KR19980017367U - 갭 스페이서가 구비된 핫 플레이트 - Google Patents

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오현수
권보성
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김영환
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Abstract

본 고안은 포스트-익스포즈 베이킹(Post-Exposure Baking)에 있어서, 핫 플레이트에서 발생한 열이 웨이퍼 전체에 균일하게 전달될 수 있도록 핫 플레이트와 웨이퍼 사이에 갭을 형성시키는 갭 스페이서가 구비된 핫 플레이트에 관한 것이다. 본 고안에 따른 갭 스페이서가 구비된 핫 플레이트는, 내부에 웨이퍼를 승강시키는 수개의 업-다운 핀과 웨이퍼를 가열하기 위한 열을 발생시키는 열선을 가지는 몸체; 몸체의 원주면을 따라 적어도 3곳 이상에 장착되며, 웨이퍼와 몸체 사이에 간극을 형성시키는 갭 스페이서; 및 상기 갭 스페이서의 높이를 조절하기 위한 높이조정나사를 포함하며, 상기 갭 스페이서에 의해 핫 플레이트 본체 상면과 웨이퍼 사이에 간극이 형성되어 웨이퍼 전체를 균일하게 가열할 수 있으며, 높이조정나사를 이용하여 갭 스페이서의 높이를 조절하는 것에 의해 보다 정밀한 온도 제어가 가능하다.

Description

갭 스페이서(Gap Spacer)가 구비된 핫 플레이트(Hot Plate)
본 고안은 포스트-익스포즈 베이킹(Post-Exposure Baking)에 있어서, 핫 플레이트에서 발생한 열이 웨이퍼 전체에 균일하게 전달될 수 있도록 핫 플레이트와 웨이퍼 사이에 갭을 형성시키는 갭 스페이서가 구비된 핫 플레이트에 관한 것이다.
일반적인 반도체의 제조 공정중, 포토리소그래픽(Photo-Lithographic) 공정은 요구되는 레지스트 패턴을 웨이퍼 상에 형성시키는 공정으로 포토리소그래픽 공정을 간단하게 살펴보면 다음과 같다.
우선, 준비된 웨이퍼의 표면에 감광막(Photoresist)을 얇게 도포(Coating)하고 마스크(mask)를 통하여 노광(Exposure) 시킨다. 여기서 마스크는 회로 설계에서 정해진 대로 빛을 통과시키거나 흡수하는 영역이 구분되어 있으며, 마스크 상의 패턴은 노광에 의해 그대로 감광막에 전달된다. 노광된 감광막은 현상액(Developer)이라 명명된 특정 용매에 의해 처리되며, 이 과정을 현상(Development)이라 한다. 현상을 한 다음 적절한 에칭 작업을 거치면 패턴을 형성할 층위에 마스크 패턴이 복제된다.
이러한 일련의 과정에서, 웨이퍼에 열을 가하여 감광막에 포함된 용제를 증발시키는 베이킹 과정이 노광 전후에 실시되며, 노광 전에 실시되는 과정을 소프트 베이킹(Soft Baking) 그리고 노광 후에 실시되는 과정을 포스트-익스포즈 베이킹(Post-Exposure Baking)이라 한다. 특히 포스트-익스포즈 베이킹은 노광 후 감광막 내의 간섭에 의해 발생되는 스탠딩 웨이브 효과를 완화시켜, 현상과정에서 패턴이 부정확하게 형성되는 것을 방지하기 위한 것으로, 열확산에 의해 노광 부위의 화학적 구조의 안정성을 회복시키는데 그 목적이 있다. 이러한 포스트-익스포즈 베이킹은 핫 플레이트(라 불리는 가열판 위에 웨이퍼를 탑재하고 열을 가하여 이루어진다.
이러한 핫 플레이트(Hot Plate)가 도 1 및 도 2에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 핫 플레이트는 일정한 두께를 가지는 원형 플레이트로서 상면에 웨이퍼가 탑재되는 몸체와, 몸체의 내부에 설치되어 웨이퍼를 탑재하기 위한 로봇 암(Robot Arm)의 작업 공간을 제공하도록 웨이퍼를 승강시키는 수개의 업-다운 핀(3) 및 웨이퍼를 가열시키는 열선(도시되지 않음)을 포함한다. 따라서, 열선에서 발생되는 열이 몸체를 통해 웨이퍼(2)로 전달되어 웨이퍼(2)에 도포된 감광막의 스탠딩 웨이브 효과를 완화시킨다.
상기된 바와 같은 핫 플레이트를 이용한 포스트-익스포즈 베이킹에서 스탠딩 웨이브 효과를 완화시키기 위해서는 정밀한 온도 제어가 필요하다. 더욱이 최근 많이 사용되는 디유브이(DUV; Deep Ultra Violet) 노광 공정에 사용되는 화학 증폭형 감광막에서는 보다 더 정밀한 온도 제어가 필수적으로 요구된다.
그러나, 상기된 바와 같은 종래의 핫 플레이트는 몸체에서 웨이퍼로의 열전달이 불균일하게 이루어져 웨이퍼 전체에 걸쳐 균일한 품질의 패턴을 얻기 힘들다는 단점이 있었다. 또한, 몸체와 웨이퍼가 직접 접촉되어 있어 가열 온도를 매우 정밀하게 제어하는 것이 난해하다는 단점이 있었다.
따라서, 본 고안의 목적은 핫 플레이트에서 발생되는 열이 웨이퍼에 균일하게 전달되도록 몸체와 웨이퍼 사이에 간극을 형성시키는 갭 스페이서가 구비된 핫 플레이트를 제공하는데 있다.
본 고안의 또다른 목적은 보다 정밀한 온도 제어가 가능하도록 상기 간극을 조정할 수 있는 갭 스페이서가 구비된 핫 플레이트를 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 핫 플레이트의 평면도.
도 2는 종래의 핫 플레이트의 정면도.
도 3은 본 고안에 따른 핫 플레이트의 평면도.
도 4는 본 고안에 따른 핫 플레이트의 정면도.
*도면의주요부분에대한설명*
1 : 몸체2 : 웨이퍼
3 : 업-다운 핀4 : 갭 스페이서
4a : 경사면4b : 받침대
5 : 높이조정나사
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 갭 스페이서가 구비된 핫 플레이트는, 내부에 웨이퍼를 승강시키는 수개의 업-다운 핀과 웨이퍼를 가열하기 위한 열을 발생시키는 열선을 가지는 몸체; 몸체의 원주면을 따라 적어도 3곳 이상에 장착되며, 웨이퍼와 몸체 사이에 간극을 형성시키는 갭 스페이서; 및 상기 갭 스페이서의 높이를 조절하기 위한 높이조정나사를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[실시예]
이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3 및 도 4에 본 고안에 따른 갭 스페이서가 구비된 핫 플레이트가 도시되어 있다. 도 3은 위에서 본 평면도이고, 도 4는 앞에서 본 정면도이다. 도면에서 부호 1로 지시된 것은 웨이퍼(2)가 탑재되는 몸체이다. 몸체(1)의 내부에는 웨이퍼(2)의 탑재시 웨이퍼를 승강시키는 업-다운 핀(3)과 웨이퍼를 가열하기 위한 열선이 설치된다. 또한, 몸체(1)와 웨이퍼(2) 사이에 간극을 형성시키는 갭 스페이서(4)가 몸체(1)의 원주를 따라 적어도 3개 이상 장착된다. 도면에는 3개의 갭 스페이서가 도시되어 있으나 반드시 3개로만 한정되지는 않는다. 상기 각 갭 스페이서(4)는 몸체(1)의 외주면과 상면 일측에 걸쳐지는 대략 '' 형상을 가지며, 웨이퍼가 반드시 몸체의 정중앙에 탑재되도록 안내하는 경사면(4a)을 가진다. 경사면(4a)의 단부에는 웨이퍼(2)가 탑재되는 받침대(4b)가 형성되며, 받침대(4b)의 두께는 웨이퍼와 몸체 사이에 형성되는 간극의 최소 간격이다. 따라서, 웨이퍼(2)가 갭 스페이서(4)의 받침대(4b)에 놓여지면, 몸체의 상면과 웨이퍼(2)의 하면 사이에는 간극이 생기게 된다. 한편, 갭 스페이서(4)의 외측면에는 상하로 긴 관통공이 형성되고, 높이조정나사(5)가 갭 스페이서(4)의 관통공을 관통하여 핫 플레이트의 외주면에 체결된다. 따라서, 높이조정나사(5)를 풀고 갭 스페이서(4)를 관통공이 이동되는 범위내에서 상하로 이동시키고 다시 높이조정나사(5)를 단단히 죄어주는 것에 의해 갭 스페이서(4)의 높이, 즉 웨이퍼(2)가 놓이는 받침대(4b)의 높이가 조절된다.
상기와 같이 구성되는 핫 플레이트에 있어서, 웨이퍼(2)는 갭 스페이서(4)의 받침대(4b) 상에 놓여지며, 웨이퍼(2)가 갭 스페이서(4)의 정중앙에 놓이지 않는 경우에도 웨이퍼(2)는 갭 스페이서(4)의 경사면(4a)을 따라 미끄어져 정중앙에 놓이게 된다. 이에 따라 웨이퍼(2)의 하면과 몸체(1)의 상면 사이에는 간극이 형성되며, 이 간극에 의해 열선으로부터 발생되는 열은 몸체(1)로부터 웨이퍼(2)에 직접 전달되지 않고, 간극을 통해 간접적으로 전달된다. 즉, 몸체(1')로부터 전달되는 열은 간극에 충만된 공기를 가열하며, 가열된 공기는 웨이퍼(2) 전체를 균일하게 가열한다.
또한, 높이조정나사(5)를 이용하여 갭 스페이서(4)를 상승 또는 하강시킴으로써 몸체(1)와 웨이퍼(2)의 간극을 조정하는 것에 의하여, 가열 온도의 정밀한 제어가 가능하다.
상기된 바와 같은 본 고안에 따른 갭 스페이서가 구비된 핫 플레이트는 핫 플레이트와 웨이퍼 사이에 형성되는 간극에 의해 웨이퍼 전체를 균일하게 가열할 수 있고, 간극의 조정에 의해 정밀한 온도 제어가 가능해 웨이퍼 상에 형성되는 패턴 품질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다

Claims (2)

  1. 포스트-익스포즈 베이킹 공정에서, 웨이퍼를 탑재하여 가열하는 것으로서,
    내부에 웨이퍼를 승강시키는 수개의 업-다운 핀과 웨이퍼를 가열하기 위한 열을 발생시키는 열선을 가지는 몸체;
    몸체의 원주면을 따라 적어도 3곳 이상에 장착되며, 웨이퍼와 몸체 사이에 간극을 형성시키는 갭 스페이서; 및
    상기 갭 스페이서의 높이를 조절하기 위한 높이조정나사를 포함하는 것을 특징으로 하는, 갭 스페이서가 구비된 핫 플레이트.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 갭 스페이서는 웨이퍼가 항상 핫 플레이트의 정중앙에 탑재되도록 안내하는 경사면을 가지는 것을 특징으로 하는 갭 스페이서가 구비된 핫 플레이트.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100300679B1 (ko) * 1999-08-21 2001-11-01 김광교 웨이퍼 가공용 베이크의 웨이퍼 높낮이 조절장치

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