KR100664379B1 - Baking apparatus having uniform temperature distribution - Google Patents

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Abstract

본 발명의 베이크(bake) 장치는, 웨이퍼를 지지하는 지지판과, 지지판과 함께 베이킹 공정이 이루어지는 내부 공간을 한정하는 챔버와, 그리고 지지판의 하부에 배치되어 지지판을 통하여 내부 공간으로 복사열을 공급하는 복사열 발생장치를 구비한다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 베이크 공정을 수행하는 동안에 웨이퍼의 온도를 균일하게 유지할 수 있으며, 이에 따라 균일한 시디를 얻을 수 있다The bake device of the present invention includes a support plate for supporting a wafer, a chamber defining an inner space in which a baking process is performed together with the support plate, and radiant heat arranged under the support plate to supply radiant heat to the internal space through the support plate. A generator is provided. According to the present invention, it is possible to maintain a uniform temperature of the wafer during the baking process, thereby obtaining a uniform CD.

리소그라피, 베이킹, 복사열, 균일 시디Lithography, Baking, Radiant Heat, Uniform CD

Description

균일한 온도 분포를 갖는 베이크 장치{Baking apparatus having uniform temperature distribution}Baking apparatus having uniform temperature distribution

도 1은 종래의 베이크 장치를 나타내 보인 도면이다.1 is a view showing a conventional baking apparatus.

도 2는 본 발명에 따른 베이크 장치를 나타내 보인 도면이다.2 is a view showing a baking apparatus according to the present invention.

본 발명은 반도체 소자 제조를 위한 리소그라피 장비에 관한 것으로서, 특히 균일한 온도 분포를 갖는 베이크 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to lithography equipment for the manufacture of semiconductor devices, and more particularly to a baking apparatus having a uniform temperature distribution.

일반적으로 반도체 웨이퍼 상에 패턴을 형성하기 위해서 포토리소그라피 공정이 사용된다. 이 포토리소그라피 공정에 따르면, 스핀 코팅에 의해 포토레지스트막을 코팅하고, 노광을 수행한다. 다음에 소프트 베이크를 한 후에, 현상을 수행하고, 이어서 다시 하드 베이크를 수행한다. 여기서 소프트 베이크는 남은 용제를 제거하기 위한 것이고, 하드 베이크는 현상 중에 흡수된 용제를 제거하기 위한 것이다. 이와 같은 베이크 공정, 특히 노광 공정 후의 베이크 공정은 시디(CD; Critical Dimension) 및 패턴 모양을 결정하는 매우 중요한 공정이다. 따라서 베이크 공정시 웨이퍼의 온도는 일정하고 균일하게 유지되어야 한다.In general, a photolithography process is used to form a pattern on a semiconductor wafer. According to this photolithography process, a photoresist film is coated by spin coating and exposure is performed. After the next soft bake, the development is carried out, followed by the hard bake again. The soft bake here is for removing the remaining solvent and the hard bake is for removing the solvent absorbed during development. This baking process, in particular the baking process after the exposure process, is a very important process for determining the CD (Critical Dimension) and pattern shape. Therefore, the temperature of the wafer must be kept constant and uniform during the baking process.

도 1은 이와 같은 베이크 공정을 수행하기 위한 종래의 베이크 장치를 나타내 보인 도면이다.1 is a view showing a conventional baking apparatus for performing such a baking process.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 베이크 장치는 핫 플레이트(100)를 포함한다. 핫 플레이트(100) 위에는 웨이퍼(300)가 안착된다. 도면에 나타내지는 않았지만, 핫 플레이트(100) 내에는 열선(미도시)이 내장되어 있다. 상기 열선에서 열을 발생시키고, 이 열이 핫 플레이트(100)를 통해 웨이퍼(300)로 전달됨으로써 베이크 공정이 이루어진다.As shown in FIG. 1, a conventional baking apparatus includes a hot plate 100. The wafer 300 is seated on the hot plate 100. Although not shown in the figure, a hot wire (not shown) is built in the hot plate 100. The heat is generated in the hot wire, and the heat is transferred to the wafer 300 through the hot plate 100, so that a baking process is performed.

그런데 이와 같은 종래의 베이크 장치는, 핫 플레이트(100) 자체에서의 온도 분포가 불균일하며, 도면에서 참조부호 "110"으로 표시한 기류에 의해 웨이퍼 온도가 불안정해진다는 문제를 발생시킨다. 이 외에도 웨이퍼(300)가 배치되는 하부(A)에서는 상대적으로 높은 온도이고, 도면에서 화살표(120)로 표시한 바와 같이 수직방향으로 상부(B)에서는 낮은 온도로서, 하부(A) 및 상부(B)에서의 온도 차이가 나며, 이로 인하여 웨이퍼(300)의 온도를 균일하게 유지하기가 용이하지 않다. 이와 같이 웨이퍼(300)의 온도를 균일하게 유지하지 못함에 따라, 적정 시디 균일도를 얻기가 어려워 원하는 패턴이 형성되지 않는다는 문제가 발생한다.However, such a conventional baking apparatus causes a problem that the temperature distribution in the hot plate 100 itself is uneven, and that the wafer temperature becomes unstable due to the airflow indicated by reference numeral "110" in the drawing. In addition, it is a relatively high temperature in the lower portion (A) where the wafer 300 is disposed, and as the lower temperature in the upper portion (B) in the vertical direction, as indicated by the arrow 120 in the figure, the lower (A) and the upper ( There is a temperature difference in B), which makes it difficult to maintain the temperature of the wafer 300 uniformly. As such, since the temperature of the wafer 300 is not maintained uniformly, it is difficult to obtain an appropriate CD uniformity, and thus a problem occurs that a desired pattern is not formed.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 균일한 온도 분포가 유지되도록 할 수 있는 베이크 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a baking apparatus capable of maintaining a uniform temperature distribution.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 베이크 장치는,In order to achieve the above technical problem, the baking apparatus according to the present invention,

웨이퍼를 지지하는 지지판;A support plate for supporting a wafer;

상기 지지판과 함께 베이킹 공정이 이루어지는 내부 공간을 한정하는 챔버; 및A chamber defining an inner space in which a baking process is performed together with the support plate; And

상기 지지판의 하부에 배치되어 상기 지지판을 통하여 상기 내부 공간으로 복사열을 공급하는 복사열 발생장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.And a radiant heat generating device disposed under the support plate to supply radiant heat to the internal space through the support plate.

상기 지지판은 석영판일 수 있다.The support plate may be a quartz plate.

상기 내부 공간은 진공 상태인 것이 바람직하다.The interior space is preferably in a vacuum state.

상기 복사열 발생장치는 적외선 램프일 수 있다.The radiant heat generator may be an infrared lamp.

이 경우 상기 적외선 램프는 장파장의 적외선 복사열을 발생시키는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the infrared lamp generates infrared radiation of long wavelength.

본 발명에 있어서, 상기 지지판과 상기 복사열 발생장치 사이에 배치되어 상기 복사열 발생장치로부터 발생되는 복사열을 상기 지지판으로 균일하게 전달되도록 하는 광학시스템을 더 구비할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the optical system may further include an optical system disposed between the support plate and the radiant heat generating device to uniformly transmit radiant heat generated from the radiant heat generating device to the support plate.

그리고 상기 웨이퍼가 안착되는 상기 지지판 표면에 배치되어 상기 웨이퍼로 상기 복사열을 제외한 다른 열이 공급되는 것을 차단하는 절연체를 더 구비할 수 있다.And an insulator disposed on a surface of the support plate on which the wafer is seated to block supply of heat other than the radiant heat to the wafer.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below.

도 2는 본 발명에 따른 베이크 장치를 나타내 보인 도면이다.2 is a view showing a baking apparatus according to the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 베이크 장치는, 웨이퍼(300)를 지지하는 지지판으로서의 석영판(200)을 포함한다. 이 석영판(200)의 상부 공간은 챔버(220)로 덮이며, 따라서 석영판(200)과 챔버(220)에 의해 베이킹 공정이 이루어지는 내부 공간(230)이 한정된다. 석영판(200)은, 후술하는 바와 같이, 하부로부터 전달되는 복사열을 웨이퍼(300)로 공급시키는데, 이를 위하여 석영판(200)의 바닥은 투명하다. 석영판(200)의 표면 중에서 웨이퍼(300)가 안착되는 표면에는 절연체(210)가 배치된다. 이 절연체(210)는 복사열 이외의 다른 열이 웨이퍼(300)로 전달되는 것을 차단시킨다.Referring to FIG. 2, the baking apparatus according to the present invention includes a quartz plate 200 as a support plate for supporting the wafer 300. The upper space of the quartz plate 200 is covered by the chamber 220, so that the internal space 230 in which the baking process is performed by the quartz plate 200 and the chamber 220 is defined. The quartz plate 200 supplies radiant heat transferred from the bottom to the wafer 300, as described below. For this purpose, the bottom of the quartz plate 200 is transparent. An insulator 210 is disposed on a surface of the quartz plate 200 on which the wafer 300 is seated. This insulator 210 blocks heat other than radiant heat from being transferred to the wafer 300.

석영판(200)의 하부에는 복사열 발생장치로서 적외선 램프(280)가 배치된다. 이 적외선 램프(280)는 투과성이 좋은 장파장의 적외선 복사열을 발생시켜 석영판(200)을 향하도록 한다. 적외선 램프(280)로부터 발생되는 장파장의 적외선 복사열이 석영판(200) 위의 웨이퍼(300)에 균일하게 전달되도록 하기 위하여, 적외선 램프(280)와 석영판(200) 사이에는 광학 시스템(240, 250, 260, 270)이 배치된다. 이 광학 시스템은 석영판(200) 하부에서 순차적으로 배치되는 제1 렌즈(240), 파리눈 렌즈(250), 어퍼쳐(aperture)(260) 및 제2 렌즈(270)를 포함하며, 이 외에도 다른 광학수단들이 포함될 수도 있다.An infrared lamp 280 is disposed below the quartz plate 200 as a radiant heat generator. The infrared lamp 280 generates a long-wavelength infrared radiation heat to be directed toward the quartz plate 200. In order to uniformly transmit the long-wavelength infrared radiation generated from the infrared lamp 280 to the wafer 300 on the quartz plate 200, an optical system 240 may be provided between the infrared lamp 280 and the quartz plate 200. 250, 260, 270 are disposed. The optical system includes a first lens 240, a fly's eye lens 250, an aperture 260 and a second lens 270 disposed sequentially below the quartz plate 200. Other optical means may be included.

상기와 같은 베이크 장치에 있어서, 적외선 램프(280)로부터 발생되는 장파장의 적외선 복사열은 광학 시스템(240, 250, 260, 270)을 통하여 석영판(200)으로 전달되고, 이어서 석영판(200)을 통해 진공상태의 웨이퍼(300)로 전달되어 웨이퍼 (300)의 온도가 균일하게 유지되도록 한다. 이때 복사열 이외의 열은 상기 절연체(210)에 의해 차단된다.In the baking device as described above, infrared radiation of long wavelengths generated from the infrared lamp 280 is transmitted to the quartz plate 200 through the optical system 240, 250, 260, 270, and then the quartz plate 200 is transferred. The vacuum is transferred to the wafer 300 to maintain the temperature of the wafer 300 uniformly. At this time, heat other than the radiant heat is blocked by the insulator 210.

한편 이 외에도 적외선 램프(280)에 인가하는 파워에 따른 웨이퍼(300)의 온도 변화를 모니터링하기 위하여 별도의 센서를 구비할 수 있으며, 이 센서를 이용하여 웨이퍼(300)의 온도를 보다 균일하게 유지할 수도 있다.On the other hand, in addition to this may be provided with a separate sensor for monitoring the temperature change of the wafer 300 according to the power applied to the infrared lamp 280, by using this sensor to maintain a more uniform temperature of the wafer 300 It may be.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 베이크 장치에 의하면, 복사열에 의해서만 웨이퍼에 열을 공급함으로써 베이크 공정을 수행하는 동안에 웨이퍼의 온도를 균일하게 유지할 수 있으며, 이에 따라 균일한 시디를 얻을 수 있다는 이점이 제공된다.As described above, according to the baking apparatus according to the present invention, by supplying heat to the wafer only by radiant heat, the temperature of the wafer can be kept uniform during the baking process, and thus a uniform CD can be obtained. This is provided.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 당연하다.Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention. Do.

Claims (7)

웨이퍼를 지지하는 지지판;A support plate for supporting a wafer; 상기 지지판과 함께 베이킹 공정이 이루어지는 내부 공간을 한정하는 챔버;A chamber defining an inner space in which a baking process is performed together with the support plate; 상기 지지판의 하부에 배치되어 상기 지지판을 통하여 상기 내부 공간으로 복사열을 공급하는 복사열 발생장치 ; 및 A radiant heat generating device disposed under the support plate to supply radiant heat to the internal space through the support plate ; And 상기 지지판과 상기 복사열 발생장치 사이에 배치되어 상기 복사열 발생장치로부터 발생되는 복사열을 상기 지지판으로 균일하게 전달되도록 하는 광학시스템을 구비하는 것을 특징으로 하는 베이크 장치. And an optical system disposed between the support plate and the radiant heat generating device to uniformly transmit radiant heat generated from the radiant heat generating device to the support plate . 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 지지판은 석영판인 것을 특징으로 하는 베이크 장치.The support plate is a baking device, characterized in that the quartz plate. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 내부 공간은 진공 상태인 것을 특징으로 하는 베이크 장치.And the internal space is in a vacuum state. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복사열 발생장치는 적외선 램프인 것을 특징으로 하는 베이크 장치.And the radiant heat generator is an infrared lamp. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 적외선 램프는 장파장의 적외선 복사열을 발생시키는 것을 특징으로 하는 베이크 장치.The infrared lamp is a baking device, characterized in that for generating long infrared radiation heat. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광학시스템은 제1 렌즈, 파리눈 렌즈, 조리개 및 제2 렌즈를 포함하는 베이크 장치. The optical system includes a first lens, a fly's eye lens, an iris and a second lens . 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 웨이퍼가 안착되는 상기 지지판 표면에 배치되어 상기 웨이퍼로 상기 복사열을 제외한 다른 열이 공급되는 것을 차단하는 절연체를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 베이크 장치.And an insulator disposed on a surface of the support plate on which the wafer is seated to block supply of heat other than the radiant heat to the wafer.
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