리소그래피 공정에서는 수율이 몇 도의 차이로 결정됩니다. 소프트 베이크 과정에서 2°C만큼의 온도 변동이 생겨도 CD 제어에 문제가 생기며, 균일하지 않은 경화 과정은 선가장자리의 거칠음을 유발합니다. 그래서 우리는 웨이퍼 건조, 포토레지스트 예비 베이크, 하드 베이크 과정에서 발생하는 열적 문제를 해결하기 위해 탄소나노튜브를 활용한 히터를 개발했습니다.
핵심은 무엇인가? 이 히터는 탄소나노튜브를 활용하여 빠르고 안정적인 적외선 에너지를 제공합니다. 또한 웨이퍼 전체의 온도를 ±0.1°C 이내로 유지해줍니다. 반응 속도도 초단위이므로 온도가 과도하게 상승하는 것을 방지할 수 있습니다. 그 결과 얇은 필름들이 보호받으며, 에너지 소모도 줄어듭니다. 이 히터는 클래스 1–100급 청정실에서도 사용할 수 있으며, 작동 중에는 입자가 전혀 생성되지 않습니다. 또한 24/7 연속 가동 시에도 신뢰성이 높습니다. 5,000시간 이상 사용해도 성능 저하가 5% 미만이므로, 다른 로트 간에도 일관된 성능을 유지할 수 있습니다.
실제 생산 현장에서의 효과는 다음과 같습니다. 소프트 베이크를 통해 포토레지스트의 프로파일이 일관되게 유지됩니다. 하드 베이크 과정도 반복 가능해집니다. 웨이퍼는 건조한 상태로 나와 재작업 없이 검사를 통과할 수 있습니다. 엄격한 온도 제어 덕분에 예열 시간이 줄어들고, 폐기물도 줄어들며, 에너지도 절약됩니다. CD의 안정성도 유지되면서도 처리 속도도 빨라집니다. 또한 히터를 자주 교체할 필요도 없습니다. 이 탄소나노튜브 기반의 히터는 반복적인 열주기에도 성능이 저하되지 않습니다.
사용하기 전에 알아야 할 사항들 히터를 사용하기 위해서는 해당 장비의 전압과 커넥터 인터페이스가 맞아야 합니다. 또한 웨이퍼 전체에 균일한 조명을 비추기 위해서는 광학적 정렬이 중요합니다. 히터는 챔버가 밀폐된 상태에서 가장 효과적으로 작동합니다. 주변의 바람이 불면 온도에 약간의 변동이 생길 수 있습니다. 따라서 특정 포토레지스트 조건에 맞게 온도 상승률과 설정값을 조절하기 위해 짧은 테스트를 해보는 것이 좋습니다.