KR20060056653A - 반도체 소자 제조용 베이크 장치 - Google Patents

Abstract

웨이퍼를 균일하게 베이크할 수 있는 반도체 소자 제조용 베이크 장치가 제공된다.

반도체 소자 제조용 베이크 장치는 공정 챔버, 공정 챔버 내에 위치하며 상면에 안착되는 웨이퍼를 가열하는 핫 플레이트, 핫 플레이트를 관통하여 웨이퍼 하면을 지지하는 리프트 핀, 핫 플레이트 하측에 설치되며 핫 플레이트를 가열하는 핫 플레이트 열선 및 리프트 핀을 가열하는 리프트 핀 열선을 포함한다.

베이크, 핫 플레이트, 리프트 핀, 열선

Description

반도체 소자 제조용 베이크 장치{Bake apparatus for fabricating semiconductor device}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 베이크 장치의 단면도이다.

도 2는 도 1의 핫 플레이트 상면을 도시한 구조도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10 : 공정 챔버 20 : 핫 플레이트

30 : 웨이퍼 가이드 40 : 리프트 핀

50 : 리프트 핀 홀 60 : 연결 부재

70 : 실린더 80 : 핫 플레이트 열선

90 : 리프트 핀 열선

본 발명은 반도체 소자 제조용 베이크 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 웨이퍼를 지지하는 지지핀을 핫 플레이트와 함께 가열함으로써, 웨이퍼를 균일하게 베이크하는 반도체 소자 제조용 베이크 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자는 확산 공정, 사진 공정, 식각 공정, 이온 주입 공정 등의 공정을 반복적으로 수행함으로써 형성된다. 특히, 사진 공정은 반복되는 과정마다 거치게 되므로 공정 난이도 및 공정 정확도가 중요시되고 있다.

반도체 소자 제조 공정 중 사진 공정은, 웨이퍼 상에 포토레지스트를 도포한 후, 노광 및 현상 공정을 수행함으로써 웨이퍼 상에 소정의 포토레지스트 패턴을 형성하고, 이 형성된 포토레지스트 패턴을 이후의 식각, 금속 증착 등의 공정에서 마스크로 사용될 수 있도록 하는 공정이다. 이 공정에서 웨이퍼를 소정 온도에서 굽는 베이크 공정이 포함된다.

베이크 공정은 포토레지스트를 도포하기 전에 웨이퍼에 흡착된 수분을 제거하기 위한 도포 전 베이크 공정과, 소정의 유기 용제 및 포토레지스트의 도포 시에 생긴 전단 응력을 완화시키기 위해 가열된 핫 플레이트(hot plate) 상에서 웨이퍼를 가열하는 도포 후 베이크 공정 및 노광 시 자외선의 산란으로 인한 노광 부위의 화학적 구조의 불안정을 회복시키기 위한 노광 후 베이크 공정 등이 있다.

이러한 사진 공정에서의 베이크 공정의 베이크 온도는 사용된 포토레지스트의 종류와 공정의 종류에 따라 달라지며, 일반적인 베이크 장비는 상황에 맞춰 베이크 온도를 조절할 수 있도록 히팅 및 냉각 시스템을 함께 갖추고 있다.

베이크 공정에서 사용되는 핫 플레이트에는 웨이퍼를 지지하기 위한 리프트 핀이 설치되어 있고, 리프트 핀은 리프트 핀 홀 내에 리프트 홀 측벽과 약간의 간격을 두고 설치된다.

따라서, 리프트 핀은 핫 플레이트와 직접 접촉하지 않으므로 핫 플레이트를 가열해도 리프트 핀은 가열되지 않고, 이로 인하여 리프트 핀에 지지되는 부분과 핫 플레이트 상면에 닿아 있는 부분의 불균일한 베이크로 인하여 제조 수율이 저하되는 문제점이 발생한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 리프트 핀을 가열하는 별도의 열선을 설치하여 웨이퍼를 균일하게 베이크할 수 있는 반도체 소자 제조용 베이크 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 반도체 소자 제조용 베이크 장치는 공정 챔버, 공정 챔버 내에 위치하며 상면에 안착되는 웨이퍼를 가열하는 핫 플레이트, 핫 플레이트를 관통하여 웨이퍼 하면을 지지하는 리프트 핀, 핫 플레이트 하측에 설치되며 핫 플레이트를 가열하는 핫 플레이트 열선 및 리프트 핀을 가열하는 리프트 핀 열선을 포함한다.

기타 실시예의 구체적인 사항은 후술하는 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 이들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명 은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 베이크 장치는 도 1과 도 2를 참조함으로써 잘 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 베이크 장치의 단면도이고, 도 2는 도 1의 핫 플레이트 상면을 도시한 구조도이다.

반도체 소자 제조용 베이크 장치(100)는 공정 챔버(10)와 웨이퍼(W)가 안착되는 핫 플레이트(hot plate)(20)로 구성된다.

공정 챔버(10)에는 웨이퍼(W)의 출입이 이루어지는 웨이퍼 출입구(미도시)를 가지며, 내부에는 핫 플레이트(20)가 설치된다.

핫 플레이트(20) 상면에는 웨이퍼(W)를 안착시킬 때 웨이퍼(W)의 슬라이딩을 방지하기 위한 웨이퍼 가이드(30)가 웨이퍼(W)의 직경과 같거나 약간 큰 동심원 형태로 설치되며, 중앙부에는 웨이퍼(W)를 로딩하거나 언로딩할 때 사용되는 리프트 핀(40)이 위치한다.

리프트 핀(40)은 리프트 핀(40)이 이동이 가능하도록 핫 플레이트(20)를 상하로 관통하여 형성한 별도의 공간인 리프트 핀 홀(50) 내에 위치하여 상하로 이동하며 웨이퍼(W)의 로딩 또는 언로딩 시 업(up), 다운(down)되어 핫 플레이트(20) 상에서 웨이퍼(W)를 지지하는 역할을 한다.

리프트 핀(40)의 원활한 이동을 위하여 리프트 핀(40)은 리프트 핀 홀(50)의 측벽과 일정 간격으로 이격되어 위치한다.

리프트 핀(40)은 3개가 설치되어 있고, 이 3개의 리프트 핀(40)의 각각의 리프트 핀 홀(50) 내에 위치하며, 하부에는 각각 실린더(70)를 가지고 있다.

이 각각의 실린더(70)는 리프트 핀(40)과 연결 부재(60)에 연결되어 있는데, 연결 부재(60)는 3개의 리프트 핀(60)들을 함께 승강시키기 위한 장치이고, 실린더(70)는 별도로 제어부(미도시)를 통해 제어함으로써, 리프트 핀(40)을 상하로 업, 다운시킬 수 있다.

본 발명에서는 3개의 리프트 핀(40)을 가지는 것으로 설명하고 있으나, 리프트 핀(40)의 개수는 본 발명의 실시예에 의해 한정되지 않는다.

핫 플레이트(20) 내부에는 핫 플레이트(20)의 가열을 위한 핫 플레이트 열선(80)이 설치된다.

핫 플레이트 열선(80)은 핫 플레이트(20) 하부에 설치되어 핫 플레이트(20)를 가열시킴으로써 베이크 공정을 수행할 수 있게 해 준다.

또한, 리프트 핀(40)을 가열하기 위해 별도의 리프트 핀 열선(90)을 핫 플레이트 열선(80)과 연결하여 설치한다.

핫 플레이트 열선(80)은 외부 전원(미도시)으로부터 전원을 공급 받아 가열되도록 되어 있고, 핫 플레이트 열선(80)에 연결되어 있는 리프트 핀 열선(90)도 함께 전원을 공급받을 수 있다.

그러나, 리프트 핀(40)을 가열하는 수단은 핫 플레이트 열선(80)에 리프트 핀 열선(90)을 연결하여 설치하는 것 이외에도 핫 플레이트 열선(80)과 독립되게 리프트 핀 열선을 설치하여 별도의 전원 공급부와 연결해 사용할 수 있다.

또한, 반드시 열선이 아니더라도 리프트 핀(40)을 가열할 수 있는 가열 수단이라면 무엇이든 가능하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 베이크 장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.

반도체 소자 제조용 베이크 장치(100)의 공정 챔버(10)는 베이크 공정을 수행하기 위하여 웨이퍼 출입구(미도시)를 통해 웨이퍼(W)를 외부로부터 공정 챔버(10) 내부로 이송한다. 웨이퍼(W)가 이송되면, 핫 플레이트(20) 하부에 위치한 실린더(70)가 제어부의 명령을 받아 구동되어 리프트 핀(40)들을 상향 이동시킨다.

이 때, 3개의 리프트 핀(40)들이 함께 이동할 수 있도록 실린더(70) 하측으로 연결되어 있는 연결 부재(60)가 상향 이동함으로써 리프트 핀(40)들이 핫 플레이트(20) 내로 관통되어 형성되어 있는 리프트 핀 홀(50) 안쪽을 관통하여 핫 플레이트(20) 상면으로 솟아오르게 된다.

돌출된 리프트 핀(40)의 상부에는 웨이퍼(W)가 안착되고, 웨이퍼(W)를 지지한 채로 제어부에서 명령을 내려 실린더(70)를 이동시키면 리프트 핀(40)들이 하강되면서 웨이퍼(W)를 핫 플레이트(20) 상면에 안착시키게 된다.

이 때, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 가이드(30)에 의해 슬라이딩이 방지되어 올바른 위치에 안착될 수 있다.

리프트 핀(40)은 웨이퍼(W)를 핫 플레이트(20) 상면에 안착시키면서 하강시키고, 핫 플레이트(20) 상면과 같은 높이까지 위치하면 하강을 중지하여 베이크 공정이 이루어지는 동안 웨이퍼(W)를 지지하게 된다.

웨이퍼(W)가 안착되면, 핫 플레이트(20) 하부의 핫 플레이트 열선(80)에 전원을 공급하여 핫 플레이트(20)를 가열해 온도를 높이고 베이크 공정을 수행한다.

이 때, 핫 플레이트 열선(80)과 연결되어 리프트 핀(40)을 히팅하도록 설치된 리프트 핀 열선(90)에도 함께 전원이 공급되면서 핫 플레이트(20)와 함께 리프트 핀(40)도 가열되게 된다.

따라서, 핫 플레이트(20) 상면과 리프트 핀(40)이 고루 가열되게 되고, 이에 따라 핫 플레이트(20) 상면에 위치하는 웨이퍼(W) 부분과 리프트 핀(40) 상부에 위치하는 웨이퍼(W) 부분의 온도차가 적어지게 됨으로써 웨이퍼(W)를 균일하게 베이크하는 것이 가능하게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 베이크 장치의 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의한 반도체 소자 제조용 베이크 장치는 베이크 공정 시, 핫 플레이트 뿐 아니라 핫 플레이트 내부에 위치하며 웨이퍼를 지지하는 리프트 핀도 가열하여 핫 플레이트와 리프트 핀과의 온도차를 줄임으로써 웨이퍼를 균일하게 베이크할 수 있어 반도체 소자의 제조 효율을 높일 수 있다는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 공정 챔버;

   상기 공정 챔버 내에 위치하며 상면에 안착되는 웨이퍼를 가열하는 핫 플레이트;

   상기 핫 플레이트를 관통하여 상기 웨이퍼 하면을 지지하는 리프트 핀;

   상기 핫 플레이트 하측에 설치되며, 상기 핫 플레이트를 가열하는 핫 플레이트 열선; 및

   상기 리프트 핀을 가열하는 리프트 핀 열선을 포함하는 반도체 소자 제조용 베이크 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 리프트 핀 열선은 상기 핫 플레이트 열선과 연결되어 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조용 베이크 장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 핫 플레이트와 상기 리프트 핀에서 상기 웨이퍼와 접촉하는 부분은 거의 동일한 온도로 유지되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조용 베이크 장치.

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