KR100457224B1 - 챔버간 간격확인용 센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 챔버간 간격확인용 센서를 개시하며, 개시된 본 발명에 따른 챔버간 간격확인용 센서는, 제1유니트가 장착된 로드챔버와 제2유니트가 장착된 메인챔버로 서로 분리되었다가 상기 제1유니트가 제2유니트 내에 배치되도록 하는 것을 통해 상기 로드챔버와 메인챔버를 결합시켜 노광 공정이 진행되도록 하는 노광장비에 있어서 상기 로드챔버와 메인챔버 사이의 인터페이스공간에서 레티클이 안정하고 정확하게 이동될 수 있도록 상기 로드챔버의 제1유니트에 상기 로드챔버와 메인챔버간의 간격을 상시 감시하기 위해 X, Y 및 Z의 3방향으로 3개를 탑재시킨 것을 특징으로 한다.

Description

챔버간 간격확인용 센서{Sensor for confirming interval between chambers}

본 발명은 노광장비에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 노광장비의 로드챔버와 메인몸체(Main Body: 이하, 메인챔버)간의 간격을 상시 감시할 수 있도록 한 챔버간 간격확인용 센서에 관한 것이다.

반도체제조에 있어서, 미세한 회로패턴이 그려져 있는 레티클이라는 석영재질의 유리와 그 패턴을 프로젝션 렌즈에 투영시켜 일정비율을 축소시켜 웨이퍼위에 정렬, 전사시키는 기능을 가진 스텝퍼, 스캐너는 고도의 정확성을 요한다.

이에 원회로 패턴이 그려져 있는 레티클과 그 회로패턴을 전사받기 위한 웨이퍼는 여러 층이 계속해서 쌓이기 때문에 레티클과 웨이퍼가 놓이는 각각의 스테이지는 재현성이 아주 좋아야만 한다.

또한, 하나의 웨이퍼에 여러 층이 겹쳐 지므로 여기에는 역시 여러 레티클이 사용되므로써 레티클의 교환횟수가 많아지게 된다.

현재 일본 닉콘에서 제작된 NSR(S204B. i14E2)의 노광장비의 경우는 웨이퍼 스테이지 점검 또는 유지 접근 용이성을 높이고, 본체에 진동의 영향을 줄이기 위해 메인챔버와 레티클 및 웨이퍼를 교환/탑재하는 로드챔버가 서로 분리되어 있다.

여기서, 상기 로드챔버는 레티클과 웨이퍼를 각각의 스테이지에 로딩 혹은 교체하도록 역할하며, 특히, 메인챔버에서의 고정도 미세한 얼라인 전에 효율 향상과 정도 확보를 위한 예비얼라인(pre-align)을 행하는 중요한 역할을 담당한다.

그러기에 메인챔버와 로드챔버가 결합된 이후에는 그 사이의 인터페이스공간에서 웨이퍼와 레티클이 이동되기 때문에 항상 일정한 간격을 유지해야만 얼라인 성능과 레티클 이동시의 안전성을 확보할 수 있다.

그러나, 종래기술인 닉콘 장비의 경우는 일단 메인챔버와 로드챔버가 결합된 후에는 그들간의 간격을 상시 감시하는 수단이 존재하지 않아서 로드챔버의 결합상태 불량이나 위치 변동시에 메인챔버의 대기테이블과 로봇아암1과의 높이차이로 인한 서로간의 레티클 이동시 추락이나 막 손상 등의 문제 발생을 일으킬 수 있다.도 1은 종래 니콘 장비에서의 레티클 로딩 및 언로딩을 설명하기 위한 개략도로서, 도면부호 15는 대기테이블, 21은 검출기, 23은 레티클의 대략적인 위치를 결정하는 박스, 25는 로보트아암1, 27은 레티클, 그리고, A는 간격이 상시 감시되어야 할 부분을 각각 나타낸다.

또한, 장비설치가 완료된 이후에도 웨이퍼 스테이지 또는 레티클 스테이지, 얼라인부의 문제 발생으로 인하여 불가결하게 로드챔버와 메인챔버를 분리하는 일이 발생한다.

그러나, 이러한 문제를 제거하기 위한 작업후 로드챔버를 재 도킹(docking)시에 일반적으로 작업자의 육안과 경험에 의하여 대략적인 계측(스캐일측정)후 로드챔버 결합이 이루어지기 때문에 결합당시에는 큰 이상없이 레티클과 웨이퍼가 다른 부분과 간섭없이 로딩 및 언로딩되지만 외부환경, 예를들면, 시간경과에 따라 메인챔버 무게에 의한 아이솔레이션 패드의 변형, 웨이퍼로드, 레티클로드 아암구동시의 진동, 작업자의 무의식적인 접촉, 조작자의 조작으로 인한 위치변동 및 도어 개폐시의 잔진동 등에 의해 점차적으로 챔버간 간격이 변하게 된다.

이 경우, 일정 이상의 간격이 발생하여도 로봇아암1이 레티클을 인도하면서 이 간격을 인식하지 못하고 대기테이블과의 충돌에 의해 고가의 레티클 또는 막에 손상을 줄 수 있다.

이에, 본 발명은 상기 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 메인챔버와 로드챔버사이에 간격을 향상 모니터링하고 간격변화시 또는 이상발생시 엔지니어나 작동자에게 알려 위치조정을 용이하게 할 수 있도록 한 챔버간 간격확인용 센서를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 레티클의 로딩 및 언로딩을 설명하기 위한 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 챔버간 간격확인용 센서에 있어서의 메인챔버와 로드챔버부간의 간격확인을 설명하기 위한 개략도.

도 3은 본 발명에 따른 챔버간 간격확인용 센서에 있어서의 센서에 의한 챔버간 간격 확인 및 간격 재조정을 설명하기 위한 개략도.

도 4는 본 발명에 따른 챔버간 간격확인용 센서에 있어서의 메인챔버와 로드챔버가 서로 분리되어 있는 상태를 도시한 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 챔버간 간격확인용 센서에 있어서의 메인챔버와 로드챔버가 서로 결합되어 있는 상태를 도시한 단면도.

- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

30 : 로드챔버 40 : 메인챔버

31 : 제1유니트 41 : 제2유니트

50 : 정전용량센서 50a : X 센서

50b : Y 센서 50c : Z 센서

60 : A/D 컨버터 70 : 스캐너

80 : 엔지니어

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 챔버간 간격확인용 센서는, 제1유니트가 장착된 로드챔버와 제2유니트가 장착된 메인챔버로 서로 분리되었다가 상기 제1유니트가 제2유니트 내에 배치되도록 하는 것을 통해 상기 로드챔버와 메인챔버를 결합시켜 노광 공정이 진행되도록 하는 노광장비에 있어서 상기 로드챔버와 메인챔버 사이의 인터페이스공간에서 레티클이 안정하고 정확하게 이동될 수 있도록 상기 로드챔버의 제1유니트에 상기 로드챔버와 메인챔버간의 간격을 상시 감시하기 위해 X, Y 및 Z의 3방향으로 3개를 탑재시킨 것을 특징으로 한다.

(실시예)

이하, 본 발명에 따른 챔버간 간격확인용 센서를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 챔버간 간격확인용 센서에 있어서의 메인챔버와 로드챔버부간의 간격확인을 설명하기 위한 개략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 챔버간 간격확인용 센서에 있어서의 센서에 의한 챔버간 간격 확인 및 간격 재조정을 설명하기 위한 개략도이며, 도 4는 본 발명에 따른 챔버간 간격확인용 센서에 있어서의 메인챔버와 로드챔버가 서로 분리되어 있는 상태를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 챔버간 간격확인용 센서에 있어서의 메인챔버와 로드챔버가 서로 결합되어 있는 상태를 도시한 사시도이다.

본 발명은 로드챔버와 메인챔버간의 상시적인 간격확인을 위해 상기 로드챔버에 연결되어 위치변동을 하는 제1유니트에 로드챔버의 움직임을 점검하기 위한 X, Y, Z의 3방향으로 각각 3개의 센서를 장착하고, 상기 메인챔버에 연결 고정된 제2유니트를 상기 제1유니트가 삽입 배치되도록 하면서 전하를 축적할 수 있는 박스 플레이트 구조로 하여 장착한다.

여기서, 센서를 이용한 챔버들간 간격확인의 원리에 대해 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 로드챔버의 제1유니트(31)와 메인챔버의 제2유니트(41) 사이의 마주 보는 단면적 "s"는 일정하고, ε(유전율: 공기 1)는 일정하므로, 두 유니트간 간격 "D"가 변함에 따라 C(정전용량)는 이에 반비례하여 변화되는데, 이 값을 정전용량센서(50)가 센싱하여 A/D 컨버터로 보내면, 상기 A/D 컨버터에서 다시 전압으로 변환하여 V=Q(전하량) / C(정전용량)의 계산을 통해 로드챔버와 메인챔버간의 간격을 항상 확인할 수 있게 된다.

이와같은 원리에 따라, 도 3에 도시된 바와같이, 챔버간 간격확인용 센서로서 정전용량센서인 X, Y, Z 센서(50a, 50b, 50c)를 각각 X, Y, Z 방향으로 1개씩 장착하여 상시 간격을 확인하고, 컨버터(60)에서 전압으로 변환하여 챔버들간 간격을 모니터링하며, 간격 이상 발생시에 스캐너(70)에서 에러가 발생하도록 하여 엔지니어(80)에게 미리 알려, 사고발생전 로봇아암1과 대기테이블의 상호 위치를 확인하여 재조정할 수 있도록 한다.

따라서, 로드챔버(30)의 제1유니트(31)에 X, Y, Z 센서(50a, 50b, 50c)를 장착하고, 메인챔버(40)의 제2유니트(41)를 박스 플레이트 구조로 구성하면, 상기 로드챔버와 메인챔버간의 결합시, 그리고, 결합후에 그들간의 간격을 상시 감시할 수 있게 된다.도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 챔버간 간격확인용 센서에 있어서의 로드챔버와 메인챔버가 서로 분리되어 있는 상태 및 결합되어 있는 상태를 각각 도시한 사시도이다.도 4에 도시된 바와 같이, 로드챔버의 제1유니트(31)에 챔버간 간격확인을 위해 X, Y, Z의 3방향으로 각각 X, Y, Z 센서(50a, 50b, 50c)를 1개씩 장착한 다음, 도 5에 도시된 바와 같이, 로드챔버와 메인챔버간의 결합시 상기 로드챔버의 제1유니트(31)를 상기 메인챔버의 제2유니트(41) 내에 삽입시키면, 상기 X, Y, Z 센서(50a, 50b, 50c)에 의해 X, Y, Z의 3방향에 대해 각각 제1유니트(31)와 제2유니트(41) 사이에서의 정전용량 값을 검출할 수 있으며, 이 검출된 3방향의 각 정전용량으로부터 로드챔버와 메인챔버간의 간격을 X, Y, Z의 3방향에서 항상 일정하게 감시하고 유지시킬 수 있다.

상기에서 설명한 바와같이, 본 발명에 따른 챔버간 간격확인용 센서에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명은 간격확인용 센서를 장비에 장착하여 사용하므로써 메인챔버와 로드챔버간의 간격을 항상 확인 가능하며, 이에 따라, 보다 안정적으로 에러없이 레티클과 웨이퍼의 이동을 보장할 수 있고, 그래서, 여러 사고를 미연에 방지할 수 있어 장비운용에 도움을 줄 수 있다.

따라서, 사고발생을 미연에 방지할 수 있어 장비가동을 증대시킬 수 있으며, 로봇 아암1, 대기테이블 등의 충돌에 의한 파손을 막아 준다.

또한, 고가의 레티클과 막을 안전하게 보호할 수 있으며, 레티클의 불필요한 접촉을 줄여 스크래치, 입자 등을 줄여 주고, 장비 운용시의 안정성을 높여 준다.

한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (2)

1. 제1유니트가 장착된 로드챔버와 제2유니트가 장착된 메인챔버로 서로 분리되었다가 상기 제1유니트가 제2유니트 내에 배치되도록 하는 것을 통해 상기 로드챔버와 메인챔버를 결합시켜 노광 공정이 진행되도록 하는 노광장비에 있어서 상기 로드챔버와 메인챔버 사이의 인터페이스공간에서 레티클이 안정하고 정확하게 이동될 수 있도록 상기 로드챔버의 제1유니트에 상기 로드챔버와 메인챔버간의 간격을 상시 감시하기 위해 X, Y 및 Z의 3방향으로 3개를 탑재시킨 것을 특징으로 하는 챔버간 간격확인용 센서.
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