KR100520237B1 - 반도체 노광장치 - Google Patents

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KR100520237B1
KR100520237B1 KR10-1998-0053653A KR19980053653A KR100520237B1 KR 100520237 B1 KR100520237 B1 KR 100520237B1 KR 19980053653 A KR19980053653 A KR 19980053653A KR 100520237 B1 KR100520237 B1 KR 100520237B1
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    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/7085—Detection arrangement, e.g. detectors of apparatus alignment possibly mounted on wafers, exposure dose, photo-cleaning flux, stray light, thermal load
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Abstract

본 발명에 따른 반도체 노광장치를 개시한다. 본 발명은 웨이퍼의 일진행 방향에 웨이퍼의 인입에 따라 아래로 눌리어지는 눌림판을 설치하고, 눌림판과 일체로 연계되어 설치된 광차단판의 동작에 따라 센서의 발광부로부터 수광부로 조사되는 광을 차단하여 웨이퍼의 인입을 감지하는 새로운 시스템의 감지장치를 설치한다. 따라서, 종래 스테퍼의 노광장치 운용시 암의 구동에 따라 노화 부분에서의 진동에 의한 센서 가이드의 풀림현상에 의해 발생되는 센서의 오동작을 방지할 수 있으며, 종래 발광소자의 일정한 파워를 유지하기 위한 파워 관리 및 수명완료로 인한 교체 등의 수고스러움을 덜어주어 노광장치를 용이하게 관리할 수 있으며, 노광장치의 관리적 측면에서 비용 절감효과가 있다.

Description

반도체 노광장치
본 발명은 반도체 제조설비에 있어서 포토공정에 사용되는 스테퍼(stepper) 장치에 관한 것으로, 특히 노광장치의 운용시 웨이퍼의 인입을 감지하는 광센서의 오동작을 방지하고, 광센서를 용이하게 관리하도록 한 반도체 노광장치에 관한 것이다.
일반적으로, 스테퍼(stepper)는 사진 노광장치의 일종으로 광학렌즈를 사용하여 레티클의 패턴을 웨이퍼 상에 일정한 배율로 축소 노광하여 전사시키는 방식으로 사용된다. 스테퍼 장치는 웨이퍼를 축소 노광하기 위해 소스지역과 로드지역 사이의 중앙지역 즉, 플랫존(flat zone)에 웨이퍼를 정렬시켜 사용해야 하는 특성을 가지고 있다.
도 1은 종래 반도체 노광장치를 도시한 개략 구성도로서 스테퍼 장치의 예이다.
노광장치의 프레임(1)에는 카셋트(도시 안됨)에 담긴 웨이퍼를 로딩시키는 로더(loader)부(10)와, 로더부(10)로부터 이송된 웨이퍼의 플랫존을 정렬시키는 프리-얼라인(pre-align)부(20), 레티클의 패턴을 웨이퍼 상에 축소 노광하여 전사시키기 위해 웨이퍼를 안착시키는 웨이퍼 스테이지부(30) 및 노광처리된 웨이퍼를 프리-얼라인부(20)를 거쳐 언로딩시키는 언로더(unloader)부(40)가 각각 설치되어 있다.
노광장치의 프레임(1)에서 웨이퍼 진행방향을 살펴보면, 로더부(10)에 감광막이 코팅된 웨이퍼를 담은 카셋트(도시 안됨)을 놓고 나면, 웨이퍼는 하나씩 암(도시 안됨)에 의해 인출된 후, 프리-얼라인부(20)에 도달하게 되고 이곳에서 웨이퍼의 플랫존을 정렬시킨 다음, 웨이퍼 스테이지부(30)로 옮겨진 후 광원(도시 안됨)에 의해 레티클의 패턴을 웨이퍼 상에 축소 노광하여 전사되고 다시 프리-얼라인부(20)로 되돌아온 후 언로더부(40)로 언로딩 된다.
도 2는 도 1의 (A)부분을 도시한 부분 상세도로서, 웨이퍼 스테이지부로 부터 웨이퍼가 프리-얼라인부로 인입된 경우를 감지하는 상태를 나타낸다.
프리-얼라인부에서 센서테이블(21)의 상측에는 "ㄱ" 형태의 가이드(22)가 설치되어 있으며, 센서테이블(21)의 하측에는 수광센서(26)가 설치되어 있다. 센서테이블(21)의 하측에 설치된 수광센서(26) 상에는 웨이퍼(27)가 프리-얼라인부(20)의 스테이지(도시 안됨)에 의해 장착되어 있다.
또한, 가이드(22)의 외측 에지부에는 LED와 같은 발광소자(23)와, 발광소자(23)의 광을 집광시켜 수광센서(26)에 조사시키는 집광렌즈(25)가 지지대(24)에 의해 지지되어 있다.
상기와 같은 도 2의 (A)부분 동작에 대하여 살펴보면, 먼저 프리-얼라인부(20)로부터 웨이퍼 스테이지부(20) 또는 웨이퍼 스테이지부(30)로부터 프리-얼라인부(20)로 웨이퍼(27)가 인입되지 않은 경우, 프리-얼라인부(20)의 센서테이블(21) 상측에 설치된 발광소자(23)로부터 센서테이블(21)의 하측에 설치된 수광센서(26)로 광이 수광되므로 센서장치(도시 안됨)는 웨이퍼(27)가 인입되지 않음을 나타내는 "로우" 신호의 0V 전압을 출력하게 된다.
반대로, 프리-얼라인부(20)로부터 웨이퍼 스테이지부(20) 또는 웨이퍼 스테이지부(30)로부터 프리-얼라인부(20)로 웨이퍼(27)가 인입되는 경우, 프리-얼라인부(20)의 센서테이블(21) 상/하측에 각각 설치되어 있는 발광소자(23)와 수광센서(26)간에 웨이퍼(27)가 인입되어 발광소자(23)로부터의 광을 차단하므로 수광센서(26)에는 발광소자(23)로부터의 광이 수광되지 않아 센서장치는 웨이퍼(27)가 인입됨을 나타내는 "하이" 신호의 5V 전압을 출력하게 된다.
상기한 도 1 및 도 2와 같은 구조의 반도체 노광장치에는 다음과 같은 문제점을 유발하게 된다.
첫째, 패턴을 형성하기 위해 프리-얼라인부에서 웨이퍼 스테이지부로 웨이퍼가 이송된 후 패턴을 형성하고 웨이퍼가 다시 프리-얼라인부로 되돌아오는 경우 웨이퍼의 이송수단은 암(arm)에 의해 이동하게 되어 있는데, 오랜 시간동안 암을 구동시키는 경우 암이 구동하면서 생기는 진동에 의해 고정되어 있는 센서 가이드가 풀리게 된다.
이로인하여 발광소자의 위치가 틀어지며 센서테이블의 하측에 설치되어 있는 수광센서에 발광소자의 광이 수광되지 못함으로써 항시 "하이" 레벨의 5V 전압이 출력됨으로 웨이퍼가 인입되지 않았음에도 불구하고 웨이퍼가 인입되었음을 잘못 인식하게 된다. 따라서, 암이 본래의 자기역활을 수행하지 못하여 순간정지 등의 잦은 에러를 초래한다.
둘째, 발광소자는 시간이 지나감에 따라 파워의 세기가 떨어지게 되고 이를 보완하기 위해 회로상에 가변저항을 삽입하여 일정전압이 출력되도록 유지하여야 하며, 주기적으로도 전압을 확인해야 한다. 이는 주기적으로 발광소자의 교환과 전압을 확인해야 하는 수고스러움이 따르며, 이로인해 시간적 손실과 부품관리 비용이 증가하게 된다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 노광장치의 운용시 발생되는 광센서의 오동작을 방지하도록 한 반도체 노광장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 광센서를 용이하게 관리하도록 한 반도체 노광장치를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 반도체 노광장치는
발광부와 수광부를 구비하여 웨이퍼의 인입을 감지하는 감지수단; 및
상기 웨이퍼의 인입에 따라 상기 발광부와 수광부 사이로 진입하여 상기 발광부로부터의 광을 차단하는 차광수단을 포함한다.
상기 차광수단은 웨이퍼의 인입에 따라 아래로 눌러지는 눌림판과, 상기 눌림판에 힌지 체결되어 지지하는 눌림판지지대, 상기 눌림판지지대와 일체로 연계되어 설치되는 광차단판을 구비한다.
상기 감지수단은 상측 중앙부가 절취된 오목한 형상을 갖는 광센서로 이루어지며, 상기 발광부와 수광부는 상기 광센서의 내측면 상단에 수평으로 대향하여 각각 설치되어 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 반도체 노광장치는 프리-얼라인부의 상/하부에 설치된 발광소자와 수광센서에 의해 웨이퍼의 인입 상태를 감지하는 종래 시스템과는 달리 웨이퍼의 인입에 따라 눌러지도록 눌림판을 설치하고 눌림판과 일체로 연계되어 설치된 광차단판의 동작에 따라 발광부로터 수광부로 조사되는 광을 차단하여 웨이퍼의 인입을 감지함으로써 노광장치의 운용시 발생되는 광센서의 오동작을 방지할 수 있으며, 광센서를 용이하게 관리할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 노광장치에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 노광장치에서 센서에 의해 웨이퍼 인입이 감지되지 않은 상태를 도시한 도면이고, 도 4 는 본 발명에 따른 반도체 노광장치에서 센서에 의해 웨이퍼 인입이 감지된 상태를 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4의 구조에 대하여 살펴보면, 웨이퍼(27)의 일진행 방향에 웨이퍼(27)의 인입에 따라 아래로 눌리어지는 눌림판(50)이 설치되어 있고, 눌림판(50)을 지지하는 눌림판지지대(54)가 힌지(52)에 의해 체결되어 있다.
눌림판(50) 안쪽의 에지부에는 눌림판(50)과 일체로 연계되는 광차단판(58)이 스크류(56)에 의해 연결되어 있으며, 광차단판(58)의 동작에 따라 발광부(61)로부터 수광부(62)로 조사되는 광을 감지할 수 있는 센서(60)가 설치되어 있다.
이 때, 센서(60)는 상측 중앙부가 절취된 오목 형상의 구조로 이루어지고, 발광부(61)와 수광부(62)의 위치는 센서(60)의 내측면 상단에 수평으로 대향하도록 설치되어 있다.
또한, 센서(60)에는 5V의 전압을 인가하는 입력단(63)과 0V의 전압을 출력하는 출력단(64), 제 1 및 제 2 접지단(65, 66)이 각각 설치되어 있다.
먼저, 도 3의 동작에 대하여 살펴보면, 프리-얼라인부(20)로부터 웨이퍼 스테이지부(20) 또는 웨이퍼 스테이지부(30)로부터 프리-얼라인부(20)로 웨이퍼(27)가 인입되지 않은 경우 눌림판(50)과 일체로 연계되어 설치된 광차단판(58)은 아무런 동작을 하지 않아 센서(60)의 발광부(61)로부터 수광부(62)로 조사되는 광을 차단하지 않기 때문에 센서(60)는 웨이퍼(27)가 인입되지 않았음을 나타내는 "로우" 레벨의 0V 전압을 출력하게 된다.
이와 반대인 도 4의 동작에 대하여 살펴보면, 프리-얼라인부(20)로부터 웨이퍼 스테이지부(20) 또는 웨이퍼 스테이지부(30)로부터 프리-얼라인부(20)로 웨이퍼(27)가 인입된 경우 눌림판(50)과 일체로 연계되어 설치된 광차단판(58)은 위로 올라가게 되어 센서(60)의 발광부(61)로부터 수광부(62)로 수광되는 광을 차단하기 때문에 센서(60)는 웨이퍼(27)가 인입되었음을 나타내는 "하이" 레벨의 5V 전압을 출력하게 된다.
따라서, 종래 노광장치의 운용시 발생되는 노화 부분에서의 진동에 의한 센서 가이드의 풀림 현상를 제거하게 되며, 발광소자의 일정한 파워를 유지하기 위한 파워 관리 및 수명완료로 인한 교체 등의 수고스러움을 제거할 수 있다.
상기한 본 발명에 따르면, 프리-얼라인부의 상/하부에 설치된 발광소자와 수광센서에 의해 웨이퍼의 인입 상태를 감지하는 종래 시스템과는 달리 웨이퍼의 인입에 따라 아래로 눌러지도록 눌림판을 설치하고 눌림판과 일체로 연계되어 설치된 광차단판의 동작에 따라 발광부로터 수광부로 조사되는 광을 차단하여 웨이퍼의 인입을 감지함으로써 노광장치의 운용시 광센서의 오동작을 방지하고, 광센서를 효율적으로 관리할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 웨이퍼의 일진행 방향에 웨이퍼의 인입에 따라 아래로 눌리어지는 눌림판을 설치하고, 눌림판과 일체로 연계되어 설치된 광차단판의 동작에 따라 센서의 발광부로부터 수광부로 조사되는 광을 차단하여 웨이퍼의 인입을 감지하는 새로운 시스템의 감지장치를 설치함으로써 다음과 같은 이점이 있다.
첫째, 종래 스테퍼의 노광장치 운용시 암의 구동에 따라 노화 부분에서의 진동에 의한 센서 가이드의 풀림현상에 의해 발생되는 광센서의 오동작을 방지할 수 있다.
둘째, 종래 발광소자의 일정한 파워를 유지하기 위한 파워 관리 및 수명완료로 인한 교체 등의 수고스러움을 덜어주어 노광장치를 용이하게 관리할 수 있으며, 노광장치의 관리적 측면에서 비용 절감효과가 있다.
도 1 은 종래 반도체 노광장치를 도시한 개략 구성도
도 2 는 도 1의 (A) 부분을 도시한 부분 상세도
도 3 은 본 발명에 따른 반도체 노광장치에서 센서에 의해 웨이퍼 인입이 감지되지 않은 상태를 도시한 도면
도 4 는 본 발명에 따른 반도체 노광장치에서 센서에 의해 웨이퍼 인입이 감지된 상태를 도시한 도면
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 프레임 10 : 로더부 20 : 프리-얼라인부
23 : 발광소자 26 : 수광센서 30 : 웨이퍼 스테이지부
40 : 언로더부 50 : 눌림판 58 : 광차단판
60 : 센서 61 : 발광부 62 : 수광부

Claims (4)

  1. 발광부와 수광부를 구비하여 웨이퍼의 인입을 감지하는 감지수단; 및
    상기 웨이퍼의 인입에 따라 상기 발광부와 수광부 사이로 진입하여 상기 발광부로부터의 광을 차단하는 차광수단을 포함하는 반도체 노광장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 차광수단은 웨이퍼의 인입에 따라 아래로 눌러지는 눌림판과, 상기 눌림판에 힌지 체결되어 지지하는 눌림판지지대, 상기 눌림판지지대와 일체로 연계되어 설치되는 광차단판을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 노광장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 감지수단은 상측 중앙부가 절취된 오목한 형상을 갖는 광센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 노광장치.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 발광부와 수광부는 상기 광센서의 내측면 상단에 수평으로 대향하여 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 노광장치.
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