KR100515040B1

KR100515040B1 - a heat treatment equipment

Info

Publication number: KR100515040B1
Application number: KR10-1998-0041428A
Authority: KR
Inventors: 김재호; 정재강
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 1998-10-01
Filing date: 1998-10-01
Publication date: 2005-11-25
Also published as: KR20000024752A

Abstract

본 발명은 반도체 제조 장치인 열처리 장치에 관한 것으로, 열처리 장치는 공정 챔버와, 공정 챔버내에 설치되는 그리고 웨이퍼가 놓여지는 받침대와, 일단이 상기 공정 챔버에 연결되는 그리고 받침대에 놓여진 웨이퍼의 저면으로 더운 에어가 분출되는 열기공급라인과, 열기공급라인의 타단에 설치되는 그리고 에어를 데워 열기공급라인으로 보내 주는 발열 부재와, 발열 부재에 연결되는 그리고 발열 부재로 에어를 공급하는 에어공급부와, 열기공급라인상에 설치되는 그리고 발열 부재를 통해 가열된 에어간의 온도편차를 줄이기 위해 에어를 혼합하는 믹스 팬 및 공정 챔버에 설치되어 웨이퍼를 데운 에어가 배기되는 배기 라인으로 이루어진다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat treatment apparatus that is a semiconductor manufacturing apparatus, wherein the heat treatment apparatus is heated to the bottom of a process chamber, a pedestal installed in the process chamber, and on which the wafer is placed, and one end of which is connected to the process chamber and placed on the pedestal. A hot air supply line through which air is blown out, a heating member installed at the other end of the hot air supply line and warming the air to the hot air supply line, an air supply unit connected to the heating member and supplying air to the heating element, and a hot air supply It is composed of a mix pan installed on the line and installed in the process chamber to mix the air to reduce the temperature deviation between the air heated through the heat generating member and the air line exhausting the wafer.

Description

Heat treatment equipment

본 발명은 반도체 제조 장치인 열처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heat treatment apparatus that is a semiconductor manufacturing apparatus.

열처리 장치는 주로 포토 마스킹 공정의 베이크(bake) 공정에서 사용되고 있으며, 일반적으로 베이크 장치라고 한다. The heat treatment apparatus is mainly used in the baking process of the photo masking process, and is generally called a baking apparatus.

도 1은 종래 베이크 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.1 is a view schematically showing a conventional baking apparatus.

도 1에 도시된 베이크 장치는 전도 방식을 이용하여 웨이퍼를 건조시키는 장치로, 그 구성은 챔버(102), 웨이퍼(120)가 놓여지는 금속 플레이트(104) 그리고 상기 플레이트(104)를 가열하는 히터(106)로 이루어진다. 상기 웨이퍼(120)에는 포토 레지스터(122)가 도포되어 있다.The baking apparatus shown in FIG. 1 is a device for drying a wafer by using a conductive method, and its configuration includes a chamber 102, a metal plate 104 on which the wafer 120 is placed, and a heater for heating the plate 104. Consisting of 106. The photoresist 122 is coated on the wafer 120.

이와 같은 종래 베이크 장치(100)는 히팅을 하면 히터(106)로부터 금속 플레이트(104)로 열이 전도되고, 그 전도된 열은 다시 웨이퍼(120)로 전도되므로써 열전달이 이루어진다.In the conventional baking apparatus 100, when heat is heated, heat is conducted from the heater 106 to the metal plate 104, and the transferred heat is conducted back to the wafer 120, thereby performing heat transfer.

이처럼 상기 히터(106)에서 발생되는 열은 금속 플레이트(104)를 통해 웨이퍼(120)로 전달되는 것이다. 이때, 웨이퍼(120)로 전달되는 열의 양과 전달 속도는 금속 플레이트(104)의 템퍼(temper)의 균일성(uniformity) 및 히터(106)의 부분적 가열 온도차에 따라 달라진다. As such, the heat generated by the heater 106 is transferred to the wafer 120 through the metal plate 104. At this time, the amount and transfer rate of heat transferred to the wafer 120 depends on the uniformity of the temper of the metal plate 104 and the partial heating temperature difference of the heater 106.

이와 같이, 상기 히터(106)내의 부분적 가열 온도차와 그리고 금속 플레이트(104) 부위에 따른 열전달 속도에 의해서 상기 웨이퍼(120)로 전달되는 온도의 불균일성이 발생된다. 그 결과, 웨이퍼내 임계치수(critical dimension)의 불균일성의 원인이 되며, 후속공정에 나쁜 영향을 주게 되므로써, 반도체 소자의 품질을 떨어뜨리는 원인이 되어 왔다. As such, a non-uniformity of temperature delivered to the wafer 120 is generated by the partial heating temperature difference in the heater 106 and the heat transfer rate along the metal plate 104 portion. As a result, it becomes a cause of non-uniformity of a critical dimension in a wafer, and has a bad influence on a subsequent process, and has become a cause of degrading the quality of a semiconductor element.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 웨이퍼로 전달되는 온도의 불균일성의 원인인 금속 플레이트를 없애고, 웨이퍼로 전달되는 온도의 균일성을 향상시킬 수 있도록 한 새로운 형태의 열처리 장치를 제공하는데 있다.The present invention is to solve such a conventional problem, the object is to eliminate the metal plate which is the cause of the non-uniformity of the temperature delivered to the wafer, a new type of heat treatment to improve the uniformity of the temperature delivered to the wafer To provide a device.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 포토레지스터의 용제를 증발시키는 열처리 장치에 있어서, 공정 챔버와; 공정 챔버내에 설치되는 그리고 웨이퍼가 놓여지는 받침대와; 일단이 상기 공정 챔버에 연결되는 그리고 상기 받침대에 놓여진 웨이퍼의 저면으로 더운 에어가 분출되는 열기공급라인과; 상기 열기공급라인의 타단에 설치되는 그리고 에어를 데워 상기 열기공급라인으로 보내 주는 발열 부재와; 상기 발열 부재에 연결되는 그리고 상기 발열 부재로 에어를 공급하는 에어공급부와 상기 열기공급라인상에 설치되는 그리고 상기 발열 부재를 통해 가열된 에어간의 온도편차를 줄이기 위해 에어를 혼합하는 믹스 팬 및; 상기 공정 챔버에 설치되어 상기 웨이퍼를 데운 에어가 배기되는 배기라인을 포함한다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, a heat treatment apparatus for evaporating a solvent of a photoresist, comprising: a process chamber; A pedestal installed in the process chamber and on which the wafer is placed; A hot air supply line, one end of which is connected to the process chamber and into which hot air is ejected to the bottom of the wafer placed on the pedestal; A heating member installed at the other end of the hot air supply line and warming the air and sending the air to the hot air supply line; A mix pan connected to the heat generating member and configured to mix air to reduce a temperature deviation between the air supply unit supplying air to the heat generating member and the air installed on the hot air supply line and heated through the heat generating member; And an exhaust line installed in the process chamber to exhaust air that warms the wafer.

이와 같은 본 발명에서 상기 받침대는 상기 웨이퍼의 저면을 지지하되 그 지지하는 부분을 최소화하여 더운 공기가 상기 웨이퍼 저면의 넓은 면적으로 분출될 수 있는 것을 특징으로 한다. In the present invention as described above, the pedestal supports the bottom surface of the wafer, but minimizes the supporting portion, so that hot air can be ejected to a large area of the bottom surface of the wafer.

이와 같은 본 발명에서 상기 열기공급라인상에 상기 더운 에어의 흐름을 제어하기 위한 밸브를 더 포함한다.In the present invention as described above further includes a valve for controlling the flow of the hot air on the hot air supply line.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 2 내지 도 3에 의거하여 상세히 설명한다. 또, 상기 도면들에서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 3. In addition, in the drawings, the same reference numerals are denoted together for components that perform the same function.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 박막형성장치를 개략적으로 보여주는 도면이다. 2 is a view schematically showing a thin film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치는 공정 챔버(12), 받침대(14), 열기공급라인(20), 발열 부재(30), 에어공급부(40), 믹스 팬(mixed fan;22) 그리고 배기 라인(16)으로 이루어지는 것을 알 수 있다. 상기 공정 챔버(12)에는 받침대(14)가 설치되어 있다. 이 받침대(14)는 삼발이 형태로 그 위에는 웨이퍼(18)가 놓여진다. 한편, 상기 받침대(14)는 상기 웨이퍼(18)를 지지하는 부분을 최소화하는 것이 바람직하다. 이는 더운 에어가 상기 웨이퍼(18) 저면의 넓은 면적으로 분출될 수 있도록 하기 위함이다. 2, the heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, the process chamber 12, the pedestal 14, the hot air supply line 20, the heat generating member 30, the air supply unit 40, the mixed pan (mixed) It can be seen that it consists of a fan; 22 and an exhaust line 16. A pedestal 14 is provided in the process chamber 12. The pedestal 14 is in the form of a trivet, on which a wafer 18 is placed. On the other hand, the pedestal 14 preferably minimizes the portion supporting the wafer 18. This is to allow hot air to be blown out to the large area of the bottom surface of the wafer 18.

상기 열기공급라인(20)은 상기 받침대(14)가 위치되어 있는 공정 챔버(12)의 하단부분에 연결 설치된다. 상기 열기공급라인(20)에는 발열 부재인 히터(30)가 설치된다. 상기 히터(30)에는 에어 공급을 위한 에어공급부(40)가 연결된다. The hot air supply line 20 is connected to the lower end of the process chamber 12 in which the pedestal 14 is located. The heater 30, which is a heat generating member, is installed in the hot air supply line 20. The air supply unit 40 for supplying air is connected to the heater 30.

상기 믹스 팬(22)은 상기 열기공급라인(20)상에 설치된다. 이 믹스 팬(22)은 상기 히터(30)를 통해 나오는 열 대류(더운 에어)의 온도편차를 줄이기 위해 그 열 대류를 혼합하는 팬이다. 그리고, 상기 배기 라인(16)은 상기 공정 챔버(12)에 연결 설치되어 상기 웨이퍼(18)를 데운 에어 및 가열된 웨이퍼(18)로부터 증발되는 수증기가 배기된다.The mix pan 22 is installed on the hot air supply line 20. The mix fan 22 is a fan for mixing the heat convection in order to reduce the temperature deviation of the heat convection (hot air) coming out through the heater 30. In addition, the exhaust line 16 is connected to the process chamber 12 so that air that warms the wafer 18 and water vapor that evaporates from the heated wafer 18 are exhausted.

한편, 상기 열기공급라인(20)에는 밸브(24)가 설치된다. 이 밸브(24)는 상기 히터(30)를 통해 나오는 더운 에어의 챔버 공급을 제어하기 위한 것이다.Meanwhile, a valve 24 is installed in the hot air supply line 20. This valve 24 is for controlling the chamber supply of hot air coming out through the heater 30.

이러한 구조를 갖는 열처리 장치의 작동은 다음과 같다.The operation of the heat treatment apparatus having this structure is as follows.

도 3을 참조하면, 먼저, 열 발생을 위해 히터(30)를 가동시킨다. 에어는 상기 에어공급부(40)에서 히터(30)로 공급된다. 상기 히터(30)에서 가열된 더운 에어는 상기 열기공급라인(20)으로 강제 배출된다. 이때, 상기 더운 에어는 상기 믹스 팬(22)을 통과하면서 혼합되어 에어간의 온도 편차가 제거된다. 상기 밸브(24)는 오픈되어 있다. Referring to FIG. 3, first, the heater 30 is operated to generate heat. Air is supplied from the air supply unit 40 to the heater 30. The hot air heated by the heater 30 is forcibly discharged to the hot air supply line 20. At this time, the hot air is mixed while passing through the mix pan 22 to remove the temperature deviation between the air. The valve 24 is open.

이렇게 믹스 팬(22)을 통과한 더운 에어는 상기 열기공급라인(20)을 통해 상기 공정 챔버(12)로 공급된다. 이때, 상기 더운 에어는 상기 웨이퍼(18)의 저면으로 바로 분출되면서 상기 웨이퍼(18)를 대류에 의한 방법으로 가열시킨다. 이때, 상기 더운 에어는 상기 웨이퍼(18)를 균일하게 가열시킬 수 있다. 이는 상기 더운 에어가 상기 믹스 팬(22)에 의해 온도편차를 최대한 줄였기 때문에 가능하다. 한편, 상기 웨이퍼(18)를 가열시킨 더운 에어는 상기 배기 라인(16)을 통해 배기된다. 그리고, 밸브(24)를 사용하면, 웨이퍼의 열 전달에 대한 중간과정에서 콘트롤할 수 있다.The hot air passing through the mixing pan 22 is supplied to the process chamber 12 through the hot air supply line 20. At this time, the hot air is ejected directly to the bottom of the wafer 18 to heat the wafer 18 by a convection method. In this case, the hot air may uniformly heat the wafer 18. This is possible because the hot air has minimized the temperature deviation by the mix pan 22. On the other hand, hot air that heats the wafer 18 is exhausted through the exhaust line 16. And, using the valve 24, it can be controlled in the middle of the wafer heat transfer.

도 4를 참조하면, 상술한 바와 같이 작동되는 본 발명의 열처리 장치는 하나의 발열장치에 다수개의 열기공급라인들(20a,20b)과 챔버들(12a,12b)을 설치하여 사용할 수 있다. 이때, 상기 열기공급라인들(20a,20b)과 챔버들(12a,12b)은 상기 도 2에 도시된 열기공급라인(20) 및 공정 챔버(12)와 동일한 기능과 구성으로 이루어지는 것을 알 수 있다. 한편, 각 챔버들(12a,12b)에서는 웨이퍼들이 균일하게 베이크될 수 있으며 각 챔버들(12a,12b)에서 처리된 모든 웨이퍼들은 거의 동일한 결과를 얻을 수 있다. 그 이유는 모든 공정 챔버들에 있는 웨이퍼들이 모두 동등한 환경속에서 동일한 더운 에어에 의해 가열되며 또한, 종래의 금속 플레이트와 같은 열전달 매체가 없기 때문에 가능한 것이다.Referring to FIG. 4, the heat treatment apparatus of the present invention operated as described above may install and use a plurality of heat supply lines 20a and 20b and chambers 12a and 12b in one heating device. In this case, it can be seen that the hot air supply lines 20a and 20b and the chambers 12a and 12b have the same function and configuration as the hot air supply line 20 and the process chamber 12 shown in FIG. 2. . On the other hand, wafers may be uniformly baked in each of the chambers 12a and 12b, and all wafers processed in each of the chambers 12a and 12b may have almost the same result. This is possible because the wafers in all process chambers are all heated by the same hot air in the same environment, and there is no heat transfer medium like conventional metal plates.

이와 같은 본 발명의 열처리 장치에 의하면, 금속 플레이트를 없애고 전도에 의한 열전달이 아닌 대류에 의한 열 전달방식을 사용하며, 또한 히터에 의해 가열된 더운 에어가 믹스 팬에 의해 혼합되어 열 대류간의 온도 편차가 최소화된 상태에서 웨이퍼를 가열하므로써, 웨이퍼로 전달되는 온도의 균일성을 향상시킬 수 있었다. 따라서, 반도체 소자의 품질이 향상되는 효과가 있다.According to the heat treatment apparatus of the present invention, a metal plate is removed and a heat transfer method by convection is used instead of heat transfer by conduction, and hot air heated by a heater is mixed by a mixing pan so that the temperature deviation between heat convection By heating the wafer in a minimized state, it was possible to improve the uniformity of the temperature delivered to the wafer. Therefore, there is an effect that the quality of the semiconductor device is improved.

도 1은 종래 열처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면;1 schematically shows a conventional heat treatment apparatus;

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면;2 schematically shows a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치의 사용상태도;3 is a state diagram used in the heat treatment apparatus according to the embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치의 또 다른 사용상태도이다.Figure 4 is another state of use of the heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

12 : 챔버 14 : 받침대12 chamber 14 base

16 : 배기 라인 18 : 웨이퍼16: exhaust line 18: wafer

20 : 열기공급라인 22 : 믹스 팬20: hot air supply line 22: mix pan

24 : 밸브 30 : 히터24: valve 30: heater

40 : 에어공급부40: air supply unit

Claims

In a heat treatment apparatus for evaporating a solvent of a photoresist:

A process chamber;

A pedestal installed in the process chamber and on which the wafer is placed;

A hot air supply line, one end of which is connected to the process chamber and into which hot air is ejected to the bottom of the wafer placed on the pedestal;

A heating member installed at the other end of the hot air supply line and warming the air and sending the air to the hot air supply line;

An air supply unit connected to the heat generating member and supplying air to the heat generating member;

A mix pan installed on the hot air supply line and mixing air to reduce a temperature deviation between the air heated through the heat generating member;

And an exhaust line installed in the process chamber to exhaust air that warms the wafer.

The method of claim 1,

The pedestal supports the bottom surface of the wafer but minimizes the supporting portion thereof so that hot air can be blown out to a large area of the bottom surface of the wafer.

The method of claim 1,

And a valve for controlling the flow of the hot air on the hot air supply line.