KR20030006830A - 스피너 장비의 베이크 유닛 운용 시스템 - Google Patents

Abstract

시간을 경과한 베이크로 인한 문제를 경감할 수 있는 스피너 장비 베이크 유닛 운용 시스템이 개시된다. 본 시스템은 스피너 장비 내에서 각 베이크 유닛에 웨이퍼 처리 시간을 설정하는 수단, 설정된 처리 시간 이상으로 웨이퍼가 정체될 때 이를 판단할 수 있는 수단, 웨이퍼가 정체되었다는 판단에 따라 웨이퍼를 베이크 유닛에서 강제로 방출하거나, 해당 웨이퍼의 공정 기록에 경고 표시를 하는 수단을 구비하여 이루어진다. 또한, 경고 표시에 따라 혹은 경고 표시를 갈음하여 해당 웨이퍼를 재처리 과정으로 이송시키는 수단이 더 구비될 수 있다.

Description

스피너 장비의 베이크 유닛 운용 시스템{OPERATION SYSTEM FOR BAKE UNIT OF SPINNER MACHINE}

본 발명은 반도체 장치 제조에 있어서 스피너 장비에서의 베이크 유닛 운용시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 베이크 이상을 방지 혹은 처리할 수 있도록 하는 시스템에 관한 것이다.

반도체 장치의 제조에 있어서 웨이퍼에 물질층을 적층하고 패터닝하는 방법은 가장 기본을 이루는 것들이다. 패터닝을 위해서는 통상 패터닝 대상 물질막 위에 포토레지스트막을 적층하고 포토마스크를 통해 노광시킨 후 현상을 통해 포토레지스트 패턴, 즉, 식각 마스크를 형성하는 포토리소그래피 공정을 사용하게 된다.

포토리소그래피 가운데 스피너 장비를 이용한 포토레지스트막 형성을 좀 더설명하면 먼저, 졸 상태의 포토레지스트를 회전하는 웨이퍼 중심부에 공급하여 얇은 막을 형성한다. 그리고, 용매 성분을 제거하고 일정한 경도를 갖도록 프리 베이크를 실시한다. 따라서, 겔 상태의 포토레지스트막이 형성된다. 프리 베이크의 온도는 상온에서 통상 120도 정도까지 올라갈 수 있다. 베이크는 프리 베이크 공정에 한정되지 않는다. 노광 후에는 현상 전에 노광후 베이크(post exposure bake)를 실시한다. 특히, 광증폭형 포토레지스트의 경우 노광후 베이크는 필수적이다.

최적의 노광을 위해 포토레지스트의 특성에 따라 그 두께 및 경도가 일정한 상태를 유지하여야 한다. 또한, 포토레지스트는 유기 물질이므로 지나친 베이크를 통해 과다한 열을 받으면 변성될 수 있고, 형성되는 선폭이 지나치게 얇거나 두꺼워질 수 있다. 또한, 스트립핑 단계에서 쉽게 제거되지 않아 불량을 유발시킬 수 있다.

한편, 스피너 장비에서는 노광 장비와 접속되어 포토레지스트의 적층, 각 종의 베이크, 노광, 에지 노광, 현상 등이 순차적으로 이루어지게 된다. 이들 순차적 과정 가운데 일부 과정이 이루어지는 유닛(unit)에서 작동상 문제, 외부 요인 등으로 웨이퍼의 정상적 흐름이 이루어지지 않는 경우, 베이크 유닛에서는 포토레지스트막이 형성된 웨이퍼가 규정된 시간보다 오래 정체하게 된다. 따라서, 포토레지스트 패턴이 지나치게 얇아지거나 웨이퍼에 변성되어 달라붙는 현상이 발생할 수 있다.

그런데, 기존의 스피너 장비에서는 웨이퍼 흐름의 정체로 인하여 베이크 유닛에 규정 시간 이상으로 웨이퍼가 머무르는 경우에도 이를 방지하거나 경고할 수단을 가지고 있지 않다. 그 결과, 전술한 포토레지스트막 변성에 의한 불량, 패턴의 선폭 변화에 의한 불량등이 후속 공정에서 발생하게 된다. 따라서, 베이크에 웨이퍼가 머무는 시간이 길어지면 이를 경고하고 강제 방출하거나, 불량 가능성이 많은 웨이퍼에 대해 공정을 계속 진행하지 않고, 기존의 포토레지스트막을 제거하고 다시 포토레지스트막을 입히는 재작업(rework) 과정으로 보내는 것이 필요하다.

본 발명은 이상의 종래 스피너 장비에서의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다른 공정 유닛에서 문제가 발생하여 스피너 장비 전체의 흐름이 정체되는 경우에도 포토레지스트막을 가진 웨이퍼가 베이크 유닛에 오래 방치되는 것을 방지할 수 있는 베이크 유닛 운용 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

혹은 본 발명은, 스피너 장비 전체의 흐름이 정체되어 포토레지스트막을 가진 웨이퍼가 베이크 유닛에 오래 방치되는 경우에 해당 웨이퍼의 불량 발생을 경고하고, 재작업으로 옮길 수 있는 베이크 유닛 운용 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1은 본 발명의 일 실시예에서의 시스템에 따라 작용이 이루어지는 순서를 나타내는 흐름도이다.

도2는 본 발명의 다른 실시예에서의 시스템에 따라 작용이 이루어지는 순서를 나타내는 흐름도이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시스템은, 각 베이크 유닛에 웨이퍼 처리 시간을 설정하는 수단, 설정된 처리 시간 이상으로 웨이퍼가 정체될 때 이를 판단할 수 있는 수단, 웨이퍼가 정체되었다는 판단에 따라 웨이퍼를 베이크 유닛에서 강제로 방출하거나, 해당 웨이퍼의 공정 기록에 경고 표시를 하는 수단을 구비하여 이루어진다. 또한, 경고 표시에 따라 혹은 경고 표시를 갈음하여 해당 웨이퍼를 재처리 과정으로 이송시키는 수단이 구비될 수 있다.

따라서, 본 발명의 시스템의 처리 흐름도 각 베이크 유닛에 웨이퍼 처리 시간을 설정하는 단계, 웨이퍼를 베이크 유닛을 포함하는 스피너 장비에서 이동시키면서 처리하는 단계, 설정된 처리 시간 이상으로 웨이퍼가 정체될 때 이를 감지하는 단계, 웨이퍼가 정체의 감지에 따라 웨이퍼를 베이크 유닛에서 즉시로 강제로 방출하거나, 해당 웨이퍼의 공정 기록에 경고 표시를 하는 단계를 구비하여 이루어진다. 그리고, 처리시간 이상으로 베이크 처리된 해당 웨이퍼를 재처리 과정으로 이송시키는 단계가 더 구비될 수 있다.

이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 각 단계별로 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도1 및 도2는 각각 본 발명의 실시예들에 따라 작용이 이루어지는 순서를 나타내는 흐름도이다.

도1을 참조하면, 웨이퍼 베이크 유닛이 설치된 스피너 장비에 웨이퍼가 장착(loading)된다. 스피너 장비의 각 베이크 유닛에는 처리 시간(T)이 이미 설정되어 있거나 새롭게 설정된다. 시간 설정은 스피너 장비의 중앙 조절장치(controller)에서 조절장치와 접속된 컴퓨터 시스템의 조절 프로그램에서 각 베이크 유닛의 처리 시간 항목을 기입하거나 수정하는 것에 의해 통상 이루어진다.

컴퓨터 시스템의 조절 프로그램에는 스피너 장비의 다른 공정 유닛에 대한 운영 계획도 입력되어 있다. 이 운영 계획에 따라 웨이퍼를 장비 내에서 이송시키면서 포토레지스트 도포, 프리 베이크, 노광, 에지 노광, 노광후 베이크, 현상 등을 처리 순서에 따라 진행한다. 각 유닛과 컴퓨터 시스템은 상호 접속되어 있으며, 웨이퍼 흐름에 이상이 발생하면 전체 웨이퍼의 흐름은 일시적으로 정지되는 인터록 시스템이 가동될 수 있다.

장비에 투입된 웨이퍼에 대한 처리 공정을 진행하면, 가령, 웨이퍼의 흐름이 정지되는 경우를 포함하여 베이크 유닛에서의 웨이퍼를 처리한 시간(t)이 타이머 등의 장치에 의해 누산된다. 그리고, 일정 주기로 누산된 시간(t)과 각 베이크 유닛의 설정된 처리 시간(T)을 비교한다. 누산 시간이 작으면 공정이 계속되고, 누산 시간이 설정된 처리 시간보다 크거나 같으면 다시 스피너 설비의 베이크 유닛에서 웨이퍼 처리가 정상인가를 판단하게 된다. 이 판단은 해당 유닛별로 이루어지거나 도시된 바와 같이 중앙조절장치(controller)에서 이루어질 수 있다. 즉, 판단을 담당하는 장치는 공정 유닛에 혹은 중앙조절장치(controller)의 일부에 설치될 수 있다. 판단을 담당하는 장치는 공정 유닛 별로 할당된 설정 시간을 기억하는 레지스터와 타이머 회로 및 타이머 회로의 누산값과 레지스터의 설정값을 비교하는 간단한 비교회로를 통상 구비한다.

웨이퍼 처리가 정상인가 판단할 때 정상이면 웨이퍼는 베이크 유닛에서 정상 방출되고 타이머는 0으로 셋업된다. 웨이퍼는 후속 공정을 거치게 된다. 설정된 베이크 처리 시간과 실제 베이크 누산 시간이 동일할 때에도 웨이퍼가 베이크 유닛에서 정상방출되지 않으면 바로 비교회로에서 누산 시간이 설정 시간보다 크게 되며 비교회로는 이상 신호를 발생하게 된다. 베이크 유닛에서 공정이 진행된 후 설정시간 이상 정체되어 다음 웨이퍼가 들어오지 않는 경우에 있어서도 판단에 따른 신호가 발생될 수 있다. 본 예에서는 스피너 설비에 강제 방출 기능이 있으므로 신호는 베이크 불량의 경고 대신에 해당 베이크 유닛에서 웨이퍼를 강제로 방출시켜 설정 처리시간을 경과하지 않도록 작용할 수 있다. 이상의 예에서 베이크 유닛에서 웨이퍼 강제 방출 조작이 이루어지기 위해서는 스피너 장비의 컴퓨터 시스템 조절 프로그램에 인터락(interlock) 설정 항목을 추가하는 방식을 사용할 수 있을 것이다. 베이크 유닛에서 강제 방출된 웨이퍼는 일정 기간 대기하거나 후속 공정 단계로 이송될 수 있다.

도2에 나타난 다른 실시예에서의 공정 흐름에 의하면, 먼저, 베이크 처리 시간 설정 단계에서 재작업 한도 초과시간(T1)이 함께 설정된다. 이후의 흐름 단계는 도1의 실시예에서의 흐름과 동일하며, 웨이퍼 처리가 지체인가 정상인가의 판단에 따라 비교회로에서 지체 신호가 발생되면 신호를 통해 해당 베이크 유닛에서 처리되고 있는 웨이퍼의 공정 이력에 베이크 불량의 경고가 표시된다. 공정 이력은 웨이퍼별로 혹은 라트(lot)별로 고유한 것이며, 웨이퍼가 옮겨질 때 웨이퍼 공정 이력도 후속 설비로 함께 넘겨져 전체 공정에 걸쳐 이용되는 것이 바람직하다.

재작업을 운용함에 있어서, 공정 이력을 통해 베이크 처리 시간이 설정 시간을 일정 범위 내로 경과하면 웨이퍼 공정 이력에 단순히 표시만 하고 베이크된 웨이퍼를 후속 공정으로 이송시킬 수 있다. 반면, 일정 시간이 초과되면 웨이퍼의 불량 확률은 매우 높은 것이므로 웨이퍼를 재작업 경로로 투입할 수 있다. 재작업에서는 웨이퍼에 적층된 포토레지스트를 제거하고 다시 포토레지스트를 도포하는 공정이 이루어진다. 공정 이력에 표시는 해당 웨이퍼나 라트에 대해 비교란에 경고를 표시하거나 경고 내용을 기재하는 방식으로 이루어질 수 있다.

조절 프로그램에서 웨이퍼의 공정 이력을 모니터 같은 디스플레이 장치를 통해 차트 방식으로 나타낼 경우, 경고 표시나 내용은 주목을 끌 수 있도록 경고색이나 큰 글씨를 사용할 수 있다.

본 발명에 따르면, 내부 장비 이상이나 외부 환경에 의해 스피너 장비의 웨이퍼 흐름이 정지되는 경우에도 베이크 유닛에 포토레지스트가 적층된 웨이퍼가 지나친 열을 받아 변성되거나, 패턴 폭에 영향을 주는 문제를 방지할 수 있고, 따라서 공정 불량 요인을 가진채 후속 공정을 진행하여 웨이퍼 전체를 폐기할 위험을 줄일 수 있다.

Claims (5)

1. 포토리소그래피를 위해 포토레지스트막 형성 유닛, 각종 베이크 유닛, 현상 유닛을 포함하여 이루어지는 스피너 장비에서,

   상기 각종 베이크 유닛에 웨이퍼 처리 시간을 설정하는 수단,

   상기 베이크 유닛에 설정된 처리 시간 이상으로 웨이퍼가 정체될 때 이를 판단할 수 있는 수단,

   상기 웨이퍼가 정체되었다는 판단에 따라 상기 베이크 유닛에서 정체된 상기 웨이퍼에 관한 처리를 하는 수단을 구비하여 이루어지는 스피너 장비 베이크 유닛 운용 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 처리를 하는 수단은 상기 웨이퍼의 공정 이력에 공정 장비의 디스플레이 장치에 나타나는 표시를 하는 것임을 특징으로 하는 스피너 장비 베이크 유닛 운용 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 처리를 하는 수단은 상기 웨이퍼를 상기 베이크 유닛에서 강제 방출하는 것임을 특징으로 하는 스피너 장비 베이크 유닛 운용 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 웨이퍼를 재처리 과정으로 이송하는 수단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 스피너 장비 베이크 유닛 운용 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 유닛들은 중앙처리장치와 접속되어 상기 중앙처리장치의 컴퓨터 시스템의 조절 프로그램에 의해 조절되는 것임을 특징으로 하는 스피터 장비 베이크 유닛 운용 시스템.