KR20060009466A - Photosensitive liquid supply device in semiconductor device manufacturing equipment - Google Patents
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Abstract
감광액 도포 공정에서 감광액에 내포되는 기포들을 최소화 또는 감소시키기 위한 감광액 공급장치가 개시된다. 그러한 감광액 공급장치는, 감광액을 수용하는 내부공간을 갖는 적어도 2개의 공급용기와; 상기 공급용기들로부터 각기 공급되는 상기 감광액을 버퍼링하여 감광액의 공급이 균일하게 되도록 하는 적어도 2개의 버퍼탱크와; 상기 공급용기들의 배출라인과 상기 버퍼탱크들의 인입라인간에 각기 설치되며 상기 버퍼탱크에 저장된 감광액에 포함된 기포들을 제거함에 의해 펌핑 인입라인으로 기포들이 유출되는 것을 억제하는 리턴밸브를 구비함에 의해, 감광액의 도포 균일성이 향상되어 결과적으로 웨이퍼 표면의 패턴 불량의 확률이 낮아진다.
A photosensitive liquid supply apparatus for minimizing or reducing bubbles contained in a photosensitive liquid in a photosensitive liquid applying process is disclosed. Such a photosensitive liquid supply apparatus includes at least two supply containers having an inner space for containing the photosensitive liquid; At least two buffer tanks for buffering the photosensitive liquids respectively supplied from the supply containers so that the supply of the photosensitive liquid is uniform; The photosensitive liquid is provided between the discharge line of the supply vessels and the inlet line of the buffer tanks, and has a return valve which suppresses the flow of air bubbles into the pumping inlet line by removing bubbles contained in the photosensitive liquid stored in the buffer tank. The uniformity of coating is improved, and as a result, the probability of pattern defects on the wafer surface is lowered.
반도체 소자 제조, 감광액 공급장치, 리턴밸브, 기포 발생억제Semiconductor device manufacturing, photoresist supply device, return valve, bubble generation suppression
Description
도 1은 종래기술에 따른 감광액 공급장치의 감광액 플로우 계통도1 is a photosensitive liquid flow diagram of the photosensitive liquid supply apparatus according to the prior art
도 2는 도 1중 버퍼탱크 내부에서 발생된 기포들(bubbles)에 의한 크리티컬 디멘젼 산포를 보인 도면FIG. 2 is a view illustrating a distribution of critical dimensions due to bubbles generated in the buffer tank of FIG. 1. FIG.
도 3은 도 1중 버퍼탱크 부분에 대한 확대 단면도3 is an enlarged cross-sectional view of the buffer tank of FIG.
도 4는 본 발명에 따른 버퍼탱크 부분에 대한 확대 단면도
Figure 4 is an enlarged cross-sectional view of the buffer tank portion according to the present invention
본 발명은 반도체 소자를 제조하기 위한 반도체 제조장비에 관한 것으로, 특히 포토레지스트 등과 같은 감광액을 반도체 웨이퍼에 공급하는 감광액 공급장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor manufacturing equipment for manufacturing semiconductor devices, and more particularly, to a photosensitive liquid supply device for supplying a photosensitive liquid such as a photoresist to a semiconductor wafer.
근래에 컴퓨터 등과 같은 정보 매체의 급속한 보급에 따라 반도체 메모리 등과 같은 반도체 소자의 기능도 비약적으로 발전하고 있다. 최근의 반도체 제품들의 경우, 경쟁력 확보를 위해 낮은 비용, 고품질을 위해 필수적으로 제품의 고집적화가 요구된다. 고집적화를 위해서는 트랜지스터 소자의 게이트 산화막 두께 및 채널 길이들을 얇고 짧게 하는 작업 등을 포함하는 스케일 다운이 수반되어지며, 그에 따라 반도체 제조 공정 및 제조 장비도 다양한 형태로 발전되어 지고 있는 추세이다. 특히, 하이 퍼포먼스 디바이스를 사용자들이 요구함에 따라 그러한 반도체 소자를 제조하는 제조 장비의 기능이나 동작 퍼포먼스는 매우 중요하게 대두되고 있다. In recent years, with the rapid spread of information media such as computers, the functions of semiconductor devices such as semiconductor memories have also developed remarkably. In the case of recent semiconductor products, high integration of products is essential for low cost and high quality to secure competitiveness. In order to achieve high integration, scale-down including thinning and shortening of gate oxide film thickness and channel length of a transistor device is accompanied, and accordingly, semiconductor manufacturing processes and manufacturing equipments are being developed in various forms. In particular, as users demand high-performance devices, the function and operation performance of manufacturing equipment for manufacturing such semiconductor devices are very important.
통상적으로, 반도체 제조공정에 있어서 웨이퍼를 가공하는 제조장비는 웨이퍼를 이송하기 위한 이송로봇과, 웨이퍼 상에 감광액을 도포하는 코터(coater)와, 상기 도포된 감광액을 베이킹하는 베이크 유닛과, 상기 웨이퍼를 일정한 위치에 정렬시키기 위한 정렬기와, 마스크나 레티클의 패턴이 웨이퍼 상부의 감광막에 전사되도록 하기 위해 노광원을 제공하는 노광기와, 상기 노광된 감광막을 현상하여 식각 마스크로서 사용되어질 감광막 패턴이 얻어지도록 하는 현상기와, 상기 감광막 패턴을 식각 마스크로 사용하여 노출된 막을 식각하는 식각장치를 포함한다. In general, a manufacturing apparatus for processing a wafer in a semiconductor manufacturing process includes a transfer robot for transferring a wafer, a coater for applying a photoresist on the wafer, a baking unit for baking the applied photoresist, and the wafer. An alignment unit for aligning the photosensitive film at a predetermined position, an exposure unit for providing an exposure source so that the pattern of the mask or reticle is transferred to the photoresist film on the wafer, and the exposed photoresist film is developed to obtain a photoresist pattern to be used as an etching mask. And a developing device for etching the exposed film using the photosensitive film pattern as an etching mask.
상기 제조장비에 포함되어 있는 상기 코터 장비에서 감광액을 공급하는 감광액 공급장치는 도 1에 도시된 바와 같은 감광액 플로우 계통을 통상적으로 갖게 된다. 즉, 감광액 공급장치는, 감광액 공급부(100), 펌프부(200), 및 코팅유닛(300)으로 대별된다. The photoresist supply device for supplying the photoresist from the coater equipment included in the manufacturing equipment will typically have a photoresist flow system as shown in FIG. 1. That is, the photosensitive liquid supply apparatus is roughly divided into the photosensitive
상기 감광액 공급부(100)는 포토레지스트(PR) 등과 같은 감광액을 수용하는 내부공간을 갖는 공급용기들(101,102)과, 상기 공급용기들(101,102)로부터 공급되 는 상기 감광액을 버퍼링하여 감광액의 공급이 균일하게 되도록 하는 제1,2 탱크들(104,105)과, 상기 제1,2 탱크들(104,105)에 저장된 감광액을 차단시키거나 라인(L1)에 통과시키는 리턴밸브들(107,108)로 구성된다. The photosensitive
상기 펌프부(200)는, 상기 라인(L1)에 제공되는 감광액을 펌핑하기 위한 펌프들과 상기 펌프들로부터 펌핑된 감광액에 포함되어 있는 기포를 제거하기 위한 필터들로 구성되고, 코팅유닛(300)은 상기 필터들을 통해 필터링된 감광액을 회전하는 웨이퍼의 표면에 분사하기 위한 노즐들과 석크백 밸브들을 포함한다. The
한편, 상기 제1,2 탱크들(104,105)에는 센서들이 설치되는데, 이는 용기의 교체를 위해 각각의 탱크 내부에 발생되는 기포들을 감지하는 기포감지 센서로서, 하나의 센서에는 발광부 및 수광부가 구비되어 있다. Meanwhile, sensors are installed in the first and
도 1에서 공급용기들(101,102)중 적어도 하나에 들어 있는 포토레지스트 등과 같은 감광액이 분사 노즐을 통해 웨이퍼의 상부에 공급되는 감광액 플로잉(flowing) 과정은 다음과 같다. 공급용기들(101,102)중 공급용기(101)에 수용된 감광액이 웨이퍼상에 도포되는 경우라고 하면, 리턴밸브들(107,108)중 리턴 밸브(108)는 닫혀지고, 리턴밸브(107)는 열려진 상태로 된다. 상기 리턴밸브들의 개폐 동작은 감광액 공급장치의 콘트롤러(미도시)에 의해 자동적으로 제어된다. 따라서 펌프부(200)내의 펌프가 펌핑동작을 행하면, 공급용기(101)에 연결된 파이프 라인을 통해 나와 제1 버퍼 탱크(104)에 임시로 저장되어 있던 감광액은 상기 리턴밸브(107)를 지나 펌프부(200)에 인입된다. 펌프부(200)의 펌핑동작에 의해 펌핑된 감광액은 필터에 제공된다. 상기 필터를 통해 출력된 감광액은 노즐을 통해 상기 웨 이퍼의 상부에 도포된다. 공급용기(101)에 저장된 감광액의 량이 점차적으로 감소되어 일정한 한계 량 만큼 남은 경우에 제1 탱크(104)의 내부에는 기포들이 차기 시작한다. 기포들의 량이 일정량 이상으로 증가되면 기포 감지센서에 의해 검출신호가 생성된다. 이에 따라, 상기 콘트롤러는 공급용기(101)를 새로운 용기로 교체할 때가 되었음을 인식하고, 리턴밸브(108)를 오픈하고 리턴밸브(107)를 오프하는 구동제어신호를 생성한다. 이에 따라, 리턴밸브(108)가 열려지고, 한편, 공급용기(102)에는 질소가스가 일정한 압력으로 인가된다. 상기 질소가스의 가압에 의해 파이프 라인 및 제2 탱크(105)내에 존재하는 기포들은 드레인 라인을 통해 외부로 배출된다. 여기서, 기포들 중에서 마이크로 기포들은 드레인 라인을 통해 완전히 외부로 배출되기 어렵기 때문에 펌프부(200)로 유입될 수 있다. 따라서, 노즐을 통해 토출되는 감광액에 기포들이 내포되어 감광막 도포 불량이 발생될 수 있다. In FIG. 1, a photoresist flowing process in which a photoresist such as a photoresist in at least one of the
도 1중 버퍼탱크 내부에서 발생된 기포들(bubbles)에 의한 크리티컬 디멘젼 산포를 보인 도 2와, 도 1중 버퍼탱크 부분에 대한 확대 단면을 보인 도 3을 함께 참조하면, 기포들의 일부가 리턴밸브(18)의 후단에 연결된 배출 파이프라인을 통해 배출되어, 도 2에서 보여지는 바와 같이 크리티컬 디멘젼 산포를 벗어나 불량을 유발함을 알 수 있다. 도 2에서는 특정한 일(예컨대 5/14일)에 크리티컬 디멘젼 산포가 벗어나 있는 것이 보여진다. Referring to FIG. 2 showing the distribution of critical dimensions due to bubbles generated inside the buffer tank of FIG. 1 and FIG. 3 showing an enlarged cross-sectional view of the buffer tank of FIG. 1, some of the bubbles are return valves. It can be seen that it is discharged through the discharge pipeline connected to the rear end of (18), causing a defect beyond the critical dimension distribution as shown in FIG. In FIG. 2, it is seen that the critical dimension scatter deviates on a particular day (eg 5/14).
상기한 바와 같이, 코팅유닛(300)의 노즐로부터 토출되는 감광액에 기포들이 섞여지게 될 경우에 유량의 감소가 일어나 감광막 도포 불량에 따른 작업 로스 및 공정의 신뢰성이 저하되는 문제점이 초래된다.
As described above, when bubbles are mixed in the photosensitive liquid discharged from the nozzle of the
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결할 수 있는 감광액 공급장치를 제공함에 있다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a photosensitive liquid supply apparatus that can solve the above-mentioned conventional problems.
본 발명의 다른 목적은 감광액 도포 공정에서 감광액에 내포되는 기포들을 최소화 또는 감소시키기 위한 감광액 공급장치를 제공함에 있다. Another object of the present invention to provide a photosensitive liquid supply device for minimizing or reducing the bubbles contained in the photosensitive liquid in the photosensitive liquid coating process.
본 발명의 또 다른 목적은 공급용기의 교체 시에 펌핑라인에 유입되는 마이크로 기포들의 량을 최대로 억제할 수 있는 감광액 공급장치를 제공함에 있다. Still another object of the present invention is to provide a photosensitive liquid supply device capable of maximally suppressing the amount of micro bubbles flowing into the pumping line when the supply container is replaced.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시예적 구체화에 따라 감광액 공급장치는, 감광액을 수용하는 내부공간을 갖는 적어도 2개의 공급용기와; 상기 공급용기들로부터 각기 공급되는 상기 감광액을 버퍼링하여 감광액의 공급이 균일하게 되도록 하는 적어도 2개의 버퍼탱크와; 상기 공급용기들의 배출라인과 상기 버퍼탱크들의 인입라인간에 각기 설치되며 상기 버퍼탱크에 저장된 감광액에 포함된 기포들을 제거함에 의해 펌핑 인입라인으로 기포들이 유출되는 것을 억제하는 리턴밸브를 구비함을 특징으로 한다. According to an embodiment of the present invention for achieving the above objects, a photosensitive liquid supply apparatus, at least two supply containers having an inner space for containing the photosensitive liquid; At least two buffer tanks for buffering the photosensitive liquids respectively supplied from the supply containers so that the supply of the photosensitive liquid is uniform; And a return valve installed between the discharge line of the supply vessels and the inlet line of the buffer tanks and suppressing the flow of air bubbles into the pumping inlet line by removing bubbles contained in the photosensitive liquid stored in the buffer tank. do.
바람직하기로, 상기 감광액은 포토레지스트일 수 있으며, 상기 버퍼탱크에는 상기 기포들을 검출하기 위한 기포센서가 설치될 수 있다. 상기 기포센서는 상기 버퍼탱크의 내부에서 발생된 기포들을 검출할 수 있는 밀착형 근접 센서일 수 있다.Preferably, the photoresist may be a photoresist, and the buffer tank may be provided with a bubble sensor for detecting the bubbles. The bubble sensor may be a close proximity sensor capable of detecting bubbles generated in the buffer tank.
상기한 장치 구성에 따르면, 감광액의 공급 시에 감광액에 내포되는 기포들 의 량이 최소화 또는 감소되므로 감광액의 도포 균일성이 향상되어 결과적으로 웨이퍼 표면의 패턴 불량의 확률이 낮아진다.
According to the above device configuration, since the amount of bubbles contained in the photosensitive liquid at the time of supply of the photosensitive liquid is minimized or reduced, the coating uniformity of the photosensitive liquid is improved, and as a result, the probability of pattern defect on the wafer surface is lowered.
이하에서는 본 발명에 따른 감광액 공급장치에 대한 바람직한 실시 예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명된다. 비록 다른 도면에 표시되어 있더라도 동일 내지 유사한 기능을 수행하는 구성요소들은 동일한 참조부호로서 나타나 있다. Hereinafter, a preferred embodiment of the photosensitive liquid supply apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Although shown in other drawings, components that perform the same or similar functions are denoted by the same reference numerals.
도 4는 본 발명에 따른 버퍼탱크 부분에 대한 확대 단면도이다. 도면을 참조하면, 도 3과는 다르게, 리턴밸브(18)가 버퍼탱크(10)의 상부에 설치된 것이 보여진다.4 is an enlarged cross-sectional view of a portion of a buffer tank according to the present invention. Referring to the figure, unlike FIG. 3, it is shown that the
도면에서 보여지는 바와 같이 상기 공급용기들의 배출라인과 상기 버퍼탱크들의 인입라인간에 각기 설치되는 리턴밸브(18)에 의해, 버퍼탱크(10)에 저장된 감광액에 포함된 기포들(91-94)은 상기 리턴밸브(18)의 조작 시에 상기 버퍼탱크(10)의 대체로 상부에 모여 있게 되고 이들은 드레인 파이프 라인(13)을 통해 배출된다. 그러므로, 버퍼탱크(10)의 배출라인(20)을 통해서는 기포들이 거의 유출되지 않게 되어 펌핑부에는 제공되지 않는다. As shown in the figure, bubbles (91-94) included in the photoresist stored in the
상기 버퍼탱크(10)에는 내부에서 각기 발생된 기포들을 검출하기 위한 기포검출 센서들이 부착될 수 있으며, 이는 밀착형 근접 센서로 이루어지는 것이 바람직하다. The
결국, 도 4에 따른 감광액 공급장치는, 도 1에서 보여지는 바와 같이 감광액 을 수용하는 내부공간을 갖는 적어도 2개의 공급용기(101,102)와, 상기 공급용기들(101,102)로부터 각기 공급되는 상기 감광액을 버퍼링하여 감광액의 공급이 균일하게 되도록 하는 적어도 2개의 버퍼탱크(104,105)를 기본적으로 구비하며, 상기 공급용기들의 배출라인과 상기 버퍼탱크들의 인입라인간에 각기 설치되어, 상기 버퍼탱크에 저장된 감광액에 포함된 기포들을 제거함에 의해 펌핑 인입라인으로 기포들이 유출되는 것을 억제하는 리턴밸브를 구비하는 것이다. 이에 따라, 펌핑라인에 유입되는 기포들이 없게 되어, 노즐을 통해 토출되는 감광액에는 기포들이 거의 내포되지 않으므로 감광막 도포 불량이 최소화 또는 감소된다. 따라서, 감광막 도포 불량에 따른 작업 로스 및 공정의 신뢰성이 저하의 문제가 해결된다. As a result, the photosensitive liquid supply device according to FIG. 4 includes at least two
상기한 본 발명의 실시예는 감광막 코팅공정을 예를 들었으나, 에치엠디에스(HMDS) 용액 도포공정이나, 유전막을 코팅하는 공정에도 적용 가능하다. 유전막 코팅공정을 수행하기 위해 유전막, 예컨대 스핀 온 글래스(SOG:Spin On Glass)막 또는 필드 산화막(Fox)을 형성하기 위해 케미컬 용액 예컨대 OCD(Ohka diffusion source)케미컬을 도포하는 유전막 도포장비는 상기 코터와 대응될 수 있다. In the above-described embodiment of the present invention, the photoresist coating process is exemplified, but may also be applied to an HMDS solution coating process or a dielectric coating process. The dielectric coating device for applying a chemical solution such as Oka diffusion source (OCD) chemical to form a dielectric film such as a spin on glass (SOG) film or a field oxide film (Fox) to perform a dielectric film coating process is the coater. May correspond to
상기한 설명에서는 본 발명의 실시 예를 위주로 도면을 따라 예를 들어 설명하였지만, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 또는 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이다. 예를 들어, 사안이 다른 경우에 리턴밸브의 내부 구성이나 형태를 변경할 수 있음은 물론이다.
In the above description, the embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, for example. However, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be variously modified or changed within the scope of the technical idea of the present invention. . For example, if the case is different, it is possible to change the internal configuration or shape of the return valve.
상기한 바와 같이 본 발명의 감광액 공급장치에 따르면, 감광액 공급 용기의 교체 시에 발생 가능한 기포들의 량을 최소화 또는 감소시킬 수 있으므로, 감광막의 도포 균일성이 향상되어 결과적으로 웨이퍼 표면의 패턴 불량의 확률이 낮아지는 효과가 있다. 그러므로, 제조공정의 로스가 감소되고 감광막 코팅 공정의 신뢰성이 증대되는 장점이 있다. As described above, according to the photosensitive liquid supply apparatus of the present invention, since the amount of bubbles that can be generated when the photosensitive liquid supply container is replaced can be minimized or reduced, the coating uniformity of the photosensitive film is improved, and as a result, the probability of pattern defect on the wafer surface. This lowers the effect. Therefore, there is an advantage that the loss of the manufacturing process is reduced and the reliability of the photoresist coating process is increased.
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|---|---|---|---|---|
| CN111451022A (en) * | 2020-04-07 | 2020-07-28 | 芯米(厦门)半导体设备有限公司 | Photoresist spray system that saves photoresist |
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2004
- 2004-07-23 KR KR1020040057465A patent/KR20060009466A/en not_active Withdrawn
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| CN111451022A (en) * | 2020-04-07 | 2020-07-28 | 芯米(厦门)半导体设备有限公司 | Photoresist spray system that saves photoresist |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20040723 |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| PC1203 | Withdrawal of no request for examination | ||
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |