KR20070079766A - 반도체 소자 제조용 장치 - Google Patents

반도체 소자 제조용 장치 Download PDF

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Abstract

웨이퍼의 진입시 웨이퍼의 손상을 방지하는 반도체 소자 제조용 장치가 제공된다. 반도체 소자 제조용 장치는 챔버, 챔버 내부에 배치되어 웨이퍼를 가열하는 가열 플레이트, 가열 플레이트 상에 배치되어 가열 플레이트 전체를 덮는 커버 및 챔버의 측벽에 배치되어 가열 플레이트 상으로 웨이퍼가 진입할 경우 웨이퍼와 커버의 충돌 여부를 감지하는 감지부를 포함한다.
감지부, 웨이퍼 손상 방지

Description

반도체 소자 제조용 장치{Apparatus for fabricating semiconductor device}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장치에서 웨이퍼가 정상적으로 진입하는 경우의 동작을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장치에서 웨이퍼가 비정상적으로 진입하는 경우의 동작을 나타낸 사시도이다.
(도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명)
1: 반도체 소자 제조용 장치 100: 챔버
110: 측벽 120: 도어
200: 가열 플레이트 210: 안착판
220: 히팅 부재 300: 리프트 핀 어셈블리
310: 리프트 핀 320: 지지판
330: 핀 구동부 400: 커버부
410: 커버 420: 커버 구동부
500: 감지부 510, 520: 발광부, 수광부
본 발명은 반도체 소자 제조용 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 웨이퍼의 진입시 웨이퍼의 손상을 방지하는 반도체 소자 제조용 장치에 관한 것이다.
최근에 반도체 소자가 고집적화 되면서 칩(chip) 단위 면적이 작아지고, 회로 선폭이 축소됨에 따라 웨이퍼 상에 패턴(pattern)을 구현하는 포토리소그라피(photolithography) 공정의 중요성이 대두되고 있다. 포토리소그라피 공정은 도포 공정, 노광 공정, 현상 공정 그리고 베이크 공정 등 다양한 공정으로 이루어지며, 이들 중에서 베이크 공정은 웨이퍼를 일정 온도로 가열하는 공정으로, 포토레지스트를 도포하기 전에 웨이퍼에 잔존한 수분을 제거하기 위한 프리 베이크 공정, 포토레지스트 도포시에 전단 응력을 완화시키기위한 소프트 베이크 공정 그리고 노광 후, 노광 부위의 화학적 구조의 불안정을 회복시키기 위한 노광 후 베이크 공정이 있다.
베이크 공정을 수행하는 장치는 챔버 내부에 웨이퍼를 가열하는 가열 플레이트와 웨이퍼를 가열 플레이트 상에서 가열시 외부와의 열차단을 하는 커버를 포함한다. 이러한 장치에서 웨이퍼가 챔버 내부로 진입되는 경우에 커버가 가열 플레이트가 상부로 이동되어 웨이퍼가 가열 플레이트 상부면에 로딩되도록 한다. 여기서, 웨이퍼가 웨이퍼 이송 수단을 통하여 가열 플레이트로 진입할 때, 웨이퍼 이송 수단의 이상 동작으로 인해 웨이퍼가 커버와 충돌하는 경우가 있다. 이 경우, 웨이퍼가 스크래치(scratch)가 발생되는 등의 손상이 가게 되어 반도체 소자 제조의 수율 을 저하시킨다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 웨이퍼 이송시 웨이퍼의 손상을 방지하는 반도체 소자 제조용 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장치는 챔버, 상기 챔버 내부에 배치되어 웨이퍼를 가열하는 가열 플레이트, 상기 가열 플레이트 상에 배치되어 상기 가열 플레이트 전체를 덮는 커버 및 상기 챔버의 측벽에 배치되어 상기 가열 플레이트 상으로 상기 웨이퍼가 진입할 경우 상기 웨이퍼와 상기 커버의 충돌 여부를 감지하는 감지부를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범 주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
구성요소(elements) 또는 층이 다른 구성요소 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 구성요소 또는 층의 바로 위 뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 구성요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 구성요소가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장치를 상세히 설명하기로 한다
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장치에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장치의 단면도이다.
반도체 소자 제조용 장치(1)는 웨이퍼에 대하여 도포 공정, 노광 공정 및 현상 공정 이후에 웨이퍼를 베이크하는 장치로서 챔버(100), 가열 플레이트(200), 리프트 핀 어셈블리(300), 커버부(400), 감지부(500)를 포함한다.
챔버(100)는 웨이퍼(W)에 대하여 베이크 공정이 수행되는 공간을 제공하고, 챔버(100)는 그 공간을 둘러싸는 외벽(110)과 외벽(110)의 일면에 웨이퍼(W)의 인출입을 단속하는 도어(120)를 포함한다. 챔버(100) 내부는 베이크 공정이 수행되는 경우에 고온의 분위기를 유지하기 위하여 챔버(100) 상부로부터 공조 수단(미도시)을 통하여 온풍이 제공될 수 있다.
챔버(100) 내의 하부에는 웨이퍼(W)를 지지하고, 웨이퍼(W)를 가열하는 가열 플레이트(200)가 배치된다. 가열 플레이트(200)는 안착판(210) 및 히팅 부재(220)를 포함한다.
안착판(210)은 대체로 평평한 상부면을 가지는 원판 형상을 가진다. 안착판(210)은 베이크 공정 진행시 히팅 부재(220)에 의해 고온으로 유지된다. 도면에는 도시되지 않았으나, 웨이퍼(W)가 안착판(210) 상의 정위치에 로딩되도록 안내하는 가이드 블록(미도시) 등이 안착판(210)의 외주연에 등각으로 배치될 수 있다.
히팅 부재(220)는 중심에서 외부로 갈수록 반경이 점진적으로 커지는 형상을 가지는 열선으로 이루어질 수 있으며, 히팅 부재(220)에서 발생하는 열이 안착판(210)으로 열전달되어 웨이퍼(W)를 가열시킨다. 여기서, 웨이퍼(W)를 가열하는 온도는 히팅 부재(220)에서 발생되는 온도에 대하여 센서(미도시)를 통해 감지하여 제어부(미도시)에 의해서 제어된다.
리프트 핀 어셈블리(300)는 웨이퍼 이송 수단(미도시)에 의해 챔버(100) 내로 진입한 웨이퍼(W)를 안착판(210) 상으로 로딩시킨다. 리프트 핀 어셈블리(300)는 리프트 핀(310)들, 지지판(320), 핀 구동부(330)를 포함한다. 리프트 핀(310)들은 웨이퍼 이송 수단(미도시)으로부터 웨이퍼(W)를 인계받는 부분으로, 지지판 (320) 상에 결합된다. 지지판(320)의 하부에는 유공압 실린더와 같은 핀 구동부(330)가 연결되며, 지지판(320)은 핀 구동부(330)에 의해 상하로 수직 이동된다. 각각의 리프트 핀(310)은 안착판(210)을 상하로 관통되도록 하여 상하로 이동된다. 리프트 핀(310)들이 안착판(210) 상부에 돌출된 상태에서 웨이퍼 이송 수단(미도시)에 의해 안착판(210) 상에 이송된 웨이퍼(W)는 리프트 핀(310)들 상으로 인계된다. 리프트 핀(310)들이 안착판(210)의 상부면보다 아래로 이동되면서 웨이퍼(W)는 안착판(210) 상에 로딩된다.
한편, 커버부(400)는 가열 플레이트(200) 상에 배치되어 베이크 공정 진행시에 가열 플레이트(200)의 상부면을 전부 덮어 가열 플레이트(200)의 열이 외부와 차단되도록 기밀(氣密)한다. 커버부(400)는 가열 플레이트(200) 상에 배치되는 커버(410)와 커버(410)를 상하 또는 좌우로 이동시키는 커버 구동부(420)를 포함한다.
커버(410)는 웨이퍼(W)가 안착판(210) 상에 로딩되거나 언로딩되는 경우에 커버 구동부(420)에 의해 상하로 이동된다. 커버(410)는 안착판(210)과 동일한 원판 형상을 가질 수 있으며, 안착판(210)의 상부면을 전부 덮도록 그 내부는 움푹 패인 형태를 가질 수 있으며, 외부와의 기밀을 유지하기 위하여 안착판(210)보다 더 큰 직경을 가질 수 있다.
한편, 웨이퍼(W)가 도어(120)에서 가열 플레이트(200) 상으로 진입하는 경로와 직교되게 웨이퍼(W)가 커버(410)와 충돌 여부를 감지하는 감지부(500)가 배치된다. 감지부(500)는 발광부(510)와 수광부(520)를 포함하며, 웨이퍼(W)가 가열 플레 이트(200)로 진입하는 방향을 기준으로 하여 가열 플레이트(200) 전방에 배치된 챔버(100)의 양측 외벽(110)에 배치된다. 즉, 발광부(510)는 챔버(100)의 일측 외벽(110)에 배치되며 타측 외벽(110)으로 광을 조사하고, 수광부(520)는 타측 외벽에 배치되어 발광부(510)로부터 조사된 광을 조사받는 부분이다. 여기서, 감지부(500)는 웨이퍼(W)가 가열 플레이트(200)로 진입되는 경우에 챔버(100) 내에 위치하는 커버(410)의 높이에 배치될 수 있다. 특히, 발광부(510)는 웨이퍼(W)가 가열 플레이트(200)로 진입되는 경우에 커버(410)가 챔버(100) 내에서 위치하는 높이와 동일하거나 그보다 높은 위치에 배치될 수 있고, 수광부(520)는 커버(410)가 챔버(100) 내에서 위치하는 높이와 동일하거나 그보다 낮은 높이에 배치될 수 있다. 이는 웨이퍼(W)가 가열 플레이트(200)로 진입하는 경우 웨이퍼(W)가 커버(400)와 충돌에 대비하여 발광부(510)와 수광부(520)의 높이를 다르게 함으로써 웨이퍼(W) 이송 이상에 있어서 감지 범위를 넓혀 웨이퍼(W)의 진입에서 커버(410)와 충돌을 미연에 방지하고자 함이다. 본 발명의 실시예에서는 발광부가 수광부보다 더 높은 위치에 배치된 것을 예로 드나, 위치 관계는 이에 제한되지 않는다. 또한, 발광부(510)는 광 센서 또는 레이저 광 센서일 수 있다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장치의 동작에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장치에서 웨이퍼가 정상적으로 진입하는 경우의 동작을 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장치에서 웨이퍼가 비정상적으로 진입하는 경우의 동작을 나타낸 사시도이다.
도 3을 참조하면, 웨이퍼 이송 로봇(600)은 웨이퍼(W)를 안착판(210) 상으로 진입하도록 이송한다. 그리고, 발광부(510)는 웨이퍼(W)의 진입 방향과 직교되는 방향으로 챔버(100)의 타측 외벽(110)으로 광을 조사한다. 이때, 웨이퍼(W)의 이송되는 높이가 수광부(520)의 배치 높이보다 낮을 경우, 수광부(520)는 발광부(510)에서 조사된 광을 감지하고, 수광부(520)는 제어부(미도시)에 웨이퍼(W)의 진입이 정상이라는 신호를 보내고 웨이퍼 이송 로봇(600)은 이송 경로의 변화없이 웨이퍼(W)를 이송한다.
도 4를 참조하면, 웨이퍼 이송 로봇(600)은 웨이퍼(W)를 안착판(210) 상으로 진입하도록 이송한다. 그리고, 발광부(510)는 챔버(100)의 타측 외벽(110)으로 광을 조사한다. 이때, 웨이퍼(W)의 이송되는 높이가 수광부(520)의 배치 높이보다 높을 경우, 수광부(520)는 발광부(510)에서 조사된 광을 감지하지 못하고, 수광부(520)는 제어부(미도시)에 웨이퍼(W)의 진입이 비정상이라는 신호를 보낸다. 즉, 웨이퍼(W)가 안착판(210) 상으로 계속할 진입할 경우 커버(410)와 충돌한다는 신호이다. 따라서, 제어부(미도시)는 커버(410)의 하부면의 높이보다 웨이퍼 이송 로봇(600)의 이송 높이를 낮추라는 신호를 웨이퍼 이송 로봇(600)에 보내거나 커버(410)의 하부면이 진입되는 웨이퍼 이송 로봇(600)의 높이보다 높이라는 신호를 커버 구동부(420)에 보낸다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수 적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 반도체 소자 제조용 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
가열 플레이트로 진입하는 웨이퍼가 커버와 충돌을 방지하도록 웨이퍼 진입 경로를 감지할 수 있는 감지부를 설치함으로써 웨이퍼가 가열 플레이트 상에 안정적으로 안착되어 반도체 소자 제조의 수율을 향상시킬 수 있다. 또한, 감지부를 이루는 발광부와 수광부의 상대적 높이를 달리 하여 감지 범위를 넓게 함으로써 사전에 웨이퍼의 이상 이송에 민감하게 감지할 수 있다.

Claims (4)

  1. 챔버;
    상기 챔버 내부에 배치되어 웨이퍼를 가열하는 가열 플레이트;
    상기 가열 플레이트 상에 배치되어 상기 가열 플레이트 전체를 덮는 커버; 및
    상기 챔버의 측벽에 배치되어 상기 가열 플레이트 상으로 상기 웨이퍼가 진입할 경우 상기 웨이퍼와 상기 커버의 충돌 여부를 감지하는 감지부를 포함하는 반도체 소자 제조용 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 감지부는 상기 챔버 내에서 상기 웨이퍼의 진입 경로를 기준으로 가 상기 가열 플레이트의 전방에 배치된 상기 챔버의 측벽에 배치되는 반도체 소자 제조용 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 감지부는 상기 챔버의 일측벽에 배치되어 타측벽으로 광을 조사하는 발광부; 및
    상기 챔버의 타측벽에 배치되어 상기 발광부에서 조사된 광을 조사받는 수광부를 포함하는 반도체 소자 제조용 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 발광부와 상기 수광부는 상기 가열 플레이트의 상부면보다 높은 위치에 배치하되, 그 중 어느 하나가 상대적으로 낮은 높이에 배치되는 반도체 소자 제조용 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100784794B1 (ko) * 2007-01-26 2007-12-14 세메스 주식회사 반도체 제조 설비의 핸들 장치

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