KR20020064013A - 베이크 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가열 플레이트에 부정확하게 로딩된 웨이퍼를 감지하여 그에 따른 문제를 최소화할 수 있는 베이크 장치에 관한 것으로, 베이크 장치는 베이킹 하기 위한 웨이퍼가 놓여지는 히팅 플레이트와, 히팅 플레이트에 설치되고, 히팅 플레이트에/로부터 웨이퍼를 로딩/언로딩하기 위한 리프트 수단 및 리프트 수단에 의해 히팅 플레이트에 로딩된 웨이퍼가 히팅 플레이트의 상면에 평행하게 로딩되었는지를 검출하기 위한 수단을 포함한다. 이 웨이퍼 검출 수단은 히팅 플레이트에 일정 간격으로 설치되어 웨이퍼와의 거리에 따라 웨이퍼가 히팅 플레이트에 경사지게 로딩되었는지를 감지하는 근접 센서들과 근접 센서들로부터의 신호를 전달받아 공정의 진행 여부를 판단하여 공정을 제어하는 제어부를 구비한다.

Description

베이크 장치{A BAKE APPARATUS}
본 발명은 반도체 제조 장치인 베이크 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 가열 플레이트에 부정확하게 로딩된 웨이퍼를 감지하여 그에 따른 문제를 최소화할 수 있는 베이크 장치에 관한 것이다.
현재 포토공정에서 사용중인 스피너 설비내에서 PRE-베이크 및 POST 베이크를 위하여 베이크 장치를 사용하고 있다. 도 1을 참조하면, 베이크 장치(10)에서의 웨이퍼 로딩 순서는 로봇이 웨이퍼(30)를 베이크내의 리프트 핀(미도시됨) 위에 올려놓으면 리프트 핀이 다운되면서 웨이퍼가 가열 플레이트(12)에 놓여지게 된다. 이 과정에서 가열 플레이트의 미세한 기울기에 의해 웨이퍼가 밀리게 되는 현상이 일어나는데, 이를 방지하기 위해 가열 플레이트의 가장자리에는 다수의 웨이퍼 가이드(14)들이 설치되어 있다.
그러나, 웨이퍼의 로딩 과정에서 상기 웨이퍼 가이드로 인해 새로운 문제가 야기되고 있다. 예컨대, 가열 플레이트(12)로 웨이퍼를 전달하는 이송 로봇의 포지션이 조금이라도 벗어나게 되면, 도 1에서와 같이 웨이퍼 일부가 웨이퍼 가이드(14)위에 얹히게 되어 기울어지게 되는 문제가 발생된다. 이로 인해 웨이퍼가 전면적으로 일정한 열을 받지 못해 TPR(Thickness Photo Resist)의 허용폭(range)이 커지는 경우가 발생되거나, 웨이퍼 내에서 CD차이가 생기게 된다. 그리고, 심한 경우에는 패턴 브릿지(pattern bridge) 또는 웨이퍼 일부의 국부적인NO 패턴이 발생하게 된다.
이러한 웨이퍼의 부정확한 얹힘은 이송 로봇의 기계적인 오차 혹은 엔지니어의 포지션 설정 실수로 인해 쉽게 일어날 수 있다. 그러나, 현재 사용하고 있는 베이크 장치내에는 웨이퍼가 부정확하게 로딩되는 것을 사전에 감지할 수 있는 장치가 마련되지 않았기 때문에, 생산량 혹은 점검을 실시해야만 그 불량을 감지할 수 있었다. 결국, 불량이 감지되기 전까지 많은 수의 웨이퍼가 불량이 발생된 상태로 다음 공정이 진행됨으로써, 전체적인 수율이 드롭 되거나 웨이퍼가 불합격되는 문제가 발생된다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 웨이퍼가 가열 플레이트에 정확하게 얹혀졌는지 여부를 확인하여, 웨이퍼가 가열 플레이트에 기울어진 상태로 얹혀졌을 때 발생할 수 있는 TPR의 허용폭 증가나 웨이퍼의 CD차를 방지하여 웨이퍼의 수율 감소나 불량율을 최소화할 수 있는 새로운 형태의 베이크 장치를 제공하는데 있다.
도 1은 종래 베이크 장치를 개략적으로 보여주는 도면;
도 2는 베이킹 공정을 진행하는 베이크 장치의 개략적인 도면;
도 3은 히팅 플레이트의 평면도;
도 4는 히팅 플레이트에 장착된 근접센서를 보여주는 도면;
도 5a 및 도 5b는 히팅 플레이트에 웨이퍼가 정상적으로 로딩된 상태를 보여주는 도면들;
도 6a 및 도 6b는 히팅 플레이트에 웨이퍼가 기울어지게 로딩된 상태를 보여주는 도면들;
도 7은 베이킹 공정을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 챔버112 : 게이트
120 : 히팅 플레이트122 : 센서 장착홈
130 : 리프트 수단132 : 리프트 핀
134 : 실린더136 : 구동 장치
140 : 가이드 핀152 : 근접센서
154 : 제어부
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 웨이퍼를 베이크 하기 위한 장치는 베이킹 하기 위한 웨이퍼가 놓여지는 히팅 플레이트와; 상기 히팅 플레이트에 설치되고, 히팅 플레이트에/로부터 웨이퍼를 로딩/언로딩하기 위한 리프트 수단 및; 상기 리프트 수단에 의해 상기 히팅 플레이트에 로딩된 웨이퍼가 상기 히팅 플레이트의 상면에 평행하게 로딩되었는지를 검출하기 위한 수단을 갖는다. 여기서, 웨이퍼 검출 수단은 상기 히팅 플레이트에 일정 간격으로 설치되어 상기 웨이퍼와의 거리에 따라 웨이퍼가 히팅 플레이트에 경사지게 로딩되었는지를 감지하는 근접 센서들 및; 상기 근접 센서들로부터의 신호를 전달받아 공정의 진행 여부를 판단하여 공정을 제어하는 제어부를 구비할 수 있다.
이와 같은 본 발명에서 상기 근접센서는 상기 히팅 플레이트는 상면으로부터 일정 깊이로 형성된 센서 장착홈을 설치될 수 있다. 이 센서 장착홈은 상기 히팅 플레이트상에 120도 등각을 이루도록 형성될 수 있다. 상기 근접 센서는 근접센서 몸체가 검출면을 제외한 나머지 부분이 센서 장착홈의 바닥에 매입된 상태로 설치되며, 상기 히팅 플레이트의 상면으로부터 0.5mm 깊이에 설치될 수 있다.
이와 같은 본 발명에서 상기 제어부는 상기 근접 센서들 중 적어도 어느 하나에서 웨이퍼의 감지 신호가 발생되지 않을 경우 이를 작업자에게 경고 메시지를 디스플레이 하거나 경고음을 발생시킬 수 있다.
이와 같은 본 발명에서 상기 근접 센서는 웨이퍼의 가장자리와 대응되는 상기 히팅 플레이트 상에 120도 등각으로 설치될 수 있다.
예컨대, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 2 내지 도 7에 의거하여 상세히설명한다. 또, 상기 도면들에서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다.
도 2는 베이킹 공정을 진행하는 베이크 장치의 개략적인 도면이다. 도 3은 히팅 플레이트의 평면도이다. 도 4는 히팅 플레이트에 장착된 근접센서를 보여주는 도면이다.
도 2내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 베이크 장치(100)는 챔버(110)와, 웨이퍼(200)가 놓여지는 히팅 플레이트(120), 히팅 플레이트(120)에/로부터 웨이퍼를 로딩/언로딩하기 위한 리프트 수단(130), 히팅 플레이트(120)에 놓여진 웨이퍼의 유동(슬라이드 현상)을 방지하기 위한 가이드 핀들(140), 그리고 상기 리프트 수단(130)에 의해 상기 히팅 플레이트(120)에 로딩된 웨이퍼가 상기 히팅 플레이트의 상면에 평행하게 로딩되었는지를 검출하기 위한 수단을 갖는다.
상기 챔버(110)는 웨이퍼가 장입/인출되는 게이트(112)를 갖으며, 내부에는 상기 히팅 플레이트(120)가 설치된다.
상기 리프트 수단(130)은 리프트 핀(132)들과 이 리프트 핀(132)들을 상하 이동시키기 위한 실린더(134)를 구비한 구동 장치(136)를 갖는다. 상기 리프트 핀(132)은 상기 히팅 플레이트(120)의 가장자리 3 지점에 형성된 리프트 삽입공에 각각 삽입되어 설치된다. 상기 리프트 핀(132)들은 실런더(134)의 피스톤(134a)과 연결되어 있다.
상기 가이드 핀(140)들은 상기 히팅 플레이트(120)의 가장자리에 동심원을 가지며 설치된다. 이 가이드 핀(140)들은 상기 히팅 플레이트(120)에 얹혀진 웨이퍼(200)의 측면을 지지하게 된다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 검출 수단은 웨이퍼(200)의 부정확한 로딩(기울어지게 놓여짐)을 감지하기 위한 것으로, 센서(152)들과 제어부(154)로 이루어진다.
상기 센서(152)는 상기 히팅 플레이트(120)의 상면으로부터 일정(0.5mm) 깊이로 형성된 센서 장착홈(122)상에 설치된다. 이 센서 장착홈(122)은 웨이퍼의 직경보다 작은 직경을 가진 원호상에 상호 120도 등각으로 위치하는 세 개의 지점에 형성된다. 예컨대, 상기 센서(152)의 설치 개수는 어떠한 한정은 없으나 바람직하게는 2개 이상으로 상호 동일 간격 또는 등각을 이루도록 히팅 플레이트상에 배치하는 것이 바람직하다.
상기 센서(152)는 센서 검출면(152a)과 웨이퍼 저면(200a)과의 간격에 따라 온/오프 신호를 발생하는 근접 센서가 사용된다. 이 근접센서는 정전용량 센서이다. 이 근접센서(152)는 검출면(152a)과 웨이퍼 저면(200a)와의 거리에 따라 웨이퍼가 히팅 플레이트(120)에 경사지게 로딩되었는지 아니며 평행하게 로딩되었는지를 감지한다. 도 4에서 보인 바와 같이, 상기 근접센서(152)는 측방향에서 오는 전기적인 잡음으로부터 보호하기 위하여, 센서 몸체가 검출면(152a)을 제외한 나머지 부분이 상기 장착홈의 바닥에 매입된 상태로 설치되는 것이 바람직하다.
상기 근접센서(152)들은 상기 제어부(154)와 연결되며, 상기 제어부(154)는 상기 근접센서(152)들로부터 온/오프 신호를 받아 표시부(미도시됨)에 경고 메시지를 디스플레이 하거나 경고음을 발생시키며, 웨이퍼의 부정확한 로딩 여부에 따라공정의 진행 여부를 판단하여 공정을 제어한다.
이와 같은 구성을 갖는 베이크 장치의 베이킹 공정을 설명하면 다음과 같다.
도 7을 참조하면, 웨이퍼(200)는 리프트 핀(132)이 상승(UP)된 상태에서 챔버(110)의 게이트(110a)를 통해 반입된다.(S10) 챔버(110) 안으로 반입된 웨이퍼(200)는 히팅 플레이트(120)상으로 상승되어 있는 3개의 리프트 핀(132)상에 놓여지게 된다.(S20) 베이킹 준비를 위해 상기 리프트 핀(132)은 하강(down)되고, 웨이퍼(200)는 상기 히팅 플레이트(120)에 로딩된다.(S30) 이 베이킹이 준비된 상태에서 상기 검출 수단은 웨이퍼(200)의 부정확한 로딩(기울어지게 놓여짐)을 감지한다.(S40) 그리고, 제어부(154)에서 근접센서(152)의 신호가 온(ON)인지 확인하고(S50) 근접센서 신호가 온이면 베이킹 공정을 진행한다.(S60) 그렇지 않으면 공정을 중지하고,(S70) 경고음 및 메시지를 표시하여 웨이퍼의 불정확한 로딩을 신속하게 작업자에게 알린다.(S80)
예컨대, 도 5a 및 도 5b에서는 웨이퍼가 상기 히팅 플레이트(120)(110)에 정확하게(평행하게) 얹혀져 있는 상태를 보여주고 있다. 이 경우 상기 근접센서(152)는 웨이퍼(200)를 검출하여 온(on)신호를 발생하고, 웨이퍼가 정확한 위치에 셋팅되어 있음을 뜻하는 근접센서의 온(on) 신호를 받은 제어부(154)는 후속 공정을 진행한다.
그러나, 도 6a 및 도 6b에서와 같이, 이송 로봇의 기계적인 오차 혹은 엔지니어의 포지션 설정 실수로 인해 웨이퍼(200)가 가이드 핀(140)위에 얹혀지는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우, 웨이퍼(200)는 히팅 플레이트(120)상에 기울어지게놓여지고, 웨이퍼의 일부분(가이드 핀에 얹혀진 부근)은 근접센서(152)의 감지거리로부터 벗어나게 된다. 따라서, 근접센서(152)들 중 적어도 하나(상기 웨이퍼의 일부분과 근접하게 설치된 센서)는 웨이퍼(200)를 감지하지 못하고 오프(off) 신호를 발생한다. 웨이퍼가 지정된 위치를 이탈하였음을 뜻하는 오프(off)신호를 받은 제어부(154)는 공정을 중단시키고, 메시지를 디스플레이 하거나 경고음을 발생시킨다.
이와 같이 본 발명에 따른 베이크 장치(100)는 웨이퍼(200)가 히팅 플레이트(120)에 부정확하게 얹혀지는 경우, 이를 검출 수단이 즉시 감지하여 설비 사용자에게 곧바로 알림으로써, 웨이퍼의 베이크 공정 불량을 사전에 차단할 수 있는 이점이 있다.
이상에서, 본 발명에 따른 베이크 장치의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
이와 같은 본 발명의 베이크 장치에 의하면, 근접센서를 이용한 검출 수단으로 히팅 플레이트에 기울어지게 놓여진 웨이퍼를 검출해냄으로써, 히팅 플레이트에 부정확하게 놓여진 웨이퍼로 인한 공정 결함을 미연에 방지할 수 있고, 웨이퍼가 부정확하게 로딩되는 원인인 로봇의 로딩 포지션을 재조정함으로써 불량의 재발을 방지할 수 있다. 따라서, 반도체 소자의 품질 및 수율을 향상시킬 수 있다.

Claims (10)

  1. 웨이퍼를 베이크 하기 위한 장치에 있어서:
    베이킹 하기 위한 웨이퍼가 놓여지는 히팅 플레이트와;
    상기 히팅 플레이트에 설치되고, 히팅 플레이트에/로부터 웨이퍼를 로딩/언로딩하기 위한 리프트 수단 및;
    상기 리프트 수단에 의해 상기 히팅 플레이트에 로딩된 웨이퍼가 상기 히팅 플레이트의 상면에 평행하게 로딩되었는지를 검출하기 위한 수단을 포함하는 베이크 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 검출 수단은
    상기 히팅 플레이트에 일정 간격으로 설치되어 상기 웨이퍼와의 거리에 따라 웨이퍼가 히팅 플레이트에 경사지게 로딩되었는지를 감지하는 근접 센서들 및;
    상기 근접 센서들로부터의 신호를 전달받아 공정의 진행 여부를 판단하여 공정을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 베이크 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 히팅 플레이트는 상면으로부터 일정 깊이로 형성된 센서 장착홈을 갖으며,
    상기 근접센서는 상기 센서 장착홈에 설치되는 것을 특징으로 하는 베이크 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 센서 장착홈은 상기 히팅 플레이트상에 120도 등각을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 베이크 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 근접 센서는 근접센서 몸체가 검출면을 제외한 나머지 부분이 센서 장착홈의 바닥에 매입된 상태로 설치되는 것을 특징으로 하는 베이크 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 근접 센서는 상기 히팅 플레이트의 상면으로부터 0.5mm 깊이에 설치되는 것을 특징으로 하는 베이크 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 근접 센서들 중 적어도 어느 하나에서 웨이퍼의 감지 신호가 발생되지 않을 경우 이를 작업자에게 경고 메시지를 디스플레이 하거나 경고음을 발생시키는 것을 특징으로 하는 베이크 장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 근접 센서는 웨이퍼의 가장자리와 대응되는 상기 히팅 플레이트 상에 120도 등각으로 설치되는 것을 특징으로 하는 베이크 장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 히팅 플레이트상에 설치되고, 상기 히팅 플레이트에 로딩된 웨이퍼의 유동을 방지하기 위한 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 베이크 장치.
  10. 제 2 항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 근접 센서는 정전용량 센서인 것을 특징으로 하는 베이크 장치.
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