KR100637558B1 - 다단 스핀형 기판처리시스템 - Google Patents

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KR100637558B1
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Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 기판에 포토레지스트를 도포하고, 현상하는 다단 스핀형 기판처리시스템에 관한 것이다.
종래의 기판처리시스템은, 웨이퍼 사이즈의 대형화에 따라, 스루풋 향상이 곤란하고, 장치의 푸트 프린트가 커지고, 클린룸의 높이제한내에서 종래형의 스핀유니트는 2단적층이 한계라고 하는 문제가 있었다.
본 발명은, 상하 다단으로 적층된 복수의 구획(40)을 갖는 다단 스핀유니트(9)와, 웨이퍼 홀더(24a)와, 이 웨이퍼 홀더를 전후로 진퇴이동시키고, 수직축을 따라 승강이동시키며, 수직축주위에 선회이동시키는 구동수단을 구비한 주아암기구(24)와, 각 구획에 설치되어 주아암기구에 의해 반입된 웨이퍼를 보지하여 스핀회전시키는 스핀척(SC)과, 이 스핀척의 주위를 둘러싸고, 기판으로부터 원심분리되는 처리액을 받아 배출하는 컵(CP)을 구비하고, 구획내의 스핀척에 보지된 기판을 향해 처리액을 공급하는 공용노즐(52)과, 다단 스핀유니트를 따라 설치되고, 각 구획에 연통하며, 공용노즐이 이동하기 위한 노즐이동통로(51)와, 공용노즐을 이동시키는 노즐이동기구(53, 54, 55)를 구비함으로써, 고(高)스루풋이고, 푸트 프린트가 작고, 클린룸의 높이제한조건을 만족시키는 다단 스핀형 기판처리시스템을 제시하고 있다.

Description

다단 스핀형 기판처리시스템 {MULTISTAGE SPIN TYPE SUBSTRATE PROCESSING SYSTEM}
도 1은 종래의 기판처리시스템을 나타내는 평면도이다.
도 2는 종래의 기판처리시스템을 나타내는 정면도이다.
도 3A ~ 도 3C는 종래의 레지스트 도포처리의 타이밍챠트이다.
도 4A ~ 도 4C는 종래의 현상처리의 타이밍챠트이다.
도 5는 본 발명의 실시형태에 관련된 다단 스핀형 기판처리시스템을 나타내는 투시평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시형태에 관련된 다단 스핀형 기판처리시스템을 나타내는 투시정면도이다.
도 7A는 본 발명의 실시형태에 관련된 다단 스핀형 기판처리시스템을 나타내는 투시정면도, 도 7B는 종래의 기판처리시스템을 나타내는 투시정면도이다.
도 8은 다단 스핀유니트의 배출계의 개요를 나타내는 블럭회로도이다.
도 9는 다단 스핀유니트 및 노즐이동통로내에서의 기류의 개요를 나타내는 모식도이다.
도 10은 공용노즐 및 린스노즐의 개요를 나타내는 투시측면도이다.
도 11은 공용노즐 및 린스노즐의 개요를 나타내는 투시평면도이다.
도 12는 현상장치의 개요를 나타내는 블럭회로도이다.
도 13은 도포장치의 개요를 나타내는 종단면도이다.
도 14는 다른 실시형태장치에 있어서의 공용노즐의 개요를 나타내는 투시정면도이다.
도 15는 다른 실시형태장치에 있어서의 공용노즐의 개요를 나타내는 투시평면도이다.
도 16A ~ 도 16C는 실시형태장치에 있어서의 레지스트 도포처리의 타이밍챠트이다.
도 17A ~ 도 17C는 실시형태장치에 있어서의 현상처리의 타이밍챠트이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
G1, G2, G3 : 스핀도포처리계 장치군 G4, G5, G6, G7 : 열처리계 장치군
CR : 웨이퍼 카세트 SC : 스핀척
CP : 컵 BCT : 도포유니트
COT : 도포유니트 DEV : 현상유니트
N1, N2, N3 : 제 1, 제 2, 제 3 노즐 8 : 다단 스핀형 기판처리시스템
9 : 다단 스핀유니트 10, 110 : 카세트 스테이션
11 : 프로세스부 14, 114 : 인터페이스부
21 : 제 1 서브아암기구 22 : 통로
24 : 주아암기구 24a: 홀더
25 : 수직통로 26 : 제 2 서브아암기구
28 : 버퍼기구 30a : 열판
32a : 냉판 34 : 슬라이드 레일
39, 139 : 구동모터 40 : 구획
41 : 내부공간 42 : 청정공기 도입기구
43 : 린스노즐 44, 54 : 수직아암
45, 55 : 수평아암 46, 56 : 액 토출부
48 : 외장패널 48a : 웨이퍼 삽입구
49 : 공용노즐 유니트(도 9), 구획바닥판(도 13)
49a : 관통공 50 : 노즐이동기구
51 : 노즐이동통로 52 : 공용노즐
53 : 분배 펌프 58 : 칸막이부재
58a : 개구 60 : 저부 배출구
61, 63 : 통로 62 : 집합드레인장치
64 : 집합배기장치 65 : 개폐밸브
70 : 액공급회로 71 : 탱크
72 : 현상액 74 : 밸브
75 : 펌프 77 : 공기조정밸브
78 : 온도조정기구 80 : 플렉시블 튜브
81 : 온도조정부 90 : 제어기
100 : 기판처리시스템
111, 112, 113 : 제 1, 제 2, 제 3 프로세스부
142 : 팬필터 유니트
본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 기판에 포토레지스트를 도포하고, 현상하는 다단 스핀형 기판처리시스템에 관한 것이다.
반도체 디바이스 제조의 포토리소그래피 프로세스에서는, 반도체 웨이퍼의 표면에 포토레지스트를 도포하고, 이것을 패턴노광하고, 현상한다. 이와 같은 일련의 기판처리에는 예를 들면 미국 특허 5, 664, 254호 공보에 개시된 기판처리시스템을 이용한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 기판처리시스템(100)은 제 1 서브 아암기구(21)를 갖는 카세트 스테이션(110)과, 각각이 주아암기구(24)를 갖는 프로세스부(111, 112, 113)와, 제 2 서브 아암기구(26)를 갖는 인터페이스부(114)를 구비하고 있다.
도 1에서 도시하듯이, 제 1, 제 2, 제 3 프로세스부(111, 112, 113)의 중앙에는 주아암기구(24)가 각각 설치되고, 주아암기구(24)를 사방에서 둘러싸듯이 각종 처리장치군(G1 ~ G15)이 배치되어 있다. 이들 중 액처리계의 처리장치군(G1 ~ G6)은 처리시스템(100)의 정면측에 배치되고, 열처리계의 처리장치군(G7 ~ G15)은 처리시스템(100)의 배면측과 측면측에 각각 배치되어 있다.
도 2에서 도시하듯이, 액처리계의 처리장치군(G1 ~ G6)은 상하 2단으로 적층된 좌우 1쌍의 유니트(BCT, COT, DEV)를 각각 구비하고 있다. 각 유니트(BCT, COT, DEV)내에는 컵(CP) 및 스핀척(SC)을 갖는 스핀회전 액처리장치가 각각 설치되어 있다. 액처리중에 파티클 등의 부착에 의한 오염을 방지함과 동시에 프로세스 성능을 안정시키기 위해, 각 유니트(BCT, COT, DEV)내는 온도와 습도가 제어된 청정공기가 도입됨과 동시에 강제 배기되고 있다.
이와 같은 처리시스템(100)에 있어서, 웨이퍼(W)는 제 1 서브 아암기구(21)에 의해 카세트 스테이션(110)의 카세트(CR)로부터 취출되어, 주아암기구(24)에 넘겨지고, 제 1 프로세스부(111)내의 도포유니트(BCT)에서 하지(下地) 반사방지막용의 처리액이 도포되고, 베이크되며, 또 제 2 프로세스부(112)내의 도포유니트(COT)에서 레지스트액이 도포되고, 베이크되며, 또한 제 2 서브 아암기구(26)에 인수인도되어, 인터페이스부(114)를 매개로 하여 노광장치(도시하지 않음)에 반송되고, 노광처리된다. 또한, 웨이퍼(W)는 인터페이스부(114)를 매개로 하여 제 3 프로세스부(113)내에 반송되고, 노광후에 베이크(PEB)되고, 현상유니트(DEV)에서 현상처리되고, 린스되고, 건조되어, 최종적으로 카세트 스테이션(110)의 카세트(CR)에 되돌아간다.
웨이퍼 사이즈의 대형화에 따라, 또 생산성을 향상시키기 위해, 단위시간당 처리매수의 증가(고(高) 스루풋)가 사용자로부터 강하게 요망되고 있다. 그러나, 상기 일련의 레지스트 처리에 있어서는, 회로패턴의 고정세화(高精細化)와 웨이퍼 사이즈의 대형화가 더욱 진전되고 있어, 각 처리공정에 걸리는 소요시간이 길어지는 경향이 있고, 스루풋을 향상시키는 것이 곤란해지고 있다. 예를 들면 현상처리공정에서는 선명한 패턴을 얻기 위해, 가능한한 긴 현상시간을 확보할 필요도 있다. 특히 화학증폭형 포토레지스트의 경우에는, 현상시의 해상도를 높이기 위해 동일한 웨이퍼(W)에 대해 2회 또는 3회로 현상처리를 반복하는 일도 이루어지고 있기 때문에, 처리에 장시간을 요하고, 스루풋이 저하되기 쉽다.
또, 스핀도포방식에 의해 반사방지막이나 포토레지스트막을 웨이퍼상에 도포형성하는 공정에 있어서는, 웨이퍼 직경이 8인치에서 12인치로 대형화함에 따라 막두께의 균일성을 달성하기 위해 웨이퍼 회전속도를 저속으로 할 필요가 있고, 레지스트액의 떨어냄이나 건조처리에 시간이 너무 걸려, 스루풋이 저하하는 경향이 있다.
그런데, 기판처리의 고 스루풋화를 도모하기 위해, 종래의 기판처리시스템(100)에 프로세스부를 더 새롭게 증설하면, 장치의 푸트 프린트(점유바닥면적)가 커지게 된다. 장치의 푸트 프린트가 커지면, 이에 따라 필연적으로 클린룸의 총바닥면적이 증대하고, 설비투자액이나 클린룸 환경제어의 관리비용이 과대해진다고 하는 문제를 발생시킨다. 이 때문에, 장치의 푸트 프린트를 가능한한 작게 하도록 사용자로부터 강하게 요망받고 있다.
또한, 클린룸의 바닥에서 천정까지의 높이는 3.5m이하로 해야 한다고 하는 규제가 있기 때문에, 시스템 전체의 높이를 클린룸 높이의 상한값(3.5m)보다 낮게 할 필요가 있다. 이러한 룸 높이 제한조건을 만족시키는 범위내에서 종래형의 스 핀유니트를 적층하면 2단이 한계이다. 그런데, 레지스트 도포 및 현상처리의 스루풋을 더욱 높이기 위해, 스핀유니트를 3단이상으로 적층하도록 수요자로부터 강하게 요망받고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 스루풋이 높고, 푸트 프린트가 작고, 클린룸의 높이 제한조건을 만족시키는 다단스핀형 기판처리시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명에 관련된 다단 스핀형 기판처리시스템은, 상하 다단으로 적층된 복수의 구획을 갖는 다단 스핀유니트와, 상기 구획의 각각에 피처리기판을 넣고 꺼내기 위해, 피처리기판을 보지하는 홀더와, 이 홀더를 전후로 진퇴이동키시고, 수직축을 따라 승강이동시키며, 수직축주위로 선회이동시키는 구동수단을 구비한 주아암기구와, 상기 구획의 각각에 설치되고, 상기 주아암기구에 의해 반입된 기판을 보지하고, 스핀회전시키는 스핀척과, 이 스핀척의 주위를 둘러싸고, 기판으로부터 원심력에 의해 분리되는 처리액을 받아 배출하는 컵을 구비하고, 상기 구획내의 스핀척에 보지된 기판을 향해 처리액을 각각 공급하는 공용노즐과, 상기 다단 스핀유니트를 따라 설치되고, 상기 각 구획에 연통하고, 상기 공용노즐이 이동하기 위한 노즐이동통로와, 상기 공용노즐을 이동시키는 노즐이동기구를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 시스템은 종래의 것보다 다수의 스핀회전방식의 액처리장치를 1개의 다단 스핀유니트에 집적화하고 있기 때문에, 액처리의 고(高)스루풋화가 달성된다. 또, 다수의 액처리장치 사이에서 1개의 공용노즐을 공용하도록 하고 있기 때 문에 개개의 액처리장치가 작아진다. 이 때문에, 전체적으로 장치가 소형화(특히, 장치의 높이가 저감)되고, 클린룸내에 있어서의 장치의 푸트 프린트(foot print)가 더욱 저감된다. 또, 스핀회전 액처리부, 주아암기구부, 열처리부의 삼자를 각각 모듈화하고, 각각을 블럭분할하여 반송하고 조립할 수 있기 때문에, 종래에 비해 클린룸으로의 장치 반입·설치 작업이 용이하게 된다. 또한, 다단의 스핀처리계 장치군(다단 스핀유니트)을 종래의 세로 2열에서 세로 1열로 하고 있기 때문에, 주반송아암기구와 세로 1열의 다단 스핀처리계 장치군을 1대1로 대응시킬 수 있다. 또, 주반송아암기구의 중심과 다단 스핀처리계 장치군(다단 스핀유니트)의 컵 중심과의 어긋남이 작아지고, 컵을 구획의 중앙에 배치할 수 있기 때문에, 부속품을 컵내에 좌우대칭으로 배치하는 것이 가능하게 되고, 좌우겸용의 유니트로 할 수 있다.
이 경우, 상기 다단 스핀유니트는 적어도 2단 이상으로 적층된 구획을 갖고, 각 구획내에는 레지스트의 도포, 처리부 또는 레지스트를 현상하기 위한 현상처리부 등, 동일 프로세스 처리부가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써 동일한 노즐로 복수의 처리부에 액 공급이 가능하게 된다. 또, 다단 스핀유니트에서 동일한 약액처리를 행하기 때문에 다른 약액 분위기가 혼입하는 일이 없어 안전하다.
또한, 상기 각 구획내에는 린스액을 기판에 공급하기 위한 린스노즐이 각각 설치되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들면, 린스노즐을 공유하고 있는 경우, 현상 후의 린스 개시타이밍이 늦어지면, 과잉 현상이나 현상 얼룩(현상 균일성의 불 량)이 발생하기 때문에, 린스노즐은 각각의 구획내에 설치하는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 타이밍의 문제가 발생하지 않는 액처리에 대해서는, 1개의 린스노즐을 복수의 현상장치사이에서 공용하는 것도 가능하다.
또한, 상기 각 구획의 상부에 각각 설치되어 각 구획마다 온습도조정된 청정공기를 도입하는 청정공기 도입기구와, 상기 공용노즐이 나가고 들어가기 위한 개구가 형성되고, 상기 노즐이동통로와 상기 구획을 나누는 칸막이부재와, 상기 노즐이동통로를 배기하는 배기기구를 구비하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 청정공기는 상방으로부터 각 구획내에 도입되고, 칸막이 부재의 개구, 즉, 공용노즐의 엑세스 개구부를 통하여 노즐이동통로에 유입되고, 또, 노즐이동통로내를 하강하여 하방으로 배기된다. 이 경우, 칸막이부재에 의해 노즐이동통로를 각 구획으로부터 나누고 있기 때문에, 개구부로부터 항상 이동통로내로 공기가 흐르고, 노즐이동기구에서 발생한 파티클은 구획내에 침입하는 일 없이, 청정공기의 하강류와 함께 파티클을 효율좋게 배기할 수 있다.
또한, 상기 컵의 각각에 드레인통로를 매개로 하여 연통하는 집합드레인장치와, 상기 컵의 각각에 배기통로를 매개로 하여 연통하는 집합배기장치를 구비하는 것이 바람직하다. 동일한 다단 스핀유니트에 속하는 컵은 집합드레인장치 및 집합배기장치를 향해 배액·배기함으로써, 배액·배기계의 배관구조가 간소화됨과 동시에, 배출물의 일괄관리가 가능하게 된다. 이와 같은 이유에서도, 1개의 다단 스핀처리계 장치군(다단 스핀유니트)에서는 동일한 약액처리를 행하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 배기통로에 각각 설치된 개폐밸브와, 상기 컵의 배기타이밍이 서로 겹쳐지지 않도록 상기 개폐밸브의 동작을 각각 제어하는 제어기를 구비하는 것이 바람직하다. 이와 같이 다수의 컵 배기를 제어함으로써 순간최대배기량이 저감되어, 공장측에 집합배기장치에 가해지는 부하가 경감된다. 또, 제어기에 의해 항상 다단 스핀처리계 장치군(다단 스핀유니트) 내부의 배기유량을 일정하게 유지할 수 있고, 공급공기량이 일정하기 때문에, 내부의 압력 밸런스를 일정한 양압으로 유지할 수 있기 때문에, 외부로부터의 오염의 침입을 방지할 수 있다.
도 3A ~ 도 3C를 참조하여 종래의 레지스트 도포처리의 배기타이밍에 대해 설명하기로 한다. 제 1 도포유니트(COT1)에 있어서는 시간 T0에 컵(CP)내의 배기를 개시한다. 한편, 제 2 도포유니트(COT2)에 있어서는 시간 T11에 컵(CP)내의 배기를 개시한다. 제 2 도포유니트(COT2)의 배기개시타이밍 시간 T11은 제 1 도포유니트(COT1)의 배기개시타이밍 시간 T0보다 소정시간만큼 늦다. 이 때 컵(CP)의 배기량 V11은 작고, 일정하다. 이어, 제 1 도포유니트(COT1)에 있어서는, 노즐로부터 웨이퍼(W)를 향해 레지스트액의 토출을 개시하는 시간 T12에 컵(CP)의 배기량을 V11에서 V12로 증대시킨다. 시간 T12부터 시간 T14까지는 대배기량 V12로 컵(CP)내를 배기하면서, 웨이퍼(W)에 레지스트를 도포한다. 시간 T14를 경과한 후는 컵(CP)의 배기량을 V12에서 V11로 되돌린다. 한편, 제 2 도포유니트(COT2)에 있어서는, 노즐로부터 웨이퍼(W)를 향해 레지스트액의 토출을 개시하는 시간 T13에 컵(CP)의 배기량을 V11에서 V12로 증대시킨다. 시간 T13부터 T15까지는 대배기량 V12로 컵(CP)내를 배기하면서, 웨이퍼(W)에 레지스트를 도포한다. 시간 T15를 경 과한 후는 컵(CP)의 배기량을 V12에서 V11로 되돌린다. 도 3C에서 도시하듯이, 시간 T12부터 시간 T14까지의 배기기간과 시간 T13부터 시간 T15까지의 기간의 일부가 오버랩된다. 이 때문에, 컵(CP)내의 최대배기량 V15는 집합배기장치의 배기용량(최대능력)을 넘는 경우가 있어, 컵(CP)내로부터 레지스트액의 미스트를 신속하게 배기하는 것이 곤란하게 된다.
도 4A ~ 도 4C를 참조하여 종래의 현상처리의 배기타이밍에 대해 설명하기로 한다. 제 1 현상유니트(DEV1)에서는 시간 T0부터 시간 T22까지의 기간과 시간 T24부터 시간 T28까지의 기간에 있어서 컵(CP)내를 배기하고, 시간 T22부터 시간 T24까지의 기간은 컵(CP)내의 배기를 정지한다. 한편, 제 2 현상유니트(DEV2)에서는 시간 T21부터 시간 T23까지의 기간과 시간 T26부터 시간 T29까지의 기간에 있어서 컵(CP)내를 배기하고, 시간 T23부터 시간 T26까지의 기간은 컵(CP)내의 배기를 정지한다. 이 때 컵(CP)의 배기량 V21은 각각 작고, 일정하다.
제 1 현상유니트(DEV1)에 있어서는, 시간 T0에 노즐(56)로부터 웨이퍼(W)를 향해 현상액의 토출을 개시하고, 시간 T22에 현상액의 토출을 정지시켜, 시간 T22부터 시간 T24까지의 기간(배기정지기간)은 웨이퍼(W)상에 현상액을 얹은 상태(액 담음 상태)에서 레지스트막중의 잠상(潛像) 패턴을 현상한다. 이어, 시간 T24에 노즐로부터 순수의 토출을 개시하여, 웨이퍼(W)를 린스하고, 시간 T28에 노즐로부터 순수의 토출을 정지한다. 또, 시간 T0부터 시간 T25까지의 기간이 유효한 현상처리기간이 된다.
한편, 제 2 현상유니트(DEV)에 있어서는, 시간 T21에 노즐로부터 웨이퍼(W) 를 향해 현상액의 토출을 개시하고, 시간 T23에 현상액의 토출을 정지시켜, 시간 T23부터 시간 T26까지의 기간(배기정지기간)은 웨이퍼(W)상에 현상액을 얹은 상태(액 담음 상태)에서 레지스트막중의 잠상패턴을 현상한다. 이어, 시간 T26에 노즐로부터 순수의 토출을 개시하여, 웨이퍼(W)를 린스하고, 시간 T29에 노즐로부터 순수의 토출을 정지한다. 또, 시간 T21부터 시간 T27까지의 기간이 유효한 현상처리기간이 된다.
도 4C에서 도시하듯이, 시간 T0부터 T22까지의 기간과 시간 T21부터 시간 T23까지의 기간의 일부가 오버랩된다. 또, 시간 T24부터 시간 T28까지의 기간과 시간 T26부터 시간 T29까지의 기간의 일부가 오버랩된다. 이 때문에 컵(CP)내의 최대배기량 V22는 집합배기장치의 배기용량(최대능력)을 넘는 경우가 있어, 컵(CP)내로부터 현상액의 미스트를 신속하게 배기하는 것이 곤란하게 된다.
상기 스핀척은 종래의 것보다 상하의 두께가 얇은 박형(薄型) 모터를 이용하는 것이 바람직하다. 박형 모터를 이용함으로써 4단의 스핀유니트(구획)를 상하로 적층하였다 하더라도, 시스템 전체의 높이는 클린룸의 높이 상한값(3.5m)을 충분히 만족시키는 것이 가능하게 된다. 그러나, 컵을 박형화할 수는 없다. 그 이유는, 컵의 높이(깊이)를 과도하게 낮게(얕게) 하면, 미스트상의 프로세스액을 컵내로부터 배출하는 기능이 저하되어 버리기 때문이다. 이 때문에, 컵의 높이(깊이)는 지나치게 낮게(얕게) 할 수는 없다.
상기 노즐이동기구는 공용노즐을 노즐이동통로를 따라 이동시키는 승강기구와, 공용노즐을 수직축주위에 요동선회시키는 요동선회기구를 구비하는 것이 바람직하다. 공용노즐은 노즐이동통로를 따라 승강하고, 다단 스핀유니트내의 목표로하는 구획의 전면에 도착하면, 요동선회하고, 개구를 매개로 하여 구획내에 삽입된다.
또한, 다단 스핀유니트로부터 떨어진 곳에 설치되어 기판을 가열하는 열판을 갖는 가열유니트와, 이 가열유니트보다도 하방에 설치되어 기판을 냉각하는 냉각유니트를 구비하는 것이 바람직하다. 이들 열처리유니트는 다단으로 구성되고, 열영향을 고려하여 다단 스핀처리계 장치군(다단 스핀유니트)과는 격리된 다른 모듈로 하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 여러가지 바람직한 실시형태에 대해 설명하기로 한다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 다단스핀형 기판처리시스템(8)은 카세트 스테이션(10), 프로세스부(11), 인터페이스부(14)를 구비하고 있다. 카세트 스테이션(10)에는 웨이퍼 카세트(CR)가 반송 로봇(도시하지 않음)에 의해 반입반출되도록 되어 있다. 각 카세트(CR)에는 예를 들면 15 ~ 25매의 12인치 지름의 실리콘 웨이퍼(W)가 수용되어 있다.
카세트 스테이션(10)은 재치대(20) 및 제 1 서브 아암기구(21)를 구비하고 있다. 재치대(20)에는 4개의 카세트(CR)가 X축방향으로 나란히 배치되어 있다. 제 1 서브 아암기구(21)는 웨이퍼(W)를 보지하기 위한 홀더를 구비하고, 통로(22)를 따라 X축방향으로 주행할 수 있게 되어 있다. 또, 제 1 서브 아암기구(21)는 웨이퍼(W)를 프로세스부(11)에 대해 위치맞춤하기 위한 얼라인먼트기구(도시하지 않음)를 구비하고 있다.
프로세스부(11)는 3개의 스핀도포처리계 장치군(G1 ~ G3)과, 4개의 열처리계 장치군(G4 ~ G7)과, 3개의 주아암기구(24)를 구비하고 있다. 도 1에서 나타낸 바와 같이, 프로세스부(11)의 중앙에는 3개의 주아암기구(24)가 Y축방향으로 나란히 배치되고, 이들 3개의 주아암기구(24)를 사방에서 둘러싸듯이 각종 처리장치군(G1 ~ G7)이 배치되어 있다. 이들 중 제 1, 제 2, 제 3의 스핀회전 액처리계 장치군(G1, G2, G3)은 처리시스템(8)의 정면측에 배치되고, 제 6, 제 7의 열처리계 장치군(G6, G7)은 배면측에 배치되어 있다. 또, 제 4의 열처리계 장치군(G4)은 카세트 스테이션(20)측(처리시스템(8)의 일방 측면측)에 배치되고, 제 5의 열처리계 장치군(G5)은 인터페이스부(14)측(처리시스템(8)의 타방 측면측)에 배치되어 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제 1, 제 2, 제 3의 스핀도포처리계 장치군(G1, G2, G3)은 이 순서대로 서로 이웃하여 설치되고, 예를 들면 상하 4단으로 적층된 구획(40)을 구비한 다단 스핀유니트(9)를 각각 구비하고 있다. 제 1 스핀도포처리계 장치군(G1)의 구획(40)내에는 반사방지막을 형성하기 위한 도포장치(BCT)가 설치되고, 제 2 스핀도포처리계 장치군(G2)의 구획(40)내에는 포토레지스트막을 형성하기 위한 도포장치(COT)가 설치되고, 제 3 스핀도포처리계 장치군(G3)의 구획(40)내에는 패턴노광된 포토레지스트막을 현상하기 위한 현상장치(DEV)가 설치되어 있다.
4개의 열처리계 장치군(G4 ~G7)의 각각에는 레지스트와 기판의 밀착성을 향 상시키는 어드히죤장치, 베이킹장치, 쿨링장치, 반송아암간의 기판 인수인도를 위한 익스텐션장치, 세정장치가 상하 다단으로 적층되어 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제 6 및 제 7의 열처리계 장치군(G6, G7)은 처리시스템(8)의 배면측에 깔려 설치된 슬라이드 레일(34)상을 Y축방향으로 이동가능하게 각각 설치되어 있다. 이들 장치군(G6, G7)을 슬라이드 이동시키면, 주아암기구(24)를 배면측에서 점검수리하기 위한 유지작업용 공간이 확보된다. 열처리계 장치군(G4 ~ G7)의 장치(30, 32)는 열판 또는 냉판(30a, 32a)을 각각 구비하고 있고, 3본의 리프트핀이 각 열판 또는 냉판(30a, 32a)으로부터 돌출가능하게 설치되고, 주아암기구(24) 및 서브아암기구(21, 26)로부터 리프트핀에 웨이퍼(W)가 재치되도록 되어 있다.
주아암기구(24)는 웨이퍼(W)를 직접 보지하는 3본의 아암홀더(24a, 24b, 24c)로 이루어지는 홀더부를 구비하고 있다. 각 아암홀더(24a, 24b, 24c)는 구동기구(도시하지 않음)에 의해 각각 지지되고, 각각이 기대(도시하지 않음)를 따라 슬라이드 이동하고, 각각이 따로따로 XY면내에서 전진 또는 후진되도록 되어 있다. 또, 기대는 수직축(도시하지 않음)을 매개로 하여 승강기구(도시하지 않음)에 의해 지지되고, 수직통로(25)를 따라 승강할 수 있도록 되어 있다. 또한, 주아암기구(24)의 홀더부는 θ회전구동기구(도시하지 않음)에 의해 지지되고, 수직통로(25)내에서 수직축 주위로 θ회전할 수 있도록 되어 있다.
인터페이스부(14)는 웨이퍼(W)에 도포된 기판을 패턴노광하기 위한 노광장치(도시하지 않음)에 인접하여 있다. 인터페이스부(14)는 제 2 서브 아암기 구(26) 및 버퍼기구(28)를 구비하고 있다. 버퍼기구(28)에는 대기중인 웨이퍼(W)가 일시적으로 수용되는 버퍼(BR), 또는 통상 사용하는 카세트(CR)(카세트/캐리어)가 재치되어 있다. 제 2 서브 아암기구(26)는 웨이퍼(W)를 보지하기 위한 홀더를 구비하고, 통로를 따라 X축방향으로 주행할 수 있도록 되어 있다. 또, 제 2 서브 아암기구(26)는 웨이퍼(W)를 노광장치 및 프로세스부(11)에 대해 위치맞춤하기 위한 얼라인먼트 기구(도시하지 않음)를 구비하고 있다.
처리시스템(8)의 상부에는 각종 필터(도시하지 않음)가 설치되고, 이들 필터를 매개로 하여 온습도조정 에어 송풍회로(도시하지 않음)로부터 각부(10, 11, 14)에 청정공기가 각각 공급되도록 되어 있다. 또, 도 6 및 도 9에서 도시하듯이, 다단 스핀유니트의 각 구획(40)내에는 다른 회로(도시하지 않음)을 매개로 하여 청정공기가 공급되도록 되어 있다. 또한, 다단 스핀유니트의 각 구획(40)내의 온도 및 습도는 제어기(90) 또는 독립된 제어기에 의해 최적 제어되도록 되어 있다. 그리고, 각 구획(40)에 공급되는 청정공기는, 목표온도에 대해 ±0.1℃의 범위내로 조정되고, 목표습도에 대해 ±0.5%의 범위내로 조정되어 있다. 또, 이 제어기(90)는 7개의 처리장치군(G1 ~ G7)에 속하는 각 장치, 3개의 주아암기구(24) 및 2개의 서브아암기구(21, 26)의 각 동작을 각각 제어하도록 되어 있다.
이어, 도 7A 및 도 7B를 참조하면서 본 발명의 시스템과 종래의 시스템을 비교 설명하기로 한다.
클린룸의 바닥에서 천정까지의 높이에는 약 3.5m이하로 해야 한다고 하는 제한이 있기 때문에, 도 7B에서 도시하는 바와 같이 종래의 시스템(100)에서는 2개의 스핀유니트를 적층하는 것이 한계였다. 종래장치에서는 스핀척(SC)용의 모터(139)의 길이(높이)가 약 170㎜이고, 팬필터 유니트(142)의 높이가 약 140㎜이다.
이에 대해, 도 7A에서 도시하는 바와 같이, 본 발명의 시스템(8)에서는 3개 또는 4개의 스핀유니트를 적층하는 것이 가능하다. 본 발명장치에서는 스핀척(SC)용의 모터(39)의 길이(높이)가 약 50㎜이고, 팬필터 유니트(42)의 높이가 약 80㎜이다. 이로써, 다단 스핀유니트를 3단 또는 4단으로 한 경우라도, 클린룸의 높이제한(3.5m)을 만족시키는 것이 가능하게 된다.
이어, 도 8 ~ 도 11을 참조하면서 4개의 현상장치(DEV)를 갖는 제 3 스핀도포처리계 장치군(G3)에 대해 설명하기로 한다.
도 8에서 도시하듯이, 동계통의 다단 스핀유니트(9)에 속하는 4개의 컵(CP)은 배출계가 1본화되어 있다. 즉, 일방의 저부 배출구(60)에 연통하는 통로(61)를 매개로 하여 4개의 컵(CP)으로부터 집합드레인장치(62)에 폐액이 흘러서 배출되고, 타방의 저부 배출구(60)에 연통하는 통로(63)를 매개로 하여 4개의 컵(CP)으로부터 집합배기장치(64)에 미스트 등이 강제 배기되도록 되어 있다.
각 컵(CP)의 배기통로(63)에는 개폐밸브(65)가 각각 설치되어 있고, 제어기(90)가 4개의 개폐밸브(65)의 개폐동작 타이밍을 제어하도록 되어 있다. 즉, 4개의 컵(CP)의 배기타이밍이 서로 겹쳐지지 않도록 개폐밸브(65)의 동작을 각각 제어함으로써, 집합배기장치(64)의 순간최대배기량이 저감되고, 그 부하가 경감되도록 되어 있다.
도 9에서 도시하듯이, 다단 스핀유니트(9) 및 공용노즐 유니트(49)는 외장 패널(48)로 주위가 둘러싸여 있다. 칸막이부재(58)가 다단 스핀유니트(9)와 공용노즐 유니트(49) 사이에 설치되고, 양자는 칸막이부재(58)에 의해 나뉘어져 있다. 이 칸막이부재(58)와 외장패널(48) 사이에 노즐이동통로(51)가 형성되고, 이 노즐이동통로(51)중을 공용노즐(52)이 노즐이동기구(50)에 의해 승강되도록 되어 있다. 칸막이부재(58)에는 개구(58a)가 형성되고, 각 개구(58a)를 매개로 하여 4개의 구획의 내부공간(41)과 노즐이동통로(51)가 연통되어 있다.
청정공기 도입기구(42)가 각 구획(40)의 상부에 각각 설치되고, 각 구획(40)마다 내부공간(41)에 청정공기가 도입되도록 되어 있다. 상기 청정공기 도입기구(42)의 내부에는 청정공기를 위한 ULPA필터를 내장한다. 노즐이동통로(51)는 집합배기장치(64)에 연통하고, 노즐이동통로(51)내가 하방으로 배기되도록 되어 있다. 청정공기는 청정공기 도입기구(42)에 의해 상방으로부터 각 구획의 내부공간(41)에 도입되고, 칸막이부재의 개구(48a)를 통과하여 노즐이동통로(51)에 유입되고, 또 노즐이동통로(51)내를 하강하여 하방으로 배기된다. 이 경우 칸막이부재에 의해 노즐이동통로(51)를 각 구획의 내부공간(41)으로부터 나누고 있기 때문에, 노즐이동기구(50)에서 발생한 파티클은 구획의 내부공간(41)에 침투하기 어려워진다.
도 10에서 도시하듯이, 공용 노즐(52)은 노즐이동기구(50)에 의해 승강 및 요동 선회가능하게 지지되어 있다. 공용노즐(52)의 공급유로는 디스펜스펌프기구(53)의 유로에 연통되어 있다. 공용노즐(52)은 하단부가 노즐이동기구(50)의 구동부에 연결된 수직아암(54)과, 이 수직아암(54)의 상단부에 연결된 수평아암(55)과, 이 수평아암(55)의 선단부에 취부된 액 토출부(56)를 구비하고 있다.
각 구획(40)마다 린스노즐(43)이 각각 설치되어 있어, 스핀척(SC)상의 웨이퍼(W)에 린스액(순수)을 뿌리고, 웨이퍼(W)상으로부터 현상액이 씻겨 내려가도록 되어 있다. 린스노즐(43)은 하단부가 노즐이동기구(도시하지 않음)의 구동부에 연결된 수직아암(44)과, 이 수직아암(44)의 상단부에 연결된 수평아암(45)과, 이 수평아암(45)의 선단부에 취부된 액 토출부(46)를 구비하고 있다. 린스노즐(43)의 노즐이동기구는 수평아암(45)을 수직아암(44)주위에 요동 선회시키는 기구를 구비하고 있다.
도 11에서 도시하듯이, 린스노즐(43)은 웨이퍼 삽입구(48a)의 근방에 설치되고, 컵(CP) 외방의 대기위치에서 컵(CP) 직하의 사용위치까지 액토출부(46)가 이동할 수 있도록 되어 있다. 또, 공용노즐(52)은 칸막이부재(58)의 개구(58a)를 매개로 하여 노즐이동통로(51)의 대기위치에서 컵(CP) 직상의 사용위치까지 액 토출부(56)가 이동할 수 있도록 되어 있다.
이어, 도 12를 참조하여 현상장치(DEV)의 개요에 대해 설명하기로 한다.
현상장치(DEV)의 공용노즐(52)은 액 공급회로(70)를 매개로 하여 탱크(71)에 연통하고 있다. 탱크(71)에는 현상액(72)이 저장되어 있다. 액 공급회로(70)에는 밸브(74), 펌프(75), 필터(76), 공기조정밸브(77), 온도조정기구(78)가 이 순서대로 설치되어 있고, 소정유량에서 소정온도로 조정된 현상액(72)이 액 토출부(56)로부터 스핀척(SC)상의 웨이퍼(W)를 향해 토출되도록 되어 있다. 또한, 스핀척(SC) 의 구동모터(39)는 높이가 약 50㎜이고, 직경이 약 120㎜이다. 이 모터(39)는 제어기(90)에 의해 구동제어되도록 되어 있다.
이어, 도 13을 참조하여 레지스트 도포장치(COT)의 개요에 대해 설명하기로 한다.
주아암기구(24)의 홀더(24a)는 웨이퍼 삽입구(48a)를 매개로 하여 각 구획(40)내에 삽입되고, 웨이퍼(W)가 스핀척(SC)상에 이동 재치되도록 되어 있다. 또, 웨이퍼 삽입구에는 반송아암측에의 오염을 방지하기 위해, 셔터(도시하지 않음)를 설치하는 것이 바람직하다.
도포장치(COT)의 공용노즐(52)은 플렉시블(flexible) 튜브(80)를 매개로 하여 레지스트 공급원(도시하지 않음)에 연통하고 있다. 플렉시블 튜브(80)는 구획바닥판(59)의 관통공(59a)을 통하여 노즐이동통로(51)내에 도입되어 있다. 플렉시블 튜브(80)의 말단에는 액 토출부(56)가 취부되어 있고, 소정유량, 소정온도, 소정농도로 조정된 레지스트액이 액 토출부(56)로부터 스핀척(SC)상의 웨이퍼(W)를 향해 토출되도록 되어 있다. 또한, 부호(81)은 레지스트액을 온도조정하기 위한 온도조정부이다. 또, 스핀척(SC)의 구동모터(39)는 상기 현상장치(DEV)의 것과 실질적으로 동일하다.
도 14 및 도 15에서 도시하듯이, 제 1 컵(CP1)에 대한 전용노즐로서의 제 1 노즐(N1) 및 제 2 컵(CP2)에 대한 전용노즐로서의 제 2 노즐(N2) 외에, 수평이동가능한 제 3 노즐(N3)을 제 1 컵(CP1)과 제 2 컵(CP2)의 사이에 배치하고, 서로 이웃하는 2개의 컵(CP1, CP2)사이에서 제 3 노즐(N3)을 공용하도록 해도 좋다.
이어, 상기한 다단스핀형 기판처리시스템(8)을 이용하여 웨이퍼(W)를 처리하는 경우에 대해 설명하기로 한다.
제 1 서브 아암기구(21)는 카세트(CR)로부터 웨이퍼(W)를 취출하여, 제 4 처리장치군(G4)의 익스텐션 유니트(EXT)에 반입한다. 제 1 주아암기구(24)는 익스텐션 유니트(EXT)로부터 웨이퍼(W)를 반출하고, 제 4 처리유니트군(G4)의 어드히죤 유니트(AD)에 반입하고, 가열 하에서 HMDS 증기를 작용시켜서 웨이퍼(W)의 표면을 소수화처리한다. 냉각유니트(COL)내에서 웨이퍼(W)를 실온정도까지 냉각하고, 제 1 처리유니트군(G1)의 도포유니트(BCT)내로 반입하고, 스핀척(SC)에 의해 웨이퍼(W)를 스핀회전시키면서 공용노즐(52)로부터 반사방지막용의 처리액을 토출시키고, 반사방지막을 도포형성한다. 이어, 제 6 처리장치군(G6)의 베이킹 유니트(HOT)에 웨이퍼(W)를 반입하고, 도포막을 베이크한다.
이어, 웨이퍼(W)를 제 1 주아암기구(24)에 의해 제 6 처리장치군(G6)의 냉각 유니트(COL)내에 반입하고, 실온정도까지 냉각한 시점에서, 제 2 주아암기구(24)에 의해 웨이퍼(W)를 반출한다. 제 2 주아암기구(24)는 웨이퍼(W)를 제 2 처리장치군(G2)의 도포 구획(COT)내에 반입하다. 컵(CP)내 배기를 개시하고, 스핀척(SC)에 의해 웨이퍼(W)를 스핀회전시키면서 공용노즐(52)로부터 레지스트액을 토출시키고, 웨이퍼(W)의 상면에 포토레지스트막을 도포형성한다.
도 16A ~ 16C를 참조하여 레지스트 도포처리의 배기타이밍에 대해 설명하기로 한다. 제 1 도포유니트(COT1)에 있어서는 시간 T0에 컵(CP)내의 배기를 개시한다. 한편, 제 2 도포유니트(COT2)에 있어서는 시간 T11에 컵(CP)내의 배기를 개시 한다. 제 2 도포유니트(COT2)의 배기개시타이밍 시간 T11은 제 1 도포유니트(COT1)의 배기개시타이밍 시간 T0보다 소정시간만큼 늦다. 이 때 컵(CP)의 배기량 V11은 작고, 일정하다. 이어, 제 1 도포유니트(COT1)에 있어서는, 노즐(56)로부터 웨이퍼(W)를 향해 레지스트액의 토출을 개시하는 시간 T12에 컵(CP)의 배기량을 V11에서 V12로 증대시킨다. 배기량 V12는 예를 들면 최초의 배기량 P11의 약 2배이다. 시간 T12부터 시간 T13까지는 대배기량 V12로 컵(CP)내를 배기하면서, 웨이퍼(W)에 레지스트를 도포한다. 시간 T13을 경과한 후는 컵 (CP)의 배기량을 V12에서 V11로 되돌린다.
한편, 제 2 도포유니트(COT2)에 있어서는, 노즐(56)에서 웨이퍼(W)를 향해 레지스트액의 토출을 개시하는 시간 T14에 컵(CP)의 배기량을 V11에서 V12로 증대시킨다. 배기량 V12는 예를 들면 최초의 배기량 V11의 약 2배이다. 시간 T14부터 시간 T15까지는 대배기량 V12로 컵(CP)내를 배기하면서, 웨이퍼(W)에 레지스트를 도포한다. 시간 T15를 경과한 후는 컵(CP)의 배기량을 V12에서 V11로 되돌린다.
도 16C에서 도시하듯이, 제어기(90)는 시간 T12부터 T13까지의 기간과 시간 T14부터 시간 T15까지의 기간이 오버랩되지 않도록 배기타이밍을 제어한다. 이 때문에 컵(CP)내의 최대배기량 V14는 비도포시의 배기량 V11의 약 3배 정도로 억제되어, 집합배기장치(64)의 배기용량(최대능력)을 넘는 일은 없다. 따라서, 제 1 및 제 2 도포유니트(COT1, COT2) 둘다 충분한 배기량이 확보되고, 각각의 컵(CP)내로부터 레지스트액의 미스트를 신속하게 배출할 수 있다. 또, 여기서는 2개의 도포유니트(COT1, COT2)의 경우에 대해 설명하였으나, 3개 이상의 레지스트 도포유니트 의 배기타이밍 제어도 이와 동일하게 행할 수 있다.
이어, 제 7 처리유니트군(G7)의 베이킹 유니트(HP)에 웨이퍼(W)를 반입하고, 도포막을 베이크한다.
제 3 주아암기구(24)에 의해 베이킹 유니트(HP)로부터 웨이퍼(W)를 반출하여, 제 5 처리장치군(G5)의 냉각유니트(COL)에 반입하고, 실온정도까지 냉각한 시점에서, 제 2 서브아암기구(26)에 의해 웨이퍼(W)를 반출한다. 또, 제 2 서브아암기구(26)는 웨이퍼(W)를 인터페이스부(14)의 재치대상에 재치한다. 또한, 노광장치측의 반송기구(도시하지 않음)가 인터페이스부(14)의 재치대로부터 웨이퍼(W)를 집어올려, 이것을 노광장치(도시하지 않음)에 반입하고, 노광처리한다. 노광처리후, 반송기구(도시하지 않음)가 웨이퍼(W)를 재차 인터페이스(14)의 재치대에 재치한다. 제 2 서브아암기구(26)는 인터페이스부(14)의 재치대로부터 웨이퍼(W)를 집어 올려, 이것을 제 5 처리장치군(G5)의 익스텐션 유니트(EXT)를 배개로 하여 제 3 주아암기구(24)에 넘긴다.
이어, 제 3 주아암기구(24)는 제 7 처리장치군(G7)의 베이킹 유니트(HP)에 웨이퍼(W)를 반입하고, 노광후 베이크(PEB)처리를 실행한다. 웨이퍼(W)를 냉각유니트(COL)내에서 실온정도까지 냉각한 후, 제 3 처리장치군(G3)의 현상구획(DEV)내에 반입한다. 스핀척(SC)에 의해 웨이퍼(W)를 스핀회전시키면서 공용노즐(52)로부터 현상액을 토출시키고, 패턴노광된 포토레지스트막을 현상한다.
도 17A ~ 17C를 참조하여 현상처리의 배기타이밍에 대해 설명하기로 한다. 제 1 현상유니트(DEV1)에서는 시간 T0부터 시간 T21까지의 기간과 시간 T24부터 시 간 T25까지의 기간에 있어서 컵(CP)내를 배기하고, 시간 T21부터 시간 T24까지의 기간은 컵(CP)내의 배기를 정지한다. 한편, 제 2 현상유니트(DEV2)에서는 시간 T22부터 시간 T23까지의 기간과 시간 T26부터 시간 T27까지의 기간에 있어서 컵(CP)내를 배기하고, 시간 T23부터 시간 T26까지의 기간은 컵(CP)내의 배기를 정지한다. 제 2 현상유니트(DEV2)의 배기 개시타이밍 시간 T22는 제 1 현상유니트(DEV1)의 배기개시타이밍 시간 T0보다 소정시간만큼 늦다. 이 때 컵(CP)의 배기량 V21은 각각 작고, 일정하다.
제 1 현상유니트(DEV1)에 있어서는, 시간 T0에 노즐(56)로부터 웨이퍼(W)를 향해 현상액의 토출을 개시하고, 시간 T21에 현상액의 토출을 정지시켜, 시간 T21부터 시간 T24까지의 기간(배기정지기간)은 웨이퍼(W)상에 현상액을 얹은 상태(액 담음 상태)에서 레지스트막중의 잠상(潛像) 패턴을 현상한다. 이어, 시간 T24에 노즐(46)로부터 순수의 토출을 개시하여, 웨이퍼(W)를 린스하고, 시간 T25에 노즐(46)로부터 순수의 토출을 정지한다.
한편, 제 2 현상유니트(DEV)에 있어서는, 시간 T22에 노즐(56)로부터 웨이퍼(W)를 향해 현상액의 토출을 개시하고, 시간 T23에 현상액의 토출을 정지시켜, 시간 T23부터 시간 T26까지의 기간(배기정지기간)은 웨이퍼(W)상에 현상액을 얹은 상태(액 담음 상태)에서 레지스트막중의 잠상패턴을 현상한다. 이어, 시간 T26에 노즐(46)로부터 순수의 토출을 개시하여, 웨이퍼(W)를 린스하고, 시간 T27에 노즐(46)로부터 순수의 토출을 정지한다.
도 17C에서 도시하듯이, 제어기(90)는 시간 T0부터 T21까지의 기간과 시간 T22부터 시간 T23까지의 기간이 오버랩되지 않도록 배기타이밍을 제어한다. 또, 제어기(90)는 시간 T24부터 시간 T25까지의 기간과 시간 T26부터 시간 T27까지의 기간이 오버랩되지 않도록 배기타이밍을 제어한다. 이 때문에 컵(CP)내의 최대배기량 V21은 작게 억제되고, 집합배기장치(64)의 배기용량(최대능력)을 넘는 일은 없다. 따라서, 제 1 및 제 2 의 현상유니트(DEV1, DEV2) 모두 충분한 배기량이 확보되고, 각각의 컵(CP)내로부터 현상액의 미스트를 신속하게 배출할 수 있다. 또한, 여기서는 2개의 현상유니트(DEV1, DEV2)의 경우에 대해 설명하였으나, 3개이상의 현상유니트의 배기타이밍 제어도 이와 동일하게 행할 수 있다.
현상 후, 린스노즐(43)로부터 순수를 토출시키고, 웨이퍼(W)로부터 현상액을 씻어 내린다. 또, 스핀척(SC)을 고속 회전시켜, 웨이퍼(W)로부터 부착액을 원심분리 제거하고, 이것을 제 7 처리장치군(G7)의 베이킹유니트(HP)에 웨이퍼(W)를 반입하여, 가열건조한다. 웨이퍼(W)를 실온정도까지 냉각함과 동시에, 익스텐션 겸 냉각유니트(EXT/COL)를 매개로 하여 주아암기구(24)로부터 제 1 서브아암기구(21)에 인수인도한다. 최종적으로 처리종료된 웨이퍼(W)는 제 1 서브아암기구(21)에 의해 카세트(CR)내에 되돌려진다. 이상의 일련의 기판처리는, 복수의 웨이퍼(W)에 대해 처리시스템(8)내에서 동시 병렬적으로 행하여진다.
또, 상기 실시형태에서 세로 1렬의 다단 스핀유니트는 상하 4단으로 적층된 구획을 구비한 것으로 하였으나, 본 발명은 이것에만 한정되지 않고, 2단, 3단 또는 5단으로 구획을 적층하도록 해도 좋다.
또, 상기 실시형태에서는 현상유니트의 경우에 대해 설명하였으나, 본 발명 은 이것에만 한정되지 않고, 레지스트 도포유니트나 반사방지막 도포유니트에도 적용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 종래의 것보다 다수의 스핀회전방식의 액 처리장치를 1개의 다단 스핀유니트에 집적화하고 있기 때문에, 액처리의 고(高)스루풋화가 달성된다. 또, 다수의 액처리장치 사이에서 1개의 공용노즐을 공용하도록 하고 있기 때문에, 개개의 액처리장치(부재)의 공간이 작아진다. 이 때문에, 전체적으로 장치가 소형화되고, 클린룸내에 있어서의 장치의 푸트 프린트(foot print)를 종래의 60 ~ 70%로 저감시킬 수 있다. 또, 스핀회전 액처리부, 주아암기구부, 열처리부의 삼자를 각각 모듈화하고, 각각을 블럭분할하여 반송하고 조립할 수 있기 때문에, 클린룸으로의 장치 반송 및 설치 작업이 용이하게 된다.
또한, 다단 스핀유니트를 종래의 세로 2열에서 세로 1열로 변경하고 있기 때문에, 주아암기구와 다단 스핀유니트를 1대1로 서로 마주보게 할 수 있어, 주아암기구로부터 각 구획의 기판 삽입구를 향해 아암을 똑바로 펼 수 있어, 데드 스페이스(dead space)를 발생시키는 일 없이 최단거리로 기판을 각 구획에 반입반출할 수 있다.
또, 본 발명에 의하면, 종래와 동등한 푸트 프린트로 한 경우, 프로세스부를 2개에서 4개로 늘릴 수 있기 때문에, 처리의 스루풋이 대폭으로 향상된다.
또, 본 발명에 의하면, 청정공기는 상방으로부터 각 구획내에 도입되고, 칸막이부재의 개구를 통하여 노즐이동통로에 유입되고, 또, 노즐이동통로내를 하강하 여 하방으로 배기된다. 이 경우, 칸막이부재에 의해 노즐이동통로를 각 구획으로부터 나누고 있기 때문에, 노즐이동기구에서 발생한 파티클은 구획내에 침입하는 일 없이, 청정공기의 하강류와 함께 파티클을 효율좋게 배기할 수 있다.
또, 본 발명에 의하면, 동일한 다단 스핀유니트에 속하는 컵은 집합드레인장치 및 집합배기장치를 향해 배액·배기함으로써, 배액·배기계의 배관구조가 간소화됨과 동시에, 배출물의 일괄관리가 가능하게 된다.
또, 본 발명에 의하면, 동일한 다단 스핀유니트에 속하는 다수의 컵 배기를 제어함으로써, 그 다단 스핀유니트에 있어서 순간 최대배기량이 저감되어, 공장측의 집합배기장치에 가해지는 부하가 경감된다.
또, 본 발명에 의하면, 종래의 스핀도포유니트보다 상하 두께가 얇은 박형 유니트를 채용함으로써, 클림룸의 높이제한(약 3.5m)내에서도 4단정도의 다단화를 실현할 수 있고, 장치의 푸트 프린트를 작게 하는 것이 가능하게 된다.
또, 본 발명에 의하면, 공용노즐을 다단 스핀유니트 사이에서 공용함으로써, 결과적으로 스핀도포유니트를 소형화할 수 있고, 장치의 푸트 프린트를 저감시킬 수 있다.

Claims (9)

  1. 다단 스핀형 기판처리 시스템은,
    상하 다단으로 적층된 적어도 3개의 구획을 갖는 다단 스핀유니트와,
    상기 구획의 각각에 피처리기판을 넣고 꺼내기 위해, 피처리기판을 보지하는 홀더와, 이 홀더를 전후로 진퇴이동키시고, 수직축을 따라 승강이동시키며, 수직축주위로 선회이동시키는 구동수단을 구비한 주아암기구와,
    상기 구획의 각각에 설치되고, 상기 주아암기구에 의해 반입된 기판을 보지하고, 스핀회전시키는 스핀척과,
    이 스핀척의 주위를 둘러싸고, 기판으로부터 원심력에 의해 분리되는 처리액을 받아 배출하는 컵과,
    상기 구획내의 스핀척에 보지된 기판을 향해 처리액을 각각 공급하는 공용노즐과,
    상기 다단 스핀유니트를 따라 설치되고, 상기 각 구획에 연통하고, 상기 공용노즐이 이동하기 위한 수직 노즐이동통로와,
    상기 수직 노즐이동통로의 수직방향으로 상기 공용노즐을 이동시키는 노즐이동기구와,
    상기 각 구획의 상부에 각각 설치되어 각 구획별로 청정공기를 도입하는 청정공기도입기구와,
    상기 공용노즐이 출입하기 위한 개구가 형성되고, 상기 노즐 이동통로와 상기 복수의 구획을 구분하는 칸막이부재와,
    상기 노즐이동통로를 배기하는 배기기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 다단 스핀형 기판처리시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 다단 스핀유니트는 적어도 3단이상으로 적층된 구획을 갖고, 각 구획내에는 도포된 잠상(潛像)패턴을 현상하기 위한 현상장치가 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 다단 스핀형 기판처리시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 각 구획내에는 린스액을 기판에 공급하기 위한 린스노즐이 각각 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 다단 스핀형 기판처리시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 컵의 각각에 드레인통로를 매개로 하여 연통하는 집합드레인장치와, 상기 컵의 각각에 배기통로를 매개로 하여 연통하는 집합배기장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 다단 스핀형 기판처리시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 배기통로에 각각 설치된 개폐밸브와, 상기 컵의 배기타이밍이 서로 겹쳐지지 않도록 상기 개폐밸브의 동작을 각각 제어하는 제어기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 다단 스핀형 기판처리시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 노즐이동기구는, 상기 공용노즐을 상기 노즐이동통로를 따라 이동시키는 승강기구와, 상기 공용노즐을 수직축주위에 유동선회시키는 유동선회기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 다단 스핀형 기판처리시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 다단 스핀유니트로부터 떨어진 곳에 설치되어 기판을 가열하는 열판을 갖는 가열유니트와, 이 가열유니트보다도 하방에 설치되어 기판을 냉각하는 냉각유니트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 다단 스핀형 기판처리시스템.
  8. 청구항 1의 시스템에 있어서,
    상기 스핀척은 회전구동축 방향의 제 1의 길이가 종래형 모터의 회전축 방향의 제 2의 길이의 절반 미만인 스핀모터를 갖고, 상기 스핀모터에 의해 상기 컵의 수직방향의 두께가 감소하고 있는 것을 특징으로 하는 다단 스핀형 기판처리시스템.
  9. 삭제
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