KR100933034B1 - Baking device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 베이크 공정을 수행하는 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 베이크 장치는 내부에 베이크 공정을 수행하는 공간을 제공하는 하우징, 상기 하우징 내부에 설치되는 냉각 및 가열 플레이트, 그리고 하우징으로 반입된 기판을 냉각 및 가열 플레이트로 이동되기 전에 대기시키는 버퍼유닛을 포함하되, 버퍼유닛은 플레이트로부터 발생되는 열을 차단시키는 열차단부재를 가진다. 본 발명은 플레이트로부터 발생되는 열에 의해 버퍼유닛에서 대기하는 웨이퍼의 온도가 변화하는 것을 방지한다.The present invention relates to an apparatus for carrying out a baking process. The baking apparatus according to the present invention includes a housing which provides a space for performing a baking process therein, a cooling and heating plate installed inside the housing, and a buffer unit for waiting the substrate loaded into the housing before being moved to the cooling and heating plate. Including, but the buffer unit has a heat shield member for blocking the heat generated from the plate. The present invention prevents the temperature of the wafer waiting in the buffer unit from changing by the heat generated from the plate.
Description
본 발명은 기판을 처리하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 베이크 공정을 수행하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for processing a substrate, and more particularly, to an apparatus for performing a semiconductor baking process.
반도체 집적회로 칩 제조를 위한 웨이퍼 처리 장치 중 베이크 장치는 사진 공정시 웨이퍼의 기설정된 온도를 만족시키기 위해 웨이퍼를 가열 및 냉각하는 장치이다. 일반적인 베이크 장치는 내부에 베이크 공정을 수행하는 공간을 제공하는 하우징, 상기 하우징 내부에 설치되어 베이크 공정시 기판을 지지하는 적어도 하나의 플레이트들, 그리고 상기 하우징 내부에 설치되어 상기 플레이트들에 기판을 로딩 및 언로딩시키기 위한 구동부를 가진다. 플레이트들은 가열판 또는 냉각판 등이 구비되어, 플레이트에 놓여진 기판이 기설정된 공정온도로 가열 또는 냉각되도록 한다. 구동부는 하우징 내부로 반입된 기판을 대기시키는 버퍼유닛 및 상기 버퍼유닛과 상기 플레이트 상호간에 기판을 이송시키는 이송유닛을 구비한다.In the wafer processing apparatus for manufacturing a semiconductor integrated circuit chip, a baking apparatus is a device that heats and cools a wafer to satisfy a predetermined temperature of the wafer in a photolithography process. A general baking apparatus includes a housing providing a space for performing a baking process therein, at least one plate installed inside the housing to support a substrate during the baking process, and a substrate mounted on the plates to be installed inside the housing. And a drive for unloading. Plates are provided with a heating plate or a cooling plate, such that the substrate placed on the plate is heated or cooled to a predetermined process temperature. The driving unit includes a buffer unit to hold the substrate loaded into the housing and a transfer unit to transfer the substrate between the buffer unit and the plate.
그러나, 이러한 구조의 베이크 장치는 버퍼유닛에 놓여진 기판의 온도가 플레이트로부터 발생되는 열에 의해 변화하는 현상이 발생된다. 즉, 일반적인 버퍼유닛은 작업자가 육안으로 버퍼유닛 내 기판의 처리 상태를 확인하기 위해 측부와 상 부가 개방되어 있다. 따라서, 베이크 공정이 수행된 후 버퍼유닛에 놓여지는 기판이 하우징으로부터 반출되기 전에, 플레이트로부터 발생되는 열에 의해 온도가 변화하여 베이크 공정 효율이 저하되는 현상이 발생된다.However, in the baking apparatus of this structure, a phenomenon occurs in which the temperature of the substrate placed in the buffer unit is changed by the heat generated from the plate. That is, the general buffer unit is open to the side and the upper part for the operator to visually check the processing state of the substrate in the buffer unit. Therefore, after the baking process is performed and before the substrate placed in the buffer unit is taken out of the housing, a phenomenon occurs in which the temperature is changed by heat generated from the plate and the baking process efficiency is lowered.
본 발명은 베이크 공정 효율을 향상시키는 베이크 장치를 제공한다. 특히, 본 발명은 버퍼유닛에 놓여진 기판의 온도가 플레이트로부터 발생되는 열에 의해 변화하는 것을 방지하는 베이크 장치를 제공한다.The present invention provides a baking apparatus that improves the baking process efficiency. In particular, the present invention provides a baking apparatus which prevents the temperature of a substrate placed in a buffer unit from being changed by heat generated from the plate.
본 발명에 따른 베이크 장치는 내부에 공정을 수행하는 공간을 제공하는 하우징, 상기 하우징 내부에서 기판을 지지 및 냉각하는 냉각플레이트, 상기 하우징 내부에서 기판을 지지 및 가열하는 가열플레이트, 그리고 상기 냉각플레이트의 상부에서 상기 냉각플레이트와 대향되도록 배치되어 상기 하우징으로 반입된 기판을 상기 플레이트에 안착시키기 전 및 공정이 수행된 기판이 상기 하우징으로부터 반출되기 전에 기판을 대기시키는 버퍼유닛을 포함하되, 상기 버퍼유닛은 기판이 놓여지는 지지판 및 상기 버퍼유닛으로 이동되는 열을 차단하는 열차단부재를 포함한다.Baking apparatus according to the present invention is a housing for providing a space for performing a process therein, a cooling plate for supporting and cooling the substrate in the housing, a heating plate for supporting and heating the substrate in the housing, and the cooling plate And a buffer unit arranged to face the cooling plate at an upper portion thereof to hold the substrate before the substrate is brought into the housing onto the plate and before the substrate on which the process is carried out is removed from the housing. It includes a support plate on which the substrate is placed and the heat shield member to block the heat transferred to the buffer unit.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 열차단부재는 상기 지지판의 측부를 감싸는 측벽을 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the thermal barrier member includes a side wall surrounding the side of the support plate.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 열차단부재는 상기 측벽의 상부를 커버하는 상부벽을 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the thermal barrier member includes an upper wall covering an upper portion of the side wall.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 베이크 장치는 상기 가열플레이트 및 상기 냉각플레이트 상호간에 기판을 이송하도록 상기 가열플레이트 및 상기 냉각플레이 트의 상부에서 수평의 긴 바 형상을 가지는 이송암을 가지는 이송유닛을 더 포함하되, 상기 측벽에는 상기 버퍼유닛 내 공간과 상기 버퍼유닛의 아래 공간 상호간에 상기 이송암이 이동되도록 통로가 형성된다.According to an embodiment of the present invention, the baking device includes a transfer unit having a transfer arm having a horizontal long bar shape on top of the heating plate and the cooling plate to transfer the substrate between the heating plate and the cooling plate. Further comprising, the side wall is formed with a passage so that the transfer arm is moved between the space in the buffer unit and the space below the buffer unit.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 지지판에는 상기 버퍼유닛과 플레이트 상호간에 기판 이동을 위해, 중앙에 기판의 직경보다 큰 직경을 가지는 개구가 형성된다.According to an embodiment of the present invention, an opening having a diameter larger than the diameter of the substrate is formed in the support plate to move the substrate between the buffer unit and the plate.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 열차단부재는 폴리탄산에스테르재질이다.According to an embodiment of the present invention, the thermal barrier member is made of polycarbonate ester material.
본 발명에 따른 베이크 장치는 버퍼유닛에 대기하는 기판의 온도가 냉각 및 가열플레이트로부터 발생되는 열에 의해 변화되는 것을 방지하여 베이크 공정 효율을 향상시킨다.The baking apparatus according to the present invention improves the baking process efficiency by preventing the temperature of the substrate waiting in the buffer unit from being changed by the heat generated from the cooling and heating plates.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided to ensure that the disclosed subject matter is thorough and complete, and that the spirit of the present invention to those skilled in the art will fully convey. Portions denoted by like reference numerals denote like elements throughout the specification.
또한, 본 발명의 실시예에서는 반도체 사진 공정을 위해 웨이퍼의 온도를 가열 또는 냉각하는 베이크 장치를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 다양한 종류 의 기판을 처리하는 모든 장치에 적용이 가능할 수 있다.In addition, in the embodiment of the present invention has been described using a baking apparatus for heating or cooling the temperature of the wafer for the semiconductor photo process as an example, the present invention can be applied to any device for processing a variety of substrates.
또한, 본 발명의 실시예에서는 하우징 내부에서 가열플레이트 및 냉각플레이트가 하나씩 나란히 배치되는 베이크 장치를 예로 들어 설명하였으나, 웨이퍼를 가열 또는 냉각하는 플레이트의 개수 및 배치 등은 다양하게 변경될 수 있다.In addition, in the exemplary embodiment of the present invention, the baking device in which the heating plates and the cooling plates are arranged side by side in the housing has been described as an example, but the number and arrangement of the plates for heating or cooling the wafer may be variously changed.
도 1은 본 발명에 따른 베이크 장치를 보여주는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 버퍼유닛을 보여주는 도면이다. 그리고, 도 3은 도 1에 도시된 A-A'을 따라 절단한 모습을 보여주는 도면이다.1 is a view showing a baking apparatus according to the present invention, Figure 2 is a view showing a buffer unit shown in FIG. 3 is a view showing a state of cutting along A-A 'shown in FIG.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 베이크 장치(bake apparatus)(1)는 반도체 기판(W)을 기설정된 공정온도로 가열 및 냉각하는 베이크 공정(bake process)를 수행한다. 베이크 장치(1)는 하우징(10), 냉각부재(20), 가열부재(30), 이송유닛(40), 그리고 버퍼유닛(100)을 포함한다.1 to 3, the
하우징(10)은 내부에 베이크 공정을 수행하는 공간을 제공한다. 하우징(10)는 대체로 직육면체 형상을 가진다. 하우징(10)의 전면에는 웨이퍼(W)의 출입을 위한 기판출입구(12)가 형성된다.The
냉각부재(20)는 웨이퍼(W)를 기설정된 공정온도로 냉각하고, 가열부재(30)는 웨이퍼(W)를 기설정된 공정온도로 가열한다. 냉각부재(20) 및 가열부재(30) 각각은 웨이퍼(W)를 냉각 및 가열하는 플레이트(plate)를 가진다. 예컨대, 냉각부재(20)는 냉각플레이트(cooling plate)(22)를 가지고, 가열부재(30)는 가열플레이트(heating plate)(32)를 가진다. 냉각플레이트(22)와 가열플레이트(32)는 하우징(10) 내부에서 나란히 배치된다. 냉각부재(20) 및 가열부재(30) 각각에는 리프트 핀(22a, 32a)이 구비된다. 리프트 핀(22a, 32a)은 각각은 냉각플레이트(22) 및 가열플레이트(32)로의 웨이퍼(W) 안착과, 냉각플레이트(22) 및 가열플레이트(32)로부터의 웨이퍼(W) 이격을 수행한다.The
이송유닛(40)은 냉각플레이트(22) 및 가열플레이트(32) 상호간에 웨이퍼(W)를 이송한다. 이송유닛(40)은 가이드레일(guide rail)(41), 제1 이송암(first transfer arm)(42), 제2 이송암(second transfer arm)(44), 승강기(lifting part)(45), 구동모터(driving motor)(46), 그리고 타이밍 벨트(timing belt)(48)를 가진다. The
제1 이송암(42) 및 제2 이송암(44)은 각각 제1 아암(42a) 및 제2 아암(44a)을 가진다. 제1 및 제2 아암(42a, 44a)은 냉각플레이트(22) 및 가열플레이트(32)의 상부에서 대체로 수평으로 배치되는 긴 바(bar) 형상을 가진다. 제1 및 제2 아암(42a, 44a)은 웨이퍼(W)가 놓여지는 상부면을 가진다. 제1 및 제2 아암(42a, 44a)은 타이밍 벨트(48)에 의해 제1 및 제2 방향(X1, X2)을 따라 직선 왕복 이동된다. 제1 및 제2 아암(42a, 44a)은 가이드레일(41)을 따라 제1 및 제2 방향(X1, X2)으로 직선 왕복 이동된다. 따라서, 제1 및 제2 아암(42a, 44a)이 제1 및 제2 방향(X1, X2)을 따라 직선 왕복 이동되어, 제1 및 제2 아암(42a, 44a)은 냉각플레이트(22) 및 가열플레이트(32)에 교대로 웨이퍼(W)를 로드/언로드(load/unload)한다. The
구동모터(46)는 타이밍 벨트(48)를 구동시켜, 제1 이송암(42) 및 제2 이송암(44)이 웨이퍼(W)를 냉각플레이트(22) 및 가열플레이트(32)에 로드/언로드하도록 한다. 즉, 공정시 구동모터(46)가 회전되면, 타이밍 벨트(48)에 의해 감겨지는 풀리(pulley)(47)가 회전되고, 타이밍 벨트(48)에 결합되는 제1 및 제2 이송암(42, 44)이 가이드레일(41)을 따라 이동되어, 제1 및 제2 아암(42a, 44a)은 제1 방향(X1) 또는 제2 방향(X2)으로 이동된다. 이때, 제1 아암(42a)과 제2 아암(44a)은 서로 반대방향으로 이동된다. 즉, 제1 아암(42a)이 제1 방향(X1)으로 이동되면, 제2 아암(42a)은 제2 방향(X2)으로 이동되고, 제1 아암(42a)이 제2 방향(X2)으로 이동되면, 제2 아암(44a)은 제1 방향(X1)으로 이동된다.The
여기서, 제2 아암(44a)은 상하 업다운이 가능하도록 제공된다. 즉, 이송유닛(40)에는 제2 아암(44a)을 상하로 업다운시키는 승강기(45)가 구비된다. 승강기(45)는 제2 아암(44a)을 업다운시켜 버퍼유닛(100)에 놓여진 웨이퍼(W)를 냉각부재(20)로 다운시키거나, 냉각부재(20)에 놓여진 웨이퍼(W)를 버퍼유닛(100)으로 상승시킨다.Here, the
계속해서 본 발명에 따른 버퍼 유닛(100)의 구성들을 상세히 설명한다. 버퍼 유닛(100)은 하우징(10)으로 반입된 웨이퍼(W)를 냉각부재(20) 및 가열부재(30)로 이동되기 전에 하우징(10) 내부 일측에서 대기시킨다. 또한, 버퍼유닛(100)은 베이크 공정이 완료된 웨이퍼(W)를 하우징(10)으로부터 반출되기 전에 하우징(10) 내부 일측에서 대기시킨다.Subsequently, the configurations of the
버퍼유닛(100)은 냉각플레이트(22)의 상부에서 냉각플레이트(22)와 대향되도록 배치된다. 버퍼유닛(100)은 지지판(110) 및 열차단부재(120)를 가진다. 지지판(110)은 하우징(10)의 출입구(12)를 통해 반입된 웨이퍼(W)를 지지한다. 지지판(110)은 대체로 중앙이 개방된 링 형상을 가진다. 지지판(110)의 개방된 중앙(이하, '기판통로')(a)은 웨이퍼(W)가 통과할 수 있도록 웨이퍼(W)의 직경보다 크게 형성된다. 지지판(110)에는 복수의 지지핀(112)들이 설치된다. 각각의 지지핀(112)은 지지판(110)의 기판통로(a)의 가장자리를 따라 배치된다. 지지핀(112)은 별도의 구동기구(미도시됨)에 의해 측방향으로 일정각도 회전가능하도록 설치된다. 웨이퍼(W) 지지시에는 지지핀(112)들이 기판통로(a)를 향해 돌출되도록 회전되고, 기판통로(a)를 웨이퍼(W)가 통과하는 경우에는 지지핀(112)들이 기판통로(a)로부터 벗어나도록 회전된다.The
열차단부재(120)는 냉각 및 가열플레이트(22, 32)로부터 발생되는 열 특히, 가열플레이트(32)로부터 발생되는 열이 지지판(110)에 놓여진 웨이퍼(W)로 이동되는 것을 차단한다. 열차단부재(120)는 측벽(122) 및 상부벽(124)을 가진다. 측벽(122)은 지지판(110)의 둘레를 감싸는 형상을 가진다. 예컨대, 측벽(122)은 지지판(110)의 가장자리로부터 상방향으로 연장되도록 설치된다. 측벽(122)의 일측면에는 웨이퍼(W)의 출입을 위한 출입구(122a)가 형성된다. 또한, 측벽(122)의 타측면에는 제2 아암(44a)의 상하 이동을 위한 통로(122b)가 형성된다.The
여기서, 열차단부재(120)의 재질은 버퍼유닛(100)으로 이동되는 열을 효과적으로 차단할 수 있는 재질인 것이 바람직하다. 또한, 열차단부재(120)의 재질은 작업자가 육안으로 버퍼유닛(100) 내 웨이퍼(W) 처리 상태를 파악할 수 있도록 투명한 재질인 것이 바람직하다. 예컨대, 열차단부재(120)의 재질은 폴리탄산에스테 르(polycarbonate) 재질일 수 있다. Here, the material of the
상술한 바와 같이, 본 발명은 버퍼유닛(100)으로 이동되는 열을 효과적으로 차단함으로써, 버퍼유닛(100)에 대기하는 웨이퍼(W)의 온도가 냉각 및 가열플레이트(22, 32)로부터 발생되는 열에 의해 변화되는 현상을 방지한다. 여기서, 버퍼유닛(100)의 지지판(110)은 중앙에 기판통로(a)가 형성되어 있어, 기판통로(a)를 통해 냉각부재(20)로부터 발생되는 열은 버퍼유닛(100) 내부로 유입될 수 있으나, 버퍼유닛(100)은 냉각부재(20)의 상부에 배치되므로, 상대적으로 높은 온도로 발열되는 가열플레이트(32)로부터 발생되는 열이 버퍼유닛(100)으로 유입되는 것을 방지할 수 있어 웨이퍼(W)의 큰 온도 변화를 방지할 수 있다.As described above, the present invention effectively blocks the heat transferred to the
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The foregoing detailed description illustrates the present invention. In addition, the foregoing description merely shows and describes preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, modifications, and environments. That is, changes or modifications may be made within the scope of the concept of the invention disclosed in this specification, the scope equivalent to the disclosed contents, and / or the skill or knowledge in the art. The above-described embodiments are for explaining the best state in carrying out the present invention, the use of other inventions such as the present invention in other state known in the art, and the specific fields of application and uses of the present invention. Various changes are also possible. Accordingly, the detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiments. Also, the appended claims should be construed to include other embodiments.
도 1은 본 발명에 따른 베이크 장치를 보여주는 도면이다.1 is a view showing a baking apparatus according to the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 버퍼유닛을 보여주는 도면이다.FIG. 2 is a view showing the buffer unit shown in FIG. 1.
도 3은 도 1에 도시된 A-A'을 따라 절단한 모습을 보여주는 도면이다.3 is a view showing a state cut along the line AA 'shown in FIG.
*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명** Description of symbols on the main parts of the drawings *
1 : 베이크 장치1: baking device
10 : 하우징10: housing
20 : 냉각부재20: cooling member
30 : 가열부재30: heating member
40 : 이송유닛40: transfer unit
100 : 버퍼유닛100: buffer unit
110 : 지지판110: support plate
120 : 열차단부재120: heat shield member
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