KR20000024752A - 열처리 장치 - Google Patents

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.

Description

열처리 장치(a heat treatment equipment )

본 발명은 반도체 제조 장치인 열처리 장치에 관한 것이다.

열처리 장치는 주로 포토 마스킹 공정의 베이크(bake) 공정에서 사용되고 있으며, 일반적으로 베이크 장치라고 한다.

도 1은 종래 베이크 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.

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.

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.

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.

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.

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.

도 1은 종래 열처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면;

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면;

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치의 사용상태도;

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치의 또 다른 사용상태도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

12 : 챔버 14 : 받침대

16 : 배기 라인 18 : 웨이퍼

20 : 열기공급라인 22 : 믹스 팬

24 : 밸브 30 : 히터

40 : 에어공급부

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.

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.

이와 같은 본 발명에서 상기 열기공급라인상에 상기 더운 에어의 흐름을 제어하기 위한 밸브를 더 포함한다.

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.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 박막형성장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.

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.

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.

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.

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.

이러한 구조를 갖는 열처리 장치의 작동은 다음과 같다.

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.

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.

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.

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.

Claims (3)

1. 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 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 받침대는 상기 웨이퍼의 저면을 지지하되 그 지지하는 부분을 최소화하여 더운 공기가 상기 웨이퍼 저면의 넓은 면적으로 분출될 수 있는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 열기공급라인상에 상기 더운 에어의 흐름을 제어하기 위한 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.