KR200206830Y1 - Bake chamber for semiconductive wafer - Google Patents

Abstract

본 고안은 반도체 웨이퍼의 베이크 챔버에 관한 것으로, 덮개(10a)와 본체(10b)를 가지며, 상기 본체(10b) 내에 장착되어 웨이퍼(W)를 일정온도로 베이크하는 핫플레이트(12)를 구비하여 된 반도체 웨이퍼의 베이크 챔버(10)를 구성함에 있어서, 상기 본체(10b)의 외부에서 승강수단의 구동에 의해 승강되는 지지플레이트(13); 상기 지지플레이트(13)의 상면에 직립적으로 설치되어 상기 본체(10b)와 핫플레이트(12)에 다수개 형성된 홀(11a,12a)을 통해 챔버(10)의 내측공간으로 왕복운동하며, 그 위에 웨이퍼(W)가 안착되는 웨이퍼 지지핀(14); 및 상기 지지플레이트(13)의 상면 가장자리에 직립적으로 다수개 설치되고, 상기 웨이퍼 지지핀(14)의 설치높이 보다 높은 길이를 가지며, 상기 본체(10b)의 가장자리 부분에 다수개 형성된 홀(11a)을 통해 챔버(10)의 내측공간으로 왕복운동하고, 그 위에 원판부재(16)가 고정되는 지지바아(15);를 포함하여 상기 지지플레이트(13)의 승하강시 상기 원판부재(16)의 저면과 웨이퍼(W) 상면과의 간격이 항상 10㎜ 이내를 유지함으로써 챔버 내부공간의 온도차에 의해 발생되는 대류현상을 억제하여 웨이퍼의 온도 보상시간이 빠르고, 50∼150℃에서 60초 내에 0.3℃ 이내의 오차를 가지는 웨이퍼의 온도 균일성(Uniformity)을 유지하여 반도체 소자의 수율을 높일 수 있도록 구조가 개선된 반도체 웨이퍼의 베이크 챔버를 제공한다.The present invention relates to a baking chamber of a semiconductor wafer, and has a lid 10a and a main body 10b, and is provided with a hot plate 12 mounted in the main body 10b to bake the wafer W at a predetermined temperature. In constructing the baking chamber 10 of the semiconductor wafer, the support plate (13) which is elevated by the driving of the lifting means outside the main body (10b); It is installed upright on the upper surface of the support plate 13 and reciprocates to the inner space of the chamber 10 through a plurality of holes (11a, 12a) formed in the main body 10b and the hot plate 12, A wafer support pin 14 on which the wafer W is seated thereon; And a plurality of holes 11a installed upright on the upper edge of the support plate 13, having a length higher than the height of the wafer support pin 14, and formed on the edge of the body 10b. Reciprocating through the inner space of the chamber 10, the support bar 15 is fixed to the disc member 16 thereon; when the support plate 13 is raised and lowered of the disc member 16 The distance between the bottom surface and the upper surface of the wafer W is always within 10 mm, thereby suppressing convection caused by the temperature difference in the chamber interior, so that the temperature compensation time of the wafer is fast and 0.3 ° C within 60 seconds at 50 to 150 ° C. The present invention provides a baking chamber of a semiconductor wafer having an improved structure to maintain a temperature uniformity of a wafer having a within error and to increase a yield of a semiconductor device.

Description

반도체 웨이퍼의 베이크 챔버{Bake chamber for semiconductive wafer}Bake chamber for semiconductive wafer

본 고안은 웨이퍼의 베이킹시 웨이퍼의 온도 균일성을 유지하여 반도체 소자의 수율을 높일 수 있도록 구조가 개선된 반도체 웨이퍼의 베이크 챔버에 관한 것이다.The present invention relates to a baking chamber of a semiconductor wafer having an improved structure so as to maintain the temperature uniformity of the wafer during baking of the wafer to increase the yield of the semiconductor device.

일반적으로 반도체 소자는 이온주입 공정, 막 증착 공정, 확산공정, 사진식각공정 등과 같은 다수의 공정들을 거쳐 제조된다. 이러한 공정들 중에서, 원하는 패턴을 형성하기 위한 사진식각공정은 반도체 소자 제조에 필수적으로 요구되는 공정이다.In general, semiconductor devices are manufactured through a plurality of processes such as ion implantation, film deposition, diffusion, photolithography, and the like. Among these processes, a photolithography process for forming a desired pattern is an essential step for manufacturing a semiconductor device.

사진식각공정은 식각이나 이온주입이 될 부위와 보호될 부위를 선택적으로 정의하기 위해 마스크나 레티클의 패턴을 웨이퍼 위에 만드는 것으로 크게, 웨이퍼 상에 포토레지스트를 떨어뜨린 후 고속으로 회전시켜 웨이퍼 위에 원하는 두께로 입히는 도포공정, 포토레지스트가 도포된 웨이퍼와 정해진 마스크를 서로 정렬시킨 후 자외선과 같은 빛이 상기 마스크를 통하여 웨이퍼 상의 포토레지스트에 조사되도록 하여 마스크 또는 레티클의 패턴을 웨이퍼에 옮기는 노광공정 및 상기 노광공정이 완료된 웨이퍼의 포토레지스트를 현상하여 원하는 포토레지스트 패턴을 형성하는 현상공정으로 이루어진다.The photolithography process involves creating a pattern of masks or reticles on the wafer to selectively define the areas to be etched or implanted and the areas to be protected. Coating process, the photoresist-coated wafer and a predetermined mask are aligned with each other, and then an exposure process of transferring a pattern of a mask or a reticle onto the wafer by irradiating light such as ultraviolet rays to the photoresist on the wafer through the mask and the exposure A photoresist of the completed wafer is developed to form a desired photoresist pattern.

상기 사진식각공정에는 반도체 웨이퍼를 소정 온도하에서 굽는 베이크 공정이 포함된다. 즉, 상기 베이크 공정은 포토레지스트를 도포하기 전에 웨이퍼에 흡착된 수분을 제거하기 위한 베이크, 소정의 유기용제 및 포토레지스트의 도포시에 생긴 전단응력을 완화시키기 위해 가열된 핫플레이트 상에서 웨이퍼를 가열하는 소프트 베이크, 노광시 자외선의 산란으로 인한 노광 부위의 화학적 구조의 불안정을 회복시키기 위한 노광 후 베이크 등이 있다.The photolithography process includes a baking process of baking a semiconductor wafer at a predetermined temperature. That is, the bake process heats the wafer on a heated hot plate to alleviate the shear stress generated during application of the bake, predetermined organic solvent and photoresist to remove moisture adsorbed on the wafer prior to application of the photoresist. Soft bake, and post-exposure bake for restoring the instability of the chemical structure of the exposure site due to scattering of ultraviolet light during exposure.

상기와 같이, 반도체 웨이퍼를 베이킹하기 위해서는 핫플레이트가 구비되어 실질적으로 베이크 공정을 진행하는 반도체 제조공정 설비의 한 형태인 베이크 챔버를 사용한다.As described above, in order to bake a semiconductor wafer, a bake chamber, which is a type of semiconductor manufacturing process facility in which a hot plate is provided and substantially undergoes a baking process, is used.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 베이크 챔버(10)는 덮개(10a)와 본체(10b)를 가지며, 본체(10b) 내에는 반도체 웨이퍼(W)를 탑재하며 소정온도로 웨이퍼(W)를 가열하는 핫플레이트(12)가 장착되어 있다. 또한, 이송 로봇아암(미도시)이 웨이퍼(W)를 로딩 및 언로딩시킬 수 있도록 본체(10b) 내에서 미도시된 승강수단에 의해 승강되는 웨이퍼 지지핀(14)이 다수개 마련된다. 여기서, 핫플레이트(12)의 상면과 덮개(10a)의 밑면 사이는 웨이퍼 지지핀(14)이 상승된 상태에서 이송 로봇아암의 웨이퍼 로딩 및 언로딩작업이 가능하도록 a거리 예컨대 16∼40㎜를 가지고 있다. 즉, 웨이퍼(W)가 웨이퍼 지지핀(14)에 의해 상승되어 있을 때, 그 웨이퍼(W)의 저면과 핫플레이트(12) 상면과의 간격은 대략 b거리 예컨대 15∼18㎜가 유지되어야만 이송 로봇아암이 진입할 수 있게 되는 것이다. 한편, 종래의 베이크 챔버(10)는 덮개(10a)에 배기공(미도시)이 형성되어 있으며, 배기공에는 가스 배출라인(10c)이 연결되고, 그 가스 배출라인(10c)과 연결된 펌핑수단(P)의 펌핑력에 의해 웨이퍼(W)가 베이크 될 때 발생하는 배기가스를 외부로 배출한다.As shown in FIG. 1, the conventional bake chamber 10 has a lid 10a and a main body 10b. The semiconductor wafer W is mounted in the main body 10b and the wafer W is placed at a predetermined temperature. A hot plate 12 for heating is mounted. In addition, a plurality of wafer support pins 14 are provided to be lifted and lowered by lifting means not shown in the main body 10b so that the transfer robot arm (not shown) can load and unload the wafer W. Here, the distance between the upper surface of the hot plate 12 and the lower surface of the lid 10a is a distance, for example, 16 to 40 mm, to enable wafer loading and unloading of the transfer robot arm while the wafer support pin 14 is raised. Have. That is, when the wafer W is lifted by the wafer support pin 14, the distance between the bottom surface of the wafer W and the top surface of the hot plate 12 is transported only when the b distance, for example, 15 to 18 mm, is maintained. The robot arm will be able to enter. On the other hand, the conventional baking chamber 10 has an exhaust hole (not shown) is formed in the cover (10a), the gas discharge line (10c) is connected to the exhaust hole, the pumping means connected to the gas discharge line (10c) The exhaust gas generated when the wafer W is baked by the pumping force of (P) is discharged to the outside.

따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 반도체 웨이퍼(W)가 핫플레이트(12) 상에 안착될 때, 덮개(10a) 밑면과의 거리(L)는 16∼40㎜의 범위 내 예컨대, 10㎜ 이상이 된다. 여기서, 참조부호 12b는 후술되는 웨이퍼 지지핀(14)이 하강됨에 따라 반도체 웨이퍼(W)가 핫플레이트(12)의 면상과 소정간격 이격되게 안착될 수 있도록 그 핫플레이트(12)의 상면에 형성된 받침돌기이다.Therefore, as shown in FIG. 2, when the semiconductor wafer W is seated on the hot plate 12, the distance L from the bottom surface of the lid 10a is, for example, 10 mm in the range of 16 to 40 mm. It becomes abnormal. Here, reference numeral 12b is formed on the top surface of the hot plate 12 so that the semiconductor wafer W can be seated spaced apart from the surface of the hot plate 12 by a predetermined interval as the wafer support pin 14 to be described later is lowered. It is a support protrusion.

이와 같은 베이크 챔버는 미세 패턴을 패터닝하는 경우, 포토레지스트의 베이크 온도 균일성이 사진공정이나 식각공정시 커다란 영향을 미치기 때문에, 포토레지스트의 베이크 온도를 균일하게 유지되도록 하는 점이 더욱 요구되어지나, 종래의 베이크 챔버는 로봇아암의 이송을 감안하여 핫플레이트의 표면과 덮개의 밑면 사이의 거리를 항상 16∼40㎜로 유지되어 있기 때문에 그 높이차에 따른 핫플레이트와 덮개와의 온도차에 의해 그 내부공간에 존재하는 열분포가 불규칙하여 대류현상이 발생하게 된다. 즉, 작동유체의 유동 형태는 유선이 셀을 형성하게 되어 상기 내부공간에 전체적으로 자연 대류현상이 나타나게 되는 것이다. 이로 인해, 작동유체의 상승 및 하강이 불규칙하게 이루어져 웨이퍼의 전체적인 온도를 균일하게 유지할 수 없게 되는 문제점이 도출된다.Such a baking chamber is required to maintain the baking temperature of the photoresist uniformly, since the baking temperature uniformity of the photoresist greatly affects the photolithography process or the etching process when patterning a fine pattern. The bake chamber of the main body is kept at a distance of 16 to 40 mm between the surface of the hot plate and the bottom of the cover in consideration of the transfer of the robot arm, so that the internal space is changed by the temperature difference between the hot plate and the cover according to the height difference. Convection occurs due to irregular heat distribution. That is, the flow form of the working fluid is that the streamline forms a cell, the natural convection phenomenon appears in the interior space as a whole. This leads to a problem that the rising and falling of the working fluid is irregular, so that the overall temperature of the wafer cannot be maintained uniformly.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 개선하고자 안출된 것으로서, 챔버의 내부공간에서 발생하는 대류현상을 억제함으로써 웨이퍼의 온도 보상시간이 빠르고, 미세한 오차에 의해 웨이퍼의 베이크 온도 균일성을 유지할 수 있도록 구조가 개선된 반도체 웨이퍼의 베이크 챔버를 제공하는 점에 그 목적이 있다.The present invention is devised to improve the above problems, and by suppressing convection occurring in the inner space of the chamber, the temperature compensation time of the wafer is fast, and the structure is maintained to maintain the wafer temperature uniformity due to minute errors. The object is to provide an improved bake chamber of a semiconductor wafer.

도 1은 종래에 따른 반도체 웨이퍼의 베이크 챔버를 나타내 보인 개략적 단면도이고,1 is a schematic cross-sectional view showing a baking chamber of a conventional semiconductor wafer,

도 2는 도 1의 반도체 웨이퍼가 안착된 상태를 나타내 보인 개략적 단면도이고,FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a state in which the semiconductor wafer of FIG. 1 is seated.

도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 베이크 챔버를 나타내 보인 개략적 단면도이고,3 is a schematic cross-sectional view showing a bake chamber of a semiconductor wafer according to a preferred embodiment of the present invention,

도 4는 도 3에 도시된 원판부재를 나타내 보인 사시도이고,4 is a perspective view showing the disc member shown in FIG.

그리고 도 5는 도 3의 반도체 웨이퍼가 안착된 상태를 나타내 보인 개략적 단면도이다.5 is a schematic cross-sectional view illustrating a state in which the semiconductor wafer of FIG. 3 is seated.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>

10... 챔버(chamber) 10a... 덮개10 ... chamber 10a ... cover

10b... 본체 10c... 펌핑수단10b ... main body 10c ... pumping means

11a,12a... 홀11a, 12a ... hall

12... 핫플레이트(hot plate) 12b... 받침돌기12 ... hot plate 12b ... base projection

13... 지지플레이트 14... 웨이퍼 지지핀13 ... support plate 14 ... wafer support pin

15... 지지바아 16... 원판부재15 ... support bar 16 ... disc member

16a... 배기공16a ... vent hole

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 베이크 챔버는 덮개와 본체를 가지며, 상기 본체 내에 장착되어 웨이퍼(W)를 일정온도로 베이크하는 핫플레이트를 구비하여 된 반도체 웨이퍼의 베이크 챔버를 구성함에 있어서, 상기 본체의 외부에서 승강수단의 구동에 의해 승강되는 지지플레이트; 상기 지지플레이트의 상면에 직립적으로 설치되어 상기 본체와 핫플레이트에 다수개 형성된 홀을 통해 챔버의 내측공간으로 왕복운동하며, 그 위에 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 지지핀; 및 상기 지지플레이트의 상면 가장자리에 직립적으로 다수개 설치되고, 상기 지지핀의 설치높이 보다 높은 길이를 가지며, 상기 본체의 가장자리 부분에 다수개 형성된 홀을 통해 챔버의 내측공간으로 왕복운동하고, 그 위에 원판부재가 고정되는 지지바아;를 포함하여 상기 지지플레이트의 승하강시 상기 원판부재의 저면과 웨이퍼 상면과의 간격이 항상 10㎜ 이내를 유지할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a baking chamber of a semiconductor wafer according to a preferred embodiment of the present invention has a cover and a main body, and is mounted in the main body and includes a hot plate for baking the wafer W at a predetermined temperature. In constructing the baking chamber of the wafer, the support plate which is lifted by the driving of the lifting means from the outside of the main body; A wafer support pin installed upright on an upper surface of the support plate to reciprocate to an inner space of the chamber through a plurality of holes formed in the main body and the hot plate, and a wafer seated thereon; And a plurality of uprights installed at the upper edge of the support plate, having a length higher than the height of the support pin, and reciprocating to the inner space of the chamber through a plurality of holes formed at the edge of the main body. And a support bar on which the disc member is fixed. The gap between the bottom surface of the disc member and the upper surface of the wafer is always maintained within 10 mm when the support plate is raised and lowered.

본 고안에 따르면, 상기 원판부재는 베이크되는 웨이퍼에서 발생하는 이물질가스를 외부로 배기시키기 위한 다수의 배기공이 형성되어 있는 것이 바람직하다.According to the present invention, it is preferable that the disc member is formed with a plurality of exhaust holes for exhausting foreign matter gas generated from the wafer to be baked.

본 고안에 따르면, 상기 원판부재는 경질 알루마이트 소재로 이루어진 것이 바람직하며, 외부로의 열방출을 차단하기 위한 단열소재로 이루어진 것이 바람직하다.According to the present invention, the disc member is preferably made of hard anodized material, preferably made of a heat insulating material for blocking heat release to the outside.

따라서, 본 고안에 따른 반도체 웨이퍼의 베이크 챔버는 그 챔버의 구조를 개선함으로써, 종래와 달리 챔버의 내부공간에 발생되는 대류현상을 억제함에 따라 웨이퍼의 온도 보상시간이 빠르고, 0.3℃의 오차를 가지는 웨이퍼의 온도 균일성(Uniformity)이 유지하여 반도체 소자의 수율을 높일 수 있는 점에 그 특징이 있다.Therefore, the baking chamber of the semiconductor wafer according to the present invention improves the structure of the chamber, and thus, unlike the related art, the temperature compensation time of the wafer is fast and the error of 0.3 ° C. is reduced by suppressing convection occurring in the internal space of the chamber. The characteristic is that the temperature uniformity of the wafer can be maintained to increase the yield of the semiconductor device.

이러한 특징을 가진 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 베이크 챔버의 구성 및 그에 따른 작용을 상세하게 설명하기로 한다.The configuration of the baking chamber and its operation according to the preferred embodiment of the present invention having such a feature will be described in detail.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 베이크 챔버(10)는 덮개(10a)와 본체(10b)를 가지며, 상기 본체(10b) 내에 장착되어 반도체 웨이퍼(W)를 일정온도로 베이크하는 핫플레이트(12)를 구비하고, 상기 본체(10b)의 외부에서 승강수단의 구동에 의해 승강되는 지지플레이트(13)와, 상기 지지플레이트(13)의 상면에 직립적으로 설치되어 상기 본체(10b)와 핫플레이트(12)에 다수개 형성된 홀(11a,12a)을 통해 챔버(10)의 내측공간으로 왕복운동하며 그 위에 웨이퍼(W)가 안착되는 웨이퍼 지지핀(14)과, 상기 지지플레이트(13)의 상면 가장자리에 직립적으로 다수개 설치되고 상기 웨이퍼 지지핀(14)의 설치높이 보다 높은 길이를 가지며 상기 본체(10b)의 가장자리 부분에 다수개 형성된 홀(11a)을 통해 챔버(10)의 내측공간으로 왕복운동하고 그 위에 원판부재(16)가 고정되는 지지바아(15)를 포함하여 상기 지지플레이트(13)의 승하강시 상기 원판부재(16)의 저면과 웨이퍼(W) 상면과의 간격이 항상 10㎜ 이내를 유지할 수 있도록 된 것을 그 요지로 한다.As shown in FIG. 3, the bake chamber 10 of the semiconductor wafer according to the preferred embodiment of the present invention has a lid 10a and a main body 10b, and is mounted in the main body 10b so that the semiconductor wafer W is mounted. It is provided with a hot plate 12 for baking at a predetermined temperature, the support plate 13 which is elevated by the driving of the lifting means from the outside of the main body 10b, and upright on the upper surface of the support plate 13 The wafer support pin 14 is installed to reciprocate into the inner space of the chamber 10 through the holes 11a and 12a formed in the main body 10b and the hot plate 12, and the wafer W is seated thereon. ) And a plurality of holes 11a installed upright on the upper edge of the support plate 13 and having a length higher than the installation height of the wafer support pin 14 and formed on the edge of the main body 10b. Reciprocating to the inner space of the chamber 10 through Including the support bar 15 to which the disc member 16 is fixed thereon, the distance between the bottom surface of the disc member 16 and the upper surface of the wafer W is always within 10 mm when the support plate 13 is raised and lowered. It is the point to be able to maintain.

본 고안에 따른 베이크 챔버(10)의 구성을 보다 자세히 설명하면, 상기 덮개(10a)는 본체(10b)의 상측에서 그 본체(10b)를 완전밀폐할 수 있도록 자동개폐가능하며, 상기 본체(10b)는 그 내측에 반도체 웨이퍼(W)가 안착되는 핫플레이트(12)가 장착되고, 후술되는 웨이퍼 지지핀(14) 및 지지바아(15)가 외부에서 관통하여 그 구멍을 통해 승하강될 수 있도록 다수의 홀(11a)들이 형성되어 있다. 여기서, 상기 덮개(10a) 또는 본체(10b)는 웨이퍼(W)의 베이크시 작동유체를 주입하는 통상적인 가스공급라인(미도시)과 연결되며, 또한, 종래와 같이, 그 웨이퍼(W)에서 발생하는 배기가스를 흡입하여 외부로 배출할 수 있도록 통상적인 가스배출라인(미도시) 및 펌핑수단(미도시)이 연결되어 있다. 아울러, 공지된 바와 같이, 상기 덮개(10a)의 밑면에는 그 덮개(10a)와 본체(10b) 사이에 분포된 열이 외부로 배출되지 않도록 단열부재(미도시)가 마련될 수도 있고, 그 덮개(10a) 자체가 단열소재로 형성될 수도 있다.Referring to the configuration of the baking chamber 10 according to the present invention in more detail, the cover (10a) can be opened and closed automatically to completely close the body (10b) on the upper side of the body (10b), the body (10b) ) Has a hot plate 12 on which the semiconductor wafer W is seated, and the wafer support pin 14 and the support bar 15, which will be described later, penetrate from the outside to be raised and lowered through the hole. A plurality of holes 11a are formed. Here, the cover (10a) or the main body (10b) is connected to a conventional gas supply line (not shown) for injecting the working fluid during baking of the wafer (W), and also, as in the prior art, in the wafer (W) Conventional gas discharge lines (not shown) and pumping means (not shown) are connected to suck the generated exhaust gases and discharge them to the outside. In addition, as is known, a heat insulating member (not shown) may be provided on the bottom surface of the cover 10a so that heat distributed between the cover 10a and the body 10b is not discharged to the outside. (10a) itself may be formed of a heat insulating material.

상기 핫플레이트(12)는 본체(10b)의 내측 바닥면에 수평을 이루도록 장착되어 웨이퍼(W)가 균일하게 베이크되도록 소정 온도의 열을 방출한다. 또한, 상기 핫플레이트(12)의 몸체는 후술되는 웨이퍼 지지핀(14)이 관통하여 구멍을 통해 승하강될 수 있도록 다수의 홀(12a)들이 형성되어 있다. 여기서, 참조부호 12b는 후술되는 웨이퍼 지지핀(14)이 하강됨에 따라 반도체 웨이퍼(W)가 핫플레이트(12)의 면상과 소정간격 이격되게 안착될 수 있도록 그 핫플레이트(12)의 상면에 형성된 받침돌기이다.The hot plate 12 is mounted horizontally on the inner bottom surface of the main body 10b to emit heat of a predetermined temperature so that the wafer W is uniformly baked. In addition, the body of the hot plate 12 has a plurality of holes 12a are formed so that the wafer support pin 14, which will be described later, penetrates and descends through the hole. Here, reference numeral 12b is formed on the top surface of the hot plate 12 so that the semiconductor wafer W can be seated spaced apart from the surface of the hot plate 12 by a predetermined interval as the wafer support pin 14 to be described later is lowered. It is a support protrusion.

상기 웨이퍼 지지핀(14)은 본체(10b)의 외측에 마련되어 미도시된 승강수단의 구동에 의해 상하방으로 승강되는 대략 원판 형상의 지지플레이트(13) 상에 소정길이로 직립되게 설치되며, 그 지지핀(14)은 본체(10b) 및 핫플레이트(12)의 홀(11a,12a)을 통해 승하강된다. 즉, 상기 웨이퍼 지지핀(14)은 상승된 상태에서 그 위에 웨이퍼(W)가 안착됨과 동시에 하강되어, 그 웨이퍼(W)를 핫플레이트(12) 상에 배치할 때, 그 웨이퍼(W)가 핫플레이트(12)의 상면으로부터 소정간격 이격되게 탑재될 수 있도록 받침돌기(12b) 상에 안착시켜 그 핫플레이트(12)의 상면과 웨이퍼(W)와의 접촉면적을 최대로 감소시킬 수 있게 한다.The wafer support pin 14 is provided on the outer side of the main body 10b so as to stand upright at a predetermined length on a substantially disc-shaped support plate 13 which is lifted up and down by driving of a lifting means not shown. The support pin 14 is raised and lowered through the holes 11a and 12a of the main body 10b and the hot plate 12. That is, the wafer support pin 14 is lowered at the same time as the wafer W is seated thereon in the raised state, and when the wafer W is placed on the hot plate 12, the wafer W is The upper surface of the hot plate 12 can be mounted on the support protrusion 12b so as to be spaced apart from the upper surface of the hot plate 12 so that the contact area between the top surface of the hot plate 12 and the wafer W can be reduced to the maximum.

상기 지지바아(15)는 지지플레이트(13)의 가장자리 부분에 직립적으로 다수개 설치되며, 그 길이는 앞서 설명한 웨이퍼 지지핀(14)의 길이보다 상대적으로 길게 형성된다. 그리고, 상기 지지바아(15)는 승하강되는 지지플레이트(13)에 의해 본체(10b)의 가장자리 부분에 형성된 홀(11a)을 통해 승하강된다. 또한, 상기 원판부재(16)는 소정 두께를 가진 써스(SUS) 원판으로 지지바아(15)의 상단부에 수평을 이루도록 고정되어 지지플레이트(13)가 승하강될 때 함께 승하강된다. 부연 설명하면, 상기 원판부재(16)는 지지핀(14) 위에 안착된 반도체 웨이퍼(W)의 상면과 대략 10㎜ 이내의 간격을 항상 유지하면서 승하강되는 것이다. 본 고안에 따르면, 상기 원판부재(16)는 지지바아(15)에 고정되어 지지플레이트(13)가 승하강됨에 따라 함께 승하강되나, 이에 한정되지 않고, 원판부재(16)가 챔버(10) 내에 별도로 마련되어 통상적인 승강수단에 의해 웨이퍼(W)와 항상 10㎜이내의 간격을 유지하면서 승하강될 수도 있고, 상기 원판부재(16)의 설치 높이를 조절하여 그 원판부재(16)의 저면과 반도체 웨이퍼(W)의 상면 사이의 거리를 10㎜ 내외로 유지시킬 수도 있다..The support bar 15 is installed a plurality of upright on the edge portion of the support plate 13, its length is formed relatively longer than the length of the wafer support pin 14 described above. Then, the support bar 15 is moved up and down through the hole (11a) formed in the edge portion of the main body (10b) by the support plate 13 is raised and lowered. In addition, the disc member 16 is fixed so as to be horizontal to the upper end of the support bar 15 with a sus (SUS) disc having a predetermined thickness is raised and lowered together when the support plate 13 is raised and lowered. In other words, the disc member 16 is moved up and down while always maintaining an interval within about 10 mm from the upper surface of the semiconductor wafer W seated on the support pin 14. According to the present invention, the disc member 16 is fixed to the support bar 15 is raised and lowered together as the support plate 13 is raised and lowered, but is not limited to this, the disc member 16 is the chamber 10 It may be provided separately in the conventional lifting means, and may be moved up and down while maintaining a distance within 10 mm from the wafer W, and by adjusting the installation height of the disc member 16 and the bottom surface of the disc member 16 and The distance between the upper surfaces of the semiconductor wafers W may be maintained within 10 mm.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 원판부재(16)는 웨이퍼(W)의 베이크시 그 웨이퍼(W)가 베이크되면서 연소되는 이물질가스를 외부로 배기시키기 위한 다수의 배기공(16a)이 형성되어 있다. 이는 포토레지스트가 도포된 웨이퍼(W)를 베이크할 경우, 포토레지스트가 베이크되면서 솔벤트와 같은 이물질가스를 발생시킬 수 있기 때문에, 이러한 이물질가스를 상기 배기공(16a)을 통해 흡입하여 외부로 배기시키기 위함이다. 즉, 이물질가스는 펌핑수단(미도시)의 펌핑력에 의해 상기 배기공(16a)을 통해 흡입되고, 챔버(10)의 덮개(10a) 또는 본체(10b)에 설치된 통상의 가스배출라인(미도시)을 따라 외부로 배출되는 것이다. 아울러, 상기 원판부재(16)는 열이 외부로 방출되는 것을 차단하여 그 원판부재(16)와 웨이퍼(W) 사이의 온도분포를 한층 더 균일하게 유지하기 위한 단열소재로 이루어져 있으며, 그 단열소재는 써스(SUS)에 테프론(teflon) 코팅된 것이 바람직하고, 써스(SUS), 운모(mica), 유리섬유(fiber glass), 대리석(marble), 폴리벤조이미다아졸(polybenzimidazole), 고순도 폴리마이드(high purity), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리페닐린설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리아미드이미드(polyamide-imide), PBT폴리에스테르(PBT polyester), 석영(quartz), 지르코니아(zirconia), 메이코르(macor), 파이렉스(pyrex), 또는 세라믹(ceramic)의 단열소재로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기의 단열소재 중 어느 하나에 테프론(teflon)이 코팅된 것이 바람직하다. 여기서, 상기 원판부재(16)가 단열소재로 이루어져 열이 외부로 방출되는 것을 차단한다는 것은 원판부재(16)의 저면과 웨이퍼(W) 상면과의 공간에 분포된 열이 그 원판부재(16)의 상면과 덮개(10a) 밑면 사이의 공간으로 방출되는 것을 차단한다는 것이다.On the other hand, as shown in Figure 4, the disc member 16 has a plurality of exhaust holes (16a) for exhausting the foreign matter gas that is burned while the wafer (W) is baked when the wafer (W) is baked Formed. This is because when the photoresist-coated wafer W is baked, foreign matter gas such as solvent may be generated while the photoresist is baked, so that such foreign matter gas is sucked through the exhaust hole 16a and exhausted to the outside. For sake. That is, the foreign matter gas is sucked through the exhaust hole 16a by the pumping force of the pumping means (not shown), and a normal gas discharge line (not shown) installed in the cover 10a or the main body 10b of the chamber 10. It is discharged to the outside along the city). In addition, the disc member 16 is made of a heat insulating material for preventing heat from being released to the outside to maintain a more uniform temperature distribution between the disc member 16 and the wafer (W), the heat insulating material The teflon coated on the sus (SUS) is preferably, sus (SUS), mica (mica), glass fiber (marber), marble (marble), polybenzimidazole, high purity polyamide high purity, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, polyamide-imide, PBT polyester, quartz, zirconia, may It is preferable that it is made of a heat insulating material of a macro (macor), pyrex (ceramic), or ceramic (ceramic), it is preferable that any one of the above heat insulating material is coated with teflon (teflon). Here, the disc member 16 is made of a heat insulating material to prevent heat from being released to the outside means that the heat distributed in the space between the bottom surface of the disc member 16 and the upper surface of the wafer W is the disc member 16. It is to prevent the discharge into the space between the top surface and the bottom of the cover (10a).

상기와 같은 구성을 가지는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 베이크 챔버의 동작 및 그에 따른 작용효과를 상세하게 설명하기로 한다.Operation of the baking chamber of the semiconductor wafer according to the preferred embodiment of the present invention having the configuration as described above and the resulting effects will be described in detail.

반도체 웨이퍼(W)가 베이크되는 과정을 살펴보면, 우선, 이송 로봇아암(미도시)은 웨이퍼(W)를 탑재하고, 챔버(10)의 본체(10b) 내부로 진입한다. 이 때, 미도시된 승강수단은 지지플레이트(13)를 상승시키며, 웨이퍼 지지핀(14)은 지지플레이트(13)가 상승함에 따라 본체(10b)의 내부공간으로 상승되고, 지지바아(15)에 지지된 원판부재(16) 또한 상방으로 상승된다.Referring to the process of baking the semiconductor wafer W, first, the transfer robot arm (not shown) mounts the wafer W and enters the inside of the main body 10b of the chamber 10. At this time, the lifting means not shown raises the support plate 13, the wafer support pin 14 is raised to the inner space of the main body 10b as the support plate 13 rises, the support bar 15 The disc member 16 supported by the is also raised upwards.

한편, 본체(10b) 내부로 진입한 이송 로봇아암은 상승된 상태로 있는 웨이퍼 지지핀(14) 위에 웨이퍼(W)를 안착시킨 다음, 본체(10b)의 외부로 퇴실한다.On the other hand, the transfer robot arm entered into the main body 10b rests the wafer W on the wafer support pin 14 which is in an elevated state, and then exits to the outside of the main body 10b.

그리고, 지지플레이트(13)는 다시 하방으로 하강되고, 웨이퍼(W)는 핫플레이트(12)의 상면과 소정간격 이격되도록 핫플레이트(12)의 상면에 형성된 받침돌기(12b) 위에 탑재된다. 이 때, 상기 원판부재(16)는 하강되는 지지플레이트(13)의 지지바아(15)에 고정되어 웨이퍼(W)와 일정간격 즉, 10㎜ 이내의 간격을 두고 하강되기 때문에, 그에 따라 핫플레이트(12) 상에 안착된 반도체 웨이퍼(W)의 상면과 원판부재(16)의 저면 사이의 거리는 항상 10㎜ 이내를 유지하게 된다.The support plate 13 is lowered again, and the wafer W is mounted on the support protrusion 12b formed on the upper surface of the hot plate 12 so as to be spaced apart from the upper surface of the hot plate 12 by a predetermined interval. At this time, the disc member 16 is fixed to the support bar 15 of the support plate 13 to be lowered, so as to be lowered at a predetermined distance, that is, within 10mm intervals with the wafer W, accordingly hot plate The distance between the upper surface of the semiconductor wafer W seated on (12) and the bottom surface of the disc member 16 is always kept within 10 mm.

그런 다음, 챔버(10) 내에 작동유체 예컨대 N₂가스를 주입하여 핫플레이트(12)에서 방출되는 소정온도의 열로 반도체 웨이퍼(W)를 베이크한다.Then, a working fluid such as N ₂ gas is injected into the chamber 10 to bake the semiconductor wafer W by heat of a predetermined temperature emitted from the hot plate 12.

그러므로, 도 5에 도시된 바와 같이, 원판부재(16)의 저면과 반도체 웨이퍼(W)의 상면은 항상 ℓ길이 예컨대, 10㎜ 이내의 간격을 유지하기 때문에, 웨이퍼(W)의 상면과 덮개(10a) 저면 사이의 거리가 16∼40㎜의 범위에서 10㎜ 이상이 되어 대류현상이 발생하던 종래와는 달리, 10㎜ 이내의 공간에 온도분포가 집중되어 그 공간의 온도분포는 빠른시간 내에 핫플레이트(12)의 온도환경과 같게 되고, 그에 따라 온도차이에 의해 발생하는 대류의 영향이 극소화된다. 이는 웨이퍼(W)의 상면과 원판부재(16) 저면과의 간격이 가까워 원판부재(16)의 저면과, 작동유체의 유동과, 핫플레이트(12) 간의 온도편차가 극소화되어 대류현상이 나타나지 않게 되는 것이다.Therefore, as shown in FIG. 5, since the bottom face of the disc member 16 and the top face of the semiconductor wafer W always maintain the distance within l length, for example, within 10 mm, the top face and the lid of the wafer W ( 10a) Unlike the conventional method in which the distance between the bottom surface is 10 mm or more in the range of 16 to 40 mm and convection occurs, the temperature distribution is concentrated in a space within 10 mm, and the temperature distribution of the space is quickly heated. It becomes the same as the temperature environment of the plate 12, thereby minimizing the influence of the convection caused by the temperature difference. This is because the gap between the upper surface of the wafer W and the bottom surface of the disc member 16 is close, so that the bottom surface of the disc member 16 and the working fluid flow and the temperature deviation between the hot plate 12 are minimized so that convection does not appear. Will be.

따라서, 웨이퍼(W)의 온도분포는 미세한 오차의 온도분포에 의해 균일성을 항상 유지하게 되며, 이와 동시에, 온도보상이 빠르게 진행되어 결과적으로는 반도체 소자의 수율을 한층 더 높이게 된다. 즉, 전체적인 웨이퍼가 50∼150℃에서 60초 내에 0.3℃ 이내의 오차를 유지하도록 균일하게 베이크되어 후속공정인 식각공정에서 포토레지스트의 선택비(selectivity)를 향상시킬 수 있게 되고, 웨이퍼 위에 식각된 양의 균일도를 한층 향상시킬 수 있게 된다.Therefore, the temperature distribution of the wafer W is always maintained uniform by the temperature distribution of the minute error, and at the same time, the temperature compensation proceeds rapidly, resulting in a higher yield of the semiconductor device. That is, the entire wafer is uniformly baked to maintain an error within 0.3 ° C. within 60 seconds at 50 to 150 ° C., thereby improving the selectivity of the photoresist in the subsequent etching process and being etched on the wafer. Positive uniformity can be further improved.

한편, 상기 원판부재(16)는 단열소재로 이루어져 있기 때문에 단열성이 보강되어 그 원판부재(16)와 웨이퍼(W) 사이의 공간 내의 열이 외부로 방출되는 것을 차단함으로써 그 공간의 온도를 한층 더 일정하게 유지시킬 수 있게 한다. 즉, 원판부재(16)의 저면과 웨이퍼(W) 상면 사이의 열이 덮개부(10a)의 저면과 원판부재(16) 상면 사이의 공간으로 방출되지 않는 것이다.On the other hand, since the disc member 16 is made of a heat insulating material, the heat insulating property is reinforced, thereby preventing the heat in the space between the disc member 16 and the wafer W from being released to the outside, thereby further reducing the temperature of the space. Keep it constant That is, heat between the bottom of the disc member 16 and the top surface of the wafer W is not discharged into the space between the bottom of the lid portion 10a and the top of the disc member 16.

또한, 상기 원판부재(16)는 알루미늄판에 하드 아노다이징(hard anodizing)된 경질 알루마이트(hard anodized aluminium) 소재로 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 상기 경질 알루마이트는 피막의 두께가 0.05㎜로서 내마모성, 내식성이 특히 뛰어나며, 내전압이고 마찰계수가 적어 반도체 웨이퍼(W) 사이의 공간에 존재하는 열과 작동유체의 유동에 의해 마모 또는 부식되지 않는 특성을 가진다.In addition, the disc member 16 is preferably made of hard anodized aluminum material that is hard anodized on an aluminum plate. That is, the hard alumite has a thickness of 0.05 mm and is particularly excellent in abrasion resistance and corrosion resistance, and has a high withstand voltage and a low coefficient of friction so that it is not worn or corroded by the flow of heat and working fluid present in the space between the semiconductor wafers (W). Has

마지막으로, 웨이퍼(W)의 베이크 공정이 완료되면, 승강수단(미도시)은 지지플레이트(13)를 상승시키고, 이송 로봇아암은 챔버(10) 내로 진입하여 지지핀(14)에 의해 상승된 웨이퍼(W)를 파지한 다음, 챔버(10)로부터 퇴실한다. 이와 같이, 베이크된 웨이퍼(W)가 챔버(10) 내에서 배출되면, 상기 이송 로봇아암 및 지지핀(14)은 상술한 바와 같은 동작을 반복하여 새로운 웨이퍼들이 베이크될 수 있도록 한다.Finally, when the baking process of the wafer W is completed, the lifting means (not shown) lifts the support plate 13, and the transfer robot arm enters the chamber 10 and is lifted by the support pin 14. The wafer W is held and then removed from the chamber 10. As such, when the baked wafer W is discharged in the chamber 10, the transfer robot arm and the support pin 14 repeat the operation as described above to allow the new wafers to be baked.

이상에서의 설명에서와 같이, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 반도체 웨이퍼의 베이크 챔버는 그 챔버의 구조를 개선함으로써, 웨이퍼의 온도 보상시간이 빠르고, 50∼150℃에서 60초 내에 0.3℃의 오차를 가지는 웨이퍼 온도 균일성(Uniformity)을 유지하여 반도체 소자의 수율을 높일 수 있는 점에 그 장점이 있다.As described above, the baking chamber of the semiconductor wafer according to the preferred embodiment of the present invention improves the structure of the chamber, so that the temperature compensation time of the wafer is fast, and an error of 0.3 ° C. within 60 seconds at 50 to 150 ° C. It is advantageous in that the yield of a semiconductor device can be increased by maintaining a wafer temperature uniformity.

Claims (4)

덮개(10a)와 본체(10b)를 가지며, 상기 본체(10b) 내에 장착되어 반도체 웨이퍼(W)를 일정온도로 베이크하는 핫플레이트(12)를 구비하여 된 반도체 웨이퍼의 베이크 챔버(10)를 구성함에 있어서,The baking chamber 10 of the semiconductor wafer which has the cover 10a and the main body 10b, is equipped with the hotplate 12 mounted in the said main body 10b, and bakes the semiconductor wafer W to a predetermined temperature. In that, 상기 본체(10b)의 외부에서 승강수단의 구동에 의해 승강되는 지지플레이트(13);A support plate 13 which is lifted by the driving of the lifting means outside the main body 10b; 상기 지지플레이트(13)의 상면에 직립적으로 설치되어 상기 본체(10b)와 핫플레이트(12)에 다수개 형성된 홀(11a,12a)을 통해 챔버(10)의 내측공간으로 왕복운동하며, 그 위에 웨이퍼(W)가 안착되는 웨이퍼 지지핀(14); 및It is installed upright on the upper surface of the support plate 13 and reciprocates to the inner space of the chamber 10 through a plurality of holes (11a, 12a) formed in the main body 10b and the hot plate 12, A wafer support pin 14 on which the wafer W is seated thereon; And 상기 지지플레이트(13)의 상면 가장자리에 직립적으로 다수개 설치되고, 상기 웨이퍼 지지핀(14)의 설치높이 보다 높은 길이를 가지며, 상기 본체(10b)의 가장자리 부분에 다수개 형성된 홀(11a)을 통해 챔버(10)의 내측공간으로 왕복운동하고, 그 위에 원판부재(16)가 고정되는 지지바아(15);를 포함하여 상기 지지플레이트(13)의 승하강시 상기 원판부재(16)의 저면과 웨이퍼(W) 상면과의 간격이 항상 10㎜ 이내를 유지할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 베이크 챔버.A plurality of holes 11a are installed upright on the upper edge of the support plate 13, have a length higher than the height of the wafer support pin 14, and a plurality of holes 11a formed at the edge of the main body 10b. And a support bar 15 reciprocating to the inner space of the chamber 10 through which the disc member 16 is fixed thereon, including the bottom of the disc member 16 when the support plate 13 is raised and lowered. And a gap between the upper surface of the wafer and the upper surface of the wafer (W) at all times within 10 mm. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 원판부재(16)는,The disc member 16, 베이크되는 웨이퍼(W)에서 발생하는 이물질가스를 외부로 배기시키기 위한 다수의 배기공(16a)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 베이크 챔버.A baking chamber of a semiconductor wafer, characterized in that a plurality of exhaust holes (16a) for exhausting the foreign matter gas generated in the wafer (W) to be baked to the outside. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 원판부재(16)는,The disc member 16, 경질 알루마이트 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 베이크 챔버.A baking chamber of a semiconductor wafer, comprising a hard anodized material. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 원판부재(16)는,The disc member 16, 외부로의 열방출을 차단하기 위한 단열소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 베이크 챔버.Bake chamber of a semiconductor wafer, characterized in that made of a heat insulating material for blocking heat release to the outside.