KR100600265B1 - 반도체 베이크 오븐 및 그를 이용한 베이킹 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼가 반도체 베이크 오븐의 핫플레이트 상에 로딩(Loading)되는 정확도를 향상시켜 레지스트 두께의 불균형을 방지할 수 있도록 갭 스페이서(Gap spacer)에 안착되는 반도체 베이크 오븐 및 그를 이용한 베이킹 방법에 관한 것으로서, 베이크 오븐 내의 핫플레이트 상부에 빛을 송신하는 송광센서를 구비하고, 상기 송광센서로부터 빛을 수신하며 셔터에 수광센서를 구비하여 감지되는 빛의 양을 검출하여 웨이퍼가 상기 핫플레이트의 정위치에 있는 지를 판단하여 베이킹 공정을 중단시킬 수 있는 반도체 베이크 오븐 및 그를 이용한 베이킹 방법에 의해 달성된다.
따라서 본 발명의 반도체 베이크 오븐 및 그를 이용한 베이킹 방법은 베이크 오븐에 웨이퍼가 로딩될 때 정확도가 향상되고, 웨이퍼가 기울어져 로딩되는 것을 방지함으로써 레지스트 두께가 균일하며, 품질향상 및 생산량의 증가를 이룰 수 있는 효과 및 장점이 있다.
베이크 오븐, 송광센서, 수광센서, 위치감지.

Description

반도체 베이크 오븐 및 그를 이용한 베이킹 방법{Bake oven and baking method using the same}
도 1a 내지 1d는 종래 기술에 따른 베이크 오븐의 공정도.
도 2는 종래 기술에 따른 베이크 오븐의 측면도.
도 3a와 도 3b는 본 발명에 따른 베이크 오븐의 평면도.
도 4a 내지 4g는 본 발명에 따른 베이크 오븐의 공정도.
본 발명은 베이크 오븐에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 웨이퍼가 반도체 베이크 오븐의 핫플레이트 상에 로딩(Loading)되는 정확도를 향상시켜 레지스트 두께의 불균형을 방지할 수 있도록 갭 스페이서(Gap spacer)에 안착되는 반도체 베이크 오븐 및 그를 이용한 베이킹 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체의 포토리소그래피 공정은 웨이퍼 상에 원하는 패턴을 형성시키기 위한 공정으로서, 먼저 세척 및 건조를 마친 웨이퍼의 표면에 포토레지스 트를을 균일하게 도포시키고, 그 위에 소정 레이아웃으로 형성된 포토마스크상의 특정 패턴에 따라 노광공정을 수행하며, 이렇게 노광된 포토레지스트층의 불필요한 부위를 현상액으로 제거함으로써 요구되는 패턴으로 형성하는 공정을 말한다.
여기에서 포토레지스트를 웨이퍼에 도포하기 전, 후에 웨이퍼를 가열하는 과정이 있는데, 이를 베이크공정이라 하며 이 과정동안 SWE(Standing Wave Effect)를 제거시키고, 도포되는 레지스트의 필름내 잔존하는 솔벤트 성분을 제거하기 위해 베이크 오븐(Bake Oven)이라는 장치를 사용한다.
이러한 반도체의 베이크 오븐은 일반적으로 핫플레이트를 고온으로 가열시킴으로써 상기 웨이퍼를 가열하는 것으로, 도 1a 내지 도 1d에서 도시된 바와 같이, 로봇암(미도시)이 상기 히팅플레이트(10)에 설치된 다수개의 승강핀(12) 상에 상기 웨이퍼(14)를 놓으면 상기 승강핀(12)이 하강하면서 상기 웨이퍼(14)가 상기 핫플레이트(10)의 표면에 안착하게 되고, 상기 웨이퍼(14)가 가열된 상기 핫플레이트(10)에 의해 가열되는 것이다.
그러나, 상기 웨이퍼(14)가 상기 핫플레이트(10)에 안착되는 순간, 상기 웨이퍼(14)가 상기 핫플레이트(10) 사이에 미세한 공기층이 형성되어 상기 웨이퍼(14)가 상기 핫플레이트(10)에서 미끌어져서 정위치를 이탈함으로써 웨이퍼(14)의 히팅이 완료된 후 상기 승강핀(12)이 위치가 이탈된 웨이퍼(14)를 상승시켜서 상기 로봇암에 인계할 때 상기 로봇암이 변경된 위치를 인식하지 못하고 상기 웨이퍼(14)에 충돌하여 상기 로봇암이 웨이퍼(14)를 파지하지 못하는 것은 물론이고 웨이퍼(14)와의 충돌로 인한 웨이퍼(14) 깨짐현상이 발생하고, 상기 승강핀(12)이 하강 할 때 장비가 약간만 흔들려도 로딩의 정확성이 떨어지므로 상기 핫플레이트(10) 상의 정위치에서 이탈된 웨이퍼(14)가 불균일하게 히팅되어 웨이퍼(14) 가공의 불량을 야기시키며, 상기 베이크 오븐(20)에 웨이퍼(14)가 잘못 로딩이 되면 웨이퍼(14)가 기울어져서 웨이퍼(14) 내에서의 온도 차이가 발생하여 현상액으로 현상시 균일성이 떨어질 수 있는 문제점이 발생하였다.
도 2는 대한민국 등록특허 제441711호에 게재된 내용으로 상기 문제점을 해결하기 위한 방안으로 반도체 웨이퍼(14)를 상면에 취부하도록 원형의 안착대(32)가 상면에 형성되며, 히팅플레이트(10) 상에서 상·하로 작동되는 진공척(34)과, 상기 히팅플레이트(10) 상의 진공척(34) 좌·우측에 구비되며 상기 웨이퍼(14)를 상기 진공척(34)의 중심측으로 가이드하도록 구비된 측면 웨이퍼가이드(38)를 포함하여 된 반도체 베이크 오븐에 있어서, 상기 히팅플레이트(10) 상면으로 상기 측면 웨이퍼가이드(38)가 상승하여 상기 진공척(34) 측으로 이동하면서 상기 웨이퍼(14)를 진공척(34) 위에 정위치시키고, 다시 최초위치로 후퇴한 후 하강할 수 있도록 상기 히팅플레이트(10) 상에는 상기 측면 웨이퍼가이드(38)가 유동할 수 있는 공간인 안내홀(40)이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 베이크 오븐의 웨이퍼가이드 장치를 제안하였다. 그러나, 상기 반도체 베이크 오븐은 웨어퍼가 정확한 위치에 안착되지 않더라도 공정을 계속 진행하게 되므로 이에 대해 개선의 여지가 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 베이크 오븐에 웨이퍼가 로딩될 때 정확도를 향상시키기 위하여 베이크 오븐 내의 핫플레이트 상부에 빛을 송신하는 송광센서를 구비하고, 상기 송광센서로부터 빛을 수신하는 수광센서를 셔터에 구비하여, 감지되는 빛의 양을 검출하여 웨이퍼가 상기 핫플레이트의 정위치에 있는 지를 판단하여 베이킹 공정을 중단시킬 수 있는 반도체 베이크 오븐 및 그를 이용한 베이킹 방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 반도체 베이크 오븐에 있어서, 웨이퍼를 베이킹하는 핫플레이트, 상기 핫플레이트의 상에서 상·하로 작동되며 상면에 상기 웨이퍼를 취부하도록 원형의 안착대가 상면에 형성된 진공척, 상기 진공척의 양측에 위치하며 상·하·좌·우 이동하여 상기 웨이퍼를 상기 진공척의 중심으로 가이드하는 웨이퍼가이드, 상기 핫플레이트에 형성되어 상기 웨이퍼를 지지하는 갭스페이서, 상기 갭스페이서에 상기 웨이퍼가 정위치하였는지를 검출하는 웨이퍼 감지부 및 상기 웨이퍼의 베이킹을 위한 동작을 제어하며 상기 웨이퍼 감지부의 신호에 따라 상기 웨이퍼의 베이킹 여부를 판단하는 제어부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 반도체 베이크 오븐에 의해 달성된다.
본 발명의 또 다른 목적은 반도체 베이크 오븐의 베이킹 방법에 있어서, 베이크 오븐 내로 웨이퍼가 삽입되면 진공척을 상승시켜 상기 웨이퍼를 안착시키는 단계, 웨이퍼 가이드를 통해 상기 진공척에 안착된 웨이퍼를 정위치시키는 단계, 상기 진공척을 하강하여 상기 웨이퍼를 상기 베이크 오븐의 핫플레이트 상의 캡스 페이서에 안착시키는 단계, 상기 갭스페이서에 안착된 상기 웨이퍼가 정위치하였는지를 검출하는 단계 및 상기 웨이퍼가 정위치일 경우에는 베이킹 공정을 진행하며 그렇지 않을 경우에는 베이킹 공정을 중단하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 반도체 베이크 오븐의 베이킹 방법에 의해 달성된다.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
도 3a와 도 3b는 본 발명에 따른 베이크 오븐의 평면도이고, 도 4a 내지 4g는 본 발명에 따른 베이크 오븐의 공정도이다.
도 3a와 도 3b에 나타난 바와 같이 본 발명의 구성은 크게 핫플레이트(100)와 상기 핫플레이트(100) 상부에 형성된 셔터(110)로 이루어진다. 상기 핫플레이트(100)는 웨이퍼(200)의 베이킹을 수행하고, 상기 셔터(110)에는 수광센서(170) 및 상기 웨이퍼의 베이킹을 위한 동작을 제어하며 상기 웨이퍼 감지부의 신호에 따라 상기 웨이퍼의 베이킹 여부를 판단하는 제어부가 구성된다.
또한, 상기 핫플레이트(100)에는 상·하로 작동되며 상면에 상기 웨이퍼(200)를 취부하도록 원형의 안착대가 상면에 형성된 진공척(130)이 형성된다. 상기 진공척의 안착대에는 흡착홀이 형성되어 진공시 안착된 웨이퍼(200)를 흡착고정하게 된다.
상기 진공척(130)의 양측에 위치하며 상·하·좌·우 이동하여 상기 웨이퍼(200)를 상기 진공척(130)의 중심으로 가이드하도록 웨이퍼가이드(120)가 구비된 다. 상기 웨이퍼가이드(120)는 이동할 수 있는 공간인 안내홀(140) 내에서 이동하여 웨이퍼를 진공척의 중심으로 가이드하게 된다.
한편, 상기 핫플레이트(100)에는 상기 웨이퍼(200)를 지지하는 갭스페이서(150)와 빛을 송신하는 송광센서(160)가 구비된다. 상기 송광센서(160)로부터 빛을 수신하는 상기 수광센서(170)는 상기 셔터(110)에 형성된다. 이때, 상기 웨이퍼가 정위치하였는지 검출하는 웨이퍼 감지부인 송광센서(160) 및 수광센서(170)는 각각 대향하는 위치에 형성되고, 적어도 3개 이상이 되어야 바람직하다.
이하, 본 발명에 따른 베이크 오븐의 바람직한 사용 방법을 살펴본다.
도 4a와 도 4b는 웨이퍼를 안착시키는 단계를 나타낸 것으로서, 본 발명에 따른 베이크 오븐 내로 웨이퍼(200)가 삽입되고, 상기 웨이퍼(200)가 삽입되면 진공척(130)이 상승하여 상기 웨이퍼(200)를 안착시킨다.
도 4c 내지 도 4f는 상기 웨이퍼를 정위치시키는 단계를 나타낸 것으로서, 상기 진공척(130)에 상기 웨이퍼(200)가 안착된 후 상기 웨이퍼가이드(120)가 상승한다. 그리고, 상기 웨이퍼가이드(120)는 상기 진공척(130)의 중심으로 이동하여 상기 웨이퍼(200)를 정위치시킨 후 원위치로 되돌아온 후 상기 웨이퍼가이드(120)는 최초 위치로 하강한다. 상기 진공척(130)의 중심에 웨이퍼(200)가 위치한 후 상기 진공척(130) 내부가 진공상태가 되면서 상기 웨이퍼(200)가 상기 진공척(130)에 압착된다. 이와 같이 압착고정된 웨이퍼(200)를 갭스페이서(150)에 안착시키기 위해 상기 진공척(130)이 하강한다. 이때, 베이크 오븐에 충격이 가해지거나 상기 웨이퍼(200)가 갭스페이서(150)에 놓여질 때 기울어져 편차가 발생하게 될 수 있다.
도 4g는 상기 갭스페이서에 안착된 웨이퍼가 정위치하였는지를 검출하는 단계를 나타낸 것으로서, 상기 갭스페이서(150)에 웨이퍼(200)가 안착된 후 상기 핫플레이트(100)에 구비된 송광센서(150)는 빛을 송신하고, 상기 송광센서(150)로부터 송신된 빛을 상기 셔터(110)에 구비된 수광센서(170)로 수신한다.
상기 수신된 빛의 양을 검출하여 그 양이 기준치 미만일 때는 상기 웨이퍼(200)가 정위치에 놓여있지 않은 상태라는 것을 알 수 있으므로 상기 베이킹 공정을 중단하게 된다. 이때, 상기 베이킹 공정을 중단하면서 사용자에게 베이킹 공정이 중단되었음을 알려주는 수단을 구비하는 것이 바람직하다. 반면에, 상기 검출된 빛의 양이 기준치 이상일 때는 웨이퍼(200)가 정위치에 놓여있는 것을 의미하므로 베이킹을 계속 진행하여 완료하게 된다.
상세히 설명된 본 발명에 의하여 본 발명의 특징부를 포함하는 변화들 및 변형들이 당해 기술 분야에서 숙련된 보통의 사람들에게 명백히 쉬워질 것임이 자명하다. 본 발명의 그러한 변형들의 범위는 본 발명의 특징부를 포함하는 당해 기술 분야에 숙련된 통상의 지식을 가진 자들의 범위 내에 있으며, 그러한 변형들은 본 발명의 청구항의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.
따라서 본 발명의 웨이퍼 감지장치를 구비한 반도체 베이크 오븐 및 그를 이용한 베이킹 방법은 베이크 오븐 내의 핫플레이트 상부에 빛을 송신하는 송광센서를 구비하고, 상기 송광센서로부터 빛을 수신하며 셔터에 수광센서를 구비하여, 감 지되는 빛의 양을 검출하여 웨이퍼가 상기 핫플레이트의 정위치에 있는 지를 판단하여 베이킹 공정을 중단시키므로 웨이퍼가 기울어져 로딩되는 것을 방지함으로써 레지스트 두께 불균형을 방지하고, 품질향상 및 생산량의 증가를 이룰 수 있는 효과 및 장점이 있다.

Claims (6)

  1. 반도체 베이크 오븐에 있어서,
    웨이퍼를 베이킹하는 핫플레이트;
    상기 핫플레이트의 상에서 상·하로 작동되며 상면에 상기 웨이퍼를 취부하도록 원형의 안착대가 상면에 형성된 진공척;
    상기 진공척의 양측에 위치하며 상·하·좌·우 이동하여 상기 웨이퍼를 상기 진공척의 중심으로 가이드하는 웨이퍼가이드;
    상기 핫플레이트로부터 돌출되어 상기 진공척에 배치된 웨이퍼의 측면을 지지하여 상기 웨이퍼가 상기 진공척으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 갭 스페이서들;
    상기 갭스페이서들에 상기 웨이퍼가 정위치하였는지를 검출하는 웨이퍼 감지부; 및
    상기 웨이퍼의 베이킹을 위한 동작을 제어하며 상기 웨이퍼 감지부의 신호에 따라 상기 웨이퍼의 베이킹 여부를 판단하는 제어부
    를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 반도체 베이크 오븐.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 웨이퍼 감지부는
    상기 핫플레이트 상부에 형성되고 상기 진공척 주변에 배치되며 상기 갭 스페이서들 사이에 개재되어 빛을 송신하는 다수의 송광센서; 및
    상기 핫플레이트 상부에 위치하는 셔터에 상기 송광센서와 대향되게 형성되어 상기 송신되는 빛을 수신하는 다수의 수광센서
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 베이크 오븐.
  3. 반도체 베이크 오븐의 베이킹 방법에 있어서,
    베이크 오븐 내로 웨이퍼가 삽입되면 진공척을 상승시켜 상기 웨이퍼를 안착시키는 단계;
    웨이퍼 가이드를 통해 상기 진공척에 안착된 웨이퍼를 정위치시키는 단계;
    상기 진공척을 하강하여 상기 웨이퍼를 상기 베이크 오븐의 핫플레이트 상의 갭 스페이서에 안착시키는 단계;
    상기 갭 스페이서에 안착된 상기 웨이퍼가 정위치하였는지를 검출하는 단계; 및
    상기 웨이퍼가 정위치일 경우에는 베이킹 공정을 진행하며 그렇지 않을 경우에는 베이킹 공정을 중단하는 단계
    를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 반도체 베이크 오븐의 베이킹 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 웨이퍼를 정위치시키는 단계는
    상기 웨이퍼가이드를 상승시키는 단계;
    상기 상승된 웨이퍼가이드를 상기 진공척의 중심으로 이동하여 상기 웨이퍼를 정위치시키는 단계; 및
    상기 진공척의 중심으로 이동된 웨이퍼가이드를 최초 위치로 원위치시키는 단계
    를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 반도체 베이크 오븐의 베이킹 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 웨이퍼가 정위치하였는지를 검출하는 단계는
    송광센서로부터 빛을 송신하는 단계;
    상기 송광센서로부터 송신된 빛을 수광센서로 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 빛의 양을 검출하는 단계
    를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 반도체 베이크 오븐의 베이킹 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 베이킹 공정을 중단하는 단계는 사용자에게 베이킹 공정 중단을 알려주는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 베이크 오븐의 베이킹 방법.
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