KR20050045265A - 반도체 제조용 베이크장치 - Google Patents

Abstract

반도체 제조용 베이크장치는 안착되는 웨이퍼를 베이킹하는 베이크 플레이트와; 상기 베이크 플레이트의 외주부를 따라 중앙으로부터 동일반경에서 각각 등간격으로 상향 돌출되게 설치되어 웨이퍼 안착동작을 가이드함과 아울러 그 에지부를 지지하는 웨이퍼 가이드와; 상기 베이크 플레이트에 복수 개 설치되어 그 위치에서 온도 상태를 감지하는 온도감지기; 및 상기 각 온도감지기로부터 수신된 감지신호를 통해 상기 베이크 플레이트상의 웨이퍼의 위치상태를 확인 판단하고 각 구성의 구동을 제어하는 제어기;를 포함한다.

여기서, 상기 온도감지기는 원주방향의 등간격으로 세 개 설치됨이 바람직하다.

그리고, 상기 온도감지기는 상기 베이크 플레이트의 내부에 설치되되 상기 베이크 플레이트의 상면과 근접되게 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 웨이퍼의 비정상적인 안착상태를 알리는 경보부를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.

Description

반도체 제조용 베이크장치{A BAKE APPARATUS FOR SEMICONDUCTOR PROCESSING}

본 발명은 반도체 소자 제조용 베이크 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼(WAFER)의 비정상 안착상태에 따른 불균일한 온도를 측정하여 경보를 발생함과 동시 공정을 중지하게 함으로서 공정 불량 및 다량의 제품 불량이 미연에 방지 될 수 있도록 하는 반도체 제조용 베이크장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 제조공정에는 수 많은 다양한 공정이 존재하고 있으며, 이러한 공정중에 웨이퍼의 주요부분을 식각하기 위한 공정은 웨이퍼를 로딩암(LOADING ARM)을 이용하여 챔버(CHAMBER)등과 소정의 장소로 이동시켜서 진공상태로 만든 후에 에칭(ETCHING)물질을 사용하여 웨이퍼의 주요부분을 에칭하게 되고, 이러한 작업을 진행하기 위하여 베이크(BAKE)공정을 한다.

상기 반도체 제조공정중에서 포토(PHOTO)공정에는 감광막 도포와 현상 및 정렬과 같은 공정이 마련되며, 이중 감광막 도포와 현상은 통상 스피너(SPINER) 설비에 의해서 수행된다.

이러한 감광막 도포와 현상의 전후로는 각각 웨이퍼를 건조시키는 베이크 공정을 거치게 된다.

베이크 공정은 다시 크게 소프트 베이크(SOFT-BAKE)와 하드 베이크(HARD-BAKE) 및 프리 베이크(PRE-BAKE)로서 나누어지는데 소프트 베이크는 감광막이 도포된 직후 솔벤트 성분을 제거하게 되는 것으로, 이때 가해지는 온도에 따라 감광막 두께가 결정된다.

하드 베이크는 에칭전 웨이퍼 표면의 레지스트(RESIST)를 베이킹하는것이며, 프리 베이크는 웨이퍼에 레지스트를 도포하지 전에 웨이퍼 표면의 습기를 제거하여 150±10℃의 오븐(OVEN)에서 웨이퍼를 베이킹한다.

상기와 같이 베이크 공정 수행시 웨이퍼는 로딩암에 의해서 이송된다.

도 1은 종래의 반도체소자 제조용 베이크장치의 베이크 플레이트를 보여주는 사시도이고, 도 2는 종래의 반도체소자 제조용 베이크장치에 웨이퍼의 비정상 안착상태를 보여주는 측단면도이다.

도 1 및 2에서 보면, 종래의 베이크장치는 웨이퍼(W)가 올려지는 베이크 플레이트(100)와 상기 웨이퍼(W)가 위치되는 범위를 설정하는 웨이퍼 가이드(120)와 상기 베이크 플레이트(100)의 온도를 감지하는 하나의 온도감지기(150)를 포함한다. 베이크 플레이트(100)로 웨이퍼 이송장치(미도시)를 사용하여 웨이퍼(W)를 이송한 후에 베이크 공정이 수행된다.

이때, 웨이퍼 이송장치의 이상동작으로 인해 상기 웨이퍼(W)가 베이크 플레이트(100)상에 웨이퍼 가이드(120)등에 얹혀 비정상 안착이 되는 경우가 발생될 수 있는데 이러한 상태는, 도 2에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)가 웨이퍼 가이드(120)에 지지되어 베이크 플레이트(100)로부터의 열이 불균일하게 전달됨을 의미하고, 이에 따라 웨이퍼(W)상에 도포된 포토레지스트를 포함한 코팅막은 나노미터(nm) 단위의 정밀도를 요구하는 이후의 포토리소그래피 공정에서 많은 부위의 패턴 불량을 유발하게 된다.

또한, 상술한 온도감지기(150)는 웨이퍼(W)가 위치되는 베이크 플레이트(100)의 외주부 내면에 설치되어 베이킹이 수행되는 베이크 플레이트(100)의 온도를 감지하고, 이를 통해 제어기(미도시)는 베이크 플레이트(100)에 설치된 열원(130)을 통해 웨이퍼(W)에 대한 적정한 온도가 전달될 수 있도록 제어하게 된다.

그러나 상술한 온도의 제어에 있어서 웨이퍼(W)가 비정상 안착될 경우, 베이크 플레이트(100)의 온도는 그 근접 위치됨에 대응하여 보다 낮은 수준을 이루게 되고, 이에 대하여 제어기(미도시)는 보다 높은 열을 발생토록 열원(130)을 제어하게 되며, 이때 베이크 플레이트(100)에 접촉되는 웨이퍼(W)부위는 정도이상의 가열에 대해 포토레지스터를 포함한 코팅막이 타버리는 경우가 발생될 수 있으며 상대적으로 들뜬 상태의 웨이퍼(W)부위는 열전달이 불충분하게 이루어져 경화의 정도가 불량하게 되는 문제를 유발하게 된다.

또한, 베이크 플레이트(100)에 설치된 한 개의 온도감지기(150)에서 감지된 온도가 대표온도로 인식되므로, 온도감지기(150)를 연결하는 연결부의 접촉불량이 발생하더라도 웨이퍼(W)의 비정상 안착상태를 감지할 수 없다. 그리고, 베이크 플레이트(100)의 여러곳의 온도를 알 수 없는 단점이 있다.

따라서, 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 온도감지기를 베이크 플레이트 원주방향의 등간격으로 세 개를 설치하여 상기 베이크 플레이트로 이송된 웨이퍼의 안착상태를 확인할 수 있도록 하는 반도체 제조용 베이크장치를 제공한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 반도체 제조용 베이크장치는 안착되는 웨이퍼를 베이킹하는 베이크 플레이트와; 상기 베이크 플레이트의 외주부를 따라 중앙으로부터 동일반경에서 각각 등간격으로 상향 돌출되게 설치되어 웨이퍼 안착동작을 가이드함과 아울러 그 에지부를 지지하는 웨이퍼 가이드와; 상기 베이크 플레이트에 복수 개 설치되어 그 위치에서 온도 상태를 감지하는 온도감지기; 및 상기 각 온도감지기로부터 수신된 감지신호를 통해 상기 베이크 플레이트상의 웨이퍼의 위치상태를 확인 판단하고 각 구성의 구동을 제어하는 제어기;를 포함한다.

여기서, 상기 온도감지기는 원주방향의 등간격으로 세 개 설치됨이 바람직하다.

그리고, 상기 온도감지기는 상기 베이크 플레이트의 내부에 설치되되 상기 베이크 플레이트의 상면과 근접되게 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 웨이퍼의 비정상적인 안착상태를 알리는 경보부를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 대해 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 반도체 제조용 베이크장치의 베이크 플레이트를 보여주는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조용 베이크장치를 보여주는 측단면도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와같이, 본 발명의 반도체 제조용 베이크장치는 안착되는 웨이퍼를 베이킹하는 베이크 플레이트(200)와; 상기 베이크 플레이트(200)의 외주부를 따라 중앙으로부터 동일반경에서 각각 등간격으로 상향 돌출되게 설치되어 웨이퍼 안착동작을 가이드함과 아울러 그 에지부를 지지하는 웨이퍼 가이드(220)와; 상기 베이크 플레이트(200)에 복수 개 설치되어 그 위치에서 온도 상태를 감지하는 온도감지기(250); 및 상기 각 온도감지기(250)로부터 수신된 감지신호를 통해 상기 베이크 플레이트(200)상의 웨이퍼(W)의 위치상태를 확인 판단하고 각 구성의 구동을 제어하는 제어기(260);를 포함한다.

여기서, 상기 온도감지기(250)는 원주방향의 등간격으로 세 개가 설치되고, 상기 온도감지기(220)는 상기 베이크 플레이트(200)의 내부에 설치되되 상기 베이크 플레이트(200)의 상면과 근접되게 설치된다.

그리고, 상기 웨이퍼(W)의 비정상적인 안착상태를 알리는 경보부(270)를 추가로 포함된다.

상기 제어기(260)는 상기 베이크 플레이트(200)에 설치된 온도감지기로 부터 온도값을 받아 비교연산 후 소정의 온도차이가 발생하면, 웨이퍼(W)의 비정상 안착됨으로 판단한다.

또, 제어기(260)는 상기 웨이퍼(W)가 비정상 안착된 것을 작업자에게 인지시켜주는 경보부(270)를 더 설치하게 되는데, 이 경보부(270)는 스피커장치나 경보장치등을 통해 작업자에게 청각적으로 인지시켜주는 청각블럭 또는 모니터장치 등을 통해 작업자에게 시각적으로 인지시켜주는 시각블럭 등으로 이루어질 수 있다.

상세히 설명하자면, 다수 개의 온도감지기(250)는 베이크 플레이트(200)의 내부에 위치한다. 이 온도감지기(250)의 위치는 일정간격으로 배열되게 되는데 예를 들어 도 3에 도시된 것과 같이 일정간격으로 온도감지기(250)가 배열되어 설치된다.

여기서 간격은, 웨이퍼(W)가 위치되는 중심부위를 기준으로 원주방향의 등간격으로 3개의 온도감지기(250)가 설치되도록 구성된다.

그리고, 상기 베이크 플레이트(200)가 열원(230)에 의해 가열될 때, 온도가 균일하게 전달될 수 있는 베이크 플레이트를 사용함을 원칙으로 한다.

이와 같은 구성을 가진 본 발명에 따른 반도체 제조용 베이크장치에 대한 일 실시 예를 도 4를 참고하여 상세히 설명한다.

본 발명의 베이크장치는 베이크 공정을 진행하기 위해 웨이퍼 이송수단(미도시)에 의해 베이크 플레이트(200)상에 올려져서 웨이퍼 가이드(220)를 기준으로 하여 웨이퍼(W)가 위치되면, 열원(230)에 의해 베이크 플레이트(200)가 가열되어 웨이퍼(W)를 베이킹하게 된다. 이 때, 베이크 플레이트(200)의 내부의 소정간격으로 설치된 복수 개 온도감지기(250)는 각 지점에서 베이크 플레이트(200)의 온도를 감지하게 되고, 이 감지된 온도는 제어기(260)에 의해 베이크 플레이트(200) 상에 위치한 웨이퍼(W)의 상태를 확인하여 웨이퍼(W)의 안착위치가 정상적인지를 판단하게 된다.

이 때, 웨이퍼 이송수단(미도시)의 이상동작으로 인해 베이크 플레이트(200)상에 웨이퍼(W)가 비정상 안착되는 경우가 발생되는데 이로 인해 베이크 플레이트(200)상의 웨이퍼 가이드(220)중 어느 하나에 웨이퍼(W)는 얹혀지게 되어, 이 얹혀진 쪽의 웨이퍼(W)는 들떠 있게 된 상태에서 베이크 공정을 수행하게 된다. 예를 들어 웨이퍼 가이드(220) 중에 어느 하나에 웨이퍼(W)가 얹혀진 상태에서 베이킹 공정이 수행되면, 상기 각 온도감지기(250)에서 감지되는 온도의 변화량은 각기 다르게 감지된다.

즉, 열원(230)에 의해 베이크 플레이트(200)가 가열되면, 상기 웨이퍼 가이드(220)를 기준으로 위치되는 웨이퍼(W)는 베이크 플레이트(210)와 전면(全面)이 고르게 접촉되어 열원(230)에 의해 가열된 열이 균일하게 전달되어 베이킹됨으로써 각 지점의 온도감지기(250)는 일정한 온도변화량으로 감지되지만, 웨이퍼 가이드(220)와 얹혀져 비정상 안착되는 웨이퍼(W)는 베이크 플레이트(200)와 접촉된 부분과 그렇지 않은 부분으로 구분되어 있기 때문에 열원(230)에 의한 가열된 열이 불균일하게 전달되어 각 지점의 온도감지기(250)는 각기 다른 온도변화량을 감지하게 된다.

그리하여 각 지점의 온도감지기(250)에서 감지된 각기 다른 온도변화량을 통해 상기 제어기(260)는 웨이퍼(W)의 상태를 확인하게 되고 웨이퍼(W)의 위치가 적정한지를 판단하게 된다. 상기 제어기(260)에서 상기와 같이 웨이퍼(W)가 비정상 안착됨을 판단하게 되면, 경보부(270)를 통해 웨이퍼(W) 이상 안착상태를 작업자에게 인지시켜 조속한 후속 조치를 취하게 된다.

이상에서 살펴본 것과 같이 종래의 경우 챔버 내부가 보이지 않아 웨이퍼의 위치를 알수 없었으나 베이크 플레이트에 설치된 세개의 온도감지기로 부터 온도를 확인하여 웨이퍼의 위치가 정확한지 여부를 확인할 수 있게 되며, 특정 계측장비를 사용하지 않아도 웨이퍼의 조건을 알수 있으므로 공정 불량을 사전에 방지할 수 있다.

또한, 베이크 플레이트로 웨이퍼를 이송시 발생하는 웨이퍼의 비정상 안착의 경우 베이크 플레이트에 설치된 온도감지기로부터의 온도를 제어기를 통해 경보부로 전달되므로 공정불량을 사전에 방지할 수 있다.

이상에서 살펴본 것과 같이 본 발명은 베이크 플레이트에 설치된 세 개의 온도감지기로 부터 온도를 확인하여 웨이퍼의 위치가 정확한지 여부를 확인할 수 있게 되며, 특정 계측장비를 사용하지 않아도 웨이퍼의 조건을 알수 있으므로 공정불량을 사전에 방지할 수 있다.

또한, 베이크 플레이트에 설치된 온도감지기로부터의 온도를 제어기를 통해 경보부로 전달되므로 웨이퍼의 비정상 안착시 발생하는 공정불량을 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 반도체소자 제조용 베이크장치의 베이크 플레이트를 보여주는 사시도,

도 2는 종래의 반도체소자 제조용 베이크장치에 웨이퍼의 비정상 안착상태를 보여주는 측단면도,

도 3은 본 발명의 반도체 제조용 베이크장치의 베이크 플레이트를 보여주는 사시도,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조용 베이크장치를 보여주는 측단면도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

200 : 베이크 플레이트 220 : 웨이퍼 가이드

230 : 열원 250 : 온도감지기

260 : 제어기 270 : 경보부

Claims (4)

1. 안착되는 웨이퍼를 베이킹하는 베이크 플레이트;

   상기 베이크 플레이트의 외주부를 따라 중앙으로부터 동일반경에서 각각 등간격으로 상향 돌출되게 설치되어 웨이퍼 안착동작을 가이드함과 아울러 그 에지부를 지지하는 웨이퍼 가이드;

   상기 베이크 플레이트에 복수 개 설치되어 그 위치에서 온도 상태를 감지하는 온도감지기; 및

   상기 각 온도감지기로부터 수신된 감지신호를 통해 상기 베이크 플레이트상의 웨이퍼의 위치상태를 확인 판단하고 각 구성의 구동을 제어하는 제어기;를 포함하는 것을 특징으로하는 반도체 제조용 베이크장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 온도감지기는 원주방향의 등간격으로 세 개 설치됨을 특징으로 하는 반도체 제조용 베이크장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 온도감지기는 상기 베이크 플레이트의 내부에 설치되되 상기 베이크 플레이트의 상면과 근접되게 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 베이크장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 웨이퍼의 비정상적인 안착상태를 알리는 경보부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 베이크장치.