KR20040052415A - 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 기판을 제조하기 위한 포토 리소그래피 시스템에 관한 것으로, 상기 시스템은 도포부, 노광부, 그리고 현상부를 구비하며, 상기 도포부와 상기 현상부는 각각 복수의 유니트들이 상하로 적층되어 위치되는 적어도 하나의 유니트부와 상기 유니트부의 상기 복수의 유니트들로 상기 반도체 기판을 이송하기 위해 상하로 이동가능한 적어도 2개의 이송로봇들이 위치되는 이송부를 구비한다.
따라서 본 발명인 포토리소그래피 시스템에 의하면 상기 도포부 및 상기 현상부의 복수의 유니트들로 웨이퍼를 이송 및 반송하기 위한 이송로봇을 적어도 2개 이상 구비하므로 하나의 유니트에서 공정이 완료된 웨이퍼가 다음 유니트로 이송되지 못하고 적체되는 것을 방지할 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.
포토 리소그래피 공정을 실시하는 포토 리소그래피 설비는 크게 포토레지스트를 도포하고 잠정적인 상에 대해 소정의 패턴을 현상하는 도포부(coater)와 현상부(developer), 그리고 포토레지스트 상에 광을 조사하여 소정의 패턴에 대한 잠정적인 상을 형성하는 노광부(exposer)로 이루어진다.
상기 도포부에는 복수의 냉각유니트들, 저온가열유니트들, 고온가열유니트들이 상하로 적층되어 있으며, 하나의 이송로봇이 상하로 이동하면서 이들 유니트들로 웨이퍼를 이송한다. 그러나 최근에 포토레지스트 및 공정개선으로 공정에 소요되는 시간이 계속 감소함에 따라 하나의 이송로봇만으로는 공정이 완료된 웨이퍼를 다음 유니트로 곧바로 반송시키지 못해 웨이퍼가 적체된다. 이로 인해 공정이 완료되기까지 많은시간이 소요되고, 그 결과 전체 처리량(through-put)이 감소된다.
본 발명은 상술한 웨이퍼의 적체를 방지하여 전체 처리량을 향상시킬 수 있는 포토리소그래피 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 포토 리소그래피 시스템의 개략도이고;
도 2는 도 1의 도포부에서 하나의 유니트부와 이송부를 보여주는 개략도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 스테이지부 200 : 도포부
210, 210´: 도포 유니트 220, 220´, 220˝ : 제 1유니트부
230 : 제 1이송부 300 : 현상부
310, 310´ : 현상 유니트 320, 320´, 320˝ : 제 2유니트부
330 : 제 2이송부 400 : 노광부
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명인 포토리소그래피 시스템은 도포부, 노광부, 그리고 현상부를 구비하며, 상기 도포부는 도포공정을 수행하기 위한 복수의 유니트들이 상하로 적층되어 위치되는 적어도 하나의 제 1유니트부와 상기제 1유니트부의 상기 복수의 유니트들로 상기 반도체 기판을 이송하기 위해 상하로 이동가능한 제 1이송로봇이 위치되는 제 1 이송부를 구비한다. 상기 현상부는 상기 도포부의 일측에 위치되며, 현상공정을 수행하기 위한 복수의 유니트들이 상하로 적층되어 위치되는 적어도 하나의 제 2유니트부와 상기 제 2 유니트부의 상기 유니트들로 상기 반도체 기판을 이송하기 위해 상하로 이동가능한 제 2이송로봇이 위치되는 제 2이송부를 구비한다. 상기 제 1이송부와 상기 제 2이송부는 각각 적어도 2개의 상기 이송로봇들을 구비한다.
상술한 구조를 가지는 본 발명인 포토리소그래피 시스템에 의하면, 일반적인 경우에 비해 하나의 유니트내에서 공정이 완료된 웨이퍼가 다음 공정을 슈행하기 위한 유니트로 곧바로 이송되지 못하고 적체되는 것을 줄일 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 및 도 2를 참조하면서 보다 상세히 설명한다. 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.
본 발명의 포토리소그래피 시스템을 개략적으로 보여주는 도 1을 참조하면, 포토 리소그래피 시스템은 스테이지부(STAGE PART)(100), 도포부(COAT PART)(200), 현상부(DEVELOPE PART)(300), 그리고 노광부(EXPOSE PART)(400)를 구비한다.
상기 스테이지부(100)는 포토 리소그래피 공정이 수행될 웨이퍼들이 놓여지는 카세트들이 위치되는 부분이며, 상기 도포부(200)와 상기 스테이지(110) 간에 웨이퍼의 이송을 위한 스테이지 아암(120)이 위치된다.
상기 도포부(200)는 웨이퍼 상에 포토 레지스트막을 도포하기 위한 곳으로, 일측에 복수의 도포 유니트들(210, 210´)가 위치되고, 타측에 어드히젼 유니트(228), 복수의 냉각유니트들(225, 226, 227), 복수의 저온가열유니트들(223, 224), 그리고 복수의 고온가열유니트들(221, 222)이 상하로 적층된 제 1유니트부들(220, 220´, 220˝)이 위치된다.
상기 어드히젼 유니트(228)는 HMDS와 같은 가스를 사용하여 어드히젼 공정을 수행하기 위한 것이며, 상기 냉각 유니트들(225, 226, 227)은 어드히젼 공정이 완료된 웨이퍼를 상온으로 냉각하기 위한 것이다. 상기 도포 유니트들(210, 210´)은 웨이퍼를 스핀척에 고정하여 회전함으로써 웨이퍼 표면에 포토 레지스트와 같은 감광액을 도포하기 위한 것이다. 상기 저온가열유니트들(223, 224) 및 고온가열유니트들(221, 222)은 감광액이 도포된 상기 웨이퍼를 가열하기 위한 것이다. 가열유니트에서 공정이 완료된 상기 웨이퍼는 상기 냉각유니트들(225, 226, 227)에서 상온으로 냉각된다.
상기 도포 유니트들(210, 210´)과 상기 제 1유니트부들(220, 220´, 220˝)의 사이에는 각각의 유니트로 웨이퍼를 이송하기 위한 제 1이송부(230)가 위치된다. 상기 제 1유니트부들(220, 220´, 220˝) 중 하나와 상기 제 1이송부를 개략적으로 도시한 도 2를 참조하면, 상기 제 1이송부(230)는 상하로 수직이동되며 각 유니트로 웨이퍼를 이송하거나 반송하는 이송로봇들(232, 234)을 구비한다. 일반적인포토리소그래피 시스템의 경우 이송부에 하나의 이송로봇만이 설치되는 데 반하여, 그 이송로봇이 처리해야 하는 유니트의 수가 매우 많으므로 하나의 유니트내에서 공정이 완료된 웨이퍼가 다음 공정이 수행되는 유니트로 적시에 이송되지 못하고 적체되는 현상이 발생한다. 따라서 본 발명의 이송부는 웨이퍼의 적체를 최소화하기 위해 적어도 2개의 이송로봇(232, 234)을 구비한다. 상기 제 1이송부(230)가 구비하는 이송로봇의 수는 필요에 따라 증가될 수 있다.
상기 도포부(200)에서 공정이 완료된 웨이퍼는 상기 노광부(400)로 이송된다. 상기 노광부(400)는 후술할 상기 현상부(300)의 일측에 위치되는 부분으로, WEE 유니트(WAFER EDGE EXPOSURE UNIT)(440), 스테퍼(STEPPER)(420), 그리고 인터페이스부(INTERFACE PART)를 구비한다. 상기 인터페이스는 상기 노광부와 상기 도포 및 상기 현상부를 인라인으로 접속하기 위한 부분이며, 상기 현상부와 상기 스테퍼간 웨이퍼를 이송하기 위한 인터페이스 아암(460)을 가진다. 상기 스테퍼(420)는 웨이퍼상에 도포된 포토 레지스트막을 노광처리하는 부분이며, 상기 WEE 유니트(440)는 웨이퍼의 엣지 부분을 노광하기 위한 부분이다.
노광공정이 완료된 웨이퍼는 상기 현상부(300)로 이송된다. 상기 현상부(300)는 상기 노광부(400)에서 노광공정이 완료된 웨이퍼를 현상하기 위한 곳이다. 상기 현상부(300)는 일측에 복수의 현상 유니트들(DEVELOPE UNITS)(310, 310´)이 위치되고, 타측에 복수의 냉각유니트들, 복수의 저온가열유니트들, 복수의 고온가열유니트들이 상하로 적층된 제 2유니트부들(320, 320´, 320˝)이 위치된다.
상기 현상 유니트들(310, 310´)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 저온 가열 유니트와 상기 고온 가열 유니트는 상기 현상공정이 완료된 상기 웨이퍼 상에 남겨진 포토 레지스트를 경화시키고 내약품성을 향상시키기 위해 상기 웨이퍼를 소정 온도로 가열하는 부분이다. 이후에 웨이퍼는 냉각유니트로 이송되어 상온으로 냉각된다.
상기 현상 유니트들(310, 310´)과 상기 제 2유니트부들(320, 320´, 320˝)의 사이에는 각각의 유니트로 웨이퍼를 이송하기 위한 제 2이송부(330)가 위치된다. 상기 제 2이송부(330)는 상하로 수직이동되며 각 유니트로 웨이퍼를 이송하거나 반송하는 이송로봇들을 구비한다. 본 발명에서 상기 제 2이송부(330)는 많은 수의 유니트들로 구성된 상기 현상부(300)에서 공정이 완료된 웨이퍼가 제때 이송되지 못하고 적체되는 것을 줄이기 위해 2개의 이송로봇을 구비한다. 상기 제 2이송부(330)가 구비하는 이송로봇들의 수는 필요에 따라 증가될 수 있다.
본 발명인 포토 리소그래피 시스템은 도포부 및 현상부의 복수의 유니트들로 웨이퍼를 이송 및 반송하기 위한 이송로봇을 적어도 2개 이상 구비하므로 종래보다 공정시간이 단축됨에 따라 발생되는 웨이퍼 적체를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 포토 리소그래피 시스템에 있어서,
    도포공정을 수행하기 위한 복수의 유니트들이 상하로 적층되어 위치되는 적어도 하나의 제 1유니트부와 상기 제 1유니트부의 상기 유니트들로 상기 반도체 기판을 이송하기 위해 상하로 이동가능한 제 1이송로봇이 위치되는 제 1이송부를 구비하는 도포부와;
    도포공정이 완료된 상기 반도체 기판을 노광하기 위한 노광부와;
    상기 노광부에서 노광공정이 완료된 상기 반도체 기판에 현상공정을 수행하기 위한 복수의 유니트들이 상하로 적층되어 위치되는 적어도 하나의 제 2유니트부와 상기 제 2유니트부의 상기 유니트들로 상기 반도체 기판을 이송하기 위해 상하로 이동가능한 제 2이송로봇이 위치되는 제 2이송부를 구비하는 현상부를 구비하되,
    상기 제 1이송부와 상기 제 2이송부는 각각 적어도 2개의 상기 이송로봇들을 구비하는 것을 특징으로 하는 포토 리소그래피 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1유니트부와 상기 제 2유니트부의 상기 복수의 유니트들은 각각 냉각유니트들과 가열유니트들을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토 리소그래피 시스템.
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