KR20030024168A - A bake apparatus and baking method using this stage - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 웨이퍼의 베이킹시 웨이퍼의 온도 균일성을 유지하여 반도체 소자의 수율을 높일 수 있도록 구조가 개선된 반도체 웨이퍼의 베이크 유닛에 관한 것이다.The present invention relates to a baking unit of a semiconductor wafer, the structure of which is improved to maintain the temperature uniformity of the wafer during baking of the wafer to increase the yield of the semiconductor device.
일반적으로 반도체 소자는 이온주입 공정, 막 증착 공정, 확산공정, 사진식각공정 등과 같은 다수의 공정들을 거쳐 제조된다. 이러한 공정들 중에서, 원하는 패턴을 형성하기 위한 사진식각공정은 반도체 소자 제조에 필수적으로 요구되는 공정이다.In general, semiconductor devices are manufactured through a plurality of processes such as ion implantation, film deposition, diffusion, photolithography, and the like. Among these processes, a photolithography process for forming a desired pattern is an essential step for manufacturing a semiconductor device.
사진식각공정은 식각이나 이온주입이 될 부위와 보호될 부위를 선택적으로 정의하기 위해 마스크나 레티클의 패턴을 웨이퍼 위에 만드는 것으로 크게, 웨이퍼 상에 포토레지스트를 떨어뜨린 후 고속으로 회전시켜 웨이퍼 위에 원하는 두께로 입히는 도포공정, 포토레지스트가 도포된 웨이퍼와 정해진 마스크를 서로 정렬시킨 후 자외선과 같은 빛이 상기 마스크를 통하여 웨이퍼 상의 포토레지스트에 조사되도록 하여 마스크 또는 레티클의 패턴을 웨이퍼에 옮기는 노광공정 및 상기 노광공정이 완료된 웨이퍼의 포토레지스트를 현상하여 원하는 포토레지스트 패턴을 형성하는 현상공정으로 이루어진다.The photolithography process involves creating a pattern of masks or reticles on the wafer to selectively define the areas to be etched or implanted and the areas to be protected. Coating process, the photoresist-coated wafer and a predetermined mask are aligned with each other, and then an exposure process of transferring a pattern of a mask or a reticle onto the wafer by irradiating light such as ultraviolet rays to the photoresist on the wafer through the mask and the exposure A photoresist of the completed wafer is developed to form a desired photoresist pattern.
상기 사진식각공정에는 반도체 웨이퍼를 소정 온도하에서 굽는 베이크 공정이 포함된다.The photolithography process includes a baking process of baking a semiconductor wafer at a predetermined temperature.
즉, 상기 베이크 공정은 포토레지스트를 도포하기 전에 웨이퍼에 흡착된 수분을 제거하기 위한 베이크, 소정의 유기용제 및 포토레지스트의 도포시에 생긴 전단응력을 완화시키기 위해 가열된 핫플레이트 상에서 웨이퍼를 가열하는 소프트 베이크, 노광시 자외선의 산란으로 인한 노광 부위의 화학적 구조의 불안정을 회복시키기 위한 노광 후 베이크 등이 있다.That is, the bake process heats the wafer on a heated hot plate to alleviate the shear stress generated during application of the bake, predetermined organic solvent and photoresist to remove moisture adsorbed on the wafer prior to application of the photoresist. Soft bake, and post-exposure bake for restoring the instability of the chemical structure of the exposure site due to scattering of ultraviolet light during exposure.
상기와 같이, 반도체 웨이퍼를 베이킹하기 위해서는 핫플레이트가 구비되어 실질적으로 베이크 공정을 진행하는 반도체제조공정 설비의 한 형태인 베이크 챔버를 사용한다.As described above, in order to bake a semiconductor wafer, a bake chamber, which is a type of semiconductor manufacturing process facility in which a hot plate is provided and substantially undergoes a baking process, is used.
상기와 같이 웨이퍼를 베이킹하기 위해서는 웨이퍼가 안착하여 탑재될 수 있는 소정의 열판(또는, 핫플레이트)이 구비되어 실질적으로 베이크 공정을 진행하는 반도체 제조 공정설비의 한 형태를 도 1에 개략적으로 나타내 보였다.In order to bake a wafer as described above, a shape of a semiconductor manufacturing process facility in which a predetermined hot plate (or a hot plate) on which a wafer is mounted and is substantially processed to perform a baking process is schematically illustrated in FIG. 1. .
도 1을 참조하면서 웨이퍼가 베이크되는 과정을 살펴보면, 이송 로봇 아암(미도시됨)에 탑재된 웨이퍼(w)가 베이크 챔버(11)의 플레이트(plate)(12)에 안착하여 탑재되기 위해서는 베이크 챔버(11)내의 웨이퍼 지지핀(14)이 상승되어야 한다. 상기 웨이퍼 지지핀(14)이 상승되면, 이송 로봇 아암은 베이크 챔버(11)내로 진입하여 상승된 상태로 있는 웨이퍼 지지핀(14) 위에 웨이퍼를 안착시키고 베이크 챔버(11) 밖으로 후진한다. 상기와 같이 해서 웨이퍼가 웨이퍼 지지핀(14)상에 안착되면, 상기 지지핀(14)은 하강하여 웨이퍼를 웨이퍼 플레이트(12)상에 안착 탑재시킨다.Looking at the process of baking the wafer with reference to Figure 1, the wafer (w) mounted on the transfer robot arm (not shown) in order to be mounted on the plate (12) of the baking chamber 11 to be mounted in the baking chamber The wafer support pin 14 in 11 should be raised. When the wafer support pin 14 is raised, the transfer robot arm enters the bake chamber 11 and seats the wafer on the wafer support pin 14 which is in the raised state and retracts out of the bake chamber 11. When the wafer is seated on the wafer support pin 14 as described above, the support pin 14 is lowered to mount and mount the wafer on the wafer plate 12.
그리고, 상기와 같이 해서 베이크 챔버(11)에 투입된 웨이퍼가 베이크 완료되면, 웨이퍼 지지핀(14)은 베이크된 웨이퍼를 상승시키고, 이송 로봇 아암은 지지핀(14)에 의해 상승된 웨이퍼를 배출한다. 베이크된 웨이퍼가 베이크 챔버(11)에서배출되면, 상기 이송 로봇 아암 및 웨이퍼 지지핀(14)은 상술한 바와 같은 동작을 반복하면서 새로운 웨이퍼들이 베이크될 수 있도록 한다.When the wafer put into the baking chamber 11 is baked as described above, the wafer support pin 14 raises the baked wafer, and the transfer robot arm discharges the wafer lifted by the support pin 14. . When the baked wafer is discharged from the bake chamber 11, the transfer robot arm and wafer support pin 14 allow new wafers to be baked while repeating the operation as described above.
이와 같은 베이크 챔버(11)는 미세 패턴을 패터닝하는 경우, 포토레지스트의 베이크 온도 균일성이 사진공정이나 식각 공정시 커다란 영향을 미치기 때문에, 포토레지스트의 베이크 온도를 균일하게 유지되도록 하는 점이 더욱 요구되어지나, 종래의 베이크 챔버(11)에서는 플레이트(12)에 놓이는 웨이퍼(w)의 방향이 일률적이지 않은 상태에서 굽기 공정이 진행되어 웨이퍼에 가해지는 온도의 균일성(UNIFORMITY)이 일정치 않은 문제점이 있었다.When the baking chamber 11 is patterned with a fine pattern, since the baking temperature uniformity of the photoresist greatly affects the photolithography process or the etching process, it is required to maintain the baking temperature of the photoresist uniformly. In the conventional baking chamber 11, the baking process is performed in a state where the direction of the wafer w placed on the plate 12 is not uniform, and thus the uniformity of temperature applied to the wafer is not constant. there was.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 베이크 유닛에서 굽기 공정 진행시 웨이퍼의 동일 부위에는 동일 온도가 가해지도록 하여 온도에 의한 웨이퍼의 균일성을 향상시키도록 하는데 적법한 반도체 코팅장비의 베이크유닛을 제공함에 있다.The present invention is to solve such a conventional problem, the object of the semiconductor coating is to legally improve the uniformity of the wafer by the same temperature is applied to the same portion of the wafer during the baking process in the baking unit To provide a baking unit for the equipment.
도 1은 종래 베이크 장치의 개략적인 단면도;1 is a schematic cross-sectional view of a conventional baking apparatus;
도 2는 본 발명의 베이크 유닛을 개략적으로 나타낸 단면도;2 is a cross-sectional view schematically showing the baking unit of the present invention;
도 3a 내지 도 3h는 본 발명의 베이크 유닛에서의 베이킹 공정을 설명하기 위한 도면들이다.3A to 3H are views for explaining a baking process in the baking unit of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
110 : 챔버110: chamber
120 : 베이크 플레이트120: baking plate
122 : 지지핀122: support pin
130 : 웨이퍼 정렬수단130: wafer alignment means
132 : 스핀척132: spin chuck
134 : 모터134: motor
136 : 센서136: sensor
210 : 로봇 암210: robot arm
w : 웨이퍼w: wafer
fz : 플랫존fz: flat zone
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 챔버와; 상기 챔버 내부에 설치되는 그리고 베이킹 하기 위한 웨이퍼가 놓여지는 가열 플레이트와; 상기 가열 플레이트에 설치되고, 가열 플레이트에/로부터 웨이퍼를 로딩/언로딩하기 위한 리프트 핀 및; 상기 웨이퍼의 플랫존을 정렬하기 위한 수단을 포함한다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, the chamber; A heating plate installed inside the chamber and on which a wafer for baking is placed; Lift pins mounted to the heating plate and configured to load / unload wafers to and from the heating plate; Means for aligning the flat zone of the wafer.
이와 같은 본 발명에서 상기 웨이퍼 플랫존 정렬 수단은 상기 가열 플레이트에 설치되는 스핀 척과; 상기 스핀척을 회전시키기 위한 모터와; 상기 웨이퍼 플랫존을 감지하는 센서를 포함할 수 있다.In the present invention, the wafer flat zone alignment means includes a spin chuck installed on the heating plate; A motor for rotating the spin chuck; It may include a sensor for detecting the wafer flat zone.
이와 같은 본 발명에서 상기 센서는 웨이퍼 척 상에 얹혀지는 웨이퍼의 상단 가장자리부에 발열광이 도달하도록 설치되어 있는 플랫존 인식을 위한 프리 얼라인용 광학 센서로 이루어질 수 있다.In the present invention as described above, the sensor may be made of a pre-aligned optical sensor for flat zone recognition which is installed so that the heating light reaches the upper edge portion of the wafer mounted on the wafer chuck.
이와 같은 본 발명에서 상기 가열 플레이트를 덮어 씌우는 그리고 열 손실을 줄이기 위한 오븐 커버를 더 포함할 수 있다.The present invention may further include an oven cover for covering the heating plate and reducing heat loss.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 베이킹 방법은 베이크 챔버로 웨이퍼를 입입하는 단계; 베이크 챔버로 인입된 웨이퍼를 지지핀에 올려놓는 단계; 지지핀을 하강시켜 웨이퍼를 플레이트에 올려놓는 단계; 정렬 수단으로 웨이퍼의 플랫존을 정렬하는 단계; 플랫존 정렬을 끝마친 웨이퍼를 굽는 단계로 이루어진다.According to another feature of the invention, the baking method comprises the steps of: injecting the wafer into the baking chamber; Placing the wafer introduced into the baking chamber on a support pin; Lowering the support pin to place the wafer on the plate; Aligning the flat zone of the wafer with alignment means; The step of baking the wafer after the flat zone alignment is completed.
이와 같은 본 발명에서 상기 플랫존 정렬 단계는 웨이퍼를 회전시키는 단계와; 회전되는 웨이퍼의 플랫존을 감지하는 단계를 포함한다.Such flat zone alignment in the present invention comprises the steps of rotating the wafer; Detecting the flat zone of the wafer being rotated.
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.For example, embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape of the elements in the drawings and the like are exaggerated to emphasize a clearer description.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 2 내지 도 3h에 의거하여 상세히 설명한다. 또, 상기 도면들에서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, FIGS. 2 to 3H. In addition, in the drawings, the same reference numerals are denoted together for components that perform the same function.
도 2는 본 발명의 베이크 유닛을 나타낸 도면이고, 도 3a 내지 도 3h는 본 발명의 베이크 유닛에서의 베이킹 공정을 설명하기 위한 도면들이다.2 is a view showing a baking unit of the present invention, Figures 3a to 3h are views for explaining a baking process in the baking unit of the present invention.
상기한 웨이퍼는 반도체 소자 제조용 재료로서 광범위하게 사용되는 것으로 다결정의 실리콘을 원재로 하여 만들어진 결정 실리콘 박판을 말한다.The above-mentioned wafer is widely used as a material for manufacturing a semiconductor device, and refers to a crystalline silicon thin film made of polycrystalline silicon as a raw material.
이러한 웨이퍼는 다결정 실리콘을 단결정 원형봉으로 만들어 이를 일정한 두께로 절단(Slicing)하고 연마(Lapping), 식각(Etching), 경면 가공(Polishing), 세정(Cleaning)의 공정을 거쳐 생산된다.Such wafers are produced by processing polycrystalline silicon into monocrystalline circular bars, cutting them to a certain thickness, and lapping, etching, mirroring, and cleaning.
웨이퍼 프로세스 시스템의 구성은 일반적으로 코트 유닛, 디벨로프 유닛, 노광 유닛 각 1대와, 베이크 유닛 3대이상으로 되어 있는 바, 코트(coat) 유닛은 웨이퍼 위에 감광제를 도포하는 장치이고, 상기한 디벨로프(develop) 유닛은 정렬(align) 및 노광(exposure)후 현상액을 이용하여 필요한 곳과 필요 없는 부분을 구분하여 상을 형성하기 위해 일정 부위의 감광막을 제거하는 장치이며, 상기한 노광(exposure) 유닛은 정렬이 끝나면 마스크 상이 웨이퍼에 옮겨지도록 자외선에 노출시키는 장치이며, 베이크(baker) 유닛은 식각이나 디벨로프시 감광지의 접착력을 높이기 위해서 감광제 도포 후 열에 굽는 것으로 하드 베이크와 소프트 베이크가 있다.Generally, the wafer process system is composed of one coat unit, one developer unit, and one exposure unit, and three or more bake units. The coat unit is a device for applying a photosensitive agent on a wafer. The rope unit is a device that removes a photoresist film of a certain portion to form an image by dividing a necessary part and an unnecessary part using a developer after alignment and exposure, and the exposure described above. The unit is a device that exposes the mask to ultraviolet light so that the mask image is transferred to the wafer after alignment, and the baker unit is a hard bake and a soft bake, which is baked in a row after application of a photosensitive agent to enhance adhesion of the photosensitive paper during etching or development.
도2에 도시된 바와 같이, 베이크 유닛(100)은 챔버(110)와, 베이크플레이트(120)와, 상기 베이크 플레이트(120)에 코트 유닛에서 로봇 암(210)에 의해 이송되어진 감광제가 도포된 웨이퍼(w)를 상기 베이크 플레이트(120)로부터 로딩하기 위한 웨이퍼 지지핀(122) 및, 베이크 플레이트(120)에서 베이킹하기 전 웨이퍼(w)의 플랫존(fz)을 정열하기 위한 수단(130)으로 이루어져 있다.As shown in FIG. 2, the baking unit 100 includes a chamber 110, a baking plate 120, and a photosensitive agent transferred to the baking plate 120 by the robot arm 210 from a coat unit. A wafer support pin 122 for loading the wafer w from the bake plate 120 and means 130 for aligning the flat zone fz of the wafer w before baking in the bake plate 120. Consists of
상기 웨이퍼 정렬수단(130)은 스핀척(132)과, 스핀척(132)을 회전시키기 위한 모터(134) 그리고 웨이퍼의 플랫존을 감지하는 센서(136)로 이루어진다.The wafer aligning means 130 includes a spin chuck 132, a motor 134 for rotating the spin chuck 132, and a sensor 136 for detecting a flat zone of the wafer.
이와 같이 구성된 본 발명의 베이킹 공정을 도 3a 내지 도 3e를 참고하면서 설명하기로 한다.The baking process of the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS. 3A to 3E.
도 3a와 같이, 상기 웨이퍼(w)를 반송하는 로봇 암(210)이 베이크 챔버(110)내로 진입하면, 웨이퍼 지지핀(122)이 상승되고, 로봇 암(210)은 이 웨이퍼 지지핀(122)위에 웨이퍼(w)를 안착시킨 후, 베이크 챔버(110) 밖으로 후진한다.As shown in FIG. 3A, when the robot arm 210 carrying the wafer w enters the bake chamber 110, the wafer support pin 122 is raised, and the robot arm 210 moves the wafer support pin 122. After the wafer w is placed on the backside, the backside of the baking chamber 110 is reversed.
도 3b와 같이, 웨이퍼가 웨이퍼 지지핀(122)상에 안착되면, 상기 지지핀(122)은 하강하여 웨이퍼를 웨이퍼 플레이트(120)상에 안착 탑재시키고, 챔버 커버(112)는 닫힌다.(도 3c 참고) 이 때, 상기 웨이퍼(w)는 웨이퍼 정렬 수단(130)에 의해 플랫존을 정렬하게 된다.As shown in FIG. 3B, when the wafer is seated on the wafer support pin 122, the support pin 122 descends to seat the wafer on the wafer plate 120, and the chamber cover 112 is closed. In this case, the wafer w is aligned with the flat zone by the wafer alignment means 130.
상기 과정을 설명하면, 도 3d에서와 같이 웨이퍼(w)는 모터(134)에 의해 회전하는 스핀 척(132)과 함께 회전되며, 상기 센서(136)는 회전하는 스핀척(132)에 놓여진 웨이퍼(w)의 플랫존(fz)을 감지하여 웨이퍼(w)의 플랫존을 항상 일정한 방향에 위치시킨다.(도 3e) 이렇게 본 발명의 베이크 유닛(100)은 정렬 수단을 이용하여 웨이퍼 플랫존 방향을 항상 일정하게 맞춘 다음에 베이킹 공정을 진행하게 된다. 상기 베이크 플레이트(120)에서 일정한 온도/ 일정한 시간 동안 베이킹(굽기) 공정이 완료되면, 웨이퍼 지지핀(122)은 베이킹된 웨이퍼를 상승시키고,(이때 챔버 커버는 오픈된다.)(도 3g 참고) 로봇 암(210)은 지지핀(122)에 의해 상승된 웨이퍼(w)를 베이크 챔버(110)로부터 배출한다.( 도 3h 참고) 베이킹된 웨이퍼가 베이크 챔버(110)에서 배출되면, 상기 로봇 암(210) 및 웨이퍼 지지핀(122)은 상술한 바와 같은 동작을 반복하면서 새로운 웨이퍼들이 베이크될 수 있도록 한다. 여기서, 상기 웨이퍼 지지핀(122)은 플레이트(120)에 형성된 관통공을 통해 승하강된다.Referring to the above process, as shown in FIG. 3D, the wafer w is rotated together with the spin chuck 132 rotating by the motor 134, and the sensor 136 is placed on the rotating spin chuck 132. The flat zone fz of (w) is sensed to always position the flat zone of the wafer w in a constant direction. (FIG. 3E) The baking unit 100 of the present invention uses the alignment means in the wafer flat zone direction. Is always a constant and then the baking process proceeds. When the baking (baking) process is completed for a predetermined temperature / time in the baking plate 120, the wafer support pin 122 raises the baked wafer (the chamber cover is opened) (see FIG. 3G). The robot arm 210 discharges the wafer w raised by the support pin 122 from the bake chamber 110 (see FIG. 3H). When the baked wafer is discharged from the bake chamber 110, the robot arm is discharged. 210 and wafer support pin 122 allow new wafers to be baked while repeating the operation as described above. Here, the wafer support pin 122 is raised and lowered through the through hole formed in the plate 120.
이와 같은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 베이크 유닛(100)은 웨이퍼의 플랫존 방향을 항상 일정하게 정렬한 상태에서 베이킹 하기 때문에 웨이퍼의 유니포미티를 일정하게 유지할 수 있다.Since the baking unit 100 of the semiconductor wafer according to the present invention bakes in a state in which the flat zone direction of the wafer is always constantly aligned, the uniformity of the wafer can be kept constant.
여기서 본 발명의 구조적인 특징은 웨이퍼의 플랫존을 정렬하는 수단이 베이크 플레이트에 설치되어 있다는데 있다. 이러한 특징에 의해 본 발명의 베이크 유닛은 베이킹 유니포미티(uniformity)를 일정하게 유지할 수 있는 것이다.The structural feature of the present invention is that a means for aligning the flat zone of the wafer is provided in the baking plate. By this feature, the baking unit of the present invention can keep the baking uniformity.
이상에서, 본 발명에 따른 베이크 유닛의 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.In the above, the configuration and operation of the baking unit according to the present invention has been shown in accordance with the above description and drawings, but this is only an example, and various changes and modifications are possible without departing from the spirit of the present invention. to be.
이와 같은 본 발명의 웨이퍼 베이크 유닛에 의하면, 베이크작업의 균일도를 향상시키게 하는 효과를 갖는 것이다.According to such a wafer baking unit of the present invention, it has the effect of improving the uniformity of the baking operation.
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| KR1020010057188A KR20030024168A (en) | 2001-09-17 | 2001-09-17 | A bake apparatus and baking method using this stage |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20030024168A true KR20030024168A (en) | 2003-03-26 |
Family
ID=27724262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020010057188A KR20030024168A (en) | 2001-09-17 | 2001-09-17 | A bake apparatus and baking method using this stage |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20030024168A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100842027B1 (en) * | 2007-07-24 | 2008-06-27 | 세메스 주식회사 | Aligning apparatus and method for aligning a wafer using the same |
-
2001
- 2001-09-17 KR KR1020010057188A patent/KR20030024168A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100842027B1 (en) * | 2007-07-24 | 2008-06-27 | 세메스 주식회사 | Aligning apparatus and method for aligning a wafer using the same |
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