KR100689843B1 - 웨이퍼 스테이지 및 이를 이용한 웨이퍼 안착방법 - Google Patents

웨이퍼 스테이지 및 이를 이용한 웨이퍼 안착방법 Download PDF

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Abstract

웨이퍼 스테이지와 이를 이용한 웨이퍼 안착방법을 제공한다. 제공된 웨이퍼 스테이지는 웨이퍼의 안착 시 웨이퍼의 에지부로 에어를 분사하는 에어분사유닛을 구비한다. 그리고, 제공된 웨이퍼 안착방법은 웨이퍼가 웨이퍼 척에 안착되는 과정에서 에어분사유닛을 이용하여 상기 웨이퍼의 에지부로 에어를 분사하는 단계를 포함한다. 따라서 제공된 웨이퍼 스테이지 및 이를 이용한 웨이퍼 안착방법은 상기 웨이퍼의 안착 시 상기 웨이퍼의 에지부로 에어를 분사함으로써 상기 웨이퍼의 에지부와 상기 웨이퍼 척이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

Description

웨이퍼 스테이지 및 이를 이용한 웨이퍼 안착방법{Wafer stage and chucking method of wafer using the same}
도 1a,1b는 종래의 웨이퍼 척을 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 스테이지가 구비된 노광설비를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 3는 본 발명에 따른 웨이퍼 스테이지를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 스테이지를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 웨이퍼 스테이지를 도시한 구성도이다.
도 6은 도 5의 A부분을 확대한 구성도이다.
도 7은 본 발명에 따른 웨이퍼 스테이지의 진공유닛과 에어분사유닛의 동작을 설명한 블록도이다.
도 8은 본 발명에 따른 웨이퍼 스테이지에 웨이퍼가 안착되는 동작을 설명한 블록도이다.
도 9는 본 발명에 따른 웨이퍼 스테이지에 웨이퍼가 안착되는 다른 동작으로 설명한 블록도이다.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
100 : 노광설비 200 : 웨이퍼 스테이지
210 : 웨이퍼 척 212 : 몸체
214 : 안착돌기 216 : 에지링
222 : 리프트핀 230 : 진공유닛
231 : 진공유로 235 : 진공펌프
237 : 진공센서 240 : 에어분사유닛
241 : 에어분사유로 242 : 에어분사홀
243 : 에어분사라인 245 : 에어분사펌프
247 : 압력센서 250 : 제어부
260 : 구동유닛 280 : 위치감지센서
본 발명은 웨이퍼 상에 소정 패턴을 노광할 수 있도록 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 스테이지와 이를 이용한 웨이퍼 안착방법에 대한 것이다.
일반적으로, 반도체소자는 웨이퍼 상에 식각, 애싱, 확산, 증착, 포토리소그래피 등의 공정을 선택적으로 반복 수행함으로써 적어도 하나 이상의 도전층, 반도체층, 부도체층 등을 적층하여 조합되게 하는 것으로 만들어진다.
이러한 반도체소자 제조공정 중 포토리소그래피(Photolithography)공정은 크 게 웨이퍼 상에 포토레지스트(Photoresist)를 도포하는 도포공정과, 포토레지스트가 도포된 웨이퍼 상에 회로패턴이 설계된 레티클을 위치시켜 빛을 주사하는 노광공정 및 노광공정의 수행에서 주사된 빛에 의해서 노출된 부분과 노출되지 않은 부분을 구분하여 현상액으로 선택적으로 포토레지스트를 제거하는 현상공정을 포함한다.
여기서, 포토리소그래피공정이 수행되는 포토리소그래피설비에는 스피너(Spinner)설비로 통칭되는 도포 및 현상설비와, 스캐너(Scanner) 또는 스텝퍼(Stepper)장치로 통칭되는 노광설비로 구분된다. 이때, 상기 스피너설비와 상기 스캐너설비는 인라인(In-line)으로 링크되어 포토리소그래피공정을 수행한다.
한편, 상술한 노광설비에는 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 스테이지(Wafer stage)가 구비된다. 여기서, 상기 웨이퍼 스테이지에는 상기 웨이퍼가 직접적으로 안착되는 웨이퍼 척(Exposure chuck)과, 상기 웨이퍼 척을 이동시키기 위한 구동장치를 구비한다.
이때, 상기 웨이퍼 척의 중앙부에는 상기 웨이퍼 척에 상기 웨이퍼의 안착되도록 승강되는 리프트핀이 구비된다. 그리고, 상기 웨이퍼 척에는 상기 리프트핀의 동작으로 상기 웨이퍼의 안착 시 상기 웨이퍼를 진공흡착하기 위한 다수의 진공홀이 구비된다.
즉, 노광공정을 수행하기 위하여 포토레지스트가 도포된 상기 웨이퍼는 가장 먼저 이송로봇에 의해 상기 웨이퍼 척의 상부로 이송된다. 그리고, 상기 웨이퍼 척에 구비된 상기 리프트핀이 상승되어 이송된 상기 웨이퍼의 저면을 지지한다. 그리 고, 상기 리프트핀에 의해 지지된 상기 웨이퍼는 상기 리프트핀의 하강으로 상기 웨이퍼 척의 상면에 안착된다. 이때, 상기 리프트핀의 하강과 동시에 상기 웨이퍼는 상기 웨이퍼 척에 구비된 상기 진공홀에서 발생되는 진공흡착력에 의해 진공흡착된다. 그리고, 진공흡착된 상기 웨이퍼는 상기 웨이퍼 상에 소정 패턴을 형성하는 노광공정의 수행 시 상기 웨이퍼가 흔들리지 않도록 소정 압력으로 고정된다.
그러나, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 종래의 웨이퍼 스테이지(10)에 구비된 상기 리프트핀(30)은 상술한 바와 같이 상기 웨이퍼 척(20)의 중앙부에 배치된다. 이로 인해 상기 리프트핀(30)과 상기 진공홀(미도시)에 의해 상기 웨이퍼 척(20)에 안착되는 상기 웨이퍼(W) 특히, 300mm 웨이퍼(W)는 상기 웨이퍼 척(20)에 안착 시 상기 웨이퍼(W)의 에지부는 처짐이 발생된다. 이와 같은 경우 상기 웨이퍼(W)가 상기 웨이퍼 척(20)에 안착되는 과정에서 상기 웨이퍼 척(20)과 상기 웨이퍼(W)의 에지부는 충돌된다. 따라서, 종래의 웨이퍼 스테이지(10)에 안착되는 상기 웨이퍼(W)는 안착 시 에지부분이 손상될 수 있다. 그리고, 장시간 노광공정을 수행하다보면 상기 웨이퍼(W)와 주기적으로 충돌되는 상기 웨이퍼 척(20)이 마모될 수도 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로서, 본 발명의 목적은 노광공정이 수행되도록 웨이퍼의 안착 시 웨이퍼가 손상되는 것을 방지한 웨이퍼 스테이지와 이를 이용한 웨이퍼 안착방법을 제공하는데 있다.
그리고, 본 발명의 다른 목적은 노광공정이 수행되도록 웨이퍼의 안착 시 웨 이퍼와 웨이퍼 척과의 충돌을 방지하여 웨이퍼 척의 손상을 방지하는 웨이퍼 스테이지와 이를 이용한 웨이퍼 안착방법을 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 스테이지는 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 척과, 상기 웨이퍼 척을 관통하여 승강되는 리프트핀 및 상기 리프트핀에 의해 안착되는 상기 웨이퍼의 에지부 처짐을 방지하도록 상기 웨이퍼 에지부로 에어를 분사하는 에어분사유닛을 포함한다.
이때, 상기 에어분사유닛은 상기 웨이퍼 척의 내부에 형성되는 에어분사유로와, 상기 에어분사유로와 연통되며 상기 웨이퍼 척 상면의 가장자리 영역을 통해 노출되는 다수의 에어분사홀과, 상기 에어분사유로와 연결되며 상기 웨이퍼 척의 외부에 배치되는 에어분사라인 및 상기 에어분사라인에 연결되는 에어분사펌프를 구비할 수 있다.
그리고, 상기 에어분사유닛은 에어의 분사력을 측정하는 압력센서를 더 구비할 수 있다.
그리고, 상기 에어분사유닛을 통해 상기 웨이퍼의 에지부로 분사되는 에어분사 시기를 제어하기 위한 제어부를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기와 같은 목적을 구현하기 위한 웨이퍼 스테이지는 몸체와 상기 몸체의 상면에 배치되어 상기 웨이퍼의 안착 시 상기 웨이퍼와 접촉되는 다수의 안착돌기 및 상기 몸체의 상면 가장자리에 배치되어 상기 웨이퍼의 에지부와 접촉되는 에지링을 구비하는 웨이퍼 척과, 상기 웨이퍼 척을 관통하여 승강되는 리프트핀과, 상기 리프트핀에 의해 안착되는 상기 웨이퍼의 에지부 처짐을 방지하도록 상기 웨이퍼 에지부 측으로 에어를 분사하는 에어분사유닛 및 상기 에어분사유닛을 통해 상기 웨이퍼의 에지부로 분사되는 에어의 분사시기를 제어하는 제어부를 포함한다.
이때, 상기 에어분사유닛은 상기 몸체의 내부에 형성되는 에어분사유로와, 상기 에어분사유로와 연통되며 상기 에지링의 상면을 통해 노출되는 다수의 에어분사홀과, 상기 몸체의 외부에 배치되어 상기 에어분사유로와 연결되는 에어분사라인 및 상기 에어분사라인에 연결되는 에어분사펌프를 구비할 수 있다.
그리고, 상기 에어분사유닛은 에어의 분사력을 측정하는 압력센서를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 웨이퍼 스테이지는 상기 웨이퍼의 안착 시 상기 몸체로 안내되는 상기 웨이퍼를 진공흡착하기 위한 진공유닛을 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 진공유닛은 상기 몸체의 내부에 형성되는 진공유로와, 상기 진공유로에 연통되며 상기 다수의 안착돌기의 상면을 통해 노출되는 다수의 진공홀과, 상기 몸체의 외부에 배치되어 상기 진공유로와 연결되는 진공라인 및 상기 진공라인에 연결되는 진공펌프를 구비할 수 있다.
그리고, 상기 진공유닛은 상기 웨이퍼의 안착되는 과정에서 상기 진공펌프를 통해 상기 웨이퍼에 인가되는 진공흡착력을 감지하기 위한 진공센서를 더 구비할 수 있다.
그리고, 상기 제어부는 상기 웨이퍼의 에지부로 에어분사 시기를 제어하기 위하여 상기 진공펌프와 상기 진공센서 및 상기 에어분사펌프와 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 웨이퍼 스테이지는 상기 리프트핀에 의해 상기 웨이퍼의 안착되는 과정에서 상기 웨이퍼의 위치를 감지하는 다수의 위치감지센서를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 위치감지센서는 상기 리프트핀에 의해 하강되는 상기 웨이퍼 측으로 발광하여 상기 웨이퍼에 의해 반사된 광을 수광하는 광센서일 수 있다.
이때, 상기 위치감지센서는 상기 리프트핀에 의해 하강되는 상기 웨이퍼를 감지하는 근접센서일 수 있다.
그리고, 상기 제어부는 상기 위치감지센서와 전기적으로 연결되어 상기 위치감지센서에서 감지되는 상기 웨이퍼의 위치에 따라 상기 웨이퍼의 에지부로 에어분사 시기를 제어할 수 있다.
한편, 상기와 같은 목적을 구현하기 위한 웨이퍼의 안착방법은 웨이퍼를 웨이퍼 척 상에 안착시키기 위하여 상기 웨이퍼를 지지한 리프트핀을 하강시키는 단계 및 상기 웨이퍼가 안착되는 동안에 상기 웨이퍼 에지부의 처짐을 방지하도록 에어분사유닛을 이용하여 상기 웨이퍼의 에지부로 에어를 분사하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 리프트핀을 하강하는 단계와 상기 웨이퍼의 에지부로 에어를 분사하는 단계의 사이에는 상기 웨이퍼를 상기 웨이퍼 척 상에 진공흡착 하도록 진공유닛을 이용하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 웨이퍼의 에지부로 에어를 분사하는 단계는 상기 리프트핀에 의해 상기 웨이퍼가 미리 설정된 제 1위치에 도달되면 상기 웨이퍼의 에지부로 에 어를 분사하는 것을 시작하며, 상기 제 1위치는 상기 진공유닛에 의해 발생되는 상기 웨이퍼에 대한 진공흡착력이 미리 설정된 제 1설정값인 위치일 수 있다.
그리고, 상기 웨이퍼의 안착방법은 상기 웨이퍼의 에지부로 에어를 분사하는 단계 후에 상기 웨이퍼의 에지부로 에어를 분사하는 것을 중단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 에어분사를 중단하는 단계는 상기 리프트핀에 의해 상기 웨이퍼가 미리 설정된 제 2위치에 도달되면 상기 웨이퍼의 에지부로 에어의 분사를 중단하며, 상기 제 2위치는 상기 진공유닛에 의해 발생되는 상기 웨이퍼에 대한 진공흡착력이 미리 설정된 제 2설정값인 위치일 수 있다.
또한, 상기 웨이퍼의 에지부로 에어를 분사하는 단계는 상기 리프트핀에 의해 상기 웨이퍼가 하강되는 위치에 따라 상기 웨이퍼의 에지부로 분사하는 에어의 압력을 점차 감소시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
먼저, 도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 스테이지를 구비한 노광설비를 개략적 으로 도시한 구성도이다.
도 2를 참조하면, 노광설비(100)는 크게 광원(110)과, 소정 회로패턴이 형성된 레티클(Reticle,R)과, 상기 광원(110)에서 발산된 광을 웨이퍼(W)로 전달하는 광학계(Optical system) 및 상기 웨이퍼(W)가 안착되고 공정진행에 따라 상기 웨이퍼를 이동시키는 웨이퍼 스테이지(200)를 포함한다.
상기 광원(110)은 소정 파장의 광 예를 들면, 자외선(Ultraviolet)과 극자외선(Extreme ultreviolet)을 공급한다.
상기 광학계는 상기 광원(110)에서 발산된 광이 상기 웨이퍼 스테이지(200) 상에 안착된 상기 웨이퍼(W)로 조사될 수 있도록 가이드하는 역할을 수행한다. 그리고, 상기 광학계는 상기 광원(110)과 상기 레티클(R)의 사이에 배치되는 조명광학계(Illumination optical system,130)와 상기 레티클(R)과 상기 웨이퍼 스테이지(200)의 사이에 배치되는 투영광학계(Projection optical system,140)로 나누어진다.
여기서, 상기 조명광학계(130)는 상기 광원(110)에서 발산된 광 중 소정 파장대의 광만을 통과시키는 필터(미도시)와, 상기 필터에 의해 필터링된 광을 집속하여 상기 레티클(R)에 조사되도록 하는 집광렌즈(미도시)를 구비할 수 있다. 그리고, 상기 투영광학계(140)는 상기 조명광학계(130)를 통해 상기 레티클(R)을 통과한 광을 축소시켜 상기 웨이퍼(W)의 소정부분에 도달하도록 해주는 다수의 축소투영렌즈(미도시)가 구비될 수 있다.
또한, 도시되지는 않았지만 상기 광학계는 다양한 목적의 광렌즈들과 반사경 들로 이루어진 반사광학계일 수도 있다.
한편, 도 3는 본 발명에 따른 웨이퍼 스테이지를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 스테이지를 도시한 평면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 웨이퍼 스테이지를 도시한 구성도이고, 도 6은 도 5의 A부분을 확대한 구성도이다.
이때, 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 웨이퍼 스테이지의 일실시예를 설명하면 다음과 같다.
상기 웨이퍼 스테이지(200)는 상기 웨이퍼(W)가 안착되는 웨이퍼 척(210)과, 상기 웨이퍼 척(210)에 안착된 상기 웨이퍼(W)를 노광공정 진행에 따라 이동시키는 구동유닛(260)을 구비한다. 그리고, 웨이퍼 스테이지(200)는 상기 웨이퍼 척(210)의 중앙에 배치되는 리프트핀유닛(220)과, 상기 웨이퍼(W)의 안착 시 상기 웨이퍼(W)를 상기 웨이퍼 척(210)에 진공흡착하기 위한 진공유닛(230) 및 상기 리프트핀유닛(220)과 상기 진공유닛(230)에 의해 상기 웨이퍼(W)의 안착 시 상기 웨이퍼(W) 구체적으로 상기 웨이퍼(W)의 에지부로 에어를 분사하는 에어분사유닛(240)을 더 구비한다.
구체적으로, 상기 웨이퍼 척(210)은 몸체(212)와, 상기 몸체(212)의 상면에 배치되어 상기 웨이퍼(W)의 안착 시 상기 웨이퍼(W)의 저면과 접촉되는 다수의 안착돌기(214) 및 상기 몸체(212)의 상면 가장자리에 배치되어 상기 웨이퍼(W)의 에지 저면과 접촉되는 에지링(216)을 포함한다.
이때, 상기 몸체(212)는 원판형상으로 이루어진다. 그리고, 상기 몸체(212)의 중앙에는 상기 리프트핀유닛(220)의 리프트핀(222)이 배치될 수 있도록 리프트 핀홀(215)이 형성된다.
그리고, 상기 몸체(212)의 상면에는 상술한 바와 같이 상기 웨이퍼(W)의 안착 시 상기 웨이퍼(W)의 저면과 접촉되는 다수의 안착돌기(214)가 구비된다. 여기서, 상기 안착돌기(214)는 상기 몸체(212)로부터 소정 부분 돌출형성된다. 이때, 상기 안착돌기(214)는 도시된 바와 같이 상기 몸체(212)와 일체로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 몸체(212)의 상면 가장자리에는 상기 웨이퍼(W)의 안착 시 상기 웨이퍼(W)의 에지부 저면에 접촉되는 에지링(216)이 배치된다. 이때, 상기 에지링(216)은 도시된 바와 같이 제 1에지링(218), 제 2에지링(217) 2개로 이루어질 수 있다.
상기 구동유닛(260)은 상기 몸체(212)의 하측에 배치되는 베이스(261)와, 상기 베이스(261) 상에 배치되는 상기 몸체(212)를 2차원 즉, XY 평면상에서 이동시키는 구동체들(263,265)을 포함한다. 여기서, 상기 몸체(212)의 하측에는 상기 베이스(261) 상에서 위치된 상기 몸체(212)의 위치를 감지하기 위한 미러블럭(262)이 배치될 수 있다. 그리고, 상기 구동체들(263,265)은 상기 몸체(212)의 일측에 배치되어 상기 몸체(212) 구체적으로, 상기 몸체(212)에 안착된 상기 웨이퍼(W)를 Y축 이동시키는 Y축구동체(263)와, 상기 Y축구동체(263)와 연결되어 상기 웨이퍼(W)를 X축 이동시키는 X축구동체(265)를 포함한다.
이때, 도시되지는 않았지만 상기 Y축구동체(263)의 양측에는 코일들이 구비되고, 상기 몸체와 상기 X축구동체(265)에는 상기 Y축구동체(263)의 상기 코일들과 반응하는 마그네트가 배치될 수 있다. 따라서, 상기 코일들과 상기 마그네트의 반 응으로 상기 몸체(212)에 안착된 상기 웨이퍼(W)는 상기 베이스(261) 상에서 이동될 수 있는 것이다.
상기 리프트핀유닛(220)은 상기 몸체(212)의 상부에 이송된 상기 웨이퍼(W)를 상기 몸체(212)로 안착되도록 안내하는 역할을 수행한다. 이때, 상기 리프트핀유닛(220)은 상기 몸체(212)의 중앙에 형성된 상기 리프트핀홀(215)에 배치되는 리프트핀(222)과, 상기 리프트핀(222)을 승강시키는 승강기구(224)를 포함한다. 이때, 상기 승강기구(224)는 유압구동식의 실린더와, 공압식의 실린더일 수도 있고, 나아가 별도의 모터로 구동되어 웨이퍼(W)를 승강시키는 볼스크류일 수도 있다.
상기 진공유닛(230)은 상기 리프트핀(222)에 의해 상기 몸체(212)로 안내되는 상기 웨이퍼(W)를 진공흡착 하는 역할을 수행한다. 이때, 상기 진공유닛(230)은 상기 몸체(212)의 내부에 형성되는 진공유로(231)와, 상기 진공유로(231)에 연통되며 상기 다수의 안착돌기(214) 상면을 통해 노출되는 다수의 진공홀(232)을 구비한다.
여기서, 상기 다수의 진공홀(232)는 상술한 바와 같이 상기 다수의 안착돌기(214)의 내부뿐만 아니라 상기 몸체(212)의 가장자리에 배치된 상기 제 1에지링(218) 즉, 상기 에지링(216) 중 가장자리에 배치된 에지링의 상면에도 노출되도록 구비될 수 있다.
그리고, 진공유닛(230)은 상기 몸체(212)의 외부에 배치되어 상기 진공유로(231)와 연결되는 진공라인(233) 및 상기 진공라인(233)에 연결되는 진공펌프(235)를 더 구비한다.
상기 에어분사유닛(240)은 상기 리프트핀(222)과 상기 진공유닛(230)에 의해 상기 몸체(212)로 상기 웨이퍼(W)의 안착 시 상기 웨이퍼(W) 특히, 300mm 웨이퍼(W)의 에지가 소정 부분 처짐으로써 상기 몸체(212)와 상기 웨이퍼(W)의 에지부가 충돌되는 것을 방지하도록 하는 역할을 수행한다.
이때, 상기 에어분사유닛(240)은 상기 몸체(212)의 내부에 형성되는 에어분사유로(241)와, 상기 에어분사유로(241)와 연통되며 상기 제 2에지링(217) 즉, 상기 에지링(216) 중 안쪽에 위치한 에지링의 상면을 통해 노출되는 다수의 에어분사홀(242)과, 상기 몸체(212)의 외부에 배치되어 상기 에어분사유로(241)와 연결되는 에어분사라인(243) 및 상기 에어분사라인(243)에 연결되는 에어분사펌프(245)를 구비한다.
한편, 상기 에지링(216)의 내부를 관통하여 형성된 진공홀(232)과 에어분사홀(242)은 그 위치가 상술한 바의 반대로 배치될 수 있다. 즉, 상기 진공홀(232)은 상기 제 2에지링(217)의 위치에 배치될 수 있고, 상기 에어분사홀(242)은 상기 제 1에지링(218)에 배치될 수도 있다.
한편, 상술한 진공유닛(230)에는 상기 웨이퍼(W)의 진공 흡착 시 상기 웨이퍼(W)에 인가되는 진공흡착력을 감지하는 진공센서(237)가 더 구비된다.
그리고, 상술한 에어분사유닛에는 상기 웨이퍼(W)의 에지부에 인가되는 에어의 압력을 측정하는 압력센서(247)가 더 구비된다.
또한, 상기 웨이퍼 스테이지(200)에는 상기 웨이퍼(W)의 안착을 전반적으로 제어하는 제어부(250)가 더 구비된다. 이때, 상기 제어부(250)는 상기 진공펌프 (235)와 상기 에어분사펌프(245) 및 상기 진공센서(237)와 전기적으로 연결된다. 이로 인해 상기 제어부(250)는 상기 진공펌프(235)를 작동시킴으로써 상기 웨이퍼(W)의 안착 시 상기 웨이퍼(W)를 진공흡착하고, 상기 에어분사펌프(245)를 작동시킴으로써 상기 웨이퍼(W)의 안착 시 상기 웨이퍼(W)의 에지와 상기 웨이퍼 척(210)의 상기 몸체(21)와의 충돌을 방지할 수 있다.
그리고, 상기 제어부(250)는 상기 에어분사홀(242)과 상기 에어분사유로(241)와 상기 에어분사라인(243)을 통해 인가되는 에어의 압력을 측정하는 상기 압력센서(247)로부터 측정값을 전달받아 에어의 압력이 설정된 압력인지를 비교할 수 있다. 이때, 상기 압력센서(247)에서 전달받은 측정값이 설정된 값을 벗어나면 인터락을 발생시켜 상기 웨이퍼(W)의 안착을 중단시킬 수 있다.
한편, 도 7은 본 발명에 따른 웨이퍼 스테이지의 다른 실시예를 도시한 구성도이다. 도 7을 참조하면, 상기 웨이퍼 척(210)의 상면에는 상기 웨이퍼(W)가 상기 웨이퍼 척(210)에 도달하는 위치를 감지하는 위치감지센서(280)가 배치될 수도 있다. 이 경우, 상기 위치감지센서(280)의 높이는 상기 웨이퍼(W)의 안착을 방해하지 않도록 상기 안착돌기(214) 또는 에지링(216)의 높이보다 높지 않게 배치되는 것이 바람직하다. 그리고, 도시되지는 않았지만 상기 다수의 위치감지센서(280) 웨이퍼 척(210)의 상부 일측에 배치될 수도 있다.
이때, 상기 위치감지센서(280)는 상기 리프트핀(222)에 의해 하강되는 상기 웨이퍼(W) 측으로 발광하는 발광소자와 상기 웨이퍼(W)에 의해 반사된 광을 수광하는 수광소자로 이루어진 광센서일 수 있다. 그리고, 상기 위치감지센서(280)는 근 접센서일 수도 있다.
그리고, 상기 위치감지센서(280)는 제어부(250)와 전기적으로 연결된다. 이와 같은 경우 상기 제어부(250)는 상기 위치감지센서(280)에서 감지되는 상기 웨이퍼의 위치에 따라 상기 웨이퍼(W)의 에지부로 에어를 분사하는 시기를 결정할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 웨이퍼 스테이지를 이용한 웨이퍼 안착방법에 대해 살펴보면 다음과 같다.
도 8을 참조하면, 노광공정이 수행되도록 웨이퍼 스테이지(200)에 웨이퍼(W)를 안착하기 위해서는 가장 먼저 이송로봇(미도시)에 의해 포토레지스트막이 도포된 상기 웨이퍼(W)가 상기 몸체(212)의 상부로 이송된다. 그리고, 상기 웨이퍼(W)의 이송이 완료되면 리프트핀(222)이 상승되어 상기 웨이퍼(W)의 저면을 지지한다. 그리고, 상기 리프트핀(222)은 하강되어 상기 웨이퍼(W)를 상기 몸체(212)로 안내한다(S10).
그리고, 상기 리프트핀(220)의 하강이 시작되면, 상기 제어부(250)는 진공유닛(230)을 작동시킨다. 즉, 상기 제어부(250)는 진공펌프(235)를 작동시켜 진공라인(233)과 진공유로(231) 및 진공홀(232)을 통해 상기 몸체(212)의 상측으로 진공흡착력을 발생시킨다. 이에 따라 상기 리프트핀(222)에 의해 안내된 상기 웨이퍼(W)는 상기 몸체(212)의 상면에 진공 흡착된다(S20).
이후, 상기 제어부(250)는 진공센서(237)에 의해 상기 웨이퍼(W)에 대한 진 공흡착력을 지속적으로 감지한다(S30).
이때, 상기 진공센서(237)는 상기 웨이퍼(W)의 위치가 미리 설정된 제 1위치 예를 들면, 상기 웨이퍼(W)가 흡착되는 진공흡착력이 제 1설정값에 도달되는 것을 비교한다(S40).
이때, 상기 진공유닛(230)에 의해 상기 웨이퍼(W)가 흡착되는 진공흡착력이 제 1설정값에 도달되면 에어분사유닛(240)을 통해 상기 웨이퍼(W)의 에지부로 에어를 분사한다. 즉, 상기 웨이퍼(W)가 제 1설정값에 도달되면 상기 진공센서(237)는 상기 제어부(250)로 신호를 전달하고, 상기 제어부(250)는 상기 에어분사펌프(245)를 작동시켜 에어를 상기 웨이퍼(W)의 에지부로 분사하게 된다. 그리고, 상기 웨이퍼(W)가 제 1설정값에 도달되지 않으면 지속적으로 제 1설정값에 도달하는 것을 비교한다. 이와 같이 에어를 상기 웨이퍼(W)의 에지부로 분사하는 것은 상기 리프트핀(222)에 의한 상기 웨이퍼(W)의 안내 시 상기 웨이퍼(W)의 위치가 변경되는 것을 방지하기 위함이다(S50).
그리고, 상기 제어부(250)는 상기 웨이퍼(W)의 안착 시 상기 웨이퍼(W)의 위치가 제 2위치 예를 들면, 상기 진공유닛(230)에 의해 상기 웨이퍼(W)가 흡착되는 진공흡착력이 제 2설정값에 도달되는 것을 비교한다(S60).
그리고, 상기 웨이퍼(W)가 흡착되는 진공흡착력이 제 2설정값에 도달되면 상기 에어분사유닛(240)을 통한 상기 웨이퍼(W)의 에지부분으로 에어를 분사하는 것을 중지한다. 즉, 상기 웨이퍼(W)가 제 2설정값에 도달되면 상기 진공센서(237)는 상기 제어부(250)로 다시 신호를 전달하고 상기 제어부(250)는 상기 에어분사펌프 (245)의 동작을 중단시킨다. 그리고, 상기 웨이퍼(W)가 흡착되는 진공흡착력이 제 2설정값에 도달되지 않으면 지속적으로 상기 웨이퍼(W)의 에지부로 에어를 분사한다. 이와 같이 상기 진공유닛(230)에 의한 진공흡착력이 제 2설정값에 도달되면 에어의 분사를 중단하는 것은 상기 웨이퍼(W)가 상기 몸체(212)로 근접되어 에어가 분사되어도 효과가 없기 때문이다(S70).
이후, 상기 웨이퍼(W)는 상기 리프트핀(222)의 지속적인 하강으로 상기 몸체(212)로 안착되어 상기 웨이퍼(W)의 안착이 종료된다(S80).
한편, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 웨이퍼(W)의 에지부분으로 에어가 분사되는 것은 위치감지센서(280)에 의해 결정될 수도 있다.
먼저, 노광공정이 수행되도록 웨이퍼 스테이지(200)에 웨이퍼(W)를 안착하기 위해서는 가장 먼저 이송로봇(미도시)에 의해 포토레지스트막이 도포된 상기 웨이퍼(W)가 상기 몸체(212)의 상부로 이송된다. 그리고, 상기 웨이퍼(W)의 이송이 완료되면 리프트핀(222)이 상승되어 상기 웨이퍼(W)의 저면을 지지한다. 그리고, 상기 리프트핀(222)은 하강되어 상기 웨이퍼(W)를 상기 몸체(212)로 안내한다(S110).
그리고, 상기 리프트핀(220)의 하강이 시작되면, 상기 제어부(250)는 진공유닛(230)을 작동시킨다. 즉, 상기 제어부(250)는 진공펌프(235)를 작동시켜 진공라인(233)과 진공유로(231) 및 진공홀(232)을 통해 상기 몸체(212)의 상측으로 진공흡착력을 발생시킨다. 이에 따라 상기 리프트핀(222)에 의해 안내된 상기 웨이퍼(W)는 상기 몸체(212)의 상면에 집공흡착된다(S120).
그리고, 상기 리프트핀(222)에 의해 상기 웨이퍼(W)가 하강되는 과정에서 상 기 위치감지센서(280)는 상기 웨이퍼(W)의 위치를 감지한다. 상기 위치감지센서(280)는 상기 웨이퍼(W)가 몸체(212)로 안착될 때 까지 지속적으로 상기 웨이퍼(W)의 위치를 감지한다(S130).
그리고, 상기 위치감지센서(280)는 하강되는 웨이퍼(W)의 위치가 미리 설정된 위치에 도달하는 것을 감지한다. 이때, 웨이퍼(W)의 위치가 미리 설정된 위치에 도달되면 상기 위치감지센서(280)는 제어부(250)로 전기신호를 전달한다(S140).
이후, 상기 제어부(250)는 상기 에어분사펌프(245)를 동작시켜 상기 웨이퍼(W)의 에지부로 에어의 분사를 시작한다(S150).
그리고, 상기 리프트핀(222)에 의해 상기 웨이퍼(W)가 하강되고 상기 웨이퍼(W)의 에지부로 에어를 분사하는 과정에서 상기 제어부(250)는 상기 위치감지센서(280)에서 측정된 상기 웨이퍼(W)의 위치에 따라 상기 웨이퍼(W)의 에지부로 분사되는 에어의 압력을 순차적으로 감소시킨다(S160).
이후, 상기 웨이퍼(W)는 상기 리프트핀(222)의 지속적인 하강으로 상기 몸체(212)로 안착되어 상기 웨이퍼(W)의 안착이 종료된다. 이때, 상기 위치감지센서(280)에 의해 측정된 상기 웨이퍼(W)의 위치에 따라 감소되는 에어의 압력은 상기 웨이퍼(W)가 상기 몸체(212)에 안착되면 에어의 분사를 중단하도록 설정된다(S170).
한편, 본 발명은 도시된 도면을 참고로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 범위는 첨 부된 특허청구의 범위와 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 웨이퍼 스테이지와 이를 이용한 웨이퍼 안착방법은 웨이퍼의 안착 시 웨이퍼의 에지부분으로 에어를 분사함으로써 웨이퍼의 에지와 웨이퍼 척이 충돌되어 웨이퍼가 손상되는 것을 방지하는 효과가 있다.
그리고, 본 발명에 따른 웨이퍼 스테이지와 이를 이용한 웨이퍼 안착방법은 웨이퍼의 안착 시 웨이퍼의 에지와 웨이퍼 척이 충돌되는 것을 방지하여 웨이퍼 척이 손상되는 것을 방지하는 효과가 있다.

Claims (21)

  1. 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 척;
    상기 웨이퍼 척을 관통하여 승강되는 리프트핀; 및
    상기 리프트핀에 의해 안착되는 상기 웨이퍼의 에지부 처짐을 방지하도록 상기 웨이퍼 에지부로 에어를 분사하는 에어분사유닛을 포함하는 웨이퍼 스테이지.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 에어분사유닛은 상기 웨이퍼 척의 내부에 형성되는 에어분사유로와, 상기 에어분사유로와 연통되며 상기 웨이퍼 척의 상면의 가장자리 영역을 통해 노출되는 다수의 에어분사홀과, 상기 에어분사유로와 연결되며 상기 웨이퍼 척의 외부에 배치되는 에어분사라인 및 상기 에어분사라인에 연결되는 분사펌프를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 에어분사유닛은 에어의 분사력을 측정하는 압력센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 에어분사유닛을 통해 상기 웨이퍼의 에지부로 분사되는 에어분사 시기 를 제어하기 위한 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지.
  5. 몸체와, 상기 몸체의 상면에 배치되어 상기 웨이퍼의 안착 시 상기 웨이퍼와 접촉되는 다수의 안착돌기 및 상기 몸체의 상면 가장자리에 배치되어 상기 웨이퍼의 에지부와 접촉되는 에지링을 구비하는 웨이퍼 척;
    상기 웨이퍼 척을 관통하여 승강되는 리프트핀;
    상기 리프트핀에 의해 안착되는 상기 웨이퍼의 에지부 처짐을 방지하도록 상기 웨이퍼 에지부 측으로 에어를 분사하는 에어분사유닛; 및
    상기 에어분사유닛을 통해 상기 웨이퍼의 에지부로 분사되는 에어의 분사시기를 제어하는 제어부를 포함하는 웨이퍼 스테이지.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 에어분사유닛은 상기 몸체의 내부에 형성되는 에어분사유로와, 상기 에어분사유로와 연통되며 상기 에지링의 상면을 통해 노출되는 다수의 에어분사홀과, 상기 몸체의 외부에 배치되어 상기 에어분사유로와 연결되는 에어분사라인 및 상기 에어분사라인에 연결되는 에어분사펌프를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 에어분사유닛은 에어의 분사력을 측정하는 압력센서를 더 구비하는 것 을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 안착되는 과정에서 상기 몸체로 안내되는 상기 웨이퍼를 진공흡착하기 위한 진공유닛을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 진공유닛은 상기 몸체의 내부에 형성되는 진공유로와, 상기 진공유로에 연통되며 상기 다수의 안착돌기의 상면을 통해 노출되는 다수의 진공홀과, 상기 몸체의 외부에 배치되어 상기 진공유로와 연결되는 진공라인 및 상기 진공라인에 연결되는 진공펌프를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 진공유닛은 상기 웨이퍼의 안착 시 상기 진공펌프를 통해 상기 웨이퍼에 인가되는 진공흡착력을 감지하기 위한 진공센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 웨이퍼의 에지부로 에어분사 시기를 제어하기 위하여 상기 진공펌프와 상기 진공센서 및 상기 에어분사펌프와 전기적으로 연결된 것을 특 징으로 하는 웨이퍼 스테이지.
  12. 제 5항에 있어서,
    상기 리프트핀에 의해 상기 웨이퍼의 안착되는 과정에서 상기 웨이퍼의 위치를 감지하는 위치감지센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 위치감지센서는 상기 리프트핀에 의해 하강되는 상기 웨이퍼 측으로 발광하여 상기 웨이퍼에 의해 반사된 광을 수광하는 광센서인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 위치감지센서는 상기 리프트핀에 의해 하강되는 상기 웨이퍼를 감지하는 근접센서인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 위치감지센서와 전기적으로 연결되어 상기 위치감지센서에서 감지되는 상기 웨이퍼의 위치에 따라 상기 웨이퍼의 에지부로 분사되는 에어분사 시기를 제어하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지.
  16. 웨이퍼를 웨이퍼 척 상에 안착시키기 위하여 상기 웨이퍼를 지지한 리프트핀을 하강시키는 단계; 및
    상기 웨이퍼가 안착되는 동안에 상기 웨이퍼 에지부의 처짐을 방지하도록 에어분사유닛을 이용하여 상기 웨이퍼의 에지부로 에어를 분사하는 단계를 포함하는 웨이퍼의 안착방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 리프트핀을 하강하는 단계와 상기 웨이퍼의 에지부로 에어를 분사하는 단계의 사이에는 상기 웨이퍼를 상기 웨이퍼 척 상에 진공흡착 하도록 진공유닛을 이용하는 단계를 더 포함하는 웨이퍼의 안착방법.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 에지부로 에어를 분사하는 단계는 상기 리프트핀에 의해 상기 웨이퍼가 미리 설정된 제 1위치에 도달되면 상기 웨이퍼의 에지부로 에어를 분사하는 것을 시작하며, 상기 제 1위치는 상기 진공유닛에 의해 발생되는 상기 웨이퍼에 대한 진공흡착력이 미리 설정된 제 1설정값인 위치인 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 안착방법.
  19. 제 16항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 에지부로 에어를 분사하는 단계 후에는 상기 웨이퍼의 에지부 로 에어를 분사하는 것을 중단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 안착방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 에어분사를 중단하는 단계는 상기 리프트핀에 의해 상기 웨이퍼가 미리 설정된 제 2위치에 도달되면 상기 웨이퍼의 에지부로 에어를 분사하는 것을 중단하며, 상기 제 2위치는 상기 진공유닛에 의해 발생되는 상기 웨이퍼에 대한 진공흡착력이 미리 설정된 제 2설정값인 위치인 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 안착방법.
  21. 제 16항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 에지부로 에어를 분사하는 단계는 상기 리프트핀에 의해 상기 웨이퍼가 하강되는 위치에 따라 상기 웨이퍼의 에지부로 분사하는 에어의 압력을 점차 감소시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 안착방법.
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