KR20050029802A - Baking apparatus for semiconductor wafer - Google Patents

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Abstract

A baking apparatus of a semiconductor wafer is provided to adjust a bake temperature to a desired temperature by controlling the amount of exhaust gas and an opening/shutting state of a cover. A hot plate(15) is installed in a chamber in order to bake a wafer at a predetermined temperature. A cover(17) is installed at a top side of the chamber and is operated by a driving unit. A temperature sensor(19) is used for sensing a temperature of the hot plate. An exhaust line(21) is used for exhausting the vaporized gas in a bake process. An exhaust valve(23) is installed on the exhaust line in order to control the flow of the exhausted gas. A controller(25) is used for comparing an output signal of the temperature sensor with a reference temperature value and outputting an opening/shutting signal to the exhaust valve.

Description

반도체 웨이퍼 베이크 장치{BAKING APPARATUS FOR SEMICONDUCTOR WAFER}Semiconductor wafer baking apparatus {BAKING APPARATUS FOR SEMICONDUCTOR WAFER}

본 발명은 반도체 웨이퍼 베이크 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원하는 베이크 온도를 맞추기 위한 시간을 줄이는 반도체 웨이퍼 베이크 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor wafer baking apparatus, and more particularly to a semiconductor wafer baking apparatus that reduces the time for setting a desired bake temperature.

일반적으로 반도체 소자는 이온주입공정, 막 증착 공정, 확산공정, 사진공정, 식각공정등과 같은 다수의 고정들을 거쳐 제조된다. 이러한 공정들 중에서 원하는 패턴을 형성하기 위한 사진 공정은 반도체 소자 제조에 필수적으로 요구되는 공정이다. In general, semiconductor devices are manufactured through a plurality of fixings such as ion implantation, film deposition, diffusion, photography, and etching. Among these processes, a photo process for forming a desired pattern is an essential step for manufacturing a semiconductor device.

사진공정은 식각이나 이온주입이 도리 부위와 보호될 부위를 선택적으로 정의하기위해 마스크나 레티클의 패턴을 웨이퍼 위에 만드는 것으로 크게 웨이퍼 상에 포토레지스트를 떨어뜨린 후 고속으로 회전시켜 웨이퍼 위에 원하는 두께로 입히는 도포공정, 포토레지스트가 도포된 웨이퍼와 정해진 마스크를 서로 정렬시킨 후 자외선과 같은 빛이 상기 마스크를 통하여 웨이퍼상의 포토레지스트에 조사되도록 하여 마스크 도는 레티클의 패턴을 웨이퍼에 옮기는 노광고정 및 상기 노광공정이 완료된 웨이퍼의 포토레지스틀 현상하여 원하는 포토레지스트 도포 후 포토레지스트 내에 함유된 용제를 제거하는 베이크 공정 등을 포함한다. The photolithography process involves creating a pattern of masks or reticles on the wafer to selectively define the etched and ion implanted areas to be protected by etching or ion implantation. After the application process, the photoresist-coated wafer and the predetermined mask are aligned with each other, light such as ultraviolet rays is irradiated onto the photoresist on the wafer through the mask, and the exposure fixation for transferring the mask or reticle pattern onto the wafer A photoresist of the completed wafer is developed to remove the solvent contained in the photoresist after application of the desired photoresist.

이러한 베이크 공정에서는 챔버 내의 핫플레이트상에 포토레지스트가 도포된 웨이퍼를 장착하여 소정의 온도로 포토레지스트를 베이크하는 챔버식 베이크장치를 사용한다. In such a baking process, a chamber type baking apparatus which mounts a wafer coated with photoresist on a hot plate in a chamber and bakes the photoresist at a predetermined temperature.

최근 이와 같은 베이크장치는 미세 패턴을 패터닝 하는 경우 포토레지스트의 베이크 온도 균일성이 사진공정이나 식각공정시 커다란 영향을 미치기 때문에 포토레지스트의 베이크 온도를 균일하게 유지되도록 하는 점이 요구되어 지고 있다. Recently, such a baking apparatus has been required to maintain the baking temperature of the photoresist uniformly because the baking temperature uniformity of the photoresist has a great effect in the photolithography process or the etching process when the fine pattern is patterned.

즉, 웨이퍼가 챔버 내에 실장되었을 때, 웨이퍼를 일정온도까지 얼마나 빨리 그리고 미세한 오차를 가지고 균일한 베이크 온도를 유지시킬 수 있느냐가 반도체 소장의 수율에 직접적인 영향을 미치므로 온도조절이 정밀하고 온도 보상시간이 빠른 웨이퍼의 베이크 요구장치가 요구되고 있는 실정이다. That is, when the wafer is mounted in the chamber, how fast the wafer can be maintained to a certain temperature and maintain a uniform bake temperature with a slight error directly affects the yield of semiconductor holding, so the temperature control is precise and the temperature compensation time There is a demand for a bake request device for such a fast wafer.

본 발명은 상술한 문제점을 개선하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 서로 다른 공정작업 환경에 의해 대응하여 신속히 베이크 온도를 냉각시켜야 할 때 보다 빠르게 냉각되도록 하는 반도체 웨이퍼의 베이크 장치를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to improve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a baking apparatus for a semiconductor wafer that is cooled faster when the baking temperature must be cooled correspondingly by different process working environments.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 챔버내에 설치되어 웨이퍼를 소정온도로 베이크하기 위한 핫플레이트와, 상기 챔버의 상측에 설치되며 구동부에 의해 개폐가능한 커버와, 상기 핫플레이트의 온도를 감지하는 온도감지기와, 상기 챔버의 일측에 설치되어 챔버 내부의 공기를 배기시키는 배기라인과, 상기 배기라인상에 설치되어 배기라인의 개폐유로를 조절하는 배기밸브와, 상기 온도감지기의 신호를 전달받아 그 온도값과 기준온도값을 비교 판단하고 상기 배기밸브로 개폐동작에 대한 신호를 출력하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 베이크 장치를 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a hot plate for baking a wafer at a predetermined temperature in a chamber, a cover installed at an upper side of the chamber and openable by a driving unit, and a temperature for sensing a temperature of the hot plate. A detector, an exhaust line installed at one side of the chamber to exhaust air in the chamber, an exhaust valve installed on the exhaust line to control the opening and closing flow path of the exhaust line, and a temperature sensor signal received from the exhaust line. And a controller for comparing and determining a value and a reference temperature value, and outputting a signal for opening / closing to the exhaust valve.

상기 제어기는 그 판단된 결과치가 높게 나타날 경우 상기 구동부로 신호를 출력하여 커버를 개방시키도록 함이 바람직하다. The controller preferably outputs a signal to the driver to open the cover when the determined result is high.

이하 도 1을 참조로 하여 본 발명에 의한 반도체 웨이퍼 베이크 장치의 구성 및 동작에 대해서 좀더 상세히 설명한다. Hereinafter, the configuration and operation of the semiconductor wafer baking apparatus according to the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 1.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 반도체 웨이퍼 베이크 장치의 구성을 도시한 도면이다. 1 is a diagram illustrating a configuration of a semiconductor wafer baking apparatus according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이 베이크 장치(1)는 챔버(11)와, 상기 챔버(11)내에 설치되는 베이스(13)와, 웨이퍼(13)가 수평방향으로 안착되도록 상기 베이스(13)상에 설치되며 상기 웨이퍼(Ｗ)를 균일한 온도로 베이크하기 위하여 내부에 열선(15a)이 내설되어 있는 핫플레이트(15)와 상기 챔버(11)의 상부에 마련되어 챔버(11)의 하부와 결합되는 커버(17)를 구비한다. 상기 핫플레이트(15)에는 그 가열된 온도상태를 감지하는 온도감지기(19)가 설치된다. As shown, the baking device 1 is installed on the base 13 so that the chamber 11, the base 13 installed in the chamber 11, and the wafer 13 are seated in the horizontal direction. In order to bake the wafer at a uniform temperature, a hot plate 15 having a heating wire 15a therein and a cover 17 provided at an upper portion of the chamber 11 and coupled to a lower portion of the chamber 11 are provided. It is provided. The hot plate 15 is provided with a temperature sensor 19 for detecting the heated state of the temperature.

상기 커버(17)에는 베이킹 공정시 포토레지스트가 반응하여 생기는 기화된 가스가 배기되도록 배기라인(21)이 인출되고 그 배기라인(21)에는 그 배기되는 가스의 유로량을 조절하는 배기밸브(23)가 설치된다. 상기 커버(17)는 구동부(18 :예컨대 에어실린더 등)에 의해 개폐동작이 가능하게 설치된다. In the cover 17, the exhaust line 21 is drawn out so that the vaporized gas generated by the photoresist reaction during the baking process is exhausted, and the exhaust line 21 has an exhaust valve 23 for adjusting the flow rate of the exhausted gas. ) Is installed. The cover 17 is installed to be opened and closed by a driving unit 18 (for example, an air cylinder).

한편, 상기 온도감지기(19)는 제어기(25)와 연결되어 핫플레이트(15)의 가열온도에 대한 결과치를 전달받아 기준 온도값과 비교판단하며, 상기 제어기(25)는 배기밸브(23)와 연결되어 급속 냉각기 필요한 경우 상기 배기밸브(23)의 개문량을 증대시키는 명령을 출력한다. 이때, 상기 배기밸브(23)는 노멀상태(배기공정진행)에서는 점선표시 상태로 개문되어 있다가 급속 냉각이 필요한 경우 그 배기량을 증대시키도록 실선표시상태로 개문된다.On the other hand, the temperature sensor 19 is connected to the controller 25 receives a result value for the heating temperature of the hot plate 15 and compared with the reference temperature value, the controller 25 and the exhaust valve 23 and Connected to the quick cooler if necessary to output a command to increase the opening amount of the exhaust valve (23). At this time, the exhaust valve 23 is opened in a dotted line display state in a normal state (exhaust process progression), and is opened in a solid line display state so as to increase the displacement when rapid cooling is required.

다음, 상기 제어기(25)는 상기 커버(17)를 개폐시키는 구동부(18)와 연결되어 상기 배기밸브(23)의 개문량을 증대시키는 상태와 더불어 커버(17)가 열려 내부의 더운 공기가 외부로 배출되도록 하여 그 냉각속도를 증대시키도록 구성된다. Next, the controller 25 is connected to the driving unit 18 for opening and closing the cover 17 to increase the opening amount of the exhaust valve 23, and the cover 17 is opened to allow the internal hot air to be opened. To increase its cooling rate.

다음은 상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 의한 반도체 베이크 장치의 동작상태에 대해서 좀더 상세히 설명한다. Next, the operation state of the semiconductor baking apparatus according to the present invention configured as described above will be described in more detail.

먼저, 웨이퍼(ｗ)가 핫플레이트(15)의 상면에 안착되면 핫플레이트(15)가 가열되고 베이크 공정을 실시한다. 이때, 웨이퍼(Ｗ）에서는 가열로 인한 부산물이 발생되어 커버(5)의 내부공간을 통해 배출되고 이렇게 배출된 부산물을 배기라인(21)을 통해 배출된다. 이때, 상기 배기라인(21)에 설치된 배기밸브(23)는 점선화살표시 상태로 개방되어 배기라인(21)의 유로를 어느 정도 차단하고 있는 상태를 유지한다. First, when the wafer is seated on the upper surface of the hot plate 15, the hot plate 15 is heated and performs a baking process. At this time, by-products generated from the wafer are discharged through the inner space of the cover 5 and the discharged by-products are discharged through the exhaust line 21. At this time, the exhaust lines 21 are installed in the exhaust line 21. The exhaust valve 23 is opened in a dotted arrow display state to maintain a state of blocking the flow path of the exhaust line 21 to some extent.

한편, 상기와 같은 공정을 실시함에 있어 베이크 온도 조건을 달리하여 공정을 수행할 때에 핫 플레이트의 온도를 급격히 냉각시켜 주어야 하는 경우가 발생하게 된다. 이때, 핫플레이트(15)에 설치된 온도감지기(19)는 지속적으로 핫플레이트(15)의 온도를 체크하고, 그 감지된 결과치는 제어기(25)로 전달된다. 그러면, 상기 제어기(25)에서는 결과치를 기준온도값과 비교 판단한다. 이때, 핫플레이트(15)의 온도가 높게 나타나면, 배기밸브(23)로 신호를 전달하여 실선화살표 상태로 밸브체를 회전시켜 배기라인(21)의 유로를 확대하여 보다 많은 양의 공기가 배기되도록 하고 이와 더불어 상기 커버(17)의 구동부(18)로 신호를 전달하여 커버(17)를 개방하도록 하여 베이크 온도 조건을 보다 빠른 속도로 보정한다. 이와 같은 동작에 의해 핫플레이트(15)의 온도가 원하는 목표온도에 도달하면, 온도감지기(19)는 이러한 상태를 제어기(25)로 전달하고, 제어기(25)는 다시 기준온도값과 비교판단하여 원하는 온도에 도달했음이 판단되면 다시 상기 배기밸브(23) 및 구동부(18)로 전달하여 원래의 상태를 유지하도록 신호를 전달한다. On the other hand, when performing the process as described above it is necessary to cool the temperature of the hot plate rapidly when the process is performed under different baking temperature conditions. At this time, the temperature sensor 19 installed on the hot plate 15 continuously checks the temperature of the hot plate 15, and the detected result is transmitted to the controller 25. Then, the controller 25 compares the result value with the reference temperature value. At this time, when the temperature of the hot plate 15 is high, a signal is transmitted to the exhaust valve 23 to rotate the valve body in a solid arrow state to enlarge the flow path of the exhaust line 21 so that a larger amount of air is exhausted. In addition, the signal is transmitted to the driving unit 18 of the cover 17 to open the cover 17 to correct the baking temperature condition at a higher speed. When the temperature of the hot plate 15 reaches the desired target temperature by this operation, the temperature sensor 19 transmits this state to the controller 25, and the controller 25 again compares with the reference temperature value. When it is determined that the desired temperature is reached, the signal is transmitted to the exhaust valve 23 and the driving unit 18 again to maintain the original state.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 다양한 공정방식에 따라 베이크 온도를 변경하여 사용해야 할 경우 특히 급격히 베이크 온도분위기를 냉각시켜야 할 경우 배기량 및 커버의 오픈상태 유지에 의해 보다 빠르게 원하는 온도에 도달하 수 있는 이점이 있다. As described above, the present invention provides an advantage that the desired temperature can be reached more quickly by maintaining the exhaust capacity and the open state of the cover, especially when it is necessary to change the baking temperature according to various process methods and to rapidly cool the baking temperature atmosphere. There is this.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described. However, various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims below and equivalents thereof.

도 1은 본 발명의 일 실 시 예에 의한 반도체 웨이퍼 베이크 장치를 도시한 도면이다. 1 is a view showing a semiconductor wafer baking apparatus according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1 ; 베이크장치 11 : 챔버One ; Bake Device 11: Chamber

15 : 핫플레이트 17 : 커버15: hot plate 17: cover

18 : 구동부 19 : 온도감지기18: drive unit 19: temperature sensor

21 : 배기라인 23 : 배기밸브21: exhaust line 23: exhaust valve

25 : 제어기25: controller

Claims (2)

챔버내에 설치되어 웨이퍼를 소정온도로 베이크하기 위한 핫플레이트;A hot plate installed in the chamber to bake the wafer to a predetermined temperature; 상기 챔버의 상측에 설치되며 구동부에 의해 개폐가능한 커버;A cover installed at an upper side of the chamber and openable by a driving unit; 상기 핫플레이트의 온도를 감지하는 온도감지기;A temperature sensor for sensing a temperature of the hot plate; 상기 베이크 공정시 기화된 기체를 배기시키는 배기라인;An exhaust line for exhausting vaporized gas during the baking process; 상기 배기라인상에 설치되어 배기라인의 개폐유로를 조절하는 배기밸브;및An exhaust valve installed on the exhaust line to regulate an opening and closing flow path of the exhaust line; and 상기 온도감지기의 신호를 전달받아 그 온도값과 기준 온도값을 비교 판단하고 상기 배기밸브로 개폐동작에 대한 신호를 출력하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 베이크 장치. And a controller which receives the signal of the temperature sensor and compares the temperature value with a reference temperature value and outputs a signal for opening / closing operation to the exhaust valve. 제 1항에 있어서, 상기 제어기는 그 판단된 결과치가 높게 나타날 경우 상기 구동부로 신호를 출력하여 커버를 개방시키도록 된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 베이크 장치. The semiconductor wafer baking apparatus according to claim 1, wherein the controller opens a cover by outputting a signal to the driver when the determined result is high.
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