KR20090056158A - Dispenser of high density photoresist with buffer tank and vibrator - Google Patents

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Abstract

A dispenser of high density photoresist with buffer tank and vibrator is provided to minimize the generation of the bubble on a wafer and improve the yield of the semiconductor device. The dispenser of high density photoresist comprises the storage tank(12), pipes(115, 116), the dispenser(16), the buffer tank(100), the vibrator(110), the vent(120) and the controller(130). The storage tank stores high density photoresist. The pipes deliver high density photoresist to the dispenser from the storage tank. The dispenser sprays the high density photoresist(150) on the wafer(20). The buffer tank is arranged in the pipes between the dispenser and the storage tank. The buffer tank sends the bubble of high density photoresist to the upper side. The vibrator gives vibration to the buffer tank. The vent discharges the bubble of photoresist to outside. The controller controls the vibration of vibrator.

Description

버퍼탱크와 바이브레이터를 갖춘 고점도 포토레지스트 도포장치{Dispenser of High density photoresist with buffer tank and vibrator} Dispenser of High Density Photoresist with Buffer Tank and Vibrator

본 발명은 고점도 포토레지스트 도포장치에 관한 것으로서, 상세하게는 고점도 포토레지스트의 도포과정에서 발생하는 버블을 효과적으로 제거하기 위한 버퍼탱크와 바이브레이터를 갖춘 고점도 포토레지스트 도포장치에 관한 것이다.The present invention relates to a high viscosity photoresist coating apparatus, and more particularly, to a high viscosity photoresist coating apparatus having a buffer tank and a vibrator for effectively removing bubbles generated during the application of the high viscosity photoresist.

반도체 제조공정에서 사용되는 포토레지스트에는 고점도 포토레지스트가 사용되는 경우가 있다. 대표적인 고점도 포토레지스트는 폴리이미드이므로 이하 이를 기준으로 설명한다.As the photoresist used in the semiconductor manufacturing process, a high viscosity photoresist may be used. Representative high viscosity photoresist is polyimide, so it will be described based on this.

폴리이미드(Polyimide) 공정은 점도가 높은 포토레지스트(1000cp 이상)를 이용해서 웨이퍼상에 폴리이미드 포토레지스트를 도포시킨 후, 노광하고 현상시키는 공정이다. 폴리이미드 공정에서 요구하는 포토레지스트의 두께는 72,000Å ± 5,000Å 이다. A polyimide process is a process of exposing and developing a polyimide photoresist on a wafer using a high viscosity photoresist (1000 cps or more). The thickness of the photoresist required in the polyimide process is 72,000 kPa ± 5,000 kPa.

현재 폴리이미드와 같은 고점도 포토레지스트를 코팅하는 방법은 두가지가 있다. 일반적으로 많이 사용하는 방법으로 폴리이미드가 들어있는 용기에 질소를 가압해서 일정한 압력으로 노즐에서 폴리이미드를 토출되게 하는 방법과 좀 더 발전된 방법으로 질소 가압 방법이 아닌 펌프를 이용해서 코팅하는 방법이 있다. There are currently two ways to coat high viscosity photoresist, such as polyimide. Commonly used methods include pressurizing nitrogen to a container containing polyimide so that polyimide is discharged from the nozzle at a constant pressure, and more advanced method of coating using a pump rather than nitrogen pressurization. .

도 1은 종래의 폴리이미드 공정에서 질소를 이용하여 폴리이미드 포토레지스트를 웨이퍼에 도포시키는 공정을 도시한 개략도이다. 도 1에서 보는 바와 같이, 폴리이미드 저장탱크는 폴리이므드 내부탱크(12)와 폴리이미드 외부탱크(11)로 구성되어 있으며, 질소공급시설(10)에서 질소가 폴리이미드 외부탱크(11)로 공급되어 폴리이미드 내부탱크(12)를 가압하게 되면, 폴리이미드 내부탱크(12) 내부의 폴리이미드(13)가 배관(15)을 타고 흘러서 웨이퍼(20) 위에 도포된다. 한편, 배관(15)에는 포토레지스트 감지센서(14)가 설치되어 있어서, 포토레지스트가 배관에 흐르지 않으면 이를 감지하여 작업자에게 알려준다.1 is a schematic diagram illustrating a process of applying a polyimide photoresist to a wafer using nitrogen in a conventional polyimide process. As shown in Figure 1, the polyimide storage tank is composed of a polyimide inner tank 12 and a polyimide outer tank 11, the nitrogen from the nitrogen supply facility (10) to the polyimide outer tank (11) When supplied to pressurize the polyimide inner tank 12, the polyimide 13 in the polyimide inner tank 12 flows through the pipe 15 and is applied onto the wafer 20. On the other hand, the pipe 15 is provided with a photoresist detection sensor 14, if the photoresist does not flow in the pipe to detect it to inform the operator.

폴리이미드는 매우 고점도로서 웨이퍼상에 도포된 폴리이미드의 중간에 버블이 존재하게 되면, 상기 버블은 폴리이미드의 점도때문에 도포된 폴리이미드의 표면으로 표출되어 제거되지 못하고 도포된 폴리이미드의 중간에 그대로 존재하게 되어 웨이퍼상에 보이드(void)를 형성하게 되어 반도체 수율을 저하시키는 문제가 있다.Polyimide is very high in viscosity and when bubbles are present in the middle of the polyimide applied on the wafer, the bubbles are expressed on the surface of the applied polyimide due to the viscosity of the polyimide and cannot be removed. There exists a problem of forming a void on a wafer and reducing semiconductor yield.

도 1을 참조하면, 폴리이미드 포토레지스트 도포과정에서 폴리이미드 내부탱크(12) 및 배관(15)에서 버블(24)이 발생하면 이러한 버블은 폴리이미드와 함께 배관을 따고 흘러서 웨이퍼(20) 위에 도포된다. 웨이퍼상에 도포된 폴리이미드(22)의 중간에 존재하는 버블(25)은 표면으로 올라오지 못하고 그래로 폴리이미드(22)의 중간층에 존재하게 되어 이는 웨이퍼상의 보이드를 형성하게 된다. 도 2는 버블의 이미지 사진이고, 도 3은 버블로 인한 웨이퍼 맵이다.Referring to FIG. 1, when bubbles 24 are generated in the polyimide inner tank 12 and the pipe 15 during the polyimide photoresist coating process, these bubbles are drawn along the pipe along with the polyimide and applied onto the wafer 20. do. Bubbles 25 present in the middle of the polyimide 22 applied on the wafer do not rise to the surface and are therefore present in the intermediate layer of the polyimide 22, forming voids on the wafer. 2 is an image photograph of a bubble, and FIG. 3 is a wafer map due to the bubble.

한편, 배관(15)에 설치된 포토레지스트 감지센서(14)는 버블과 같이 작은 입자는 감지하지 못하므로, 작업자가 버블의 존재를 인식하기는 어려운 상황이며, 나아가 작업자가 버블을 인식하더라도 이를 제거하기 위해서는 임의로 가압하여 벤트(vent)(26)를 통하여 제거하는 방법밖에 없었다On the other hand, since the photoresist detection sensor 14 installed in the pipe 15 does not detect small particles such as bubbles, it is difficult for a worker to recognize the existence of bubbles, and furthermore, even if the worker recognizes bubbles, There was only a method of arbitrarily pressurizing and removing through vent 26.

본 발명은 상기된 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 폴리이미드와 같은 고점도 포토레지스트를 사용하는 공정에서 버블의 발생을 최소화시키기 위한 버퍼탱크와 바이브레이터를 갖춘 고점도 포토레지스트 도포장치를 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been invented to solve the above problems, and an object thereof is to provide a high viscosity photoresist coating apparatus having a buffer tank and a vibrator for minimizing bubble generation in a process using a high viscosity photoresist such as polyimide. have.

본 발명에 의한 버퍼탱크와 바이브레이터를 갖춘 고점도 포토레지스트 도포장치는 고점도 포토레지스트 저장탱크, 상기 고점도 포토레지스트 저장탱크에서 고점도 포토레지스트를 디스펜서로 이송시키기 위한 배관, 상기 배관에서 이송된 고점도 포토레지스트를 웨이퍼에 분사하는 디스펜서를 포함하고 있는 고점도 포토레지스트 도포장치에 있어서, 상기 고점도 포토레지스트 저장탱크와 상기 디스펜서 사이의 상기 배관상에 설치되며, 고점도 포토레지스트와 함께 유입된 버블을 상부로 띄우는 버퍼탱크; 상기 버퍼탱크에 부착되어 상기 버퍼탱크에 진동을 주는 바이브레이터; 상기 버퍼탱크의 상부에 설치되어 상기 버퍼탱크의 상부로 띄워진 상기 버블을 외부로 배출하기 위한 벤트;와 상기 바이브레이터의 진동을 조정하기 위한 제어부를 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.A high viscosity photoresist coating apparatus having a buffer tank and a vibrator according to the present invention includes a high viscosity photoresist storage tank, a pipe for transferring a high viscosity photoresist to a dispenser in the high viscosity photoresist storage tank, and a high viscosity photoresist transferred from the piping. A high viscosity photoresist application apparatus including a dispenser for spraying on a high pressure photoresist, the apparatus comprising: a buffer tank installed on the pipe between the high viscosity photoresist storage tank and the dispenser to float bubbles introduced with the high viscosity photoresist upward; A vibrator attached to the buffer tank to vibrate the buffer tank; And a vent installed at an upper portion of the buffer tank to discharge the bubble floated to the upper portion of the buffer tank to the outside, and a controller for adjusting vibration of the vibrator.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 제어부는 상기 고점도 포토레지스트가 상기 디스펜서로 공급되는 동안에만 상기 바이브레이터를 진동시킨다.According to another preferred feature of the invention, the control unit vibrates the vibrator only while the high viscosity photoresist is supplied to the dispenser.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 바이브레이터는 상기 버퍼탱크의 측면에 설치된 것을 특징으로 한다.According to another preferred feature of the invention, the vibrator is characterized in that installed on the side of the buffer tank.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 고점도 포토레지스트는 폴리 이미드인 것을 특징으로 한다.According to another preferred feature of the invention, the high viscosity photoresist is polyimide.

본 발명에 의하여, 폴리이미드와 같이 고점도 포토레지스트를 사용하는 공정에서 웨이퍼상에 발생하는 보이드를 최대한 방지할 수 있으므로, 안정되고 향상된 공정을 제공하여 반도체 수율을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the voids generated on the wafer can be prevented as much as possible in a process using a high viscosity photoresist such as polyimide, thereby providing a stable and improved process to improve semiconductor yield.

이하 예시도면에 의거하여 본 발명의 일실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명한다. 다만, 아래의 실시예는 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 충분히 이해할 수 있도록 제공되는 것이지, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the configuration and operation of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following examples are provided to enable those skilled in the art to fully understand the present invention, but the scope of the present invention is not limited by the embodiments described below.

도 4는 본 발명에 의한 버퍼탱크와 바이브레이터를 갖춘 고점도 포토레지스트 도포장치의 개략도이다. 종래의 장치와 동일한 부분에 대해서는 설명을 생략한다.4 is a schematic view of a high viscosity photoresist application apparatus having a buffer tank and a vibrator according to the present invention. The description of the same parts as in the conventional apparatus is omitted.

본 발명에 의한 버퍼탱크와 바이브레이터를 갖춘 고점도 포토레지스트 도포장치는 버퍼탱크(100), 바이브레이터(110), 벤트(120)와 제어부(130)를 포함하고 있다. The high viscosity photoresist coating apparatus having a buffer tank and a vibrator according to the present invention includes a buffer tank 100, a vibrator 110, a vent 120, and a controller 130.

버퍼탱크(100)는 상기 고점도 포토레지스트 저장탱크중의 하나인 고점도 포 토레지스트 내부탱크(12)와 상기 디스펜서(16) 사이의 배관(115, 116)상에 설치되며, 고점도 포토레지스트와 함께 유입된 버블을 상부로 띄워서 제거하는 역할을 수행한다. 버퍼탱크의 형태에 대해서는 특별한 제한은 없지만, 수직 원통으로 생긴 것이 바람직하다. The buffer tank 100 is installed on the pipes 115 and 116 between the high viscosity photoresist inner tank 12 and the dispenser 16, which is one of the high viscosity photoresist storage tanks, and flows in together with the high viscosity photoresist. Float the bubble to the top to remove it. There is no particular limitation on the shape of the buffer tank, but it is preferable that the buffer tank is formed in a vertical cylinder.

한편 버퍼탱크(100)에 고점도 포토레지스트와 함께 유입된 버블(111)은 고점도 포토레지스트의 점도때문에 버퍼탱크(100)의 상부로 자연스럽게 올라가지 못하므로, 버블(111)의 상승을 도와주기 위하여 버퍼탱크(100)에 바이브레이터(110)를 설치하여 버퍼탱크(100)에 진동을 준다. 바이브레이터(110)는 버퍼탱크(100)에 진동을 줄 수 있는 것으로서 일반적으로 사용되는 것을 사용하면 되나, 바이브레이터(110)의 설치위치는 버퍼탱크(100)의 측면에 설치하는 것이 바람직하다. 이는 측면에 설치되어야만 버블에 진동을 보다 효율적으로 전달할 수 있기 때문이다.On the other hand, since the bubble 111 introduced into the buffer tank 100 together with the high viscosity photoresist does not naturally rise to the upper portion of the buffer tank 100 due to the viscosity of the high viscosity photoresist, the buffer tank to help the bubble 111 rise. The vibrator 110 is installed at 100 to vibrate the buffer tank 100. The vibrator 110 may be used that is generally used as the vibration tank 100, but the installation position of the vibrator 110 is preferably installed on the side of the buffer tank (100). This is because the vibration can be transmitted more efficiently to the bubble only when installed on the side.

또한 버퍼탱크(100)의 상부로 올라간 버블을 제거하기 위하여 버퍼탱크(100)의 상부에는 버블을 배출하기 위한 벤트(120)를 설치한다. 상기 벤트는 버블이 방출되는 동안에만 열릴 수 있도록 벤트밸브(121)가 설치되어 있어야 한다.In addition, the vent 120 for discharging the bubble is installed in the upper portion of the buffer tank 100 to remove the bubbles raised to the upper portion of the buffer tank 100. The vent valve 121 should be installed so that the vent can be opened only while the bubble is released.

버퍼탱크(100)의 상부에는 고점도 포토레지스트 내부탱크(12)와 연결된 배관(115)과 벤트(120)가 설치되어 있으며, 하부에는 버블(111)이 제거된 고점도 포토레지스트를 디스펜서(16)로 공급하기 위한 배관(116)이 있으며, 측면에는 버퍼탱 크(100)에 진동을 주기 위한 바이브레이터(110)가 설치되어 있다. A pipe 115 and a vent 120 connected to the high viscosity photoresist inner tank 12 are installed at an upper portion of the buffer tank 100, and a high viscosity photoresist from which the bubble 111 is removed is disposed at the lower portion of the buffer tank 100. There is a pipe 116 for supplying, and the vibrator 110 for vibrating the buffer tank 100 is provided on the side.

또한 상기 바이브레이터(110)의 진동을 조정하기 위한 제어부(130)가 설치되어 있다. 상기 제어부(130)로 인하여 작업자는 필요한 때에 바이브레이터(110)를 작동시킬 수 있다. 바람직하게는 고점도 포토레지스트 내부탱크(12)에서 고점도 포토레지스트가 공급되는 동안에만 본 발명에서의 바이브레이터(110)가 운전되는 것이 좋다.In addition, a control unit 130 for adjusting the vibration of the vibrator 110 is provided. The controller 130 allows the operator to operate the vibrator 110 when necessary. Preferably, the vibrator 110 of the present invention is operated only while the high viscosity photoresist is supplied from the high viscosity photoresist inner tank 12.

이를 위하여 본 발명에 의한 버퍼탱크와 바이브레이터를 갖춘 고점도 포토레지스트 도포장치의 제어부(130)는 고점도 포토레지스트가 도포되는 것을 감지하기 위하여 고점도 포토레지스트 외부탱크(11)내에 질소가 공급되는 것을 감지할 수 있는 가압센서(131)와 가압센서(131)에서의 감지된 신호에 따라 바이브레이터(110)를 진동시키기 위한 진동조절판(132)을 포함하고 있는 것이 바람직하다.To this end, the control unit 130 of the high viscosity photoresist coating apparatus having a buffer tank and a vibrator according to the present invention may detect that nitrogen is supplied into the high viscosity photoresist outer tank 11 to detect the application of the high viscosity photoresist. It is preferable that the vibration sensor 131 and the vibration control plate 132 for vibrating the vibrator 110 in accordance with the detected signal from the pressure sensor 131.

이하 본 발명에 의한 버퍼탱크와 바이브레이터를 갖춘 고점도 포토레지스트 도포장치의 운전에 대하여 설명한다.The operation of the high-viscosity photoresist coating apparatus equipped with the buffer tank and the vibrator according to the present invention will be described below.

질소공급장치(10)에서 공급되어진 질소가스에 의해 고점도 포토레지스트 외부탱크(11)가 가압되면, 고점도 포토레지스트 내부탱크(12)의 고점도 포토레지스트가 배관(115)을 통하여 흐르게 된다. 이와 동시에 고점도 포토레지스트 외부탱크(11) 내의 가압센서(131)가 압력이 가해지는 것을 인지하여 이를 진동조절 판(132)에 알리면 진동조절판(132)은 바이브레이터(110)를 작동시킨다. When the high viscosity photoresist outer tank 11 is pressurized by the nitrogen gas supplied from the nitrogen supply device 10, the high viscosity photoresist of the high viscosity photoresist inner tank 12 flows through the pipe 115. At the same time, when the pressure sensor 131 in the high viscosity photoresist outer tank 11 recognizes that the pressure is applied and notifies the vibration control plate 132, the vibration control plate 132 operates the vibrator 110.

한편 고점도 포토레지스트는 버퍼탱크(100)로 공급되어지고, 버퍼탱크(100)에 공급된 포토레지스트 속의 버블은 바이브레이터(110)에 의해 쉽게 버퍼탱트(100)의 상부로 올라가게 되며, 버블이 제거된 고점도 포토레지스트만이 배관(116)을 통해 웨이퍼(20)로 공급된다. 따라서 웨이퍼(20)에 도포된 고점도 포토레지스트(150)는 버블이 없게 된다.Meanwhile, the high viscosity photoresist is supplied to the buffer tank 100, and the bubbles in the photoresist supplied to the buffer tank 100 are easily raised to the top of the buffer tank 100 by the vibrator 110, and the bubbles are removed. Only the high viscosity photoresist is supplied to the wafer 20 through the pipe 116. Therefore, the high viscosity photoresist 150 applied to the wafer 20 is free of bubbles.

버퍼탱크(100)의 상부로 올라간 버블(111)은 벤트밸브(121)가 열리면, 벤트(120)를 통하여 외부로 제거된다.The bubble 111 that rises to the upper portion of the buffer tank 100 is removed to the outside through the vent 120 when the vent valve 121 is opened.

본 발명은 고점도 포토레지스트를 사용하는 공정에서 적용될 수 있으며, 특히 폴리아미드를 사용하는 공정에서 적용하는 것이 바람직하다.The present invention can be applied in a process using high viscosity photoresist, particularly in a process using polyamide.

도 1은 종래의 폴리이미드 공정에서 질소를 이용하여 폴리이미드 포토레지스트를 웨이퍼에 도포시키는 공정을 도시한 개략도1 is a schematic view showing a process of applying a polyimide photoresist to a wafer using nitrogen in a conventional polyimide process

도 2는 버블의 이미지 사진이고, 2 is an image picture of the bubble,

도 3은 버블로 인한 웨이퍼 맵,3 is a wafer map due to bubbles,

도 4는 본 발명에 의한 버퍼탱크와 바이브레이터를 갖춘 고점도 포토레지스트 도포장치의 개략도이다.4 is a schematic view of a high viscosity photoresist application apparatus having a buffer tank and a vibrator according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 주요부호의 설명><Description of the major symbols for the main parts of the drawings>

11: 고점도 포토레지스트 외부탱크11: High viscosity photoresist outer tank

12: 고점도 포토레지스트 내부탱크12: high viscosity photoresist inner tank

24,25,111:버블24,25,111: Bubble

100: 버퍼탱크 110: 바이브레이터100: buffer tank 110: vibrator

120: 벤트 130: 제어부120: vent 130: control unit

Claims (4)

고점도 포토레지스트 저장탱크, 상기 고점도 포토레지스트 저장탱크에서 고점도 포토레지스트를 디스펜서로 이송시키기 위한 배관, 상기 배관에서 이송된 고점도 포토레지스트를 웨이퍼에 분사하는 디스펜서를 포함하고 있는 고점도 포토레지스트 도포장치에 있어서, A high viscosity photoresist coating apparatus comprising: a high viscosity photoresist storage tank, a pipe for transferring a high viscosity photoresist from the high viscosity photoresist storage tank to a dispenser, and a dispenser for spraying a high viscosity photoresist transferred from the pipe onto a wafer; 상기 고점도 포토레지스트 저장탱크와 상기 디스펜서 사이의 상기 배관상에 설치되며, 고점도 포토레지스트와 함께 유입된 버블을 상부로 띄우는 버퍼탱크;A buffer tank installed on the pipe between the high viscosity photoresist storage tank and the dispenser and floating a bubble introduced therein along with the high viscosity photoresist; 상기 버퍼탱크에 부착되어 상기 버퍼탱크에 진동을 주는 바이브레이터;A vibrator attached to the buffer tank to vibrate the buffer tank; 상기 버퍼탱크의 상부에 설치되어 상기 버퍼탱크의 상부로 띄워진 상기 버블을 외부로 배출하기 위한 벤트;와A vent installed at an upper portion of the buffer tank to discharge the bubble floated to an upper portion of the buffer tank to the outside; and 상기 바이브레이터의 진동을 조정하기 위한 제어부를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 버퍼탱크와 바이브레이터를 갖춘 고점도 포토레지스트 도포장치.And a buffer tank and a vibrator for controlling the vibration of the vibrator. 제1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 고점도 포토레지스트가 상기 디스펜서로 공급되는 동안에만 상기 바이브레이터를 진동시키는 것을 특징으로 하는 버퍼탱크와 바이브레이터를 갖춘 고점도 포토레지스트 도포장치.The apparatus of claim 1, wherein the controller vibrates the vibrator only while the high viscosity photoresist is supplied to the dispenser. 제1항에 있어서, 상기 바이브레이터는 상기 버퍼탱크의 측면에 설치된 것을 특징으로 하는 버퍼탱크와 바이브레이터를 갖춘 고점도 포토레지스트 도포장치.The high viscosity photoresist coating apparatus according to claim 1, wherein the vibrator is installed on a side of the buffer tank. 제1항에 있어서, 상기 고점도 포토레지스트는 폴리이미드인 것을 특징으로 하는 버퍼탱크와 바이브레이터를 갖춘 고점도 포토레지스트 도포장치.The high viscosity photoresist coating apparatus according to claim 1, wherein the high viscosity photoresist is polyimide.
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