KR100801844B1

KR100801844B1 - 핫 플레이트 및 그를 이용한 임계치수의 균일도 향상방법

Info

Publication number: KR100801844B1
Application number: KR1020060135762A
Authority: KR
Inventors: 김영미
Original assignee: 동부일렉트로닉스 주식회사
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2008-02-11

Abstract

본 발명에 따른 핫 플레이트는 노광 된 감광막이 형성된 기판이 놓이는 플레이트; 상기 기판의 CD의 균일성을 측정하는 측정부; 상기 기판에 열을 가하는 열선; 상기 기판의 온도를 감지하는 온도센서; 및 상기 열선의 온도를 조절할 수 있은 온도제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

핫 플레이트, 임계치수

Description

핫 플레이트 및 그를 이용한 임계치수의 균일도 향상방법{Hot Plate and Method for Improving Critical Diameter Uniformity using the same}

도 1은 노광 공정 후 PEB에 따른 임계치수(CD)의 균일도 분포도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 핫 플레이트를 포함하는 가열장치.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 핫 플레이트의 평면도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 임계치수의 균일도 향상방법의 순서도.

본 발명은 핫 플레이트 및 그를 이용한 임계치수의 균일도 향상방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자는 이온주입 공정, 막 증착 공정, 확산공정, 사진공정, 식각공정 등과 같은 다수의 공정들을 거쳐 제조된다. 이러한 공정들 중에서, 원하는 패턴을 형성하기 위한 사진공정은 반도체 소자 제조에 필수적으로 요구되는 공정이다.

사진공정은 식각이나 이온주입이 될 부위와 보호될 부위를 선택적으로 정의하기 위해 마스크나 레티클의 패턴을 웨이퍼 위에 만드는 것으로 크게, 도포공정, 노광공정 및 현상공정으로 이루어진다.

또한, 상기 노광공정 후 현상공정 전에 PEB(Post Exposure Bake) 공정이 진행된다. 이는 노광공정시 기판상의 형성된 감광막의 패턴의 깊이에 따른 보강(constructive)간섭 또는 소멸(destructive)간섭에 의한 스탠딩 웨이브 효과(standing wave effect)를 해소하기 위함이다.

한편, 웨이퍼 상에서 최종 선폭을 얼마나 정확하고 균일하게 구현할 수 있는가 하는 것은 공정마진 확보에서 최종 수율에까지 영향을 미치는 중요한 문제이다.

패턴을 구현하고 실리콘 상에 옮기는 과정은 포토과정을 통해 레지스트로 원하는 패턴을 웨이퍼 위에 도포 된 포토 레지스트 상에 옮겨 이 포토 레지스트를 식각 마스크로 이용하여 웨이퍼 상에 패턴을 구현하게 된다.

따라서 포토공정의 정확성 및 전 웨이퍼 상에 균일한 정도가 식각공정 후의 패턴에 영향을 미치게 된다.

그러나 종래기술에 의하면 포토공정 과정 중에서 감광막 패턴의 CD(Critical Dimension)을 미리 효과적으로 컨트롤할 수 있는 방법이 적절히 제시되지 못하고 있었다.

본 발명은 포토공정을 통해 구현된 패턴의 CD를 모니터링하여 효율적으로 CD가 컨트롤 될 수 있는 시스템을 제공할 수 있는 핫 플레이트 및 그를 이용한 임계치수의 균일도 향상방법을 제공하고자 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 핫 플레이트는 노광된 감광막이 형성된 기판이 놓이는 플레이트; 상기 기판의 CD의 균일성을 측정하는 측정부; 상기 기판에 열을 가하는 열선; 상기 기판의 온도를 감지하는 온도센서; 및 상기 열선의 온도를 조절할 수 있은 온도제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 임계치수의 균일도 향상방법은 핫 플레이트 상에 노광 된 감광막이 형성된 기판을 장착하는 단계; 상기 기판의 임계치수(CD)를 분석하는 단계; 및 상기 기판의 임계치수(CD)가 균일성이 있는지 여부를 고려하여 PEB를 진행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의하면 노광공정을 통해 구현된 패턴의 임계치수(CD)를 모니터링함으로써 효율적으로 임계치수(CD)를 컨트롤할 수 있는 효과가 있다.

열감지 센서와 열선을 이용하여 노광공정을 통해 구현된 패턴의 온도를 통해 기판의 임계치수(CD)를 모니터링함으로써 효율적으로 임계치수(CD)를 컨트롤할 수 있는 장점이 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 핫 플레이트 및 그를 이용한 임계치수의 균일도 향상방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 각 층의 "상/위(on/over)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상/위(On/Over)는 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따라 노광공정후 PEB에 따른 임계치수(CD)의 균일도 분포도이다.

한편, 실제 패터닝된 웨이퍼의 CD는 도 1에서 보듯이 공정의 톨로런스(Tolerance)에 의해 웨이퍼 상에서 각 위치마다 다르게 구현된다.

본 발명에서 채용될 수 있는 감광막 중의 하나가 화학 증폭형 레지스트이다. 화학 증폭형 레지스트란 도 1과 같이, 포토레지스트가 도포 된 웨이퍼를 노광 후 PEB를 할 때, 노광을 통해 생성된 산이 확산되도록 하여 최종적으로 원하는 선폭을 구현하도록 한 레지스트이다.

이때 산의 확산정도는 웨이퍼 상의 패턴을 구현하는 데 있어 최종 CD를 결정하는 주요 요소라 할 수 있다.

한편, 아래 식에서 알 수 있듯, PEB(Post Exposure Bake)공정의 온도와 시간을 이용하여 CD를 컨트롤할 수 있게 된다.

따라서, PEB의 온도를 웨이퍼 상에 CD가 고르지 못한 부분에 다르게 적용할 수 있다면 CD 균일도(Uniformity)를 향상시킬 수 있게 된다.

여기서, 상기 수학식 1에서 L은 디퓨전길이(Diffusion length), Do는 확산계수, t는 PEB 시간, T는 PEB 온도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 핫 플레이트를 포함하는 가열장치이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 핫 플레이트의 평면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 핫 플레이트는 노광된 감광막이 형성된 기판(200) 이 놓이는 플레이트(150); 상기 기판의 CD의 균일성을 측정하는 측정부(미도시); 상기 기판에 열을 가하는 열선(152); 상기 기판의 온도를 감지하는 온도센서(154); 및 상기 열선의 온도를 조절할 수 있은 온도제어부(미도시);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 열선(152)은 상기 핫 플레이트 상측에 방사형으로 복수 배치됨으로써 상기 기판(200)의 복수의 구획된 영역의 상호 달리 열을 가하거나 가하지 않을 수 있다.

상기 온도센서(154)는 상기 핫 플레이트 상측에 방사형으로 복수 배치됨으로써 상기 기판(200)의 복수의 구획된 영역의 온도를 면밀히 측정할 수 있다.

본 발명에 따른 핫 플레이트에 의하면 열감지 센서와 열선을 이용하여 노광공정을 통해 구현된 패턴의 임계치수(CD)를 모니터링함으로써 효율적으로 임계치수(CD)를 컨트롤 할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 핫 플레이트를 이용한 임계치수의 균일도 향상방법을 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 임계치수의 균일도 향상방법의 순서도이다.

우선, 플레이트 상에 노광 된 감광막이 형성된 기판을 장착한다(S 110).

다음으로, 상기 노광된 기판(200)의 임계치수(CD)를 분석한다(S 120).

이때, 상기 기판(200)의 복수의 영역의 임계치수를 면밀히 추출 및 분석한다(S 130).

다음으로, 상기 기판(200)의 임계치수의 균일성(CDU: CD Uniformity) 있는지 여부를 판별한다(S 140).

만약, 상기 기판(200)의 CD가 균일성이 없는 것으로 판정되는 경우에는 핫 플레이트가 설치된 가열장치(Track 장비)의 PEB 유닛에 피드백한다(S 150).

다음으로, 상기 피드백된 데이터를 기초로 상기 기판(200)에서 CD의 균일성이 있는 부분과 없는 부분에 온도차이를 두어 PEB를 진행(S 160)함으로써 CD의 균일성을 확보한다.

상기 온도차이를 두어 PEB를 진행함으로써 CD가 균일성을 확보하는 것은 상기 수학식 1에 의한다.

또한, 상기 온도차이를 두어 PEB를 진행한 후 상기 기판(200)의 임계치수(CD)를 2차 분석하는 과정을 진행한다(S 120, S 130).

만약, 상기 기판의 CD가 균일성이 없는 경우 상기 기판에서 CD의 균일성이 있는 부분과 없는 부분에 온도차이를 두어 2차 PEB를 진행하는 단계를 더 진행할 수 있다.

한편, 상기 온도차이를 두어 PEB를 진행한 후 상기 기판(200)의 임계치수(CD)를 2차 분석하는 과정에서 임계치수의 균일성이 있는 것으로 판별된 경우 이후 공정을 진행한다.

예를 들어, 임계치수 균일성 1차 측정에서 균일성이 있는 것으로 판별된 경우 바로 온도 조절 없이 PEB를 진행하고, 이후 현상공정을 진행할 수 있다.

한편, 임계치수 균일성 1차 측정에서 균일성이 없는 것으로 판별된 경우 핫 플레이트의 온도를 조절하여 PEB를 진행하고 그 후 균일성이 있는 것으로 판별된 경우 현상공정을 진행할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 핫 플레이트 및 그를 이용한 임계치수의 균일도 향상방법에 의하면 노광공정을 통해 구현된 패턴의 임계치수(CD)를 모니터링함으로써 효율적으로 임계치수(CD)를 컨트롤할 수 있는 효과가 있다.

Claims

노광된 감광막이 형성된 기판이 놓이는 플레이트;

상기 기판의 CD의 균일성을 측정하는 측정부;

상기 기판에 열을 가하는 열선;

상기 기판의 온도를 감지하는 온도센서; 및

상기 열선의 온도를 조절할 수 있은 온도제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 핫 플레이트.
제1 항에 있어서,

상기 온도센서는

상기 핫 플레이트 상측에 방사형으로 복수 배치된 것을 특징으로 하는 핫 플레이트.
제1 항에 있어서,

상기 열선은

상기 핫 플레이트에 방사형으로 복수 배치된 것을 특징으로 하는 핫 플레이트.
제1 항에 있어서,

상기 복수의 열선은

각기 다른 온도를 낼 수 있도록 개별적으로 형성된 것을 특징으로 하는 핫 플레이트.
핫 플레이트 상에 노광 된 감광막이 형성된 기판을 장착하는 단계;

상기 기판의 임계치수(CD)를 분석하는 단계; 및

상기 기판의 임계치수(CD)가 균일성이 있는지 여부를 고려하여 PEB를 진행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 임계치수의 균일도 향상방법.
제5 항에 있어서,

상기 기판의 CD가 균일성이 없는 것으로 판정되는 경우에는

상기 기판에서 CD의 균일성이 있는 부분과 없는 부분에 온도차이를 두어 PEB를 진행함으로써 CD가 균일성을 확보하는 것을 특징으로 하는 임계치수의 균일도 향상방법.
제6 항에 있어서,

상기 온도차이를 두어 PEB를 진행한 후

상기 기판의 임계치수(CD)를 2차 분석하는 단계; 및

상기 기판의 CD가 균일성이 없는 경우 상기 기판에서 CD의 균일성이 있는 부분과 없는 부분에 온도차이를 두어 2차 PEB를 진행하는 단계;를 더 포함하는 것 을 특징으로 하는 임계치수의 균일도 향상방법.
제6 항에 있어서,

상기 온도차이를 두어 PEB를 진행함으로써 CD가 균일성을 확보하는 것은

다음의 식에 의하며,

여기서, L은 디퓨전길이(Diffusion length), Do는 확산계수, t는 PEB 시간, T는 PEB 온도인 것을 특징으로 하는 임계치수의 균일도 향상방법.