KR100711918B1 - 반도체 제조용 베이킹 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 반도체 제조용 베이킹 장치는 챔버, 상기 챔버 내에 설치되어 웨이퍼를 지지하고, 상기 웨이퍼에 열을 가하는 열판, 상기 열판 상부에서 열을 발생시켜 상기 열판으로 열을 전달하는 열발생부 및 상기 열 발생부가 발생시키는 열의 온도를 조절하는 제어부를 포함해서 구성된다.

챔버, 열판, 열발급부, 가열, 균일

Description

반도체 제조용 베이킹 장치{BAKING APPARATUS OF SEMICONDUCTOR}

도 1은 종래기술에 따른 반도체 제조용 베이킹 장치를 도시한 개략적인 도면이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조용 베이킹 장치를 도시한 개략적인 구성도이다.

도 3은 에어 펌프를 더욱 구비한 경우에 있어서 챔버 내부의 공기 흐름을 설명하는 도면이다.

본 발명은 반도체 제조설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼를 가열하는 베이킹(baking) 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조 공정에서 포토레지스트를 입힌 웨이퍼의 표면을 80 ∼ 100℃의 열을 가해, 코팅 공정에서 사용된 여분의 솔벤트를 제거하는 소프트 베이킹 공정을 실시할 때나, 또는 100 ∼ 120℃ 열을 가해서 노광에서 발생한 H+을 웨이퍼에 균일하게 발생시켜 CD를 균일하게 나오게 하는 PEB(post exposure bake) 공정, 또는 150℃ 정도의 열을 가해 노광 및 현상을 통해 패턴이 형성된 웨이퍼의 표면으로부터 수분을 제거하고 상기 패턴을 열로 경화시켜 식각공정 및 이온 주입공정 중에 패턴이 안정화되도록 하는 하드 베이크 공정을 실시함에 있어서는 모두 그 내부에 열선코일이 내장된 열판을 사용하고 있다.

웨이퍼가 얹히는 열판 몸체의 상면에는 그 웨이퍼를 통상3점 지지하는 웨이퍼 핀이 120도 간격으로 수직 내장되어 있고, 그 열판 몸체의 내부에는 전원인가시 열을 발생해서 상기 열판 몸체를 가열시키는 열선코일이 횡방향의 나선형으로 내장되어 있다.

이 열판 몸체는 열전달이 우수한 금속재질로 이루어져 속이 찬 원판 형상으로 형성되고, 그 열판 몸체의 내부에 수직으로 내장되는 웨이퍼 핀은 웨이퍼를 승강시키기 위하여 상하운동이 가능하도록 설치되며, 상기 열선 코일은 열전달이 용이하도록 열판 몸체의 내부에 설치되어 있다.

상기와 같은 종래의 열판 구조에 있어서, 상기 열선코일에 전원이 인가되면 그 열선코일이 인가된 전원에 의해 가열되면서 열판 몸체를 적당한 온도로 가열시켜 웨이퍼의 표면에 뭍은 코팅제 또는 현상액을 제거시키게 된다.

이는 상기 열선 코일로부터 발생되는 열이 전도(conduction)에 의해서만 금속체인 열판 몸체로 전달되어 가열시키게 되므로 열선코일의 인접부위와 그렇지 않은 부위 사이에 국부적인 온도차를 발생시킴에도 불구하고 열판의 온도차를 해소시키기가 난해하여 여러 가지 불량을 야기 시키는 문제가 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 웨이퍼 전 영역에 걸쳐 온도가 균일하게 전달되도록 하는 반도체 제조용 베이킹 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에서 제공하는 반도체 제조용 베이킹 장치는, 챔버, 상기 챔버 내에 설치되어 웨이퍼를 지지하고, 상기 웨이퍼에 열을 가하는 열판, 상기 열판 상부에서 열을 발생시켜 상기 열판으로 열을 전달하는 열발생부 및 상기 열 발생부가 발생시키는 열의 온도를 조절하는 제어부를 포함해서 구성된다.

이때, 상기 열발생부는 열선 코일로 이루어질 수 있으며, 상기 제어부는 상기 열선 코일에 인가되는 전압의 크기를 조절해서 온도를 조절하게 된다.

그리고, 상기 열발생부를 통과해 상기 열판 위로 뜨거워진 공기를 공급하는 에어 펌프를 더 포함할 수 있고, 이때 상기 에어 펌프는 상기 열 공급부 바로 위에 위치한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 베이킹 장치의 구성을 도시한 구성도이 다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 베이킹 장치는 웨이퍼의 베이킹이 이루어지는 챔버(10)와, 이 챔버(10)의 내부에 설치되고, 내부에는 열선(21)이 설치되어 있으며 상면에 웨이퍼(w)를 지지해 이 웨이퍼를 가열하는 열판(20)과, 이 열판(20)의 상부에 위치해서 열을 발생시키는 열발생부(30)와, 이 열발생부(30)가 발생하는 열의 온도를 조절하는 제어부(40)를 포함해서 구성된다.

챔버(10)에는 측면에 설치되어 이 챔버(10) 내부를 개방하는 유닛커버(14)가 위치하고, 이 유닛커버(14)에 연통되게 설치되어서 챔버 내부에서 발생하는 흄을 배출하는 배출 라인(15)과, 각 배출 라인(15) 상에 설치되는 펌프(16)가 포함된다.

열판(20)은 그 내부에 열선(21)이 설치되어 있어서, 전도 현상에 의해 열판 자체를 일정한 범위의 온도로 가열한다. 또한, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 써포트 핀을 포함하고 있어서, 이송되어온 웨이퍼를 3점 지지해서 열판(20)의 상면에 안착시키도록 동작한다.

그리고, 열발생부(30)는 챔버(10) 내부에서 열판(20)의 바로 위로 위치하게 설치되며, 이 열발생부(30)는 제어부(40)의 동작 제어에 따라 구동되어진다. 이 열발생부(30)는 바람직하게 웨이퍼(w) 수직 상 방향으로 위치하고, 웨이퍼(w)와는 일정한 거리를 유지하고 있다. 일 예에서, 이 열발생부(30)는 열선 코일로 구성될 수 있으며, 이 경우에 제어부(40)는 열발생부(30)에 인가되는 전압의 크기를 조절하는 것으로, 열발생부(30)가 발생시키는 열의 온도를 조절하게 된다.

이 같은 구성에서, 휘발성 및 열적 증발성이 강한 포토레지스트가 코팅된 웨 이퍼(w)가 로봇이나 메인 아암에 의하여 챔버(10)내로 이송되면, 열판(20)에 구비된 리프트 핀이 상승해 웨이퍼(w)를 열판(20)의 상면에 위치시킨다. 이때, 웨이퍼(w)와 열발생부(30)는 일정거리로 이격된 상태를 이룬다.

이 같이, 열판(20)의 상면에 웨이퍼(w)가 위치한 후에는 열판(20)이 가열되기 전, 제어부(40)의 제어에 따라 열발생부(30)가 구동해서 열을 발생시킨다. 이에 따라서, 웨이퍼(w)의 상면으로 고르게 열이 전달되면서 웨이퍼(w)를 가열하게 된다. 이와 함께, 소정의 시간차를 두고 열판(20)이 구동해서 웨이퍼(w)를 가열하게 된다. 이에 따라, 열판(20)의 열에너지가 웨이퍼(w)로 전달되어 웨이퍼(w)에 도포된 포토레지스트를 가열하게 되고 상기 포토레지스트 내에 포함된 불필요한 휘발성물질 등이 증발됨과 함께 상기 웨이퍼(w)는 최종적으로 원하는 일정한 두께의 코팅막질이 형성된다.

따라서 열판(20)이 자체적으로 불균일한 온도분포를 갖고 있다 하더라도 열공급부(30)에서 웨이퍼(w)를 예열하기 때문에, 지역적인 시간 편차없이 웨이퍼(w)에 가해지는 온도는 전체 면적에 대해 실질적으로 균일하게 되며, 이는 결과적으로 현상 후 패턴 씨디의 균일도를 향상시키게 된다.

한편, 도 2는 열공급부(30) 바로 위로 에어 펌프(40)가 더 구비된 베이킹 장치를 도시한 개략적인 구성도이다. 도 1과 비교해서 동일한 도면 번호는 동일한 구성요소이므로 상세한 설명은 생략한다.

에어 펌프(50)는 챔버(10) 내부에 열발생부(30)의 수직 상방향으로 위치하게 구비된다. 이 에어 펌프(50)는 열발생부(30)에서 발생시킨 열을 웨이퍼(w)로 빠르 게 확산시키게 된다.

열발생부(30)의 구동과 함께 동작하는 에어 펌프(50)는 공기를 발생시켜 바로 아래에 위치하는 열발생부(30)로 발생된 공기를 공급한다. 에어 펌프(50)에서 열발생부(30)로 공급된 공기는 이 열발생부(30)를 지나면서 뜨거워지게 되고, 웨이퍼(w)로 열을 전달해서 웨이퍼(w)를 가열하게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 반도체 제조용 베이킹 장치는 열판의 문제점을 보완해서 웨이퍼를 빠른 시간에 균일하게 가열하는 효과가 있다. 더욱이, 에어 펌프를 구비하는 경우에는 더욱 신속하게 웨이퍼를 가열할 수가 있는 장점이 있다.

Claims (5)

1. 챔버;

   상기 챔버 내에 설치되어 웨이퍼를 지지하고, 상기 웨이퍼에 열을 가하는 열판;

   상기 열판 상부에서 열을 발생시켜 상기 열판으로 열을 전달하는 열발생부;

   상기 열 발생부가 발생시키는 열의 온도를 조절하는 제어부; 및

   상기 열발생부를 통과시켜 상기 열판 위로 뜨거워진 공기를 공급하는 에어 펌프를 포함하는 반도체 제조용 베이킹 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 열발생부는 열선 코일로 이루어지는 반도체 제조용 베이킹 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 열선 코일에 인가되는 전압의 크기를 조절해서 온도를 조절하는 반도체 제조용 베이킹 장치.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   상기 에어 펌프는 상기 열 공급부 바로 위에 위치하는 반도체 제조용 베이킹 장치.

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