KR20040068849A - 반도체 웨이퍼의 처리장치 - Google Patents
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Abstract
사진제판처리장치는, 웨이퍼(1500)를 처리하는 챔버 내에 공기를 공급하는 급기로(1200)와, 급기로(1200)에 설치된 온습도 조정기(1100)와, 챔버 내의 온도 및 습도를 검출하는 온습도 모니터링 센서(1300)와, 온습도 모니터링 센서(1300) 및 온습도 조정기(1100)에 접속되고, 온습도 모니터링 센서(1300)에 의해 검출된 챔버 내의 공기의 온도 및 습도와 동일한 온도 및 습도의 공기를 급기로(1200)를 통해 챔버 내에 공급하도록 온습도 조정기(1100)를 제어하는 콘트롤러(1000)를 포함한다.
Description
본 발명은, 반도체 웨이퍼의 제조기술에 관한 것으로, 특히, 사진제판공정에서의 반도체 웨이퍼의 제조기술에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼는, 웨이퍼 처리공정으로서, 막형성공정, 사진제판공정, 에칭공정 등의 여러가지 공정을 갖는다. 이들 공정의 대부분에서는, 온도를 엄격하게 제어할 필요가 있다.
일본국 특개평 5-251456호 공보는, 가열로 내의 반도체 웨이퍼의 면 내부 및웨이퍼 사이의 온도균일성의 향상을 꾀하는 매엽식의 반도체 웨이퍼의 열처리장치를 개시한다. 이 열처리장치는, 가열로에 1장씩 장전된 반도체 웨이퍼에 열처리를 실행하는 장치로서, 가열로에 접속된 처리가스 도입라인에 가스온도 조정기를 설치하였다.
이 열처리장치에 따르면, 가열로에 도입하는 처리가스의 온도를 조정하는 것에 의해 가열로 내의 온도가 안정되었기 때문에, 반도체 웨이퍼의 면 내부 및 기판 사이의 처리온도 균일성이 향상된다. 또한, 처리가스와 반도체 기판의 온도차를 감소 또는 없앨 수 있도록 한 것으로, 반도체 웨이퍼의 면 내에서의 처리온도의 균일성을 악화시키는 것이 없어지는 동시에, 공급처리가스의 온도변화도 없어지는 것에 의해, 처리하는 반도체 웨이퍼마다의 처리온도 변동도 없앨 수 있다.
또한, 특개평 6-177056호 공보는, 웨이퍼 상의 처리상태가 균일하게 되도록 가열하는 가스처리장치를 개시한다. 이 가스처리장치는, 피처리물이 출입되는 출입 구를 갖는 처리실과, 처리실에 접속되어 처리가스가 공급되는 가스공급로와, 처리실 내에 설치되어 피처리물을 유지하는 서셉터(susceptor)와, 서셉터의 피처리물의 반대측에 설치되어, 서셉터의 각각의 다른 존을 가열하는 복수의 분할히터와, 처리실에서 처리된 피처리물에 관해서의 처리상태를 측정하는 처리상태 측정장치로부터 측정데이터를 수신하고, 그 측정데이터에 대응하여 분할히터를 각각 개별적으로 제어하는 콘트롤러를 포함한다.
이 가스처리장치에 따르면, 측정된 처리상태의 분포데이터에 근거하여, 그 분포가 피처리물의 전체에 걸쳐 균일하게 되도록 개선하기 위한 온도분포가 요구된다. 이 온도분포를 실현하도록 각 존의 가열을 각각 담당하는 분할히터의 가열출력을 각각 제어하는 것에 의해, 피처리물에 시행되는 처리의 상태를 전체에 걸쳐 균일한 온도분포를 실현된다. 그 결과, 피처리물 내의 처리상태의 질을 안정화시킬 수 있기 때문에, 제품수율을 높일 수 있다.
그렇지만, 특개평 5-251456호 공보에 개시된 열처리장치는, 가열로에 도입되는 처리가스의 온도를 조정함으로써 가열로 내의 온도를 안정시킨 것에 불과하다. 이 때문에, 처리가스 이외의 조건이 반도체 웨이퍼의 품질에 미치는 영향을 고려하지 않고 있기 때문에, 다른 조건에 근거한 반도체 웨이퍼의 품질이 안정되지 않는다.
또한, 특개평 6-177056호 공보에 개시된 가스처리장치는, 처리실에서 처리된 피처리물에 관해서의 처리상태로서 웨이퍼 상에 형성된 처리막의 막두께를 측정하여, 플라즈마 CVD(Chemical Vapor Deposition) 처리장치에서의 복수의 분할히터의 온도제어를 실행한다. 처리막의 막두께에 근거하여 히터의 온도제어를 실행하기 때문에, 박막형성처리를 실행하는 CVD 처리장치 등 이외의 반도체 처리장치에의 응용을 꾀할 수 없다.
본 발명의 목적은, 피처리물인 반도체 웨이퍼의 품질의 균일화를 꾀할 수 있는, 반도체 웨이퍼의 처리장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 사진제판처리공정에서의 피처리물인 반도체 웨이퍼의 품질의 균일화를 꾀할 수 있는, 반도체 웨이퍼의 처리장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 용이하게, 피처리물인 반도체 웨이퍼의 품질을 균일화할 수 있는, 반도체 웨이퍼의 처리장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 대폭적인 비용상승을 피하고, 피처리물인 반도체 웨이퍼의 품질을 균일화할 수 있는, 반도체 웨이퍼의 처리장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 관한 사진제판처리장치의 블록도이다.
도 2는 도 1의 콘트롤러에서 실행되는 프로그램의 제어구조를 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 관한 사진제판처리장치의 블록도이다.
도 4는 히터와 온도센서의 배치를 도시한 도면이다.
도 5는 도 3의 컴퓨터에 기억되는 온도 테이블을 도시한 도면이다.
도 6은 도 3의 콘트롤러에서 실행되는 프로그램의 제어구조를 나타낸 흐름도이다.
도 7∼도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 관한 사진제판처리장치의 동작예를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 관한 사진제판처리장치의 블록도이다.
도 10은 노광량 제어섹션의 배치를 도시한 도면이다.
도 11은 도 9의 컴퓨터에 기억되는 노광량 테이블을 도시한 도면이다.
도 12는 도 9의 콘트롤러에서 실행되는 프로그램의 제어구조를 나타낸 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 제 3 실시예에 관한 사진제판처리장치의 동작예를 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1000, 2100, 3100: 콘트롤러 1100: 온습도 조절기
1200: 급기로 1300: 온습도 모니터링 센서
1400: 배기로 1500: 웨이퍼
1600: 핫 플레이트 1610: 히터
1620: 온도센서 1700: 재치대
1800: 회전기구 2000: 컴퓨터
2200: 검사공정 컴퓨터 3000: 노광장치
본 발명의 일 국면에 관한 반도체 웨이퍼의 처리장치에 있어서, 웨이퍼는, 유체를 공급하는 급기구와 유체를 배기하는 배기구를 갖는 챔버 내에 재치된다. 처리장치는, 챔버 내의 습도를 검출하는 검출부와, 검출부에 의해 검출된 습도에 근거하여, 습도조정장치를 제어하는 제어부를 포함한다.
챔버 내에 웨이퍼를 재치하고 처리를 실행하는 경우에 있어서, 챔버 내의 습도가 검출된 습도에 근거하여 제어되어, 예를 들면 챔버 내의 습도와 동일한 습도의 공기가 챔버에 공급된다. 이에 따라, 챔버 내의 공기의 습도는 균일해지기 때문에, 웨이퍼에 도포된 레지스트, 특히 아세탈계 포지티브 레지스트에 있어서, 습도가 변동요인인 반응속도가 균일해진다. 그 결과, 화학증폭형 레지스트의 반응속도를 균일하게 할 수 있어, 웨이퍼 상에 도포된 레지스트를 균일하게 처리할 수 있다.
본 발명의 또 다른 국면에 관한 반도체 웨이퍼의 처리장치에 있어서, 웨이퍼는, 유체를 공급하는 급기구와 유체를 배기하는 배기구를 갖는 챔버 내에 재치된다. 처리장치는, 챔버 내의 온도 및 습도를 검출하는 검출부와, 검출부에 의해 검출된 온도 및 습도에 근거하여, 온습도 조정장치를 제어하는 제어부를 포함한다.
챔버 내에 웨이퍼를 재치하고 처리를 실행하는 경우에 있어서, 챔버 내의 온도 및 습도가, 검출된 온도 및 습도에 근거하여 제어되어, 예를 들면 챔버 내의 온도 및 습도와 동일한 온도 및 습도의 공기가 챔버에 공급된다. 이에 따라, 챔버 내의 공기의 온도 및 습도는 균일해지기 때문에, 웨이퍼에 도포된 레지스트, 특히 아세탈계 포지티브 레지스트에 있어서, 온도 및 습도가 변동요인인 반응속도가 균일해진다. 그 결과, 화학증폭형 레지스트의 반응속도를 균일하게 할 수 있어, 웨이퍼 상에 도포된 레지스트를 균일하게 처리할 수 있다.
본 발명의 또 다른 국면에 관한 반도체 웨이퍼의 처리장치에 있어서, 웨이퍼는 챔버 내에 재치되고, 처리장치에는 웨이퍼의 재치면에 있어서의 복수의 섹션마다 온도제어가 가능한 복수의 히터가 설치된다. 처리장치는, 처리장치에 있어서의 처리후의 웨이퍼의 패턴 치수를 섹션에 대응시켜 계측하는 계측부와, 각 히터의 근방의 온도를 검출하는 검출부와, 계측부에 의해 계측된 섹션에 대응하는 패턴 치수에 근거하여, 각 섹션마다의 히터의 온도 지령값을 산출하는 산출부와, 검출된 온도가 산출된 온도 지령값이 되도록, 각 섹션마다의 히터를 제어하는 제어부를 포함한다.
계측부에서 계측된 패턴 치수와 목표치수와의 차이를 상쇄되도록, 처리장치에 설치된 히터가 제어된다. 그 결과, 온도의 불균일에 기인하는 패턴 치수의 불균일성은, 다음 웨이퍼 처리시에 상쇄되도록 히터의 온도제어가 실행된다. 그 때문에, 패턴 치수의 불균일을 없앨 수 있다.
본 발명의 또 다른 국면에 관한 반도체 웨이퍼의 처리장치에 있어서, 웨이퍼는 챔버 내에 재치되고, 웨이퍼에 대향하는 위치에는 복수의 섹션마다 노광량 제어가 가능한 노광장치가 설치된다. 처리장치는, 처리장치에 있어서의 처리후의 웨이퍼의 패턴 치수를 섹션에 대응시켜 계측하는 계측부와, 계측부에 의해 계측된, 섹션에 대응하는 패턴 치수에 근거하여, 각 섹션마다의 노광량 지령값을 산출하는 산출부와, 노광장치에 의한 노광량이 산출된 노광량 지령값이 되도록, 각 섹션마다 노광량을 제어하는 제어부를 포함한다.
계측부에서 계측된 패턴 치수와 목표치수의 차이를 상쇄되도록, 처리장치에 설치된 노광장치에 의한 노광량이 설정된다. 그 결과, 노광의 정도의 불균일에 기인하는 패턴 치수의 불균일성은, 다음 웨이퍼의 처리시에 상쇄되도록 노광량이 제어된다. 그 때문에, 패턴 치수의 불균일성을 없앨 수 있다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징, 국면 및 이점은, 첨부도면과 관련하여 이해되는 본 발명에 관한 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
(실시예)
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시예에 관해 설명한다. 이하의 설명 및 도면에서는, 동일한 부품에는 동일한 부호를 붙이고 있다. 그들의 명칭 및 기능도 동일하다. 따라서, 그것들에 관해서의 상세한 설명은 반복하지 않는다.
<제 1 실시예>
이하, 본 발명의 제 1 실시예에 관한 사진제판처리장치에 관해 설명한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 이 사진제판처리장치는, 이 사진제판처리장치를 제어하는 콘트롤러(1000)와, 챔버에 공급되는 공기의 온습도를 조절하는 온습도 조정기(1100)와, 온습도 조정기(1100)로부터 챔버에 공기를 공급하는 급기로(1200)와, 챔버 내에 설치된 온습도 모니터링 센서(1300)와, 챔버로부터 공기를 배출하는 배출로(1400)를 포함한다. 또한, 챔버 내에는, 웨이퍼(1500)를 재치하는 재치대(1700)와, 재치대(1700)와 웨이퍼(1500) 사이에 설치된 핫 플레이트(1600)가 설치된다.
이 사진제판공정에서는, 웨이퍼(1500) 상에 화학증폭형 레지스트가 도포되고, 빛을 차광하도록 하는 마스크 패턴을 통해 빛을 조사하는 것에 의해, 레지스트의 일부를 화학반응시켜 웨이퍼(1500) 상에서 마스크된 위치에 대응하는 부분에 레지스트를 잔존시키는 공정이다.
웨이퍼(1500)에 도포되는 화학증폭형 레지스트는, 노광하는 것에 의해 광산발생제(photoacid generator)로부터 산이 발생하고, 발생시킨 산에 열처리를 가하는 것에 의해 수지와 연결되어 있는 보호기를 해리시킨다. 이에 따라, 탈보호된 수지가 현상액에 대해 용해가능하게 되어, 소정의 처리를 행할 수 있다. 이 화학증폭형 레지스트에는, 네가티브형 레지스트, 아세탈계 포지티브 레지스트 및 어닐링계 레지스트가 포함된다. 아세탈계 포지티브 레지스트는, 반응속도가 반응시의 온도 뿐만 아니라 반응시의 습도에도 좌우된다.
콘트롤러(1000)에는, 챔버 내에 설치된, 챔버 내의 공기의 온습도를 모니터링하는 온습도 모니터링 센서(1300)로부터, 챔버 내의 공기의 온도 및 습도를 표시하는 신호가 입력된다. 콘트롤러(1000)는, 온습도 모니터링 센서(1300)로부터 입력된 온도 및 습도를 피드백 제어의 목표값으로서, 온습도 조정기(1100)에 송신한다. 온습도 조정기(1100)는, 콘트롤러(1000)에서 수신한 목표값이 되도록, 급기로(1200)에 공급하는 공기의 온도 및 습도를 조정한다. 이때, 특히, 습도만을 조정하도록 하여도 된다.
도 2를 참조하여, 도 1에 나타낸 콘트롤러(1000)에서 실행되는 프로그램의 제어구조에 관해 설명한다.
스텝(이하, 스텝을 S로 약칭한다) 1000에서, 콘트롤러(1000)는, 샘플링타임이 되었는지 아닌지를 판단한다. 샘플링타임이 되면(S1000에서 YES), 처리는 S1100으로 옮겨진다. 그렇지 않으면(S1000에서 N0), 처리는 S1000으로 되돌아가, 샘플링타임이 될 때까지 기다린다.
S1100에서, 콘트롤러(1000)에는, 챔버 내에 설치된 온습도 모니터링 센서(1300)가 검출한 온도 및 습도를 표시하는 신호가 입력된다.
S1200에서, 콘트롤러(1000)는, S1100에서 입력된 온도 및 습도를 지령값(피드백 제어의 목표값)으로서, 온습도 조정기(1100)로 송신한다. 그후, 처리는 S1000으로 되돌아간다. 즉, 이러한 S1000∼S1200에서의 처리가, 샘플링타임(예를 들면 100 msec)마다 반복하여 실행된다.
이상과 같은 구조 및 흐름도에 근거한, 본 실시예에 관한 사진제판처리장치의 동작에 관해 설명한다. 사진제판처리장치의 챔버 내에 웨이퍼(1500)가 재치되고, 사진제판처리가 시작된다. 온습도 조정기(1100)에 의해 미리 온도 및 습도가 조정된 공기가 급기로(1200)를 통해 챔버 내에 공급된다. 챔버 내에 공급된 공기의 온도 및 습도가, 챔버 내에 설치된 온습도 모니터링 센서(1300)에 의해 검출되어, 콘트롤러(1000)로 송신된다.
콘트롤러(1000)는, 온습도 모니터링 센서(1300)에서 수신한 챔버 내의 온도 및 습도를 표시하는 신호에 근거하여, 챔버 내의 공기의 온도 및 습도와 동일한 온도 및 습도가 되도록 온습도 조정기(1100)에 제어신호인 지령값(피드백 제어의 목표값)을 송신한다. 온습도 조정기(1100)는, 콘트롤러(1000_에서 수신한 지령값에 근거하여, 그 지령값을 목표값으로 한 피드백 제어를 실행하고, 챔버 내의 공기의 온도 및 습도와 동일한 온도 및 습도가 되도록 챔버에 공급되는 공기의 온도 및 습도를 제어한다.
이상과 같이 하여, 본 실시예에 관한 사진제판처리장치에 따르면, 챔버 내에 웨이퍼를 재치하고 사진제판처리를 실행하는 경우에 있어서, 챔버 내의 온도와 동일한 온도, 또한 챔버 내의 습도와 동일한 습도인 공기를 챔버에 공급한다. 이것에 의해, 챔버 내의 공기의 온도 및 습도는 균일해진다. 이러한 상태에서 사진제판처리가 실행되면, 웨이퍼에 도포된 레지스트, 특히 아세탈계 포지티브 레지스트에 있어서는 습도가 균일하기 때문에 반응속도가 균일해진다. 그 결과, 화학증폭형 레지스트의 반응속도를 균일하게 할 수 있어, 웨이퍼 상에 도포된 레지스트를 균일하게 용해시킬 수 있다.
<제 2 실시예>
이하, 본 발명의 제 2 실시예에 관한 사진제판처리장치에 관해 설명한다. 이때, 이하에서 설명하는 본 실시예에 관한 사진제판처리장치의 하드웨어 구성에 있어서, 전술한 제 1 실시예에 관한 사진제판처리장치와 동일한 하드웨어 구성에 관해서의 상세한 설명은 여기서는 반복하지 않는다.
도 3을 참조하여, 본 실시예에 관한 사진제판처리장치의 제어블록에 관해 설명한다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 관한 사진제판처리장치는, 전술한 제 1 실시예에 관한 사진제판처리장치의 하드웨어 구성에 덧붙여, 재치대(1700)를 수평방향으로 회전시키는 회전기구(1800)를 갖는다. 또한, 핫 플레이트(1600)는, 복수의 히터와 그 히터 근방의 온도를 검출하는 온도센서를 갖는다. 또한, 온습도 조정기(1100) 및 온습도 모니터링 센서(1300)에 접속된 콘트롤러(1000)에 덧붙여, 컴퓨터(2000) 및 핫 플레이트(1600)에 접속된 콘트롤러(2100)를 더 포함한다. 또한, 컴퓨터(2000)는, 검사공정 컴퓨터(2200)에 접속되어 있다.
검사공정 컴퓨터(2200)에서는, 이 사진제판처리장치에서 처리된 웨이퍼(1500)의 패턴 치수를 측정한다. 도 3에 나타낸 패턴 치수는, 웨이퍼(1500)에 도포된 레지스트가 용해처리 되지 않고 남은 부분의 치수를 표시한다.
도 3에 나타낸 패턴 치수가 크면, 레지스트가 지나치게 남아 있는 것을 표시하여, 화학증폭형 레지스트의 반응이 진행하고 있지 않은 것을 나타낸다. 이 반응이 진행하고 있지 않는 것의 이유로서, 핫 플레이트(1600)의 온도가 낮은 일이 있어, 그 온도를 높게 하거나, 후술하는 것과 같이 노광량을 늘리도록 하면 된다.
도 3에 나타낸 패턴 치수가 작으면, 레지스트가 지나치게 용해되고 있는 것을 표시하여, 화학증폭형 레지스트의 반응이 지나치게 진행한 것을 나타낸다. 이 반응이 지나치게 진행한 것의 이유로서, 핫 플레이트(1600)의 온도가 높은 일이 있어, 그 온도를 낮게 하거나, 후술하는 것 같이 노광량을 줄이도록 하면 된다.
컴퓨터(2000)는, 검사공정 컴퓨터(2200)로부터 패턴 치수를 수신하고, 패턴 치수에 근거하여, 히터온도 지령값을 산출하며, 산출된 히터온도 지령값을 콘트롤러(2100)로 송신한다. 콘트롤러(2100)는, 컴퓨터(2000)로부터 수신한 히터온도 지령값에 근거하여, 핫 플레이트(1600)의 히터를 피드백 제어한다. 콘트롤러(2100)에는, 핫 플레이트(1600)에 복수 설치된 히터의 온도를 검출하는 온도센서로부터 히터온도를 표시하는 신호가 입력되는 동시에, 콘트롤러(2100)로부터 핫 플레이트(1600)에 히터제어신호가 송신된다.
도 4를 참조하여, 핫 플레이트(1600)에서의 히터(1610)와 온도센서(1620)의 배치를 나타낸다. 도 4에 나타낸 히터(1610) 및 온도센서(1620)에서의 배치와, 검사공정 컴퓨터(2200)에 있어서의 패턴 치수의 측정 에어리어와는 대응하도록 설정된다. 즉, 검사공정 컴퓨터(2200)는, 웨이퍼(1500)를 복수의 에어리어(예를 들면, 직경 200밀리의 웨이퍼에 대해 20밀리×20밀리의 에어리어)로 분할하고 그 에어리어 내에서의 패턴 치수의 평균값을 그 에어리어에 있어서의 패턴 치수의 대표값으로서 산출한다.
한편, 도 4에 나타낸 바와 같이, 그 에어리어에 대응하도록, 히터(1610) 및온도센서(1620)가 배치된다. 이때, 검사공정 컴퓨터(2200)에서의 측정 에어리어와, 핫 플레이트(1600)에 있어서의 히터(1610) 및 온도센서(1620)의 분할 에어리어가 반드시 1대 1로 대응할 필요는 없다.
더구나, 검사공정 컴퓨터(2200)는, 패턴 치수를 컴퓨터(2000)에 송신하도록 하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 패턴 치수에 근거하는 히터온도 지령값의 산출을 검사공정 컴퓨터(2200)에서 실행하도록 설정하면, 검사공정 컴퓨터(2200)에 의해 히터온도 지령값을 산출하여, 콘트롤러(2100)로 송신하면 된다.
도 5를 참조하여, 컴퓨터(2000)의 고정 디스크나 메모리에 기억되는 온도 테이블에 관해 설명한다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 이 온도 테이블은 반도체메모리의 품종명, 공정명마다, 단위온도당의 치수변동량을 기억한다. 예를 들면, 품종명이「DRAM」이고 공정명이 「1F」인 경우에는 히터의 온도가 1도 다르면 5 nm 만큼 패턴 치수가 변동하는 것을 표시한다. 이러한 단위온도당의 치수변동량을 품종마다, 또한 공정마다 기억하고 있다.
컴퓨터(2000)는, 검사공정 컴퓨터(2200)에서 수신한 패턴 치수가, 목표 패턴 치수보다도 작은 경우에는, 화학증폭형 레지스트의 반응이 지나치게 진행하고 있다고 판단하여, 온도를 낮추도록 하고, 검사공정 컴퓨터(2200)에서 수신한 패턴 치수가 지나치게 큰 경우는 화학증폭형 레지스트의 반응이 진행하고 있지 않은 것으로 판단하여, 온도를 상승시키도록, 온도 지령값을 산출한다. 이때, 도 5에 나타낸 온도 테이블을 참조하여, 히터의 온도 지령값을 산출한다.
도 6을 참조하여, 컴퓨터(2000)에서 실행되는 프로그램의 제어구조에 대해설명한다.
S2000에서, 컴퓨터(2000)는, 검사공정 컴퓨터(2200)로부터 패턴 치수 데이터를 수신하였는지 아닌지를 판단한다. 검사공정 컴퓨터(2200)로부터 패턴 치수 데이터를 수신하면(S2000에서 YES), 처리는 S2100으로 옮겨진다. 그렇지 않으면(S2000에서 N0), 처리는 S2000으로 되돌아가, 검사공정 컴퓨터(2200)로부터 패턴 치수 데이터를 수신할 때까지 기다린다.
S2100에서, 컴퓨터(2000)는, 섹션마다, 웨이퍼(1500) 내의 패턴 치수와 목표 패턴 치수의 치수차를 산출한다. S2200에서, 컴퓨터(2000)는, 섹션마다 온도 테이블(도 5)을 참조하여, 치수차를 없애기 위한 히터온도를 산출한다.
S2300에서, 컴퓨터(2000)는, 콘트롤러(2100)로, 섹션마다의 히터온도를 피드백 제어의 목표 온도값으로서 송신한다. 콘트롤러(2100)는, 컴퓨터(2000)에서 수신한 히터온도 지령값을, 피드백 신호의 목표값으로 하여 히터(1610)를 제어한다. 이때, 복수의 히터(1610)마다 각각 피드백 제어가 실행된다.
이상과 같은 구조 및 흐름도에 근거한, 본 실시예에 관한 사진제판처리장치의 동작에 관해 설명한다.
이 사진제판처리장치에서 웨이퍼(1500)의 사진제판처리가 실행되어, 검사공정으로 옮겨진다. 검사공정에서는, 패턴 치수가 측정된다. 측정된 패턴 치수가, 검사공정 컴퓨터(2200)에 입력된다. 검사공정 컴퓨터(2200)는, 입력된 패턴 치수를 컴퓨터(2000)로 송신한다(S2000에서 YES). 패턴 치수를 수신한 컴퓨터(2000)는, 검사공정 컴퓨터에서 패턴 치수의 측정 에어리어인 섹션마다, 웨이퍼 내의 패턴 치수와 목표 패턴 치수의 치수차를 산출한다(S2100). 이때, 도 7에 패턴 치수의 측정결과를 나타낸다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(1500)는 72의 섹션(에어리어)으로 분할되어 있다. 각각의 에어리어마다, 패턴 치수데이터가 측정되고 있다.
컴퓨터(2000)에 의해 섹션마다, 온도 테이블(도 5)을 참조하여, 치수차를 없애기 위한 히터온도가 산출된다(S2200). 이때, 도 8에 나타낸 바와 같이 웨이퍼(1500) 내의 패턴 치수가 불균일하였다고 한다. 패턴 치수의 목표값이 0.260 ㎛인 경우에는, 도 7에 나타낸 각 섹션마다의 패턴 치수값과, 목표 패턴 치수값의 차이가 산출되어, 패턴 치수 목표값보다도 패턴 치수가 큰 경우에는 온도를 상승시키는 방향으로, 목표 패턴 치수보다도 패턴 치수가 작은 경우에는 온도를 하강시키도록 히터온도가 산출된다. 이때, 변동시키고자 하는 치수량에 대응시켜, 도 5에 나타낸 온도 테이블을 참조하여 히터의 온도를 몇도 변경할지가 산출된다. 이와 같이 처리하는 것에 의해, 치수차(패턴 치수와 목표 패턴 치수의 차)를 없애기 위한 히터온도가 산출된다.
컴퓨터(2000)로부터 콘트롤러(2100)에 히터온도 지령값이 피드백 제어의 목표 온도값으로서 송신된다. 콘트롤러(2100)에서는, 핫 플레이트(1600) 온도센서(1620)에 의해 검출된 온도가, 피드백 제어의 목표값이 되도록 히터(1600)에 통전되는 전력의 전류값을 제어한다.
본 실시예에서는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 검사공정 컴퓨터(2200)에서는 패턴 치수를 72의 섹션으로 분할하여 측정하는데 대해, 도 4에 나타낸 바와 같이, 핫 플레이트(1600)에는 히터(1610) 및 온도센서(1620)의 세트가 9개의 섹션으로 나뉘어 배치된다. 그 때문에, 72의 측정 섹션을 9의 온도제어 섹션으로 변환하여, 핫 플레이트(1600)의 온도제어가 실행된다.
또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 관한 사진제판처리장치에서는, 제 1 실시예에 관한 사진제판처리장치의 콘트롤러(1000), 온습도 조정기(1100) 및 온습도 모니터링 센서(1300)를 갖고 있다. 그 때문에, 챔버 내의 공기의 온도 및 습도가 불균일하게 되지 않도록, 온습도 모니터링 센서(1300)에 의해 검출된 온도 및 습도와 동일한 온도 및 습도가 되도록 조정된 공기가 챔버로 공급된다. 더구나, 웨이퍼(1500)를 재치한 재치대(1700)는 회전기구(1800)에 의해 수평방향으로 회전한다. 그 때문에, 더욱 온도 및 습도의 불균일을 없앨 수 있다.
이상과 같이 하여, 본 실시예에 관한 사진제판처리장치에 따르면, 검사공정에서 계측된 패턴 치수와 패턴 치수와 목표치수의 차이를 상쇄하도록 핫 플레이트에 복수 설치된 히터가 각각 개별적으로 제어된다. 그 결과, 핫 플레이트에서 온도의 불균일에 기인하는 패턴 치수의 불균일성은 다음 웨이퍼의 처리시에 상쇄되도록 히터의 온도제어가 실행되기 때문에, 패턴 치수의 불균일성을 없앨 수 있다.
<제 3 실시예>
이하, 본 발명의 제 3 실시예에 관한 사진제판처리장치에 관해 설명한다. 도 9를 참조하여, 본 실시예에 관한 사진제판처리장치의 제어블록도에 관해 설명한다. 이때, 도 9에 나타낸 제어블록도 중에서, 전술한 도 3에 나타낸 제어블록도와 동일한 구조에 관해서는 동일한 참조부호를 붙이고 있다. 그것들의 기능도 동일하다.따라서, 그것들에 관해서 상세한 설명은 여기서는 반복하지 않는다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 관한 사진제판처리장치는, 전술한 제 2 실시예에 관한 사진제판처리장치의 구성과는, 노광장치(3000) 및 노광장치(3000)의 콘트롤러(3100)를 갖는 점이 다르다. 또한, 컴퓨터(2000)는, 검사공정 컴퓨터(2200)로부터 수신한 패턴 치수에 근거하여, 후술하는 노광량 테이블에 의해 산출된 노광량 지령값을 콘트롤러(3100)로 송신한다. 콘트롤러(3100)는, 컴퓨터(2000)에서 수신한 노광량 지령값에 근거하여, 노광장치(3000)를 제어한다.
도 10을 참조하여, 노광장치(3000)에서의 제어 섹션을 나타낸다. 도 10에 나타낸 노광장치(3000)의 제어 섹션과, 전술한 도 7에 나타낸 검사공정 컴퓨터(2200)에 있어서의 패턴 치수의 측정 섹션수는 1대 1로 대응하지 않고 있다. 이와 같이 1대 1로 대응하지 않고 있는 경우에는, 전술한 제 2 실시예와 마찬가지로 검사공정 컴퓨터(2200)에서 측정된 패턴 치수의 섹션과, 노광장치(3000)의 섹션을 대응시키는 처리가 필요하게 된다. 이때, 도 7에 나타낸 패턴 치수의 측정 에어리어와, 도 10에 나타낸 노광장치(3000)의 노광량 제어섹션을 1대 1로 대응시키도록 하여도 된다.
도 11을 참조하여, 컴퓨터(2000)의 고정 디스크 또는 메모리에 기억되는 노광량 테이블에 관해 설명한다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 노광량 테이블은, 품종명 및 공정명마다 단위노광량당의 치수변동량을 기억한다. 예를 들면, 품종명이 「FLASH」이고 공정명이「1F」인 경우에는 노광시간을 1 msec 변동시키면 패턴 치수가 3 nm 만큼 변동하는 것을 기억하고 있다. 노광시간이 길면 화학증폭형 레지스트의 반응이 진행하고, 노광시간이 짧으면 화학증폭형 레지스트의 반응이 진행하지 않는다. 이 때문에, 패턴 치수가 목표 패턴 치수보다도 크면 반응이 진행하고 있지 않기 때문에 더욱 반응을 진행시키기 위해 노광시간을 길게 하고, 패턴 치수가 목표 패턴 치수보다도 작은 경우에는 반응이 지나치게 진행하고 있기 때문에 반응을 억제하기 위해 노광시간을 짧게 산출한다. 이때, 도 11에 나타낸 노광량 테이블을 참조하여, 노광시간의 변화량이 산출된다.
도 12를 참조하여, 컴퓨터(2000)에서 실행되는 프로그램의 제어구조에 관해 설명한다.
이때, 도 12에 나타낸 흐름도 중에서, 전술한 도 6에 나타낸 흐름도와 동일한 처리에 관해서는 동일한 스텝번호를 붙이고 있다. 그것들에 관해서의 처리도 동일하다. 따라서, 그것들에 관해서의 상세한 설명은 여기서는 반복하지 않는다.
S3000에서, 컴퓨터(2000)는, 섹션마다, 노광량 테이블(도 11)을 참조하여 치수차를 없애기 위한 노광량을 산출한다. 이때, 노광량으로서 노광시간이 산출된다.
S3100에서, 컴퓨터(2000)는, 콘트롤러(3100)로 섹션마다의 노광량을 송신한다. 컴퓨터(2000)로부터 노광량 지령값으로서 섹션마다의 노광량(노광시간)을 수신한 콘트롤러(3100)는, 그 노광시간이 되도록 노광장치(3000)를 노광제어 섹션마다 제어한다.
이상과 같은 구조 및 흐름도에 근거한 본 실시예에 관한 사진제판처리장치의 동작에 관해 설명한다. 이 사진제판처리장치에서 처리된 웨이퍼(1500)가 검사공정으로 옮겨져 검사공정에서 패턴 치수가 계측되고, 계측된 패턴 치수가 검사공정 컴퓨터(2200)에 입력된다. 검사공정 컴퓨터(2200)에 입력된 패턴 치수는, 컴퓨터(2000)로 송신된다(S2000). 컴퓨터(2000)에서는, 섹션마다 웨이퍼의 패턴 치수와 목표 패턴 치수의 치수차가 산출된다(S2100).
컴퓨터(2000)에 의해 섹션마다, 노광량 테이블(도 11)을 참조하여, 치수차를 없애기 위한 노광량(노광시간)이 산출된다(S3000). 컴퓨터(2000)는, 산출된 노광량(노광시간)을 콘트롤러(3100)에 송신한다. 콘트롤러(3100)는, 컴퓨터(2000)로부터 수신된 노광량 지령값(노광시간)에 근거하여 노광장치(3100)를 제어한다. 이때, 예를 들면, 도 13에 나타낸 바와 같이, 노광시간이 결정된다.
이상과 같이 하여, 본 실시예에 관한 사진제판처리장치에 따르면, 이 사진제판처리장치에서의 처리가 행해진 웨이퍼의 패턴 치수를 계측하고, 그 패턴 치수와 목표 패턴 치수의 차이가 없어지도록 노광시간이 설정된다. 그와 같이 설정된 노광시간에 의해 다음 웨이퍼가 처리되어, 웨이퍼 상의 패턴 치수의 불균일이 해소된다.
본 발명의 반도체 웨이퍼 처리장치에 따르면, 화학증폭형 레지스트의 반응속도를 균일하게 할 수 있어, 웨이퍼 상에 도포된 레지스트를 균일하게 처리할 수 있다.
또한, 본 발명의 반도체 웨이퍼 처리장치에 따르면, 온도의 불균일에 기인하는 패턴 치수의 불균일성을 없앨 수 있다.
더구나, 본 발명의 반도체 웨이퍼 처리장치에 따르면, 노광의 정도의 불균일에 기인하는 패턴 치수의 불균일성을 없앨 수 있다.
본 발명을 상세히 설명하고 예시하였지만, 이것은 단지 예시를 위한 것으로, 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 정신과 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 한정되는 것이 분명히 이해될 것이다.
Claims (3)
- 반도체 웨이퍼의 처리장치에 있어서,상기 웨이퍼는, 유체를 공급하는 급기로와 상기 유체를 배기하는 배기구를 갖는 챔버 내에 재치되고,상기 처리장치는, 상기 챔버 내의 습도를 검출하는 검출부와,상기 검출부에 의해 검출된 습도에 근거하여, 습도조정장치를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 처리장치.
- 반도체 웨이퍼의 처리장치에 있어서,상기 웨이퍼는 챔버 내에 재치되고, 상기 처리장치에는 상기 웨이퍼의 재치면에서 복수의 섹션마다 온도제어가 가능한 복수의 히터가 설치되고, 상기 처리장치는,상기 처리장치에 있어서의 처리후의 웨이퍼의 패턴 치수를 상기 섹션에 대응시켜 계측하는 계측부와,각 상기 히터의 근방의 온도를 검출하는 검출부와,상기 계측부에 의해 계측된, 섹션에 대응하는 패턴 치수에 근거하여, 각 섹션마다의 히터의 온도 지령값을 산출하는 산출부와,상기 검출된 온도가 상기 산출된 온도 지령값이 되도록, 상기 각 섹션마다의히터를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 처리장치.
- 반도체 웨이퍼의 처리장치에 있어서,상기 웨이퍼는 챔버 내에 재치되고, 상기 웨이퍼에 대향하는 위치에는 복수의 섹션마다 노광량 제어가 가능한 노광장치가 설치되고, 상기 처리장치는,상기 처리장치에 있어서의 처리후의 웨이퍼의 패턴 치수를 상기 섹션에 대응시켜 계측하는 계측부와,상기 계측부에 의해 계측된, 섹션에 대응하는 패턴 치수에 근거하여, 각 섹션마다의 노광량 지령값을 산출하는 산출부와,상기 노광장치에 의한 노광량이 상기 산출된 노광량 지령값이 되도록, 상기 각 섹션마다 노광량을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 처리장치.
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