KR101976059B1

KR101976059B1 - 플라즈마를 이용한 레티클 세정장치

Info

Publication number: KR101976059B1
Application number: KR1020170064623A
Authority: KR
Inventors: 김홍래
Original assignee: (주)인터체크
Priority date: 2017-05-25
Filing date: 2017-05-25
Publication date: 2019-05-07
Also published as: KR20180129106A

Abstract

본 발명은 플라즈마를 이용한 레티클 세정장치에 관한 것으로서, 반도체 노광장비에서 웨이퍼에 전사되는 회로패턴이 형성된 레티클(RETICLE)과, 레티클(RETICLE)을 수용하는 세정챔버와, 컨트롤러의 제어에 의하여 작동되어 세정챔버에 플라즈마 라디칼을 공급하는 플라즈마 발생부 및 세정챔버에 플라즈마 라디칼과 유기화합물로 이루어진 이물이 반응하여 생성된 반응물을 외부로 배출시키는 드라이펌프를 포함하여 보다 빠른 시간내에 레티클의 세정이 가능하다.

Description

플라즈마를 이용한 레티클 세정장치{RETICLE CLEANER USING PLASMA}

본 발명은 플라즈마를 이용한 레티클 세정장치에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 노광장비를 도시한 도면이고, 도 2는 종래의 레티클 세정장치의 예를 간략도시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 일반적으로 노광장비는 반도체 또는 디스플레이 제조공정에 사용되는 노광장비중 반도체 노광장비를 예로 들어 설명하자면, 종래의 반도체 노광장비는 광원(1)의 하측에 레티클(RETICLE)(2)을 장착하기 위한 레티클 스테이지(3)와, 하측에 웨이퍼(6)를 안착시킬 수 있도록 설치되는 웨이퍼 스테이지(WAFER STAGE)(5)와, 레티클 스테이지(RETICLE STAGE)(3)와 웨이퍼 스테이지(5) 사이에 설치되어 레티클(RETICLE)(2)의 패턴을 웨이퍼(WAFER)(6)에 이식하기 위한 투영렌즈(6)로 구성된다.

반도체 제조 공정에서 포토공정은 레티클(RETICLE)(2) 상에 이물이 있는 경우 이물에 의해 패턴이 형성되고 이로 인해 불량이 발생하게 된다. 따라서 레티클(RETICLE)(2)의 이물 제거는 반드시 필요하고, 더욱 빠른 시간내에 제거할 수 있는 장치가 필요하다.

따라서 종래의 레티클(RETICLE) 세정 장치는 습식(WET) 방식과 건식(DRY)등 두 가지 방식이 제안되었다. 이중 습식 방식은, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 회전되는 스테이지(8)의 상면에 분사장치(7)를 설치하여 화학 약품과 초순수를 레티클(RETICLE)(2) 표면으로 분사하여 이물과 함께 레티클(RETICLE)에 부착된 페리클(PELLICLE)을 제거하였다.

하지만 이와 같은 습식 방식은 이물 제거 효과는 높지만 많은 시간이 소요되며 페리클(PELLICLE)을 다시 부착해야 하기 때문에 세정 비용이 매우 높다.

또한 반도체 공정 중에 레티클(RETICLE) 표면에 이물이 있을 경우 즉시 제거해야 하는데 레티클(RETICLE) 제작업체에 보내서 세정 및 페리클(Pellicle)을 재 부착해야 하기 때문에 생산 중단이 발생한다.

건식 방식은, 도 2의 (b)를 참조하면, 현재 대부분의 반도체 제조 회사에서 적용하는 방식으로 분사기(9)에서 질소(N2)를 일정한 압력으로 가하여 레티클(RETICLE) 표면에 이물을 제거하지만, 이물이 뜸상태일경우에만 제거되고, 레티클 표면에 완전히 부착되어 있을 경우 제거되지 않는 문제점이 있어 레티클(RETICLE) 세정 업체에 의뢰하여 습식 방식으로 세정 의뢰를 실시함에 따라 비용과 시간이 추가되는 문제점이 있었다. 즉, 건식 방식은 현장에서 바로 이물을 제거할 수 있는 반면 고정된 이물을 제거하는데 한계가 있다.

한국 등록특허공보 제10-0989071호(2010.10.14)

그러므로 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은 반도체 또는 디스플레이 제조공정에 적용되는 노광장비에 사용되는 레티클의 세정시에 페리클(PELLICLE)의 제거 및 손상없이 종래에 비하여 단축된 시간내에 레티클(RETICLE)의 이물을 제거할 수 있는 플라즈마를 이용한 레티클 세정장치를 제공함에 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예는 웨이퍼(WAFER)에 전사되는 회로패턴이 형성되고, CmHn 유기화합물로 오염된 레티클(RETICLE), 레티클(RETICLE)을 수용하는 세정챔버, 컨트롤러의 제어에 의하여 작동되어 세정챔버의 레티클에 잔류된 CmHn 유기화합물로 이루어진 이물질과 반응되어 CO, CO₂, H₂O중 적어도 하나의 반응물로 변환시킬 수 있는 O 또는 O₂+ 의 플라즈마 라디칼을 공급하는 플라즈마 발생부 및 플라즈마 라디칼과 CmHn 유기화합물의 반응에 의해 생성된 반응물을 외부로 배출시키는 드라이펌프를 포함하고, 세정챔버는 H₂O, CO₂ 또는 CO 중 적어도 하나를 감지하는 감지센서와 내측에 레티클과, 플라즈마 발생부 및 드라이펌프를 수용하는 본체; 에어 실린더에 의해 본체의 상면을 개폐하는 챔버커버, 작동상태 및 이상 경보를 표시하는 디스플레이, 레티클을 세정 챔버의 내측으로 이송하는 이송암 및 플라즈마 발생부의 작동명령과, 실린더 구동부에 실린더 작동명령, 펌프구동부에 펌프구동명령, 이송암에 이송명령을 각각 출력하고, 챔버커버의 탈착여부를 감지하는 센서로부터 감지신호를 수신하여 디스플레이에 챔버 커버의 탈착여부를 표시하도록 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 플라즈마를 이용한 레티클 세정장치를 제공할 수 있다.

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그러므로, 본 발명은 플라즈마를 이용하여 레티클(RETICLE)의 수용된 세정챔버(CLEANING CHAMBER)의 내측으로 플라즈마 라디칼을 공급하여 이물과 반응시켜 빠른 시간내에 이물을 제거할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 플라즈마 라디칼을 이용하여 이물을 제거함에 따라 레티클(RETICLE)의 페리클(PELLICLE)의 손상이나 제거 없이 세정이 가능하여 비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 반도체, 디스플레이 및/또는 기타 레티클을 사용하는 전체 분야에 걸쳐 적용 가능함에 따라 다양한 분야에서 세정에 필요한 시간과 비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 반도체 노광장비를 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 레티클 세정장치의 예를 간략 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 레티클 세정장치를 도시한 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 실시예를 도시한 도면이다.

이하, 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 구현 예 및 실시 예를 들어 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현 예 및 실시 예에 한정되지 않는다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "..부", "..부재", "..수단"의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 구성의 단위를 의미하며, 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 레티클(RETICLE) 세정장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 레티클 세정장치를 도시한 블럭도, 도 4는 본 발명의 실시예를 도시한 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 레티클 세정장치는 세정챔버(300)와, 세정챔버(300)에 레티클(RETICLE)(700)을 이송시키는 이송암(600)과, 제어명령을 출력하는 컨트롤러(100)와, 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부(200)와, 세정 챔버(300) 내측의 반응물을 배출시키는 드라이펌프(DRY PUMP)(500)와, 챔버 커버(310)를 승하강시키는 에어실린더(400)와, 드라이펌프(500)를 구동시키는 펌프구동부(140)와, 에어실린더(400)를 작동시키는 실린더 작동부와, 작동상태 및 이상경보를 표시하는 디스플레이(110)와, 조작명령을 출력하는 조작부(120)를 포함한다.

디스플레이(110)는 작동상태(예를 들면, 온 또는 오프 상태, 고장여부)를 출력하거나 기타 수치를 표시할 수 있다. 여기서 디스플레이(110)는 터치형 디스플레이(110)로서 조작부(120)와 일체로 형성됨도 가능하다.

조작부(120)는 복 수개의 입력키를 구성되며 선택된 스위치(또는 터치패드)에 설정된 조작명령을 컨트롤러(100)에 출력한다. 마찬가지로 조작부(120)는 터치형 디스플레이(110)로서 디스플레이(110)와 일체형으로 형성될 수 있다.

컨트롤러(100)는 조작부(120)에서 출력된 조작명령에 따라 제어명령을 출력한다. 예를 들면, 컨트롤러(100)는 플라즈마 발생부(200)의 작동명령과, 실린더 구동부(130)에 실린더 작동명령, 펌프구동부(140)에 펌프구동명령, 이송암(600)에 이송명령을 각각 출력할 수 있다.

또는 드라이펌프(500)와 에어실린더(400)는 컨트롤러(100)의 제어가 아닌 조작부(120)의 조작명령에 의해 즉시 작동됨도 가능하다.

세정챔버(300)는 이송암(600)에 의해 이송되는 레티클(RETICLE)(700)을 수용하도록 내측이 빈공간을 이루는 본체(320)와, 본체(320)의 상부를 밀폐시키는 챔버커버(310)로 이루어다 본체(320)는 플라즈마 발생부(200)와 드라이펌프(500)로 각각 연결되는 배관(330)이 고정된다.

플라즈마 발생부(200)는 컨트롤러(100)의 제어에 의하여 플라즈마 라디칼(예를 들면, O, O₂+)을 발생시켜 챔버의 내측으로 공급한다. 플라즈마 라디칼은 레티클(RETICLE)(700)에 묻은 이물과 반응을 일으켜 반응물을 발생시킨다. 즉, 레티클(RETICLE)(700)에 묻은 이물질은 대체로 유기 화합물(예를 들면, CmHn)임에 따라 플라즈마 라디칼과의 반응에 의하여 H₂O, CO₂, CO와 같은 반응물로 변환된다.

펌프구동부(140)는 컨트롤러(100)의 제어에 의하여 드라이펌프(500)를 구동시킨다. 예를 들면, 펌프구동부(140)는 챔버커버(310)가 체결된 후 내측에 플라즈마 라디칼과 이물이 반응하여 반응물이 발생되면, 드라이펌프(500)를 구동시킨다.

드라이펌프(500)는 세정챔버(300) 내부의 가스를 외부로 배출시킨다.

실린더 구동부(130)는 에어실린더(400)를 작동시킨다. 여기서, 에어실린더(400)는 신장 또는 수축되는 실린더축(410)을 구비하여 세정챔버(300)를 상하로 이동시킨다.

따라서, 에어실린더(400)는 컨트롤러(100)의 제어에 의해 작동된 실린더 구동부(130)에 의하여 작동되어 세정챔버(300)를 상하로 이동시켜 세정챔버(300)의 상부를 밀폐 또는 개방시킨다.

본 발명은 상기와 같은 구성을 포함하며, 이하에서는 본 발명에 따른 작용 효과를 설명한다.

먼저, 작업자는 조작부(120)를 조작하여 구동명령을 입력한다. 따라서 레티클(RETICLE)(700)은 컨트롤러(100)의 제어에 의해 작동되는 이송암(600)에 의하여 세정챔버(300)의 내측으로 이송된다. 이때 세정챔버(300)는 상부가 개방된 상태이다.

따라서, 작업자가 조작부(120)를 작동하여 실린더 구동명령을 입력하면, 컨트롤러(100)는 조작부(120)에서 출력된 실린더 작동명령을 실린더 구동부(130)로 출력한다. 그러므로 실린더 구동부(130)는 에어실린더(400)를 작동시켜 챔버커버(310)를 하강시켜 본체(320)의 상부를 밀폐시킨다.

바람직하게로는 세정챔버(300)는 챔버커버(310)의 탈착여부를 감지하기 위한 센서를 더 포함한다. 이와 같은 센서의 감지신호는 컨트롤러(100)에 출력되고, 컨트롤러(100)는 디스플레이(110)를 통하여 챔버커버(310)의 탈착여부를 표시하도록 제어한다.

상술한 바와 같이, 챔버커버(310)가 본체(320)의 상부를 밀폐시키면, 작업자는 조작부(120)를 조작하여 플라즈마 발생명령을 입력하고, 컨트롤러(100)는 플라즈마 발생부(200)를 작동하도록 제어한다.

그러므로, 플라즈마 발생부(200)는 작동되어 세정챔버(300) 내측으로 플라즈마 라디칼을 공급한다. 이때 레티클(RETICLE)(700)은 CmHn의 유기화합물의 이물로 오염된 상태이다. 따라서 이물은 O, O₂+와 같은 플라즈마 라디칼과 반응하여 H₂O, CO₂, CO중 적어도 어느 하나로 변환되면서 레티클(RETICLE)(700)의 표면에서 제거된다.

아울러, 컨트롤러(100)는 펌프구동부(140)에 펌프 작동명령을 출력하고, 펌프구동부(140)는 드라이펌프(500)를 작동시킨다. 여기서 바람직하게로는 세정챔버(300)의 내측에 감지센서(예를 들면, H₂O, CO₂ 또는 CO 감지센서중 적어도 하나)를 구비함이 바람직하다.

즉, 컨트롤러(100)는 감지센서의 감지결과, 설정된 기준값 이상이 감지되면, 펌프구동부(140)를 제어할 수 있다. 그러므로 펌프 구동부는 드라이펌프(500)를 구동시키고, 드라이펌프(500)는 세정챔버(300) 내측의 반응물을 외부로 배출시킨다.

따라서, 본 발명은 플라즈마 라디칼에 의한 화학 반응으로 이물을 제거함에 따라 레티클(RETICLE)(700)의 페리클의 제거나 손상 없이 이물을 제거할 수 있고, 종래이 습식 또는 건식 방식에 비하여 빠른 시간 동안 세정이 진행될 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며 레티클을 사용하는 전체 산업분야에 모두 적용이 가능한 것으로서, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다.

그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것 은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 컨트롤러 110 : 디스플레이
120 : 조작부 130 : 실린더 구동부
140 : 펌프구동부 200 : 플라즈마 발생부
300 : 세정챔버 310 : 챔버커버
320 : 본체 330 : 배관
400 : 에어실린더 410 : 실린더축
500 : 드라이펌프 600 : 이송암
700 : 레티클(RETICLE)

Claims

웨이퍼(WAFER)에 전사되는 회로패턴이 형성되고, CmHn 유기화합물로 오염된 레티클(RETICLE);
레티클(RETICLE)을 수용하는 세정챔버;
컨트롤러의 제어에 의하여 작동되어 세정챔버의 레티클에 잔류된 CmHn 유기화합물로 이루어진 이물질과 반응되어 CO, CO₂, H₂O중 적어도 하나의 반응물로 변환시킬 수 있는 O 또는 O₂+ 의 플라즈마 라디칼을 공급하는 플라즈마 발생부; 및
플라즈마 라디칼과 CmHn 유기화합물의 반응에 의해 생성된 반응물을 외부로 배출시키는 드라이펌프;를 포함하고,
세정챔버는
H₂O, CO₂ 또는 CO 중 적어도 하나를 감지하는 감지센서와 내측에 레티클과, 플라즈마 발생부 및 드라이펌프를 수용하는 본체;
에어 실린더에 의해 본체의 상면을 개폐하는 챔버커버;
작동상태 및 이상 경보를 표시하는 디스플레이;
레티클을 세정 챔버의 내측으로 이송하는 이송암;
챔버커버의 탈착여부를 감지하는 센서; 및
플라즈마 발생부의 작동명령과, 실린더 구동부에 실린더 작동명령, 펌프구동부에 펌프구동명령, 이송암에 이송명령을 각각 출력하고, 챔버커버의 탈착여부를 감지하는 센서로부터 감지신호를 수신하여 디스플레이에 챔버 커버의 탈착여부를 표시하도록 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 플라즈마를 이용한 레티클 세정장치.
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