KR100542726B1 - 웨이퍼 베이크 장치 - Google Patents

Abstract

웨이퍼 로딩 불량이 감소되는 베이크 장치가 개시되어 있다. 상부면이 하부면보다 넓게 되도록 측면이 소정의 각을 가지며, 상부면에서 웨이퍼를 가열하는 베이크 플레이트와, 상기 베이크 플레이트 상부면과 이격되어 상기 베이크 플레이트 상부면 전체를 커버하는 커버, 상기 베이크 플레이트를 내부에 수용하도록 형성되고, 내측면이 상기 베이크 플레이트의 측면과 평행하여 상,하 이동에 의해 상기 웨이퍼의 위치를 보정시키는 셔터 및 상기 셔터와 연결되고, 상기 셔터를 상,하 구동시키는 구동부를 구비하는 웨이퍼 베이크 장치를 제공한다. 상기 셔터에 의해 웨이퍼 위치가 보정되어 웨이퍼 로딩 불량이 감소된다.

Description

웨이퍼 베이크 장치{Apparatus for wafer bake}

도 1은 종래의 베이크 장치의 일 예를 도시한 단면도이다.

도 2는 종래의 베이크 장치에 포함되어 있는 베이크 플레이트의 평면도이다.

도 3은 종래의 베이크 장치에서 웨이퍼가 베이크 플레이트의 설정된 위치에서 벗어난 상태를 도시한 것이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 베이크 장치의 단면도이다.

도 5a는 본 발명의 베이크 장치에서 발광 센서들이 설치된 셔터의 평면도이다.

도 5b는 본 발명의 베이크 장치에서 수광 센서들이 설치된 커버의 평면도이다.

도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 일실시예에 따른 베이크 장치를 사용하여 웨이퍼의 위치를 보정하는 단계들을 설명하기 위한 단면도들이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 베이크 플레이트 100a : 지지핀

102 : 셔터 106 : 커버

110 : 감지부

본 발명은 웨이퍼 베이크 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 웨이퍼 로딩 불량이 감소되는 베이크 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 공정에서 식각 마스크나 이온주입 마스크를 형성하기 위해 포토레지스트를 사용하고 있다. 웨이퍼 상에 포토레지스트막을 형성하기 위해, 상기 웨이퍼 상에 포토레지스트를 스핀 코팅하는 단계 및 상기 코팅된 포토레지스트를 경화시키기 위한 베이크 단계를 수행한다.

상기 웨이퍼 상에 포토레지스트막을 형성하는 공정은 일반적으로 스피너에서 수행하며, 상기 스피너에는 웨이퍼를 가열하기 위한 다수의 베이크(Bake)가 설치되어 있다.

도 1은 종래의 베이크 장치의 일 예를 도시한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 열원(도시 안함)에 의해 상부면에 놓여지는 웨이퍼(W)를 가열시키는 베이크 플레이트(10)가 구비된다. 도 2는 도 1의 베이크 플레이트의 평면도이다. 상기 베이크 플레이트(10) 상에는 상기 웨이퍼(W)의 미끄러짐을 감소시키기 위한 세라믹 볼(10a)들이 구비된다. 상기 베이크 플레이트(10)에는 상기 베이크 플레이트(10)를 상,하로 관통하여 수직 이동하는 지지핀(도시 안함)들이 구비된다.

상기 베이크 플레이트(10)를 내부에 수용할 수 있는 용적을 갖는 셔터(12)가 구비된다. 상기 셔터(12)는 구동부(14)에 의해 상,하로 구동한다. 상기 셔터(12)는 상부가 개구된 원통형을 갖는다.

또한, 상기 베이크 플레이트(10)상에 고정되고, 상기 셔터(12)의 구동에 의해 상기 베이크 플레이트(10)를 외부와 차단시키는 커버(16)가 구비된다.

상기 웨이퍼(W)는 이송 로봇암(도시 안함)에 의해 파지된 상태로 상기 베이크 플레이트(10)의 상부면으로 이송된다. 이 때, 상기 베이크 플레이트(10)에서 다수의 지지핀(도시 안함)이 상승하고, 상기 상승된 핀의 상부면에 상기 웨이퍼(W)를 내려놓는다. 이어서, 상기 지지핀(도시 안함)을 하강하여 상기 웨이퍼(W)를 상기 베이크 플레이트(10)의 상부면에 내려놓는다. 그런데, 상기 웨이퍼(W)는 공기 저항에 의한 미끄러짐 또는 로봇암의 이상 동작 등에 의해 상기 베이크 플레이트(10) 상부면의 설정된 위치에 정확히 놓여지지 못하는 경우가 빈번하게 발생된다.

이하에서, 상기 공기 저항에 의해 웨이퍼가 미끄러지는 현상을 좀 더 상세하게 설명한다. 상기 웨이퍼(W)를 지지한 상태에서 상기 지지핀(도시 안함)을 하강하면, 상기 웨이퍼(W)와 베이크 플레이트(10)의 사이에 있던 공기가 미처 빠져나가지 못하게 되고, 상기 공기 저항에 의해 웨이퍼(W)보다 지지핀(도시 안함)이 먼저 낙하하게 된다. 이에 따라, 상기 지지핀(도시 안함)은 웨이퍼(W)의 지지력(도시 안함)을 상실하게되고, 상기 웨이퍼(W)는 마치 공중에 떠있던 상태에서 낙하된다. 따라서, 상기 웨이퍼(W)는 베이크 플레이트(10) 표면의 어느 한 방향으로 미끌어지면서 설정된 위치를 벗어난다.

도 3은 종래의 베이크 장치에서 웨이퍼가 베이크 플레이트의 설정된 위치에서 벗어난 상태를 도시한 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼(W)의 위치가 설정된 위치로부터 벗어나 있는 경우, 상기 베이크 공정을 위해 상기 셔터(12)를 상승시키면 상기 웨이퍼(W)가 상기 셔터(12)에 부딪히거나 또는 상기 셔터(12)와 함께 상승하게 되어 웨이퍼(W)가 손상된다. 만일, 상기 웨이퍼(W)가 설정된 위치에서 약간만 벗어나 있어서 웨이퍼(W) 손상이 발생하지 않는 경우라도, 웨이퍼의 베이크 균일도에 문제를 발생시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 웨이퍼 로딩 불량을 최소화할 수 있는 베이크 장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

상부면이 하부면보다 넓게 되도록 측면이 소정의 각을 가지며, 열원에 의해 상부면에 놓여지는 웨이퍼를 가열시키는 베이크 플레이트;

상기 베이크 플레이트 상부면과 이격된 위치에서 고정되고, 상기 베이크 플레이트 상부면 전체를 커버하는 커버;

상기 베이크 플레이트 하부면과 이격된 위치에서 상기 베이크 플레이트를 내부에 수용하도록 형성되고, 내측면이 상기 베이크 플레이트의 측면과 평행하게 형성되어 상,하 이동에 의해 상기 웨이퍼의 위치를 보정시키는 셔터; 및

상기 셔터와 연결되고, 상기 셔터 및 커버에 의해 상기 베이크 플레이트가 외부와 차단되도록 상기 셔터를 상,하 구동시키는 구동부를 구비하는 웨이퍼 베이 크 장치를 제공한다.

또한, 상기 셔터의 상부면 및 상기 셔터의 상부면과 대응하는 상기 커버의 하부면에는, 상기 플레이트 상에 웨이퍼가 정위치에 놓여지는지를 감지하는 감지부를 더 구비할 수 있다.

상기 웨이퍼 베이크 장치는 웨이퍼가 베이크 플레이트 상의 정위치에 놓이지 않더라도 상기 셔터가 상승하면서 상기 웨이퍼의 위치를 보정한다. 또한, 상기 웨이퍼가 플레이트 상의 정위치로부터 심하게 벗어나 있어, 상기 셔터에 의한 보정 범위를 벗어나는 경우 감지부에서 이를 감지한다. 따라서, 웨이퍼의 로딩 불량에 의해 발생하는 웨이퍼 손상 또는 베이크 균일도 감소 등을 최소화할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 베이크 장치의 단면도이다. 이하에서 설명하는 베이크 장치는 웨이퍼 상에 코팅되어 있는 포토레지스트막을 경화하기 위한 장치이다.

도 4를 참조하면, 열원(도시안함)에 의해 상부면에 놓여지는 웨이퍼(W)를 가열시키는 베이크 플레이트(100)가 구비된다. 상기 열원(도시안함)은 상기 베이크 플레이트(100) 내부에 구비되어 있다. 상기 베이크 플레이트(100)는 상부면이 하부면보다 넓게 되도록 측면이 소정의 각을 가진다. 상기 웨이퍼 플레이트(100)의 상부면은 상기 상부면에 놓여지는 웨이퍼(W)의 형상과 유사한 원형을 갖는다. 바람직하게는, 상기 웨이퍼 플레이트(100) 상부면은 상기 웨이퍼(W)의 중심으로부터 플랫 존 이외의 가장자리까지의 길이를 반지름으로하여 형성되는 원형을 갖는다. 따라서, 상기 웨이퍼(W)는 가장자리 부분이 상기 웨이퍼 플레이트(100) 상부면을 벗어나지 않으면서 놓여질 수 있다.

상기 베이크 플레이트(100)는 상기 베이크 플레이트(100)를 상하로 관통하는 다수의 지지핀(100a)을 구비한다. 상기 웨이퍼(W)는 로봇암에 의해 이송되어 상기 지지핀(100a)들의 상부면에 놓여진다. 상기 지지핀(100a)과 연결되고, 상기 지지핀(100a)상에 놓여있는 웨이퍼(W)를 상기 베이크 플레이트(100) 상부면으로 내려놓기 위하여 상기 지지핀(100a)을 상, 하로 구동시키는 핀 구동부(100b)가 구비된다.

상기 베이크 플레이트(100)의 상부면과 이격된 위치에서 고정되고, 상기 웨이퍼 플레이트(100) 상부면보다 더 넓은 하부면을 가져서 상기 웨이퍼 플레이트(100)의 상부면을 완전히 커버하는 커버(106)가 구비된다. 상기 커버(106)는 일반적으로 원반형으로 형성될 수 있다.

상기 베이크 플레이트(100)를 내부에 수용하는 용적을 갖고, 내측면이 상기 베이크 플레이트(100)의 측면과 평행하게 형성되는 셔터(102)를 구비한다. 상기 셔터(102)는 상기 베이크 플레이트(100)의 하부면 아래에 위치한다. 상기 셔터(102)는 상부가 개구된 원통형으로 형성할 수 있으며, 상기 셔터(102)를 상승함으로서 상기 베이크 플레이트(100)를 내부에 수용할 수 있다. 또한, 상기 셔터(102)의 상부면 전체가 상기 커버(106)에 접촉될 수 있도록 소정의 크기를 갖는다.

상기 셔터(102)와 연결되고, 상기 셔터(102)를 상, 하 구동하는 셔터 구동부(104)를 구비한다.

상기 셔터 구동부(104)에 의해 상기 셔터(102)를 상기 커버(106) 방향으로 상승시켜, 상기 셔터(102)의 상부면 전체가 상기 커버(106)의 하부면과 접촉함으로서 상기 베이크 플레이트(100)를 외부 공간으로부터 격리한다. 상기 베이크 플레이트(100), 셔터(102) 및 커버(106)는 상기 베이크 플레이트(100)가 외부 공간으로부터 격리될 때 상기 베이크 플레이트(100)의 측면과 상기 셔터(102)의 내측면이 서로 접촉되도록 각각 위치한다.

따라서, 상기 베이크 플레이트(100)를 외부 공간으로부터 격리하기 위해 상기 셔터(102)를 점진적으로 상승시키면, 상기 베이크 플레이트(100)의 측면과 상기 셔터(102)의 내측면 간의 간격이 점차 가까워진다. 그런데, 상기 베이크 플레이트(100) 상부면에 웨이퍼(W)가 정위치를 벗어나 있는 경우에 상기 셔터(102)를 상승시키면, 상기 웨이퍼(W) 측면은 상기 셔터(102)의 내측면과 접촉하면서 상기 베이크 플레이트(100) 중심 방향으로 웨이퍼(W)가 이동하게 되어 웨이퍼(W)의 위치가 보정된다.

다만, 상기 베이크 플레이트(100) 상에 놓여진 웨이퍼(W)의 가장자리가 상기 셔터(102)의 상부면 부위까지 이탈한 경우에 상기 셔터(102)를 상승하게 되면, 상기 웨이퍼(W)는 상기 셔터(102)와 함께 상승하게 되므로 상기 웨이퍼(W)의 위치가 보정되지 않는다.

상기 셔터(102)의 상부면 및 상기 셔터(102)의 상부면과 대응하는 상기 커버(106)의 하부면에 각각 설치되어, 상기 베이크 플레이트(100) 상에 놓여진 웨 이퍼(W)가 상기 셔터(102)에 의한 위치 보정 범위를 벗어낫는지를 감지하는 감지부(110)가 구비된다.

상기 감지부(110)는 상기 커버(106)의 하부면에서 상기 셔터(102)의 상부면으로 광을 조사하는 다수개의 발광 센서(110a)와, 상기 셔터(102)의 상부면에서 상기 발광 센서(110a)들의 위치와 서로 대응한 위치에 설치되어, 상기 발광 센서(110a)들로부터 조사한 광을 수광하는 수광 센서(110b)들을 포함한다. 상기 발광 센서(110a) 및 수광 센서(110b)는 상기 셔터(102)의 상부면과 커버(106)의 하부면이 밀착되었을 때 서로 접촉하지 않도록 형성되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 상기 발광 센서(110a)는 상기 커버(106)의 하부면에 형성된 홈 내에 설치하고, 상기 수광 센서(110b)는 상기 셔터(102) 상부면에 형성된 홈 내에 설치할 수 있다.

도 5a는 발광 센서들이 설치된 셔터의 평면도이고, 도 5b는 수광 센서들이 설치된 커버의 평면도이다.

상기 웨이퍼(W)가 상기 셔터(102)의 상부면 부위까지 이탈하는 경우, 상기 웨이퍼(W)에 의해 상기 셔터(102)의 상부면의 일부가 가려지게 된다. 때문에, 상기 셔터(102)의 상부면에 설치되어 있는 수광 센서(110b)는 상기 발광 센서(110a)로부터 조사한 광을 정상적으로 수광하지 못하게 된다. 따라서, 상기 발광 센서(110a)로부터 조사한 광이 설정된 범위의 세기로 수광되는지를 확인함으로서, 상기 베이크 플레이트(100) 상에 놓여진 웨이퍼(W)가 상기 셔터(102)에 의해 위치 보정이 가능한 지를 알 수 있다.

그런데, 상기 웨이퍼(W)가 정위치에서 이탈하는 경우 상기 셔터(102)의 상부 면의 일부분만이 상기 웨이퍼(W)에 의해 가려진다. 때문에, 상기 수광 및 발광 센서(110b, 110a)가 한쪽 부분에 치중하여 배치하면 상기 웨이퍼(W)가 이탈되어도 이를 감지하지 못하는 경우가 생기게 된다. 따라서, 상기 웨이퍼(W)가 상기 셔터(102)의 상부면 부위까지 이탈하였는지 여부를 정확하게 감지하기 위해, 상기 수광 및 발광 센서(110b, 110a)는, 도 5a 및 도 5b에 도시한 바와 같이, 상기 베이크 플레이트(100) 중심을 기준으로 등각으로 배치되는 것이 바람직하다.

도시하지 않았으나, 상기 감지부(110)는 상기 발광 센서를 셔터의 상부면에 설치하고 상기 수광 센서를 커버의 하부면에 설치할 수도 있다.

도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 일실시예에 따른 베이크 장치를 사용하여 웨이퍼의 위치를 보정하는 단계들을 설명하기 위한 단면도들이다.

도 6a를 참조하면, 베이크 플레이트(100)가 외부에 노출되도록 셔터(102)를 하강한다. 또한, 상기 베이크 플레이트(100)에 포함된 지지핀(100a)들을 상승시킨다. 이어서, 상기 지지핀(100a)들 상에 웨이퍼를 내려놓는다. 이 때, 도시한 바와 같이 상기 웨이퍼(W)는 정위치에서 약간 벗어나서 로딩될 수 있다. 만약, 상기 웨이퍼(W)가 정위치를 심하게 벗어나 상기 셔터(102)의 상부면의 일부를 가리게되면 상기 감지부(110)에서 이를 감지하여 베이크 공정을 중지시킨다.

도 6b를 참조하면, 상기 지지핀(100a)을 하강시켜 상기 웨이퍼(W)를 상기 베이크 플레이트(100)의 상부면에 내려놓는다. 이 때, 상기 웨이퍼(W)는 상기 베이크 플레이트(100)의 한쪽 방향으로 치우쳐 놓여진다.

도 6c를 참조하면, 상기 셔터(102)를 점진적으로 상승시킨다. 상기 셔터(102)를 상승시키면, 상기 웨이퍼(W)의 측면이 상기 셔터(102)의 내부면과 접촉하면서 상기 베이크 플레이트(100) 한쪽 방향으로 치우쳐 놓여있는 상기 웨이퍼(W)는 상기 베이크 플레이트(100) 중심쪽으로 이동하여 로딩 위치가 보정된다.

도 6d를 참조하면, 상기 셔터(102)의 상부면 전체가 상기 커버(106)의 하부면과 접촉함으로서, 상기 베이크 플레이트(100)를 외부 공간으로부터 격리한다. 상기 베이크 플레이트(100)가 외부 공간으로부터 격리되면, 상기 웨이퍼(W)는 정위치에 놓여지게 된다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 베이크 장치를 사용하면 웨이퍼가 정위치에 놓이지 못하였더라도 상기 셔터의 상승에 의해 웨이퍼의 위치가 보정된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 상기 웨이퍼가 정위치에 놓여지지 못하더라도 이 후 상기 셔터의 상승에 의해 웨이퍼의 위치가 보정된다. 또한, 상기 웨이퍼의 위치 보정 범위를 벗어난 경우를 감지하여, 공정을 중지시킬 수 있다. 따라서, 상기 웨이퍼가 정위치에 로딩되어 있지 않아서 웨이퍼가 파손된다거나 웨이퍼에서 베이크 균일도가 저하되는 등의 문제를 감소시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

1. 상부면이 하부면보다 넓게 되도록 측면이 소정의 각을 가지며, 열원에 의해 상부면에 놓여지는 웨이퍼를 가열시키는 베이크 플레이트;

   상기 베이크 플레이트 상부면과 이격된 위치에서 고정되고, 상기 베이크 플레이트 상부면 전체를 커버하는 커버;

   상기 베이크 플레이트 하부면과 이격된 위치에 위치하고, 상기 베이크 플레이트를 내부에 수용하도록 형성되고, 내측면이 상기 베이크 플레이트의 측면과 평행하게 형성되어 상,하 이동에 의해 상기 베이크 플레이트에 놓여있는 웨이퍼의 위치를 보정시키는 셔터;

   상기 셔터와 연결되고, 상기 셔터 및 커버에 의해 상기 베이크 플레이트가 외부와 차단되도록 상기 셔터를 상,하 구동시키는 구동부; 및

   상기 셔터의 상부면 및 상기 셔터의 상부면과 대응하는 상기 커버의 하부면에 설치되고, 상기 플레이트 상에 놓여진 웨이퍼가 상기 셔터에 의한 위치 보정 범위를 벗어났는지를 감지하는 감지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 베이크 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 감지부는,

   상기 셔터의 상부면에 설치되고, 상기 웨이퍼를 중심으로 등각으로 위치하는 다수개의 수광 센서들; 및

   상기 상기 셔터의 상부면과 대응하는 상기 커버의 하부면에 각각 설치되는 다수개의 발광 센서들을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 베이크 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 감지부는,

   상기 셔터의 상부면에 설치되고, 상기 웨이퍼를 중심으로 등각으로 위치하는 다수개의 발광 센서들; 및

   상기 상기 셔터의 상부면과 대응하는 상기 커버의 하부면에 각각 설치되는 다수개의 수광 센서들을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 베이크 장치 .
5. 제1항에 있어서, 상기 베이크 플레이트에는,

   상기 베이크 플레이트를 상하로 관통하고, 상부면에 웨이퍼를 놓기 위한 다수의 지지핀; 및

   상기 지지핀들과 연결되고, 상기 지지핀들을 상, 하로 구동시키는 제2 구동부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 베이크 장치.

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