핫 플레이트에서 웨이퍼 위 포토레지스트까지 주변환경으로의 열 손실을 고려한 열 전도도

Abstract

현재 반도체 산업에서 초집적화를 실현시키기 위해서 가장 중요한 공정으로 선도 기술 개발에 심혈을 기울이고 있는 부분이 리소그래피 (Lithography) 기술이다. 리소그래피 과정 중에 노광 후 열처리 공정 (Post Exposure Bake, PEB) 은 노광된 웨이퍼를 일정한 고온으로 굽는 과정이다. KrF (248 nm) 와ArF (193 nm) 공정에서는 화학 증폭형 감광제 (Chemically Amplified Resist, CAR) 를 사용하기 때문에 좋은 패턴을 만들기 위해서는 노광 후 열처리 공정이 매우 중요하다. 이는De-protection Reaction 과 Acid Diffusion 이 PEB 과정에서의 시간과 온도에 의해서 결정되기 때문이며, 원하는 선폭 (Critical Dimension, CD) 을 얻기 위해서는 Hotplate의 온도와 시간이 중요한 변수로 작용하게 된다. 그리하여 우리는 Hotplate에서의 온도가 웨이퍼 위의 여러 층의 표면에서 열 전달이 어떻게 이뤄지는지 열 손실을 고려하여 열 방정식을 전개하여 프로그램을 개발하고, Simulation 결과를 비교하여 보다 정확하게 공정 조건을 예측하고자 하였다. 현재 32 nm 급 이하의 Pattern을 만들기 위해서 많은 연구가 진행되고 있으며, 1초 Bake 할 때 선폭이0.4 nm 차이 나기 때문에, 노광 후 열처리 공정에서 Bake 시간을 조절하는 것은 매우 중요하다. 따라서 온도와 시간과 같은 노광 후 열처리 공정 조건을 미리 예측하여 우리가 원하는 선폭을 보다 정확하게 얻을 수 있으리라 기대한다.