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KR100605482B1 - Control method for semiconductor multi-zone heating system and its control apparatus - Google Patents

Control method for semiconductor multi-zone heating system and its control apparatus Download PDF

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KR100605482B1
KR100605482B1 KR1020040061094A KR20040061094A KR100605482B1 KR 100605482 B1 KR100605482 B1 KR 100605482B1 KR 1020040061094 A KR1020040061094 A KR 1020040061094A KR 20040061094 A KR20040061094 A KR 20040061094A KR 100605482 B1 KR100605482 B1 KR 100605482B1
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South Korea
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heater
zone
heating system
individual
heaters
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Inventor
이영원
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주식회사 좋은기술
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Publication date
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Abstract

본 발명은 제품 단가를 크게 줄이 수 있게 하는 반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어방법 및 제어장치에 관한 것으로서, 웨이퍼를 여러개의 구역, 즉 멀티존으로 나누고 각 구역들을 담당하는 히터를 설치하여 각 히터를 개별적으로 가열할 수 있는 반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어방법에 있어서, 온도와 연관되는 히터의 공급 파워의 양을 인가 시간에 따라 조정하는 동시에 파워가 인가되는 시간 동안 히터에 인가되는 인가 전압 및/또는 인가 전류를 함께 조정하여 상기 히터의 제어하는 것을 특징으로 하기 때문에 사용되는 PID제어기의 개수를 하나로 줄여서 제품의 단가가 크게 절감할 수 있고, PID제어기의 P, I, D, Offset 등 변수들의 상호간 튜닝시간이 짧아져서 신속한 온도제어가 가능하며, PID제어기에서 발생되는 기계, 전자적인 편차가 줄어들어 온도제어의 정밀도를 향상시킬 수 있고, 기존의 원존을 멀티존으로 교체하는 경우, 기존의 PID제어기 및 연결 회로나 기존의 통신체계를 그대로 활용할 수 있는 효과를 갖는다.The present invention relates to a control method and a control device for a semiconductor multi-zone heating system that can significantly reduce the cost of the product, and divides the wafer into multiple zones, that is, multi-zones, and installs a heater that is responsible for each zone. A method of controlling a semiconductor multi-zone heating system that can be heated individually, wherein the amount of power supplied to the heater associated with the temperature is adjusted according to the application time and the applied voltage and / or applied to the heater during the time when the power is applied. Since controlling the heater by adjusting the applied current together, the cost of the product can be greatly reduced by reducing the number of PID controllers used by one, and mutual tuning of parameters such as P, I, D, and Offset of the PID controller The shorter the time, the faster temperature control is possible, and the mechanical and electronic deviation generated from the PID controller is reduced. The precision of the degree control can be improved, and when the existing zone is replaced with the multi zone, the existing PID controller and the connection circuit or the existing communication system can be utilized as it is.

Description

반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어방법 및 제어장치{Control method for semiconductor multi-zone heating system and its control apparatus}Control method for semiconductor multi-zone heating system and its control apparatus

도 1은 종래의 반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어장치를 나타내는 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a control apparatus of a conventional semiconductor multi-zone heating system.

도 2는 도 1의 종래의 반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어장치의 제어방식에 따른 시간에 대한 인가 전압의 형태를 나타내는 그래프이다.FIG. 2 is a graph illustrating a form of an applied voltage with respect to time according to a control method of a controller of the conventional semiconductor multi-zone heating system of FIG. 1.

도 3은 종래의 반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어방법을 나타내는 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a control method of a conventional semiconductor multi-zone heating system.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어장치를 나타내는 개념도이다.4 is a conceptual diagram illustrating a control apparatus of a semiconductor multi-zone heating system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5는 도 4의 본 발명의 반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어장치의 제어방식에 따른 시간에 대한 인가 전압의 형태를 나타내는 그래프이다.FIG. 5 is a graph illustrating a form of an applied voltage with respect to time according to a control method of a controller of the semiconductor multi-zone heating system of FIG. 4.

도 6은 도 4의 본 발명의 반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어방법을 나타내는 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a control method of the semiconductor multi-zone heating system of FIG. 4.

본 발명은 반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어방법 및 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제품 단가를 크게 줄이 수 있게 하는 반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어방법 및 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a control method and a control device for a semiconductor multi-zone heating system, and more particularly, to a control method and a control device for a semiconductor multi-zone heating system that can significantly reduce the product cost.

일반적으로 반도체 소자는 이온주입 공정, 막 증착 공정, 확산공정, 사진식각공정 등과 같은 다수의 공정들을 거쳐 제조된다. 이러한 공정들 중에서, 원하는 패턴을 형성하기 위한 사진식각공정은 반도체 소자 제조에 필수적으로 요구되는 공정이다.In general, semiconductor devices are manufactured through a plurality of processes such as ion implantation, film deposition, diffusion, photolithography, and the like. Among these processes, a photolithography process for forming a desired pattern is an essential step for manufacturing a semiconductor device.

이러한, 사진식각공정은 식각이나 이온주입이 될 부위와 보호될 부위를 선택적으로 정의하기 위해 마스크나 레티클의 패턴을 소자 위에 만드는 것으로 크게, 소자 상에 포토레지스트를 떨어뜨린 후 고속으로 회전시켜 소자 위에 원하는 두께로 입히는 도포공정, 포토레지스트가 도포된 소자와 정해진 마스크를 서로 정렬시킨 후 자외선과 같은 빛이 상기 마스크를 통하여 소자 상의 포토레지스트에 조사되도록 하여 마스크 또는 레티클의 패턴을 소자에 옮기는 노광공정 및 상기 노광공정이 완료된 소자의 포토레지스트를 현상하여 원하는 포토레지스트 패턴을 형성하는 현상공정으로 이루어진다.The photolithography process is to make a pattern of a mask or a reticle on the device to selectively define the areas to be etched or ion implanted and the areas to be protected. The photoresist is dropped on the device and then rotated at a high speed. A coating process of coating a desired thickness, an exposure process of aligning a device to which a photoresist is applied and a predetermined mask with each other and then irradiating a photoresist on the device with light such as ultraviolet rays through the mask to transfer a pattern of a mask or a reticle to the device; and The photoresist of the device in which the exposure process is completed is developed to form a desired photoresist pattern.

또한, 상기 사진식각공정에는 반도체 소자를 소정 온도하에서 굽는 베이크 공정이 포함된다. 즉, 상기 베이크 공정은 포토레지스트를 도포하기 전에 소자에 흡착된 수분을 제거하기 위한 베이크, 소정의 유기용제 및 포토레지스트의 도포시에 생긴 전단응력을 완화시키기 위해 가열된 핫플레이트 상에서 소자를 가열하는 소프트 베이크, 노광시 자외선의 산란으로 인한 노광 부위의 화학적 구조의 불안정 을 회복시키기 위한 노광 후 베이크 등이 있다.In addition, the photolithography process includes a baking process of baking a semiconductor device at a predetermined temperature. That is, the bake process heats the device on a heated hot plate to alleviate the shear stress generated during the application of the bake to remove moisture adsorbed to the device, the application of a predetermined organic solvent and the photoresist before the photoresist is applied. Soft bake, and post-exposure bake to restore the instability of the chemical structure of the exposure site due to the scattering of ultraviolet light during exposure.

상기와 같이, 반도체 소자를 베이킹하기 위해서는 실질적으로 베이크 챔버 내에서 베이크 공정을 진행하는 반도체 제조공정 설비의 한 형태인 반도체 히팅 시스템을 사용한다.As described above, in order to bake a semiconductor device, a semiconductor heating system, which is a form of a semiconductor manufacturing process facility that substantially performs a baking process in a baking chamber, is used.

이러한, 종래의 반도체 히팅 시스템은, 통상적으로 소자에 열을 전달하도록 소자와 근접되게 설치되고, 평평한 원판형 히팅 플레이트와, 상기 히팅 플레이트의 하면에 설치되고, 상기 히팅 플레이트를 가열할 수 있는 히터 및 상기 히터의 하면에 설치되어 상기 히팅 플레이트와 히터를 고정시키는 베이스로 이루어지는 구성이였다.Such a conventional semiconductor heating system is typically installed in close proximity to the device to transfer heat to the device, a flat disc-shaped heating plate, a heater installed on the bottom surface of the heating plate, and capable of heating the heating plate; It was a structure which is provided in the lower surface of the said heater, and consists of the base which fixes the said heating plate and a heater.

그러나, 종래의 반도체 히팅 시스템의 히팅 플레이트는 중심부와 테두리부간의 온도편차나 베이크 챔버 내부의 환경에 따라 각 부분의 온도편차가 심하게 발생하였고, 이러한 온도편차로 인하여 소자의 균일한 베이크가 이루어지지 않아서 선폭이 줄어듦에 따라 포토레지스트의 베이크 온도 균일성이 사진공정이나 식각공정시 커다란 영향을 미치는 최근에는 미세 패턴을 패터닝하는 경우, 반도체 소자의 수율이 크게 떨어지는 문제점이 있었다. However, in the heating plate of the conventional semiconductor heating system, the temperature deviation of each part is severely generated according to the temperature deviation between the center and the edge portion or the environment inside the baking chamber, and due to such temperature deviation, the device is not uniformly baked. As the line width is reduced, the baking temperature uniformity of the photoresist has a great effect in the photolithography process or the etching process. In the case of patterning a fine pattern, there is a problem in that the yield of the semiconductor device is greatly decreased.

즉, 소자가 챔버 내에 실장되었을 때, 반도체 히팅 시스템에 의하여 소자를 일정온도까지 얼마나 빨리 그리고 미세한 오차를 가지는 균일한 베이크 온도를 유지시킬 수 있느냐가 반도체 소자의 수율에 직접적인 영향을 미치므로 온도조절이 정밀하고, 온도 보상시간이 빠른 소자의 베이크장치가 절실히 요구되고 있는 실정이다.In other words, when the device is mounted in a chamber, how quickly the semiconductor heating system can maintain the uniform baking temperature with a certain temperature and a minute error has a direct influence on the yield of the semiconductor device. There is an urgent need for a baking device for an accurate and fast temperature compensation device.

따라서, 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 웨이퍼를 여러개의 구역, 즉 멀티존으로 나누고 각 구역들을 담당하는 히터를 설치하여 각 히터를 개별적으로 가열할 수 있는 반도체 멀티존 히팅 시스템 및 이러한 시스템을 제어하는 반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어장치가 개발되었다.Therefore, in order to solve such a conventional problem, as shown in FIG. 1, a semiconductor multi which can individually heat the heaters by dividing the wafer into multiple zones, that is, multi-zones, and installing heaters for each zone. Zone heating systems and control devices for semiconductor multi-zone heating systems that control such systems have been developed.

특히, 이러한 종래의 반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 목표 온도에 도달되도록 각 히터(1)에 각각 설치되어 각 히터(1)에 인가되는 공급 파워의 양을 각각 개별적으로 제어하는 N개의 개별 PID제어기(2)(Proportional-Integral-Derivative; 비례-적분-미분 제어기)를 포함하여 이루어지는 구성이다.In particular, the control apparatus of the conventional semiconductor multi-zone heating system, as shown in Figure 1, is installed in each heater 1 so as to reach the target temperature, the amount of supply power applied to each heater 1 The configuration includes N individual PID controllers 2 (Proportional-Integral-Derivative) which control each individually.

즉, 이러한 N개의 히터(1)에 각각 연결되는 N개의 개별 PID제어기(2)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 히터(1)에 인가되는 파워의 양, 즉 인가 전압은 항상 일정한 것으로서, 목표 온도에 도달되도록 각각의 히터(1)에 인가되는 인가 시간(t1)(t2)(t3)(t4)을 조정하여 제어하는 방식이다.That is, as shown in FIG. 2, the N individual PID controllers 2 connected to the N heaters 1 each have the same amount of power applied to the heater 1, that is, the applied voltage is always constant. In this case, the application time t1 (t2) t3 (t4) applied to each heater 1 is controlled to reach the target temperature.

그러므로, 이러한 종래의 반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어방법을 설명하면, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 테스트 웨이퍼(3)를 개별 히터(1)가 설치된 가열 플레이트(4) 상에 안착시키고(S1), 상기 테스트 웨이퍼(3)로 가열 플레이트(4)의 온도를 측정하며(S2), 상기 테스트 웨이퍼(3)의 각 지점에서 측정된 온도를 기준으로 각 히터(1)와 개별 연결된 각각의 개별 PID제어기(2)의 P, I, D 값이나 기타 파워량 등등을 조정하고(S3), 이러한 과정을 N개의 개별 PID제어기(2)에 각각 N회 실시하며(S4), 최상의 온도 측정 결과가 될 때까지 반복한다(S5).Therefore, the control method of the conventional semiconductor multi-zone heating system will be described. As shown in FIGS. 1 and 3, the test wafer 3 is placed on a heating plate 4 provided with an individual heater 1. (S1), the temperature of the heating plate 4 is measured with the test wafer 3 (S2), each of which is individually connected to each heater 1 based on the temperature measured at each point of the test wafer 3 Adjust the P, I, D values and other power amounts of the individual PID controllers (S3) (S3), and perform this process N times for each of the N individual PID controllers (S4) (S4), and measure the best temperature. Repeat until the result (S5).

이때, 상기 각각의 개별 PID제어기(2)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 히터에 인가되는 파워의 양, 즉 인가 전압(C)은 항상 일정하고, 목표 온도에 도달되도록 각각의 히터(1)에 인가되는 인가 시간(t1)(t2)(t3)(t4)을 조정하여 제어하는 것이다.At this time, each of the individual PID controller 2, as shown in Figure 2, the amount of power applied to the heater, that is, the applied voltage (C) is always constant, so that each heater ( The control is performed by adjusting the application time t1 (t2) t3 (t4) applied to 1).

이후, 실질적인 반도체 공정을 수행하는 중(S6) 대상 웨이퍼 각 부분의 포토 레지스트의 두께나 선폭 등 실제 공정 조건을 측정하고(S7), 측정된 실제 공정 조건에 맞추어 상기 개별 PID제어기(2)의 온도를 조정하며(S8), 최상의 결과가 될 때까지 반복한 후(S9), 온도 조정을 완료하고 생산을 지속하게 된다(S10).Subsequently, during the actual semiconductor process (S6), the actual process conditions such as the thickness and line width of the photoresist of each portion of the target wafer are measured (S7), and the temperature of the individual PID controller 2 is adjusted in accordance with the measured actual process conditions. Adjust (S8), repeat until the best results (S9), then complete the temperature adjustment and continue the production (S10).

그러나, 이러한 종래의 반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어장치 및 제어방법에 의하면, 첫째로, 웨이퍼의 멀티존을 담당하는 다수개의 히터에 각각 연결되는 매우 고가의 PID제어기의 개수가 필연적으로 멀티존의 개수만큼 다수개가 갖추어져야 하는 것으로써 이로 인한 제품의 단가가 크게 증대되는 문제점이 있었다.However, according to the control apparatus and control method of the conventional semiconductor multi-zone heating system, firstly, the number of very expensive PID controllers connected to a plurality of heaters in charge of the multi-zone of the wafer is inevitably the number of multi-zones. As many as have to be equipped there was a problem that the resulting unit price of the product is greatly increased.

둘째로, 다수개의 PID제어기에서 결정되는 P, I, D, Offset 등 변수들의 상호간 튜닝시간이 길어져서 신속한 온도제어가 어렵다는 문제점이 있었다.Second, there is a problem that it is difficult to quickly control the temperature because the mutual tuning time of variables such as P, I, D, and Offset determined in a plurality of PID controllers is long.

셋째로, 다수개의 PID제어기에서 발생되는 다수개의 기계, 전자적인 편차가 다수회 발생하거나 누적되게 발생되는 온도제어의 정밀도가 떨어지는 문제점이 있었다.Third, there is a problem that the precision of the temperature control that occurs multiple times or accumulates electronically, a plurality of mechanical, generated in a plurality of PID controllers are inferior.

넷째로, 멀티존이 아닌 기존의 원존(One-Zone) 히터에 장착된 하나의 PID제어기를 제거하고, 다수개의 PID제어기를 장착하여야 하는 등, 원존을 멀티존으로 교체하는 경우, 기존의 PID제어기 및 연결 회로나 기존의 통신체계를 활용할 수 없 었던 문제점이 있었다.Fourth, when replacing one zone with a multi-zone, such as removing one PID controller installed in an existing one-zone heater and mounting a plurality of PID controllers. And there was a problem that could not utilize the connection circuit or the existing communication system.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 사용되는 PID제어기의 개수를 하나로 줄여서 제품의 단가가 크게 절감할 수 있고, PID제어기의 P, I, D, Offset 등 변수들의 상호간 튜닝시간이 짧아져서 신속한 온도제어가 가능하며, PID제어기에서 발생되는 기계, 전자적인 편차가 줄어들어 온도제어의 정밀도를 향상시킬 수 있고, 기존의 원존을 멀티존으로 교체하는 경우, 기존의 PID제어기 및 연결 회로나 기존의 통신체계를 그대로 활용할 수 있게 하는 반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어방법 및 제어장치를 제공함에 있다.An object of the present invention for solving the above problems, the number of PID controllers to be used can be reduced to one, the cost of the product can be greatly reduced, and the mutual tuning time of parameters such as P, I, D, Offset of the PID controller is Shorter temperature control is possible, and the mechanical and electronic deviation generated from the PID controller can be reduced to improve the temperature control accuracy.When replacing the existing zone with multi-zone, the existing PID controller and connecting circuit or An object of the present invention is to provide a control method and a control apparatus for a semiconductor multi-zone heating system that can utilize an existing communication system.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어방법은, 웨이퍼를 여러개의 구역, 즉 멀티존으로 나누고 각 구역들을 담당하는 히터를 설치하여 각 히터를 개별적으로 가열할 수 있는 반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어방법에 있어서, 온도와 연관되는 히터의 공급 파워의 양을 인가 시간에 따라 조정하는 동시에 파워가 인가되는 시간 동안 히터에 인가되는 인가 전압 및/또는 인가 전류를 함께 조정하여 상기 히터의 제어하는 것을 특징으로 한다.In the control method of the semiconductor multi-zone heating system of the present invention for achieving the above object, the semiconductor multi-zone capable of heating each heater separately by dividing the wafer into several zones, that is, multi-zones and installing a heater for each zone A method of controlling a zone heating system, wherein the amount of power supplied to a heater associated with a temperature is adjusted in accordance with an application time, and the voltage applied to the heater and / or an applied current are simultaneously adjusted during the time that power is applied to the heater. It characterized by the control of.

또한, 바람직하기로는, 상기 인가 전압 및/또는 인가 전류는 가변 저항 또는 컴퓨터 자동 조정 프로그램을 이용하여 조정하며, 상기 히터의 공급 파워의 양은, 목표 온도에 도달되도록 모든 히터와 연결되어 모든 히터에 인가되는 파워의 인가 시간을 제어하는 단일 통합 PID제어기(Proportional-Integral-Derivative; 비례-적 분-미분 제어기)를 이용하고, 파워가 인가되는 시간 동안 히터에 인가되는 인가 전압 및/또는 인가 전류는, 각 개별 히터에 개별적으로 연결된 개별 전압/전류조정기 및/또는 개별 가변저항기를 이용하는 것이 가능하다.Further, preferably, the applied voltage and / or the applied current are adjusted using a variable resistor or a computer automatic adjustment program, and the amount of power supplied to the heater is connected to all the heaters and applied to all the heaters so as to reach a target temperature. Using a single Proportional-Integral-Derivative (Proportional-Integral-Derivative Controller) that controls the application time of the power applied, the applied voltage and / or the applied current applied to the heater during the time It is possible to use individual voltage / current regulators and / or individual potentiometers individually connected to each individual heater.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어방법은, 웨이퍼를 여러개의 구역, 즉 멀티존으로 나누고 각 구역들을 담당하는 히터를 설치하여 각 히터를 개별적으로 가열할 수 있는 반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어방법에 있어서, 테스트 웨이퍼를 개별 히터 상에 안착시키는 단계; 상기 테스트 웨이퍼의 각 지점에서 측정된 온도를 기준으로 모든 히터와 통합 연결된 단일 통합 PID제어기의 P, I, D 값을 조정하는 단계; 상기 테스트 웨이퍼의 각 지점에서 측정된 온도를 기준으로 각 히터와 개별 연결된 N개의 개별 전압/전류조정기 및/또는 개별 가변저항기의 저항값을 조정하는 단계; 실질적인 반도체 공정 중 대상 웨이퍼 각 부분의 포토 레지스트의 두께나 선폭 등 실제 공정 조건을 측정하는 단계; 및 측정된 실제 공정 조건에 맞추어 상기 개별 전압/전류조정기 및/또는 개별 가변저항기의 저항값을 조정하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the control method of the semiconductor multi-zone heating system of the present invention for achieving the above object, by dividing the wafer into a plurality of zones, that is, multi-zone and by installing a heater for each zone can be heated each heater individually CLAIMS What is claimed is: 1. A method of controlling a semiconductor multizone heating system, comprising: seating a test wafer on an individual heater; Adjusting P, I, and D values of a single integrated PID controller integrated with all heaters based on the temperature measured at each point of the test wafer; Adjusting resistance values of N individual voltage / current regulators and / or individual variable resistors individually connected to each heater based on the temperature measured at each point of the test wafer; Measuring actual process conditions such as the thickness and line width of the photoresist of each portion of the target wafer during the actual semiconductor process; And adjusting the resistance values of the individual voltage / current regulators and / or the individual variable resistors according to the measured actual process conditions.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어장치는, 웨이퍼를 여러개의 구역, 즉 멀티존으로 나누고 각 구역들을 담당하는 히터를 설치하여 각 히터를 개별적으로 가열할 수 있는 반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어장치를 구성함에 있어, 목표 온도에 도달되도록 모든 히터와 연결되어 모든 히터에 인가되는 공급 파워의 양을 제어하는 단일 통합 PID제어기(Proportional-Integral-Derivative; 비례-적분-미분 제어기); 및 각 개별 히터에 개별적으로 연 결되어, 파워가 인가되는 시간 동안 히터에 인가되는 인가 전압 및/또는 인가 전류를 제어하는 개별 전압/전류조정기 및/또는 개별 가변저항기;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the control device of the semiconductor multi-zone heating system of the present invention for achieving the above object, by dividing the wafer into a number of zones, that is, multi-zone and by installing a heater for each of the zones it is possible to heat each heater individually In configuring the controller of the semiconductor multi-zone heating system, a single integrated PID controller (Proportional-Integral-Derivative) is connected to all heaters to control the amount of supply power applied to all heaters to reach a target temperature. Differential controller); And an individual voltage / current regulator and / or an individual variable resistor connected to each individual heater individually to control an applied voltage and / or an applied current applied to the heater during a time when power is applied. do.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예들에 따른 반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어방법 및 제어장치를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a control method and a control apparatus of a semiconductor multizone heating system according to exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어장치는, 웨이퍼를 여러개의 구역, 즉 멀티존으로 나누고 각 구역들을 담당하는 히터를 설치하여 각 히터를 개별적으로 가열할 수 있는 반도체 멀티존 히팅 시스템을 제어하는 제어장치로서, 목표 온도에 도달되도록 모든 히터(1)와 연결되어 모든 히터(1)에 동시에 인가되는 공급 파워의 양을 제어하는 단일 통합 PID제어기(5)(Proportional-Integral-Derivative; 비례-적분-미분 제어기) 및 각 개별 히터(1)에 개별적으로 연결되어, 파워가 인가되는 시간 동안 각 히터(1)에 인가되는 인가 전압 및/또는 인가 전류를 제어하는 개별 전압/전류조정기(6) 및/또는 개별 가변저항기(7)를 포함하여 이루어지는 구성이다.First, as shown in Figure 4, the control apparatus of the semiconductor multi-zone heating system according to an embodiment of the present invention, by dividing the wafer into a number of zones, that is, multi-zone and installing a heater for each zone A controller for controlling a semiconductor multi-zone heating system capable of heating the heaters individually, which is connected to all the heaters 1 so as to reach a target temperature and controls the amount of supply power applied to all the heaters 1 simultaneously. Connected to the integrated PID controller 5 (Proportional-Integral-Derivative) and each individual heater 1 separately, the applied voltage applied to each heater 1 during the time that power is applied and And / or an individual voltage / current regulator 6 and / or an individual variable resistor 7 for controlling the applied current.

즉, 이러한 N개의 히터(1)에 모두 연결되는 하나의 단일 통합 PID제어기(5) 및 개별 전압/전류조정기(6) 및/또는 개별 가변저항기(7)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 목표 온도에 도달되도록 각각의 히터(1)에 인가되는 인가 시간을 상기 단일 통합 PID제어기(5)로 제어하는 동시에, 상기 히터(1)에 인가되는 파워의 양, 즉 인가 전압(x)이나 전류를 상기 개별 전압/전류조정기(6) 및/또는 개별 가변저항기(7) 및/또는 컴퓨터의 자동 조정 프로그램 등을 이용하여 함께 올리거나 낮추어 조정할 수 있는 구성인 것이다.That is, one single integrated PID controller 5 and an individual voltage / current regulator 6 and / or an individual variable resistor 7 connected to all of these N heaters 1 are shown in FIG. While controlling the application time applied to each heater 1 to reach a target temperature with the single integrated PID controller 5, the amount of power applied to the heater 1, i.e., the applied voltage x or current It is a configuration that can be adjusted by raising or lowering together using the individual voltage / current regulator 6 and / or the individual variable resistor 7 and / or the computer automatic adjustment program.

그러므로, 이러한 본 발명의 반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어방법을 설명하면, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 테스트 웨이퍼(3)를 개별 히터(1) 상의 가열 플레이트(4) 상에 안착시키고(S11), 상기 테스트 웨이퍼(3)로 가열 플레이트(4)의 온도를 측정하며(S12), 상기 테스트 웨이퍼(3)의 각 지점에서 측정된 온도를 기준으로 모든 히터(1)와 통합 연결된 하나의 단일 통합 PID제어기(5)의 P, I, D 값이나 기타 파워량 등등을 조정하고(S13), 상기 테스트 웨이퍼(3)의 각 지점에서 측정된 온도를 기준으로 각 히터(1)와 개별 연결된 N개의 개별 전압/전류조정기(6) 및/또는 개별 가변저항기(7)의 저항값을 조정하며(S14), 이러한 과정을 최상의 온도 측정 결과가 될 때까지 반복한다(S15).Therefore, describing the control method of the semiconductor multi-zone heating system of the present invention, as shown in FIGS. 4 and 6, the test wafer 3 is placed on the heating plate 4 on the individual heater 1. (S11), the temperature of the heating plate 4 is measured with the test wafer 3 (S12), and one integrated with all the heaters 1 based on the temperature measured at each point of the test wafer 3 Adjust the P, I, D values or other power amounts of the single integrated PID controller 5 (S13), and separately from each heater 1 based on the temperature measured at each point of the test wafer 3 The resistance values of the connected N individual voltage / current regulators 6 and / or the individual variable resistors 7 are adjusted (S14), and the process is repeated until the best temperature measurement result is obtained (S15).

이때, 상기 단일 통합 PID제어기(5)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 목표 온도에 도달되도록 각각의 히터(1)에 인가되는 인가 시간을 조정하는 것과 함께 상기 히터(1)에 인가되는 파워의 양, 즉 인가 전압(또는 인가 전류)을 조정하여 온도를 제어하는 것이다.At this time, the single integrated PID controller 5 adjusts the application time applied to each heater 1 so as to reach a target temperature, as shown in FIG. 5, and the power applied to the heater 1. The temperature is controlled by adjusting the amount, i.e., the applied voltage (or applied current).

이 후, 실질적인 반도체 공정을 수행하는 중(S16) 대상 웨이퍼 각 부분의 포토 레지스트의 두께나 선폭 등 실제 공정 조건을 측정하고(S17), 측정된 실제 공정 조건에 맞추어 상기 단일 통합 PID제어기(5)의 온도를 조정하며(S18), 최상의 결과가 될 때까지 반복한 후(S19), 온도 조정을 완료하고 생산을 지속하게 된다(S20).Thereafter, during the actual semiconductor process (S16), the actual process conditions such as the thickness and line width of the photoresist of each portion of the target wafer are measured (S17), and the single integrated PID controller 5 is adapted to the measured actual process conditions. Adjust the temperature of (S18), and repeat until the best results (S19), then complete the temperature adjustment and continue the production (S20).

그러므로, 본 발명의 반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어방법 및 제어장치에 의하면, 웨이퍼의 멀티존을 담당하는 다수개의 히터에 단 하나의 단일 통합 PID제 어기(5)만 설치되어 제품의 단가를 크게 절감시킬 수 있고, 단일 통합 PID제어기(5)에서 결정되는 P, I, D, Offset 등 변수들의 상호간 튜닝시간이 짧아져서 신속한 온도제어가 가능하며, 상기 단일 통합 PID제어기(5)에서 발생되는 기계, 전자적인 편차를 줄여서 온도제어의 정밀도를 향상시키고, 기존의 원존(One-Zone) 히터에 장착된 기존의 PID제어기를 그대로 단일 통합 PID제어기(5)로서 활용하는 것은 물론, 기존의 PID제어기 및 연결 회로나 기존의 통신체계를 그대로 활용하여 장비 교체 비용을 혁신적으로 줄일 수 있게 하는 이점을 갖는다.Therefore, according to the control method and control apparatus of the semiconductor multi-zone heating system of the present invention, only one single integrated PID controller 5 is installed in a plurality of heaters in charge of the multi-zone of the wafer, thereby greatly reducing the cost of the product. It is possible to, and the mutual tuning time of the parameters such as P, I, D, Offset determined in a single integrated PID controller 5 is shortened to enable rapid temperature control, the machine generated in the single integrated PID controller (5), Improve the accuracy of temperature control by reducing the electronic deviation, utilize the existing PID controller mounted on the existing one-zone heater as a single integrated PID controller (5), as well as the existing PID controller and connection The advantage of using circuits or existing communication systems is that they can dramatically reduce equipment replacement costs.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상을 해치지 않는 범위 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and of course, modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention.

따라서, 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술되는 청구범위와 이의 기술적 사상에 의해 한정될 것이다.Therefore, the scope of the claims in the present invention will not be defined within the scope of the detailed description, but will be defined by the following claims and the technical spirit thereof.

이상에서와 같이 본 발명의 반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어방법 및 제어장치에 의하면, 사용되는 PID제어기의 개수를 하나로 줄여서 제품의 단가가 크게 절감할 수 있고, PID제어기의 P, I, D, Offset 등 변수들의 상호간 튜닝시간이 짧아져서 신속한 온도제어가 가능하며, PID제어기에서 발생되는 기계, 전자적인 편차가 줄어들어 온도제어의 정밀도를 향상시킬 수 있고, 기존의 원존을 멀티존으로 교체하는 경우, 기존의 PID제어기 및 연결 회로나 기존의 통신체계를 그대로 활용할 수 있는 효과를 갖는 것이다.As described above, according to the control method and control apparatus of the semiconductor multi-zone heating system of the present invention, by reducing the number of PID controllers used to one, the cost of the product can be greatly reduced, P, I, D, Offset of the PID controller It is possible to quickly control the temperature by shortening the tuning time between variables, etc., and to improve the precision of temperature control by reducing mechanical and electronic deviations generated from the PID controller, and to replace existing zones with multi-zones. PID controller and connection circuit or existing communication system can be used as it is.

Claims (5)

웨이퍼를 여러개의 구역, 즉 멀티존으로 나누고 각 구역들을 담당하는 히터를 설치하여 각 히터를 개별적으로 가열할 수 있는 반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어방법에 있어서,In a control method of a semiconductor multi-zone heating system capable of heating each heater individually by dividing the wafer into multiple zones, that is, multi-zones and installing heaters for each zone, 온도와 연관되는 히터의 공급 파워의 양을 인가 시간에 따라 조정하는 동시에 파워가 인가되는 시간 동안 히터에 인가되는 인가 전압 및/또는 인가 전류를 함께 조정하여 상기 히터의 제어하고,Controlling the heater by adjusting the amount of power supplied to the heater in relation to the temperature according to the application time and simultaneously adjusting the applied voltage and / or the applied current applied to the heater during the time when the power is applied, 상기 히터의 공급 파워의 양은, 목표 온도에 도달되도록 모든 히터와 연결되어 모든 히터에 인가되는 파워의 인가 시간을 제어하는 단일 통합 PID제어기(Proportional-Integral-Derivative; 비례-적분-미분 제어기)를 이용하고,The amount of power supplied to the heater is connected to all the heaters so as to reach a target temperature by using a single integrated PID controller (Proportional-Integral-Derivative) which controls the application time of the power applied to all the heaters. and, 파워가 인가되는 시간 동안 히터에 인가되는 인가 전압 및/또는 인가 전류는, 각 개별 히터에 개별적으로 연결된 개별 전압/전류조정기 및/또는 개별 가변저항기 및/또는 컴퓨터의 자동 조정 프로그램을 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어방법.The applied voltage and / or applied current applied to the heater during the time that power is applied is characterized by using an individual voltage / current regulator and / or an individual variable resistor and / or an automatic adjustment program of a computer individually connected to each individual heater. A control method of a semiconductor multi-zone heating system. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 인가 전압 및/또는 인가 전류는 가변 저항을 이용하여 조정하는 것을 특징으로 하는 반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어방법.And controlling the applied voltage and / or the applied current using a variable resistor. 삭제delete 웨이퍼를 여러개의 구역, 즉 멀티존으로 나누고 각 구역들을 담당하는 히터를 설치하여 각 히터를 개별적으로 가열할 수 있는 반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어방법에 있어서,In a control method of a semiconductor multi-zone heating system capable of heating each heater individually by dividing the wafer into multiple zones, that is, multi-zones and installing heaters for each zone, 테스트 웨이퍼를 개별 히터 상에 안착시키는 단계;Seating the test wafer on an individual heater; 상기 테스트 웨이퍼의 각 지점에서 측정된 온도를 기준으로 모든 히터와 통합 연결된 단일 통합 PID제어기의 P, I, D 값을 조정하는 단계;Adjusting P, I, and D values of a single integrated PID controller integrated with all heaters based on the temperature measured at each point of the test wafer; 상기 테스트 웨이퍼의 각 지점에서 측정된 온도를 기준으로 각 히터와 개별 연결된 N개의 개별 전압/전류조정기 및/또는 개별 가변저항기의 저항값을 조정하는 단계;Adjusting resistance values of N individual voltage / current regulators and / or individual variable resistors individually connected to each heater based on the temperature measured at each point of the test wafer; 실질적인 반도체 공정 중 대상 웨이퍼 각 부분의 포토 레지스트의 두께나 선폭 등 실제 공정 조건을 측정하는 단계; 및Measuring actual process conditions such as the thickness and line width of the photoresist of each portion of the target wafer during the actual semiconductor process; And 측정된 실제 공정 조건에 맞추어 상기 개별 전압/전류조정기 및/또는 개별 가변저항기의 저항값을 조정하는 단계;Adjusting the resistance values of the individual voltage / current regulators and / or the individual variable resistors according to the measured actual process conditions; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어방법.Control method of a semiconductor multi-zone heating system comprising a. 웨이퍼를 여러개의 구역, 즉 멀티존으로 나누고 각 구역들을 담당하는 히터를 설치하여 각 히터를 개별적으로 가열할 수 있는 반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어장치를 구성함에 있어,In constructing a control device of a semiconductor multi-zone heating system capable of dividing a wafer into multiple zones, that is, multi-zones, and installing heaters for each zone to heat each heater individually, 목표 온도에 도달되도록 모든 히터와 연결되어 모든 히터에 인가되는 공급 파워의 양을 제어하는 단일 통합 PID제어기(Proportional-Integral-Derivative; 비례-적분-미분 제어기); 및A single integrated PID controller (Proportional-Integral-Derivative) which is connected to all heaters to control the amount of supply power applied to all heaters to reach a target temperature; And 각 개별 히터에 개별적으로 연결되어, 파워가 인가되는 시간 동안 히터에 인가되는 인가 전압 및/또는 인가 전류를 제어하는 개별 전압/전류조정기 및/또는 개별 가변저항기;An individual voltage / current regulator and / or an individual variable resistor connected to each individual heater individually to control an applied voltage and / or an applied current applied to the heater during a time when power is applied; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 멀티존 히팅 시스템의 제어장치.Control device of a semiconductor multi-zone heating system comprising a.
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