JPS62296519A - スピンナ−装置の制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、半導体ウェハを回転さＩ！つつ薬液の塗布
を行なう回転塗布ユニット（以下スピンナーユニットと
いう）を含む複数のウェハ処理ユニットから成るスピン
ナー装置の制御システムに関する。

（従来の技術とその問題点） 半導体集積回路（ＩＣ）の製造Ｔ稈において繰返し使用
される基本的なＩＣ製造技術として、ホトリソグラフィ
がある。ホトリソグラフィは周知のように、半導体ウェ
ハ上のボ１〜レジスＩ・膜にＩＣパターンを転写するた
めの技術であるが、従来これは例えばスピンナー装置と
露光Ｉｆ！（ステッパーなど）とを用いて実現されてい
た。スピンナー装置はホトリソグラフィの各■稈をそれ
ぞれ実行するための複数のウェハ処理ユニットが直列接
続されて構成され、入口から供給されたウェハは各ユニ
ット内においてそれぞれ所定の処理が順に施されて、出
口から排出される。つ■ハ処理コニツ］−はウェハを回
転させつつ薬液の塗布を行なうためのスピンナーユニッ
トを含み、スピンナーユニットにはホトレジスト液をウ
ェハにコーティングするためのスピンコータ、露光機に
Ｊ：る露光流のウェハに現ｉ液を塗布して不要レジス１
〜を溶解除去するためのスピンディベロツバ−および、
洗浄液を噴射してウェハの洗浄を行なうためのスピンス
クラバーなどがある。ウェハ処理ユニットはさらに、ス
ピンナー装置の入口においてカセット内にセットされた
ウェハを１枚ずつ送り出すためのローダユニット、スピ
ンナー装置の出口においてホトリソグラフィ処理済のつ
Ｉハをカセット内に収納するためのアンローダユニット
、後工程ユニッ］への状況に応じて処理途中のウェハを
一時的にストックするためのバッファユニットおよび、
ウェハを加熱処理するためのベークユニットなどを含ん
でいる。

スピンナー装置はこれらのつ■ハ処理ユニットの多数の
集合体であり、各処理プロセスおよびユニット間の動作
を精密に制御するためには膨大なデータ処理を要する。

またウェハ処理ユニットのライン構成は、ウェハの処理
ｔｄや条ｆ′１等にあわ１！てユーザが自在に拡張・変
更可能であることが好Ｊｊシい。このためスピンナー装
置の制御ｆｌ＋システムとしては従来、各つＴハ処即コ
ニツ１〜ごどにユニッ１〜制御ブロセツリを内蔵し、そ
れぞれのユニットにおける処理プロセスをそれぞれの：
１ニット制御プロｌ？ツ１ノーが管即し、更にイれを上
位の主プロ１′！ツ号が統轄制御する分散処理・集中制
御方式が採用されている。

第５図はこのようなスピンナー装置の制御システムにお
ける伝送ラインの系統図であり、第５図（ａ）は機能的
、電気的に見た接続形態を示し、第５）図（ｂ）は物理
的１機械的に見た接続形態を示Ｊ。

ＭＰは主プロセッサ、ＵＰ１〜ＵＰｏはｎ個のユニット
制御プロセッサである。第５図（ａ）において主プロセ
ッサＭＰと各ユニット制御ブ［ｌセッサＵＰ１〜ＵＰｏ
とは電気的に８本の線から成る接続ライン１を介して接
続され、その終端は抵抗２を介して接地されている。ま
た隣接するユニット制御プロセッサＵＰ１〜ＵＰ０間は
、電気的に１６本の線から成る接続ライン３を介して接
続されている。このような接続は現実には、第５図（ｂ
）に示すように、多芯ケーブル４ど］ネクタ５どを用い
て、主プロセツ（ｔ　Ｍ　Ｐおよびユニツ］・制御ブロ
セッｙｖｐ、間、ならびに隣接する各ユニット制御プロ
セッサＵＰ１〜ＬＪＰｏ間をユニット番号順に接続する
ことにより実現される。多芯ケーブル４には例えば直径
１２ｍ、芯線２８本の丸形多芯ケーブルを用い、］ネク
タ５には例えば３６ビンコネクタを用いる。６は終端抵
抗コネクタである。

従来のスピンナー装置の制御システムにおける伝送ライ
ンは以」二のように構成されているので、■太いケーブ
ルが各つ■ハ処理ユニットごとに２本付加されるためス
ペースをとる、■接点数が多いため信頼性が低くなる、
■主プロセッサと］ニット制御プロセッサ間および隣接
する２つのユニット制御プロセッサ間が同時に通信して
いる時があるため、近端漏話が発生して伝送エラーを引
き起こす可能性がある、■太いケーブルをユニット−４
一 番号順に接続しなければならないが、プロはツサが物理
的スペースの関係ににリユニット番号順に配置できない
場合には、第６図に示すようにケーブルが往復する形と
なり配線が複軸になる、等の多くの問題を含んでいる。

ざらにユニット制御プロセッサ（ＪＰ１〜ＵＰ。

間では、隣接するものを除いて直接に情報伝達するアク
セスパスが無いため、その必要が生じた場合には主プロ
セッサＭＰを一旦介在させなｌればならず、処理手順が
複雑になり、処理速度も遅い」−１あるユニット制御プ
ロセッサから同時に他の多数のユニット制御プロセッサ
に同一情報を知らせることはできないという問題もある
。特にユニット制御プロセッサのある特定の事象により
他の全てのまたはいくつかのユニット制御プロセッサが
直ちにある定まった処理をしなりればならないとき（例
えばウェハ処理ユニットの処理内容の瞬時変更や緊急停
止トなどのとき）には、この問題は中太となる。

（発明の目的） そこでこの発明の目的は、上記従来技術の種々の問題点
を解消し、主プロセッサおよびユニット制御プロセッサ
間の配線を簡便にかつ信頼性よく行なうことができ、し
かも主プロセッサおよび］−ニット制御プｏ　ｔツＪｕ
Ｉの情報伝達を迅速に行なうことができるスピンナー装
置の制御システムを捉供することである。

（目的を達成するための手段） 上記目的を達成するため、この発明によるスピンナー装
置の制御システムにおいては、複数のウェハ処理ユニッ
トの各々ごとに設置Ｊられ、それぞれのユニットの動作
を制御するユニット制御プロセッサと、このユニット制
御プロセッサの上位に位置し、各ユニット制御プロセッ
サの動作を制御する主プロセッサとを、共通のシリアル
バスを介して並列接続してＬＡＮ　（ローカルエリアネ
ットワーク）を構築し、このＩＡＮににり任意のプロセ
ッサ間のデータ伝送を行なうにうにしている。

（実施例） 第１図はこの発明によるスピンナー装置の制御システム
の一実施例を示すブロック図であり、この実施例にかか
る制御システムは第２図のスピンナー装置に適用したも
のである。

第２図において、スピンナー装置７は１５個のウェハ処
理ユニツｌ−ｕ　１〜【」１５がライン状に接続されて
構成されており、そのライン途中には、ボ１〜レジスト
がコーティングされたつ■凸表面にＩＣパターンを露光
するための露光機８および、ホ］〜リソグラフィ処理が
終了したつＩハを検査するための検査装置９が挿入され
ている。

Ｌｌ、Ｌ２の信号が付されたウェハ処理コ、ニットｕ　
、１１　はローダユニットであり、１０ット単位で図示
しないカセット内に収納されたつＴハを１枚ずつスピン
ナー装置７の処理ラインに送り出すためのものである。

ＵＬｌ、ｊＪ　Ｌ２の記号が付されたウェハ処理ユニッ
トｕ１４”１５はアンローダユニットであり、スピンナ
ー装置７の処理ラインを経てホトリソグラフィ処理が完
了したウェハを順に図示しないカセツ］へ内に収納する
ためのものである。１３ｆ　　−Ｂｆ５の記号が付され
たつ一／− エバ処理ユニットＬｊ　３．　ｔＪ−ｔ〜ｕ１ｏ、ｕ１
３はバッフ７ユニツトであり、後工程ユニツ］−の状況
に応じて処理途中のウェハを一時的にストックして、ウ
ェハの流れを時間的、物理的に調整、緩衝するためのも
のである。ローダユニットＬＪ１．ｕ２、バッファユニ
ットｕ　、ｕ　〜Ｕ　　、Ｕ　　、およびアンローダユ
ニットＵ　　、Ｕ　　は機構的には同一構造であり、動
作条件および機能を決定するソフトウェア、すなわちプ
ログラムが異なるだけである。そのプログラムは予め４
種類（ローダ、バッファ、スルー、アンローダ）が準備
されかつ登録されていて、外部からそのモードを指定す
ることにより切り替わるようになっている。、スルーモ
ードとはバッフ７ユニツトにおいて調整Ｊ緩衝の機能を
無くしたもので、単なる搬送］ンベアのようなものであ
る。

ｏｐ＋ｃｐの記号が付されたウェハ処理ユニットｕ４．
ＬＪ６およびＤ　Ｐ　＋Ｄ　Ｐの記号が付されたウェハ
処理ユニットｕ１２はいずれもベークユニットであり、
ウェハを加熱処理してその表面を化学−〇　　　− 一　　８　− 的安定状態にしたり乾燥さ１！たりするためのものであ
り、加熱用ダイレクトホットプレー１〜（１）Ｐ）や冷
却用クーリングプレート（ＣＰ）が記号に示すように組
合せられて構成されている。ＳＣＷの記号が付されたウ
ェハ処理ユニット１１５はスピンコータユニットであり
、ウェハを回転さＩ！つつぞの土面にレジスト液を塗布
して］−ティングするためのものである。またＳＤＲの
記号が付されたウェハ処理ユニットｕ１１はスピンディ
ベロツパーユニットであり、露光１１８によりＩＣパタ
ーンを露光部のウェハを回転させつつその上面に現像液
を塗布して、例えばポジタイプのものであれば露光部分
のレジストを溶解除去するだめのものである。

第１図において、ＵＰ　〜ＵＰ１５は上述したつ１ハ処
理ユニツト１１　〜’１５にそれぞれ個別に設置 けられたユニット制御プロセッサであり、イれぞれのウ
ェハ処理ユニットにおＧＪる処理プロセスを個別に管理
するためのものである。またＭＰは１：プロセッサであ
り、これらの］ニニラへ制御プ１］セッサＬＪＰ１〜Ｕ
Ｐ１５の十位に位胃１ハこれらの１ニツト制御プロセツ
４ノＵ　ｒ）　１〜ｔＪＰ１．、の動作を統轄管理して
、スピンナー装置全体の動作を制御づるためのものであ
る。主プロセッサ−ＭＰおよびユニット制御プロセッサ
ーＪＰ　　〜ＵＰ１５はシリアルバス１０を介して並列
接続されて１−八Ｎ（ローカルエリアネットワーク）が
構築され、このＬ　Ａ　Ｎ回線を介して任意のプロセッ
サ間でデータ伝送が行なわれる。多重アクセス方式は通
信制御の簡易性を考慮してＣ８ＭＡ／ＣＤ　（キ１１リ
ア検出多重アクセス／衝突検知）方式を採用してもよく
、また伝送方式はＩＡＮの規模おにび特性を考慮すれば
ベースバンド伝送方式が経済的である。

シリアルバス１０は例えば同軸ケーブルから成り、この
同軸ケーブルと各プロセッサからの同軸ケーブルとの接
続はＴ型同軸ケーブルコネクター１を用いて行なわれる
。このような構成をとることにより、各ユニット制御プ
ロセッサＵＰ１〜ＵＰ１５に対しては細い（直径約７　
＃　ｆ！ｉ！度の）同軸ケーブルが１本人るだけでよく
、スペース的に有利であり、接点は２点だけである（信
号線とシールド線）ため信頼性が高く、構造上強固であ
る。加えて１本の同軸ケーブルを介してデータ伝送を行
なうため近端漏話が発生ずることはなく、さらに隣接ウ
ェハ処理ユニット間の通信線を廃したことから必ずしも
つ■ハ処理ユニットの番号順にユニット制御プロセッサ
を接続し／工くてもよいので、ケーブル配線が非常にシ
ンプルなものとｒｒる。

第３図は第１図のＬＡＮ回線を介したデータ伝送の一例
を示すシーケンス図であり、縮方向は時間、横方向はつ
■ハ処理ユニット１Ｊ　　〜１１１５のうインに沿った
ウェハ物流およびユニツ］−制御プ［１けツ’Ｊ−Ｕ　
Ｐ　１〜ＵＰ１５のメツセージ空間を表わしている。図
中、”　ＲＥ　Ａ　Ｄ　Ｙ　”おＪ：び″“１１　ＬＪ
　Ｓ　Ｙ　”はそれぞれのウェハ処理ユニットｕ１〜」
」１５のステータスを表わす。ここで用いられているメ
ツ［−ジは次のとおりである。

ｌ−ＲＱ　（１−ｉｎｅ　Ｒｅａｄｙ　０ｕｅｓ目ｏｎ
）θ−ダニニットｔＪ１．ＬＩ２の排出制ηＵのために
ライン下流のウェハ処理ユニットの状態を見るためのメ
ツセージである。

Ｌ　ＲＡ　（ｌｉｎｅ　Ｒｅａｄｙ　Ａｎｓｗｅｒ）Ｌ
ＲＱメツセージに対する返答メツセージである。Ｌ　Ｒ
Ｑメツセージを受信したウェハ処理ユニットが’　ＲＬ
Ｊ　Ｓ　Ｙ　”であれば、ｌ−ＲＱメツセージの発信元
のウェハ処理ユニツ！・にこのメツセージを発信する。

“’ＲＦＡＤＹ”であれば自分自身は”　Ｂ　Ｕ　Ｓ　
Ｙ　”になり、下流のウェハ処理ユニットにＬＲＱメツ
セージを伝達する。

Ｅ　　Ｘ　　Ｒ（［ｘｈａｕｓｔ　　Ｒｅｑｕｅｓｔ）
ローダユニットｕ１．ｕ２において、ウェハ排出の要求
およびタイミング的に今ウェハを排出１ノでもよいかど
うかの問い合せメツセージである。

Ｅ　Ｘ　Ｓ　（Ｅｘｈａｕｓｔ　５ｔａｒｔ）ローダユ
ニットＵ、Ｕ、、におけるウェハ排出の開始を制御する
メツセージである。

ＲＥ　Ｑ　（ＲｅｑｌｌｅＳｔ） ライン上流のウェハ処理ユニットからライン下流のウェ
ハ処理ユニットにウェハを送り出したい意向のメツセー
ジである。

ＲＤ　Ｙ　（Ｒｅａｄｙ） ウェハ受入れ可能を示すメツセージである。

影娼１ｕ堕徂 ＲＤＹメツセージを受信したことによりウェハの送り出
しを開始したことを示すメツセージである。

Ｆ＜　ＣＶ　（Ｒｅｃｅｉｖｅ ウェハの受取りを終了したことを示すメツセージである
。

Ｍ　Ｄ　Ｓ　（Ｍｏｄｅ　Ｄａｔａ　５ｅｔ）所要のウ
ェハ処理ユニットにモードデータをセラ１〜して、それ
らのユニットのモードを一斉に同一モードに切り替える
ためのメツセージである。

いま時刻Ｔ１において、１０ッ１〜分のウェハを収納し
たカセットがローダユニット【」１にセットされたとす
る。このときバッフアユニットＬＪａよりも下流では、
前ロットのウェハが流れている。

ローダユニット０１はＬＲＱメツセージを発信し、この
メツセージは“’　ＲＥ　Ａ　Ｄ　Ｙ　”のつ■ハ処理
ユニットＵ　〜【」７を伝播して（このとき各ウェハ処
理ユニットＬＪ　２〜ＬＪ　７ハ”　Ｂ　Ｕ　Ｓ　Ｙ　
”　ニなる）′″Ｆ３　ｕ　ｓ　ｙ　”のバッフ７ユニ
ツト【Ｊ８に達し、そこからＬＲＡメツセージがローダ
１ニツト」」１に返送されてくる。続いてローダユニッ
トｕ１はＦＸＲメツセージをローダユニットｕ２に発信
し、ＥＸＳメツセージを受信する。ここからウェハの受
渡しが開始され、１回（ウーハ一枚）の受渡しシーケン
スは上流側ウェハ処理ユニットから見た場合、ＲＥＱメ
ツセージの発信→ＲＤＹメツし＝ジの受信→ＳＮＤメツ
セージの発信→ＲＣＶメツセージの受信により完了する
。このようにして各ユニット制御プロセッサーＪＰ１〜
ＵＰ１５により各ウェハ処理ユニットｕ１〜ｕ１５にお
【ノるそれぞれのウェハ処理プロセスが管理されつつ、
つ■ハが上流ユニットから下流ユニットへと流通され、
ホトリックラフィ処理が行われる。

このような通常処理途中に、例えば時刻Ｔ２において、
バッファユニットｕ７への外的または内的条件トリガに
より、瞬間的にバッファユニット’８　”　９　’　　
１０”　１３の処理機能をバッファモ−ドからスルーモ
ードに変更してその機能を一定時間維持しなければなら
ないことがあるとする。

このような状況は例えば、時刻Ｔ１においてセラ］・さ
れたロットの先頭ウェハがバッファユニットＵ１に達し
たときに、その先頭つＩハのみを早くライン最後まで送
ってそのロットに対するホトリソグラフィ結果をテスト
したいという要求がある場合などに生じる。

このときバッファユニットｕ１は下流のバッフ１ユニッ
トｕ８．ｕ９．ｕｌｏ、ｕ１３にＭＤＳメツセージを発
信し、これらのバッファユニットのモードを同時かつ瞬
時にバッファモードからスルーモードに切り替える。こ
れにより第４図に示すように、バッファユニット（１８
→バツフアユニツトｕ９および、ベークユニット１１２
→バツフアユニツトＬ１１３に受渡しされているウェハ
Ｗ１．Ｗ２があるとき、バッファユニットｕ１で前記ト
リガが発生した瞬間にバックアユニットＬＪ、Ｕ９．Ｌ
Ｊ１ｏ、ｕ１３の機能はバッファからスルーに切り替っ
て、ウェハＷ　、Ｗ２は矢符サム方向（カセット内への
バッファ方向）へは行かずに矢符号８方向へ行くことに
なる。つまり前ロットのウェハでバッファされていない
ものは迅速にライン最後まで送られるとどもに、テスト
したいロットの先頭ウェハはバッファされることなく迅
速にライン最後まで送られてそのホトリソグラフィ結果
がテストされる。

なお、上）本のバッファ動作からスルー動作への変更な
どのように、瞬時にメツセージやある量のデータを伝送
して所要ウェハ処理ユニットの処理条件、１１１能を変
更しなければならないような状況は、この他に例えばウ
ェハ１枚ごとに多量の処理条件データを伝送して処理プ
ロセスを変更するいわゆるウェハ枚葉管理の場合や、ス
ピンコータユニット（」５における処理結果を露光１ｆ
ｉ８にフィードフォワードして露光条件を変更する場合
などにも生ずるものであり、このような場合にも本発明
は効果を発揮する。

本発明におけるＬＡＮにおいて、データリンクプ０トコ
ロルは標準的な）−Ｉ　Ｄ　Ｌ　Ｃ（旧ｇｈ　１ｅｖｅ
ｌ　Ｄａｔａ　１．ｉｎｋ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）手順を採
用することができる。

ＨＤ　Ｌ　Ｃ手順によれば、伝送効率および信頼＋１が
高く、トランスペアレンジ−であり、システムの拡張性
、柔軟性に優れているといった種々の利点が得られる。

一方、一部のユニット制御プロセッサに同一メツセージ
を伝送したいどきは順次直列伝送どなるが、同軸ケーブ
ルを用いた高速（−例として４８に−ＢＰＳ）のデータ
伝送が可能であるので、マクロ的に見た場合には多重制
御と同等である。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明によれば、主プロセッサ
およびユニット制御プロセッサｕ！１の配線を簡便にか
つ信頼性よく行なうことができ、しかも主プロセッサお
よびユニット制御プロセッサ間の情報伝達を迅速に行な
うことができるスピンナー装置の制御システムを実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は第１図の実施例が適用されているスピンナー装圃の構
成説明図、第３図はＬ　Ａ　Ｎ回線を介したデータ伝送
の一例を示すシーケンス図、第４図はウェハ物流の説明
図、第５図は従来のスピンナー装置の制御システムにお
【ノる伝送ラインの系統図、第６図はウェハ処即ユニツ
１へ間配線の説明図である。 ７・・・スピンナー装置 １０・・・シリアルバス （１〜（」１５・・・つｘハ処理ユニットＭＰ・・・主
プロセツ号 （ＪＰ１〜【］Ｐ１５・・・コ、ニット制御プロセッサ
代即人　弁理士　吉田茂明

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体ウェハを回転させつつ薬液の塗布を行なう
   回転塗布ユニットを含む複数のウェハ処理ユニットから
   成るスピンナー装置の制御システムであつて、各ユニッ
   トごとに設けられ、それぞれのユニットの動作を制御す
   るユニット制御プロセッサと、このユニット制御プロセ
   ッサの上位に位置し、各ユニット制御プロセッサの動作
   を制御する主プロセッサとを備え、前記ユニット制御プ
   ロセッサおよび主プロセッサを共通のシリアルバスを介
   して並列接続したＬＡＮにより任意のプロセッサ間のデ
   ータ伝送を行なうようにしたことを特徴とするスピンナ
   ー装置の制御システム。
2. （２）シリアルバスは同軸ケーブルから成る、特許請求
   の範囲第１項記載のスピンナー装置の制御システム。