KR970006206B1 - 자동 도포 시스템 - Google Patents

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KR970006206B1
KR970006206B1 KR1019890000938A KR890000938A KR970006206B1 KR 970006206 B1 KR970006206 B1 KR 970006206B1 KR 1019890000938 A KR1019890000938 A KR 1019890000938A KR 890000938 A KR890000938 A KR 890000938A KR 970006206 B1 KR970006206 B1 KR 970006206B1
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마사시 모리야마
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도오교오 에레구토론 가부시끼가이샤
고다까 토시오
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Abstract

내용 없음.

Description

자동 도포 시스템
제1도는 본 발명의 1실시예에 관한 도포 시스템을 나타낸 블록도.
제2도는 제1도에 적용된 도포 장치의 개략적인 구성도.
제3도는 본 발명에서 도포 장치의 회전 모우터의 플랜지를 냉각하기 위한 냉각기구를 나타낸 개략적인 도면.
제4도는 제1도의 도포 시스템에 사용되는 반송 장치의 사시도.
제5도는 (a),(b)는, 제1도의 도포 시스템의 동작을 나타낸 플로우챠트.
제6도는 본 발명의 다른 실시예에 적용되는 도포 장치의 블록도.
제7도는 제6도에 나타낸 도포 장치를 사용한 도포 시스템을 나타낸 블록도.
제8도는 본 발명의 또 다른 실시예에 적용되는 도포 장치의 개략적인 구성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : CPU 2 : 도포 장치
3 : 반송 장치 4 : 스텝 갱신용 키이
5 : 메모리 6 : 레시피(recipe) 콘트로울러
10 : 스핀처크 11 : 웨이퍼
20 : 모우터 21 : 플렌지
22 : 온도 조절장치 23 : 열전대
24 : 제어 장치 25 : 펌프
26 : 파이프 27 : 탱크
30 : 레지스트 노즐 31 : 스캐너(Scanner)
32 : 용기 33 : 파이프
34 : 역동작 밸브 35 : 펌프
36 : 벨브 37 : 서크백(suck back) 밸브
40 : 컵 41 : 드레인(drain)관
42 : 배기관 50 : 세정 노즐
51 : 용기 52 : 파이프
53 : 펌프 60a,60b : 웨이퍼 처크
61 : 클램퍼 62a,62b : 지지 부재
63 : 에어 실린더 64a,64b,64c : 지지 로드
65a,65b : 측면판 66a : 웨이퍼 정지판
66b : 홈 67 : 바닥판
100 : 도포 장치 101 : 로우더
102 : 레지스트 도포 기구 103 : 프리 베이크(pre-bake) 기구
104 : 센터(sender) 105 : 리시이버
106 : 현상기구 107 : 포스트 베이크(post-bake) 기구
108 : 언로우더 110 : 노출장치
200 : CPU 300 : 스텝 갱신용 키이
400 : 메모리 500 : 도포 장치
501 : 기본대 502 : 통로
503 : 예비가열 기구(예비 가열 공정)504 : 냉각 기구
505 : 제1의 가열기구 506 : 제2의 가열기구
507 : 제1의 도포기구 508 : 제2의 도포기구
510 : 반송장치 511 : 본체
512,513 : 핀세트(tweezer) 520 : 웨이퍼 반출·반입기구
521 : 핀세트 522,523 : 웨이퍼 카세트
W,WB,WF: 웨이퍼
본 발명은, 도포재를 피도포체에 자동적으로 도포하기 위한 자동 도포시스템에 관한 것이다.
종래로부터, 반도체의 제조에 있어서는, 웨이퍼위에 레지스트를 도포하는 공정이 있다.
이와같은 레지스트를 도포하는 장치로서는, 예를들면 처리 용기의 내부에 배치한 회전이 가능한 스핀헤드 위에 웨이퍼를 얹어놓아 흡착하여 임시고정하고, 웨이퍼를 회전시키면서 레지스트액을 웨이퍼 표면에 공급하여 레지스트 도포 처리를 행하는 것이 알려져 있다(일본국 특공소 53-37189호 공보 참조).
이 장치에서는, 실행하여야 할 일련의 도포 동작을 미리 프로그램 장치에 프로그램하여 두고, 프로그램된 각 공정을 순차적으로, 연속하여 실행함으로써 1매의 웨이퍼에 대한 도포재의 도포를 행한다.
즉, 다음과 같은 일련의 공정에 의하여 레지스트의 도포가 행하여진다.
우선, 반송 장치에 의하여 반송되어온 웨이퍼를 스핀헤드 위에 센터링하고, 이어서 웨이퍼를 진공 흡착에 의하여 헤드위에 임시 고정하고, 또한, 레지스트액의 날아흩어짐을 방지하기 위한 컵을 세트한다.
그후에, 헤드를 회전시키면서 레지스트액의 방울져 떨어짐 및 도포 동작을 실행한다.
또한, 레지스트 도포시에 웨이퍼의 뒷면에 레지스트액등이 부착되는 것이어서, 이 부착물이 반송 장치에 접촉되기전에, 이것을 도포 장치 내에서 제거할 필요가 있다.
이로 인하여 웨이퍼의 뒷면쪽을 세정하기 위한 세정 노즐을 배치하고 있다.
그리고, 레지스트 도포후에, 웨이퍼를 회전하면서, 세정노즐에 의하여 웨이퍼의 뒷면을 향하여 세정액을 뿜어내어, 웨이퍼의 뒷면을 세정하고 있다.
이와같은 종래의 장치에서는, 웨이퍼에 레지스트액을 도포하는 동작시에는, 상기에서 설명한 일련의 동작을 연속하여 실행하는데에 아무런 문제는 없지만, 장치의 조정단계등의 경우에는, 각 공정사이에서 체크하고 싶은 항목이 있는 경우(메인티닌스(maintenance) 시)에, 도포 공정의 도중에서 즉 특정된 공정부분의 동작상태로 정지할 필요가 있다.
그러나, 종래의 도포장치는, 도포공정의 도중에서 동작을 정지하는 기능이 없어, 동작을 정지하여 조정을 실시하기 위하여는 전원을 오프시키지 않으면 할수가 없다.
따라서, 각 공정에서의 동작의 적정성을 순차적으로 확인하면서 조정을 행하는 경우에, 작업성이 극히 나쁘고, 조정에 장시간을 필요로 하게 되므로, 작업자의 부담이 커지게 된다.
본 발명은, 상기에서 설명한 종래 기술의 결점을 해소하기 위하여 이루어진 것으로서, 그의 목적은, 도포재를 도포할때의 장치의 조정 및 메이티넌스가 용이한 자동 도포 시스템을 제공하는 데에 있다.
본 발명에 관한 도포 시스템은, 여러 가지의 공정을 갖는 일련의 도포 동작에 의하여 피도포체에 도포재를 도포하기 위한 도포 수단과, 미리 설정된 일련의 공정을 1 공정씩 동작시키는 신호를 입력하기 위한 입력수단과, 이 입력이 있었을 때에 하나의 공정을 개시시키는 동작개시 수단과를 구비하고 있다.
본 발명에 있어서는, 입력수단에 입력이 있었을 경우에만, 도포하기 위한 일련의 공정중의 하나의 공정을 실행하고, 이 입력수단에 대한 다음의 입력에 의하여 비로소 다음의 공정이 실시되는 것이어서, 각 공정에서 적정한 동작이 실행되고 있는가 아닌가의 확인 및 각 공정의 조정을, 각 공정의 종료후에 도포 장치의 동작을 정지하여 실시할 수 있다.
또한, 입력수단의 갱신입력에 의하여, 도포 장치를 일단 오프로하는 일이없이 각 공정을 순차적으로 실행할 수가 있다. 따라서, 도포 동작의 조정 및 도포 장치의 메인티넌스를 용이하게 실시할 수가 있다.
실시예
다음에, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1도는 본 발명의 1 실시예에 관한 반도체 웨이퍼의 레지스트 도포 장치를 나타낸 블록도이다. 도면중, 참조번호(1)은, 본 실시예에 관한 레지스트 도포 시스템의 동작을 제어하기 위한 CPU(Central Processing Unit)이다.
이 CPU(1)에는 웨이퍼에 레지스트를 도포하기 위한 도포 장치(2), 웨이퍼를 도포장치(2)에 반송하기 위한 반송장치(3), 미리 프로그램된 일련의 도포 동작 공정을 1 공정씩 동작 시키기 위한 신호를 입력하는 수단으로서의 스텝 갱신용 키이(4), 반송장치(3)의 동작 프로그램을 기억하기 위한 메모리(5) 및 도포장치(2)의 동작 프로그램을 편집 및 기억하기 위한 레시피(recipe) 콘트로울러(6)가 접속되어 있다.
도포장치(2)는, 제2도에 나타낸 바와같이 구성되어 있다.
스핀처크(10)는, 진공흡착에 의하여 반도체 웨이퍼(11)를 지지하기 위한 것이며, 모우터(20)에 의하여 회전 구동시킬 수가 있다.
또한, 웨이퍼(11)의 진공흡착은 도시하지 아니한 진공 펌프를 작동시킴으로써 이루어진다.
모우터(20)는 가속성이 우수한 고성능 모우터로서, 이 모우터(20)는, 상부에 플렌지(21)가 형성되어 있다.
그리고, 모우터(20)의 플랜지(21)가 도포장치의 하우징(도시않됨)에 고정되어 있다.
또한, 제3도에 나타낸 바와같이, 온도 조절장치(22)에 의하여 플랜지(21)의 온도를 조절하여, 모우터(20)의 열이 윗쪽으로 전달되는 것을 방지하도록 할수도 있다.
이 온도 조절장치(22)는, 열전대(23)로부터의 신호를 제어장치(24)에 입력하여 열전대(23)가 검지한 온도가 소정의 온도를 초과하였을 때에 펌프(25)를 작동시켜서 탱크(27)로부터 파이프(26) 및 플랜지(21)의 내부에 순환되는 물을 흘려서 플랜지(21)를 냉각하여 온도조절을 행한다.
처크(10)에 지지된 웨이퍼(11)의 윗쪽에는, 웨이퍼(11)의 대략 중심에 레지스트액을 방울져 떨어지게 하기위한 레지스트 노즐(30)이 형성되어 있다.
레지스트 노즐(30)은 스캐너(31)에 의하여 수평면내에서 회전운동하는 것이 가능하며, 예를들면 로트마다 노즐(30)로부터의 레지스트액이 디스펜스(dispense)가 임의의 시간동안 실행되지 않을 경우에는, 노즐(30)을 스캐너(31)에 의하여 회전운동시켜서 웨이퍼(11)의 바깥쪽으로 후퇴시켜, 더미 디스펜스(dummy dispense)를 실행함으로써, 노즐의 앞끝단에서 레지스트액이 장시간 동안 공기와 접촉하여 굳어지는 것을 방지할 수가 있다.
레지스트액은, 레지스트액을 담는 용기(32)에 수용되어 있으며, 벨로우즈 펌프(35)를 구동시킴으로써 파이프(33)를 통하여 흘러서 노즐(30)까지 공급되고, 노즐(30)의 앞끝단에서 디스펜스된다.
또한, 파이프(33)의 용기(32)와 펌프(35)의 사이에는 역동작 벨브(34)가 형성되어 있으며, 펌프(35)와 노즐(30)과의 사이에는, 펌프(35)와 연동하여 개폐되는 밸브(36) 및 표면장력에 의하여 노즐(30)의 앞끝단에서 노출돈 레지스트액을 노즐(30)내부로 끌어들여 되돌리기 위한 서크 백(suck back) 밸브(37)가 형성되어 있다.
처크(10)의 주위에는 처크(10)를 에워싸도록, 레지스트액을 도포할 때에 레지스트액이 도포장치의 외부에도 날아 흩어지는 것을 방지하기 위한 컵(40)이 형성되어 있다.
이 컵(40)은 도시하지 아니한 승강장치에 의하여 상하운동이 가능하며, 레지스트액을 도포할때에는 제2도에 나타낸 위치에 배치되고, 웨이퍼(11)의 반입·반출시에는 아래쪽으로 우뢰한다.
컵(40)위 아래면에는, 드레인(drain)관(41) 및 배기관(42)이 접속되어 있다.
플랜지(20)의 윗면에는, 그의 길이 방향을 수직으로하여 세정노즐(50)이 형성되어 있다.
이 세정 노즐(50)에서는 세정제(예를들면 적당한 용제)가 웨이퍼(11)의 뒷면을 향하여 분출되고, 이것에 의하여 웨이퍼(11)의 뒷면이 세정된다.
노즐(50)의 세정제 토출끝단은, 웨이퍼(11)의 바깥둘레끝단을 향하여 경사져 있으며, 웨이퍼(11)의 뒷면뿐만 아니라, 그의 끝단면도 세정할 수 있도록 되어 있다.
용제는 용제를 담는 용기(51)에 수용되어 있으며, 펌프(53)를 구동시킴으로써 파이프(52)를 통하여 흘러서 노즐(50)까지 공급되고, 노즐(50)의 앞끝단에서 분출된다.
반송장치(3)는, 도포장치(2)의 윗쪽에 형성되어 있으며, 제4도에 나타낸 바와같이 구성되어 있다.
한쌍의 웨이퍼 처크(60a)(60b)는, 웨이퍼를 사이에 두고 잡기 위한 것으로서, 각각 웨이퍼의 바깥둘레에 대응하는 원호현상의 요입부가 형성되어 있다.
또한, 처크(60a)에는, 웨이퍼를 클램프하기 위한 클램퍼(61)가 형성되어 있다.
이들 웨이퍼 처크(60a)(60b)는, 각각 지지부재(60a)(62b)에 이동이 가능하게 지지되어 있으며, 모우터 및 밸트(도시않됨)에 의하여 화살표 A 방향으로 구동된다.
지지부재(62a),(62b)는 지지로드(64a),(64b),(64c)에 이동이 가능하게 지지되어 있으며, 에어 실린더(63)에 의하여 화살표 B 방향으로 구동할 수 있도록 되어 있다.
따라서, 반송하고자 하는 웨이퍼의 크기에 따라 지지부재(62a)와 (62b)와의 간격을 적절히 조절할 수가 있다.
또한 지지로드(64a),(64b),(64c)의 양쪽은, 측면판(65a),(65b)에 고정되어 있으며, 이들 측면판(65a),(65b)은, 바닥판(67)에 의하여 연결되어 있다.
지지부재(62a)의 앞끝단부 근방에는 웨이퍼 정지핀(66a)이 돌출되어 있으며, 이것에 의하여 웨이퍼의 반송위치를 규정한다.
이 핀(66a)은, 지지부재(62a)의 내부에 형성된 에어실린더(도시않됨)에 의하여 홈(66b)을 따라 이동할 수가 있으므로, 웨이퍼가 도포장치의 처크의 바로위의 위치에 온시점에서 정지되도록 그의 위치가 설정된다.
이 반송장치(3)에는, 바닥판(87)의 아래에 승강장치(도시않됨)가 형성되어 있D며, 지지부재(62a)(62b)를 따라 반송 되어온 웨이퍼를 하강시켜서, 도포장치(2)의 처크(10) 위에 얹어 놓게 할 수가 있다.
이 반송장치(3)에 있어서는, 반송되어온 웨이퍼를 처크(60a),(60b)로서 지지하고, 이들 처크(60a),(60b)를 지지부재(62a),(62b)를 따라 이동시킴으로써 웨이퍼를 반송하고나서, 웨이퍼가 핀(66a)에 맞닿은 시점에서 반송을 정지하고, 웨이퍼를 하강시켜서 처크(10)위에 얹어놓는다.
메모리(5)에는, 앞에서 설명한 바와같이, 반송장치(3)의 동작프로그램이 기억되어 있다. 본 실시예에서는, 반송장치(3)의 동작 프로그램은, 사용자로 하여금 변경을 요하지 않는 것이므로, 메모리(5)에 미리 프로그램되어 저장되어 있다.
레시피 콘트로울러(6), 키이 보오드 및 디스플레이를 구비하고 있어서, 도포장치(2)의 동작프로그램을 편집할 수가 있다.
또한, 콘트로울러(6)는 불휘발성 메모리로서 프로그램을 기억할 수가 있는 레시피 모들 스토어(recipe module store)를 구비하고 있으며, 편집된 프로그램을 이것에 저장한다.
CPU(1)는, 메모리(5) 및 레시피 콘트로울러(6)의 프로그램 및 스텝 갱신용 키이(4)로부터의 신호에 의하여, 반송장치(3) 및 도포장치(2)에 의한 일련의 공정을 적정하게 실행시킨다.
스텝 갱신용 키이(4)는, 각 공정이 실행되고 있는 도중에는 조작되지 않지만, 한가지의 공정이 완료된 후에, 다음의 공정을 실행할 때에 조작된다.
즉, CPU(1)는, 스텝 갱신용 키이(4)가 조작될때마다, 프로그램된 일련의 공정중의 한가지 공정만을 실행시키고, 이 공정의 완료후에는 다음의 스텝 갱신용 키이(4)의 조작이 있을때까지 다음 공정을 실행시키지 않도록 도포동작을 제어하고 있다.
따라서, 각 공정사이에서 장치의 조정 및 메인티넌스를 용이하게 실행할 수가 있다.
다음에, 이와같이 구성된 도포 시스템의 동작에 대하여, 제5도의 (a),(b)를 참조하면서 설명한다.
우선, 도포장치(2)의 처크(10)에 웨이퍼(11)를 진공흡착 시키기 위한 진공펌프를 작동시킨다(공정1).
이때에, 진공센서에 의하여 처크(10)위에 웨이퍼(11)가 존재하고 있는가 없는가를 검지하여, 웨이퍼가 존재하고 있는 경우에는 웨이퍼를 제거한다.
다음에, 진공 펌프의 동작을 정지시킨다(공정2).
웨이퍼를 웨이퍼 처크(60a),(60b)에 의하여 사이에 두고 작고, 또한 센터링한다(공정3).
이 공정후에, 웨이퍼가 적정하게 지지되어 있는가 아닌가, 즉, 웨이퍼의 지지는 확실한가 아닌가 및 센터링 위치가 적절한가 아닌가를 센서에 의하여 체크하여, 적절하지 않은 경우에는 조정을 행한다.
웨이퍼 처크(60a),(60b)에 지지된 웨이퍼를 반송하여, 웨이퍼가 핀(66a)에 맞닿은 시점에서 반송 벨트의 동작을 정지한다(공정 4).
그후에, 웨이퍼가 반송된 위치가 적당한가 아닌가를 센서에 의하여 체크하여, 적당하지 않은 경우에는 장치의 조정을 행한다.
웨이퍼 처크(60a),(60b)를 하강시켜, 웨이퍼를 도포장치(2)의 처크(10)위에 얹어놓는다(공정 5).
또한, 이때에는, 웨이퍼를 얹어놓기에 지장이 없도록, 컵(40)은 아래쪽으로 후퇴한 상태로 있다.
그후에, 웨이퍼가 확실하게 처크(10)위에 얹어놓여져 있는가 아닌가를 센서에 의하여 체크하여, 얹어놓은 상태가 적정하지 않으면 장치의 조정을 행한다.
진공펌프를 작동시켜, 웨이퍼를 처크(10)에 진공 흡착에 의하여 고정한다(공정 6).
그후에, 웨이퍼가 처크에 확실하게 고정되어 있는가 아닌가를 진공센서에 의하여 체크한다.
고정이 불충분한 경우에는, 진공계의 조정을 행한다.
컵(40)을 소정의 위치까지 상승시킨다(공정 7).
그후에, 센서에 의하여 컵(40)의 위치가 적정한가 아닌가를 체크하여, 위치가 어긋나고 있는 경우에는, 장치의 조정을 행한다.
이상의 공정 1 내지 7까지의 조작, 반송의 동작은, 수동 선택에 의하여 1 공정씩 버턴조작으로서 실행시킬 수 있도록 되어 있다.
물론, 자동 선택인 경우에는, 총합적으로 자동적으로 진행한다.
앞에서 설명한 바와같은 각 공정은 미리 프로그램되어 저장된 메모리(5)에 따라 실행된다.
다음에 레시피 콘트로울러(6)에 사용자가 짜넣은 프로그램에 의하여, 레지스트 도포를 위한 일련의 공정이 자동적으로 실행된다.
모우터(20)를 구동시켜서, 웨이퍼를 예를들면 회전수 1000rpm, 가속도 10K rpm/초로서 회전시키는 공정, 이 회전중에 밸브(36) 및 (37)를 열어두고, 렐로우즈 펌프(35)를 구동시킴으로써, 레지스트 노즐(30)로부터 레지스트액을 웨이퍼 표면의 대략 중심에 방울져 떨어지게하는 공정(공정 8)을 실행한다.
레지스트노즐(30)을 웨이퍼의 중심부로 이동시켜 레지스트액을 방울져 떨어지게하는 공정, 방울져 떨어진후의 웨이퍼를 고속으로 회전시켜서 레지스트액을 도포하는 공정의 도포법도 있다.
이 소요시간은 예를들면 3초이다.
그후에, 레지스트액의 방울져 떨어짐이 정상인가 아닌가를 체크하여, 레지스트액이 정상적으로 방울져 떨어지지 않은 경우에는, 레지스트액 공급제의 조정을 행한다.
또한, 처크(10)의 회전수를 세트하였을 경우에, 서어보계를 조정하여 회전수 맞춤을 실시하도록 할수도 있다.
웨이퍼의 회전수를 4000rpm으로하고, 가속도를 10K rpm/초로 하여 레지스트액을 뿌리고, 원심력에 의하여 웨이퍼의 표면에 균일한 두께로서 레지스트액을 도포한다(공정 9).
이때에, 원심력에 의하여 바깥쪽에도 날아흩어진 레지스트액은 컵(40)의 바닥부로 인도되고, 드레인(drain)관(41)으로부터 배출된다.
도포후에 , 도포가 적절한가 아닌가를 체크하여, 균일하게 도포되어 있지 않은 경우에는 장치의 조정을 행한다.
상기에서 설명한 레지스트액의 도포 공정에서 오염된 웨이퍼의 뒷면을 세정제에 의하여 세정한다(공정 10).
이 공정에서는, 웨이퍼를 회전수 2000rpm, 가속도 10K rpm/초로서 회전시키면서, 세정 노즐(50)에서 세정제로서 예를들면 적절한 용제를 웨이퍼의 뒷면에 뿜어낸다.
이 경우의 소요시간은, 예를들면 10초이다.
이 경우에, 세정노즐(50)은, 모우터(20)의 착설용 플랜지(21)에 고정되어 있는 것이어서, 일단 웨이퍼와의 상대적인 위치관계를 조정하면, 항상 확실한 세정효과를 확보할 수가 있다.
또한, 토출 개시시 및 종료시 등에서와 같이, 세정제의 토출 압력이 낮은 경우에는, 세정제가 즉석으로 노즐(50)의 앞끝단에서 플랜지(50)의 기초끝단 근방에서 떨어질 염려가 있다.
이것을 방지하면 세정제가 모우터(20)의 내부로 칩입할 우려가 있다.
이것을 방지하기 위하여는 노즐(50)의 주위에 드레인관을 배치하여 세정제를 배출하도록 하는 것이 바람직하다.
이 공정후에, 웨이퍼의 뒷면이 적절하게 세정되었는가 아닌가를 체크하여, 적절하게 세정되어 있지 않은 경우에는 세정액 공급계를 조정한다.
웨이퍼를 회전수 2000rpm, 가속도 10K rpm/초로서 회전시켜서 세정제를 웨이퍼에서 떼어내어서 제거한다(공정 11).
그후에, 이 공정이 적절한가 아닌가를 체크하여, 적절하지 않은 경우에는, 장치의 조정을 행한다. 그후에, 컵(40)을 소정의 위치까지 하강시킨다.(공정 12).
그후에, 컵(40)이 적정한 위치까지 하강되었는가 아닌가를 센서에 의하여 체크하여, 위치가 어긋나고 있는 경우에는, 장치의 조정을 행한다.
진공펌프의 구동을 정지시켜서 웨이퍼의 웨이퍼 츠크(10)에 대한 진공 흡착에 의한 고정을 해제한다(공정 13).
웨이퍼를 웨이퍼 처크(60a),(60b)에 의하여 사이에 두고 잡는다(공정 14).
이때에, 웨이퍼를 적정하게 사이에 두고 잡고 있는가 아닌가를 센서에 의하여 체크하여, 적정하게 사이에 두고 잡아져 있지 않은 경우에는 반송장치(3)의 조정을 행한다.
그후에, 앞에서 설명한 웨이퍼의 반송 동작과 완전히 반대의 동작에 의하여 웨이퍼를 도포장치(2)로부터 반출시킨다(공정 15).
이때에도 반출 동작이 적정한가 아닌가를 체크하여, 적정하지 않으면 조정을 행한다.
이상의 동작에 의하여, 1매의 웨이퍼에 레지스트를 도포하는 공정이 종료되며, 처리해야할 웨이퍼가 존재하는한, 이들의 공정이 반복하여 실행된다.
앞에서 설명한 바와같이, 각 공정이 종료된 후에는, 갱신용 키이(4)를 눌러서 최초로 다음의 공정이 개시되고, 갱신용 키이(4)의 조작이 있을때까지는, 장치는 대기상태로 되고 있다.
즉, 최초에 스텝 갱신용 키이(4)를 밀어 누르면, 그의 신호가 CPU(1)에 입력된다.
CPU(1)는 일련의 공정중의 최초의 하나의 공정, 즉 앞에서 설명한 공정 1만을 실행하도록, 반송장치(3)를 제어한다.
공정 1이 종료하더라도, 스텝 갱신용 키이(4)를 밀어 누르지 않는한, CPU(1)로부터 다음 공정의 동작을 개시하는 신호가 출력되지 않으므로, 다음 공정으로 옮겨가지 않는다.
옮겨가는 동작은, 스텝 갱신용 키이(4)가 밀어눌려지는 회수파다 다음의 공정이 실행된다.
따라서, 상기에서 설명한 바와같이 각 공정 사이에 장치의 조정 및 적정한 동작의 확인을 행할 수가 있다.
또한, 상기에서 설명한 예에서는, 각 공정의 대부분에 있어서 공정 종료후에 적정한 동작이 행하여졌는가 아닌가의 체크를 행하고 있지만, 이들 체크는 필요한 경우에만 행하도록 하여도 좋다.
또한, 장치의 조정 및 메인티넌스가 종료된 후의 실제의 공정에서는, 동작의 체크를 생략할 수도 있다.
또한 공정 8 내지 11의 각 공정에서는, 레지스트액 또는 세정제의 디스펜스 신호를 몇번이라도 입력할 수 있도록 할 수도 있다.
이 경우에는, 웨이퍼의 회전중에 디스펜스 신호를 몇번이라도 반복하여 입력하여, 펌프 및 벨브등의 조정을 엄밀하게 행할수가 있다.
이상의 실시예에서의 각 공정은 1예에 지나지 않고, 공정을 보다더 세분화하여도 좋으며, 몇가지의 공정을 총합하여 하나의 공정으로 할수도 있다.
또한, 선택에 의하여 1 공정중이나 각 공정을 반복하여 실행하여도 선택할 수가 있다. 다음에 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다.
본 실시예에서는, 제6도에 나타낸 바와 같이, 본 발명을 레지스트 도포에서 현상에 이르기까지의 일련의 처리를 행하는 도포장치에 적용하고 있다.
제6도에서, 도포장치(100)는, 웨이퍼를 웨이퍼 카세트(도시않됨)에서 빼내어서 반출하기 위한 로우더(101), 웨이퍼에 레지스터를 도포하기 위한 레지스트 도포기구(102), 도포된 레지스트중에 잔류하는 용제를 가열하여 증발시키기 위한 프리 베이크(pre-bake)기구(103), 웨이퍼를 도포장치 외부의 노출장치(110)에로 반송하기 위한 센더(sender)(104), 노출장치(110)에 의한 처리가 종료된 후의 웨이퍼를 받는 리시이버(105)와, 웨이퍼에 현상액을 도포하여 레지스트 패턴을 형성하는 현상기구(106), 웨이퍼와 레지스트와의 밀착성을 강화하기 위한 포스크 베이크(post-bake)기구(107) 및 이상의 처리가 종료된 웨이퍼를 웨이퍼 카세트(도시않됨)에 수용하기 위한 언 로우더(108)를 구비하고 있다.
로우더(101)로부터 센더(104)까지, 및 리시이버(105)로부터 언로우더(108)까지는, 각각 직렬로 배치되어 있으며, 이들 2개의 시리이즈(series)가 병렬상태로 되어 있다.
또한, 웨이퍼는 각 기구의 사이를 벨트 반송기구에 의하여 반송된다.
로우더(101)는, 기본적으로 앞에서 설명한 반송3장치(3)와 마찬가지로 구성되어 있다.
또한, 센더(104), 리시이버(105) 및 언로우더(108)도 로우더(101)와 마찬가지의 구조를 갖고 있다.
레지스트 도포기구(102)는 기본적으로 앞에서 설명한 실시예와 마찬가지의 도포 장치를 구비하고 있으며, 그의 웨이퍼를 얹어놓는데 (처크)에 로우더(101)에 의하여 웨이퍼가 얹어 놓여진다.
프리베이크 기구(103) 및 포스트 베이크 기구(104)는, 웨이퍼를 적절한 온도로 가열할 수가 있는 것이면 좋고, 예를들면 오븐을 사용할 수가 있다.
현상기구(106)로 사용되는 현상 장치로서는, 스핀법에 의하여 현상하는 것을 사용할 수가 있고, 이경우에는, 레지스트 도포 장치와 유사한 장치가 사용된다.
즉, 회전이 가능한 처크위에 웨이퍼를 고정하고, 웨이퍼를 고속으로 회전시키면서 웨이퍼 위에 현상액을 방울져 떨어지게 하여, 현상액을 웨이퍼 표면에 도포한다.
이와같은 도포장치(100)를 구비한 도포 장치는, 제7도에 나타낸 바와 같이 구성된다.
이 도포 시스템은, 앞에서 설명한 실시예에서의 도포 장치와 마찬가지로, 스텝 갱신용 키이의 조작으로 초기에 다음 공정이 개시되는 구성으로 되어 있다.
CPU(200)에는, 도포장치(100), 스텝 갱신용 키이(300) 및 메모리(400)가 접속되어 있으며, 이 CPU(200)에 의하여 도포 시스템 전체가 제어된다.
메모리(400)에는, 도포장치(100)에서의 각 기구가 실시하는 일련의 공정의 동작 프로그램이 기억된다.
이 메모리(400)는 도포장치(100)의 동작 프로그램을 편집하는 것이 가능한 구조로 되어 있다.
스텝 갱신용 키이(300)가 조작된 경우에는, 그의 신호가 CPU(200)에 입력된다.
그리고, CPU(200)는, 메모리(400)에 기억된 동작 프로그램에 의하여, 도포장치(100)에 동작 신호를 출력한다.
이 경우에, CPU(200)는, 앞에서 설명한 CPU(1)와 마찬가지로, 스텝 갱신용 키이(300)가 조작될때마다, 프로그램된 일련의 공정중의 하나의 공정만을 도포장치(100)에 실시하게 하고, 이 공정의 완료후에는, 다음에 스텝 갱신용 키이(300)가 조작될때까지 다음의 공정을 실행시키지 않도록 도포장치(100)를 제어하고 있다.
또한, 이와같은 도표 장치에서는, 처리하는 반도체 웨이퍼의 종류가 매우 많다. 따라서, 본 실시예에서는, 각각의 종류의 웨이퍼에 대응하는 처리 조건을 기억하는 장치를 형성하고, 이 기억장치에서 도포장치(100)에 반입된 웨이퍼에 대응하는 처리조건을 읽어내고, 이 처리조건에 의하여 도포장치(100)의 각 기구에 의한 처리공정을 제어하도록 하고 있다.
구체적으로는, 웨이퍼의 미리 정하여진 위치에 형성된 식별표시 기호, 예를들면 알파베트, 수자, 바아코드 등으로 이루어진 ID 마아크와,도포장치의 각 기구의 처리 조건과를 미리 앞에서 설명한 메모리(400)에 입력하여 두고, 이 메모리(400)에서 읽어내어진 정보에 의하여 CPU(200)가 도포장치(100)의 각 기구의 동작을 제어하고 있다.
이 경우에, 예를들면 웨이퍼가 로우더(101)에 존재할 때에, 해독장치(도시않됨)가 웨이퍼의 식별표시 기호를 해독하고, 그 신호를 CPU(200)에 출력하도록 되어 있다.
메모리(400)에로의 처리조건의 기억은, 처리하는 웨이퍼마다 이어도 좋지만,웨이퍼의 종류별 단위로서 기억하는 것이 바람직하다. 이것에 의하여 메모리 용량을 적게 할 수가 있다.
메모리(400)의 처리조건 기억부분은, 앞에서 설명한 식별표시기호(ID마아크)에 대응하여 각 웨이퍼의 데이타 영역이 확보되고 있다.
도포장치(100)에서의 각 처리기구의 조건은, 각 데이터 영역의 동일 어드레스에 기억되어 있다.
이와같은 도포 시스템에서는, 레지스트 도포기구(102)에 반송된 웨이퍼가, ID 마아크에 의하여 메모리(400)중, 어떠한 한가지 종류의 웨이퍼의 처리조건으로 처리해야할지를 지정하면, 이 처리조건을 CPU(200)에 의하여 읽어낸다.
그리고, 이 웨이퍼에 대응하는 처리조건을 도포기구(102)에 출력하고, 이 조건으로 도포 처리를 실행시킨다.
이 레지스트 도포 처리가 종료된후에, 스텝 갱신용 키이(300)의 조작이 있으면, 웨이퍼는 다음 공정의 프리베이크 기구(103)에 반송된다.
그리고, 이 경우에, 레지스트 도포기구(102)에서 처리된 웨이퍼에 대응하는 처리조건으로 처리가 행하여 지도록 CPU(200)에서 신호가 출력된다.
다음의 처리기구에 있어서도 동일한 동작이 반복된다.
이 경우에, 각 공정이 종료된 후에, 스텝 갱신용 키이(300)를 조작하여 다음 공정으로 옮겨가기전에, 장치의 조정을 행할 수 있는 것은 물론이다.
또한, 웨이퍼의 식별표시 기호의 해독은, 반드시 로우더(101)에서 행할 필요는 없고, 어떠한 기구로서 행하여도 좋다.
다음에, 본 발명을 제8도에 나타낸 바와 같은 도포장치(500)에 적용한 실시예에 대하여 설명한다.
기본대(501)의 중앙부에는, 화살표 Y방향(가로방향)으로 연장하는 통로(502)가 형성되어 있으며, 그의 한쪽에 예비 가열기구(503), 냉각기구(504), 제1의 가열기구(505) 및 제2의 가열기구(506)가 형성되어 있으며, 다른쪽에는 제1 의 도포기구(507), 제2의 도포기구(508)가 형성되어 있다.
또한, 냉각 기구(504)는, 예비 가열기구(503)의 아래에 형성되어 있다.
통로(502)에는, 이 통로(502)증을 이동하는 웨이퍼 반송장치(51)가 형성되어 있다.
이 반송장치(510)는, 본체(511) 및 2개의 웨이퍼 흡착 보호 지지용 핀세트(tweezers)(512),(513)를 갖고 있다.
이들 핀세트(512),(513)는 상하로 배열설치되어 있으며, 각각 Y방향(가로방향), X방향(세로방향), Z방향(수직방향), θ방향(회전이동)으로 단독적으로 이동하는 것이 가능하다.
또한, 반송장치(510)의 본체(511)도 회전이 가능하게 구성되어 있으며, 이 반송장치(510)에서의 핀세트(512),(513) 및 본체(511)의 회전이동은, 스테핑 모우터 및 이것에 연결된 보올스크루우등으로 구성된 회전 구동 기구에 의하여 이루어 진다.
이 반송장치(510)는 웨이퍼(W)를 앞에서 설명한 각 기구에 반송하기 위하여 사용된다.
기본대(501)의 측면쪽에는, 웨이퍼 반출·반입기구(520)가 형성되어 있다.
이 반출·반입기구(520)에는, 처리전의 반도체 웨이퍼(WB)를 수용한 웨이퍼 카세트(522) 및 처리후의 웨이퍼(WF)를 수용하는 웨이퍼 카세트(523)가 형성되어 있다.
또한, 반출·반입기구(520)는, X, Y방향으로 이동이 가능하며, 웨이퍼(W)를 흡착하여 보호지지하는 핀세트(521)를 갖고 있으며, 이 핀세트(521)에 의하여 처리전의 웨이퍼를 카세트(522)에서 빼내고, 또한 처리가 끝난 웨이퍼를 반송장치(510)의 핀세트에서 받는다.
통로(502)와 반출·반입기구(520)와의 인터페이스에서 앞에서 설명한 반송장치(510)의 핀세트(512),(513)와 반출·반입기구(520)의 핀세트(521)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 주고받기를 행할 수 있도록 되어 있다.
반송장치(510)의 핀세트(512),(513)는, 각 처리기구(503~508)중 임의의 기구와의 사이에서 웨이퍼(W)의 반출, 반입을 행할 수 있다.
본 실시예의 도포 장치에서는, 이상에서와 같은 도포 장치(500)를, 기본적으로 제7도에 나타낸 제어시스템에 의하여 제어할 수가 있다.
다음에, 이상에서와 같은 도포 장치(500)를 갖는 도포 시스템의 동작에 대하여 설명한다.
이 동작은, 기본적으로 미리 메모리 장치에 기억된 프로그램에 의하여 실시된다. 우선, 반출·반입기구(520)의 핀세트(521)에 의하여 카세트(522)에서 웨이퍼를 1매를 빼내에서, 통로(502)의 왼쪽끝단에 대기하고 있는 반송장치(510)의 근방까지 반송한다.
이어서, 반송장치(510)의 한쪽의 핀세트, 예를들면 핀세트(512)를 이동시켜서, 핀세트(521)에 흡착하여 보호 지지되어 있는 웨이퍼(W)를 받는다.
이때에, 상기의 실시예와 마찬가지로, 웨이퍼에 표시된 ID 코오드를 해독하여, 그 웨이퍼에 대응하는 제조공정의 프로그램을 선택한다. 예를들면, 웨이퍼(W)를 받은 핀세트(512)를 예비 가열기구(503)를 향하여 이동시켜, 웨이퍼(W)를 예비 가열기구(503)에 세트하여 예비 가열한다.
이때에 핀세트(521)를 이동시켜서, 다음의 웨이퍼를 카세트(522)에서 빼내어, 반출 반입기구(520)와 통로(502)와의 인터페이스 근방에 대기 시켜두고, 종전의 웨이퍼의 예비 가열공정(503)에로의 반입이 종료한 시점에서, 대기하고 있는 다음의 웨이퍼를 핀세트(512)로받고, ID 코오드를 읽어 동일 주류의 웨이퍼인 것을 확인한 시점에서, 핀세트(512)위에 대기시킨다.
에비 가열처리가 종료된 시점에서, 반송장치(510)를 동작시켜서 핀세트(513)를 회전 및 이동시켜서 예비가열 처리가 종료된 웨이퍼를 예비가열기구(503)에서 떼낸다.
그리고, 핀세트(512)에 보호 지지되어 있는 처리전의 웨이퍼를 예비가열기구(503)에 세트하고, 동시에 핀세트(513)를 하강시켜 더욱 이동시켜서 예비가열 처리후의 웨이퍼를 냉각기구(504)에 세트한다.
이때에, 핀세트(521)에 의하여 다음에 처리할 웨이퍼를 반출·반입기구(520)와 통로(5020)와의 인테페이스에 대기시켜 둔다.
이어서, 반송장치(510)를 동작시켜, 핀세트(512)에서 처리전의 웨이퍼를 받아 대기시킨다.
냉각 공정이 종료되면, 반송장치(510)의 핀세트(513)에 의하여 냉각기구(504)내의 웨이퍼를 빼내고, 다음에 프로그램된 포토 레지스트의 도포 공정에 공급한다.
이 공정은, 예를들면 제1의 도포기구(507)에 의하여 실시된다.
이 도포처리 사이에 예비 가열증의 웨이퍼의 처리가 종료되면, 핀세트(513)에 의하여 예비 가열기구(503)에서 웨이퍼를 빼내고, 냉각기구(504)에 세트한다.
제1의 도포기구(507)에 세트된 웨이퍼의 도포 동작이 종료하면, 핀세트(513)에 의하여 제1의 도포기구(506)에서 웨이퍼를 빼내어, 핀세트(513)를 Y방향을 따리 이동시키고, 이 웨이퍼를 제1의 가열기구(505)에 세트하여 가열처리를 행한다.
이 처리 사이에, 냉각기구(504)내의 웨이퍼의 냉각 처리가 종료하여, 그중의 웨이퍼를 핀세트(513)로서 빼내고, 제1의 도포기구(507)에 세트하여 도포처리를 개시한다.
이와같은 일련의 처리동작을 카세트내의 웨이퍼가 없어질때까지 계속한다.
또한, 제2의 가열기구(506) 및 제2의 도포기구(508)를 사용하여, 2개의 웨이퍼를 동시에 동일한 프로세스로서 처리하는 것도 가능하다.
이와같은 도포 장치에서도, 일련의 동작을 적당한 단위의 공정으로 구분하여 메모리에 프로그램되어 있으므로, 스텝 갱신용 키이의 조작으로 처음부터 다음의 공정으로 옮겨간다.
따라서, 각 공정의 사이에서 장치의 조정등을 행할 수가 있는 것은 앞에서 설명한 실시예와 마찬가지이다.
본 실시예의 경우는, 도포장치(500)의 반송장치(510)가 2개의 핀세트를 갖고 있어서 각각 독립적인 동작을 하기 때문에, 처리의 자유도가 높고, 다음 공정의 기구에 웨이퍼가 존재하고 있으면 그 공정의 웨이퍼의 교체를 할 수가 없다는 문제점은 없다.
또한, 이와같은 도포 장치에서는, 반송장치(510)가 통로(502)를 자유롭게 이동할 수가 있고, 또한 각처리 기구를 통로를 따라 그의 양쪽에 배열설치하고 있기 때문에, 처리공정의 순서를 임의로 선택할 수가 있으므로, 동작 프로그램의 자유도가 매우 높다.
따라서, 임의의 처리 공정에 대하여 즉시 대응할 수가 있으므로, 프로세스의 변경에도 유연하게 대응할 수가 있다.
즉, 처리해야할 웨이퍼에 따라, 가장 좋은 처리 프로그램을 선택하는 것이 가능하게 된다.
또한, 반송장치(510)의 핀세트는, 반드시 2개일 필요는 없고, 1개이어도 좋으며, 3개이상 이어도 좋다.
또한, 이 도포장치의 제2의 도포 기구를 현상 기구에 적용하여, 통로(502)의 오른쪽 끝단에서 노출 장치에로의 웨이퍼의 주고 받음 및 노출장치로부터의 웨이퍼의 받음을 행할 수 있도록 함으로써, 레지스트 도포에서 현상까지의 일련의 동작이 가능한 도포 장치를 달성할 수가 있다. 또한, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것만은 아니고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지의 변형이 가능하다.
예를들면, 상기 실시예에서는 반도체 웨이퍼에로의 레지스트등의 도포에 대하여 나타내었지만, 마스크에 대한 레지스트 도포등, 자성 도료의 도포에 의한 자기 디스크, 자기 테이프의 도포 시스템등 여러 가지의 도포 시스템에 적용할 수가 있다.

Claims (10)

  1. 복수개의 공정을 갖는 일련의 도포동작에 의하여 피도포체에 도포재를 도포하기 위한 도포수단과, 미리 설정된 일련의 공정을 하나의 공정씩 동작시키는 신호를 입력하기 위한 입력수단고, 이 입력이 있었을 때에 하나의 공정을 개시시키는 동작 개시 수단과를 구비하고 있는 자동 도포 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 도포수단의 동작 프로그램을 기억하는 기억수단을 갖고 있는 자동 도포 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 도포수단의 동작 프로그램을 편집하는 편집수단을 갖고 있는 자동 도포 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 도포수단은 피도포체 반송장치(3)와, 피도포체에 도포재를 도포하는 도포장치(2)와를 갖고 있는 자동 도포 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 도포장치(2)는 피도포체를 고정하는 고정수단과, 피도포체를 회전하는 회전수단과, 피도포체 표면에 도포재를 공급하는 공급수단과를 갖고 있는 자동 도포 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 피도포체의 뒷면을 세정하는 세정수단을 더욱 갖고 있는 자동 도포 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 각종의 피도포체의 처리조건을 기억하는 기억수단과, 이 기억수단에서 처리시키고자 하는 피도포체에 대응하는 처리조건을 읽어내어 이 처리조건에 의하여 도포수단의 각 공정을 실시하게 하는 제어수단과를 갖고 있는 자동 도포 시스템.
  8. 제1항에 있어서. 상기 도포수단은 복수대의 가열기구(503),(505),(506)와 냉각기구(504)와 도포기구(507), (508) 및 피도포체를 반송하는 반송기구(510)와를 구비하고, 상기 복수대의 기구를 반송기구(510)의 이동통로(502)를 사이에 두고 양쪽에 형성되어 있는 자동 도포 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 반송기구는 복수개의 피도포체 보호지지/이동부재를 구비하고 있는 자동도포 시스템.
  10. 복수개의 공정을 갖는 일련의 도포동작에 의하여 피도포체에 도포재를 도포하기 위한 도포수단과, 도포수단의 일련의 공정의 동작 프로그램을 기억하는 기억수단과, 도포수단의 일련의 공정을 하나의 공정씩 동작시키는 신호를 입력하기 위한 입력수단과, 상기 입력수단에서의 신호를 입력하여 상기 기억수단의 프로그램에 의하여 상기 도포수단에 그의 하나의 공정의 동작을 개시시키는 CPU(1),(200)와를 구비하고 있는 자동 도포 시스템.
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