KR20010003931A - 반도체소자 제조를 위한 트랙 장비의 웨이퍼 베이크 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 베이크 유니트 커버가 오픈되더라도 외부 공기가 유입되는 것을 방지함과 더불어 가열된 공기가 웨이퍼 상면으로 공급되도록하여 웨이퍼 전체의 온도를 균등하게 해주므로써, 베이크 장치 내부로의 외부공기 유입으로 인한 불균일한 웨이퍼 냉각을 방지하여, 패턴의 균일도 저하를 방지할 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 웨이퍼(2) 가열을 위한 핫플레이트(1)와, 상기 핫플레이트(1) 내에 설치되어 웨이퍼(2)를 지지하는 웨이퍼 지지핀(3)과, 상기 핫플레이트(1) 상부를 커버(4)하는 베이크 유니트 커버(4)와, 상기 베이크 유니트 커버(4)에 형성된 흄배출공(400)을 통해 베이킹시 발생하는 흄을 배출시키는 배출라인(5)을 구비한 웨이퍼 베이크 장치에 있어서; 상기 베이크 유니트 커버(4)를 통해 베이크 장치 내부로 고온의 기체를 공급하기 위한 고온기체 공급수단과, 상기 고온기체 공급수단을 통해 웨이퍼(2) 상부로 공급되는 기체를 소정의 온도로 가열시키기 위한 공급기체 가열수단이 구비됨을 특징으로 하는 반도체소자 제조를 위한 트랙 장비의 웨이퍼 베이크 장치가 제공된다.

Description

반도체소자 제조를 위한 트랙 장비의 웨이퍼 베이크 장치{device for baking wafer of track apparatus in fabrication of semiconductor}

본 발명은 반도체소자 제조를 위한 트랙 장비의 웨이퍼 베이크 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 베이크 장치의 구조 개선을 통해 웨이퍼에 대한 냉각이 균일하게 이루어질 수 있도록 한 것이다.

도 1 및 도 2를 참조하여 종래 트랙 방비의 웨이퍼 베이크 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.

현재 포토 공정에 사용되는 사용되고 있는 트랙 장비를 구성하는 베이크 장치는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 상부에 로딩된 웨이퍼(2)를 가열하기 위한 핫플레이트(1)(Hot plate)와, 상기 핫플레이트(1) 상부에 설치되며 중앙부에 베이킹시 발생하는 흄(fume) 배출을 위해 복수개의 배출공(400)이 형성되는 베이크 유니트 커버(4)와, 상기 베이크 유니트 커버(4) 상부면 중앙부에 연결되어 상기 커버(4)의 배출공(400)을 통과한 흄을 외부로 배출시키는 배출라인(5)과, 상기 배출라인(5) 상에 설치되는 배출펌프(6)가 구비된다.

이와 같이 구성된 종래의 베이크 장치를 이용한 베이크 공정은 다음과 같이 진행된다.

먼저, 감광제 도포가 완료된 웨이퍼나 노광이 끝난 웨이퍼, 또는 현상(develop)이 수행된 웨이퍼는 베이크 장치에 로딩된다.

즉, 웨이퍼 베이크 장치내로 들어온 웨이퍼(2)는 핫플레이트(1) 상부로 상승한 웨이퍼 지지핀(3) 상부에 안착된다.

이어, 웨이퍼 지지핀(3)이 하강하면서 베이크 유니트 커버(4) 또한 하강하여 닫히게 되며, 이에 따라 웨이퍼(2)는 핫플레이트(1)에 근접하게 된다.

이와 같이 베이크 장치 내에 웨이퍼(2)의 로딩이 완료된 다음에는 정해진 온도 조건에서 정해진 시간동안 웨이퍼(2)에 대한 베이킹이 이루어지게 된다.

이 때, 베이킹시 웨이퍼(2)로부터 발생하는 솔벤트 성분등의 흄은 배출펌프(6)의 압송작용에 의해 베이크 유니트 커버(4)의 중앙부에 구비된 흄배출공(400)을 통과한 다음 배출라인(5)을 통해 외부로 배출된다.

그 후, 베이킹이 종료되면, 베이크 유니트 커버(4) 및 웨이퍼 지지핀(3)이 상승하게 되며, 베이크 유니트 커버(4) 및 웨이퍼 지지핀(3)의 상승이 완료된 후에는 웨이퍼(2)가 언로딩되어 베이크 장치를 벗어나게 된다.

한편, 종래에는 웨이퍼(2)가 베이크 장치 내에 로딩되는 시점부터 웨이퍼(2)의 베이킹이 완료되어 웨이퍼(2)의 언로딩이 완료되는 시점에 이르기까지 베이크 공정의 전과정에 걸쳐 베이크 유니트 커버(4)에 형성된 흄배출공(400)을 통해 흄 및 공기에 대한 배출이 이루어지게 된다.

따라서, 이와 같은 종래에는 웨이퍼 베이크 장치에서의 베이킹 작업이 종료되고 난 후에 베이크 유니트 커버(4) 오픈시, 상기 커버(4)에 형성된 흄배출공(400)을 통해 흄 배출이 실시됨과 더불어 베이크 장치 내부의 온도(약 90∼150℃)에 비해 온도가 낮은 외부공기(약 23℃)가 베이크 장치 내부로 유입되는 단점이 있었다.

이로 인해, 종래에는 웨이퍼(2)에 대한 냉각이 불균일하게 이루어져 웨이퍼(2) 내의 CD(Critical Dimension) 균일성이 떨어지게 되는 문제점이 있었다.

즉, 종래에는 베이크 유니트 커버(4) 오픈시 외부로부터 웨이퍼 중심쪽으로 유입되는 공기에 의해 웨이퍼(2)의 센터영역과 웨이퍼(2) 가장자리 영역간에 온도차로 인한 냉각 불균일 현상이 발생하게 되고, 이에 기인하여 패턴불량이 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 베이크 유니트 커버가 오픈되더라도 외부 공기가 유입되는 것을 방지함과 더불어 가열된 공기가 웨이퍼 상면으로 공급되도록하여 웨이퍼 전체의 온도를 균등하게 해주므로써, 베이크 장치 내부로의 외부공기 유입으로 인한 불균일한 웨이퍼 냉각을 방지하여, 패턴의 균일도 저하를 방지할 수 있도록 한 반도체소자 제조를 위한 트랙 장비의 웨이퍼 베이크 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 기술장치를 나타낸 종단면도

도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선을 나타낸 저면도

도 3은 본 발명의 기술장치를 나타낸 종단면도

도 4는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ선을 나타낸 저면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1:핫플레이트 2:웨이퍼

3:웨이퍼 지지핀 4:베이크 유니트 커버

400:흄배출공 401:고온기체 공급홀

5:배출라인 6:배출펌프

7:고온기체 압송용 펌프 8:고온기체 공급라인

9:히터 10:컨트롤러

11:온도센서

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 웨이퍼 가열을 위한 핫플레이트와, 상기 핫플레이트 내에 설치되어 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 지지핀과, 상기 핫플레이트 상부를 커버하는 베이크 유니트 커버와, 상기 베이크 유니트 커버에 형성된 흄배출공을 통해 베이킹시 발생하는 흄을 배출시키는 배출라인을 구비한 웨이퍼 베이크 장치에 있어서; 상기 베이크 유니트 커버를 통해 베이크 장치 내부로 고온의 기체를 공급하기 위한 고온기체 공급수단과, 상기 고온기체 공급수단을 통해 웨이퍼 상부로 공급되는 기체를 소정의 온도로 가열시키기 위한 공급기체 가열수단이 구비됨을 특징으로 하는 반도체소자 제조를 위한 트랙 장비의 웨이퍼 베이크 장치가 제공된다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부도면 도 3 및 도 4를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 기술장치를 나타낸 종단면도이고, 도 4는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ선을 나타낸 저면도로서, 본 발명은 웨이퍼(2) 가열을 위한 핫플레이트(1)와, 상기 핫플레이트(1) 내에 설치되어 웨이퍼(2)를 지지하는 웨이퍼 지지핀(3)과, 상기 핫플레이트(1) 상부를 커버(4)하는 베이크 유니트 커버(4)와, 상기 베이크 유니트 커버(4)에 형성된 흄배출공(400)을 통해 베이킹시 발생하는 흄을 배출시키는 배출라인(5)을 구비한 웨이퍼 베이크 장치에 있어서; 상기 베이크 유니트 커버(4)를 통해 베이크 장치 내부로 고온의 기체를 공급하기 위한 고온기체 공급수단과, 상기 고온기체 공급수단을 통해 웨이퍼(2) 상부로 공급되는 기체를 소정의 온도로 가열시키기 위한 공급기체 가열수단이 구비되어 구성된다.

이 때, 상기 고온기체 공급수단은, 베이크 유니트 커버(4) 일측에 흄배출공(400)과는 별도로 형성된 고온기체 공급홀(401)에 연결되어 가열된 기체를 베이크 장치 내부로 공급하는 고온기체 공급라인(8)과, 상기 고온기체 공급라인(8) 상에 설치되는 고온기체 압송용 펌프(7)로 이루어진다.

또한, 상기 공급기체 가열수단은, 상기 고온기체 공급라인(8) 상에 설치되어 고온기체를 가열시키는 히터(9)와, 상기 히터(9)의 작동여부를 제어하는 컨트롤러(10)와, 상기 베이크 유니트 커버(4) 하부면 일측에 설치되어 상기 베이크 장치 내부의 온도를 검출하여 컨트롤러(10)에 전달하는 온도센서(11)로 이루어진다.

한편, 상기 고온기체 공급홀(401)은 베이크 유니트 커버(4) 중앙부에 형성됨이 바람직하며, 기체는 N₂등이 주로 이용된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 웨이퍼 베이크 장치의 작용은 다음과 같다.

먼저, 감광액이 도포된 웨이퍼나 노광이 끝난 웨이퍼, 또는 현상이 끝난 웨이퍼가 웨이퍼 베이크 장치 내로 로딩되며, 로딩된 웨이퍼(2)가 웨이퍼 지지핀(3)의 하강에 따라 핫플레이트(1) 근접위치까지 하강하게 되며, 이와 동시에 베이크 유니트 커버(4)가 닫히게 되고, 핫플레이트(1)의 온도에 의해 정해진 시간동안 베이킹이 진행됨은 종래와 마찬가지이다.

그 후, 소정의 시간이 지나 베이킹이 종료되면 베이크 유니트 커버(4)가 열리게 되는데, 이때 흄배출 작용을 위한 배출펌프(6)의 작동이 중지되며, 이와 더불어 컨트롤러(10)의 제어에 의해 고온기체 압송용 펌프(7)가 작동하여 히터(9)에 의해 미리 가열되어 있는 고온의 기체가 고온기체 공급라인(8)을 통해 베이크 장치 내부로 공급된다.

즉, 베이크 유니트 커버(4)의 개방과 동시에 흄배출이 중지되면서, 고온기체 공급라인(8)을 통해 지속적으로 공급되는 고온의 기체가 베이크 유니트 커버(4)에 형성된 고온기체 공급홀(401)을 통해 커버(4) 하부로 배출되므로, 도 4에 나타낸 바와 같이 고온기체의 외부공기 차단작용에 의해 외부공기의 베이크 장치 내부영역으로의 유입이 방지되어 웨이퍼(2) 전면적의 온도가 균일한 온도로 유지된다.

이와 같이, 웨이퍼(2)의 온도를 균일하게 한 상태에서, 상기 베이크 장치로부터 웨이퍼(2)를 언로딩하면 상온에 웨이퍼(2) 전체가 노출되므로 인해, 웨이퍼(2)에 대한 냉각이 웨이퍼 전면에 걸쳐 동시에 균일하게 진행되어진다.

한편, 상기에서 히터(9)에 의해 미리 가열되어 있는 고온의 기체는, 베이킹 진행시 베이크 유니트 커버(4) 하부면 일측에 베이크 장치 내부의 온도를 검출하도록 설치된 온도센서(11)가 베이크 장치 내부의 온도를 검출하여 컨트롤러(10)에 전달하게 되고, 이에 따라 컨트롤러(9)에서 히터(9)를 제어하여 공급기체의 온도를 적절히 조절하거나, 베이크 장치 내부로 공급되는 공급기체의 풍량을 적절히 조절하게 된다.

즉, 온도센서(11)가 설치되는 경우에는 베이크 장치 내부의 온도제어가 보다 정밀하고 정확하게 이루어질 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술사상의 범주를 벗어나지 않는 한 여러 가지 형태로의 변경이 가능함은 물론이다.

이상에서와 같이, 본 발명은 베이크 유니트 커버가 오픈되더라도 외부 공기가 유입되는 것을 방지함과 더불어 가열된 공기가 웨이퍼 상면으로 공급되도록하여 웨이퍼 전체의 온도를 균등하게 해주게 된다.

이로써, 본 발명은 베이크 유니트 커버 오픈시 베이크 장치 내부로의 외부공기 유입으로 인해 발생하는 불균일한 웨이퍼 냉각을 방지할 수 있게 되며, 이에 따라 패턴의 균일도 저하를 방지할 수 있는 효과를 가져오게 된다.

Claims (3)

1. 웨이퍼 가열을 위한 핫플레이트와, 상기 핫플레이트 내에 설치되어 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 지지핀과, 상기 핫플레이트 상부를 커버하는 베이크 유니트 커버와, 상기 베이크 유니트 커버에 형성된 흄배출공을 통해 베이킹시 발생하는 흄을 배출시키는 배출라인을 구비한 웨이퍼 베이크 장치에 있어서;

   상기 베이크 유니트 커버를 통해 베이크 장치 내부로 고온의 기체를 공급하기 위한 고온기체 공급수단과,

   상기 고온기체 공급수단을 통해 웨이퍼 상부로 공급되는 기체를 소정의 온도로 가열시키기 위한 공급기체 가열수단이 구비됨을 특징으로 하는 반도체소자 제조를 위한 트랙 장비의 웨이퍼 베이크 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   고온기체 공급수단이,

   상기 베이크 유니트 커버 일측에 흄배출공과는 별도로 형성된 고온기체 공급홀에 연결되어 가열된 기체를 베이크 장치 내부로 공급하는 고온기체 공급라인과,

   상기 고온기체 공급라인 상에 설치되는 고온기체 압송용 펌프로 이루어짐을 특징으로 하는 반도체소자 제조를 위한 트랙 장비의 웨이퍼 베이크 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   공급기체 가열수단이,

   상기 고온기체 공급라인 상에 설치되어 고온기체를 가열시키는 히터와,

   상기 히터의 작동여부를 제어하는 컨트롤러와,

   상기 베이크 유니트 커버 하부면 일측에 설치되어 베이크 장치 내부의 온도를 검출하여 컨트롤러에 전달하는 온도센서로 이루어짐을 특징으로 하는 반도체소자 제조를 위한 트랙 장비의 웨이퍼 베이크 장치.