KR100611070B1 - 반도체 장치의 제조를 위한 베이크 장치 - Google Patents

Abstract

선폭의 차이 및 웨이퍼의 손상을 최소화하는 베이크 장치가 개시되어 있다.상부면에 웨이퍼가 놓여지는 핫플레이트와, 상기 핫플레이트 상에 구비되고, 상기 핫플레이트와 소정 간격으로 이격되면서 상기 핫플레이트를 덮는 커버와, 상기 커버를 상,하 구동시키는 구동부와, 상기 커버의 하부면에 설치되고 상기 커버를 플렉시블하게 지지하기 위한 가이드가 구비되는 베이크 장치를 제공한다. 따라서 상기 커버를 상, 하 구동할 때 상기 가이드에 의해 수평이 유지되어 웨이퍼의 손상을 방지하고 선폭의 차이가 발생하는 것을 방지한다.

Description

반도체 장치의 제조를 위한 베이크 장치{Apparatus for baking in semiconductor process}

도 1은 종래의 베이크 장치를 설명하기 위한 측면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 베이크 장치를 설명하기 위한 측면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 베이크 장치를 설명하기 위한 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

20 : 패널 22 : 핫플레이트

24 : 커버 26 : 구동부

28 : 가이드

본 발명은 베이크 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 웨이퍼 상의 포토레지스트를 경화시키는 베이크 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 장치는 실리콘으로 형성되는 웨이퍼상에 사진, 식각, 이 온주입, 화학 기계적 연마등과 같은 일련의 단위 공정들을 수행함으로서 제조된다. 상기 공정들 중에서 사진 공정은 원하는 패턴을 형성하기 위한 공정이며, 최근의 미세한 디자인 룰(design rule)을 갖는 반도체 장치를 제조하기 위해 상기 사진 공정기술이 더욱 발전되고 있다.

상기 사진 공정은 식각 또는 이온 주입이 될 부위와 보호될 부위를 지정하는 공정으로서, 포토레지스트를 도포하고, 식각 또는 이온주입이 될 부위를 선택적으로 노광하고, 상기 노광이 수행된 웨이퍼를 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 방법으로 수행된다. 또한 상기 포토레지스트를 도포, 노광 및 현상을 수행한 이후에 각각 상기 웨이퍼 상의 포토레지스트를 경화시키기 위한 베이크(bake) 공정을 수행하여야 한다.

도 1은 종래의 베이크 장치를 설명하기 위한 측면도이다.

도 1를 참조하면, 웨이퍼(W)가 놓여지는 핫플레이트(hot plate, 12)가 구비된다. 상기 핫플레이트(12)의 상면에는 웨이퍼(W)를 안착시키기 위해 상,하 구동을 수행할 수 있는 핀(12a)들이 다수개가 구비된다. 상기 핫플레이트(12)의 하부면 및 측면부가 놓여지는 홈이 구비된 패널(10, panel)이 형성된다. 그리고 상기 핫플레이트(12) 상에는 상기 핫플레이트(12)의 상부면과 소정 간격을 유지하면서 상기 핫플레이트(12)를 덮는 커버(14)가 구비된다. 상기 커버(14)와 연결되고, 상기 커버(14)를 수평을 유지하면서 상승 또는 하강하는 구동부(16)가 구비된다.

따라서 상기 커버(14)를 상승하면 상기 핫플레이트(12)가 개방되고, 상기 커버(14)와 핫플레이트(12)사이 공간으로 웨이퍼(W)가 이송되어 핫플레이트(12) 상에 놓여진다. 그리고 상기 커버(14)를 하강하여 상기 핫플레이트(12)를 밀폐함으로서 상기 웨이퍼에 열을 전도하여 베이크 공정이 수행된다.

그러나 상기 베이크 장치는 도시된 바와 같이, 하나의 구동부(16)가 상기 커버(14)와 연결되므로, 상기 커버(14)를 수평을 유지하면서 상,하 구동하기가 어렵다. 즉 상기 커버(14)의 상,하 구동을 빈번히 수행하면, 상기 구동부(16)와 커버(14)가 연결된 부분이 상기 커버(14)자체의 무게에 의해 하방으로 기울어지고, 이로 인해 상기 커버(14)는 상기 구동부(16)와 연결된 부분과 대향하는 타단부로 갈수록 하방으로 기울어진다.

상기 커버(14)를 상승시켜 베이크를 수행하기 위한 웨이퍼(W)를 인입할 때 상기 커버(14)가 기울어져 있으면, 상기 커버(14)의 전면과 상기 웨이퍼(W)의 측면이 충돌하게 되어 상기 웨이퍼의 손상이 발생될 뿐 아니라, 베이크 장치에도 손상이 가해진다.

또한 상기 커버(14)를 하강할 때도 상기 구동부(16)와 커버(14)가 연결된 부분이 상기 커버(14)자체의 무게에 의해 하방으로 기울어 있기 때문에, 상기 커버(14)가 수평을 유지하지 못하고 이로 인해 상기 핫플레이트(12)를 완전히 밀폐되지 않는다. 그러면 상기 웨이퍼가 설정된 온도하에서 베이크되지 않기 때문에 포토레지스트의 용해도의 차이등을 유발하게 되고, 이로 인해 패턴의 선폭의 차이가 발생되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 형성되는 패턴의 선폭의 차이 및 웨이퍼의 손상을 최소화 하는 베이크 장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상부면에 웨이퍼가 놓여지는 핫플레이트와, 상기 핫플레이트의 하부면 및 측면부가 놓여지는 홈이 구비되는 패널(panel)과, 상기 핫플레이트와 소정 간격만큼 이격되고, 가장자리부는 상기 패널과 밀착되어 상기 핫플레이트에 외부공기가 유입되지 않도록 덮는 커버와, 상기 커버와 연결되고, 상기 커버를 상,하 구동시키는 구동부와, 상기 커버의 하부면에 설치되고, 상기 커버를 플렉시블(flexible)하게 지지하는 가이드를 구비하는 베이크 장치를 제공한다. 상기 가이드는 압축 스프링으로 형성된다.

따라서 상기 가이드는 상기 커버가 상,하 구동을 수행할 때에 팽창 또는 축소하면서 상기 커버를 지지하여 상기 커버를 수평하게 유지한다. 그러므로 상기 커버가 수평을 유지하지 못하여 웨이퍼를 인입할 때 커버의 전면과 상기 웨이퍼의 측면이 충돌하거나 또는 상기 플레이트를 완전히 밀폐하지 못하여 패턴의 선폭의 차이가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라서 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 베이크 장치를 설명하기 위한 측면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 베이크 장치를 설명하기 위한 사시도이다.

도 2 내지 도 3을 참조하면, 상부면에 웨이퍼(W)가 놓여지는 핫플레이트(22)가 구비된다. 상기 핫플레이트(22)는 내부에 열선이 내장되어 있어서 상기 웨이퍼(W)로 균일하게 열을 전도하여 상기 웨이퍼(W)상에 형성되어 있는 포토레지스트를 경화시킨다. 상기 핫플레이트(22)는 상부면이 베이크를 수행하기 위한 웨이퍼(W)보다 약간 큰 지름을 갖는 원기둥 형상으로 형성된다.

상기 핫플레이트(22)의 상부면에는 상,하 구동을 수행할 수 있는 다수개의 핀(22a)이 구비되어 있다. 상기 핀(22a)은 상기 핫플레이트(22)의 상부면에서 상,하로 구동하여 상기 핫플레이트(22)상부면에서 돌출하거나 또는 돌출하지 않도록 한다. 따라서 상기 핀(22a)이 상기 핫플레이트(22)의 상부면에 돌출되어 있는 상태에서 상기 웨이퍼(W)를 인입하여 상기 웨이퍼(W)를 상기 핀(22a)의 머리 부분에 놓은 다음, 상기 핀(22a)을 하강하여 상기 웨이퍼(W)를 상기 핫플레이트(22)상에 안착시킨다.

그리고 상기 핫플레이트(22)의 하부면 및 측면을 감싸도록 패널(20, panel)이 구비된다. 상기 패널(20)은 원형의 핫플레이트(22)가 삽입되는 소정의 홈이 구비되는 사각형의 형상을 갖고, 상기 홈에 상기 핫플레이트(22)가 놓여진다. 상기 패널은 일반적으로 스테인레스 스틸로 형성된다.

상기 핫플레이트(22)상에는 상기 핫플레이트(22)의 상부면과 소정 간격만큼 이격하면서 상기 핫플레이트(22)를 밀폐하는 커버(24, cover)가 구비된다. 즉 상기 커버(24)는 수평 방향으로 놓고, 상기 커버(24)의 가장자리부를 상기 패널(20)과 밀착시킴으로서 상기 핫플레이트(22)를 밀폐한다. 그리고 상기 커버(24)를 상기 핫플레이트(22)의 상부면과 대향하도록 수평을 유지하면서 상승시켜 상기 핫플레이트(22)를 개방한다.

상기 커버(24)와 연결되고, 상기 커버(24)를 상승 또는 하강시키기 위한 구동부(26)가 구비된다. 상기 구동부(26)는 웨이퍼(W)가 인입되는 부분과 대향하는 부분인 상기 커버(24)의 배면과 연결된다. 상기 구동부(26)는 하나만 구비되어 상기 커버(24)를 상승 또는 하강시킨다. 참고로 도 2는 도면의 오른쪽은 웨이퍼가 인입되는 부분을 나타낸다.

구체적으로, 상기 구동부(26)는 상기 커버(24)와 직접 연결되어 상기 커버를 지지하는 지지부(26a)와, 상기 지지부(26a)와 수직 방향으로 연결되는 실린더부(26b)와, 상기 실린더부(26b)를 상,하 구동시키기 위한 모터(26c)로 구성된다. 따라서 상기 모터(26c)에 의해 상기 실린더부(26b)가 상,하로 구동하고, 상기 실린더부(26b)와 연결되어 있는 커버(24)가 상하 구동한다.

상기 커버(24)의 하부면에 설치되고, 상기 커버(24)를 플렉시블하게 지지하는 가이드(28)가 형성된다. 상기 가이드(28)는 상기 구동부(26)와 대향하도록 구비되어 상기 커버의 수평을 유지한다. 즉 상기 가이드(28)는 상기 커버(24)가 상승 또는 하강 구동할 때 상기 커버(24)를 수평으로 유지하여야 하기 때문에 상기 가이드(28)의 길이는 상기 커버의 구동에 의해 가변되어야 한다. 이를 위하여 상기 가이드(28)는 압축스프링으로 형성한다. 즉 상기 압축스프링으로 형성되는 가이드(28)는 상기 커버(24)가 상승할 때는 팽창되어 상기 커버(24)를 지지함으로서, 상기 커버(24)가 하방으로 기울어지는 것을 방지한다. 또한 상기 커버(24)가 하강할 때는 축소되어 상기 커버(24)를 지지함으로서 상기 커버(24)의 수평을 유지시킬 수 있다.

상기 가이드(28)는 상기 커버(24)가 어느 한 방향으로 치우치지 않도록, 대칭되는 위치에 2개를 구비한다. 그리고 상기 2개의 가이드(28)의 사이 공간으로 베이크 공정을 수행하기 위한 웨이퍼(W)가 인입될 수 있도록 소정의 간격을 갖고 설치한다.

상기 구성을 갖는 베이크 장치에 웨이퍼가 로딩되어 베이크 공정을 수행하는 방법을 설명하고자 한다.

먼저 구동부(26)의 모터(26c)를 구동하여 실린더(26b)를 상승시킴으로서 커버(24)를 상승시킨다. 그러면 상기 커버(24)를 지지하는 가이드(28)의 압축스프링이 팽창되고, 이에 따라 상기 커버(24)는 상기 구동부(26)와 연결된 부분과 대향하는 단부로 갈수록 하방으로 기울어지지 않고 수평하게 유지된다.

상기 커버(24)와 핫플레이트(22) 사이 공간으로 웨이퍼(W)를 인입하여 핫플레이트(22) 상에 놓는다. 이 때 상기 웨이퍼(W)는 로봇암을 포함하는 이송 장치를 사용하여 수평 방향으로 이송되고, 상기 웨이퍼(W)는 상기 커버를 지지하는 가이드 사이를 통과한다. 그리고 이미 설명한 바와 같이, 상기 핫플레이트(22)의 상부면에 돌출되어 있는 핀(22a)에 먼저 상기 웨이퍼(W)를 놓은 다음 상기 핀(22a)을 하강하여 상기 핫플레이트(22) 상에 웨이퍼(W)를 안착한다.

이 때 상기 커버(24)는 상기 가이드(28)에 의해 상기 커버(24)와 상기 구동부(26)가 연결된 부분과 대향하는 단부로 갈수록 상기 커버가 하방으로 기울어지지 않고 수평을 유지하고 있기 때문에, 웨이퍼(W)를 인입할 때 상기 커버(24)의 전면과 상기 웨이퍼(W)의 측면이 충돌하여 웨이퍼(W)가 손상되거나 또는 스크레치가 발 생하는 일이 감소된다. 또한 상기 웨이퍼의 손상에 의한 베이크 장치의 손상도 방지된다.

상기 웨이퍼(W)가 핫플레이트(22)의 상부면에 안착되면, 상기 커버(24)를 하강하여 상기 핫플레이트(22)를 밀폐한다. 그러면, 상기 핫플레이트(22)의 온도가 웨이퍼(W)에 전도되어 상기 웨이퍼(W)상에 형성된 포토레지스트를 경화시키는 베이크 공정이 수행된다.

이 때 핫플레이트(22)의 온도를 설정된 온도로 유지하는 것이 매우 중요하다. 그 이유는 상기 온도가 미세한 오차를 가지더라도 형성된 포토레지스트의 용해도의 차이가 달라지므로 패턴의 선폭의 차이를 유발하기 때문이다. 이를 위해 상기 커버(24)로 상기 핫플레이트(22)를 완전히 밀폐하여 외부의 공기가 유입하지 못하게 하는 것이 요구된다.

그런데 상기 설명한 바에 의하면, 상기 가이드(20)에 의해 상기 커버(24)를 수평하게 지지하고 있기 때문에, 상기 커버(24)와 연결되는 지지부(26a)가 상기 커버의 하중에 의해 휘는 현상을 최소화할 수 있다. 그러므로 상기 지지부(26a)가 휘어져서 상기 커버(24)를 하강하였을 때 상기 핫플레이트(22)를 완전히 밀폐하지 못하는 현상을 방지할 수 있다.

따라서 상기 핫플레이트의 온도가 일정하게 유지되고, 이에 따라 웨이퍼(W)상에 형성된 포토레지스트를 설정된 온도에서 베이크할 수 있다. 상기 웨이퍼(W)를 베이크하는 온도의 차이에 의해 발생되는 패턴의 선폭 차이를 방지하여 반도체 장치의 불량을 최소화할 수 있다.

본 발명에 의한 베이크 장치는 커버를 지지하는 가이드가 구비되고, 상기 가이드는 상기 커버가 상승 또는 하강 구동을 수행할 때 상기 커버의 수평을 유지한다. 따라서 상기 커버의 전면과 인입하는 웨이퍼가 충돌하여 웨이퍼의 손상이 발생되거나 또는 웨이퍼를 베이크 할 때 온도에 의해 패턴의 선폭의 차이가 발생하는 것을 최소화 할 수 있다. 이에 따라 반도체 장치의 불량을 방지하고 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (4)

1. 상부면에 웨이퍼가 놓여지는 핫플레이트;

   상기 핫플레이트의 하부면 및 측면부가 놓여지는 홈이 구비되는 패널(panel);

   상기 핫플레이트와 소정 간격만큼 이격되고, 가장자리부는 상기 패널과 밀착되어 상기 핫플레이트에 외부공기가 유입되지 않도록 덮는 커버;

   상기 커버와 연결되고, 상기 커버를 상,하 구동시키는 구동부;

   상기 커버의 하부면에 설치되고, 상기 커버를 플렉시블(flexible)하게 지지하는 가이드를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조를 위한 베이크 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 가이드는 압축스프링으로 형성하는 것을 특징으로 하는 베이크 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 가이드는 대칭되도록 2개를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조를 위한 베이크 장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 2개의 가이드는 상기 가이드들 사이의 공간으로 베이크가 수행되는 웨이퍼를 인입할 수 있도록 소정의 간격을 갖고 설치하는 것을 특징 으로 하는 반도체 장치의 제조를 위한 베이크 장치.

Images