KR20060120322A - 베이크 장치 - Google Patents

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KR20060120322A
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Abstract

본 발명은 반도체 소자의 제조에 이용되는 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사진식각 공정에서의 베이크 장치에 관한 것이다. 베이크 장치는 베이크 플레이트, 업-다운 핀, 핀 구동 장치, 센서 및 경보부를 포함한다. 상기 베이크 플레이트에 원형으로 웨이퍼가 안착되며, 상기 업-다운 핀은 상기 웨이퍼를 지지하도록 상기 베이크 플레이트와 체결된다. 상기 핀 구동 장치는 상기 업-다운 핀에 연결되며 상기 업-다운 핀을 구동한다. 상기 센서는 상기 업-다운 핀의 하단부에 설치되어 상기 업-다운 핀의 이상이 감지될 때 신호를 발생하며, 상기 경보부는 상기 센서에 연결되며 상기 센서의 이상 신호가 감지될 때 경보를 발생한다. 상기 베이크 장치는 업-다운 핀의 이상 동작에 의한 웨이퍼의 안착 불량으로 야기되는 베이크 공정 결함을 업-다운 핀의 이상 동작을 감지하고 공정을 제어함으로써 막을 수 있다.
사진식각, 베이크 플레이트, 업-다운 핀, 센서

Description

베이크 장치{BAKE UNIT}
도 1a는 종래의 베이크 플레이트를 설명하기 위한 평면도이다.
도 1b는 종래의 웨이퍼 안착 상태를 설명하기 위한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 베이크 장치를 설명하기 위한 장치 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 베이크 장치를 설명하기 위한 장치 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 베이크 공정을 설명하기 위한 순서도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10, 20 : 베이크 플레이트 12 : 웨이퍼 가이드
14, 24 : 업-다운 핀 18, 28 : 웨이퍼
30 : 센서 40 : 핀 구동 장치
50 : 제어부 60 : 경보부
본 발명은 반도체 소자의 제조에 이용되는 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사진식각 공정에서의 베이크 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자를 제조하기 위해서는 사진식각(Photo Lithography), 확산, 식각, 증착 및 금속배선 등의 공정이 반복 수행된다. 상기 공정 단계 중 사진식각 공정은 웨이퍼의 감광액 도포와 베이크 및 현상 등을 수행하는 소위 종합 도포 및 현상설비로 구성되어 있어, 반도체 미세 패턴의 형성에 중요한 역할을 한다.
상기 사진식각 공정에서 베이크 장치들은 HMDS 처리부, 핫 플레이트(Hot Plate; HP) 유닛, 쿨 플레이트(Cool Plate; CP) 유닛으로 구성되어 있다. HMDS(Hexa Methl Di Silane)는 친수성의 웨이퍼를 소수성의 웨이퍼로 변환시켜 감광액(Photo Resistor; PR)과 웨이퍼의 접착성을 향상시키는 역할을 한다. 핫 플레이트 유닛에서의 베이크 공정은 소프트 베이크(Soft Bake)와 하드 베이크(Hard Bake), 후노광 베이크(Post Exposure Bake; PEB)로 이루어지며, 웨이퍼를 고온으로 가열하여 solvent 성분 및 수분을 제거하여 감광막과 웨이퍼 표면 간의 접착력을 증진시키고 아울려 감광막 자체의 내약품성 및 내구력을 증진시켜 다음 공정을 용이하게 하는 역할을 한다. 특히 후노광 베이크 공정은 사진 평판 공정에서 제일 중요한 파라미터인 임계 크기(Critical Dimension; CD)의 균일성에 큰 영향을 미치는 공정이다. 쿨 플레이트 유닛은 고온의 웨이퍼를 다음 공정으로 진행하기 위해 상온(23℃)으로 식히는 역할을 한다.
상기 베이크 유닛은 보통 사진식각 공정에서 6개에서 15개 정도를 사용하며, 사용하는 유닛이 많아 타 공정에 비해 공정 불량 발신 빈도도 높다.
도 1a는 종래의 베이크 플레이트를 설명하기 위한 평면도이다.
도 1a를 참조하여 설명하면, 베이크 공정을 수행하기 위해 웨이퍼가 안착되는 원형의 베이크 플레이트(10)가 있다. 상기 베이크 플레이트(10)는 HMDS 처리 공정, 베이크 공정 및 쿨링 공정에서 사용되는 모든 플레이트를 말한다. 상기 베이크 플레이트(10)를 관통하고 베이크 플레이트(10)의 중심에서 일정 간격으로 3개의 지점에 설치되고, 웨이퍼(18)를 지지하여 베이크 플레이트(10) 상면에 웨이퍼(18)를 위에서 아래로 안착시킬 수 있는 업-다운 핀(14)이 설치되어 있다. 웨이퍼 가이드(12)가 베이크 플레이트(10)의 외측 6개소에 일정 간격으로 설치되며, 상기 웨이퍼 가이드(12)는 웨이퍼(18)를 중앙으로 안착시키고, 웨이퍼(18)가 베이크 플레이트(10)의 바깥으로 이탈하는 것을 방지한다.
도 1b는 종래의 웨이퍼 안착 상태를 설명하기 위한 평면도이다.
로봇(미도시됨)에 의해 로딩되는 웨이퍼(18)가 업-다운 핀(14) 위에 안착되면, 업-다운 핀(14)은 하강하여 베이크 플레이트(10) 상에 웨이퍼(18)를 안착시킨다. 그런데 상기 업-다운 핀(14)의 떨림이나 다단 동작이 발생하는 경우, 웨이퍼(18)가 베이크 플레이트 중심에 정상 안착이 안 되고 웨이퍼 가이드(12)에 올라타는 현상이 발생한다. 도 1b에서 보듯이 상기 웨이퍼(18)가 베이크 플레이트(10) 상에 완벽하게 안착되지 않은 상태에서 베이크 공정이 진행되면 여러 문제가 발생한다. 예를 들어, 베이크 공정이나 쿨링 공정에서 웨이퍼가 균일하게 가열되거나 냉각되지 않아 감광막의 두께가 전체적으로 균일하지 못하게 되어 반도체에서 요구하는 정상적인 패턴 형성이 어렵게 된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 베이크 플레이트에 웨이퍼가 안착될 때 이상 현상이 발생할 경우, 상기 이상 현상을 조기에 발견하여 공정 결함을 막을 수 있는 베이크 장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 베이크 장치는 웨이퍼가 안착되는 원형의 베이크 플레이트; 상기 웨이퍼를 지지하도록 상기 베이크 플레이트와 체결되는 업-다운 핀; 상기 업-다운 핀에 연결되며 상기 업-다운 핀을 구동하는 핀 구동 장치; 상기 업-다운 핀의 하단부에 설치되어 상기 업-다운 핀의 이상이 감지될 때 신호를 발생하는 센서; 상기 센서에 연결되며 상기 센서의 이상 신호가 감지될 때 경보를 발생하는 경보부를 포함한다.
이 특징에 있어서 상기 베이크 플레이트는 반도체 제조 공정 중 사진식각 공정에서 사용되는 플레이트들이다. 예를 들어 HMDS 처리부나 핫 플레이트 유닛 및 쿨 플레이트 유닛에 사용된다.
이 특징에 있어서 상기 센서는 상기 업-다운 핀의 하단부 각각에 설치되는 진동 감지 센서이다. 웨이퍼가 로봇에 의해 상기 베이크 플레이트에 로딩되면, 상기 업-다운 핀이 하강하게 된다. 이 때, 상기 업-다운 핀의 떨림이나 다단 동작이 생기면, 업-다운 핀의 하단부에 설치된 센서에서 이상 감지 신호가 발생한다. 상기 신호에 의해 상기 센서에 연결된 경보부에서 경보를 발생하게 된다. 이 경보를 듣고, 작업자는 베이크 장치의 이상을 알게 된다. 상기 베이크 장치의 이상을 알아차 린 작업자는 상기 베이크 장치의 동작을 정지시키고, 웨이퍼를 재로딩시킨다. 따라서 업-다운 핀의 이상 동작으로 인해 웨이퍼가 베이크 플레이트에 비정상적으로 안착된 상태로 공정이 진행되어, 공정 결함이 발생하는 것을 방지하게 된다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 베이크 장치는 웨이퍼가 안착되는 원형의 베이크 플레이트; 상기 웨이퍼를 지지하도록 상기 베이크 플레이트와 체결되는 업-다운 핀; 상기 업/다운 핀의 하단부에 설치되어 상기 업-다운 핀의 이상을 감지하는 센서; 상기 업-다운 핀에 연결되며 상기 업-다운 핀을 구동하는 핀 구동 장치; 상기 센서 및 상기 핀 구동 장치와 연결되며 상기 업-다운 핀의 이상이 감지될 때 경보 신호를 발생하고 상기 핀 구동 장치를 정지시키는 제어부; 및 상기 경보 신호에 응답하여 경보를 발생하는 경보부를 포함한다.
이 특징에 있어서 상기 베이크 플레이트는 반도체 제조 공정 중 업-다운 핀이 사용되는 모든 경우에 적용 가능하다. 예컨대, 상기 베이크 플레이트는 사진식각 공정에 사용되는 핫 플레이트 및 쿨 플레이트이다.
이 특징에 있어서 상기 센서는 상기 업/다운 핀의 하단부 각각에 설치되는 진동 감지 센서이다. 상기 제어부는 상기 진동 센서로부터 업/다운 핀의 이상 감지 신호가 전달되면, 상기 경보부에 경보 신호를 보내고 상기 업-다운 핀의 동작을 정지시킨다. 자세히 설명하면, 웨이퍼가 로봇에 의해 상기 베이크 플레이트에 로딩되면, 상기 핀 구동장치에 의해 상기 업-다운 핀이 하강하게 된다. 이 때, 상기 업-다운 핀의 떨림이나 다단 동작이 생기면, 상기 업-다운 핀의 하단부에 설치된 센서에서 이상 감지 신호가 발생한다. 상기 신호는 상기 센서 및 상기 핀 구동장치에 연결된 제어부로 전달된다. 상기 센서로부터 이상 신호를 전달받은 제어부는 경보부로 경보 신호를 보내며, 동시에 상기 핀 구동장치를 정지시킨다. 따라서 상기 공정이 정지되면서, 제어부의 경보 신호에 의해 경보부에서 경보가 발생한다. 이 경보를 듣고, 작업자는 베이크 장치의 이상을 알게 된다. 상기 베이크 장치의 이상을 알아차린 작업자는 웨이퍼를 재로딩시킨다.
즉 업-다운 핀의 떨림이나 다단동작 현상이 나타나면, 자동으로 공정이 중단되며 경보부에서 경보가 발생한다. 설비의 이상시 자동으로 공정이 중단되므로, 웨이퍼가 베이크 플레이트에 비정상적으로 안착된 상태에서 공정이 진행되는 것을 방지한다. 상기 경보에 의해 작업자는 설비의 이상을 알게 되며, 상기 설비의 이상을 조기에 발견하여 품질 불량을 최소화할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면상에서 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 베이크 장치의 구성을 보여주는 장치 구성도이다.
도 2를 참조하면, 베이크 장치는 종래의 구성 요소인 베이크 플레이트(20), 업-다운 핀(24) 및 웨이퍼 가이드(미도시됨)를 동일하게 포함한다. 상기 업-다운 핀(24)을 구동하는 핀 구동장치(40)가 상기 업-다운 핀(24)에 연결되어 있다. 상기 업-다운 핀(24)의 하단부 각각에 업-다운 핀(24)의 떨림 현상이나 다단 동작을 감지하기 위한 센서(30)가 설치된다. 상기 센서(30)는 진동 센서이다. 상기 업-다운 핀(24)의 이상 동작이 발생할 경우 경보를 발생하는 경보부(60)가 상기 센서(30)와 연결되어 있다.
로봇(미도시됨)에 의해 웨이퍼(28)가 베이크 플레이트(20)에 로딩된 후, 핀 구동 장치(40)에 의해 구동되는 업-다운 핀(24)의 하강 동작에 의해 웨이퍼(28)가 베이크 플레이트(20) 상에 안착된다. 상기 업-다운 핀(24)의 하강 동작시, 상기 업-다운 핀 하단부의 센서(50)에서 이상 신호가 발생하지 않으면, 상기 베이크 플레이트(20)에 설정된 공정, 예를 들어 HMDS 처리, 소프트 베이크, 하드 베이크, 후노광 베이크 및 쿨링 공정을 수행한다. 정상적으로 상기 공정들이 끝나면 상기 업-다운 핀(24)이 상승하고, 로봇에 의해 웨이퍼(28)는 언로딩되고 베이크 공정이 종료된다.
그러나 업-다운 핀(24)의 이상 동작, 예를 들어 떨림이나 다단 동작 현상이 나타날 경우, 업-다운 핀(24) 하단부의 센서(50)는 이상 신호를 발생한다. 상기 이상 신호를 받아들인 경보부(60)는 경보를 발생한다. 경보가 울리면 작업자가 설비의 이상을 알게 된다. 상기 설비의 이상을 안 작업자는 상기 공정을 중단시키고 설비의 이상을 교정한 후, 다시 웨이퍼를 베이크 플레이트에 로딩시킨다. 따라서 업-다운 핀의 이상 동작에 의해 웨이퍼가 베이크 플레이트에 정상 안착이 안 되고, 그 상태에서 공정이 진행되어 공정 결함이 발생하는 것을 방지한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 베이크 장치의 구성을 보여주는 장치구성도이다.
도 3을 참조하면, 베이크 장치는 베이크 플레이트(20), 업-다운 핀(24) 및 웨이퍼 가이드(미도시됨)를 포함하고, 상기 업-다운 핀(24)을 구동하는 핀 구동장 치(40)가 상기 업-다운 핀(24)에 연결되어 있다. 상기 업-다운 핀(24)의 하단부 각각에 업-다운 핀(24)의 떨림 현상이나 다단 동작을 감지하기 위한 센서(30)가 설치된다. 상기 센서(30)는 진동 센서이다. 제어부(50)가 상기 센서(24)와 상기 핀 구동 장치(40)와 연결된다. 상기 제어부는 상기 업-다운 핀(24)의 하단부에 설치된 센서(30)에서 이상 신호가 발생할 경우, 상기 핀 구동장치(40)를 정지시키고 경보부(60)에 경보 신호를 보낸다. 상기 경보 신호를 받은 상기 경보부(60)는 경보를 발생하여, 작업자에게 설비의 이상을 알린다.
즉 업-다운 핀(24)의 이상이 발생하면 자동으로 공정이 중단되며, 경보가 발생한다. 상기 경보에 의해 작업자가 설비의 이상을 감지하며, 작업자에 의해 설비의 이상이 교정된 후 정상적인 공정이 수행된다. 따라서, 업-다운 핀의 이상 동작에 의해 웨이퍼가 베이크 플레이트에 정상 안착이 안 된 상태로 공정이 진행되어 공정 결함이 발생하는 것을 방지한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 베이크 공정의 순서도이다.
도 4을 참조하면, 100단계에서 로봇에 의해 웨이퍼가 로딩되고, 102단계에서 로딩된 웨이퍼를 베이크 플레이트 상에 안착시키기 위해 업-다운 핀이 아래쪽으로 구동된다. 이 때 104단계에서 상기 업-다운 핀의 이상, 예컨대, 업-다운 핀의 떨림 현상이나 다단 동작 등의 비정상적인 동작이 발생하면 상기 업-다운 핀의 하단부에 설치된 센서에 의해 이상 감지 신호가 발생한다. 상기 이상 신호는 경보부로 전송되거나 제어부로 전송된다. 상기 센서의 이상 신호가 경보부로 전송되는 경우, 경보가 발생하여 작업자가 설비의 이상을 알게 된다. 설비의 이상을 알아차린 작업자 는 공정을 중단시키고 설비의 이상을 교정한다. 그리고 다시 100단계의 웨이퍼 로딩이 시작된다. 상기 센서의 이상 신호가 제어부로 전송되는 경우, 상기 이상 신호를 감지한 제어부는 상기 업-다운 핀의 구동을 중단하며, 경보부에 경보 신호를 보낸다. 상기 제어부로부터 경보 신호를 받은 경보부는 경보를 발생한다. 경보를 들은 작업자는 설비의 이상을 알게 되어 설비의 이상, 예컨대 웨이퍼의 안착 상태를 교정한다. 그러면 다시 100단계의 웨이퍼 로딩이 시작된다. 즉 핀 이상이 감지되면 공정이 중단되고, 경보가 발생한다. 상기 경보에 의해 이상을 알아차린 작업자에 의해 이상이 제거되고 다시 정상적인 공정이 수행된다.
104단계에서 상기 업-다운 핀의 이상이 발생하지 않으면, 108단계의 베이크 플레이트에 설정된 공정, 예를 들어 히팅이나 쿨링 공정을 계속 진행한다. 설정된 공정이 완료되면, 110단계에서 보듯이 웨이퍼를 로봇이 이송할 수 있도록 하기 위해 상기 업-다운 핀이 상승한다. 그러면 112단계에서 로봇에 의해 웨이퍼가 언로딩되어 공정이 종료된다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 자명하다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면 베이크 장치의 업-다운 핀의 이상 동작에 의한 웨이퍼의 안착 불량으로 야기되는 베이크 공정 결함을 업-다운 핀의 이상 동작을 감지하고 공정을 제어함으로써 막을 수 있다.

Claims (8)

  1. 웨이퍼가 안착되는 원형의 베이크 플레이트;
    상기 웨이퍼를 지지하도록 상기 베이크 플레이트와 체결되는 업-다운 핀;
    상기 업-다운 핀에 연결되며 상기 업-다운 핀을 구동하는 핀 구동 장치;
    상기 업-다운 핀의 하단부에 설치되어 상기 업-다운 핀의 이상이 감지될 때 이상 신호를 발생하는 센서;
    상기 센서에 연결되며 상기 센서의 이상 신호가 감지될 때 경보를 발생하는 경보부를 포함하는 것을 특징으로 하는 베이크 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서는 상기 업-다운 핀의 하단부 각각에 설치되는 진동 센서인 것을 특징으로 하는 베이크 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이크 플레이트는 반도체 제조 공정 중 사진식각 공정에 사용되는 핫 플레이트인 것을 특징으로 하는 베이크 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이크 플레이트는 반도체 제조 공정 중 사진식각 공정에 사용되는 쿨 플레이트인 것을 특징으로 하는 베이크 장치.
  5. 웨이퍼가 안착되는 원형의 베이크 플레이트;
    상기 웨이퍼를 지지하도록 상기 베이크 플레이트와 체결되는 업-다운 핀;
    상기 업-다운 핀의 하단부에 설치되어 상기 업-다운 핀의 이상을 감지하는 센서;
    상기 업-다운 핀에 연결되며 상기 업-다운 핀을 구동하는 핀 구동 장치;
    상기 센서 및 상기 핀 구동 장치와 연결되며 상기 업-다운 핀의 이상이 감지될 때 경보 신호를 발생하고 상기 핀 구동 장치를 정지시키는 제어부; 및
    상기 경보 신호에 응답하여 경보를 발생하는 경보부를 포함하는 것을 특징으로 하는 베이크 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 센서는 상기 업-다운 핀의 하단부 각각에 설치되는 진동 센서인 것을 특징으로 하는 베이크 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 베이크 플레이트는 반도체 제조 공정 중 사진식각 공정에 사용되는 핫 플레이트인 것을 특징으로 하는 베이크 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이크 플레이트는 반도체 제조 공정 중 사진식각 공정에 사용되는 쿨 플레이트인 것을 특징으로 하는 베이크 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100979756B1 (ko) * 2008-04-18 2010-09-02 세메스 주식회사 웨이퍼 처리 방법 및 장치

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KR100979756B1 (ko) * 2008-04-18 2010-09-02 세메스 주식회사 웨이퍼 처리 방법 및 장치

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