KR100264109B1 - 기판 처리 시스템 - Google Patents

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KR100264109B1
KR100264109B1 KR1019950018716A KR19950018716A KR100264109B1 KR 100264109 B1 KR100264109 B1 KR 100264109B1 KR 1019950018716 A KR1019950018716 A KR 1019950018716A KR 19950018716 A KR19950018716 A KR 19950018716A KR 100264109 B1 KR100264109 B1 KR 100264109B1
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cassette
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마사미 아키모토
요시오 기무라
게이죠 하세베
신지 나가시마
노리오 셈바
나루아키 이이다
고지 하라다
잇세이 우에다
노부오 고니시
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다카시마 히로시
도오교오 에레구토론 큐우슈우 가부시키가이샤
히가시 데쓰로
동경 엘렉트론주식회사
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Abstract

본 발명은, 복수매의 피처리체를 수용한 적어도 하나의 카세트를 얹어놓는 카세트 스테이션과, 피처리체에 처리를 하는 복수의 처리실 및 처리실에 피처리체를 반입하고, 처리실로 부터 피처리체를 반출하는 피처리체 반송수단을 포함하는 처리스테이션과, 카세트 스테이션과 처리스테이션과의 사이에서 피처리체를 주고 받는 제1의 피처리체 주고 받기 수단과, 피처리체를 대기시키는 피처리체 대기영역 및 처리스테이션과의 사이에서 피처리체의 주고 받기를 하는 제2의 피처리체 주고 받기 수단을 포함하는 인터페이스부를 가지며, 처리스테이션에 있어서의 처리실이 피처리체 반송수단의 둘레에 배치되어 있고, 피처리체 반송수단은 연직방향으로 거의 평행한 회전축을 가지며, 회전축을 따라서 연직방향으로 승강가능하며, 회전축에 대하여 회전가능한 기판처리시스템을 제공한다.

Description

기판 처리 시스템
제1도는 종래의 기판처리시스템을 나타낸 사시도.
제2도는 본 발명에 관한 기판처리시스템의 전체구성을 나타낸 평면도.
제3도는 본 발명에 관한 기판처리시스템의 전체구성을 나타낸 측면도.
제4도는 본 발명에 관한 기판처리시스템의 전체구성을 나타낸 배면도.
제5도 및 제6도는 본 발명에 관한 기판처리시스템에서의 청정공기의 흐름을 나타낸 도.
제7도는 본 발명에 관한 기판처리시스템의 카세트 스테이션의 구성을 나타낸 평면도.
제8도는 본 발명에 관한 기판처리시스템의 카세트 스테이션의 구성을 나타낸 단면도.
제9도는 평행도 조정수단을 적용한 카세트 스테이션의 웨이퍼 반송체에서의 구동모터 지지구조를 나타낸 사시도.
제10도는 제9도에 나타낸 평행도 조정수단의 요부를 나타낸 부분단면도.
제11도는 본 발명에 관한 기판처리시스템의 처리스테이션에서의 주웨이퍼 반송기구의 요부의 구성을 나타낸 사시도.
제12도는 본 발명에 관한 기판처리시스템의 주웨이퍼 반송기구의 요부의 구성을 나타낸 종단면도.
제13도는 제12도에 있어서 화살표 A의 방향으로부터 본 도면.
제14도는 제12도에 있어서 화살표 B의 방향으로부터 본 도면.
제15도는 제12도에 있어서 화살표 C의 방향으로부터 본 도면.
제16도는 본 발명에 관한 기판처리시스템의 처리스테이션에서의 얼라이먼트 유니트내의 요부의 구성을 나타낸 평면도.
제17도는 본 발명에 관한 기판처리시스템의 처리스테이션에서의 얼라이먼트 유니트내의 요부의 구성을 나타낸 측면도.
제18도는 본 발명에 관한 기판처리시스템의 베이킹 유니트내의 구성을 나타낸 평면도.
제19도는 본 발명에 관한 기판처리시스템의 베이킹 유니트내의 구성을 나타낸 단면도.
제20도는 본 발명에 관한 기판처리시스템의 베이킹 유니트에서의 웨이퍼 안내지지 돌기부의 구성을 나타낸 측면도.
제21도는 제20도에 나타낸 웨이퍼 안내지지 돌기부의 구성을 나타낸 요부단면도.
제22도는 본 발명에 관한 기판처리시스템의 어드히젼 유니트의 구성을 나타낸 단면도.
제23도는 본 발명에 관한 기판처리시스템의 인터페이스부의 구성을 나타낸 측면도.
제24도는 본 발명에 관한 기판처리시스템의 인터페이스부의 구성을 나타낸 평면도.
제25도는 현상액 중에 기포가 발생하는 상태를 나타낸 도면.
제26도는 레지스트 패턴이 형성된 피처리체를 나타낸 단면도.
제27도는 본 발명에 관한 기판처리시스템의 현상액을 나타낸 정면도.
제28도는 제27도에 나타낸 현상부의 평면도.
제29도는 본 발명에 관한 기판처리시스템의 현상부에서의 현상액 공급장치를 나타낸 사시도.
제30도는 제29도에 나타낸 현상액 공급장치의 동작을 설명하기 위한 도면.
제31도는 현상액과 피처리체와의 사이의 접촉각을 설명하기 위한 도면.
제32도는 현상액의 접촉각 α와 현상결합과의 관계를 나타낸 그래프 및,
제33도~제36도는 본 발명에 관한 기판처리시스템의 다른 예를 나타낸 평면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 카세트 스테이션 2 : 브러시 세정 유니트
3 : 제트수 세정장치 4 : 어드히젼 유니트
5 : 냉각 유니트 6 : 레지스트도포 유니트
7 : 베이킹 유니트 8 : 주변노광 유니트
9 : 웨이퍼 받아넘김대 10 : 현상유니트
11 : 웨이퍼 반송로 12 : 웨이퍼 반송체
12a : 아암(핀셋) 110 : 카세트 스테이션
111 : 칸막이판 112 : 처리스테이션
114 : 인터페이스부 112a,114a,116a : 에어 공급실
120 : 카세트 얹어놓는 대 120a : 돌기
122 : 웨이퍼 반송체(웨이퍼 반송아암) 124 : 웨이퍼 반송기구
124A,124B : 주웨이퍼 반송기구
126 : 웨이퍼 반송체(제2피처리체 받아넘김수단)
128 : 주변노광장치 128a : 장치상자체
128b : 셔터가 부착된 개구부 128c : 스핀척
130,132,134,146 : 케미컬 필터(ULPA 필터)
136 : 공기조절기 138,144,148 : 배관
140 : 통풍구멍 142 : 배기구
150 : 온도·습도센서 152,154 : 덕트
156 : 안내레일 160 : 반송기초대
162 : 핀셋 163 : 회전축
164 : 승강대 166 : 수평이동대
168 : 가이드레일 170 : 웨이퍼 센터링용 아암부재
172,174 : 센서아암 176 : 웨이퍼 받아넘김대
176a : 웨이퍼 지지핀 178 : 회로박스
180 : 지지판 180b : 나사구멍
180c : 오목부 182 : 구동모터
184 : 상자체 184a : 플랜지
184b,184c : 나사구멍 186 : 스테인레스 판조각
188 : 볼트 190 : 고정부착용 볼트
191,192 : 수직벽부 191a,191b : 수직칸막이판
193 : 측면 개구부(팬) 194 : 통형상 지지체
194a : 회전중심축 194b : 개구
196 : 웨이퍼 반송체 198 : 모터
200 : 베이스판 202 : 케이블 베어
204 : 반송기초대 204a : 슬라이더
206A,206B,206C : 핀셋 208,210 : 풀리
212 : 수직구동벨트 214 : 벨트 크램프
216,218 : 가이드레일 216a : 회전축
220,222 : 수평지지대 224,226 : 슬라이더
230 : 로드레스 실린더 230a : 가동부
230b,230c : 포트 232 : 레귤레이터
234 : 배관 236 : 슬리브
238 : 가이드 242 : 팬
250 : 웨이퍼 얹어놓는 대 252 : 수평지지판
252a : 개구 256 : 가이드부재
258 : 스핀척 260 : 구동모터
262 : 지지대 264 : 에어실린더(제어판넬)
264a : 피스톤축 266 : 수평지지부재
268 : 광학센서 268A : 발광부
268B : 수광부 270 : 처리실
270A,270B : 개구부 274 : 차폐판
276 : 개구 278 : 열판
280 : 구멍 282 : 지지핀
284 : 통기구멍 286 : 셔터
288 : 커버체 288a : 배기구
290 : 배기관 292 : 바닥판
294 : 기계실 296 : 열판지지판
298 : 셔터아암 300 : 지지핀아암
302 : 셔터아암 승강구동용 실린더
304 : 지지핀아암 승강구동용 실린더
306 : 웨이퍼 안내지지 돌기부 308 : 평판조각
310 : 단면 사다리꼴형 판조각 310a : 원추 테이퍼
312 : 볼트 320 : 처리용기
324 : 열판 324a : 관통구멍
326 : 열판유지체 327 : 틈(공간)
328 : 뚜껑체 328a : HMDS가스 도입구
328b,328c : 뚜껑부 328d,328f : 틈
328e : 연결부 331 : 배기구
332 : 배기관 340 : 반송기초대
342 : 핀셋 344 : 회전축
346 : 승강대 348 : 수평이동대
354,356 : 센서아암 358 : 웨이퍼 받아넘김대
366 : 웨이퍼 얹어놓는 대 401 : 현상액
402 : 기포 403 : 일점쇄선
404 : 실선 425 : 구동모터
426 : 스핀척 429 : 컵
430 : 경사부 431 : 윗끝단 개구부
432 : 바닥부 433 : 배액배관
434 : 배기배관 435 : 고리형상 벽
436 : 정류판 440 : 현상액 공급장치
441 : 현상액 헤더 442 : 토출구멍
443 : 현상액 공급구 445 : 현상액원
446 : 거품빼기구멍 447 : 지지아암
448 : 반송레일 450 : 파지아암
451 : 린스액 헤더 452 : 린스용 노즐
460 : 노즐 461 : 공급관
462 : 탱크 463 : 세정수 분사노즐
465 : 세정수 공급관 466 : 세정수원
CR : 픽업 카세트 BR : 바터 카세트
SP : 얹어놓는 대 W : 웨이퍼
A : 레지스트막 G1,G2,G3,G4,G5: 제1~5조
본 발명은, 반도체 웨이퍼(이하, “웨이퍼”라 함)나 LCD기판 등의 피처리체를 낱장식으로 처리하는 일련의 처리유니트를 구비한 기판처리시스템에 관한다.
종래의 기판처리시스템, 예를 들면, 반도체장치의 제조에 있어서 사용된 레지스트 도포현상 처리시스템으로서는 제1도에 나타낸 것이 있다. 이 처리시스템에서는, 피처리체로서의 웨이퍼(W)를 카세트에 대하여 반입·반출하는 카세트 스테이션(1), 웨이퍼(W)를 브러시 세정하는 브러시 세정 유니트(2), 웨이퍼(W)를 고압제트수로 세정하는 제트수 세정장치(3), 웨이퍼(W)의 표면을 소수화처리하는 어드히젼 유니트(4), 웨이퍼(W)를 소정온도로 냉각하는 냉각 유니트(5), 웨이퍼(W)의 표면에 레지스트를 도포하는 레지스트도포 유니트(6), 레지스트도포 전후에 웨이퍼(W)를 가열하여 프리베이크 또는 포스트베이크를 행하는 베이킹 유니트(7), 웨이퍼(W) 둘레부의 레지스트를 제거하기 위한 주변노광 유니트(8), 인접하는 노광장치(도시하지 않음)와 웨이퍼(W)의 받아넘김을 행하기 위한 웨이퍼 받아넘김 대(9) 및 노광처리가 끝난 웨이퍼(W)에 현상액을 접촉시켜서 레지스트의 감광부 또는 비감광부를 선택적으로 용해시키는 현상유니트(10) 등을 일체적으로 집약화하여 작업효율의 향상을 도모하고 있다.
이 처리시스템에서의 2개의 유니트열사이에는, 길이방향으로 웨이퍼 반송로(11)가 설치되어 있고, 각 유니트(2~10)는 웨이퍼 반입구를 웨이퍼 반송로(11)로 향하도록 하여 배열 설치되어 있다. 이 웨이퍼 반송로(11) 위에는, 각 부(1~9)에 웨이퍼(W)에 반송하기 위해서 웨이퍼 반송체(12)가 이동하도록 되어 있다.
상기 처리시스템에 있어서는, 웨이퍼 반송로(11)를 따라서 각종 처리 유니트(2~10)가 배열되는 가로로 긴 시스템구성이기 때문에, 필연적으로 시스템전체의 점유스페이스가 커지고, 크린롬의 코스트도 높아진다. 특히, 이러한 종류의 처리시스템에 유효한 수직층류방식에 의해서 시스템전체 또는 각 부의 청정도를 높이려고 하면, 상술한 바와 같이 시스템이 점유하는 페이스가 크기 때문에, 공기조절기 또는 필터 등의 이니셜비 및 관리유지비가 매우 높아지는 문제가 있다.
또한, 웨이퍼 반송체(12)는, 시스템내의 각 부(1~9)에 액세스하기 위해서, 웨이퍼 방송로(11) 위에서 (Y방향으로) 직선이동할 뿐만 아니라, 수직방향(Z방향)으로도 승강이동이 가능하며, 또한, (θ방향으로) 회전이 가능하다. 또한, 웨이퍼 반송체(12)의 아암 또는 핀셋(12a)은, 웨이퍼(W)의 받아넘김을 행할 때에 (X방향으로) 전진 또는 후퇴이동하도록 구성되어 있다. 이와 같이, 웨이퍼 반송체(12)는, 4축(X, Y, Z, θ) 방향으로 이동이 가능한 반송체이므로, 구성이 복잡하고 액세스 속도가 제한된다. 이러한 종류의 시스템에 있어서 가장 번잡하게 동작하는 것은 웨이퍼 반송체(12)이고, 웨이퍼 반송체(12)의 액세스속도나 반송속도에 의해서 시스템의 스루풋이 영향받는다. 상기 처리시스템에 있어서는, 웨이퍼 반송체(12)의 액세스속도가 제한되므로, 시스템의 스루풋이 제한된다.
또한, 상기 처리시스템에 있어서, 어드히젼 유니트(4)나 베이킹 유니트(7) 등의 오픈형 처리유니트는, 쌓은 제목과 같이 유니트끼리 다단으로 겹쳐 쌓여진 구성으로 되어 있기 때문에, 어느 처리유니트에 대하여 수리를 행할 때에는, 그 위에 얹어놓여 있는 처리유니트의 전부를 일단 이동하여야 하므로, 관리유리작업이 힘들다.
본 발명은, 이러한 문제점에 감안하여 이루어진 것으로, 시스템의 점유공간을 대폭적으로 축소하여, 크린롬의 코스트를 내림과 동시에, 액세스속도 및 반송속도를 크게 하여, 스루풋이 향상을 도모할 수 있는 기판 처리시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이 목적은, 여러매의 피처리체를 수용한 적어도 한 개의 카세트를 얹어놓는 카세트 스테이션과, 상기 피처리체에 처리를 하는 복수개의 처리실 및 상기 처리실에 상기 피처리체를 반입하고, 상기 처리실로부터 상기 피처리체를 반출하는 피처리체 반송수단을 포함하는 처리스테이션과, 상기 카세트 스테이션 상기 처리스테이션과의 사이에서 상기 피처리체를 받아넘기는 제1피처리체 받아넘김수단과, 상기 피처리체를 대기시키는 피처리체 대기영역 및 상기 처리스테이션과의 사이에서 상기 피처리체의 받아넘김을 행하는 제2피처리체 받아넘김수단을 포함하는 인터페이스부를 구비하며, 상기 처리스테이션에서의 상기 처리실이 상기 피처리체 반송수단주위에 배치되어 있고, 상기 피처리체 반송수단은 수직방향으로 거의 평행한 회전축을 가지며, 상기 회전축을 따라서 수직방향으로 승강이 가능하고, 상기 회전축에 대하여 회전이 가능한 기판처리시스템에 의해서 달성된다.
[실시예]
본 발명의 기판처리시스템에서는, 모든 낱장식 유니트가 피처리체 반송수단주위에 다단으로 배치되고, 피처리체 반송수단은 승강이동 및/또는 회전이동함으로써, 모든 유니트에 고속으로 액세스할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
제2도~제4도는 본 발명에 관한 도포현상 처리시스템의 전체구성을 나타낸 도이고, 각각 제2도는 평면도, 제3도는 정면도 및 제4도는 배면도이다. 이 처리시스템은, 피처리체로서 복수매단위, 예를 들면 25매단위로 웨이퍼(W)를 수용한 웨이퍼 카세트(CR)를 외부로부터 시스템으로 반입하고, 또는 시스템으로부터 반출하거나, 또는 웨이퍼 카세트(CR)에 대하여 웨이퍼(W)를 반입·반출하기 위한 카세트 스테이션(110)과, 도포현상정중에 있어서 1매씩 웨이퍼(W)에 소정의 처리를 하는 낱장식의 각종 처리유니트를 소정위치에 다단 배치하여 이루는 처리스테이션(112)과, 이 처리스테이션(112)과 인접하여 설치되는 노광장치(도시하지 않음)과의 사이에서 웨이퍼(W)를 받아넘기기 위한 인터페이스부(114)를 일체적으로 접속한 구성을 가지고 있다.
카세트 스테이션(110)에 있어서는, 제2도에 나타낸 바와 같이, 카세트 얹어놓는 대(120) 위의 돌기(120a)의 위치에 복수개, 예를 들면 4개까지의 웨이퍼 카세트(CR)가 각각의 웨이퍼 출입구를 처리스테이션(112)측을 향하여 X방향으로 일렬로 얹어놓여 있다. 각각의 웨이퍼 카세트(CR)에는, 카세트 배열방향(X방향) 및 수직방향(Z방향)에 이동이 가능한 웨이퍼 반송체(122)(제1피처리체 받아넘김수단)가 선택적으로 액세스하도록 되어 있다. 또한, 이 웨이퍼 반송체(122)는, θ방향으로 회전이 가능하게 구성되어 있고, 후술하는 바와 같이, 처리스테이션(112)측의 제3(C3)의 다단유니트부에 속하는 얼라이먼트 유니트(ALIM) 및 익스텐션션 유니트(EXT)에도 액세스할 수 있도록 되어 있다.
처리스테이션(112)에서는, 제2도에 나타낸 바와 같이, 중심부에는, 수직방향으로 승강이 가능하고, 회전이 가능한 피처리체 반송수단인 웨이퍼 반송기구(124)가 설치되어 있고, 그 주위에 모든 처리유니트가 1조 또는 복수조에 걸쳐서 다단적으로 배치되어 있다. 제2도에 있어서는, 5조(G1, G2, G3, G4, G5)의 다단배치구성이고, 제1 및 제2조(G1, G2)의 다단유니트는 시스템 정면측(제2도에서 아래측)에 나열하여 배치되고, 제3조(G3)의 다단유니트는 카세트 스테이션(110)에 인접하여 배치되고, 제4조(G4)의 다단유니트는 인터페이스부(114)에 인접하여 배치되고, 제5조(G5)의 다단유니트는 배면측(제2도에서 윗측)에 배치되어 있다.
제3도에 나타낸 바와 같이, 제1조(G1)에서는, 컵(CP)내에서 웨이퍼(W)를 스핀 척에 얹어놓고 소정의 처리를 행하는 2대의 스피너형 처리유니트, 예를 들면 레지스트도포 유니트(COT) 및 현상유니트(DEV)가 아래로부터 차례로 2단으로 겹쳐져 있다. 제2조(G2)에 있어서도, 2대의 스피너형 처리유니트, 예를 들면 레지스트도포 유니트(COT) 및 현상유니트(DEV)가 아래로부터 차례로 2단으로 겹쳐져 있다. 레지스트도포 유니트(COT)는, 레지스트액의 폐액처리가 기구적으로도 관리유지상으로도 번잡하므로, 이와 같이 하단에 배치하는 것이 바람직하다. 또한, 레지스트도포 유니트(COT)는, 필요에 따라서 상단에 배치하여도 좋다.
제4도에 나타낸 바와 같이, 제3조(G3)에서는, 웨이퍼(W)를 얹어놓는 대(SP)에 얹어놓고 소정의 처리를 행하는 오픈형의 처리유니트, 예를 들면 쿨링 유니트(COL), 어드히젼 유니트(AD), 얼라이먼트 유니트(ALIM), 익스텐션 유니트(EXT), 프리베이킹 유니트(PREBAKE) 및 포스트 베이킹 유니트(POBAKE)가 아래로부터 차례로, 예를 들면 8단으로 겹쳐져 있다. 제4조(G4)에 있어서도, 오픈형 처리유니트, 예를 들면 쿨링 유니트(COL), 익스텐션·쿨링 유니트(EXTCOL), 익스텐션 유니트(EXT), 쿨링 유니트(COL), 프리베이킹 유니트(PREBAKE) 및 포스트 베이킹 유니트(POBAKE)가 아래로부터 차례로, 예를 들면 8단으로 겹쳐져 있다.
이와 같이, 처리온도가 비교적 낮은 쿨링 유니트(COL), (EXTCOL)를 하단에 배치하고, 처리온도가 비교적 높은 베이킹 유니트(PREBAKE), 포스트 베이킹 유니트(POBAKE) 및 어드히젼 유니트(AD)를 상단에 배치함으로서, 유니트간의 열적인 상호간섭을 적게 할 수 있다. 또한, 이들 유니트는 랜덤에 다단으로 배치하여도 좋다.
인터페이스부(114)는, 안쪽방향(제2도에서의 상하방향)에서는 처리스테이션(112)과 거의 같은 치수를 가지나, 폭방향(제2도에서의 좌우방향)에서는 작게 되어 있다. 인터페이스부(114)의 정면측(제2도에서의 아래측)에는, 가반성의 픽업 카세트(CR)와 정치형(定置型)의 바퍼 카세트(BR)가 2단으로 배치되어 있다. 또한, 배면측(제2도에서의 아래측)에는, 주변노광장치(128)가 배열 설치되어 있다. 또한, 주변노광장치와 카세트와의 사이의 영역에는, 웨이퍼 반송체(126)는, X, Z방향으로 이동하여 양 카세트(CR, BR) 및 주변노광장치(128)에 액세스하도록 되어 있다. 또한, 웨이퍼 반송체(126)는, θ방향으로 회전이 가능하게 구성되어 있고, 처리스테이션(112)측 제4조(G4)의 다단유니트에 속하는 익스텐션 유니트(EXT)에도, 또한 인접하는 노광장치측의 웨이퍼 받아넘김대(도시하지 않음)에도 액세스할 수 있도록 되어 있다.
이 처리시스템은, 크린룸에 설치되나, 또한 시스템내에서도 효율적인 수직층류방식에 의해서 각 부의 청정도를 높이고 있다. 제5도 및 제6도에, 시스템 내에서의 청정공기의 흐름을 나타낸다. 제5도 및 제6도에 있어서, 카세트 스테이션(110), 처리스테이션(112) 및 인터페이스부(114)의 윗쪽에는, 에어공급실(112a, 114a, 116a)이 설치되어 있고, 각 에어공급실(112a, 114a, 116a)의 아래면에는, 방진기능이 부착된 필터, 예를 들면 ULPA필터 또는 케미컬 필터(130, 132, 134)가 부착되어 있다. 제6도에 나타낸 바와 같이, 본 처리시스템의 외부 또는 배후에는, 공기조절기(136)가 설치되어 있고, 이 공기조절기(136)로부터 배관(138)을 통해서 공기가 각 에어공급실(112a, 114a, 116a)에 도입되고, 각 에어공급실의 ULPA필터(130, 132, 134)를 통해서 청정한 공기가 다운플로우로 각 부(110, 112, 114)로 공급되도록 되어 있다. 이 다운플로우의 공기는, 시스템하부하의 적당한 장소에 다수 설치되어 있는 통풍구멍(140)을 통해서 바닥부의 배기구(142)에 모이고, 이 배기구(142)로부터 배관(144)을 통해서 공기조절기(136)에 회수되도록 되어 있다.
제5도에 나타낸 바와 같이, 카세트 스테이션(110)에 있어서, 카세트 얹어놓는 대(120)의 윗쪽공간과, 웨이퍼 반송아암(122)의 이동공간과는 늘어뜨린 벽식의 칸막이판(111)에 의해서 서로 칸막이되어 있고, 다운플로우의 공기는 양 공간에서 별개로 흐르게 되어 있다. 제5도 및 제6도에 나타낸 바와 같이, 처리스테이션(112)에서는, 제1조 및 제2조(G1, G2)의 다단유니트 중에서 하단에 배치되어 있는 레지스트도포 유니트(COT)의 천정면에는, ULPA필터(146)가 설치되어 있고, 공기조절기(136)으로부터의 공기가 배관(138)으로부터 분기한 배관(148)을 통해서 필터(146)까지 보내어지도록 되어 있다. 이 배관(148) 도중에 온도·습도 조정기(도시하지 않음)가 설치되고, 레지스트 도포공정에 적절한 소정의 온도 및 습도의 청정공기가 레지스트도포 유니트(COT)에 공급되게 되어 있다. 그리고, 필터(146)의 분출측 부근에는, 온도·습도센서(150)가 설치되어 있고, 그 센서가 검출된 정보가 그 온도·습도조정기의 제어부로 보내어져서, 피드백방식으로 청정공기의 온도 및 습도가 정확하게 제어되게 되어 있다.
제5도에 있어서, 각 스피너형 처리유니트(COT), (DEV)의 주웨이퍼 반송기구(124)에 면하는 측벽에는, 웨이퍼 및 반송아암이 출입하기 위한 개구부(DR)가 설치되어 있다. 각 개구부(DR)에는, 각 유니트로부터 파티클 또는 컨터미네이션이 주웨이퍼 반송기구(124)측에 들어오지 않도록 하기 위해서, 셔터(도시하지 않음)가 부착되어 있다.
또한, 제2도에 나타낸 바와 같이, 처리스테이션(112)에 있어서는, 제1조 및 제2조(G1, G2)의 다단유니트(스피너형 처리유니트)에 인접하는 제3조 및 제4조(G3, G4)의 다단유니트(오픈형 처리유니트)의 측벽 중에는, 각각 덕트(152, 154)가 수직방향으로 종단하도록 하여 설치되어 있다. 이들 덕트(152, 154)에는, 상기 다운플로우의 청정공기 또는 특병하기 온도조정된 공기가 흐르게 되어 있다. 이 덕트구조에 의해서, 제3조 및 제4조(G3, G4)의 오픈형 처리유니트로 발생한 열은 차단되고, 제1조 및 제2조(G1, G2)의 스피너형 처리유니트에 영향을 미치지 않도록 되어 있다.
또한, 이 처리시스템에서는, 주웨이퍼 반송기구(124)의 배면측에도 점선으로 나타낸 바와 같이 제5조(G5)의 다단유니트를 배치할 수 있게 되어 있다. 이 제5조(G5)의 다단유니트는, 안내레일(156)을 따라서 이동시킬 수 있도록 되어 있다. 따라서, 제5조(G5)의 다단유니트를 설치한 경우에도, 제5조(G5)의 다단유니트를 이동시킴으로써, 주웨이퍼 반송기구(124)의 배면측에 공간이 형성되므로, 주웨이퍼 반송기구(124)에 대하여 배면측으로부터 관리유지작업을 용이하게 행할 수 있도록 되어 있다.
다음으로, 제7도 및 제9도를 이용하여 본 처리시스템에서의 카세트 스테이션(110)의 구성 및 작용을 보다 상세하게 설명한다.
도시한 바와 같이, 카세트 스테이션(110)에서의 웨이퍼 반송체(122)은, 반송기초대(160) 위에, Y방향(전후방향)으로 이동이 가능한 핀셋(162)을 구비하고 있다. 반송기초대(160)는, 회전축(163)을 통해서 승강대(164) 위에서 θ방향으로 회전가능하게 부착되고, 승강대(164)는 수평이동대(166)에 승강이동이 가능하게 지지되며, 수평이동대(166)는 X방향으로 연이어 나오도록 설치된 가이드레일(168)에 미끄러져 움직일 수 있도록 지지되어 있다. 핀셋(162)을 Y방향(전후방향)으로 이동시키기 위한 Y방향 구동부는, 반송기초대(160)에 내장된 구동모터 및 벨트(도시하지 않음)에 의해서 구성되어 있다. 반송기초대(160)를 θ방향으로 회전이동시키기 위한 회전구동부는, 승강대(164)에 내장된 구동모터(도시하지 않음)에 의해서 구성되어 있다. 승강대(164)를 Z방향으로 승강이동시키기 위한 Z방향구동부는, 수평이동대(166) 중에 설치된 구동모터 및 볼스크류축(도시하지 않음)에 의해서 구성되어 있다. 수평이동대(166)를 X방향으로 이동시키는 X방향 구동부는, 수평이동대(166)에 접속된 벨트와 구동모터(도시하지 않음)에 의해서 구성되어 있다.
상기와 같은 구동기구 및 지지기구에 의해서, 카세트 스테이션(110)의 웨이퍼반송대(122)는, 카세트 얹어놓는 대(120)상의 각 카세트(CR)과 처리스테이션(112)측의 익스텐션 유니트(EXT) 또는 얼라이먼트 유니트(ALIM)와의 사이에서 X, Y, Z, θ방향으로 이동하고, 웨이퍼(W)를 1매씩 이송할 수 있게 되어 있다.
웨이퍼 반송체(122)에는, 핀셋(162)의 기초끝단부로부터 양측에 원호형상으로 연이어 있는 웨이퍼 센터링용 아암부재(170)가 설치됨과 동시에, 반송기초대(160)의 앞끝단부로부터 L자형상으로 앞쪽으로 돌출하는 웨이퍼 맵핑용의 한 쌍의 센서 아암(172, 174)이 부착되어 있다.
제7도에는, 처리스테이션(112)측의 익스텐션 유니트(EXT)가 나타나 있다. 이 익스텐션 유니트(EXT)에는, 원주방향으로 복수개, 예를 들면 3개의 웨이퍼 지지핀(176a)을 세워 설치하여 이루어진 웨이퍼 받아넘김대(176)가 설치되어 있다. 또한, 제8도에 나타낸 바와 같이, 카세트 얹어놓는 대(120) 아래에는, 메인콘트롤러(M/C)나 각종 제어회로(E/C) 등을 실장 또는 수납한 회로판 또는 회로박스(178)가 설치되어 있다.
상기와 같은 웨이퍼 반송체(122)에 있어서, 승강대(164)에 내장되어 있는 회전구동용 모터는, 그 모터회전축이 정확하게 중심이 맞추어진 상태에서 부착되어 있는 것이 바람직하다. 이 때문에, 모터부착부에는, 수평도 또는 기울기도를 조절하기 위한 조정나사 또는 볼트가 이용되고 있다. 모터지지판의 재료로서 알루미늄을 사용한 경우, 조정볼트를 여러번 돌리는 중에 맞닿는 볼트 앞끝단에서 지지판이 깎여서, 그 파편이 파티클의 원인이 될 우려가 있다. 그와 같은 조정볼트를 대신하여 심(스펜서)를 이용하는 것도 행하여지고 있으나, 이것에 의하면 미세한 조정이 어렵다는 문제가 있다. 따라서, 본 실시예에서는, 제9도 및 제10도에 나타낸 바와 같은 구성에 의해서 이 문제를 해결하고 있다.
제9도에 있어서, 알루미늄으로 이루어진 L형의 지지판(180)은, 승강대(164) 중에 고정 배치되고, 이 지지판(180) 위에 구동모터(182)를 내장하는 상자체(184)가 부착되어 있다. 이 상자체(184)의 양측면의 아래 끝단부에는, 플랜지(184a)가 형성되어 있고, 이 플랜지(184a)에 적당한 간격을 두고 복수개의 고정부착용 나사구멍(184b) 및 평행도 조정용의 관통한 나사구멍(184c)이 뚫려 있다. 한편, 지지판(180)의 윗면에는, 상자체(184)의 각 고정부착용 나사구멍(184b)와 대응하는 위치에 나사구멍(180b)가 형성됨과 동시에, 평행도 조정용의 나사구멍(184c)와 대응하는 위치에 원형의 오목부(180c)가 형성되어 있고, 각 오목부(180c)에 스테인레스제의 판조각(186)이 배치되어 있다.
이 상태에서, 상자체(184)의 각 나사구멍(184b, 184c)이 지지판(180)이 각 대응하는 나사구멍(180b) 또는 오목부(180c)에 겹치도록 하여 상자체(184)를 지지판(180) 위에 얹어놓고, 평행도 조정용 볼트(188)를 각 나사구멍(184c)에 넣는다. 이와 같이 함으로써, 제10도에 나타낸 바와 같이, 각 볼트(188)의 앞끝단이 스테인레스 판조각(188)에 맞닿는다. 각 볼트(188)의 나사가 들어가는 정도를 조정함으로써, 상자체(184) 내지 모터(182)의 평행도를 조정할 수 있다. 이 조정을 행한 후에, 고정부착용 볼트(190)을 고정부착용 나사구멍(184b, 180b)에 나사맞춤시킨다.
이와 같이, 본 실시예에 의하면, 평행도 조정용 볼트(188)의 앞끝단은 직접적으로 스테인레스제 판조각(186)에 맞닿으므로, 볼트(188)를 여러번 돌려도 스테인레스 판조각(186)으로부터 깎여진 부스러기가 발생하는 일은 거의 없다. 또한, 볼트(188)로 조정하므로, 심을 이용하는 경우보다도 평행도를 정확하게 맞출 수 있다. 이 평행도 조정수단은 웨이퍼 반송체(122)에 한정되지 않고, 다른 임의의 부착구조에 적용이 가능한 것이다.
다음으로, 제11도~제15도를 참조하여 스테이션(112)에서의 주웨이퍼 반송기구(124)의 구성 및 작용에 대하여 설명한다. 제11도는 주웨이퍼 반송기구(124)의 요부의 구성을 나타낸 대략 사시도, 제12도는 주웨이퍼 반송기구(124)의 요부의 구성을 나타낸 종단면도, 제13도는 제12도에 있어서 화살표 A방향으로 본 단면평면도, 제14도는 제12도에 있어서 화살표 B방향으로 본 내측측면도 및 제15도는 제12도에 있어서 화살표 C방향으로 본 내측측면도이다.
제11도 및 제12도에 나타낸 바와 같이, 주웨이퍼 반송기구(124)는, 윗끝단 및 아래끝단에서 접속된 서로 대향하는 한 쌍의 수직벽부(191, 192)로 이루어진 통형상 지지체(194)의 내측으로 웨이퍼 반송체(196)를 상하방향(Z방향)으로 이동이 가능하게 부착된 구성을 가지고 있다. 통형상 지지체(194)는, 회전구동모터(198)의 회전축에 접속되어 있고, 모터(198)의 회전구동력에 의해서 회전축을 회전중심으로서 웨이퍼 반송체(196)와 일체적으로 회전하도록 되어 있다. 회전구동모터(198)는, 본 시스템의 베이스판(200)에 고정되어 있고, 모터(198)둘레에는, 급전용의 가소성 케이블베어(202)가 감기어 있다. 또한, 통형상 지지체(194)는, 회전구동모터(198)에 의해서 회전되는 다른 회전축(도시하지 않음)에 부착하도록 구성하여도 좋다. 또한, 웨이퍼 반송체(196)의 상하방향의 이동범위는, 웨이퍼 반송체(196)가 제1조~제4조(G1~G4)의 다단 유니트 모두에 액세스할 수 있도록 설정되어 있다.
웨이퍼 반송체(196)에는, 반송기초대(204) 위에, X방향(전후방향)으로 이동이 가능한 복수개, 예를 들면 3개의 핀셋(206A, 206B, 206C)을 구비하고 있다. 각 핀셋(206)은, 통형상 지지체(194)의 양 수직벽부(191, 192) 사이의 측면개구부(193)를 빠져나갈 수 있도록 되어 있다. 각 핀셋(206)을 X방향으로 이동시키기 위한 X방향 구동부는, 반송기초대(204)에 내장된 구동모터 및 벨트(도시하지 않음)에 의해서 구성되어 있다. 또한, 상기 3개의 핀셋 중 최상단의 핀셋(206A)을 냉각한 웨이퍼의 반송전용으로서 사용하여도 좋다. 또한, 각 핀셋간에 단열판을 배치하고, 열의 상호 간섭을 방지하도록 구성하여도 좋다.
제12도~제14도에 나타낸 바와 같이, 한 쪽의 수직벽부(191) 내측의 거의 중앙의 윗끝단부 및 아래끝단부에는, 한 쌍의 풀리(208, 210)가 부착되어 있고, 이들 풀리(208, 210)간에 수직구동용의 무단벨트(212)가 걸려져 있다. 이 수직구동벨브(212)에는, 벨트크램프(214)를 통해서 웨이퍼 반송체(196)의 반송기초대(204)가 접속되어 있다. 하부풀리(210)는, 통형상 지지체(194)의 바닥면에 고정배치된 구동모터(216)의 회전축(216a)에 접속되고, 구동풀리를 구성하고 있다. 또한, 제13도 및 제14도에 명시하도록, 수직벽부(191) 내측의 좌우끝단부에는, 한 쌍의 가이드레일(216, 218)이 수직방향으로 연이어 설치되고, 반송기초대(204)의 측면에 돌출하여 설치된 한 쌍의 수평지지대(220, 222)의 앞끝단에 각각 설치된 슬라이더(224, 226)가 양 가이드레일(216, 218)에 미끄러져 움직일 수 있도록 걸어맞추고 있다. 이와 같은 수직벨트 구동기구 및 수직슬라이더기구에 의해서, 웨이퍼 반송체(196)는 구동모터(216)의 구동력으로 수직방향으로 승강이동할 수 있도록 되어 있다.
제13도 및 제14도에 명시하도록, 수직벽부(191) 내측의 중앙부와 한쪽의 가이드레일(216)과의 사이에는, 로드레스 실린더(230)가 수직방향으로 연이어서 세워져 설치되어 있다. 이 로드레스 실린더(230)의 바깥측에 유동(遊動)이 가능하게 바깥에 끼워져 있는 원통형상의 가공부(230a)는, 수평지지대(220)를 통해서 웨이퍼 반송체(196)의 반송기초대(204)에 접속되어 있다. 가동부(230a)는 실린더(230) 내부에 가동으로 끼워 넣어져 있는 피스톤(도시하지 않음)과 자기적으로 결합하고 있으므로, 가동부(230a)를 통해서 웨이퍼 반송체(196)와 피스톤이 동시에 이동할 수 있도록 접속되어 있다. 실린더(230) 아래끝단의 포트(230b)에는, 레귤레이터(232)로부터 웨이퍼 반송체(196)의 중량에 거의 같은 힘이 피스톤에 발생하는 것과 같은 압력으로 압축공기가 배관(234)를 통해서 공급된다. 실린더(230) 윗끝단의 보트(230c)는 대기에 개방되어 있다.
이와 같이 웨이퍼 반송체(196)의 중량이 실린더(230)의 양력(揚力)에 의해서 취소되어 있기 때문에, 웨이퍼 반송체(196)는 중력의 영향을 받지 않고 고속도로 상승이동할 수 있게 되어 있다. 또한, 만일 구동벨트(212)가 끊어진 경우에도, 웨이퍼 반송체(196)는 실린더(230)의 양력에 의해서 그 위치로 유지되고, 중력으로 낙하할 우려는 없다. 따라서, 웨이퍼 반송체(196) 내지 통형상 지지체(190)이 손상되어 파괴될 우려는 없다.
제11도, 제13도 및 제15도에 나타낸 바와 같이, 다른 쪽 수직벽부(192) 내측의 중앙부 및 양끝단부에는, 웨이퍼 반송체(196)에 전력 및 제어신호를 공급하기 위한 가소성의 케이블베어(234)를 수직방향으로 연이어 있게 하여 수용하는 슬리브(236)가 설치되어 있다. 중앙부의 2개의 슬리브(236)가 서로 대향하는 바깥측면은 수직가이드(238)를 구성하고 있고, 이 가이드(238)에서 반송기초대(204)의 측면에 돌출하여 설치된 슬라이더(204a)가 안내되도록 되어 있다.
제11도에 나타낸 바와 같이, 통형상 지지체(194)의 윗면에는 회전중심축(194a)의 양측에 한 쌍의 개구(194b)가 설치되어 있고, 상기한 천정면의 필터(132)로부터의 다운플로우의 청정공기가 이들 개구(194b)를 통해서 주웨이퍼 반송기구(124)내에 유입하도록 되어 있다. 이 다운플로우의 청정공기에 의해서 웨이퍼 반송체(96)의 승강이동공간은 상시 청정이 유지된다.
또한, 양 수직벽부(191, 192) 내측에는, 제13도에 나타낸 바와 같이, 수직 칸막이판(191a, 192a)이 설치되어 있고, 이들 칸막이판(191a, 192a) 뒷측과 수직벽부(191, 192)로 덕트(191b, 192b)가 형성되어 있다. 이들 덕트(191b, 192b)는, 수직칸막이판(191a, 192a)에 일정한 간격을 두고 부착되어 있는 여러개의 팬(193)을 통해서 수직벽부(190, 192)의 내측공간에 연이어 통하여 있다. 이에 의해서, 수직구동벨트(212), 로드레스 에어실린더(230), 케이블베어(234) 등의 가동체로부터 발생한 먼지는 팬(193)에 의해서 덕트(191b, 192b)측으로 배출되게 되어 있다. 또한, 제12도 및 제13도에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼 반송체(196)에 있어서도, 반송 기초대(204)의 내부공간이 팬(242) 및 수평지지대(220, 222) 내부의 구멍을 통해서 수직벽부(191, 192)의 내측공간에 연이어 통하여 있다. 이에 의해서, 반송기초대(204)에 내장되어 있는 핀셋 구동모터 및 벨트 등으로 발생한 먼지도 덕트(191b, 192b) 측으로 배출되도록 되어 있다.
다음으로, 제16도 및 제17도를 이용하여 처리스테이션(112)에서의 제3조(G3)의 다단유니트에 포함되어 있는 얼라이먼트 유니트(ALIM)의 구성 및 작용을 설명한다. 제16도 및 제17도는, 얼라이먼트 유니트(ALIM)내의 요부의 구성을 상세하게 나타낸 평면도 및 측면도이다. 이 얼라이먼트 유니트(ALIM)는, 카세트 스테이션(110)측의 웨이퍼 반송체(122)와 처리스테이션(112)측의 주웨이퍼 반송기구(124)의 웨이퍼 반송체(196)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 받아넘김이 행하여질 때에 바퍼로서 일시적으로 웨이퍼(W)를 얹어놓는 웨이퍼 얹어놓는 대(250)를 가지고 있고, 이 웨이퍼 받아넘김대(250) 위에서 중심맞춤 및 오리엔테이션 플랫맞춤이 가능하도록 구성되어 있다.
제16도 및 제17도에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼 받아넘김대(250)는, 수평지지판(252) 위에, 웨이퍼(W)의 뒷면을 지지하기 위한 복수개, 예를 들면 3개의 지지핀(254)와, 웨이퍼(W)의 바깥둘레를 유지하기 위해서 원호형상으로 형성되고 대향하여 배치된 2개의 가이드부재(256)를 굳게 붙여서 이루어진다. 수평지지판(252)의 중심부에는, 원형의 개구(252a)가 설치되어 있고, 이 개구(252a)를 통해서 스핀척(258)이 승강이동할 수 있도록 되어 있다. 스핀척(258)은, 윗면에서 웨이퍼(W)를 진공흡착할 수 있는 것으로, 수평지지판(252)의 아래측에 설치된 구동모터(260)의 회전구동축에 결합되어 있다.
구몽모터(260)는, 지지대(262)에 고정된 에어실린더(264)의 피스톤축(264a)에 수평지지부재(266)를 통해서 결합되고, 피스톤축(264a)이 수직방향으로 전진 또는 후퇴함으로써 그것과 일체적으로 구동모터(260) 및 스핀척(258)이 승강이동하도록 되어 있다. 한쪽의 가이드부재(256)의 한끝단부에는, 웨이퍼(W)의 오리엔테이션 플랫맞춤용의 광학센서(268)의 발광부(268A)가 부착되어 있고, 그 바로 위에는 발광부(268A)과, 대향하도록 수광부(268B)가 도시하지 않은 지지부재에 부착되어 있다. 예를 들면, 카세트 스테이션(110)측의 웨이퍼 반송체(122)가 이 얼라이먼트 유니트(ALIM)에 액세스하고, 웨이퍼(W)를 수평지지판(252)의 바로 위로 반송하면, 스핀척(258)이 제17도의 일점쇄선(258′)으로 나타낸 바와 같이 상승이동하여 웨이퍼(W)를 수취한다. 이어서, 스핀척(258)은 구동모터(260)의 구동으로 회전하여 웨이퍼(W)를 둘레방향으로 회전(자전)시킨다. 그렇게 하여, 광학센서(268)가 웨이퍼(W)의 오리엔테이션 플랫을 검출하면, 그 위치(시점)으로부터 스핀척(258)은 소정각도만큼 회전하여 정지하고, 웨이퍼(W)는 소정방향으로, 예를 들면 오리엔테이션 플랫이 제16도에 나타낸 바와 같이 앞쪽으로 오는 방향으로 위치결정된다.
이와 같이 하여 오리엔테이션 플랫맞춤이 행하여진 후, 스핀척(258)은 하강하기 시작하고, 진공흡착을 해제하여 웨이퍼(W)를 수평지지판(252) 위의 지지핀(254) 위에 지지시키고, 가이드부재(256)에 웨이퍼 둘레부를 맞닿게 하여 센터링을 행하고, 수평지지판(252)보다 낮은 위치까지 하강한다. 이 후에, 다시 스핀척(258)이 상승하여 웨이퍼(W)를 유지하고, 처리스테이션(112)측의 주웨이퍼 반송체(196)가 어느 핀셋(206)을 수평지지판(252)과 웨이퍼(W) 뒷면과의 틈에 삽입시켜서, 웨이퍼를 들어올리고 웨이퍼 받아넘김대(250)로부터 수취하게 되어 있다.
다음으로, 제18도~제21도를 이용하여 처리스테이션(112)에서의 제3조 및 제4조(G2, G4)의 다단유니트에 포함되어 있는 베이킹 유니트(PREBAKE), (POBAKE)의 구성 및 작용을 설명한다. 제18도 및 제19도는, 본 실시예에 의한 베이킹 유니트 내의 구성을 나타낸 평면도 및 단면도이다. 또한, 제18도는 수평차폐판(274)을 제외한 평면도로 하였다.
이 베이킹 유니트의 처리실(270)은, 양측벽(272)과 수평차폐판(274)으로 형성되고, 처리실(270)의 정면측(주웨이퍼 반송기구(124)측) 및 배면측에는 각각 개구부(270A, 270B)가 형성되어 있다. 차폐판(274)의 중심부에는 원형의 개구(276)가 형성되어 있고, 이 개구(276)내에 히터 등의 발열체를 내장한 원판형상의 열판(278)이 얹어놓는 대(SP)로서 설치된다.
열판(278)에는, 예를 들면 3개의 구멍(280)이 설치되고, 각 구멍(280)내에는 지지핀(282)이 유동가능하게 끼워진 상태로 끼워져 통하여 있고, 웨이퍼(W)의 로딩·언로딩시에는, 각 지지핀(282)이 열판(278)의 표면으로부터 위로 돌출 또는 상승하여 주웨이퍼 반송기구(124)의 웨이퍼 반송체(194)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 받아넘김을 행하도록 되어 있다. 열판(278)의 바깥주위에는, 원주방향으로, 예를 들면 2° 간격으로 다수의 통기구멍(284)을 형성하거나 링형상의 띠판으로 이루어진 셔터(286)가 설치되어 있다. 이 셔터(286)는, 통상은 열판(278)으로부터 아래위치에 퇴피하고 있으나, 가열처리시에는, 제19도에 나타낸 바와 같이, 열핀(278)의 윗면보다도 높은 위치까지 상승하고, 열판(278)과 커버체(288)와의 사이에 링형상의 측벽을 형성하며, 장치정면측으로부터 유입하는 다운플로우의 청정공기를 통기구멍(284)으로부터 균등하게 유입시키도록 되어 있다. 커버체(288)의 중심부에는, 가열처리시에 웨이퍼 표면으로부터 발생하는 가스를 배출하기 위한 배기구(288a)가 설치되고, 이 배기구(288a)에 배기관(290)이 접속되어 있다. 이 배기관(290)은, 장치정면측(주웨이퍼 반송기구(124)측) 덕트(152)(또는 154) 또는 도시하지 않은 덕트에 통하여 있다.
차폐판(274) 아래에는, 차폐판(274), 양측벽(272) 및 바닥판(292)에 의해서 기계실(294)이 형성되어 있고, 그 실내에는 열판지지판(296), 셔터아암(298), 지지된 아암(300), 셔터아암 승강구동용 실린더(302), 지지핀아암 승강구동용 실린더(304)가 설치되어 있다.
제18도에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)의 바깥둘레부가 놓여지도록 열판(278)의 표면에 복수개, 예를 들면 4개의 웨이퍼 안내지지 돌기부(306)가 설치되어 있다. 제20도 및 제21도는, 웨이퍼 안내지지 돌기부(306)의 구성 및 작용을 설명하기 위한 부분측면도 및 요부단면도이다. 제21도에 나타낸 바와 같이, 각 웨이퍼 안내지지 돌기부(306)는, 소정의 두께(D)를 가지는 평판조각(308)을 통해서 소정의 각도, 예를 들면 45°의 원추테이퍼(경사면)(310a)를 가지는 단면 사다리꼴형 판조각(310)을 볼트(312)로 열판(278)에 굳게 붙여서 이루어진 것이다. 평판조각(308)은 적어도 반경방향에 있어서 단면 사다리꼴형 판조각(310)보다도 내측으로 이어져 있다. 양 판조각(308, 310)은, 예를 들면 세라믹으로 이루어지고, 단면 사다리꼴형 판조각(310)이 웨이퍼 안내수단을 구성하고, 평판조각(308)은 웨이퍼 지지수단을 구성하고 있다.
제20도에 나타낸 바와 같이, 로딩시에 웨이퍼 지지핀(282)이 상승하여 웨이퍼 반송체(194)(도시하지 않음)로부터 웨이퍼(W)를 수취하고, 이 상태에서, 즉, 웨이퍼(W)를 지지한 상태에서 하강하면, 열판(278)의 윗쪽에서 웨이퍼(W)의 바깥둘레부(엣지)가 웨이퍼 안내지지 돌기부(306)의 단면 사다리꼴형 판조각(310)의 테이퍼면(310a)에 실리고, 그 상태에서 테이퍼면(310a)를 따라서 평판조각(308)까지 떨어뜨려져서, 제21도에 나타낸 바와 같이 위치결정된다. 단면 사다리꼴형 판조각(310)의 테이퍼면(310a)의 윗끝단과 평판조각(308)의 반경내측끝단과의 사이의 거리(K)는, 센터링폭을 규정하고 있고, 단면 사다리꼴형 판조각(310)의 원추테이퍼각 및 평판조각(308)의 두께(D)와 합쳐서 소망치로 설정할 수 있다.
이와 같이, 로딩시에 웨이퍼 지지핀(282)이 웨이퍼(W)을 지지한 상태에서 하강하면, 웨이퍼(W)가 웨이퍼 안내지지 돌기부(306)의 단면 사다리꼴형 판조각(310)의 테이퍼면(310a)을 따라서 안내되고, 자동적으로 위치맞춤(센터링)된다. 따라서, 주웨이퍼 반송기구(124)의 웨이퍼 반송체(194)측에서의 웨이퍼 반송에 있어서 위치결정에 다소의 오차가 있어도, 베이킹 유니트측에서 그 오차를 흡수(보정)하고, 웨이퍼(W)를 열판(278) 위에 정확하게 위치맞춤하여 얹어놓을 수 있다. 또한, 웨이퍼(W)는, 열판(278)의 표면으로부터 웨이퍼 안내지지 돌기부(306)의 평판조각(308)의 두께(D)만큼 뜬 상태에서 얹어놓이기 때문에, 열판표면의 먼지가 웨이퍼 뒷면에 부착할 우려는 없고, 또한 열판표면으로부터의 복사열에 의해서 웨이퍼 전면이 균일하게 가열된다.
본 처리시스템에서의 쿨링 유니트(COL) 및 익스텐션·쿨링 유니트(EXTCOL)도, 처리온도(얹어놓는 대(SP)의 온도)가 다를 뿐, 구성적으로는 프리베이킹 유니트(PREBAKE) 및 포스트베이킹 유니트(POBAKE)와 공통하고 있으므로, 이들 유니트(COL), (EXTCOL)에도 상기한 본 실시예에 의한 웨이퍼 안내지지 돌기부(306)를 적용하는 것이 가능하다. 또한, 웨이퍼 안내지지 돌기부(306)의 형상은 상기한 것에 한정되지 않고, 여러종류의 변형이 가능하고, 예를 들면 웨이퍼(W)의 바깥둘레에 대응한 원호형상의 것이어도 좋다.
다음으로, 제22도를 참조하여 처리스테이션(112)에서의 제3조(G3)의 다단유니트에 포함되어 있는 어드히젼 유니트(AD)의 구성 및 작용을 설명한다. 제22도는, 본 실시예에 의한 어드히젼 유니트(AD) 주요부의 구성을 나타낸 단면도이다. 이 유니트(AD)의 처리용기(320)는, 얹어놓는 대(SP)로서 원판형상의 열판(324)를 수용한 통형상의 열판유지체(326)와 열판(324) 위에 틈 및 공간(327, 327a)을 통해서 덮여진 뚜껑체(328)로 구성된다. 뚜껑체(328)의 중심부에는, HMDS가스공급부(도시하지 않음)로부터 가스공급관(330)을 통해서 HMDS가스를 용기내에 도입하기 위한 HMDS가스 도입구(328a)가 형성되어 있다.
뚜껑체(328)는 가스도입구(328a) 부근으로부터 반경방향 바깥측을 향하여 상하 2개로 분기하여 이중뚜껑구조(328b, 328c)로 되어 있고, 내측 뚜껑부(328b)의 바깥둘레부와 외측 뚜껑부(328c)의 측벽내측면과의 사이에 거의 전둘레에 걸쳐서 틈(328d)이 형성되어 있다. 양 뚜껑부(328b, 328c) 사이의 틈(328f)은 뚜껑체(328)의 바깥측면에 설치된 배기구(331)에 통하여 있다. 이에 의해서, 가스도입구(328a)로부터 도입된 HMDS가스는 주위를 향하여 공간(327a)안을 균일하게 확산하고, 틈(328d)으로부터 균일하게 배기되게 되어 있다. 또한, 배기구(331)는, 배기관(332)을 통해서 펌프(도시하지 않음)에 접속되어 있다.
열판(324)은, 열전도율이 높은 금속, 예를 들면 알루미늄으로 구성되고, 그 윗면에는 피처리체로서 웨이퍼(W)가 얹어놓인다. 열판(324)의 내측에는 웨이퍼(W)를 가열처리하기 위한 히터, 예를 들면 발열저항체 및 온도센서 등이 내장되고, 열판(324) 밖에는 히터의 발열온도를 제어하기 위한 온도제어기구(도시하지 않음) 등이 설치되어 있다. 또한, 열판(324)에는 여러 장소, 예를 들면 3개소에 관통구멍(324a)이 설치되어 있고, 이들 관통구멍(324a)에는 웨이퍼 받아넘김용의 상하이동이 가능한 지지핀(326)이 유동가능하게 끼워진 상태에서 끼워져 통하여 있다. 웨이퍼(W)의 반입·반출시에는, 이들 지지핀(326)이 열판(324)의 윗면보다도 위애 돌출(상승)하여 웨이퍼(W)를 지지하고, 주웨이퍼 반송기구(124)의 웨이퍼 반송체(196)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 받아넘김을 행하도록 되어 있다.
상기 구성을 가지는 어드히젼 유니트(AD)에 있어서는, 용기(320)내를 사전에 HMDS가스를 도입할 수 있도록 소정의 감압상태로 하지 않고, 펌프로 배기구(331)로부터 용기내의 가스를 배기하면서, HMDS가스 공급부로부터 HMDS가스를 HMDS가스 도입구(328a)를 통해서 도입한다. 웨이퍼(W)는, 소정온도로 가열되면서, 도입된 균일하게 확산하는 HMDS가스의 분위기로 노출됨으로써, 그 표면이 소수화처리된다. 처리후의 가스는, 뚜껑체(328)의 틈(328d, 328f) 및 통과구멍을 통해서 배기구(331)로부터 용기(320) 밖으로 배출된다. 일정시간이 경과하면, HMDS가스 대신에 가스공급관(330)으로부터 N2가스가 공급되고, 이 N2가스로 용기(320)내가 치환되고, 패싱이 행하여진다.
이와 같이, 본 실시예의 어드히젼 유니트(AD)에 있어서는, 용기(320) 내를 배기하면서 HMDS가스를 도입하기 위해서, 용기(320)로부터 HMDS가스가 샐 우려는 없다. 또한, 용기(320)에 도입되는 HMDS가스의 유량보다도 배기구(331)로부터 배기되는 가스의 유량을 조금 많이 설정하여, 바깥공기가 뚜껑체(328)와 열판유지체(326)와의 틈(327)로부터 용기(320)내로 유입하도록 설정함으로써, 이 틈(327)으로부터의 HMDS가스의 누출으로 보다 효과적으로 방지할 수 있고, 용기(320)를 고도의 밀폐구조로 할 필요가 없어진다. 이 결과, 장치코스트를 대폭적으로 내릴 수 있다. 또한, HMDS가스 도입구(328a) 및 배기구(331)의 형상, 부착장소는 상기한 것에 한정되지 않고, 각종 변형이 가능하고, 예를 들면 배기구를 열판유지체(326)측, 예를 들면 윗끝단부의 공간(327a)측부근에 설치하는 것도 가능하다.
또한, 상기 베이킹 유니트, 쿨링 유니트, 익스텐션 쿨링 유니트, 쿨링 유니트, 어드히젼 유니트, 얼라이먼트 유니트 등의 상하로 다단 배치된 각 유니트를 슬라이드식으로 구성하고, 붙이고 떼는 것을 가능하게 하여도 좋다. 이에 의해서 관리유지성이 향상한다.
다음으로, 제23도 및 제24도를 이용하여 본 처리시스템의 인터페이스부(114)의 구성 및 작용을 설명한다. 도시한 바와 같이, 인터페이스부(114)에서의 웨이퍼 반송체(126)는, 반송기초대(340) 위에, X방향(전후방향)으로 이동이 가능한 웨이퍼 반송용 핀셋(342)을 구비하고 있다. 반송기초대(340)는, 회전축(344)을 통해서 승강대(346) 위에서 θ방향으로 회전이 가능하게 부착되고, 승강대(346)는 수평이동체(348)로 수직방향(Z방향)으로 승강이동이 가능하게 지지되며, 수평이동대(348)는 Y방향으로 연이어 나와서 설치된 가이드레일(350)을 따라서 미끄러져 움직일 수 있도록 지지되어 있다. 핀셋(342)을 X방향으로 이동시키기 위한 X방향 구동부는, 반송기초대(340)에 내장된 구동모터 및 벨트(도시하지 않음)에 의해서 구성되어 있다. 반송기초대(340)를 θ방향으로 회전이동시키기 위한 회전구동부는, 승강대(346)에 내장된 구동모터(도시하지 않음)에 의해서 구성되어 있다. 승강대(346)를 Z방향으로 승강이동시키기 위한 Z방향 구동부는, 수평이동대(348) 안에 설치된 구동모터(352) 및 볼스크류축(도시하지 않음)에 의해서 구성되어 있다. 수평이동대(348)를 Y방향으로 이동시키는 Y방향구동부는, 수평이동대(348)에 접속된 벨트와 구동모터(도시하지 않음)에 의해서 구성되어 있다.
상기와 같은 구동기구 및 지지기구에 의해서, 인터페이스부(114)의 웨이퍼 반송체(126)는, 인터페이스부 정면측의 픽업 카세트(CR) 및 바퍼 카세트(BR), 배면측의 주변노광장치(128), 처리스테이션(112)측의 제4조(G4)의 다단유니트에 속하는 익스텐션 유니트(EXT) 및 인접하는 노광장치측의 웨이퍼 받아넘김대(도시하지 않음)와의 사이에서 X, Y, Z, θ방향으로 이동하고, 웨이퍼(W)를 1매씩 이동할 수 있도록 되어 있다. 웨이퍼 반송체(126)에는, 반송기초대(340)의 앞끝단부로부터 L자형상으로 앞쪽으로 돌출하는 웨이퍼 맵핑용의 한 쌍의 센서아암(354, 356)이 부착되어 있다.
픽업 카세트(CR)는, 본 처리시스템의 정면판넬측의 개폐문(도시하지 않음)으로부터 붙이고 떼는 것이 가능하게 인터페이스부(114)내에 장전되는 것이고, 샘플의 반도체 웨이퍼(W)가 이 카세트(CR)에 수납된다. 버퍼카세트(BR)는, 인터페이스부(114)내에 고정배치되는 정치형(定置型)의 카세트이며, 본 처리시스템내에서, 혹은 본 처리시스템과 노광장치와의 사이에서, 웨이퍼(W)가 필요에 따라서 (보통은 대기 혹은 보관을 위해) 일시적으로 카세트(BR)에 수납된다. 웨이퍼 반송체(126)의 이동 스트로크(stroke)는 비교적 크고, 핀세트(342)는 비교적 큰 판두께를 가지고 있으므로, 이 버퍼 카세트(BR)의 웨이퍼 수납간격(즉 웨이퍼 수납홈 피치)은, 보통의 가반형 카세트(CR)의 그것보다도 큰 치수로 선택되어 있다. 가령, 보통의 카세트(CR)의 웨이퍼 수납간격은 6.35mm인데, 버퍼카세트(BR)의 웨이퍼 수납간격은 11mm로 선택된다. 이에 따라, 웨이퍼 반송체(126)의 핀세트(342)는, 버퍼카세트(BR)의 각 웨이퍼 수납홈에 지장없이 웨이퍼(W)를 출납할 수 있다.
주변 노광장치(128)는, 웨이퍼(W)를 스핀척(128c)위에 실어 웨이퍼(W)의 에치(edge)부만을 선택적으로 노광하는 스피너형의 처리유니트이며, 장치관체(128a) 중에는 노광장치 본체(도시생략)가 설치되어, 장치관체(128a)의 정면측(웨이퍼 반송체(126)측)의 벽면에는, 웨이퍼(W) 및 핀세트(342)가 출입하기 위한 셔터가 부착된 개구부(128b)가 설치되어 있다.
제24도에서는, 처리스테이션(112)측의 제4조(G4)에 속하는 익스텐션 유니트(EXT)가 표시되어 있다. 이 익스텐션 유니트(EXT)에는, 원주방향에 등간격으로 복수개, 가령 3개의 웨이퍼 지지핀(358a)을 세워 설치하여 이루어지는 웨이퍼 주고받음대(358)가 설치되어 있다.
다음에, 본 처리시스템에 있어서 웨이퍼(W)가 일련의 처리를 받을 때의 웨이퍼 반송동작을 설명한다. 우선, 카세트 스테이션(110)에서, 웨이퍼 반송체(122)가 카세트 얹어놓는 대(120) 위의 처리전의 웨이퍼를 수용하고 있는 카세트(CR)에 억세스하고, 그 카세트(CR)로 부터 1매의 웨이퍼(W)를 꺼낸다. 웨이퍼 반송체(122)는, 카세트(CR)로 부터 1매의 웨이퍼(W)를 꺼내면, 처리스테이션(112)측의 제3조(G3)의 다단 유니트내에 배치되어 있는 얼라이먼트 유니트(ALIM)까지 이동하고, 유니트(ALIM)내의 웨이퍼 얹어놓는 대(250) 위에 웨이퍼(W)를 싣는다. 웨이퍼(W)는, 상기와 같이 하여, 웨이퍼 얹어놓는 대(250) 위에서 오리플러 맞춤 및 센터링된다. 그 후, 주 웨이퍼 반송기구(124)의 웨이퍼 반송체(196)가 얼라이먼트 유니트(ALIM)에 웨이퍼 반송체(122)와는 반대측에서 엑세스하고, 웨이퍼 얹어놓는 대(250)로 부터 웨이퍼(W)를 받아 들인다.
처리스테이션(112)에 있어서, 주 웨이퍼 반송기구(124)는 웨이퍼(W)를 최초로 제3조(G3)의 다단 유니트에 속하는 어드히젼 유니트(AD)에 반입한다. 이 유니트(AD)내에서 웨이퍼(W)는 상기한 것과 같은 어드히젼 처리를 받는다. 어드히젼 처리가 종료하면, 주 웨이퍼 반송기구(124)는, 웨이퍼(W)를 어드히젼 유니트(AD)로 부터 반출하고, 다음에 제3조(G3) 또는 제4조(G4)의 다단 유니트에 속하는 쿨링(cooling) 유니트(COL)에 반입한다. 이 유니트(COL)내에서 웨이퍼(W)는 레지스트 도포처리전의 설정온도, 가령 23℃까지 냉각된다.
냉각처리가 종료하면, 주 웨이퍼 반송기구(124)는, 핀세트(206A)에 의해 웨이퍼(W)를 쿨링유니트로 부터 반출하고, 다음에 제1조(G1) 조는 제2조(G2)의 다단 유니트에 속하는 레지스트 도포 유니트(COT)에 반입한다. 이 레지스트 도포 유니트(COT) 내에서 웨이퍼(W)는 스핀코트법에 의해 웨이퍼 표면에 일정한 막두께로 레지스트를 도포한다. 레지스트 도포처리가 종료하면, 주 웨이퍼 반송기구(124)는, 웨이퍼(W)를 레지스트 도포 유니트(COT)로 부터 반출하고 다음에 프리베이크 유니트(PREBAKE) 내에 반입한다. 프리베이크 유니트(PREBAKE) 내에서 웨이퍼(W)는 얼판(278)위에 얹어 놓이고, 소정온도, 가령 100℃에서 소정시간만큼 가열된다. 이에 의해, 웨이퍼(W)상의 도포막에서 잔존하는 용제가 증발하여 제거된다.
프리베이크가 종료하면, 주 웨이퍼 반송기구(124)는, 웨이퍼(W)를 프리베이크 유니트(PREBAKE)로 부터 반출하고, 다음에 제4조(G4)의 다단 유니트에 속하는 익스텐션·쿨링 유니트(EXTCOL)에 반입한다. 이 유니트(COL) 내에서 웨이퍼(W)는 차공정 즉, 주변 노광장치(128)에 있어서의 주변 노광처리공정에 적합한 온도, 가령 24℃까지 냉각된다. 이 냉각 후에, 주 웨이퍼 반송기구(124)는, 웨이퍼(W)를 바로 위의 익스텐션 유니트(EXT)에 이송하고, 이 유니트(EXT)내의 얹어놓는 대(358) 위에 웨이퍼(W)를 얹어놓는다.
이 익스텐션 유니트(EXT)의 얹어놓는 대(358) 위에 웨이퍼(W)가 얹어 놓이면, 제24도에 나타내는 것처럼, 인터페이스부(114)의 웨이퍼 반송체(126)가 주 웨이퍼 반송기구(124)와는 반대측에서 엑세스하여, 웨이퍼(W)를 받아들인다. 그리고, 웨이퍼 반송체(126)는 웨이퍼(W)를 인터페이스부(114)내의 주변 노광장치(128)에 반입한다. 여기서, 웨이퍼(W)는 웨이퍼(W)의 에지부에 노광처리를 받는다. 주변 노광처리가 종료하면, 웨이퍼 반송체(126)는, 웨이퍼(W)를 주변 노광장치(128)로 부터 반출하고, 인접하는 노광장치측의 웨이퍼 받는 대(도시생략)로 이송한다. 이 경우, 웨이퍼(W)는, 노광장치에 넘겨지기 전에, 버퍼카세트(BR)에 일시적으로 격납되는 수도 있다.
노광장치에서 전면 노광처리가 종료하고, 웨이퍼(W)가 노광장치측의 웨이퍼 받는 대로 되돌아 가면, 인터페이스부(114)의 웨이퍼 반송체(126)는 그 웨이퍼 받는 대로 엑세스하여 웨이퍼(W)를 받고, 제24도에 나타내는 바와 같이, 받아들인 웨이퍼(W)를 처리스테이션(112)측의 제4조(G4)의 다단 유니트에 속하는 익스텐션 유니트(EXT)에 반입하고, 웨이퍼 받는 대(358)위에 얹어놓는다. 이 경우에도, 웨이퍼(W)는, 처리스테이션(112)측으로 넘겨지기 전에 인터페이스부(114)내의 버퍼카세트(BR)에 일시적으로 격납되는 수가 있다.
상기 익스텐션 유니트(EXT)에 웨이퍼(W)가 반입되면, 웨이퍼 반송체(126)와는 반대측으로 부터 주 웨이퍼 반송체(124)가 엑세스하여 웨이퍼(W)를 받아들이고, 제1조(G1) 또는 제2조(G2)의 다단 유니트에 속하는 현상유니트(DEV)에 반입한다. 이 현상유니트(DEV)내에서는, 웨이퍼(W)는 스핀척 위에 실리고, 예를 들면 스프레이 방식에 의해, 웨이퍼 표면에 형성된 레지스트막에 현상액이 공급되어 현상이 이루어진다. 그 후, 웨이퍼 표면에 린스액을 공급하여 현상액을 씻어낸다.
이 현상공정에 있어서는, 여러 가지 문제가 있다. 그중 하나의 문제를 이하에 설명한다. 일반적으로, 피처리체의 표면에 도포되는 레지스트 재료로서는 노보랙(novolac) 수지등이 사용되고 있고, 한편, 현상액으로서는, 물에 테트라메틸 암모니움 하이드로 옥사이트(TMAH)를 2.38% 정도 용해시킨 TMAH 수용액등이 사용되고 있다. 이와 같이 레지스트막은 수지 등에 의해 구성되어 있으므로, 발수성(撥水性)을 나타내며, 그러므로 레지스트막 위의 현상액의 젖는 성질이 나쁘다. 따라서, TMAH 수용액으로 이루어지는 현상액은, 레지스트막의 표면전체에 균일하게 퍼지기 어려운 문제가 있다.
제25도에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 표면에 레지시트막(A)을 형성한 후, TMAH 수용액으로 이루어지는 현상액(401)을 레지스트막(4)의 표면에 공급한 경우, 양자의 융합(상용성, 젖는 성질)이 좋지 않기 때문에, 현상액(401)중에 기포(402)가 발생한다. 이와 같이 기포(402)가 발생한 부분에 있어서는, 현상이 충분히 이루어지지 않아, 이른바 현상의 결함이 발생한다. 그래서, 계면활성제를 첨가한 현상액, 가령 아니온(anion)계나 캐티온(cation)계의 계면활성제를 첨가한 TMAH 수용액을 이용하는 것이 알려져 있다.
그러나, 현상액중에 계면활성제를 첨가하는 방법에서는, 현상액의 농도는 균일하게 되지만, 현상특성이 열화해 버린다. 즉, 제26도에 나타난 것처럼, 레지스트막(A)의 현상은, 도면중의 일점쇄선(403)으로 나타나는 것처럼, 레지스트 패턴의 끝단부가 웨이퍼(W)의 표면에 대해서 거의 수직이 되도록 이루어지는 것이 가장 바람직하다. 그런데, 계면활성제가 첨가된 현상액을 이용하여 현상을 한 경우, 현상중에 계면활성제가 석출하므로써, 도면중의 실선(404)으로 나타내듯이, 레지스트 패턴의 끝단부가 웨이퍼(W)의 표면에 대해서 경사해 버린다. 또, 실제의 제조라인에 있어서는, 현상액은 중앙 공급장치에 설치된 공통의 탱크로 부터 개개의 현상장치 등에 공급하는 형태로 되어 있으므로, 레지스트막의 종류나 발수성의 정도에 따라서 현상액중에 첨가하는 계면활성제의 양이나 종류를 가장 적절한 것으로 변경하는 것은 불가능하다.
따라서, 본 발명자들은, 현상액의 농도에 영향을 주지않고 레지스트막의 표면에 친수성을 부여할 수 있는 방법을 검토하고, 현상처리를 하기 전에, 피처리체인 웨이퍼에 도포된 레지스트막의 표면에, 중성의 물질로 이루어지는 친수성막을 형성하는 처리방법을 제공한다. 또, 본 발명자들은, 웨이퍼에 도포된 레지스트막의 표면에 중성의 물질로 이루어지는 친수성막을 형성한 후에, 현상액의 접촉각이 50° 이하가 되는 조건하에서 현상액을 공급하여 현상처리를 하는 방법을 제공한다.
이들 방법에 있어서, 상기 친수성막을 형성하는 물질로서는, 레지스트막 및 현상액의 어느 것과도 반응하지 않는 중성의 물질일 필요가 있다. 이와 같은 물질로서는, PVA(폴리비닐알콜), 사카로스(saccharose) 등을 들 수 있다. 이들의 물질은, 가령 수용액의 상태에서 레지스트막 위에 공급된다. 이 때, 수용액의 점도는, 10cp 미만, 바람직하게는 2~3cp로 설정하는 것이 바람직하다. 이것은, 수용액의 점도가 10cp 이상이 되면, 형성되는 친수성막의 두께가 1㎛ 정도가 되기 때문이다.
상기 친수성막의 두께는, 평균 3000 옹스트롬 이하, 바람직하게는 2500 옹스트롬 이하인 것이 바람직하다. 이것은, 친수성막의 두께가 너무 두꺼워져, 3000 옹스트롬을 넘으면, 레지스트막의 표면에서 현상액의 농도가 현저하게 변화하고, 현상의 균일성이 흐트러지기 때문이다. 또, 친수성막의 두께가 너무 얇으면, 친수성막에 핀홀(pin hole)이 발생하여 효과가 불충분해지므로, 친수성막의 두께는 평균 500 옹스트롬 정도가 보다 바람직하다. 이러한 친수성막을 얇게 하므로써, 레지스트막 표면에 공급되는 현상액의 농도에 영향을 주지 않고 친수성막을 형성할 수 있다.
상기 친수성막은, 수평상태로 지지된 웨이퍼의 위쪽에서 PVA 수용액 또는 사카로스 수용액을 공급한 후, 웨이퍼를 회전시키는 스태틱(static)코트법, 혹은, 수평상태로 지지한 웨이퍼를 회전시키면서 상기 수용액을 공급하는 다이나믹코트법에 의해 형성할 수가 있다. 상기와 같이 친수성막을 형성하기 위해 적당한 장치로서는, 웨이퍼를 수평상태로 유지하여 회전시키는 스핀척을 구비하여, 이 스핀척에 유지된 웨이퍼에 도포된 레지스트막의 표면에 중성이며 친수성인 상기 액을 용액을 공급하기 위한 노즐을 구비한 처리장치를 예로 들 수 있다. 또한, 상기 용액을 공급하는 노즐은, 레지스트막의 도포장치 및/또는 현상장치에 설치할 수가 있다.
상기 처리방법에 의하면, 현상처리를 하기 전에, 레지스트막의 표면에 형성된 친수성막에 의해, 현상액을 레지스트막 표면에 융합시킬 수가 있게 된다. 특히, 현상액의 접촉각이 50° 이하가 되는 조건하에서 현상액을 공급하므로써, 현상의 결함의 발생을 현저히 억제할 수가 있다. 또, 필요이상으로 다량의 현상액을 공급하지 않고 현상처리를 할 수가 있다.
상기 방법의 예에 관해서 설명한다. 제27도는 상기 방법을 실시할 때에 사용되는 현상유니트의 단면도, 제28도는 제27도에 나타내는 현상유니트의 평면도이다.
제27도 및 제28도에 나타내는 바와 같이, 현상유니트의 중심부에는, 구동모터(425)에 의해 회전가능하고 동시에 승강이 가능하게 구성된 스핀척(426)이 설치되어, 진공흡착 등에 의해 웨이퍼(W)를 스핀척(426)의 윗면에 수평상태로 흡착유지하도록 구성되어 있다. 이 스핀척(426)의 주위에는, 스핀척(426)을 둘러싸듯이 하고, 현상액이나, 세정수 등의 린스액의 비산을 방지하기 위한 수지 또는 금속으로 이루어지는 고리형상의 컵(429)이 설치되어 있다. 이 컵(429)은, 위쪽을 향하여 직경축소되는 경사부(430)를 가지고 있고, 그 윗단 개구부(431)의 직경은 웨이퍼(W)의 외경보다도 커지도록 형성되어 있다. 또, 컵(429)의 바닥부(432)는 수평에 대해서 약간 경사하여 설치되어 있고, 바닥부(432)의 최하부에는 배액배관(433)이 접속됨과 동시에, 그 반대측에는 컵(429) 내의 분위기를 배기하기 위한 배기배관(434)이 접속되어 있다. 이 바닥부(432)에는, 웨이퍼(W)의 직경보다도 작은 직경을 갖는 고리형상벽(435)이 세워 설치되어 있고, 이 고리형상벽(435)의 위끝단에는, 스핀척(426)에 의해 흡착유지된 웨이퍼(W)의 이면에 근접하는 정류판(436)이 배설되어 있다. 정류판(436)의 주변부는, 외측을 향하여 아래쪽으로 경사하도록 구성되어 있다.
컵(429)의 옆쪽에는, 웨이퍼(W)상에 현상액을 공급하기 위한 현상액 공급장치(440)가 설치되어 있다. 이 현상액 공급장치(440)는, 제29도 및 제30도에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 외경보다도 약간 긴 길이를 갖는, 가령 염화비닐로 이루어지는 중공파이프형상의 현상액 헤더(header)(441)(현상액 토출노즐부)를 가지고 있고, 그 하면측에는, 현상액 헤더(441)의 축방향을 따라서 토출구멍(442)이 다수 뚫어 설치되어 있으며, 현상액 헤더(441)내에 공급된 현상액을 토출구멍(442)을 통하여 아래쪽으로 토출시키고, 웨이퍼(W)상에 현상액을 공급하도록 구성되어 있다. 이 현상액 헤더(441)의 양끝단 윗부분에는, 현상액 헤더(441) 내부에 현상액을 공급하기 위한 현상액 공급구(443)가 설치되어 있으며, 이들 공급구(443)는, 제27도에 나타내는 현상액원(445)에 접속되어 있다.
현상액 헤더(441)의 중앙부 상측에는, 거품빼는 구멍(446)이 형성되어 있고, 현상액 헤더(441)내에 현상액을 공급할 때에 발생하는 거품이 현상액 헤더(441)외로 배출되는 구성으로 되어 있다. 현상액 헤더(441)는, 그 위쪽에 나란히 설치된 막대형상의 지지아암(447)에 지지되어 있다. 또, 제28도에 나타내는 바와 같이, 컵(429)의 앞쪽(제28도에서 아래쪽)에는, 현상액 헤더(441)를 웨이퍼(W)의 위쪽에서 왕복운동시키기 위한 반송레일(448)이 설치되어 있고, 이 레일(448)을 따라서 파지아암(450)이 이동이 자유롭게 장착되어 있다. 파지아암(450)은, 에어실린더나 스텝핑모터 등에 의해 구동되는 볼스크류, 벨트식의 이동기구에 의해 이동하고, 상기 지지아암(447)을 잡아서 현상액 헤더(441)를 웨이퍼(W)의 위쪽에서 이동시키도록 구성되어 있다. 또한, 파지아암(450)은, 에어 실린더 등을 사용한 메카니컬척기구나 진공흡착식, 전자석식의 척 등에 의해 구성되어, 지지아암(447)을 파지, 끼워둠, 흡착하는 것이 가능하다.
제27도에 나타내듯이, 스핀척(426)을 사이에 끼워서 현상액 공급장치(440)의 반대측에는, 린스액으로서, 가령 순수한 물을 공급하기 위한 린스액 헤더(451)가 설치되어 있다. 제29도에 나타내듯이, 이 린스액 헤더(451)의 아래쪽에는, 두 개의 린스용 노즐(452)이 설치되어 있다.
이 린스액 헤더(451)는, 앞에 설명한 현상액 헤더(441)와 마찬가지로, 상기 반송레일(448)에 설치된 파지아암(450)에 의해 잡히고, 웨이퍼(W)의 위쪽을 왕복운동하도록 구성되어, 현상액에서 린스액원(453)으로 부터 공급되는 린스액을 노즐(452)로부터 토출하여 웨이퍼(W) 위에 공급한다.
상기와 같이 구성되는 현상유니트에 있어서, 스핀척(426)의 위쪽에는 친수성막을 형성할 때에 사용하는 노즐(460)이 설치되어 있다. 노즐(460)에는, 공급관(461)을 통하여 탱크(462)에 축적된 중성이며 친수성으로서, 레지스트막과 반응하지 않고, 현상액에는 완전히 용해하는 용액이 공급되고, 이 용액을 스핀척(426)에 의해 흡착유지된 웨이퍼(W)의 위쪽에서, 가령 적하 등의 방법에 의해 공급하도록 되어 있다. 이 탱크(462)에 축적되어 있는 용액에는, 점도가 10cp 미만, 바람직하게는 2~3cp인 PVA 수용액 또는 사카로스 수용액이 이용된다. 또한, 노즐(460)은, 도시와같이 하나에 한정되지 않고, 복수 설치할 수도 있다. 그 외에, 스핀척(426)에 유지된 웨이퍼(W)의 아래측에는, 웨이퍼(W)의 이면에 대해서 세정수를 분출하기 위한 세정수 분사노즐(463)이 설치되어 있고, 이 세정수 분사노즐(463)은, 세정수 공급관(465)을 통하여 세정수원(466)으로 부터의 세정수를 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 상기 구동모터(425), 현상액원(445), 린스액원(453), 탱크(462) 및 세정수원(466)을 포함하는 장치전체의 제어는, 가령 마이크로 컴퓨터등으로 이루어지는 제어부(467)에 의해 이루어진다.
현상유니트 내에서는, 우선, 스핀척(426)이 상승하여 주 웨이퍼 반송기구(124)로 부터 웨이퍼(W)를 주고 받기가 되고, 스핀척(426)은 웨이퍼(W)를 흡착유지하면서 하강한다. 이와 같이 스핀척(426)에 의해 흡착유지된 웨이퍼(W)를 컵(429)의 내부에 삽입한 후, 제27도에 나타내듯이, 웨이퍼(W)의 표면에 도포형성된 레지스트막(A)의 위에 친수성막(B)의 형성이 이루어진다. 이 친수성막(B)의 형성은, 후술하는 스태틱코트법 또는 다이나믹코트법 중 어느 한 방법에 의해 이루어진다.
우선, 스태틱코트법에 의해 형성하는 경우에는, 구동모터(425)를 가동시키기 전의 정지된 상태에서, 상기와 같이 스핀척(426)에 의해 수평상태로 지지한 웨이퍼(W)의 위쪽에서, 노즐(460)을 통하여 탱크(462)에 축적된 중성이며 친수성인 용액을 공급한다. 정지상태에 있는 웨이퍼(W) 상의 레지스트막(A) 위에 소정량의 중성이고 친수성인 용액을 공급한 후, 구동모터(425)의 가동에 의해 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 이 때, 원심력에 의해 용액이 웨이퍼(W)의 윗면, 즉 레지스트막(A)의 표면전체에 퍼져서 친수성막(B)이 형성된다.
한편, 다이나믹코트법에 의한 경우는, 상기와 같이 스핀척(426)에 의해 웨이퍼(W)를 수평상태로 지지하고, 구동모터(425)의 가동에 의해, 웨이퍼(W)를 먼저 저속으로 회전시킨다. 이와 같이 웨이퍼(W)를 저속으로 회전시키면서, 웨이퍼(W)의 위쪽으로 부터 노즐(460)을 통하여 탱크(462)에 저장된 중성이면서 친수성인 용액을 공급하므로써, 웨이퍼(W) 상의 레지스트막(A) 위에 친수성의 용액을 균일하게 퍼지게 한다. 그 후, 웨이퍼(W)를 고속으로 회전시키고, 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 윗면으로 부터 여분의 중성이면서 친수성용액을 뿌려서, 레지스트막(A)위에 균일한 두께의 친수성막(B)을 형성한다.
스태틱코트법, 다이나믹코트법 중 어느 방법에 의해서도 원심력을 이용하여 점도가 10cp 미만, 바람직하게는 2~3cp인 PVA 수용액 또는 사카로스 수용액 등을 퍼지게 하므로써, 웨이퍼(W)의 표면에서 레지스트막(A)상에, 평균두께가 3000 옹스트롬 이하, 통상웨이퍼 2500 옹스트롬 이하 정도의 대단히 얇은 친수성막(B)을 형성할 수가 있다.
이상과 같이 웨이퍼(W)의 표면에서 레지스트막(A) 위에 친수성막(B)을 형성한 후, 스핀척(426)의 회전을 일단 정지시킨다. 이어서, 상술한 것처럼 파지아암(450)을 가동시키고, 현상액 공급장치(440)의 지지아암(447)을 잡고 현상액 헤더(441)를 웨이퍼(W)의 위쪽에서 왕복운동시키면서, 현상액 헤더(441)의 아래면의 토출구멍(442)으로 부터 현상액을 토출하여, 웨이퍼(W)의 표면에 형성된 친수성막(B) 위에 현상액을 도포한다. 이 경우, 현상액원(445)으로 부터 공급된 현상액은, 현상액 헤더(441)의 양끝단의 공급구(443)로 부터 헤더(441)내로 들어가서, 일단 중공부분에 유입한 후, 작은 직경인 다수의 토출구멍(442)으로 부터 균일하게 토출된다. 또, 이때 발생한 거품, 혹은 현상액중에 포함되는 거품은, 현상액 헤더(441)의 중앙부에 설치한 거품빼는 구멍(446)으로 부터 원활하게 배출되므로, 웨이퍼(W) 표면의 친수성막(B) 위에 도포되는 현상액중에 기포가 함유되는 것을 억제할 수 있고, 현상불량의 발생을 방지할 수가 있다. 또한, 이 토출시에서의 현상액 헤더(441)의 왕복동작은 1회이거나, 복수회라도 좋다.
이상과 같은 현상처리를 하는데 있어서, 접촉각이 50° 이하가 되는 조건하에서도 현상액을 웨이퍼(W) 상에 공급한다. 즉, 웨이퍼(W) 상에 현상액을 가령 적하하는 등의 방법에 의해서 공급하면, 제31도에 나타내듯이 웨이퍼(W) 표면의 레지스트막(A) 위에서, 현상액(401)은 친수성막(B)을 통하여 반구형상의 액방울이 되어 나타난다. 그리고, 이 반구형상 액방울의 현상액(401)의 접촉각 α(반구형상 액방울의 둘레부와 레지스트막(A)의 윗면과의 접촉각(α))는, 레지스트막(A)의 윗면에 대한 현상액(401)의 융합상태에 따라 변화한다. 이 접촉각(α)은, 레지스트막(A)에 대한 현상액(401)의 융합상태가 좋을수록 작고, 또, 융합의 정도가 나쁠수록 크다. 예를 들면, 친수성막(B)을 형성하지 않고, 웨이퍼(W) 표면의 레지스트막(A) 위에 직접적으로 현상액(401)을 공급한 경우에는, 레지스트막(A)이 발수성을 갖기 때문에, 이 접촉각(α)은 거의 90°가 된다. 그리고, 레지스트막(A)의 윗면에 대한 현상액(401)의 융합상태가 좋으면 좋을수록, 앞에 제25도에서 설명한 기포(402)는, 현상액(401)중에 발생하기 어려워 진다. 반대로, 레지스트막(A)의 윗면에 대한 현상액(401)의 융합상태가 나쁘면 나쁠수록, 기포(402)는, 현상액(401) 중에 많이 발생하고, 따라서, 현상의 결함은 많이 발생한다.
레지스트막(A)의 윗면에 대한 현상액(401)의 융합상태의 양부는, 친수성막(B)의 상태에 의해 좌우된다. 가령 앞에서 설명한 스태틱코트법이나 다이나믹코트법 등의 방법에 의해 웨이퍼(W)의 윗면에서 레지스트막(A) 위에 친수성막(B)을 형성한 직후, 즉 친수성막(B)이 충분한 습윤상태에 있을 때에 현상액(401)이 공급되는 경우는, 현상액(401)의 융합상태가 좋고 따라서, 접촉각(α)은 작아지며, 현상의 결함의 발생은 적다. 한편, 친수성막(B)이 이미 건조되어 있는 등의 요인에 의해, 레지스트막(A)의 윗면에 대한 현상액(401)의 융합상태가 나쁜 조건하로 되어 있을 때에 현상액(401)이 공급되는 경우에는, 접촉각(α)은 커지며, 현상의 결함이 많이 발생해 버린다.
본 발명자들이, 이 접촉각(α)과 현상의 결함의 관계에 관해서 조사를 한바, 제32도에 나타내는 지견을 얻을 수가 있다. 제32도에서, 세로축은 접촉각(α)을 나타내고, 가로축은 현상결함의 발생빈도를 로그표시하고 있다. 제32도에 나타내듯이, 접촉각(α)이 커지면 현상결함의 발생빈도도 높아지며, 또, 현상결함의 발생빈도의 상승률은, 접촉각(α)이 커질수록 커지는 것을 알았다. 그리고, 접촉각(α)이 50° 이하가 되는 조건하에서 현상액을 공급한 경우에는, 레지스트막(A)의 윗면에 대한 현상액(401)의 융합상태는 현저히 좋고, 현상결함의 발생빈도는 매우 낮은 것을 알았다.
이상에서 설명한 것처럼, 웨이퍼(W)에 도포된 레지스트막(A)의 표면에 친수성막(B)을 형성한 후, 현상액의 접촉각(α)이 50° 이하가 되는 조건 하에서 현상액을 공급하여 도포상태로 하고, 소정시간 방치하므로써 현상조작을 한다. 이에 의해, 현상의 결함의 발생을 현저하게 억제할 수 있게 된다. 또한, 현상액의 접촉각(α)은 친수성막(B)의 상태에 따라서 변화한다. 이 접촉각(α)를 50° 이하로 하기 위해 필요한 조건은, 가령, 친수성막(B)의 습윤도, 레지스트막(A) 상에 친수성막(B)이 형성되고 나서 현상액이 공급될 때까지의 경과시간, 현상유니트내의 분위기의 온도 및 습도, 현상유니트의 형상이나 크기 등에 의해 적절히 결정된다. 여러 가지의 현상유니트에 대해서, 이 조건은 일정하게 된다고는 한정할 수 없다. 그래서, 사용하는 현상유니트에 대해서, 미리 현상액의 접촉각(α)을 50° 이하로 하기 위해 필요한 조건을 조사해 두고, 그 조건에 따라서 현상액을 공급하도록 하므로써, 결함의 발생이 적은, 양호한 현상처리를 할 수가 있다.
그리고, 이와 같이 결함의 발생이 적은, 양호한 현상처리가 종료하면, 다시 구동모터(425)의 가동에 의해 스핀척(426) 및 웨이퍼(W)는 회전하고, 그 원심력에 의해 웨이퍼(W)상의 현상액과 현상에 의해 용해된 친수성막의 액체가 뿌려진다. 또, 이와 동시에 린스액 헤더(451)가 웨이퍼(W)의 회전중심까지 이동하여 웨이퍼(W)의 상부중앙으로 부터 린스용 노즐(452)을 통하여 순수한 물 등의 린스액을 웨이퍼(W)에 공급하여, 잔류하는 현상액 등을 씻어버린다. 또, 이 린스액의 공급과 동시에, 웨이퍼(W)의 아래쪽에 배치된 세정수분사 노즐(463)로 부터 웨이퍼(W)의 이면을 향하여 세정수를 뿜어서, 웨이퍼(W)의 이면에 부착하고 있는 파티클의 원인이 되는 현상액 등을 씻어 내린다.
한편, 이와 같이 원심력에 의해 뿌려진 배액은, 컵(429)의 내면에서 받아들여져, 그 바닥부(432)의 경사를 따라서 흘러 배액배관(433)으로 부터 배출되고, 미스트를 포함하는 컵(429)내의 분위기는 배기배관(434)을 통하여 흡인배기되어 도시하지 않은 미스트 트랩(trap)을 통하여 시스템 밖으로 배출된다.
이와 같이 현상액 헤더(441)의 토출구멍(442)으로 부터 현상액이 토출되기 전에 레지스트막의 표면에 친수성막을 형성하므로써, 현상액을 레지스트막 표면에 균일하게 배합시킬 수가 있다. 특히, 현상액의 접촉각이 50° 이하가 되는 조건하에서 현상액을 공급하므로써, 현상의 결함의 발생을 현저히 억제할 수 있다. 또, 레지스트막의 표면에 형성되는 친수성막은 평균두께가 3000 옹스트롬 이하, 통상은 2500 옹스트롬 이하 정도의 매우 얇은 것이므로, 현상액의 농도에 거의 영향을 주지 않고, 현상의 균일성을 유지할 수가 있어, 성상이 좋은 제품을 제공할 수가 있다. 또, 필요이상으로 다량의 현상액을 공급할 필요가 없어져서, 러닝코스트(running cost)도 저감할 수 있어 경제적이다.
본 실시예에 있어서는, 현상 유니트에 관해서 설명하고 있지만, 상기 방법은 여러 양태를 취할 수 있는 것이다. 예를 들면, 웨이퍼의 레지스트막의 표면에 친수성막을 형성하는 공정은, 상기와 같이 노광후, 현상의 직전에 할 수도 있지만, 노광을 하기 전에 해도 좋다. 또, 웨이퍼의 레지스트막 표면에 중성이면서 친수성인 용액을 공급하는 노즐은, 현상유니트에 설치하는 것 외에, 레지스트막의 도포 유니트에 설치해도 좋다. 또, 그 노즐을 현상유니트나 레지스트막의 도포 유니트에 조립하지 않고, 가령 친수성막의 형성수단을 별도 단독으로 설치하는 것도 가능하다. 게다가, 친수성막을 형성하는 물질로써, 예를 들면 계면활성제를 사용해도 좋다.
현상공정이 종료하면, 주 웨이퍼 반송기구(124)는, 웨이퍼(W)를 현상유니트(DEV)로 부터 반출하고, 다음에 제3조(G3) 또는 제4조(G4)의 다단 유니트에 속하는 포스트 베이킹 유니트(POBAKE)에 반입한다. 이 유니트(POBAKE) 내에서 웨이퍼(W)는 열판(278)에 실려서, 가령 100℃에서 소정시간 만큼 가열된다. 이에 의해, 현상에서 팽윤한 레지스트가 경화하여, 내약품성이 향상된다.
포스트 베이킹이 종료하면, 주 웨이퍼 반송기구(124)는, 웨이퍼(W)를 포스트 베이킹 유니트(POBAKE)로 부터 반출하고, 다음에 어느 한 쿨링유니트(COL)에 반입한다. 여기서 웨이퍼(W)가 상온으로 돌아온 후, 주 웨이퍼 반송기구(124)는, 이어서 웨이퍼(W)를 제3조(G3)에 속하는 익스텐션 유니트(EXT)에 이송한다.
이 익스텐션 유니트(EXT)의 얹어놓는 대(176) 위에 웨이퍼(W)가 얹어 놓이면, 제7도에 나타내는 바와 같이, 카세트 스테이션(110)측의 웨이퍼 반송체(122)가 주 웨이퍼반송체(124)와는 반대측으로 부터 엑세스하여, 웨이퍼(W)를 받아 들인다. 그리고, 웨이퍼 반송체(122)는, 받아들인 웨이퍼(W)를 카세트 얹어놓는 대(120) 위의 처리가 끝난 웨이퍼 수용용의 카세트(CR)에, 그 소정의 웨이퍼 수용홈에 따라서 들어간다.
본 처리시스템에서 가장 빈번하게 동작하는 것은 처리스테이션(112)에서의 주 웨이퍼 반송기구(124)이다. 상기한 웨이퍼 반송동작은 다수의 웨이퍼(W)에 관해서 차례로 반복된다. 주 웨이퍼 반송기구(124)는, 거의 끊임없이 처리스테이션(112)내의 유니트 사이를 왕래하여 웨이퍼(W)의 반송을 한다.
각 유니트에 대해서, 주 웨이퍼 반송기구(124)는, 통형상 지지체(194)를 θ방향으로 회전이동시킴과 동시에 웨이퍼 반송체(196)를 상하방향으로 이동시키고, 핀세트(206)를 X방향으로 전진·후퇴이동시켜서, 웨이퍼(W)를 받아들인다. 주 웨이퍼 반송기구(124)의 웨이퍼 반송체(196)는 3개의 핀세트(206A), (206B), (206C)를 구비하고 있으므로, 가령 제1의 핀세트(206A)에서 웨이퍼(W1)를 유지한 상태로 소망의 유니트로 엑세스하고, 우선 비어 있는 제2의 핀세트(206B)에서 해당 유니트로 부터 처리가 끝난 웨이퍼(W2)를 반출하고, 다음에 제1의 핀세트(206A)에서 웨이퍼(W1)를 해당 유니트로 반입한다.
본 처리시스템에서는, 처리스테이션(112)내의 모든 유니트가 주 웨이퍼 반송기구(124)의 둘레에 다단 배치되고, 주 웨이퍼 반송기구(124)의 웨이퍼 반송체(196)는, 상하이동 및/또는 회전이동하는 것만으로 수평 방향으로의 이동은 없이, 모든 유니트로 엑세스할 수 있으므로, 엑세스 시간이 종래보다도 대폭으로 단축된다. 이에 의해, 전공정의 처리시간이 현저히 단축되어 스루풋이 대폭으로 향상하고 있다. 또, 반송기구도 간소화되고 있다.
또, 처리스테이션(112)내의 모든 유니트가 주 웨이퍼 반송기구(124)의 둘레에 다단배치되는 구성이므로, 시스템전체의 점유 스페이스절약(풋프린트)가 종래보다도 현격히 작고, 따라서 크린룸 코스트가 낮아 진다. 게다가 본 발명의 시스템은, 수직층류(垂直層流) 방식을 적용하는데 유리하고, 동시에 청정효과가 매우 높아 필터 등의 설비비용도 적어진다는 이점이 있다.
상기한 실시예에 있어서의 처리시스템내의 각부의 배치구성은 일례이며, 여러변형이 가능하다. 가령, 상기한 실시예에서는, 처리스테이션(112) 내의 다단 유니트 구성에 있어서, 제1 및 제2조(G1), (G2)는 스피너형 처리유니트를 각각 2단으로 다단 배치하고, 제3 및 제4조(G3), (G4)는 오픈형 처리유니트 및 웨이퍼 주고받음 유니트를 각각 8단으로 다단 배치했는데, 단수에 관해서는 이외의 임의의 단수라도 좋고, 하나의 조중에 스피너형 처리유니트와 오픈형 처리유니트 또는 웨이퍼 주고받음 유니트를 혼재시키는 것도 가능하다. 또, 스크러버(scrubber) 유니트 등의 다른 처리유니트를 가하는 것도 가능하다.
또, 제2도 및 제33도에 나타내는 바와 같이, 처리스테이션(112)의 양측에 배치되는 카세트 스테이션(110)과 인터페이스부(114)와의 상대위치관계를 거꾸로 구성하는 것도 가능하다. 처리스테이션(112)에 대해서 카세트 스테이션(110)과 인터페이스부(114)는, 각각 볼트 등의 결합수단(BT)에 의해 떼고 붙이기가 가능하게 연결되어 있다. 또, 카세트 스테이션(110)의 정면부에 부착되는 제어 패널(264)도 떼고 붙이기가 가능하게 되어 있다. 이에 의해, 레이아웃의 변경에 대해서 용이하게 대응이 가능해진다. 예를 들면, 노광장치를 제2도에서 좌우 어느 측에 배치하는 경우에도 대응할 수 있다. 또, 신규의 설계 제작도 불필요하여, 비용절감도 도모할 수가 있다.
본 처리시스템에 인접하여 노광장치가 설치되지 않은 경우는, 인터페이스부(114)는 불필요하며, 제34도에 나타내는 것처럼, 카세트 스테이션(110)과 처리스테이션(112)만을 연결한 시스템 구성으로 하는 것도 가능하다. 이 도시예와 같이 처리스테이션(112)내의 빈 스페이스, 가령 주 웨이퍼 반송기구(124)의 배면측에 카세트 얹어놓는 대(366)를 설치하고, 이 카세트 얹어놓는 대(366) 위에 얹어 놓인 카세트(CR)에 주 웨이퍼 반송기구(124)가 직접 엑세스하도록 구성하거나, 주변 노광장치(128)(도시생략)를 배치하는 것도 가능하다.
게다가, 제35도에 나타내는 바와 같이, 처리스테이션(112)의 양측에 카세트 스테이션(110)을 배치한 구성으로 해도 좋다. 이 경우, 각 카세트 스테이션(110)과 다른 로트의 웨이퍼를 배치하여 연속처리를 가능하게 하거나, 또, 웨이퍼의 흐름을 특정방향 혹은 양방향으로 통행이 가능하게 해도 좋다. 이에 의해, 생산성의 향상, 레이아웃의 변경에 대한 대응성의 향상을 도모하는 것이 가능하게 된다.
또, 제36도에 나타내는 것처럼, 처리스테이션(112)내에 복수의 주 웨이퍼 반송기구(124A), (124B)를 설치하는 것도 가능하다. 이 경우, 시스템의 점유스페이스는 가로 방향으로 확대되는데, 종래보다는 스페이스가 절약되며, 게다가 많은 처리 유니트가 다단 배치되어, 스루풋이 향상하므로, 큰 스케일 장점을 얻을 수 있다.
또, 본 발명의 처리시스템에서의 베이킹 유니트는, 얹어놓는 대 위에, 피처리체의 바깥둘레부를 테이퍼면을 따라서 안내하여 위치결정하고, 또한 피처리체를 얹어놓는 대 표면으로 부터 소정의 간격만큼 뜨게한 상태에서 지지하기 위한 피처리체 안내지지 수단을 설치하여 이루어지는 구성을 가지고 있다. 그러므로, 피처리체가 지지핀 등에 지지되어 얹어놓는 대에 내려지면, 피처리체의 바깥둘레부가 피처리체 안내 지지수단인 테이퍼면을 따라서 소정의 위치까지 안내되므로써 자동적으로 위치맞춤된다. 또, 피처리체는, 얹어놓는 대의 표면으로 부터 소정의 간격만큼 뜬 상태로 얹어 놓이기 때문에 얹어놓는 대 표면의 먼지가 기판표면에 부착할 우려는 없고, 또, 얹어놓는 대 표면으로 부터의 복사열에 의해 기판전체가 균일하게 가열된다.
또, 본 발명의 처리시스템에서의 어드히젼 유니트는, 용기내에 처리가스를 도입하기 위한 처리가스 도입수단과, 용기내의 가스를 배출하기 위한 배기수단을 설치하고, 가스 배기수단에 의해 용기내를 실질적으로 감압하지 않고 배기하면서 처리가스 도입수단에 의해 용기내에 처리가스를 도입하는 구성을 가지고 있으므로, 용기로 부터 처리가스가 샐 우려가 없다. 그러므로, 용기에 도입되는 처리가스의 유량보다도 배기되는 가스의 유량을 많이 설정하고, 외부공기가 용기내에 유입하도록 구성하므로써, 처리가스의 누출을 보다 효과적으로 방지할 수 있는 데다가, 용기를 밀폐구조로 하지 않아도 되어, 장치비용을 절감할 수가 있다.
상기한 실시예는, 반도체 디바이스제조의 포토리소그래피공정에 사용되는 레지스트 도포현상처리 시스템에 관계된 것이었는데, 본 발명은 다른 처리 시스템에도 적용가능하며, 피처리체도 반도체 웨이퍼에 한정하지 않고, LCD 기판, 글라스 기판, CD 기판, 포토마스크, 프린트기판, 세라믹 기판 등에 적용할 수가 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 처리시스템에 의하면, 승강가능하고 회전축의 둘레에 회전가능한 피처리체 반송수단을 설치하여, 이 피처리체 반송수단의 주위에 복수의 낱장식 처리 유니트를 1조 또는 복수조에 걸쳐서 다단으로 배치하고, 피처리체 반송수단이 피처리체를 소정의 순서로 각각의 유니트에 반송하여, 피처리체에 일련의 처리가 이루어지게 한 것으로, 시스템의 점유 스페이스를 대폭으로 축소하고, 크린룸 코스트를 내림과 동시에, 고속의 반송 내지 엑세스 속도를 가능하게 하여 스루풋의 향상을 도모할 수가 있다.

Claims (18)

  1. 복수매의 피처리체를 수용한 적어도 하나의 카세트를 얹어놓는 카세트 스테이션과, 상기 피처리체에 처리를 하는 복수의 처리실 및 상기 처리실에 상기 피처리체를 반입하고, 상기 처리실로 부터 상기 피처리체를 반출하는 피처리체 반송수단을 포함하는 처리스테이션과, 상기 카세트 스테이션과 상기 처리스테이션과의 사이에서 상기 피처리체를 주고 받는 제1의 피처리체 주고받는 수단과, 상기 피처리체를 대기시키는 피처리체 대기영역 및 상기 처리스테이션과의 사이에서 상기 피처리체의 주고 받기를 하는 제2의 피처리체 주고 받는 수단을 포함하는 인터페이스부를 구비하고, 상기 처리스테이션에 있어서의 상기 처리실이 상기 피처리체 반송수단의 둘레에 배치되어 있고, 상기 피처리체 반송수단은 수직방향으로 거의 평행한 회전축을 가지며, 상기 회전축을 따라서 수직방향으로 승강가능하며, 상기 회전축에 관해서 회전가능한 기판처리시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 처리실이 오픈형의 낱장식 처리 유니트 또는 상기 피처리체를 흡착수단위에 유지하면서 상기 피처리체에 처리를 행하는 스피너형의 낱장식 처리 유니트인 것을 특징으로 하는 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 오픈형의 낱장식 처리 유니트는, 상기 피처리체에 프리베이크 처리 또는 포스트 베이크 처리를 하는 베이킹 유니트와, 상기 피처리체에 어드히젼 처리를 하는 어드히젼 처리를 하는 어드히젼 유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 인터페이스부는, 상기 피처리체의 바깥둘레부에 노광처리를 행하기 위한 주변 노광장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 인터페이스부는, 상기 피처리체를 일시적으로 격납하기 위한 버퍼 카세트를 구비하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 복수의 처리실은 다단으로 적층된 복수의 블록으로 배치되어 있고, 상기 블록은 특정방향에 일체적으로 이동가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 처리실은 상기 피처리체에 프리베이크 처리 또는 포스트베이크 처리를 실시하는 베이킹 유니트를 포함하고, 상기 베이킹 유니트는, 상기 피처리체를 얹어 놓는 얹어놓는 대와, 상기 얹어놓는 대 위에 설치되고, 테이퍼면을 가지며, 상기 피처리체를 상기 얹어놓는 대 표면으로부터 떠있게 한 상태에서 상기 테이퍼면에 의해 지지하는 지지부재를 가지는 것을 특징으로 하는 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 처리실은 상기 피처리체에 어드히젼 처리를 하는 어드히젼 유니트를 포함하고, 상기 어드히젼 유니트는, 유니트내에 처리가스를 도입하기 위한 처리가스 도입수단과, 상기 유니트내의 가스를 배출하기 위한 배기수단을 가지며, 상기 가스 배기수단에 의해 상기 유니트내를 실질적으로 감압하지 않고 배기하면서 상기 처리가스 도입수단에 의해 상기 유니트내에 처리가스를 도입하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 처리실은 상기 피처리체에 현상처리를 하는 현상 유니트를 포함하고, 상기 현상 유니트는, 상기 피처리체의 표면에 형성된 막에 친수성을 부여하는 물질을 공급하는 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
  10. 피처리체의 표면상에 감광성재료로 이루어지는 막을 형성하는 공정과, 상기 막위에 상기막에 친수성을 주는 물질을 공급하여 친수성막을 형성하는 공정과, 상기 친수성막이 형성된 막에 현상처리를 실시하는 공정을 구비하는 처리방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 현상처리는, 현상액의 접촉각이 50° 이하가 되는 조건하에서 상기 친수성 막위에 현상액을 공급하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 물질은, PVA 또는 사카로스(saccharose)인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 물질은 수용액의 상태이며, 상기 수용액의 점도가 10cp 미만인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 수용액의 점도가 2~3cp인 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제10항에 있어서, 상기 친수성막의 두께가 평균 3000 옹구스트롬 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제10항에 있어서, 상기 친수성막의 두께가 두께가 500 옹구스트롬 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제10항에 있어서, 상기 친수성막은, 상기 막위에 상기 물질의 수용액을 공급한 후에, 상기 피처리체를 회전시켜서 상기 수용액을 상기 막전체면에 퍼지게 함으로써 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제10항에 있어서, 상기 친수성막은, 상기 피처리체를 회전시키면서 상기 막위에 상기 물질의 수용액을 공급하여 상기 수용액을 상기 막 전체면에 퍼지게 함으로써 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
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