KR20070058179A - Photoresist coating apparatus and method for processing suck back thereof - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 포토레지스트 도포 장치의 일부 구성을 도시한 도면;BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 shows a partial configuration of a photoresist coating apparatus according to the present invention;
도 2는 일반적인 포토레지스트 도포 장치의 석백 동작을 설명하기 위한 파형도; 그리고 FIG. 2 is a waveform diagram for explaining a back-back operation of a general photoresist coating apparatus; FIG. And
도 3은 본 발명에 따른 포토레지스트 도포 장치의 석백 동작을 설명하기 위한 파형도이다.3 is a waveform diagram for explaining the back-back operation of the photoresist coating apparatus according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100 : 포토레지스트 도포 장치 102 : 포토레지스트 공급원100
104 : 버퍼 탱크 106 : 펌프104: buffer tank 106: pump
108 : 필터 110 : 석백 밸브108: filter 110: seat back valve
112 : 다이어프램 114 : 에어 오퍼레이티드 밸브112: diaphragm 114: air operated valve
116 : 석백 용량 조절 밸브 118 : 석백 속도 조절 밸브116: seat back capacity control valve 118: seat back speed control valve
120 : 끊김 속도 조절 밸브 122 : 메인 밸브120: disconnection speed regulating valve 122: main valve
124, 130 : 솔레노이드 밸브 126, 128 : 펌프 구동 밸브124, 130:
132 : 제어부 134 : 배관132: control unit 134: piping
136 : 배출 밸브 140 : 노즐136: discharge valve 140: nozzle
본 발명은 반도체 제조 설비에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 미량의 포토레지스트를 균일하게 도포하기 위하여 석백 동작을 동기시키는 포토레지스트 도포 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적인 포토레지스트 도포 장치는 포토레지스트 공급원에 연결된 노즐을 통해서 포토레지스트 용액을 분사하여 로딩된 웨이퍼 표면에 도포한다. 분사된 포토레지스트 용액은 일정 시간이 경과하면 경화되고, 웨이퍼는 언로딩되어 후속 공정으로 전달된다.A typical photoresist application apparatus sprays a photoresist solution through a nozzle connected to a photoresist source to apply it to the loaded wafer surface. The sprayed photoresist solution is cured after a certain time, and the wafer is unloaded and transferred to a subsequent process.
이 때, 포토레지스트 용액의 분사가 완료된 노즐의 단부에는 포토레지스트 용액이 잔존하게 된다. 만약 잔존하는 포토레지스트 용액이 웨이퍼 표면에 떨어지면 현상 불량이 되는 원인으로 작용하여 후속 공정에 영향을 미친다. 이를 방지하기 위하여 포토레지스트 도포 장치는 노즐의 석백(suck back) 동작을 위한 석백 밸브를 구비한다. 예를 들어, 석백 밸브는 내부에 다이어프램(diaphragm) 방식으로 구비된다.At this time, the photoresist solution remains at the end of the nozzle where the injection of the photoresist solution is completed. If the remaining photoresist solution falls on the surface of the wafer, it may cause defects and affect subsequent processes. In order to prevent this, the photoresist application apparatus includes a seat back valve for a suck back operation of the nozzle. For example, the seat back valve is provided in the diaphragm (diaphragm) method therein.
따라서 포토레지스트 도포 장치는 포토레지스트 용액이 분사가 완료되면 석백 밸브를 이용하여 노즐 단부에 잔존하는 포토레지스트 용액을 배관 내부로 흡입하는 석백(suck back) 동작을 처리한다. 그러므로 석백(suck back)으로 포토레지스트 용액은 노즐 단부로부터 배관 내부로 빨려 들어가서 노즐에서 포토레지스트 용 액이 경화되는 것을 방지한다.Therefore, the photoresist coating apparatus processes a suck back operation of sucking the photoresist solution remaining at the nozzle end into the pipe by using the seat back valve after the injection of the photoresist solution is completed. Therefore, with a suck back, the photoresist solution is sucked from the nozzle end into the pipe to prevent the photoresist solution from curing at the nozzle.
그러나 일반적인 포토레지스트 도포 장치는 노즐의 분사 시점 초기에 석백 밸브의 다이어프램이 급격히 회복하게 되어 초기 분사량이 일정하게 유지되지 못하는 현상이 발생된다. 이로 인하여 미량의 포토레지스트를 사용하는 포토레지스트 도포 장치는 균일한 도포가 이루어지지 못한다. 그 결과, 후속 공정 불량의 원인이 되며, 제품의 품질을 저하시키게 된다.However, in the general photoresist coating apparatus, the diaphragm of the seat back valve is rapidly recovered at the beginning of the injection point of the nozzle, so that the initial injection amount is not kept constant. For this reason, the photoresist coating apparatus using a small amount of photoresist is not uniformly applied. As a result, it may cause a subsequent process failure and degrade the product quality.
상술한 바와 같이, 일반적인 도포 장치는 포토레지스트 용액을 웨이퍼 표면에 분사하여 도포하는 경우에 사용되는 석백 동작시, 노즐의 분사 시점 초기에 석백 밸브 내부의 다이어프램이 급격하게 회복되어 분사 초기에 분사량이 일정하게 유지되지 않는 문제가 존재한다. 이로 인하여 도포가 균일하게 되지 않아 제품 품질에 악영향이 발생한다. 또한 포토레지스트 용액의 경우, 분사량이 미량이고 두께 균일도가 품질에 미치는 영향이 크므로 이를 방지하고 개선해야 할 필요성이 있다.As described above, in the general coating apparatus, during the back-back operation used when spraying and applying a photoresist solution onto the wafer surface, the diaphragm inside the back-back valve is rapidly recovered at the beginning of the injection point of the nozzle, so that the injection amount is constant at the beginning of the injection. There is a problem that is not maintained. This causes uneven coating and adversely affects product quality. In addition, in the case of the photoresist solution, the injection amount is very small and the thickness uniformity has a great influence on the quality, and thus there is a need to prevent and improve it.
본 발명의 목적은 미량의 포토레지스트 사용 및 균일한 도포를 위한 포토레지스트 도포 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a photoresist application apparatus for the use of trace amounts of photoresist and for uniform application.
본 발명의 다른 목적은 석백 동작을 처리하기 위해 노즐의 분사 초기 시점과 석백 밸브의 회복 완료 시점을 동기화시켜서 포토레지스트 용액을 도포하는 포토레지스트 도포 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a photoresist application apparatus for applying a photoresist solution by synchronizing the initial time of injection of the nozzle and the completion of recovery of the seatback valve to process the seatback operation.
상기 목적들을 달성하기 위한, 포토레지스트 도포 장치는 석백 동작을 처리 하기 위해 노즐의 분사 초기 시점과 석백 밸브의 회복 완료 시점을 동기화시키는데 그 한 특징이 있다. 이와 같이 포토레지스트 도포 장치는 미량의 포토레지스트 사용 및 균일한 도포를 가능하게 한다. In order to achieve the above objects, the photoresist application apparatus is characterized by synchronizing the initial time of spraying the nozzle and the completion of recovery of the seat back valve to process the seat back operation. As such, the photoresist application apparatus enables the use of trace amounts of photoresist and uniform application.
본 발명의 포토레지스트 도포 장치는, 포토레지스트 용액을 공급하는 공급원과; 상기 공급원으로부터 반도체 기판으로 상기 포토레지스트 용액을 분사하는 노즐과; 상기 공급원과 상기 노즐 사이에 구비되어 상기 포토레지스트 용액의 이동 경로를 형성하는 배관 및; 상기 배관에 구비되어 상기 노즐로 상기 포토레지스트를 일정하게 공급하도록 하고, 상기 노즐로부터 상기 포토레지스트의 석백 동작을 조절하는 다이어프램을 구비하는 석백 밸브를 포함하되; 상기 포토레지스트 도포 장치는 상기 석백 밸브 내부의 상기 다이어프램의 회복 완료 시점과, 상기 노즐로부터 상기 포토레지스트를 분사 완료하는 시점이 동기되도록 상기 석백 밸브를 조절한다.The photoresist coating apparatus of the present invention includes a supply source for supplying a photoresist solution; A nozzle for injecting said photoresist solution from said source to a semiconductor substrate; A pipe provided between the source and the nozzle to form a movement path of the photoresist solution; And a seat back valve provided in the pipe so as to constantly supply the photoresist to the nozzle, and having a diaphragm for controlling the seat back operation of the photoresist from the nozzle; The photoresist coating apparatus adjusts the seat back valve so that the recovery completion point of the diaphragm in the seat back valve and the point of completing the injection of the photoresist from the nozzle are synchronized.
한 실시예에 있어서, 상기 석백 밸브는; 상기 석백 밸브의 속도를 조절하는 제 1 속도 조절 밸브와; 상기 석백 용량을 조절하는 용량 조절 밸브와; 석백 동작시 포토레지스트 용액의 역류를 방지하는 에어 오퍼레이티드 밸브 및; 상기 석백 밸브의 끊김 속도를 조절하는 제 2 속도 조절 밸브를 포함한다.In one embodiment, the seat back valve; A first speed control valve controlling a speed of the seat back valve; A dose control valve for adjusting the seat back capacity; An air operated valve for preventing backflow of the photoresist solution during the slab operation; And a second speed control valve for adjusting the disconnection speed of the seat back valve.
다른 실시예에 있어서, 상기 포토레지스트 도포 장치는; 상기 석백 밸브 내부의 상기 다이어프램의 회복 완료 시점과, 상기 노즐로부터 상기 포토레지스트를 분사 완료하는 시점이 동기되도록 상기 석밸 밸브를 제어하는 제어부를 더 포함한다.In another embodiment, the photoresist coating apparatus; And a control unit for controlling the seat valve so that the recovery completion point of the diaphragm in the seat back valve and the point of completing the injection of the photoresist from the nozzle are synchronized.
본 발명의 다른 특징은, 석백 밸브를 구비하는 포토레지스트 도포 장치의 노즐에서의 석백 동작 처리 방법을 제공하는데 있다. 이 특징의 석백 동작 처리 방법에 의하면, 상기 석백 밸브 내부의 상기 다이어프램의 회복 완료 시점과, 상기 노즐로부터 상기 포토레지스트를 분사 완료하는 시점을 동기시킴으로써, 미량의 포토레지스트 사용 및 균일한 도포를 가능하게 한다.Another feature of the present invention is to provide a method for processing a bag back operation in a nozzle of a photoresist coating device having a seat back valve. According to the method of processing the back-back operation of this aspect, the use of a small amount of photoresist and uniform application are made possible by synchronizing the recovery completion time of the diaphragm inside the seat-back valve with the completion time of spraying the photoresist from the nozzle. do.
이 방법은, 포토레지스트 공급원으로부터 노즐로 포토레지스트 용액을 공급한다. 상기 노즐로부터 반도체 기판으로 포토레지스트 용액을 분사한다. 상기 노즐로부터 상기 포토레지스트 용액이 분사 완료하는 시점과, 석백 밸브 내부의 다이어프램의 회복 완료 시점이 일치되도록 상기 석백 밸브를 제어한다. 이어서 상기 노즐로부터 석백한다.This method supplies the photoresist solution from the photoresist source to the nozzle. The photoresist solution is sprayed from the nozzle onto the semiconductor substrate. The seat back valve is controlled such that the time point at which the photoresist solution is injected from the nozzle is completed and the point at which recovery of the diaphragm inside the seat back valve coincides. Then, it backs off from the said nozzle.
본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.The embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be interpreted as being limited by the embodiments described below. These examples are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shape of the components in the drawings, etc. have been exaggerated to emphasize a more clear description.
이하 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.
도 1은 본 발명에 따른 포토레지스트 도포 장치의 일부 구성을 도시한 도면이다.1 is a view showing a part of the configuration of the photoresist coating apparatus according to the present invention.
도 1을 참조하면, 포토레지스트 도포 장치(100)는 포토리소그라피 공정에서 웨이퍼의 표면에 포토레지스트 용액을 도포하는 장치로서, 포트레지스트 공급원(102)으로부터 노즐(140)으로 포토레지스트 용액을 공급하는 배관(134)에 포토레지스트 용액을 공급, 분사하기 위하여, 버퍼 탱크(104)로 적정의 압력을 제공하는 벨로우즈 타입의 펌프(106), 공급되는 포토레지스트 용액에 포함된 이물질을 여과하는 필터(108) 및 포토레지스트 용액의 공급 및 분사를 위해 개폐량이 조절되는 다수의 밸브(110 ~ 130)들을 구비한다. 이 때, 필터(108)에는 포토레지스트 용액이 필터에 의해 여과될 때 발생되는 기포를 제거하는 배출 밸브(136)가 구비된다. 또 펌프(106)는 펌프를 구동하기 위한 펌프 구동 밸브(126, 128) 및 공압으로 조절되는 솔레노이드 밸브(130)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the photoresist coating apparatus 100 is a device for applying a photoresist solution to a surface of a wafer in a photolithography process, and supplies a photoresist solution from a
그리고 포토레지스트 도포 장치(100)는 노즐(140)의 석백(suck back) 동작을 조절하기 위한 석백 밸브(110)와, 포토레지스트 용액을 도포하기 위해 다수의 밸브들(122 ~ 130) 및 석백 밸브(110)의 동작을 제어하는 제어부(132)를 포함한다. 또한, 제어부(132)는 노즐(140) 단부에서의 석백 동작을 제어한다.In addition, the photoresist application apparatus 100 includes a
구체적으로 포토레지스트 도포 장치(100)는 미량의 포토레지스트 용액을 노즐(140)로 정확히 공급하고, 분사 후 노즐(140) 단부에 잔존하는 포토레지스트 용액이 흘러내리는 것을 방지하도록 흡입하는 석백 밸브(110)를 포함한다. 석백 밸브(110)는 제어부(132)에 의해 공급 및 흡입에 대한 용량 및 속도가 조절된다.In detail, the photoresist application apparatus 100 accurately supplies a small amount of photoresist solution to the
석백 밸브(110)는 내부에 구비되는 다이어프램(diaphragm)(112)과 석백 동작시 포토레지스트 용액의 역류를 방지하는 에어 오퍼레이티드 밸브(air operated valve)(114)와, 석백 용량 조절 밸브(116)와, 끊김 속도 조절 밸브(120) 및 석백 속도 조절 밸브(118)를 포함한다. 그리고 석백 밸브(110)의 내부 압력을 조절하기 위한 솔레노이드 밸브(124)와 압력 조절용 메인 밸브(122)를 포함한다. 또 펌프(106)의 동작을 조절하기 위한 솔레노이드 밸브(130)를 포함한다.The
그러므로 제어부(132)는 미량의 포토레지스트 사용과 균일한 도포를 위하여 노즐(140)의 석백(suck back) 동작을 동기화시켜서 처리한다. 즉, 석백(suck back) 현상은 석백 밸브(110) 내부의 다이어프램(diaphragm)(112)의 상태를 회복시키는 동작에 의해 이루어진다. 그러므로 제어부(132)는 석백 동작시, 노즐(140)의 분사 완료 시점과 석백 밸브(110)의 다이어프램(112)이 회복하는 회복 완료 시점을 일치되도록 동기시킨다.Therefore, the
이는 종래의 포토레지스트 도포 장치에서 포토레지스트 용액을 웨이퍼 표면에 도포하는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 노즐의 분사 초기에 석백 밸브의 다이어프램이 급격하게 회복함으로서, 밸브의 오픈 동작(150)과 석백 동작(152)이 불안정하게 이루어져서 초기에 분사량이 일정하게 유지되지 않게 되어 균일한 도포가 이루어지지 않는다.When the photoresist solution is applied to the wafer surface in the conventional photoresist coating apparatus, as shown in FIG. 2, the diaphragm of the seat back valve is rapidly recovered at the beginning of the injection of the nozzle, thereby opening the
그러나 본 발명의 포토레지스트 도포 장치(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 석백 동작시, 노즐(140)의 분사 완료 시점과 석백 밸브(110)의 다이어프램(112)이 회복하는 회복 완료 시점을 일치되도록 동기시킴으로써, 밸브의 오픈 동작(150)과 석백 동작(154)이 안정되어 미량의 포토레지스트 용액의 사용 및 균일한 분사가 가능하다.However, the photoresist coating apparatus 100 of the present invention, as shown in Figure 3, when the completion of the injection of the
상술한 바와 같이, 본 발명의 포토레지스트 도포 장치(100)는 웨이퍼의 표면 에 포토레지스트 용액을 정밀 분사하여 도포하기 위하여, 또한 노즐(140) 단부에서의 결루 및 도포 산포 불량을 방지하기 위하여, 석백 밸브(110)의 동작을 노즐(140)에서 포토레지스트 용액을 분사 완료하는 시점과, 석백 밸브(110) 내부의 다이어프램(112)의 회복 완료 시점을 일치되도록 동기화시킨다. 이로 인하여 분사량이 분사되는 동안에 일정하고 안정적으로 유지하여 감광액의 도포 균일성을 향상시킨다.As described above, the photoresist coating apparatus 100 of the present invention is used to precisely spray and apply a photoresist solution to the surface of the wafer, and to prevent condensation and poor application dispersion at the
이상에서, 본 발명에 따른 포토레지스트 도포 장치의 구성 및 작용을 상세한 설명과 도면에 따라 도시하였지만, 이는 실시예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다. 예컨대, 액상의 화학 약품을 물체의 표면에 분사하여 도포하는 경우, 석백(suck back) 동작을 처리하는 모든 제조 설비에 적용 가능하다.In the above, the configuration and operation of the photoresist coating apparatus according to the present invention is shown in accordance with the detailed description and drawings, which are merely described by way of example, and various changes and modifications without departing from the technical spirit of the present invention. This is possible. For example, when a liquid chemical is applied by spraying onto the surface of an object, it is applicable to all manufacturing facilities which handle a suck back operation.
상술한 바와 같이, 본 발명의 포토레지스트 도포 장치는 노즐의 분사 초기 시점과 석백 밸브의 회복 완료 시점을 동기시킴으로써, 미량의 포토레지스트 용액을 정확하게 공급, 사용할 수 있으며, 균일한 도포가 가능하다.As described above, the photoresist coating apparatus of the present invention synchronizes the initial timing of injection of the nozzle with the completion of recovery of the seat back valve, thereby accurately supplying and using a small amount of photoresist solution, and enabling uniform coating.
또한, 석백 밸브의 동작을 노즐에서 포토레지스트 용액을 분사 완료하는 시점과, 석백 밸브 내부의 다이어프랭의 회복 완료하는 시점을 일치되도록 동기화시켜서 분사량을 일정하고 안정적으로 유지함으로써, 도포 균일성 및 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.In addition, the operation of the seat back valve is synchronized with the timing of completion of the injection of the photoresist solution from the nozzle and the time of completion of the recovery of the diaphragm inside the seat back valve, thereby maintaining a uniform and stable injection amount, thereby providing uniformity of coating and product performance. Can improve the quality.
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