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KR100921725B1 - 포토레지스트 도포 장치 및 이의 제어 방법 - Google Patents

포토레지스트 도포 장치 및 이의 제어 방법 Download PDF

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KR100921725B1
KR100921725B1 KR1020070106565A KR20070106565A KR100921725B1 KR 100921725 B1 KR100921725 B1 KR 100921725B1 KR 1020070106565 A KR1020070106565 A KR 1020070106565A KR 20070106565 A KR20070106565 A KR 20070106565A KR 100921725 B1 KR100921725 B1 KR 100921725B1
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pumping unit
chamber
unit
controller
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세메스 주식회사
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Abstract

제어 신호를 발생하는 제어기, 제어 신호에 따라 구동하며 포토레지스트를 공급하는 펌핑 유닛 및 펌핑 유닛에 의하여 제공되는 포토레지스트를 챔버 내에서 대상체에 공급하는 분사부를 갖는 포토레지스트 도포 장치의 제어 방법에 있어, 챔버 내에 이상 유무를 판정하여 정지성 알람을 확인한 후, 정지성 알람이 발생할 경우 제어기가 펌핑 유닛에 비상 정지 신호를 발생시키고 챔버 에러의 클리어 여부를 확인한 후, 챔버 에러가 클리어된 경우 제어기가 펌핑 유닛에 에러 클리어 신호를 전송한다. 따라서, 챔버 내부의 비상 상황 발생시 비상 정지 신호에 따라 펌핑 유닛이 그 구동을 중단할 수 있다.

Description

포토레지스트 도포 장치 및 이의 제어 방법{METHOD OF CONTROLLING A PUMPING SYSTEM}
본 발명은 포토레지스트 도포 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 반도체 기판 또는 유리 기판과 같은 대상체에 포토레지스트를 공급하는 포토레지스트 도포 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자는 웨이퍼 또는 실리콘-온-인슐레이터 기판과 같은 반도체 기판 상에 박막을 형성한 후, 상기 박막을 부분적으로 식각하여 박막 패턴을 형성한다. 이때 박막 패턴을 형성하기 전, 상기 박막 패턴을 형성하기 위하여 상기 박막 상에 포토레지스트막을 형성한 후 포토레지스트막을 패터닝하여 포토레지스트 패턴을 형성한다. 이후, 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 이용하여 상기 박막을 부분적으로 식각하여 반도체 기판 상에 박막 패턴을 형성한다. 상기 박막 패턴은 반도체 기판 상에 형성되고 트랜지스터 또는 커패시터를 위한 전극에 해당될 수 있다. 이와 같은 식각 공정이 리소그래피 공정으로 일컬어진다.
현재 반도체 소자의 미세화 및 대형화 경향에 따라 상기 리소그래피 공정에서 포토레지스트 패턴의 형성하기 위한 공정은 매우 중요하다. 특히 반도체 기판 상에 포토레지스트 물질을 균일하게 도포하는 공정에 박막 패턴의 선폭의 균일도를 결정할 수 있다. 포토레지스트 물질을 상기 반도체 기판 상에 도포하는 데 이용되는 펌핑 시스템을 간략하게 이하 설명한다.
상기 펌핑 시스템은 포토레지스트 물질을 수용하는 수용부와, 상기 수용부로부터 포토레지스트 물질을 일시적으로 저장하는 버퍼 저장부, 상기 버퍼 저장부로부터 공급부로 펌핑하는 펌핑부, 상기 펌핑부를 이용하여 상기 버퍼 저장부로부터 포토레지스트 물질을 대상체에 공급하는 공급부, 및 상기 버퍼 저장부, 펌핑부 및 공급부를 제어하는 제어부를 포함한다. 상기 펌핑부는 포토레지스트를 일정 시간동안 일정 유량으로 대상체에 공급하는 프로그램화된 레시피(recipe)를 갖는다.
상기 제어부는 상기 펌핑부에 디스펜스 시작 신호를 전송하고, 상기 디스펜스 시작 신호에 다라 펌핑부는 정하여진 레시피에 따라 상기 버퍼 저장부로부터 상기 공급부를 통하여 포토레지스트를 일정 시간과 유량으로 대상체에 공급한다. 이때 펌핑부는 정하여진 레시피에 따라 포토레지스트를 완전하게 대상체에 공급할 때까지 포토레지스트를 펌핑한다. 하지만, 포토레지스트를 반도체 기판 상에 공급하는 공정 중 반도체 기판이 파손되는 경우가 있다. 이때 제어부는 펌핑부의 구동을 강제적으로 중단시킬 수 있도록 독자적인 강제 중지 신호를 발생하지 못한다. 결과적으로 포토레지스트가 챔버내의 스핀 척 내부로 유입되어 포토레지스트막 형성 장치에 오동작을 초래할 수 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 포토레지스트를 펌핑하는 펌핑 유닛의 구동을 강제적으로 중단시킬 수 있는 포토레지스트 도포 장치의 제어 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 포토레지스트를 펌핑하는 펌핑 유닛의 구동을 강제적으로 중단시킬 수 있는 상기 포토레지스트 도포 장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 제어 신호를 발생하는 제어기, 상기 제어 신호에 따라 구동하며 포토레지스트를 공급하는 펌핑 유닛 및 상기 펌핑 유닛에 의하여 제공되는 포토레지스트를 챔버 내에서 대상체에 공급하는 분사부를 갖는 포토레지스트 도포 장치의 제어 방법에 있어, 상기 챔버 내에 이상 유무를 판정하여 정지성 알람을 확인한 후, 상기 정지성 알람이 발생할 경우 상기 제어기가 비상 정지 신호를 발생시킨다. 이어서 상기 챔버 에러의 클리어 여부를 확인한 후, 상기 챔버 에러가 클리어된 경우 상기 제어기가 상기 펌핑 유닛에 에러 클리어 신호를 전송시킨다. 여기서, 상기 에러 클리어 신호를 전송한 후, 상기 펌핑 유닛에 상기 포토레지스트를 재충전하고, 이어서 상기 펌핑 유닛을 이용하여 상기 분사부를 통하여 상기 대상체에 상기 포토레지스트를 공급할 수 있다. 또한, 상기 포토레지스트를 상기 대상체에 공급하기 전, 상기 포토레지스트를 필터링하여 상기 포토레지스트 내부에 존재하는 기포를 제거할 수 있다. 한편, 상기 제어부와 상기 펌핑 유닛은 비상 정지 신호 및 상기 에러 클리어 신호를 I/O 인터페이스 방식으로 전송하며, RS232 또는 RS422 통신 방식으로도 송수신할 수 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 포토레지스트 도포 장치는 포토레지스트를 저장하는 저장부, 상기 저장부와 연결되고, 상기 저장부로부터 상기 포토레지스트를 받아 상기 포토레지스트를 버퍼링하는 버퍼 탱크, 상기 버퍼 탱크로부터 유출된 상기 포토레지스트를 챔버 내에 수용된 대상체에 제공하는 분사부, 상기 버퍼 탱크와 상기 분사부를 상호 연결시키며, 상기 버퍼 탱크에 저장된 상기 포토레지스트를 상기 분사부로 공급하는 펌핑 유닛 및 상기 펌핑 유닛의 구동을 제어하고 상기 챔버 내에 이상 유무를 확인하여 상기 펌핑 유닛에 비상 정지 신호를 인가하는 제어부를 포함한다.
이러한 포토레지스트 도포 장치 및 그 제어 방법에 따르면, 제어기가 펌핑 유닛이 갖는 레시피와는 독립적인 비상 정지 신호를 펌핑 유닛에 인가하여 챔버 내부에 비상 상태 발생시 포토레지스트가 챔버 내부로 유출되는 것을 억제한다. 따라서 포토레지스트의 비정상적인 유출을 통하여 챔버 내부의 회전 척 등의 오염을 억제할 수 있다.
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 포토레지스트 도포 장치의 제어 방법 및 포토레지스트 도포 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.
또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 도포 장치(100)는 저장부(110), 버퍼 탱크(120), 분사부(130), 펌핑 유닛(140) 및 제어부(150)를 포함한다.
저장부(110)는 포토레지스트와 같은 감광 물질을 보관한다. 저장부(110)는 인접하여 배치된 퍼지가스 공급원(180)과 연결된다. 퍼지 가스의 예로는 질소(N2) 가스를 들 수 있다. 퍼지 가스 공급원(180) 및 저장부(110) 사이에 체결된 가스 공급관(185)은 퍼지 가스 공급원(180) 및 저장부(110)를 상호 연결시킨다. 가스 공급관(185)에는 제1 솔레노이드 밸브(182)가 체결된다. 제1 솔레노이드 밸브(182)의 개폐에 따라 퍼지 가스 공급원(180)은 저장부(110)에 퍼지 가스를 공급하거나 퍼지 가스의 공급을 중단한다. 만약 제1 솔레노이드 밸브(182)가 개방될 때 퍼지 가스 공급원(180)은 저장부(110)에 퍼지 가스를 공급하고 저장부(110)에 유입된 퍼지 가스에 의하여 저장부(110)는 포토레지스트를 후술하는 버퍼 탱크(120)로 공급한다.
버퍼 탱크(120)는 저장부(110)와 연결된다. 버퍼 탱크(120)는 저장부(110)로부터 공급된 포토레지스트를 일시적으로 수용한다. 버퍼 탱크(120) 및 저장부(110)를 상호 연결시키는 제1 포토레지스트 공급관(115)이 버퍼 탱크(120) 및 저장부(110) 사이에 배치된다.
한편, 버퍼 탱크(120)에는 포토레지스트를 저장하기 위한 온도 및 압력과 같은 저장 환경이 조절된다. 버퍼 탱크(120)에는 센서(미도시)가 배치되어 저장된 포토레지스트의 수위를 조절한다. 예를 들면, 포토레지스트의 수위가 최대값과 최소값의 사이에 유지될 수 있도록 한다.
또한, 버퍼 탱크(120)에는 배출관(170)이 연결된다. 배출관(170)을 통하여 버퍼 탱크(120)에 잔류하는 포토레지스트를 배출한다. 배출관(170)에는 제2 솔레노 이드 밸브(172) 및 드레인 감지 센스(174)가 체결된다. 드레인 감지 센스(174)는 버퍼 탱크(120)로부터 배출관(170)을 통하여 배출되는 포토레지스트의 배출 여부를 감지한다. 또한, 제2 솔레노이드 밸브(172)가 개방됨에 따라 버퍼 탱크(120)는 배출관(170)을 경유하여 포토레지스트의 배출시킨다.
분사부(130)는 챔버(105) 내부에 배치되며, 버퍼 탱크(120)로부터 공급받은 포토레지스트를 대상체(10)에 제공한다. 또한 챔버(105) 내부에는 대상체(10)를 지지하는 회전 척(107)이 배치된다. 회전 척(107)은 회전하면서 공급되는 포토레지스트에 원심력을 제공하여 대상체(10) 상에 포토레지스트를 균일하게 도포한다.
펌핑 유닛(140)은 버퍼 탱크(120)와 분사부(130)를 상호 연결시킨다. 펌핑 유닛(140)은 버퍼 탱크(120)에 저장된 포토레지스트를 분사부(130)에 공급한다. 펌핑 유닛(140)은 자체적으로 프로그래밍 된 레시피에 따라 포토레지스트를 분사부(130)에 공급한다. 상기 레시피는 공급 시간, 공급량, 유속 등을 포함한다.
펌핑 유닛(140)은 버퍼 탱크(120)와 분사부(130)를 상호 연결시키는 제2 포토레지스트 공급관(135)과 체결된다. 펌핑 유닛(140)은 제2 포토레지스트 공급관(135)을 진공 상태로 조성하여 버퍼 탱크(120)부터 제2 포토레지스트 공급관(135)을 경유하여 분사부(130)에 공급한다.
제2 포토레지스트 공급관(135)에는 석백(suck back) 밸브(160)가 체결된다. 석백 밸브(160)는 분사부(130)를 통하여 포토레지스트의 공급을 완료한 후 분사부(130)에 잔류하는 포토레지스트를 제2 포토레지스트 공급관(135)으로 반송시킨다. 이는 분사부(130)에 잔류하는 포토레지스트가 고화되어(solidified), 후속하는 공정에서 고화된 포토레지스트가 대상체(10)에 공급됨으로써 불균일한 포토레지스트막 형성을 억제하기 위함이다.
제어부(150)는 펌핑 유닛(140)과 전기적으로 연결된다. 제어부(150)는 펌핑 유닛(140)에 트리거(trigger) 신호를 송신한다. 제어부(150)로부터 수신한 트리거 신호 및 자체적으로 입력된 레시피에 따라 펌핑 유닛(140)은 제2 포토레지스트 공급관(135)에 진공력을 제공하여 버퍼 탱크(120)로부터 제2 포토레지스트 공급관(135)을 경유하여 분사부(130)에 포토레지스트를 공급한다.
한편, 제어부(150)는 챔버(105) 내부의 이상에 따른 알람 신호를 감지하여 펌핑 유닛(120)에 비상 정지 신호를 출력한다. 예를 들면 챔버(105) 내부의 회전 척(107)에 의하여 지지되는 기판이 깨질 경우, 알람신호가 발생하고 상기 알람 신호를 감지한 제어부(150)는 펌핑 유닛(140)에 비상 정지 신호를 출력한다. 이때 비상 정지 신호를 받은 펌핑 유닛(140)은 자체적으로 저장된 레시피와는 독립적으로 그 구동을 정지한다. 따라서 기판이 깨지는 등의 챔버내의 비상 상태도 불구하고 분사부(130)가 포토레지스트를 회전 척(107)의 상부로 제공하여 회전 척(107)이 포토레지스트에 의하여 오염되는 것이 억제된다.
펌핑 유닛(120)이 그 동작을 정지하고 작업자는 비상 상황의 챔버(105)를 수리하면, 제어부(150)는 챔버(105) 내의 알람 상태가 클리어 되었는지를 확인한다. 만약 챔버(105) 내의 알람 상태가 클리어된 경우 제어부(150)는 펌핑 유닛(140)에 에러 클리어 신호를 출력한다. 이에 따라 펌핑 유닛(140)은 제2 포토레지스트 공급관(135)을 통하여 포토레지스트를 재충전하여 후속하는 포토레지스트 공정을 준비 한다. 한편, 제어부(150)와 펌핑 유닛(140)은 I/O 인터페이스 방식으로 신호를 송수신하며, RS-232 방식 또는 RS-422 방식으로도 신호를 송수신할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 도포 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 도포 장치의 제어 방법에 따르면, 먼저 포토레지스트 도포 장치(100)는 도포 공정을 위한 프로세스를 준비한다. 이어서, 제어부(150)가 펌핑 유닛(140)에 트리거 신호를 인가하여 대상체(10)에 포토레지스트를 도포하는 프로세스를 시작한다. 펌핑 유닛(140)은 정해진 레시피에 따라 제2 포토레지스트 공급관(135)을 경유하여 분사부(130)를 통하여 대상체(10)에 포토레지스트를 공급한다.
한편 제어부(150)는 챔버(105) 내에 정지성 알람 발생여부를 확인한다(S10). 만약 챔버(105) 내에 정지성 알람이 발생할 경우 제어부(150)는 펌핑 유닛(140)에 펌프 유닛의 작동을 정지시키는 비상 정지 신호를 출력한다(S20). 제어부(150)로부터 비상 정진 신호를 인가 받은 펌핑 유닛(140)은 그 작동을 정지시킨다.
이어서 제어부(150)는 챔버(105) 내부의 에러가 클리어 되었는지를 확인한다(S30). 이때 작업자는 챔버(105) 내의 이상 여부를 확인하고, 챔버(105) 내부를 수리하게 된다. 챔버(105) 내부의 에러가 클리어된 경우 제어부(150)는 펌핑 유닛(140)에 에러 클리어 신호를 출력한다(S40). 제어부(150)로부터 에러 클리어 신호를 인가 받은 펌핑 유닛(140)은 포토레지스트를 재충전한다(S50). 이에 따라 포토레지스트 도포 장치는 포토레지스트 도포 공정을 위한 준비를 수행한다. 이어서 펌핑 유닛(140)에 의하여 버퍼 탱크(120)로부터 분사부(130)를 통하여 포토레지스트를 대상체(10) 상에 공급한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제2 포토레지스트 공급관(135)에 흐르는 포토레지스트에 잔류하는 기포를 제거하는 기포 제거 공정이 추가적으로 진행될 수 있다. 포토레지스트에 잔류하는 기포를 제거함으로써, 포토레지스트 도포 장치는 대상체(10) 상에 포토레지스트막을 균일하게 도포할 수 있다.
한편, 제어부(150)와 펌핑 유닛(140)은 I/O 인터페이스 방식으로 신호를 송수신하며, RS-232 방식 또는 RS-422 방식으로도 신호를 송수신할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
이러한 포토레지스트 도포 장치 및 그 제어 방법에 따르면, 제어기가 펌핑 유닛이 갖는 레시피와는 독립적인 비상 정지 신호를 펌핑 유닛에 인가하여 챔버 내부에 비상 상태 발생시 포토레지스트가 챔버 내부로 유출되는 것을 억제한다. 따라서 포토레지스트의 비정상적인 유출을 통하여 챔버 내부의 회전 척 등의 오염을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 도포 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 도포 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 대상체 100 : 포토레지스트 도포 장치
110 : 저장부 120 : 버퍼 탱크
130 : 분사부 140 : 펌핑 유닛
150 : 제어부 160 : 석백 밸브

Claims (5)

  1. 제어 신호를 발생하는 제어기, 상기 제어 신호에 따라 구동하며 포토레지스트를 공급하는 펌핑 유닛 및 상기 펌핑 유닛에 의하여 제공되는 포토레지스트를 챔버 내에서 대상체에 공급하는 분사부를 갖는 포토레지스트 도포 장치의 제어 방법에 있어,
    a) 상기 챔버 내에 이상 유무를 판정하여 정지성 알람을 확인하는 단계;
    b) 상기 정지성 알람이 발생할 경우 상기 제어기가 상기 펌핑 유닛에 비상 정지 신호를 발생하는 단계;
    c) 상기 챔버 에러의 클리어 여부를 확인하는 단계;
    d) 상기 챔버 에러가 클리어된 경우 상기 제어기가 상기 펌핑 유닛에 에러 클리어 신호를 전송하는 단계
    e) 상기 펌핑 유닛에 상기 포토레지스트를 재충전하는 단계; 및
    f) 상기 펌핑 유닛을 이용하여 상기 분사부를 통하여 상기 대상체에 상기 포토레지스트를 공급하는 단계를 포함하는 포토레지스트 도포 장치의 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 포토레지스트를 상기 대상체에 공급하기 전,
    상기 포토레지스트를 필터링하여 상기 포토레지스트 내부에 존재하는 기포를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 도포 장치의 제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 단계 b) 또는 단계 d)는 I/O 인터페이스, RS232, RS422 통신 방법 중 어느 하나의 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 도포 장치의 제어 방법.
  5. 삭제
KR1020070106565A 2007-10-23 2007-10-23 포토레지스트 도포 장치 및 이의 제어 방법 Active KR100921725B1 (ko)

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