배관들(242)과 연결되며, 제1 폭을 갖는 제1 부분(246)과, 상기 제1 부분(246)으로부터 연장하며 점차 감소하는 제2 폭을 갖는 제2 부분(248)을 포함한다. 따라서, 상기 연결 배관(250)은 전체적으로 다각형이다.

도 3을 참조하면, 상기 연결 배관(250)은 제1 폭을 갖는 제1 부분(246)이 소정 길이만큼 형성되고, 이어서, 제2폭을 갖는 제2 부분(248)으로 점차 감소하는 5각형 형상을 갖는다. 또한, 도 4를 참조하면, 상기 연결 배관(250)의 제1 부분(246)에서 제2 부분(248)으로 바로 연결되는 3각형 형상을 가질 수 있다.

그러나, 본 발명에서는 연결 배관(250)의 형상을 한정하지 않고, 상기 연결 배관(250)이 제1 부분(246)에서 제2 부분(248)으로 점차 감소하는 형상이면 족하다.

상기 메인 배관(244)은 상기 제2 부분(248)과 연통되며, 상기 제2 부분(248)과 상기 제2 진공 펌프(232)를 연결시킨다.

이로 인하여, 상기와 같은 형상을 갖는 연결 배관(250)을 통과하는 배기 가스에 포함된 포토레지스트 분진 즉, 오염물이 상기 연결 배관(250) 내에 잔존하지 않아, 상기 오염물이 역류하여 발생할 수 있는 보울(220)의 2차 오염을 미연에 방지할 수 있다.

상세하게 도시되어 있지는 않지만, 상기 배기 시스템(230)에는 상기와 같은 구성 요소 이외에도 상기 배관의 압력을 확인하기 위한 압력 게이지(Pressure Gage, 도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다.

상기 압력 게이지로는 바라트론 게이지(Baratron gage)와 피라니 게이지(Pirani gage)가 사용되며, 특히 피라니 게이지는 휘트스톤 브리지(Wheatston bridge)를 이용하여 진공도를 측정하기 위한 진공 게이지이며, 기체의 열전도율이 저압 하에서는 거의 진공도(잔류 기체의 압력)에 비례하는 것을 이용한 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 다수의 분기 배관과 메인 배관을 연결하는 연결 배관의 폭이 점차 감소하도록 형성되어, 상기 연결 배관을 통과하는 배기 가스의 오염물이 상기 연결 배관 내에 잔존하지 않는다.

따라서, 상기 오염물로 인하 2차 오염을 미연에 방지할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역 으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

제1 폭을 갖는 제1 부분; 및

상기 제1 부분으로부터 연장하며 점차 감소하는 제2 폭을 갖는 제2 부분을 포함하는 연결 배관.
제1항에 있어서, 상기 제1 부분은 다수의 분기 배관들과 연결되는 다수의 홀들을 갖는 것을 특징으로 하는 배관.
소정의 공정을 수행하는 공정 챔버로부터 오염물을 포함하는 배기 가스를 배기하기 위한 진공 펌프;

상기 공정 챔버로부터 연장하며 상기 배기 가스의 유로를 제공하는 다수의 분기 배관들;

상기 분기 배관들과 연결되며, 제1 폭을 갖는 제1 부분과, 상기 제1 부분으로부터 연장하며 점차 감소하는 제2 폭을 갖는 제2 부분을 포함하는 연결 배관; 및

상기 제2 부분과 상기 진공 펌프 사이를 연결하는 메인 배관을 포함하는 배기 장치.
제3항에 있어서, 상기 배기 가스는 기판 상에 포토레지스트 막을 형성하는 공정을 수행하는 동안 발생되는 유기 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 장 치.