KR20020084444A - 반도체 제조용 베이크 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조용 베이크 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 베이크 장치는 웨이퍼가 안착되는 안착판, 안착판을 상하로 관통하여 안착판에 안착되는 웨이퍼를 승하강 시키는 승강핀, 안착판의 가장자리 부분에 설치되어 웨이퍼의 안착상태를 안내하는 안내부재, 안내부재를 안착판에 결합시키는 결합부재를 구비하고, 안내부재는 상단이 뾰족하게 형성되고, 하단으로 갈수록 폭이 확장되게 형성된 몸체부와, 몸체부의 하측에 상기 몸체부와 일체로 형성되되 몸체부의 측방으로 연장된 스페이서부를 구비한 것으로, 본 발명에 따른 반도체 제조용 베이크 장치는 안착부재의 몸체부와 스페이서부를 일체로 형성하고, 안착부재의 상단을 뾰족하게 하여 웨이퍼의 안착판에 대한 로딩시 보다 효율적이고, 안전하게 그 안착위치에 안착될 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

반도체 제조용 베이크 장치{A bake apparatus for manufacturing semiconductor}

본 발명은 반도체 제조용 베이크 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 베이킹되는 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 안착판에 마련된 웨이퍼 가이드를 개선한 반도체 제조용 베이크 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자는 이온주입 공정, 박막증착 공정, 확산 공정, 포토리소그래피 공정, 에칭(Etching) 공정 등과 같은 다수의 공정들을 거쳐서 제조된다. 이러한 공정들 중에서 포토리소그래피 공정은 웨이퍼에 원하는 패턴(Pattern)을 형성하기 위하여 반도체 제조공정중 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 웨이퍼간의 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 포함하고 있다.

이러한 베이크 공정에 사용되는 베이크 장치에는 웨이퍼의 베이킹을 위하여 웨이퍼가 안착되는 안착판과 이 안착판을 관통하여 설치되는 다수의 승강핀으로 마련되고, 이 안착판에는 안착되는 웨이퍼의 안내를 위한 다수의 안내부재가 설치되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 안내부재(20)는 안착판(10) 상부면의 가장자리 부분에 다수개가 설치되어 있는데, 그 구성은 대략 삼각형 타원체로 형성되며 중앙에 결합홀이 형성된 몸체(21)를 구비하고, 몸체(21)의 하부와 안착판(10) 사이에는 스페이서(22)가 개재되어 있다. 그리고 안착판(10)에의 설치를 위하여 몸체(21)와 스페이서(22)를 상하로 관통하여 안착판(10)에 결합되는 결합볼트(23)를 구비한다.

이 스페이서(22)는 안착판(10)에 웨이퍼가 안착된 후 승강핀에 의하여 승강될 때 웨이퍼가 안착판(10)의 표면장력으로 인하여 그 안착위치가 이탈되는 경우가 발생하는 것을 방지하기 위한 것이다.

이와 같은 종래의 안내부재(20)는 몸체(21)와 스페이서(22)가 별도로 분리된 구조로 되어 있기 때문에 안내부재(20)의 설치와 분리시 상당한 번거로움이 있을 뿐 아니라, 조립 실수로 스페이서(22)가 설치되지 않았을 경우 웨이퍼의 안착위치가 이탈되어 이후 이송로봇에 웨이퍼가 충돌하여 파손되는 경우가 발생하는 경우도 있다.

또한, 몸체(21)의 윗부분은 결합볼트(23)의 관통을 위하여 평면으로 형성되어 있다. 그러므로 이송로봇에 의한 웨이퍼의 로딩시 그 이송위치가 과도하게 틀어지게 되면 몸체(21)의 상부에 웨이퍼가 걸쳐지게 되어 정상적인 베이킹 공정을 수행하지 못하게 되는 경우가 발생하게 된다.

더욱이 몸체(21)와 스페이서(22)를 고정시켜주는 결합볼트(23)가 헐거워졌을 경우 몸체(21)와 스페이서(22) 간에 발생한 틈으로 웨이퍼가 끼워지게 되어 웨이퍼가 파손되게 되는 경우도 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 안내부재의 구성요소들을 일체로 구현하여 보다 안정되게 안착판에 안내부재가 설치되도록, 또한 그 설치상태가 유지될 수 있도록 한 반도체 제조용 베이크 장치를 제공하기 위한 것이다.

도 1은 종래의 베이크 장치에 설치된 웨이퍼 가이드를 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 베이크 장치에 마련된 웨이퍼 안착판을 도시한 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 베이크 장치에 설치된 웨이퍼 가이드를 도시한 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 베이크 장치에 설치된 웨이퍼 가이드를 도시한 분해 사시도이다.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

100...안착판

110...승강핀

200...안착부재

210...몸체부

220...스페이서부

240...결합스크류

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 제조용 베이크 장치는 웨이퍼가 안착되는 안착판; 상기 안착판을 상하로 관통하여 상기 안착판에 안착되는 상기 웨이퍼를 승하강 시키는 승강핀; 상기 안착판의 가장자리 부분에 설치되어 웨이퍼의 안착상태를 안내하는 안내부재; 상기 안내부재를 상기 안착판에 결합시키는 결합부재를 구비한 반도체 제조용 베이크 장치에 있어서, 상기 안내부재는 상단이 뾰족하게 형성되고, 하단으로 갈수록 폭이 확장되게 형성된 몸체부와; 상기 몸체부의 하측에 상기 몸체부와 일체로 형성되되 상기 몸체부의 측방으로 연장된 스페이서부를 구비한다.

그리고 바람직하게 상기 결합부재는 일단이 상기 몸체부의 하면에 형성된 결합홈에 나사 결합되고, 타단이 상기 안착판에 나사 결합되도록 된 결합스크류를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 반도체 제조용 베이크 장치는 포토리소그래피 공정중 포토레지스트가 도포된 웨이퍼 표면을 굽는 장치로써, 통상적으로 챔버와 가열장치 그리고 웨이퍼가 안착되는 안착판을 구비하고 있다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 반도체 제조용 베이크 장치에 설치된 안착판(100)은 원판형태로 구현되며, 주변 가장자리 부분에는 다수의 안내부재(200)가 원주방향을 따라 배치되어 설치되고, 또한 표면에는 다수의 웨이퍼 지지용 지지볼(120)이 설치되어 있다.

또한, 안착판(100)의 중앙부분에는 안착판(100)을 관통하여 설치된 세 개의 승강핀(110)이 설치되어 있다.

이 승강핀(110)은 외부의 이송로봇으로부터 웨이퍼가 베이크 챔버 내부의 안착판(100) 상부로 진입하면 진입한 웨이퍼를 지지한 후 다시 하강시켜 안착판(100) 위에 웨이퍼가 안착되도록 하기 위한 것이다. 이를 위하여 안착판(100)의 하부에는 승강핀(110)의 상하 승강을 위하여 도면에 도시되지 않았지만 별도의 구동장치가 설치되어 있다.

한편, 안내부재(200)는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 상단이 뾰족하게 형성되고, 하단으로 갈수록 폭이 확장되도록 된 원뿔 형태의 몸체부(210)를 구비한다.

그리고 몸체부(210)의 하단에는 몸체부(210)와 일체로 형성되며, 몸체부(210)의 하단으로부터 몸체부(210)의 측방으로 소정 폭으로 연장된 스페이서부(220)가 구비된다. 즉, 몸체부(210)와 스페이서부(220)는 서로 일체물로 구현된다는 것이고, 그 재질은 세라믹 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

보다 구체적인 실시상태로, 원뿔형태의 몸체부(210)의 측면 경사각도는 대략 60도 내외를 가지는 것이 바람직하고, 상하 높이는 대략 10mm 이내인 것이 적절할 것이다. 그리고 스페이서부(220)의 두께는 거의 0.1mm 내외로 구현될 수 있다.

그리고 몸체부(210)의 하면에는 안내부재(200)가 안착판에 설치될 수 있도록 하는 결합홈(230)이 형성되어 있다. 이 결합홈(230)은 그 내면에 나선부가 형성되어 있다.

따라서 일단이 몸체부(210)의 결합홈(230)에 결합되고, 타단이 안착판(100)에 형성된 또 다른 결합홈(101)에 각각 체결됨으로써 안내부재(200)를 몸체부(210)에 결합시키는 결합부재가 마련된다.

이 결합부재는 외주 전면에 나사부가 형성된 결합스크류(240)로 구현되는데, 이 결합스크류(240)의 재질은 스테인리스로 구현되는 것이 바람직하다.

이하에서는 전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 반도체 제조용 베이크 장치의 작용상태에 대하여 설명하기로 한다.

선행공정을 종료한 웨이퍼가 포토리소그래피 장치에 이송되면, 이송된 웨이퍼는 공정의 진행에 따라 스핀 코터와 노광장치 그리고 현상장치와 베이크 장치로 각각 로딩/언로딩 된다.

그리고 베이크 장치로 이송된 웨이퍼는 이송로봇에 의하여 로딩될 때 상향 돌출한 승강핀(110) 위에 안착되고, 승강핀(110)의 하강동작에 따라 웨이퍼는 안착판(100) 위에 안착되게 된다.

이때 안착되는 웨이퍼는 안내부재(200)에 의하여 안착판(100) 위에 정확히 안내되어 안착된다. 즉 로딩된 웨이퍼의 위치가 승강핀(110)에 안착될 때 정확하게 그 위치가 맞추어지지 않은 상태이면, 웨이퍼는 안내부재(200)의 몸체(210) 경사진 측면에 걸쳐지게 될 것이다.

그리고 계속된 승강핀(110)의 하강으로 웨이퍼는 그 자중에 의하여 안내부재(200)의 몸체(210) 경사면을 따라 하강하게 되며, 최종에 웨이퍼의 가장자리 부분들이 스페이서(220) 위에 걸쳐짐으로써 웨이퍼의 안착 동작이 완료되게 되는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 안내부재(200)의 안착판(100)에 대한 착탈은 안착판 (100)상측 가장자리 부분에 형성된 결합홈(101)에 결합스크류(240)를 체결한 후 안내부재(200)의 몸체(210) 하측에 형성된 결합홈(230)으로 결합스크류(240)의 상단을 결합시키면 간단하게 그 설치가 이루어지게 된다. 그리고 다르게 결합스크류(240)를 먼저 안내부재(200)에 설치한 후 안내부재(200)와 함께 결합스크류(240)를 안착판(100)에 결합함으로써도 가능하다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 베이크 장치의 안내부재(200)는안내부재(200)의 몸체부(210) 상단이 뾰족하게 되어 있기 때문에 웨이퍼의 로딩시 이송로봇의 위치오차 등으로 웨이퍼가 안내부재(200)의 상단에 인접하여 로딩될 때 웨이퍼의 가장자리가 안내부재(200)에 걸쳐지게 되는 것을 방지할 수 있게 된다.

그리고 안내부재(200)의 설치상태가 헐거워지더라도 몸체부(210)와 스페이서부(220)가 일체로 형성되어 있으므로, 웨이퍼가 몸체부(210)와 스페이서부(220) 사이에 끼이게 되는 것 또한 방지할 수 있게 된다.

한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 안내부재는 그 다른 실시상태로 그 크기와 몸체부의 경사각도를 변형하여 실시할 수 있고, 또한 안내부재에 설치구조를 다른 실시상태로 일부 변형하여 실시할 수 있을 것이지만, 기본적으로 안내부재의 상단을 뾰족하게 형성하며 그 전체 구성을 서로 일체로 형성하고, 안착판의 상면과 안내부재의 하면을 서로 직접 결합시키도록 한 것이라면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 제조용 베이크 장치는 안착부재의 몸체부와 스페이서부를 일체로 형성하고, 안착부재의 상단을 뾰족하게 하여 웨이퍼의 안착판에 대한 로딩시 보다 효율적이고, 안전하게 그 안착위치에 안착될 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 웨이퍼가 안착되는 안착판; 상기 안착판을 상하로 관통하여 상기 안착판에 안착되는 상기 웨이퍼를 승하강 시키는 승강핀; 상기 안착판의 가장자리 부분에 설치되어 웨이퍼의 안착상태를 안내하는 안내부재; 상기 안내부재를 상기 안착판에 결합시키는 결합부재를 구비한 반도체 제조용 베이크 장치에 있어서,

   상기 안내부재는 상단이 뾰족하게 형성되고, 하단으로 갈수록 폭이 확장되게 형성된 몸체부와; 상기 몸체부의 하측에 상기 몸체부와 일체로 형성되되 상기 몸체부의 측방으로 연장된 스페이서부를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 베이크 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 결합부재는 일단이 상기 몸체부의 하면에 형성된 결합홈에 나사 결합되고, 타단이 상기 안착판에 나사 결합되도록 된 결합스크류를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 베이크 장치.