JP2000286192A - 半導体ウェハプロセッシングシステム - Google Patents

半導体ウェハプロセッシングシステム

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JP2000286192A JP2000058974A JP2000058974A JP2000286192A JP 2000286192 A JP2000286192 A JP 2000286192A JP 2000058974 A JP2000058974 A JP 2000058974A JP 2000058974 A JP2000058974 A JP 2000058974A JP 2000286192 A JP2000286192 A JP 2000286192A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウェハ上のフォトレジスト膜の厚さ分布が格
段に均一になってパターンの線幅の偏差が減少し、しか
も塵埃等によるハウジング内におけるウェハの汚染を効
率よく抑制することによって、半導体の製造収率を向上
させることができる半導体ウェハプロセッシングシステ
ムを提供すること。 【解決手段】 壁体２４０ｃよりなる空気流動抑制ダム
によって、ベークユニットシェルフ２４０ａの上方の空
間２４０ｂを包むことによって、ベークユニットシェル
フ２４０ａの上方の空間２４０ｂには清浄空気が流入し
ないようにする。ハウジング２００の底部には清浄空気
が自然に排出されるように多数の通気孔が形成された格
子２８０を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体ウェハプロセ
ッシングシステムに係り、特に良質のフォトレジスト膜
を半導体ウェハ上に形成しうる半導体ウェハプロセッシ
ングシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製作工程における写真工程(Photo
process）はウェハ上にフォトレジスト膜を形成するコ
ーティング段階と、フォトレジスト膜を所定のパターン
で露光する露光段階と、露光された前記フォトレジスト
を所定パターンに現像する現像段階とを含む。
【０００３】最近、その使用が次第に増加している密集
システム(Clustered System）は写真工程上の全ての装
置、例えば塗布機、現象機、べーク装置などが一箇所に
密集されている。従って、各装置間の距離及び各装置間
のウェハ時間を短縮することによって工程の効率的な進
行が可能である。
【０００４】図1は前述したような密集システムの構造
を有する従来の写真工程システムの平面的な構造を概略
的に示す図面である。図1に示されたように、写真工程
システムのハウジング100内の中央部にウェハの移送を
担当するロボット110が位置し、このロボット110の周り
に塗布機120、現像機130、べークユニット140、ローデ
ィング/アンローディング部150、制御部160が位置す
る。前記塗布機120はフォトレジストを薄膜状にウェハ
の表面に塗布する装置であって、一般にウェハを所定の
速度に回転させて遠心力によりフォトレジストをウェハ
上に均一に塗布させるスピンコーティング方式を採用し
ている。前記現像機130は露光段階でフォトレジスト膜
に形成されたパターンを現像し、前記べークユニット14
0は前記各段階の間でウェハを所定の温度に加熱する。
前記ローディング/アンローディング部150は外部からシ
ステム内部にウェハを投入したり、工程済みのウェハを
排出するための場所として、多数のウェハが積載された
ウェハキャリアが多数個置かれるようになっている。前
記制御部160はシステムの各装置を操作、制御するため
のコンピュータシステムを具備する。前記ロボット110
はハウジング100の底面に固設される支持部111と該支持
部111上に結合されて自由に動けるアーム部112を有す
る。アーム部112はハウジング100内の各装置間にウェハ
を移動させる役割をする。
【０００５】以下、前記従来の写真工程システムによる
一般の写真工程を段階別に説明する。 1) プリベーク段階：ローディング/アンローディング部
150にウェハキャリアを通して投入されたウェハはロボ
ット110によりべークユニット140に移動されてプリべー
ク(Pre-bake)過程を経る。この段階では、ウェハを所定
の温度に加熱してウェハ表面の有機物や異物を蒸発させ
る。 2) PRコーティング段階：ウェハは塗布機120に移送さ
れ、ここでその表面にフォトレジスト膜が形成される。 3) ソフトべーク段階：フォトレジスト膜が形成された
ウェハは再びべークユニット140に搬送されて所定時間
加熱される。この段階で、ウェハにコーティングされた
フォトレジスト膜が乾燥され、そしてフォトレジスト膜
がウェハ表面に強く接着される。 4) 露光段階：ウェハが別に備えられているステッパま
たはスキャナなどの露光装置に移送された後、ここでフ
ォトレジスト膜が所定のパターンに露光される。 5) 露光後べーク段階(PEB；Post-Exposure-Bake)：露光
過程を経たウェハが再びべークユニット140に移動さ
れ、ここで所定温度に適正時間加熱される。 6) 現像段階：PEB段階を経たウェハを適正温度に冷却さ
せた後、現像機130で所定パターンに露光されたフォト
レジスト膜を現像する。 7) ハードべーク(Hard Bake)段階：フォトレジスト膜か
ら所望のパターンが現像された後、ウェハを加熱する。
この段階では加熱によりウェハ表面に対するパターンの
付着力が強化される。
【０００６】前記全ての段階は温度及び湿度が調節さ
れ、埃やその他異物が除去された清浄環境で進行され
る。従って、前記フォト工程システムは空気調和装置が
備えられた清浄室(Clean room)内に設けられる。前記段
階のうち、PEB段階は露光されたフォトレジストを所定
温度に加熱して光学的に分解された樹脂を熱的拡散(the
rmal diffusion)により再配列させることによって、露
光パターンのプロファイル境界(断面)を清潔にする。こ
のようなPEB段階は露光時光源がUV(Ultra Violet)及びD
UV(Deep Ultra Violet)光源の場合、露光部分における
光の回折及び干渉によるパターンのプロファイル異常及
びパターンの限界寸法(Critical Dimension)線幅の不均
一化を抑制するためのものである。露光部分における光
の回折及び干渉は光の波長、ウェハの反射率及び屈折
率、フォトレジストの光吸収度に応じて変化する。この
ような光学的影響を減少させるために前述したPEB工程
の他に、露光前にフォトレジスト膜の表面に反射防止膜
を塗布することによって前述したような光の回折及び干
渉による問題を解決しようとする方法があるが、普遍的
にはPEB工程が適用される。写真工程における光がDUV光
の場合にフォトレジストとして化学増幅型レジスト(Che
mically Amplified Resist)が使われる。化学増幅型レ
ジストは熱処理を通して露光部が現像液に溶けやすい酸
(Acid)状態に変わり、連鎖反応による増幅型であるた
め、PEB段階でウェハ全体に加えられる熱の均衡はパタ
ーンの線幅均一性に最も敏感な影響を与える要因とな
る。
【０００７】図2は清浄室内に設けられた従来の写真工
程システムの垂直的構造を概略的に示す図面である。図
2を参照すれば、通常、清浄室は通路10と装置設置区域2
0とに区分される。写真工程システムは通路10に隣接し
て前記装置設置区域20に位置する。清浄室の上部には清
浄空気が流入される上部プリナム(Upper Plenum)30が備
えられ、清浄室の下部には清浄空気が排出される下部プ
リナム(Lower Plenum)40が備えられる。そして、上部プ
リナム30と清浄室との間にはフィルタ31が設けられる。
写真工程システムのハウジング100内の一側には塗布機1
20などが設けられ、他側には多数のべークユニット140
が多段に設けられるべークユニットシェルフ140aが備え
られている。ハウジング100の中間部にはロボット110が
設けられる。
【０００８】写真工程システムの空調装置は送風機17
1、送風管172及びエアフィルタ173を具備する。前記送
風機171は下部プリナム40内に設けられ、前記エアフィ
ルタ173はハウジング100の上部に設けられ、前記送風管
172は送風機171から延びて前記エアフィルタ173が備え
られたハウジング100の上部に連結されている。通常、
前記送風機171には清浄空気中のNH3を除去しうるケミカ
ルフィルタが設けられている。
【０００９】前記清浄室内では装置設置区域20からハウ
ジング100内への埃などの流入を防止し、ヒューム(Fum
e)などの拡散防止のために区域別に圧力差を設けてい
る。例えば、各区域別の圧力差は下記のように形成され
る。通路10側の圧力がハウジング100の上部空間の圧力
より約0.17〜0.18mmH2O程度高く、通路10側の圧力がハ
ウジング100の内部の圧力より約0.07〜0.08mmH2O程度高
く、ハウジング100内の圧力が装置設置区域20の圧力よ
り約0.09〜0.12mmH2O程度高く形成される。そして、装
置設置区域20の圧力が下部プリナム40内の圧力より約0.
60〜0.70mmH2O程度高く、通路10側の圧力が下部プリナ
ム40内の圧力より約0.71〜0.82mmH2O程度高くなってい
る。また、ハウジング100内の圧力がべークユニット140
内の圧力より約0.02〜0.082mmH2O程度高く、べークユニ
ット140内部の圧力がその背面の外部との間の圧力より
約0.06〜0.08mmH2O程度高く形成される。
【００１０】このように各区域別に圧力差が存在するこ
とによって、清浄空気は上部プリナム30から通路10とハ
ウジング100内部及び装置設置区域20を経て下部プリナ
ム40に流れることになる。ここで、通路10と装置設置区
域20の底面は通常格子(Grating)よりなるため、清浄空
気がこれを通過して下部プリナム40に流れることにな
る。そして、通路10からハウジング100内に流入された
清浄空気は塗布機120とべークユニット140の前面、内部
及び背面を順次に経てハウジング100の背面を通して下
部プリナム40に流れることになる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】図3は従来の写真工程
システムの内部における空調装置による清浄空気の流れ
を示す図面である。図3に示されたように、ハウジング1
00の上部に連結された送風管172を通して供給される清
浄空気はエアフィルタ173を経てハウジング100の内部に
流入される。この際、ハウジング100内に流入される清
浄空気の量は送風管172に設けられたダンパ174により調
節される。ハウジング100内に流入された清浄空気は下
向き気流を形成し、ハウジング100内の下部に流れるこ
とになる。ところが、ハウジング100内の下部には清浄
空気の通過を可能にする格子101が設けられているが、
ハウジング100の底板102は完全に密閉されているので、
清浄空気はハウジング100の背面下部に備えられた排気
口103を通してハウジング100の外部に排出される。これ
により、べークユニット140が設けられたべークユニッ
トシェルフ140aの内部にはその前面部から背面部に清浄
空気の排気流れが形成される。
【００１２】一方、従来はべークユニットシェルフ140a
の最上部がエアフィルタ173から所定距離に離隔されて
いるためにこれらの間に使われない空間140bが形成され
ている。従って、前記空間140bに流入された清浄空気は
べークユニットシェルフ140aの最上部に当って乱気流化
され、この状態でこの空間140bを抜け出て下向き気流と
合流することになる。これにより、べークユニットシェ
ルフ140aの前面部でさらに多量の清浄空気の流れが発生
し、また発生した乱気流が下向き気流の層流(Laminar a
ir flow)を妨害することになるので、べークユニットシ
ェルフ140aに隣接して誘導する乱気流状の清浄空気がさ
らに圧力の低いべークユニット140内に流し込まれる。
【００１３】前述したような問題を含む多様な構造上の
問題点によりかかる従来の写真工程システムのハウジン
グ100内に清浄空気の層流が完全に形成されない。また
べークユニット140が設けられたべークユニットシェル
フ140aの内部への清浄空気の流れが形成されることによ
って、べークユニットシェルフ140a内の部位別温度差を
発生させ、これによりべークユニット140内にローディ
ングされているウェハに対する部位別温度均一化が果せ
ない。一例として、べークユニットシェルフ140a内への
空気流動が発生し、べークユニットシェルフ140aの前面
部に近いウェハの部位がさらに低温の清浄空気と接触す
ることになるので他部より温度が低くなる。
【００１４】また、べークユニット140の内部には冷却
水ラインと各種のユーティリティ配管及びボードなどが
密集しており、これらはべークユニット140内の部位別
温度偏差を加重させることになる。実験によれば、べー
クユニット140に隣接して設けられる冷却水ラインはべ
ークユニットシェルフ140aの内部温度を部位別に約1℃
の温度差を発生させることが確認された。そして、この
ような温度不均一により、フォトレジスト膜の厚さ偏差
とパターンの線幅不均一が大きくなる。
【００１５】本発明はフォトレジスト膜の厚さとパター
ン線幅の均一性を向上しうる半導体ウェハプロセッシン
グシステムを提供するにその目的がある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体ウェハプ
ロセッシングシステムは、上部に清浄空気が流入される
空気流入領域が備えられ、その下部には前記清浄空気が
排出される空気排出部を有する空気排出領域が備えられ
たハウジングと、前記空気流入領域に備えられる多数の
エアフィルタと、前記ハウジング内の一側に位置し、多
層のべークユニットによるベイキング領域と、前記ハウ
ジング内の他側に前記べーク領域と所定距離離隔されて
位置し、ウェハにフォトレジストをコーティングする塗
布機が備えられたコーティング領域と、前記ベイキング
領域とコーティング領域との間に備えられ、ベイキング
領域のベークユニットと前記コーティング領域の塗布機
との間でウェハを移送するロボットと、前記ハウジング
の上部の空気流入領域に清浄空気を供給する空気供給装
置と、前記空気流入領域を通してハウジングに流入され
た空気が前記ベーキング領域の上部から水平方向に流動
されることを防止し、これにより前記コーティング領域
に対向する前記ベーキング領域の一側から前記清浄空気
を前記空気排出領域に向けて垂直下方に層流流動させる
空気流動ダムとを具備することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明の実施の形態を詳しく説明する。図4及び図5を参照す
れば、本発明に係る写真工程システムは液状のフォトレ
ジストをスピンコーティング方式で半導体ウェハ上に塗
布する塗布機220と、ウェハ上のフォトレジスト膜に露
光装置によって形成されたパターンを現像する現像機23
0と、ウェハを所定温度に加熱するべークユニット240が
多段に設けられたべークユニットシェルフ240aを具備す
る。
【００１８】前記べークユニットシェルフ240aはハウジ
ング200の一側のべーク領域に設けられ、前記塗布機22
0、現像機230は前記べーク領域に対向して設けられ、前
記ハウジング100の中央部には各装置間ウェハ移送のた
めのロボット210が設けられる。このロボット210はハウ
ジング200の底部に固設される支持部211と、この支持部
211上に結合されて自由に移動しながらウェハを移送す
るアーム部212を具備する。前記ハウジング200の前方に
はウェハをシステム内部にローディング/アンローディ
ングするためのローディング/アンローディング部250と
システムを操作して制御するための制御部260とが備え
られる。
【００１９】そして、前記ハウジング200内部に清浄空
気を供給するための空調装置が具備される。この空調装
置は下部プリナム40に設けられる送風機271と、この送
風機271とハウジング200の上部を連結する送風管272
と、ハウジング200の上部に設けられて前記送風管272を
通して供給される清浄空気をフィルタリングするための
エアフィルタ273a、273bとを含む。
【００２０】ここで、本発明の特徴としてエアフィルタ
273a、273bはハウジング200の上部の空気流入領域に設
けられるものであって、これら各々は複数の単位エアフ
ィルタよりなる。このエアフィルタのうち第1エアフィ
ルタ273aは前記塗布機220の直上部に位置し、第2エアフ
ィルタ273bは前記ロボット210の直上方に位置する。一
方、壁体240cよりなる空気流動抑制ダムはべークユニッ
トシェルフ240aの直上方の空間240bを包むことによって
べークユニットシェルフ240aの上方の空間240bには清浄
空気が流入されない。従って、前記第1エアフィルタ273
aと第2エアフィルタ273bを経て供給される清浄空気が垂
直下方に層流の形で流動されてハウジング200内の下方
に流動し、従って、清浄空気の垂直下向きの層流流動に
よりべークユニットシェルフ240aへの流動が大きく抑制
される。
【００２１】本発明に係る写真工程システムの他の特徴
は、前記ハウジング200の底部には清浄空気が自然に排
出されるように多数の通気孔が形成された格子280が設
けられる。これは前記ハウジング200上部から下向き供
給される清浄空気の層流を前記ハウジング200の底面ま
で保たせる。つまり、ハウジング200の上部から供給さ
れる清浄空気はハウジング200の底面まで移動し、その
大部がハウジング200に備えられた前記格子280を通して
下部プリナム40に排出される。
【００２２】この際、ハウジング200内に供給される清
浄空気の量は送風管272に設けられたダンパ274により調
節され、前記格子280を通して排出される清浄空気の量
は格子280に形成された通気孔の大きさを変更すること
によって調節されうる。従って、ハウジング200内に供
給される清浄空気の量とその外部に排出される清浄空気
の量とを設置場所の条件に応じて適正に保てることにな
り、ハウジング200内では清浄空気の下向き気流のみ形
成され、ハウジング内の局部的な圧力差を最小化してさ
らに安定した層流流動を起こす。
【００２３】このようにハウジング200内部に形成され
る清浄空気の下向き気流は埃またはヒュームなどをハウ
ジング200の底部の格子280を通して円滑に排出させるの
で、埃などが塗布機220やべークユニットシェルフ240a
方向に拡散されてウェハ表面に欠陥を発生させる問題点
が解消される。
【００２４】また、前記第1エアフィルタ273aを通して
供給される清浄空気の流速は前記第2エアフィルタ273b
を通して供給される清浄空気の流速より速く設定される
ことが望ましい。即ち、べークユニットシェルフ240aに
隣接した領域に流動する清浄空気の流動速度は塗布機22
0が位置する領域を流動する清浄空気の流動速度に比べ
て速くすることが望ましい。例えば、第1エアフィルタ2
73aを通して供給される清浄空気の流速は0.3m/secに設
定し、第2エアフィルタ273bを通して供給される清浄空
気の流速は0.2m/secに設定しうる。このように第1エア
フィルタ273aを通して供給される清浄空気の流速をさら
に速く設定したのは、ロボット210の位置した部位から
発生する埃などの塗布機220及び現像機230側への流入を
防止するためである。
【００２５】図6及び図7を参照すれば、前記ハウジング
200の底部に設けられた格子280はハウジング200から下
部プリナム40に繋がる実質的な開孔率(Openratio）を調
節可能に構成される。このために回折格子280は前記ハ
ウジングの底部に固設される固定プレート281と、固定
プレート281の下部に、これに対して相対的に位置移動
可能に設けられる移動プレート282を具備する2階構造を
有する。前記固定プレート281には多数の通気孔283が一
定の間隔に形成されており、前記移動プレート282には
多数のスリット284が一定の間隔に形成されている。従
って、前記移動プレート282を所定の移動手段(図示せ
ず)により往復動させると、通気孔283とスリット284と
の重なり程度に応じて通気孔283の開孔率が増減され
る。このように前記格子280の開孔率を調整でき、ハウ
ジング内における清浄空気の流動速度及び圧力を適切に
調節できるので、より安定した清浄空気の層流流動が導
け、また前記べークユニットシェルフの内外部間の圧力
差を減少させたり、無くせる。前記圧力差の減少乃至解
消はべークユニットシェルフ240a内への清浄空気の流れ
を抑制することになる。
【００２６】図8は本発明に係る写真工程システムと従
来の写真工程システム内における清浄空気の位置別流速
を比較して示したグラフであって、エアフィルタの下部
15cm位置で測定した流速を示したものである。図8中、
従来のシステムにおける位置別清浄空気の流速を測定し
て示したグラフ(A)を見ると、ハウジングの中央部分に
おける流速がその両側よりかなり速くなっていることが
分かる。このような部分別流速の差によれば、部分別圧
力の差を発生して清浄空気が、流速の速い中央部から流
速の遅い両側部に流動し、そのうちべークユニットシェ
ルフ側に流動された清浄空気はべークユニットシェルフ
内に流入される。本発明によれば、前述したように格子
の位置別開孔率を適切に調整してハウジング内における
位置別清浄空気の流速を均一にしうる。本発明に係る写
真工程システムにおける位置別清浄空気の流速を示した
グラフ(B)を見ると、ハウジング内の部分別流速が相対
的に均一なのがわかる。このような均一の流速はハウジ
ング内の部位別圧力の差を減少乃至解消することになっ
てハウジング下方への流動が保たれ、水平方向への空気
の流動が抑制されることによってべークユニットシェル
フ内への気流の流れが抑制される。
【００２７】下記表1はべークユニットシェルフの内外
部間の圧力差とこれによるフォトレジスト膜から得られ
たパターンの線幅の偏差を示したものである。
【表１】 前記データは120℃におけるPEB工程によるフォトレジス
トフロー(PhotoregistFlow)を誘導した後、ウェハ上の
部位別パターンの線幅の偏差を測定して得られたもので
あって、表1の(ａ)は従来の写真工程システムの場合
を、(ｂ)は本発明に係る写真工程システムの場合を各々
示したものである。表1から分かるように、従来の写真
工程システムではべークユニットシェルフの内部とハウ
ジングの内部(べークユニットシェルフの外部)間に圧力
の差が存在し、これによりフォトレジストフロー工程後
のウェハ上のパターンの部位別線幅の偏差が50nm以上発
生した。しかし、本発明によればべークユニットシェル
フの内部とハウジングの内部との圧力差がなくなるの
で、べークユニットシェルフ内に清浄空気が流れなくな
ってべークユニット内の温度が一定に保たれ、よって局
部的な温度偏差が大幅に減り、線幅の偏差が35nm以下に
減少される。
【００２８】図9に示された本発明に係る写真工程シス
テムの他の実施形態によれば、ハウジング300内の上部
空気流入領域に備えられたエアフィルタ373がべークユ
ニットシェルフ340aの上部にまで延びている。遮断壁39
1よりなる空気抑制ダムはべークユニットシェルフ340a
の上方に存在する空間340bを包む。そして、選択的な要
素として、前記空間340bに対応するエアフィルタ373の
一側部の上面にも清浄空気の流入を遮断する遮断板394
が選択的に設けられている。前記遮断壁391の両側底面
には、図10に示されるように、スクリュ締結ホール392
が備えられてスクリュ393により前記遮断壁391がべーク
ユニットシェルフ340aの上面に固定される。前記遮断板
394は送風管372を通してハウジング300の上部に供給さ
れる清浄空気がべークユニット340の上部のエアフィル
タ373に流入されることを遮断し、前記遮断壁391はべー
クユニットシェルフ340aの上方の空間340bを密閉し、こ
の空間340bとハウジング300の内部との空気流動を遮断
する。従って、べークユニットシェルフ340aの上方の空
間340bにおける乱気流形成が防止され、前記フィルタ37
3からハウジング内に流入された空気が垂直下方に層流
を保ちながら流動することにより、べークユニットシェ
ルフ340a内に流入される清浄空気の量を最小化しうる。
この際、二つのエアフィルタ373を通してハウジング300
内に供給される清浄空気の量はダンパ374を用いて部位
別に均一に調節しうる。
【００２９】本発明に係る写真工程システムのさらに他
の実施形態を示す図11を参照すれば、前述したようなべ
ークユニットシェルフの上方に位置する空間を除去する
ために、エアフィルタ473の底面に空気抑制ダムとして
べークユニットシェルフ440aの上部が接触している。従
って、べークユニットシェルフ440aとエアフィルタ473
との間に空間が存在しない。そして選択的な要素とし
て、べークユニットシェルフ440aの上部が接触している
エアフィルタ473の一部の上面に遮断板494がさらに設け
られている。従って、送風管472を通してハウジング400
の上部に供給される清浄空気は前記べークユニットシェ
ルフ440の上部と前記エアフィルタ473の底面との間では
流れなくなる。従って、前記フィルタ473からハウジン
グ内部に流入された空気が垂直下方に層流を保ちながら
流動することにより、べークユニットシェルフ440a内に
流入される清浄空気の量を最小化しうる。この際、二つ
のエアフィルタ473を通してハウジング400内に供給され
る清浄空気の量はダンパ474を用いて部位別に均一に調
節しうる。
【００３０】図12乃至図14を参照すれば、本発明の写真
工程システムに適用されるべークユニットはウェハ10が
その内部にローディングされるようにウェハ出入口511
が備えられ、後方は開放されているケース510を具備す
る。このケース510内にはウェハ10を所定温度に加熱す
るためのべークチャンバ520が備えられる。このべーク
チャンバ520は前記ケース510の底板512に設けられ、ウ
ェハ10を加熱するためのヒータ523が内蔵された下部プ
レート521と、この下部プレート521の上部に設けられ、
所定の昇降手段（図示せず）により昇降自在な上部プレ
ート522を具備する。前記下部プレート521の上面にウェ
ハ10が載置されると前記上部プレート522が下降してウ
ェハ10を覆うことになる。
【００３１】一方、前記べークチャンバ520の周囲には
各種ユーティリティ配管及びボードなどが設けられるボ
ード設置部530とべークチャンバ520を冷却させるための
冷却水ライン540が位置している。これらはべークチャ
ンバ520の温度を部分的に不均一にしたり、降温させる
等べークチャンバ520に熱的影響を与えることになる。
そこで、本発明に係るべークユニットは前記べークチャ
ンバ520をその外部の熱的影響から遮断させるための遮
断手段を具備する。この遮断手段として前記べークチャ
ンバ520を外部と隔離させる遮断カバー550が備えられ、
また前記冷却水ライン540の影響を遮断する遮断板560が
備えられる。
【００３２】前記遮断カバー550は前記べークチャンバ5
20の回りを包むように設けられ、その底面はケース510
の底板512に取付けられる。また遮断カバー550はべーク
チャンバ520の回りに設けられた状態でその前面のみウ
ェハ10が出入できるように開放されており、その他の部
分は閉鎖されている。従って、外部の熱的影響がべーク
チャンバ520に与えられることを遮断し、またべークユ
ニット内に清浄空気が流入されても遮断カバー550内に
は清浄空気の流れが生じない。これはべークチャンバ52
0内にローディングされたウェハ10の部位別温度均一性
を向上させることになる。
【００３３】さらに、前記遮断カバー550は外側板551と
内側板552の2重板構造体よりなることが望ましい。外側
板551はステンレス材質で製作されて遮断カバー550の形
態を保たせる。この外側板551の製作時にはできるだけ
溶接が排除されるようにプレス成形法を適用し、その表
面はポリシング処理して埃等異物の発生及び吸着を最大
限防止する。一方、前記内側板552はテフロン(Teflon；
PVDF)などの良好な耐熱性及び断熱性を有する合成樹脂
材で製作されて熱伝達を最小化する。また、前記内側板
552は熱による変形が少なく、埃やイオン性汚染物質を
発生させない材質であることが望ましい。
【００３４】前記遮断カバー550の背面には、図13に示
されるように、遮断カバー550内に流れる清浄空気の量
を調節しうる可変排気口555が備えられ、この可変排気
口555にはその開閉程度を調整するノブ556が設けられ
る。前記可変排気口555とノブ556は遮断カバー550の背
面の左右側に各々設けられ、遮断カバー550内の左右側
に流れる清浄空気の量を均一に調節することによって、
ウェハ10の左右側温度偏差を減少させうる。そして、前
記ノブ556には前記可変排気口555の開閉程度を確認しう
る目盛りが描かれることが望ましい。
【００３５】前記遮断板560は前記冷却水ライン540を包
むように設けられ、前記冷却水ライン540によりべーク
チャンバ520の一側温度が降温されることを防止する。
従って、べークチャンバ520内にローディングされたウ
ェハ10の部位別温度偏差が減少される。そして、前記遮
断板560は、図14に示されるように、ステンレス材質の
外側板561とテフロンなどの良好な断熱性を有する合成
樹脂材の内側板562の2重板構造体よりなることがさらに
望ましい。外側板561の両側縁部にはスクリュ挿入ホー
ル563が備えられて前記ケース510の内側面にスクリュ56
4を使用して遮断板560を固定させうる。この外側板561
の製作時にもできるだけ溶接が排除されるようにプレス
成形法を適用し、その外面はポリシング処理することに
よって埃等異物の発生及び吸着を最大限防止する。一
方、前記内側板562の内面には前記冷却水ラインが密着
するように溝565が形成される。
【００３６】以上、本発明の実施の形態を説明した。し
かし、実施の形態は例示的なものに過ぎず、当業者なら
これより多様な変形及び均等な他の実施の形態が可能な
のを理解しうる。従って、本発明の真の技術的保護範囲
は特許請求の範囲によってのみ決まるべきである。
【００３７】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明に係る
半導体ウェハプロセッシングシステムによれば、ハウジ
ングの内部から清浄空気の垂直下向きの層流流動が効果
的に、かつ安定的に生じるので、乱流の発生によるべー
クユニットシェルフ内への清浄空気の流れが減少乃至防
止される。また、ハウジング内の清浄空気がその底部に
備えられた格子を通して直接排出されるので、ハウジン
グ内の清浄度が向上する。さらに、べークユニットシェ
ルフ内の冷却水ライン等による熱的影響が遮断されるの
で、ウェハ上の部位別温度分布が均一になる。従って、
ウェハ上のフォトレジスト膜の厚さ分布が格段に均一に
なってパターンの線幅の偏差が減少する。さらに、ハウ
ジング内に形成される清浄空気の円滑な垂直下向きの層
流流動により埃またはイオン性汚染物質などがハウジン
グの底部の格子を通して直接排出されるので、埃等によ
るハウジング内におけるウェハの汚染が効率よく抑制さ
れ、よって半導体の製造収率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の写真工程システムの概略的な構成を示す
平面図である。
【図２】清浄室内に設けられた従来の写真工程システム
の垂直的な構造を概略的に示す図である。
【図３】清浄空気の流動状態を示す従来の写真工程シス
テムの垂直的構造を示す図である。
【図４】本発明に係る写真工程システムの概略的な平面
的構造を示す図である。
【図５】清浄空気の流動状態を示したものであって、本
発明の写真工程システムの望ましい実施形態の垂直的な
構造を示す図である。
【図６】本発明の写真工程システムの望ましい実施形態
に適用される格子の斜視図である。
【図７】図6に示された本発明の写真工程システムの望
ましい実施例に適用される回折格子の断面図である。
【図８】本発明に係る写真工程システムと従来の写真工
程システム内における清浄空気の位置別流速を比べて示
した線図である。
【図９】本発明に係る写真工程システムの他の実施形態
を示す図である。
【図１０】図9に示された本発明に係る写真工程システ
ムに適用される遮断壁の概略的な斜視図である。
【図１１】本発明に係る写真工程システムのさらに他の
実施形態の上部構造を概略的に示す図である。
【図１２】本発明に係る写真工程システムに適用される
べークユニットを示す分離斜視図である。
【図１３】図12に示されたべークユニットの垂直的な構
造を示す断面図である。
【図１４】図12に示された遮断板を概略的に示す斜視図
である。
【符号の説明】
200 ハウジング 210 ロボット 220 塗布機 240 べークユニット 240a べークユニットシェルフ 240b 空間 240c 壁体 273a, 273b エアフィルタ 274 ダンパ 280 格子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 呉 ▲チャン▼ 旭 大韓民国京畿道龍仁市器興邑農書里山24番 地 (72)発明者 南 廷 林 大韓民国京畿道龍仁市器興邑農書里山24番 地

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 上部に清浄空気が流入される空気流入領
    域が備えられ、その下部には前記清浄空気が排出される
    空気排出部を有する空気排出領域が備えられたハウジン
    グと、 前記空気流入領域に備えられる多数のエアフィルタと、 前記ハウジング内の一側に位置し、多層のべークユニッ
    トによるベイキング領域と、 前記ハウジング内の他側に前記べーク領域と所定距離離
    隔され位置し、ウェハにフォトレジストをコーティング
    する塗布機が備えられたコーティング領域と、 前記ベイキング領域とコーティング領域との間に備えら
    れ、ベイキング領域のベークユニットと前記コーティン
    グ領域の塗布機との間でウェハを移送するロボットと、 前記ハウジングの上部の空気流入領域に清浄空気を供給
    する空気供給装置と、 前記空気流入領域を通してハウジングに流入された空気
    が前記ベーキング領域の上部から水平方向に流動される
    ことを防止し、これにより前記コーティング領域に対向
    する前記ベーキング領域の一側から前記清浄空気を前記
    空気排出領域に向けて垂直下方に層流流動させる空気流
    動ダムとを具備することを特徴とする半導体ウェハプロ
    セッシングシステム。
  2. 【請求項２】 前記ハウジングの下部の空気排出領域に
    は清浄空気が通過する多数の通気孔の形成された格子が
    設けられていることを特徴とする請求項１に記載の半導
    体ウェハプロセッシングシステム。
  3. 【請求項３】 前記格子は通気孔による開孔面積を調整
    する手段を有することを特徴とする請求項２に記載の半
    導体ウェハプロセッシングシステム。
  4. 【請求項４】 前記エアフィルタ部はロボットの直上方
    に位置し、前記ベイキング領域で終わる第1エアフィル
    タと、前記コーティング領域の直上方に位置する第2エ
    アフィルタとを具備し、 前記空気流動ダムは前記第1エアフィルタに隣接した前
    記ベイキング領域の上部に位置することを特徴とする請
    求項１に記載の半導体ウェハプロセッシングシステム。
  5. 【請求項５】 前記第1エアフィルタと第2エアフィルタ
    は各々複数の分割されたエアフィルタを具備することを
    特徴とする請求項４に記載の半導体ウェハプロセッシン
    グシステム。
  6. 【請求項６】 前記第1エアフィルタ及び第2エアフィル
    タを通過する各清浄空気の流動率を相対的に調節可能に
    するダンパをさらに具備することを特徴とする請求項４
    に記載の半導体ウェハプロセッシングシステム。
  7. 【請求項７】 前記エアフィルタ部は前記べーク領域の
    上部にまで拡張されており、 前記エアフィルタ中１つと前記ベーキング領域の最上ベ
    ーキングユニットの間に空間が定義され、前記空気流動
    ダムは前記空気流入部から空気排出領域に空気が流動す
    る前記ハウジング内の１つの領域から前記空間を隔離さ
    せるボックスを含むことを特徴とする請求項１に記載の
    半導体ウェハプロセッシングシステム。
  8. 【請求項８】 前記エアフィルタ部は前記べーク領域の
    上部にまで拡張されており、 空気流動ダムは前記エアフィルタ部の底部に接したシェ
    ルフを具備することを特徴とする請求項１に記載の半導
    体ウェハプロセッシングシステム。
  9. 【請求項９】 前記べーク領域の各べークユニットは、 前面にはウェハ出入口が備えられ、背面は開口部よりな
    るケースと、 このケースの内部に設けられ、ヒーターが内蔵された下
    部プレートと、 この下部プレートの上部に昇降可能に設けられて前記ウ
    ェハを覆う上部プレートとを具備するべークチャンバ
    と、 このべークチャンバをその外部の熱的影響から遮断させ
    るための遮断手段とを含むことを特徴とする請求項１に
    記載の半導体ウェハプロセッシングシステム。
  10. 【請求項１０】 前記遮断手段は前記べークチャンバを
    包むように設けられ、その前面部に前記ウェハが出入で
    きるように開口部が備えられた遮断カバーであることを
    特徴とする請求項９に記載の半導体ウェハプロセッシン
    グシステム。
  11. 【請求項１１】 前記遮断カバーはステンレスよりなる
    外側板と合成樹脂材よりなる内側板とを含むことを特徴
    とする請求項１０に記載の半導体ウェハプロセッシング
    システム。
  12. 【請求項１２】 前記遮断カバーの背面の左右側には前
    記遮断カバーの内部を流れる空気の量を調節しうる可変
    排気口が形成され、この可変排気口には該可変排気口の
    開閉程度を調整しうるノブが設けられることを特徴とす
    る請求項１０に記載の半導体ウェハプロセッシングシス
    テム。
  13. 【請求項１３】 前記ノブには前記可変排気口の開閉程
    度を確認しうる目盛りが形成されていることを特徴とす
    る請求項１２に記載の半導体ウェハプロセッシングシス
    テム。
  14. 【請求項１４】 前記遮断手段は前記ケース内部の一側
    に設けられた冷却水ラインの影響を遮断するために前記
    冷却水ラインを包んで設けられる遮断板であることを特
    徴とする請求項９に記載の半導体ウェハプロセッシング
    システム。
  15. 【請求項１５】 前記遮断板はステンレスよりなる外側
    板と合成樹脂材よりなる内側板とを含むことを特徴とす
    る請求項１４に記載の半導体ウェハプロセッシングシス
    テム。
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