KR20020080134A - 포토리소그래피 장치의 베이크 유닛 및 이를 이용한웨이퍼 감지방법 - Google Patents

포토리소그래피 장치의 베이크 유닛 및 이를 이용한웨이퍼 감지방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 웨이퍼가 구워지는 플레이트 오븐에 웨이퍼가 로딩/언로딩됐는지 여부를 감지하여 장치 이상으로 인해 플레이트 오븐에서 웨이퍼가 브로큰되는 현상을 미연에 방지한 포토리소그래피 장치의 베이크 유닛 및 이를 이용한 웨이퍼 감지방법에 관한 것으로, 이와 같은 본 발명 포토리소그래피 장치의 베이크 유닛은 공정이 진행되도록 밀폐된 공간을 형성하는 공정 챔버와, 공정 챔버 내에 설치되며 웨이퍼를 안착시켜 굽는 역할을 하는 플레이트 오븐과, 플레이트 오븐의 상면에 설치되며 플레이트 오븐에 안착되는 웨이퍼를 감지하는 감지센서를 포함한다.
이상과 같이, 본 발명에 따르면, 베이크 유닛에 로딩/언로딩되는 웨이퍼는 이송유닛에 설치된 제 1감지센서와 베이크 유닛에 설치된 제 2감지센서에 의해 이중으로 감지되며, 제 1감지센서와 제 2감지센서의 감지 데이타가 상호 일치할 경우에만 공정이 진행되고, 제 1감지센서와 제 2감지센서의 감지 데이타가 상호 일치하지 않을 경우에는 포토리소그래피 장치에 인터록을 걸기 때문에 베이크 유닛내에서 장치의 이상으로 인해 웨이퍼가 브로큰되는 현상은 미연에 방지할 수 있고, 또 장치 오염 방지와 웨이퍼의 생산성을 높일 수 있다.

Description

포토리소그래피 장치의 베이크 유닛 및 이를 이용한 웨이퍼 감지방법{Bake unit of photo-lithography apparatus and wafer sensing method using the same}
본 발명은 포토리소그래피 장치의 베이크 유닛 및 이를 이용한 웨이퍼 감지방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼가 구워지는 플레이트 오븐(Plate oven)에 웨이퍼가 로딩(Loading)/언로딩(Unloading)됐는지 여부를 이중으로 감지하여 장치 이상으로 인해 플레이트 오븐에서 웨이퍼가 브로큰(Broken)되는 현상을 미연에 방지한 포토리소그래피 장치의 베이크 유닛 및 이를 이용한 웨이퍼 감지방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 이온주입 공정, 박막증착 공정, 확산 공정, 포토리소그래피 공정, 에칭(Etching) 공정 등과 같은 다수의 공정들을 거쳐서 제조되며, 이러한 공정들 중에서 웨이퍼에 원하는 패턴(Pattern)을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정은 반도체 소자 제조에 필수적으로 요구되는 공정 중 하나이다.
이와 같은 포토리소그래피 공정은 크게 웨이퍼 상에 포토레지스트(Photoresist)를 도포하는 포토레지스트 도포 공정, 포토레지스트가 도포된 웨이퍼와 정해진 마스크(Mask)를 서로 정렬시킨 후 자외선과 같은 빛을 마스크로 통과시켜 웨이퍼 상의 포토레지스트에 조사되도록 하는 노광 공정, 노광 공정이 완료된 웨이퍼의 포토레지스트를 현상하여 패턴을 형성하는 현상 공정으로 이루어진다.
그리고, 포토리소그래피 공정은 포토레지스트와 웨이퍼 간의 접착성을 향상시키기 위한 HMDS(hexamethyl Disilazane)처리 공정, 포토레지스트 도포 공정 전에 웨이퍼 상의 수분이나 유지용제를 제거하기 위한 베이크(Bake) 공정, 포토레지스트 도포 후 포토레지스트에 함유된 용제를 제거하기 위한 소프트 베이크(Soft bake) 공정 및 노광 공정 후 포토레지스트를 더욱 경화시키는 하드 베이크(Hard bake) 공정 등을 더 포함한다.
이와 같은 포토리소그래피 공정은 웨이퍼를 소정 온도로 가열하여 굽는 베이크 유닛(Unit)과 다수의 단위공정 유닛 그리고 베이크 유닛과 다수의 단위공정 유닛에 웨이퍼를 로딩/언로딩시켜주는 이송 유닛을 포함하는 포토리소그래피 장치에서 진행된다.
이때, 베이크 유닛 및 다수의 단위공정 유닛에 웨이퍼를 로딩/언로딩해주는 이송 유닛에는 웨이퍼 감지센서(Sensor)가 설치되어 이송 유닛이 베이크 유닛 및 다수의 단위공정 유닛에 웨이퍼를 로딩/언로딩시켰는지 여부를 정확히 감지하게 된다.
이하, 종래 이송 유닛이 베이크 유닛에 웨이퍼를 이송할 때 웨이퍼를 감지하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
종래 이송 유닛은 웨이퍼 감지센서를 이용하여 웨이퍼의 로딩/언로딩 여부를 감지하는 바, 이 이송 유닛에 부착된 웨이퍼 감지센서는 이송 유닛이 웨이퍼를 베이크 유닛에 로딩시키기 위해 1번째 이동하면, 이때 이송 유닛을 감지하고, 포토리소그래피 장치는 이송 유닛에 의해 웨이퍼가 베이크 유닛에 로딩됐다고 인식을 하며, 또 이송 유닛이 베이크 유닛에서 웨이퍼를 언로딩시키기 위해 2번째 이동하면 이때도 웨이퍼 감지센서는 이송 유닛을 감지하게 되며, 포토리소그래피 장치는 이 두번째 감지로 이송 유닛에 의해 웨이퍼가 베이크 유닛에서 언로딩됐다고 인식하게 된다.
즉, 종래 포토리소그래피 장치는 이송 유닛이 베이크 유닛에 1번째, 3번째, 5번째와 같이 홀수타임(Time)으로 이동하는 경우 웨이퍼가 베이크 유닛에 로딩됐다고 인식을 하게되고, 이송 유닛이 베이크 유닛에 2번째, 4번째, 6번째와 같이 짝수타임으로 이동하는 경우 웨이퍼가 베이크 유닛에서 언로딩됐다고 인식하게 된다.
그러나, 종래 포토리소그래피 장치는 앞에서와 같이 이송 유닛의 이동횟수를 감지한 뒤, 이 이송유닛의 이동횟수만으로 웨이퍼가 베이크 유닛에 로딩/언로딩됐는지 여부를 판단할 경우, 장치에 이상이 있어 이송 유닛의 이동횟수를 잊어버리게 되면, 베이크 유닛에 웨이퍼가 로딩/언로딩됐는지 정확히 인식하지 못하게 된다.
따라서, 위와 같이 포토리소그래피 장치가 웨이퍼의 로딩/언로딩 여부를 정확하게 인식하지 못할 경우, 베이크 유닛에 웨이퍼가 로딩되어 있는데도 또다시 이송유닛이 웨이퍼를 로딩시키는 경우가 발생되거나 또는 베이크 유닛에서 웨이퍼를 언로딩시키지도 않고 베이크 유닛에 또다시 새로운 웨이퍼를 로딩시키는 경우 등이 발생되며, 이는 곧 웨이퍼와 웨이퍼, 또는 웨이퍼와 이송유닛이 부딪쳐서 웨이퍼가 브로큰되는 현상을 야기시킨다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 포토리소그래피 장치에 이상이 발생되어도 베이크 유닛에 웨이퍼가 로딩/언로딩됐는지 여부를 정확히 감지하여 웨이퍼가 브로큰되는 현상을 미연에 방지하는 포토리소그래피 장치의 베이크 유닛 및 이를 이용한 웨이퍼 감지방법을 제공함에 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예인 포토리소그래피 장치의 베이크 유닛에 웨이퍼가 이송되는 것을 개략적으로 도시한 개념도.
도 2는 본 발명에 따라 웨이퍼가 감지되는 순서를 도시한 순서도.
이와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명 포토리소그래피 장치의 베이크 유닛은 공정이 진행되도록 밀폐된 공간을 형성하는 공정 챔버와, 공정 챔버 내에 설치되며 웨이퍼를 안착시켜 굽는 역할을 하는 플레이트 오븐과, 플레이트 오븐의 상면에 설치되며 플레이트 오븐에 안착되는 웨이퍼를 감지하는 감지센서를 포함함에 있다.
나아가, 감지센서는 수광부와 발광부를 갖는 레이저 센서인 것이 바람직하다.
또한, 위 수광부와 발광부는 웨이퍼의 상하방향에 각각 설치됨이 바람직하다.
이와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명 웨이퍼 감지방법은 웨이퍼를 이송하는 이송유닛이 공정의 진행에 따라 웨이퍼를 가열하여 굽는 베이크 유닛에 웨이퍼를 로딩/언로딩할 때, 웨이퍼를 감지하는 웨이퍼 감지방법에 있어서,
이송유닛의 웨이퍼가 베이크 유닛으로 로딩/언로딩됐는지를 이동유닛에서 1차적으로 감지하는 제 1감지단계와, 베이크 유닛에 웨이퍼가 로딩/언로딩됐는지를 베이크 유닛에서 2차적으로 감지하는 제 2감지단계와, 제 1감지단계와 제 2감지단계의 감지 데이타가 상호 일치할 경우 공정을 계속 진행하며 제 1감지단계와 제 2감지단계의 감지데이타가 상호 불일치할 경우 공정을 인터록시키는 판별단계를 포함함에 있다.
먼저, 본 발명에 따른 포토리소그래피 장치에 대해 설명하면, 본 발명에 따른 포토리소그래피 장치는 크게 로더부, 스핀 코터(Spin coater), 노광 유닛, 현상 유닛, 베이크 유닛, 이송 유닛 및 포토리소그래피 장치를 전반적으로 제어하는 중앙제어 유닛으로 구성된다.
구체적으로 설명하면, 로더부는 웨이퍼가 대기하는 곳으로, 선행공정을 종료한 웨이퍼가 공정이 진행되기 전까지 대기되도록 하며, 또 공정이 종료된 후에는 후속공정으로 웨이퍼가 이송되도록 하는 역할을 한다.
또한, 스핀 코터는 웨이퍼 상에 감광물질인 포토레지스트를 도포하는 역할을 하며, 노광 유닛은 포토레지스트가 도포된 웨이퍼와 소정 패턴을 갖는 마스크를 서로 정렬시킨 후 소정 파장을 갖는 빛을 마스크로 통과시켜 웨이퍼 상의 포토레지스트에 조사되도록 하는 역할을 한다.
그리고, 현상유닛은 노광된 웨이퍼를 현상하여 패턴이 형성되도록 하는 역할을 하고, 베이크 유닛은 공정의 진행에 따라 웨이퍼를 소정 온도로 가열하여 굽는 역할을 하며, 이송유닛은 로더부에 대기하는 웨이퍼를 공정의 진행에 따라 각 공정유닛에 로딩/언로딩시켜주는 역할을 한다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일실시예인 이송유닛(100)과 베이크 유닛(200)을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 이송유닛(100)은 크게 바닥면에 지지되는 지지몸체(110)와, 이에 연결되는 회전축(150) 그리고 회전축(150)에 연결되는 이송암(130)으로 구성된다. 여기에서, 회전축(150)은 이송암(130)과 연결되어 이송암(130)이 회전되도록 하는 역할을 하고, 이송암(130)은 공정의 진행에 따라 웨이퍼(50)를 각 공정유닛에 로딩/언로딩시키는 역할을 한다. 이때, 이송암(130)에는 웨이퍼(50)를 소정 위치에서 각 공정에 필요한 부분으로 자유롭게 옮길 수 있도록 굴절 및 길이조절이 가능하게 하는 접철핀(135,fin)이 구비됨이 바람직하다.
그리고, 지지몸체(110)의 일측에는 제 1감지센서(170)가 설치되며, 이 제 1감지센서(170)는 이송암(130)의 이송여부를 감지하여 웨이퍼(50)가 각 공정유닛에 로딩/언로딩됐는지 여부를 판별할 수 있도록 하는 역할을 한다.
즉, 제 1감지센서(170)는 이송암(130)의 이송여부 즉, 이송횟수를 감지하여 이 감지 데이타(Data)를 중앙제어유닛(미도시)에 전송하며, 중앙제어유닛은 제 1감지센서(170)의 감지 데이타에 따라 이송암(130)이 1번째, 3번째, 5번째 등과 같이 홀수타임으로 이동할 경우 웨이퍼(50)가 각 공정유닛에 로딩됐다고 인식하고, 이송암(130)이 2번째, 4번째, 6번째와 같이 짝수타임으로 이동할 경우 웨이퍼(50)가 각 공정유닛에서 언로딩됐다고 인식한다.
이때, 중앙제어 유닛은 1차적으로 제 1감지센서(170)의 감지 데이타에 따라 각 공정유닛에 웨이퍼(50)를 로딩/언로딩 여부를 판별하며, 각 공정유닛에 웨이퍼(50)가 로딩되었는데도 이송암(130)이 웨이퍼(50)를 로딩시키거나 각 공정유닛에서 웨이퍼(50)가 언로딩되지도 않았는데 이송암(130)이 새로운 웨이퍼(50)를 로딩시키는 경우가 발생되면 포토리소그리피 장치를 인터록(Inter-lock)시키는 역할을 한다.
한편, 본 발명 일실시예인 베이크 유닛(200)은 전체적으로 보아 밀폐된 공간을 형성하는 공정 챔버(210)와, 공정 챔버(210) 내부에 설치되는 플레이트 오븐(220)으로 구성된다.
이때, 플레이트 오븐(220)은 웨이퍼(50)를 소정 온도로 가열하여 굽는 역할을 하며, 이를 구현하기 위해 플레이트 오븐(220)의 내부에는 웨이퍼(50)를 가열하기 위한 열원(미도시)이 마련된다. 그리고, 플레이트 오븐(220)의 상면은 테두리부위 보다 중앙부위가 돌출되도록 돌출면(225)이 형성되며, 이 돌출면(225)에는 베이크 유닛(200)에 로딩/언로딩되는 웨이퍼(50)를 받쳐서 돌출면(225)에 승강시키기 위한 승강핀(260)이 설치된다.
또한, 플레이트 오븐(220)의 일측 상면에는 수광부(240b)와 발광부(240a)로 이루어진 제 2감지센서(240)가 설치되며, 이 제 2감지센서(240)는 웨이퍼(50)가 로딩/언로딩됐는지 여부를 감지하는 역할을 한다.
이때, 제 2감지센서(240)의 수광부(240b)와 발광부(240a)는 웨이퍼(50)의 로딩/언로딩 여부를 정확히 감지하도록 각각 웨이퍼(50)의 상하방향에 설치된다. 즉, 제 2감지센서(240)의 수광부(240b)는 플레이트 오븐(220)의 상면 테두리에 설치되며, 제 2감지센서(240)의 발광부(240a)는 수광부(240b)와 위로 대각선방향인 공정 챔버(210) 내부의 일측에 설치된다. 이때, 제 2감지센서(240)는 포토센서(Photo sensor) 또는 레이저센서(Laser sensor)로 설치됨이 바람직하며, 발광부(240a)의 위치와 수광부(240b)의 위치는 서로 바뀌어도 무방하다.
여기에서, 제 2감지센서(240)의 감지 데이타는 제 1감지센서(170)와 같이 중앙제어 유닛에 전송되며, 중앙제어 유닛은 제 2감지센서(240)의 감지 데이타에 의해 공정 챔버(210)에 웨이퍼(50)가 로딩/언로딩되었는지 여부를 2차적으로 판별하게 된다.
즉, 중앙제어 유닛은 제 2감지센서(240)의 감지 데이타에 따라 2차적으로 베이크 유닛(200)에 웨이퍼(50)를 로딩/언로딩시킬 것인지 여부를 판별하며, 베이크 유닛(200)에 웨이퍼(50)가 로딩되었는데도 이송암(130)이 웨이퍼(50)를 로딩시키거나 베이크 유닛(200)에서 웨이퍼(50)가 언로딩되지도 않았는데 이송암(130)이 새로운 웨이퍼(50)를 로딩시키는 경우가 발생되면 포토리소그리피 장치를 인터록시키는 역할을 한다.
이하, 본 발명의 일실시예인 포토리소그래피 장치의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
선행공정을 종료한 웨이퍼(50)가 본 발명 일실시예인 포토리소그래피 장치의로더부(미도시)에 이송되면, 이송 유닛(200)은 로더부에 이송된 웨이퍼(50)를 공정의 진행에 따라 스핀 코터(미도시)와 노광 유닛(미도시) 그리고 현상 유닛(미도시)과 베이크 유닛(200)으로 각각 로딩/언로딩하게 된다.
이때, 본 발명의 일실시예인 포토리소그래피 장치에서는 이송 유닛(100)의 제 1감지센서(170)를 이용하여 이송암(130)을 감지하면서 각 공정 유닛, 즉 스핀 코터와 노광 유닛 그리고 현상 유닛에 웨이퍼(50)를 로딩/언로딩한다.
그러나, 베이크 유닛(200)에 웨이퍼(50)를 로딩/언로딩할 때는 이송 유닛(100)에 설치되어 있는 제 1감지센서(170)와 베이크 유닛(200)에 설치되어 있는 제 2감지센서(240)를 한꺼번에 이용하여 웨이퍼(50)를 감지하고, 이 감지 데이타에 따라 베이크 유닛(200)에 웨이퍼(50)를 로딩/언로딩할 것 인지를 판별한다.
도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 중앙제어 유닛은 베이크 유닛(200)에 웨이퍼(50)를 로딩시키기 전에 먼저 제 1감지센서(170)를 이용하여 베이크 유닛(200)에 이송암(130)이 웨이퍼(50)를 로딩시켰는가를 판별한다(S1). 이때, 베이크 유닛(200)에 웨이퍼(50)가 로딩되었을 경우 공정은 중지되며(S2), 베이크 유닛(200)에 웨이퍼(50)가 로딩되지 않았을 경우에는 다음 단계 즉, 제 2감지센서(240)를 이용하여 베이크 유닛(240)에 웨이퍼(50)가 존재하는지 판별한다(S3).
이때, 베이크 유닛(200)에 웨이퍼(50)가 존재할 경우 공정은 중지되며(S4), 베이크 유닛(200)에 웨이퍼(50)가 존재하지 않을 경우 공정은 다음 단계로 넘어가게 된다.
즉, 중앙제어 유닛은 이송암(130)을 이용하여 베이크 유닛(200)에웨이퍼(50)가 이송되도록 한다(S5). 그리고, 이송된 웨이퍼(50)는 베이크 유닛(200)에서 소정 온도로 가열되어 구워지는 베이크 공정을 진행받게 된다(S6).
이후, 베이크 공정이 완료되면, 중앙제어 유닛은 제 1감지센서(170)를 이용하여 이송암(130)이 베이크 유닛(200)에 웨이퍼(50)를 언로딩시켰는가를 감지하게 된다(S7). 이때, 이송암(130)에 의해 베이크 유닛(200)에서 웨이퍼(50)가 언로딩되었을 경우 공정은 중지되고(S8), 베이크 유닛(200)에서 웨이퍼(50)가 언로딩되지 않았을 경우 공정은 다음 단계로 넘어가게 된다.
즉, 중앙제어 유닛은 제 2감지센서(240)를 이용하여 베이크 유닛(200)에 웨이퍼(50)가 존재하는가를 감지하게 된다(S9). 이때, 베이크 유닛(200)에 웨이퍼(50)가 존재하지 않을 경우 공정은 중지되고(S10), 베이크 유닛(200)에 웨이퍼(50)가 존재할 경우 중앙제어 유닛은 베이크 유닛(200)에서 웨이퍼(50)를 언로딩하게 되며(S11), 공정은 다시 처음으로 돌아가서 새로운 싸이클(Cycle)을 시작하게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 베이크 유닛(200)에 로딩/언로딩되는 웨이퍼(50)는 이송 유닛(100)에 설치된 제 1감지센서(170)와 베이크 유닛(200)에 설치된 제 2감지센서(240)에 의해 이중으로 감지되며, 제 1감지센서(170)와 제 2감지센서(240)의 감지 데이타가 상호 일치할 경우에만 공정이 진행되고, 제 1감지센서(170)와 제 2감지센서(240)의 감지 데이타가 상호 일치하지 않을 경우에는 중앙제어 유닛이 포토리소그래피 장치를 인터록시키기 때문에 장치에 이상이 있을 경우에도 종래와 같이 웨이퍼(50)가 또다른 웨이퍼 또는 이송암(130)과 부딪혀 브로큰되는 현상이 미연에 방지된다. 이로써 웨이퍼(50) 브로큰으로 인한 포토리소그래피 장치의 오염을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 웨이퍼(50)의 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 베이크 유닛에 로딩/언로딩되는 웨이퍼는 이송유닛에 설치된 제 1감지센서와 베이크 유닛에 설치된 제 2감지센서에 의해 이중으로 감지되며, 제 1감지센서와 제 2감지센서의 감지 데이타가 상호 일치할 경우에만 공정이 진행되고, 제 1감지센서와 제 2감지센서의 감지 데이타가 상호 일치하지 않을 경우에는 포토리소그래피 장치에 인터록을 걸기 때문에 장치에 이상이 있을 경우에도 종래와 같이 웨이퍼가 또다른 웨이퍼 또는 이송암과 부딛히게 되는 일이 미연에 방지되며, 이로써, 베이크 유닛내에서 장치의 이상으로 인해 웨이퍼가 브로큰되는 현상은 미연에 방지할 수 있어 장치 오염 방지와 웨이퍼의 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 공정이 진행되도록 밀폐된 공간을 형성하는 공정 챔버와;
    상기 공정 챔버 내에 설치되며, 웨이퍼를 안착시켜 굽는 역할을 하는 플레이트 오븐과;
    상기 플레이트 오븐의 상면에 설치되며, 상기 플레이트 오븐에 안착되는 상기 웨이퍼를 감지하는 감지센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 장치의 베이크 유닛.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 감지센서는 수광부와 발광부를 갖는 레이저 센서인것을 특징으로 하는 포토리소그래피 장치의 베이크 유닛.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 수광부와 상기 발광부는 상기 웨이퍼의 상하방향에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 장치의 베이크 유닛.
  4. 웨이퍼를 이송하는 이송유닛이 공정의 진행에 따라 상기 웨이퍼를 가열하여 굽는 베이크 유닛에 상기 웨이퍼를 로딩/언로딩할 때, 상기 웨이퍼를 감지하는 웨이퍼 감지방법에 있어서,
    상기 이송유닛의 상기 웨이퍼가 상기 베이크 유닛으로 로딩/언로딩됐는지를 상기 이동유닛에서 1차적으로 감지하는 제 1감지단계와;
    상기 베이크 유닛에 상기 웨이퍼가 로딩/언로딩됐는지를 상기 베이크 유닛에서 2차적으로 감지하는 제 2감지단계와;
    상기 제 1감지단계와 상기 제 2감지단계의 감지 데이타가 상호 일치할 경우 상기 공정을 계속 진행하며, 상기 제 1감지단계와 상기 제 2감지단계의 감지데이타가 상호 불일치할 경우 상기 공정을 인터록시키는 판별단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 감지방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190086970A (ko) * 2018-01-15 2019-07-24 신진엠텍(주) 인너튜브 유무 감지기능을 가지는 유기물 정제기
CN113515013A (zh) * 2021-07-01 2021-10-19 南京人文印务有限公司 基于烤版机的高效固定装置

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