KR20060030444A - 베이크 장치 - Google Patents

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KR20060030444A KR1020040079295A KR20040079295A KR20060030444A KR 20060030444 A KR20060030444 A KR 20060030444A KR 1020040079295 A KR1020040079295 A KR 1020040079295A KR 20040079295 A KR20040079295 A KR 20040079295A KR 20060030444 A KR20060030444 A KR 20060030444A
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이도균
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Abstract

베이크 장치에 있어서, 공정 챔버 내부에는 반도체 기판을 지지하기 위한 척이 배치되며, 상기 척은 클리닝 가스를 수용하기 위한 공간과, 상기 공간으로부터 상기 척의 상부면을 통해 상기 클리닝 가스를 분사하기 위한 다수의 제1홀들과, 클리닝 가스를 공급하는 가스 공급부와 연결되어 있는 상기 척의 하부면을 통해 상기 공간으로 상기 클리닝 가스를 공급하기 위한 제2홀을 갖는다. 히터는 상기 반도체 기판을 가열하기 위해 구비되며 가스 공급부는 상기 척 상에 잔류하는 오염물들을 제거하기 위하여 상기 척을 통해 클리닝 가스를 공급한다. 따라서, 클리닝 가스를 플레이트 상에 공급하여 상기 플레이트 상에 잔류하는 오염물을 제거할 수 있다.

Description

베이크 장치{Bake Apparatus}
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 베이크 장치의 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 척의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 베이크 장치의 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 베이크 장치 10 : 공정 챔버
12 : 리프트 핀 14 : 가이드 부재
20 : 척 22 : 공간
24 : 제1홀 26 : 제2홀
30 : 히터 40 : 가스 공급부
42 : 제1가스 배관 44 : 제2가스 배관
46 : 클리닝 가스 탱크 48 : 클리닝 가스 탱크 밸브
50 : 노즐 60 : 가스 배출부
62 : 가스 배출 펌프 64 : 가스 배출 밸브
W : 반도체 기판
본 발명은 베이크 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실리콘웨이퍼와 같은 반도체 기판 상에 형성된 포토레지스트 막을 경화시키기 위한 베이크 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘 웨이퍼 상에 전기적인 회로를 형성하는 팹(fabrication; 'FAB') 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 반도체 장치들의 전기적인 특성을 검사하는 공정과, 상기 반도체 장치들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.
상기 팹 공정은 반도체 기판 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정과, 상기 막을 평탄화하기 위한 화학적 기계적 연마 공정과, 상기 막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정과, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 막을 전기적인 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 식각 공정과, 반도체 기판의 소정 영역에 특정 이온을 주입하기 위한 이온 주입 공정과, 반도체 기판 상의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정과, 상기 막 또는 패턴이 형성된 반도체 기판의 표면을 검사하기 위한 검사 공정 등을 포함한다.
각각의 단위 공정은 챔버 내에서 수행되어진다. 이때, 상기 챔버 내에서 공정을 수행하는 동안 오염물들이 발생되어, 상기 챔버 내부를 오염시킬 수 있다.
따라서, 상기 챔버가 오염되는 것을 막기 위해 상기 챔버는 주기적인 관리(periodic maintenance)를 통해 청결을 유지한다. 하지만 오염물은 여러 경로를 통해 계속하여 발생하게 된다.
일 예로, 베이크(bake) 장치에 있어 베이크 챔버 내에 오염물들에 의한 불량들은 끊임없이 발생하고 있다.
자세하게, 반도체 기판을 여러 제조 공정을 거치며 상기 반도체 기판에 오염물이 묻어 있는 상태로 베이크 챔버 내로 들어온다. 또한, 상기 반도체 기판이 플레이트 상에 지지되었을 때, 상기 오염물은 플레이트를 오염시킬 수 있다. 또한, 다른 반도체 기판이 상기 플레이트에서 공정을 수행하는 동안 상기 오염물을 가지고 다른 공정을 수행하는 챔버를 오염시킬 수 있다.
상기와 같은 오염물들이 챔버 내부 또는 플레이트 상에 잔존하는 상태에서 베이크 공정을 수행하게 되면, 파티클(particle)이나 로컬 포커스(local focus)등으로 인한 반도체 기판의 패턴 불량이 발생할 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 베이크 장치의 휴지 기간(downtime) 동안, 수시로 클리닝 가스를 척 상으로 공급하여 상기 플레이트 상에 잔존하는 오염물을 물리적으로 제거할 수 있는 베이크 장치를 제공하는데 있다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 베이크 장치는, 반도체 기판에 대한 베이크 공정을 수행하기 위한 공정 챔버와, 상기 공정 챔버 내부에 위치하며, 상기 반도체 기판을 지지하기 위한 척과, 상기 척과 기능적으로 연결되며, 반도체 기판을 가열하기 위한 히터와, 상기 척과 연결되며, 상기 척 상에 잔류하는 오염물들을 제거하기 위하여 상기 척을 통해 클리닝 가스를 공급하기 위한 가스 공급부를 포함하되, 상기 척은 상기 가스 공급부로부터 공급된 클리닝 가스를 수용하기 위하여 상기 척의 내부에 형성된 공간과, 상기 공간으로부터 상기 척의 상부면을 통해 상기 클리닝 가스를 분사하기 위한 다수의 제1홀들과, 상기 가스 공급부와 연결되어 상기 척의 하부면을 통해 상기 공간으로 상기 클리닝 가스를 공급하기 위한 제2홀을 갖는다.
이때, 상기 가스 공급부와 상기 제2홀은 가스 배관을 통해 연결되어 있고, 상기 척과 인접하게 배치되며, 상기 척의 중심 부위를 향하여 상기 척의 상부면과 평행하게 제2클리닝 가스 분사하기 위한 제2가스 공급부를 더 포함한다.
따라서, 상기 공정 챔버 내에 베이크 공정을 수행하지 않을 시, 수시로 클리닝 가스를 공급하여 척 상에 잔존하는 오염물을 물리적으로 제거할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 베이크 장치에 대해 상세히 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 베이크 장치의 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 척의 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 베이크 장치(100)는 공정 챔버(10)와, 상기 공정 챔버(10) 내부에 위치하며 상기 반도체 기판(W)을 지지하기 위한 척(20)과, 상기 반도체 기판(W)을 가열하기 위한 히터(30)와, 상기 척(20) 상으로 클리닝 가스를 공급하기 위한 가스 공급부(40)와, 오염물을 챔버 외부로 배출하기 위한 가스 배출부(60)를 포함하고 있다.
척(20)은 상기 반도체 기판(W)을 상기 척(20) 상에 로딩/언로딩하기 위하여 상하 운동하는 다수의 리프트 핀(12)들과, 상기 반도체 기판(W)이 상기 척(20) 상의 로딩 영역에 위치될 수 있도록 안내하는 다수의 가이드 부재(14)들과, 상기 척(20) 내부에 공간(22)이 형성되어 있으며 상기 공간(22)으로부터 상기 척(20)의 상부면으로 형성되어 있는 다수의 제1홀(24)들과, 상기 척(20)의 하부면으로부터 상기 공간(22)으로 형성되어 있는 제2홀(26)을 갖는다.
도시된 바와 같이, 상기 척(20)은 원반 형상을 갖고, 상기 척(20) 내부의 공간(22)은 원반 형상을 이루는 내측 표면들에 의해 한정된다. 상기 다수의 제1홀(24)들은 상기 척(20)의 중심으로부터 방사상으로 위치한다. 또한, 상기 척(20) 하부의 제2홀(26)은 상기 척(20)의 하부 중심에 위치하며, 상기 제2홀(26)의 직경은 상기 각각의 제1홀(24)의 직경보다 크다.
상기 다수의 리프트 핀(12)들은 척(20)을 관통하여 위치하며, 반도체 기판(W)을 상기 척(20) 상에 로딩 또는 언로딩하기 위하여 상하 운동한다. 상기 리프트 핀(12)은 적어도 세 개 이상이어야 정상적으로 기능한다. 한편, 도시되지는 않았으나, 상기 리프트 핀(12)들은 반응 챔버(10) 하부에 위치하는 구동부(미도시)와 별도의 동력 전달 장치(미도시)를 통해 연결되어 있다.
상기 다수의 가이드 부재(14)들은 상기 척(20)의 가장자리를 따라 등간격으로 척(20)의 상부에 위치한다. 또한, 원추형의 형상을 가지고 있어, 측면이 소정의 각도로 경사져 반도체 기판(W)을 로딩 영역으로 안내하는 기능을 수행한다.
본 실시예에서는, 반도체 기판(W)을 가열시키는 히터(30)가 상기 척(20) 내부에 위치하고 있다. 일 예로, 포토리소그래피 공정을 수행하는 동안, 포토레지스 트내의 용매를 제거하거나, 포토레지스트 패턴을 경화시킬 수 있다. 상기 히터(30)는 통상의 저항 열선이 사용될 수 있다. 한편, 이와는 다르게 척(20)의 상부 또는 척(20)의 하부에 다수의 램프들을 배치함으로써 상기 램프들로부터 조사된 광을 이용하여 반도체 기판(W)을 가열할 수도 있다.
가스 공급부(40)는 상기 제2홀(26)과 연결되어 있는 제1가스 배관(42)과, 상기 제1가스 배관(42)으로부터 분기되어 척(20)의 에지 부위를 향해 연장된 제2배관을 포함한다. 또한, 상기 가스 공급부(40)는 클리닝 가스를 수용하기 위한 클리닝 가스 탱크(46)와, 상기 클리닝 가스의 유량을 조절하기 위한 밸브(48)를 포함한다.
제2가스 배관(44)은 상기 제1가스 배관(42)에서 분기되어 상기 척(20)의 에지 부위로 연장되어 형성된다. 또한, 상기 제2가스 배관(44)은 상기 척(20)의 상부면 중앙 부위를 향하여 상기 척(20)의 상부면과 평행하게 상기 클리닝 가스를 분사하기 위한 노즐(50)과 연결되어있다.
상기 클리닝 가스로는 질소(N2) 또는 아르곤(Ar)가스 등이 이용될 수 있다. 상기와 같은 가스들은 반응성이 낮아, 챔버 내부에서 클리닝 가스로 인한 부가적인 오염 발생을 방지할 수 있다.
가스 배출부(60)는 반응 챔버로 공급된 클리닝 가스와 상기 척(20)으로부터 분리된 오염물들을 배출하기 위해 진공 펌프(62) 및 반응 챔버와 진공 펌프를 연결하는 배관 및 밸브(64)를 포함한다.
이와 같은 구성을 갖는 베이크 장치(100)에서 척(20) 상의 오염물을 제거하 는 방법을 살펴보면, 가스 공급부(40)의 클리닝 가스 탱크(46)로부터 클리닝 가스가 공급되어 진다. 상기 공급된 클리닝 가스는 제1가스 배관(42)과, 상기 제1가스 배관(42)에서 분리되어진 제2가스 배관(44)을 통해 척(20)을 향해 이동한다.
상기 제1가스 배관(42)을 따라 이동하는 상기 클리닝 가스는 척(20)의 제2홀(26)을 통해 상기 척(20) 내부의 공간(22)으로 이동하며, 상기 다수의 제1홀(24)들을 통해 상기 척(20) 상의 오염물들을 상기 척(20)으로부터 분리시킨다.
이와는 다르게, 상기 제2가스 배관(44)을 따라 이동하는 상기 클리닝 가스는 노즐(50)을 통해 상기 척(20)의 상부면에 평행하게 척(20)의 중심 부위를 향해 분사되어진다.
따라서, 상기 척(20) 상의 오염물들은 상기 척(20)으로부터 분리되어 상기 가스 배출부(60)를 통해 챔버 외부로 상기 클리닝 가스와 함께 배출되어 진다.
상기 척(20)의 상부의 오염물들을 제거하는 공정은 상기 베이크 챔버(10) 내에서 베이크 공정을 수행하지 않는 휴지기에, 소정의 일정한 시간 간격을 두고 반복적으로 수행되어되는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 베이크 장치의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 베이크 장치(200)는 공정 챔버(210)와, 상기 공정 챔버(210) 내부에 위치하며, 상기 반도체 기판(W)을 지지하기 위한 척(220)과, 상기 반도체 기판(W)을 가열하기 위한 히터(230)와, 상기 척을 관통하여 제1클리닝 가스를 공급하기 위한 제1가스 공급부(240)와, 상기 척의 상부면과 평행하게 제2클리닝 가스를 공급하기 위한 제2가스 공급부(250)와, 오염물을 챔버 외부로 배출하기 위한 가스 배출부(270)를 포함하고 있다.
상기 척(220)은 원반 형상을 갖으며, 상기 척(220) 내부의 공간(222)은 원반 형상을 이루는 내측 표면들에 의해 한정된다. 상기 다수의 제1홀(224)들은 상기 척(220)의 중심으로부터 방사상으로 상기 척(220)의 상부에 형성되어 있다. 또한, 상기 공간(222)의 제2홀(226)은 상기 척(220)의 하부 중심에 위치하며, 상기 제2홀(226)의 직경은 상기 각각의 제1홀(224)의 직경보다 크다.
제1가스 공급부(240)는 제1클리닝 가스를 상기 척(220) 상으로 이동시키기 위한 제1가스 배관(242)을 가진다. 상기 제1가스 배관(242)은 상기 제2홀(226)과 연결되어 상기 클리닝 가스를 상기 척(220) 상으로 분사시키기 위한 통로의 기능을 한다.
또한, 상기 제1공급부(240)는 상기 제1클리닝 가스를 수용하기 위한 제1클리닝 가스 탱크(244)와, 상기 제1클리닝 가스의 유량을 조절하기 위한 밸브(246)를 더 포함한다.
제2가스 공급부(250)는 상기 척(220)과 인접하게 배치되며, 상기 척(220)의 중심 부위를 향하여 상기 척(220)의 상부면과 평행하게 제2클리닝 가스를 분사한다. 제2가스 공급부(250)는 공정 챔버(210)의 측벽을 따라 배치된 지지부재(254)와, 상기 지지부재(254) 상에 배치되는 다수의 노즐(252)들을 포함한다.
자세하게, 상기 제2가스 공급부(250)는 상기 제2클리닝 가스를 상기 다수의 노즐(252)들로 공급하기 위한 제2가스 배관(256)들을 갖는다. 상기 제2클리닝 가스를 수용하기 위한 제2클리닝 가스 탱크(260)는 제3가스 배관(258)과 연결되어 있으 며, 상기 제3가스 배관(258)에서 상기 제2배관(256)들이 분기되어 상기의 노즐(252)들과 각각 연결된다. 상기 제3가스 배관(258)은 제2클리닝 가스의 유량을 조절하기 위한 제2밸브(262)를 포함한다.
노즐(252)들은 상기 척(210)의 중심 방향으로 상기 척(210)의 상부면과 평행하게 상기 제2클리닝 가스를 분사하는 기능을 한다.
도시된 바에 따르면, 상기 공정 챔버(210) 내측에 두 개의 노즐(252)들을 사용하여 상기 척(210) 상의 오염물들을 상기 척(210)으로부터 분리시킨다. 그러나, 하나의 노즐(252) 또는 두 개 이상의 노즐(252)들이 선택적으로 사용될 수 있다. 자세하게, 상기 제2클리닝 가스 탱크(260)로부터 제2클리닝 가스가 공급되고, 상기 제2클리닝 가스는 제3가스 배관(258)과 제2가스 배관(256)을 순차적으로 이동하여 상기 노즐(252)들을 통해 분사된다.
상기 제1클리닝 가스로는 질소(N2) 또는 아르곤(Ar) 가스를 사용할 수 있다. 또한, 상기 제2클리닝 가스는 상기 제1클리닝 가스와 동일한 가스를 사용할 수 있으며, 상기와 같은 가스들은 반응성이 낮아, 공정 챔버(210) 내부에서 클리닝 가스로 인한 부가적인 오염 발생을 방지할 수 있다.
상기 다른 구성 요소들은 도 1을 참조하여 이미 설명된 베이크 장치와 동일하므로 이들에 대한 추가적인 상세 설명은 생략하기로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 베이크 장치를 이 용하여 베이크 공정이 이루어지는 동안 발생하는 오염물들을 베이크 공정을 수행하지 않는 휴지기 동안 가스공급부를 통해 상기 척 상으로 클리닝 가스를 분사시켜 상기 오염물들을 제거할 수 있다. 따라서 베이크 공정 수행 시, 오염물들로 인한 반도체 기판의 패턴 불량을 방지할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

  1. 기판에 대한 베이크 공정을 수행하기 위한 공정 챔버;
    상기 공정 챔버 내부에 위치하며, 상기 기판을 지지하기 위한 척;
    상기 척과 기능적으로 연결되며, 기판을 가열하기 위한 히터; 및
    상기 척과 연결되며, 상기 척 상에 잔류하는 오염물들을 제거하기 위하여 상기 척을 통해 클리닝 가스를 공급하기 위한 가스 공급부를 포함하되,
    상기 척은 상기 가스 공급부로부터 공급된 클리닝 가스를 수용하기 위하여 상기 척의 내부에 형성된 공간과, 상기 공간으로부터 상기 척의 상부면을 통해 상기 클리닝 가스를 분사하기 위한 다수의 제1홀들과, 상기 가스 공급부와 연결되어 상기 척의 하부면을 통해 상기 공간으로 상기 클리닝 가스를 공급하기 위한 제2홀을 갖는 것을 특징으로 하는 베이크 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가스 공급부와 상기 제2홀은 가스 배관을 통해 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 베이크 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 척의 에지 부위와 인접하여 배치되며, 상기 척의 상부면 중앙 부위를 향하여 상기 척의 상부면과 평행하게 상기 클리닝 가스를 분사하기 위한 노즐과, 상기 가스 배관으로부터 분기되어 상기 노즐에 연결되는 제2가스 배관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 베이크 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 척과 인접하게 배치되며, 상기 척의 중심 부위를 향하여 상기 척의 상부면과 평행하게 제2클리닝 가스 분사하기 위한 제2가스 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 베이크 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 척 내부의 공간은 원반 형상을 구성하는 표면들에 의해 한정되며, 상기 제1홀들은 상기 척의 중심으로부터 방사상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 베이크 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 클리닝 가스는 불활성 가스인 것을 특징으로 하는 베이크 장치.
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KR100890615B1 (ko) 2007-10-08 2009-03-27 세메스 주식회사 기판 세정 장치 및 기판 세정 장치의 세정 방법
KR100902912B1 (ko) * 2006-06-26 2009-06-15 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 공작물 경화 장치와 방법 및 그 펌프 라이너
US10052657B2 (en) 2016-04-27 2018-08-21 Samsung Display Co., Ltd. Vacuum drying apparatus and method of manufacturing film using the same
CN112015051A (zh) * 2020-07-21 2020-12-01 中国科学院微电子研究所 光刻胶烘烤设备及其自动清洁方法
KR20200137286A (ko) * 2019-05-29 2020-12-09 주식회사 원익아이피에스 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법

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