KR20070079183A - 온도 감지부를 가진 반도체 제조장치 - Google Patents

온도 감지부를 가진 반도체 제조장치 Download PDF

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Abstract

토출부의 온도를 감지하는 온도 감지기 및 온도 표시기를 포함하는 감광막 도포장치가 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 감광막 도포장치는, 감광막을 공급하기 위한 탱크부, 탱크부로부터 감광막을 공급받아 일시적으로 저장하기 위한 버퍼부, 감광막을 웨이퍼 상에 토출하기 위한 토출부, 버퍼부의 감광막을 토출부로 보내기 위한 펌프부, 토출부의 온도를 감지하고 신호를 발생하기 위한 온도 센서, 온도 센서로부터 발생된 신호를 받아 온도를 표시하는 온도 표시부를 포함한다.
감광막 도포장치, 온도 감지부, 온도 표시부

Description

온도 감지부를 가진 반도체 제조장치{Apparatus including a thermalsensor}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 감광막 도포장치의 시스템 구조 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 감광막 도포장치의 사시도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
100: 감광막 도포장치
110: 탱크부 120: 버퍼부
130: 토출부 140: 펌프부
150: 감광막 조건 감지부
160: 감광막 조건 제어부
170: 주변 환경 조건 감지부
180: 온도 감지부 190: 온도 표시부
본 발명은 반도체 제조장치중 감광막 도포장치에 관한 것으로서 구체적으로는 감광막을 도포하는 토출부에 온도 감지부를 구비하는 반도체 제조장치에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위한 반도체 소자 제조 공정에 있어서, 웨이퍼 상에 원하는 모양의 패턴을 형성하기 위한 패터닝 공정은 모든 반도체 제조 공정중 가장 중요한 공정이라 할 수 있으며, 상기 패터닝 공정 중 특히 포토리소그래피 공정이 더욱 중요한 공정이라 할 수 있다. 이 포토리소그래피 공정은 여러 단계의 공정이 있는데, 크게 웨이퍼 상에 감광막을 균일하게 도포하는 감광막 도포 공정, 상기 웨이퍼 상에 도포된 감광막을 포토마스크를 이용하여 빛에 노출시키는 노광 공정, 상기 노광된 감광막을 화학반응을 통하여 선택적으로 제거하는 현상 공정 등으로 나눌 수 있으며, 상기 공정들은 어느 하나라도 소홀히 할 수 없는 중요한 공정들이다.
상기 공정들 중 특히 감광막 도포 공정은 웨이퍼 상에 균일한 두께로 감광막을 형성하는 것이 가장 중요한 목표이다. 감광막 도포 공정은 패터닝 공정뿐만 아니라 패터닝 공정에서 형성한 패턴을 이용하여 여러 단위 소자를 형성하는 모든 공정들의 선수공정이라 할 수 있기 때문에 매우 까다로운 제약조건이 따르며 그 만큼 중요한 공정이라 할 수 있다.
이와 같이 균일한 두께로 감광막을 도포하기 위하여 여러 공정 변수들을 조절하며 감광막 도포 공정을 진행하고 있는데, 대표적인 공정 변수로는 감광막의 종류, 점도, 온도, 습도, 압력, 주위 기압, 기온, 청정도 및 도포장비의 특성 등이 있으며, 상기 여러 공정 변수들이 서로 유기적으로 조화를 이루어야 균일한 두께로 감광막을 도포할 수 있다.
상기 여러 공정 변수 중 하나라도 비정상적인 특성을 갖게 되면 웨이퍼 상에 감광막이 균일한 두께로 도포되지 않는다고 볼 수 있다. 감광막이 균일한 두께로 도포되지 못하면 노광 공정에서 포커스 마진이 줄어들게 되고, 노광/비노광된 부분이 제대로 현상되지 못하여 원하는 감광막 패턴을 얻을 수가 없다. 감광막 패턴이 비정상적일 경우, 후속 식각 공정에서는 더욱 심각한 결과를 야기하게 되고, 이후의 다른 공정들이 진행될수록 패턴의 비정상도가 더욱 심해진다. 따라서 균일한 두께의 감광막을 도포하기 위하여 여러 공정 변수들을 매우 까다롭게 조절할 수 밖에 없는 것이다.
상기 공정 변수 들 중 특히 변화가 심한 것이 감광막의 온도이다. 다른 공정 변수들은 그리 큰 변화 폭을 나타내지 않으나 상기 감광막의 온도는 웨이퍼 상에 토출되는 부분과 저장되는 부분의 차이가 클 수 있어서 감광막의 온도는 다른 공정 변수보다 더욱 정확하게 감지하고 제어해주어야 한다. 그러나 종래의 감광막 도포 장치들은 상기 감광막의 온도를 정확하게 감지하지도, 제어해주지도 못하였다.
더구나, 공정 진행을 모니터링 하거나, 이상 발생에 대한 원인을 찾아 분석하고자 할 경우, 공정 시점에서의 온도를 정확하게 측정할 수 없음은 물론이고, 여러 곳을 측정해보아야 하므로 시간적 손실도 매우 심하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 감광막이 토출되는 토출부에서 감광막의 온도를 정확하게 감지하고 감광막의 온도를 조절할 수 있는 감광막 도포장치를 제공함에 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 감광막 도포장치는, 감광막을 공급하기 위한 탱크부, 탱크부로부터 감광막을 공급받아 일시적으로 저장하기 위한 버퍼부, 감광막을 웨이퍼 상에 토출하기 위한 토출부, 버퍼부의 감광막을 토출부로 보내기 위한 펌프부, 토출부의 온도를 감지하고 신호를 발생하기 위한 온도 센서, 온도 센서로부터 발생된 신호를 받아 온도를 표시하는 온도 표시부를 포함한다.
감광막의 조건을 감지하는 감광막 조건 감지부, 주변 환경의 조건을 감지하는 주변 환경 감지부 및 각 감지부로부터 감지된 감광막 및 주변 환경의 조건에 따라 감광막의 조건을 조절하는 감광막 조건 제어부를 더 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도 면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 감광막 도포장치의 시스템 구조 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 감광막 도포장치(100)는, 감광막을 공급하기 위한 탱크부(110), 탱크부(110)로부터 감광막을 공급받아 일시적으로 저장하기 위한 버퍼부(120), 감광막을 웨이퍼 상에 토출하기 위한 토출부(130), 버퍼부(120)의 감광막을 토출부(130)로 보내기 위한 펌프부(140), 웨이퍼(W) 상에 토출되기 위하여 토출부(130)로 이동하는 감광막의 여러 공정 조건을 감지하기 위한 감광막 조건 감지부(150), 주변 환경 조건을 감지하기 위한 주변 환경 조건 감지부(170), 감광막 조건 감지부(150) 및 주변 환경 조건 감지부(170)로부터 감지된 공정 조건들에 따라 감광막의 조건을 조절하기 위한 감광막 조건 제어부(160), 토출부(130)에 장착되어 토출부(130) 또는 토출부(130)에서 토출되는 감광막의 온도를 감지하고 신호를 발생하기 위한 온도 감지부(180) 및 온도 감지부 (180)로부터 감지된 온도를 표시하는 온도 표시부(190)를 포함한다.
상기 본 발명의 일 실시예에 의한 감광막 도포장치(100)는, 감광막을 공급하기 위한 탱크부(110)에 저장된 감광막은 웨이퍼(W) 상에 토출하기 전에 일시적으로 버퍼부(120)에 저장된다. 버퍼부(120)에 저장된 감광막은 펌프부(140)로부터 흡입/압출력을 받아 웨이퍼(W) 상에 토출되기 위하여 토출부(130)로 이동한다. 토출부(130)로 이동하는 동안 감광막 조건 감지부(150)에서 감광막의 여러 조건들이 감지된다. 상기 감광막 조건 감지부(150)에서 감지되는 감광막의 여러 조건들은 감광막의 점도, 온도, 습도, 토출량 및 토출압력 등이다.
상기 펌프부(140)가 상기 버퍼부(120)에 저장된 감광막을 어느 정도의 유량으로 토출부(130)로 압출하도록 제어할 것인지가 매우 중요한 공정변수가 된다. 상기 유량은 웨이퍼(W) 상에 도포될 감광막의 양과 같은 의미로서 상기 펌프부(140)가 동작하는 시간과 압력이 가장 큰 변수인데, 통상 미리 설정되어 있는 공정 레시피에 따라 정해지므로, 감광막의 조건이 오차 허용치 이내의 범위 내에 있다면 이상없이 공정이 진행되어 적정량이 웨이퍼 상에 도포될 것이나 그렇지 않다면 잘못된 공정 결과가 얻어질 것이다. 따라서 감광막의 조건들을 허용된 오차 범위 내에 들도록 제어해주는 것이 매우 중요하다.
주변 환경 조건 감지부(170)에서는 감광막이 아닌 주변 환경의 조건을 감지하는데, 감지되는 주변 환경의 조건들은 기압, 기온, 습도, 그리고 불순물 및 먼지 입자 농도 등이다. 이 주변 환경 조건 감지부(170)에서 감지된 조건들은 직접적으로 감광막에 영향을 줄 수 있는 공정 변수들이므로 항시 감지하여야 한다. 상기 주 변 환경 조건 감지부(170)에서 감지한 조건들은 감광막 도포 공정뿐만 아니라 기타의 공정에도 반영되는 공정 변수들이다.
감광막 조건 제어부(160)에서는 상기 감광막 조건 감지부(150) 및 주변 환경 조건 감지부(170)에서 감지한 여러 공정 조건들에 따라 감광막의 도포 공정의 조건을 제어하거나 공정 진행을 제어한다. 통상적으로 감광막 조건 제어부(160)에는 미리 입력된 감광막의 조건과 도포장치의 기계적 특성을 고려한 감광막 도포 공정의 공정 조건이 설정되어 있으며, 상기 감광막 조건 감지부(150)와 주변 환경 조건 감지부(170)에서 감지된 조건들을 고려하여 감광막 도포 공정의 공정 조건들을 제어하거나 감광막 도포 공정의 진행 자체를 제어한다. 상기 감광막 도포장치(100)는 감광막 가열 또는 감광막 냉각 및 감광막 건조 기능을 가지고 있어서 감광막 조건 감지부(150) 또는 펌프부(140) 등에서 감광막의 온도를 조절할 수 있다. 상기 감광막 조건 제어 기능들은 감광막 조건 감지부(150) 또는 펌프부(140)에 포함되거나 도면에 도시하지 않은 별도의 제어부를 장착할 수 있다.
토출부(130)에는 토출부(130) 또는 토출부(130)에서 토출되는 감광막의 온도를 감지하기 위한 온도 감지부(180)가 장착된다. 상기 온도 감지부는 토출부(130) 또는 토출부(130)에서 토출되는 감광막의 온도를 실시간으로 정확하게 감지하여 신호를 발생한다.
상기 온도 감지부(180)에서 발생된 신호는 감광막 조건 제어부(160)로 입력되어 감광막 도포 공정을 제어하는 변수로 활용될 수 있다. 또한 온도 표시부(190)를 통하여 육안으로 확인 할 수 있도록 활용될 수 있다.
감광막 조건 제어부(160)는 상기 온도 감지부(180)로부터 입력된 신호에 따라 감광막의 온도를 조절할 수 있다. 감광막 조건 감지부(150) 또는 펌프부(140)를 비롯한 어느 곳에서건 감광막을 가열하거나 냉각시킴으로써 감광막의 온도를 조절할 수 있다.
또한, 감광막의 온도 조건 변경이 금지되어 있다면 감광막의 온도를 확인 할 수 있도록 보여주거나 이상 발생만을 알리는 방식으로 활용될 수도 있다. 감광막의 온도 변화 자체가 정상적인 공정이 아니라고 판단할 수 있는 경우라면 공정 중 이상 발생을 알리는 것으로 활용될 수 있을 것이며, 온도 변화가 그리 중요하지 않은 공정이라면 감광막의 온도를 외부에 표시하여 작업자가 확인하는 방법으로 활용될 수도 있을 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 감광막 도포장치(100)에서, 특히 온도 표시부(190)를 포함하는 감광막 도포장치(100)의 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 감광막 도포장치(100)는 작업자가 감광막의 온도를 육안으로 확인 할 수 있는 온도 표시부(190)를 포함한다.
상기 온도 표시부(190)는 온도 감지부(180)로부터 감지된 토출부(130) 또는 토출부(130)의 감광막의 온도를 표시하는 부분이다. 상기 온도 표시부(190)를 통하여 작업자가 실시간으로 감광막의 온도를 정확하게 확인하고 공정을 진행할 수 있으므로 감광막 도포 공정의 변수를 줄일 수 있다. 온도 표시부(190)는 작업자가 육안으로 확인하기 쉬운 곳에 장착하는 것이 좋다. 작업자는 상기 온도 표시부(190)에 표시되는 온도를 직접 확인하면서 감광막 도포 공정이 제대로 진행되고 있는지 를 판단할 수 있고 감광막 도포 공정의 각 공정 조건을 시스템에 의존하지 않고 즉시 변경하여 진행할 수도 있다.
상기 온도 표시부(190)에 표시되는 온도는 토출부(130) 또는 토출부(130)에서 토출되는 감광막의 온도이다. 상기 온도는 웨이퍼(W) 상에 직접 도포되는 감광막에 대한 온도 정보이기 때문에 가장 정확한 온도 정보라 할 수 있어서 작업자가 실시간으로 정확한 감광막의 온도를 확인해가면서 감광막 도포 공정을 진행할 수 있도록 해준다.
상기 온도 표시부(190)는 작업자가 육안으로 용이하게 확인할 수 있는 위치가 좋은데, 그 일 실시예로 토출부(130)와 펌프부(140)의 감광막 전달관에 장착한 모습을 도시한 것이다. 도면은 특히 LED 소자를 이용한 디지털 디스플레이 방식의 온도 표시부(190)를 도시하였다. 상기 온도 표시부(190)가 장착되는 위치는 작업자가 육안으로 확인 할 수 있는 위치면 되므로 토출부(130)와 가까울 필요가 없으며 감광막 도포장치(100)의 외부에 장착될 수도 있다. LED 소자를 이용한 디지털 디스플레이 방식은 작업자가 쉽게 온도를 읽을 수 있기 때문에 예시한 것일 뿐이고 아날로그 방식의 온도 표시부를 장착할 수도 있다.
특히, 감광막 도포장치(100)의 각 주요 구성 요소에 온도 감지부와 온도 표시부를 장착시킨다면 온도에 따른 감광막 도포 공정의 변수를 최소화할 수 있을 것이다. 저장부(110) 또는 버퍼부(120)로부터 토출부(130)에서 토출되기까지 감광막이 어떤 온도 변화를 일으키는가를 모니터링 하는 것도 공정을 진행하고 개선하기 위한 좋은 요인이 될 수 있을 것이다. 예를 들면 감광막 가열장치를 어떻게 구성하 여 어디쯤 장착하면 좋을 것인가에 대한 정보를 얻을 수 있을 것이고, 온도 변화가 심한 부분을 찾아낼 수도 있을 것이다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 감광막 도포장치는 웨이퍼 상에 토출되는 감광막의 온도를 정확하게 감지할 수 있으며, 작업자가 육안으로 정확하게 확인하고 감광막의 조건을 제어할 수 있어서 균일한 두께로 웨이퍼 상에 감광막을 도포할 수 있다.

Claims (5)

  1. 감광막을 공급하기 위한 탱크부,
    상기 탱크부로부터 감광막을 공급받아 일시적으로 저장하기 위한 버퍼부,
    감광막을 웨이퍼 상에 토출하기 위한 토출부,
    상기 버퍼부의 감광막을 상기 토출부로 보내기 위한 펌프부,
    상기 토출부의 온도를 감지하고 신호를 발생하기 위한 온도 센서,
    상기 온도 센서로부터 감지된 온도를 표시하는 온도 표시부를 포함하는 감광막 도포장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    감광막의 조건을 감지하는 감광막 조건 감지부를 더 포함하는 감광막 도포장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    주변 환경의 조건을 감지하는 주변 환경 감지부를 더 포함하는 감광막 도포장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    각 감지부로부터 감지된 감광막 및 주변 환경의 조건에 따라 감광막의 조건 을 조절하는 감광막 조건 제어부를 더 포함하는 감광막 도포장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 표시부는 상기 토출부와 상기 펌프부 사이에 장착되는 감광막 도포장치.
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