KR20040003373A - 냉각판 구조 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 냉각판 구조 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 노광공정시에 데워진 웨이퍼의 온도를 조절하기 위한 냉각판에 경사기능성재료를 사용하여 중심부의 온도가 낮고 가장자리의 온도는 높도록 하여 웨이퍼의 온도가 균일하게 냉각되도록 하여 웨이퍼의 변형을 방지할 뿐만아니라 웨이퍼에 도포된 감광막에 변형이 발생되는 것을 방지하도록 하는 매우 유용하고 효과적인 발명에 관한 것이다.

Description

냉각판 구조 및 그 제조방법 { A Chill Plate Structure Manufacturing Method Thereof }

본 발명은 웨이퍼를 냉각시키는 냉각판(Chill Plate)에 관한 것으로서, 특히, 노광공정시에 데워진 웨이퍼의 온도를 조절하기 위한 냉각판에 경사기능성재료를 사용하여 중심부의 온도가 낮고 가장자리의 온도는 높도록 하여 웨이퍼의 온도가 균일하게 냉각되도록 하여 웨이퍼의 변형을 방지할 뿐만아니라 웨이퍼에 도포된 감광막에 변형이 발생되는 것을 방지하도록 하는 냉각판 구조 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 웨이퍼 상에 임의의 패턴을 형성하기 위한 방법으로는 포토리소그라피(Photo Lithography)공정이 이용되고 있다. 이 공정은 식각베리어로서 감강막 패턴(Photoresist Pattern)을 형성하는 공정과; 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 식각대상층을 식각하는 공정으로 구분되며, 상기 감광막패턴을 형성하는 공정은, 식각대상물 상에 감광막을 도포하는 공정과; 특정 마스크를 이용하여 도포된 감광막을 노광하는 공정 및 노광된 부분 혹은 노광되지 않은 부분을 임의의 용액으로 제거하는 현상공정등으로 이루어진다.

이와 같은 리소그라피공정에서 감광막의 도포는, 감광막의 도포 두께가 후속하는 노광공정에 큰 영향을 준다. 이 것은 감광막의 도포 두께에 따라 노광공정에서의 초점심도(DOF)가 변화되기 때문이다.

이러한 감광막의 도포 과정에서 웨이퍼와 감광막의 접착성을 향상시키기 위하여 수분을 제거하게 되는 데, 약 150℃ 이상으로 오븐에서 웨이퍼를 가열한다.

그리고 냉각판에서 이 웨이퍼를 냉각시켜 웨이퍼의 변형을 막고 웨이퍼의 온도 불균일에 따른 감광막의 도포 불균일성을 방지한다.

이 때, 상기 냉각판은 약 23℃ 안밖으로 온도를 균일하게 유지하고, 재료는 단일재료를 사용한다.

도 1은 종래의 냉각판에서 잔류열이 분포되는 상태를 보인 도면으로서, 냉각판(1)의 상측면에 웨이퍼(2)를 안치하여 냉각시키는 경우, 냉각판(1)의 재질이 단일금속으로 이루어져 있으므로 중심 부분에 잔류열이 많고 가장자리에 잔류열이 별로 없는 그래프 형상을 나타내고 있다.

이와 같이, 상기 웨이퍼(2)를 냉각판(1)에 안치하여 냉각할 때, 웨이퍼의 열이 방출되는 경로가 웨이퍼의 위치에 따라서 차이가 발생하는 경우, 도포된 감광막에 단차가 발생할 뿐만아니라 웨이퍼에 변형이 발생하는 문제점을 지닌다.

또한, 웨이퍼가 전체적으로 균일하게 냉각되도록 기다려야 하므로 가장자리는 냉각되어졌으나 중심부분은 냉각이 이루어지지 않아 냉각시간이 많이 걸리므로 웨이퍼의 구경이 300mm로 커져가는 반도체 공정의 환경에 적절하게 대응하지 못하여 수율이 저하되는 단점도 지닌다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로서, 노광공정시에 데워진 웨이퍼의 온도를 조절하기 위한 냉각판에 경사기능성재료를 사용하여 중심부의 온도가 낮고 가장자리의 온도는 높도록 하여 웨이퍼의 온도가 균일하게 냉각되도록 하여 웨이퍼의 변형을 방지할 뿐만아니라 웨이퍼에 도포된 감광막에 변형이 발생되는 것을 방지하도록 하는 것이 목적이다.

도 1은 종래의 냉각판에서 잔류열이 분포되는 상태를 보인 도면이고,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각판의 온도 분포를 보인 도면이고,

도 3은 본 발명 다른 실시예에 따른 냉각판의 구조 및 온도 분포를 보인 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 냉각판 12 : 가장자리

14 : 중심부 16 : 오목부

본 발명의 목적은, 웨이퍼를 냉각하는 냉각판에 있어서, 상기 냉각판의 중심 부분에서 온도가 낮고, 가장자리 부분으로 갈수록 온도가 높도록 하는 경사기능성 재료를 사용하는 냉각판 구조를 제공함으로써 달성된다.

상기 냉각판에 함유되는 경사기능성재료는, 열전도도가 큰 Cu, Ag 또는 Al 중에 적어도 어느 하나를 함유한 재료이고, 중심에서 함유량이 적고 가장자리로 갈수록 점차적으로 함유량을 증가시키도록 구성된다.

그리고, 본 발명의 목적은, 웨이퍼를 냉각하는 냉각판에 있어서, 상기 냉각판의 중심부분에서 가장자리로 갈수록 점차적으로 두꺼워지도록 오목부를 형성한 것을 특징으로 하는 온도를 균일화한 냉각판 구조를 제공함으로써 달성된다.

또한, 본발명의 목적은, 포토리소그라피 공정에서 베이크한 후, 감광막을 도포하기 전에 웨이퍼를 냉각판으로 냉각하는 방법에 있어서, 상기 냉각판의 중심부분에는 열전도도가 큰 재질을 적게 사용하고, 가장자리에는 열전도도가 큰 재질을 많이 사용하여 냉각판에 안치된 웨이퍼의 열 배출을 균일하게 유지하도록 하는 온도를 균일화한 냉각판 제조방법을 제공함으로써 달성된다.

이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명의 일 실시예의 구성을 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각판의 온도분포를 보인 도면이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각판의 구조 및 온도분포를 보인 도면이다.

본 발명의 구성은, 웨이퍼(20)를 냉각하는 냉각판(10)에 있어서, 상기 냉각판(10)의 중심 부분에서 온도가 낮고, 가장자리 부분으로 갈수록 온도가 높도록 하는 경사기능성 재료를 사용 한다.

상기 냉각판(10)에 함유되는 경사기능성재료는, 열전도도가 큰 Cu, Ag 또는 Al 중에 적어도 어느 하나를 함유한 재료이고, 중심에서 함유량이 적고 가장자리로 갈수록 점차적으로 함유량을 증가시키도록 구성된다.

상기 냉각판(10)을 분말야금법으로 제조하여 상기 냉각판(10)의 중심과 가장자리의 재료 분포를 다르게 구성하도록 한다.

그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(20)를 냉각하는 냉각판(10)에 있어서, 상기 냉각판(10)의 중심부분에서 가장자리로 갈수록 점차적으로 두꺼워지도록 오목부(16)를 형성하여 냉각판(10)의 온도 분포를 조절 한다.

상기 냉각판(10)에 형성되는 오목부(16)를 측면에서 볼 때, 완만한 곡률을 갖는 원호형상으로 형성된다.

이하, 본 발명에 따른 냉각판 제조방법을 살펴 보도록 한다.

먼저, 포토리소그라피 공정에서 베이크한 후, 감광막을 도포하기 전에 웨이퍼(20)를 냉각판(10)으로 냉각하는 방법에 있어서, 상기 냉각판(10)의 중심부분에는 열전도도가 큰 경사기능성재질을 적게 사용하고, 가장자리에는 열전도도가 큰 경사기능성재질을 많이 사용하여 냉각판(10)에 안치된 웨이퍼(20)의 열 배출을 균일하게 유지하도록 제조한다.

이와 같이 제조된 냉각판(10)은, 중심부분에서 느른 열의 배출이 이루어져서 온도가 낮게 나타나고, 가장자리부분은 열의 배출이 빠르므로 온도가 높게 나타난다.

따라서, 상기 냉각판(10)의 중심부분에서 잔류열이 높게 나타나고 자장자리에서 낮게 나타나는 것을 상기 새로운 냉각판(10) 구조가 중심부분에서 열을 서서히 배출하고 가장자리에서 빠르게 배출하므로 전체적으로 냉각판(10)의 냉각속도가 균일하게 이루어지는 결과를 도출하게 된다.

따라서, 상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 냉각판을 이용하면, 노광공정시에 데워진 웨이퍼의 온도를 조절하기 위한 냉각판에 경사기능성재료를 사용하여 중심부의 온도가 낮고 가장자리의 온도는 높도록 하여 웨이퍼의 온도가 균일하게 냉각되도록 하여 웨이퍼의 변형을 방지할 뿐만아니라 웨이퍼에 도포된 감광막에 변형이 발생되는 것을 방지하도록 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.

Claims (5)

1. 웨이퍼를 냉각하는 냉각판에 있어서,

   상기 냉각판의 중심 부분에서 온도가 낮고, 가장자리 부분으로 갈수록 온도 가 높도록 하는 경사기능성 재료를 사용하는 것을 특징으로 하는 냉각판 구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 경사기능성재료는, 열전도도가 큰 Cu, Ag 또는 Al 중에 적어도 어느 하나를 함유한 재료이고, 중심에서 함유량이 낮고 가장자리로 갈수록 점차적으로 함유량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 냉각판 구조.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 냉각판을 분말야금법으로 제조하는 것을 특징으로 하는 냉각판 구조.
4. 웨이퍼를 냉각하는 냉각판에 있어서,

   상기 냉각판의 중심부분에서 가장자리로 갈수록 점차적으로 두꺼워지도록 오목부를 형성한 것을 특징으로 하는 냉각판 구조.
5. 포토리소그라피 공정에서 베이크한 후, 감광막을 도포하기 전에 웨이퍼를 냉각하도록 하는 냉각판 제조 방법에 있어서,

   상기 냉각판의 중심 부분에는 열전도도가 큰 재질을 적게 사용하고, 가장자리에는 열전도도가 큰 재질을 많이 사용하여 냉각판에 안치된 웨이퍼의 열 배출을 균일하게 유지하도록 하는 냉각판 제조방법.