KR20030052824A - 반도체 베이크 오븐의 웨이퍼가이드 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 히팅플레이트에 안착되는 웨이퍼를 정위치에 정렬시켜 웨이퍼 가공의 균일도를 향상시킬 수 있는 반도체 베이크 오븐의 웨이퍼가이드 장치에 관한 것이다.
본 발명의 구성은 반도체의 웨이퍼(14)가 히팅플레이트(10) 상에 안착될 수 있게 웨이퍼(14)의 직경과 상응하는 넓이로 원형의 안착대(32)를 상측에 구비한 채 상, 하로 작동하며 웨이퍼(14)를 받아내리도록 히팅플레이트(10) 상에 구비되는 진공척(34)과; 상기 진공척(34)에 안착된 웨이퍼(14)를 정위치시키도록 진공척(34)의 좌, 우측에 구비되어 상기 웨이퍼(14)와 접촉하여 상기 웨이퍼(14)를 진공척(34)의 중심쪽으로 가이드하도록 히팅플레이트(10) 상에 구비된 측면 웨이퍼가이드(38);를 포함하여 이루어져 있다.
이러한 구성을 가지는 본 발명은 웨이퍼가 기울어져서 로딩되는 것을 방지함으로써 결과적으로 레지스트의 두께차이로 인한 불균형 현상을 예방할 수 있어 제품의 성능을 대폭 향상시킬 수 있는 것이다.
또한, 상기 웨이퍼가 진공척에 의해 안정적으로 안착되어 히팅된 후, 정위치에서 상승하여 로봇암에 정확히 인계됨으로써 로봇암이 웨이퍼의 위치를 잘못 인식하여 웨이퍼와 충돌하는 일이 발생하지 않아 제품 생산의 안정성에 큰 기여를 할 수 있는 것이다.

Description

반도체 베이크 오븐의 웨이퍼가이드 장치 {A wafer guide device of bake oven in the lithography process}
본 발명은 반도체 베이크 오븐의 웨이퍼가이드 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼가 히팅플레이트상의 정위치에 위치하여 레지스트 두께의 불균형을 방지하고 패턴의 균일성을 이룰 수 있도록 하는 반도체 베이크 오븐의 웨이퍼가이드 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체의 포토리소그래피 공정은 웨이퍼 상에 원하는 패턴을 형성시키기 위한 공정으로서, 먼저 세척 및 건조를 마친 웨이퍼의 표면에 포토레지스트를을 균일하게 도포시키고, 그 위에 소정 레이아웃으로 형성된 포토마스크상의 특정 패턴에 따라 노광공정을 수행하며, 이렇게 노광된 포토레지스트층의 불필요한 부위를 현상액으로 제거함으로써 요구되는 패턴으로 형성하는 공정을 말한다.
여기에서 포토레지스트를 웨이퍼에 도포하기 전, 후에 웨이퍼를 가열하는 과정이 있는데, 이를 베이크공정이라 하며 이 과정동안 SWE(Standing Wave Effect)를 제거시키고, 도포되는 레지스트의 필름내 잔존하는 솔벤트 성분을 제거하기 위해 베이크 오븐(Bake Oven)이라는 장치를 사용한다.
이러한 반도체의 베이크 오븐은 일반적으로 웨이퍼가 안착된 히팅플레이트를 고온으로 가열시킴으로써 상기 웨이퍼를 가열하는 것으로, 첨부도면 도 1에서 도시된 바와 같이, 로봇암(미도시)이 상기 히팅플레이트(10)에 설치된 다수개의 승강핀(12) 상에 상기 웨이퍼(14)를 놓으면 상기 승강핀(12)이 하강하면서 상기 웨이퍼(14)가 상기 히팅플레이트(10)의 표면에 안착하게 되고, 상기 웨이퍼(14)가 가열된 상기 히팅플레이트(10)에 의해 가열되는 것이다.
그러나, 상기 웨이퍼(14)가 상기 히팅플레이트(10)에 안착되는 순간, 상기 웨이퍼(14)가 상기 히팅플레이트(10) 사이에 미세한 공기층이 형성되어 상기 웨이퍼(14)가 상기 히팅플레이트(10)에서 미끌어져서 정위치를 이탈함으로써 웨이퍼(14)의 히팅이 완료된 후 상기 승강핀(12)이 위치가 이탈된 웨이퍼(14)를 상승시켜서 상기 로봇암에 인계할 때 상기 로봇암이 변경된 위치를 인식하지 못하고 상기 웨이퍼(14)에 충돌하여 상기 로봇암이 웨이퍼(14)를 파지하지 못하는 것은 물론이고 웨이퍼(14)와의 충돌로 인한 웨이퍼(14) 깨짐현상이 발생하는 등 많은 문제점이 있었다.
또한, 상기 승강핀(12)이 하강할 때 장비가 약간만 흔들려도 로딩의 정확성이 떨어지므로 히팅플레이트(10) 상의 정위치에서 이탈된 웨이퍼(14)가 불균일하게 히팅되어 웨이퍼(14) 가공의 불량을 야기시키는 문제점이 있었다. 이에 따라, 베이크 오븐(20)에 웨이퍼(14)가 잘못 로딩이 되면 웨이퍼(14)가 기울어져서 웨이퍼(14) 내에서의 온도 차이가 발생하여 현상액으로 현상시 균일성이 떨어질 수 있는 문제점이 발생하였다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 히팅플레이트에 안착되는 웨이퍼를 정위치에 정렬시켜 웨이퍼 가공의 균일도를향상시키고, 히팅플레이트 상의 정위치에서 상승, 하강할 수 있도록 하여 이송장치인 로봇암과의 충돌을 방지할 수 있는 베이크 오븐의 웨이퍼가이드 장치를 제공함에 발명의 목적이 있다.
도 1은 종래 베이크 오븐의 웨이퍼가이드 장치를 도시한 사시도
도 2는 본 발명의 베이크 오븐의 웨이퍼가이드 장치를 도시한 사시도
도 3과 도 4는 본 발명의 베이크 오븐의 측면 웨이퍼가이드 작동상태를 도시한 측면도
도 5는 본 발명의 베이크 오븐의 히팅플레이트 상에 웨이퍼가 안착된 상태를 도시한 사시도
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 히팅플레이트 12 : 승강핀
14 : 웨이퍼 20,30 : 베이크 오븐
32 : 안착대 34 : 진공척
36 : 흡착홀 38 : 측면 웨이퍼가이드
40 : 안내홀
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 반도체의 웨이퍼가 히트플레이트 상에 안착될 수 있게 웨이퍼의 직경과 상응하는 넓이로 원형의 안착대를 상측에 구비한 채 상, 하로 작동하며 웨이퍼를 받아내리도록 히팅플레이트 상에 구비되는 진공척과; 상기 진공척에 안착된 웨이퍼를 정위치시키도록 진공척의 좌, 우측에 구비되어 상기 웨이퍼와 접촉하여 상기 웨이퍼를 진공척의 중심쪽으로 가이드하도록 히트플레이트 상에 구비된 측면 웨이퍼가이드;를 포함하여 이루어진 것을 기술적 특징으로 한다.
상기 진공척의 안착대 표면에는 상기 웨이퍼와 상기 안착대 사이가 진공상태가 되어 서로 압착되도록 다수개의 흡착홀이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 측면 웨이퍼가이드가 상기 히팅플레이트의 상측으로 상승하여 상기 웨이퍼를 상기 진공척의 중심쪽으로 이동하여 상기 웨이퍼와 마찰하면서 상기 웨이퍼를 진공척 위에 정위치시키고, 정위치된 웨이퍼로부터 이격되어 최초 상승위치까지 이동한 후, 다시 히팅플레이트 상에서 하강하기 위해 상기 히팅플레이트 상에는 안내홀이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 측면 웨이퍼가이드는 상기 웨이퍼의 원주면에 유연하게 마찰하며 상기웨이퍼를 상기 진공척의 중심쪽으로 안정적으로 정위치시키도록 상면이 반달형 원호면으로 형성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 반도체의 웨이퍼(14)가 히팅플레이트(10) 상에 안착될 수 있게 웨이퍼(14)의 직경과 상응하는 넓이로 원형의 안착대(32)를 상측에 구비한 채 상, 하로 작동하며 웨이퍼(14)를 받아내리도록 히팅플레이트(10) 상에 구비되는 진공척(34)과; 상기 진공척(34)에 안착된 웨이퍼(14)를 정위치시키도록 진공척(34)의 좌, 우측에 구비되어 상기 웨이퍼(14)와 접촉하여 상기 웨이퍼(14)를 진공척(34)의 중심쪽으로 가이드하도록 히팅플레이트(10) 상에 구비된 측면 웨이퍼가이드(38);를 포함하여 이루어져 있다.
상기 진공척(34)의 안착대(32) 표면에는 상기 웨이퍼(14)와 상기 안착대(32) 사이가 진공상태가 되어 서로 압착되도록 다수개의 흡착홀(36)이 형성되어 있다.
상기 측면 웨이퍼가이드(38)가 상기 히팅플레이트(10)의 상측으로 상승하여 상기 웨이퍼(32)를 상기 진공척(34)의 중심쪽으로 이동하여 상기 웨이퍼(14)와 마찰하면서 상기 웨이퍼(14)를 진공척(34) 위에 정위치시키고, 정위치된 웨이퍼(14)로부터 이격되어 최초 상승위치까지 이동한 후, 다시 히팅플레이트(10) 상에서 하강하기 위해 상기 히팅플레이트(10) 상에는 안내홀(40)이 형성되어 있다.
상기 측면 웨이퍼가이드(38)는 상기 웨이퍼(14)의 원주면에 유연하게 마찰하며 상기 웨이퍼(14)를 상기 진공척(34)의 중심쪽으로 안정되게 정위치시키도록 상면이 반달형 원호면으로 형성되어 있다.
상기 측면 웨이퍼가이드(38)의 상승높이는 상기 진공척(34)에 안착된 웨이퍼(14)와 유연하게 접할 정도의 높이에 해당하며, 상기 측면 웨이퍼가이드(38)는 상기 진공척(34)을 중심으로 마주하도록 두 개, 네 개 또는 그 이상의 개수로 대향되도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 진공척(34)의 상승, 하강과 상기 측면 웨이퍼가이드(38)의 작동은 상기 히팅플레이트(10) 하부에 구비된 유압실린더(미도시)의 구동에 의하여 이루어지는데, 이에 대한 구체적인 작동과정은 본 발명의 요지와는 무관한 사항이므로 본 명세서에서의 상세한 설명은 생략하겠다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따라 웨이퍼가 히팅플레이트 상에 안정적으로 로딩이 되어 히팅 공정을 원활하게 수행할 수 있는 것이다.
즉, 로봇암에 의해 베이크 오븐(30) 내부로 웨이퍼(14)가 들어오면 진공척(34)이 히팅플레이트(10) 상측으로 상승하여 상기 로봇암으로부터 웨이퍼(14)를 인계받아 상기 진공척(34)의 상측에 구비된 안착대(32)에 웨이퍼(14)를 안착시키게 된다. 이후 상기 진공척(34)의 좌, 우측에서 측면 웨이퍼가이드(38)가 상승하여 히팅플레이트(10) 상면에 형성된 안내홀(40)을 따라 상기 진공척(34) 쪽으로 이동하게 되는데 이때, 바람직하게 상기 측면 웨이퍼가이드(38)의 상면은 반달형 원주면으로 형성되어 있어 상기 웨이퍼(14)의 원주면과 유연하게 마찰하며상기 웨이퍼(14)를 진공척(34)의 안착대(32) 중심방향으로 가이드하게 된다. 단, 상기 측면 웨이퍼가이드(38)가 상기 웨이퍼(14)와 접할 때 작용하는 힘은 웨이퍼(14)의 원주면을 손상시킬 정도의 큰 힘은 아니며, 미리 입력된 제어값에 따라 웨이퍼(14)의 정위치를 유도하게 되는 것이다.
상술한 바와 같이, 웨이퍼(14)를 진공척(34)의 안착대(32) 위에 정위치시킨 측면 웨이퍼가이드(38)는 최초 히팅플레이트(10) 상측으로 상승한 경로의 역순을 따라 하강하게 되는데, 이는 진공척(34) 방향으로 이동한 측면 웨이퍼가이드(38)가 안내홀(40)을 따라 제자리로 복귀한 후 히팅플레이트(10) 하측으로 하강하게 됨으로써 이루어진다.
이후, 베이크 오븐(30) 내부를 진공으로 만들면 상기 진공척(34)의 안착대(32) 표면에 형성된 흡착홀(36)을 통해 상기 진공척(34)의 상면과 상기 웨이퍼(14)의 하면 사이에 형성되는 미세한 공기층의 잔류공기가 빠져나가게 됨으로써 상기 웨이퍼(14)와 진공척(34)의 안착대(32)가 밀착되게 되는 것이다.
이에 따라, 상기 진공척(34)이 하강할 때 상기 웨이퍼(14)는 안착대(32)와 밀착되어 기울어짐이나 흔들림 없이 동시에 하강하게 되고, 상기 진공척(34)이 상기 히팅플레이트(10)까지 하강하면 상기 웨이퍼(14)는 견고하게 상기 히팅플레이트(10) 상에 안착되게 되는 것이다.
그리고, 상기 웨이퍼(14)가 히팅플레이트(10) 상에 안착되면 상기 베이크 오븐(30)에는 열이 공급되어 히팅플레이트(10)를 가열하게 되고, 동시에 상기 웨이퍼(14)도 균일하게 히팅되는 것이다.
또한, 상술한 바와 같이 가공이 끝난 웨이퍼(14)는 다시 베이크 오븐(30)의 외부에 준비된 로봇암으로 인계되는데, 이는 히팅플레이트(10) 하면으로 하강하였던 진공척(34)이 최초 웨이퍼(14)를 로봇암으로부터 인계받았던 위치까지 상승하고, 진공상태가 해제되면서 상기 웨이퍼(14)가 상기 진공척(34)의 안착대(32)로부터 분리가능한 상태가 되므로 상기 로봇암이 웨이퍼(10)를 안전하게 파지하여 이송할 수 있는 것이다. 이때, 로봇암은 최초 웨이퍼(14)를 진공척(34)에 인계할 당시의 위치로 이동하여 웨이퍼(14)를 파지하므로, 웨이퍼(14)가 인계될 당시의 위치와 동일한 위치에 안착되어 있어 웨이퍼(14)와의 충돌을 피하면서 안전하게 웨이퍼(14)를 파지할 수 있는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 웨이퍼가 베이크 오븐 내부로 이송되어 가공될 때 히팅플레이트 상에 기울어져서 로딩되는 것을 방지함으로써 결과적으로 레지스트의 두께차이로 인한 불균형 현상을 예방할 수 있어 제품의 성능을 대폭 향상시킬 수 있는 것이다
또한, 상기 웨이퍼가 진공척에 의해 안정적으로 안착되어 히팅된 후, 정위치에서 상승하여 로봇암에 정확히 인계됨으로써 로봇암이 웨이퍼의 위치를 잘못 인식하여 웨이퍼와 충돌하는 일이 발생하지 않아 제품 생산의 안정성에 큰 기여를 할 수 있는 것이다.
이에 따라, 레지스트의 두께 균형과 패턴의 균일성을 달성하여 고품질의 웨이퍼를 생산할 수 있게 됨으로써 제품의 성능이 대폭 향상되고, 불량률을 현저하게 감소시킬 수 있어 매우 유용한 발명이라 할 것이다.

Claims (4)

  1. 반도체의 웨이퍼(14)가 히팅플레이트(10) 상에 안착될 수 있게 웨이퍼(14)의 직경과 상응하는 넓이로 원형의 안착대(32)를 상측에 구비한 채 상, 하로 작동하며 웨이퍼(14)를 받아내리도록 히팅플레이트(10) 상에 구비되는 진공척(34)과;
    상기 진공척(34)에 안착된 웨이퍼(14)를 정위치시키도록 진공척(34)의 좌, 우측에 구비되어 상기 웨이퍼(14)와 접촉하여 상기 웨이퍼(14)를 진공척(34)의 중심쪽으로 가이드하도록 히팅플레이트(10) 상에 구비된 측면 웨이퍼가이드(38);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 베이크 오븐의 웨이퍼가이드 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 진공척(34)의 안착대(32) 표면에는 상기 웨이퍼(14)와 상기 안착대(32) 사이가 진공상태가 되어 서로 압착되도록 다수개의 흡착홀(36)이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 베이크 오븐의 웨이퍼가이드 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 측면 웨이퍼가이드(38)가 상기 히팅플레이트(10)의 상측으로 상승하여 상기 웨이퍼(32)를 상기 진공척(34)의 중심쪽으로 이동하여 상기 웨이퍼(14)와 마찰하면서 상기 웨이퍼(14)를 진공척(34) 위에 정위치시키고, 정위치된 웨이퍼(14)로부터 이격되어 최초 상승위치까지 이동한 후, 다시 히팅플레이트(10) 상에서 하강하기 위해 상기 히팅플레이트(10) 상에는 안내홀(40)이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 베이크 오븐의 웨이퍼가이드 장치.
  4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 측면 웨이퍼가이드(38)는 상기 웨이퍼(14)의 원주면에 유연하게 마찰하며 상기 웨이퍼(14)를 상기 진공척(34)의 중심쪽으로 안정적으로 정위치시키도록 상면이 반달형 원호면으로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 베이크 오븐의 웨이퍼가이드 장치.
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