KR19990016927A - 하나의 도포 및 현상을 수행하는 장치에 복수의 정렬 및 노광장치를 병렬적으로 인-라인시킨 포토리쏘그래피장치 - Google Patents

하나의 도포 및 현상을 수행하는 장치에 복수의 정렬 및 노광장치를 병렬적으로 인-라인시킨 포토리쏘그래피장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체장치를 제조하는 데 사용되는 포토리쏘그래피 장치(photolithographic apparatus)에 관한 것이다. 본 발명에 의한 포토리쏘그래피 장치는 1대의 도포 및 현상을 수행하는 장치(coater ＆ developer), 및 1대의 도포 및 현상을 수행하는 장치(coater ＆ developer)에 인-라인(in-line)된 복수의 정렬 및 노광 장치(stepper)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의한 포토리쏘그래피 장치를 채용하면, 웨이퍼가 처리되는 속도가 빠른 도포 및 현상을 수행하는 장치 1대에 웨이퍼가 처리되는 속도가 느린 정렬 및 노광 장치(stepper)가 여러대 병렬적으로 인-라인되어 있어 정렬 및 노광 장치(stepper)에서 발생하는 병목현상(bottleneck phenomenon)을 제거할 수 있으므로 웨이퍼 처리속도를 증가시킬 수 있다.

Description

하나의 도포 및 현상을 수행하는 장치에 복수의 정렬 및 노광 장치를 병렬적으로 인-라인시킨 포토리쏘그래피 장치
본 발명은 반도체장치의 제조를 위한 포토리쏘그래피 공정(photolithographic process)에 사용되는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 1대의 도포 및 현상을 수행하는 장치(coater ＆ developer)에 복수의 정렬 및 노광 장치(stepper)가 병렬적으로 인-라인(in-line)된 포토리쏘그래피 장치(photolithographic apparatus)에 관한 것이다.
일반적으로 반도체장치는 수 많은 공정을 거쳐서 제조된다. 이러한 수 많은 공정 중에서 반도체 웨이퍼에 미세패턴(micropattern)을 전사하기 위한 포토리쏘그래피 공정은 반도체장치의 제조에 필수적으로 요구되는 공정이다.
이와 같은 포토리쏘그래피 공정은 반도체 웨이퍼 상에 포토레지스트막을 형성하는 도포공정(coating process), 상기 포토레지스트막이 형성된 반도체 웨이퍼와 전사하고자 하는 미세패턴이 그려진(drawn) 마스크를 서로 정렬시킨 후 자외선과 같은 빛이 상기 마스크를 통하여 반도체 웨이퍼 상의 포토레지스트막에 조사되도록 하는 노광공정(exposure process), 및 상기 노광공정이 완료된 반도체 웨이퍼의 포토레지스트막을 현상하여 원하는 포토레지스트 패턴을 형성하는 현상공정(development process)으로 이루어진다.
그런데, 현재 상기한 포토리쏘그래피 공정을 수행하는 장비들을 배치하는 시스템은 크게 다음의 두가지로 대별된다.
첫째는, 도포장치(coater), 정렬 및 노광 장치(stepper), 및 현상장치(developer)를 인-라인(in-line)시키지 않고 사용하는 독립 시스템(stand-alone system)이다. 둘째는, 도포 및 현상을 수행하는 장치(coater ＆ developer) 1대와 정렬 및 노광 장치(stepper) 1대를 인-라인시킨 시스템(in-line system)이다.
그런데, 상기 독립 시스템(stand-alone system)에서는 반도체 웨이퍼의 흐름(wafer flow)을 자동화할 수 없으므로, 작업자가 도포장치(coater), 정렬 및 노광 장치(stepper), 및 현상장치(developer)의 사이에서 웨이퍼의 흐름을 연결하여야 한다. 따라서, 상기 독립 시스템(stand-alone system)은 인력이 많이 소요되고 웨이퍼 처리속도가 늦으며, 파티클에 의하여 반도체 웨이퍼가 오염되는 문제점을 발생시킨다.
따라서, 현재는 도포 및 현상을 수행하는 장치(coater ＆ developer) 1대와 정렬 및 노광 장치(stepper) 1대를 인-라인시킨 시스템(in-line system)을 사용하는 것이 일반적이다.
도 1은 도포 및 현상을 수행하는 장치(coater ＆ developer; 10) 1대와 정렬 및 노광 장치(stepper; 20) 1대를 인-라인(in-line)시킨 종래의 포토리쏘그래피 장치를 나타낸다.
여기서, 상기 도포 및 현상을 수행하는 장치(10)에서는 반도체 웨이퍼 상에 포토레지스트막을 형성하는 도포공정(coating process) 및 노광공정(exposure process)이 완료된 반도체 웨이퍼의 포토레지스트막을 현상하여 원하는 포토레지스트 패턴을 형성하는 현상공정(development process)이 진행된다. 상기 정렬 및 노광 장치(20)에서는 상기 포토레지스트막이 형성된 반도체 웨이퍼와 전사하고자 하는 미세패턴이 그려진 마스크를 서로 정렬시킨 후 자외선과 같은 빛이 상기 마스크를 통하여 반도체 웨이퍼 상의 포토레지스트막에 조사되도록 하는 노광공정(exposure process)이 진행된다.
도 2는 도 1에 나타낸 종래의 포토리쏘그래피 장치를 크린 룸(clean room)내에 배치한 일례를 나타낸 레이아웃(layout)이다.
여기서, 도면 참조부호 ST 1 내지 ST 24는 노광공정이 이루어지는 제1 내지 제24 정렬 및 노광 장치(stepper)를, CD 1 내지 CD 24는 제1 내지 제 24 도포 및 현상을 수행하는 장치(coater ＆ developer)들이다. 상기 제1 도포 및 현상을 수행하는 장치(CD 1)는 상기 제1 정렬 및 노광 장치(ST 1)와 인-라인되고, 상기 제2 도포 및 현상을 수행하는 장치(CD 2)는 상기 제2 정렬 및 노광 장치(ST 2)와 인-라인되는 방식으로, 상기 제1 내지 제24 도포 및 현상을 수행하는 장치는 상기 제1 내지 제24 정렬 및 노광 장치(ST 1내지 ST 24)와 서로 인-라인되어 있다.
또한, 30 및 40은 각각 노광 및 현상될 웨이퍼를 각각의 도포 및 현상을 수행하는 장치(CD 1 내지 CD 12)에 전송하고, 또한 이곳으로부터 노광과 현상이 끝난 웨이퍼를 배출하는 제1 및 제2 자동전송장치(Automatic Guide Vehicle;AGV)를, 50 및 60은 각각 상기 제1 및 제2 자동전송장치(30, 40)에 노광 및 현상될 웨이퍼를 공급하고, 또한 이곳으로부터 노광과 현상이 끝난 웨이퍼를 받아 외부로 배출하는 제1 및 제2 웨이퍼 공급장치를, 70 및 80은 각각 상기 제1 및 제2 자동전송장치(30,40)가 이동하는 통로인 제1 및 제2 궤도을, 90, 100, 및 110은 각각 웨이퍼의 흐름을 조정하는 제1, 제2, 및 제3 셀 콘트롤 룸(cell control room)을 각각 나타낸다.
그런데, 상기 도 1 및 도 2에 나타낸 종래의 포토리쏘그래피 장치는 다음과 같은 문제점을 발생시킨다.
첫째, 정렬 및 노광 장치(stepper) 1대마다 도포 및 현상을 수행하는 장치(coater ＆ developer)가 1대씩 필요하므로, 크린룸의 공간을 효율적으로 활용하는 데 제약이 따른다.
둘째, 상기한 바와 같이 정렬 및 노광 장치 1대마다 도포 및 현상을 수행하는 장치가 1대씩 필요하므로, 설비투자비용이 과다하다.
셋째, 정렬 및 노광 장치 1대와 도포 및 현상을 수행하는 장치 1대가 1:1로 인-라인되어 있는데, 정렬 및 노광 장치에서 반도체 웨이퍼가 처리되는 속도가 도포 및 현상을 수행하는 장치에서 반도체 웨이퍼가 처리되는 속도보다 느리기 때문에 병목현상(bottleneck phenomenon)이 일어나 포토리쏘그래피 장치에서 웨이퍼가 처리되는 전체속도가 저하된다.
넷째, 정렬 및 노광 장치 1대와 도포 및 현상을 수행하는 장치 1대가 1:1로 인-라인되어 있으므로, 상기 장치중 어느 1대라도 고장나거나 정기적인 예방정비(preventive maintenance)를 위하여 가동이 중단되면 포토리쏘그래피 장치 전체가 가동중단된다. 따라서, 설비가동율이 저하된다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 도포 및 현상을 수행하는 장치(coater ＆ developer) 1대에 정렬 및 노광 장치(stepper)를 2대 이상 병렬적으로 인-라인시켜 효율적으로 포토리쏘그래피 공정을 실시할 수 있는 포토리쏘그래피 장치를 제공하는 데 있다.
도 1은 도포 및 현상을 수행하는 장치(coater ＆ developer) 1대와 정렬 및 노광 장치(stepper) 1대를 인-라인(in-line)시킨 종래의 포토리쏘그래피 장치를 나타내는 구성도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 종래의 포토리쏘그래피 장치를 크린 룸내에 배치한 일례를 나타낸 레이아웃(layout)이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따라 도포 및 현상을 수행하는 장치(coater ＆ developer) 1대에 정렬 및 노광 장치(stepper) 2대를 병렬적으로 인-라인(in-line)시킨 포토리쏘그래피 장치를 설명하기 위하여 도시한 구성도이다.
도 4는 도 3에 나타낸 본 발명의 제1 실시예에 따른 포토리쏘그래피 장치내에서 웨이퍼가 처리되는 과정을 설명하기 위한 흐름도(flow chart)이다.
도 5는 도 3에 나타낸 본 발명의 제1 실시예에 따른 포토리쏘그래피 장치를 크린 룸내에 배치한 일례를 나타낸 레이아웃(layout)이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따라 도포 및 현상을 수행하는 장치(coater ＆ developer) 1대에 정렬 및 노광 장치(stepper) 4대를 병렬적으로 인-라인(in-line)시킨 포토리쏘그래피 장치를 설명하기 위하여 도시한 구성도이다.
도 7은 도 6에 나타낸 본 발명의 제2 실시예에 의한 따른 포토리쏘그래피 장치내에서 웨이퍼가 처리되는 과정을 설명하기 위한 흐름도(flow chart)이다.
도 8은 도 6에 나타낸 본 발명의 제2 실시예에 따른 포토리쏘그래피 장치를 크린 룸내에 배치한 일례를 나타낸 레이아웃(layout)이다.
＊ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
ST 1 및 ST 2 : 제1 및 제2 정렬 및 노광 장치
L/U : 로우더 및 언로우더(loader/unloader)
AD 1 내지 AD 4 : 제1 내지 제4 어드히젼 유니트(adhesion unit)
CP 1 내지 CP 8 : 제1 내지 제8 쿨링 플레이트(cooling plate)
SC 1 내지 SC 4 : 제1 내지 제 4 스핀 코우터(spin coater)
HP 1 내지 HP 14 : 제1 내지 제 14 핫 플레이트(hot plate)
I/F 1 및 I/F 2 : 제1 및 제2 인터페이스 유니트(interface unit)
EE 1 및 EE 2 : 제1 및 제2 에지 익스포져 유니트(edge exposure unit)
SD 1 내지 SD 4 : 제1 내지 제4 스핀 디벨로퍼(spin developer)
RA : 로봇 암(robot arm)
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 1대의 도포 및 현상을 수행하는 장치(coater ＆ developer); 및 상기 1대의 도포 및 현상을 수행하는 장치(coater ＆ developer)에 병렬적으로 인-라인(in-line)된 복수의 정렬 및 노광 장치(stepper)를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토리쏘그래피 장치(photolithographic apparatus)을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 복수의 정렬 및 노광 장치의 수는 2대 ∼ 5대인 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 포토리쏘그래피 장치(photolithographic apparatus)에는 다음과 같은 장점이 있다.
첫째, 본 발명에 의한 포토리쏘그래피 장치에서는 정렬 및 노광 장치(stepper) 1대당 필요한 도포 및 현상을 수행하는 장치가 1대 미만으로(예를 들면, 도포 및 현상을 수행하는 장치 1대와 2대의 정렬 및 노광 장치가 인-라인된 경우에는 0.5대, 도포 및 현상을 수행하는 장치 1대와 4대의 정렬 및 노광 장치가 인-라인된 경우에는 0.25대) 감소했기 때문에 크린룸의 공간을 효율적으로 활용할 수 있으며, 또한 도포 및 현상을 수행하는 장치가 감소된 만큼 설비투자비용이 감소된다.
둘째, 웨이퍼가 처리되는 속도가 빠른 도포 및 현상을 수행하는 장치 1대에 반도체 웨이퍼가 처리되는 속도가 느린 정렬 및 노광 장치가 여러대 병렬적으로 인-라인되어 있으므로, 상기한 종래의 포토리쏘그래피 장치에서 발생하는 병목현상(bottleneck phenomenon)을 제거할 수 있다. 따라서, 웨이퍼가 처리되는 전체속도가 증가될 수 있다.
셋째, 도포 및 현상을 수행하는 장치 1대에 상대적으로 고장이 잦고 정기적인 예방정비의 주기가 짧은 정렬 및 노광 장치가 여러대 병렬적으로 인-라인되어 있으므로, 상기 정렬 및 노광 장치중 어느 1대가 고장나거나 정기적인 예방정비(preventive maintenance)를 위하여 가동이 중단되더라도 본 발명에 의한 포토리쏘그래피 장치은 나머지 정상가동되는 정렬 및 노광 장치를 이용하여 정상적으로 가동될 수 있다. 따라서, 설비가동율을 극대화할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도 3 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명한다.
제1 실시예
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따라 도포 및 현상을 수행하는 장치(coater ＆ developer) 1대에 정렬 및 노광 장치(stepper) 2대를 병렬적으로 인-라인(in-line)시킨 포토리쏘그래피 장치를 설명하기 위하여 도시한 구성도이다.
여기서, 도면 참조부호 ST 1 및 ST 2는 각각 제1 및 제2 정렬 및 노광 장치를, L/U는 본 발명의 제1 실시예에 의한 포토리쏘그래피 장치에 웨이퍼를 받아들이거나 포토리쏘그래피 공정이 끝난 웨이퍼를 배출하는 로우더 및 언로우더(loader/unloader)를, AD 1 내지 AD 4는 각각 웨이퍼와 포토레지스트막의 접착력을 높이기 위하여 헥사메틸디실란(hexamethyldisilane; HMDS) 또는 디클로로디메틸실란(dichlorodimethylsilane; DCDMS)과 같은 표면처리제를 도포하는 제1 내지 제4 어드히젼 유니트(adhesion unit)들을 나타낸다. 또한, 도면 참조부호 CP 1 내지 CP 8은 각각 웨이퍼를 냉각시키기 위한 제1 내지 제8 쿨링 플레이트(cooling plate)들을, SC 1 내지 SC 4는 각각 표면처리가 끝난 웨이퍼에 포토레지스트막을 도포하는 제1 내지 제 4 스핀 코우터(spin coater)들을, HP 1 내지 HP 14는 각각 웨이퍼를 소프트 베이크 또는 하드 베이크하기 위한 제1 내지 제 14 핫 플레이트(hot plate)들을 나타낸다. 또한, 도면 참조부호 I/F 1 및 I/F 2는 각각 웨이퍼의 처리속도를 조절하기 위하여 웨이퍼를 일시 대기시킬 수 있는 제1 및 제2 인터페이스 유니트(interface unit)들을, EE 1 및 EE 2는 각각 웨이퍼 가장자리에 도포되어 있는 포토레지스트막을 제거하기 위하여 웨이퍼의 자장자리만을 노광(edge exposure)시키는 제1 및 제2 에지 익스포져 유니트(edge exposure unit)들을, SD 1 내지 SD 4는 각각 제1 또는 제2 정렬 및 노광 장치(ST 1 또는 ST 2)에서 노광 및 에지 익스포져를 마친 웨이퍼를 현상하는 제1 내지 제4 스핀 디벨로퍼(spin developer)들을, RA는 상기 어드히젼 유니트(AD 1 내지 AD 4), 상기 스핀 코우터(SC 1 내지 SC 4), 상기 핫 플레이트(HP 1 내지 HP 14), 상기 스핀 디벨로퍼(SD 1 내지 SD 4) 등의 사이에서 웨이퍼를 이동시키는 로봇 암(robot arm)을 각각 나타낸다.
도 4는 도 3에 나타낸 본 발명의 제1 실시예에 따른 포토리쏘그래피 장치내에서 웨이퍼가 처리되는 과정을 설명하기 위한 흐름도(flow chart)이다.
구체적으로 설명하면, 상기 로우더/ 언로우더(L/U)를 통하여 상기 본 발명의 제1 실시예에 의한 포토리쏘그래피 장치에 받아들여진 웨이퍼는 상기 제1 내지 4 어드히젼 유니트(AD 1 내지 AD 4) 중의 어느 한 곳에서 약 100℃ 정도의 고온에서 HMDS로 표면처리된다(1).
그 후, 상기 웨이퍼는 상기 제1 및 제8 쿨링 플레이트(CP 1 내지 CP 8) 중의 어느 한 곳에서 상온으로 냉각된다(2). 이어서, 상기 웨이퍼는 제1 내지 제 4 스핀 코우터(SC 1 내지 SC 4) 중의 어느 한 곳에서 포토레지스트로 도포된다(3). 상기 포토레지스트가 도포된 웨이퍼는 상기 제1 내지 제 14 핫 플레이트(HP 1 내지 HP 14) 중의 어느 한 곳에서 약 100℃ 이하의 온도에서 소프트 베이크된다(4).
이어서, 상기 웨이퍼는 제1 및 제8 쿨링 플레이트(CP 1 내지 CP 8) 중의 어느 한 곳에서 다시 상온으로 냉각된다(5).
계속하여, 상기 웨이퍼는 상기 제1 또는 제2 인터페이스 유니트(I/F 1 또는 I/F 2)를 통하여 제1 또는 제2 정렬 및 노광 장치(ST 1 또는 ST 2)로 들어간다. 이때, 상기 제1 인터페이스 유니트(I/F 1)로 보내진 웨이퍼는 상기 제1 정렬 및 노광 장치(ST 1)에서 노광되고(6a), 상기 제2 인터페이스 유니트(I/F 2)로 보내진 웨이퍼는 상기 제2 정렬 및 노광 장치(ST 2)에서 노광된다(6b). 상기 제1 또는 제2 정렬 및 노광 장치(ST 1 또는 ST 2)에서 노광된 웨이퍼는 상기 제1 또는 제2 인터페이스 유니트(I/F 1 또는 I/F 2)를 통하여 상기 제1 또는 제2 에지 익스포져 유니트(EE1 또는 EE2)로 보내진 후, 이 곳에서 에지 익스포져된다. 이때, 상기 제1 정렬 및 노광 장치(ST 1)에서 노광된 웨이퍼는 상기 제1 에지 익스포져 유니트(EE1)에서 에지 익스포져(edge exposure)되고(7a), 상기 제2 정렬 및 노광 장치(ST 2)에서 노광된 웨이퍼는 상기 제2 에지 익스포져 유니트(EE2)에서 에지 익스포져(edge exposure)된다(7b).
이어서, 상기 제1 또는 제2 에지 익스포져 유니트(EE1 또는 EE2)를 통과한 웨이퍼는 상기 제1 내지 제 14 핫 플레이트(HP 1 내지 HP 14) 중의 어느 한 곳에서 약 100℃ 이하의 온도에서 소프트 베이크된다(8). 계속하여, 상기 웨이퍼는 상기 제1 내지 제8 쿨링 플레이트(CP 1 내지 CP 8) 중의 어느 한 곳에서 상온으로 냉각된다(9). 그 후, 상기 웨이퍼는 상기 제1 내지 제4 스핀 디벨로퍼(SD 1 내지 SD 4) 중의 어느 한 곳에서 현상된다(10).
이어서, 상기 웨이퍼는 상기 제1 내지 제 14 핫 플레이트(HP 1 내지 HP 14) 중의 어느 한 곳에서 약 110℃ 이상의 온도에서 하드 베이크된다(11). 그 후, 상기 웨이퍼는 상기 제1 내지 제8 쿨링 플레이트(CP 1 내지 CP 8) 중의 어느 한 곳에서 상온으로 냉각된 후(12), 상기 로우더/ 언로우더(L/U)를 통하여 본 발명의 제1 실시예에 의한 포토리쏘그래피 장치를 떠나게 된다.
도 5는 도 3에 나타낸 본 발명의 제1 실시예에 따른 포토리쏘그래피 장치를 크린 룸(clean room)내에 배치한 일례를 나타낸 레이아웃(layout)이다.
여기서, 도면 참조부호 ST 1 내지 ST 24는 각각 노광공정이 이루어지는 제1 내지 제24 정렬 및 노광 장치를, CD 1 내지 CD 12는 각각 제1 내지 제 12 도포 및 현상을 수행하는 장치(coater ＆ developer)들 이다. 상기 제1 도포 및 현상을 수행하는 장치(CD 1)는 상기 제1 정렬 및 노광 장치(ST 1) 및 상기 제2 정렬 및 노광 장치(ST 2)와 병렬적으로 인-라인되고, 상기 제2 도포 및 현상을 수행하는 장치(CD 2)는 상기 제3 정렬 및 노광 장치(ST 3) 및 제4 정렬 및 노광 장치(ST 4)와 병렬적으로 인-라인되는 방식으로, 상기 제1 내지 제 12 도포 및 현상을 수행하는 장치(CD 1 내지 CD 12)들은 상기 제1 내지 제24 정렬 및 노광 장치(ST 1 내지 ST 24)와 서로 인-라인되어 있다. 이때, 상기 제1 내지 제12 도포 및 현상을 수행하는 장치(CD 1 내지 CD 12)의 내부구조는 도 3에 나타낸 바와 같다.
상기 120 및 130은 각각 노광 및 현상될 웨이퍼를 각각의 도포 및 현상을 수행하는 장치(CD 1 내지 CD 12)내의 로우더/ 언로우더(L/U)에 전송하고, 또한 이곳으로부터 노광과 현상이 끝난 웨이퍼를 받아 배출하는 제1 및 제2 자동전송장치(Automatic Guide Vehicle;AGV)를, 140 및 150은 각각 각각 상기 제1 및 제2 자동전송장치(120, 130)에 노광 및 현상될 웨이퍼를 공급하고, 또한 이곳으로부터 노광과 현상이 끝난 웨이퍼를 받아 외부로 배출하는 제1 및 제2 웨이퍼 공급장치를, 160 및 170은 각각 상기 제1 및 제2 자동전송장치(140,150)가 이동하는 통로인 제1 궤도 및 제2 궤도을, 180, 190, 및 200은 각각 웨이퍼의 흐름을 조정하는 제1, 제2, 및 제3 셀 콘트롤 룸(cell control room)을 각각 나타낸다.
제2 실시예
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따라 도포 및 현상을 수행하는 장치(coater ＆ developer) 1대에 정렬 및 노광 장치(stepper) 4대를 병렬적으로 인-라인(in-line)시킨 포토리쏘그래피 장치를 설명하기 위하여 도시한 구성도이다.
여기서, 도 3에서 설명된 도면 참조부호와 동일한 부호로 표시된 부분은 동일한 구성요소를 나타내므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 예를 들면, 도면 참조부호 CP 10은 제10 쿨링 플레이트(cooling plate)를, HP 18는 제 18 핫 플레이트(hot plate)를, EE 4는 제4 에지 익스포져 유니트(edge exposure unit)를 각각 나타낸다.
한편, 도 3에는 존재하지 않는 도면 참조부호 WT 1 내지 WT 4는 로봇 암(RA)과 상기 제1 내지 제4 인터페이스 유니트(I/F 1 내지 I/F 4)의 사이에서 웨이퍼의 흐름을 연결하는 제1 내지 제4 웨이퍼 트랜스퍼 유니트(WT1 내지 WT 4)를 나타내는 데, 상기 웨이퍼 트랜스퍼 유니트(WT 1 내지 WT 4)는 웨이퍼를 냉각시키는 기능을 겸비할 수 있다.
도 7은 도 6에 나타낸 본 발명의 제2 실시예에 의한 따른 포토리쏘그래피 장치내에서 웨이퍼가 처리되는 과정을 설명하기 위한 흐름도(flow chart)이다.
구체적으로 설명하면, 상기 로우더/ 언로우더(L/U)를 통하여 상기 본 발명의 제2 실시예에 의한 포토리쏘그래피 장치에 받아들여진 웨이퍼는 상기 제1 내지 4 어드히젼 유니트(AD 1 내지 AD 4) 중의 어느 한 곳에서 약 100℃ 정도의 고온에서 HMDS로 표면처리된다(1). 그 후, 상기 웨이퍼는 상기 제1 내지 제10 쿨링 플레이트(CP 1 내지 CP 10) 중의 어느 한 곳에서 상온으로 냉각된다(2). 이어서, 상기 웨이퍼는 제1 내지 제4 스핀 코우터(SC 1 내지 SC 4) 중의 어느 한 곳에서 포토레지스트로 도포된다(3).
이어서, 상기 포토레지스트가 도포된 웨이퍼는 상기 제1 내지 제18 핫 플레이트(HP 1 내지 HP 18) 중의 어느 한 곳에서 약 100℃ 이하의 온도에서 소프트 베이크된다(4). 계속하여, 상기 웨이퍼는 상기 제1 내지 제4 웨이퍼 트랜스퍼 유니트(WT 1 내지 WT 4) 중의 어느 한 곳으로 전송되고, 이 곳에서 다시 상온으로 냉각된 다.
이후, 상기 제1 웨이퍼 트랜스퍼 유니트(WT 1)로 보내진 웨이퍼는 상기 제1 인터페이스 유니트(I/F 1)를 통하여 상기 제1 정렬 및 노광 장치(ST 1)로 전송되어 노광되고(5a), 상기 제2 웨이퍼 트랜스퍼 유니트(WT 2)로 보내진 웨이퍼는 상기 제2 인터페이스 유니트(I/F 2)를 통하여 상기 제2 정렬 및 노광 장치(ST 2)로 전송되어 노광되고(5b), 상기 제3 웨이퍼 트랜스퍼 유니트(WT 3)로 보내진 웨이퍼는 상기 제3 인터페이스 유니트(I/F 3)를 통하여 상기 제3 정렬 및 노광 장치(ST 3)로 전송되어 노광되고(5c), 상기 제4 웨이퍼 트랜스퍼 유니트(WT 4)로 보내진 웨이퍼는 상기 제4 인터페이스 유니트(I/F 4)를 통하여 상기 제4 정렬 및 노광 장치(ST 4)로 전송되어 노광된다(5d).
그후, 상기 제1 정렬 및 노광 장치(ST 1)에서 노광된 웨이퍼는 상기 제1 인터페이스 유니트(I/F 1), 상기 제1 웨이퍼 트랜스퍼 유니트(WT 1)를 통하여 상기 제1 에지 익스포져 유니트(EE1)로 전송된다(6a). 상기 제2 정렬 및 노광 장치(ST 2), 상기 제3 정렬 및 노광 장치(ST 3), 또는 상기 제4 정렬 및 노광 장치(ST 4)에서 노광된 웨이퍼들도 동일한 방식으로 각각 상기 제2 에지 익스포져 유니트(EE2), 상기 제3 에지 익스포져 유니트(EE3), 또는 상기 제4 에지 익스포져 유니트(EE4)로 전송된다(6b 내지 6d).
계속하여, 상기 제1 내지 제4 에지 익스포져 유니트(EE1 내지 EE4) 중의 어느 한 곳에서 에지 익스포져된 웨이퍼들은 상기 제1 내지 제 18 핫 플레이트(HP 1 내지 HP 18) 중의 어느 한 곳에서 약 100℃ 정도의 온도에서 소프트 베이크된다(7). 이어서, 상기 웨이퍼는 상기 제1 내지 제10 쿨링 플레이트(CP 1 내지 CP 10) 중의 어느 한 곳에서 상온으로 냉각된다(8). 그 후, 상기 웨이퍼는 상기 제1 내지 제4 스핀 디벨로퍼(SD 1 내지 SD 4) 중의 어느 한 곳에서 현상된다(9).
이어서, 상기 웨이퍼는 상기 제1 내지 제 18 핫 플레이트(HP 1 내지 HP 18) 중의 어느 한 곳에서 약 110℃ 이상의 온도에서 하드 베이크된다(10). 그 후, 상기 웨이퍼는 상기 제1 내지 제10 쿨링 플레이트(CP 1 내지 CP 10) 중의 어느 한 곳에서 상온으로 냉각된 후(11), 상기 로우더/ 언로우더(L/U)를 통하여 본 발명의 제2 실시예에 의한 포토리쏘그래피 장치를 떠나게 된다.
도 8은 도 6에 나타낸 본 발명의 제2 실시예에 따른 포토리쏘그래피 장치를 크린 룸내에 배치한 일례를 나타낸 레이아웃(layout)이다.
여기서, 도면 참조부호 ST 1 내지 ST 36은 제1 내지 제36 정렬 및 노광 장치를, CD 1 내지 CD 9는 제1 내지 제 9 도포 및 현상을 수행하는 장치(coater ＆ developer)들 인데, 상기 제1 도포 및 현상을 수행하는 장치(CD 1)는 상기 제1 정렬 및 노광 장치 내지 상기 제4 정렬 및 노광 장치(ST 1 내지 ST 4)와 병렬적으로 인-라인되고, 상기 제2 도포 및 현상을 수행하는 장치(CD 2)는 상기 제5 정렬 및 노광 장치 내지 상기 제8 정렬 및 노광 장치(ST 5 내지 ST 8)와 병렬적으로 인-라인되는 방식으로, 상기 제1 내지 제 9 도포 및 현상을 수행하는 장치(CD 1 내지 CD 9)는 상기 제1 내지 제36 정렬 및 노광 장치(ST1 내지 ST 36)와 서로 인-라인되어 있다. 이때, 상기 제1 내지 제9 도포 및 현상을 수행하는 장치(CD 1 내지 CD 9)의 내부구조는 도 6에 나타낸 바와 같다.
또한, 상기 210 및 220은 각각 노광 및 현상될 웨이퍼를 각각의 도포 및 현상을 수행하는 장치(CD 1 내지 CD 9)내의 로우더/ 언로우더(L/U)에 전송하고, 또한 이곳으로부터 노광과 현상이 끝난 웨이퍼를 받아 배출하는 제1 및 제2 자동전송장치(Automatic Guide Vehicle;AGV)를, 230 및 240은 각각 각각 상기 제1 및 제2 자동전송장치(210, 220)에 노광 및 현상될 웨이퍼를 공급하고, 또한 이곳으로부터 노광과 현상이 끝난 웨이퍼를 받아 외부로 배출하는 제1 및 제2 웨이퍼 공급장치를, 250 및 260은 각각 상기 제1 및 제2 자동전송장치(140,150)가 이동하는 통로인 제1 및 제2 궤도을, 270, 280, 및 290은 각각 웨이퍼의 흐름을 조정하는 제1, 제2, 및 제3 셀 콘트롤 룸(cell control room)을 각각 나타낸다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 포토리쏘그래피 장치(photolithographic apparatus)에는 다음과 같은 장점이 있다.
첫째, 본 발명에 의한 포토리쏘그래피 장치에서는 정렬 및 노광 장치 1대에 필요한 도포 및 현상을 수행하는 장치가 1대미만으로(예를 들면, 1대의 도포 및 현상을 수행하는 장치와 2대의 스테퍼가 인-라인된 경우에는 0.5대, 1대의 도포 및 현상을 수행하는 장치와 4대의 스테퍼가 인-라인된 경우에는 0.25대) 감소했기 때문에 크린룸의 공간을 효율적으로 활용할 수 있으며, 또한 도포 및 현상을 수행하는 장치가 감소된 만큼 설비투자비용이 감소된다.
둘째, 반도체 웨이퍼가 처리되는 속도가 빠른 도포 및 현상을 수행하는 장치 1대에 반도체 웨이퍼가 처리되는 속도가 느린 정렬 및 노광 장치가 여러대 병렬적으로 인-라인되어 있으므로 상기한 종래의 포토리쏘그래피 장치에서 발생하는 병목현상(bottleneck phenomenon)을 제거할 수 있다. 따라서, 웨이퍼가 처리되는 전체속도가 증가될 수 있다.
셋째, 도포 및 현상을 수행하는 장치 1대에 상대적으로 고장이 잦고 정기적인 예방정비의 주기가 짧은 정렬 및 노광 장치가 여러대 병렬적으로 인-라인되어 있으므로, 상기 정렬 및 노광 장치중 어느 1대가 고장나거나 정기적인 예방정비(preventive maintenance)를 위하여 가동이 중단되더라도 본 발명에 의한 포토리쏘그래피 장치는 나머지 정상가동되는 정렬 및 노광 장치를 이용하여 정상적으로 가동될 수 있다. 따라서, 설비가동율을 극대화할 수 있다.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예등을 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (2)

1대의 도포 및 현상을 수행하는 장치(coater ＆ developer); 및
상기 1대의 도포 및 현상을 수행하는 장치(coater ＆ developer)에 병렬적으로 인-라인(in-line)된 복수의 정렬 및 노광 장치(stepper)를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토리쏘그래피 장치(photolithographic apparatus).
제1항에 있어서, 상기 복수의 정렬 및 노광 장치의 수는,
2대∼5대인 것을 특징으로 하는 포토리쏘그래피 장치(photolithographic apparatus).
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