KR100238940B1 - 반도체 제조용 베이크(Bake) 장치 - Google Patents

Abstract

반도체 웨이퍼상에 보호막을 코팅한 후 이를 경화시키기 위해 열을 가하여 굽는 반도체 제조용 베이크 장치에 관한 것이다.

본 발명의 베이크 장치는 밀폐된 공간을 제공하는 챔버(11)와, 상기 챔버내에 구비된 베이크 플레이트(12)와, 상기 베이크 플레이트의 중앙에 관통되어 회전가능하게 설치된 회전판(13)과, 상기 회전판에 고정되어 웨이퍼(16)의 저면을 지지하는 복수개의 지지봉(15)과, 상기 챔버내벽에 설치되어 웨이퍼를 가열하기 위한 초음파를 발생하는 초음파 발생기로 구성된다.

따라서 초음파를 이용하여 웨이퍼가 균일하게 가열되도록 함으로써 포토레지스트의 흄현상이 방지되고, 웨이퍼와 베이크 플레이트가 접촉되지 않아 웨이퍼의 파티클 발생이 감소되며, 초음파 발생기는 급속가열 및 급속냉각이 가능하여 전력소비가 줄고, 작업자에 대한 화상의 염려가 없는 효과를 갖는 것이다.

Description

반도체 제조용 베이크(Bake) 장치

본 발명은 반도체 제조용 베이크(Bake) 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 웨이퍼상에 보호막을 코팅한 후 이를 경화시키기 위해 열을 가하여 굽는 반도체 제조용 베이크 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조공정중 폴리이미드(Polyimide) 공정은 웨이퍼상에 보호막을 형성하는 공정으로서 보호막의 재질로 비감광성 포토레지스트(Photo Resist)를 사용하고 있다. 따라서 웨이퍼상에 포토레지스트를 도포한 후 베이크 장치내에 웨이퍼를 넣고 기설정된 온도로 가열하여 도포된 포토레지스트를 경화시킴으로써 보호막이 형성되어진다.

도1은 상기와 같은 종래의 베이크 장치를 나타낸 것으로, 챔버(1)내에 웨이퍼(2)가 놓여지는 베이크 플레이트(Bake Plate)(3)가 설치되어 있고, 베이크 플레이트(3)에는 복수개의 이송핀(4)이 관통설치되어 웨이퍼(2)를 베이크 플레이트(3)의 상면에 로딩 및 언로딩시킬 수 있도록 상,하동작하게 되며, 베이크 플레이트(3)의 저면에는 히터(5)가 설치되어 베이크 플레이트(3)를 가열하도록 구성된 것이다.

이러한 종래의 베이크 장치는 포토레지스트가 도포된 웨이퍼(2)를 챔버(1)내의 이송핀(4)상에 올려놓으면, 이송핀(4)이 하강하여 웨이퍼(2)를 베이크 플레이트(3)상에 로딩시키게 된다. 이때 웨이퍼(2)는 포토레지스트가 도포된 상면이 위를 향하고 저면이 하부를 향하도록 하여 웨이퍼(2)의 저면이 베이크 플레이트(3)의 상면에 놓여지게 된다.

이와 같이 베이크 플레이트(3)상에 웨이퍼(2)가 놓여지게 되면, 하부에 설치된 히터(5)가 베이크 플레이트(3)를 기설정된 온도로 가열하게 되고, 가열된 베이크 플레이트(3)에 의한 고열이 웨이퍼(2)에 전달되어 웨이퍼(2)의 저면이 가열됨으로써 상면에 도포된 포토레지스트를 경화시키게 된다.

그러나 종래의 베이크 장치는 히터(5)로 베이크 플레이트(3)를 가열하고 베이크 플레이트의 고열이 전달되어 웨이퍼가 가열되는 것이므로 베이크 플레이트(3)로부터 웨이퍼가 전체적으로 균일하게 가열되지 못하여 부위별 온도차이가 발생하게 되었고, 이로써 부분적으로 포토레지스트에 흄(Fume)이 발생하게 되며, 포토레지스트층의 두께가 전체적으로 균일하지 못하게 된다.

또한 웨이퍼(2)의 저면이 베이크 플레이트(3)의 상면에 접촉되는 것이므로 베이크 플레이트(3)로부터 웨이퍼(2)의 저면이 오염되었고, 베이크 플레이트의 상면을 클리닝하는 과정에서 코팅피복이 손상되었으며, 히터가 항상 가동되어 베이크 플레이트(3)의 온도가 기설정된 온도로 항상 유지되므로 전력소모가 많고, 작업중 작업자에게 화상을 입혀 산업재해를 유발하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 웨이퍼의 가열이 전체적으로 균일하게 이루어지도록 함으로써 포토레지스트층의 흄현상을 방지할 수 있고, 웨이퍼상의 포토레지스트층을 균일한 두께로 형성할 수 있는 반도체 제조용 베이크 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 베이크 공정시 웨이퍼의 저면과의 접촉면적을 최소화하여 웨이퍼 저면에 발생되는 파티클을 감소시킬 수 있는 반도체 제조용 베이크 장치를 제공하는 것이다.

도1은 종래의 반도체 제조용 베이크 장치를 나타낸 단면구조도이다.

도2는 본 발명에 따른 반도체 제조용 베이크 장치를 나타낸 단면구조도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 11 : 챔버 2, 16 : 웨이퍼

3, 12 : 베이크 플레이트4 : 이송핀

5 : 히터13 : 회전판

14 : 회전축15 : 지지봉

17 : 초음파 발생기

상기의 목적은 밀폐된 공간을 제공하는 챔버와, 상기 챔버내에 구비된 베이크 플레이트와, 상기 베이크 플레이트의 중앙에 관통되어 회전가능하게 설치된 회전판과, 상기 회전판에 고정되어 웨이퍼의 저면을 지지하는 복수개의 지지봉 및 상기 챔버내벽에 설치되어 웨이퍼를 가열하기 위한 초음파를 발생하는 초음파 발생기로 구성됨을 특징으로 하는 반도체 제조용 베이크 장치에 의해 달성될 수 있다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도2는 본 발명에 따른 반도체 제조용 베이크 장치를 나타낸 것으로, 본 발명의 반도체 제조용 베이크 장치는 챔버(11)내에 베이크 플레이트(12)가 설치되고, 이 베이크 플레이트(12)의 중앙에 회전판(13)이 회전가능하게 설치된다. 상기 회전판(13)의 설치구조는 베이크 플레이트(12)의 중앙에 원형의 홈을 형성하고, 이 홈에 삽입하여 설치함으로써 베이크 플레이트(12)의 상면과 회전판(13)의 상면이 일치되도록 하며, 회전판(13)의 저면 중앙에는 회전축(14)을 고정하고 베이크 플레이트(12)의 하부로 관통시켜 도시하지 않은 구동수단에 의해 저속으로 회전되도록 설치한다.

또한 상기 회전판(13)상에는 복수개의 지지봉(15)이 고정되고, 이 지지봉(15)은 웨이퍼(16)의 저면을 지지하는 것으로, 웨이퍼(16)와의 접촉면을 최대로 감소시키기 위해 지지봉(15)의 접촉면을 곡면형상으로 형성하는 것이 바람직하다.

그리고 챔버(11)의 내벽에는 초음파 발생기(17)가 설치되는 것으로, 초음파 발생기(17)로부터 발생된 초음파가 웨이퍼(16)의 표면에 충돌하는 것에 의해 웨이퍼(16)가 가열되어 웨이퍼(16)의 상면에 도포된 포토레지스트가 경화되도록 한다.

이때 상기 초음판 발생기(17)는 챔버(11)의 내측벽 및 상측 내벽에 설치하여 웨이퍼(16)의 상,하면 및 측면을 동시에 가열함으로써 균일한 가열이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

이러한 구성의 본 발명은 웨이퍼(16)를 챔버(11)내에 로딩시킬 때 포토레지스트가 도포된 상면은 위로 향하게 하고, 저면은 아래로 향하게한 상태에서 로딩시킨다. 이와 같이하여 챔버(11) 내부로 로딩된 웨이퍼(16)는 베이크 플레이트(12)상에 회전가능하게 설치된 회전판(13)의 지지봉(15)상에 위치되며, 지지봉(15)은 웨이퍼(16) 저면의 가장자리부를 3곳에서 견고하게 지지하게 된다.

이와 같이 웨이퍼(16)가 위치되면, 초음파 발생기(17)를 구동시킴과 동시에 회전판(13)을 서서히 회전시킨다. 따라서 초음파 발생기(17)로부터 발생된 초음파가 웨이퍼(16)의 표면에 충돌하게 되고, 이로써 웨이퍼(16)가 가열됨으로써 포토레지스트가 경화되는 것이다.

이때 초음파 발생기(17)는 챔버(11)의 내측 상부와 측벽에 설치된 것이므로 웨이퍼(16)의 상,하면 및 측면이 동시에 가열되고, 저속으로 회전하는 회전판(13)에 의해 웨이퍼(16)가 서서히 회전하는 것이므로 전체적으로 균일하게 가열되어진다.

따라서 웨이퍼(16)는 온도차이없이 가열되어 포토레지스트의 흄현상이 방지되는 것이고, 웨이퍼(16)상의 포토레지스트층의 두께가 전체적으로 균일하게 형성되며, 초음파 발생기(17)는 구동시 급속가열이 가능하고 오프(Off)시 급속냉각이 가능하므로 웨이퍼(16)의 베이크시에만 구동시킴으로써 전력소비를 줄일 수 있고, 웨이퍼(16)의 로딩 및 언로딩시에는 오프상태이므로 잔류열에 의해 작업자가 화상을 입는 일이 없다.

또한 웨이퍼(16)의 저면이 지지봉에 지지되어 접촉면적이 최대로 감소됨으로써 파티클에 의한 오염이 대폭 감소되는 것이고, 이로써 다음 공정에서의 공정불량이 방지되어진다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 이송장치에 의하면, 초음파를 이용하여 웨이퍼가 균일하게 가열되도록 함으로써 포토레지스트의 흄현상이 방지되고, 포토레지스트층의 두께가 균일해지며, 초음파 발생기는 급속가열 및 급속냉각이 가능하여 전력소비가 줄고, 작업자에 대한 화상의 염려가 없는 효과를 갖는 것이다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (2)

1. 밀폐된 공간을 제공하는 챔버와, 상기 챔버내에 구비된 베이크 플레이트와, 상기 베이크 플레이트의 중앙에 관통되어 회전가능하게 설치된 회전판과, 상기 회전판에 고정되어 웨이퍼의 포토레지스트 도포면을 지지하는 복수개의 지지봉과, 상기 챔버내벽에 설치되어 웨이퍼를 가열하기 위한 초음파를 발생하는 초음파 발생기로 구성됨을 특징으로 하는 반도체 제조용 베이크 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 지지봉은 3개로 형성하고 웨이퍼의 원주방향으로 120。 간격으로 배치되어 3각지점에서 지지하도록 됨을 특징으로 하는 상기 반도체 제조용 베이크 장치.