KR100451963B1

KR100451963B1 - 도포막 형성 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR100451963B1
Application number: KR10-1999-0013969A
Authority: KR
Inventors: 오가타구니에
Original assignee: 동경 엘렉트론 주식회사
Priority date: 1998-04-20
Filing date: 1999-04-20
Publication date: 2004-10-08
Also published as: US6221787B1; KR19990083340A

Abstract

장치는, 기판을 레지스트막으로 도포하는 도포부와, 기판 상에 도포된 레지스트막의 두께를 검출하는 제 1 막두께검출부를 포함하고, 그리고 상기 검출된 레지스트막의 두께에 따라 레지스트막을 노광시키는 조건 또는 노광된 레지스트막을 현상하는 조건을 설정한다.

예컨대, 레지스트막이 도포된 후, 레지스트막의 두께가 검출된다. 그 후 검출의 결과로부터, 레지스트막도포처리에 이어 노광처리 또는 현상처리에서 처리조건의 피드포워드(feedforward)제어가 수행된다. 따라서, 레지스트패튼의 라인너비가 정확하게 제어된다.

Description

도포막 형성 장치 및 그 방법 {APPARATUS AND METHOD OF FORMING RESIST FILM}

본 발명은, 예컨대, 기판을 레지스트막(도포막)으로 도포하고 노광된 레지스트막을 현상하는 처리장치 및 처리방법에 관련된다.

반도체 디바이스의 제조공정에는, 반도체웨이퍼(이하 웨이퍼라 함)에 레지스트막이 형성되고, 포토(photo)기술을 사용하여 회로 패턴(pattern) 등을 축소하여 레지스트막을 노광하고, 노광된 레지스트막을 현상처리하는 포토리소그래피 (photolithography)라고 불리는 일련의 공정이 있다.

포토리소그래피 공정에서, 회로패턴이 양호하게 되는 것으로서, 레지스트패턴의 라인너비를 정확하게 제어하는 것이 중요하게 되었다. 레지스트패턴의 라인너비는 레지스트도포에서의 조건과 같은 다양한 조건에 의존하여 변화한다.

예컨대, 스핀코팅방법이 웨이퍼에 레지스트액을 도포하는 하나의 방법이다. 스핀코팅방법에서, 웨이퍼의 회전수의 증가에 따라 원심력은 증가하고, 이에 의해 막두께는 작아지고 라인너비는 변화한다. 구체적으로, 막두께는 스핀척의 모터의 회전수에 의해 영향을 받고, 나아가 분위기의 온도 및 습도에 의해 변화된다. 따라서, 지금까지는 예컨대 수일에 한번 테스트웨이퍼에 레지스트막을 형성하여, 최적의 막두께를 얻을 수 있는 모터의 회전수의 목표치를 정하였다. 양산공정에서는 분위기의 온도 및 습도를 고정되도록 제어되고, 상기 목표치를 사용하여 레지스트막의 형성(레지스트액의 도포)을 하고 있었다.

작업자가 회전수의 목표치를 정하는 경우, 어떠한 요인으로 그 목표치는 종종 변동한다. 즉, 목표치가 전회 또는 전전회의 테스트의 목표치로부터 자주 변동되고, 이에 의해 작업자는 회전수의 목표치를 정하는 데 고생하고 있었다. 이와 같이 회전수의 목표치가 언제나 변동하기 때문에, 테스트를 자주 행하지 않으면 안되었다. 또한 이러한 조정을 정기적으로 행하여도, 양산시에 막두께가 규정치로부터 벗어나는 경우가 있다. 그 경우에는 라인을 멈춰 테스트를 다시 하지 않으면 안되었다. 이와 같이 종래로서는 막두께의 변동의 요인이 파악할 수 없는 채로 회전수의 목표치의 설정작업(테스트)를 하고 있었다. 때문에, 안정한 처리를 하는 것이 곤란하고, 테스트의 빈도가 높아, 산출량의 저하의 한가지 원인으로도 되고 있었다. 게다가, 막두께는 대량생산에서 특정된 한계의 바깥이고, 이것은 레지스트패튼의 라인너비가 불량으로 되는 웨이퍼의 원인이 된다.

본 발명의 목적은 레지스트패튼의 라인너비가 정확하게 제어될 수 있는 기술을 제공하는 데 있다. 상기한 불이익을 해결하기 위하여, 본 발명의 제 1 의 관점에서는 레지스트막으로 기판을 도포하고 노광된 레지스트막을 현상하는 장치가, 기판을 레지스트막으로 도포하는 도포부와, 기판 상에 도포된 레지스트막의 두께를 검출하는 제 1 막두께검출부와, 그리고 상기 검출된 레지스트막의 두께에 따라 적어도 레지스트막을 노광시키는 조건 또는 노광된 레지스트막을 현상하는 조건의 어느 한 조건으로 설정하는 수단을 포함한다.

본 발명에서 레지스트막이 도포된 후, 레지스트막의 두께가 검출된다. 검출의 결과로부터, 예컨대, 레지스트막도포처리에 이어 노광처리 및 현상처리에서 처리조건의 피드포워드(feedforward)제어가 수행된다. 결과적으로, 레지스트패튼의 라인너비가 정확하게 제어된다.

본 발명의 제 2 관점에서, 구동부에 의해 회전하는 기판유지부에 기판을 유지하고, 기판이 회전하는 동안 기판에 도포액을 공급하고, 회전의 원심력에 의해 도포액이 퍼져 기판에 도포막을 형성하는 장치는, 대기압을 검출하는 기압검출부와, 기압검출부에 의한 대기압의 검출치에 따라서, 목표로 하는 도포막의 막두께에 대응한 기판의 회전수의 목표치를 구하고, 기판의 회전수가 상기 목표치가 되도록 상기 구동부를 제어하는 회전수제어부를 포함한다.

본 발명은, 도포막의 두께가 대기압의 영향을 받아, 그 때문에 지금까지 도포막의 두께가 안정하지 않았다고 하는 지견을 얻은 것에 근거하는 것이다. 그래서 대기압의 검출치에 따라서, 목표로 하는 도포막의 두께에 대응한 기판의 회전수의 목표치를 구하도록 한 것이다. 따라서 대기압이 변동하더라도 그것에 따라 적절한 기판의 회전수로 도포처리가 행하여지기 때문에, 막두께가 안정하다. 그 결과, 회전수와 막두께의 관계를 점검하는 테스트작업의 빈도를 감소할 수 있고, 또한 테스트작업도 용이하게 된다. 이것 때문에 산출량의 향상이 도모되고, 또한 작업자의 부담도 경감된다.

또한 본 발명에서는, 대기압 외에 습도를 고려하여, 대기압 및 습도에 따라서 회전수의 목표치를 구할 수도 있다. 더욱 또 분위기온도에 따라서 도포액의 온도를 제어할 수도 있다. 더욱이 기판에 형성된 도포막의 두께를 검출할 수도 있다.

이러한 목적과 다른 목적 및 본 발명의 이점은 도면을 수반하는 이하의 설명으로서 쉽게 확인될 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 현상유니트를 포함하는 현상 및 도포처리시스템의 평면도이고,

도 2는, 도 1에 도시된 현상 및 도포처리시스템의 정면도이고,

도 3은, 도 1에 도시된 현상 및 도포처리시스템의 배면도이고,

도 4는, 도 1에 도시된 주변 얼라이너의 정면도이고,

도 5는. 도 4에 도시된 주변 얼라이너의 평면도이고,

도 6(A), 도 6(B), 도 6(C), 그리고 도 6(D)는 도 4 및 도 5에 도시된 주변 얼라이너로부터 반출된 웨이퍼의 상태를 도시하는 개략적인 평면도이고,

도 7은, 다른 실시예에 따른 테스트의 흐름도이고,

도 8은, 또 다른 실시예에 따른 연장유니트 및 회전유니트의 정면도이고,

도 9는, 도 8에 도시된 연장유니트의 평면도이고,

도 10은, 도 8에 도시된 회전유니트의 평면도이고,

도 11은, 또 다른 실시예에 따른 테스트의 흐름도이고,

도 12는, 막두께테스트를 포함하는 실제 생산물의 제조의 흐름도이고,

도 13은, 본 발명의 실시예에 따른 도포막형성장치의 전체 구성을 도시하는 구성도이고,

도 14는, 본 발명의 실시예에서 사용되는 회전수 제어부 내의 기억부에 저장된 테이블을 개념적으로 도시하는 설명도이고,

도 15는, 레지스트막의 두께와 회전수와의 관계를 도시하는 특성도이고,

도 16은, 레지스트막의 두께와 상대습도와의 관계를 도시하는 특성도이고,

도 17은, 레지스트막의 두께의 변화와 대기압의 변화를 대응시킨 측정결과를 도시하는 설명도이고,

도 18은, 웨이퍼 상의 레지스트막의 두께의 분포에 대한 분위기 온도의 영향을 도시하는 특성도이고,

도 19는, 웨이퍼 상의 레지스트막의 두께의 분포에 대한 레지스트액의 습도의 영향을 도시하는 특성도이고,

도 20은, 본 발명의 실시예에 따른 도포막 형성 방법을 도시하는 공정도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

2:스핀척 4:노즐

6:제어부 21:구동축

22:이송기구 23:하강기구

32:온도제어기구 33:배출구

34:배수구 41레지스트액공급파이프

42:자켓 43:온도조정부

51:대기압검출부 52:습도검출부

53:온도검출부 54:막두께검출부

61:회전수제어부 61a:기억부

62:레지스트액온도제어부 101:도포 및 현상시스템

102:카세트스테이션 103:처리스테이션

104:인터페이스부 105:카세트재치테이블

105a:위치돌기 110:웨이퍼캐리어

110a:반송로 120:주캐리어유니트

125:주변얼라이너 126:웨이퍼캐리어

201:박스-형상체 202:X-Y스테이지

203:회전기구 204:스핀척

205:개구 207:노광기구

208:센서 209:막두께측정기구

301:익스텐션유니트 321:가습기

322:히터 323:팬필터

C:카세트 W:웨이퍼

ALIM:얼라이먼트유니트 EXT:익스텐션유니트

COT:레지스트도포유니트 DEV:현상유니트

COL:냉각유니트 AD:어드히젼유니트

PREBAKE:프리-베이킹유니트 POBAKE:포스터-베이킹유니트

EXTCOL:익스텐션 및 냉각유니트

도 1에 도시된 바와 같이, 도포 및 현상처리시스템(101)은, 예컨대, 카세트(C) 당 25개의 웨이퍼(W)를 외부로부터/로 도포 및 현상 처리시스템으로 반입/반출하거나 카세트(C)로 웨이퍼(W)를 반입/반출하는 카세트스테이션(102)과, 도포 및 현상과정에서 웨이퍼(W)를 하나씩 소정의 처리를 수행하는 다양한 종류의 처리유니트가 다중층으로 되어 있는 처리스테이션(103)과, 상기 처리스테이션(103)에 인접하게 배치된 얼라이너(aligner)(도시되지 않음)로/로부터 웨이퍼(W)를 보내고 받는 인터페이스부(104)를 포함하고, 이러한 모든 것은 전체적으로 연결되어 있다.

카세트스테이션(102)에는, 복수의, 예컨대, 4개의 카세트(C)가 X 방향(도 1에서 수직방향)의 라인에 재치부로서의 카세트재치테이블(105) 위에 위치돌기(105a)의 위치에서 처리스테이션(103) 측으로 개구되어 웨이퍼(W)가 반입/반출되도록 개별식으로 배치되어 있다. 카세트(C)의 배치방향(X 방향)과 카세트(C)에 저장된 웨이퍼(W)의 배치방향(Z 방향;수직 방향)으로 이동 가능한 웨이퍼캐리어(110)가 반송로(110a)를 따라 각 카세트(C)에 선택적으로 접근하도록 이동할 수 있다.

웨이퍼캐리어(110)는 θ 방향으로 회전 가능하고 이하에 기술되는 처리스테이션(103)의 측면 상에 제 3 처리유니트그룹(G3)의 다중층유니트에 포함된 얼라이먼트유니트(ALIM)와 익스텐션유니트(EXT)에 접근 가능하다.

처리스테이션(103)에서, 주 캐리어유니트(120)는 그의 중앙부에 배치된다. 주 캐리어유니트(120)의 주위로 처리유니트그룹을 구성하기 위하여 하나의 또는 복수의 다양한 종류의 처리유니트 세트가 다중층으로 된다. 도포 및 현상처리시스템(101)에서, 5개의 처리유니트그룹(G1,G2,G3,G4 그리고 G5)이 설치된다. 제 1 및 제 2 처리유니트그룹(G1,G2)은 도포 및 현상처리시스템(101)의 앞측에 설치되고, 제 3 처리유니트그룹(G3)은 카세트스테이션(102)에 인접하여 배치되고, 제 4 처리유니트그룹(G4)은 인터페이스부(104)에 근접하여 배치되고, 그리고 파단선으로 도시된 제 5 처리유니트그룹(G5)은 뒤측에 배치된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 처리유니트그룹(G1)에서 컵(31)(CP)에서 스핀척 위에 웨이퍼(W)를 재치하고 소정의 처리를 수행하는, 예컨대, 도 1에 도시된 레지스트도포유니트(COT)와 현상유니트(DEV)인 2개의 스핀너 타입의 처리유니트가 바닥으로부터 순서대로 2중층이 된다. 또한 제 1 처리유니트그룹(G1)과 유사하게 제 2 처리유니트그룹(G2)에서, 2개의 스핀너 타입의 처리유니트, 예컨대, 레지스트도포유니트(COT)와 현상유니트(DEV)가 바닥으로부터 순서대로 2중층이 된다.

도 3에 도시된 것과 같이, 제 3 처리유니트그룹(G3)에는, 예컨대, 냉각처리를 수행하는 냉각유니트(COL), 레지스트와 웨이퍼(W)의 고정을 향상시키는 어드히젼유니트(AD), 웨이퍼(W)를 정렬하는 얼라이먼트유니트(ALIM), 웨이퍼(W)를 대기시키는 익스텐션유니트(EXT), 열처리를 수행하는 프리-베이킹유니트(PREBAKE)와 포스터-베이킹유니트(POBAKE), 등이 8층으로 되어있다.

도 1에 도시된 것과 같이, 인터페이스부(104)에는, 각각 주변 얼라이너(125)가 그것의 뒤측에 배치되고 웨이퍼캐리어(126)가 그것의 중앙부에 배치된다. 웨이퍼캐리어(126)는 처리스테이션(103)측의 제 4 처리유니트그룹(G4)에 포함된 익스텐션유니트(EXT), 더 나아가 얼라이너(도시되지 않음) 측의 웨이퍼반송테이블(도시되지 않음)에 접근할 수 있도록 X 방향 그리고 Z 방향(수직 방향)으로 이동 가능하고 θ 방향으로 회전 가능하게 구조되어 있다.

다음으로, 상기에 기술된 구조의 도포 및 현상처리시스템(101)에서 처리과정을 기술한다.

도포 및 현상처리시스템(101)에서, 카세트(C)에 저장된 처리되지 않은 웨이퍼(W)는 카세트스테이션(102)에서 웨이퍼캐리어(110)에 의해 꺼내어져, 처리스테이션(103)에 있는 제 3 처리유니트그룹(G3)의 얼라이먼트유니트(ALIM)로 반송되고 정렬된다. 주 캐리어유니트(120)는 반대측으로부터 와서, 웨이퍼(W)를 얼라리먼트유니트(ALIM)로부터 꺼내어 반송한다. 제 3 처리유니트그룹(G3)의 어드히젼유니트 (AD)에서 하이드로포빅(hydrophobic)처리를 받고 제 3 처리유니트그룹(G3) 또는 제4 처리유니트그룹(G4)의 냉각유니트(COL)에서 냉각된 후, 웨이퍼(W)는 포토-레지스트막, 즉 제 1 처리유니트그룹(G1) 또는 제 2 처리유니트그룹(G2)의 레지스트도포유니트(COT)에서 감광막으로 도포된다.

감광막이 형성된 뒤, 웨이퍼(W)는 제 3의 처리유니트그룹(G3) 또는 제 4의 처리유니트그룹(G4)의 프리-베이킹유니트(PREBAKE)에서 용제를 증발하는 것에 의해 웨이퍼(W) 상의 감광막으로부터 잔류하는 용제의 제거를 위하여 열처리된다. 이어서, 제 4 처리유니트그룹(G4)의 익스텐션 및 냉각유니트(EXTCOL)에서 냉각된 후, 웨이퍼(W)는 제 4 처리유니트그룹(G4)의 익스텐션유니트(EXT)에 재치된다. 그 후, 웨이퍼캐리어(126)는 웨이퍼(W)를 반출하기 위하여 반대측으로부터 다가선다. 웨이퍼(W)는 노광되기 위하여 얼라이너(도시되지 않음) 내로 반송된다. 노광된 후, 웨이퍼(W)는 제 4 처리유니트그룹(G4)의 익스텐션유니트(EXT)로 다시 운반되고, 익스텐션유니트를 통하여 주 캐리어유니트(120)로 운반된다. 웨이퍼(W)가 제 1 처리유니트그룹(G1) 또는 제 2 처리유니트그룹(G2)의 현상유니트(DEV) 내로 반송되고 현상액에 의해 현상된다. 현상액은 헹굼액에 의해 헹굼되고, 따라서 현상처리를 완료한다.

이어서, 웨이퍼(W)는 주 캐리어유니트(120)에 의해 현상유니트(DEV)로부터 반출되고, 제 3 처리유니트그룹(G3) 또는 제 4 처리유니트그룹(G4)의 포스터-베이킹유니트(POBAKE)에서 열처리되고, 제 3 처리유니트그룹(G3) 또는 제 4 처리유니트그룹(G4)의 냉각유니트(COL)에서 냉각되고, 그 후 제 3 처리유니트그룹(G3)의 익스텐션유니트(EXT)에 재치된다. 웨이퍼캐리어(110)는 웨이퍼(W)를 반출하기 위하여반대측으로부터 다가서고, 그리고 웨이퍼(W)는 카세트스테이션(102)에 재치된 처리된 웨이퍼를 저장하는 카세트(C) 내로 반입된다.

다음으로, 본 발명에 따른 막두께측정부가 기술된다. 막두께측정부는, 예컨대 도 1에 도시된 인터페이스부(104) 내에 배치된 주변얼라이너(125) 내에 제공된다.

도 4는 주변얼라이너(125)의 측면입면도이고, 도 5는 그것의 평면도이다.

도 4 및 5에 도시된 바와 같이, X-Y 스테이지(202)가 주변얼라이너(125)의 박스-형상체(201)의 바닥에 배치된다. 회전기구(203)가 X-Y 스테이지(202) 상에 배치되고, 회전기구(203)는 회전될 수 있도록 웨이퍼(W)를 유지하는 스핀척(204)을 유지한다. 웨이퍼(W)는 예컨대 진공흡착기구(도시되지 않음)에 의해 스핀척(204)에 흡착된다. 따라서, 웨이퍼(W)는 주변얼라이너(125)에서 X-Y 방향으로 이동 가능하고 θ 방향으로 회전 가능하게 된다.

박스-형상체(201) 내에서 웨이퍼캐리어(126)으로부터/으로 스핀척(204)으로/으로부터 웨이퍼(W)를 운반하는 개구(205)가 박스-형상체(201)의 전면(웨이퍼캐리어(126)의 대항면)에 제공된다. 개구(205)의 너비는 웨이퍼(W)의 너비보다 크고, 개구(205)의 높이는 웨이퍼(W)가 재치된 웨이퍼캐리어(126)의 높이보다 높다.

웨이퍼(W)의 주변부에 예비노광처리를 하는 노광기구(207)가 박스-형상체 (201)내의 천정의 후부(웨이퍼캐리어(126)의 대항면으로부터 보았을 때 뒤측)에 배치된다. 웨이퍼(W)의 위치를 측정하는 센서(208)가 노광기구(207)와 인접하게 설치된다. 게다가, 예컨대, 웨이퍼(W) 상의 레지스트막의 두께를 측정하는 광간섭-형막두께측정기구(209)가 박스-형상체(201)의 외부에 상기 개구(205) 위로 배치된다.

센서(208)에 의한 결과와 막두께측정기구(209)에 의한 막두께측정 결과가 제어부(6)로 보내진다. 제어부(6)는 이미지 등의 결과 하에서 X-Y 스테이지(202), 회전기구(203), 노광기구(207), 등을 제어한다.

일반적으로 상기 기술된 구조의 주변얼라이너(125)에서, 웨이퍼캐리어(126)로부터 스핀척(204) 상에 웨이퍼(W)를 받으면, X-Y 스테이지(202)는 센서(208)가 웨이퍼(W)의 외부주변의 위치를 검출하는 동안 이동되고, 동시에 웨이퍼(W)는 회전되어 웨이퍼(W)의 외부주변 위치와 노광기구(207)는 조정된다. 위치(웨이퍼(W)의 주변 가장자리)는 위치를 정하지 않고 검출되어 노광기구(207)의 위치와 웨이퍼(W)의 가장자리는 항상 일치한다.

노광기구(207)로부터 웨이퍼(W)의 주변부로 빛이 조사되는 동안, 웨이퍼(W)는 회전기구(203)에 의해 회전되어서 예비적으로 웨이퍼(W)의 전체 외부주변의 근방을 노광한다.

웨이퍼(W) 상의 레지스트막의 두께가 측정될 때, 웨이퍼(W)가 상기에 기술된 것과 같이 위치가 정해진 후, 웨이퍼캐리어(126)가 스핀척(204)로부터 웨이퍼(W)를 받고 그것을 도 6(A)에서 도 6(D)에 도시된 것처럼 개구(205)를 통하여 박스-형상체(201)의 외부로 보내지는 동안, 막두께측정기구(209)는 웨이퍼(W) 상의 막의 두께를 측정한다.

상기 실시예에서, 막두께 측정을 위한 웨이퍼(W)의 위치검출는 주변 노광의 처리가 요구되는 웨이퍼(W)의 위치검출를 수행하는 기구에 의해 수행된다. 막두께측정의 포인터는 웨이퍼캐리어(126)에 의해 주변 얼라이너(125)의 밖으로 웨이퍼(W)를 운송하는 작동에 의해 검사된다. 따라서, 하드웨어의 배치에 대해, 상기 개구(205) 위에 막두께측정기구(209)의 단순한 배치는, 예컨대, 웨이퍼(W) 상의 정확한 위치에서 막두께의 측정을 가능하게 한다.

웨이퍼(W) 상에 레지스트막의 두께가 막두께측정기구(209)에 의해 실제 생산물 대신에 시험용 웨이퍼(W)(회로패튼이 형성되지 않은 빈 웨이퍼)를 사용하여 시험용으로 측정되는 경우의 흐름도가 도 7에 도시된다.

먼저, 웨이퍼(W)는 어드히젼유니트(AD)에서 하이드로포빅(hydrophobic)처리를 겪는다(단계 1501). 하이드로포빅처리를 받은 웨이퍼(W)는 냉각유니트(COL)에서 냉각된다(단계 1502). 그 후, 냉각된 웨이퍼(W)는 레지스트도포유니트(COT)에서 레지스트로 도포된다(단계 1503). 레지스트가 형성된 웨이퍼(W)가 베이킹유니트 (POBAKE)에서 열처리된다(단계 1504). 그리고 연속적으로 열처리된 웨이퍼(W)가 냉각유니트(COL)에서 냉각된다(단계 1505).

그 후, 웨이퍼(W)는 웨이퍼캐리어(126)를 통과하여 주변 얼라이너(125)의 스핀척(204)에 재치되고, 웨이퍼(W)의 위치가 센서(208)에 의해 검출될 때, 웨이퍼(W)는 웨이퍼(W)의 주변 노광을 수행하기 위해 X-Y 스테이지(202)와 회전기구(203)에 의해 위치된다(단계1506). 그후, 웨이퍼캐리어(126)가 스핀척(204)으로부터 웨이퍼(W)를 받고 그것을 개구(205)를 통하여 박스-형상체(201)의 외부로 보내는 동안, 막두께측정기구(209)는 웨이퍼(W) 상의 막두께를 측정한다(단계 1507).

얼라이너에서 노광시간, 현상유니트에서 현상시간, 포스터-베이킹유니트에서열처리 시간 및 온도는 막두께측정의 결과에 따라 설정(조절)될 수 있다. 막두께측정의 상기한 결과에 근거하여, 레지스트도포유니트에서 레지스트도포에 스핀척의 회전수 등을 설정할 수 있다.

다음으로, 또 다른 실시예가 기술된다.

이 실시예에서, 막두께측정기구(209)는 도 4 및 5에 도시된 것과 같이 주변 얼라이너(125)에 첨부되고, 나아가 도 8,9,및 10에 도시된 기구가 부가된다.

도 8은 익스텐션유니트(EXT) 도 3에 도시된 제 4 처리유니트그룹(G4)에서 2 개의 유니트(익스텐션유니트(EXT) 및 예컨대 도 3에 도시된 냉각유니트(COL)를 대체하는 웨이퍼회전유니트)의 측면입면도이고, 도 9는 도 8에 도시된 익스텐션유니트(EXT)의 평면도이고, 그리고 도 10은 도 8에 도시된 웨이퍼회전유니트의 평면도이다.

도 8 및 9에 도시된 것과 같이, 익스텐션유니트(301)에, 웨이퍼(W)를 운반하는 개구(302, 303)가 각각 주 캐리어유니트(120)에 대향하는 면 및 인터페이스부(104)에 대향하는 면에 배치된다. 예컨대, 웨이퍼(W) 상의 레지스트막의 두께를 측정하는 광간섭-형 막두께측정기구(304)가 인터페이스부(104)에 대향하는 면에 배치된 개구(303) 위의 중앙에 배치된다.

한편, 도 8 및 10에 도시된 바와 같이, 회전기구(311)가 웨이퍼회전유니트 (310)의 바닥에 배치되고, 웨이퍼(W)가 회전될 수 있도록 유지하는 스핀척(312)을 유지한다. 웨이퍼(W)는 스핀척(312)에 예컨대 진공흡착기구(도시되지 않음)에 의해 흡착된다. 따라서, 웨이퍼(W)는 웨이퍼회전유니트(310)에서 θ 방향으로 회전 가능하다. 상술하면, 스핀척(312) 상의 웨이퍼(W)는 90도 회전된다.

웨이퍼회전유니트(310)에서 웨이퍼캐리어(126)로부터/로 스핀척(312)으로/로부터 웨이퍼(W)를 운송하는 개구(313)가 웨이퍼회전유니트(310)의 전면(웨이퍼캐리어(126)에 대향하는 면)에 배치된다. 개구(313)의 너비는 웨이퍼(W)의 너비보다 크고, 개구(313)의 높이는 웨이퍼(W)가 재치된 웨이퍼캐리어(126)의 높이보다 높다.

웨이퍼(W)를 위치 조정하는 CCD 카메라(314)가 웨이퍼회전유니트(310)의 천정의 측부(예컨대, 웨이퍼캐리어(126)에 대향하는 면으로부터 보았을 때 오른쪽)에 배치된다.

CCD 카메라(314)에 의한 상의 결과 및 막두께측정기구(304)에 의한 막두께측정의 결과는 제어부(6)에 전송된다(도 4참조). 제어부(6)는 상기 상 등의 결과에 근거하여 회전기구(311) 등을 제어한다.

이 실시예에서, 예컨대, 시험용 웨이퍼(W) 상에 레지스트막의 두께는 X 방향(도 4 및 5에 도시된 기구에 의해 측정) 및 Y 방향(도 8,9 및 10에 도시된 기구에 의해 측정됨)으로 이러한 기구에 의해 측정될 수 있다. 이러한 측정의 흐름도는 도 11에 도시된다.

먼저, 웨이퍼(W)는 어드히젼유니트(AD)에서 하이드로포빅처리를 겪는다(단계 1901). 하이드로포빅처리를 받은 웨이퍼(W)는 냉각유니트(COL)에서 냉각된다(단계 1902). 그 후, 냉각된 웨이퍼(W)는 레지스트도포유니트(COT)에서 레지스트로 도포된다(단계 1903). 레지스트가 형성된 웨이퍼(W)는 베이킹유니트(POBAKE)에서 열처리를 받는다(단계 1904). 그리고 연속적으로 열처리 받은 웨이퍼(W)는냉각유니트(COL)에서 냉각된다(단계 1905).

그 후, 웨이퍼(W)는 웨이퍼캐리어(126)를 통하여 주변얼라이너(125)에서 스핀척(204) 상에 재치되고, 웨이퍼(W)의 위치가 센서(208)에 의해 검출되는 동안, 웨이퍼(W)는 X-Y 스테이지(202) 및 회전기구(203)에 의해 위치설정된다(단계 1906). 그 후, 웨이퍼캐리어(126)가 스핀척(204)으로부터 웨이퍼(W)를 받고 그것을 개구(205)를 통하여 박스-형상체(201)의 외부로 보내는 동안, 막두께측정기구(209)가 웨이퍼(W) 상의 X 방향에서 막두께를 측정한다(단계 1907).

다음으로, 웨이퍼캐리어(126)는 웨이퍼(W)를 웨이퍼회전유니트(310)로 운반하고 웨이퍼(W)는 스핀척(312)에 재치되어 90도 회전된다(단계 1908). 그 후, 웨이퍼캐리어(126)가 스핀척(312)으로부터 웨이퍼(W)를 받고 그것을 익스텐션유니트 (301)로 운반하여 개구(303)를 통하여 익스텐션유니트(301) 내로 반입할 때, 막두께측정기구(304)는 웨이퍼(W) 상의 Y 방향으로 막두께를 측정한다(단계 1909).

상기에 기술된 것과 같이, 이 실시예에서, 하드웨어의 배치에 대해, 예컨대, 주변 얼라이너(125) 및 익스텐션유니트(301) 에서 각각 막두께측정기구(209 및 304)의 배치와 함께 웨이퍼회전유니트(310)의 단순한 배치는 웨이퍼(W) 상의 X 방향과 Y 방향에서 막두께의 측정을 가능하게 한다.

이에 수반하여, 막두께측정기구가 상기 실시예에서 제 4 처리유니트그룹(G4)의 익스텐션유니트(EXT)에 배치되고, 그것은 예컨대 제 3 처리유니트그룹(G3)의 익스텐션유니트(EXT)에 배치될 수 있다. 웨이퍼회전유니트에 대해, 위치설정을 위한 상수단이 레지스트도포유니트(COT)나 현상유니트(DEV)에 배치되는 것과 웨이퍼(W)가 상기에 기술된 것과 같은 유니트를 사용하는 대신에 레지스트도포유니트(COT) 또는 현상유니트(DEV)에서의 정정척에 의해 위치되는 것(90 도 회전되는 것)이 가능하다.

상기 실시예에서, 시험용 웨이퍼(W) 상의 레지스트막의 두께는 측정되나, 실재 생산품의 경우에도 또한 막두께를 측정하는 것이 가능하다. 도 12는 이것의 예의 흐름도이다.

먼저, 웨이퍼(W)는 어드히젼유니트(AD)에서 하이드로포빅처리를 겪는다(단계 2001). 하이드로포빅처리를 받은 웨이퍼(W)는 냉각유니트(COL)에서 냉각된다(단계 2002). 그 후, 냉각된 웨이퍼(W)는 레지스트도포유니트(COT)에서 레지스트로 도포된다(단계 2003). 레지스트가 형성된 웨이퍼(W)는 베이킹유니트(POBAKE)에서 열처리를 받는다(단계 2004). 그리고 연속적으로 열처리 받은 웨이퍼(W)는 냉각유니트(COL)에서 냉각된다(단계 2005).

그 후, 웨이퍼(W)는 웨이퍼캐리어(126)를 통하여 주변얼라이너(125)에서 스핀척(204) 상에 재치되고, 웨이퍼(W)의 위치가 센서(208)에 의해 검출되는 동안, 웨이퍼(W)는 X-Y 스테이지(202) 및 회전기구(203)에 의해 위치설정되고 주변 노광된다(단계 2006). 그 후, 웨이퍼캐리어(126)가 스핀척(204)으로부터 웨이퍼(W)를 받고 그것을 개구(205)를 통하여 박스-형상체(201)의 외부로 보내는 동안, 막두께측정기구(209)가 웨이퍼(W) 상의 X 방향에서 막두께를 측정한다(단계 2007).

그 후, 웨이퍼캐리어(126)는 웨이퍼(W)를 얼라이너(도시되지 않음)로 반송하여 노광처리를 수행하고(단계 2008), 웨이퍼(W)를 포스터-베이킹유니트(POBAKE)로반입한다. 노광된 웨이퍼(W)는 포스터-베이킹유니트(POBAKE)에서 열처리된다(단계 2009). 그 후 열처리된 웨이퍼(W)는 냉각유니트(COL)에서 냉각되고(단계 2010) 현상유니트(DEV)에서 현상된다(단계 2011).

시험용 웨이퍼(W) 상의 레지스트막의 막두께 측정이 웨이퍼(W)의 평면에 레지스트막의 두께가 표준으로서 평가되는 것으로 충분하다. 하지만, 실재 생산품의 막두께측정에 대하여, 회로패턴이 웨이퍼(W)인 베이스기판 상에 형성되므로, 베이스기판의 표면은 불규칙하다. 따라서, 상기 패턴을 고려하면, 미리 베이스기판의 불규칙의 패턴을 저장하고 레지스트막의 두께를 평가하는 것이 요구된다.

얼라이너에서 노광의 피드포워드(feedforward) 제어, 현상유니트에서 현상시간, 막두께처리의 상기 결과에 근거한 포스터-베이킹유니트에서 열처리시간 및 온도는 생산품을 불량막두께 없이 좋은 산출로 제조하는 것을 가능하게 한다. 부수적으로, 상기 막두께측정의 결과에 따라 레지스트도포유니트에서 레지스트도포에 스핀척 등의 회전수를 조절하는 것이 가능하다.

웨이퍼캐리어(126)가 웨이퍼(W)를 주변 얼라이너(125)로부터 상기 실시예의 밖으로 운반하는 동안 막두께측정기구(209)는 웨이퍼(W) 상의 레지스트막의 두께를 측정한다. 이 때, 측정에서의 해상도는 웨이퍼캐리어(126)의 반송속도를 조절함에 의해 조절될 수 있다. 초기 스테이지에서, 예컨대, 웨이퍼캐리어(126)의 반송속도가 고해상도를 측정하기 위해 감소되고, 따라서 측정을 정확하게 향상하고, 그 후 웨이퍼캐리어(126)의 반송속도를 증가시켜 저해상도로 측정되고 측정시간이 감소되고, 나아가, 이상이 발생할 때, 웨이퍼캐리어(126)의 반송속도를 다시 감소시켜 고해상도로 측정하여, 측정의 정확성을 향상시킨다. 부수적으로, 웨이퍼캐리어(126)의 반송속도 대신에, 막두께측정기구(209)의 측정수(시간)가 조절될 수 있다. 상기의 경우는 막두께측정기구(304)가 웨이퍼캐리어(126)가 웨이퍼(W)를 익스텐션유니트(301)로 반입하는 동안 웨이퍼(W) 상의 레지스트막의 두께를 측정하는 경우에도 또한 적용할 수 있다.

복수의 상기 도포 및 현상처리시스템(101)이 공장에 배치될 때 전술한 막두께측정기구(304)에 오프셋(offset) 기능이 제공되고, 각각의 도포 및 현상처리시스템(304)에서 막두께측정기구(304)에 의한 측정의 결과가 어려울 때, 막두께측정기구(304)는 이러한 측정결과에 따라 조정되는 것이 가능하다. 예컨대, 하나의 표준막두께측정기구(304)와 다른 막두께측정기구(304) 사이의 측정의 차이가 발견되어 이에 의해 다른 막두께측정기구(304)의 오프셋 값을 조정한다.

나아가, 막두께측정기구(304)의 구경측정용 칩이 막두께측정기구(304)의 근방에 설치되는 것이 가능하고, 칩은 막두께측정기구(304)의 구경측정을 일정하게 수행하기 위해 소정의 간격으로 캐리어유니트에 의해 막두께측정기구(304) 하의 우측으로 이동된다.

도 13은 도 1 및 2에 도시된 레지스트도포유니트(COT)의 전체구조를 도시하는 구성도이다.

상기 유니트는 기판, 예컨대 웨이퍼 상의 도포막인 레지스트막을 형성하는 처리부와 웨이퍼 등의 회전수를 조절하기 위한 파라미터를 검출하는 검출 및 제어시스템을 포함한다.

먼저, 처리부가 기술된다. 도 13에서, 참조부호(2)는 진공흡착에 의해 수평적으로 웨이퍼(W)를 유지하기 위한 구조인 기판유지요소인 스핀척이다. 스핀척주위에, 고정된 컵(31)이 스핀척(2) 주위로 제공된다. 배출구(33)와 배수구(34)가 각각 고정된 컵(31)의 바닥면과 측면에 형성된다. 고정된 컵(31)의 정상면에서의 개구는 레지스트액이 도포될 때 개방된다.

스핀척(2)은 회전축과 상승 및 하강축이 동축상으로 결합된 구동축(21)의 정상에 배치된다. 구동축(21)은 폴리아 벨트를 포함하는 이송기구(22)를 통하여 모터(M1)에 의해 회전 가능하고, 상승 및 하강기구(23)에 의해 상승 및 하강된다.

고정된 컵(31) 위에, 레지스트액을 스핀척(2)에 의해 유지된 웨이퍼(W)의 중앙부로 떨어뜨리는 레지스트액 노즐(4)이 설치되고, 웨이퍼(W)의 중앙부 상의 위치와 고정된 컵(31)의 측면 외측 사이에서 노즐(4)이 도시되지 않은 아암에 의해 이동 가능하다. 레지스트액노즐(4)은 레지스트액공급파이프(41)를 통하여 도시되지 않은 레지스트액탱크에 연결된다. 레지스트액의 소정의 양은, 예컨대, 레지스트액탱크의 내부를 고압 상태로 하여 배출된다. 레지스트액공급파이프(41) 주위로, 자켓(jacket)(42)이 레지스트액공급파이프(41)에 인접되게 설치된다. 온도조정부(43)에서 조절된 온도조절된 물과 같은 온도조절된 매체가 자켓(42)을 통하여 회전하여 이에 의해 레지스트공급파이프(41) 내의 레지스트액의 온도를 조절한다. 온도조절된 물의 회전 방법에 대하여, 자켓이 더불튜브로 형성되는 것과 내부면을 통하여 노즐(4)의 근처로 흘러간 후, 예컨대, 온도조절된 물이 외부면을 통하여 출발점으로 돌아오는 것이 가능하다.

다음으로, 검출 및 제어시스템이 기술된다. 도포막형성기구는 대기압검출부 (51), 습도검출부(52), 분위기의 온도를 검출하는 온도검출부(53), 그리고 막두께검출부(54)를 포함한다. 전술한 처리부가 박스-형상체에 수납되고 도포유니트를 구성할 때, 예컨대, 이러한 검출부(51에서 54)는 박스-형상체의 내부 또는 외부에 설치될 수 있다.

대기압검출부(51) 및 습도검출부(52)로써 각기 검출된 대기압검출치 및 습도검출치는, 회전수제어부(61)에 입력된다. 이 회전수제어부(61)는, 그 때의 대기압과 습도와의 조건하에서 도포막의 막두께가 목표치가 되도록, 스핀척(2)에 의해 유지된 웨이퍼(W)의 회전수를 제어하는 기능을 가진다. 회전수제어부(61)에서 행하여지는 처리에 관해서, 여러가지의 습도분위기를 만들어내어, 각각의 대기압과 습도와의 조건하에서 막두께의 목표치를 획득하는 웨이퍼 (W)의 회전수를 미리 구하여 놓는다. 또 웨이퍼 (W)의 회전수의 대신에 모터(M1)의 회전수이더라도 실질적으로 동일하다. 이러한 데이타를, 예컨대, 장기에 걸쳐 수집함에 의해, 어떤 막두께를 얻기 위한 대기압, 습도 및 회전수의, 말하자면, 3차원 그래프를 얻을 수 있다.

구체적으로는, 도 14에 나타낸 바와 같이, 기억부(61a) 내에 이들 관계를 나타내는 테이블(이 테이블의 수치는 이해를 쉽게 하기 위해서 모식적으로 표시한 것에 지나지 않는다)이 저장된다. 회전수제어부(61)내에 받아들인 대기압검출치 및 습도검출치에 해당하는 회전수를 읽어 내어, 이 회전수에 해당하는 지령치를 모터드라이브(motor driver)(MD)에 출력하여, 이 모터드라이브(MD)에 의해서 모터 (M1)의 회전수가 제어된다. 상기 테이블을 작성될 때, 예컨대 기압을 조정할 수 있는방을 준비할 수 있으면, 그 속에서 기압을 임의로 바꿔 데이타를 수집할 수 있다.

이제, 웨이퍼의 회전수의 목표치와 습도(상대습도) 및 대기압과의 관계를 기술한다. 도 15는 레지스트막의 막두께와 웨이퍼의 회전수와의 관계, 도 16은 레지스트막의 막두께와 상대습도와의 관계를, 각기 경향을 이해하기 위해서 개념적으로 나타낸 도면이다. 이들 도면으로부터 알 수 있도록, 막두께는 회전수가 증가하는 정도로 엷게 되고, 또한 습도가 증가하는 정도로 엷게 된다. 게다가. 도 17은, 대기압이 다른 때에 웨이퍼의 회전수 등의 파라미터(parameter)를 고정하여 막두께를 측정한 결과이며, ■는 막두께, ○는 대기압을 보이고 있다. 이 도면으로부터 막두께가 대기압의 값에 좌우되어 있는 것을 알 수 있다. 기억부(61a)에 저장된 실제 데이타에 있어서는, 다수의 측정결과 데이타를 채집하고 정하는 작업이 요구된다. 그러나 일반적인 경향 에 있어서는, 대기압이 증가하게 되면 막두께가 작아지기 때문에, 그것을 상쇄하기 위해서 회전수의 목표치가 감소된다. 또한 습도가 감소된 때에 회전수의 목표치가 감소된다. 대기압과 습도가 변화할 때 회전수의 목표치가 상기 변화에 의해 강하게 영향받는 상태를 제거하도록 조절된다.

한편 온도검출부(53)로 검출된 온도검출치는 레지스트액온도제어부(62)에 입력되고, 이 온도검출치에 따라서 레지스트액의 온도목표치가 온도조정부(43)에 출력할 수 있어, 이 온도조정부(43)의, 예컨대 히터의 출력을 조정한다. 이제, 레지스트막의 막두께 분포, 레지스트액의 온도 및 분위기온도의 관계에 관해서 기술한다. 도 18은 분위기온도가 높은 경우와 낮은 경우에 웨이퍼상의 위치와 막두께와의 관계를 나타낸다. 도 19는 레지스트액의 온도가 높은 경우와 낮은 경우에 웨이퍼상의 위치와 막두께와의 관계를 나타낸다.

이들 도면으로부터 알 수 있듯이 분위기온도가 높으면 웨이퍼중앙부의 막두께가 엷고, 분위기온도가 낮으면 역의 경향이 된다. 또한, 레지스트액의 온도가 높으면 웨이퍼중앙부의 막두께가 두텁고, 레지스트액의 온도가 낮으면 역의 경향이 된다. 따라서 일반적인 경향으로서는 분위기온도가 높은 때에는, 웨이퍼의 중앙부의 막두께가 엷게 되는 경향을 제거하기 위해서 레지스트액의 온도를 높게 하도록, 또한 분위기온도가 낮은 때에는 웨이퍼의 중앙부의 막두께가 두텁게 되는 경향을 상쇄되도록 레지스트액온도제어부(62)로부터 레지스트액의 온도목표치가 출력할 수 있다. 또한 상기 경우에도 레지스트액온도제어부(62)에, 예컨대 미리 측정한 데이타에 따라서 분위기온도와 레지스트액의 온도목표치를 규정한 테이블이 저장된다.

막두께검출부(54)는, 레지스트액이 도포된 웨이퍼상의 레지스트막의 막두께를 검출한다. 여기서 검출된 막두께의 검출치는 막두께감시부(63)에 출력할 수 있다. 이 막두께감시부(63)는, 막두께의 검출치가 규정치의 내에 있느냐를 감시하고, 규정치로부터 벗어나 있는 경우에는, 부저(buzzer)와 같은 알람발생부(64)에 신호를 출력하여 알람을 발생시킨다.

상기회전수제어부(61), 레지스트액온도제어부(62) 및 막두께감시부(63)는, 제어부(6)내에 설정되고 있고, 이 제어부(6)는 구체적으로는 예컨대 CPU, 상기 기억부(61a) 등을 포함하는 메모리인 각 검출치에 근거하는 데이타의 검색이나 막두께의 크기의 판정처리 등의 프로그램을 포함하는 메모리 등으로 구성되다.

다음에 상기 실시예의 작용에 관해서 기술된다. 기판인 웨이퍼는 주 반송아암에 의해 고정 컵(31)의 윗쪽까지 반송된다. 스핀척(2)이 상승한 후, 반송아암으로부터 스핀척(2)에 웨이퍼 (W)가 운반된다. 이 때 레지스트액노즐(4)은 고정 컵(31)의 측쪽으로써 대기하고 있다. 스핀척(2)이 고정 컵(31)내에 수납되면, 노즐(4)이 웨이퍼 (W)의 중심부 윗쪽까지 이동한다. 그리고 노즐(4)로부터 레지스트액을 웨이퍼 (W) 의 중심부에 적하함과 동시에, 모터 (M1)를 구동하여 스핀척(2)을 회전시킨다. 웨이퍼 (W)가 회전함에 의해, 그 원심력으로 레지스트액이 웨이퍼 (W) 표면에 확산된다. 소정의 시간 웨이퍼 (W)를 회전시키는 것에 의해 레지스트막(도포막)이 형성된다.

한편, 검출, 제어시스템의 동작에 관해서 도 20을 참조하면서 설명된다. 대기압검출부(51) 및 습도검출부(52)에 의해 각기 대기압 및 습도를 검출한다(단계 S1, S2), 상기한 방법으로 회전수제어부(61)에서 이들 검출치에 따라서 웨이퍼 (W)의 회전수의 목표치가 획득된다.(단계 S3). 온도검출부(53)에서 분위기온도가 검출된다(단계 S4). 레지스트액온도제어부(62)에서 그 온도검출치에 따라서 레지스트액의 온도의 목표치가 획득되고, 레지스트액이 목표온도가 되도록 온도제어물의 온도를 조정한다.(단계 S5).

웨이퍼 (W)의 회전수 및 레지스트액의 온도의 목표치의 결정의 타이밍은 특히 한정되지 않는다. 회전수의 목표치는 예컨대 웨이퍼 (W)를 1장처리 하는 마다 그 처리전에 결정할 수도 있고, 혹은 복수매 처리하는 마다, 또는 1 라트(lot)매 또는 복수 라트마다, 혹은 실제시간으로 결정하더라도 좋다. 그리고 레지스트액의 온도목표치의 획득에 있어서는, 목표치를 설정으로부터 레지스트액이 그 목표온도가 되기 까지의 사이에 시간 늦음이 예상되므로, 레지스트액의 온도의 목표치가 예컨대 실제시간으로 설정되고, 온도가 제어된다.

회전수 및 레지스트액의 온도의 목표치가 고정된 상태로, 스핀척(2)이 회전하여 (웨이퍼 W인가 회전하여) 기술한 것과 같이 레지스트액으로 도포된다(단계 S6). 그 후 스핀척(2)이 상승하여 웨이퍼 (W)가 주 반송아암으로 운반된다. 웨이퍼 (W)에 형성된 레지스트막의 막두께가 막두께검출부(54)로써 검출된다(단계 S7). 이 막두께의 검출은 예컨대 도포형성장치내에서 웨이퍼 (W)가 반송아암상에 실린 채로 행하여지지만, 그 타이밍은 특히 한정되는 것이 아니다. 그 후 막두께감시부(63)에서 막두께의 검출치가 규정치 내에 있느냐 아니냐를 판정한다(단계 S8). 검출치가 규정치 내에 있으면 그대로 처리가 속행된다. 검출치가 규정치로부터 벗어나면 알람이 발생하고(단계 S9) 장치가 정지한다. 이 경우 알람을 발생시키는 대신에, 또는 알람을 발생시키는 것과 병행하여, 막두께의 검출치를 고려하여 다음 웨이퍼의 처리에 있어서의 회전수의 목표치를 정하더라도 좋다. 요컨대 이 경우는 막두께의 검출치가 회전수의 목표치에 피드백 된다.

상술과 같이 웨이퍼의 회전수를 제어하고 있기 때문에, 막두께의 검출치가 규정치로부터 벗어나는 것은 생각하기 어렵다. 가령 규정치로부터 벗어나는 경우에는, 장치상의 문제 혹은 레지스트액의 점도의 변화 등이 원인으로서 들 수 있다. 그리고 알람이 발생한 경우에는 웨이퍼의 레지스트막은 신너(thinner)와 같은 용제에 의해 씻어 내어져, 두 번째 레지스트막을 형성하여, 이렇게 해서 생산수율의 저하를 방지 한다. 웨이퍼의 라트에 의존하는 목표로 하는 막두께가 다른 경우에는, 각기의 막두께에 해당한 테이블을 미리 작성하는 것이 요구된다.

상술한 실시예에 의하여, 레지스트막의 막두께가 대기압에 의해서 변동하는 것을 알 수 있고, 대기압을 고려하여, 목표로 하는 막두께에 대응한 웨이퍼의 회전수의 목표치가를 결정된다. 따라서, 대기압이 변동하더라도 대기압에 따라서, 웨이퍼의 회전수가 적절한 값으로 설정된다. 예컨대 대기압의 어떤 범위에 있어서는, 대기압이 증가 되면, 웨이퍼의 회전수는 감소 되고, 대기압이 감소되면 웨이퍼의 회전수는 높게 된다. 이와 같이 대기압의 변동에 따라서 웨이퍼의 회전수가 자동적으로 최적치에 설정된다. 따라서, 대기압의 변동에 관계 없이 레지스트막의 막두께가 항상 목표치로 되어, 이 결과 안정한 처리를 할 수 있다.

레지스트막의 막두께와 웨이퍼의 회전수와의 관계는, 구동시스템의 열화나 레지스트액의 성질에서 미묘한 변화 등에 의해 항구적인 것이 아니기 때문에, 정기적으로 점검하는 작업이 필요하다. 그러나, 처리가 안정함에 의해, 점검작업(테스트작업)의 빈도가 적어진다. 더욱 이 테스트작업에 있어서 대기압을 고려하여 막두께의 목표치와 웨이퍼의 회전수와의 관계가 조사된다. 예컨대, 막두께의 목표치가 전회의 테스트 작업과 다르더라도 그 해석이 용이하다. 그 이유로 테스트작업이 하기 쉽게 된다. 따라서, 작업자의 부담이 경감된다.

나아가, 이 실시예에서 습도를 고려하여 웨이퍼의 회전수를 또한 제어하고 있기 때문에, 분위기의 습도의 제어가 요구되지 않고, 비용의 저하가 도모할 수 있다. 그러나 본 발명에서는, 습도를 검출하여 웨이퍼의 회전수에 반영시키는 것이 반드시 필요한 것은 아니다. 그러나 습도를 고려하지 않은 경우에는, 분위기의 습도가 설정되도록 습도제어를 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 도 13에 도시된 바와 같이, 예컨대 습도의 제어가 레지스트도포유니트(COT)의 상부에 배치된 온도제어기구(32)에 의해 수행될 수 있다. 온도제어기구(32)는 예컨대 순환공기를 가습기(321), 히터(322) 그리고 팬필터(323)를 통하여 레지스트도포유니트(COT) 내로 순환공기를 불어 넣는다.

나아가, 레지스트액의 온도는 상기 실시예에서 분위기 온도에 따라 제어되어, 도포막의 높은 면균일성을 달성한다. 부가적으로 본 발명에서 레지스트액의 온도는 제어가 요구되지 않는다.

상기 실시예에서, 웨이퍼의 회전수의 목표치를 구하기 위해서는, 대기압과 회전수의 목표치와의 관계, 혹은 이것에 습도를 부가한 수집 데이타를 기억해 놓는 대신에, 경험적으로 알고리즘(algorithm)을 작성하여 알고리즘에 따라서 연산을 수행하고 회전수의 목표치를 구하는 것도 가능하다. 또 기판으로서는 웨이퍼에 한하지 않고, 액정디스프레이용의 유리기판이더라도 좋다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 레지스트막이 도포된 후 레지스트막의 두께가 검출되고, 검출의 결과로부터 처리상태의 피드포워드제어, 예컨대, 레지스트막도포처리에 이어 노광처리 또는 현상처리가 수행된다. 따라서, 레지스트패튼의 라인너비는 정확하게 제어될 수 있다.

나아가 본 발명에 의하면, 대기압의 검출치에 따라서, 목표로 하는 도포막의막두께에 대응한 기판의 회전수의 목표치가 구해진다. 따라서 대기압이 변동하더라도, 이것에 응하여 기판의 적절한 회전수에서 도포처리가 행하여지기 때문에, 막두께가 안정하다. 그 결과, 대기압, 회전수 및 막두께의 관계를 점검하는 테스트작업의 빈도를 적게 할 수 있고, 또한 테스트작업도 용이하게 된다. 이것 때문에 생산량의 향상이 도모되고 작업자의 부담도 경감된다.

게다가, 본발명에 의하면, 하드웨어의 구조로서, 위치부에서 기판을 반출하는 캐리어부를 통해 통로상에 막두께측정부의 단순한 배치가 기판상의 정확한 위치에서 막두께의 정확한 측정을 가능하게 한다.

상술한 실시예는 본 발명의 기술적 의미를 명확하게 하는 의도를 가진다. 따라서, 본 발명은 상기 고정된 실시예에 한정되거나 좁은 의미를 해석되는 것으로 의도되지 않았고, 다양한 변용이 본 발명의 정신과 분리되지 않고 청구범위의 의미 내에서 만들어질 수 있다.

Claims

레지스트막으로 기판을 도포하는 도포부와;

상기 기판에 도포된 레지스트막의 두께를 검출하는 제 1 막두께 검출부와;

상기 검출된 레지스트막의 두께에 따라 적어도 레지스트막을 노광시키는 조건 또는 노광된 레지스트막을 현상하는 조건의 어느 한 조건을 설정하는 수단을 포함하여 구성되어 레지스트막을 기판에 도포하고 노광된 레지스트막을 현상하는 도포막형성장치.
제 1 항에 있어서,

상기 기판의 위치를 검출하는 위치검출부와,

적어도 상기 도포부와 상기 위치검출부 사이에서 상기 기판을 반송하는 반송부를 더욱 포함하여 구성되고,

상기 제 1 막두께검출부는 상기 반송부가 상기 위치검출부에서 상기 기판을 반출하는 통로에 배치되고 통로를 통과하는 기판상의 도포막 두께를 검출하는 것을 특징으로 하는 도포막형성장치.
제 2 항에 있어서,

기판을 주변 노광시키기 위한 주변 노광부와를 더욱 포함하여 구성되고,

상기 위치검출부는 상기 주변 노광부에 설치되는 것을 특징으로 하는 도포막형성장치.
제 2 항에 있어서,

실질적으로 기판을 90 도 회전시키기 위한 회전부와,

상기 회전부에 의해 회전되고 통로를 통과하는 기판상의 도포막의 두께를 검출하기 위한 상기 캐리어부가 기판을 반출하는 통로에 배치된 제 2 막두께검출부를 더욱 포함하여 구성되는 도포막형성장치.
제 4 항에 있어서,

적어도 상기 캐리어부로/로부터 상기 기판을 보내거나/받기 위한 운반부를 더욱 포함하여 구성되고,

상기 제 2 막두께검출부는 상기 운반부에서 상기 캐리어부가 기판을 반입하는 통로에 배치되는 것을 특징으로 하는 도포막형성장치.
제 4 항에 있어서,

상기 도포부는 상기 기판을 회전시키는 동안에 상기 기판 상에 도포액을 공급하고 상기 회전부와 같이 실질적으로 상기 기판을 90도 회전시키는 것을 특징으로 하는 도포막형성장치.
제 4 항에 있어서,

상기 기판을 회전시키는 동안 상기 기판 상에 현상액을 공급하는 현상부를 더욱 포함하여 구성되고,

상기 회전부와 같이 상기 현상부는 실질적으로 기판을 90 도 회전시키는 것을 특징으로 하는 도포막형성장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 막두께검출부는 빛 간섭형식의 막두께측정기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 도포막형성장치.
제 1 항에 있어서,

레지스트막을 노광시키는 상기 조건은 노광시간인 것을 특징으로 하는 도포막형성장치.
제 1 항에 있어서,

노광된 레지스트막을 현상하는 상기 조건은 현상시간인 것을 특징으로 하는 도포막형성장치.
기판에 레지스트막을 도포하는 도포부와,

기압을 검출하는 기압검출부와,

검출된 대기압에 따라 노광된 레지스트막을 현상하는 조건 또는 레지스트막을 노광시키는 조건 중 적어도 어느 하나의 조건을 설정하는 수단을 포함하여 구성되어 기판에 레지스트막을 도포하고 노광된 레지스트막을 현상하는 도포막형성장치.
제 11 항에 있어서,

상기 도포부는 기판이 회전 가능하도록 유지하기 위한 기판유지요소와, 상기 기판유지요소를 회전시키는 구동요소와, 그리고 회전하는 기판에 레지스트액을 공급하는 공급요소를 포함하고,

기압검출부에 의한 대기압의 검출치에 따라서, 목표로 하는 도포막의 막두께에 대응한 기판의 회전수의 목표치를 구하고, 기판의 회전수가 상기 목표치가 되도록 상기 구동부를 제어하는 회전수제어부를 더욱 구비한 것을 특징으로 하는 도포막형성장치.
제 12 항에 있어서,

회전수제어부는, 대기압과 목표로 하는 막두께를 얻기 위한 회전수의 목표치와의 상관관계를 나타내는 데이타를 미리 기억한 기억부를 포함하며, 대기압의 검출치와 상기 데이타에 따라서 상기 회전수의 목표치를 구하는 것을 특징으로 하는 도포막형성장치.
제 12 항에 있어서,

습도를 검출하는 습도검출부를 더욱 구비하고,

상기 회전수제어부는 상기 기압검출부에 의한 대기압의 검출치와 상기 습도검출부에 의한 습도검출치에 따라서, 목표로 하는 레지스트막의 막두께에 대응한 기판의 회전수의 목표치를 구하고, 기판의 회전수가 상기 목표치가 되도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 도포막형성장치.
제 12 항에 있어서,

상기 회전수제어부는, 대기압, 습도, 및 목표로 하는 막두께를 얻기 위한 회전수의 목표치와의 상관관계를 나타내는 데이타를 미리 저장한 기억부를 포함하며, 대기압의 검출치, 습도의 검출치 및 상기 데이타에 따라서 상기 회전수의 목표치를 구하는 것을 특징으로 하는 도포막형성장치.
제 12 항에 있어서,

도포액의 온도를 조정하기 위한 도포액온도조정부와,

분위기의 온도를 검출하기 위한 온도검출부와,

상기 온도검출부에 의한 온도검출치에 따라서, 상기 도포액온도조정부를 통해 도포액의 온도를 제어하는 온도제어부를 더욱 구비한 것을 특징으로 하는 도포막형성장치.
제 11 항에 있어서,

기판에 형성된 도포막의 막두께를 검출하는 수단을 더욱 구비한 것을 특징으로 하는 도포막형성장치.
기판에 레지스트막을 도포하는 도포부와;

기판 상에 도포된 레지스트막의 두께를 검출하는 막두께검출부와;

검출된 레지스트막의 두께에 따라 상기 도포부의 습도를 제어하는 수단을 포함하여 구성되는 도포막형성장치.
구동부에 의해 회전하는 기판유지부에 기판을 유지하고, 기판이 회전하는 동안 기판에 도포액을 공급하고, 회전의 원심력에 의해 도포액이 퍼져 기판에 도포막을 형성하는 장치에 있어서,

대기압을 검출하는 기압검출부와;

기압검출부에 의한 대기압의 검출치에 따라서, 목표로 하는 도포막의 막두께에 대응한 기판의 회전수의 목표치를 구하고, 기판의 회전수가 상기 목표치가 되도록 상기 구동부를 제어하는 회전수제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 도포막형성장치.
제 19 항에 있어서,

회전수제어부는, 대기압과 목표로 하는 막두께를 얻기 위한 회전수의 목표치와의 상관관계를 나타내는 데이타를 미리 기억한 기억부를 포함하며, 대기압의 검출치와 상기 데이타에 따라서 상기 회전수의 목표치를 구하는 것을 특징으로 하는 도포막형성장치.
제 19 항에 있어서,

습도를 검출하는 습도검출부를 더욱 구비하고,

상기 회전수제어부는 상기 기압검출부에 의한 대기압의 검출치와 상기 습도검출부에 의한 습도검출치에 따라서, 목표로 하는 도포막의 막두께에 대응한 기판의 회전수의 목표치를 구하고, 기판의 회전수가 상기 목표치가 되도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 도포막형성장치.
제 21 항에 있어서,

상기 회전수제어부는, 대기압, 습도, 및 목표로 하는 막두께를 얻기 위한 회전수의 목표치와의 상관관계를 나타내는 데이타를 미리 저장한 기억부를 포함하며, 대기압의 검출치, 습도의 검출치 및 상기 데이타에 따라서 상기 회전수의 목표치를 구하는 것을 특징으로 하는 도포막형성장치.
제 19 항에 있어서,

도포액의 온도를 조정하기 위한 도포액온도조정부와,

분위기의 온도를 검출하기 위한 온도검출부와,

상기 온도검출부에 의한 온도검출치에 따라서, 상기 도포액온도조정부를 통해 도포액의 온도를 제어하는 온도제어부를 더욱 구비한 것을 특징으로 하는 도포막형성장치.
제 19 항에 있어서,

기판에 형성된 도포막의 막두께를 검출하는 수단을 더욱 구비한 것을 특징으로 하는 도포막형성장치.
기판에 레지스트막을 도포하는 공정과,

기판에 도포된 레지스트막의 두께를 검출하는 공정과,

레지스트막의 검출된 두께에 따라 레지스트막을 노광시키는 조건 또는 노광된 레지스트막을 현상시키는 조건 중 적어도 하나의 조건을 설정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 도포막형성방법.
기판에 레지스트막을 도포하는 공정과,

대기압을 검출하는 공정과,

레지스트막의 검출된 두께에 따라 레지스트막을 노광시키는 조건 또는 노광된 레지스트막을 현상시키는 조건 중 적어도 하나의 조건을 설정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 도포막형성방법.
기판에 레지스트막을 도포하는 공정과,

기판에 도포된 레지스트막의 두께를 검출하는 공정과,

상기 레지스트막의 검출된 두께에 따라 기판에 레지스트막을 도포할 때 습도를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도포막형성방법.