KR20040028148A - 베이크 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 베이크 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 베이크 장치는 웨이퍼(W)가 안착되게 하면서 소정의 온도로 가열되는 히팅 플레이트(40)를 통해 상기의 웨이퍼(W)를 베이킹하는 구성에 있어서, 상기 히팅 플레이트(40)는 판면이 소정의 각도로 경사지도록 하고, 하향 경사지는 상부면에는 상기 웨이퍼(W)가 지나치게 미끄러지지 않도록 하는 스토퍼(41)가 구비되도록 하는 구성인 바 간단히 웨이퍼(W)가 안착되는 히팅 플레이트(40)의 구조 특히 상부면 구조를 개선함으로써 상부면으로 안착되는 웨이퍼(W)를 항상 일정한 위치에서 유지되게 하여 공정 수행이 이루어질 수 있도록 함에 의해 안정된 공정성과 제품 품질의 향상을 제공하게 된다.

Description

베이크 장치{Bake apparatus}

본 발명은 베이크 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼가 안착되는 히팅 플레이트를 소정의 각도로 경사지게 구비하면서 경사면 하측에는 스토퍼가구비되도록 하여 히팅 플레이트에 안착되는 웨이퍼를 항상 정위치에서 공정 수행이 이루어지도록 하는 베이크 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체를 제조하는 공정 중 포토공정은 웨이퍼 상에 소정의 패턴(Pattern)을 사진식각에 의해 형성하게 되는 것이다.

즉 웨이퍼 상에 포토레지스트(Photoresist)를 도포한 후, 노광공정 및 현상공정을 수행함으로서 소정의 포토레지스트 패턴을 형성하고, 포토레지스트 패턴을 마스크(Mask)로서 사용하여 식각공정을 수행함으로서 웨이퍼 상에 소정의 패턴이 형성하게 되도록 하는 것이다.

사진식각공정을 수행함에 있어서 웨이퍼 상에 포토레지스트를 도포하기 위해서는 웨이퍼 상에 존재하는 수분을 제거하는 베이크(Bake)공정을 수행하게 되며, 포토레지스트 패턴을 마스크로 사용하여 식각공정을 수행하기 이전에도 웨이퍼 표면을 소정의 온도로 베이크하도록 하고 있다.

베이크공정은 베이크장치에 의해서 수행되며, 베이크장치에서는 약 90~300℃정도의 온도로 웨이퍼를 베이킹하게 된다.

웨이퍼를 베이크하는 방법으로는 크게 전도, 대류 및 적외선 방법으로 수행되며, 각 공정에 따른 처리 조건에 따라 소프트 베이크와 하드 베이크로서 구분된다. 소프트 베이크는 포토레지스트에 함유된 용제를 휘발하기 위한 온도로 공정이 이루어지도록 하고, 하드 베이크는 포토레지스트의 치밀화와 균일성을 확보하기 위한 조건으로 공정이 진행되므로 소프트 베이크보다는 긴 경화시간과 온도가 요구된다.

이러한 베이크 장치는 일종의 오븐으로써 통상 도 1에서와 같은 구성으로 이루어진다. 즉 베이크 장치의 내부에는 히팅 플레이트(10)가 구비되고, 이 히팅 플레이트(10)의 내부에는 가열 수단(미도시)이 내장되며, 상부면에는 웨이퍼가 안착되도록 한다.

또한 웨이퍼가 상부면에 안전하게 안착될 수 있도록 하기 위하여 히팅 플레이트(10)에는 리프트 수단이 구비된다. 다시말해 히팅 플레이트(10)에는 센터에서부터 일정한 반경에 등간격으로 리프트 수단인 복수의 리프트 핀(20)이 수직으로 관통하면서 승강이 가능하게 구비되도록 하고 있다.

복수의 리프트 핀(20)은 히팅 플레이트(10)의 저부에서 핀 고정 플레이트(21)에 의해 일체로 연결되고, 이 핀 고정 플레이트(21)는 구동 실린더(미도시됨)에 연결되어 구동 실린더에 의해 승강이 가능하도록 하고 있다.

한편 히팅 플레이트(10)의 상부면에는 센터로부터 웨이퍼(W)의 직경보다는 큰 직경의 위치에 복수개의 갭 스페이서(30)가 고정되도록 하고 있다.

갭 스페이서(30)는 히팅 플레이트(10)의 상부면으로 웨이퍼(W)가 일정 위치에 정확히 정렬되도록 하는 가이드 수단이다.

그러나 구동 실린더의 구동 불량이나 이송 로봇에 의한 로딩위치가 미세하게 어긋나 있게 되는 경우 리프트 핀(20)에 웨이퍼(W)가 안치된 상태에서 리프트 핀(20)을 하강시 통상 도 2에서와 같이 웨이퍼(W)가 갭 스페이서(30)의 상단 또는 경사면에 일측이 걸쳐지면서 히팅 플레이트(10)에 균일한 면밀착이 이루어지지지 않게 되면서 제대로 베이킹이 이루어지지 않게 되는 공정 불량을 초래하기도 한다.

또한 웨이퍼(W)가 갭 스페이서(30)에 의해 미끄러져 무난하게 히팅 플레이트(10)에 안착되더라도 히팅 플레이트(10)의 위치가 항상 일정해야만 하나 히팅 플레이트(10)에서의 위치가 항상 불균일하게 되면서 티칭(teaching) 불량에 따른 품질 저하의 원인이 되는 문제가 있다.

따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 소정의 각도로 경사지도록 한 히팅 플레이트에서의 웨이퍼 안착 위치가 항상 일정하게 유지되도록 함으로써 균일한 베이크 공정이 수행될 수 있도록 하는데 있다.

도 1은 종래의 베이크 장치를 도시한 측단면도,

도 2는 종래의 베이크 장치에 의한 웨이퍼 로딩 시 오류상태를 도시한 측단면도,

도 3은 본 발명에 따른 베이크 장치를 도시한 측단면도,

도 4는 본 발명의 베이크 장치를 상부에서 본 평면도,

도 5는 본 발명에 따라 웨이퍼를 로딩 시의 작동 상태도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10, 40 : 히팅 플레이트 20, 50: 리프트 핀

21, 51 : 핀 고정 플레이트 41 : 스토퍼

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 웨이퍼가 안착되게 하면서 소정의 온도로 가열되는 히팅 플레이트를 통해 상기의 웨이퍼를 베이킹하는 베이크 장치에 있어서, 상기 히팅 플레이트는 판면이 소정의 각도로 경사지도록 하고, 하향 경사지는 상부면에는 상기 웨이퍼가 지나치게 미끄러지지 않도록 하는 스토퍼가 구비되도록 하는 것이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 도 3에서와 같이 웨이퍼(W)가 안착되도록 하면서 웨이퍼(W)를 소정의 온도로 가열하여 웨이퍼(W)에 도포되어 있는 포토레지스트에 남아있는 용제가 용해될 수 있도록 히팅 플레이트(40)가 구비되는 구성인 바, 이러한 히팅 플레이트(40)를 판면 특히 웨이퍼(W)가 안착되는 상부면이 소정의 각도로 경사지게 형성되도록 하는데 가장 두드러진 특징이 있다.

다시말해 웨이퍼(W)를 베이킹하는데 있어서 가장 중요한 것은 균일한 온도 분포이고, 이를 위해서는 히팅 플레이트(40)와의 면밀착이 균일해야만 한다.

한편 베이킹되는 각 웨이퍼(W)들간 베이크 효율이 일정해야 하는데 이를 위해서는 반드시 히팅 플레이트(40)에서의 면밀착되는 위치가 항상 일정해야만 한다.

따라서 본 발명에서는 웨이퍼(W)가 안착되는 히팅 플레이트(40)를 소정의 각도로 경사지는 형상으로 구비되도록 하여 웨이퍼(W)가 히팅 플레이트(40)에 안착시 미세한 미끄러짐에 의하여 항상 일정한 위치에서 베이킹이 수행되도록 한다.

또한 히팅 플레이트(40)의 상부면에는 안착되는 웨이퍼(W)가 지나치게 미끄러지지 않도록 하는 스토퍼(41)가 구비되도록 하다.

스토퍼(41)는 히팅 플레이트(40)에서 웨이퍼(W)가 미끄럼 이동하는 정도를 일정한 위치에서 잡아주게 되는 과도한 이동 방지 수단이다.

특히 스토퍼(41)는 도 4에서와 같이 하향 경사진 면에 적어도 웨이퍼(W)의 원호형상인 외주면 두 곳에 접촉되도록 두 개가 소정의 간격을 이격하여 구비되도록 한다.

한편 히팅 플레이트(40)에는 동심원상에 복수의 리프트 핀(50)이 수직으로 관통되고, 이들 리프트 핀(50)들은 히팅 플레이트(40)의 저부에서 핀 고정 플레이트(51)에 의해 연동 가능하게 연결되도록 하여 구동 실린더(미도시)에 의해 승강이 가능하게 구비된다.

리프트 핀(50)들의 승강 작용 시 웨이퍼(W)에 접촉되는 시점이 리프트 핀(50)들에 따라 차이나 발생되므로 자칫 무게 중심이 일측으로 편중될 수가 있으므로 도시한 도 4에서와 같이 히팅 플레이트(40)의 하향 경사진 부위에 위치하여 승강하게 되는 리프트 핀(50)은 둘 이상의 복수개로서 구비되게 하는 것이 보다 바람직하다.

즉 히팅 플레이트(40)의 센터를 기준으로 상측과 하측에 각각 2개 이상의 리프트 핀(50)이 구비되도록 하는 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 작용에 대해서 좀더 상세하게 살펴보기로 한다.

본 발명은 포토레지스트가 도포된 웨이퍼(W)에 잔류하고 있는 용제를 제거하기 위한 베이킹을 수행하는 히팅 프레이트(40)의 구성을 보다 간단히 개선하여 히팅 플레이트(40)에서의 웨이퍼(W) 안착 위치가 항상 일정하도록 하는 것이다.

이를 위해서 본 발명은 웨이퍼(W)가 안착되도록 하는 히팅 플레이트(40) 특히 히팅 플레이트(40)의 상부면이 소정의 각도로 경사지도록 하는데 가장 두드러진 특징이 있다.

즉 일측으로부터 웨이퍼(W)가 로딩되어 도 3에서와 같이 리프트 핀(50)의 상단부에 안치되면 리프트 핀(50)들이 하강하면서 리프트 핀(50)들에 올려져 있던 웨이퍼(W)는 히팅 프레이트(40)의 일측에서부터 웨이퍼(W)를 안치되게 한다.

리프트 핀(50)이 히팅 플레이트(40)의 상부면에서 완전히 하강하게 되면 도 5에서와 같이 웨이퍼(W)는 경사진 히팅 플레이트(40)에 전면이 안착되는 상태가 됨과 동시에 웨이퍼(W)의 자중에 의해서 미끄러져 내려가게 되고, 결국 웨이퍼(W)는 히팅 플레이트(40)의 상부면에서 상향 돌출되게 형성한 스토퍼(41)에 걸려지는 상태가 된다.

즉 히팅 플레이트(40)에 안치되는 순간 웨이퍼(W)는 항상 미끄러져 내려오면서 스토퍼(41)에 접촉되는 상태가 되므로 히팅 플레이트(40)에서의 웨이퍼(W) 안착 위치는 항상 일정하게 유지된다.

따라서 히팅 플레이트(40)에서 항상 웨이퍼(W)의 안착상태가 불안정하고, 특히 안착되는 웨이퍼(W)가 안전하게 안착되게 가이드하도록 구비시킨 갭 스페이서에 의해 웨이퍼(W)의 일측이 히팅 플레이트(40)의 상부면으로부터 이격되는 종전과 같은 문제를 일시에 해결할 수가 있게 된다.

또한 비록 리프트 핀(50)을 승강시키는 구동 실린더의 구동 불량이나 웨이퍼(W)를 히팅 플레이트(40)에 이송시키는 이송 로봇의 고장 또는 구동 오류에 의해 로딩위치가 미세하게 어긋나게 되어 히팅 플레이트(40)에 잘못 이송되어 안치되더라도 히팅 플레이트(40)에 안치되는 순간 웨이퍼(W)는 하향 경사진 방향으로 미끄러지면서 스토퍼(41)가 구비되는 위치에서 미끄럼 정지하는 히팅 플레이트(40)에서의 동일한 이동 작용을 하게 된다.

즉 설비의 불량에 따른 웨이퍼(W)의 이송 위치가 미세하게 어긋나게 되더라도 히팅 플레이트(40)에서의 베이킹 위치는 항상 일정하면서 히팅 플레이트(40)와의 면밀착 정도는 균일하게 이루어지도록 하므로 본 발명은 보다 안전한 공정 수행을 제공하게 되는 장점이 있다.

한편 상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다는 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다.

따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 웨이퍼(W)를 고온의 열에 의해 베이킹하는 히팅 플레이트(40)의 상부면을 일측으로 소정의 각도로서 경사지게 하고, 경사진 상부면의 하측에는 스토퍼(41)가 구비되게 하는 간단한 구조적 개선에 의하여 비록 설비의 고장 등에 의해 히팅 플레이트(40)로 웨이퍼(W)가 정위치에서 어긋나게 로딩되더라도 히팅 플레이트(40)에 안치되는 순간 경사진 상부면을 타고 미끄러지면서 스토퍼(41)에 의해 지지되는 부위에서 항상 안착되는 상태에서 공정이 수행될 수 있도록 하여 히팅 플레이트(40)와의 균일한 밀착성과 안정된 공정 수행에 따른 제품의 품질을 향상시키게 되는 매우 유용한 효과를 제공한다.

Claims (4)

1. 웨이퍼가 안착되게 하면서 소정의 온도로 가열되는 히팅 플레이트를 통해 상기의 웨이퍼를 베이킹하는 베이크 장치에 있어서,

   상기 히팅 플레이트는 판면이 소정의 각도로 경사지도록 하고, 하향 경사지는 상부면에는 상기 웨이퍼가 지나치게 미끄러지지 않도록 하는 스토퍼가 구비되는 베이크 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 스토퍼는 하향 경사진 상기 히팅 플레이트의 상부면에서 웨이퍼를 일정 위치에서 정지되게 경사면 하측에 구비되는 베이크 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 스토퍼는 히팅 플레이트에서 웨이퍼의 두 곳 이상의 원호형상의 외주면에 접촉되게 두 개 이상으로 구비되도록 하는 베이크 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 히팅 플레이트에는 센터를 중심으로 양측으로 2개 이상의 리프트 핀이 구비되는 베이크 장치.