(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024086658
(43)【公開日】2024-06-27
(54)【発明の名称】制御ユニットおよびそれを含む半導体製造設備
(51)【国際特許分類】
H01L 21/02 20060101AFI20240620BHJP
H01L 21/677 20060101ALI20240620BHJP
【FI】
H01L21/02 Z
H01L21/68 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023210776
(22)【出願日】2023-12-14
(31)【優先権主張番号】10-2022-0176921
(32)【優先日】2022-12-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(71)【出願人】
【識別番号】598123150
【氏名又は名称】セメス株式会社
【氏名又は名称原語表記】SEMES CO., LTD.
【住所又は居所原語表記】77,4sandan 5-gil,Jiksan-eup,Seobuk-gu,Cheonan-si,Chungcheongnam-do,331-814 Republic of Korea
(74)【代理人】
【識別番号】110000671
【氏名又は名称】IBC一番町弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】ムン,ヒョン オク
(72)【発明者】
【氏名】パク,ドンウォン
(72)【発明者】
【氏名】オ,ド ヨン
(72)【発明者】
【氏名】ヨ,ジェ ホ
【テーマコード(参考)】
5F131
【Fターム(参考)】
5F131AA02
5F131AA03
5F131AA32
5F131AA33
5F131BA11
5F131CA06
5F131CA12
5F131JA13
5F131JA27
(57)【要約】 (修正有)
【課題】それぞれのユニットに連結された個別の排気ダクトから測定された排気量に基づいてメイン排気ダクトに設置されたダンパを制御する制御ユニットおよびそれを含む半導体製造設備を提供する。
【解決手段】半導体製造設備は、メイン排気管450に設置されるダンパ460、基板を処理し、第1補助排気管420aを介してメイン排気管450と連結される第1ユニット410a、基板を処理し、第2補助排気管420bを介してメイン排気管450と連結される第2ユニット410b並びに第1ユニット410a及び第2ユニット410bを制御する制御ユニット180を含み、制御ユニット180は、第1ユニット410aの排気量と第2ユニット410bの排気量に基づいてダンパ460を制御する。
【選択図】
図6
【特許請求の範囲】
【請求項1】
メイン排気管に設置されるダンパ;
基板を処理し、第1補助排気管を介して前記メイン排気管と連結される第1ユニット;
前記基板を処理し、第2補助排気管を介して前記メイン排気管と連結される第2ユニット;および
前記第1ユニットおよび前記第2ユニットを制御する制御ユニットを含み、
前記制御ユニットは前記第1ユニットの排気量と前記第2ユニットの排気量に基づいて前記ダンパを制御する、半導体製造設備。
【請求項2】
前記第1補助排気管に設置される第1センサ;および
前記第2補助排気管に設置される第2センサをさらに含み、
前記制御ユニットは前記第1センサの測定値と前記第2センサの測定値に基づいて前記ダンパを制御する、請求項1に記載の半導体製造設備。
【請求項3】
前記第1補助排気管に設置される第1開閉弁;および
前記第2補助排気管に設置される第2開閉弁をさらに含む、請求項2に記載の半導体製造設備。
【請求項4】
前記制御ユニットは前記第1開閉弁の開閉の有無および前記第2開閉弁の開閉の有無に基づいて前記ダンパを選択的に制御する、請求項3に記載の半導体製造設備。
【請求項5】
前記制御ユニットは前記第1開閉弁の開閉の有無および前記第2開閉弁の開閉の有無が同じである場合は前記ダンパを制御する、請求項4に記載の半導体製造設備。
【請求項6】
前記制御ユニットは前記第1開閉弁の開閉の有無および前記第2開閉弁の開閉の有無が異なる場合は前記ダンパを制御しない、請求項4に記載の半導体製造設備。
【請求項7】
前記第1センサおよび前記第2センサは前記第1ユニットおよび前記第2ユニットと前記第1開閉弁および前記第2開閉弁の間に配置される、請求項3に記載の半導体製造設備。
【請求項8】
前記第1センサおよび前記第2センサは排気量に応じた圧力を測定する、請求項2に記載の半導体製造設備。
【請求項9】
前記第1ユニットおよび前記第2ユニットは種類が異なる基板処理装置であるか、または種類が同じ複数の基板処理装置のうち一つである、請求項1に記載の半導体製造設備。
【請求項10】
前記制御ユニットは前記第1ユニットおよび前記第2ユニットの状態に応じて前記ダンパを選択的に制御する、請求項1に記載の半導体製造設備。
【請求項11】
前記制御ユニットは前記第1ユニットおよび前記第2ユニットの状態に応じて前記ダンパの制御時期を決める、請求項1に記載の半導体製造設備。
【請求項12】
前記第1ユニットおよび前記第2ユニットが種類が同じ基板処理装置である場合、前記制御ユニットは工程段階が同じか否かに基づいて前記ダンパを選択的に制御する、請求項1に記載の半導体製造設備。
【請求項13】
前記制御ユニットは前記第1ユニットの工程段階と前記第2ユニットの工程段階が同じである場合は前記ダンパを制御する、請求項12に記載の半導体製造設備。
【請求項14】
前記制御ユニットは前記第1ユニットの工程段階と前記第2ユニットの工程段階が異なる場合は前記ダンパを制御しない、請求項12に記載の半導体製造設備。
【請求項15】
前記制御ユニットは前記第1ユニットの排気圧力と前記第2ユニットの排気圧力を一定の割合で制御する、請求項1に記載の半導体製造設備。
【請求項16】
第1ユニットおよび第2ユニットを制御する制御ユニットであって、
前記第1ユニットは基板を処理し、第1補助排気管を介してメイン排気管に設置されるダンパと連結され、
前記第2ユニットは前記基板を処理し、第2補助排気管を介して前記メイン排気管に設置される前記ダンパと連結され、
前記第1補助排気管に設置される第1センサから前記第1ユニットの排気量に応じた圧力の入力を受け、
前記第2補助排気管に設置される第2センサから前記第2ユニットの排気量に応じた圧力の入力を受け、
前記第1ユニットの排気量に応じた圧力および前記第2ユニットの排気量に応じた圧力に基づいて前記ダンパを制御する、制御ユニット。
【請求項17】
前記制御ユニットは前記第1補助排気管に設置される第1開閉弁の開閉の有無および前記第2補助排気管に設置される第2開閉弁の開閉の有無に基づいて前記ダンパを選択的に制御する、請求項16に記載の制御ユニット。
【請求項18】
前記制御ユニットは前記第1開閉弁の開閉の有無および前記第2開閉弁の開閉の有無が同じである場合は前記ダンパを制御し、前記第1開閉弁の開閉の有無および前記第2開閉弁の開閉の有無が異なる場合は前記ダンパを制御しない、請求項17に記載の制御ユニット。
【請求項19】
前記制御ユニットは前記第1ユニットと前記第2ユニットの状態、または前記第1ユニットと前記第2ユニットの工程段階が同じか否かに基づいて前記ダンパを選択的に制御する、請求項16に記載の制御ユニット。
【請求項20】
メイン排気管に設置されるダンパ;
基板を処理し、第1補助排気管を介して前記メイン排気管と連結される第1ユニット;
前記基板を処理し、第2補助排気管を介して前記メイン排気管と連結される第2ユニット;
前記第1補助排気管に設置される第1開閉弁;
前記第2補助排気管に設置される第2開閉弁;
前記第1補助排気管に設置され、前記第1ユニットおよび前記第1開閉弁の間に配置される第1センサ;
前記第2補助排気管に設置され、前記第2ユニットおよび前記第2開閉弁の間に配置される第2センサ;および
前記第1ユニットおよび前記第2ユニットを制御する制御ユニットを含み、
前記制御ユニットは前記第1センサによって測定された前記第1ユニットの排気量に応じた圧力および前記第2センサによって測定された前記第2ユニットの排気量に応じた圧力に基づいて前記ダンパを制御し、
前記制御ユニットは前記第1開閉弁の開閉の有無および前記第2開閉弁の開閉の有無に基づいて前記ダンパを選択的に制御し、前記第1開閉弁の開閉の有無および前記第2開閉弁の開閉の有無が同じである場合は前記ダンパを制御し、前記第1開閉弁の開閉の有無および前記第2開閉弁の開閉の有無が異なる場合は前記ダンパを制御しない、半導体製造設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は制御ユニットおよびそれを含む半導体製造設備に関する。より詳細には、フォトリソグラフィ工程に適用できる制御ユニットおよびそれを含む半導体製造設備に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体製造工程は半導体製造設備内で連続して行われることができ、前工程と後工程に区分することができる。ここで、前工程はウェハ上に回路パターンを形成して半導体チップを完成する工程をいい、後工程は前工程により完成された製品の性能を評価する工程をいう。
【0003】
半導体製造設備は半導体を製造するためにファブ(Fab)と定義される半導体製造工場内に設置されることができる。ウェハは蒸着工程、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程、アッシング工程、イオン注入工程、洗浄工程、パッケージ工程、検査工程など半導体を生産するためのそれぞれの工程を順に経るためにそれぞれの工程が行われる設備に移動されることができる。
【0004】
半導体製造設備の排気圧力は半導体製造工場で提供するメイン排気圧力に基づいて設定することができる。そのため、半導体製造工場で提供するメイン排気圧力が変動する場合、半導体製造設備の排気圧力も変動し得る。
【0005】
半導体製造工場のメイン排気圧力は半導体製造設備の排気圧力を維持するために作業者によって手動で調節することができる。しかし、作業者がメイン圧力の変動を認知し、作業計画をたてて問題を措置するまでは相当な時間が必要とされ、この時間の間排気圧力の変化により工程に否定的な影響を与え得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明で解決しようとする技術的課題は、それぞれのユニットに連結された個別の排気ダクトから測定された排気量に基づいてメイン排気ダクトに設置されたダンパを制御する制御ユニットおよびそれを含む半導体製造設備を提供することにある。
【0007】
本発明の技術的課題は以上で言及した技術的課題に制限されず、言及されていないまた他の技術的課題は以下の記載から当業者に明確に理解されるものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記技術的課題を達成するための本発明の半導体製造設備の一態様(Aspect)は、メイン排気管に設置されるダンパ;基板を処理し、第1補助排気管を介して前記メイン排気管と連結される第1ユニット;前記基板を処理し、第2補助排気管を介して前記メイン排気管と連結される第2ユニット;および前記第1ユニットおよび前記第2ユニットを制御する制御ユニットを含み、前記制御ユニットは前記第1ユニットの排気量と前記第2ユニットの排気量に基づいて前記ダンパを制御する。
【0009】
前記技術的課題を達成するための本発明の制御ユニットの一態様は、第1ユニットおよび第2ユニットを制御する制御ユニットであって、前記第1ユニットは基板を処理し、第1補助排気管を介してメイン排気管に設置されるダンパと連結され、前記第2ユニットは前記基板を処理し、第2補助排気管を介して前記メイン排気管に設置される前記ダンパと連結され、前記第1補助排気管に設置される第1センサから前記第1ユニットの排気量に応じた圧力の入力を受け、前記第2補助排気管に設置される第2センサから前記第2ユニットの排気量に応じた圧力の入力を受け、前記第1ユニットの排気量に応じた圧力および前記第2ユニットの排気量に応じた圧力に基づいて前記ダンパを制御する。
【0010】
前記技術的課題を達成するための本発明の半導体製造設備の他の態様は、メイン排気管に設置されるダンパ;基板を処理し、第1補助排気管を介して前記メイン排気管と連結される第1ユニット;前記基板を処理し、第2補助排気管を介して前記メイン排気管と連結される第2ユニット;前記第1補助排気管に設置される第1開閉弁;前記第2補助排気管に設置される第2開閉弁;前記第1補助排気管に設置され、前記第1ユニットおよび前記第1開閉弁の間に配置される第1センサ;前記第2補助排気管に設置され、前記第2ユニットおよび前記第2開閉弁の間に配置される第2センサ;および前記第1ユニットおよび前記第2ユニットを制御する制御ユニットを含み、前記制御ユニットは前記第1センサによって測定された前記第1ユニットの排気量に応じた圧力および前記第2センサによって測定された前記第2ユニットの排気量に応じた圧力に基づいて前記ダンパを制御し、前記制御ユニットは前記第1開閉弁の開閉の有無および前記第2開閉弁の開閉の有無に基づいて前記ダンパを選択的に制御し、前記第1開閉弁の開閉の有無および前記第2開閉弁の開閉の有無が同じである場合は前記ダンパを制御し、前記第1開閉弁の開閉の有無および前記第2開閉弁の開閉の有無が異なる場合は前記ダンパを制御しない。
【0011】
その他実施形態の具体的な内容は詳細な説明および図面に含まれている。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【
図1】複数のプロセスチャンバを含む半導体製造設備の内部構造を概略的に示す第1例示図である。
【
図2】複数のプロセスチャンバを含む半導体製造設備の内部構造を概略的に示す第2例示図である。
【
図3】半導体基板に対して熱処理工程を行う基板処理装置の内部構造を概略的に示す平面図である。
【
図4】半導体基板に対して熱処理工程を行う基板処理装置の内部構造を概略的に示す断面図である。
【
図5】半導体基板に対して現像工程を行う基板処理装置の内部構造を概略的に示す断面図である。
【
図6】複数のプロセスチャンバを含む半導体製造設備を構成する制御ユニットを説明するための第1例示図である。
【
図7】複数のプロセスチャンバを含む半導体製造設備を構成する制御ユニットを説明するための第2例示図である。
【
図8】半導体製造設備を構成する制御ユニットの役割を説明するための第1例示図である。
【
図9】半導体製造設備を構成する制御ユニットの役割を説明するための第2例示図である。
【
図10】半導体製造設備を構成する制御ユニットの役割を説明するための第3例示図である。
【
図11】半導体製造設備を構成する制御ユニットの役割を説明するための第4例示図である。
【
図12】半導体製造設備を構成する制御ユニットの役割を説明するための第5例示図である。
【
図13】半導体製造設備を構成する制御ユニットの役割を説明するための第6例示図である。
【
図14】複数のプロセスチャンバを含む半導体製造設備を構成する制御ユニットを説明するための第3例示図である。
【
図15】半導体製造設備を構成する制御ユニットの役割を説明するための第7例示図である。
【
図16】半導体製造設備を構成する制御ユニットの役割を説明するための第8例示図である。
【
図17】半導体製造設備を構成する制御ユニットの役割を説明するための第9例示図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下では添付する図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。図面上の同じ構成要素に対しては同じ参照符号を使用し、これらに係る重複する説明は省略する。
【0014】
本発明はフォトリソグラフィ工程に適用できる制御ユニットおよびそれを含む基板処理装置に関するものである。半導体製造設備の排気圧力は半導体製造工場のメイン排気圧力に応じて変動し得る。本発明の制御ユニットは半導体製造設備内のそれぞれのユニットに連結された個別の排気ダクトから測定された排気量に基づいてメイン排気ダクトに設置されたダンパを制御できる。以下では図面などを参照して本発明を詳しく説明する。
【0015】
図1は複数のプロセスチャンバを含む半導体製造設備の内部構造を概略的に示す第1例示図である。
図1によれば、半導体製造設備100はロードポートユニット110、インデックスモジュール120、バッファモジュール130、トランスファモジュール140、プロセスチャンバ150およびインタフェースモジュール160を含んで構成されることができる。
【0016】
半導体製造設備100は塗布工程、露光工程、現像工程、熱処理工程など多様な工程を経て半導体基板を処理するシステムである。半導体製造設備100は、このために塗布工程(Photo Resist Coating Process)を行うチャンバ、露光工程(Exposure Process)を行うチャンバ、現像工程(Development Process)を行うチャンバ、熱処理工程(Heat Treatment Process)を行うチャンバなど同種または異種の複数のプロセスチャンバ(Process Chamber;150)を含んでマルチチャンバ型基板処理システムとして設けられることができる。
【0017】
ロードポートユニット(Load Port Unit;110)は、複数の半導体基板が搭載されたコンテナ170が載置できるように提供されるものである。前記で、コンテナ170は例えば、FOUP(Front Opening Unified Pod)であり得る。
【0018】
ロードポートユニット110ではコンテナ170がロード(Loading)またはアンロード(Unloading)され得る。また、ロードポートユニット110ではコンテナ170に収納されている半導体基板がロードまたはアンロードされ得る。
【0019】
図1には図示していないが、前者の場合、コンテナ搬送装置によってロードポートユニット110にコンテナ170がロードまたはアンロードされることができる。具体的に説明すると、コンテナ搬送装置がロードポートユニット110上に運んできたコンテナ170を載置させることによってコンテナ170がロードポートユニット110にロードされ得、コンテナ搬送装置がロードポートユニット110上に置かれているコンテナ170を把持して行くことによりコンテナ170がロードポートユニット110にアンロードされ得る。前記で、コンテナ搬送装置は例えば、OHT(Overhead Hoist Transporter)であり得る。
【0020】
後者の場合、基板搬送ロボット120bによりロードポートユニット110に載置したコンテナ170で半導体基板がロードまたはアンロードされることができる。コンテナ170がロードポートユニット110上に載置されると、基板搬送ロボット120bがロードポートユニット110に接近し、その後コンテナ170内で半導体基板を搬出し得る。半導体基板のアンロードはこのような過程により行われる。
【0021】
また、プロセスチャンバ150内で半導体基板に対する処理が完了すると、基板搬送ロボット120bがバッファモジュール130内で半導体基板を搬出してコンテナ170に搬入させ得る。半導体基板のロードはこのような過程により行われる。
【0022】
ロードポートユニット110はインデックスモジュール120の前方に複数配置されることができる。例えば、第1ロードポート110a、第2ロードポート110b、第3ロードポート110c、第4ロードポート110dなど4個のロードポート110a,110b,110c,110dがインデックスモジュール120の前方に配置されることができる。
【0023】
ロードポートユニット110がインデックスモジュール120の前方に複数配置される場合、それぞれのロードポートユニット110上に載置されるコンテナ170は種類が異なる物を搭載できる。例えば、ロードポートユニット110がインデックスモジュール120の前方に4個配置される場合、左側の第1ロードポート110a上に載置される第1ポッド170aはウェハ型センサを搭載し得、中央部分の第2ロードポート110bおよび第3ロードポート110c上に載置される第2ポッド170bおよび第3ポッド170cは基板(ウェハ)を搭載し得、右側の第4ロードポート110d上に載置される第4ポッド170dはフォーカスリング、エッジリングなど消耗性部品を搭載し得る。
【0024】
しかし、本実施形態はこれに限定されるものではない。それぞれのロードポート110a,110b,110c,110d上に載置されるポッド170a,170b,170c,170dは種類が同じ物を搭載することも可能である。または、いくつかのロードポート上に載置されるポッドは種類が同じ物を搭載し、他のいくつかのロードポート上に載置されるポッドは種類が異なる物を搭載することも可能である。
【0025】
インデックスモジュール(Index Module;120)は、ロードポートユニット110とバッファモジュール130の間に配置され、ロードポートユニット110上のコンテナ170とバッファモジュール130の間に半導体基板を移送するようにインターフェースする役割を果たす。インデックスモジュール120はこのためにモジュールハウジング120a内に基板移送を担う基板搬送ロボット120bを含むことができる。基板搬送ロボット120bはモジュールハウジング120a内に少なくとも一つ設けられることができる。
【0026】
図1には図示していないが、インデックスモジュール120内には少なくとも一つのバッファチャンバが設けられることもできる。バッファチャンバには未処理の基板がバッファモジュール130に移送される前に一時的に格納され、処理済みの基板がロードポートユニット110上のコンテナ170に搬入される前に一時的に格納されることもできる。バッファチャンバはロードポートユニット110やバッファモジュール130に隣接しない側壁に設けられるが、これに限定されず、バッファモジュール130に隣接する側壁に設けられることも可能である。
【0027】
本実施形態ではバッファモジュール130を基準としてその一側にフロントエンドモジュール(FEM;Front End Module)を設けることができる。フロントエンドモジュール(FEM)はロードポートユニット110、インデックスモジュール120などを含み得、EFEM(Equipment Front End Module)、SFEMなどとして設けられることができる。
【0028】
なお、複数のロードポート110a,110b,110c,110dは、
図1の例示では水平方向(第1方向10)に配列される構造を有しているが、本実施形態ではこれに限定されず、複数のロードポート110a,110b,110c,110dが垂直方向に積層される構造を有するように構成されることも可能である。この場合、フロントエンドモジュールは、例えば、垂直積層型EFEMとして設けられることができる。
【0029】
バッファモジュール130は半導体製造設備100上の入力ポートと出力ポートの間でバッファチャンバとして機能をする。バッファモジュール130はその内部に半導体基板を一時的に保管するバッファステージ130bを含むことができる。バッファステージ130bはインデックスモジュール120とトランスファモジュール140の間に単数で配置できるが、これに限定されず、複数で配置されることも可能である。
【0030】
バッファモジュール130はモジュールハウジング130a内にバッファステージ130bだけでなく基板搬送ロボット130cを備えることもできる。基板搬送ロボット130cはバッファステージ130bが複数で設けられる場合、複数のバッファステージ間に基板Wを移送する役割を果たす。
【0031】
バッファモジュール130はトランスファモジュール140の基板搬送ロボット140bにより半導体基板がロードまたはアンロードされることができる。バッファモジュール130はインデックスモジュール120の基板搬送ロボット120bにより半導体基板がロードまたはアンロードされることもできる。
【0032】
バッファモジュール130はインデックスモジュール120の後段に配置されることができる。すなわち、バッファモジュール130はインデックスモジュール120と同一線上に配置されなくてもよい。しかし、本実施形態はこれに限定されるものではない。バッファモジュール130は、
図2の例示のようにインデックスモジュール120と同一線上に配置されることも可能である。この場合には、インデックスモジュール120の基板搬送ロボット120b、バッファモジュール130の基板搬送ロボット130c、バッファステージ130bなどが単一のモジュールハウジング内に配置されることができる。
図2は複数のプロセスチャンバを含む半導体製造設備の内部構造を概略的に示す第2例示図である。
【0033】
【0034】
トランスファモジュール(Transfer Module;140)は、バッファモジュール130とプロセスチャンバ150の間で半導体基板が移送されるようにインターフェースする役割を果たす。トランスファモジュール140はこのためにモジュールハウジング140a内に基板移送を担う基板搬送ロボット140bを備えることができる。基板搬送ロボット140bはモジュールハウジング140a内に少なくとも一つ設けられることができる。
【0035】
基板搬送ロボット140bは未処理の基板をバッファモジュール130からプロセスチャンバ150に移送するか、処理済みの基板をプロセスチャンバ150からバッファモジュール130に移送する。トランスファモジュール140の各辺はこのためにバッファモジュール130および複数のプロセスチャンバ150と連結されることができる。なお、基板搬送ロボット140bはその回動が自在に設けられることができる。
【0036】
プロセスチャンバ(Process Chamber;150)は、基板を処理する役割を果たす。プロセスチャンバ150はトランスファモジュール140の周囲に複数配置されることができる。この場合、それぞれのプロセスチャンバ150はトランスファモジュール140から半導体基板の供給を受けて半導体基板を工程処理し、工程処理された半導体基板をトランスファモジュール140に提供できる。
【0037】
プロセスチャンバ150は円筒形状や多角形形状に設けられることができる。このようなプロセスチャンバ150は表面が陽極酸化膜が形成されたアルマイト(Alumite)からなり、その内部は気密に構成されることができる。なお、プロセスチャンバ150は本実施形態で円筒形状や多角形形状以外の異なる形状に形成されることも可能である。
【0038】
インタフェースモジュール160は基板Wを移送する役割を果たす。インタフェースモジュール160はモジュールハウジング160a、バッファステージ160bおよび基板搬送ロボット160cを含むことができる。バッファステージ160bと基板搬送ロボット160cはモジュールハウジング160a内に位置する。バッファステージ160bは単数で提供できるが、これに限定されず、複数で提供されることも可能である。バッファステージ160bが複数で提供される場合は、複数のバッファステージは互いに一定の距離離隔され得、互いに積層するように配置されることができる。
【0039】
基板搬送ロボット160cはバッファステージ160bと露光装置EXPの間に基板Wを搬送する役割を果たす。バッファステージ160bは工程が行われた基板Wが露光装置EXPに移動する前にこれらを一時的に保管する。または、バッファステージ160bは露光装置EXPで工程が完了した基板Wが移動する前にこれらを一時的に保管する。インタフェースモジュール160には基板に対して所定の工程を行うチャンバを提供せずに前述したようにバッファおよびロボットのみ提供されることができる。
【0040】
なお、パージモジュールPMはインタフェースモジュール160のモジュールハウジング160a内に提供されることができる。しかし、これに限定されず、パージモジュールPMはインタフェースモジュール160後段の露光装置EXPが連結される位置、インタフェースモジュール160の側部など多様な位置に提供されることも可能である。
【0041】
前述したが、バッファモジュール130内にバッファステージ130bが設けられることができ、インタフェースモジュール160内にもバッファステージ160bが設けられることができる。本実施形態ではバッファモジュール130内に設けられるバッファステージ130bを第1バッファステージと定義し、インタフェースモジュール160内に設けられるバッファステージ160bを第2バッファステージと定義し、前記2個のバッファステージ130b,160bを区別する。
【0042】
また、前述したが、インデックスモジュール120内に基板搬送ロボット120bが設けられることができ、バッファモジュール130内に基板搬送ロボット130cが設けられることができ、トランスファモジュール140内に基板搬送ロボット140bが設けられることができ、インタフェースモジュール160内にも基板搬送ロボット160cが設けられることができる。本実施形態ではインデックスモジュール120内に設けられる基板搬送ロボット120bを第1搬送ロボットと定義し、バッファモジュール130内に設けられる基板搬送ロボット130cを第2搬送ロボットと定義し、トランスファモジュール140内に設けられる基板搬送ロボット140bを第3搬送ロボットと定義し、インタフェースモジュール160内に設けられる基板搬送ロボット160cを第4搬送ロボットと定義し、前記4個の基板搬送ロボット120b,130c,140b,160cを区別する。
【0043】
半導体製造設備100は、
図1に示すように、インラインプラットフォーム(In-Line Platform)を有する構造で形成されることも可能である。この場合、複数のプロセスチャンバ150はトランスファモジュール140を基準としてインライン方式で配置され、トランスファモジュール140の両側に種類が異なるプロセスチャンバ150が対応関係を形成して直列に配置されることができる。しかし、これに限定されず、半導体製造設備100はクラスタプラットフォーム(Cluster Platform)を有する構造で形成されるか、またはクワッドプラットフォーム(Quad Platform)を有する構造で形成されることも可能である。
【0044】
次に、半導体製造設備100内に設けられるプロセスチャンバ150すなわち、基板処理装置について説明する。前述したが、半導体製造設備100は複数のプロセスチャンバ150を含み得、前記複数のプロセスチャンバ150はトランスファモジュール140を基準としてインライン方式で配置されることができる。この場合、種類が異なるプロセスチャンバ150が対応関係を形成してトランスファモジュール140の両側に一列に配置できるが、いずれか一つの種類のプロセスチャンバ150は基板に対して熱処理工程を行う基板処理装置150aであり、他の一つの種類のプロセスチャンバ150は基板に対して現像工程を行う基板処理装置150bであり得る。または、他の一つの種類のプロセスチャンバ150は基板に対して塗布工程を行う基板処理装置150bであり得る。
【0045】
先に、基板に対して熱処理工程を行う基板処理装置150a、すなわち第1基板処理装置150aについて説明する。
図3は半導体基板に対して熱処理工程を行う基板処理装置の内部構造を概略的に示す平面図である。そして、
図4は半導体基板に対して熱処理工程を行う基板処理装置の内部構造を概略的に示す断面図である。
【0046】
図3および
図4によれば、基板処理装置150aはチャンバハウジング210、加熱ユニット220、冷却ユニット230および搬送ユニット240を含んで構成されることができる。
【0047】
基板処理装置150aは基板(例えば、ウェハ(Wafer))を加熱および冷却処理する装置である。このような基板処理装置150aは基板に対してフォトリソグラフィ工程(Photo Lithography Process)を行う場合、基板を加熱および冷却処理できる。基板処理装置150aは、例えば、ベーク工程(Bake Process)を行うベークチャンバ(Bake Chamber)として設けられることができる。
【0048】
フォトリソグラフィ工程は塗布工程、露光工程、現像工程、ベーク工程などを含むことができる。この場合、基板処理装置150aは塗布工程を行う前や、その後すなわち、基板上にフォトレジスト(PR;Photo Resist)を塗布する前やその後に基板を加熱および/または冷却処理することができる。または、基板処理装置150aは露光工程を行う前やその後に基板を加熱および/または冷却処理することができる。または、基板処理装置150aは現像工程を行う前やその後に基板を加熱および/または冷却処理することができる。
【0049】
チャンバハウジング210は基板を処理するための空間を提供するものである。このようなチャンバハウジング210は基板に対する加熱および冷却処理が可能なようにその内部に加熱ユニット220、冷却ユニット230、搬送ユニット240などを含んで設置されることができる。
【0050】
チャンバハウジング210の側壁には基板が出入りする搬入口210aが形成されることができる。搬入口210aはチャンバハウジング210に少なくとも一つ提供されることができる。搬入口210aは常に開放されてもよく、
図4には図示していないが、ドアにより開閉可能に提供されることも可能である。
【0051】
チャンバハウジング210の内部空間は加熱領域250a、冷却領域250bおよびバッファ領域250cに区分することができる。ここで、加熱領域250aは加熱ユニット220が配置される領域をいい、冷却領域250bは冷却ユニット230が配置される領域をいう。加熱領域250aは加熱ユニット220の幅と同一に設けられるか、加熱ユニット220の幅より広く設けられることができる。同様に、冷却領域250bは冷却ユニット230の幅と同一に設けられるか、冷却ユニット230の幅より広く設けられることができる。
【0052】
バッファ領域250cは搬送ユニット240の搬送プレート241が配置される領域をいう。バッファ領域250cは加熱領域250aと冷却領域250bの間に設けられることができる。バッファ領域250cがこのように設けられると、加熱ユニット220と冷却ユニット230が十分に離隔して相互に熱的干渉が発生することを防止することができる。バッファ領域250cは加熱領域250aおよび冷却領域250bの場合と同様に搬送プレート241の幅と同一に設けられるか、搬送プレート241の幅より広く設けられることができる。
【0053】
チャンバハウジング210の内部で加熱領域250a、冷却領域250bおよびバッファ領域250c上に加熱ユニット220、冷却ユニット230および搬送ユニット240がそれぞれ配置される場合、第1方向10に冷却ユニット230、搬送ユニット240および加熱ユニット220の順に配置されることができる。しかし、本実施形態はこれに限定されるものではない。本実施形態では第1方向10に加熱ユニット220、搬送ユニット240および冷却ユニット230の順に配置されることも可能である。
【0054】
加熱ユニット220は基板を加熱するものである。このような加熱ユニット220は基板を加熱する際に基板上にガスを提供できる。加熱ユニット220は例えば、ヘキサメチルジシラン(Hexa-Methyl-Di-Silane)ガスを提供することができ、このようなガスの供給によりフォトレジストの基板への付着率を向上させる効果を得ることができる。
【0055】
加熱ユニット220は基板を加熱するために加熱プレート221、カバーモジュール222および駆動モジュール223を含んで構成されることができる。
【0056】
加熱プレート(Heating Plate;221)は、ホットプレート(Hot Plate)ともいい、基板に熱を加えるものである。加熱プレート221はこのために本体部221aおよびヒータ(Heater;221b)を含んで構成されることができる。
【0057】
本体部221aは基板に熱を加える際に基板を支持するものである。このような本体部221aは基板と同じ直径を有するように形成されるか、基板よりも大きな直径を有するように形成されることができる。
【0058】
本体部221aは耐熱性(Heat Resistance)に優れる金属を素材にして製造されることができる。または、本体部221aは耐火性(Fire Resistance)に優れる金属を素材にして製造されることもできる。本体部221aは例えば、酸化アルミニウム(Al2O3)、窒化アルミニウム(AIN)などセラミック(Ceramics)を素材にして製造されることができる。
【0059】
なお、
図3および
図4には図示していないが、本体部221aは上下方向(第3方向30)に貫通して形成される複数の真空孔(Vacuum Hole)を備えることができる。ここで、真空孔は真空圧力を形成して基板に熱を加える際に基板を固定させる役割を果たすことができる。
【0060】
なお、
図3および
図4には図示していないが、本体部221aは上部プレートと前記上部プレートの下部に配置される下部プレートに区分することができる。ここで、基板は上部プレート上に載置され、ヒータ221bは下部プレートの内部に設置されることができる。
【0061】
ヒータ221bは本体部221a上に位置する基板に熱を加えるためのものである。このようなヒータ221bは本体部221aの内部に複数設置されることができる。ヒータ221bは電流が印加される発熱抵抗体(例えば、熱線)として設けられるが、本実施形態では本体部221a上の基板に有効に熱を加えることができれば、発熱抵抗体の以外の異なる形態で設けられてもよい。
【0062】
カバーモジュール222は加熱プレート221が基板を加熱する際に加熱プレート221の上部を覆うように形成されるものである。このようなカバーモジュール222は駆動モジュール223の制御に応じて上下方向(第3方向30)に移動して加熱プレート221の上部を開閉できる。
【0063】
駆動モジュール223はカバーモジュール222を上下方向(第3方向30)に移動させるものである。このような駆動モジュール223は基板に対する熱処理のために基板が加熱プレート221の上部に載置すると、カバーモジュール222が加熱プレート221の上部を完全に覆えるようにカバーモジュール222をチャンバハウジング210の下部方向に移動させることができる。また、駆動モジュール223は基板に対する熱処理が終了すると、搬送ユニット240が基板を冷却ユニット230に移送させることができるようにカバーモジュール222をチャンバハウジング210の上部方向に移動させて加熱プレート221の上部を露出させることができる。
【0064】
冷却ユニット230は加熱ユニット220により加熱した基板を冷却させるものである。冷却ユニット230はこのために冷却プレート(Cooling Plate;231)および冷却部材232を含んで構成されることができる。
【0065】
加熱ユニット220を介して基板に高温の熱を加えると、基板が反る現象(Warpage)が発生し得る。冷却ユニット230は加熱ユニット220により加熱された基板を適切な温度まで冷却させることによって、基板を元の状態に復旧させる役割を果たすことができる。
【0066】
冷却部材232は冷却プレート231の内部に形成されるものである。このような冷却部材232は冷却流体が流れる流路の形態で提供されることができる。
【0067】
搬送ユニット240は基板を加熱ユニット220や冷却ユニット230に移動させるものである。搬送ユニット240はこのために端部に搬送プレート241が結合されたハンドを有することができ、ガイドレール242に沿って搬送プレート241を加熱ユニット220が位置する方向や冷却ユニット230が位置する方向に移動させることができる。
【0068】
搬送プレート241は円板形態のものであって、基板に対応する直径を有するように形成されることができる。このような搬送プレート241は縁に沿って形成される複数のノッチ243を含み得、その上部面にスリット形状を有する複数のガイド溝244を含むことができる。
【0069】
ガイド溝244は搬送プレート241の端部から搬送プレート241の中心方向に延びて形成されることができる。この時、複数のガイド溝244は同じ方向(第1方向10)に互いに離隔するように形成されることができる。ガイド溝244は搬送プレート241と加熱ユニット220の間に基板の受け渡しが行われる時、搬送プレート241とリフトピン224が互いに干渉されることを防止することができる。
【0070】
基板の加熱は基板が加熱プレート221上に直接置かれた状態で行われ、基板の冷却は基板が置かれた搬送プレート241が冷却プレート231に接触した状態で行われる。冷却プレート231と基板の間に熱伝達がよく行われるように搬送プレート241は熱伝達効率に優れる素材(例えば、金属)で製造されることができる。
【0071】
なお、
図3および
図4には図示していないが、搬送ユニット240は外部に設置されている基板搬送ロボットからチャンバハウジング210の搬入口210aを介して基板の伝達を受けることができる。
【0072】
リフトピン224は自由落下構造を有するものであって、基板を加熱プレート221上で昇降させる役割を果たす。このようなリフトピン224は基板に対するベーク工程が行われる場合、基板を加熱プレート221上に載置させるために搬送ユニット240から基板の伝達を受けた後に加熱プレート221上で下降し得る。また、リフトピン224は基板に対するベーク工程が終了すると、基板を搬送ユニット240に伝達するために加熱プレート221上で上昇し得る。リフトピン224はこのような役割を果たすために加熱プレート221を上下方向(第3方向30)に貫通して形成されることができる。
【0073】
リフトピン224は本体部221aの場合と同様に耐熱性に優れる金属を素材にして製造されるか、耐火性に優れる金属を素材にして製造されることができる。この場合、リフトピン224は本体部221aと同じ金属を素材にして製造されることができるが、互いに異なる金属を素材にして製造されることも可能である。
【0074】
リフトピン224は例えば、LMガイドシステム(Linear Motor Guide System)を用いて作動することができ、LMガイドシステムに連結される複数のシリンダーによって制御されることができる。LMガイドシステムは高温や高い振動にも対応できる利点がある。
【0075】
なお、リフトピン224は加熱プレート221上で基板を昇降させる時に基板を安定的に支持するために複数設置されることができる。リフトピン224は
図3および
図4に示すように例えば3個設置されることができる。
【0076】
次に、基板に対して現像工程を行う基板処理装置150b、すなわち第2基板処理装置150bについて説明する。
図5は半導体基板に対して現像工程を行う基板処理装置の内部構造を概略的に示す断面図である。
【0077】
基板処理装置150bは薬液(Chemical)を用いて基板を処理する装置である。基板処理装置150bは現像工程を行う場合、薬液を用いて基板上でフォトレジストを除去できる。基板処理装置150bは薬液を用いて基板を洗浄処理する洗浄プロセスチャンバ(Cleaning Process Chamber)として設けられることができる。
【0078】
基板処理装置150bは半導体基板に対して塗布工程を行う装置として設けられることも可能である。この場合、基板処理装置150bは薬液を用いて基板上にフォトレジストを形成させることができる。
【0079】
薬液は液体状態の物質(例えば、有機溶剤)であるか、気体状態の物質であり得る。薬液は揮発性が強く、ヒューム(Fume)が多く発生するか粘度が高いため残留性が高い物質を含むことができる。薬液は例えば、IPA(Iso-Propyl Alcohol)成分を含む物質、硫酸成分を含む物質(例えば、硫酸成分と過酸化水素成分を含むSPM)、アンモニア水成分を含む物質(例えば、SC-1(H2O2+NH4OH)、フッ酸成分を含む物質(例えば、DHF(Diluted Hydrogen Fluoride))、リン酸成分を含む物質などから選択することができる。以下では基板の処理に用いられるこのような薬液を基板処理液と定義する。
【0080】
基板処理装置150bは、前述したように洗浄工程に適用される場合、スピンヘッド(Spin Head)を用いて基板を回転させ、ノズル(Nozzle)を用いて基板上に薬液を提供できる。基板処理装置150bはこのように液処理チャンバとして設けられる場合、
図5に示すように基板支持ユニット310、処理液回収ユニット320、昇降ユニット330および噴射ユニット340を含んで構成されることができる。
【0081】
基板支持ユニット310は基板Wを支持するモジュールである。基板支持ユニット310は基板Wを処理する際に、第3方向30に対して垂直方向(第1方向10および第2方向20)に基板Wを回転させ得る。基板支持ユニット310は基板W処理時に用いられる基板処理液を回収するために、処理液回収ユニット320の内部に配置されることができる。
【0082】
基板支持ユニット310はスピンヘッド(Spin Head;311)、回転軸312、回転駆動モジュール313、サポートピン(Support Pin;314)およびガイドピン(Guide Pin;315)を含んで構成されることができる。
【0083】
スピンヘッド311は回転軸312の回転方向(第3方向30の垂直方向)に沿って回転するものである。このようなスピンヘッド311は基板Wの形状と同じ形状を有するように提供されることができる。しかし、本実施形態はこれに限定されるものではない。スピンヘッド311は基板Wの形状と互いに異なる形状を有するように提供されることも可能である。
【0084】
回転軸312は回転駆動モジュール313から提供されるエネルギを用いて回転力を発生させるものである。このような回転軸312は回転駆動モジュール313とスピンヘッド311にそれぞれ結合されて回転駆動モジュール313による回転力をスピンヘッド311に伝達できる。スピンヘッド311は回転軸312に沿って回転し、この場合、スピンヘッド311上に載置されている基板Wもスピンヘッド311とともに回転できる。
【0085】
サポートピン314およびガイドピン315はスピンヘッド311上で基板Wを位置固定させるものである。サポートピン314はこのためにスピンヘッド311上で基板Wの底面を支持し、ガイドピン315は基板Wの側面を支持する。サポートピン314およびガイドピン315はスピンヘッド311上にそれぞれ複数設置されることができる。
【0086】
サポートピン314は全体的に環状のリング形状を有するように配置されることができる。サポートピン314はこれにより基板Wがスピンヘッド311の上部から一定の距離離隔できるように基板Wの底面を支持することができる。
【0087】
ガイドピン315はチャッキングピン(Chucking Pin)であって、スピンヘッド311が回転する時に基板Wが元の位置から離脱しないように基板Wを支持することができる。
【0088】
処理液回収ユニット320は基板Wの処理に用いられる基板処理液を回収するものである。処理液回収ユニット320は基板支持ユニット310を囲むように設置され、そのため、基板Wに対する処理工程が行われる空間を提供できる。
【0089】
基板Wが基板支持ユニット310上に載置および固定された後、基板支持ユニット310により回転し始めると、噴射ユニット340が制御装置の制御に応じて基板W上に基板処理液を噴射し得る。すると、基板支持ユニット310の回転力によって発生する遠心力により基板W上に吐出される基板処理液は処理液回収ユニット320が位置する方向に分散し得る。この場合、処理液回収ユニット320は流入口(すなわち、後述する第1回収槽321の第1開口部324、第2回収槽322の第2開口部325、第3回収槽323の第3開口部326など)を介して基板処理液がその内部に流入すると基板処理液を回収することができる。
【0090】
処理液回収ユニット320は複数の回収槽を含んで構成されることができる。処理液回収ユニット320は例えば、3個の回収槽を含んで構成されることができる。処理液回収ユニット320がこのように複数の回収槽を含んで構成される場合、複数の回収槽を用いて基板処理工程に使用される基板処理液を分離して回収でき、これにより、基板処理液のリサイクルが可能になる。
【0091】
処理液回収ユニット320は3個の回収槽を含んで構成される場合、第1回収槽321、第2回収槽322および第3回収槽323を含むことができる。第1回収槽321、第2回収槽322および第3回収槽323は例えば、ボウル(Bowl)として実現されることができる。
【0092】
第1回収槽321、第2回収槽322および第3回収槽323は互いに異なる基板処理液を回収することができる。例えば、第1回収槽321はリンス液(例えば、DI Water(Deionized Water))を回収し、第2回収槽322は第1薬液を回収し、第3回収槽323は第2薬液を回収することができる。
【0093】
第1回収槽321、第2回収槽322および第3回収槽323は、その底面から下方(第3方向30)に延びる回収ライン327,328,329と連結され得る。第1回収槽321、第2回収槽322および第3回収槽323を介して回収される第1処理液、第2処理液および第3処理液は処理液再生システム(図示せず)によりリサイクル可能に処理されることができる。
【0094】
第1回収槽321、第2回収槽322および第3回収槽323は、基板支持ユニット310を囲む環状のリング形状に設けられることができる。第1回収槽321、第2回収槽322および第3回収槽323は第1回収槽321から第3回収槽323に行くほど(すなわち、第2方向20に)その大きさが増加し得る。第1回収槽321と第2回収槽322の間の間隔を第1間隔と定義し、第2回収槽322と第3回収槽323の間の間隔を第2間隔と定義すると、第1間隔は第2間隔と同じであり得る。しかし、本実施形態はこれに限定されるものではない。第1間隔は第2間隔と異なってもよい。すなわち、第1間隔は第2間隔より大きくてもよく、第2間隔より小さくてもよい。
【0095】
昇降ユニット330は処理液回収ユニット320を上下方向(第3方向30)に直線移動させるものである。昇降ユニット330はこれにより基板支持ユニット310(または基板W)に対する処理液回収ユニット320の相対高さを調節する役割を果たすことができる。
【0096】
昇降ユニット330はブラケット331、第1支持軸332および第1駆動モジュール333を含んで構成されることができる。
【0097】
ブラケット331は処理液回収ユニット320の外壁に固定されるものである。ブラケット331は第1駆動モジュール333により上下方向に移動する第1支持軸332と結合し得る。
【0098】
基板支持ユニット310上に基板Wを載置させる場合、基板支持ユニット310は処理液回収ユニット320より上位に位置し得る。同様に、基板支持ユニット310上で基板Wを脱着させる場合にも、基板支持ユニット310は処理液回収ユニット320より上位に位置し得る。前記のような場合、昇降ユニット330は処理液回収ユニット320を下降させる役割を果たすことができる。
【0099】
基板Wに対する処理工程が行われる場合、基板W上に吐出される基板処理液の種類によって該当処理液が第1回収槽321、第2回収槽322および第3回収槽323のいずれか一つの回収槽に回収されることができる。このような場合にも、昇降ユニット330は処理液回収ユニット320を該当位置まで昇降させる役割を果たすことができる。例えば、基板処理液として第1処理液を使用する場合、昇降ユニット330は基板Wが第1回収槽321の第1開口部324に対応する高さに位置するように処理液回収ユニット320を昇降させることができる。
【0100】
なお、本実施形態では昇降ユニット330が基板支持ユニット310を上下方向に直線移動させて基板支持ユニット310(または基板W)に対する処理液回収ユニット320の相対高さを調節することも可能である。
【0101】
しかし、本実施形態はこれに限定されるものではない。昇降ユニット330は基板支持ユニット310および処理液回収ユニット320を同時に上下方向に直線移動させて基板支持ユニット310(または基板W)に対する処理液回収ユニット320の相対高さを調節することも可能である。
【0102】
噴射ユニット340は基板Wの処理時に基板W上に基板処理液を供給するモジュールである。このような噴射ユニット340は基板処理装置150b内に少なくとも一つ設置されることができる。噴射ユニット340が基板処理装置150b内に複数設置される場合、それぞれの噴射ユニット340は互いに異なる基板処理液を基板W上に噴射することができる。
【0103】
噴射ユニット340はノズル構造体341、ノズル支持モジュール342、第2支持軸343および第2駆動モジュール344を含んで構成されることができる。
【0104】
ノズル構造体341はノズル支持モジュール342の端部に設置されるものである。このようなノズル構造体341は第2駆動モジュール344により工程位置または待機位置に移動されることができる。
【0105】
前記で、工程位置は基板Wの上位領域をいい、待機位置は工程位置を除いた残り領域をいう。ノズル構造体341は基板W上に基板処理液を吐出する場合、工程位置に移動され、基板W上に基板処理液を吐出した後、工程位置を外れて待機位置に移動されることができる。
【0106】
ノズル支持モジュール342はノズル構造体341を支持するものである。このようなノズル支持モジュール342はスピンヘッド311の長手方向に対応する方向に延長形成されることができる。すなわち、ノズル支持モジュール342はその長手方向が第2方向20に沿って提供されることができる。
【0107】
ノズル支持モジュール342はその長手方向に対して垂直方向に延長形成される第2支持軸343と結合され得る。第2支持軸343はスピンヘッド311の高さ方向に対応する方向に延長形成されることができる。すなわち、第2支持軸343はその長手方向が第3方向30に沿って提供されることができる。
【0108】
第2駆動モジュール344は第2支持軸343および前記第2支持軸343と連動するノズル支持モジュール342を回転および昇降させるモジュールである。第2駆動モジュール344のこのような機能により、ノズル構造体341は工程位置または待機位置に移動されることができる。
【0109】
図5には図示していないが、基板処理装置150bは基板処理液提供モジュールをさらに含むことができる。基板処理液提供モジュールは基板処理装置150b内に基板処理液を提供する役割を果たす。基板処理液提供モジュールはこのために噴射ユニット340と連結され得、制御装置の制御に応じて作動できる。
【0110】
図6は複数のプロセスチャンバを含む半導体製造設備を構成する制御ユニットを説明するための第1例示図である。以下の説明は
図6を参照する。
【0111】
制御ユニット180は半導体製造設備100を構成するそれぞれのユニットの全体作動を制御する役割を果たす。制御ユニット180は例えば、インデックスモジュール120の基板搬送ロボット120b、バッファモジュール130の基板搬送ロボット130c、トランスファモジュール140の基板搬送ロボット140bなどの基板の搬入および搬出を制御でき、プロセスチャンバ150の基板処理工程を制御できる。また、制御ユニット180は基板処理液提供モジュールの作動を制御でき、プロセスチャンバ150内に設けられるそれぞれのユニットの作動も制御できる。
【0112】
制御ユニット180は半導体製造設備100の制御を実行するマイクロプロセッサ(コンピュータ)からなるプロセスコントローラと、オペレータが半導体製造設備100を管理するためにコマンドの入力操作などを行うキーボードや、半導体製造設備100の稼働状況を可視化して表示するディスプレイなどからなるユーザインタフェースと、半導体製造設備100で実行される処理をプロセスコントローラの制御により実行するための制御プログラムや、各種データおよび処理条件に応じて各構成部に処理を実行させるためのプログラム、すなわち処理レシピが保存された記憶部を備えることができる。また、ユーザインタフェースおよび記憶部はプロセスコントローラに接続されている。処理レシピは記憶部のうち記憶媒体に記憶されており、記憶媒体はハードディスクであり得、CD-ROM、DVDなどの可搬性ディスクや、フラッシュメモリなどの半導体メモリであり得る。
【0113】
前述したが、半導体製造工場内に設置されるそれぞれのユニットの排気圧力は半導体製造工場で提供するメイン排気圧力に応じて設定され得、メイン排気圧力の場合、作業者によって手動で調節することができる。しかし、このような方式は次のような問題点がある。
【0114】
第一に、作業者がメイン圧力の変動を認知して、作業計画をたてて問題を措置するまでは相当な時間を必要とする。したがって、その時間の間排気圧力の変化による工程に否定的な影響を与え得る。
【0115】
第二に、それぞれのユニットに自動で作動するダンパを設置して制御する場合、ユニット間に排気圧力の干渉が発生し、そのため精巧な圧力制御が不可能になる。
【0116】
第三に、メイン排気圧力でメインダンパを制御する場合、それぞれのユニットの工程状態に応じてメイン排気圧力が変動し、これもまた精巧な圧力制御が不可能になる。
【0117】
本発明では制御ユニット180が半導体製造工場内のそれぞれのユニットに連結された個別の排気ダクトから測定された排気量に基づいてメイン排気ダクトに設置されたダンパを制御できる。以下ではこれについて詳しく説明する。
【0118】
制御ユニット180は複数のユニットを制御できる。制御ユニット180は例えば、第1ユニット410aと第2ユニット410bを制御できる。前記で、第1ユニット410aと第2ユニット410bは種類が異なるプロセスチャンバであり得る。第1ユニット410aは第1基板処理装置150aすなわち、基板Wに対して熱処理工程を行うプロセスチャンバ150aであり得る。そして、第2ユニット410bは第2基板処理装置150bすなわち、基板Wに対して塗布工程または現像工程を行うプロセスチャンバ150bであり得る。
【0119】
しかし、これに限定されず、第1ユニット410aと第2ユニット410bは種類が同じプロセスチャンバであってもよい。例えば、半導体製造設備100は2個の第2基板処理装置150bを含み、この場合、第1ユニット410aは2個の第2基板処理装置150bのうちいずれか一つの第2基板処理装置150bであり、第2ユニット410bは2個の第2基板処理装置150bのうち他の一つの第2基板処理装置150bであることも可能である。
【0120】
または、第1ユニット410aと第2ユニット410bはプロセスチャンバ内の互いに異なるモジュールであることも可能である。例えば、プロセスチャンバが第1基板処理装置150aの場合、第1ユニット410aは加熱ユニット220であり得る。そして、第2ユニット410bは冷却ユニットであり得る。
【0121】
複数のユニットは複数の排気管に個別に連結され得る。すなわち、複数のユニットは複数の排気管と一対一対応(One to one Correspondence)して連結されることができる。具体的には、第1ユニット410aは第1補助排気管420aと連結され、第2ユニット410bは第2補助排気管420bと連結され得る。
【0122】
制御ユニット180はそれぞれの排気管に設置されるセンサを制御できる。制御ユニット180は第1補助排気管420aに設置される第1センサ430aを制御できる。そして、制御ユニット180は第2補助排気管420bに設置される第2センサ430bを制御できる。第1センサ430aと第2センサ430bは同じ機能をするセンサであり得る。第1センサ430aと第2センサ430bは排気圧力を測定するセンサであり得る。
【0123】
制御ユニット180はそれぞれの排気管に設置される弁を制御できる。制御ユニット180は第1補助排気管420aに設置される第1開閉弁440aを制御できる。そして、制御ユニット180は第2補助排気管420bに設置される第2開閉弁440bを制御できる。第1開閉弁440aと第2開閉弁440bは同じ機能をする弁であり得る。第1開閉弁440aと第2開閉弁440bはそれぞれの排気管420a,420bを開閉させる開閉弁であり得る。
【0124】
それぞれのユニットに連結される排気管は外部排気のためにメイン排気管450と連結され得る。メイン排気管450にはダンパ(Damper;460)が設置されることができる。ダンパ460はメイン排気管450内で流れる流体の流量を制御する役割を果たすことができる。制御ユニット180はメイン排気管450に設置されるダンパ460を制御できる。
【0125】
前述したが、制御ユニット180は第1ユニット410aと第2ユニット410bを制御できる。制御ユニット180は第1ユニット410aと第2ユニット410bを制御して第1ユニット410aと第2ユニット410bからユニット工程状態に係る情報の入力を受け得る。
【0126】
また、制御ユニット180は第1センサ430aと第2センサ430bを制御できる。第1センサ430aと第2センサ430bは第1補助排気管420aと第2補助排気管420bを流れる流体の圧力を測定できる。制御ユニット180は第1センサ430aと第2センサ430bを制御して第1センサ430aと第2センサ430bから第1補助排気管420aと第2補助排気管420bを流れる流体の圧力に係る情報の入力を受け得る。
【0127】
また、制御ユニット180は第1開閉弁440a、第2開閉弁440b、メイン弁460などを制御できる。第1開閉弁440a、第2開閉弁440b、メイン弁460などは第1補助排気管420a、第2補助排気管420b、メイン排気管450などで流体の流れを制御するために第1補助排気管420a、第2補助排気管420b、メイン排気管450などを開閉させることができる。制御ユニット180は第1開閉弁440a、第2開閉弁440b、メイン弁460などを制御して第1開閉弁440a、第2開閉弁440b、メイン弁460などから弁状態に係る情報の入力を受け得る。
【0128】
前述したが、補助排気管にはセンサと弁がそれぞれ設置されることができる。すなわち、第1補助排気管420a上には第1センサ430aと第1開閉弁440aが設置され、第2補助排気管420b上には第2センサ430bと第2開閉弁440bが設置されることができる。
【0129】
前記の場合、第1センサ430aは第1開閉弁440aよりも第1ユニット410aに相対的により近く配置され、第1開閉弁440aは第1センサ430aよりもメイン排気管450に相対的により近く配置されることができる。同様に、第2センサ430bは第2開閉弁440bよりも第2ユニット410bに相対的により近く配置され、第2開閉弁440bは第2センサ430bよりもメイン排気管450に相対的により近く配置されることができる。
【0130】
しかし、これに限定されず、
図7の例示のように第1センサ430aは第1開閉弁440aよりもメイン排気管450に相対的により近く配置され、第1開閉弁440aは第1センサ430aよりも第1ユニット410aに相対的により近く配置されることも可能である。同様にこの場合には、第2センサ430bは第2開閉弁440bよりもメイン排気管450に相対的により近く配置され、第2開閉弁440bは第2センサ430bよりも第2ユニット410bに相対的により近く配置されることができる。この場合には、第1センサ430aおよび第2センサ430bのうちいずれか一つのセンサ430a,430bとダンパ460の間に少なくとも一つのその他の開閉弁440dが設置されることができる。
図7は複数のプロセスチャンバを含む半導体製造設備を構成する制御ユニットを説明するための第2例示図である。
【0131】
制御ユニット180はそれぞれのユニットに連結された個別の排気ダクトから測定された排気量に基づいてメイン排気ダクトに設置されるダンパ460を制御できる。すなわち、制御ユニット180は、
図8の例示のように第1補助排気管420aおよび第2補助排気管420bに設置される第1センサ430aおよび第2センサ430bの測定結果に基づいてダンパ460を制御し、これによりメイン排気管450内で流れる流体の流量を制御できる。
図8は半導体製造設備を構成する制御ユニットの役割を説明するための第1例示図である。
【0132】
制御ユニット180は第1センサ430aおよび第2センサ430bの測定結果に基づいてダンパ460を制御する場合、第1開閉弁440aおよび第2開閉弁440bに係る情報を活用できる。
【0133】
例えば、
図9および
図10の例示のように、第1センサ430aおよび第2センサ430bから第1補助排気管420aにおける排気圧力情報と第2補助排気管420bにおける排気圧力情報が入力され、第1補助排気管420aおよび第2補助排気管420bでの流体移動が円滑なように第1開閉弁440aおよび第2開閉弁440bの両方が開放されていることが確認されると、制御ユニット180は第1センサ430aおよび第2センサ430bの測定結果すなわち、第1補助排気管420aにおける排気圧力情報および第2補助排気管420bにおける排気圧力情報に基づいてダンパ460を制御できる。
【0134】
または、
図9および
図11の例示のように、第1センサ430aおよび第2センサ430bから第1補助排気管420aにおける排気圧力情報と第2補助排気管420bにおける排気圧力情報が入力され、第1開閉弁440aおよび第2開閉弁440bが両方閉鎖されていることが確認されると、制御ユニット180は第1センサ430aおよび第2センサ430bの測定結果すなわち、第1補助排気管420aにおける排気圧力情報および第2補助排気管420bにおける排気圧力情報に基づいてダンパ460を制御できる。
【0135】
または、
図9および
図12の例示のように、第1センサ430aおよび第2センサ430bから第1補助排気管420aにおける排気圧力情報および第2補助排気管420bにおける排気圧力情報が入力され、第1開閉弁440aが開放されていることが確認されたが、第2開閉弁440bが閉鎖されていることが確認されると、制御ユニット180はダンパ460を制御しなくてもよい。
【0136】
または、
図9および
図13の例示のように、第1センサ430aおよび第2センサ430bから第1補助排気管420aにおける排気圧力情報および第2補助排気管420bにおける排気圧力情報が入力され、第2開閉弁440bが開放されていることが確認されたが、第1開閉弁440aが閉鎖されていることが確認されると、制御ユニット180はダンパ460を制御しなくてもよい。
【0137】
以上の内容をまとめると、第1補助排気管420aおよび第2補助排気管420bに設置される第1センサ430aおよび第2センサ430bの測定結果に基づいてダンパ460を制御する場合、制御ユニット180は
図10および
図11の例示のように第1開閉弁440aおよび第2開閉弁440bが同じ状態であることが確認されると、第1センサ430aおよび第2センサ430bの測定結果に基づいてダンパ460を制御できる。または、制御ユニット180は
図12および
図13の例示のように、第1開閉弁440aおよび第2開閉弁440bが互いに異なる状態であることが確認されると、第1センサ430aおよび第2センサ430bの測定結果に基づいてダンパ460を制御しなくてもよい。
【0138】
図9は半導体製造設備を構成する制御ユニットの役割を説明するための第2例示図である。そして、
図10は半導体製造設備を構成する制御ユニットの役割を説明するための第3例示図である。そして、
図11は半導体製造設備を構成する制御ユニットの役割を説明するための第4例示図である。そして、
図12は半導体製造設備を構成する制御ユニットの役割を説明するための第5例示図である。そして、
図13は半導体製造設備を構成する制御ユニットの役割を説明するための第6例示図である。
【0139】
制御ユニット180はそれぞれのユニットに連結された個別の排気ダクトから測定された排気量に基づいてメイン排気ダクトに設置されるダンパ460を制御する場合、ユニット間に排気が互いに干渉することを防止するためにそれぞれのユニットで工程段階が同じか否かによってダンパ460を選択的に制御できる。制御ユニット180はそれぞれのユニットが同じ種類の基板処理装置である場合、それぞれのユニットでの工程段階が同じか否かによってダンパ460を選択的に制御できる。
【0140】
すなわち、第1補助排気管420aおよび第2補助排気管420bに設置される第1センサ430aおよび第2センサ430bの測定結果に基づいてダンパ460を制御する場合、制御ユニット180は第1ユニット410aおよび第2ユニット410bで同じ工程段階が行われていることが確認されると、第1センサ430aおよび第2センサ430bの測定結果に基づいてダンパ460を制御できる。または、制御ユニット180は第1ユニット410aおよび第2ユニット410bで互いに異なる工程段階が行われていることが確認されると、第1センサ430aおよび第2センサ430bの測定結果に基づいてダンパ460を制御しなくてもよい。
【0141】
前記における工程段階はそれぞれの工程の細部段階を意味する。塗布工程を例に挙げると、基板支持ユニット310上に基板Wを載置させる段階、噴射ユニット340を用いて基板W上に処理液を提供する段階、スピンヘッド311を用いて基板Wを回転させる段階、噴射ユニット340により提供される処理液の種類によって基板支持ユニット310を昇降させる段階、処理液回収ユニット320を介して処理液を回収する段階などが塗布工程の細部段階を構成することができる。工程の細部段階では排気ダクトを介して排出する排気ガスの量も変わるので、本実施形態ではこのような点に着目して工程段階の同一性の有無によってダンパ460を選択的に制御できる。
【0142】
なお、工程の細部段階が異なっても排気ガスの量が実質的に同じであれば、本実施形態ではこれを工程段階が同じである場合と見て、それによるダンパ460の選択的制御を行うことも可能である。
【0143】
制御ユニット180は、以上で説明した通りダンパ460を自動で制御できる。具体的には、制御ユニット180は複数の排気圧力センサすなわち、第1センサ430aおよび第2センサ430bを用いてダンパ460を制御できる。また、制御ユニット180はユニットの状態に応じてダンパ460の制御を選択的に行うことができる。制御ユニット180はこのようなものなどによりそれぞれの排気管すなわち、第1補助排気管420a、第2補助排気管420b、メイン排気管450などで常時一定の排気圧力を維持することができる。
【0144】
制御ユニット180は複数の排気圧力センサから複数のユニットの排気圧力の入力を受けてダンパ460を制御でき、メイン排気圧力を自動で制御できる。これによれば、制御ユニット180は工程を行うユニットそれぞれに対して圧力を一定の割合で制御することが可能になる。
【0145】
また、制御ユニット180は複数のユニットの状態情報の入力を受けてダンパ460の制御に活用する。すなわち、制御ユニット180はユニットの状態に応じてダンパ460の制御を行う時期を決めることができる。制御ユニット180は
図9ないし
図13の例示を参照して説明した通り、ユニットが同じ工程条件にある場合のみ制御できる。
【0146】
以上の説明では制御ユニット180が第1ユニット410aと第2ユニット410bなど2個のユニット410a,410bを制御する場合について説明した。前述したが、制御ユニット180は複数のユニットを制御でき、そのため3個以上のユニットを制御することも可能である。以下では例示的に制御ユニット180が第1ユニット410a、第2ユニット410b、第3ユニット410cなど3個のユニット410a,410b,410cを制御する場合について説明する。
【0147】
以下では制御ユニット180が2個のユニット410a,410bを制御する場合と比較して差異点のみを説明する。
図14は複数のプロセスチャンバを含む半導体製造設備を構成する制御ユニットを説明するための第3例示図である。以下の説明は
図14を参照する。
【0148】
第1ユニット410a、第2ユニット410bおよび第3ユニット410cは種類が異なるプロセスチャンバであり得る。しかし、これに限定されず、第1ユニット410a、第2ユニット410bおよび第3ユニット410cは種類が同じプロセスチャンバであることも可能である。または、第1ユニット410a、第2ユニット410bおよび第3ユニット410cはプロセスチャンバ内の互いに異なるモジュールであることも可能である。
【0149】
または、第1ユニット410a、第2ユニット410bおよび第3ユニット410cのうちいくつかのユニットは種類が同じプロセスチャンバであり、他のいくつかのユニットは種類が異なるプロセスチャンバであることも可能である。例えば、第1ユニット410aは第1基板処理装置150aであり、第2ユニット410bは2個の第2基板処理装置150bのうちいずれか一つの第2基板処理装置150bであり、第3ユニット410cは2個の第2基板処理装置150bのうち他の一つの第2基板処理装置150bであり得る。
【0150】
制御ユニット180が第1ユニット410a、第2ユニット410b、第3ユニット410cなど3個のユニット410a,410b,410cを制御する場合、3個のユニット410a,410b,410cはそれぞれの排気管に個別に連結され得る。第1ユニット410aは第1補助排気管420aと連結され、第2ユニット410bは第2補助排気管420bと連結され、第3ユニット410cは第3補助排気管420cと連結され得る。
【0151】
制御ユニット180はそれぞれの排気管に設置されるセンサを制御できる。制御ユニット180は第1補助排気管420aに設置される第1センサ430aを制御でき、第2補助排気管420bに設置される第2センサ430bを制御できる。そして、制御ユニット180は第3補助排気管420cに設置される第3センサ430cを制御できる。第1センサ430a、第2センサ430bおよび第3センサ430cは同じ機能をするセンサであり得る。第1センサ430a、第2センサ430bおよび第3センサ430cは排気圧力を測定するセンサであり得る。
【0152】
制御ユニット180はそれぞれの排気管に設置される弁を制御できる。制御ユニット180は第1補助排気管420aに設置される第1開閉弁440aを制御でき、第2補助排気管420bに設置される第2開閉弁440bを制御できる。そして、制御ユニット180は第3補助排気管420cに設置される第3開閉弁440cを制御できる。第1開閉弁440a、第2開閉弁440bおよび第3開閉弁440cは同じ機能をする弁であり得る。第1開閉弁440a、第2開閉弁440bおよび第3開閉弁440cはそれぞれの排気管420a,420b,420cを開閉させる開閉弁であり得る。
【0153】
前述したが、制御ユニット180は第1ユニット410aと第2ユニット410bからユニット工程状態に係る情報の入力を受けるなど第1ユニット410aと第2ユニット410bを制御できる。同様に、制御ユニット180は第3ユニット410cを制御でき、第3ユニット410cからユニット工程状態に係る情報の入力を受け得る。
【0154】
また、制御ユニット180は第1センサ430aと第2センサ430bから第1補助排気管420aと第2補助排気管420bを流れる流体の圧力に係る情報の入力を受けるなど第1センサ430aと第2センサ430bを制御できる。同様に、制御ユニット180は第3センサ430cを制御でき、第3センサ430cから第3補助排気管420cを流れる流体の圧力に係る情報の入力を受け得る。
【0155】
また、制御ユニット180は第1開閉弁440a、第2開閉弁440b、メイン弁460などから弁状態に係る情報の入力を受けるなど第1開閉弁440a、第2開閉弁440b、メイン弁460などを制御できる。同様に、制御ユニット180は第3開閉弁440cを制御でき、第3開閉弁440cから弁状態に係る情報の入力を受け得る。
【0156】
制御ユニット180が第1ユニット410a、第2ユニット410b、第3ユニット410cなど3個のユニット410a,410b,410cを制御する場合、第1補助排気管420aに設置される第1センサ430aの測定結果、第2補助排気管420bに設置される第2センサ430bの測定結果および第3補助排気管420cに設置される第3センサ430cの測定結果に基づいてダンパ460を制御し、これによりメイン排気管450内で流れる流体の流量を制御できる。
【0157】
制御ユニット180は第1補助排気管420a、第2補助排気管420bおよび第3補助排気管420cそれぞれに設置される第1センサ430a、第2センサ430bおよび第3センサ430cの測定結果に基づいてダンパ460を制御する場合、第1開閉弁440a、第2開閉弁440bおよび第3開閉弁440cに係る情報を活用することができる。
【0158】
前記の場合、制御ユニット180は開閉の有無について第1開閉弁440a、第2開閉弁440bおよび第3開閉弁440cがいずれも同じ状態であることが確認されると、第1センサ430a、第2センサ430bおよび第3センサ430cの測定結果に基づいてダンパ460を制御できる。
【0159】
例えば、
図15および
図16の例示のように、第1センサ430a、第2センサ430bおよび第3センサ430cから第1補助排気管420aにおける排気圧力情報、第2補助排気管420bにおける排気圧力情報および第3補助排気管420cにおける排気圧力情報が入力され、第1開閉弁440a、第2開閉弁440bおよび第3開閉弁440cがいずれも開放されていることが確認されると、制御ユニット180は第1センサ430a、第2センサ430bおよび第3センサ430cそれぞれの測定結果すなわち、第1補助排気管420a、第2補助排気管420bおよび第3補助排気管420cそれぞれにおける排気圧力情報に基づいてダンパ460を制御できる。
【0160】
制御ユニット180は開閉の有無と関連して第1開閉弁440a、第2開閉弁440bおよび第3開閉弁440cのうちいずれか一つの開閉弁が他の開閉弁と互いに異なる状態であることが確認されると、第1センサ430a、第2センサ430bおよび第3センサ430cの測定結果に基づいてダンパ460を制御しなくてもよい。
【0161】
例えば、
図15および
図17の例示のように、第1センサ430a、第2センサ430bおよび第3センサ430cから第1補助排気管420aにおける排気圧力情報、第2補助排気管420bにおける排気圧力情報および第3補助排気管420cにおける排気圧力情報が入力され、第1開閉弁440aおよび第2開閉弁440bは開放されていることが確認されたが、第3開閉弁440cは閉鎖されていることが確認されると、制御ユニット180は第1センサ430a、第2センサ430bおよび第3センサ430cそれぞれの測定結果すなわち、第1補助排気管420a、第2補助排気管420bおよび第3補助排気管420cそれぞれにおける排気圧力情報に基づいてダンパ460を制御しなくてもよい。
【0162】
図15は半導体製造設備を構成する制御ユニットの役割を説明するための第7例示図である。そして、
図16は半導体製造設備を構成する制御ユニットの役割を説明するための第8例示図である。そして、
図17は半導体製造設備を構成する制御ユニットの役割を説明するための第9例示図である。
【0163】
制御ユニット180は第1補助排気管420a、第2補助排気管420bおよび第3補助排気管420cそれぞれに設置される第1センサ430a、第2センサ430bおよび第3センサ430cの測定結果に基づいてダンパ460を制御する場合、第1ユニット410a、第2ユニット410bおよび第3ユニット410cがいずれも同じ工程段階が行われていることが確認されると、第1センサ430a、第2センサ430bおよび第3センサ430cの測定結果に基づいてダンパ460を制御できる。
【0164】
それに対して、制御ユニット180は第1ユニット410a、第2ユニット410bおよび第3ユニット410cのうちいずれか一つのユニットで互いに異なる工程段階が行われていることが確認されると、第1センサ430a、第2センサ430bおよび第3センサ430cの測定結果に基づいてダンパ460を制御しなくてもよい。
【0165】
または、制御ユニット180は第1ユニット410a、第2ユニット410bおよび第3ユニット410cがいずれも互いに異なる工程段階が行われていることが確認されると、第1センサ430a、第2センサ430bおよび第3センサ430cの測定結果に基づいてダンパ460を制御しなくてもよい。
【0166】
本発明の半導体製造設備100は制御ユニット180の以上で説明した機能により次のような効果を得ることができる。
【0167】
第一に、自動制御により排気圧力を常時一定に維持することができる。
【0168】
第二に、複数のユニットの排気圧力を用いてメインダンパを制御すると、それぞれのユニットの非定常排気圧力の供給を防止することができる。
【0169】
第三に、ユニット間の工程段階が異なることにより排気圧力の変化が発生しても、その場合の非定常の圧力制御を防止することができる。
【0170】
第四に、従来よりも一定の排気圧力を維持することによって、安定した工程運営が可能である。
【0171】
以上、添付する図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で製造することができ、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は、本発明の技術的思想や必須の特徴を変更せず、他の具体的な形態で実施できることを理解することができる。したがって、上記一実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的なものではないと理解しなければならない。
【符号の説明】
【0172】
100 半導体製造設備
110 ロードポートユニット
120 インデックスモジュール
130 バッファモジュール
140 トランスファモジュール
150 プロセスチャンバ
150a 第1基板処理装置
150b 第2基板処理装置
160 インタフェースモジュール
170 コンテナ
210 チャンバハウジング
220 加熱ユニット
230 冷却ユニット
240 搬送ユニット
250a 加熱領域
250b 冷却領域
250c バッファ領域
310 基板支持ユニット
320 処理液回収ユニット
330 昇降ユニット
340 噴射ユニット
180 制御ユニット
410a 第1ユニット
410b 第2ユニット
410c 第3ユニット
420a 第1補助排気管
420b 第2補助排気管
420c 第3補助排気管
430a 第1センサ
430b 第2センサ
430c 第3センサ
440a 第1開閉弁
440b 第2開閉弁
440c 第3開閉弁
440d その他の開閉弁
450 メイン排気管
460 ダンパ