KR20060007847A - 반도체 웨이퍼 베이크 장치 - Google Patents

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KR20060007847A
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Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼 베이크 장치에 관한 것으로, 베이크 온도를 균일하게 안정적으로 조정하여 웨이퍼의 선폭 균일도를 향상시키기 위한 것이다. 본 발명의 베이크 장치는 플레이트뿐만 아니라 챔버 쪽에도 히터를 설치하여 동시에 온도를 조절할 수 있으므로 보다 안정적으로 베이크 온도를 조정할 수 있다. 또한, 챔버에 회전 모터를 설치하여 챔버를 회전시킬 수 있으므로 베이크 장치 내부의 온도 분위기를 보다 균일하게 안정적으로 조정할 수 있고, 챔버에 다수의 배기구를 형성하여 유기 용제나 수분을 효과적으로 배출할 수 있다.
베이크, 플레이트, 챔버, 히터, 배기구

Description

반도체 웨이퍼 베이크 장치 {Bake apparatus for semiconductor wafer}
도 1은 종래 기술에 따른 반도체 웨이퍼 베이크 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 베이크 장치를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 베이크 장치를 나타내는 단면도이다.
<도면에 사용된 참조 번호의 설명>
W: 웨이퍼 10, 20, 30: 베이크 장치
11, 21: 플레이트 12, 22: 챔버
13, 23: 리프트 핀 조립체 14, 24, 25: 히터
26: 회전 모터 37: 배기구
본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 베이크 온도 균일도를 개선한 반도체 웨이퍼 베이크(bake) 장치에 관한 것이다.
반도체 집적회로 소자의 집적도가 갈수록 향상되고 회로 패턴의 크기가 더욱 미세해짐에 따라, 미세 패턴에 영향을 주는 각종 파라미터의 관리가 더욱더 엄격해지고 있다. 특히, 반도체 제조 공정 중에서 포토(photo) 공정은 미세 패턴의 크기에 직접적인 영향을 미치므로 엄격한 관리를 필요로 한다.
잘 알려진 바와 같이 포토 공정은 웨이퍼 위에 포토레지스트를 도포한 다음 이를 노광하고 현상하여 마스크 상의 회로 패턴을 포토레지스트에 옮기는 일련의 과정을 말한다. 포토 공정에서는 통상적으로 여러 번의 베이크가 이루어진다. 예를 들어, 포토레지스트를 도포하기 전에 웨이퍼에 잔존하는 수분을 제거하기 위한 탈수 베이크(dehydration bake) 단계와, 포토레지스트를 도포한 후에 포토레지스트에 함유된 유기 용제를 휘발시키기 위한 소프트 베이크(soft bake) 단계와, 포토레지스트를 노광, 현상한 후에 포토레지스트의 점착력을 보강하기 위한 하드 베이크(hard bake) 단계가 있다.
이와 같이 포토 공정에서 진행되는 여러 베이크 단계는 통상적으로 플레이트(plate)와 챔버(chamber)로 구성되는 베이크 장치에서 이루어진다. 종래 기술에 따른 베이크 장치가 도 1에 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 종래의 베이크 장치(10)는 플레이트(11)와 챔버(12)로 이루어진다. 웨이퍼(W)는 플레이트(11)의 위쪽으로 공급되며, 플레이트(11)에 설치된 리프트 핀 조립체(13, lift pin assembly)에 놓여진다. 특히, 플레이트(11)의 내부에는 소정의 온도로 웨이퍼(W)에 열을 가하기 위한 히터(14)가 설치된다.
이와 같이 종래의 베이크 장치(10)는 히터(14)가 플레이트(11)에만 설치되어 있으므로 베이크 장치(10) 안의 온도 분포가 흔들리는 현상(hunting)이 발생하고 있다. 이에 따라 베이크 온도의 균일도에 편차가 생기며 웨이퍼의 선폭(critical dimension; CD) 균일도에 악영향을 미치고 있다.
반도체 제조 공정에서 미세 패턴을 형성하는 경우에는 포토레지스트의 베이크 온도 균일성이 포토 공정이나 식각 공정시 커다란 영향을 미치게 되므로 포토레지스트의 베이크 온도를 균일하게 유지시키는 것이 매우 중요하다.
따라서 본 발명의 목적은 베이크 온도를 균일하게 안정적으로 조정하여 웨이퍼의 선폭 균일도를 향상시킬 수 있는 반도체 웨이퍼 베이크 장치를 제공하기 위한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 제공되는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 베이크 장치는, 리프트 핀 조립체와 제1 히터를 구비하는 플레이트와, 상기 플레이트의 위쪽에 위치하는 챔버를 포함하며, 상기 리프트 핀 조립체는 상기 플레이트를 관통하여 설치되고 웨이퍼의 하부면과 접촉하여 상기 웨이퍼를 상기 플레이트의 표면으로부터 들어올리며, 상기 제1 히터는 상기 플레이트의 내부에 설치되어 정해진 베이크 온도로 열을 가하며, 특히 상기 챔버는 상기 챔버 내부에 설치되어 정해진 베이크 온도로 열을 가하는 제2 히터를 구비하는 것이 특징이다.
본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 베이크 장치에 있어서, 상기 챔버는 상기 챔버 상단에 설치되어 베이크 공정 진행시 상기 챔버를 회전시키는 회전 모터를 더 구비할 수 있다. 또한, 상기 챔버는 유기 용제나 수분을 배출하기 위한 다수의 배기구를 더 구비할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 보다 명확히 전달하기 위함이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
실시예
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 베이크 장치(20)를 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 베이크 장치(20)는 하부에 위치한 플레이트(21, plate)와 상부에 위치한 챔버(22, chamber)로 이루어진다. 플레이트(21)는 리프트 핀 조립체(23, lift pin assembly)와 제1 히터(24)를 구비하고 있다.
리프트 핀 조립체(23)는 플레이트(21)를 관통하여 설치되며, 상승과 하강이 가능하도록 구동수단(도시되지 않음)과 연결되어 있다. 웨이퍼(W)가 플레이트(21) 위쪽에 공급되면, 리프트 핀 조립체(23)가 상승하여 웨이퍼(W)의 하부면과 접촉하 면서 웨이퍼(W)를 플레이트(21) 표면으로부터 약간 들어올린다. 따라서 리프트 핀 조립체(23)는 웨이퍼(W)가 플레이트(21)와 닿지 않도록 하면서 웨이퍼(W) 하부면과의 접촉 면적을 최소화한다.
제1 히터(24)는 플레이트(21)의 내부에 설치된다. 제1 히터(24)는 정해진 베이크 온도로 베이크 장치(20) 내부의 온도를 유지하기 위하여 열을 가하는 수단으로, 전원(도시되지 않음) 및 제어수단(도시되지 않음)과 연결되어 있다.
챔버(22)는 플레이트(21) 위쪽에 위치하며 웨이퍼(W)가 밀폐 공간에 놓이도록 플레이트(21)와 결합할 수 있다. 특히, 챔버(22)는 제2 히터(25)와 회전 모터(26)를 구비하고 있다.
제2 히터(25)는 챔버(22) 내부에 설치되며, 전술한 제1 히터(24)와 마찬가지로 베이크 장치(20) 내부의 온도를 정해진 베이크 온도로 유지하기 위하여 열을 가하는 수단이다. 이와 같이 플레이트(21)의 제1 히터(24) 외에 챔버(22) 쪽에 제2 히터(25)를 추가하면 플레이트(21)와 챔버(22) 쪽에서 동시에 온도를 조절할 수 있으므로 보다 안정적으로 베이크 온도를 조정할 수 있다.
회전 모터(26)는 챔버(22) 상단에 설치되며, 베이크 공정 진행시 챔버(22)를 회전시키는 수단이다. 이와 같이 회전 모터(26)를 통하여 챔버(22)를 회전시키게 되면 베이크 장치(20) 내부의 온도 분위기를 보다 균일하게 안정적으로 조정할 수 있다.
따라서 제2 히터(25)와 회전 모터(26)를 추가한 베이크 장치(20)의 구성은 베이크 장치(20) 내부의 온도 산포 차를 최소화하여 웨이퍼(W)의 선폭 균일도를 향 상시키는데 매우 효과적이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 베이크 장치(30)를 나타내는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예의 베이크 장치(30)는 전술한 실시예의 베이크 장치(20)와 대부분의 구성이 동일하다. 다만, 전술한 실시예의 베이크 장치(20)와 달리 본 실시예의 베이크 장치(30)는 챔버(22)에 형성된 다수의 배기구(37)를 포함하고 있는 것이 특징이다.
베이크 공정에서는 포토레지스트에 함유된 유기 용제나 수분이 증발된다. 따라서 증발된 유기 용제나 수분을 베이크 장치 외부로 배기하기 위한 배기구가 필요하다. 그런데 통상적인 베이크 장치에서는 측면에 한 두개의 배기구가 마련되어 있을 뿐이어서 배기 효율이 떨어지고 이로 인하여 베이크 장치 내부의 온도 산포에 영향을 미칠 수 있다.
그러나 본 실시예에서와 같이 챔버(22)에 다수의 배기구(37)를 형성하게 되면 증발된 유기 용제나 수분을 효과적으로 배출할 수 있다. 따라서 베이크 장치(30) 내부의 온도 산포 차를 최소화하여 웨이퍼(W)의 선폭 균일도를 향상시키는데 더욱 효과적이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 반도체 웨이퍼 베이크 장치는 플레이트뿐만 아니라 챔버 쪽에도 히터를 설치하여 동시에 온도를 조절할 수 있으므로 보다 안정적으로 베이크 온도를 조정할 수 있다.
또한, 챔버에 회전 모터를 설치하여 챔버를 회전시킬 수 있으므로 베이크 장치 내부의 온도 분위기를 보다 균일하게 안정적으로 조정할 수 있다.
아울러, 챔버에 다수의 배기구를 형성하여 유기 용제나 수분을 효과적으로 배출할 수 있다.
따라서 본 발명의 베이크 장치는 온도 산포 차를 최소화하여 웨이퍼의 선폭 균일도를 향상시키는데 매우 효과적이다.
본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims (3)

  1. 리프트 핀 조립체와 제1 히터를 구비하는 플레이트와, 상기 플레이트의 위쪽에 위치하는 챔버를 포함하는 반도체 웨이퍼 베이크 장치에 있어서,
    상기 리프트 핀 조립체는 상기 플레이트를 관통하여 설치되고 웨이퍼의 하부면과 접촉하여 상기 웨이퍼를 상기 플레이트의 표면으로부터 들어올리며, 상기 제1 히터는 상기 플레이트의 내부에 설치되어 정해진 베이크 온도로 열을 가하며,
    특히 상기 챔버는 상기 챔버 내부에 설치되어 정해진 베이크 온도로 열을 가하는 제2 히터를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 베이크 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 챔버는 상기 챔버 상단에 설치되어 베이크 공정 진행시 상기 챔버를 회전시키는 회전 모터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 베이크 장치.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 챔버는 유기 용제나 수분을 배출하기 위한 다수의 배기구를 더 구비하는 것을 특징으로 하 반도체 웨이퍼 베이크 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102810498A (zh) * 2011-06-02 2012-12-05 东京应化工业株式会社 加热装置、涂敷装置及加热方法
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