KR100199680B1 - 레지스트처리장치 및 레지스트처리방법 - Google Patents

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히가시 데쓰로
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Abstract

인터페이스부에 있어서, 노광처리장치로부터 반출된 상기 기판을 받아들이고, 이어서, 기판반송수단에 의해 인터페이스부로부터 기판을 열처리부까지 반송하고, 열처리부에 있어서, 기판에 열처리를 수행한다. 그 다음, 기판 반송수단에 의해 열처리부로부터 냉각처리부까지 반송하고, 냉각처리부에 있어서 기판을 냉각한다. 냉각처리종료후, 기판 반송수단에 의해 냉각처리부로부터 현상처리부까지 반송하고, 현상처리부에 있어서 기판상의 레지스트막을 현상한다. 이 레지스트처리에 있어서, 노광처리장치에서의 처리 소요시간을 토대로 열처리부에서의 처리 소요시간을 변경한다. 열처리부에서의 처리 소요시간은, 노광처리장치에서의 처리 소요시간과 같게 한다.
열처리부에서의 처리 소요시간의 변경은, 열처리부에서의 전대기 시간의 연장 또는 단축에 의해 수행된다.

Description

레지스트처리장치 및 레지스트처리방법
제1도는 본 발명의 레지스트처리장치의 실시예를 도시한 사시도.
제2도는 본 발명의 레지스트처리방치의 실시예를 도시한 평면도.
제3도는 제1도에 도시한 레지스트처리장치의 인터페이스를 도시한 측면도.
제4도는 제1도에 도시한 레지스트처리장치의 인터페이스를 도시한 사시도.
제5도 및 제6도는 제1도에 도시한 레지스트처리장치의 소성섹션을 도시한 단면도면도.
제7도 및 제8도는 본 발명의 레지스트처리과정의 각 공정을 도시한 플로챠트.
제9도는 본 발명의 레지스트처리과정의 PEB처리의 각 공정을 도시한 플로챠트.
제10도는 웨이퍼온도와 PEB처리 경과시간과의 관계를 도시한 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 레코드 처리부 12 : 캐리어
14 : 반송기구 15 : 도포현상 처리유니트
16 : 메인 반송수단 17 : 배이크섹션
18 : 냉각섹션 19 : 애드히젼 섹션
20 : 현상섹션 21 : 도포섹션
22 : 인터페이스 23 : 노광처리 유니트
본 발명은, 레지스트처리장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 레지스트처리방법에 관한 것이다.
종래에는, 예를들면, 반도체 디바이스의 제조과정의 포토리소그래피공정에서는, 도포현상노광처리장치가 사용되었다. 이 도포 현상 노광처리장치는, 반도체 웨이퍼의 표면에 레지스트를 도포하여 레지스트막을 형성하는 것, 및 레지스트막을 현상하는 도포현상처리부, 및 레지스트막에 대해 노광처리를 하는 노광처리부를 구비한다. 도포 현상처리부는, 노광처리부와의 사이에서 웨이퍼를 수수(授受)하는 인터페이스를 갖추고 있다.
인터페이스에서는, 노광처리부에서 노광된 웨이퍼를, 제1운송수단으로 받아들이고, 도포현상처리부내에 설치된 제2의 반송수단으로 건낸다. 제2의 반송수단은, 받아들인 웨이퍼를 각종 처리장치가지 반송한다. 예를들면, 제2의 반송수단은, 웨이퍼를 도포 현상처리부에 설치된 오븐으로 반송하고, 이 오븐으로 반송하고, 이 오븐에서 웨이퍼에 대해 포스트엑스포져배이킹(post exposure baking) (이하, PEB라 칭한다)처리가 수행된다.
PEB처리 종료후, 웨이퍼는 제2의 반송수단에 의해 냉각처리장치로 반송된다. 이 냉각처리장치에서 웨이퍼는 냉각된다. 냉각후, 웨이퍼에 대해서, 예를 들면, 현상처리등 더욱 필요한 처리를 순차 수행하기위하여, 웨이퍼는 제2의 반송수단에 의해 각종 처리장치로 반송된다.
또한, 종래의 도포현상노광처리장치에서는, 드로프트향상을 목적으로하여, 도포현상처리부에 설계된 제2의 반송수단은, 인터페이스및 오븐 및 냉각처리장치를 포함하는 각종 처리장치의 사이를 항상 순차이동하고, 이들의 처리장치의 사이에서 웨이퍼를 끊임없이 반송한다. 따라서, 드로프트를 보다 한층 향상시키기 위하여, 제2의 반송수단이 인터페이스및 도포현상처리부의 각 처리장치에 도착하고, 웨이퍼의 수수를 개시할 때까지 대기시간을 될 수 있는 한, 적게 하는 것이 바람직하다. 그래서, 종래의 도포현상노광처리장치에서는, 인터페이스, 노광처리부및 도포현상처리부의 각종처리에서 미리 설정된 소요시간을 토대로, 제2의 반송수단 동작타이밍이 설정된다.
그러나, 노광처리부에서는, 소정의 소요시간보다도 길게 시간이 걸리는 경우가 있다. 예를들면, 무언가의 원인으로 노광처리부의 웨이퍼얼라이먼트가 한번에 바르게 수행되지 않았기 때문에 얼라이먼트를 추가로 수행한 경우, 또는, 광원의 광량감퇴에 따라 투영노광 시간이 연장된 경우에, 노광처리부에서의 소요시간이 연장된다.
상술한 바와 같이, 종래의 도포현상노광처리장치에서는, 미리 설정된 노광처리부에서의 소요시간에 따라, 도포현상처리부 제2의 반송수단의 동작타이밍을 설정하고 있다. 이 때문에, 노광처리부에서의 실제소용시간이, 미리 설정된 소용시간보다도 길어 졌을 경우에, 인터페이스에 소기의 시간에 웨이퍼가 존재하지 않게 된다. 이와같은 경우, 제2의 반송수단은 미리 설정된 타이밍에 따라 동작하고 있기 때문에, 제2의 반송수단은 인터페이스에 도착했을때에 웨이퍼가 소정의 장소에 없더라도 받아들이기 위한 동작을 수행하며, 오븐에서는 PEB처리된 웨이퍼를 오븐으로부터 꺼내고, 미처리의 웨이퍼를 오븐에 넣지만, 상술한 바와 같이 노광처리후의 웨이프를 갖지않은 경우에는, 웨이퍼없이 오븐으로의 웨이퍼반입 동작을 수행한다. 이상과 같이, 제2의 반송수단은, 웨이퍼를 갖지 않은 상태에서 도포현상처리부에 설치된 오븐이나 냉각처리장치와 같은 각 처리장치 사이에서 웨이퍼의 반송수단을 순서대로 수행하게 된다. 이 결과, 도포현상노광처리장치의 웨이퍼처리의 드로프트가 현저하게 저하된다.
한편, 인터페이스에서는, 노광처리부로부터 예정보다도 늦게 수수(授受)된 웨이퍼는, 인터페이스의 제2의 반송수단으로의 수수위치에서, 제2의 반송수단이 다시 들어오기를 기다리게 된다. 웨이퍼가 노광처리후 PEB처리전에 긴 시간이 경과하면, 레지스트재료가 화학증폭형인 경우에는 노광후의 레지스트패턴 선폭이 변화하고, 소기의 레지스트패턴의 선폭을 얻지 못할 우려가 있다.
본 발명은, 노광처리부에서의 소요시간에 대응하여 제2의 반송수단의 동작타이밍을 변경 가능한, 도포현상노광처리의 드로프트를 향상할 수 있는 레지스트처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 노광처리부에서의 소요시간에 대응하여 제2의 반송수단의 동작타이밍을 변경함으로써, 도포현상노광처리의 드로프트가 향샹되는 레지스트처리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 첫째로 표면에 레지스트막이 형성된 상기 기판에 대하여 열처리를 하기 위한 열처리부, 상기 열처리부에서 열처리된 상기 기판을 냉각하기 위한 냉각처리부, 상기 냉각처리부에서 냉각처리된 상기 기판의 표면에 형성된 상기 레지스트막을 현상하기 위한 현상처리부, 노광처리장치와의 사이에서 상기 기판을 수수하기 위한 인터페이스부, 상기 열처리부, 상기 냉각처리부, 상기 현상처리부 및 인터페이스부 사이에서 상기 기판을 반송하기 위한 기판반송수단, 및 적어도 상기 열처리부및 상기 기판반송수단의 동작이 제어가능하며, 상기 노광처리장치에서의 상기 기판에 대한 처리의 소요시간에 따라 상기 열처리부에서의 처리소요시간을 변경할 수가 있는 제어부를 구비한 기판에 레지스트처리를 실시하는 레지스트처리장치를 제공한다.
본 발명은, 둘째로, 표면에 레지스트막이 형성되고 또한 상기 레지스트막이 노광된 상기 기판에 대해 열처리를 하기 위한 열처리부, 상기 열처리부에서 열처리가 이루어진 상기 기판을 냉각하기 위한 냉각처리부, 상기 냉각처리부에서 냉각처리된 상기 기판의 표면에 형성된 상기 레지스트막을 현상하기 위한 현상처리부, 노광처리장치와의 사이에서 상기 기판을 수수하기 위한 인터페이스부 및, 상기 도포처리부, 상기 열처리부, 상기 냉각처리부, 상기 현상처리부및 인터페이스부 사이에서 상기 기판을 반송하기 위한 기판반송수단을 갖춘 레지스트처리장치에 있어서, 상기 인터페이스부에 있어서 상기 노광처리 장치로부터 반출된 상기 기판을 받아들이는 공정, 상기 기판 반송수단에 의해 상기 인터페이스부로부터 상기 기판을 상기 열처리부까지 반송하는 공정, 상기 열처리부에 있어서 상기 기판에 열처리를 수행하는 공정, 상기 기판 반송수단에 의해 상기 열처리부로부터 상기 냉각처리부까지 반송하는 공정, 상기 냉각처리부에 있어서 상기 기판을 냉각하는 공정, 상기 기판 반송수단에 의해 상기 냉각처리부로부터 상기 현상처리부까지 반송하는 공정, 및 상기 현상처리부에 있어서, 상기 기판상의 상기 레지스트막을 현상하는 공정을 구비하고, 상기 노광처리장치에서의 처리 소요시간을 토대로 상기 열처리부에서의 처리 소요시간을 변경하는 것을 특징으로 하는 기판에 레지스트처리를 수행하는 레지스트처리방법을 제공한다.
본 발명은, 셋째로, 인터페이스부에 있어서 노광처리장치로부터 반출된 상기 기판을 받아들이는 공정, 기판반송수단에 의해 상기 인터페이스부로부터 상기 기판을 열처리부까지 반송하는 공정, 상기 열처리부에 있어서 상기 기판에 열처리를 수행하는 공정, 상기 기판 반송수단에 의해 상기 열처리부로부터 상기 냉각처리부까지 반송하는 공정, 상기 냉각처리부에 있어서 상기 기판을 냉각하는 공정, 상기 기판 반송수단에 의해 상기 냉각처리부로부터 현상처리부까지 반송하는 공정, 및 상기 현상처리부에 있어서 상기 기판상의 상기 레지스트막을 현상하는 공정을 구비하고, 상기 노광처리 장치에서의 처리 소요시간을 토대로 상기 열처리부에서의 처리 소요시간을 변경하는 것을 특징으로하는 기판에 레지스트처리를 수행하는 레지스트처리방법을 제공한다.
이하, 본 발명을 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
제1도는, 본발명의 레지스트처리장치의 실시예를 나타내는 사시도이다. 도면중 11은, 피처리기판, 예를들면, 반도체웨이퍼(W)를 여러장수납할 수 있도록 구성된 수납용기로서의 캐리어(12)를 여러개 탑재할수 있도록 구성되고, 또한, 상기 캐피어(12)를 로드및 언로드하기 위한 캐리어 스테이지이다. 캐리어스테이지(11)에 연결되어 캐리어(12)에 대해 반도체 웨이퍼(W)를 로드 또는 언로드하는 반송기구(14)가 설치되어 있다.
도면중 15는 도포현상처리유니트이다. 도포현상처리유니트(15)는 그 중앙에 메인 반송수단이 설치되어 있다. 메인 반송수단의 한쪽을 따라, 배이크섹션(17), 냉각섹션(18)및 애드히젼섹션(19)이 반송기구(14)로부터 순차 설치되어 있다. 한편, 반대쪽에는, 현상섹션(20)및 여러개의 도포섹션(21)이 반송기구(23)로부터 순차 설치되어 있다. 도포현상처리유니트(15)는 노광처리유니트(23)과의 사이에서 웨이퍼(W)의 수수를 위한 인터페이스(I/F)(22)를 갖추고 있다.
메인 반송수단(16)은, 제2도에 도시한 바와 같이 반송로(31)상에 이동가능하도록 설치되며, 예를들면, 볼나사와 같은 구동기구에 의해 반송로(31)를 따라 이동할 수 있다. 또한, 메인 반송수단(16)은, 제3도에 도시한 바와 같이 두개의 웨이퍼지지아암(32),(33)을 갖추고 있다. 웨이퍼지지아아암(32),(33)은 서로 평행으로 간격을 두고 거의 수직방향으로 배치되어 있다. 또한, 웨이퍼지지아아암(32),(33)은 서로 독립하여 전진 및 후진을 수행할 수가 있다. 또한, 웨이퍼지지아아암(32),(33)은 회전구동수단(도시하지 않음)에 의해 회전운동도 가능하다.
인터페이스(22)는, 제2도에 도시한 바와 같이, 메인반송수단(16)의 반송로(31)의 인터페이스(22)측의 말단에 대응한 위치에, 중간스테이지(34)를 갖추고 있다. 또한, 인터페이스(22)및 노광처리유니트(23)의 사이에는 안쪽스테이지(24)및 바깥쪽스테이지(25)가 설치되어 있다. 인터페이스(22)에는 중간스테이지(34), 안쪽스테이지(24)또는 바깥쪽스테이지(25)의 어느 한쪽과의 사이에서 웨이퍼(W)를 수수하는 I/F반송수단(35)이 설치되어 있다. I/F반송수단(35)는, 반송로(36)(제2도참조)및 반송로(36)상을, 예를들면, 볼나사기구에 의해 Y방향으로 이동되는 이동체(37)(제3도참조)를 구비한다. 이동체(37)에는 승강기구(38)가 설치되고, 승강기구(38)에는 더욱 회전기구(18)가 설치되어 있다. 회전기구(18)에는 기대(40)가 설치되어 있다.
기대(40)는, 승강기구(38)및 회전기구(39)에 의해 기대(40)가 승강 및 회전된다. 기대(40)에는, 웨이퍼W를 지지하기 위한 핀셋(41)이 자유롭게 진퇴할 수 있도록 설치되어 있다.
핀셋(41)은, 제4도에 도시한 바와 같이, 웨이퍼W가 높여지는 메인스테이지(42)를 구비하고, 그 전단부및 후단부에 웨이퍼W의 움직임을 제한하기 위한, 단상의 스토퍼(43),(44)가 설치되어 있다. 또한 기대(40)에는 핀셋(41)이 상당히 후퇴했을 경우에, 웨이퍼W의 후방측의 주연부에 당접하는 당접면(45),(46)을 가지는 위치결정부재(47), (48)가 핀셋(41)를 끼워 양쪽에 각각 설치되어 있다.
이어서, 제2도를 참조하여 본 발명의 레지스트처리장치(10)의 제어섹션(50)에 대해서 설명한다. 제어섹션(50)은, 중앙제어장치(51)를 갖추고 있다. 중앙제어장치(51)에는, 노광처리섹션(23)으로부터 중계장치(52)를 통하여 신호가 입력되도록 되어 있다. 또한, 중앙제어장치(51)는, 인터페이스(22)와의 사이에서 신호를 주고 받을 수 있도록 되어 있다. 더욱이, 중앙제어장치(51)는, 배이크섹션(17)및 메인 방송수단(16)에 신호를 출력할 수 있도록 되어 있다. 중앙제어장치(51)는, 입력수단이나 표시수단을 가지고 있어도 좋다.
제5도는, 배이크섹션(17)의 단면도를 도시한다. 배이크섹션(17)은, 상부가 개방된 광체(61)를 갖추고 있다. 광체(61)의 속에는, 재치대(62)가 재치되어 있다. 재치대(62)는 그 표면상에 웨이퍼W가 재치되고, 또한, 웨이퍼W를 가열할 수가 있다. 재치대(62)에는, 여러개, 예를들면, 3개의 핀(63)이 승강자유롭게 관통 삽입되어있다. 이들의 핀(63)의 하단부는, 틀(64)에 접속되어 있다. 틀(64)는, 승강기구(도시하지 않음)에 접속되어 있다.
핀(63)은, 이 상태에서 핀(63)의 위에 웨이퍼W가 재치된다. 이어서, 핀(63)은 내려가고, 제6도에 도시한 바와같이, 웨이퍼W가 재치대(62)의 위로 이동된다. 웨이퍼W가 언로드될 경우에는, 상술한 순서가 정반대로 조작된다.
광체(61)의 위에는, 웨이퍼W를 로드 및 언로드하기 위한 스페이스S를 확보하여 커버(65)가 설치되어 있다. 커버(65)에는 가여처리시에 발생하는 가스를 배출하기 위한 배기덕트(66)가 연결되어 있다.
광체(61)의 일면에는, 웨이퍼W를 로드및 언로드하기 위한 격간(67)이 형성되어 있다. 또한, 광체(61)내에는, 스페이스S및 재치대(62)의 주위를 둘러싸는, 원통형의 셧터(68)가 승강자유롭게 설치되어 있다.
이상 설명한 바와같은 구성으로 이루어지는 레지스트처리장치(10)에 있어서, 이하 설명하는 바와같은 레지스트처리가 이루어진다.
제7도-제9도에 도시한 플로챠트는, 이 레지스트처리의 각 공정을 나타내고 있다.
먼저, 위이퍼W에, 도포현상처리 유니트(15)에 설치된 애드히젼섹션(19)및 도포섹션(21)에 있어서 적당한 처리가 이루어지며, 그 표면에는, 이미 레지스트막이 형성된다. 그 후, 메인 반송수단(16)에의해, 인터페이스(22)의 중간스테이지(34)로 보내진다. 이어서, I/F반송수단(35)에 의해, 웨이퍼W가 안쪽스테이지(24)에 재치된다(제7도,71).
웨이퍼W가 안쪽스테이지(24)에 재치되면, 중아제어장치(51)는, 노광처리유니트(23)에 안쪽웨이퍼 건네기신호SIG(IN)을 출력한다(제7도,72). 노광처리유니트(23)에서는, 안쪽웨이퍼건네기 신호SIG(IN)에 따라, 우선, 웨이퍼W의 얼라이먼트가 수행되며(제7도,73), 이어서, 노광처리가 개시된다(제7도,74). 노광처리가 개시되면, 노광처리유니트(23)으로부터 노광처리개시신호SIG(Es)가 제어섹션(50)에 출력된다. 노광처리신호SIG(Es)는, 중계장치(52)에 일단 입력되고, 변환등의 필요한 처리가 수행된 후, 중앙제어장치(51)에 출력된다(제7도, 75).
노광처리유니트(23)에 구비된 제어섹션은, 노광처리중인지 아닌지를 판단하고(제7도,76), 노광처리중인 경우에는, 노광처리유니트(23)로부터 제어섹션(50)에 노광처리중 신호SIG(Ei)가 출련된다(제7도, 77). 노광치리가 종료했을 때, 노광처리유니트(23)로부터 제어섹션(50)으로 노광종료신호SIG(Ee)가 출력된다 (제7도, 78). 이이서, 노광처리유니트(23)는, 웨이퍼W를 인터페이스 (22)의 바깥쪽스테이지(25)에 재치한다(제7도, 79). 웨이퍼W가 바깥쪽스테이지(25)에 재치되면, 노광처리유니트(23)로부터 제어섹션(50)에 바깥쪽웨이퍼 건네기신호SIG(OUT)가 출력된다(제7도, 80).
그 후, 제어섹션(50)은, 인터페이스(22)에 제어신호를 출력하고, 웨이퍼W가 바깥쪽스테이지(25)로부터 중간스테이지(34)로 이동교체된다(제7도, 81).
중간스테이지(34)에 웨이퍼W가 재치도면, 제어섹션(50)이 메인 반송수단(16)에 제어신호를 출력하고, 메인 반송수단(16)에 인터페이스(22)로부터 배이크섹션(17)에 웨이퍼W를 반송시킨다(제8도,82).
배이크섹션(17)에서는, 제9도에 도시한 바와같이 PED처리가 웨이퍼W에 수행된다(제8도, 83). 먼저, 메인 반송수단(16)이 웨이퍼W를 보호유지한 웨이퍼지지아암(32),(33)의 어느 한쪽을 전진시키고, 이어서 내려지는 것에 의해, 웨이퍼W를 배이크섹션(17)의 핀(63)위에 재치한다(제9도, 91). 이때, 핀(63)은 제5도에 도시한 바와같이 재치대(63)으로부터 돌출해 있다. 따라서, 웨이퍼W는 재치대(62)로부터 떨어져 있다. 이 상태를 전(前)대기라고 한다(제9도, 92).
한편, 메인 반송수단(16)은 웨이퍼W를 배이크섹션(17)으로 건네준후에 소정의 순서에 따라 그 밖의 처리섹션 사이에서 다른 웨이퍼W반송을 수행한다. 전대기시간(t1)이 경과한 후, 제어섹션(50)으로부터의 제어신호에 따라 배이크섹션(17)은, 제6도에 도시한 바와같이, 핀(63)을 내리고, 웨이퍼를 재치대(62)의 표면에 재치한다(제9도, 93). 이 상태를 주처리라고 한다(제9도, 94).
주처리시간(t2)이 경과한 후, 제어섹션(50)으로부터의 제어신호에 따라 배이크섹션(17)이 핀(63)을 올리고, 재치대(62)로부터 웨이퍼W를 들어올린다(제9도, 95).
제어섹션(50)은, 주처리가 종료하기 전에, 다른 처리를 수행하고 있던 메인 반송수단(16)을 다시 배이크섹션(17)의 앞으로 이동한다. 배이크섹션(17)이 핀(63)을 올린 후, 메인 반송수단(16)은 비어 있는 웨이퍼지지아암(32),(33)어느 한쪽을 전진시키고, 이어서 올리는 것에 의해, 웨이퍼W를 핀(63)으로 부터 받아들인다.
이와같은, PEB처리 종료 후, 메인 반송수단(16)은, 제어섹션(50)의 제어에 따라, 웨이퍼W를 배이크섹션(17)으로부터 냉각섹션(18)으로 반송한다(제8도, 84). 냉각섹션(18)에서는, 웨이퍼W가 통상적인 방법에 의해 냉각된다(제8도, 85).
그 후, 메인 반송수단(16)은, 제어섹션(50)의 제어에 따라, 웨이퍼W를 냉각섹션(18)으로부터 현상섹션(20)으로 반송한다(제8도, 86).
현상섹션(20)에서는, 웨이퍼W가 통상적인 방법에 의해 현상된다(제8도, 87). 현상 종료후, 메인 반송수단(16)은, 웨이퍼W를 현상섹션(20)으로부터 캐리어 스테이지(11)로 건네주고(제8도, 88), 캐리어 스테이지(11)의 반송기구(14)에 의해, 웨이퍼W가 캐리어(12)에 수납된다(제8도, 89).
이상 설명한 레지스트처리에 있어서, 제어섹션(50)은, 다음과 같이 하여, 도포현상유니트(15)의, 메인 반송수단(16)및 배이크섹션(17)의 동작타이밍을 제어한다.
이하 설명에 있어서, 각종 기호는 다음의 의미를 나타낸다.
T1; 노광처리유니트(23) 처리의 소요시간
T2 ; 인터페이스(22)에서 노광처리후의 웨이퍼W가 배이크섹션(17)에 달할 때 까지의 소요시간
T3 ; 배이크섹션(17)에 있어서의 PEB를 위한 총 소요시간
T4 ; 냉각섹션(18)에 있어서의 소요시간
T5 ; 현상배이크섹션(20)에 있어서의 소요시간
T6 ; 애드히비젼 섹션(19)에 있어서의 소요시간
T7 ; 도포섹션(21)에 있어서의 소요시간
여기서, T3는 제10도에 도시한 바와같이, 전대기시간t1과, 주처리시간t2및 후대기시간t3의 합계를 나타낸다. 전대기시간t1이란, 배이크섹션(17)에 웨이퍼W가 도달하고 나서 실제로 웨이퍼W가 가열되는 주처리가 개시할 때 까지의 시간을 말한다. 바꾸어 말하면, 메인 반송수단(16)이 웨이퍼W를 배이크섹션(17)의 핀(63)위로 건네어지고 나서 핀(63)이 내려가고 웨이퍼W가 재치대(62)위로 올려지기 까지의 시간이다.
주처리시간t2은, 주처리의 소요시간, 즉, 실제로 웨이퍼W가 재치대 (62)위에서 가열되는 시간이다. 또한, 후대기시간t3은, 주처리가 종료한 후, 다시 웨이퍼W가 핀(63)으로부터 메인 반송수단(16)으로 건네지기 까지의 시간을 말한다. 주처리시간t2및 후대기시간t3이 실질적인 웨이퍼에 대한 열처리, 즉, PEB처리의 소요시간이다.
제어섹션(50)은, 노광처리유니트(23)가 출력되는 노광개시신호SIG(Es), 노광처리중 신호SIG(Ei)및 노광종료 신호(Ee)를 토대로 노광처리유니트(23)처리의 소요시간(T1)을 결정한다.
이어서, 제어처리섹션(50)은, 소요시간(T1)을 토대로 PEB처리를 위한 총소요시간T3이 소정의 조건을 만족시키도록 결정된다. 즉, 그 조건이란, T3가T1이상(T3T1)인 것이다.
여기서, PEB처리를 위한 총소요시간T3중, 주처리시간t2은, 레지스트의 종류등의 제반조건에 의해 일정하게 보호유지되어야 하는 것이다. 이 시간t2을 조금이나마 연장하는 것은, 이른바, 오버배이킹을 일으키게 된다. 한편, 후대기시간t3은 메인 반송수단(16)및 배이크섹션(17)에 의한, 웨이퍼W의 수수가 개시하기 까지 불가피한 시간이며, 오버배이킹방지 측면에서 될 수 있는한 짧은 것이 바람직하다.
따라서, 총소요시간T3중, 주처리시간t2및 후대기시간t3는 변경할 수 없고, 전대기시간t1을 변경하고, 총소요시간T3을 연장 또는 단축 할 필요가 있다.
구체적으로는, 노광처리를 위한 소요시간T1이 110초인 경우, PEB를 위한 총소요시간T3를 110초이상으로 할 필요가 있다.
총소요시간T3중, 주처리시간t2는 90초이며, 또한, 후대기시간t3은 1.5초로서, 이들 값은, 항상 일정하다. 따라서, 이 경우의 전대기시간t1은, 110초-(90초+1.5초)=18.5초 이상일 필요가 있다.
제어섹션(50)은, 상술한 바와같이 결정된 값에 따라PEB처리를 위한 총소요시간T3가 달성되도록, 배이크섹션(17)을 제어한다. 구체적으로는, 제9도에 도시한 전대기(92)의 공정에 있어서, (핀(63)을 웨이퍼W가 재치된 후, 결정된 전대기시간t1이 경과한 후, 핀(63)을 내리고 주처리(93)를 개시시킨다.
상술한 바와같이, PEB를 위한 총소요시간T3를 노광을 위한 소요시간T1이상으로 제어함으로써, 메인 반송수단(16)이 인터페이스(22)의 중간스테이지(34)근방의 웨이퍼W를 받아들이기 위한 위치로 도달하고, 웨이퍼W의 받아들이기 동작을 수행할 때에는, 웨이퍼W가 중간스테이지(34)에 반드시 재치되어 있게된다. 이 때문에, 메인 반송수단(16)이 인터페이스(22)에 도착했을 때 웨이퍼W가 중간스테이지(34)에 없더라도 받아들이기 위한 동작을 수행하며, 웨이퍼W을 받아들이지 않고, PEB처리, 냉각처리및 현상처리를 수행하게 하기위한 웨이퍼W의 반송동작을 메인 반송수단이 수행하는 것을 방지할 수가 있다. 이 결과, 웨이퍼W의 레지스트처리과정 전체의 드로프트 향상을 꾀할 수 있다.
한편, 소정의 타이밍보다도 늦게 중간스테이지(34)에 도달한 웨이퍼W는, 다시 메인 반송수단(16)이 올때 까지 인터페이스(22)내에 머물게 된다. 따라서, 인터페이스(22)에서 노광처리후의 웨이퍼W가 배이크섹션(17)에 도달할 때 까지의 소요시간T2가 길어진다. 이와같은 경우에 레지스트가 화학증감형이면, 레지스트가 노광된 부분의 치수가 변화하고, 현상후에 소정의 치수의 레지스트패턴을 얻지못 하는 경우가 있다. 그러나, 본 실시예에 따르면, 웨이퍼W가 중간스테이지(34)에 필요이상으로 머무르는 일이 없기 때문에, 레지스트에 화학증감형을 이용한 경우에도 소정 치수의 레지스트패턴이 얻어진다. 이처럼 본 실시예의 프로세스에 따르면, 인터페이스(22)에서 노광처리 후의 웨이퍼W가 배이크섹션(17)에 도달 하기 까지의 소요시간T2도 일정하게 유지할 수가 있다.
이상의 효과는, 어떤 이유에 의해 노광처리를 위한 소요시간T1이 변화하여도 아무 변화가 없다. 본 실시예의 레지스트처리 과정에서는, 한장의 웨이퍼W에 대해 노광처리를 위한 소요시간T1을 실제로 측정하고, 이 값에 따라 가장 적당한 PEB를 위한 총소요시간T3을 결정하기 때문이다.
더구나, PEB를 위한 총소요시간T3는, 전대기시간t1을 변경하는 것에 의해 연장 또는 단축된다. 이 때문에 주처리시간t2및 후대기시간t3을 일정하게 확보할 수가 있다. 전대기에서의 웨이퍼W는, 앞에 웨이퍼를 열처리했을 때의 베이크 섹션(17)내의 잔존열, 예를들면, 광체(61)로부터의 폭사열(輻射熱)에 의해 약간 가열된다. 그러나, 웨이퍼W의 온도는, 제10도에 도시한 바와같이 아주 완만히 상승한다, 그 후, 주처리가 시작되면, 웨이퍼W의 온도는 빠르게 상승하고, 주처리시간t2 동안은, 소정의 처리온도, 예를들면, 90로 유지된다. 주처리 종료후, 후대기에서는 웨이퍼W는 신속하게 냉각되기 시작한다. 이 때문에 전대기시간t1이 변화하더라도 PEB처리후의 웨이퍼W의 표면상의 레지스트에 대해 거의 영향이 없다. 이 결과, 오버배이킹을 방지할 수 있다. 또한, 여러장의 웨이퍼W를 본 실시예의 레지스트처리 장치(10)에 있어서 처리한 경우에, 웨이퍼W마다 주처리시간t2및 후대기시간t3을 일정하게 유지할 수가 있으며, 여러개의 웨이퍼W의 사이에서의 레지스트 현상처리를 거의 균일하게 수행할 수가 있다.
PEB총 소요시간T3의 보다 바람직한 조건은, T3가 도포현상처리섹션(21)의 배이크섹션(17) 이외의 처리섹션, 즉, 냉각섹션(18), 현상섹션(20), 애드히젼섹션(19)및 도포섹션(21)에서의 소요시간T4~T7보다도 긴 (T3T4~T7)인 것이다. 이 경우, 냉각섹션(18)및 현상섹션(20)에서의 소요시간T4및T5가 항상 일정하게 유지 할 수가 있게된다. 이 결과, 레지스트에 대한 처리조건이, 여러가의 웨이퍼W사이에서 균일해지거, 불량품 발생이 억제되며, 수율이 향상된다.
각 처리섹션에서의 소요시간T4~T7을 항상 일정하게 유지할 수 있다고 하는 것은, 메인반송수단(16)이 웨이퍼W를 배이크섹션(17)로 수수한 후 다시 PEB처리후의 동일한 웨이퍼W를 받아들이기 위하여 배이크섹션(17) 근처의 소정위치로 돌아오기 까지의 시간(이하, 메이반송수단(16)의 1사이클시간이라 한다)을 향상 일정하게 할 수 있는 것이다. 이때문에, 메인 반송수단(16)의 1사이클시간을, 웨이퍼W가 PEB의 주처리가 종료했을 때에 메인 반송수단(16)이 이미 소정위치로 돌아가도록 미리 설정해 두면, 이 메인 반송수단(16)의 1사이클시간은 항상 유지되므로 후대기시간t3이 가능한 한 단축할 수가 있다.
본 발명의 도포-노광-현상처리과정의 바람직한 실시예의 하나는, PEB처리를 위한 총소요시간T3과 노광처리를 위한 소요시간T1이 동일한(T3=T1)경우이다. 이 경우, 노광종료후의 웨이퍼W는, 인터페이스(22)의 중간스테이지(34)에 거의 머무르지 않고, 메인 반송수단(16)에 의해 받아들여지고, 배이크섹션(17)으로 반송된다. 또한, PEB의 총 소요시간T3을 노광처리하기 위한 소요시간T1에 일치시킬 때에, 전 대기시간 t1을 변경하는 것으로 PEB의 총 소요시간 T3을 변화시키고 있다. 이 때문에, 주처리시간t2및 후대기시간t3를 일정하게 유지할 수 있고, 여러장의 웨이퍼W 사이의 PEB처리 조건을 균일하게 할 수 있다.
상술한 실시예에서는, 노광처리유니트(23)에서의 처리 소요시간T1을, 노광처리유니트(23)으로부터 출력되는 노광개시신호SIG(Es), 노광처리중신호SIG(Ei)및 노광종료신호(Ee)을 토대로 결정된다. 그러나, 이 예를 대신하여, 작업자가 노광처리유니트(23)에 갖추어진 입력수단에 의해 노광처리유니트(23)에서의 노광처리시간을 입력하고, 같은 값을, 제2도에 도시한 제어섹션(50)에 설치된 입력수단(100)에 의해 제어섹션(50)에 입력하고, 이 입력치를 토대로 제어섹션(50)이 노광처리유니트(23)에서의 처리 소요시간T1을 결정하고, 상술한 동일한 제어를 수행해도 좋다.
또한, 작업자가 노광처리유니트(23)에 구비된 입력수단에 의해 노광처리유니트(23)에서의 처리의 노광처리시간을 입력했을 경우에, 노광처리유니트(23)으로부터 신호전달계를 통하여 이 값이 신호로서 제어유니트(50)로 전달되며, 이 신호를 토대로 제어섹션(50)이 노광처리유니트(23)에서의 처리 소요시간T1을 결정하고, 상술한 동일한 제어를 수행해도 좋다.
또한, 노광처리유니트(23)에서의 처리소요시간은, 인터페이스부(22)에 의해 안쪽스테이지(24)에 웨이퍼W가 재치될 것, 및 노광처리유니트(23)으로부터의 바깥쪽웨이퍼 건네기 신호SIG(OUT)를 토대로, 제어섹션(50)이 결정되어도 좋다.
또한, 제어섹션(50)에 의해, 전대기시간t1의 설정 및 변경은, 실제로는, 웨이퍼W의 각로트의 최초 웨이퍼W에 대해서만 수행해도 좋다.

Claims (33)

  1. 표면에 레지스트막이 형성된 상기 기판에 대하여 열처리를 하기 위한 열처리부, 상기 열처리부에서 열처리된 상기 기판을 냉각하기 위한 냉각처리부, 상기 냉각처리부에서 냉각된 상기 기판의 표면에 형성된 상기 레지스트막을 현상하기 위한 현상처리부, 노광처리장치와의 사이에서 상기 기판을 수수하기 위한 인터페이스부, 상기 열처리부, 상기냉각처리부, 상기 현상처리부및 인터페이스부 사이에서 상기 기판을 반송하기 위한 기판반송수단, 및 적어도 상기 열처리부및 상기 기판반송수단의 동작이 제어가능하며, 상기 노광처리장치에서의 상기 기판에 대한 처리의 소요시간에 따라 상기 열처리부에서의 처리소요시간을 변경할 수가 있는 제어부를 구비한 기판에 레지스트처리를 실시하는 레지스트처리장치.
  2. 제1항에 있어서, 열처리부에서의 처리 소요시간이, 상기 열처리부에 기판반송수단으로부터 기판이 수수되고 나서부터 실질적으로 열처리가 개시하기 까지의 전대기시간과, 실질적으로 열처리가 개시되고 부터 상기 기판이 열처리부로부터 배출되기 까지의 열처리시간으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제2항에 있어서, 제어부가 전대기시간을 변경하는 것에 의해, 상기 열처리부에서의 처리 소요시간을 변경하는 것을 특징으로 장치.
  4. 제1항에 있어서, 제어부가, 열처리부에서의 처리 소요시간을, 상기 노광처리장치에서의 처리 소요시간과 같게 하거나, 또는 상기 노광처리 장치에서의 처리 소요시간보다도 길게하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제4항에 있어서, 제어부가, 열처리부에서의 처리 소요시간을, 상기 노광처리장치에서의 처리 소요시간과 같게 하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 제어부가, 열처리부에서의 처리 소요시간을, 세정 처리부및 현상처리부에서의 처리 소요시간보다도 길게하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제1항에 있어서, 제어부가, 노광처리장치로부터의 출력신호를 토대로 노광처리 장치에서의 처리 소요시간을 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제7항에 있어서, 제어부가, 노광처리장치로부터의 노광개시신호및 노광종료신호를 토대로 노광처리 장치에서의 처리 소요시간을 결정하는 것을 특징으로하는 장치.
  9. 제7항에 있어서, 제어부가, 노광처리에 입력된 상기 노광처리장치에서의 노광처리시간이 신호로서 상기 제어부에 상기 노광처리장치로부터 전달되며, 상기 신호를 토대로 노광처리 장치에서의 처리 소요시간을 결정하는 것을 특징으로하는 장치.
  10. 제1항에 있어서, 제어부가 입력수단을 갖추고, 한편, 상기 입력수단으로부터 입력된 노광처리장치에서의 노광처리시간을 토대로 상기 노광처리장치에서의 처리 소요시간을 결정하는 것을 특징으로하는 장치.
  11. 열처리부가, 표면상에 재치된 상태의 기판을 가열할 수 있는 재치대와, 상기 재치대로부터 떨어져 상기 기판을 보호유지할 수 있음과 동시에 상기 기판을 상기 재치대로 둘 수 있는 기판보호기구를 구비하는 것을 특징으로하는 장치.
  12. 제11항에 있어서, 제어부가, 상기 기판보호 기구가 상기 기판을 기판 반송수단으로부터 수수된 후, 상기 재치대에 두기 까지의 시간을 변경하는 것에 의해, 상기 열처리부에서의 처리 소요시간을 변경하는 것을 특징으로하는 장치.
  13. 제11항에 있어서, 기판보호 기구가, 재치대에 승강자유롭게 관통삽입되고, 그들의 상단부에서 기판을 지지하는 여러개의 핀과, 상기 핀이 고정된 틀과, 상기 틀을 승강시키는 승강기구를 구비하는 것을 특징으로하는 장치.
  14. 표면에 레지스트막이 형성되고 또한 상기 레지스트막이 노광된 상기 기판에 대해 열처리를 하기 위한 열처리부, 상기 열처리부에서 열처리가 이루어진 상기 기판을 냉각하기 위한 냉각처리부, 상기 냉각처리부에서 냉각처리된 상기 기판의 표면에 형성된 상기 레지스트막을 현상하기 위한 현상처리부, 노광처리장치와의 사이에서 상기 기판을 수수하기 위한 인터페이스부 및, 상기 도포처리부, 상기 열처리부, 상기 냉각처리부, 상기 현상처리부및 인터페이스부 사이에서 상기 기판을 반송하기 위한 기판반송수단을 갖춘 레지스트처리장치에서, 상기 인터페이스부에 있어서 상기 노광처리 장치로부터 반출된 상기 기판을 받아들이는 공정, 상기 기판 반송수단에 의해 상기 인터페이스부로부터 상기 기판을 상기 열처리부까지 반송하는 공정, 상기 열처리부에 있어서 상기 기판에 열처리를 수행하는 공정, 상기 기판 반송수단에 의해 상기 열처리부로부터 상기 냉각처리부까지 반송하는 공정, 상기 냉각처리부에 있어서 상기 기판을 냉각하는 공정, 상기 기판 반송수단에 의해 상기 냉각처리부로부터 상기 현상처리부까지 반송하는 공정, 및 상기 현상처리부에 있어서, 상기 기판상의 상기 레지스트막을 현상하는 공정을 구비하고, 상기 노광처리장치에서의 처리 소요시간을 토대로 상기 열처리부에서의 처리 소요시간을 변경하는 것을 특징으로하는 기판에 레지스트처리를 수행하는 레지스트처리방법.
  15. 제14항에 있어서, 열처리부에서의 처리 소요시간이, 상기 열처리부에 기판 반송수단으로부터 기판이 수수되고 나서 실질적으로 열처리가 개시하기 까지의 전대기시간과, 실질적으로 열처리가 개시되고 나서부터 상기 기판이 열처리부로부터 배출되기 까지의 열처리시간으로 이루어지는 것을 특징으로하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 전대기시간을 변경하는 것에 의해, 상기 열처리부에서의 처리 소요시간을 변경하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제14항에 있어서, 열처리부에서의 처리 소요시간을, 현상처리부에서의 처리 소요시간과 같게 하거나, 또는 현상처리부에서의 처리 소요시간보다도 길게하는 열처리부에서의 처리 소요시간을 변경하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 열처리부에서의 처리 소요시간을, 현상처리부에서의 처리 소요시간과 같게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제17항 도는 제18항에 있어서, 열처리부에서의 처리 소요시간을, 세정처리부및 현상처리부에서의 처리 소요시간보다도 길게하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제14항에 있어서, 노광처리장치로부터의 출력신호를 토대로 노광처리장치에서의 처리소요시간을 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 노광처리장치로부터의 노광개시신호및 노광종료신호를 토대로 노광처리장치에서의 처리 소요시간을 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제20항에 있어서, 노광처리에 입력된, 노광처리장치에서의 노광처리시간이 신호로서 출력되고, 상기 신호를 토대로 노광처리장치에서의 처리 소요시간을 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제14항에 있어서, 레지스트처리장치가 입력수단을 구비하고, 상기 입력수단에 의해 입력된 노광처리장치에서의 노광처리시간을 토대로 상기 노광처리장치에서의 처리 소요시간을 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 인터페이스부에 있어서 노광처리장치로부터 반출된 상기 기판을 받아들이는 공정, 기판반송수단에 의해 상기 인터페이스부로부터 상기 기판을 열처리부까지 반송하는 공정, 상기 열처리부에 있어서 상기 기판에 열처리를 수행하는 공정, 상기 기판 반송수단에 의해 상기 열처리부로부터 상기 냉각처리부까지 반송하는 공정, 상기 냉각처리부에 있어서 상기 기판을 냉각하는 공정, 상기 기판 반송수단에 의해 상기 냉각처리부로부터 현상처리부까지 반송하는 공정, 및 상기 현상처리부에 있어서 상기 기판상의 상기 레지스트막을 현상하는 공정을 구비하고, 상기 노광처리 장치에서의 처리 소요시간을 토대로 상기 열처리부에서의 처리 소요시간을 변경하는 것을 특징으로하는 기판에 레지스트처리를 수행하는 레지스트처리방법.
  25. 제24항에 있어서, 열처리부에서의 처리 소요시간이, 상기 열처리부에 기판 반송수단으로부터 기판이 수수되고 나서 실질적으로 열처리가 개시되기까지의 전대기시간과, 실질적으로 열처리가 개시되고나서 상기 기판이 열처리부로부터 배출되기 까지의 열처리시간으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제25항에 있어서, 전대개시간을 변경하는 것에 의해, 상기 열처리부에서의 처리 소요시간을 변경하는 것을 특징으로하는 방법.
  27. 제24항에 있어서, 열처리부에서의 처리 소요시간을, 현상처리부에서의 처리 소요시간과 같게 하거나, 또는 현상처리부에서의 처리 소요시간보다도 길게하는 열처리부에서의 처리 소요시간을 변경하는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제27항에 있어서, 열처리부에서의 처리 소요시간을, 현상처리부에서의 처리 소요시간과 같게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제27항 또는 제28항에 있어서, 열처리부에서의 처리 소요시간을, 세정처리부및 현상처리부에서의 처리 소요시간보다도 길게하는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제24항에 있어서, 노광처리장치로부터의 출력신호를 토대로 노광처리장치에서의 처리소요시간을 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제30항에 있어서, 노광처리장치로부터의 노광개시신호및 노광종료신호를 토대로 노광처리장치에서의 처리 소요시간을 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제30항에 있어서, 노광처리장치에 입력된, 노광처리장치에서의 노광처리시간이 신호로서 출력되고, 상기 신호를 토대로 노광처리장치에서의 처리 소요시간을 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제24항에 있어서, 레지스트처리장치가 입력수단을 구비하고, 상기 입력수단에 의해 입력된 노광처리장치에서의 노광처리시간을 토대로 상기 노광처리장치에서의 처리 소요시간을 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
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