KR20030042548A - A chemical solution supply apparatus in use the process of fabricating semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체소자 제조공정에서 사용되는 약액 공급 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 웨이퍼상에 식각 마스크 패턴 등을 형성하기 위해 포토 리쏘그라피 공정을 수행할 때 웨이퍼상에 목표로 하는 적정량의 포토레지스트(Photoresist : PR)를 공급하는 반도체 제조 공정의 약액 공급 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chemical liquid supply apparatus used in a semiconductor device manufacturing process, and more particularly, to target a desired amount of photo on a wafer when performing a photolithography process to form an etching mask pattern or the like on the wafer. A chemical liquid supply apparatus of a semiconductor manufacturing process for supplying a resist (Photoresist: PR).
일반적으로, 반도체 웨이퍼 표면에 포토레지스트를 코팅하는 포토레지스트 코터 장치는 분사 노즐로 포토레지스트를 공급하기 위한 포토레지스트 공급 장치를 갖는다.Generally, a photoresist coater device for coating a photoresist on a semiconductor wafer surface has a photoresist supply device for supplying the photoresist to a spray nozzle.
도 1을 참고하면, 종래 포토레지스트 공급 장치(10)는 상기 분사 노즐(20) 하나당 2개의 보틀(12a,12b)이 연결되는 구조로 이루어진다. 그리고, 각 공급라인(14a,14b)상에는 보틀 내부의 잔량 유무를 확인하기 위해 센서(15)가 부착된 트랩 탱크(16a,16b)가 설치되어 있다. 즉, 제 1 보틀(12a)을 다 사용하고 나면, 트랩 탱크(16a)에 설치된 센서(15)에서 감지하고, 상기 제 2 보틀(12b)을 사용하도록 제어한다. 그리고 사용자는 제 2 보틀(12b)을 사용하고 있는 동안 비어 있는 제 1 보틀(12a)을 교체하게 된다.Referring to FIG. 1, the conventional photoresist supply apparatus 10 has a structure in which two bottles 12a and 12b are connected to one injection nozzle 20. And on each supply line 14a, 14b, the trap tank 16a, 16b with the sensor 15 is provided in order to confirm the presence or absence of the residual amount inside a bottle. That is, after the first bottle 12a is used up, the sensor 15 installed in the trap tank 16a detects and controls the second bottle 12b to be used. The user then replaces the empty first bottle 12a while using the second bottle 12b.
이처럼, 종래 포토레지스트 공급 장치(10)는 안정적인 포토레지스트 공급을 위해 2개의 보틀(12a,12b)을 번갈아 가며 사용하기 때문에, 전체 설비 면적에서 상기 포토레지스트 공급 장치(10)가 차지하는 면적이 클 수밖에 없다. 그래서, 기존 코터 장치는 내부에 포토레지스트 공급 장치를 장착하지 못하고, 외부에 별도의 보틀 캐비닛(미도시됨)을 이용하여 2개의 보틀을 별도로 수납하고 있는 실정이다. 이렇게 하다보니, 자연히 전체적인 설비의 전유 면적이 넓어지게 되는 문제점이 있다. 또한, 상기 코터 장치의 분사 노즐(20)과 보틀(12a,12b)과의 거리가 멀어지기 때문에, 상기 보틀에서 분사 노즐로 공급되는 과정에서 변질 및 오염(파티클)등으로 인한 포토레지스트 품질 저하 등의 문제가 발생될 수 있다.As such, since the conventional photoresist supply device 10 alternately uses two bottles 12a and 12b for stable photoresist supply, the area occupied by the photoresist supply device 10 is large in the total facility area. none. Therefore, the existing coater device does not have a photoresist supply device installed therein, and the two bottles are separately stored using a separate bottle cabinet (not shown) outside. As a result, there is a problem in that the whole area of the whole equipment is naturally widened. In addition, since the distance between the spray nozzle 20 and the bottles 12a and 12b of the coater device increases, the quality of photoresist deteriorated due to deterioration and contamination (particles), etc. in the process of supplying the spray nozzle from the bottle. May cause problems.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 포토레지스트 공급을 위한 장치를 최소화함과 동시에 안정적인 보틀 교체가 이루어질 수 있도록 한 새로운 형태의 반도체 제조 공정의 약액 공급 장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a chemical liquid supplying device of a new type of semiconductor manufacturing process that enables stable bottle replacement while minimizing a device for supplying a photoresist.
도 1은 코터 장치에 적용되고 있는 종래 약액 공급 장치의 구성도;1 is a block diagram of a conventional chemical liquid supply device applied to a coater device;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 약액 공급 장치가 적용된 코터 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면;2 is a view schematically showing the configuration of a coater device to which a chemical liquid supply device according to a preferred embodiment of the present invention is applied;
도 3 및 도 4는 약액 공급 장치의 버퍼 탱크에서 약액의 잔량을 단계적으로 체크하는 것을 보여주는 도면들이다.3 and 4 are views showing the step-by-step check of the remaining amount of the chemical liquid in the buffer tank of the chemical liquid supply device.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
112 : 스핀척112: spin chuck
114 : 캣치컵114: catch cup
116 : 분사 노즐116 spray nozzle
120 : 포토레지스트 공급 장치120: photoresist supply device
122 : 보틀122: bottle
124 : 배출라인124: discharge line
126 : 버퍼 탱크126: buffer tank
128 : 공급 라인128: supply line
140 : 제어부140: control unit
152 : 하이 센서152: high sensor
154 : 로우 센서154: low sensor
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 특징에 따른 반도체 제조 공정의 약액 공급 장치에 있어서: 약액이 담겨있는 보틀과; 상기 보틀에 가압을 하기 위한 질소가스 공급관; 질소 가스 압력에 의해 상기 약액이 배출관을 통하여 일정량이 저장되는 버퍼 탱크와; 상기 버퍼 탱크에 저장되어 있는 약액량을 체크하는 센싱수단과; 상기 버퍼 탱크로부터 약액을 약액 투여부로 공급하기 위한 약액 공급관을 포함한다.In order to achieve the above object, the chemical liquid supply apparatus of the semiconductor manufacturing process according to the characteristics of the present invention, comprising: a bottle containing the chemical liquid; A nitrogen gas supply pipe for pressurizing the bottle; A buffer tank in which the chemical liquid is stored through the discharge pipe by nitrogen gas pressure; Sensing means for checking the amount of chemical liquid stored in the buffer tank; A chemical liquid supply pipe for supplying the chemical liquid from the buffer tank to the chemical liquid administration portion.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 약액 공급관에 설치되는 그리고 상기 버퍼 탱크에 저장된 상기 약액을 펌핑하기 위한 펌프를 더 포함하며, 상기 버퍼 탱크에는 에어 벤트관이 연결될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, it further comprises a pump for pumping the chemical liquid is installed in the chemical liquid supply pipe and stored in the buffer tank, the buffer tank may be connected to the air vent pipe.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 센싱수단은 상기 버퍼 탱크의 상단에 설치되는 하이 센서와; 상기 버퍼 탱크의 하단에 설치되는 로우 센서를 포함하며, 상기 버퍼 탱크의 약액 수위가 상기 하이 센서 이하로 소진되어, 상기 하이 센서에서 이를 감지하면 상기 보틀 교환 신호를 작업자에게 알리고, 상기 버퍼 탱크의 약액 수의가 상기 로우 센서 이하로 소진되어, 상기 로우 센서에서 이를 감지하면 약액 공급을 중단시키는 제어부를 더 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the sensing means includes a high sensor installed on the top of the buffer tank; And a low sensor installed at a lower end of the buffer tank, and the chemical liquid level of the buffer tank is exhausted below the high sensor, and when the high sensor senses this, the bottle exchange signal is notified to the worker, and the chemical liquid of the buffer tank is included. The veterinary is exhausted below the low sensor, and further comprises a control unit for stopping the supply of the chemical liquid when detecting the low sensor.
예컨대, 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.For example, embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape of the elements in the drawings and the like are exaggerated to emphasize a clearer description.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 2 내지 도 4에 의거하여 상세히 설명한다. 또, 상기 도면들에서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 4. In addition, in the drawings, the same reference numerals are denoted together for components that perform the same function.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 약액 공급 장치가 적용된 코터 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 3 및 도 4는 약액 공급 장치의 버퍼 탱크에서 약액의 잔량을 단계적으로 체크하는 것을 보여주는 도면이다.2 is a view schematically showing the configuration of a coater device to which the chemical liquid supply device according to the preferred embodiment of the present invention is applied. 3 and 4 are views showing the step-by-step check of the remaining amount of the chemical liquid in the buffer tank of the chemical liquid supply device.
도 2를 참조하면, 반도체 웨이퍼 표면에 포토레지스트를 코팅하는 포토레지스트 코터 장치(100)는 포토레지스트가 코팅되는 반도체 웨이퍼(W)를 장착 고정한 상태에서 고속으로 회전시키기 위한 스핀척(112)과, 상기 반도체 웨이퍼에 코팅되어 남은 포토레지스트가 외부로 유출되어 외부의 다른 장치나 주위가 오염되는 것을 방지할 수 있는 코팅 캣치컵(114)과, 웨이퍼 표면으로 포토레지스트를 분사하기 위한 노즐(116)들 그리고 상기 분사 노즐로 포토레지스트를 공급하기 위한 공급 장치(120)를 갖는다.Referring to FIG. 2, the photoresist coater apparatus 100 for coating a photoresist on a semiconductor wafer surface includes a spin chuck 112 for rotating at a high speed in a state in which a semiconductor wafer W on which the photoresist is coated is mounted and fixed, The coating catch cup 114 which can prevent the remaining photoresist coated on the semiconductor wafer from leaking to the outside and contaminating other devices or surroundings, and nozzles 116 for spraying the photoresist onto the wafer surface. And a supply device 120 for supplying the photoresist to the spray nozzle.
다시 도 2를 참고하면, 포토레지스트 공급 장치(120)는 보틀(122), 배출라인(124), 버퍼 탱크(126), 공급라인(128), 펌프(130) 그리고 제어부(140) 등을 포함하고 있다.Referring back to FIG. 2, the photoresist supply device 120 includes a bottle 122, a discharge line 124, a buffer tank 126, a supply line 128, a pump 130, and a controller 140. Doing.
상기 보틀(122)에는 포토레지스트가 저장되어 있다. 이 보틀(122)에는 질소가스를 가하는 질소가스 공급관(122a)과 상기 배출라인(124)이 연결되어 있다. 상기 보틀(122)에 담겨있는 포토레지스트는 상기 질소가스 공급관(122a)을 통해 상기 보틀(122)로 가해지는 질소가스의 압력에 의해 상기 배출라인(124)을 통해 배출된다. 이 배출라인(124)으로 배출되는 포토레지스트는 상기 버퍼 탱크(126)에 일시적으로 저장된다.The photoresist is stored in the bottle 122. The bottle 122 is connected to a nitrogen gas supply pipe 122a for applying nitrogen gas and the discharge line 124. The photoresist contained in the bottle 122 is discharged through the discharge line 124 by the pressure of the nitrogen gas applied to the bottle 122 through the nitrogen gas supply pipe 122a. Photoresist discharged to the discharge line 124 is temporarily stored in the buffer tank 126.
상기 버퍼 탱크(126)는 기포 제거 기능뿐만 아니라, 보틀 교체시간 동안 사용할 수 있는 충분한 양의 약액을 저장할 수 있는 버퍼 역할도 갖고 있다. 상기 버퍼 탱크(126)는 상단부에 에어벤트관(126a)이 연결되어 있으며, 포토레지스트에 포함되어 있는 기포 등은 상기 에어벤트관(126a)를 통하여 배출되게 된다.The buffer tank 126 has not only a bubble removing function but also a buffer for storing a sufficient amount of chemical liquid for use during bottle replacement time. An air vent tube 126a is connected to the upper end of the buffer tank 126, and bubbles included in the photoresist are discharged through the air vent tube 126a.
상기 버퍼 탱크(126)에 저장되어 있는 약액은 상기 공급라인(128) 상에 설치되는 상기 펌프(130)에 의하여 펌핑되어 상기 분사 노즐(116)로 공급되게 된다. 이 포토레지스트는 공급 과정에서 공급라인상에 설치된 필터(132)에 의해 필터링 된다.The chemical liquid stored in the buffer tank 126 is pumped by the pump 130 installed on the supply line 128 to be supplied to the injection nozzle 116. This photoresist is filtered by a filter 132 installed on the supply line during the supply process.
한편, 상기 버퍼 탱크(126)에는 상기 버퍼 탱크(126)에 저장되어 있는 약액의 잔량을 체크하기 위한 센싱수단이 설치되어 있다. 이 센싱 수단은 상기 버퍼 탱크(126)의 상단에 설치되는 하이 센서(152)와, 상기 버퍼 탱크(126)의 하단에 설치되는 로우 센서(154)를 구비한다.On the other hand, the buffer tank 126 is provided with a sensing means for checking the remaining amount of the chemical liquid stored in the buffer tank 126. The sensing means includes a high sensor 152 installed at an upper end of the buffer tank 126 and a low sensor 154 provided at a lower end of the buffer tank 126.
상기 하이 센서(152)는 상기 보틀(126)을 교환해야할 시기가 되었음을 감지하는 센서이고, 상기 로우 센서(154)는 보틀(126)의 교환 시기를 넘긴 경우 이를 감지하는 센서이다. 상기 센서들(152,154)에서 측정된 전기적 신호는 상기 제어부(140)로 제공된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 상기 하이 센서(152) 및 로우 센서(154)는 임의 타입의 비접촉식 측정장치일 수 있다.The high sensor 152 is a sensor that detects that it is time to replace the bottle 126, and the low sensor 154 is a sensor that detects when the replacement time of the bottle 126 is exceeded. Electrical signals measured by the sensors 152 and 154 are provided to the controller 140. According to a preferred embodiment of the present invention, the high sensor 152 and the low sensor 154 may be any type of non-contact measuring device.
상기 제어부(140)는 약액 공급을 위해 모든 유량제어밸브(136) 및 펌프(130)의 작동을 제어하도록 구성될 수 있으며, 또한 코터 공정의 전체 처리 작동을 제어하도록 구성된 코터 장치(100)의 제어 컴퓨터를 포함할 수 있음은 물론이다.The control unit 140 may be configured to control the operation of all the flow control valve 136 and the pump 130 for supplying the chemical liquid, and also control of the coater device 100 configured to control the overall processing operation of the coater process Of course, it can include a computer.
이상과 같이, 본 발명의 약액 공급 장치(120)는 보틀 교체 시간동안 버퍼 탱크(126)를 사용함으로써, 기존에 보틀 교체시 다른 보틀을 사용하던 구성에 비해 간단해짐으로써, 약액 공급 장치의 점유 면적을 크게 감소시킬 수 있다. 따라서, 상기 약액 공급 장치를 상기 코터 장치 내부에 장착시키는 것도 가능하게 되었다.뿐만 아니라, 보틀 교체시기를 놓친 경우 이를 감지하는 센서를 추가함으로써, 안전성이 향상되었다.As described above, the chemical liquid supply apparatus 120 of the present invention uses the buffer tank 126 during the bottle replacement time, thereby making it simpler than the configuration in which other bottles are used when replacing the bottle, thereby occupying the area of the chemical liquid supply apparatus. Can be greatly reduced. Therefore, it is possible to mount the chemical supply device inside the coater device. In addition, safety is improved by adding a sensor for detecting a bottle replacement time.
도 3에서와 같이 상기 버퍼 탱크(126)의 약액 수위가 상기 하이 센서(152) 이하로 소진 된 경우, 상기 하이 센서(152)에서 센싱이 이루어진다. 상기 하이 센서(152)로부터 감지 신호를 제공받은 상기 제어부(140)는 작업자에게 보틀 교환을 알리는 알람을 울리는 등의 조치를 취하게 된다. 작업자는 상기 버퍼 탱크(126)의 약액 수위가 상기 로우 센서(154) 이하로 소진되기 전까지 상기 보틀(122)을 교체하면 된다. 통상, 상기 버퍼 탱크(126)의 약액 수위가 상기 하이 센서(152)에서 상기 로우 센서(154)까지 낮아지는데 걸리는 시간은 30분에서 1시간 내외로 정하는 것이 바람직하다. 이 시간은 상기 코터 장치(100)에서 약액을 사용하는 양에 따라 달라질 수 있다.As shown in FIG. 3, when the level of the chemical liquid of the buffer tank 126 is exhausted below the high sensor 152, sensing is performed by the high sensor 152. The control unit 140 receiving the detection signal from the high sensor 152 takes an action such as ringing an alarm informing the operator of a bottle replacement. The operator may replace the bottle 122 until the level of the chemical liquid in the buffer tank 126 is exhausted below the low sensor 154. In general, the time taken for the chemical liquid level of the buffer tank 126 to be lowered from the high sensor 152 to the low sensor 154 is preferably set to about 30 minutes to about 1 hour. This time may vary depending on the amount of chemicals used in the coater device 100.
도 4에서와 같이, 상기 버퍼 탱크(126)의 약액 수위가 상기 로우 센서(154) 이하로 소진된 경우, 상기 로우 센서(154)에서 센싱이 이루어진고, 상기 로우 센서(!54)로부터 신호를 제공받은 상기 제어부(140)는 공정을 정지시키거나 또는 다른 적당한 조치를 취하게 된다. 상기 제어부(140)에서의 공정 중지 조치는, 상기 버퍼 탱크(126)의 약액 잔량이 상기 로우 센서(154) 이하로 소진된 상태에서 계속적으로 공정이 진행된다면 상기 공급 라인(128)으로 공기가 유입되면서 보다 큰 공정에러를 사전에 예방하기 위함이다.As shown in FIG. 4, when the level of the chemical liquid of the buffer tank 126 is exhausted below the low sensor 154, sensing is performed by the low sensor 154, and a signal is received from the low sensor (! 54). The controller 140 may stop the process or take other appropriate measures. The process stop action of the control unit 140 is that the air flows into the supply line 128 if the process is continuously performed while the remaining amount of the chemical liquid in the buffer tank 126 is exhausted below the low sensor 154. This is to prevent larger process errors in advance.
이와 같이 본 발명의 구조적인 특징은, 보틀 교체시간 동안 사용할 수 있도록 약액이 담겨진 버퍼 탱크를 갖는데 있다. 또 다른 특징은 보틀 교체 시기를 놓쳤을 경우 이를 감지하는 센서가 상기 버퍼 탱크의 하단부에 장착되는데 있다.As such, the structural feature of the present invention is to have a buffer tank filled with a chemical solution for use during bottle replacement time. Another feature is that a sensor for detecting a missed bottle replacement time is mounted at the bottom of the buffer tank.
이상에서, 본 발명에 따른 약액 공급 장치의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.In the above, the configuration and operation of the chemical liquid supply apparatus according to the present invention is shown in accordance with the above description and drawings, but this is only an example, and various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Of course.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 약액 공급 장치의 구성 및 점유 면적을 크게 줄일 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 약액 공급에 이르기까지 관리가 매우 용이해지는 효과가 있다. 보틀의 교체 시기 및 안전 상태 등의 확인이 용이하다는 이점이 있다.As described above in detail, there is an effect that the configuration and occupied area of the chemical liquid supply device can be greatly reduced. In addition, there is an effect that management is very easy up to the supply of the chemical liquid. There is an advantage that it is easy to check the replacement time and the safety state of the bottle.
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