KR20080058109A - 웨이퍼 가열장치 및 가열방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼 가열장치는,

웨이퍼 임계치수(critical dimension; CD)의 균일함을 측정하기 위한 임계치수 측정부; 복수개의 가열 영역으로 구분된 핫 플레이트(hot plate); 상기 임계치수 측정부로부터 측정값을 인가받아 불균일한 임계치수가 존재하는 영역을 판단한 후, 상기 핫 플레이트의 복수개의 가열 영역에 가열 온도를 설정하는 온도 설정부를 포함한다.

또한, 본 발명의 웨이퍼 가열방법은,

웨이퍼의 임계치수를 측정하는 단계; 상기 웨이퍼에서 불균일한 임계치수가 존재하는 영역을 판단하는 단계; 핫 플레이트의 복수개의 가열 영역에 가열 온도를 설정하는 단계; 및, 상기 설정된 가열 온도로 상기 웨이퍼를 가열하는 단계를 포함한다.

Description

웨이퍼 가열장치 및 가열방법{Wafer Heating device and the Wafer Heating Method}

도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 가열장치를 도시한 블록도,

도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 가열장치의 핫 플레이트를 도시한 평면도이다.

본 발명은 웨이퍼 가열장치 및 가열방법에 관한 것이다.

사진 식각 공정에서 웨이퍼 위에 포토레지스트 필름이 도포되고, 이후 소정 시간 동안 소정의 온도로 가열하고, 다시 이를 냉각한 후, 노광기로 노광하고, 가장자리 에지 부분의 포토레지스트 필름을 제거한다. 그 다음, 노광 후에 다시 웨이퍼를 가열하는 과정을 거치는데, 이를 통상 'Post Exposure Bake(PEB)'라 한다. 즉, 노광 후에 울퉁불퉁해진 포토레지스트 필름을 균일하게 해주기 위해 노광 후에 다시 웨이퍼를 가열하는 공정이다. 본 명세서에서는 이를 'PEB 공정'라 칭한다.

그런데, 이러한 PEB 공정을 거친 후에 웨이퍼 임계치수(critical dimension; 이하 'CD')의 균일도(uniformity)를 측정해보면, 웨이퍼 내에서 CD가 일정한 위치에서 작거나 크게 나오는 CD 불량이 발견된다. 이는 포토레지스트 두께의 균일성, 노광기에서의 노광 공정, PEB 공정 등의 여러가지 원인에서 기인되는 것으로 추정된다.

이러한 CD 불량은 웨이퍼를 가열하는 PEB 공정 후에 발견되거나, 그 전에 발견될 수도 있는데, 종래의 웨이퍼 가열장치는 핫 플레이트의 하면에 히터가 다수개의 동심원 형태로 부착되어 있어서, 웨이퍼 전체에 동일한 온도로 가열할 수 밖에 없기 때문에, 웨이퍼의 CD 불량을 PEB 공정 자체에서 방지할 수 있는 방법이 없다.

이렇게 CD 불량이 있는 웨이퍼로 후속 공정을 진행하면 웨이퍼의 일정 영역 별로 CD 크기가 다르기 때문에 같은 웨이퍼에서 나온 칩이라 할지라도 그 전기적 특성이 상이하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 웨이퍼의 CD 불량 요소를 PEB 공정에서 웨이퍼를 가열할 때, 웨이퍼의 가열 온도를 소정 영역별로 다르게 하여 균일한 CD를 가지는 웨이퍼를 제조할 수 있는 웨이퍼 가열장치 및 가열방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 웨이퍼 가열장치는,

웨이퍼 임계치수(critical dimension; CD)의 균일함을 측정하기 위한 임계치수 측정부; 복수개의 가열 영역으로 구분된 핫 플레이트(hot plate); 상기 임계치수 측정부로부터 측정값을 인가받아 불균일한 임계치수가 존재하는 영역을 판단한 후, 상기 핫 플레이트의 복수개의 가열 영역에 가열 온도를 설정하는 온도 설정부를 포함한다.

또한, 상기 핫 플레이트는 90°의 각을 갖는 4개의 호로 형성되고, 상기 4개의 호는 각각 이격되어 끊어진 동심원 형상으로 형성된 가열 영역으로 구분될 수 있다.

또한, 상기 핫 플레이트는 각기 다른 내각을 갖는 다수개의 호로 각각 이격되어 형성된 가열 영역으로 구분될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 웨이퍼 가열방법은,

웨이퍼의 임계치수를 측정하는 단계; 상기 웨이퍼에서 불균일한 임계치수가 존재하는 영역을 판단하는 단계; 핫 플레이트의 복수개의 가열 영역에 가열 온도를 설정하는 단계; 및, 상기 설정된 가열 온도로 상기 웨이퍼를 가열하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 가열 온도를 설정하는 단계는 불균일한 임계치수가 존재하는 영역에만 가열 온도를 다르게 설정할 수 있다.

또한, 상기 핫 플레이트는 90°의 각을 갖는 4개의 호로 형성되고, 상기 4개 의 호는 각각 이격되어 끊어진 동심원 형상으로 형성된 가열 영역으로 구분될 수 있다.

또한, 상기 핫 플레이트는 각기 다른 내각을 갖는 다수개의 호로 각각 이격되어 형성된 가열 영역으로 구분될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 가열장치를 도시한 블록도, 도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 가열장치의 핫 플레이트를 도시한 평면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 웨이퍼 가열장치는 크게 임계치수 측정부(10), 온도 설정부(20), 핫 플레이트(30)로 구성된다. 미설명 도면부호 W는 웨이퍼이다.

상기 임계치수 측정부(10)는 노광 후 가열 공정, 즉 PEB 공정 전의 웨이퍼의 임계치수(critical dimension; CD)를 측정하여 측정된 웨이퍼에서 어느 영역의 임계치수가 불균일한지 여부를 측정한다.

상기 온도 설정부(20)는 상기 임계치수 측정부(10)로부터 측정값을 인가받아 불균일한 임계치수가 존재하는 영역을 판단한다. 임계치수의 불균일 영역을 판단한 후, 후술하는 핫 플레이트(30)에 형성된 복수 개의 가열 영역 각각에 서로 다른 가열 온도를 설정한다. 물론, 이때 임계치수가 균일한 것으로 판단되면 복수 개의 가열 영역에 같은 가열 온도를 설정할 것이다.

여기서, 상기 온도 설정부(20)는, 예를 들면, 컴퓨터 프로그램을 이용하여 상기 임계치수 측정부(10)로부터 임계치수에 관한 신호를 인가받아 자동으로 가열 온도를 설정할 수도 있으며, 또는, 상기 임계치수 측정부(10)로부터 임계치수에 관한 데이터를 출력하는 모니터와 가열 온도를 조절할 수 있도록 가변 저항 등을 포함하는 회로로 구성된 온도 스위칭을 포함하여 구성된 수동 기기일 수 있다.

상기 핫 플레이트(30)는 원형의 형상인 것이 바람직하며, 복수 개의 가열 영역으로 구분되어 있다.

예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 핫 플레이트(30)는 90°의 각을 갖는 4개의 호(31,32,33,34)로 형성되고, 상기 4개의 호는 각각 이격되어 끊어진 동심원 형상으로 형성된 가열 영역으로 구분될 수 있다. X1 ~ X2 점선과 Y1 ~ Y2 점선은 가열 영역을 예시적으로 구분한 선이다.

물론, 보다 정교한 가열을 위해선 45°의 각을 갖는 8개의 호로 형성되고, 상기 8개의 호는 각각 이격되어 끊어진 동심원 형상으로 형성된 가열 영역으로 구분될 수 있으며, 또는 각기 다른 내각을 갖는 다수개의 호로 형성될 수도 있다.

상기 핫 플레이트(30)는 각각의 구분된 가열 영역 별로 그 내부에 열선을 내장하고, 상기 열선과 히터가 연결될 수 있는 히터 연결부를 구비하여 구성될 수 있다. 또는 이와는 달리, 상기 핫 플레이트는 구분된 가열 영역 별로 그 하면에 열선 이 부착되도록 하는 열선 부착부와 히터가 연결될 수 있는 히터 연결부를 더 구비하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 웨이퍼 가열방법은, 웨이퍼의 임계치수를 측정하는 단계, 상기 웨이퍼에서 불균일한 임계치수가 존재하는 영역을 판단하는 단계, 핫 플레이트의 복수개의 가열 영역에 가열 온도를 설정하는 단계 및, 상기 설정된 가열 온도로 상기 웨이퍼를 가열하는 단계를 포함한다.

이를 본 발명의 웨이퍼 가열장치를 사용하여 상기 웨이퍼 가열방법을 실시하면 다음과 같이 진행된다.

먼저, 노광 후 가열 공정, 즉 PEB 공정 전의 웨이퍼를 임계치수 측정부(10)가 상기 웨이퍼(W) 전체의 임계치수를 측정하여 그 측정값을 온도 설정부(20)에 인가한다.

이때, 상기 온도 설정부(20)는 상기 임계치수 측정부(10)로부터 그 측정값을 인가받아 불균일한 임계치수가 존재하는 영역을 판단한 후, 핫 플레이트(30)에 내장되거나 그 하면에 부착된 열선과 연결된 히터의 가열 온도를 설정한다.

그 다음, 상기 온도 설정부(2)에 의해 설정된 온도로 히터가 가열되어 열선에 전달되면, 웨이퍼는 소정 영역별로 다른 온도로 가열되어, 불균일한 임계치수가 발생할 가능성이 줄어들게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 웨이퍼 가열장치 및 가열방법을 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 범위내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 웨이퍼 가열장치 및 가열방법에 의하면,

노광 후 가열 공정에서 웨이퍼를 가열할 때, 웨이퍼의 가열 온도를 소정 영역별로 다르게 하여 균일한 CD를 가지는 웨이퍼를 제공할 수 있게 됨으로써, 결과적으로 일정한 전기적 특성을 지닌 반도체 소자를 제조할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 웨이퍼 임계치수(critical dimension; CD)의 균일함을 측정하기 위한 임계치수 측정부;

   복수개의 가열 영역으로 구분된 핫 플레이트(hot plate);

   상기 임계치수 측정부로부터 측정값을 인가받아 불균일한 임계치수가 존재하는 영역을 판단한 후, 상기 핫 플레이트의 복수개의 가열 영역에 가열 온도를 설정하는 온도 설정부

   를 포함하는 웨이퍼 가열장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 핫 플레이트는 90°의 각을 갖는 4개의 호로 형성되고, 상기 4개의 호는 각각 이격되어 끊어진 동심원 형상으로 형성된 가열 영역으로 구분된 웨이퍼 가열장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 핫 플레이트는 각기 다른 내각을 갖는 다수개의 호로 각각 이격되어 형성된 가열 영역으로 구분된 웨이퍼 가열장치.
4. 웨이퍼의 임계치수를 측정하는 단계;

   상기 웨이퍼에서 불균일한 임계치수가 존재하는 영역을 판단하는 단계;

   핫 플레이트의 복수개의 가열 영역에 가열 온도를 설정하는 단계; 및,

   상기 설정된 가열 온도로 상기 웨이퍼를 가열하는 단계

   를 포함하는 웨이퍼 가열방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 가열 온도를 설정하는 단계는 불균일한 임계치수가 존재하는 영역에만 가열 온도를 다르게 설정하는 웨이퍼 가열방법.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 핫 플레이트는 90°의 각을 갖는 4개의 호로 형성되고, 상기 4개의 호는 각각 이격되어 끊어진 동심원 형상으로 형성된 가열 영역으로 구분된 웨이퍼 가열방법.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 핫 플레이트는 각기 다른 내각을 갖는 다수개의 호로 각각 이격되어 형성된 가열 영역으로 구분된 웨이퍼 가열방법.

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