KR20060012530A - Spinner equipment for semiconductor manufacturing and control method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 제조용 스피너 설비 및 그 제어방법은 웨이퍼가 로딩 및 언로딩되며 이송경로 상에서 이동하는 이송로봇; 상기 이송로봇의 이송경로의 양측에 배치된 다수의 베이크 유닛들, 현상 유닛들, 코팅 유닛들; 상기 이송로봇의 이송경로의 일측 끝단에 배치된 포토레지스트 막 계측 유닛; 상기 이송로봇의 이송경로 끝단 외측에 설치된 노광 유닛을 구비한 것으로, 이러한 본 발명에 따른 반도체 제조용 스피너 설비 및 그 제어방법은 스피너 설비에서 노광을 수행하기 전에 코팅된 포토레지스트 막을 사전 계측할 수 있도록 하는 두께 계측 유닛을 스피너 설비 내에 설치하여 노광 수행 전에 미리 포토레지스트 막의 두께를 계측할 수 있도록 하여 두께 불량인 웨이퍼에 대하여 불필요한 노광이나 현상을 수행하지 않도록 함으로써 반도체 제조 효율을 보다 향상시키는 효과가 있다.The present invention relates to a spinner device for manufacturing a semiconductor and a control method thereof, comprising: a transfer robot in which a wafer is loaded and unloaded and moved on a transfer path; A plurality of baking units, developing units, and coating units disposed on both sides of the transfer path of the transfer robot; A photoresist film measuring unit disposed at one end of the transfer path of the transfer robot; It is provided with an exposure unit installed outside the end of the transfer path of the transfer robot, the spinner facility for manufacturing a semiconductor and the control method according to the present invention to pre-measure the coated photoresist film before performing the exposure in the spinner facility The thickness measurement unit is installed in a spinner facility so that the thickness of the photoresist film can be measured in advance before exposure is performed so that unnecessary exposure or development is not performed on a wafer having a poor thickness, thereby improving semiconductor manufacturing efficiency.
Description
도 1은 본 발명에 따른 반도체 제조용 스피너 설비를 도시한 구성도이다.1 is a block diagram showing a spinner installation for manufacturing a semiconductor according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 제조용 스피너 설비의 제어 순서도이다.2 is a control flowchart of a spinner installation for manufacturing a semiconductor according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100...스피너 설비100 ... Spinner fixture
120...베이크 유닛120 ... baking unit
130...코팅 유닛130 ... coating unit
150...계측 유닛150 ... measurement unit
170...노광 유닛170 ... exposure unit
본 발명은 반도체 제조용 스피너 설비 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스피너 설비에서 노광 수행 전에 웨이퍼에 도포된 포토레지스트 막의 두께를 계측할 수 있도록 한 반도체 제조용 스피너 설비 및 그 제어방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spinner facility for semiconductor manufacturing and a control method thereof, and more particularly, to a spinner facility for semiconductor manufacturing and a method for controlling the same, capable of measuring the thickness of a photoresist film applied to a wafer before performing exposure in the spinner facility. .
스피너 설비는 반도체 제조공정 중 포토리소그래피 공정(Photo Lithography)에 사용되는 핵심설비로 웨이퍼 표면에 고집적 미세회로를 형성하기 위하여 포토레지스트를 도포하고, 노광 후 형성된 패턴을 현상하는 것이다.Spinner equipment is a core equipment used in the photolithography process of the semiconductor manufacturing process is to apply a photoresist to form a highly integrated microcircuit on the wafer surface, and to develop a pattern formed after exposure.
이 스피너 설비의 구성은 포토리소그래피(Photo Lithography)공정에서 웨이퍼의 포토레지스트 도포를 위한 코팅 유닛과 베이크(Bake)및 현상 등을 수행하는 베이크 유닛 및 현상 유닛 그리고 노광 유닛을 구비하고 있다.The structure of the spinner facility includes a coating unit for applying a photoresist of a wafer in a photolithography process, a baking unit, a developing unit, and an exposure unit for baking and developing.
한편, 종래의 스피너 설비는 노광 및 현상이 수행된 후 임계치수(CD: Critical Dimension)를 계측하는데, 이 계측은 웨이퍼의 현상 후에 현상부위의 폭이나 가격을 계측하는 현상후검사(ADI:After Develop Inspection)를 수행한다. 포토리소그래피 공정에서 임계치수 불량을 유발시키는 가장 큰 원인은 코팅된 포토레지스트 막의 두께가 원하는 목표치(Target range)를 벗어나는 경우에 불량으로 나타난다.On the other hand, the conventional spinner facility measures a critical dimension (CD) after exposure and development are performed, and this measurement is an after-development test (ADI: After Develop) that measures the width or the price of the developing site after the development of the wafer. Perform Inspection The biggest cause of critical dimension defects in photolithography processes is defects when the thickness of the coated photoresist film is outside the desired target range.
그런데, 종래의 스피너 설비는 별도의 계측 유닛을 구비하고 있지 않고, 스피너 설비와 별도로 설치된 계측 유닛에서 이루어진다. 즉 포토레지스트 막에 대한 노광과 현상이 이미 수행된 웨이퍼에 대한 포토레지스트 막의 두께 계측이 이루어지고, 이후 두께 불량이라고 판단된 웨이퍼는 폐기 처분된다.By the way, the conventional spinner installation does not have a separate measurement unit but consists of the measurement unit provided separately from a spinner installation. That is, the thickness measurement of the photoresist film is performed on the wafer on which the exposure and development of the photoresist film have already been performed, and then the wafer determined to be defective in thickness is discarded.
이와 같이 이미 노광 및 현상이 수행된 웨이퍼에 대한 포토레지스트 막의 두께가 계측됨에 따라 계측시 계측 불량이라고 판단된 웨이퍼는 불필요하게 현상 및 노광을 수행한 결과가 된다. As the thickness of the photoresist film on the wafer which has already been exposed and developed is measured as described above, the wafer determined to be poor in measurement at the time of measurement is unnecessarily developed and exposed.
즉 베이크 공정을 수행하면 이미 포토레지스트 막의 두께는 노광 및 현상을 진행하지 않더라도 그 두께가 목표치인가를 판단할 수 있다. 그러나 종래의 스피너 설비에서는 설비 내에 별도의 계측 유닛을 구비되어 있지 않기 때문에 이와 같은 두께 계측이 이루어지지 못하고, 불량 웨이퍼에 대한 노광과 현상이 불필요하게 수행하여 반도체 제조효율을 떨어뜨리게 된다. In other words, when the baking process is performed, it is possible to determine whether the thickness of the photoresist film is a target value even if the thickness of the photoresist film is not exposed or developed. However, in the conventional spinner facility, since the measurement unit is not provided in the facility, such thickness measurement cannot be performed, and the exposure and development of the defective wafer are performed unnecessarily, thereby reducing the semiconductor manufacturing efficiency.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 스피너 설비에서 노광을 수행하기 전에 코팅된 포토레지스트 막을 사전 계측할 수 있도록 두께 계측 유닛을 스피너 설비 내에 설치하여 노광 수행 전에 미리 포토레지스트 막의 두께를 계측할 수 있도록 한 반도체 제조용 스피너 설비와 그 제어방법을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to install a thickness measuring unit in the spinner facility so as to pre-measure the coated photoresist film before performing the exposure in the spinner facility, so as to perform photoresist in advance. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a spinner apparatus for manufacturing a semiconductor and a control method thereof capable of measuring a film thickness.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 제조용 스피너 설비는 웨이퍼가 로딩 및 언로딩되며 이송경로 상에서 이동하는 이송로봇; 상기 이송로봇의 이송경로의 양측에 배치된 다수의 베이크 유닛들, 현상 유닛들, 코팅 유닛들; 상기 이송로봇의 이송경로의 일측 끝단에 배치된 포토레지스트 막 계측 유닛; 상기 이송로봇의 이송경로 끝단 외측에 설치된 노광 유닛을 구비한다.Spinner equipment for manufacturing a semiconductor according to the present invention for achieving the above object is a transfer robot for loading and unloading the wafer and moving on the transfer path; A plurality of baking units, developing units, and coating units disposed on both sides of the transfer path of the transfer robot; A photoresist film measuring unit disposed at one end of the transfer path of the transfer robot; An exposure unit is installed outside the end of the transfer path of the transfer robot.
그리고 바람직하게 상기 웨이퍼는 상기 노광 유닛으로 진입하여 노광이 수행되기 전 상기 계측 유닛에서 포토레지스트 막의 두께 계측이 이루어진다.Preferably, the wafer enters the exposure unit and the thickness of the photoresist film is measured in the measurement unit before exposure is performed.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 제조용 스피너 설비의 제어방법은 웨이퍼에 포토레지스트 막을 코팅 유닛으로 코팅하는 단계; 상기 웨이 퍼에 코팅된 상기 포토레지스트 막을 베이크 유닛에서 경화하는 베이킹 단계; 상기 포토레지스트 막이 경화되면 상기 포토레지스트 막의 두께를 계측 유닛으로 계측하는 단계; 상기 포토레지스트 막의 두께가 목표치인가를 제어부에서 판단하는 단계; 상기 포토레지스트 막의 두께가 목표치이면 상기 웨이퍼를 노광 유닛으로 이송하여 노광을 수행하고, 노광 후 현상을 현상 유닛에서 수행하는 단계로 구성된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a spinner device for manufacturing a semiconductor, the method including: coating a photoresist film on a wafer with a coating unit; A baking step of curing the photoresist film coated on the wafer in a baking unit; Measuring the thickness of the photoresist film with a measurement unit when the photoresist film is cured; Determining, by the controller, whether a thickness of the photoresist film is a target value; If the thickness of the photoresist film is a target value, the wafer is transferred to an exposure unit to perform exposure, and post-exposure development is performed in a developing unit.
그리고 바람직하게 상기 포토레지스트 막의 두께가 목표치인가를 판단하는 단계에서 상기 포토레지스트 막의 두께의 목표치가 아니라고 판단되면 상기 이송로봇에 의하여 해당 웨이퍼를 반송 처리된다. Preferably, when it is determined that the thickness of the photoresist film is not the target value of the thickness of the photoresist film, the wafer is conveyed by the transfer robot.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 인터락 제어 방법을 갖는 포토 스피너 설비에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a photo spinner installation having an interlock control method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 반도체 제조용 스피너 설비(100)는 웨이퍼가 로딩 및 언로딩 되며 이송경로(101) 상에서 이동하는 이송로봇(110)과 이 이송로봇(110)의 이송경로(101)의 일측에 배치된 다수의 베이크 유닛(120)들 그리고 이송로봇(110)의 이송경로(101) 타측에 배치된 현상 유닛(120)과 코팅 유닛(130)들을 구비한다. 여기서 현상 유닛(120)들과 코팅 유닛(120)들은 복층 구조로 구현될 수 있다.As shown in FIG. 1, the
그리고 이송로봇(110)의 이송경로의 일측 끝단에는 포토레지스트 막의 두께를 계측하는 계측 유닛(150)이 설치되고, 계측 유닛(150)의 상대편에는 웨이퍼의 원주 부분에 도포된 불필요한 포토레지스트 막을 제거하기 위한 에지노광 유닛(140, EEW:Edge Expose Wafer)이 설치된다.
And a
한편 계측 유닛(150)은 도면에 구체적으로 도시하지 않았지만 이미 당업계에 알려진 것으로 다파장의 광, 바람직하게는 적외선광, 가시광 또는 자외선광을 포토레지스트 막에 조사하기 위한 조사장치와, 각 파장에 대하여 포토레지스트 막으로부터 반사된 광의 강도를 검출하기 위한 검출기로 구성되어 있다. 그리고 이 계측 유닛(150)이 설치된 위치에 복층 또는 후방으로 제어부(160)가 구성된다.On the other hand, the
그리고 이송로봇(110)의 이송경로(101) 끝단에는 노광 유닛(170)이 설치된다. 이 노광 유닛(170)은 스캔 엔드 리피트(scan and repeat) 방식의 스캐너(Scanner)와 스텝 엔드 리피트(step and repeat) 방식의 스텝퍼(Stepper) 중 어느 것이든 적용될 수 있을 것이다.An
이하에서는 이상과 같이 구성된 본 발명에 따른 반도체 제조용 스피너 설비의 제어방법에 대하여 설명하기로 한다. Hereinafter, a control method of the spinner facility for manufacturing a semiconductor according to the present invention configured as described above will be described.
본 발명에 따른 반도체 제조용 스피너 설비의 포토리소그래피 공정에 대한 제어방법은 도 2에 도시된 바와 같이 코팅 유닛(130)을 사용하여 웨이퍼 상에 균일하게 포토레지스트 막을 코팅하는 단계(S100)를 거친다.The control method for the photolithography process of the spinner apparatus for manufacturing a semiconductor according to the present invention is subjected to a step (S100) of uniformly coating a photoresist film on a wafer using the
그리고 포토레지스트 막이 코팅된 웨이퍼를 이송로봇(110)이 베이크 유닛(120)으로 이송시켜 이 베이크 유닛(120)에서 적절한 온도로 웨이퍼를 가열하여 포토레지스트 막을 경화하는 베이킹 단계(S200)를 거친다. 그리고 에지 노광은 후술하는 계측단계를 거치기 전에 수행하는 것이 바람직하다. 그러나 계측 후 수행할 수 도 있다.Then, the
이후 베이킹 단계(S200)가 완료되면 다시 이송로봇(110)은 웨이퍼를 이송경 로(101)를 따라 계측 유닛(150)으로 이송시켜 포토레지스트 막에 대한 두께 계측단계(S300)를 수행한다. After the baking step S200 is completed, the
한편 포토레지스트는 그 광학적 성질 때문에 층 두께에서 수 나노미터의 변동이 있으면 최종 임계치수에 상당한 영향을 줄 수 있다. 따라서 이 두께 계측은 매우 중요한 공정 요소이다. 본 발명에서는 노광공정이 수행되기 전에 미리 이 두께를 계측하도록 하여 공정효율을 보다 향상시킬 수 있도록 한다.On the other hand, because of its optical properties, variations in layer thickness of several nanometers can have a significant impact on the final critical dimension. This thickness measurement is therefore a very important process element. In the present invention, the thickness is measured in advance before the exposure process is performed so that the process efficiency can be further improved.
이 두께 계측은 두께 계측 유닛(150)에서 웨이퍼의 포토레지스트 막에 필요한 광을 조사하고, 조사되어 반사된 광의 감도를 검출하여 두께를 산출한다. 이렇게 두께가 계측된 후 계측된 포토레지스트 막의 두께가 목표치인가를 제어부(160)에서 판단하는 단계(S400)를 거친다. The thickness measurement is performed by the
이 판단 단계(S400)에서 포토레지스트 막의 두께가 목표치이면 이송로봇(110)은 웨이퍼를 노광 유닛(170)으로 이송시켜 웨이퍼의 포토레지스트 막에 대한 노광을 수행하도록 하고, 노광이 완료되면 다시 이송로봇(110)은 웨이퍼를 이송하여 현상 유닛(120)으로 이송시켜 현상이 수행되도록 함으로써 포토리소그래피 공정이 완료된다. If the thickness of the photoresist film is a target value in this determination step (S400), the
반면에 포토레지스트 막의 두께가 목표치인가를 판단하는 단계(S400)에서 포토레지스트 막의 두께의 목표치가 아니라고 판단되면 이때 인터록 시스템(Interlock system)이 작동한다. 즉 포토레지스트 막의 두께가 목표치가 아니라고 실시간으로 판단되면, 이후 노광과 현상을 수행하더라도 막의 두께는 계속해서 불량이므로 후속공정, 즉 포토리소그래피 공정 이후에 진행되는 식각공정 등이 수행 될 수 없다. On the other hand, if it is determined in step S400 that the target thickness of the photoresist film is not the target value of the thickness of the photoresist film, the interlock system operates. That is, if it is determined in real time that the thickness of the photoresist film is not the target value, even after performing exposure and development, the thickness of the film continues to be poor, so that a subsequent process, that is, an etching process performed after the photolithography process, cannot be performed.
그러므로 목표치에 도달하지 못한 웨이퍼는 경고발생, 작업자 확인 그리고 이송로봇(110)에 의한 반송 및 폐기처리로써 불량 웨이퍼에 대한 처리가 이루어지도록 하고, 이와 함께 설비 정비가 이루어진다.Therefore, the wafer that does not reach the target value is to be processed for the defective wafer by warning, operator confirmation and conveyance and disposal by the
그리고 다르게 이 인터록 시스템에서 웨이퍼를 반송, 폐기하지 않고, 재활용할 수 도 있다. 즉 노광을 수행하지 않고, 현상을 수행한 후 포토레지스트 막이 제거된 웨이퍼를 다시 포토레지스트 막 코팅, 베이킹 그리고 두께 계측 등을 과정을 반복적으로 수행할 수 있다.Alternatively, in this interlock system, wafers can be recycled without being transported and discarded. That is, the photoresist coating, baking, thickness measurement, and the like may be repeatedly performed on the wafer from which the photoresist film is removed after the development is performed without performing exposure.
그러나 이러한 포토레지스트 막의 두께 불량은 공정조건이나 공정 수행 유닛의 이상에서 발생할 가능성이 높다. 그럴 경우 반복적으로 웨이퍼에 대한 포토리소그래피 공정을 수행하더라도 포토레지스트 막의 두께 불량이 발생할 우려가 있으므로 미리 설비정비가 이루어지는 것이 가장 바람직 할 것이다.However, such a poor thickness of the photoresist film is likely to occur in the process conditions or abnormalities of the process performing unit. In this case, even if the photolithography process is repeatedly performed on the wafer, it is most preferable to maintain the equipment in advance because there is a possibility that a thickness defect of the photoresist film may occur.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 계측 유닛의 위치, 종류 등을 변형한 실시가 가능할 것이다. 그러나 이러한 변형된 실시예들이 기본적으로 본 발명의 필수구성요소들을 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함되어야 한다. In the detailed description of the invention as described above, specific embodiments have been described. However, modifications may be made to the location, type, etc. of the measurement unit without departing from the scope of the present invention. However, all such modified embodiments should be included in the technical scope of the present invention if they basically include the essential elements of the present invention.
이상과 같은 본 발명에 따른 반도체 제조용 스피너 설비 및 그 제어방법은 스피너 설비에서 노광공정을 수행하기 전에 코팅된 포토레지스트 막을 사전 계측할 수 있도록 하는 두께 계측 유닛을 스피너 설비 내에 설치하여 노광 수행 전에 미리 포토레지스트 막의 두께를 계측할 수 있도록 하여 두께 불량인 웨이퍼에 대하여 불필요한 노광이나 현상을 수행하지 않도록 함으로써 반도체 제조 효율을 보다 향상시키는 효과가 있다.As described above, the spinner apparatus for manufacturing a semiconductor and the control method thereof according to the present invention provide a thickness measuring unit in the spinner apparatus to measure the coated photoresist film before performing the exposure process in the spinner apparatus. It is possible to measure the thickness of the resist film so that unnecessary exposure or development is not performed on a wafer having a poor thickness, thereby improving the semiconductor manufacturing efficiency.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
WITN | Withdrawal due to no request for examination |