KR100493988B1 - 레지스트처리방법및레지스트처리장치 - Google Patents

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
반도체 웨이퍼와 같은 기판에 대하여 레지스트액을 도포하고, 도포 레지스트를 현상하기 위한 레지스트 처리방법 및 레지스트 처리장치에 관한 것이다.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
기판의 반송중 또는 처리중에, 기판에 부착한 이물질을 최종적으로 제거할 수 있는 동시에, 케미컬필터의 사용량을 저감시킬 수가 있도록 한다.
3. 발명의 해결방법의 요지
레지스트 처리방법은 (a) 기판을 처리하기 위한 프로세스부와 카세트로부터 기판을 꺼내어 프로세스부로 반송하는 수단과, 프로세스부에서 처리된 기판을 최종 세정하기 위한 세정부와, 프로세스부로부터 세정부로 기판을 받아넘기는 수단과, 세정부로부터 기판을 받아넘겨 받아서 카세트에 기판을 수납하는 수단을 준비하며, (b) 카세트로부터 기판을 꺼내고, (c) 꺼낸 기판을 프로세스부로 반송하며, (d) 프로세스부에 있어서는 최소한 기판에 도포된 도포레지스를 현상하는 처리공정을 포함하고, (e) 최소한 현상처리 공정 후에 기판을 프로세스부로부터 세정부로 받아넘기며, (f) 세정부에서는, 최소한 기판의 비레지스트 도포면에 세정액을 뿌려서, 기판의 비레지스트 도포면을 최종 세정하여, (g) 이 최종세정된 기판을 카세트에 수납한다.
4. 발명의 중요한 용도
레지스트 처리방법 및 레지스트 처리장치에 이용한다.

Description

레지스트 처리방법 및 레지스트 처리장치
본 발명은, 반도체 웨이퍼와 같은 기판에 대하여 레지스트액을 도포하고, 도포 레지스트를 현상하기 위한 레지스트 처리방법 및 레지스트 처리장치에 관한 것이다.
포토리소그라피 프로세스에서는, 반도체 웨이퍼에 대하여 차례로 레지스트액을 도포하고, 도포레지스트를 현상하기 위한 레지스트 처리시스템이 사용되고 있다. 이와 같은 레지스트 처리시스템은 미국 특허출원번호 08/667,712호 및 동 08/686,707호에 각각 개시되어 있다. 이들 레지스트 처리시스템에서는, 복수의 아암기구에 의하여 웨이퍼를 각 처리유니트로 반송하여, 웨이퍼를 순차적으로 처리한다. 그리고 일련의 처리가 전부 종료되면, 웨이퍼를 카세트 스테이션의 카세트에 수납하고, 카세트와 함께 웨이퍼를 시스템 밖으로 반출한다.
그런데, 처리중 및 반송중에 있어서는, 각종 이물질이 웨이퍼에 부착될 염려가 있다. 특히 웨이퍼의 이면에는 레지스트, 현상액, 파티클, 각종의 유기물, 각종의 이온등의 이물질이 부착하기 쉽다. 미국 특허출원번호 08/521,845호는 현상처리중의 웨이퍼 이면의 오염을 방지하기 위한 장치 및 방법을 개시하고 있다. 그러나 이 종래기술은 현상 처리중에 있어서의 웨이퍼 이면의 오염을 방지할 뿐이며, 현상처리후에 웨이퍼 이면에 부착된 이물질을 제거할 수는 없다. 예를 들어 어떠한 원인으로 아암기구의 홀더에 레지스트 용액이나 현상액이 부착되어 있으면, 이들이 홀더로 부터 웨이퍼의 이면으로 이행(移行)하여 오염된 웨이퍼는 그대로 카세트 내로 수납되어 버린다. 또 시스템 내에 떠다니고 있던 파티클이 처리 후의 웨이퍼에 부착되고, 오염된 웨이퍼는 그대로 카세트 내로 수납되어 버릴 가능성도 있다.
또한, 레지스트 처리시스템에서는, 시스템내 분위기로부터 유기성분을 제거하기 위하여 케미컬 필터가 사용되고 있다. 케미컬필터는 고가이며 더욱이 엘레먼트를 빈번히 교환하지 않으면 않된다. 이 때문에 레지스트 처리시스템에서는, 가급적 케미컬필터의 사용량을 억제하는 것이 바람직하다. 그러나 종래의 레지스트 처리시스템에서는, 유기성분과는 전연 관계가 없는 브러시 세정장치나 수세세정장치에 대하여도 케미컬필터를 설치하므로, 시스템 전체로서는 케미컬필터의 사용량이 증대한다.
본 발명의 목적은, 기판의 반송중 또는 처리중에, 기판에 부착한 이물질을 최종적으로 제거할 수 있는 동시에, 케미컬필터의 사용량을 저감시킬 수가 있는 레지스트 처리방법 및 레지스트 처리시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명에 관한 레지스트 처리방법은, (a) 기판을 처리하기 위한 프로세스 스테이션과, 상기 프로세스 스테이션으로부터 독립하여 설치된 세정부와, 상기 프로세스 스테이션의 내에서 기판을 차례로 반송하는 주아암기구와, 상기 세정부로 기판을 받아넘기는 기판받아넘김수단과, 카세트로부터 기판을 꺼내어 상기 주아암기구 또는 상기 기판받아넘김수단에 받아넘기고, 상기 세정부에서 세정된 기판을 카세트로 수납하는 서브아암기구를 준비하고, (b) 상기 서브아암기구에 의하여 카세트로부터 기판을 꺼내며, (c) 꺼낸 기판을 상기 주아암기구에 의하여 상기 프로세스 스테이션으로 반송하고, (d) 상기 프로세스 스테이션에서는 최소한 기판의 표면에 도포된 도포 레지스트를 현상하는 처리공정을 포함하며, (e) 최소한 현상처리공정 후에, 기판을 상기 주아암기구에 의하여 상기 프로세스 스테이션으로부터 반출하고, 또한 이 기판을 상기 기판받아넘김수단에 의하여 상기 세정부에 받아넘기고, (f) 세정부에서는 최소한 기판의 이면에 세정액을 뿌려서 기판의 이면을 최종 세정하며, (g) 이 최종 세정된 기판을 상기 서브아암기구에 의하여 카세트에 수납하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 레지스트 처리장치는, 복수의 기판을 수납한 카세트가 출입되는 카세트부와, 기판의 표면에 도포된 도포 레지스트를 현상하는 현상수단을 최소한 포함하는 프로세스 스테이션과, 유기성분을 제거하는 케미칼필터를 구비하고, 상기 프로세스 스테이션의 내에, 청정공기의 하강류를 형성하는 제 1 공조수단과, 상기 프로세스 스테이션 내에서 기판을 순차로 반송하는 주아암기구와, 카세트부의 카세트로부터 기판을 1개씩 꺼내어 주아암기구에 직접 또는 간접으로 기판을 받아넘기는 서브아암기구와, 상기 프로세스 스테이션과는 별도장소에 설치되고, 기판에 세정액을 뿌려서 이를 세정처리하는 최종세정부로서, 상기 주아암기구에 의해 기판이 상기 최종세정부에 반송되지 않는 최종 세정부와, 파티클을 제거하는 필터를 구비하고, 최종 세정부 내에 상기 제 1 공조수단에 의해 형성된 청정공기의 하강류와는 별도인 청정공기의 하강류를 형성하는 제 2 공조수단과, 최종 세정부와 서브아암기구와의 사이에서 기판을 직접 또는 간접으로 받어넘기는 기판 받아넘김수단을 구비하고, 상기 프로세스 스테이션에서의 처리를 완료한 기판을 상기 카세트부의 카세트로 수납하기 전에, 상기 기판 받아넘김 수단에 의해 그 기판을 상기 최종 세정부로 받아넘기고, 그 기판의 최소한 이면에, 세정액을 뿌려서 이것을 세정하며, 그 후에 그 세정된 기판을 상기 카세트부의 카세트에 수납하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 레지스트 처리방법에 의하면, 예를 들어 기판의 반송중 또는 처리중에, 기판에 레지스트액, 현상액, 파티클등이 부착하였다고 해도, 기판을 최종 세정하므로, 기판은 청정한 상태에서 카세트로 수납된다.
또, 최종 세정부에는 케미칼필터가 불필요하므로, 시스템 전체로서는 케미칼필터의 사용량이 저감된다.
또, 최종 세정부는, 단일 세정처리장치를 구비하여도 좋고, 집약화된 복수의 세정처리장치를 구비하여도 좋다. 최종 세정부가 집약화된 복수의 세정처리장치를 구비함으로써 다수의 기판을 동시에 병행처리할 수가 있어 스루풋을 향상시킬 수가 있다.
또, 받아넘김 재치대를 처리대기 기판의 일시 대기장소로 사용할 수도 있으므로, 일련의 처리가 플렉시블하게 되어 스루풋이 향상된다. 이와 같은 받아넘김 재치대를 병렬이나 상하로 복수 배치함으로써, 더욱 많은 기판을 동시에 병행처리하는 것이 용이하게 된다.
그리고, 받아넘김용의 아암기구(제 3 서브아암기구)는, 프로세스부의 주아암기구에 비하여 간단한 구조로 할 수 있으므로 발진량(파티클 발생량)이 적다.
그리고, 여기에서 〔직접 또는 간접으로 기판을 받아넘긴다〕라는 것은, 한쪽의 아암기구로부터 다른쪽의 아암기구로 기판을 직접 받아넘기는 것, 그리고 한쪽의 아암기구로부터 받아넘김 재치대등을 통하여 다른쪽의 아암기구로 기판을 간접적으로 받아넘기는 것을 말한다.
(실시형태)
이하, 첨부도면을 참조하면서, 본 발명의 각종 바람직한 실시형태에 대하여 설명한다. 본 실시형태에서는 반도체 웨이퍼에 화학 증폭형 레지스트를 도포하여 현상하는, 도포현상 처리시스템에 본 발명을 사용한 경우에 관하여 설명한다.
제 1 도 및 제 2 도에 나타낸 바와 같이, 도포현상 처리시스템(1)은 카세트 스테이션(10)과, 프로세스 스테이션(11)과, 인터페이스부(12)와,
제 1 및 제 2 서브아암기구(21,24)와, 주아암기구(22)를 구비하며, 공조(空調)된 클린룸 내에 설치되어 있다.
카세트 스테이션(10)은 카세트 재치대(20)를 구비하고, 카세트 재치대(20) 상에는 복수개의 카세트(CR)가 재치되도록 되어 있다. 카세트(CR)내부에는, 1로트분의 웨이퍼(W)가 수납되어 있다. 1로트는 25개 또는 13개이다. 웨이퍼(W)는 제 1 서브아암기구(21)에 의하여 카세트(CR)로부터 꺼내어져 프로세스 스테이션(11)으로 반입되도록 되어 있다.
제 1 도에 나타낸 바와 같이, 프로세스 스테이션(11)은 5개의 처리유니트군(G1∼G5)을 구비하고 있다. 각 군(G1∼G5)의 처리 유니트는, 상하다단으로 배치되고, 주아암기구(22)에 의해서 1개씩 웨이퍼(W)가 반입반출되도록 되어 있다. 인터페이스부(12)는 프로세스 스테이션(11)과 노광장치(도시생략)와의 사이에 설치되어 있다. 웨이퍼(W)는 서브아암(24)에 의하여 노광장치로 반입반출되도록 되어 있다.
카세트 재치대(20) 상에는 4개의 돌기(20a)가 형성되고, 카세트(CR)는 재치대(20) 상에서 돌기(20a)에 의하여 위치 결정이 되도록 되어 있다. 카세트 스테이션(10)으로 반입되는 카세트(CR)에는 덮개(44)가 장착되어 있다. 카세트(CR)는 덮개(44)를 프로세스 스테이션(11) 쪽으로 향해 재치대(20) 상에 놓인다.
프로세스 스테이션(11)에는 5개의 처리유니트군(G1,G2,G3,G4,G5)가 설치된다. 제 1 및 제 2 처리유니트군(G1,G2)은 시스템 정면 쪽에 배치되며, 제 3 처리유니트군(G3)은 카세트 스테이션(10)에 인접해서 배치되고, 제 4 처리유니트군(G4)은 인터페이스부(12)에 인접하여 배치되며, 제 5 처리유니트군(G5)은 배면 쪽에 배치되어 있다.
제 2 도에서와 같이, 제 1 처리유니트군(G1)에서는, 컵(CP) 내에서 웨어퍼(W)를 스핀척에 얹어서 소정의 처리를 행하는 2대의 스핀너형 처리유니트, 예컨대 레지스트 도포유니트(COT) 및 현상유니트(DEV)가 아래로부터 순차로 2단으로 겹쳐 올려져 있다. 제 2 처리유니트군(G2)에서도, 2대의 스핀너형 처리유니트, 즉 레지스트 도포유니트(COT) 및 현상유니트(DEV)가 아래로부터 순차로 2단으로 겹쳐있다. 이들 레지스트 도포유니트(COT)는 폐액(廢液)을 배출하기 쉽도록 하단에 배치하는 것이 바람직하다.
제 3 도에 나타낸 바와 같이, 제 3 처리유니트군(G3)에는, 예를 들어 익스텐션 유니트(EXT), 쿨링유니트(COL), 핫 유니트(HOT)가 아래로 부터 순차로 겹쳐 올려져 있다. 제 4 처리유니트군(G4)에도, 예를 들어 쿨링유니트(COL), 익스텐션·쿨링유니트(EXTCOL), 익스텐션 유니트(EXT), 쿨링유니트(COL), 프리 베이킹유니트(PREBAKE), 포스트 베이킹유니트(POBAKE), 애드히젼유니트(AD)가 아래로부터 순차로 겹쳐 올려져 있다.
이와 같이 처리온도가 낮은 쿨링유니트(COL), 액스텐션·쿨링유니트(EXTCOL)를 하단쪽에 배치하고, 치리온도가 높은 핫 유니트(HOT), 프리 베이킹유니트(PREBAKE), 포스트 베이킹유니트(POBAKE), 애드히젼유니트(AD)를 상단쪽에 배치함으로써, 처리유니트 상호간의 열적인 상호간섭이 적어지도록 하고 있다.
주아암기구(22)는 제 1 서브아암기구(21)로부터 웨이퍼(W)를 받아넘기면, 프로세스 스테이션(11) 내의 제 3 처리유니트군(G3)에 속하는 얼라이먼트 유니트 (ALIM) 및 익스텐션유니트(EXT)로 웨이퍼(W)를 반송하도록 되어 있다.
인터페이스부(12)는, X축방향의 크기가 프로세스 스테이션(11)과 대략 같으나, Y축방향의 크기는 프로세스 스테이션(11)보다 작다. 인터페이스부(12)의 정면부에는 가반성(可搬性)의 픽업카세트(CR)와, 정치형(定値型)의 버퍼카세트(BR)가 2단으로 배치되고, 다른쪽 배면부에는 주변 노광장치(23)가 배치되며, 또한 중앙부에는 제 2 서브아암기구(24)가 설치되어 있다. 이 제 2 서브아암기구(24)는 상기 제 1 서브아암기구(21)와 같은 X구성이며, 제 4 처리유니트군(G4)에 속하는 익스텐션 유니트(EXT)나, 나아가서는 인접하는 노광장치측의 웨이퍼 받아넘김대(도시생략)에도 억세스가 가능하게 되어 있다.
또, 도포현상 처리시스템(1)에 있어서는 주웨이퍼 반송기구(22)의 배면쪽에 제 5 처리유니트군(G5)이 배치가능하게 되어 있다. 이 제 5 처리유니트군(G5)은 안내레일(25)을 따라 Y축방향으로 이동이 가능하게 되어 있다. 제 5 처리유니트군(G5)를 이동시킴으로써, 주아암기구(22)에 대하여 배후로부터 보수점검 작업을 행하기 위한 공간이 확보되도록 되어 있다.
다음에, 제 4 도를 참조하면서 주아암기구(22)에 관하여 설명한다.
주아암기구(22)는 상단 및 하단에서 서로 접속되어 대향하는 한 쌍의 수직벽부(31,32)로서 이루어지는 통형상 지지체(33)의 내측에, 홀더 이동부(34)를 Z축방향으로 승강이 자유롭도록 장착하고 있다. 통형상 지지체(33)는 모터(35)의 회전축에 연결되어 있으므로, 통형상 지지체(33)와 홀더 이동부(34)는 일체로 회전되며, 이에 따라 홀더이동부(34)는 Z축 둘레로 θ 회전되도록 되어 있다.
홀더이동부(34)는 반송기초대(40)와, 상하 여러단의 3개의 홀더(41,42,43)를 구비하고 있다. 3개의 홀더(41,42,43)는 반송기초대(40) 상에 설치되어 있다. 각 홀더(41,42,43)는 모두 통형상 지지체(33)의 양 수직벽부(31,32) 사이의 양면 개구부(36)가 통과가 자유로운 형태와 크기를 가지고 있으며, 반송기초대(40)에 내장된 구동모터(도시생략) 및 벨트(도시생략)에 의하여 각각 독립적으로 전진 또는 후퇴되도록 되어 있다.
그리고, 각 홀더(41,42,43)의 상하방향 배치간격은, 최상부의 홀더(41)와 2단째의 홀더(42)와의 사이의 간격이, 상기 2단째의 홀더(42)와 최하부의 홀더(43) 사이의 간격보다도 크게 되어 있다. 이것은 최상부의 홀더(41)와 2단째의 홀더(42)에 각각 유지된 웨이퍼(W)가 상호간 열간섭하는 것에 의한 처리로의 악영향을 방지하기 위함이다. 따라서 최상부의 홀더(41)는 통상 냉각공정으로부터 레지스트 도포공정을 실시할 때에 사용되며, 그와 같은 열간섭에 의한 악영향의 염려가 없는 웨이퍼(W)의 반송에 있어서는 2단째의 홀더(42)와 최하부의 홀더(43)가 사용된다. 그리고 열간섭 방지효과를 더욱 높이기 위하여, 예컨대 최상부의 홀더(41)와 2단째의 홀더(42)와의 사이에 단열판(도시생략)을 배치하도록 하여도 좋다.
제 1 서브아암기구(21)의 반송로(21a) 끝단부 근방에는 받아넘김재치대(51)가 설치되어 있다. 이 받아넘김 재치대(51)는 제 1∼제 5의 각 처리장치군(G1∼G5)이나, 주아암기구(22)가 배치되어 있는 공간과는 다른 공간에 설치되어 있다. 즉 제 1 도에서와 같이 받아넘김 재치대(51)는 세정부(70)의 케이싱체(70a)에 의해 둘려싸여 있다. 이 케이싱체(70a)의 내부에는 최종 세정장치(71)도 설치되어 있다. 제 5 도에서와 같이 최종 세정장치(71)의 상부에는 공조장치(81A)가 장착되어 있다. 이 공조장치(81A)는 ULPA필터 및 팬을 구비하고 있다. UAPA필터는 물리적 여과기능을 가지며, 초미세의 파티클을 포착 제거할 수가 있는 것이다.
받아넘김 재치대(51)는 그 상면부재(52)로부터 돌출이 자유로운 3개의 지지핀(53)을 구비하고 있다. 웨이퍼는 이 돌출된 지지핀(53)상에 재치하는 것이 자유로우며, 제 1 서브아암기구(21)는 그와 같이 돌출된 지지핀(53)에 대하여 웨이퍼를 재치시키거나, 반대로 지지핀(53)상의 웨이퍼를 받아드리는 것이 자유롭다.
받아넘김 재치대(51)의 배면쪽, 즉 X축방향을 따르는 연장선 상에는, 본 발명의 기타 반송수단을 구성하는 제 3 서브아암기구(61)가 설치되어 있다. 이 제 3 서브아암기구(61)는 웨이퍼(W)를 직접 유지하는 2개의 홀더(62,63)를 위아래에 가지고 있으며, 이들 각 홀더(62,63)는 각각 독립해서 전진 후퇴가 자유롭다. 제 3 서브아암기구(61)는 승강구동기구(도시생략)에 의해 Z축방향으로 이동가능하며, 또한 θ회전 구동기구(도시생략)에 의하여 Z축둘레에 θ 회전 가능하다. 이와 같이 제 3 서브아암기구(61)의 각 홀더(62,63)는 받아넘김 재치대(51)의 지지핀(53)에 대하여 웨이퍼(W)를 재치시키거나, 반대로 지지핀(53)상의 웨이퍼(W)를 받아드리는 것이 자유롭다.
최종 세정장치(71)는, 웨이퍼(W)를 스핀 회전시키는 회전기구(도시생략)와, 웨이퍼(W)를 향해 고압제트수를 분사하는 노즐(도시생략)을 내부에 갖추고 있다. 또 세정처리장치(71)의 앞면쪽에는, 반출반입구(72)가 형성되고, 이 반출반입구(72)를 통하여 제 3 서브아암기구(61)에 의하여 웨이퍼(W)가 세정처리장치(71)로 반출 반입되기에 이른다.
제 2 도에서와 같이, 카세트 재치대(20), 제 1 서브아암기구(21)의 반송로(21a), 제 1∼제 5 의 처리장치군(G1,G2,G3,G4,G5), 인터페이스부(12)의 위쪽에는 각각 필터장치(81)가 설치되어 있다. 필터장치(81)는 제 1 영역[카세트 스테이션(10)], 제 2 영역[프로세스 스테이션(11)], 제 3 영역[인터페이스부(12)]의 각각의 위쪽에 설치되어 있다. 각 필터장치(81)는 케미컬필터 엘레멘트 및 ULPA필터 엘레멘트중 어느 한쪽 또는 양쪽을 구비하고 있다. 또 필터장치(81)는 팬(도시생략)을 구비하고 있다. 이들 필터장치(81)에 의하여 위쪽으로부터 각 부(10,11,12)에 청정공기가 공급되어 다운 플로우가 각각 따로 형성되도록 되어 있다. 또한 처리유니트 내에 유기성분을 발생하는 레지스트액 도포장치(COT)나 현상처리장치(DEV)에 대하여는, 그 내부에 각각 따로 청정공기의 다운 플로우가 형성되도록 되도록 되어 있다.
다음에, 제 6 도에 도시하는 플로우챠트를 참조하여 웨이퍼(W)의 레지스트 처리방법에 대하여 설명한다.
카세트(C)를 카세트 재치대(20)상에 재치한다. 카세트(C)속에는 처리전인 복수매의 웨이퍼(W)가 수용되어 있다. 제 1 서브아암기구(21)가 카세트(C)에 억세스하고, 그 카세트(C)로부터 1개의 웨이퍼(W)를 꺼낸다(공정 S1).
이어서, 제 1 서브아암기구(21)는 제 3 처리장치군(G3)의 얼라이먼트장치(ALIM)까지 이동하고, 얼라이먼트장치(ALIM) 내로 웨이퍼(W)를 옮겨 싣는다. 얼라이먼트장치(ALIM)에서는 웨이퍼(W)의 오리엔테이션 플래트를 소망하는 방향으로 나열함과 동시에, 웨이퍼(W)를 센터링한다. 이에 따라 웨이퍼(W)는 프로세스부(11) 및 세정부 (70)에 대하여 위치맞춤된다(공정 S2). 웨이퍼(W)의 위치맞춤 후, 제어기(90)는 그 웨이퍼(W)를 예비세정할 것인가 말것인가의 여부에 대하여, 소정의 처리입력 데이터에 의거 판단한다(공정 S3).
공정 S3의 판정결과가 예스(YES)인 경우에, 제 1 서브아암기구(21)는 웨이퍼(W)를 얼라이먼트장치(ALIM)로부터 세정부(70)로 반송하고, 뒤에 설명하는 공정(S18)으로부터 공정(S22)까지에 따라 웨이퍼(W)를 예비세정처리한다. 즉 제 1 서브아암기구(21)는 웨이퍼(W)를 얼라이먼트장치(ALIM)로부터 받아넘김 재치대(51)로 반송하여 받아넘김 재치대(51)에 재치한다(공정 S18). 이어서 제 3 서브아암(61)이 웨이퍼(W)를 받아넘김 재치대(51)로부터 세정처리유니트(71)로 반입하고(공정 S19), 세정처리유니트(71)에서 웨이퍼(W)를 예비세정한다. 이 예비세정처리에 있어서는 고압제트수를 웨이퍼(W)의 양면으로 분사하여 양면세정한다(공정 S20). 예비세정처리 후, 제 3 서브아암(61)은 웨이퍼(W)를 세정처리유니트(71)로부터 반출하여(공정 S21), 받아넘김 재치대(51)에 재치한다(공정 S22). 또한 제어기(90)는 그 웨이퍼의 처리를 종료하지 않았다고 판정하고 (공정 G23), 이에 따라 제 1 서브아암(21)은 웨이퍼(W)를 주아암기구(22)로 받아넘긴다. 주아암기구(22)는 웨이퍼(W)를 프로세스부(11) 내의 각 처리유니트에 순차로 반송하고, 뒤에 설명하는 공정 S4로부터 공정 S17까지에 따라, 웨이퍼(W)를 레지스트 처리한다.
한편, 공정 S3의 판정결과가 노(NO)인 경우에는 주아암기구(22)가 얼라이먼트장치(ALIM)에 억세스하여, 얼라이먼트장치(ALIM)로부터 웨이퍼 (W)를 꺼내어 애드히젼장치(AD)로 웨이퍼(W)를 반송한다. 애드히젼장치(AD)에서는 웨이퍼(W)를 애드히젼 처리한다(공정 S4). 이 애드히젼 처리에서 웨이퍼(W)는 가열된다.
이어서, 주아암기구(22)는 웨이퍼(W)를 제 3 처리장치군(G3) 또는 제 4 처리장치군(G4) 중 하나에 속하는 쿨링장치(COL)로 반송한다. 쿨링장치(COL)에서는 웨이퍼(W)를 설정 온도(23℃)까지 냉각시킨다(공정 S5). 또한 주아암기구(22)는 상부홀더(41)에 의해 웨이퍼(W)를 쿨링장치(COL)로부터 반출함과 동시에, 중간 홀더(42)에 의해 다음 웨이퍼(W)[다른 웨이퍼(W)]를 쿨링장치(COL) 내로 반입한다.
이어서, 주아암기구(22)는 웨이퍼(W)를 제 1 처리장치군(G1) 또는 제 2 처리장치군(G2) 중 하나에 속하는 레지스트 도포장치(COT)로 반입한다. 레지스트 도포장치(COT) 내에서는 웨이퍼(W)의 한쪽면에 레지스트용액이 도포된다(공정 S6).
이어서, 주아암기구(22)는 웨이퍼(W)를 레지스트액 도포장치(COT)로부터 프리베이크장치(PREBAKE)로 반송한다. 프리베이크장치(PREBAKE) 내에서는 웨이퍼(W)를 약 100℃의 온도로 소정 시간동안 가열한다(공정 S7).
이어서, 주아암기구(22)는 웨이퍼(W)를 프리베이크장치(PREBAKE)로부터 제 4 처리장치군(G4)에 속하는 익스텐션·쿨링장치(EXTCOL)로 반송한다. 익스텐션·쿨링장치(EXTCOL) 내에서는 웨이퍼(W)를 약 24℃까지 냉각시킨다(공정 S8). 이 냉각공정 S8에서의 목표온도는 다음공정 S9의 주변 노광장치 처리에 적합한 온도를 채용한다. 또한 주아암기구(22)는 웨이퍼(W)를 익스텐션·쿨링장치(EXTCOL)로부터 익스텐션장치(EXT)로 이송하여, 익스텐션장치(EXT) 내의 재치대(도시생략) 상에 웨이퍼(W)를 재치한다.
이어서, 제 2 서브아암기구(24)가 익스텐션장치(EXT)로 억세스하여 웨이퍼(W)를 인터페이스부(12) 내로 반입한다. 또 제 2 서브아암기구(24)는 웨이퍼(W)를 주변 노광장치(23)로 반입한다. 주변 노광장치(23)에서는 웨이퍼(W)의 둘레 가장자리부를 노광처리한다(공정 S9).
이어서, 제 2 서브아암기구(24)는 웨이퍼(W)를 주변 노광장치(23)로 부터 노광장치(도시생략)의 웨이퍼 받이대(도시생략)로 이송한다. 그리고 노광장치가 웨이퍼(W)를 받을 수 없는 상태일 때에는, 제어기(90)가 제 2 서브아암기구(24)에 대기지령을 발생시키고, 이에 따라 제 2 서브아암기구(24)는 웨이퍼(W)를 버퍼카세트(BR)에 일시적으로 수납한다(공정S10). 노광장치(도시생략)에서는 웨이퍼(W)를 전면 노광처리한다(공정S11). 웨이퍼(W)가 웨이퍼 받이대(도시생략)로 복귀되면, 제 2 서브아암기구(24)는 웨이퍼(W)를 받이대로부터 제 4 처리장치군(G4)에 속하는 익스텐션장치(EXT)로 반송한다. 그리고 현상처리장치(DEV)가 웨이퍼(W)를 받아들일 수 없는 상태일 때에는 제어기(90)는 제 2 서브아암기구(24)에 대기지령을 발생시키고, 이에 따라 제 2 서브아암기구(24)는 웨이퍼(W)를 버퍼카세트(BR)에 일시적으로 수납한다(공정 S12).
익스텐션장치(EXT)로 웨이퍼(W)가 반입되면, 여기에 주아암기구(22)가 억세스하여 웨이퍼(W)를 익스텐션장치(EXT)로부터 꺼낸다. 이어서 주아암기구(22)는 웨이퍼(W)를 제 1 처리장치군(G1) 또는 제 2 처리장치군 (G2)중 어느 하나에 속하는 현상처리장치(DEV)로 반입한다. 현상처리장치(DEV)내에서는 웨이퍼의 도포 레지스트에 현상액을 뿌려서 도포 레지스트를 현상한다(공정 S13). 계속해서 웨이퍼 표면에 순수한 물을 뿌려서 현상액을 씻기 위한 린스처리를 한다(공정 S14).
이어서, 주아암기구(22)는 웨이퍼(W)를 현상처리장치(DEV)로부터 제 3처리장치군(G3), 또는 제 4 처리장치군(G4) 중 어느 하나에 속하는 포스트 베이킹장치(POBAKE)로 반송한다. 포스트 베이킹장치(POBAKE)에서는 웨이퍼(W)를 약 100℃의 온도에서 소정 시간동안 가열한다(공정 S15).
이어서, 주아암기구(22)는 웨이퍼(W)를 포스트 베이킹장치(POBAKE)로부터 쿨링장치(COL)로 반송한다. 쿨링장치(COL)에서는 웨이퍼(W)를 약 23℃까지 냉각한다(공정 S16). 이어서 주아암기구(22)는 웨이퍼(W)를 쿨링장치(COL)로부터 제 3 처리장치군(G3)에 속하는 익스텐션장치(EXT)로 반송한다(공정 S17).
이어서, 제 1 서브아암기구(21)가 익스텐션장치(EXT)에 억세스하여 이것으로부터 웨이퍼(W)를 꺼낸다. 제 1 서브아암기구(21)는 θ 회전하면서 X축방향으로 이동하여 웨이퍼(W)를 받아넘김 재치대(51)로 옮겨 싣는다(공정 S18). 이어서 제 3 서브아암기구(61)의 하부홀더(63)에 의해 웨이퍼(W)를 받아넘김부(51)에서 꺼내어 이것을 반입반출구(72)를 통해 세정처리장치(71) 내로 반입한다(공정 S19). 세정처리장치(71) 내에서는 웨이퍼(W)의 이면을 향하여 고압제트수를 분사한다. 이에 따라 웨이퍼(W)의 이면에 부착된 이물질이 제거되어 웨이퍼(W)의 이면은 최종 세정된다(공정 S20). 이어서 제 3 서브아암기구(61)의 상부홀더(62)에 의해 세정처리장치(71)로부터 웨이퍼(W)를 반출시킴과 동시에(공정 S21), 하부홀더(63)에 의해 다음 웨이퍼(W)를 세정처리장치(71) 내로 반입한다.
제 3 서브아암기구(61)가 최종 세정된 웨이퍼(W)를 받아넘김 재치대(51)로 옮겨 실으면 제 1 서브아암기구(21)는 받아넘김 재치대(51)로 억세스하여 받아넘김 재치대(51)에서 웨이퍼(W)를 꺼낸다(공정 S22). 제어기(90)는 그 웨이퍼(W)의 처리를 종료할 것인가 여부를 판정한다(공정 S23). 이 공정 S23에서는 노(NO)로 판정하면 공정 S4로부터 공정 S17까지의 일련의 레지스트 처리를 실행한다. 한편 공정 S23에서 예스(YES)로 판정하면, 제 1 서브아암기구(21)는 그 웨이퍼(W)를 재치대(20) 상의 카세트(C)로 수납한다(공정 S24). 그리고 카세트(C)가 처리완료 웨이퍼(W)로 가득하게 되면, 카세트(C)와 함께 웨이퍼(W)를 시스템 밖으로 반출한다. 또한 웨이퍼(W)는 청정한 상태에서 에칭처리등의 다음 공정에 사용된다.
상기 실시형태에 의하면, 세정처리장치(71)는 주아암기구(22)나 액처리장치군(G1,G2)와는 별도의 다른 공간에 배치되며, 더욱이 제 3 서브아암기구(61)의 구동계는 주아암기구(22)의 그것보다 간단한 구조이므로, 최종 세정후의 웨이퍼(W)에 파티클이나 유기성분등의 이물질이 부착하는 가능성은 거의 없게 된다.
또, 세정부(70)에는 케미컬필터가 불필요하므로, 시스템 전체로서 케미컬필터의 사용량이 저감된다.
또, 받아넘김부(51)에는 웨이퍼(W)를 일시 대기시켜 놓을 수도 있으므로 시스템 전체의 가동율이 향상된다.
또, 상기 실시형태에서는, 하나의 세정처리장치(71)를 설치하였으나, 복수의 동종 또는 상이하는 형식의 세정처리장치를 설치하여도 좋다. 또한 복수의 세정처리장치를 상하 다단으로 적층하여도 좋다. 또 복수의 받아넘김부(51)를 병렬 혹은 상하로 배치하여도 좋다.
또한, 이면반사 방지막(Back face Anti Reflection Coating)처리를 하는 BARC처리장치를 세정처리장치(71)에 병설하도록 하여도 좋다.
또, 처리대상이 되는 기판에는 반도체 웨이퍼 외에 LCD기판이나 CD기판, 포토마스크, 각 종의 프린트기판, 세라믹기판 등이 포함된다.
본 발명에 의하면 최종 세정된 청정한 이면을 가지는 기판을 카세트에 수납하고, 이것을 다음 처리공정으로 반송하도록 하고 있으므로, 다음 처리공정에 대하여 악영향을 미치지 않게 되고, 제품의 수율이 향상한다. 또 시스템 전체로서는 케미칼필터의 사용량을 저감시킬 수가 있다. 또한 받아넘김 재치대를 기판의 일시 대기장소로서 사용할 수가 있으므로, 일련의 레지스트 처리가 플렉시블하게 되어 결과적으로 스루풋이 향상된다.
제 1 도는 본 발명의 실시형태에 관한 레지스트 처리장치의 개요를 나타낸 투시평면도,
제 2 도는 레지스트 처리시스템의 정면도,
제 3 도는 레지스트 처리시스템의 배면도,
제 4 도는 주 아암기구의 일부를 절결하여 나타낸 사시도,
제 5 도는 시스템 본체의 측부에 장착된 받아넘김부, 제 3 서브아암기구 및 세정처리장치를 나타낸 사시도,
제 6 도는 본 발명의 실시형태에 관한 레지스트 처리방법을 나타낸 플로우챠트,
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
1 : 도포현상 처리시스템 10 : 카세트 스테이션
11 : 프로세스 스테이션 12 : 인터페이스부
20 : 카세트재치대 21,24 : 서브아암기구
20A : 돌기 21A : 반송로
22 : 주아암기구 23 : 노광장치
31,32 : 수직벽부 33 : 통형상 지지체
34 : 홀더이동부 35 : 모터
36 : 양면개구부 40 : 반송기초대
41∼43,62,63 : 홀더 44 : 덮개
51 : 받아넘김 재치대 52 : 상면부재
53 : 지지핀 61 : 제 3 서브아암기구
70 : 세정부 70a : 케이싱체
71 : 세정처리 유니트 72 : 반출반입구
81 : 필터장치 81A : 공조장치
90 : 제어기

Claims (19)

  1. (a) 기판을 처리하기 위한 프로세스 스테이션과, 상기 프로세스 스테이션으로부터 독립하여 설치된 세정부와, 상기 프로세스 스테이션의 내에서 기판을 차례로 반송하는 주아암기구와, 상기 세정부로 기판을 받아넘기는 기판받아넘김수단과, 카세트로부터 기판을 꺼내어 상기 주아암기구 또는 상기 기판받아넘김수단에 받아넘기고, 상기 세정부에서 세정된 기판을 카세트로 수납하는 서브아암기구를 준비하고,
    (b) 상기 서브아암기구에 의하여 카세트로부터 기판을 꺼내며,
    (c) 꺼낸 기판을 상기 주아암기구에 의하여 상기 프로세스 스테이션으로 반송하고,
    (d) 상기 프로세스 스테이션에서는 최소한 기판의 표면에 도포된 도포 레지스트를 현상하는 처리공정을 포함하며,
    (e) 최소한 현상처리공정 후에, 기판을 상기 주아암기구에 의하여 상기 프로세스 스테이션으로부터 반출하고, 또한 이 기판을 상기 기판받아넘김수단에 의하여 상기 세정부에 받아넘기고,
    (f) 세정부에서는 최소한 기판의 이면에 세정액을 뿌려서 기판의 이면을 최종 세정하며,
    (g) 이 최종 세정된 기판을 상기 서브아암기구에 의하여 카세트에 수납하는 것을 특징으로 하는 레지스트 처리방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 공정(f)에서는, 기판의 이면에 순수한 물을 제트 분사하여 기판의 이면만을 세정하는 처리방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 공정(f)에서는, 기판의 양면에 순수한 물을 뿌려 기판의 양면을 모두 세정하는 처리방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 공정 (c) 전에, 기판이 세정되어 있는가 아닌가를 판단하는 공정을 더욱 구비하는 것을 특징으로 하는 레지스트 처리방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 공정(c) 전에 세정을 요구하는 것으로 판단되어질 때, 기판을 세정부로 받아넘겨서 예비세정하는 것을 특징으로 하는 레지스트 처리방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 예비세정하는 공정은 기판의 양면에 순수한 물을 뿌려 기판의 양면을 모두 세정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 처리방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 공정(d)은, 기판에 레지스트를 도포하는 공정과, 기판에 도포된 레지스트를 가열 및 냉각시키는 열처리공정을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 처리방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 공정(d)은, 기판을 어드히젼 처리하고, 냉각시켜며, 도포 레지스트를 프리베이크하고, 냉각시켜며, 도포 레지스트를 주변 노광하고, 도포 레지스트를 전면 노광하며, 현상 후에 포스트 베이크하여 냉각시키는 공정을 더욱 포함하는 레지스트 처리방법.
  9. 복수의 기판을 수납한 카세트가 출입되는 카세트부와,
    기판의 표면에 도포된 도포 레지스트를 현상하는 현상수단을 최소한 포함하는 프로세스 스테이션과,
    유기성분을 제거하는 케미칼필터를 구비하고, 상기 프로세스 스테이션의 내에, 청정공기의 하강류를 형성하는 제 1 공조수단과,
    상기 프로세스 스테이션 내에서 기판을 순차로 반송하는 주아암기구와,
    카세트부의 카세트로부터 기판을 1개씩 꺼내어 주아암기구에 직접 또는 간접으로 기판을 받아넘기는 서브아암기구와,
    상기 프로세스 스테이션과는 별도 장소에 설치되고, 기판에 세정액을 뿌려서 이를 세정처리하는 최종세정부로서, 상기 주아암기구에 의해 기판이 상기 최종세정부에 반송되지 않는 최종 세정부와,
    파티클을 제거하는 필터를 구비하고, 최종 세정부 내에 상기 제 1 공조 수단에 의해 형성된 청정공기의 하강류와는 별도인 청정공기의 하강류를 형성하는 제 2 공조수단과,
    최종 세정부와 서브아암기구와의 사이에서 기판을 직접 또는 간접으로 받어넘기는 기판 받아넘김수단을 구비하고,
    상기 프로세스 스테이션에서의 처리를 완료한 기판을 상기 카세트부의 카세트로 수납하기 전에, 상기 기판 받아넘김 수단에 의해 그 기판을 상기 최종 세정부로 받아넘기고, 그 기판의 최소한 이면에, 세정액을 뿌려서 이것을 세정하며, 그 후에 그 세정된 기판을 상기 카세트부의 카세트에 수납하는 것을 특징으로 하는 레지스트 처리장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 기판 받아넘김 수단은, 최종 세정부와 카세트부와의 사이에 설치되고, 서브아암기구에 의하여 기판이 재치되는 받아넘김 재치대와, 이 받아넘김 재치대로부터 기판을 들어올려 최종 세정부로 기판을 반송하는 반송아암기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 레지스트 처리장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 반송아암기구는, 최종 세정부와 받아넘김 재치대와의 사이에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 레지스트 처리장치.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 반송아암기구는, 각각 기판을 유지하기 위한 복수의 홀더부재를 가지는 것을 특징으로 하는 레지스트 처리장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 반송아암기구는, 홀더부재를 X축방향으로 이동시키는 X축 구동수단과, 홀더부재를 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 구동수단과, 홀더부재를 Z축둘레로 θ 회전시키는 θ 회전구동수단을 가지는 것을 특징으로 하는 레지스트 처리장치.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 받아넘김 재치대는, 서브아암기구가 이동하는 통로의 끝단부 근방에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 레지스트 처리장치.
  15. 제 9 항에 있어서, 상기 프로세스 스테이션은, 기판에 레지스트를 도포하기 위한 레지스트 도포수단과, 기판을 가열 및 냉각시키는 열처리수단을 더욱 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 레지스트 처리장치.
  16. 주아암기구를 구비한 프로세스 스테이션과,
    상기 주아암기구를 둘러싸도록 상기 프로세스 스테이션의 주변영역에 배치되고, 상기 주아암기구에 의하여 반송된 기판을 처리하기 위한 레지스트 도포유니트, 현상유니트, 열처리유니트를 적어도 포함하는 복수의 처리유니트와,
    상기 프로세스 스테이션에 인접하여 설치되고, 복수의 기판을 수납한 복수의 카세트가 재치되며, 상기 카세트에 기판을 반입하고, 또한 상기 카세트로 부터 기판을 반출하는 서브아암기구를 구비한 카세트 스테이션과,
    상기 프로세스 스테이션에 인접하여 설치된 인터페이스부와,
    상기 프로세스 스테이션과는 별도의 장소에 설치되고, 기판에 세정액을 뿌리고 이것을 세정처리하며, 상기 주아암기구에 의하여는 기판이 반송되지 않는 세정처리장치와,
    기판을 상기 세정처리장치로 출입시키기 위하여, 상기 카세트스테이션의 서브아암기구의 반송로의 한끝단 근방에 설치되고, 상기 서브아암기구와의 사이에서 기판을 받아넘김하는 제 1 받아넘김 기구와,
    기판을 노광처리장치로 출입시키기 위하여, 상기 인터페이스부에 설치되고, 상기 주아암기구와의 사이에서 기판을 받아넘김하는 제 2 받아넘김 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 레지스트 처리장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 제 1 받아넘김기구는 상기 세정처리장치측에 설치된 반송기구에 대하여 기판을 받아넘기기 위하여, 기판을 상승 또는 하강시키는 승강기구를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 레지스트 처리장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 기판을 미리 세정할 것인지 아닌지를 판정하고, 그 판정결과가 예스(YES) 인 때에, 상기 서브아암기구로부터 상기 제 1 받아넘김기구로 기판을 받아넘기고, 상기 제 1 받아넘김기구로부터 상기 반송기구로 기판을 받아넘기며, 상기 반송기구에 의하여 기판을 상기 세정처리장치로 반송시키고, 상기 세정처리장치에 의하여 기판을 예비세정시킨 후에, 상기 반송기구로부터 상기 제 1 받아넘김기구로 기판을 받아넘기고, 제 1 받아넘김기구로부터 상기 서브아암기구로 기판을 받아넘기며, 상기 서브아암기구로부터 상기 주아암기구로 기판을 받아넘기고, 상기 주아암기구에 의하여 상기 프로세스 스테이션내의 각 처리유니트로 기판을 반송시키고, 상기 주아암기구로부터 상기 제 2 받아넘김기구로 기판을 받아넘기고, 상기 제 2 받아넘김기구에 의하여 상기 인터페이스부로부터 상기 노광처리장치로 기판을 반송시키도록, 상기 서브아암기구, 상기 주아암기구, 상기 제 1 받아넘김기구, 상기 반송기구 및 상기 제 2 받아넘김기구를 각각 제어하는 제어수단을 더욱 가지는 것을 특징으로 하는 레지스트 처리장치.
  19. 제 17 항에 있어서, 기판을 예비세정할 것인지 아닌지를 판정하고, 그 판정결과가 노(NO)인 때에, 상기 서브아암기구로부터 상기 주아암기구로 기판을 받아넘기고, 상기 주아암기구에 의하여 상기 프로세스 스테이션내의 각 처리유니트로 기판을 반송시키며, 상기 주아암기구로부터 상기 제 2 받아넘김기구로 기판을 받아넘기고, 상기 제 2 받아넘김기구에 의하여 상기 인터페이스부로부터 상기 노광처리장치로 기판을 반송시켜서, 노광처리된 기판을 상기 제 2 받아넘김기구로부터 상기 주아암기구로 받아넘기며, 상기 주아암기구에 의하여 상기 프로세스 스테이션내의 각 처리유니트로 기판을 반송시키고 상기 주아암기구로부터 상기 서브아암기구로 기판을 받아넘기며, 상기 서브아암기구로부터 상기 제 1 받아넘김기구로 기판을 받아넘기고, 상기 제 1 받아넘김기구로부터 상기 반송기구로 기판을 받아넘기고, 상기 반송기구에 의하여 기판을 상기 세정처리장치로 반송시켜서, 상기 세정처리장치에 의하여 기판을 최종세정시키며, 상기 반송기구로부터 상기 제 1 받아넘김기구로 기판을 받아넘기며, 상기 제 1 받아넘김기구로부터 상기 서브아암기구로 기판을 받아넘기고, 상기 서브아암기구에 의하여 기판을 카세트에 수납시키도록, 상기 서브아암기구, 상기 주아암기구, 상기 제 1 받아넘김기구, 상기 반송기구 및 상기 제 2 받아넘김기구를 각각 제어하는 제어수단을 더욱 가지는 것을 특징으로 하는 레지스트 처리장치.
KR1019970045669A 1996-09-03 1997-09-03 레지스트처리방법및레지스트처리장치 KR100493988B1 (ko)

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