KR20030021653A - 웨이퍼 스테이지 및 이를 이용한 베이크 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 생산을 위한 설비에서 비정상적으로 로딩되는 웨이퍼의 위치 조정작업(calibration)이 가능한 웨이퍼 스테이지 및 이를 이용한 웨이퍼 가공장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 웨이퍼 스테이지는 웨이퍼가 로딩되는 플레이트 및 플레이트의 가장자리에 설치되는 복수의 웨이퍼 가이드와, 웨이퍼 가이드에 얹혀진 웨이퍼가 흘러내릴 수 있도록 웨이퍼 가이드를 회전시키기 위한 수단을 포함한다.

Description

웨이퍼 스테이지 및 이를 이용한 베이크 장치{WAFER STAGE AND BAKE APPARATUS USING THIS STAGE}
본 발명은 웨이퍼 스테이지(wafer stage) 및 이를 이용한 웨이퍼 가공장치(wafer fabrication device)에 관한 것으로, 특히 반도체 생산을 위한 설비에서 비정상적으로 로딩되는 웨이퍼의 위치 조정작업(calibration)이 가능한 웨이퍼 스테이지 및 이를 이용한 웨이퍼 가공장치에 관한 것이다.
반도체를 생산하는 데는 여러 종류의 설비가 사용되고 있다. 이러한 설비들은 원활한 공정이 진행될 수 있도록 다수의 챔버들(공정 챔버, 로드락 챔버 등)을 가지고 있기 마련이다.
현재 포토공정에서 사용중인 스피너 설비내에서 PRE-베이크 및 POST 베이크를 의하여 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. 한편, 웨이퍼(30)가 가열 플레이트(12)에 놓여질 때, 가열 플레이트의 미세한 기울기에 의해 웨이퍼가 밀리게 되는 현상이 일어나는데, 이를 방지하기 위해 다수의 웨이퍼 가이드(14)들을 가열 플레이트(12)상에 설치하였다.
그러나, 웨이퍼의 로딩 과정에서 상기 웨이퍼 가이드로 인해 새로운 문제가 야기되고 있다. 가열 플레이트(12)로 웨이퍼를 전달하는 로봇의 포지션이 조금이라도 벗어나게 되면, 도 1에서와 같이 웨이퍼 일부가 웨이퍼 가이드(14)위에 얹히게 되는 문제가 발생된다. 이러한 부정확한 얹힘으로 인해 웨이퍼가 전면적으로 일정한 열을 받지 못해 TPR(Thickness Photo Resist)의 허용폭(range)이 커지는 경우가 발생되거나, 웨이퍼 내에서 CD차이가 생기게 되고 심한 경우에는 패턴 브릿지(pattern bridge) 또는 웨이퍼 일부의 국부적인 NO 패턴이 발생하게 된다.
이러한 웨이퍼의 부정확한 얹힘은 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 부정확하게 로딩되더라도 웨이퍼를 스테이지의 중앙에 놓이도록 위치조정이 가능한 웨이퍼 스테이지 및 이를 이용한 웨이퍼 가공장치를 제공하는데 있다.
도 1은 종래 웨이퍼 스테이지를 개략적으로 보여주는 도면;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 베이크 장치를 개략적으로 보여주는 도면;
도 3은 도 2에 도시된 회전 수단을 구체적으로 설명하기 위한 도면;
도 4는 베이크장치에서 웨이퍼 스테이지를 설명하기 위한 평면도;
도 5a 및 도 5b는 웨이퍼 가이드에 얹혀진 웨이퍼가 미끄러져 내리는 것을 보여주는 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 공정 챔버
120 : 웨이퍼 스테이지
122 : 가열 플레이트
124 : 리프트 핀
126 : 웨이퍼 가이드
190 : 회전수단
192 : 회전축
194 : 롤러
196 : 회전 모터
198 : 타이밍 벨트
199 : 베어링
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 웨이퍼 스테이지는웨이퍼가 로딩되는 플레이트 및; 상기 플레이트의 가장자리에 설치되는 복수의 웨이퍼 가이드와; 상기 웨이퍼 가이드에 얹혀진 웨이퍼가 흘러내릴 수 있도록 상기 웨이퍼 가이드를 회전시키기 위한 수단을 포함한다.
이와 같은 본 발명에서 상기 웨이퍼 가이드는 웨이퍼의 일단이 얹혀졌을 때 흘러내릴 수 있도록 경사지게 형성될 수 있다.
이와 같은 본 발명에서 상기 회전 수단은 상기 웨이퍼 가이드와 연결되는 회전축과; 상기 샤프트와 연결되는 롤러; 상기 롤러에 회전력을 제공하는 동력전달부를 구비할 수 있다.
이와 같은 본 발명에서 상기 동열전달부는 회전 모터와; 상기 회전 모터의 회전력을 상기 롤러에 전달하기 위한 타이밍 벨트로 이루어질 수 있다.
이와 같은 본 발명에서 상기 회전축과 상기 플레이트와의 마찰을 줄이기 위한 베어링을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 웨이퍼 가공 장치는 웨이퍼 스테이지 및, 상기 웨이퍼 스테이지 위의 웨이퍼를 이송시키는 웨이퍼 이송장치를 포함하되,상기 웨이퍼 스테이지는 웨이퍼가 로딩되는 플레이트 및; 상기 플레이트에 설치되고, 플레이트에/로부터 웨이퍼를 로딩/언로딩하기 위한 리프트 부재와; 상기 플레이트의 가장자리에 설치되는 웨이퍼 가이드와; 상기 웨이퍼 가이드에 웨이퍼의 가장자리가 얹혀졌을 때 자연스럽게 플레이트로 흘러내리도록 상기 웨이퍼 가이드를 회전시키는 수단을 구비할 수 있다.
이와 같은 본 발명에서 상기 회전 수단은 상기 웨이퍼 가이드에 연결되는 회전축과; 상기 회전축의 끝단에 설치되는 롤러와; 회전 모터와; 상기 회전 모터의 회전력을 상기 롤러에 전달하기 위한 타이밍 벨트를 포함할 수 있다.
이와 같은 본 발명에서 상기 회전축과 상기 플레이트와의 마찰을 줄이기 위한 베어링을 더 포함할 수 있다.
예컨대, 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 실시예는 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 5b에 의거하여 상세히 설명한다. 또, 상기 도면들에서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다.
도 2 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 베이크 장치를 개략적으로 보여주는 측면도 및 평면도이다. 도 3은 도 2에서 회전수단을 설명하기 위한 부분 확대 단면도이다. 도 5a 및 도 5b는 웨이퍼의 로딩 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 내지 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 베이크 장치(100)는 공정 챔버(110)와 웨이퍼가 놓여지는 웨이퍼 스테이지(120)를 갖는다. 상기 웨이퍼 스테이지(120)는 웨이퍼(30)가 놓여지는 가열 플레이트(122)와 로봇으로부터 웨이퍼를 받아 가열 플레이트(122)에 올려놓는 리프트 핀들(124;도 3에 도시되어 있음)그리고 상기 가열 플레이트(122)상에서 웨이퍼(30)가 플레이트에 제대로 안착될 수 있도록 가이드 해주는 4개의 웨이퍼 가이드(126)들 그리고 웨이퍼 가이드에 얹혀진 웨이퍼가 흘러내릴 수 있도록 상기 웨이퍼 가이드(126)를 회전시키기 위한 수단을 갖는다.
상기 웨이퍼 가이드(126)는 가열 플레이트(122)의 가장자리에 90도 등각으로 설치된다. 이 웨이퍼 가이드(126)는 웨이퍼 로딩 포지션 미스로 인해 웨이퍼가 가이드에 얹혀졌을 때, 자동적으로 가이드의 경사면을 따라 웨이퍼의 위치 조정이 이루어질 수 있도록 45도의 경사면(m)을 갖는 것이 바람직하다.
한편, 상기 회전 수단(190)은 상기 웨이퍼 가이드(124)에 연결되는 회전축(192)과, 상기 회전축(192)의 끝단에 설치되는 롤러(194) 그리고, 동력발생부인 회전 모터(196), 상기 회전 모터의 회전력을 상기 롤러(194)에 전달하기 위한 타이밍 벨트(198) 그리고 회전축에 설치되는 베어링(199)으로 이루어진다.
상기 회전 수단(190)은 상기 웨이퍼 가이드(126)의 경사면에 웨이퍼가 걸쳐진 상태일 때, 가이드(126)를 회전시키면 자연스럽게 플레이트에 안착되도록 한다.
여기서 본 발명의 구조적인 특징은 웨이퍼 가이드를 회전시키기 위한 회전수단을 갖는데 있다. 이러한 구조적인 특징은 로딩 포지션 미스(miss)로 웨이퍼가 웨이퍼 가이드에 얹혀졌을 때, 별도의 위치조정장치 없이도 회전하는 웨이퍼 가이드의 경사면을 따라 웨이퍼가 플레이트에 안착된다는데 있다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 상기 웨이퍼 가이드(126)는 이송 로봇의 기계적인 오차 혹은 엔지니어의 포지션(플레이트상의 웨이퍼 로딩 포지션) 설정 실수로인해 웨이퍼(30)가 웨이퍼 가이드(126)위에 얹혀지더라도,(도 5a 참조) 웨이퍼 가이드(126)의 회전에 의해 웨이퍼(30)가 경사면(a)을 따라 흘러내리면서 도 5b에서와 같은 정상적인 플레이트(122)의 로딩 포지션에 놓여지게 된다. 여기서, 상기 회전수단(190)은 웨이퍼가 가이드(126)에 얹혀지건 얹혀지지 않건 이 회전 동작은 일정 시간 동안 계속될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 베이크 장치(100)는 웨이퍼(30)가 스테이지에 부정확하게 로딩되더라도 웨이퍼(30)가 회전되는 웨이퍼 가이드(126)의 경사면(a)을 따라 미끄러져 내려가면서 스테이지의 정중앙에 놓여질 수 있는 위치조정(calibration)이 가능한 스테이지를 갖는다.
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 장치 및 방법에 의하면, 웨이퍼가 스테이지에 부정확하게 로딩되더라도 웨이퍼가 회전하는 웨이퍼 가이드의 경사면을 따라 미끄러져 내려가면서 스테이지의 정중앙에 놓여지기 때문에, 가열 플레이트에 부정확하게 놓여진 웨이퍼로 인한 공정 결함을 미연에 방지할 수 있다. 따라서, 반도체 소자의 품질 및 수율을 향상시킬 수 있다.

Claims (9)

  1. 웨이퍼 스테이지에 있어서:
    웨이퍼가 로딩되는 플레이트 및;
    상기 플레이트의 가장자리에 설치되는 복수의 웨이퍼 가이드와;
    상기 웨이퍼 가이드에 얹혀진 웨이퍼가 흘러내릴 수 있도록 상기 웨이퍼 가이드를 회전시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 가이드는 웨이퍼의 일단이 얹혀졌을 때 흘러내릴 수 있도록 경사지게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 수단은 상기 웨이퍼 가이드와 연결되는 회전축과;
    상기 샤프트와 연결되는 롤러;
    상기 롤러에 회전력을 제공하는 동력전달부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 동열전달부는 회전 모터와;
    상기 회전 모터의 회전력을 상기 롤러에 전달하기 위한 타이밍 벨트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 회전축과 상기 플레이트와의 마찰을 줄이기 위한 베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지.
  6. 웨이퍼 가공 장치에 있어서:
    웨이퍼 스테이지 및,
    상기 웨이퍼 스테이지 위의 웨이퍼를 이송시키는 웨이퍼 이송장치를 포함하되,
    상기 웨이퍼 스테이지는
    웨이퍼가 로딩되는 플레이트 및;
    상기 플레이트에 설치되고, 플레이트에/로부터 웨이퍼를 로딩/언로딩하기 위한 리프트 부재와;
    상기 플레이트의 가장자리에 설치되는 웨이퍼 가이드와;
    상기 웨이퍼 가이드에 웨이퍼의 가장자리가 얹혀졌을 때 자연스럽게 플레이트로 흘러내리도록 상기 웨이퍼 가이드를 회전시키는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 회전 수단은 상기 웨이퍼 가이드에 연결되는 회전축과;
    상기 회전축의 끝단에 설치되는 롤러와;
    회전 모터와;
    상기 회전 모터의 회전력을 상기 롤러에 전달하기 위한 타이밍 벨트를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 회전축과 상기 플레이트와의 마찰을 줄이기 위한 베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 플레이트는 히팅 플레이트인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가공장치.
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