KR100336043B1 - Method of multi processing to bake plates in a spinner machine - Google Patents
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Abstract
본 발명의 스피너 장비 베이크 모듈 운영 방법은, 주조절기에 각 베이크 모듈에 대해 복수의 온도값 및 오프셋 값의 등록장소를 마련하고, 상기 등록장소에 상기 각 베이크 모듈에 대한 복수의 목표 온도값을 입력하고, 상기 목표 온도값 각각에 대해 일괄적으로 실제온도와의 차이인 오프셋 값을 측정하여 상기 목표 온도값과 연관하여 입력함으로써 데이터 베이스화 하고, 실제 공정을 진행할 때 상기 각 베이크 모듈에 대해 상기 데이터 베이스에서 특정 온도값을 선택함으로써 온도값과 해당 오프셋 값을 지정하여 운영하는 것을 특징으로 한다.In the method of operating the spinner equipment bake module of the present invention, a plurality of temperature values and offset values are registered in the main controller for each bake module, and a plurality of target temperature values for the respective bake modules are input to the registration place. And measure an offset value, which is a difference from the actual temperature, for each of the target temperature values and input the data in association with the target temperature value, and the database for each bake module when the actual process is performed. By selecting a specific temperature value in the characterized in that the operating temperature and the specified offset value.
본 발명에 따르면, 실 공정 온도값을 변경시키는 경우에도 온도값 입력에 따르는 불편함과 입력 오류를 줄일 수 있고, 오프셋 값을 새로 측정하는 번거로움을 줄여서 장비를 보다 효율적으로 사용할 수 있게 된다.According to the present invention, even when the actual process temperature value is changed, inconvenience and input error due to the input of the temperature value can be reduced, and the trouble of newly measuring the offset value can be reduced, so that the equipment can be used more efficiently.
Description
본 발명은 스피너 장비의 베이크 플레이트 다중 운영 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체장치 제조용 스피너 장비에서 개별 베이크 플레이트의 온도를 복수로 조절하면서 운영할 수 있는 다중 운영 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for multiple operation of the bake plate of the spinner equipment, and more particularly to a multiple operation method that can be operated while controlling the temperature of the individual bake plate in a plurality of spinner equipment for semiconductor device manufacturing.
반도체장치는 좁은 반도체 기판위에 다수의 반도체, 도체 및 부도체의 막을 형성하고 가공하여 전자 및 전기 소자를 고도의 집적된 형태로 형성하고 이들을 배선을 통해 연결하여 이루어지는 정밀한 장치이다. 따라서 고도의 엄격성과 정밀성을 갖춘 제조 공정을 거쳐서 이루어지게 된다.A semiconductor device is a precision device formed by forming and processing a film of a plurality of semiconductors, conductors and non-conductors on a narrow semiconductor substrate to form electronic and electrical elements in a highly integrated form and connecting them through wiring. Therefore, it is made through a manufacturing process with a high degree of rigor and precision.
이러한 반도체장치 제조공정은 수동으로 이루어지는 경우보다는 정밀한 기계적 동작과 조건 제어가 이루어지고 그 가운데 엄밀한 물리적, 화학적인 작용이 이루어지는 정밀 설비에서 실시되는 경우가 많다. 그리고, 종래에는 처리가 가능하였고 공정의 질에도 이상이 없었던 것이 디자인 룰이 엄격해지면서 같은 설비로 처리가 안되거나 불량이 발생하는 경우가 많이 생기게 되어 설비가 보다 고도로 정밀하고 정확하게 구성되고 운영될 것이 요청되고 있다.Such a semiconductor device manufacturing process is often performed in a precision facility in which precise mechanical operation and condition control are performed, among which a strict physical and chemical action is performed, rather than a manual process. In addition, it was possible to process in the past and there was no abnormality in the quality of the process. As the design rules become stricter, the same equipment may not be processed or defects may be generated. Therefore, the equipment may be configured and operated more precisely and accurately. It is requested.
한편, 반도체장치의 고집적화에 따른 공정 설비의 고도화, 정밀화와 별도로 공정을 수행하는 장비에 공정 조건에 대한 탄력적 적응력을 요하는 경우도 늘어나고 있다. 이런 적응력이 요구되는 이유는 몇 가지로 나눌 수 있으나 우선, 일률화된 대량 생산 라인과 별도로 파이롯트 라인이나 기타 실험 라인을 운영할 경우에는공정 조건을 변화시키면서 라인을 가동할 필요가 많다는 점을 들 수 있다. 다음으로, 소량 주문형 장치 등의 생산 라인과 같은 생산 라인에서는 몇 가지 종류의 다소 성격이나 단계가 다른 작업을 하나의 설비에서 실시하도록 설비를 운영하는 것이 경제적으로 필요할 수 있다는 점, 전 단계 공정 작업 가운데 규정 범위를 벗어나지는 않지만 일정 편향값을 가지게 되는 작업이 있었던 경우에 이를 보상할 수 있도록 작업을 실시하여 공정의 전체적인 조화를 이루면서 불량을 줄이고 양질의 제품을 생산하려는 융통성 있는 공정 진행의 요구가 있다는 점 등을 생각할 수 있다.On the other hand, in addition to the advancement and refinement of the process equipment due to the high integration of semiconductor devices, the equipment that performs the process separately requires a flexible adaptation to the process conditions. There are several reasons for this adaptability, but first of all, if you operate a pilot line or other test line apart from a uniform mass production line, you will need to run the line with varying process conditions. have. Next, in a production line, such as a production line, such as a small-to-demand unit, it may be economically necessary to operate a plant to perform several kinds of somewhat different or different tasks in one plant. There is a demand for a flexible process to reduce the defects and to produce high-quality products by performing the work to compensate for the work that has a certain deflection value although it does not deviate from the prescribed range. And so on.
그리고, 이런 요구들에 맞추기 위해서는 장비가 운영될 수 있는 공정 조건의 범위나 용량이 상대적으로 크게 설계되는 것이 필요하며, 동시에, 공정 조건이 변화할 때 장비를 조건에 맞도록 쉽게 전환할 수 있는 운영 체계를 갖추는 것이 바람직하다.In order to meet these demands, it is necessary to design relatively large ranges or capacities of process conditions under which the equipment can be operated, and at the same time, to easily switch the equipment to meet the conditions when the process conditions change. It is desirable to have a system.
도1은 반도체장치 제조상 포토리소그래피 공정을 위한 스피너 장비의 한 예에 대한 구성도이다. 외부에서 캐리어가 설비의 인덱서(indexer:11)에 반입되면 인덱서쪽의 이송 로봇(1)에서 시작하여 인근의 이송 로봇을 통해 설비내의 각 모듈로 가서 단위 공정을 진행하도록 되어 있다. 이송 로봇(1,2,3,4)은 4개가 있고 각 이송 로봇이 담당하는 모듈이 주변에 위치한다. 제 1 이송 로봇은 현상 모듈(12)과 하드 베이크 모듈(13)을 담당하며, 제 2 이송 로봇은 포토레지스트 도포가 잘 되도록 하는 HMDS(hexamethyldisilizane) 처리를 맡은 베큠 프라이머(vacuum primer) 모듈(15)과 코팅 모듈(14)을 맡고 있다. 그리고 제 3 이송 로봇은 노광후베이크(post exposure bake:PEB)를 담당하는 노광후 베이크 모듈(17), 소프트 베이크를 담당하는 소프트 베이크(S/B) 모듈(16), 코팅 모듈 2개를 담당하며, 제 4 이송 로봇은 웨이퍼 에지(edge)부의 포토레지스트를 제거하는 에지 제거 모듈(18) 2개를 맡고 있다. 그리고 각 로봇은 각자의 영역이 중첩되는 위치에 있는 저장(storage)와 냉각(cooling)을 겸하는 냉각 플레이트 모듈(19)을 담당하고 있다. 그리고 각 모듈은 하나 혹은 복수개의 웨이퍼 슬롯을 가지고 운영되고 있다.1 is a configuration diagram of an example of a spinner apparatus for a photolithography process in manufacturing a semiconductor device. When the carrier is brought into the indexer 11 of the facility from the outside, it starts from the transfer robot 1 on the indexer side and goes to each module in the facility through a transfer robot nearby to proceed with the unit process. There are four transfer robots 1, 2, 3, and 4, and the modules in charge of each transfer robot are located in the vicinity. The first transfer robot is in charge of the developing module 12 and the hard bake module 13, and the second transfer robot is a vacuum primer module 15 in charge of hexamethyldisilizane (HMDS) processing to ensure good photoresist application. And coating module (14). The third transfer robot is in charge of the post-exposure bake module 17 for post exposure bake (PEB), the soft bake (S / B) module 16 for soft bake, and two coating modules. The fourth transfer robot is in charge of two edge removal modules 18 for removing the photoresist of the wafer edge portion. Each robot is in charge of a cooling plate module 19 which serves as both storage and cooling at the position where their respective regions overlap. Each module operates with one or more wafer slots.
이런 스피너 장비에서 중요 공정 순서를 살펴보면, 투입된 웨이퍼 표면에 포토레지스트의 부착을 돕는 HMDS 처리가 이루어지고, 스핀 코터에서 포토레지스트 코팅이 이루어진다. 다음 단계에서 웨이퍼의 HMDS와 포토레지스트의 시너를 제거하여 노광이 효과적으로 이루어지게 하는 소프트 베이크 공정이 진행된다. 다음에는 노광 스태퍼로 인계되어 노광이 이루어지고 노광된 웨이퍼를 돌려받아 노광후 베이크가 이루어진다. 그리고 현상이 이루어지면서 폴리머화가 진행되지 않은 포토레지스트를 용식시키고 포토레지스트 패턴을 남긴 다음 하드 베이크를 통해 용제성분을 제거한다.In this spinner device, the important process sequence is HMDS treatment to help the photoresist adhere to the wafer surface, and the photoresist coating is performed on the spin coater. In the next step, a soft bake process is performed to remove the thinner of the HMDS and the photoresist of the wafer so that the exposure is effectively performed. Next, the light is taken over by an exposure stepper to perform exposure, and the exposed wafer is returned and a post-exposure bake is performed. As the development occurs, the photoresist that is not polymerized is dissolved, the photoresist pattern is left, and the solvent component is removed through hard baking.
이상의 공정을 살펴보면 소프트 베이크, 노광후 베이크, 하드 베이크 등 공정 웨이퍼를 가열하는 단계가 다수임을 알 수 있다. 이들 베이크 단계는 베이크 모듈에서 이루어지는데 각 베이크 모듈은 운영 온도가 다소간 차이가 있다. 각 베이크 모듈의 운영온도는 공정 라인의 조건 부여 단계의 초기에 결정되어 주조절기(main controller)에 그 값이 입력된 상태로 운영되며 필요한 시점에서 주조절기에서 분화된 온도 조절기로 가열신호를 주면 온도 조절기는 해당 베이크 모듈의 히터에 일정량의 전류를 흘리는 방법으로 온도를 일정하게 유지하게 된다.Looking at the above process it can be seen that there are a number of steps for heating the process wafer, such as soft bake, post-exposure bake, hard bake. These bake stages take place in the bake modules, with each baking module being somewhat different in operating temperature. The operating temperature of each bake module is determined at the beginning of the process line conditioning phase and operated with the value entered in the main controller. When necessary, the heating signal is supplied to the differentiated temperature controller from the main controller. The controller maintains a constant temperature by flowing a certain amount of current to the heater of the baking module.
한편, 각 베이크 모듈에서는 주조절기에 입력된 온도에 해당하는 일정량의 전류가 히터에 흐르게 되는데, 각 모듈마다 설비와 별개인 하나의 측정기로 측정한 실제 온도가 지정된 온도와 편차가 발생할 수 있다. 이 경우에는 비록 0.1℃ 정도의 작은 온도 차이도 공정 결과에서 패턴 폭의 큰 차이를 나타낼 수 있으므로 하나의 측정기로 각 모듈의 지정온도에서의 편차를 측정하여 편차인 오프셋(off set) 값을 주조절기에 입력하여 온도를 보정하는 오프셋 보정방식을 사용하고 있다.On the other hand, in each bake module, a certain amount of current corresponding to the temperature input to the main controller flows to the heater. For each module, the actual temperature measured by one measuring device separate from the facility may be different from the designated temperature. In this case, even a small temperature difference of about 0.1 ° C may show a large difference in the pattern width in the process result. Therefore, a single measuring unit measures the deviation at the specified temperature of each module to determine the offset value, which is the deviation. It uses offset correction method to input temperature and correct temperature.
그런데, 이런 구성의 스피너 장비에서 각 베이크 모듈을 여러 가지 온도값으로 수시로 바꾸면서 운영할 필요가 있을 때에는 기존의 설비에서는 주조절기에 각 베이크 모듈에 대한 온도 입력 장소가 하나만 준비되어 온도값을 변경할 때마다 주조절기에 온도값을 새로 지정해야 하였다. 그리고, 그 과정에서 입력 실수로 인한 공정의 실패도 많이 발생한다. 또한, 각 모듈에서 공정을 위해 입력된 온도값과 별도의 측정기가 측정하는 실제 온도값의 차이인 오프셋 값은 모든 온도에서 동일한 것이 아니므로 각 모듈의 지정 온도값을 변경할 때마다 측정기로 오프셋 값을 측정하여 주조절기에 입력시켜야 하는 번거로움이 있었다. 도2는 이러한 운영방법에 사용되는 주조절기의 소프트 웨어에 의한 디스플레이장치의 화면 표시의 일 예를 나타내고 있다. 각 베이크 모듈에서의 목표 온도값과 오프셋 값이 하나씩만 입력될 수 있게 되어있고 교체가 필요한 경우 해당 위치의 값을 수정하여 저장하도록 되어 있다.However, when it is necessary to operate each bake module with various temperature values in such a configuration of the spinner equipment, the existing equipment has only one temperature input location for each bake module in the main controller. A new temperature value had to be assigned to the main controller. In addition, a lot of process failures occur due to an input mistake in the process. In addition, the offset value, which is the difference between the temperature value input for the process in each module and the actual temperature value measured by a separate meter, is not the same at all temperatures. There was the hassle of measuring and entering the main controller. Figure 2 shows an example of the screen display of the display device by the software of the main controller used in such an operation method. Only one target temperature and offset can be entered in each bake module, and if it needs to be replaced, the value of the location is modified and stored.
본 발명에서는 스피너 장비에서 각 베이크 모듈의 온도를 바꾸면서 운영할 때마다 새로운 온도값을 입력하는 불편함이 없고, 잘못된 지정 온도값을 입력하여 공정상 실패를 초래할 가능성을 줄이며, 온도 변경시마다 해당 온도에서 각 베이크 모듈의 오프셋 값을 측정하여 주조절기에 보정값으로 입력하는 번거로움을 없앨 수 있는 새로운 스피너 장비 베이크 모듈 운영 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In the present invention, there is no inconvenience in inputting a new temperature value every time the operation of the baking module in the spinner equipment while changing the temperature, reducing the possibility of causing a process failure by inputting an incorrectly specified temperature value, at each temperature change The objective is to provide a new spinner equipment bake module operation method that eliminates the hassle of measuring the offset value of each bake module and entering it into the main controller as a correction.
도1은 반도체장치 제조상 포토리소그래피 공정을 위한 스피너 장비의 한 예에 대한 구성도이다.1 is a configuration diagram of an example of a spinner apparatus for a photolithography process in manufacturing a semiconductor device.
도2는 종래의 운영방법에 사용되는 주조절기의 소프트 웨어에 의한 디스플레이장치에 나타난 화면표시의 일 예이다.Figure 2 is an example of the screen display shown on the display device by the software of the main controller used in the conventional operating method.
도3은 본 발명의 운영방법을 채택한 스피너 장비 주조절기 프로그램에 따라 구현된 디스플레이장치 화면 표시의 일 예이다.Figure 3 is an example of the display screen display device implemented in accordance with the spinner equipment main controller program employing the operating method of the present invention.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of symbols for main parts of drawing
1,2,3,4: 이송 로봇 5: 보트(boat)1,2,3,4: Transport Robot 5: Boat
11: 인덱서(indexer) 12: 현상 모듈11: indexer 12: development module
13: 하드 베이크 모듈 14: 코팅 모듈13: hard bake module 14: coating module
15: 베큠 프라이머 모듈 16: 소프트 베이크 모듈15: Vacuum Primer Module 16: Soft Bake Module
17: 노광후 베이크 모듈 18: 에지 제거 모듈17: Post-exposure bake module 18: Edge removal module
19: 냉각 플레이트 모듈19: cooling plate module
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스피너 장비 베이크 모듈 운영 방법은, 주조절기에 각 베이크 모듈에 대해 복수의 온도값 및 오프셋 값의 등록장소를 마련하고, 상기 등록장소에 상기 각 베이크 모듈에 대한 복수의 목표 온도값을 입력하고, 상기 목표 온도값 각각에 대해 일괄적으로 실제온도와의 차이인 오프셋 값을 측정하여 상기 목표 온도값과 연관하여 입력함으로써 데이터 베이스화 하고, 실제 공정을 진행할 때 상기 각 베이크 모듈에 대해 상기 데이터 베이스에서 특정 온도값을 선택함으로써 온도값과 해당 오프셋 값을 지정하여 운영하는 것을 특징으로 한다.Spinner equipment bake module operating method of the present invention for achieving the above object, by providing a registration place of a plurality of temperature values and offset values for each bake module in the main controller, and a plurality of for each bake module in the registration place Input a target temperature value, measure the offset value, which is a difference from the actual temperature, for each of the target temperature values, and make a database by inputting the target temperature value in association with the target temperature value. By selecting a specific temperature value from the database for the module, it is characterized by operating by specifying the temperature value and the corresponding offset value.
본 발명의 운영방법은 다양한 변형과 개선을 포함할 수 있는 것이다. 가령,지정 온도값을 입력하면 상기 데이터 베이스에서 상기 지정 온도값 주변의 상기 목표 온도값에 연관된 상기 오프셋 값들의 연관식을 통해 상기 지정 온도값에 연관되는 추출 오프셋 값을 구하고 상기 지정 온도값과 추출된 오프셋 값을 근거로 상기베이크 모듈에 대한 온도조절이 이루어질 수도 있다. 즉, 상기 데이터 베이스를 목표 온도값들의 차이를 적게하여 다수로 형성하면 데이터 베이스를 열어 각 베이크 모듈마다 해당 온도값을 지정 온도값으로 채택하면 될 것이고 이 경우 오프셋 값을 새롭게 추출하기 위한 연산은 필요없게 된다. 그러나, 정확한 온도를 지정하는 것이 필요할 경우 데이터 베이스를 구성할 자료값이 매우 많아지므로 모든 값을 넣어 데이터 베이스를 구성하는 것은 적당하지 않고 각 베이크 모듈에 공정 온도값이 지정되면 데이터 베이스에서 그 지정 온도 주위의 목표 온도값을 찾고 그 목표 온도값에 연관된 미리 측정된 오프셋 값을 최소 2개 발췌하여 이들의 선형 관계에 의해 미리 입력된 프로그램에 의해 일차식 혹은 기타 연관식을 만든다. 그리고, 이 연관식에 의해 지정 온도값에 해당하는 오프셋 값을 도출하게 되면, 지정 온도값과 도출된 오프셋 값을 종래에 공정마다 입력하던 목표 온도값과 그 오프셋 값과 같이 운용하여 공정을 진행하게 된다.The operating method of the present invention may include various modifications and improvements. For example, if a predetermined temperature value is input, an extraction offset value associated with the predetermined temperature value is obtained from the database through an association equation of the offset values associated with the target temperature value around the predetermined temperature value, and the predetermined temperature value and the extracted temperature are extracted. Temperature control may be made to the bake module based on the offset value. In other words, if the database is formed in multiple numbers with a small difference between target temperature values, the database may be opened and the corresponding temperature value may be adopted as a predetermined temperature value for each baking module. In this case, an operation to newly extract the offset value is necessary. There will be no. However, if it is necessary to specify the correct temperature, there are many data values to compose the database. Therefore, it is not appropriate to configure the database with all the values. If a process temperature value is assigned to each bake module, the specified temperature in the database is specified. Find the ambient target temperature value and extract at least two pre-measured offset values associated with that target temperature value to create a linear or other association by a program pre-populated by their linear relationship. When the offset value corresponding to the designated temperature value is derived by the association equation, the process is performed by operating the specified temperature value and the derived offset value together with the target temperature value and the offset value previously inputted for each process. do.
본 발명에서 주조절기에 데이터 베이스를 형성하는 경우에도 각 베이크 모듈을 독립적으로 운영할 수도 있으나, 가령 A라는 빈번한 공정에서 전형적으로 소프트 베이크 모듈의 목표 온도값은 110℃, 노광후 베이크 모듈의 목표 온도값은 145℃, 하드 베이크 모듈의 목표 온도값은 155℃라면 이들을 공정A로 결합하여 하나의 세트(SET)로 선택할 수도 있을 것이다.In the present invention, even when the database is formed in the main controller, each bake module may be operated independently. For example, in a frequent process called A, a target temperature value of the soft bake module is typically 110 ° C. and a target temperature of the bake module after exposure. If the value is 145 DEG C and the target temperature of the hard bake module is 155 DEG C, they may be combined into Process A and selected as one set.
이하 도면을 참조하면서 본 발명을 좀 더 살펴보기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도3은 본 발명의 운영방법을 채택한 스피너 장비 주조절기 프로그램에 따라 구현된 디스플레이장치 화면 표시의 일 예를 나타내고 있다. 각 베이크 모듈에서의목표 온도값과 그에 따른 오프셋 값이 횡으로 복수개 입력되어 있다. 여기서 각 베이크 모듈에 지정 온도값을 선택하면 해당 베이크 모듈은 이들 지정 온도값 및 연관된 오프셋 값에 의해 분화된 온도조절기에 신호를 발생시키고 온도조절기는 각 베이크 모듈로 필요한 시점에 특정 전류를 흘려 히터를 가열하고 지정 온도로 공정을 진행할 수 있게 된다.Figure 3 shows an example of the display device screen display implemented in accordance with the spinner equipment main controller program adopting the operating method of the present invention. A plurality of target temperature values and corresponding offset values in each baking module are input horizontally. Here, if a specific temperature value is selected for each bake module, the bake module will signal a thermostat differentiated by these specified temperature values and the associated offset values, and the thermostat will flow a specific current to each bake module at the required time to turn the heater on. It is possible to heat and proceed the process to a specified temperature.
도3의 화면에서 복수로 입력된 온도 및 오프셋 값 앞에 공란으로 지정 온도값 및 연관 오프셋 값 란을 만드는 예도 생각할 수 있다. 이 경우에는 지정 온도값이 데이터 베이스에 입력된 값인 경우 해당 값의 위치에서 선택신호를 주어 지정을 하고 입력되지 않은 값인 경우 직접 공란에 입력을 하면 오프셋 값 란에는 준비된 프로그램에 의해 데이터 베이스에서 그 지정 온도 주위의 목표 온도값을 찾고 그 목표 온도값에 연관된 미리 측정된 오프셋 값을 최소 2개 발췌하여 이들의 선형 관계에 의해 미리 입력된 프로그램에 의해 일차식 혹은 기타 연관식을 만들고 이 연관식에 의해 지정 온도값에 해당하는 오프셋 값을 도출하여 베이크 모듈을 운영하게 된다.An example of creating a designated temperature value and an associated offset value column in a blank space before a plurality of input temperature and offset values in the screen of FIG. In this case, if the designated temperature value is the value input to the database, specify it by giving a selection signal at the position of the value, and if the value is not input, input it directly in the blank.In the offset value field, specify the value in the database by the prepared program. Find the target temperature value around the temperature and extract at least two pre-measured offset values associated with the target temperature value to create a linear or other association by a program pre-populated by their linear relationship, The bake module is operated by deriving the offset value corresponding to the designated temperature value.
본 발명에 따르면, 스피너 장비를 처음 설치할 때 다수의 목표 온도에 대한 다수의 오프셋 값을 미리 일괄적으로 측정하여 입력하고 이용하여 실 공정 온도값을 변경시키는 경우에도 온도값 입력에 따르는 불편함과 입력 오류를 줄일 수 있고, 오프셋 값을 새로 측정하는 번거로움을 줄여서 장비를 보다 효율적으로 사용할 수 있게 된다.According to the present invention, when the spinner equipment is first installed, a plurality of offset values for a plurality of target temperatures are measured and input in advance, and the inconvenience and input of the temperature value input even when the actual process temperature value is changed by using the same. This reduces errors and reduces the hassle of measuring new offset values, making the instrument more efficient.
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