KR20050033686A - 레지스트 플로우 공정용 핫 플레이트 오븐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레지스트 플로우 공정용 핫 플레이트 오븐을 개시한다. 개시된 본 발명의 핫 플레이트 오븐은, 레지스트 도포, 베이크 및 현상 공정이 차례로 이루어지는 트랙(Track) 장비에 장착되는 핫 플레이트 오븐으로서, 하우징 하측부에 구비되어 로딩된 웨이퍼를 가열시키는 핫 플레이트와, 상기 하우징 하부 가장자리에 구비되며 핫 에어가 유입되는 에어 유입구와, 상기 하우징 상부 중앙에 구비되며 유입된 핫 에어가 배출되는 에어 배기구와, 상기 핫 플레이트와 에어 배기구 사이에 배치되며 다수개의 바(Bar) 형태로된 홀이 구비된 배기판과, 상기 핫 플레이트의 가장자리에 상기 웨이퍼와 이격해서 설치된 보호대를 포함한다. 본 발명에 따르면, 다수개의 홀을 구비한 배기판의 설치를 통해 오븐 내에 유입된 핫 에어가 웨이퍼의 전면 상부로 배기되므는 바, 웨이퍼의 전 영역에 대해 콘택홀 CD 균일도를 높일 수 있으며, 이에 따라, 소자 특성 및 수율을 개선시킬 수 있다.

Description

레지스트 플로우 공정용 핫 플레이트 오븐{Hot plate oven for resist flow process}

본 발명은 반도체 소자 제조용 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 레지스트 플로우 공정시에 사용하는 핫 플레이트 오븐(Hot plate oven)에 관한 것이다.

반도체 소자를 제조함에 있어 콘택홀을 포함한 각종 패턴들은 통상 리소그라피(lithography) 공정을 통해 형성된다. 이러한 리소그라피 공정은 주지된 바와 같이 레지스트 패턴을 형성하는 공정과 상기 레지스트 패턴을 식각 장벽으로 이용해서 피식각층을 식각하는 공정을 포함하며, 상기 레지스트 패턴을 형성하는 공정은 피식각층 상에 레지스트를 도포하는 공정과 준비된 노광 마스크를 이용하여 상기 레지스트를 선택적으로 노광하는 공정 및 소정의 화학용액으로 노광되거나 노광되지 않은 레지스트 부분을 제거하는 현상 공정으로 구성된다.

한편, 현재의 리소그라피 공정에서는 DUV(Deep UltraViolet) 레지스트가 주로 사용되고 있다. 그런데, 이러한 DUV 레지스트로 구현 가능한 콘택홀의 크기는 0.18㎛ 정도이고, 0.10㎛급 소자에서 요구되는 콘택홀의 크기는 0.14㎛ 정도이므로, 실질적으로 상기한 DUV 레지스트는 0.10㎛급 소자의 제조에 이용하기 어렵다.

이에, DUV 레지스트를 그대로 사용하면서도 요구되는 0.14㎛ 크기의 콘택홀을 형성하기 위한 방법으로서, 현재 현상 후에 베이크(Bake) 공정을 추가하여 콘택홀 크기, 즉, CD(Critical Dimension)를 축소시키는 레지스트 플로우 공정(resist flow process)이 이용되고 있다.

상기 레지스트 플로우 공정에 따르면, 노광 장비의 해상력 이하의 미세 콘택홀을 형성할 수 있으므로, 기존 공정 장비의 변경없이도 고집적 소자의 구현이 가능하다.

그러나, 종래의 레지스트 플로우 공정은 다음과 같은 문제점이 있다.

일반적으로 레지스트 플로우 공정은 트랙(Track) 장비에 장착되어 있는 핫 플레이트 오븐(Hot plate oven) 내에서 이루어지며, 이러한 핫 플레이트 오븐의 구조는 도 1에 도시된 바와 같다.

도 1을 참조하면, 핫 플레이트 오븐(10)은 하측부에 실질적인 웨이퍼 가열 수단인 핫 플레이트(2)를 구비하며, 상측부에는 오븐(10) 내의 핫 에어(Hot Air : 5) 유입 및 유입된 핫 에어(5)의 배기를 위한 에어 유입구(3) 및 에어 배기구(4)가 마련된다.

이와 같은 핫 플레이트 오븐(10)에 있어서, 웨이퍼(1)는 핫 플레이트(2) 상에 놓여지며, 상기 핫 플레이트(2)에 의해 웨이퍼(1)가 가열되는 것에 의해서 상기 웨이퍼(1)의 전 영역에 걸쳐 레지스트 플로우가 이루어진다. 또한, 상기 레지스트 플로우가 진행되는 동안, 또는, 레지스트 플로우 후, 웨이퍼(1)의 가장자리 상부에 마련된 에어 유입구(3)를 통해 오븐(10) 내에 핫 에어가(5)가 유입되며, 이렇게 유입된 핫 에어(5)는 웨이퍼(1)의 중앙 상부에 마련된 에어 배기구(4)를 통해 오븐(10) 밖으로 배기된다.

그런데, 이와 같은 핫 플레이트 오븐(10)을 사용하여 레지스트 플로우 공정을 진행할 경우, 에어 배기구(4)가 웨이퍼(1)의 중앙 상부에 배치된 것과 관련해서 웨이퍼(1)의 중앙부와 가장자리부간의 온도 차이가 유발되며, 이는 웨이퍼(1) 상에서 콘택홀 CD 불균일로 나타나게 되고, 그 결과, 반도체 소자의 수율 저하가 유발된다.

도 2는 핫 플레이트 상에서의 웨이퍼 위치별 온도 분포를 도시한 도면으로서, 도시된 바와 같이, 웨이퍼의 온도는 중앙부가 상대적으로 높고 가장자리부가 상대적으로 낮은 온도 분포를 나타낸다.

이것으로부터 레지스트 플로우 정도는 웨이퍼 가장자리가 중앙부 보다 작기 때문에 웨이퍼 가장자리부의 콘택홀 CD가 중앙부의 콘택홀 CD 보다 크게 됨을 유추할 수 있다.

결국, 종래의 핫 플레이트 오븐을 사용하여 레지스트 플로우를 수행할 경우, 콘택홀 CD 균일도가 나쁘기 때문에, 소자의 전기적 특성에 영향을 주어 불량을 유발할 수 있고, 그래서, 소자의 제조수율이 감소하게 된다.

한편, 종래에는 이와 같은 콘택홀 CD 불균일을 개선하고자, 노광 에너지를 영역별로 상이하게 하기도 한다. 그러나, 이러한 방법은 하지층의 조건에 따라 CD 균일도 차이가 심하게 나타나므로, 콘택홀 CD 불균일의 문제를 효과적으로 개선시키지는 못한다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 웨이퍼의 전 영역에 대해 콘택홀 CD 균일도를 높일 수 있는 레지스트 플로우 공정용 핫 플레이트 오븐을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 웨이퍼의 전 영역에 대해 콘택홀 CD 균일도를 높임으로써 수율 저하를 방지할 수 있는 레지스트 플로우 공정용 핫 플레이트 오븐을 제공함에 그 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 하우징 하측부에 구비되어 로딩된 웨이퍼를 가열시키는 핫 플레이트; 상기 하우징 하부 가장자리에 구비되며 핫 에어가 유입되는 에어 유입구; 상기 하우징 상부 중앙에 구비되며 유입된 핫 에어가 배출되는 에어 배기구; 및 상기 핫 플레이트와 에어 배기구 사이에 배치되며, 다수개의 홀이 구비된 배기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 플로우용 핫 플레이트 오븐을 제공한다.

여기서, 상기 홀은 배기판에 방사형으로 구비된다.

또한, 본 발명의 레지스트 플로우용 핫 플레이트 오븐은 핫 플레이트의 가장자리에 상기 웨이퍼와 이격해서 설치된 보호대를 더 포함한다.

(실시예)

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명에 따른 레지스트 플로우용 핫 플레이트 오븐을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 배기판을 도시한 평면도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 핫 플레이트 오븐(40)은 하우징(30)의 하측부에 배치되어 그 위에 놓여지는 웨이퍼(31)를 직접 가열시키는 핫 플레이트(32)를 구비하며, 하우징(30)의 하부면 양측 가장자리에는 내부에 핫 에어(35)를 유입시키기 위한 에어 유입구(33)가 마련되고, 하우징(30)의 상부면 중앙에는 유입된 핫 에어(35)를 배출시키기 위한 에어 배기구(34)가 마련된다.

또한, 본 발명에 따른 핫 플레이트 오븐(40)은 핫 플레이트(32)의 상측, 즉, 웨이퍼(31)가 놓여지는 핫 플레이트(32)와 에어가 배출되는 에어 배기구(34) 사이에 배기판(36 : exhaust plate)이 설치된다.

상기 배기판(36)은 하우징(30)의 하부 가장자리로부터 오븐(40) 내에 유입된 핫 에어(35)가 웨이퍼(31)의 전 영역 상부로 균일하게 배기되도록 하기 위한 것으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 방사형으로 다수개의 홀(37)을 구비한다.

게다가, 본 발명에 따른 핫 플레이트 오븐(40)은 에어 유입구(33)를 상기 하우징(30)의 하부면 양측 가장자리에 마련함에 따라, 오븐(40) 내의 핫 에어(35) 유입에 따른 웨이퍼(31)의 온도 변화를 줄이기 위해서 웨이퍼(31)가 놓여지는 핫 플레이트(32)의 가장자리에 상기 웨이퍼(31)와 이격해서 소정 높이의 보호대(38)가 설치된다.

이와 같은 본 발명의 핫 플레이트 오븐에 따르면, 레지스트 플로우 공정은 핫 플레이트(32)에 의해 웨이퍼(31)가 가열되는 것을 통해서 이루어진다. 여기서, 레지스트 플로우 공정이 진행되는 동안, 에어 유입구(33)를 통해 오븐(40) 내에 유입된 핫 에어(35)는 배기판(36)의 홀들(37)로 빠져나간 후 에어 배기구(34)로 배출되며, 이에 따라, 상기 핫 에어(35)의 배기는 웨이퍼(31)의 전 영역 상부에서 이루어진다.

따라서, 웨이퍼의 중앙 상부로만 핫 에어의 배기가 이루어지는 종래 오븐에서와는 달리, 본 발명에 따른 오븐에서의 핫 에어의 배기는 웨이퍼의 전 영역 상부로 이루어지므로, 웨이퍼의 온도, 즉, 레지스트의 플로우 정도는 웨이퍼의 전 영역에 대해서 균일하게 이루어지게 되며, 이 결과, 웨이퍼의 전 영역에 대해서 콘택홀 CD 균일도가 개선된다.

즉, 본 발명에 따른 핫 플레이트 오븐을 이용할 경우, 레지스트의 플로우가 웨이퍼의 전 영역에서 균일하게 이루어지게 되므로, 콘택홀 CD 균일도는 개선되며, 이에 따라, 소자 특성은 물론 제조수율을 개선시킬 수 있게 된다.

이상에서와 같이, 본 발명은 에어 유입구를 오븐의 하부면 가장자리에 배치시키면서 핫 플레이트와 에어 배기구 사이에 방사형으로 다수개의 홀을 구비한 배기판을 추가 설치하여 핫 에어의 배기가 웨이퍼의 전 영역 상부로 이루어지도록 함으로써, 웨이퍼의 온도 분포가 균일하도록 만들 수 있으며, 이에 따라, 레지스트 플로우 정도를 웨이퍼의 전 영역에 대해 균일하도록 유지시킴으로써 콘택홀 CD 균일도를 개선시킬 수 있으며, 그래서, 소자의 신뢰성 및 제조수율을 향상시킬 수 있다.

한편, 여기에서는 본 발명의 특정 실시예에 대하여 설명하고 도시하였지만, 당업자에 의하여 이에 대한 수정과 변형을 할 수 있다. 따라서, 이하, 특허청구의 범위는 본 발명의 진정한 사상과 범위에 속하는 한 모든 수정과 변형을 포함하는 것으로 이해할 수 있다.

도 1은 종래의 핫 플레이트 오븐을 도시한 도면.

도 2는 핫 플레이트 상에서의 웨이퍼 위치별 온도 분포를 도시한 도면.

도 3은 본 발명에 따른 핫 플레이트 오븐을 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 배기판을 도시한 평면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

30 : 하우징 31 : 웨이퍼

32 : 핫 플레이트 33 : 에어 유입구

34 : 에어 배기구 35 : 핫 에어

36 : 배기판 37 : 홀

38 : 보호대 40 : 핫 플레이트 오븐

Claims (3)

1. 레지스트 도포, 베이크 및 현상 공정이 차례로 이루어지는 트랙(Track) 장비에 장착되는 핫 플레이트 오븐으로서,

   하우징 하측부에 구비되어 로딩된 웨이퍼를 가열시키는 핫 플레이트;

   상기 하우징 하부 가장자리에 구비되며 핫 에어가 유입되는 에어 유입구;

   상기 하우징 상부 중앙에 구비되며 유입된 핫 에어가 배출되는 에어 배기구; 및

   상기 핫 플레이트와 에어 배기구 사이에 배치되며, 다수개의 홀이 구비된 배기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 플로우용 핫 플레이트 오븐.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 홀은 방사형으로 구비된 것을 특징으로 하는 레지스트 플로우용 핫 플레이트 오븐.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 핫 플레이트의 가장자리에 상기 웨이퍼와 이격해서 설치된 보호대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 플로우용 핫 플레이트 오븐.