KR20060120891A - 회전형 베이크 장치 - Google Patents

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    • G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
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Abstract

웨이퍼를 균일하게 가열할 수 있는 베이크 장치를 제공한다. 베이크 장치는 챔버와, 챔버 내에 장착되며 열에 의한 베이킹 공정을 수행할 수 있는 플레이트를 포함한다. 이 경우에 플레이트는 회전하는 것을 특징으로 한다.

Description

회전형 베이크 장치{Spinner Baking apparatus}
도 1은 종래 기술에 따른 고정형 베이크 장치의 플레이트의 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 베이크 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 3은 본 발명에 따른 베이크 플레이트의 평면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 설명*
10: 챔버 11: 전자기파 발진부
20: 전원 공급부 30: 제어부
40: 타이머
본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 전자기파를 이용하여 웨이퍼를 가열하는 베이크 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 웨이퍼 상에 막을 형성시킨 후 원하는 모양으로 패터닝함으로써 제조된다. 패터닝 작업은 주로 포토레지스트를 이용한 사진 식각 공정에서 이루어 진다. 사진 식각 공정은 웨이퍼 상에 포토레지스트 막을 도포시키 는 도포 공정, 포토레지스트 막을 노광시키는 노광 공정 및 현상 공정 등으로 이루어진다.
사진 식각 공정을 수행하기 위하여는 웨이퍼를 소정의 온도로 가열하여야 하는데 이 때에 베이크 장치를 사용한다. 구체적으로, 열선을 포함하는 베이크 장치의 플레이트에 웨이퍼를 장착하고 소정의 온도로 가열한다.
이 때에, 웨이퍼는 균일한 온도를 유지하도록 가열되어야 한다. 왜냐하면, 보다 정밀한 패턴을 구현하기 위하여 포토레지스트의 두께 및 빛에 반응하는 성질 등이 균일할 것이 요구되기 때문이다.
도 1은 종래 기술에 따른 고정형 베이크 장치의 플레이트의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 베이크 플레이트(10)는 각각 온도 조절이 가능한 일곱개의 채널(또는 열판(1~7))을 포함한다. 웨이퍼가 베이크 장치에 운송되면 베이크 플레이트(10) 위에 안착되어 가열된다. 그러나, 열판과 열판 사이의 영역은 온도 조절이 어려워 웨이퍼가 고르게 가열되지 않으므로 패턴 이미지 전사 과정에서 형성되는 패턴 마스크의 불량으로 이어지게 된다.
최근, 패턴의 축소 경향에 따라 노광파장보다 작은 크기를 갖는 콘택홀을 구현하기 위하여 포토레지스트 패턴의 플로우(이하, 피알 플로우: PR Flow) 방법이 많이 사용되고 있다. 피알 플로우(PR Flow)는 포토레지스트 패턴을 일반적인 크롬(Cr) 마스크를 사용하여 형성한 후, 연화점 이상의 열을 가하여 포토레지스트 패턴이 플로우되도록 함으로써 패턴의 크기를 작게 만드는 방법이다.
이러한 포토레지스트 플로우(PR Flow) 공정에서 웨이퍼의 채널별 온도차에 의해 포토레지스트 플로우 비(PR Flow Ratio)가 달라지면 패턴의 임계치수(CD) 산포가 불량하게 되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 포토레지스트 플로우 공정시 웨이퍼 균일하게 가열할 수 있는 베이크 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 웨이퍼를 균일하게 가열할 수 있는 베이크 장치를 제공한다. 상기 베이크 장치는 챔버와 상기 챔버 내에 장착되며 열에 의한 베이킹 공정을 수행할 수 있는 플레이트를 포함한다. 이 경우에 상기 플레이트는 회전하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베이크 장치는 웨이퍼를 상기 플레이트에 정렬하고 상기 플레이트의 상부로부터 이격된 위치에 고정할 수 있는 척을 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 척은 진공척 또는 정전척인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베이크 장치는 상기 플레이트의 온도 및 회전 속도를 조절하기 위한 제어 신호를 발생하는 제어부를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 플레이트는 각각 다른 온도로 설정될 수 있는 적어도 하나의 열판을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베이크 장치는 상기 플레이트에 장착되 며, 상기 제어부로부터의 회전 속도를 조절하기 위한 제어 신호에 응답하여 상기 플레이트를 회전시키는 구동장치를 더 포함한다.
본 발명의 예시적인 실시예들이 참조 도면에 의거하여 이하 상세히 설명될 것이다.
(실시예)
도 2는 본 발명에 따른 베이크 장치를 나타내는 블럭도이다. 도 2에 따르면, 베이크 장치(100)는 베이크 플레이트(110), 모터(120), 척(130), 챔버(140), 그리고 제어부(150)를 포함한다. 베이크 플레이트(110), 모터(120), 그리고 척(130)은 챔버(140)내에 설치된다.
척(130)은 진공척으로서 웨이퍼(W)의 가장자리에 동일한 간격으로 배치되며, 웨이퍼(W)가 베이크 플레이트(110)에 정렬되어 베이크 플레이트(110)의 상부로부터 소정거리 이격된 위치에 고정되도록 한다. 도면상에는 세 개의 척(130)이 웨이퍼(W)의 측면 하부에서 웨이퍼(W)를 지지하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시에 불과하며 하나 이상의 척이 웨이퍼(W)의 위쪽에서 웨이퍼(W)를 고정할 수도 있다. 또한, 진공척 대신에 정전척을 사용할 수 있으며 세 개 이상의 핀을 사용할 수도 있다.
모터(120)의 구동축은 베이크 플레이크(110)에 연결되어 있으며 제어부(150)로부터 구동신호가 인가되면 회전을 시작한다. 제어부(150)는 모터(120)에 구동신호를 발생하고 베이크 플레이트의 회전수를 카운트 하여 모터의 회전 속도를 제어 한다. 또한, 제어부(150)는 베이크 플레이트(110)의 가열 온도를 조절한다.
예를 들면, 제어부(150)는 공정별로 정해진 온도에 따라 웨이퍼(W)가 가열되는 시간을 변경함으로써 가열 온도를 조절할 수 있다. 즉, 제어부(150)는 웨이퍼(W)가 해당 공정(예를 들면, 소프트 베이킹, 포스트 노광 베이킹, 및 하드 베이킹 등)에 대응하는 시간 동안 가열되었는지 여부를 판단하여 가열 온도를 조절할 수 있다.
소프트 베이킹(Soft baking)은 포토레지스트 코팅(Photoresist Coaging)시 수행되는 공정이다. 포토레지스트 코팅은 액상 포토레지스트(PR)를 얇은 막의 형태로 웨이퍼(W) 전체에 도포시킨 후 일정온도에서 베이킹(baking)하여 PR의 용제(solvent)를 제거하고 PR을 단단하게 만드는 과정을 말한다.
포스트 노광 베이킹 (Post Exposure Baking:PEB)은 노광 후에 수행되는 공정이다. 노광(exposure)이란 포토 마스크(photo mask)를 통해 자외선 영역의 빛을 조사(照射)함으로서 마스크 상에 형성된 미세회로 형상(pattern)을 코팅된 PR에 전사(轉寫)하는 과정을 말한다.
하드 베이킹(Hard baking)은 현상(Develop) 후에 수행되는 공정으로, 현상이 끝나면 현상과정에서 풀어진 폴리머(polymer) 조직을 단단하게 만들기 위해 베이킹(hard baking)을 한다.
도 3은 본 발명에 따른 베이크 플레이트의 평면도이다. 도 3을 참조하면,
베이크 플레이트(110)는 세 개의 채널 또는 열판(11, 12, 13)을 포함한다. 각각의 채널(11, 12, 13)은 서로 다른 온도로 설정될 수 있다. 이 경우에, 베이크 플레이트(110)의 가장자리 쪽에 위치한 열판(13)은 종래 기술과 달리 하나의 채널로 구성된다. 이는 베이크 플레이트(110)가 회전함으로써, 베이크 플레이트(110)의 중심으로부터 같은 거리에 있는 채널(13)의 상부에 위치한 웨이퍼(W)가 균일하게 가열되기 때문이다.
본 발명에 따른 회로의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
본 발명에 따르면 회전하는 베이크 플레이트를 포함하는 베이크 장치를 사용하여 웨이퍼를 균일하게 가열 수 있다.
또한, 각각 온도 조절이 가능한 베이크 플레이트의 채널(또는 열판)의 수를 줄일 수 있다.

Claims (6)

  1. 챔버와;
    상기 챔버 내에 장착되며 열에 의한 베이킹 공정을 수행할 수 있는 플레이트를 포함하되,
    상기 플레이트는 회전하는 것을 특징으로 하는 베이크 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    웨이퍼를 상기 플레이트에 정렬하고 상기 플레이트의 상부로부터 이격된 위치에 고정할 수 있는 척을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 베이크 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 척은 진공척 또는 정전척인 것을 특징으로 하는 베이크 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 플레이트의 온도 및 회전 속도를 조절하기 위한 제어 신호를 발생하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 베이크 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 플레이트는 각각 다른 온도로 설정될 수 있는 적어도 하나의 열판을 포 함하는 것을 특징으로 하는 베이크 장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 플레이트에 장착되며, 상기 제어부로부터의 회전 속도를 조절하기 위한 제어 신호에 응답하여 상기 플레이트를 회전시키는 구동장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 베이크 장치.
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