KR200177581Y1 - 하드-베이킹장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 포토 리소그라피공정에서 현상후 웨이퍼 표면과 포토 레지스트와의 부착력을 향상시키기 위하여 행하는 하드-베이킹장치에 관한 것으로, 복수개의 웨이퍼가 담긴 카세트를 지지하는 캐리어 받침대가 구비된 챔버와, 상기 챔버의 외부에 설치되어 챔버를 공정 온도로 가열하는 히터와, 상기 챔버내의 온도를 감지하여 제어하기 위한 열센서를 구비하는 하드-베이킹장치에 있어서, 상기 챔버의 내부 중간부에 설치되어 챔버내의 온도 분포가 균일하도록 환풍하는 수단과, 상기 챔버의 일측벽에 형성된 웨이퍼가 출입구를 통하여 발생되는 도어 오픈시의 열손실을 방지하기 위한 질소 커튼부를 구비한 구조로 되어 있다. 이와 같이된 본 고안의 하드-베이킹장치에 의하면, 챔버 내부의 환풍수단과 웨이퍼 출입구에 설치된 질소 커튼부에 의해 챔버내의 온도 분포가 일정하게 유지되고 또 도어 오픈시의 열손실을 최소화시킬 수 있으므로 공정의 안정화를 기할 수 있다. 또한 챔버내의 일정한 온도 유지 및 열손실의 최소화로 챔버의 크기 확장이 가능할 뿐만 아니라 로딩 가능한 풀 캐리어를 로딩하여 공정을 진행할 수 있으므로 생산성 향상을 기할 수 있다.

Description

하드-베이킹장치

제1도는 종래 일반적으로 사용되고 있는 하드-베이킹장치의 구조를 보인 단면도.

제2도 및 제3도는 본 고안에 의한 하드-베이킹장치를 설명하기 위한 도면으로써,

제2도는 본 고안에 따른 장치의 내부 구조를 보인 단면도이고,

제3도는 본 고안에 따른 장치의 외부 구조를 보인 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 챔버 2 : 히터

3 : 열센서 4 : 웨이퍼 출입구

5 : 도어 6 : 회전축

6a : 회전 날개 7 : 질소 커튼부

8 : 질소 공급관 8a : 질소 분사구

9 : 도어 센서

본 고안은 반도체 웨이퍼위에 도포된 포토 레지스트를 경화시키기 위하여 웨이퍼를 소정의 밀폐된 공간에 넣고 열을 가하면서 굽는 장치에 관한 것으로, 특히 포토 리소그라피공정에서 현상후 웨이퍼 표면과 포토 레지스트와의 부착력을 향상시키기 위하여 행하는 하드-베이킹장치에 관한 것이다.

하드-베이크(hard-bake)는 반도체 소자 제조 공정 중, 패턴 트랜스퍼(pattern transfer)를 목적으로 식각을 하는 공정에서 웨이퍼 표면과 포토 레지스트와의 부착력 불량에 의한 언더 컷(under cut)등 불완전한 식각 패턴의 발생을 방지하기 위하여 웨이퍼위의 포토 레지스트를 경화시키는 공정이다.

이와 같은 하드-베이크는 현상 공정을 마친 웨이퍼를 소정의 밀폐 공간에 넣고 열을 가하면서 굽는 것으로 진행되며, 이와 같은 공정에 사용되는 장비를 하드-베이킹장치라 한다.

상기한 바와 같은 하드-베이킹장치의 전형적인 한 예가 제1도에 도시되어 있는 바, 이를 간단히 살펴보면 다음과 같다.

도면은 하드-베이킹장치의 단면도를 나타낸 것으로서, 도면에서 1은 챔버,

2는 발열 소스인 히터, 3은 열센서이다.

도시된 바와 같이, 상기 챔버(1)는 피공정체인 웨이퍼를 수용하는 것으로써, 중간부에는 웨이퍼를 지지하기 위한 캐리어 받침대(1a)가 설치되어 있고, 외부에는 발열 소스인 히터(2)가 설치되어 챔버(1)를 소정의 공정 온도로 가열하도록 되어 있으며, 상기 챔버(1)의 내부에는 그 내부의 온도를 감지하는 열센서(3)가 설치되어 있다. 또한 도시하지는 않았으나, 상기 챔버(1)의 일측벽에는 웨이퍼를 출입시키기 위한 출입구가 형성되어 있고, 이 출입구에는 도어가 회동 개폐 가능하게 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 종래의 하드-베이킹장치는 챔버(1)의 도어를 열고 복수개의 웨이퍼가 적재된 웨이퍼 캐리어를 캐리어 받침대(1a)위에 올려 로딩한 후 히터(2)로 가열하면서 공정을 진행하는 바, 챔버(1) 내부의 열센서(3)에 의해 감지되는 온도에 따라 공정 온도를 일정하게 유지하면서 공정을 진행한다.

그러나, 상기한 바와 같은 일반적인 하드-베이킹장치는 챔버(1)의 외부에 설치된 발열 소스인 히터(2)의 열이 대류 방식에 의해 챔버내로 전달되어 온도가 유지되는 구조로써 챔버의 상, 하단부간 온도 분포가 달라지는 경우가 발생하여 불완전한 공정이 이루어질 수 있는 문제가 있었다.

또한 종래의 하드-베이킹장치에 있어서는, 도어의 오픈시 발생하는 열손실을 방지할 수 없음에 따라 다음과 같은 문제가 발생된다. 즉 도어의 오픈으로 열손실이 발생하면 이를 보상하기 위하여 오버 히팅을 하게 되는데, 이에 따라 온도가 급상승하게 되어 열에 약한 포토 레지스트가 녹아 흘러내려 식각시 패턴 브리지등과 같은 심각한 패턴 불량을 야기시키는 등 제품에 치명적인 손상을 입히게 되는 문제가 있었고, 또 챔버내의 온도를 안정된 상태로 도달시키는데 많은 시간이 소요되는 문제도 있었다.

또한 종래의 장치는 상기한 바와 같은 열손실의 문제로 풀 로딩 가능 캐리어수가 8카세트임에도 불구하고 제한적으로 4카세트만을 로딩하여 사용함에 따른 생산성 저하의 문제가 있었고, 또 챔버내의 온도 불균일 문제로 챔버의 크기를 크게 하는데 한계가 있어 생산성 저하의 문제가 가중되고 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제를 감안하여 안출한 것으로, 챔버내의 온도 분포를 일정하게 유지할 수 있고, 또 도어 오픈시 발생하는 열손실을 최소화시켜 보다 안정된 공정을 진행할 수 있도록 한 하드-베이킹장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 본 고안의 목적은, 복수개의 웨이퍼가 담긴 카세트를 지지하는 캐리어 받침대가 구비된 챔버와, 상기 챔버의 외부에 설치되어 챔버를 공정 온도로 가열하는 히터와, 상기 챔버내의 온도를 감지하여 제어하기 위한 열센서를 구비하는 하드-베이킹장치에 있어서, 상기 챔버의 내부 중간부에 설치되어 챔버내의 온도 분포가 균일하도록 환풍하는 수단과, 상기 챔버의 일측벽에 형성된 웨이퍼 출입구를 통하여 발생되는 도어 오픈시의 열손실을 방지하기 위한 질소 커튼부를 구비하여 구성되는 하드-베이킹장치를 제공함으로써 달성된다.

상기 환풍수단은 수개의 회전 날개를 구비하여 챔버의 중간부에 수직으로 세워 설치되는 회전축과, 상기 회전축을 회전 구동시키기 위한 모터로 구성된다.

또한 상기 질소 커튼부는 외부의 질소 공급원으로부터 공급되는 질소가스를 챔버의 웨이퍼 출입구 상부에서 하부로 흘려주기 위한 복수개의 질소 분사구를 구비하여 출입구의 상단부에 설치되는 질소 공급관과, 상기 질소 공급관을 통한 질소의 분사를 도어의 개폐 동작에 따라 제어하기 위한 도어 센서로 구성된다.

이와 같이된 본 고안의 하드-베이킹장치에 의하면, 챔버내의 온도 분포가 일정하게 유지되고 또 도어 오픈시의 열손실을 최소화시킬 수 있으므로 공정의 안정화를 기할 수 있고, 챔버의 크기 확장이 가능할 뿐만 아니라 로딩 가능한 풀 캐리어를 로딩하여 공정을 진행할 수 있어, 생산성 향상을 기할 수 있다.

이하, 상기한 바와 같은 본 고안에 의한 하드-베이킹장치를 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.

첨부한 제2도 및 제3도는 본 고안에 의한 하드-베이킹장치를 설명하기 위한 도면으로써, 제2도는 본 고안에 따른 장치의 내부 구조를 보인 단면도이고, 제3도는 본 고안에 따른 장치의 외부 구조를 보인 사시도이다.

도면에서 1은 챔버, 2는 히터, 3은 열센서, 4는 웨이퍼 출입구, 5는 도어, 6은 회전축, 7은 질소 커튼부이다.

도시된 바와 같이, 본 고안에 의한 하드-베이킹장치의 기본 구조, 즉 챔버(1)의 내부에는 웨이퍼 카세트를 지지하는 캐리어 받침대(1a)가 중간부에 설치되고, 외부에는 챔버(1)내를 공정 온도로 가열하기 위한 히터(2)가 설치되며, 또한 챔버 내부의 온도를 감지하여 제어하기 위한 열센서(3)가 챔버 내부의 소정 위치에 설치된 기본 구조는 일반적인 하드-베이킹장치와 같다.

여기서, 본 고안은 상기 챔버(1)의 내부 중간부에 설치되어 챔버(1) 내부의 온도 분포가 균일하도록 환풍하는 수개의 회전 날개(6a)가 부착된 회전축(6)과, 챔버(1)의 일측벽에 형성된 웨이퍼 출입구(4)를 통하여 발생되는 도어 개방시의 열손실을 방지하기 위한 질소 커튼부(7)를 더 포함하고 있다.

상기 회전축(6)은 챔버(1) 내부의 온도 분포가 균일하도록 환풍하는 수단으로써, 챔버(1)의 내부 중간부에 수직으로 세워 설치되어 있으며, 이 회전축(6)에 수개의 회전 날개(6a)가 일정 간격을 유지하여 부착되어 있다. 또한 도면에서는 도시를 생략하고 있으나, 본 고안은 상기 회전축(6)을 회전구동시키기 위한 모터등과 같은 수단을 구비하고 있다.

상기 질소 커튼부(7)는 별도의 질소 공급원으로부터 공급되는 질소 가스를 웨이퍼 출입구(4)의 상부에서 하부로 흘려 보내기 위한 다수개의 질소분사구(8a)를 구비하여 출입구(4)의 상단에 설치되는 질소 공급관(8)과, 상기 질소 공급관(8)을 통한 질소의 분사를 도어(5)의 개폐 동작에 따라 제어하기 위한 도어 센서(9)로 구성되어 있다.

부연하면, 본 고안은 챔버(1) 내부에 회전 날개가 부착된 회전축을 설치하여 공정시 상기 회전축을 일정한 속도로 회전시킴으로써 챔버 내부의 온도를 일정하게 유지시키고, 또한 챔버의 웨이퍼 출입구에 질소 커튼부를 설치하여 도어 오픈시 자동으로 질소 커튼부가 동작하여 출입구를 차단하도록 구성함으로써 출입구를 통한 열손실을 최대한 방지하도록 구성한 것으로, 그외 여타 다른 구성은 일반적인 장치와 같으므로 동일 부호를 부여하여 설명하였다.

이하, 상기한 바와 같은 본 고안에 의한 하드-베이킹장치의 작용 및 그에 따르는 효과를 살펴본다.

먼저, 출입구(4)의 도어(5)를 열고 웨이퍼가 담긴 카세트를 챔버 내부의 캐리어 받침대(1a)에 올려 로딩한 후, 도어(5)를 닫고 히터(2)를 이용하여 열을 가하면서 굽기 공정을 진행하는 작용은 일반적인 장치와 같다. 이 때 종래에는 챔버 내부의 온도 불균일 및 웨이퍼 출입구를 통한 열손실이 문제시 되었으나, 본 고안에서는 챔버 내부의 회전축이 회전하는 것에 의하여 내부의 공기(가열된 공기)가 고르게 확산되게 되므로 챔버 내부의 온도를 보다 일정하게 유지할 수 있다. 또한 도어의 오픈시 출입구에 자동으로 질소 커튼이 쳐져 챔버와 외부를 차단하게 되므로 이를 통한 열손실을 방지할 수 있다. 따라서 보다 안정된 공정을 진행할 수 있고, 로딩 가능한 풀 캐리어를 로딩하여 공정을 진행할 수 있으므로 생산성을 향상시킬 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안의 하드-베이킹장치에 의하면, 챔버 내부의 환풍수단과 웨이퍼 출입구에 설치된 질소 커튼부에 의해 챔버내의 온도 분포가 일정하게 유지되고 또 도어 오픈시의 열손실을 최소화시킬 수 있으므로 공정의 안정화를 기할 수 있다. 또한 챔버내의 일정한 온도 유지 및 열손실의 최소화로 챔버의 크기 확장이 가능할 뿐만 아니라 로딩 가능한 풀 캐리어를 로딩하여 공정을 진행할 수 있으므로 생산성 향상을 기할 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 고안에 의한 하드-베이킹장치를 실시하기 위한 하나의 실시례에 불과한 것으로, 이하 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (1)

1. 복수개의 웨이퍼가 수납된 카세트를 지지하는 캐리어 받침대(1a)가 구비된 챔버(1), 상기 챔버(1)의 내부 중간부에 설치되어, 상기 챔버(1)내의 온도 분포가 균일하도록 환풍하는 수단, 상기 챔버(1)의 일측벽에 형성된 웨이퍼 출입구(4)를 통하여 발생되는 도어(5) 오픈시의 열손실을 방지하기 위한 질소 커튼부(7), 상기 챔버(1)의 외부에 설치되어, 상기 챔버(1)를 공정 온도로 가열하는 히터(2), 및 상기 챔버(1)내의 온도를 감지하여 제어하기 위한 열센서(3)을 포함하고, 상기 환풍 수단은 수개의 회전 날개(6a)를 구비하여 챔버(1)의 중간부에 수직으로 세워 설치되는 회전축(6)과, 상기 회전축(6)을 회전 구동시키기 위한 모터로 구성되며, 상기 질소 커튼부(7)는 질소 공급원으로부터 공급되는 질소 가스를 챔버(1)의 웨이퍼 출입구(4) 상부에서 하부로 흘려주기 위한 복수개의 질소 분사구(8a)를 구비하여 출입구(4)의 상단부에 설치되는 질소 공급관(8)과, 상기 질소 공급관(8)을 통한 질소의 분사를 도어(5)의 개폐 동작에 따라 제어하기 위한 도어 센서(9)로 구성된 것을 특징으로 하는 하드-베이킹 장치.