KR20040040687A - 반도체 소자 제조를 위한 포토 리소그래피 시스템 - Google Patents

반도체 소자 제조를 위한 포토 리소그래피 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 소자를 제조하기 위한 포토 리소그래피 시스템에 관한 것으로, 시스템은 스테이지부, 중앙에 제 1 이송아암이 위치되고 측면에 도포유니트와 제 1 베이크 유니트를 구비하는 도포부, 중앙에 제 2 이송아암이 위치되고 측면에 현상유니트와 제 2 베이크 유니트를 구비하는 현상부, 노광부, 그리고 상기 도포부와 상기 현상부사이에 상기 반도체 기판이 머무르는 거치부를 구비한며, 상기 거치부는 상기 제 1 베이크 유니트에서 소프트 베이크 공정이 완료된 상기 반도체 기판을 냉각하는 제 1 냉각 플레이트와 상기 제 2 베이크 유니트에서 하드 베이크 공정이 완료된 상기 반도체 기판을 냉각하는 제 2 냉각 플레이트를 구비한다.
상술한 구조를 가진 본 발명에 의하면 도포부와 현상부간 웨이퍼가 이동되기 위해 머무르는 거치대가 소프트 베이크 및 하드 베이크 공정 후 행해지는 냉각 공정을 수행하므로, 웨이퍼가 이동되는 유니트들의 수를 줄일 수 있어 쓰루-풋을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

반도체 소자 제조를 위한 포토 리소그래피 시스템{PHOTOLITHOGRAPHY SYSTEM FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 포토 공정을 수행하는 포토 리소그래피 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자의 공정기술은 세정, 포토 리소그래피, 에칭, 이온주입, 박막형성 등으로 이루어져 있으며, 이 가운데에서도 포토 리소그래피 공정의 패턴 형성 기술은 반도체 소자의 초고집적화를 이루는데 중요한 역할을 수행한다.
포터 리소그래피 공정을 실시하는 포토 리소그래피 설비는 크게 포토레지스트를 도포하고 잠정적인 상에 대해 소정의 패턴을 현상하는 도포 및 현상부(coater and developer)와 포토레지스트 상에 광을 조사하여 소정의 패턴에 대한 잠정적인 상을 형성하는 노광부(exposer)로 이루어진다.
도 1은 일반적인 포토 리소그래피 시스템을 개략적으로 보여주는 도면으로, 도 1을 참조하면 웨이퍼는 스테이지로부터 도포부로 이송된 후 어드히젼 유니트(210), 냉각 유니트(220), 도포 유니트(230), 소프트 베이크 유니트(240), 냉각 유니트(260)에서 각각의 공정이 순차적으로 수행된다. 이들 공정이 완료된 웨이퍼는 도포부(200)의 이송 아암(250)에 의해 거치부(300)로 이송된다. 이후에 웨이퍼는 현상부(400)의 이송 아암(450)에 의해 거치부(300)로부터 노광부(500)로 이송되어 노광공정이 수행된다. 노광공정이 완료된 웨이퍼는 다시 현상부(400)로 이송된 후, PEB 유니트(410), 냉각 유니트(420), 현상 유니트(430), 하드 베이크 유니트(440), 냉각 유니트(450)에서 각각의 공정이 순차적으로 수행된다. 이들 공정이 완료된 웨이퍼는 현상부(400)의 이송 아암(450)에 의해 거치부로 다시 이송된다. 이후에 웨이퍼는 도포부(200)의 이송 아암(250)에 의해 스테이지부(100)로 이송됨으로써 포토리소그래피 공정이 완료된다.
상술한 일반적인 포토 리소그래피 시스템에 의하면 포토 리소그래피 공정을 수행하기 위해서 웨이퍼는 매우 많은 유니트들을 거치게 되므로, 공정이 완료되기까지 매우 많은 시간이 소요되고 그 결과 전체 처리량(through-put)이 감소된다.
본 발명은 처리량의 향상을 위해 포토리소그래피 공정을 수행하기 위한 웨이퍼가 이동되는 유니트들의 수를 줄일 수 있는 포토리소그래피 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 포토 리소그래피 시스템를 개략적적으로 보여주는 개략도이고,
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 포토 리소그래피 방법을 순차적으로 보여주는 플로차트이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 스테이지부 200 : 도포부
210 : 어드히젼 유니트 220 : 제 1 냉각 유니트
230 : 도포 유니트 240 : 제 1 베이크 유니트
250 : 제 1 이송 아암 300 : 거치부
320, 340 : 제 1, 2 냉각 플레이트 400 : 현상부
410 : PEB 유니트 420 : 제 2 냉각 유니트
430 : 현상 유니트 440 : 제 2 베이크 유니트
450 : 제 2 이송 아암 500 : 노광부
510 : 스테퍼 520 : WEE 유니트
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명인 포토리소그래피 시스템은 리소그래피 공정을 수행하기 위한 반도체 기판이 위치되는 스테이지부, 반도체 기판상에 도포공정을 수행하는, 그리고 중앙에 제 1 이송아암이 위치되고 측면에 도포유니트와 제 1 베이크 유니트를 구비하는 도포부, 상기 도포부의 일측에 위치되며 현상공정을 수행하는, 그리고 중앙에 제 2 이송아암이 위치되고 측면에 현상유니트와 제 2 베이크 유니트를 구비하는 현상부, 상기 현상부를 중심으로 상기 도포부와 반대측에 위치되는 노광부, 그리고 상기 도포부와 상기 현상부사이에 상기 반도체 기판이 머무르는 거치부를 구비한다.
상기 거치부는 상기 제 1 베이크 유니트에서 소프트 베이크 공정이 완료된상기 반도체 기판을 냉각하는 제 1 냉각 플레이트와 상기 제 2 베이크 유니트에서 하드 베이크 공정이 완료된 상기 반도체 기판을 냉각하는 제 2 냉각 플레이트를 구비한다.
상술한 구조에 의해 도포부와 현상부간 웨이퍼가 이동되기 위해 머무르는 거치대가 소프트 베이크 및 하드 베이크 공정 후 행해지는 냉각 공정을 수행하므로, 웨이퍼가 이동되는 유니트들의 수를 줄일 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 2를 참조하면서 보다 상세히 설명한다. 상기 도면들에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호가 병기되어 있다.
본 발명의 실시예는 여러가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.
도 2를 참조하면 본 발명인 리소그래피 시스템은 스테이지부(STAGE PART)(100), 도포부(COAT PART)(200), 거치부(STAYING PART)(300), 현상부(DEVELOPE PART)(400), 그리고 상기 노광부(EXPOSE PART)(500)를 구비한다.
상기 스테이지부(100)는 포토 리소그래피 공정이 수행될 웨이퍼들이 놓여지는 카세트들(110)이 위치되는 부분이며, 상기 도포부(200)와 상기 스테이지부(100) 간에 웨이퍼의 이송을 위한 스테이지 아암(120)이 위치된다.
상기 도포부(200)는 웨이퍼 상에 포토 레지스트막을 도포하기 위한 곳으로, 어드히젼 유니트(ADHESION UNIT)(210), 제 1 냉각유니트(FIRST COOLING UNIT)(220), 도포 유니트(COAT UNIT)(230), 제 1 베이크 유니트(FIRST BAKE UNIT)(240), 그리고 제 1 이송 아암(FIRST TRANSFER ARM)(250)을 구비한다.
상기 어드히젼 유니트(210)는 HMDS와 같은 가스를 사용하여 어드히젼 공정을 수행하기 위한 것이며, 상기 제 1 냉각 유니트(220)는 어드히젼 공정이 완료된 웨이퍼를 상온으로 냉각하기 위한 것이다. 상기 도포 유니트(230)는 웨이퍼를 스핀척에 고정하여 회전함으로써 웨이퍼 표면에 포토 레지스트와 같은 감광액을 도포하기 위한 것이다. 상기 제 1 베이크 유니트(240)는 감광액이 도포된 상기 웨이퍼를 가열하여 소프트 베이크 공정을 수행하기 위한 것으로 대략 100˚C정도의 온도로 소정시간동안 상기 웨이퍼를 가열한다. 소프트 베이크 공정에 의해 상기 웨이퍼상에 도포된 감광막에 포함된 잔액 용제는 증발되고, 막질은 안정화된다. 상기 제 1 이송 아암(250)은 상기 유니트들(210-240) 중앙에 위치되며, 상기 유니트들(210-240)간 웨이퍼를 이송한다.
도 2에서는 도면을 간략히 하기 위해 각각의 유니트들(210-240)을 하나씩만 도시하였으나, 상기 도포부(200)는 필요에 따라 이들 유니트들(210-240)을 복수개 구비할 수 있다.
상기 거치부(300)는 소프트 베이크 공정이 완료된 웨이퍼가 노광부(500)로 이송되기 전에 놓여지는 부분이다. 상기 거치부가 소프트 베이크 공정이 완료된 웨이퍼를 상온으로 냉각하기 위한 제 1 냉각 플레이트(FIRST COOLING PLATE)(320)를구비한다. 이는 상기 거치부(300) 내에서 소프트 베이킹 공정후 웨이퍼의 냉각을 도포부에서 노광부로의 웨이퍼 이송을 위해 웨이퍼가 머무르는 동안 행함으로써, 별도의 냉각 유니트로 냉각유니트에서 웨이퍼를 냉각한 후 웨이퍼를 거치부로 이송하는 일반적인 시스템에 비해 웨이퍼가 이동되는 유니트들의 수를 감소하기 위한 것이다.
상기 제 1 냉각 플레이트(320)에서 상기 웨이퍼를 냉각하기 위해 그 아래에 냉각수가 흐르는 관을 설치하는 등 일반적인 냉각 방식을 사용하므로 자세한 설명은 생략한다.
상기 도포부(200)에서 공정이 완료된 웨이퍼는 상기 거치대(300)를 거친 후 후술할 제 2 이송 아암(450)에 의해 상기 노광부(500)로 이송된다.
상기 노광부(500)는 후술할 상기 현상부(400)의 일측에 위치되는 부분으로, WEE 유니트(WAFER EDGE EXPOSURE UNIT)(520), 스테퍼(STEPPER)(510), 그리고 인터페이스부(INTERFACE PART)(530)를 구비한다. 상기 인터페이스(530)는 상기 노광부(500)와 상기 도포 및 상기 현상부(200-400)를 인라인으로 접속하기 위한 부분이며, 상기 현상부(400)와 상기 스테퍼(510)간 웨이퍼를 이송하기 위한 인터페이스 아암(540)을 가진다. 상기 스테퍼(510)는 웨이퍼상에 도포된 포토 레지스트막을 노광처리하는 부분이며, 상기 WEE 유니트(520)는 웨이퍼의 엣지 부분을 노광하기 위한 부분이다.
노광공정이 완료된 웨이퍼는 상기 현상부(400)로 이송된다. 상기 현상부(400)는 상기 노광부(500)에서 노광공정이 완료된 웨이퍼를 현상하기 위한곳으로, 상기 거치부(300)를 중심으로 상기 도포부(200)의 맞은 편에 위치된다. 상기 현상부(400)는 PEB 유니트(POST EXPOSURE BAKE UNIT)(410), 제 2 냉각 유니트(SECOND COOLING UNIT)(420), 현상 유니트(DEVELOPE UNIT)(430), 제 2 베이크 유니트(SECOND BAKE UNIT)(440), 그리고 제 2 이송 아암(SECOND TRANSFER ARM)(450)을 구비한다.
상기 PEB 유니트(410)는 상기 노광부(500)에서 공정이 완료된 웨이퍼를 소정온도로 소정시간동안 베이킹하는 부분이며, 상기 제 2 냉각 유니트(420)는 상기 PEB 유니트(410)로부터 공정이 완료된 웨이퍼를 상온으로 냉각하기 위한 부분이다. 상기 현상 유니트(430)는 포토 레지스트가 노광된 웨이퍼에 현상액을 뿌려서 포토 레지스트의 성질에 따라 노광된 부분을 제거하고 노광되지 않는 부분은 패턴으로 남기거나, 반대로 노광된 부분은 패턴으로 남기고 노광되지 않는 부분을 제거하기 위한 부분이다. 상기 제 2 베이킹 유니트(440)는 상기 현상공정이 완료된 상기 웨이퍼 상에 남겨진 포토 레지스트를 경화시키고 내약품성을 향상시키기 위해 상기 웨이퍼를 소정 온도로 가열하는 하드 베이크 공정을 수행하기 위한 부분이다. 상기 제 2 이송 아암(450)은 상기 유니트들(410-440) 사이에 위치되며, 상기 유니트들(410-440)간 웨이퍼를 이송하기 위한 것이다.
하드 베이크 공정이 완료된 웨이퍼는 다시 상온으로 냉각되어야 한다. 본 발명인 포토 리소그래피 시스템은 별도의 냉각 유니트에서 웨이퍼를 냉각한 후 거치부로 이동되는 일반적인 시스템과는 달리, 상기 거치부(300) 내에 하드 베이크 공정이 완료된 웨이퍼를 냉각하는 제 2 냉각 유니트(SECOND COOLING UNIT)(340)를 더구비한다. 이는 상기 거치부(300) 내에서 하드 베이킹 공정후 웨이퍼의 냉각을 현상부에서 상기 스테이지부로 웨이퍼를 이송하기 위해 웨이퍼가 머무르는 동안 행함으로써, 별도의 냉각 유니트로 냉각유니트에서 웨이퍼를 냉각한 후 웨이퍼를 거치부로 이송하는 일반적인 시스템에 비해 웨이퍼가 이동되는 유니트들의 수를 감소하기 위한 것이다.
본 발명인 포토 리소그래피 시스템은 도포부와 현상부 사이에 위치되는 거치부내에 소프트 베이크 및 하드 베이크 공정이 수행된 웨이퍼를 냉각하기 위한 냉각 플레이트들을 구비하므로, 별도의 냉각유니트에서 냉각 후 거치부로 웨이퍼를 이동하는 일반적인 시스템에 비해 웨이퍼가 이동되는 유니트들의 수를 줄일 수 있어 시스템의 처리량을 증대할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 포토 리소그래피 시스템에 있어서,
    반도체 기판상에 도포공정을 수행하는, 그리고 중앙에 제 1 이송아암이 위치되고 측면에 도포유니트와 제 1 베이크 유니트를 구비하는 도포부와;
    상기 도포부의 일측에 위치되며 현상공정을 수행하는, 그리고 중앙에 제 2 이송아암이 위치되고 측면에 현상유니트와 제 2 베이크 유니트를 구비하는 현상부와;
    상기 현상부를 중심으로 상기 도포부와 반대측에 위치되는 노광부와;
    상기 도포부와 상기 현상부사이에 상기 반도체 기판이 머무르는 거치부를 구비하되,
    상기 거치부는 상기 제 1 베이크 유니트에서 소프트 베이크 공정이 완료된 상기 반도체 기판을 냉각하는 제 1 냉각 플레이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 포토 리소그래피 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 거치부는 상기 제 2 베이크 유니트에서 하드 베이크 공정이 완료된 상기 반도체 기판을 냉각하는 제 2 냉각 플레이트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 포토 리소그래피 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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