KR20060108371A - 링 형상의 가이드를 장착한 베이크 장비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 베이크 공정이 진행되는 베이크 장비에 관한 것으로, 특히 세라믹 가이드를 장착한 베이크 장비에 관한 것이다. 본 발명에 따른 반도체 제조를 위한 베이크 공정 시 사용되는 베이크 장비는 웨이퍼가 로딩되는 핫 플레이트와, 상기 핫 플레이트의 외주면 상에 위치하는 링 형상의 웨이퍼 가이드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

베이크 장비, 웨이퍼 가이드, 핫 플레이트

Description

링 형상의 가이드를 장착한 베이크 장비 {Baking apparatus having a ring-shaped guide }

도 1은 종래기술에 의한 베이크 장비의 평면도

도 2는 종래기술에 의한 베이크 장비를 개략적으로 나타낸 단면도

도 3은 종래기술에 의한 베이크 장비에서 웨이퍼가 웨이퍼 가이드에 올라탄 모습을 나타낸 단면도

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 세라믹 가이드를 장착한 베이크 장비의 평면도와 A - A'를 절취하여 보인 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

32 : 핫플레이트 34 : 세라믹 가이드

40 : 웨이퍼 46 : 리프트 핀

50 : 베이크 장비

본 발명은 베이크 공정이 진행되는 베이크 장비에 관한 것으로, 특히 세라믹 가이드를 장착한 베이크 장비에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자는 이온주입 공정, 막 증착 공정, 확산공정, 사진공정, 식각공정 등과 같은 다수의 공정들을 거쳐 제조된다. 이러한 공정들 중에서, 원하는 패턴을 형성하기 위한 사진공정은 반도체 소자 제조에 필수적으로 요구되는 공정이다.

반도체 장치가 고집적화 되면서 회로패턴들의 사이즈가 더욱 더 미세화되어감에 따라 미세패턴의 사이즈에 영향을 주는 각종 파라미터들의 관리가 더욱 엄격화되고 있다. 특히 반도체 제조공정 중에서도 사진공정은 미세패턴의 사이즈에 직접적인 영향을 주게 된다. 이러한 사진공정은 웨이퍼 상에 미세패턴을 형성하기 위하여 웨이퍼 상에 포토레지스트를 도포하고, 마스크나 레티클에 형성된 회로패턴을 전사하기 위하여 도포된 포토레지스트를 노광하며, 노광된 포토레지스트를 현상하는 일련의 공정을 수행하게 되는 것을 말한다.

즉 사진공정은 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 노광공 정이 완료된 웨이퍼의 포토레지스트를 현상하여 원하는 포토레지스트 패턴을 형성하는 현상공정으로 이루어진다.

여기에서 현상공정은 포토레지스트가 노광된 웨이퍼에 현상액을 뿌려서 포토레지스트의 성질에 따라 노광된 부분을 제거하고 노광되지 않은 부분을 패턴으로 남기거나, 반대로 노광된 부분을 패턴으로 남기고, 노광되지 않은 부분은 제거하게 된다.

상기 도포공정, 노광공정 및 현상공정 이외에 사진공정은, 포토레지스트와 웨이퍼간의 접착성을 향상시키기 위한 HMDS(Hexamethyl disilane) 처리 공정과 베이크 공정을 포함한다.

일반적으로 베이크 공정은 크게 소프트 베이크 공정(soft bake process)과 하드 베이크 공정(hard bake process)으로 구분된다. 소프트 베이크 공정은 웨이퍼 상에 포토레지스트를 도포한 후, 포토레지스트의 용제를 열적으로 약하게 가열시켜 어느 정도 휘발시켜 줌으로써 노광 공정 시 노광에 의해 포토레지스트의 화학 반응이 방해를 받지 않도록 하고, 포토레지스트의 웨이퍼에 대한 접착력을 향상시켜 후속 공정을 용이하게 하는 공정을 말한다. 한편 하드 베이크 공정은 웨이퍼 상에 코팅된 포토레지스트를 현상한 후 보통 소프트 베이크 공정 시 온도보다 40~60℃ 정도 높은 온도에서 행하는데, 목적은 현상 작업 후 상기 포토레지스트 자체 내에 잔존하는 여분의 용제 및 수분을 제거함으로써 포토레지스트와 웨이퍼 표면간의 접착력을 증진시키기 위함이다.

이러한 베이크 공정에서는 챔버 내의 핫 플레이트 상에 웨이퍼를 장착하여 소정의 온도로 웨이퍼를 베이크 하는 챔버식 베이크 장비를 사용한다.

도 1은 종래기술에 의한 베이크 장비의 평면도이고, 도 2는 종래기술에 의한 베이크 장비를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 베이크 장비(10)에서의 로딩 순서는 로봇이 웨이퍼(30)를 베이크 장비내의 리프트 핀(16)위에 올려놓으면 리프트 핀(16)이 다운되면서 웨이퍼가 핫 플레이트(12)에 놓여지게 된다. 한편, 웨이퍼(30)가 핫 플레이트(12)에 놓여질 때, 핫 플레이트의 미세한 기울기에 의해 웨이퍼가 밀리게 되는 현상이 일어나는데 이를 방지하기 위해 다수의 웨이퍼 가이드(14)들을 핫 플레이트(12) 상에 설치하였다.

그러나, 웨이퍼의 로딩 과정에서 상기 웨이퍼 가이드로 인해 새로운 문제가 야기되고 있다. 핫 플레이트(12)로 웨이퍼를 전달하는 로봇의 포지션이 조금이라도 벗어나게 되면 웨이퍼 가이드(14)에 웨이퍼가 올라타는 슬라이딩(sliding) 현상이 발생할 수 있다.

도 3은 종래기술에 의한 베이크 장비에서 웨이퍼가 웨이퍼 가이드에 올라탄 모습을 나타낸 단면도이다.

이렇게 웨이퍼가 기울어져서 핫 플레이트에 얹혀지는 경우에 웨이퍼가 핫 플레이트로부터 전면적으로 일정한 열을 받지 못해 TPR(Thickness Photo Resist)의 허용폭(range)이 커지게 되거나, 웨이퍼 내에서 CD차이가 생기게 되고 심한 경우에는 패턴 브릿지(pattern bridge)가 형성되게 된다. 또한 웨이퍼에 일부 패턴이 형성되지 않을 수도 있다.

이러한 웨이퍼의 슬라이딩 현상은 로봇의 기계적인 오차 혹은 엔지니어의 포지션 설정 실수로 인해 쉽게 일어날 수 있다. 따라서 이러한 상태로 공정이 진행되면 웨이퍼에 불량이 발생하게 되고, 전체적인 수율이 드롭 되는 문제가 발생된다. 또한 상기와 같은 불량 웨이퍼를 검출해내기 위하여 설비를 멈추고 웨이퍼를 설비로부터 인출해야하는 등 공정 시간이 지연되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결할 수 있는 반도체 제조 장비를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 웨이퍼의 슬라이딩 현상을 방지할 수 있는 베이크 장비를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 웨이퍼가 핫 플레이트에 바르게 얹히게 되도록 하는 베이크 장비를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 공정 수율을 높일 수 있는 가이드가 구비된 베이크 장비를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 웨이퍼를 균일하게 베이크 할 수 있는 베이크 장비를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 베이크 공정을 행하는 베이크 장비에서 웨이퍼가 불균일하게 베이크 되는 현상에 따라 발생되어지는 제반 문제들을 해소할 수 있는 반도체 제조 장비의 베이크 장비를 제공함에 있다.

본 발명에 의한 반도체 제조를 위한 베이크 공정 시 사용되는 베이크 장비는 웨이퍼가 로딩되는 핫 플레이트와, 상기 핫 플레이트의 외주면 상에 위치하는 링 형상의 웨이퍼 가이드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다양한 실시예에서의 설명들은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가지는 자에게 본 발명의 보다 철저한 이해를 돕기 위한 의도 이외에는 다른 의도 없이 예를 들어 도시되고 한정된 것에 불과하므로, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 사용되어서는 아니 될 것이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 세라믹 가이드를 장착한 베이크 장비의 평면도와 A - A'를 절취하여 보인 단면도이다.

도 4에서 보는 바와 같이, 세라믹 가이드(34)는 링의 형상을 한 원형이며, 핫 플레이트의 외주면을 따라서 핫 플레이트 상부에 위치한다. 따라서 웨이퍼가 웨이퍼 가이드에 얹혀지는 현상을 방지할 수 있고, 웨이퍼가 핫 플레이트에 바르게 얹혀질 수 있다. 상기 가이드가 핫 플레이트 상에 위치하기 때문에 세라믹 재질로 하는 것이 바람직하다.

도 4를 참조하면, 베이크 장비(50)에서 웨이퍼(40)가 베이크 장비 내의 리프트 핀(46)위에 올려지면 리프트 핀(46)이 다운되면서 웨이퍼가 핫 플레이트(32)에 놓여지게 된다. 이때, 세라믹 가이드(34)는 웨이퍼의 밀림을 방지하며 웨이퍼가 핫 플레이트에 정확하게 얹혀지도록 가이드 한다. 따라서 웨이퍼가 웨이퍼 가이드에 얹혀져서 기울어지는 현상이 발생하지 않게 되고, 웨이퍼가 핫 플레이트에 바르게 얹히게 된다. 그 결과 웨이퍼가 전면적으로 일정한 열을 받게된다.

따라서 웨이퍼의 슬라이딩 현상으로 인해 생겨나는 TPR(Thickness Photo Resist)의 허용폭(range)이 커지는 문제, CD차이가 생기게 되는 문제, 패턴 브릿지(pattern bridge)가 발생하게 되는 문제점을 해결할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 베이크 장비는 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기본 원리를 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 설계되고, 응용될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게는 자명한 사실이라 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 베이크 장비의 핫 플레이트에 링 형상의 가이드를 설치하여 웨이퍼의 슬라이딩 현상으로 인해 생겨나는 TPR(Thickness Photo Resist)의 허용폭(range)이 커지는 문제, CD차이가 생기게 되는 문제, 패턴 브릿지(pattern bridge)가 발생하게 되는 문제점을 해결하는 효과를 얻는다. 또한 공정 수율을 높일 수 있다.

Claims (2)

1. 반도체 제조를 위한 베이크 공정 시 사용되는 베이크 장비에 있어서:

   웨이퍼가 로딩되는 핫 플레이트와;

   상기 핫 플레이트의 외주면 상에 위치하는 링 형상의 웨이퍼 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 베이크 장비
2. 제 1항에 있어서,

   상기 가이드는 세라믹 재질임을 특징으로 하는 베이크 장비

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