KR20060057210A - 반도체 노광 설비의 통합 인터락 시스템 및 그의 제어 방법 - Google Patents

반도체 노광 설비의 통합 인터락 시스템 및 그의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 노광 설비의 통합 인터락 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것이다. 통합 인터락 시스템은 반도체 노광 설비의 다양한 동작을 감지하는 적어도 하나의 센서들 중 적어도 어느 하나로부터 반도체 노광 설비의 설계 미스에 따른 오동작을 검출하는 다수의 서브 제어부들 및, 서브 제어부들 중 적어도 하나로부터 반도체 노광 설비의 오동작이 검출되면, 반도체 노광 설비의 인터락을 발생시키는 메인 제어부를 포함한다. 서브 제어부는 진공 누출, 서터 이상, 웨이퍼 로더 오동작, 다수의 트랙 중 어느 하나의 트랙에서의 런 종료, 설비 런 오류, 레이저 파워 다운, 챔버/렌즈 누출 온도 제어 이상 및, 웨이퍼 로더의 인코더 신호 이상 중 적어도 어느 하나를 검출한다. 따라서 본 발명에 의하면, 반도체 노광 설비에서 설비 설계적 미스에 의해 발생되는 다양한 이상 동작을 감지하여, 이상이 발생되면 설비를 인터락하고 알람을 발생하여 설비 점검이 이루어지도록 통합 제어가 가능하다.
반도체 제조 설비, 노광 설비, 통합 인터락 시스템, 설비 설계 미스

Description

반도체 노광 설비의 통합 인터락 시스템 및 그의 제어 방법{INTEGRATED INTERLOCK SYSTEM FOR STEPPER AND CONTROL METHOD OF THE SAME}
도 1은 본 발명에 따른 반도체 노광 설비의 공정 제어를 위한 개략적인 구성을 도시한 블럭도;
도 2는 도 1에 도시된 통합 인터락 시스템의 구성을 도시한 블럭도;
도 3은 도 2에 도시된 진공 누출 감지부의 구성을 도시한 회로도;
도 4는 도 3에 도시된 진공 누출 감지부의 동작을 나타내는 타이밍도;
도 5는 도 2에 도시된 이중 노광 감지부의 구성을 도시한 회로도;
도 6은 도 5에 도시된 이중 노광 감지부의 동작을 나타내는 타이밍도;
도 7은 도 2에 도시된 트랙/캐리어/작업자 미스 감지부의 구성을 도시한 회로도;
도 8은 도 2에 도시된 설비 이상 멈춤 감지부의 구성을 도시한 회로도;
도 9는 도 8에 도시된 설비 이상 멈춤 감지부의 동작을 나타내는 타이밍도;
도 10은 도 2에 도시된 레이저 전압 감지부의 구성을 도시한 회로도;
도 11은 도 2에 도시된 챔버 이상 감지부의 구성을 도시한 회로도; 그리고
도 12는 도 2에 도시된 인코더 이상 감지부의 구성을 도시한 회로도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
100 : 반도체 제조 설비 102 : 서버
104 : 오퍼레이터 인터페이스 106 : 반도체 노광 설비
108 : 네트워크 인터페이스 110 : 통합 인터락 시스템
112 : 메인 제어부 122 ~ 182 : 서브 제어부
본 발명은 반도체 제조 설비에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 반도체 노광 설비의 통합 인터락 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.
일반적인 반도체 노광 설비는 표 1에 나타낸 바와 같이, 설비 설계적 이상으로 인하여 다양한 문제점들이 발생된다.
아래의 표 1은 반도체 노광 설비 즉, 스텝퍼(stepper)의 설비 설계적 미스에 의해 발생하는 품질 불량에 관한 내용이다.
Figure 112004054721232-PAT00001
여기서, R/J는 리젝트(reject)를 의미하고, R/W는 리워크(rework)를 의미한다.
구체적으로 표 1을 이용하여 일반적인 반도체 노광 설비 즉, 스텝퍼의 설비 설계적 이상 현상들을 설명한다.
반도체 노광 설비는 웨이퍼상에 도포되어 있는 감광 물질을 노출시켜 패턴을 형성하기 위한 노광 공정을 처리하는데, 이 때 웨이퍼 및 레티클을 흡착 상태로 유지하여 노광 공정을 진행한다. 그러나 노광 설비는 진공 누출(vaccumm leakage)에 의하여 미스 얼라인(miss align)이 발생하는데, 이는 노광 중 웨이퍼 및 레티클의 진공이 순간적으로 떨어지거나 완전히 차단되어도 설비에서는 에러가 발생되지 않고 계속해서 런(run)되어 미스 얼라인에 의한 품질 불량 및 웨이퍼 낱장의 쉬프트 미스 얼라인 불량이 발생된다.
반도체 노광 설비는 셔터의 개폐에 의해서 노광이 되는데, 간혹 셔터 모터 불량이나 셔터 인코더의 전압 불량으로 인하여 셔터가 오픈되어 이중 노광 불량이 발생하는 경우가 있다.
또한, 반도체 노광 설비의 웨이퍼 로더는 레프트(left), 라이트(right)의 2중 트랙(track)을 구비하여 동시에 각 트랙별로 공정을 진행한다. 이 때, 각 트랙에서 진행되는 공정이 완료되는 시점은 각기 서로 다를 수 있다. 그러므로 적어도 하나의 트랙에서 노광 공정이 완료된 경우 작업자가 이를 감지하지 못하면, 그만큼 공정 진행에 대기 시간이 증가하게 된다. 따라서 멀티 트랙을 갖는 스텝퍼에서 적어도 하나의 트랙에서 공정 진행이 완료된 경우 알람을 발생하여 작업자가 이 상황을 파악할 수 있다.
그러나, 어느 하나의 트랙에서 하나의 웨이퍼 로트가 공정 완료후, 설비에서 알람이 발생하지 않아서, 노광 완료된 웨이퍼 로트의 트랙이 정체되는 현상이 발생되어 손실이 일어난다.
그리고 런 진행중 웨이퍼 로더의 오동작에 의해 패치 아암(fetch arm)이 캐리어(carrier)를 들고 나오면서 웨이퍼가 파손되는 품질 불량이 발생되게 된다.
웨이퍼 로더의 비상(emergency) 키를 누르면 웨이퍼 스테이지에 진행중인 웨이퍼의 진공이 순간적으로 오프되어 웨이퍼 스테이지의 웨이퍼가 회전(rotation)성 미스 얼라인을 유발하게 된다.
반도체 노광 설비는 웨이퍼 로더의 동작 이상 및 제어부의 동작 이상 등으로 설비가 알람 발생없이 정지하는 경우가 종종 발생된다. 이 때, 알람 발생이 없어 작업자는 당연히 런 진행하는 줄 알고 있다. 그러나 이러한 경우에도 설비를 확인해 보면, 런 진행을 하지 않은 채 설비가 정지해 있는데, 설비 이상 정체로 인하여 설비의 생산성을 저하시키게 된다.
또한, 반도체 노광 설비는 레이저를 사용하는데, 레이저는 미스 얼라인과 밀접한 관계를 가지고 있다. 예를 들어, LSA(Laser Step Alignment) 레이저를 이용하는 반도체 노광 설비는 레이저의 순간적인 전원 저하 현상을 감지해 낼 수 없어, 레이저 전원 저하에 의하여 미스 얼라인 불량이 발생되는 경우가 있다.
그리고 반도체 노광 설비는 챔버 및 LLTC(Lenz Leakage Temp Control) 문제에 의한 설비 포커스 및 선폭 불량을 유발한다. 일반적인 반도체 노광 설비는 설비 내부 온도를 일정하게 유지하기 위한 챔버를 구비한다. 그러나 챔버가 스텝퍼 설비와 통신이 되지 않아 챔버의 이상이 발생하여도 알람만 발생하고, 설비 인터락이 되지 않는 문제가 있다. 특히 챔버 자체의 휴즈나 기타 문제로 전원이 오프되면, 알람마져 안울려 대량의 품질 불량을 유발할 수 있게 된다. LLTC 이상 시도 동일하게 알람만 발생되고 인터락이 되지 않거나, 전원이 오프되는 경우에는 알람도 발생되지 않게 된다.
뿐만 아니라, 일반적인 반도체 노광 설비는 웨이퍼 로더의 인코더 신호 불량에 의한 웨이퍼 파손이 발생될 수 있다. 반도체 노광 설비는 웨이퍼 로더의 엘리베이터를 구비하는데, 엘리베이터는 캐리어의 웨이퍼를 업/다운하는 역할을 한다. 엘리베이터는 위치를 정확하게 파악하기 위해서 정밀한 인코더를 구비하는데, 인코더, 인코더의 신호 처리 및 인코더를 구비하는 인쇄회로기판 불량시 다량의 웨이퍼 가 파손되는 사고가 발생할 수 있다.
상술한 바와 같이, 일반적인 반도체 노광 설비는 설비 설계적 이상으로 인하여, 미스 얼라인 불량, 설비 동작 정지, 웨이퍼 파손 및 공정 오류 등의 문제점으로 품질 불량이 발생되며, 이를 작업자에게 알려주는 알람 기능 및 설비 제어를 위한 인터락 기능이 통합적으로 관리되지 못함으로써, 반도체 제조 공정의 생산성을 저하시킨다.
본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 반도체 노광 설비의 설비 설계적 미스 불합리에 의해 발생하는 품질 불량을 예방하기 위하여 설계 미스 불합리를 분석하여 인터락을 제어하는 통합 인터락 시스템 및 그의 제어 방법을 제공하는데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 반도체 노광 설비의 통합 인터락 시스템은, 상기 반도체 노광 설비에 구비되어, 상기 반도체 노광 설비의 동작을 감지하는 적어도 하나의 센서들과; 상기 센서들 중 어느 하나로부터 상기 반도체 노광 설비의 설계 미스에 따른 오동작을 검출하는 다수의 서브 제어부들 및; 상기 서브 제어부들 중 적어도 하나로부터 상기 반도체 노광 설비의 오동작이 검출되면, 상기 반도체 노광 설비의 인터락을 발생시키는 메인 제어부를 포함한다.
이 특징에 있어서, 상기 서브 제어부는; 상기 센서들로부터 진공 누출, 서터 이상, 웨이퍼 로더 오동작, 다수의 트랙 중 어느 하나의 트랙에서의 런 종료, 설비 런 오류, 레이저 파워 다운, 챔버/렌즈 누출 온도 제어로부터의 온도 이상 및, 상기 웨이퍼 로더의 인코더 신호 이상 중 적어도 어느 하나를 검출한다.
또한, 상기 서브 제어부는; 상기 반도체 노광 설비의 챔버 및 레티클 스테이지로부터 진공 누출을 감지하는 진공 누출 감지부와; 상기 반도체 노광 설비의 셔터 동작을 감지하는 이중 노광 감지부와; 상기 반도체 노광 설비의 웨이퍼 로더 이상 유무를 감지하는 트랙/캐리어/작업자 미스 감지부와; 상기 반도체 노광 설비의 웨이퍼 로더의 동작 이상 및 상기 웨이퍼 로더의 제어 장치의 이상 시, 알람 발생없이 상기 반도체 노광 설비가 정지해 있는 상태를 감지하는 설비 이상 멈춤 감지부와; 상기 반도체 노광 설비의 레이저 전원 상태를 감지하는 레이저 전원 감지부와; 상기 반도체 노광 설비의 챔버와의 통신 이상, 챔버 자체 이상, 렌즈 온도 누출 제어(LLTC) 이상 및 챔버 전원 오프 상태를 감지하는 챔버 이상 감지부 및; 상기 반도체 노광 설비의 상기 웨이퍼 로더의 인코더 이상을 감지하는 인코더 이상 감지부들 중 적어도 하나를 구비한다.
여기서 상기 진공 누출 감지부는; 상기 챔버 및 레티클 스테이지의 진공 상태를 감지하는 센서들과; 상기 센서들로부터 감지 신호를 받아서 상기 반도체 노광 설비의 챔버 및 레티클 스테이지에서 진공이 누출되면, 상기 메인 제어부로 상기 감지 정보를 출력하는 제 1 서브 제어부를 포함한다.
상기 이중 노광 감지부는; 상기 반도체 노광 설비의 셔터 동작을 감지하는 센서와; 상기 셔터의 구동 신호를 분리하여 출력하는 신호 분리 회로 및; 상기 센서로부터 감지 신호를 받아들이고, 상기 신호 분리 회로로부터 상기 구동 신호를 받아서 상기 셔터 동작의 오동작으로 이중 노광이 발생되는지를 검출하는 제 2 서브 제어부를 포함한다.
상기 트랙/캐리어/작업자 미스 감지부는; 상기 반도체 노광 설비의 웨이퍼 로더의 2 중 트랙 중 어느 하나의 로트가 먼저 공정 완료되면, 상기 반도체 노광 설비에 알람 신호를 발생하도록 하고, 상기 완료된 로트의 트랙을 확인하도록 제어하는 제 3 서브 제어부를 포함한다.
상기 설비 이상 멈춤 감지부는; 상기 스테이지 진공 상태를 감지하는 센서와; 상기 센서로부터 상기 스테이지 진공에 대한 감지 신호를 받아서 상기 메인 제어부로 출력하는 제 4 서브 제어부를 포함하여, 상기 제 4 서브 제어부는 공정 진행 시간 동안 이상으로 오프 상태가 지속되면, 상기 반도체 노광 설비의 이상으로 검출한다.
상기 레이저 전원 감지부는; 상기 반도체 노광 설비의 레이저를 이용하는 LSA, 간섭계 X 및 간섭계 Y를 포함하는 광학 시스템과; 상기 광학 시스템으로부터 상기 레이저의 전원 전압을 받아서 상기 레이저의 전원 다운을 검출하는 제 5 서브 제어부를 포함한다.
상기 챔버 이상 감지부는; 상기 챔버 및/또는 상기 챔버의 상기 렌즈 온도 누출 제어 이상을 감지하는 다수의 센서들과; 상기 센서들 중 적어도 하나로부터 상기 챔버 이상 및/또는 상기 렌즈 온도 누출 제어 이상을 검출하는 제 6 서브 제어부를 포함한다.
상기 인코더 이상 감지부는; 상기 인코더 및 상기 웨이퍼 로더의 엘리베이터 모터로부터 페치 암 신호 및 펄스 신호를 받아서 상기 엘리베이터의 이상 동작을 검출하는 제 7 서브 제어부를 포함한다.
따라서 본 발명에 의하면, 본 발명의 통합 인터락 시스템은 반도체 노광 설비에서 설비 설계적 미스에 의해 발생되는 다양한 이상 동작을 감지하여, 이상이 발생되면 설비를 인터락하고 알람을 발생하여 설비 점검이 이루어지도록 통합 제어한다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 노광 설비의 인터락 제어를 위한 반도체 제조 설비의 개략적인 구성을 도시한 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 상기 반도체 제조 설비(100)는 반도체 노광 설비(106)와, 서버(102) 및 다수의 오퍼레이터 인터페이스(104)들을 구비한다. 이들 구성 요소들은 공정 처리 및 제어를 위하여 상호 네트워크를 통해 데이터 통신을 수행한다.
상기 반도체 노광 설비(106)는 통합 인터락 시스템(110)과, 네트워크 인터페이스(108)를 구비한다. 그리고 네트워크 인터페이스(108)를 통하여 서버(102) 및 다수의 오퍼레이터 인터페이스(104)들과 연결된다.
상기 반도체 노광 설비(106)는 노광 공정을 진행하며, 진행 중에 생성되는 다양한 데이터들을 상기 서버(102)로 전송한다. 상기 통합 인터락 시스템(110)은 상기 반도체 노광 설비(106)의 동작을 실시간으로 감지하고, 설비 이상이 발생되면, 설비 인터락을 제어하도록 한다. 그리고 상기 네트워크 인터페이스(108)는 표 2에 나타낸 바와 같이, 상기 통합 인터락 시스템(110)과 MIDAS 2로 연결되어 BCD 코드를 이용하여 상호 데이터 통신을 수행한다.
상기 서버(102)는 노광 공정을 처리하기 위한 상기 오퍼레이터 인터페이스(104)들로부터 입력된 정보들을 상기 반도체 노광 설비(106)로 전송하고, 상기 반도체 노광 설비(106)로부터 전송된 데이터들을 저장한다. 그리고 노광 공정 진행에 따른 다양한 정보(예를 들어, 공정 진행 상태, 처리 결과, 오류 발생, 알람, 설비 중지 및 대기 상태 등에 따른 정보)를 상기 오퍼레이터 인터페이스(104)들로 전송한다.
그리고 상기 오퍼레이터 인터페이스(104)들은 예를 들어, 워크 스테이션, 퍼스널 컴퓨터 등으로 구비되며, 상기 서버(102)로부터 상기 반도체 노광 설비(106)의 노광 공정 진행에 따른 정보를 받아서 모니터링한다.
Figure 112004054721232-PAT00002
여기서, 알람 종류의 A는 알람(Alarm), B는 중지(Break) 그리고 W는 대기(Wait) 상태를 나타낸다.
구체적으로 표 2에 나타낸 동작들에 대해서 도 2 내지 도 12을 이용하여 상세히 설명한다.
도 2를 참조하면, 상기 통합 인터락 시스템(110)은 반도체 노광 설비(106)의 제반 동작을 판별하여 이상이 발생되면 설비 인터락을 제어하기 위하여, 메인 제어부(112)와, 다수의 감지부(120 ~ 180)들과, 입력부(114)와, 표시부(116) 및 알람부(118)를 포함한다.
상기 감지부(120 ~ 180)들은 도 3 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 각각 상기 반도체 노광 설비(106)에 구비되는 다수의 센서들 및 다수의 서브 제어부들을 포함한다.
상기 입력부(114)는 공정 진행을 위한 정보들을 입력하는 다수의 키들을 구비하며, 특히, 알람(A), 중지(B) 및 대기(W) 명령을 상기 메인 제어부(112)로 입력하기 위한 키들을 포함한다.
상기 표시부(116) 및 상기 알람부(118)는 상기 메인 제어부(112)의 제어를 받아서, 공정 진행 상태 및 오류 상태에 대응하는 정보를 표시하거나 알람을 발생시킨다.
그리고 상기 메인 제어부(112)는 상기 서브 제어부들과 시스템 구성을 위한 다수의 입출력 포트를 구비한다. 예를 들어, 도 3 내지 도 12에 도시된 진공 누출 감지, 이중 노광 감지, 웨이퍼 로더의 2 중 트랙 알람, 캐리어 들림 감지, 비상 버튼 누름 감지, 설비 이상 멈춤 감지, 레이저 순간 전압 하강 감지, 챔버 및 LLTC 이상 감지 및, 웨이퍼 로더의 인코더 신호 이상 감지를 위한 입출력 포트를 구비한다.
따라서 상기 메인 제어부(112)는 상기 서브 제어부들 중 적어도 하나로부터 상기 반도체 노광 설비(106)가 이상이 발생되면, 이에 대응되는 감지 정보를 받아서 상기 반도체 노광 설비(106)의 인터락, 알람, 중지 및 대기 상태를 통합 제어한다. 그리고 상기 서버(102)와 상기 오퍼레이터 인터페이스(104)들로 각 상황을 모니터링 및 관리하도록 해당 정보를 제공한다.
구체적으로 도 3을 참조하면, 상기 진공 누출 감지부(120)는 챔버 및 레티클 스테이지의 진공 쏠레노이드 밸브 신호(WA_VAC2_S/V, RE_VAC_S/V, RT_VAC_S/V)와, 진공 상태 신호(WA_VAC2, RE_VAC, RT_VAC)를 각각 받아들이는 적어도 3 개의 센서(124 ~ 128)들로부터 웨이퍼 및 레티클을 흡착하기 위한 진공의 누출에 대한 감지 신호(SENSE1 ~ SENSE3)를 받아들여서 상기 메인 제어부로 감지 정보를 출력하는 제 1 서브 제어부(122)를 포함한다.
상기 센서(124 ~ 128)들은 챔버와 레티클 스테이지의 진공 상태를 감지하기 위하여 진공 쏠레노이드 밸브단에 각각 연결되는 다수의 저항(R1 ~ R6)들과, 포토 커플러(PC1 ~ PC3)들로 구비된다. 그리고 이들 각각으로부터 챔버 또는 레티클 스테이지에서 진공 누출이 감지되면, 상기 제 1 서브 제어부(122)는 진공 누출에 대응하여 알람을 발생시키고 설비 인터락을 제어하도록 상기 메인 제어부(112)로 감지 정보를 출력한다.
따라서 상기 진공 누출 감지부(120)는 표 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 진공 쏠레노이드 밸브 신호(WA_VAC2_S/V, RE_VAC_S/V, RT_VAC_S/V)가 온(ON)이 되면, 진공 상태를 나타내는 신호(WA_VAC2, RE_VAC, RT_VAC)도 온(ON) 상태가 되어야 한다. 그러나 진공 누출이 발생되면, 감지 신호(SENSE1 ~ SENSE3)는 진공 상태 신호 (WA_VAC2, RE_VAC, RT_VAC)가 순간적으로 오프되는 누출 상태(VAC 뉴출)를 감지한다. 표 3에서는 하나의 센서(124)에 대한 신호를 설명하였지만, 다른 센서(126, 128)들의 신호들도 동일하다.
신 호 ON OFF 비 고
WA_VAC_S/V 1.2 V 24 V LOW 전압 제어
SENSE1 0.4 V 4 V
그 결과, 상기 메인 제어부(112)는 상기 제 1 서브 제어부(122)로부터 진공 누출이 감지되면, 표 2에 나타낸 바와 같이, 최종적으로 알람 발생, 설비 중지 및 대기 상태(A + B + W)를 유지시킨다.
따라서 상기 반도체 노광 설비(106)는 웨이퍼 및 레티클을 흡착 상태로 유지하여 노광 공정이 이루어지는데, 이 때, 노광 중 웨이퍼 및 레티클의 진공이 순간적으로 다운(down)되거나 완전히 차단되면, 상기 진공 누출 감지부(120)에 의해서 이를 감지하여 계속 런 진행시 발생되는 품질 불량 즉, 미스 얼라인 및 낱장 시프트 미스 얼라인을 방지한다.
도 5를 참조하면, 상기 이중 노광 감지부(130)는 표 4에 나타낸 바와 같이, 셔터 동작을 감지하는 포토 센서(134)로부터 감지 신호(SENSE4)를 받아들이고, 신호 분리 회로(136)를 통해 셔터 구동 신호(SHAL)를 받아들이는 제 2 서브 제어부(132)를 포함한다. 따라서 상기 제 2 서브 제어부(132)는 셔터 동작 예를 들어, 셔터 모터 및/또는 셔터 인코더의 전압 불량으로 셔터가 불필요하게 오픈되어 이중 노광이 발생되면, 이를 감지하여 상기 메인 제어부(112)로 전송하여 설비 인터락을 제어하도록 구비한다.
신 호 셔터 오픈 오프(OFF) 비 고
SENSE4 5 V 0 V LOW 전압 제어
SHAL 구동 신호 최소 100 ㎲ 펄스 5 V 구형파 신호
반도체 노광 설비는 셔터의 개폐에 의해서 노광이 되는데, 간혹 셔터 모터의 불량이나 셔터 인코더의 전압 불량으로 셔터가 오픈되는 경우가 발생된다. 이 때, 셔터가 오픈되어 이중으로 노광 공정이 진행되어 이중 노광 불량이 발생하게 된다. 그러므로 상기 제 2 서브 제어부(132)는 이중 노광 불량을 감지하여 상기 메인 제어부(112)로 설비 인터락을 제어하도록 한다.
즉, 반도체 노광 설비(106)는 도 6에 도시된 바와 같이, 셔터 오픈을 위한 1 펄스 시간(Δt1)이 최소 0.05 ms를 갖는 셔터 구동 신호(SHAL)를 이용하여 셔터를 개폐한다. 이 때, 정상 동작시 상기 포토 센서(134)는 셔터 구동 신호(SHAL)의 개폐 동작을 위한 특정 펄스 위치에서 딜레이 시간(Δt2)을 계산하고, 딜레이 시간(Δt2)이 적어도 4 초 이상 경과되면, 비정상 동작으로 판별하고, 판별 결과를 상기 메인 제어부(112)로 전송한다. 즉, 상기 제 2 서브 제어부(132)는 딜레이 시간(Δt2)이 4 초 이상이 되는 시점에 이중 노광 불량에 따른 이상을 감지하게 된다. 그 결과, 상기 메인 제어부(112)는 반도체 노광 설비(106)의 알람, 중지 및 대기 상태를 유지하도록 제어한다.
도 7를 참조하면, 반도체 노광 설비(106)의 웨이퍼 로더(W/L)는 레프트(LEFT), 라이트(RIGHT)의 2 중 트랙을 구비하는데, 동시에 2 개의 웨이퍼 로트 (LOT)를 진행할 수 있다. 그러나 하나의 로트가 공정 완료 후, 설비에서 알람이 발생하지 않아, 먼저 노광 완료된 로트가 대기 상태로 정체되는 손실이 발생된다. 이를 방지하기 위하여 본 발명에서는 상기 트랙/캐리어/작업자 미스 감지부(140)를 이용하여 2 중 트랙 중 어느 하나의 로트가 먼저 공정 완료되면, 반도체 노광 설비(106)에 알람 신호를 발생하도록 하고, 표시부(도 2의 116)(예컨대, 타워 램프 등)가 그 상황을 표시하도록 하여 작업자는 이를 확인함으로써, 정체없이 런이 이루어지도록 한다.
즉, 상기 트랙/캐리어/작업자 미스 감지부(140)는 각각의 트랙으로부터 제 3 서브 제어부(142)가 대기 신호(Ready1, Ready2), 캐리어 동작 신호(Carrier1, Carrier2) 및 비상 신호(Emergency1, Emergency2)를 받아서 적어도 하나의 트랙에서 공정이 완료되면, 상기 메인 제어부(112)로 그 상황을 알려주고, 동시에 그 상황을 피드백(144)하여 반도체 노광 설비(106)에서의 비상 신호를 발생시킨다. 뿐만 아니라, 다양한 상황(예컨대, 2 중 트랙의 동작, 캐리어 감지 및 작업자에 의한 이중 노광 등)에 따라 상기 트랙/캐리어/작업자 미스 감지부(140)는 반도체 노광 설비(106)의 알람, 중지 및 대기 상태를 제어한다. 여기서 피드백되는 비상 신호(Emergency)는 상기 입력부(도 2의 114)의 비상 명령을 입력하기 위한 키로부터 발생되는 신호 라인에 연결되며, 이하 도면 및 표에 나타내는 중지(Break) 및 대기(Wait) 신호들도 상기 입력부(114)에 해당 키로부터 발생되는 신호에 해당된다. 그리고 상기 제 3 서브 제어부(140)의 신호 조건에 따른 동작이 표 5에 나타나 있다.
신호 조건 출 력
Ready1, 2 OFF + Carrier1, 2 ON 시 정상 상태(출력없음)
Carrier1, 2 ON & Ready1, 2 중 하나라도 OFF 알람만 발생(하나의 로트 런 종료
Ready1, 2 OFF + Carrier1, 2 중 하나라도 OFF 시 설비 비상 정치+알람발생+Break
Emergency1, 2 중 하나라도 ON 시 알람발생+Break
도 8을 참조하면, 반도체 노광 설비는 웨이퍼 로더의 동작 이상 및 제어 장치의 이상 등으로 알람 발생없이 정지해 있는 경우가 가끔 발생되는데, 이 경우, 작업자는 당연히 런 진행하는 줄 알고 있으나, 설비를 확인해 보면 런 진행을 하지 않은 채 설비가 정지해 있는 경우가 빈번하다. 상기 설비 이상 멈춤 감지부(150)는 이러한 설비적 문제점을 감지하여 강제 알람을 발생시키도록 하여 설비 조치가 이루어지도록 인터락을 발생시킨다. 즉, 상기 설비 이상 멈춤 감지부(150)는 스테이지 진공 센서(154)로부터 제 4 서브 제어부(152)로 스테이지 진공에 대한 감지 신호(SENSE5)를 출력하여 도 9에 도시된 바와 같이, 공정 진행 시간(Δt3) 동안에 이상 유무 감지하고, 스테이지 진공 감지 신호(SENSE5)가 공정 시간(예를 들어, 3 ~ 5 분 정도) 이상으로 표 6에 나타낸 오프 상태가 지속되면, 이를 설비 이상으로 판단하여 에러를 발생시키고 상기 메인 제어부(112)로 제공하여 알람 및 인터락을 발생시킨다.
신 호 ON OFF 비 고
WA_VAC2 0 V 5 V ON 시 웨이퍼 흡착
도 10을 참조하면, 상기 레이저 전원 감지부(160)는 순간적으로 레이저의 전원 다운를 감지하여 설비를 인터락하고 알람을 발생하여 설비 점검이 이루어지도록 하여 레이저로 인한 미스 얼라인 불량을 방지한다.
신 호 정상 비정상 비 고
LSA 4.5 V 이상 4.5 V 이하
간섭계 X 0.9 V 이상 0.9 V 이하
간섭계 Y 0.9 V 이상 0.9 V 이하
즉, 상기 레이저 전원 감지부(160)는 레이저를 이용하는 광학 시스템의 LSA, 간섭계 X 및 간섭계 Y(164 ~ 168)로부터 레이저 전원을 감지하는 제 5 서브 제어부(162)를 구비하고, 표 8에 나타낸 신호 조건에 대응하여 상기 반도체 노광 설비(106)의 알람 및 인터락을 제어하도록 상기 메인 제어부(112)로 감지 정보를 출력한다.
신호 조건 출력
LSA 4.5 V 이하시 알람발생 + 대기(Wait Key)
간섭계 X 0.9 V 이하시 알람발생 + 대기(Wait Key)
간섭계 Y 0.9 V 이하시 알람발생 + 대기(Wait Key)
도 11을 참조하면, 상기 챔버 이상 감지부(170)는 설비 내부 온도를 일정하게 유지하는 챔버와의 통신 이상 등으로 발생되는 챔버 이상 시, 알람만 발생하고 인터락이 되지 않는 문제, LLTC 이상시 또는 특히 챔버 자체의 휴즈나 기타 문제로 파워가 나가면 알람마져 발생되지 않음으로 대량 품질 불량을 유발할 수 있는 문제점들을 해결하기 위하여, 챔버 부저(CHAMBER_BUZZER), LLTC 부저(LLTC_BUZZER) 및 챔버 DC 전원(CHAMBER_DC)으로부터 각각 이상 유무를 감지하는 센서(174 ~ 178)들과, 이 센서(174 ~ 178)들로부터 챔버 이상 및 LLTC 이상을 판별하여 상기 메인 제어부(112)로 감지 정보를 제공하는 제 6 서브 제어부(172)를 포함한다.
여기서 상기 센서(174 ~ 178)들은 각각 도 3에 도시된 센서(124 ~ 128)들과 동일한 구조(R7 ~ R12, PC4 ~ PC6)의 구성 요소들을 구비하므로 상세한 설명은 생략한다.
따라서 상기 제 6 서브 제어부(170)는 표 9 및 표 10에 나타낸 신호 특성 및 신호 조건에 대응하여 챔버, LLTC 이상 및 챔버 전원 다운시 알람을 발생하고 설비 인터락을 제어하도록 상기 메인 제어부(112)로 감지 결과를 제공한다.
신 호 ON OFF 비 고
CHAMBER_BUZZER 12 ~ 24 V 0 V 챔버 이상시 부저 울림
LLTC_BUZZER 12 ~ 24 V 0 V 챔버 이상시 부저 울림
CHAMBER_DC 5 ~ 24 V 0 V 챔버 파워 다운 감지용
신호 조건 출력
BUZZER 0 V + DC 전원 ON 정상 상태(출력없음)
BUZZER 24 V 알람발생 + Break
DC 전원 OFF 알람발생 + Break
그리고 도 12를 참조하면, 상기 인코더 이상 감지부(180)는 웨이퍼 로더의 엘리베이터를 구비하여 캐리어의 웨이퍼를 로딩하기 위하여 업/다운하는데, 엘리베이터의 위치를 정확하게 파악하기 위해서 인코더(184)로부터 페치 암 신호(FETCH_ARM) 및 엘리베이터 모터(186)로부터 펄스 신호(PLUS_M)를 받아서 엘리베이터의 이상을 감지하고, 감지 결과를 상기 메인 제어부(112)로 제공하여 설비 인터락을 제어하도록 한다. 그 결과, 상기 인코더 이상 감지부(180)는 인코더 및 엘리베이터 구동 인쇄회로기판 불량시 발생되는 다량의 웨이퍼 파손을 방지하도록 인터락을 제어한다.
신 호 ON OFF 비 고
FETCH_ARM 신호 0 V 5 V FETCH ARM IN 시 감지
ELEVATOR MOTOR 펄스 있음 펄스 없음 구동시 펄스가 나옴
Emergency1 0 V 5 V 누르는 동안 0 V
신호 조건 출 력
FETCH ARM IN + ELEVATOR 0.5 피치 이내 구동 정상 상태(출력없음)
FETCH ARM IN + ELEVATOR 0.5 피치 이상 구동 웨이퍼 로더 비상 정지
즉, 상기 인코더 이상 감지부(180)는 표 11 및 표 12의 신호 특성 및 신호 조건에 대응하여 웨이퍼 로더의 엘리베이터의 이상 유무를 감지하고, 이상이 발생되면, 상기 메인 제어부(112)로 감지 정보를 출력하고, 동시에 피드백(190)하여 비상 신호(Emergency1)를 발생시켜 웨이퍼 로더의 동작을 중지시킨다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 통합 인터락 시스템은 반도체 노광 설비에서 설비 설계적 미스에 의해 발생되는 다양한 이상 동작을 감지하여, 이상이 발생되면 설비를 인터락하고 알람을 발생하여 설비 점검이 이루어지도록 통합 제어함으로써, 미스 얼라인 불량 및 웨이퍼 파손 등의 품질 불량과, 설비 정지 손실을 방지하여 생산성을 향상시킨다.
또한, 통합 인터락 시스템을 이용하여 반도체 노광 설비의 품질 불량 예방 및 설비 손실 시간 감소를 관리 가능하며, 모듈화된 통합 인터락 시스템을 이용하여 다양한 제조 설비에도 적용 가능하다.

Claims (9)

  1. 반도체 노광 설비의 통합 인터락 시스템에 있어서:
    상기 반도체 노광 설비에 구비되어, 상기 반도체 노광 설비의 동작을 감지하는 적어도 하나의 센서들과;
    상기 센서들 중 어느 하나로부터 상기 반도체 노광 설비의 설계 미스에 따른 오동작을 검출하는 다수의 서브 제어부들 및;
    상기 서브 제어부들 중 적어도 하나로부터 상기 반도체 노광 설비의 오동작이 검출되면, 상기 반도체 노광 설비의 인터락을 발생시키는 메인 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 인터락 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브 제어부는;
    상기 센서들로부터 진공 누출, 서터 이상, 웨이퍼 로더 오동작, 다수의 트랙 중 어느 하나의 트랙에서의 런 종료, 설비 런 오류, 레이저 파워 다운, 챔버/렌즈 누출 온도 제어로부터의 온도 이상 및, 상기 웨이퍼 로더의 인코더 신호 이상 중 적어도 어느 하나를 검출하는 것을 특징으로 하는 통합 인터락 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 서브 제어부는;
    상기 반도체 노광 설비의 챔버 및 레티클 스테이지로부터 진공 누출을 감지하는 진공 누출 감지부를 포함하되;
    상기 진공 누출 감지부는;
    상기 챔버 및 레티클 스테이지의 진공 상태를 감지하는 센서들과;
    상기 센서들로부터 감지 신호를 받아서 상기 반도체 노광 설비의 챔버 및 레티클 스테이지에서 진공이 누출되면, 상기 메인 제어부로 상기 감지 정보를 출력하는 제 1 서브 제어부를 포함하는 것을 특징으로 통합 인터락 시스템.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 서브 제어부는;
    상기 반도체 노광 설비의 셔터 동작을 감지하는 이중 노광 감지부를 포함하되;
    상기 이중 노광 감지부는;
    상기 반도체 노광 설비의 셔터 동작을 감지하는 센서와;
    상기 셔터의 구동 신호를 분리하여 출력하는 신호 분리 회로 및;
    상기 센서로부터 감지 신호를 받아들이고, 상기 신호 분리 회로로부터 상기 구동 신호를 받아서 상기 셔터 동작의 오동작으로 이중 노광이 발생되는지를 검출하는 제 2 서브 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 인터락 시스템.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 서브 제어부는;
    상기 반도체 노광 설비의 웨이퍼 로더 이상 유무를 감지하는 트랙/캐리어/작업자 미스 감지부를 포함하되;
    상기 트랙/캐리어/작업자 미스 감지부는;
    상기 반도체 노광 설비의 웨이퍼 로더의 2 중 트랙 중 어느 하나의 로트가 먼저 공정 완료되면, 상기 반도체 노광 설비에 알람 신호를 발생하도록 하고, 상기 완료된 로트의 트랙을 확인하도록 제어하는 제 3 서브 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 인터락 시스템.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 서브 제어부는;
    상기 반도체 노광 설비의 웨이퍼 로더의 동작 이상 및 상기 웨이퍼 로더의 제어 장치의 이상 시, 알람 발생없이 상기 반도체 노광 설비가 정지해 있는 상태를 감지하는 설비 이상 멈춤 감지부를 포함하되;
    상기 설비 이상 멈춤 감지부는;
    상기 스테이지 진공 상태를 감지하는 센서와;
    상기 센서로부터 상기 스테이지 진공에 대한 감지 신호를 받아서 상기 메인 제어부로 출력하는 제 4 서브 제어부를 포함하여, 상기 제 4 서브 제어부는 공정 진행 시간 동안 이상으로 오프 상태가 지속되면, 상기 반도체 노광 설비의 이상으로 검출하는 것을 특징으로 하는 통합 인터락 시스템.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 서브 제어부는;
    상기 반도체 노광 설비의 레이저 전원 상태를 감지하는 레이저 전원 감지부를 포함하되;
    상기 레이저 전원 감지부는;
    상기 반도체 노광 설비의 레이저를 이용하는 LSA, 간섭계 X 및 간섭계 Y를 포함하는 광학 시스템과;
    상기 광학 시스템으로부터 상기 레이저의 전원 전압을 받아서 상기 레이저의 전원 다운을 검출하는 제 5 서브 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 인터락 시스템.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 서브 제어부는;
    상기 반도체 노광 설비의 챔버와의 통신 이상, 챔버 자체 이상, 렌즈 온도 누출 제어(LLTC) 이상 및 챔버 전원 오프 상태를 감지하는 챔버 이상 감지부를 포함하되;
    상기 챔버 이상 감지부는;
    상기 챔버 및/또는 상기 챔버의 상기 렌즈 온도 누출 제어 이상을 감지하는 다수의 센서들과;
    상기 센서들 중 적어도 하나로부터 상기 챔버 이상 및/또는 상기 렌즈 온도 누출 제어 이상을 검출하는 제 6 서브 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 인터락 시스템.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 서브 제어부는;
    상기 반도체 노광 설비의 상기 웨이퍼 로더의 인코더 이상을 감지하는 인코더 이상 감지부를 포함하되;
    상기 인코더 이상 감지부는;
    상기 인코더 및 상기 웨이퍼 로더의 엘리베이터 모터로부터 페치 암 신호 및 펄스 신호를 받아서 상기 엘리베이터의 이상 동작을 검출하는 제 7 서브 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 인터락 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101877399B1 (ko) * 2014-06-03 2018-07-12 에이피시스템 주식회사 광 조사 방법 및 장치
WO2022025943A1 (en) * 2020-07-27 2022-02-03 Applied Materials, Inc. Digital lithography laser interlock for human safety

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