KR20020066537A - 반도체 제조용 베이커 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조용 베이커 장치에 관한 것으로, 본 발명의 베이커 장치는 일면에 포토레지스트가 도포된 웨이퍼; 웨이퍼가 안착되는 핫플레이트; 핫플레이트에 설치되어 웨이퍼를 가열하되 다수의 열선이 메트릭스 형태로 배치된 가열히터를 구비하고, 가열히터는 매트릭스 형태로 배치된 제 1가열히터와 제 1가열히터와 겹쳐져서 다층을 이루되 제 1가열히터의 열선 사이 공간부분으로 열선이 위치하도록 매트릭스 형태로 배치된 제 2가열히터를 포함하는 것으로 이러한 본 발명에 따른 반도체 제조용 베이커 장치는 가열히터의 열선 사이에 형성되는 공간부를 최소화할 수 있도록 열선의 배치형태를 매트릭스 형태로 구현하고, 또한 매트릭스 형태로 된 가열히터를 복수개 서로 겹쳐지도록 하여 균일한 온도분포에 의한 보다 균일한 상태의 포토 레지스트 보호막이 형성되도록 하는 효과가 있다.

Description

반도체 제조용 베이커 장치{Bake apparatus for semiconductor manufacturing}

본 발명은 반도체 제조용 베이커 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 웨이퍼 상에 포토 레지스트 보호막을 코팅한 후 이 포토 레지스트 보호막을 경화시키기 위해 열을 가하여 굽는 반도체 제조용 베이커 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조 공정중 베이커 공정은 웨이퍼 상에 보호막을 형성하는 공정으로서 보호막의 재질로 비감광성 포토레지스트를 사용하고 있다. 따라서 웨이퍼 상에 포토레지스트를 도포한 후 베이커 장치 내에 웨이퍼를 넣고 설정된 온도로 가열하여 도포된 포토레지스트를 경화시킴으로써 보호막이 형성되도록 한다.

이러한 베이커 공정을 수행하기 위한 베이커 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 웨이퍼(11)가 안착되는 핫플레이트(10)와, 이 핫플레이트(10)의 하부에 설치되되 나선형상으로 반경방향을 따라 설치되며 각각의 열선이 소정간격 이격되어 배치된 가열히터(20)를 구비하고, 가열히터(20)의 중심부분에는 온도센서(21)가 장착되어 있다.

이러한 구성으로 된 종래 베이커 장치는 포토레지스트(12)가 도포된 웨이퍼(11)가 베이커 장치의 핫플레이트(10) 상부에 안착되면 전원이 공급되어 가열히터(20)로 부터 대략 80℃ - 120℃ 정도의 열이 웨이퍼(11)에 수분동안 가해지게 되고, 이로 인해 포토레지스트(12)의 경화로 보호막이 형성되게 된다.

그런데, 이러한 종래 베이커 장치의 핫플레이트(10)에 설치된 가열히터(20)는 반경방향으로 다수의 열선이 배치된 상태이기 때문에 중심부분과 가장자리 부분 사이의 온도분포가 고르지 않으며, 특히 가장자리 부분에서의 온도가 중심부분보다 상당히 낮을 수 있다.

그리고 온도를 감지하는 온도센서(21)가 중심부분 한군데에만 설치되어 있기 때문에 핫플레이트(10) 전체의 온도 상태를 제대로 판별하여 제어할 수 없고, 또한 가열히터(20)의 열선들 사이의 이격 공간이 상당히 크기 때문에 가열히터(20)에 의하여 웨이퍼(11) 전체에 균일한 온도의 열이 전달되지 않아 웨이퍼(11)에 형성된 보호막의 균일도가 제대로 유지되지 않으며, 이러한 이유로 이후 반도체 제조공정에서의 미세 회로패턴 형성에 상당한 지장을 초래하여 반도체 디바이스의 제조 수율을 떨어뜨리는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 베이커 장치에서 핫플레이트에 설치된 열선의 설치상태를 개선하여 핫플레이트로부터 웨이퍼로 보다 균일한 상태의 온도 공급이 이루어질 수 있도록 하여 웨이퍼에 보다 균일한 상태의 포토 레지스트 보호막이 형성될 수 있도록 한 반도체 제조용 베이커 장치를 제공하기 위한 것이다.

도 1은 종래의 반도체 제조용 베이커 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 반도체 제조용 베이커 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 반도체 제조용 베이커 장치의 가열히터를 도시한 확대 사시도이다.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

100...핫플레이트

110...웨이퍼

120...포토레지스트

200...제 1가열히터

210...제 1온도센서

220...제 1전원

300...제 2가열히터

320...제 2온도센서

320...제 2전원

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 제조용 베이커 장치는 포토레지스트가 도포된 웨이퍼가 안착되는 핫플레이트; 상기 핫플레이트에 설치되어 상기 웨이퍼를 가열하되 다수의 열선이 메트릭스 형태로 배치된 가열히터를 구비한다.

그리고 상기 가열히터는 매트릭스 형태로 배치된 제 1가열히터와 상기 제 1가열히터와 겹쳐져서 다층을 이루되 상기 제 1가열히터의 열선 사이 공간부분으로 열선이 위치하도록 매트릭스 형태로 배치된 제 2가열히터를 포함한다.

또한, 상기 제 1가열히터의 하부에는 제 1온도센서가 설치되고, 상기 제 2가열히터의 하부에는 제 2온도센서가 설치된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 반도체 제조용 베이커 장치에 따른 하나의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 반도체 제조용 베이커 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 전 단계에서 스핀 코팅으로 포토레지스터(120)가 도포된 웨이퍼(110)가 상면에 안착되는 핫플레이트(100)를 구비하고, 이 핫플레이트(100)의 하부에 핫플레이트(100)를 통하여 웨이퍼(110)를 가열하는 가열히터(200)(300)가 설치된다.

여기서 이 가열히터(200)(300)는 핫플레이트(100)의 하측에 먼저 설치된 제 1가열히터(200)와 이 제 1가열히터(200)의 하부에 설치된 제 2가열히터(300)로 마련되고, 각각의 가열히터(200)(300)의 하부에는 가열시의 온도를 감지하는 제 1온도센서(210)와 제 2온도센서(310)가 설치된다.

이를 보다 상세히 설명하면, 제 1가열히터(200)는 메트릭스 형태로 다수의 열선(200a)이 배치된 상태로 마련되고, 제 1전원(220)에 의하여 별도로 전원의 공급과 제어가 이루어지도록 되어 있으며, 제 1온도센서(210)에 의하여 제 1가열히터(200)의 온도 감지가 이루어지도록 되어 있다.

그리고 제 2가열히터(300)는 제 1가열히터(200)와 마찬가지로 메트릭스 형태로 된 다수의 열선(300a)이 배치된 상태로 마련되는데, 그 설치상태는 제 1가열히터(200)와 겹쳐진 형태인다. 그리고 이 제 2가열히터(300)의 열선(300a)들은 제 1가열히터(200)의 열선(200a) 사이 공간부에 위치하도록 배치되어 있다.

이러한 배치 상태는 제 1가열히터(200)의 열선(200a)이 위치하지 않은 공간 부분에서의 가열온도 유지가 가능하도록 하여 핫플레이트(100) 전체에서의 보다 균일한 온도 분포가 실현될 수 있도록 한다.

이하에서는 전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 반도체 제조용 베이커 장치의 작용상태에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 반도체 제조용 베이커 장치의 작용상태는 먼저 웨이퍼(110)에 스핀 코팅장치로 포토 레지스트(120)막을 도포한 후 웨이퍼(110)를 베이커 장치의 챔버 내부로 진입시켜 베이커 장치의 핫플레이트(100) 위에 안착시킨다.

그리고 웨이퍼(110)가 핫플레이트(100) 위에 안착되면 다음으로 제 1가열히터(200)와 제 2가열히터(300)를 작동하여 핫플레이트(100)를 통하여 웨이퍼(110)에 80℃ - 120℃ 정도의 열을 1 - 2분 동안 가하여 웨이퍼(110)를 굽는다. 이에 따라포토레지스트(120)는 경화되어 웨이퍼(100)의 표면에 포토레지스트 보호막이 형성되게 된다.

이때 각각의 가열히터(200)(300)의 작동은 먼저 메트릭스 상태의 제 1가열히터(200)를 통하여 웨이퍼(110) 전체에 가능한 균일하게 온도가 전달되게 된다. 이때 제 1가열히터(200)의 열선(200a)이 위치하지 않는 부분은 상대적으로웨이퍼(110)에 가해지는 온도가 낮다.

그러나 이 공간부에 대해서는 제 2가열히터(300)의 열선(300a)이 위치하고 있기 때문에 제 1가열히터(200)에 의하여 미쳐 가열되지 않는 부분인 제 1가열히터(200)의 공간부에 대해서는 제 2가열히터(300)에 의하여 열이 제공되게 되어 전체적으로 보다 더 균일한 분포 상태로 온도가 가해지게 되어 웨이퍼(110)에 대한 가열이 수행되도록 한다.

한편, 각각의 가열히터(200)(300)의 하부에 설치된 온도센서(210)(310)들은 가열히터(200)(300)의 하부 다른 부분에도 다수개 위치별로 설치할 수 있다.

따라서 제 1가열히터(200) 또는 제 2가열히터(300) 측의 온도센서(210)(310) 중 하나가 고장나더라도 다른 온도센서(210)(310)가 온도상태를 감지하기 때문에 잘못된 온도값에 의한 오류를 줄일 수 있고, 보다 정밀하게 온도를 제어할 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 베이커 장치에 마련된 각각의 가열히터(200)(300)들은 제 1전원(220)과 제 2전원(320)에 의해 별도로 전원의 공급과 제어가 이루어지도록 되어 있으므로 핫플레이트(100)의 위치별로 온도제어가 이루어질 수 있게 된다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 반도체 제조용 베이커 장치는 서로 겹쳐지도록 되며 그 형태가 매트릭스 형태로 된 복수개의 가열히터(200)(300)를 구비하도록 한 것이다. 그러나 본 발명의 실시예와 달리 가열히터(200)(300)의 열선(200a)(300a) 형태를 굴곡진 매트릭스 형태로 구현할 수 있고, 또는가열히터(200)(300)의 수를 보다 가변적으로 적용할 수 있을 것이다.

그러나 기본적으로 복수개의 가열히터(200)(300)를 겹쳐진 형태로 구현하거나, 또는 그 각각의 가열히터(200)(300)가 매트릭스 형태로 구현되도록 한 것이라면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.

이상과 같은 본 발명에 따른 반도체 제조용 베이커 장치는 가열히터의 열선 사이에 형성되는 공간부를 최소화할 수 있도록 열선의 배치형태를 매트릭스 형태로 구현하고, 또한 매트릭스 형태로 된 가열히터를 복수개 서로 겹쳐지도록 하여 균일한 온도분포에 의한 보다 균일한 상태의 포토 레지스트 보호막이 형성되도록 하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 일면에 포토레지스트가 도포된 웨이퍼;

   상기 웨이퍼가 안착되는 핫플레이트;

   상기 핫플레이트에 설치되어 상기 웨이퍼를 가열하되 다수의 열선이 메트릭스 형태로 배치된 가열히터를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 베이커 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 가열히터는 매트릭스 형태로 배치된 제 1가열히터와 상기 제 1가열히터와 겹쳐져서 다층을 이루되 상기 제 1가열히터의 열선 사이 공간부분으로 열선이 위치하도록 매트릭스 형태로 배치된 제 2가열히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 베이커 장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 제 1가열히터의 하부에는 제 1온도센서가 설치되고, 상기 제 2가열히터의 하부에는 제 2온도센서가 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 베이커 장치.