KR20070025579A - 베이킹 챔버 - Google Patents

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이광호
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Abstract

본 발명은 베이킹 챔버에 관한 것이다. 본 발명은 상부가 개방되어 있으며, 내부에는 웨이퍼가 로딩되는 핫 플레이트가 구비되는 바디; 및 바디의 개방된 상부를 폐쇄하는 커버를 구비하는 베이킹 챔버로서, 커버는 냉매에 의해 냉각되는 것을 특징으로 하는 베이킹 챔버를 제공한다.
본 발명의 베이킹 챔버에 의하면, 냉매로 챔버 커버를 냉각하여 챔버 바디 하부와 챔버 바디 상부 간의 온도 차를 크게 함으로써, 대류현상에 의해 챔버 바디 하부의 파티클이 챔버 바디의 상부로 보다 원활하게 이동할 수 있어 웨이퍼에 흡착되는 것을 방지할 수 있으므로, 파티클에 의한 웨이퍼의 불량 및 설비의 로스(loss)를 방지할 수 있다.
베이킹 챔버, 포토레지스트, 냉매, 냉매유통로

Description

베이킹 챔버{BAKING CHAMBER}
도 1은 종래의 베이킹 챔버의 종단면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 베이킹 챔버의 종단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
21; 챔버 바디 22; 배기구
23; 챔버 커버 24; 냉매유통로
25; 핫 플레이트
본 발명은 베이킹 챔버에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 베이킹 챔버 내부의 파티클이 웨이퍼에 흡착되는 것을 방지할 수 있는 베이킹 챔버에 관한 것이다.
일반적으로 웨이퍼는 사진, 이온확산, 식각, 화학기상증착 및 금속증착 등의 공정을 반복하여 수행한 후 반도체장치로 제작된다. 이들 각각의 공정을 수행하는 제조설비에는 양질의 반도체장치를 제작하기 위해 특정상태가 설정되어 있다.
이렇게 설정된 상태 즉, 진공상태, 적정 온도상태, 가스주입상태 등은 웨이퍼가 반도체장치로 제작됨에 있어서, 반도체장치의 각 부분의 형성 및 특성을 변화 시키는 주요 원인이 된다. 따라서 각 공정에서의 요구조건이 만족되도록 특정 상태를 설정 및 유지하는 것이 중요하다.
또한, 각각의 공정에는 공정의 특성에 맞는 불순물이나 화학물질이 사용되고 있다. 이들 공정 중 사진공정은, 웨이퍼 상에 감광액인 포토레지스트를 도포한 후 포토마스크(Photo-Mask)의 상을 웨이퍼 상에 정렬·노광함으로써 포토레지스트를 감광시켜 현상하고, 포토레지스트가 포함된 현상액을 제거하여 웨이퍼 상에 패턴(Pattern)을 형성시키는 공정이다.
여기서, 웨이퍼를 가열하여 웨이퍼 표면의 수분을 탈수하기 위해, 도포공정 또는 현상공정의 전후로 웨이퍼 표면에 도포된 레지스트를 가열처리하는 베이킹 공정(Baking Process)을 실시한다.
상기 베이킹 공정에는 현상전 베이킹(PEB), 탈수 베이킹, 소프트 베이킹 및하드 베이킹 등이 있다.
소프트 베이킹은 웨이퍼 위에 레지스트를 도포한 후, 도포막 속의 잔류용제를 증발시키고, 도포막과 웨이퍼의 밀착성을 강화하기 위해 실시하는 열처리로서, 노광 전에 실시하기 때문에 폴리머가 중합되거나 첨가물의 열분해가 일어나지 않는 온도 이하에서 실시한다.
한편, 하드 베이킹은 현상에 의한 레지스트의 패턴 형성 후, 레지스트막 속 또는 뒷면에 남아있는 현상액이나 린스액을 증발·제거하여, 레지스트를 경화시키고, 웨이퍼의 밀착성을 강화시키기 위한 열처리로서, 처리온도 및 시간은 패턴 형상이 연화로 변형되지 않는 범위로 설정된다.
이러한 베이킹 공정은 베이킹 챔버에서 실시되는 바, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 베이킹 챔버에 대하여 설명한다.
도 1은 종래의 베이킹 챔버의 종단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 베이킹 챔버는 크게 챔버 바디(chamber body;11)와 챔버 커버(chamber cover;13)로 이루어진다.
챔버 바디(11)는 상부가 개방되어 있으며, 그 내부에는 핫 플레이트(15)가 설치된다. 핫 플레이트(15)는 표면처리를 실시한 평탄한 금속판으로서, 웨이퍼(W)를 가열하는 장치이다. 이러한 핫 플레이트(15)의 하부에는 히터(미도시)가 부착되어 있고, 주변에는 가스 등이 배기되는 배기홀(미도시)이 형성되어 있다.
핫 플레이트(15) 상부에는 지지핀(17)이 구비되어 있어, 지지핀(17) 위에 로딩되는 웨이퍼(W)를 지지한다. 지지핀(17) 위에 로딩되는 웨이퍼(W)에는 레지스트가 도포되어 있다.
한편, 챔버 바디(11)의 개방된 상부는 챔버 커버(13)에 의해 밀폐된다.
그러나, 이와 같이 구성되는 종래의 베이킹 챔버는 다음과 같은 문제점이 있다.
즉, 포토공정에서는 포토레지스트의 용제 제거 및 최적의 패턴 조건을 형성하기 위해 여러 번의 베이킹 공정 및 쿨 플레이트(cool plate) 공정이 실시되는데, 이때 베이킹 공정 중에 포토레지스트 퓸(fume) 발생 시 파티클이 발생하게 되며, 발생된 파티클 중 배출되지 못한 파티클이 웨이퍼에 흡착되어 웨이퍼 불량을 발생시키는 문제점이 있다. 이러한 문제점은 반도체 장치의 고집적화에 따라 웨이퍼 불량을 야기하는 파티클의 사이즈 또한 작아짐으로써 더욱 심화되고 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 냉매로 챔버 커버를 냉각하여 챔버 바디 하부와 챔버 바디 상부 간의 온도 차를 크게 함으로써, 대류현상에 의해 챔버 바디 하부의 파티클이 챔버 바디의 상부로 보다 원활하게 이동하도록 하여, 파티클이 웨이퍼에 흡착되는 것을 방지할 수 있는 베이킹 챔버를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 상부가 개방되어 있으며, 내부에는 웨이퍼가 로딩되는 핫 플레이트가 구비되는 바디; 및 바디의 개방된 상부를 폐쇄하는 커버를 구비하는 베이킹 챔버로서, 커버는 냉매에 의해 냉각되는 것을 특징으로 하는 베이킹 챔버를 제공한다.
여기서, 커버에는 냉매가 유통하는 냉매 유통로가 형성되어 있으며, 냉매는 냉매 유통로를 통과하면서 커버를 냉각한다.
이때, 바람직하게는 냉매는 상온의 공기를 사용하며, 챔버 바디의 측벽에는 파티클이 배기되는 배기구가 형성된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 베이킹 챔버의 종단면도이다.
베이킹 챔버는 크게 챔버 바디(chamber body;21)와 챔버 커버(chamber cover;23)로 이루어진다.
챔버 바디(21)는 상부가 개방되어 있으며, 챔버 바디(21)의 측벽에는 파티클이 배출되는 배기구(22)가 형성된다.
한편, 챔버 바디(21)의 내부에는 핫 플레이트(25)가 설치된다. 핫 플레이트(25)는 표면처리를 실시한 평탄한 금속판으로서, 웨이퍼(W)를 가열하는 장치이다. 이러한 핫 플레이트(W)의 하부에는 히터(미도시)가 부착되어 있어, 공정 시 요구되는 온도를 유지할 수 있게 된다.
핫 플레이트(25) 상면에는 웨이퍼(W)를 지지하는 지지핀(27)이 구비되어 있으며, 이러한 지지핀(27)에 의해 웨이퍼(W)가 핫 플레이트(25)의 상부에 로딩된다. 핫 플레이트(25) 상부에 로딩되는 웨이퍼(W) 상면에는 포토레지스트가 도포되어 있으며, 그 상태는 베이킹 공정에 따라 달라진다.
챔버 바디(21)의 개방된 상부는 챔버 커버(23)에 의해 밀폐된다. 챔버 커버(23)로 챔버 바디(21)를 밀폐함으로써 외부의 공기가 챔버 내부로 출입하는 것을 막을 수 있으며, 외부의 공기가 베이킹 공정에 미칠 수 있는 영향을 막을 수 있다.
한편, 챔버 커버(23)에는 냉매유통로(24)가 형성되어 있어, 냉매가 냉매유통로(24)를 통과하면 챔버 커버(23)의 온도가 낮추어지게 된다. 이러한 냉매유통로(24)는 챔버 커버(23)의 상면 또는 둘레부에 형성되며, 챔버 커버(23)를 효과적으로 냉각시킬 수 있는 한 그 형성 위치 및 형상이 특정 위치 및 형상으로 한정되는 것은 아니다.
챔버 커버(23)를 냉각하기 위한 냉매로는 상온의 공기를 사용하는 것이 바람직하다. 챔버 바디(21) 내부의 온도가 고온 상태이므로 상온의 공기를 사용하더 라도 챔버 커버(23)를 충분히 냉각시킬 수 있다. 그러나, 상온의 공기를 반드시 냉매로 사용해야 하는 것은 아니며, 냉각수를 사용할 수도 있다.
이러한 냉매에 의한 챔버 커버(23)의 냉각은, 챔버 커버(23)를 효율적으로 냉각할 수 있는 한 특정한 냉매 및 냉각방법으로 한정되지는 않는다.
챔버 커버(23)를 냉각하기 위한 냉매는 별도의 냉매공급장치(28)에서 공급되며, 노즐(29)을 통해 냉매공급장치(28)에서 챔버 커버의 냉매유통로(24)로 이송된다. 상기 냉매공급장치(28)에는 공급되는 냉매의 온도를 조절할 수 있는 온도제어기(미도시)가 구비되는 것이 바람직하다.
이와 같이 냉매를 이용하여 챔버 커버(23)의 온도를 낮추어주면, 웨이퍼(W)가 놓여지는 챔버 바디(21)의 하부와 챔버 바디(21)의 상부 간의 온도차가 생기게 되고, 이러한 온도 차에 의해 대류현상이 활발하게 일어나게 된다.
즉, 챔버 바디(21) 하부의 따뜻한 공기가 챔버 바디(21) 상부로 이동하게 되며, 웨이퍼(W)에 흡착되어 있거나, 베이킹 공정 시 발생하는 파티클 또는 챔버 내부에 흡착되어 있는 파티클도 함께 챔버 바디(21)의 상부로 이동하게 되어, 파티클이 웨이퍼(W)에 흡착하는 것을 방지할 수 있다.
이때, 챔버 바디(21)의 상부로 이동한 파티클은 챔버 바디(21)의 측벽에 형성된 배기구(22)를 통해 배출된다.
이와 같이 구성되는 본 발명에 의하면, 챔버 바디 하부와 챔버 바디 상부 간의 온도 차를 크게 하여, 챔버 바디 내에서 대류 현상이 보다 원활하게 일어나게 함으로써, 파티클이 웨이퍼에 흡착되는 것을 방지할 수 있어 파티클에 의한 웨이퍼 의 오염을 최소화할 수 있다.
이상에서는 도면과 명세서에 최적 실시예를 개시하였다. 여기서는 설명을 위해 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며, 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 한다.
본 발명에 의하면, 냉매로 챔버 커버를 냉각하여 챔버 바디 하부와 챔버 바디 상부 간의 온도 차를 크게 함으로써, 대류현상에 의해 챔버 바디 하부의 파티클이 챔버 바디의 상부로 보다 원활하게 이동할 수 있어 웨이퍼에 흡착되는 것을 방지할 수 있으므로, 파티클에 의한 웨이퍼의 불량 및 설비의 로스(loss)를 방지할 수 있다.

Claims (4)

  1. 상부가 개방되어 있으며, 내부에는 웨이퍼가 로딩되는 핫 플레이트가 구비되는 챔버 바디; 및
    상기 챔버 바디의 개방된 상부를 폐쇄하는 챔버 커버를 구비하는 베이킹 챔버로서,
    상기 챔버 커버는 냉매에 의해 냉각되는 것을 특징으로 하는 베이킹 챔버.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버 커버에는 상기 냉매가 유통하는 냉매 유통로가 형성되어 있으며,
    상기 냉매는 상기 냉매 유통로를 통과하면서 상기 챔버 커버를 냉각하는 것을 특징으로 하는 베이킹 챔버.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 냉매는 상온의 공기인 것을 특징으로 하는 베이킹 챔버.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 챔버 바디의 측벽에는 파티클이 배기되는 배기구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 베이킹 챔버.
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