KR20070120241A - 반도체 기판 이송 장치 - Google Patents

반도체 기판 이송 장치 Download PDF

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KR20070120241A
KR20070120241A KR1020060054723A KR20060054723A KR20070120241A KR 20070120241 A KR20070120241 A KR 20070120241A KR 1020060054723 A KR1020060054723 A KR 1020060054723A KR 20060054723 A KR20060054723 A KR 20060054723A KR 20070120241 A KR20070120241 A KR 20070120241A
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Abstract

반도체 기판을 지지 및 이송하기 위한 반도체 기판 이송 장치는, 기판을 이송하기 위한 구동력을 제공하는 구동부와 상기 구동부로부터 수평 방향으로 연장 된 이송암과, 상기 이송암의 일단부에 연결되어 상기 기판의 이면을 지지하고, 상기 지지된 기판의 온도를 조절하기 위한 온도 조절 매체가 제공되는 온도 조절 라인을 포함하는 플레이트를 포함하고 있다. 따라서, 공정 시간 단축 및 공정 장치의 수를 줄일 수 있으며, 이로 인하여 공정의 효율을 높일 수 있다.

Description

반도체 기판 이송 장치{APPARATUS FOR TRANSFER A SEMICONDUCTOR SUBSTRATE}
도 1은 종래 기술에 따른 포토리소그래피 공정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 기판 이송 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 냉각부를 설명하기 위한 개략적인 저면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 반도체 기판 이송 장치를 포함하는 포토리소그래피 시스템을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 5는 도 4에 도시된 포토리소그래피 장치에 의한 포토리소그래피 공정을 설명하기 위한 흐름도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 반도체 기판 이송 장치 102 : 플레이트
104 : 원형 프레임 108 : 온도 조절 어셈블리
112 : 온도 조절 라인 114 : 매체 순환부
116 : 온도 조절기 120 : 이송암
122 : 구동부 200 : 포토리소그래피 시스템
210 : 제1 도포 장치 220 : 제2 도포 장치
230 : 노광 장치 240 :현상 장치
본 발명은 반도체 기판 이송 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기반도체 기판을 지지하고 이송시키기 위한 반도체 기판 이송 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘웨이퍼 상에 전기 소자들을 포함하는 전기적인 회로를 형성하는 팹(Fab) 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 반도체 장치들의 전기적인 특성을 검사하기 위한 EDS(electrical die sorting) 공정과, 상기 반도체 장치들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.
상기 팹 공정은 반도체 기판 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정과, 상기 막을 평탄화하기 위한 화학적 기계적 연마 공정과, 상기 막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정과, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 막을 전기적인 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 식각 공정과, 웨이퍼의 소정 영역에 특정 이온을 주입하기 위한 이온 주입 공정과, 기판 상의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정과, 상기 막 또는 패턴이 형성된 기판의 표면을 검사하기 위한 검사 공정 등을 포함한다.
상기 포토리소그래피 공정은 증착 공정을 통해 반도체 기판 상에 형성된 막을 전기적 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 포토레지스트 패턴을 상기 막 상에 형성하기 위해 수행된다. 상기 포토레지스트 패턴은 상기 패턴을 형성하기 위한 식 각 공정에서 마스크로써 사용된다.
도 1은 종래 기술에 따른 포토리소그래피 공정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 포토리소그래피 공정은 반도체 기판 상에 반사 방지 물질을 도포하는 제1 도포 공정을 수행하고(단계 S10), 상기 제1 도포 공정이 수행된 기판을 소정의 온도로 가열시키는 제1 베이크 공정을 수행한 후에 (단계 S12), 상기 베이크 된 기판을 소정의 온도로 냉각시키는 제1 냉각 공정을 수행한다.(단계 S14)
이어서, 상기 기판 상에 포토레지스트 막을 형성하기 위한 제2 도포 공정을 수행하며(단계 S16), 상기 제2 도포 공정이 수행된 기판을 소정의 온도로 가열시키는 제2 베이크 공정을 수행한다.(단계 S18) 다음, 상기 베이크 된 기판을 소정의 온도로 냉각시키는 제2 냉각 공정을 수행한다.(단계 S20)
상기 포토레지스트 막을 형성한 후, 상기 반도체 기판의 에지 부위의 포토레지스트 막을 제거하기 위한 에지 노광 공정을 수행한다.(단계 S22)
다음, 상기 포토레지스트 막을 포토 마스크를 사용하여 포토레지스트 패턴으로 형성하기 위한 노광 공정을 수행하고(단계 S24), 상기 노광 공정이 수행된 기판을 소정의 온도로 가열시키는 제3 베이크 공정을 수행한 후에(단계 S26), 상기 베이크 된 기판을 소정의 온도로 냉각시키는 제3 냉각 공정을 수행한다.(단계 S28)
계속하여, 포토레지스트 막을 선택적으로 제거하여, 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 현상 공정을 수행하고(단계 S30), 상기 노광 공정이 수행된 기판을 소정의 온도로 가열시키는 제4 베이크 공정을 수행한다.(단계 S32) 상기 베이크 된 기판을 소정의 온도로 냉각시키는 제4 냉각 공정을 수행한다.(단계 S34)
상기와 같이 포토리소그래피 공정은 일련의 단위 공정들을 순차적으로 수행하며, 상기 기판은 포토레지스트 장치에 구비된 이송 장치에 의하여, 각 단위 공정이 진행되는 유닛으로 이송된다.
상기 포토리소그래피 공정을 수행하기 위해서는 많은 유닛들을 거치게 되므로 공정이 완료되기까지는 매우 많은 시간이 소요된다.
특히, 기판을 소정의 온도로 가열시키는 베이크 공정(단계 S12, S18, S26, S32) 및 상기 베이크 된 기판을 소정의 온도로 냉각시키는(단계 S13, S19, S27, S33) 냉각 공정은 각 단위 공정마다 수행되어야 하므로, 공정이 완료되기까지는 매우 많은 시간이 소요된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 공정 시간을 단축하여 생산 효율을 향상시킬 수 있는 반도체 기판 이송 장치를 제공하는데 있다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 반도체 기판 이송 장치는, 반도체 기판을 이송하기 위한 구동력을 제공하는 구동부와 상기 구동부로부터 수평 방향으로 연장 된 이송암과 상기 이송암의 일단부에 연결되어 상기 기판의 이면을 지지하고, 상기 지지된 기판의 온도를 조절하기 위한 온도 조절 매체가 제공되는 온도 조절 라인을 포함하는 플레이트를 포함한다.
상기 플레이트, 상기 온도 조절 라인과 연결되어 상기 온도 조절 매체를 순 환시키기 위한 매체 순환부와 상기 매체 순환부를 통해 순환하는 온도 조절 매체의 온도를 조절하기 위한 온도 조절기를 포함하며, 상기 플레이트의 내측면에는 상기 기판을 안착시키기 위한 계단부가 형성되어 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 상기 반도체 기판 이송 장치는 각 단위 공정을 수행하기 위한 유닛들 간에 기판을 이송하기 위한 이송부가 베이크 공정 후에 행해지는 냉각 공정을 수행한다. 따라서, 상기 유닛들의 수를 줄일 수 있으며, 공정 시간을 단축시킴으로서, 공정 효율을 높일 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포토리소그래피 장치에 대해 상세히 설명한다.
하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 본 발명에 있어서, 각 구조물들이 다른 구조물의 "상에", "상부"에 또는 "하부"에 위치하는 것으로 언급되는 경우에는 각 구조물들이 직접 다른 구조물들 위에 위치하거나 또는 아래에 위치하는 것을 의미하거나, 또 다른 구조물들이 그 사이에 추가적으로 위치할 수 있다. 또한, 각 구조물들이 "제1" 및/또는 "제2"로 언급되는 경우, 이러한 부재들을 한정하기 위한 것이 아니라 단지 각 구조물들을 구분하기 위한 것이다. 따라서, "제1" 및/또는 "제2"는 각 구조물들에 대하여 각기 선택적으로 또는 교환적으로 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 기판 이송 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이며, 도 3은 도 2에 도시된 냉각부를 설명하기 위한 개략적인 저면도이다.
상기 반도체 기판 이송 장치(100)는 플레이트(102), 이송암(120) 및 구동부(122)를 포함하고 있다.
플레이트(102)는 기판을 지지하고, 지지된 기판의 온도를 조절하기 위한 온도 조절 매체가 제공되는 온도 조절 라인(112)을 포함하고 있다.
구체적으로, 상기 플레이트(102)는 상기 기판을 이면을 지지하기 위한 원형 프레임(104)과 상기 프레임(104)과 연결되어 상기 기판의 온도를 조절하기 위한 온도 조절 어셈블리(108)를 포함하고 있다.
상기 프레임(104)의 내측면에는 기판을 안착시키기 위한 계단부(106)가 형성되어 있으며, 이와는 다르게 상기 프레임(104)의 중심 방향으로 구비되어 상기 기판을 지지하기 위한 다수의 지지부(도시되지 않음)로 구성될 수도 있다.
또한 도시하지는 않았지만, 상기 기판이 상기 프레임(104)에 정확하게 배치되었는지 확인하기 위한 감지 센서가 구비될 수 있다. 상기 감지 센서는 프레임(104)에 내장되거나 상기 프레임(104) 상부에 구비될 수 있으며, 접촉식 센서와 비접촉식 센서 모두 이용 가능하다. 상기 프레임(104)의 일 측면에 대응되는 타측면은 기판의 수평 이동이 제한되지 않도록 개방되어 있다.
상기 프레임(104)의 하부에는 온도 조절 어셈블리(108)가 결합 부재(118)에 의해 고정되어 있다. 구체적으로, 상기 프레임(104)에 지지되는 기판의 이면과 면 접하도록 온도 조절 어셈블리(104)가 배치되어 있으며, 상기 프레임(104)과 상기 온도 조절 어셈블리(108)는 결합 부재(118)에 의하여 서로 고정되어 있다. 상기 온도 조절 어셈블리(108)는 온도 조절 매체에 의해 상기 프레임(104)에 지지된 기판의 온도를 조절한다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 온도 조절 어셈블리(108)가 기판을 냉각시키기 위한 냉각부에 한하여 설명한다. 이와는 다르게, 상기 온도 조절 어셈블리(108)는 매체는 상기 기판을 가열시키기 위한 가열부로 구성될 수 있다.
도시되지 않았지만, 상기 온도 조절 어셈블리(108)가 가열부인 경우에, 기판을 가열시키기 위한 열을 발생하는 발열부가 구비되며, 상기 발열부는 저항선으로 형성될 수 있다. 상기 저항선을 열에 견디기에 충분한 고온 용해온도를 가진 니켈크롬, 니켈크롬철, 니켈동 등으로 제조될 수 있다. 상기 발열부는 전원부와 연결되어 상기 전원부에서 상기 발열부로 전원이 인가되면 상기 저항선으로부터 열이 발생한다.
상기 온도 조절 어셈블리(108)는 하우징(110)과 상기 하우징(110)내에 수용되어 있는 온도 조절 라인(112), 매체 순환부(114) 및 온도 조절기(116)를 포함하고 있다.
하우징(110)은 상기 온도 조절라인을 수용하고 있는 박스 형태이다. 상기 하우징(110)은 기판의 신속한 냉각을 위하여 열전도성이 좋은 알루미늄 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 하우징(110)은 기판이 너무 급격하게 냉각되지 않도록 일정한 두께를 가지는 것이 바람직하다. 상기 냉매에 의해 기판의 온도가 급격하게 떨어지면 서멀 데미지(Thermal Damage)가 발생할 수 있기 때문이다. 기판에 서멀 데미지가 발생하게 되면 기판의 결정 결함이 발생되며 이 결함은반도체 공정에 치명적인 악영향을 미치게 된다.
상기 온도 조절 라인(112)은 상기 하우징(110) 내부에 설치되며, 상기 프레임(104)에 의하여 지지되는 기판을 냉각시키기 위한 냉매가 순환한다. 상기 온도 조절 라인(112)은 기판의 신속하고 균일한 냉각을 위하여 다양한 형상을 갖는다. 나선 형태 또는 'U'자 형상이 연속적으로 이어진 형태로 구비되는 것이 바람직하며, 상기 기판의 크기보다 더 큰 면적을 갖는 것이 바람직하다.
매체 순환부(114)는 상기 온도 조절 라인과 연결되어 상기 온도 조절 라인을 순환하는 온도 조절 매체를 제공한다. 상기 온도 조절 매체로는 상기 하우징을 냉각시키기 위한 냉매가 사용되며, 상기 냉매로는 순수가 사용될 수 있다. 한편, 상기 냉매로는 암모니아(ammonia), 프레온(freon), 메틸 클로라이드(methyl chloride) 등의 기체가 사용될 수도 있다. 상기 매체 순환부는 냉매를 일정한 온도로 냉각하여 상기 순환 라인으로 공급된다.
온도 조절기(116)는 상기 매체 순환부(114)와 연결되어 상기 매체 순환부(114)를 통해 순환하는 온도 조절 매체인 냉매의 온도를 측정하여, 설정 값에 따라 상기 냉매의 온도를 조절한다.
상기 이송암(120)은 상기 플레이트(102)로터 수평 방향으로 연장되어 있다. 상기 이송암(120)은 상기 구동부(122)로부터 구동력을 제공받아 상기 플레이트(102)로 전달한다. 도시하지는 않았지만, 상기 이송암(120)은 수평 회전이 가능 한 수평 다관절 로봇암을 가지며, 수직 운동이 가능한 로봇이 사용될 수 있다.
구동부(122)는 이송암(120)을 통하여 상기 플레이트(102)와 연결되어 기판을 이송하기 위한 구동력을 제공한다.
자세하게는 상기 구동부(122)의 내부에는 다수 개의 기어들(도시되지 않음) 및 모터들(도시되지 않음)이 내장되어 상기 구동부(122)는 승강 및 회전 운동력을 발생한다.
도 4는 도 2에 도시된 반도체 기판 이송 장치를 포함하는 포토리소그래피 시스템을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 4를 참조하면, 상기 포토리소그래피 시스템(200)은 이송 장치(100), 제1 도포 장치(210), 제2 도포 장치(220), 노광 장치(230)및 현상 장치(240)가 구비되어 있다.
상기 이송 장치(100)는 카세트(202)에 적재되어 있는 기판을 단위 공정을 수행하기 위한 제1 도포 장치(210), 제2 도포 장치(220), 노광 장치(230)및 현상 장치(240)로 순차적으로 이송한다. 이와 동시에, 상기 이송 장치(100)에 구비된 온도조절 어셈블리(108)에 의하여, 기판의 온도를 기 설정된 온도로 조절한다. 본 발명의 일 실시예서는 상기 기판은 상기 이송 장치(100)에 의하여 냉각된다.
상기 이송 장치는 상기 포토리소그래피 시스템(200)의 중심부에 설치되며, 상기 이송 장치(100)의 이동을 위하여 레일(204)이 설치된다. 상기 레일(204)은 상기 포토리소그래피 시스템 내에서 일정한 궤도를 가지고 고정되어 있다. 상기 레일(204)을 따라 이송 장치는 이동하며, 기판을 해당 공정을 수행하기 위한 장치들 로 선택적으로 이송한다. 이와는 다르게 상기 이송 장치(100)는 각 장치마다 별도로 구비할 수 있다.
상기와 같이 이송 장치(100)에 의하여, 하나의 단위 공정이 완료 된 기판을 후속 공정이 진행되는 장치로 이송함과 동시에 냉각시키는 과정이 각 단위 공정마다 반복되어 수행된다.
상기 이송 장치에 대한 상세한 설명은 상기 도2 및 도3의 반도체 기판 이송 장치와 관련하여 이미 설명한 것과 유사하므로, 중복을 피하기 위하여 생략하기로 한다.
제1 도포 장치(210)는 기판 상에 반사 방지 물질을 도포한다.
구체적으로, 기판 표면에 스핀 코팅에 의해 상기 반사 방지 물질을 도포하며, 반사 방지 물질은 유기물 계의 조성을 갖는다. 상기 반사 방지 물질은 포토레지스트층 내에서 노광에 따른 입사광과 기질로부터의 반사광의 간섭에 의해 발생되는 정재파 효과를 방지하고 또한 이전에 만들어 놓은 회로로부터 기인하는 단차(topography)에 따른 반사나 모서리에서의 난반사를 방지 또는 현저히 감소시키는 작용을 하여 원하는 초미세회로 치수(critical dimension: CD)를 정확하게 제어하여 제조공정 조건의 허용도를 완화하여 준다.
제1 도포 장치(210)는 기판 상에 접착 물질을 도포하는 공정을 수행할 수도 있다. 상기 접착 물질은 후속으로 형성되는 포토레지스트 층과의 접착력을 향상시키며, 포토레지스트 층을 형성하기 전에 기판 상에 도포한다. 상기 접착 물질의 예로는 헥사메틸디실라잔(HexaMethyDiSilazane : HMDS) 등이 있다.
상기 제1 도포 장치(210)에 구비된 제1 프리얼라인부(212)는, 상기 반사 방지 물질의 도포 공정이 수행되기 전에 기판을 정렬하며, 제1 도포 장치(210)에 구비된 제1 베이크부(214)는 상기 반사 방지 물질이 도포된 기판을 가열하여 경화시킨다.
이어서, 상기 이송 장치는 상기 제1 베이크부에 의하여 소정의 온도로 가열된 기판을 후속 공정이 진행되는 제2 도포 장치로 이송한다. 이때, 상기 반도체 기판 이송 장치에 구비된 온도 조절 어셈블리에 의하여, 상기 가열된 기판은 소정의 온도로 냉각된다. 즉, 상기 반도체 기판 이송 장치는 상기 기판을 선택적으로 이동함과 동시에 설정된 온도로 냉각된다.
제2 도포 장치(220)는 스핀 코팅에 의해 상기 기판(W) 표면에 포토레지스트를 도포한다.
상기 제2 프리얼라인부(222)는 상기 기판을 후속 공정이 진행되는 노광 장치로 공급되기 전에 정렬한다. 상기 제2 도포 장치(220)에 구비된 상기 제2 베이크부(224)는 상기 포토레지스트가 도포된 기판을 가열하여 경화시킨다. 상술한 바와 같이, 상기 기판은 이송 장치에 의해 이송됨과 동시에 냉각이 이루어진다.
노광 장치(230)는 제2 도포 장치(220)에 의해서 포토레지스트가 도포된 기판에 소정의 패턴이 형성된 마스크를 이용하여 상기 패턴을 전사한다. 즉, 상기 노광 장치의 광원에서 조사된 광이 상기 마스크를 지나면서 일부는 통과하고 나머지는 차단된다. 상기 마스크를 통과한 일부의 광이 상기 기판 상에 형성된 감광막에 조사되어 상기 감광막 중 일부가 상기 광에 노출된다.
상기 노광 장치(230)의 광원으로는 단파장(G-line, I-line, KrF, ArF, F2 등) 광원이 사용될 수 있다. 상기 단파장 광원이 사용되더라도 상기 반사 방지 물질에 의해 노광에 따른 입사광과 기질로부터의 반사광의 간섭에 의해 발생되는 정재파 효과를 방지할 수 있고, 또한 상기 형성된 패턴으로부터 기인하는 단차에 따른 반사나 모서리에서의 난반사를 방지하거나 감소시킬 수 있다.
상기 노광 장치(230)는 에지 노광부(도시되지 않음)를 구비할 수 있다. 상기 에지 노광부는 포토레지스트가 도포된 기판에서 에지 부위의 포토레지스트를 노광한다. 상기 제3 사전 정렬부(232)는 상기 기판이 현상부로 공급되기 전에 정렬한다. 상기 노광 장치(230)에 구비된 제3 베이크부(234)에 의하여 상기 기판이 소정의 온도로 가열된다.
상술한 바와 같이, 상기 기판은 이송 장치에 의해 이송됨과 동시에 냉각이 이루어진다.
상기 현상 장치(250)는 노광된 포토레지스트를 현상하며, 노광된 포토레지스트로 현상액을 도포하여 상기 노광된 포토레지스트를 현상한다.
상기 현상 장치(250)에도 제4 사전 정렬부(252) 및 제4 베이크부(254)가 구비된다.
상기 제4 베이크부(254)는 상기 현상된 포토레지스트 패턴을 가열하여 경화시키며, 제4 사전 정렬부(252)에 의하여 정렬된 기판은 다시 기판 카세트로 적재된다. 상술한 바와 같이, 상기 기판은 이송 장치(100)에 의해 이송됨과 동시에 냉각이 이루어진다.
이때, 상기 현장 장치의 일측에는 인터페이스부(240)가 구비되어 있다. 상기 인터페이스부(240)는 상기 현상 장치(250)에 기판이 로딩되어 있을 때 상기 노광 장치(230)에서 노광 공정이 종료된 기판을 대기시키는 버퍼 기능을 한다.
이후, 상기 이송 장치(100)는 식각 공정 등의 후속 공정을 진행하기 위하여 상기 기판을 카세트(102)를 이송한다.
상기와 같이 구성된 포토리소그래피 장치(200)는 이송 장치에 의하여 기판이 설정된 온도로 냉각된다. 따라서, 단위 공정 장치의 유닛의 수를 줄일 수 있음에 따라서, 설비 비용을 감소시킬 수 있다. 또한, 이송이 정체되어 발생할 수 있는 패턴 불량 현상을 방지할 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 포토리소그래피 장치에 의한 포토리소그래피 공정을 설명하기 위한 흐름도이다.
반도체 기판 상에 반사 방지 물질을 도포하는 제1 도포 공정을 수행한다.(단계 S100)
우선, 다수의 기판이 적재되어 있는 카세트로부터 하나씩 선택된 반도체 기판들을 제1 도포 장치로 로딩한다. 상기 제1 도포 장치는 상기 웨이퍼 표면에 스핀 코팅에 의해 상기 반사 방지 물질 및 접착 물질을 도포하는 제1 도포 공정을 수행한다.
상기 반사 방지 물질은 스핀 코팅하는 유기물계의 조성을 갖는다. 구체적으로, 상기 반사 방지 물질은 포토레지스트 층 내에서 노광에 따른 입사광과 기질로부터의 반사광의 간섭에 의해 발생되는 정재파 효과를 방지하고 또한 이전에 만들 어 놓은 회로로부터 기인하는 단차(topography)에 따른 반사나 모서리에서의 난반사를 방지 또는 현저히 감소시키는 작용을 하여 원하는 초미세회로 치수(critical dimension: CD)를 정확하게 제어하여 제조공정 조건의 허용도를 완화하여 준다.
상기 접착력물질은 포토레지스트 층의 접착력을 향상시키기 위하여 포토레지스트 층을 형성하기 전에 반도체 기판 상에 도포하며, 상기 접착력 향상 물질의 예로는 헥사메틸디실라잔(HexaMethyDiSilazane : HMDS)등이 있다. 이때, 상기 기판 상에 존재하는 습기 및 잔류하는 오염물질로 인해 포토레지스트 막의 접착성이 감소되는 것을 방지하기 위해 세정 공정을 선택적으로 수행할 수 있다.
상기 반사 방지 물질과 HMDS은 같이 도포 되거나, 경우에 따라서는 반사 방지 물질과 HMDS 중 어느 하나만 도포될 수도 있다.
상기 제1 도포 공정이 수행된 기판을 소정의 온도로 가열시키는 제1 베이크 공정을 수행한다.(단계 S110)
상기 제1 도포 장치에 구비된 제1 베이크 유닛에 의하여, 도포 공정이 수행된 기판을 소정의 온도로 가열한다.
상기 제1 베이크 공정이 완료된 기판은 반도체 기판 이송 장치에 구비된 온도 조절 어셈블리에 의하여 냉각됨과 동시에 후속 공정을 수행하기 위해 이송된다.
이어서, 상기 이송 장치에 의하여 냉각 및 이송된 기판 상에 포토레지스트 막을 형성하기 위한 제2 도포 공정을 수행한다.(단계 S120)
먼저 기판을 상기 제2 도포 장치에 구비된 회전척 상에 고정시키고, 상기 기판의 중심 부위에 포토레지스트를 공급하고, 상기 기판을 회전시킨다. 상기 회전척 의 회전력에 의해 상기 기판 상의 중심 부위에 공급된 포토레지스트는 기판의 주연 부위로 밀려나고, 이에 따라, 포토레지스트 층이 형성된다.
다음, 상기 제2 도포 공정이 수행된 기판을 소정의 온도로 가열시키는 제2 베이크 공정을 수행한다.(단계 S130)
상기 제2 베이크 공정은 소프트 베이크 처리이며, 후속의 하드 베이크 공정보다 낮은 온도인 약 90℃ 내지 약 120℃의 온도 하에서 선택적으로 수행할 수 있다. 상기 소프트 베이크 처리로 상기 포토레지스트 막에 포함된 유기 용매 및 수분이 증발되며, 상기 기판과 상기 포토레지스트 막의 접착성이 증가된다. 또한, 열에 의한 어닐링(annealing)효과로 응력을 완화시킨다.
이어서, 상기 포토레지스트 막을 형성한 후, 상기 반도체 기판의 에지 부위의 포토레지스트 막을 제거하기 위한 에지 노광 공정을 수행한다.(단계 S140)
상기 에지 노광 공정으로 상기 반도체 기판의 에지 부위의 포토레지스트 막을 제거된다.
계속하여, 상기 포토레지스트 막을 포토 마스크를 사용하여 포토레지스트 패턴으로 형성하기 위한 노광 공정을 수행한다.(단계 S150)
상기 노광 공정은 소정의 패턴을 전사하기 위해 상기 포토레지스트 막을 부분적으로 노광한다. 구체적으로, 광원에서 조사된 광은 소정의 패턴이 형성된 마스크를 지나면서 일부는 통과하고 나머지는 차단된다. 상기 마스크를 통과한 일부의 광이 상기 기판 상에 형성된 포토레지스트 막에 조사되어 상기 포토레지스트 막 중 일부가 상기 광에 노출된다.
다음, 상기 노광 공정이 수행된 기판을 소정의 온도로 가열시키는 제3 베이크 공정을 수행한다.(단계 S160)
상기 제3 베이크 공정은 통상적인 후 노광 베이크 공정이며. 노광 공정 후 나타나는 정상파 현상의 방지를 수행한다. 상기 노광 공정 시 입사광과 반사광이 보강 및 상쇄 간섭을 일으켜서 정상파를 형성하게 된다. 이러한 정상파는 상기 포토레지스트 막의 간섭 무늬를 띠게 하여, 패턴 형상의 불량을 초래할 수 있다. 이러한 정상파 현상은 상기 후 노광 베이크 공정을 수행함으로써 완화시킬 수 있다.
상기 후 노광 베이크 공정을 수행함으로써, 후속에서 진행되는 현상 공정 시 포토레지스트 패턴의 형상을 개선되며, 부가적으로 상기 포토레지스트 막 내에 잔류하는 용매의 양을 감소시키는 효과가 있다.
이어서, 포토레지스트 막을 선택적으로 제거하여, 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 현상 공정을 수행한다.(단계 S170)
구체적으로, 상기 노광 공정에 의하여 노광 영역과 비 노광 영역은 용해도 차이를 갖게 된다. 이를 이용하여 상기 포토레지스트 막을 선택적으로 제거하여, 패턴을 형성한다. 상기 현상 공정에 사용되는 현상액의 예로는 실리케이트(silicate) 혹은 포스페이트(phosphate)계의 계면활성제(surfactant)를 함유한 수산화테트라메틸암모늄(tetra-methyl ammonium hydroxide TMAH) 등이 있다.
이어서, 상기 현상 공정으로 형성된 포토레지스트 패턴에 잔류하는 현상액과 기타 잔류물질을 제거하기 위해 린스공정을 선택적으로 수행한다.
다음, 상기 노광 공정이 수행된 기판을 소정의 온도로 가열시키는 제4 베이 크 공정을 수행한다.(단계 S180)
상기 포토레지스트 패턴을 제4 베이크 시킴에 따라, 상기 포토레지스트 패턴이 후속 공정의 열적 환경에 견딜 수 있도록 경화시킨다.
이후, 상기 카세트를 이송하여 식각 공정 등의 후속 공정을 진행한다.
상기 제1,제2, 제3 및 제4 베이크 공정이 수행된 기판은 이송장치에 의하여 선택적으로 이송됨과 동시에 설정된 온도로 냉각되며, 이는 단위 공정마다 반복적으로 수행된다. 따라서, 공정에 소요되는 시간이 단축되고, 공정의 효율이 향상됨에 따라 생산성을 증가시킬 수 있다.
즉, 상기 반도체 기판 이송 장치는 후속 공정이 수행되는 제2 도포 장치로 기판을 이송함과 동시에 냉각시킴으로써, 공정 시간 단축 및 공정 장치의 수를 줄일 수 있으므로, 공정의 효율을 높일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 기판 이송 장치는 기판의 이송과 동시에 상기 기판의 온도를 설정된 온도로 조절함으로써, 공정 시간 단축 및 공정 장치의 수를 줄일 수 있으므로, 공정의 효율을 높일 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (3)

  1. 반도체 기판을 이송하기 위한 구동력을 제공하는 구동부;
    상기 구동부로부터 수평 방향으로 연장 된 이송암;
    상기 이송암의 일단부에 연결되어 상기 기판의 이면을 지지하고, 상기 지지된 기판의 온도를 조절하기 위한 온도 조절 매체가 제공되는 온도 조절 라인을 포함하는 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 이송 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 플레이트,
    상기 온도 조절 라인과 연결되어 상기 온도 조절 매체를 순환시키기 위한 매체 순환부; 및
    상기 매체 순환부를 통해 순환하는 온도 조절 매체의 온도를 조절하기 위한 온도 조절기를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 이송 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 플레이트의 내측면에는 상기 기판을 안착시키기 위한 계단부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 이송 장치.
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KR20210009891A (ko) * 2019-07-18 2021-01-27 세메스 주식회사 반송 유닛, 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

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