KR102310317B1 - 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트 및 이를 이용한 웨이퍼 안착 모니터링 방법 - Google Patents

포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트 및 이를 이용한 웨이퍼 안착 모니터링 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트는 표면 상에 웨이퍼가 안착될 수 있는 플레이트 바디부; 상기 플레이트 바디부의 내부에 위치하는 히터부; 상기 플레이트 바디부의 둘레를 따라 배치되고 서로 이격된 복수개의 웨이퍼 가이드 돌기부들을 포함하되, 상기 웨이퍼 가이드 돌기부들은 상기 플레이트 바디부의 중심점으로부터 동일 거리에 방사형으로 배치되어 있고; 상기 플레이트 바디부를 관통하고 서로 이격된 복수개의 지지 핀홀들 포함하고, 상기 지지 핀홀들은 상기 웨이퍼를 상하 이동시킬 수 있는 지지 핀들이 상하 운동할 수 있게 구성되고; 상기 플레이트 바디부의 표면으로부터 돌출되게 설치되고, 상기 플레이트 바디부의 표면과 상기 웨이퍼가 서로 접촉되지 않게 구성된 웨이퍼 근접 볼들; 및 상기 플레이트 바디부를 관통하여 방사형으로 배치된 상기 웨이퍼 가이드 돌기부들과 직접적으로 접촉하면서 설치되고, 상기 플레이트 바디부의 온도를 측정할 수 있게 서로 이격된 복수개의 온도 센서들을 포함한다.

Description

포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트 및 이를 이용한 웨이퍼 안착 모니터링 방법{hot plate of photoresist bake apparatus and monitoring method of wafer arrival safely using the same}
본 발명은 반도체 제조 장치 및 그 이용 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포트레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트 및 이를 이용한 웨이퍼 안착 모니터링 방법에 관한 것이다.
반도체 소자는 복수개의 반도체 제조 공정을 통하여 만들어질 수 있다. 반도체 제조 공정은 박막 형성 공정, 이온 주입 공정, 리소그래피 공정, 박막 식각 공정을 포함할 수 있다. 리소그래피 공정은 웨이퍼 상에 또는 웨이퍼 상의 박막 상에 포토레지스트 패턴들을 형성하기 위한 공정일 수 있다.
리소그래피 공정에는 웨이퍼 상에 형성된 포토레지스트 또는 포토레지스트 패턴들을 베이킹하기 위하여 포토레지스트 베이크 장치가 이용될 수 있다. 포토레지스트 베이킹 장치는 핫 플레이트(hot plate)를 이용한다. 핫 플레이트는 내부 온도의 편차로 인해 포토레지스트가 균일하게 베이크되지 않거나, 포토레지스트 패턴들의 임계 크기의 균일도가 낮을 수 있다.
더하여, 포토레지스트 베이킹 장치는 핫 플레이트 상에 웨이퍼가 정확히 안착되지 않아 포토레지스트가 균일하게 베이크되지 않거나, 포토레지스트 패턴들의 임계 크기의 균일도가 낮을 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 플레이트 바디부 상에 웨이퍼가 정확히 안착되었는지를 모니터링할 수 있는 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 상기 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트를 이용하여 웨이퍼가 정확히 안착되었는지를 모니터링하기 위한 웨이퍼 안착 모니터링 방법을 제공하는 데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트는 표면 상에 웨이퍼가 안착될 수 있는 플레이트 바디부; 상기 플레이트 바디부의 내부에 위치하는 히터부; 상기 플레이트 바디부의 둘레를 따라 배치되고 서로 이격된 복수개의 웨이퍼 가이드 돌기부들을 포함하되, 상기 웨이퍼 가이드 돌기부들은 상기 플레이트 바디부의 중심점으로부터 동일 거리에 방사형으로 배치되어 있고; 상기 플레이트 바디부를 관통하고 서로 이격된 복수개의 지지 핀홀들 포함하고, 상기 지지 핀홀들은 상기 웨이퍼를 상하 이동시킬 수 있는 지지 핀들이 상하 운동할 수 있게 구성되고; 상기 플레이트 바디부의 표면으로부터 돌출되게 설치되고, 상기 플레이트 바디부의 표면과 상기 웨이퍼가 서로 접촉되지 않게 구성된 웨이퍼 근접 볼들; 및 상기 플레이트 바디부를 관통하여 방사형으로 배치된 상기 웨이퍼 가이드 돌기부들과 직접적으로 접촉하면서 설치되고, 상기 플레이트 바디부의 온도를 측정할 수 있게 서로 이격되어 방사형으로 배치된 복수개의 온도 센서들을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 지지 핀홀들은 상기 플레이트 바디부의 중앙 부분에 배치되어 있고, 상기 웨이퍼 근접 볼들은 상기 지지 핀홀들의 외각 둘레에 배치되어 있을 수 있다.
삭제
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 온도 센서들은 상기 플레이트 바디부의 중심점으로부터 동일 거리에 위치한 가상원을 따라 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 온도 센서들은, 상기 플레이트 바디부의 중심점으로부터 제1 거리에 위치하는 제1 가상원을 따라 배치된 복수개의 제1 온도 센서들과, 상기 플레이트 바디부의 중심점으로부터 제1 거리보다 작은 제2 거리에 위치하는 제2 가상원을 따라 배치된 복수개의 제2 온도 센서들을 포함할 수 있다. 상기 온도 센서들은 상기 가상원을 따라 동일한 간격으로 설치되어 있을 수 있다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 웨이퍼 안착 모니터링 방법은 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트를 구성하는 플레이트 바디부의 표면으로부터 돌출된 지지 핀들 상에 웨이퍼를 안착시키는 단계; 상기 지지 핀들 상에 안착된 웨이퍼를 다운시켜 상기 플레이트 바디부 상에서 상기 핫 플레이트를 구성하는 웨이퍼 가이드 돌기부들 내측의 웨이퍼 근접 볼들 상에 상기 웨이퍼를 안착시키는 단계를 포함하되, 상기 웨이퍼 가이드 돌기부들은 상기 플레이트 바디부의 둘레를 따라 서로 이격되어 배치됨과 아울러 상기 플레이트 바디부의 중심점으로부터 동일 거리에 방사형으로 배치되어 있고; 상기 핫 플레이트의 구성 요소로써 상기 플레이트 바디부를 관통하여 서로 이격되어 방사형으로 배치된 온도 센서들을 이용하여 상기 플레이트 바디부의 온도를 센싱하는 단계를 포함하되, 상기 온도 센서들은 상기 방사형으로 배치된 상기 웨이퍼 가이드 돌기부들과 직접적으로 접촉하면서 배치되고; 및 상기 센싱된 플레이트 바디부의 온도에 근거하여 상기 플레이트 바디부 상에서 상기 웨이퍼 가이드 돌기부들 내측의 상기 웨이퍼 근접 볼들 상에 상기 웨이퍼가 정확히 안착되었는지 모니터링하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 플레이트 바디부의 온도 센싱 단계는 상기 플레이트 바디부의 에지 부분의 온도를 센싱할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 온도 센서들은 상기 플레이트 바디부의 중심점으로부터 동일 거리에 위치한 가상원을 따라 배치되어 있고, 상기 플레이트 바디부의 상기 가상원에 따라 상기 플레이트 바디부의 내부 온도를 센싱할 수 있다.
본 발명은 플레이트 바디부를 관통하여 웨이퍼가 정확히 안착되었는지를 알 수 있는 온도 센서들을 포함하는 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트를 제공한다. 더하여, 본 발명은 온도 센서들을 포함하는 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트를 이용하여 웨이퍼가 정확히 안착되었는지를 모니터링할 수 있다.
이에 따라, 포토레지스트 베이킹 장치는 핫 플레이트 상에 웨이퍼가 정확히 안착되는 것을 모니터링함으로써 핫 플레이트 상의 포토레지스트를 균일하게 베이크할 수 있고, 포토레지스트 패턴들의 임계 크기의 균일도도 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트를 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트 상에 웨이퍼가 안착된 것을 도시한 평면도이다.
도 3은 도 1의 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트의 단면도이다.
도 4 및 도 5는 각각 도 3의 A 부분 및 B 부분의 확대도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 의한 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트를 이용한 웨이퍼 안착 모니터링 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 7은 본 발명에 의한 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트를 이용한 웨이퍼 안착 모니터링 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명과 비교를 위해 비교예의 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트 상에 웨이퍼가 정확하게 안착되지 않는 것을 설명하기 위한 도면들이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트의 온도 센서들의 배치 방법을 설명하기 위한 평면도들이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트의 온도 센서들의 배치 방법을 설명하기 위한 평면도이다.
도 13은 본 발명에 의한 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트를 이용한 웨이퍼 안착 모니터링시 온도 센서들에 의해 측정되는 플레이트 바디부의 온도 변화를 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명에 의한 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트를 이용한 리소그래피 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 15는 본 발명에 의한 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트를 이용한 웨이퍼 안착 모니터링 시스템을 도시한 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 본 발명의 실시예들은 어느 하나로만 구현될 수도 있고, 또한, 이하의 실시예들은 하나 이상을 조합하여 구현될 수도 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상을 하나의 실시예에 국한하여 해석되지는 않는다.
도 1은 본 발명에 의한 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트를 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트 상에 웨이퍼가 안착된 것을 도시한 평면도이고, 도 3은 도 1의 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트의 단면도이고, 도 4 및 도 5는 각각 도 3의 A 부분 및 B 부분의 확대도이다.
구체적으로, 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트(10)는 표면 상에 웨이퍼(22)가 안착(또는 탑재)될 수 있는 플레이트 바디부(12)를 포함한다. 플레이트 바디부(12)의 내부에는 히터부(24)가 설치될 수 있다.
히터부(24)로 인하여 플레이트 바디부(12)는 일정 온도, 예컨대 100℃ 내지 200℃로 히팅될 수 있다. 히터부(24)는 도 3에 도시한 바와 같이 플레이트 바디부(12)의 하부에 전체적으로 형성될 수 수 있다. 히터부(24)의 평면 모양은 플레이트 바디부(12) 내에서 원형 또는 타원형 형태로 배치될 수 있다.
플레이트 바디부(12) 상에는 플레이트 바디부(12)의 둘레를 따라 서로 이격된 복수개의 웨이퍼 가이드 돌기부들(16)이 배치되어 있다. 웨이퍼 가이드 돌기부들(16)은 웨이퍼(22)가 플레이트 바디부(12)로부터 탈출되지 않도록 가이드하는 역할을 수행한다. 도 5에 도시한 바와 같이 웨이퍼 가이드 돌기부들(16)의 일단부와 웨이퍼(22)의 일단부가 접할 수 있다. 도 2 및 도 5에서는 웨이퍼(22)가 플레이트 바디부(12) 상에 정확히 안착된 상태를 도시한 것이다.
웨이퍼 가이드 돌기부들(16)은 플레이트 바디부(12)의 중심점으로부터 동일 거리에 방사형으로 배치되어 있을 수 있다. 웨이퍼 가이드 돌기부들(16)의 개수는 임의적인 것이며, 도 1 및 도 2에서는 편의상 6개만 도시한다.
포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트(10)는 플레이트 바디부(12)를 관통하고 서로 이격된 복수개의 지지 핀홀들(14)을 포함한다. 지지 핀홀들(14)은 웨이퍼(22)를 상하 이동시킬 수 있는 지지 핀들(도 6 및 도 7의 40)이 상하 운동할 수 있게 구성될 수 있다.
지지 핀홀들(14)은 플레이트 바디부(12)의 중앙 부분에 배치되어 있을 수 있다. 지지 핀홀들(14)은 플레이트 바디부(12)의 중앙 부분에 삼각형 형태로 배치되어 있을 수 있다. 지지 핀홀들(14)의 개수는 임의적인 것이며, 도 1 및 도 2에서는 편의상 3개만 도시한다.
포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트(10)는 플레이트 바디부(12)의 표면으로부터 돌출되게 설치된 웨이퍼 근접 볼들(18, wafer proximity ball)을 포함한다. 웨이퍼 근접 볼들(18)은 도 4에 도시한 바와 같이 플레이트 바디부(12)의 표면과 웨이퍼(22)가 서로 접촉되지 않게 하는 역할을 수행한다.
도 4에 도시한 바와 같이 플레이트 바디부(12)의 표면과 웨이퍼(22)는 제1 이격 거리(SP1), 예컨대 약 0.1 내지 0.2mm일 수 있다. 제1 이격 거리(SP1)는 플레이트 바디부(12)의 표면으로부터 돌출된 웨이퍼 근접 볼들(18)의 높이일 수 있다.
웨이퍼 근접 볼들(18)은 지지 핀홀들(14)의 외각 둘레에 배치될 수 있다. 웨이퍼 근접 볼들(18)은 지지 핀홀들(14)의 외각 둘레에 삼각형 형태로 배치되어 있을 수 있다. 웨이퍼 근접 볼들(18)의 개수는 임의적인 것이며, 도 1 및 도 2에서는 편의상 3개만 도시한다.
포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트(10)는 플레이트 바디부(12)를 관통하여 웨이퍼 가이드 돌기부들(16)에 근접하여 설치된 복수개의 온도 센서들(20)을 포함한다. 온도 센서들(20)은 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 서로 이격되어 설치될 수 있다. 온도 센서들(20)은 플레이트 바디부(12)의 중심점으로부터 동일 거리에 방사형으로 배치되어 있을 수 있다. 온도 센서들(20)은 방사형으로 배치된 상기 웨이퍼 가이드 돌기부들(16)과 직접적으로 접촉하면서 방사형으로 배치되어 있을 수 있다. 온도 센서들(20)의 표면과 웨이퍼(22)는 제2 이격 거리(SP2), 예컨대 약 0.1mm 이하일 수 있다.
앞서 설명한 플레이트 바디부(12)의 표면과 웨이퍼(22)간의 제1 이격 거리(SP1)는 플레이트 바디부(12)의 표면으로부터 돌출된 웨이퍼 근접 볼들(18)의 높이로 인해 발생될 수 있다. 제2 이격 거리(SP2)는 플레이트 바디부(12)의 표면으로부터 돌출된 웨이퍼 근접 볼들(18)의 높이 및 웨이퍼(22)의 무게(하중)로 인해 발생될 수 있다. 이에 따라, 제2 이격 거리(SP2)는 앞서 제1 이격 거리(SP1)보다 작을 수 있다.
온도 센서들(20)은 플레이트 바디부(12)의 온도를 측정할 수 있다. 도 5에 도시한 바와 같이 온도 센서들(20)은 플레이트 바디부(12)의 에지부(또는 둘레부)의 온도를 정밀하게 측정할 수 있다. 온도 센서들(20)을 이용하여 플레이트 바디부(12) 의 에지 부분의 온도를 측정함으로써 플레이트 바디부(12) 상에 웨이퍼(22)가 정확히 안착되었는지를 모니터링할 수 있다.
더하여, 후술하는 바와 같이 온도 센서들(20)을 플레이트 바디부(12)의 중심점으로부터 동일 거리에 위치한 가상원을 따라 배치할 경우, 가상원에 대응되는 플레이트 바디부(12)의 내부 온도를 센싱하여 플레이트 바디부(12) 상에 웨이퍼(22)가 안착되었는지를 모니터링할 수 있다. 이에 대해서는 후에 보다 더 자세하게 설명한다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 의한 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트를 이용한 웨이퍼 안착 모니터링 방법을 설명하기 위한 단면도들이고, 도 7은 본 발명에 의한 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트를 이용한 웨이퍼 안착 모니터링 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
구체적으로, 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트(10)를 이용한 웨이퍼 안착 모니터링 방법은 도 6a 및 도 7에 도시한 바와 같이 핀 구동 어셈블리(30)를 이용하여 핫 플레이트(10)의 지지 핀홀들(14)에 지지 핀들(40)을 위치시키는 단계를 포함한다(STEP 1).
핀 구동 어셈블리(30)는 구동 실린더(32), 및 구동 실린더(32)에 연결된 연결 암들(34. 36, 38)을 포함할 수 있다. 연결 암들(34. 36, 38)의 말단에 지지 핀들(40)이 연결될 수 있다. 핀 구동 어셈블리(30)는 포토레지스트 베이크 장치에 포함되는 구성 요소일 수 있다.
포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트(10)를 이용한 웨이퍼 안착 모니터링 방법은 도 6b 및 도 7에 도시한 바와 같이 핀 구동 어셈블리(30)를 이용하여 핫 플레이트(10) 의 지지 핀홀들(14)에 위치하는 지지 핀들(40)을 상승시킨다(STEP 2).
포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트(10)를 이용한 웨이퍼 안착 모니터링 방법은 도 6b 및 도 7에 도시한 바와 같이 핫 플레이트(10)를 구성하는 플레이트 바디부(12)의 표면으로부터 돌출된 지지 핀들(40) 상에 웨이퍼(22)를 안착시킨다(STEP 3). 웨이퍼(22)는 리소그래피 공정에 의해 표면 상에 포토레지스트 또는 포토레지스트 패턴들이 형성되어 있을 수 있다. 웨이퍼(22)는 베이킹(Baking)을 위해 이송 로봇(미도시)에 의해 플레이트 바디부(12) 상의 지지 핀들(40) 상에 안착될 수 있다.
포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트(10)를 이용한 웨이퍼 안착 모니터링 방법은 도 6c 및 도 7에 도시한 바와 같이 지지 핀들 상에 안착된 웨이퍼(22)를 다운시켜 플레이트 바디부(12) 상에서 핫 플레이트(10)를 구성하는 웨이퍼 가이드 돌기부들(16) 내측의 웨이퍼 근접 볼들(18) 상에 안착시킨다(STEP 4).
포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트(10)를 이용한 웨이퍼 안착 모니터링 방법은 도 7에 도시한 바와 같이 핫 플레이트(10)의 구성 요소로써 플레이트 바디부(12)를 관통하여 설치된 온도 센서들(20)을 이용하여 플레이트 바디부(12)의 온도를 센싱한다(STEP 5).
온도 센서들(20)이 웨이퍼 가이드 돌기부들(16)에 근접하여 설치되어 있을 경우, 플레이트 바디부(12)의 온도 센싱 단계에서 웨이퍼(22)의 에지부(또는 둘레부)의 온도를 센싱할 수 있다. 온도 센서들(20)이 후술하는 바와 같이 플레이트 바디부(12)의 중심점으로부터 동일 거리에 위치한 가상원을 따라 배치되어 있을 경우, 플레이트 바디부(12)의 온도 센싱 단계에서 가상원에 대응되는 플레이트 바디부(12)의 내부 온도를 센싱할 수 있다.
포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트(10)를 이용한 웨이퍼 안착 모니터링 방법은 도 7에 도시한 바와 같이 센싱된 플레이트 바디부(12)의 온도에 근거하여 플레이트 바디부(12) 상에서 상기 웨이퍼 가이드 돌기부들(16) 내측의 웨이퍼 근접 볼들(18) 상에 웨이퍼(22)가 안착되었는지 모니터링한다(스텝 6).
후술하는 바와 같이 웨이퍼(22)가 플레이트 바디부(12) 상에서 상기 웨이퍼 가이드 돌기부들(16) 내측의 웨이퍼 근접 볼들(18) 상에 웨이퍼(22)가 정확히 안착되었을 경우, 플레이트 바디부(12)의 온도는 각각의 온도 센서들(20)에서 균일하게 측정될 수 있다. 다시 말해, 각각의 온도 센서들(20)에서 균일하게 온도가 측정되지 않을 경우 플레이트 바디부(12) 상에서 웨이퍼 가이드 돌기부들(16) 내측의 웨이퍼 근접 볼들(18) 상에 웨이퍼(22)가 정확히 안착되지 않는 것으로 판정할 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명과 비교를 위해 비교예의 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트 상에 웨이퍼가 정확하게 안착되지 않는 것을 설명하기 위한 도면들이다.
구체적으로, 도 8 및 도 9에서, 도 1 내지 도 5와 동일한 참조번호는 동일한 것을 설명하는 것이다. 도 9 및 도 9에서는 편의상 본 발명과 동일한 참조번호를 사용하지만 이것이 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
도 8은 웨이퍼(22)가 플레이트 바디부(12) 상에 정확히 안착되지 않는 것을 도시한 평면도일 수 있다. 도 9는 웨이퍼(22)가 플레이트 바디부(12) 상에 정확히 안착되지 않는 것을 도시한 단면도일 수 있다.
도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(22)가 플레이트 바디부(12) 상에서 웨이퍼 가이드 돌기부들(16)의 내측의 웨이퍼 근접 볼들(18) 상에 정확히 안착되지 않음을 알 수 있다. 도 9의 참조부호 C로 도시한 바와 같이, 웨이퍼(22)가 플레이트 바디부(12) 상에서 웨이퍼 가이드 돌기부들(16) 상에 안착되어 있다.
이렇게 될 경우, 웨이퍼(22)의 표면 상에 형성된 포토레지스트 또는 포토레지스트 패턴들의 베이킹(Baking) 불량이 발생할 수 있다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트의 온도 센서들의 배치 방법을 설명하기 위한 평면도들이다.
구체적으로, 도 10에 도시한 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트(10)는 온도 센서들(20)을 포함한다. 온도 센서들(20)은 플레이트 바디부(12)의 중심점(CE)으로부터 제1 거리(rd1)에 위치한 제1 가상원(EC1)을 따라 배치될 수 있다.
온도 센서들(20)은 제1 가상원(EC1)의 외측을 따라 배치될 수 있다. 온도 센서들(20) 간의 간격은 동일할 수 있다. 온도 센서들(20)은 플레이트 바디부(12)의 중심점(CE)으로부터 동일 거리에 위치할 수 있다. 도 10의 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트(10)는 온도 센서들(20)이 6개 구비할 수 있다.
도 11에 도시한 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트(10-1)는 도 10과 비교할 때 온도 센서들(20-1)을 더 포함할 수 있다. 온도 센서들(20, 20-1)은 플레이트 바디부(12)의 중심점(CE)으로부터 제1 거리(rd1)에 위치한 제1 가상원(EC1)을 따라 배치될 수 있다.
온도 센서들(20, 20-1)은 제1 가상원(EC1)의 외측을 따라 배치될 수 있다. 온도 센서들(20, 20-1) 간의 간격은 동일할 수 있다. 온도 센서들(20, 20-1)은 플레이트 바디부(12)의 중심점(CE)으로부터 동일 거리에 위치할 수 있다. 도 11의 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트(10)는 온도 센서들(20, 20-1)이 12개 구비할 수 있다. 도 10 및 도 11에서 온도 센서들(20, 20-1)의 개수는 임의적인 것이며, 필요에 따라 더 많이 또는 더 적게 설치할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트의 온도 센서들의 배치 방법을 설명하기 위한 평면도이다.
구체적으로, 도 12에 도시한 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트(10-2)는 온도 센서들(20, 20-2)을 포함한다. 온도 센서들(20)은 플레이트 바디부(12)의 중심점(CE)으로부터 제1 거리(rd1)에 위치한 제1 가상원(EC1)을 따라 배치될 수 있다. 온도 센서들(20)은 제1 가상원(EC1)의 외측을 따라 배치될 수 있다. 온도 센서들(20) 간의 간격은 동일할 수 있다. 온도 센서들(20)은 플레이트 바디부(12)의 중심점(CE)으로부터 동일 거리에 위치할 수 있다.
도 12에 도시한 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트(10-2)는 플레이트 바디부(12)의 중심점(CE)으로부터 제1 거리(rd1)보다 작은 제2 거리(rd2)에 위치한 제2 가상원(EC2)을 따라 배치될 수 있다. 온도 센서들(20-2)은 제2 가상원(EC2)의 외측을 따라 배치될 수 있다. 온도 센서들(2002) 간의 간격은 동일할 수 있다. 온도 센서들(20-2)은 플레이트 바디부(12)의 중심점(CE)으로부터 동일 거리에 위치할 수 있다.
도 12의 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트(10-2)는 온도 센서들(20, 20-2)이 12개 구비할 수 있다. 도 12에서 온도 센서들(20, 20-2)의 개수는 임의적인 것이며, 필요에 따라 더 많이 또는 더 적게 설치할 수 있다.
도 13은 본 발명에 의한 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트를 이용한 웨이퍼 안착 모니터링시 온도 센서들에 의해 측정되는 웨이퍼의 온도 변화를 도시한 도면이다.
구체적으로, 도 13의 설명에서, 도 6a 내지 도 6c 및 도 7과 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타낸다. 도 13에서, X축은 시간이며, Y축은 플레이트 바디부(12)의 온도를 나타낸 것이다.
포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트(10)를 이용한 웨이퍼 안착 모니터링 방법은 도 6a, 도 6b 및 도 7과 스텝 4에 설명한 바와 같이 플레이트 바디부(12) 상에서 핫 플레이트(10)를 구성하는 웨이퍼 가이드 돌기부들(16) 내측의 웨이퍼 근접 볼들(18) 상에 정확히 안착시킨다.
그리고, 도 7 및 스텝 5에 설명한 바와 같이 핫 플레이트(10)의 구성 요소로써 플레이트 바디부(12)를 관통하여 설치된 온도 센서들(20)을 이용하여 플레이트 바디부(12)의 온도를 센싱한다.
핫 플레이트(10)를 구성하는 웨이퍼 가이드 돌기부들(16) 내측의 웨이퍼 근접 볼들(18) 상에 정확히 안착된 경우, 모든 온도 센서들(20)을 이용하여 측정된 플레이트 바디부(12)는 온도는 E1로 표시한 바와 같이 P1 시간에서 T2 온도, 예컨대 110℃에서 T1 온도, 예컨대 90℃으로 떨어질 수 있다.
그리고, P1 시간에서 일정 시간 흐른 후에 P2 시간일 경우 모든 온도 센서들(20)을 이용하여 측정된 플레이트 바디부(12)의 온도는 T2 온도, 예컨대 110℃로 회복된다. 이와 같이 모든 온도 센서들(20)을 이용하여 플레이트 바디부(12)의 온도를 측정하여 앞서 E1 거동을 보일 경우 핫 플레이트(10)를 구성하는 웨이퍼 가이드 돌기부들(16) 내측의 웨이퍼 근접 볼들(18) 상에 정확히 웨이퍼가 안착된 것으로 판단할 수 있다.
핫 플레이트(10)를 구성하는 웨이퍼 가이드 돌기부들(16) 내측의 웨이퍼 근접 볼들(18) 상에 정확히 안착되지 않는 경우, 온도 센서들(20)중 일부의 온도 센서(20)를 이용하여 측정된 플레이트 바디부(12)는 온도는 E2로 표시한 바와 같이 P1 시간에서 T2 온도, 예컨대 110℃에서 T1 온도, 예컨대 90℃보다 높은 온도로 떨어질 수 있다.
그리고, P1 시간에서 일정 시간 흐른 후에 P2 시간일 경우 모든 온도 센서들(20)을 이용하여 측정된 플레이트 바디부(12)의 온도는 T2 온도, 예컨대 110℃로 회복된다. 이와 같이 온도 센서들(20)중 일부의 온도 센서(20)를 이용하여 플레이트 바디부(12)의 온도를 측정하여 앞서 E2 거동을 보일 경우 핫 플레이트(10)를 구성하는 웨이퍼 가이드 돌기부들(16) 내측의 웨이퍼 근접 볼들(18) 상에 정확히 웨이퍼가 안착되지 않은 것으로 판단할 수 있다.
도 14는 본 발명에 의한 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트를 이용한 리소그래피 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
구체적으로, 리소그래피 방법은 웨이퍼(도 1 내지 도 5의 22)가 투입된 후(wafer in, ST1), 웨이퍼 상에 접착층(AD)을 도포하는 단계를 포함한다(AD 도포, ST2). 접착층이 도포된 웨이퍼를 냉각시킨다(CP, ST3). 이어서, 접착층이 도포된 웨이퍼 상에 포토레지스트(PR)를 코팅한다(PR 코팅, ST4). 포토레지스트가 도포된 웨이퍼를 약 110℃에서 소프트 베이크한다(HP, ST5). 소프트 베이크한 포토레지스트를 포함하는 웨이퍼를 다시 냉각시킨다(CP, ST6).
계속하여, 하드 베이크한 포토레지스트를 노광하는 노광 공정을 진행한다(Expose, ST7). 노광 진행후 다시 노광된 포토레지스트를 프리 베이크한다(PB, ST8). 프리 베이크는 노광후 노광 부분과 비노광 부분의 경계면에 열을 가하는 공정일 수 있다. 프리 베이크한 포토레지스트를 포함하는 웨이퍼를 다시 냉각시킨다(CP, ST9).
노광된 포토레지스트를 현상한다(ST10). 현상된 포토레지스트를 하드 베이크한다(HB, ST11). 하드 베이크는 노광후 노광 부분과 비노광 부분의 경계면에 열을 가하는 공정일 수 있다. 하드 베이크한 포토레지스트를 포함하는 웨이퍼를 냉각시킨다(CP, ST12). 이어서, 냉각된 포토레지스트를 포함하는 웨이퍼를 외부로 반출한다(wafer out, ST13).
이와 같은 리소그래피 방법에서 본 발명에 의한 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트는 포토레지스트가 도포된 웨이퍼의 소프트 베이크 공정(HP, ST5), 노광된 포토레지스트를 프리 베이크 공정(PB, ST8), 및 현상된 포토레지스트를 하드 베이크 공정(HB, ST11)에 이용될 수 있다.
도 15는 본 발명에 의한 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트를 이용한 웨이퍼 안착 모니터링 시스템을 도시한 블록도이다.
구체적으로, 웨이퍼 안착 모니터링 시스템(50)은 온도 센서들(20)을 포함하는 핫 플레이트(10)를 포함한다. 온도 센서들(20)을 포함하는 핫 플레이트(10)는 도 1 내지 도 5, 도 10, 도 11, 및 도 12에 설명한 바와 같으므로 생략한다.
웨이퍼 안착 모니터링 시스템(50)은 온도 센서들(20)에 연결된 온도 기록기(52, temperature recorder), 온도 제어기(54, temperature controller), 컴퓨터(56, computer), 및 파워 서블라이(58, power supply)를 포함할 수 있다. 온도 기록기(52)는 온도 센서들(20)에 연결되어 핫 플레이트(10)의 온도를 기록하는 장치일 수 있다. 온도 제어기(54)는 온도 센서들(20)에 연결되어 핫 플레이트(10)의 온도를 제어하는 장치일 수 있다.
컴퓨터(56)는 온도 센서들(20), 온도 기록기, 및 온도 조절기를 제어하는 제어 장치일 수 있다. 파워 서블라이(58)는 온도 기록기(52), 온도 제어기(54), 컴퓨터(56)에 전원을 공급하는 장치일 수 있다. 파워 서블라이(58)는 직류 전원 공급 장치일 수 있다.
웨이퍼 안착 모니터링 시스템(50)은 온도 센서들(20)을 이용하여 핫 플레이트(10)의 온도를 측정하여 웨이퍼가 핫 플레이트에 정확히 안착되었는지를 검출할 수 있다.
이상 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형, 치환 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 핫 플레이트, 12: 플레이트 바디부, 14: 지지 핀홀들, 16: 웨이퍼 가이드 돌기부들, 18: 웨이퍼 근접 볼들, 20: 온도 센서들, 22: 웨이퍼

Claims (10)

  1. 표면 상에 웨이퍼가 안착될 수 있는 플레이트 바디부;
    상기 플레이트 바디부의 내부에 위치하는 히터부;
    상기 플레이트 바디부의 둘레를 따라 배치되고 서로 이격된 복수개의 웨이퍼 가이드 돌기부들을 포함하되, 상기 웨이퍼 가이드 돌기부들은 상기 플레이트 바디부의 중심점으로부터 동일 거리에 방사형으로 배치되어 있고;
    상기 플레이트 바디부를 관통하고 서로 이격된 복수개의 지지 핀홀들 포함하고, 상기 지지 핀홀들은 상기 웨이퍼를 상하 이동시킬 수 있는 지지 핀들이 상하 운동할 수 있게 구성되고;
    상기 플레이트 바디부의 표면으로부터 돌출되게 설치되고, 상기 플레이트 바디부의 표면과 상기 웨이퍼가 서로 접촉되지 않게 구성된 웨이퍼 근접 볼들; 및
    상기 플레이트 바디부를 관통하여 방사형으로 배치된 상기 웨이퍼 가이드 돌기부들과 직접적으로 접촉하면서 설치되고, 상기 플레이트 바디부의 온도를 측정할 수 있게 서로 이격되어 방사형으로 배치된 복수개의 온도 센서들을 포함하는 것을 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 지지 핀홀들은 상기 플레이트 바디부의 중앙 부분에 배치되어 있고, 상기 웨이퍼 근접 볼들은 상기 지지 핀홀들의 외각 둘레에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 온도 센서들은 상기 플레이트 바디부의 중심점으로부터 동일 거리에 위치한 가상원을 따라 배치된 것을 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트.
  6. 제5항에 있어서, 상기 온도 센서들은,
    상기 플레이트 바디부의 중심점으로부터 제1 거리에 위치하는 제1 가상원을 따라 배치된 복수개의 제1 온도 센서들과,
    상기 플레이트 바디부의 중심점으로부터 제1 거리보다 작은 제2 거리에 위치하는 제2 가상원을 따라 배치된 복수개의 제2 온도 센서들을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트.
  7. 제6항에 있어서, 상기 온도 센서들은 상기 가상원을 따라 동일한 간격으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트.
  8. 포토레지스트 베이크 장치의 핫 플레이트를 구성하는 플레이트 바디부의 표면으로부터 돌출된 지지 핀들 상에 웨이퍼를 안착시키는 단계;
    상기 지지 핀들 상에 안착된 웨이퍼를 다운시켜 상기 플레이트 바디부 상에서 상기 핫 플레이트를 구성하는 웨이퍼 가이드 돌기부들 내측의 웨이퍼 근접 볼들 상에 상기 웨이퍼를 안착시키는 단계를 포함하되,
    상기 웨이퍼 가이드 돌기부들은 상기 플레이트 바디부의 둘레를 따라 서로 이격되어 배치됨과 아울러 상기 플레이트 바디부의 중심점으로부터 동일 거리에 방사형으로 배치되어 있고;
    상기 핫 플레이트의 구성 요소로써 상기 플레이트 바디부를 관통하여 서로 이격되어 방사형으로 배치된 온도 센서들을 이용하여 상기 플레이트 바디부의 온도를 센싱하는 단계를 포함하되, 상기 온도 센서들은 상기 방사형으로 배치된 상기 웨이퍼 가이드 돌기부들과 직접적으로 접촉하면서 배치되고; 및
    상기 센싱된 플레이트 바디부의 온도에 근거하여 상기 플레이트 바디부 상에서 상기 웨이퍼 가이드 돌기부들 내측의 상기 웨이퍼 근접 볼들 상에 상기 웨이퍼가 정확히 안착되었는지 모니터링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 안착 모니터링 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 플레이트 바디부의 온도 센싱 단계는 상기 플레이트 바디부의 에지 부분의 온도를 센싱하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 안착 모니터링 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 온도 센서들은 상기 플레이트 바디부의 중심점으로부터 동일 거리에 위치한 가상원을 따라 배치되어 있고,
    상기 플레이트 바디부의 온도 센싱 단계는 상기 가상원에 따라 상기 플레이트 바디부의 내부 온도를 센싱하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 안착 모니터링 방법.
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