KR100713210B1 - 베이크 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르면, 핀이 승강될 수 있는 핀 통공이 형성된 베이크 플레이트; 상기 핀 통공 안에 삽입되어 상기 베이크 플레이트의 상부 표면 위로 승강 가능하며 상단부에 기판을 유지할 수 있는 복수의 핀들; 상기 복수의 핀들 저면을 지지하는 지지대; 및, 상기 지지대를 승강시키는 승강 수단;을 구비하는 베이크 챔버가 설치된 베이크 장치가 제공된다.
베이크, 베이크플레이트, 챔버, 지지대

Description

베이크 장치{Bake Apparatus}
도 1 은 베이크 공정을 수행하기 위한 통상적인 로봇과 베이크 장치를 도시하는 개략적인 사시도이다.
도 2a 내지 도 2e 는 종래 기술에 따른 베이크 장치의 베이크 플레이트와 로봇 핸드 사이의 작동을 설명하는 설명도이다.
도 3a 및 도 3b 는 본 발명의 일 실시예에 다른 베이크 장치의 일부에 대한 개략적인 단면도이다.
도 4 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 베이크 장치의 일부에 대한 개략적인 단면도이다.
도 5a 내지 도 5e 는 본 발명에 따른 베이크 장치의 베이크 플레이트와 로봇 핸드 사이의 작동을 설명하는 설명도이다.
< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 >
1: 로봇 2: 컬럼
3: 베이스 4: 승강 헤드
5: 제 1 축 6: 제 2 축
7: 제 3 축 8: 핸드
15: 베이크 장치 16: 베이크 챔버
본 발명은 베이크 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 베이크 플레이트를 통하여 승강 가능한 승강 핀을 구비하여 기판을 지지할 수 있는 베이크 챔버가 설치된 베이크 장치에 관한 것이다.
통상적으로 반도체 제조 과정등에 포함되는 포토레지스트 공정에는 웨이퍼의 상부 표면에 소정의 패턴을 형성하는 단계가 포함된다. 이러한 패턴의 형성은 웨이퍼의 표면에 포토레지스트를 도포한 후에, 노광 공정 및 현상 공정을 수행함으로써 소정의 포토레지스트 패턴을 형성하고, 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용하여 에칭 공정을 수행함으로써 웨이퍼 표면에 소정의 패턴을 형성하는 것으로 이루어진다.
포토레지스트 패턴의 형성 및 에칭을 수행하기 위해서는 웨이퍼의 표면에 포토레지스트를 도포할 때 수분을 제거하여야 한다. 수분을 제거하기 위하여 소위 베이크(bake) 공정을 수행하게 되며, 또한 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용하여 에칭 공정을 수행하기 이전에도 베이크 공정을 수행하게 된다. 베이크 공정은 웨이퍼를 섭씨 약 90 내지 300 도의 소정 온도로 가열함으로써 이루어진다. 웨이퍼를 베이크하는 방법은 전도, 대류 및 적외선 방법으로 수행될 수 있으며, 처리 조건에 따라서 소프트 베이크와 하드 베이크로 구분될 수 있다.
베이크 공정을 수행하기 위한 베이크 장치는 일종의 오븐(oven)으로서 구성 될 수 있다. 예를 들면, 베이크 장치의 내부에는 가열 플레이트가 구비되며, 가열 플레이트의 내부에 설치된 열선에 의해 발열이 이루어지고, 가열 플레이트의 표면에 안착된 웨이퍼가 가열된 플레이트에 의해 베이크된다.
도 1 에 도시된 것은 베이크 장치 및 베이크 장치에 기판을 투입하기 위한 로봇을 개략적인 사시도로 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 베이크 장치(15)에는 상하로 다수의 베이크 챔버(16)가 설치되며, 각 베이크 챔버(16)는 셔터(17)를 구비한다. 베이크 챔버(16)의 내측으로 기판을 투입하거나, 또는 베이크 챔버(16)로부터 기판을 인출할 경우에는 셔터(17)가 개방되며, 개방된 셔터(17)를 통하여 이후에 설명될 로봇의 핸드(8)가 수평으로 진입하거나 후퇴할 수 있다.
로봇(1)은 베이스(3)상에 설치된 칼럼(2)과, 상기 칼럼(2)을 따라서 상하로 승강 운동할 수 있는 승강 헤드(4)를 구비한다. 승강 헤드(4)에는 제 1 아암(11)의 일 단부가 설치되며, 제 1 아암(11)의 일 단부는 제 1 축(5)을 중심으로 승강 헤드(4)에 대하여 회전 운동할 수 있다. 제 1 아암(11)의 타 단부에는 제 2 아암(12)의 일 단부가 설치되며, 제 2 아암(12)의 일 단부는 제 1 아암(11)의 타 단부와 제 2 축(6)을 중심으로 회전 운동할 수 있다. 제 2 아암(12)의 타 단부에는 로봇 핸드(8)가 설치되며, 로봇 핸드(8)는 제 3 축(7)을 중심으로 제 2 아암(12)의 타 단부에 대하여 회전 운동할 수 있다.
도면에 도시된 예에서 로봇 핸드(8)는 기판을 상부에 배치한 상태로 개방된 셔터(17)를 통하여 베이크 챔버(16)의 내부로 진입하거나, 그로부터 후퇴될 수 있 다. 또한 상이한 높이의 다른 베이크 챔버(16)에 대응하기 위해서 승강 헤드(4)가 승강 운동을 할 수 있으며, 이후에 설명되는 바와 같이 로봇 핸드(8)가 베이크 챔버(16)의 안에 진입해서 베이크 플레이트에 구비된 핀 위에 기판을 내려놓거나 기판을 로봇 핸드 위에 올려놓기 위해서도 작은 범위의 승강 운동을 하게 된다.
도 2a 내지 도 2e 에 도시된 것은 종래 기술에 따른 베이크 장치에서 로봇 핸드가 기판을 베이크 장치내에 투입하는 작동 과정을 설명하는 설명도이다.
도 2a를 참조하면, 로봇 핸드(8)의 상부 표면에는 기판(21)이 배치되어 있으며, 베이크 장치의 베이크 챔버(16) 안에 설치된 베이크 플레이트(22)의 상부에는 핀(23)들이 소정 간격으로 설치되어 있다. 베이크 플레이트(22)의 내부에는 위에서 설명된 바와 같이 열선(미도시)과 같은 가열 수단이 구비되어 있다.
도 2b를 참조하면, 로봇 핸드(8)는 베이크 챔버(16) 안으로 진입하여 베이크 플레이트(22)의 상부에 도달하게 되는데, 이때 로봇 핸드(8)는 핀(23)들과의 간섭을 회피하고 기판(21)이 핀(23)에 부딪히거나 마찰되는 것을 회피하기 위해서 핀(23)의 상단부와 H1 의 간격을 두고 진입하게 된다.
도 2c를 참조하면, 로봇 핸드(8)가 하강하여 기판(21)을 핀(23)들의 상단부에 내려놓는다. 이때 로봇 핸드(8)는 H1 의 거리를 하강하게 된다.
도 2d를 참조하면, 로봇 핸드(8)는 핀(23)의 상단부로부터 H2 의 거리를 하강하게 된다. 이는 로봇 핸드(8)가 기판(21)을 핀(23)의 상단부에 올려놓고 베이크 챔버(16)로부터 빠져나오기 위한 것이다. 도 2d 의 상태에서는 로봇 핸드(8)과 기판(21) 사이의 상호 관계가 해소된다.
도 2e를 참조하면, 로봇 핸드(8)가 베이크 챔버(16)로부터 완전히 후퇴한 상태로 도시되어 있다.
도 2a 내지 도 2e를 참조하여 설명된 종래 기술의 베이크 장치에서는 로봇 핸드(8)가 베이크 챔버(16)의 내부에서 최소한 H1 + H2 의 거리를 승강 운동하여야 한다. 따라서 셔터(17)의 높이도 최소한 H1 + H2 로 설계되어야 하며, 그로 인하여 셔터(17)가 개방되었을 때 베이크 챔버(16) 안의 열손실이 증가하는 문제점이 있다. 한편, 로봇 핸드(8)가 베이크 챔버(16) 안에서 승강 운동하는 H1 및 H2 의 거리는 매우 미소한 범위의 거리이므로, 로봇(1)의 승강 운동을 제어하는 것이 용이하지 않다는 문제점이 있다. 다른 한편으로는 각각의 베이크 챔버(16)의 두께를 설계하는데 있어서도 H1 및 H2 의 거리를 고려해야 하므로, 베이크 챔버들 사이의 피치가 넓어지는 경향이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 승강 핀을 구비하여 셔터의 개방 면적이 감소시킬 수 있는 베이크 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 베이크 장치는 핀이 승강될 수 있는 핀 통공이 형성된 베이크 플레이트;와 상기 핀 통공 안에 삽입되어 상기 베이크 플레이트의 상부 표면 위로 승강 가능하며 상단부에 기판을 유지할 수 있는 복수의 핀들;과 상기 복수의 핀들 저면을 지지하는 지지대; 및, 상기 지지대를 승강시키는 승강 수단;을 구비한다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 3a 및 도 3b 에 도시된 것은 본 발명에 따른 베이크 장치의 일 실시예에 대한 개략적인 설명도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 베이크 장치는 핀 통공(32a)이 구비된 베이크 플레이트(32)와, 핀 통공(32a)을 통해 돌출될 수 있는 핀(33)과, 상기 핀(33)을 지지하는 핀 지지대(34)를 구비한다. 핀 지지대(34)는 다양한 수단에 의해 승강될 수 있으며, 도면에 도시된 실시예에서는 캠(35)에 의해서 핀 지지대(34)가 승강될 수 있다. 캠(35)은 도면에 도시되지 않은 구동 모터등에 의해서 회전될 수 있다.
도 3a에서 핀(33)이 설치된 핀 지지대(34)는 하강된 상태이며, 따라서 핀(33)들은 베이크 플레이트(32)의 상부 표면으로부터 돌출되어 있지 않다. 이러한 상태에서 캠(35)은 제 1 위치에 있다.
다음에 도 3b 에서는 캠(35)이 제 2 위치로 회전하게 되며, 그에 따라서 핀 지지대(34)는 상승된다. 핀 지지대(34)가 상승함으로써 핀(33)은 베이크 플레이트(34)의 상부 표면으로부터 돌출할 수 있다. 베이크 플레이트(34)의 상부 표면으로부터 돌출된 핀(33)의 상단부에는 이후에 설명되는 바와 같이 기판이 지지될 수 있다.
도 4 에 도시된 것은 본 발명의 베이크 장치의 다른 실시예에 대한 개략적인 설명도이다.
도면을 참조하면, 베이크 플레이트(32)에 핀 통공(32a)이 형성된 것과, 핀(33)이 핀 지지대(34)에 설치되어서 핀 지지대(34)의 승강에 따라서 핀 통공(32a)을 통해 베이크 플레이트(32)의 상부 표면으로부터 돌출되는 것은 도 3 에 도시된 것과 유사하다. 도 4 에 도시된 예에서는 유압 액튜에이터(41)와 같은 승강 수단이 구비되며, 상기 유압 액튜에이터(41)의 작용에 의해서 핀 지지대(34)가 승강될 수 있다.
도 5a 내지 도 5e 에 도시된 것은 본 발명에 따른 베이크 장치에서 로봇 핸드가 기판을 베이크 장치 안에 투입하는 작동 과정을 개략적으로 나타낸 설명도이다.
도 5a를 참조하면, 로봇 핸드(8)의 상부 표면에는 기판(51)이 배치되어 있으며, 베이크 장치의 베이크 챔버(16)에 구비된 베이크 플레이트(32)에서는 핀 지지대(34)에 설치된 핀(33)이 베이크 플레이트(32)의 상부 표면으로부터 돌출되어 있지 아니하다.
도 5b를 참조하면, 로봇 핸드(8)는 베이크 챔버(16)의 개방된 셔터(17)를 통해서 베이크 챔버(16)의 내측으로 진입된 상태다. 로봇 핸드(8)는 베이크 플레이트(32)의 상부에 도달한다.
도 5c를 참조하면, 핀 지지대(34)가 도시되지 않은 승강 수단에 의해 상승됨으로써 핀(33)이 베이크 플레이트(32)의 상부로 돌출한다. 핀(33)은 핀(33)의 상단부가 기판(51)의 하부 표면에 접촉할 때까지 상승된다. 핀(33)의 상단부가 기판 (51)의 하부 표면에 접촉할 때, 핀 지지대(34)의 상부 표면과 베이크 플레이트(32)의 사이에는 H3 의 여유 간극이 존재한다. 따라서 핀 지지대(34)는 H3 의 거리로 더 상승할 수 있다.
도 5d를 참조하면, 핀 지지대(34)는 베이크 플레이트(32)의 하부 표면에 근접할 정도로 더 상승하게 된다. 결과적으로 핀(33)의 상단부는 로봇 핸드(8)의 상부 표면으로부터 H3 의 거리로 더욱 상승하게 되며, 따라서 기판(51)의 하부 표면과 핀(33)의 상단부 사이에는 H3 의 거리가 존재하게 된다. 핀(33)의 상승으로 인해 로봇 핸드(8)는 더 이상 기판(51)을 지지하지 않으며, 따라서 베이크 챔버(16)로부터 후퇴할 준비가 되어 있다.
도 5e를 참조하면, 로봇 핸드(8)는 베이크 챔버(16)의 외부로 후퇴된 상태이며, 기판(51)은 핀(33)의 상부에 배치됨으로써 베이크 작업을 수행할 수 있는 상태가 된다. 로봇 핸드(8)가 베이크 챔버(16)의 밖으로 나오게 되면 셔터(17)가 닫힘으로써 베이크 챔버(16)가 밀폐되며, 이후에 소정의 온도로 베이크 작업을 수행할 수 있다.
이후에 베이크 작업이 완료된 이후에는 위에서 설명된 바와 같은 작용의 역순으로 로봇 핸드(8)가 작용하여 베이크 챔버(16)로부터 기판(51)을 인출할 수 있다. 로봇 핸드(8)는 기판(51)과 H3 의 거리를 유지한 상태로 베이크 챔버(16)의 안으로 진입하며, 핀 지지대(34)가 하강하게 되면 핀(33)의 상단부에 놓인 기판(51)은 로봇 핸드(8)의 위로 이전된 상태로 배치될 수 있다. 다음에 로봇 핸드(8)를 후퇴시키면 기판(51)은 베이크 챔버(16)로부터 인출된다.
본 발명에 따른 베이크 장치에서는 로봇 핸드가 베이크 챔버 안으로 기판을 투입하거나 또는 그로부터 기판을 인출할 때 로봇 핸드 자체의 승강 작용을 필요로 하지 않으며, 따라서 베이크 챔버의 셔터에 의해 개방되는 면적의 높이를 최소한으로 설정할 수 있다. 베이크 챔버의 셔터에 의해 개방되는 면적이 최소화되면 베이크 챔버의 열손실을 방지할 수 있으며, 그에 따라서 베이크 챔버의 가열 시간이 감소되어 작업과 작업 사이의 택트(tact) 시간을 단축시킬 수 있다. 또한 각각의 베이크 챔버의 높이도 감소시킬 수 있으므로 베이크 장치 자체에 구비되는 베이크 챔버의 수도 증가시킬 수 있으며, 로봇의 승강 운동의 행정도 감소시킬 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예지적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

  1. 핀이 승강될 수 있는 핀 통공이 형성된 베이크 플레이트;
    상기 핀 통공 안에 삽입되어 상기 베이크 플레이트의 상부 표면 위로 승강 가능하며 상단부에 기판을 유지할 수 있는 복수의 핀들;
    상기 복수의 핀들 저면을 지지하는 지지대; 및
    상기 지지대를 승강시키는 캠 기구를 구비하는 베이크 챔버가 설치된 베이크 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 핀들은 기판을 상부에 배치한 로봇 핸드가 베이크 챔버의 내측으로 진입할 때는 상기 베이크 플레이트의 상부로 돌출하지 않으며,
    상기 로봇 핸드가 베이크 챔버의 내측에 도달된 이후에는 상기 기판의 하부 표면을 지지하여 상기 기판의 하부 표면이 상기 로봇 핸드의 상부 표면으로부터 이격될 수 있을 정도로 상기 베이크 플레이트의 상부로 돌출하는 것을 특징으로 하는 베이크 챔버가 설치된 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 핀들이 상기 베이크 플레이트의 상부 표면 위로 돌출하여 상기 복수의 핀들의 상단부에 기판이 지지된 상태에서 로봇 핸드는 그것의 상단부 표면이 상기 기판의 하부 표면과 이격된 상태로 베이크 챔버의 내측으로 진입하고,
    상기 복수의 핀들의 상단부가 상기 베이크 플레이트의 상부 표면 아래로 하강함으로써 상기 기판이 상기 로봇 핸드의 상부 표면으로 이전될 수 있는 것을 특징으로 하는 베이크 챔버가 설치된 베이크 장치.
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