KR102619708B1 - 포토리소그래피 장치용 처리 블록 및 이를 이용한 포토리소그래피 장치 - Google Patents

포토리소그래피 장치용 처리 블록 및 이를 이용한 포토리소그래피 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 필요한 공정에 따라 레지스트막 코팅, 반사막 코팅, 현상 등의 공정을 처리할 수 있도록 구성되어 상하방향으로 여러 개 적층된 포토리소그래피 장치용 처리 블록 및 이를 이용한 포토리소그래피 장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는 온조 유닛을 스핀 유닛의 내부에 설치함으로써 보다 효율적으로 웨이퍼의 온도 조정할 수 있고 공정 시간을 단축할 수 있도록 구조가 개선된 포토리소그래피 장치용 처리 블록 및 이를 이용한 포토리소그래피 장치에 관한 것이다.
본 발명은, 한쪽은 캐리어 블록과 연결되어 캐리어 블록에서 웨이퍼를 이송받아 코팅 작업을 하고, 코팅 처리한 웨이퍼는 상기 캐리어 블록의 반대쪽에 연결된 인터페이스 블록을 거쳐 노광 블록으로 이송하여 노광 처리한 후 노광 처리된 웨이퍼를 다시 이송받아 현상 처리하며, 상하 방향으로 여러 개가 적층된 형태로 배치되는 포토리소그래피 장치용 처리 블록에 있어서, 상기 캐리어 블록 측에 위치하여 캐리어 블록과의 사이에서 웨이퍼를 주고받을 때 임시 보관하는 제1버퍼 유닛; 상기 인터페이스 블록 측에 위치하여 노광 처리를 위하여 인터페이스 블록으로 웨이퍼를 이송할 때나 노광처리 후 인터페이스 블록에서 이송된 웨이퍼를 임시 보관하는 제2버퍼 유닛; 상기 웨이퍼에 막을 형성하거나 웨이퍼를 현상하는 작업을 포함하는 작업을 수행하는 스핀 유닛; 상기 웨이퍼를 가열 또는 냉각하는 베이크 유닛; 상기 스핀 유닛의 내부에 설치되어 상기 웨이퍼의 온도를 조정하는 온조 유닛; 상기 스핀 유닛과 베이크 유닛 사이에 설치되어 스핀 유닛과 베이크 유닛, 상기 제1버퍼 유닛 및 제2버퍼 유닛 사이에서 웨이퍼를 주고받기 위한 메인 전송로봇; 상기 캐리어 블록 쪽에 설치되며 상하로 적층된 처리 블록 사이에서 웨이퍼를 주고받기 위한 제1보조 전송로봇; 및, 상기 인터페이스 블록 쪽에 설치되며 상하로 적층된 처리 블록 사이에서 웨이퍼를 주고받기 위한 제2보조 전송로봇; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 장치용 처리 블록을 제공한다.

Description

포토리소그래피 장치용 처리 블록 및 이를 이용한 포토리소그래피 장치{Process Block for Photolithography Instruments and Photolithography Instruments using therof}
본 발명은 필요한 공정에 따라 레지스트막 코팅, 반사막 코팅, 현상 등의 공정을 처리할 수 있도록 구성되어 상하방향으로 여러 개 적층된 포토리소그래피 장치용 처리 블록 및 이를 이용한 포토리소그래피 장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는 온조 유닛을 스핀 유닛의 내부에 설치함으로써 보다 효율적으로 웨이퍼의 온도 조정할 수 있고 공정 시간을 단축할 수 있도록 구조가 개선된 포토리소그래피 장치용 처리 블록 및 이를 이용한 포토리소그래피 장치에 관한 것이다.
포토리소그래피(Photolithography) 공정은 반도체나 디스플레이 공정에서 많이 사용되는 공정으로서 포토 공정이라고도 불리며 사진 인쇄 기술과 비슷하게 빛을 이용하여 복잡한 회로 패턴을 제조하는 방법이다.
포토리소그래피 공정은 웨이퍼에 레지스트막을 도포(코팅)하고, 포토 마스크를 이용하여 레지스트막을 노광한 후 현상 처리를 통해 원하는 패턴을 얻는 공정을 포함한다.
이때, 코팅, 노광, 현상 등은 각각 개별적인 장치 유닛에 의해 이루어지며, 웨이퍼를 가열 또는 냉각하기 위한 가열 유닛, 냉각 유닛, 온도 조절을 위한 온조 유닛 등이 더 포함된 상태로 운영된다. 또한, 공정의 순서에 따라 어느 하나의 장치 유닛에서 다른 장치 유닛으로 이송하는 전송로봇(로봇)도 포토리소그래피 공정에 필수적인 장치이다.
이러한 포토리소그래피 공정을 위한 장치가 대한민국 공개특허 제10-2011-0128766호에 개시되어 있다.
상기 특허에 개시된 장치는 도포막 형성용 단위 블럭과 현상 처리용 단위 블럭이 상하방향으로 적층되는 형태로 설치되는데, 각각의 단위 블럭은 액처리 유닛, 가열 유닛, 반송 수단(이송용 로봇) 등의 구성을 포함하고 있다.
단위 블럭을 상하방향으로 적층하면, 공정에 따라 처리 블럭을 선택적으로 활용함으로써 제품 생산 효율을 높일 수 있고, 상대적으로 적은 면적에 장치를 설치할 수 있어 공간 활용도가 높은 장점이 있다.
한편, 상기 특허에 개시된 발명은 도포 처리 단위 블록과 현상 처리 단위 블록 모두에 가열 처리 유닛(웨이퍼를 가열하거나 냉각하는 공정을 수행하는 유닛), 웨이퍼의 온도 조정을 위한 온조 유닛이 포함되어 있는 특징과 액처리 유닛이나 현상 유닛은 가열 처리 유닛과 서로 마주보도록 배치되어 있는 특징이 있고, 수수 수단(transfer robot)은 가열 처리 유닛에 인접하도록 배치되는 특징도 포함하고 있다.
그런데 전술한 특허발명에서는 온조 유닛이 버퍼 유닛에 설치되어 있어서 웨이퍼 공정 과정에서 이송 스텝이 많아지고, 이에 따라 이송 과정에서 웨이퍼의 온도 변화가 발생하여 미세 공정 관리에 어려움이 있다.
대한민국 공개특허 제10-2011-0128766호
본 발명은 전술한 배경 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 온조 유닛을 스핀 유닛 내에 설치함으로써 효율적으로 포토리소그래피 공정이 가능하도록 구조가 개선된 포토리소그래피 장치용 처리 블록 및 이를 이용한 포토리소그래피 장치를 제공하는 것이다.
전술한 과제의 해결 수단으로서 본 발명은,
한쪽은 캐리어 블록과 연결되어 캐리어 블록에서 웨이퍼를 이송받아 코팅 작업을 하고, 코팅 처리한 웨이퍼는 상기 캐리어 블록의 반대쪽에 연결된 인터페이스 블록을 거쳐 노광 블록으로 이송하여 노광 처리한 후 노광 처리된 웨이퍼를 다시 이송받아 현상 처리하며, 상하 방향으로 여러 개가 적층된 형태로 배치되는 포토리소그래피 장치용 처리 블록에 있어서,
상기 캐리어 블록 측에 위치하여 캐리어 블록과의 사이에서 웨이퍼를 주고받을 때 임시 보관하는 제1버퍼 유닛;
상기 인터페이스 블록 측에 위치하여 노광 처리를 위하여 인터페이스 블록으로 웨이퍼를 이송할 때나 노광처리 후 인터페이스 블록에서 이송된 웨이퍼를 임시 보관하는 제2버퍼 유닛;
상기 웨이퍼에 막을 형성하거나 웨이퍼를 현상하는 작업을 포함하는 작업을 수행하는 스핀 유닛;
상기 웨이퍼를 가열 또는 냉각하는 베이크 유닛;
상기 스핀 유닛의 내부에 설치되어 상기 웨이퍼의 온도를 조정하는 온조 유닛;
상기 스핀 유닛과 베이크 유닛 사이에 설치되어 스핀 유닛과 베이크 유닛, 온조 유닛, 상기 제1버퍼 유닛 및 제2버퍼 유닛 사이에서 웨이퍼를 주고받기 위한 메인 전송로봇;
상기 캐리어 블록 쪽에 설치되며 상하로 적층된 처리 블록 사이에서 웨이퍼를 주고 받기 위한 제1보조 전송로봇; 및,
상기 인터페이스 블록 쪽에 설치되며 상하로 적층된 처리 블록 사이에서 웨이퍼를 주고받기 위한 제2보조 전송로봇; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 장치용 처리 블록을 제공한다.
상기 스핀 유닛은,
상기 웨이퍼에 레지트스막을 형성하기 위한 제1코팅 유닛,
노광이 완료된 웨이퍼를 현상하기 위한 현상 유닛,
상기 웨이퍼에 반사 방지용 막을 형성하기 위한 제2코팅 유닛,
중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 베이크 유닛, 제1코팅 유닛, 현상 유닛 및 제2코팅 유닛은 각각 여러 개의 단위 유닛으로 구성되어 여러 개의 단위 유닛 중 어느 하나 또는 둘 이상의 단위 유닛에서 선택적으로 처리 공정이 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 그 두 번째 형태로서 전술한 처리 블록을 포함하는 포토리소그래피 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면 온조 유닛을 스핀 유닛 내에 설치함으로써 효율적으로 포토리소그래피 공정이 가능하도록 구조가 개선된 포토리소그래피 장치용 처리 블록 및 이를 이용한 포토리소그래피 장치를 제공할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 포토리소그래피 장치용 처리 블록 및 이를 이용한 포토리소그래피 장치를 설명하기 위한 도면.
이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명함으로써 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 제공하기로 한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 포토리소그래피 장치용 처리 블록 및 이를 이용한 포토리소그래피 장치를 설명하기 위한 도면이다.
우선 본 발명의 첫 번째 형태인 포토리소그래피 장치용 처리 블록의 하나의 실시예에 대해 설명하기로 한다.
본 실시예에 따른 포토리소그래피 장치용 처리 블록(P)은 캐리어 블록(C)과 연결되어 캐리어 블록(C)에서 웨이퍼를 이송받아 코팅 작업을 하고, 코팅 처리한 웨이퍼는 상기 캐리어 블록(C)의 반대쪽에 연결된 인터페이스 블록(I)을 거쳐 노광 블록(E)으로 이송하여 노광 처리한 후 노광 처리된 웨이퍼를 다시 이송받아 현상 처리하며, 상하 방향으로 여러 개가 적층된 형태로 배치된다.
상기 캐리어 블록(C)과 처리 블록(P) 사이와 처리 블록(P)과 인터페이스 블록(I) 사이의 웨이퍼의 이송은 도시 되지 않은 이송용 로봇에 의해 이루어진다.
상기 처리 블록은, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1버퍼 유닛(10), 제2버퍼 유닛(20), 스핀 유닛(30), 베이크 유닛(40), 온조 유닛(50), 메인이송 로봇(60), 제1보조이송 로봇(70), 제2보조이송 로봇(80)을 포함하여 구성된다.
상기 제1버퍼 유닛(10)은 상기 캐리어 블록(C) 측에 마련되어 캐리어 블록(C)에서 처리 블록(P)으로 투입된 웨이퍼를 임시 보관하거나, 코팅, 노광, 현상 등의 처리가 완료된 웨이퍼를 캐리어 블록(C)으로 이송하는 등 캐리어 블록(C)과 처리 블록(P) 사이에서 웨이퍼를 주고받을 때나 상기 스핀 유닛(30)과 베이크 유닛(40) 사이에서 웨이퍼를 주고 받을 때 임시 보관한다.
상기 제2버퍼 유닛(20)은 중 상기 인터페이스 블록(I) 측에 마련되어 노광 처리를 위해 코팅 처리가 완료된 웨이퍼를 인터페이스 블록(I)에 전달하거나, 노광이 완료된 웨이퍼를 다시 처리 블록(P)으로 이송할 때와 같이 인터페이스 블록(I)과 웨이퍼를 주고받는 과정에서 임시보관하거나 상기 스핀 유닛(30)과 베이크 유닛(40) 사이에서 웨이퍼를 주고 받을 때 임시 보관한다.
상기 스핀 유닛(30)과 베이크 유닛(40) 사이에서 웨이퍼를 주고받을 때 상기 제1버퍼 유닛(10)이나 제2버퍼 유닛(20)을 선택적으로 사용할 수 있는데 어떤 버퍼 유닛을 사용할지는 공정상의 편의에 의해 결정한다.
상기 스핀 유닛(30)은 웨이퍼를 코팅하는 코팅 공정이나 웨이퍼를 현상하는 현상 공정을 처리하기 위한 유닛으로서, 웨이퍼에 레지스트막을 형성하기 위한 제1코팅 유닛, 노광이 완료된 웨이퍼를 현상하기 위한 현상 유닛, 상기 웨이퍼에 반사 방지용 막을 형성하기 위한 제2코팅 유닛 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 이때 상기 스핀 유닛(30)이 수행하는 것으로 기술된 코팅 공정이나 현상 공정은 예시이며 스핀 유닛(30)이 수행하는 공정으로서 웨이퍼의 세척 공정, 소수화 처리 공정, 주변 노광 공정, 웨이퍼의 표면을 검사하기 위한 공정 등 다양한 공정이 포함될 수 있다.
한편, 상기 스핀 유닛(30)은 여러 개의 단위 유닛(30a)을 포함하고 있어서 동시에 여러 개의 웨이퍼에 코팅이나 현상 공정을 수행할 수 있도록 구성되어 공정 효율을 높일 수 있도록 구성된다.
상기 베이크 유닛(40)은 웨이퍼를 가열 또는 냉각하는 기능을 수행하는 구성으로서 가열 유닛과 냉각 유닛을 포함하여 구성된다.
상기 베이크 유닛(40) 상기 스핀 유닛(30)과 마찬가지로 여러 개의 단위 유닛(41a, 42a)을 포함하고 있어서, 동시에 여러 개의 웨이퍼를 가열 또는 냉각할 수 있도록 구성되어 있다. 도면에 41a로 표시된 구성은 가열 단위 유닛이고, 42a로 표시된 구성은 냉각 단위 유닛이다.
상기 온조 유닛(50)은 웨이퍼에 코팅막을 형성하기 위한 공정액의 도포를 하기에 최적의 온도가 되도록 웨이퍼의 온도를 조정하는 구성으로서 냉각 플레이트를 포함한다.
상기 스핀 유닛(40) 내에서 온조 유닛(50)이 설치되는 위치는 도 1 내지 도 3에 도시되어 있는데, 이는 예시들에 도시되지 않은 다른 위치에 설치되는 것도 가능하다.
상기 메인이송 로봇(60)은 상기 공정유닛(30)과 베이크 유닛(40) 사이에 설치되어 제1버퍼 유닛(10), 제2버퍼 유닛(20), 스핀 유닛(30), 베이크 유닛(40) 및 온조 유닛(50) 사이에서 웨이퍼를 주고받는 기능을 수행한다.
상기 제1보조이송 로봇(70)은 상기 캐리어 블록(C) 쪽에 설치되며 상하로 적층된 처리 블록들 사이에서 웨이퍼를 주고받기 위한 로봇이다.
상기 제2보조이송 로봇(80)은 상기 인터페이스 블록(I) 쪽에 설치되며, 상기 제1보조이송 로봇(70)과 마찬가지로 상하로 적층된 처리 블록들 사이에서 웨이퍼를 주고 받기 위한 로봇이다.
종래기술에서는 온조 유닛이 버퍼 유닛에 설치되어 사용되었다. 웨이퍼를 스핀 유닛에 투입하기 전에 온조 유닛에서 웨이퍼의 온도를 조정해야 하는데, 베이크 유닛에서 버퍼 유닛에 설치된 온조 유닛으로 웨이퍼를 이송하여 버펏 유닛에 설치된 온조 유닛에서 온도 조정 공정을 실시한 후 다시 스핀 유닛으로 이송해야 하므로 이송 작업의 스텝 수가 많아지고 이송 거리가 늘어남에 따라 공정의 완료에 필요한 시간이 늘어나는 등의 문제가 발생한다.
본 실시예에서는 온조 유닛(50)을 스핀 유닛(30)의 내부에 설치함으로써 베이크 유닛(40)에서 가열 또는 냉각한 웨이퍼를 스핀 유닛(30)의 내부에 설치된 온조 유닛(50)으로 이송하여 웨이퍼의 온도를 조정한 후 온도가 조정된 웨이퍼를 인접한 스핀 유닛(30)의 단위 유닛(30a)중 하나로 이송하여 코팅이나 현상 등의 처리가 이루어질 수 있도록 함으로써 이송 작업의 스텝 수를 줄이고 이송 거리를 줄임으로써 생산 공정의 최적화가 가능하다.
또한, 온조 유닛(50)이 스핀 유닛(30)의 내부에 있어서 두 유닛 간의 이송거리가 최소화됨으로써 이송 중 발생 가능한 웨이퍼의 온도 변화를 줄여서 더욱 정밀한 공정 수행이 가능해지는 장점도 기대할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 두 번째 형태인 포토리소그래피 장치에 대해 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 포토리소그래피 장치는 본 발명의 첫 번째 형태에 따른 처리 블록(P)과 함께 캐리어 블록(C), 인터페이스 블록(I), 노광 블록(E) 등의 구성을 포함하고 있으며, 각 블록 사이에서 웨이퍼를 이송하기 위한 이송 로봇(미도시)도 포함하여 구성된다.
본 발명의 포토리소그래피 장치의 특징은 처리 블록(P)에 있으며 이에 관한 설명은 앞서 충분히 이루어졌고, 나머지 구성은 종래기술을 사용할 수 있으므로 포토리소그래피 장치에 대한 추가적인 설명은 생략하기로 한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명함으로써 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 제공하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 다양한 형태의 포토리소그래피 장치용 처리 블록 및 이를 이용한 포토리소그래피 장치로 구체화될 수 있다.
10 : 제1버퍼 유닛 20 : 제2버퍼 유닛
30 : 스핀 유닛 40 : 베이크 유닛
50 : 온조 유닛 60 : 메인이송 로봇
70 : 제1보조이송 로봇 80 : 제2보조이송 로봇

Claims (6)

  1. 한쪽은 캐리어 블록과 연결되어 캐리어 블록에서 웨이퍼를 이송받아 코팅 작업을 하고, 코팅 처리한 웨이퍼는 상기 캐리어 블록의 반대쪽에 연결된 인터페이스 블록을 거쳐 노광 블록으로 이송하여 노광 처리한 후 노광 처리된 웨이퍼를 다시 이송받아 현상 처리하며, 상하 방향으로 여러 개가 적층된 형태로 배치되는 포토리소그래피 장치용 처리 블록에 있어서,
    상기 캐리어 블록 측에 위치하여 캐리어 블록과의 사이에서 웨이퍼를 주고받을 때 임시 보관하는 제1버퍼 유닛;
    상기 인터페이스 블록 측에 위치하여 노광 처리를 위하여 인터페이스 블록으로 웨이퍼를 이송할 때나 노광처리 후 인터페이스 블록에서 이송된 웨이퍼를 임시 보관하는 제2버퍼 유닛;
    상기 웨이퍼에 막을 형성하거나 웨이퍼를 현상하는 작업을 포함하는 작업을 수행하는 스핀 유닛;
    상기 웨이퍼를 가열 또는 냉각하는 베이크 유닛;
    상기 스핀 유닛의 내부에 설치되어 상기 웨이퍼의 온도를 조정하는 온조 유닛;
    상기 스핀 유닛과 베이크 유닛 사이에 설치되어 스핀 유닛과 베이크 유닛, 온조 유닛, 상기 제1버퍼 유닛 및 제2버퍼 유닛 사이에서 웨이퍼를 주고받기 위한 메인 전송로봇;
    상기 캐리어 블록 쪽에 설치되며 상하로 적층된 처리 블록 사이에서 웨이퍼를 주고 받기 위한 제1보조 전송로봇; 및,
    상기 인터페이스 블록 쪽에 설치되며 상하로 적층된 처리 블록 사이에서 웨이퍼를 주고받기 위한 제2보조 전송로봇; 을 포함하고,
    상기 스핀 유닛은,
    상기 웨이퍼에 레지트스막을 형성하기 위한 제1코팅 유닛, 노광이 완료된 웨이퍼를 현상하기 위한 현상 유닛, 상기 웨이퍼에 반사 방지용 막을 형성하기 위한 제2코팅 유닛, 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 베이크 유닛, 제1코팅 유닛, 현상 유닛 및 제2코팅 유닛은 각각 여러 개의 단위 유닛으로 구성되어 여러 개의 단위 유닛 중 어느 하나 또는 둘 이상의 단위 유닛에서 선택적으로 처리 공정이 이루어질 수 있으며,
    상기 온조 유닛은 상기 스핀 유닛에 포함되는 단위 유닛보다 적은 개수로 상기 스핀 유닛 내부에 설치되되, 단위 유닛들을 연결하는 가상의 직선에 수직인 방향에서 보았을 때 온조 유닛이 단위 유닛의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 장치용 처리 블록.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 제1항에 포함된 처리 블록을 포함하는 포토리소그래피 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
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