KR200169518Y1 - 스테퍼 장비의 스테이지 가이드 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 스테퍼 장비의 스테이지 가이드 장치에 관한 것으로서, 자석의 반발력에 의해 스테이지가 가이드 되도록 구성, 스테이지 하부면에 형성된 상부장치와 상기 상부장치의 하부에 있는 하부장치가 서로 접촉되지 않도록 하므로써, 종래와 같은 접동면의 존재에 의한 접동면의 오염을 방지하고, 마찰로 인한 마모와 변형을 방지함에 의해 오버레이불량이 방지됨과 아울러, 스테이지의 수명이 연장되며 정밀한 위치이동이 가능하도록 한 것이다.

Description

스테퍼 장비의 스테이지 가이드 장치

본고안은 스테퍼 장비의 스테이지 가이드 장치에 관한 것으로서, 특히 스테이지의 하부에 설치되어 스테이지의 이동을 가이드하는 요잉가이드와 상, 하부 접동부를 자석으로 대치하므로써, 스테이지의 수명을 연장함과 아울러 접동면 오염으로 인한 오버레이 불량을 방지하고 정밀위치 이동이 가능하도록 한 스테퍼 장비의 스테이지 가이드 장치에 관한 것이다.

스테퍼 장비란 웨이퍼의 각 다이에 패턴을 형성하기 위하여 웨이퍼를 일정한 전송피치 만큼 정밀하게 움직이며 노광하는 장비를 말한다.

제 1도는 종래의 스테퍼 장비의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 스테퍼 장비는 웨이퍼를 상측에 고정하는 척(1)과, 상기 척(1)의 하부에 위치하며 포커스 설정을 위한 상하로 척(1)을 움직일 수 있도록 하는 제트(Z)슬라이더(2)와, 상기 척(1) 및 제트슬라이더(2)를 상측에 얹고 평행 이동하는 엑스(X)스테이지(3)와, 상기 엑스스테이지(3)의 하부에 위치하며 엑스스테이지(3)와 직교하는 방향으로 평행이동하는 와이(Y)스테이지(4)를 포함하여 구성된다.

상기 엑스스테이지(3)와 와이스테이지(4)를 각각 스테퍼 장비의 스테이지라 하는 바, 이러한 스테이지(3, 4)의 하부에는 스테이지(3, 4)의 이동을 가이드하는 장치인 가이드 장치가 설치되며 이를 스테이지 가이드 장치라 하며 엑스스테이지(3)와 와이스테이지(4) 모두 동일한 구조로 된 스테이지 가이드 장치에 의해 이동이 가이드 된다.

제 2도는 종래의 스테퍼 장비의 스테이지 가이드 장치의 구조를 도시한 측면도로서, 이에 도시한 바와 같이, 이러한 스테이지 가이드 장치는 스테이지(3, 4)의 하부면에 부착 내지 일체로 형성된 상부 장치와 상기 상부 장치와 접촉되는 하부 장치로 편의상 나눌 수 있는데, 상기 상부 장치는 모터(미도시)의 구동에 의해 스테이지(3, 4)를 일정한 전송피치 만큼 이동하게 하는 피드스크류(feed screw)(5)와, 스테이지(3, 4)의 하부 양측에 형성되며 합성수지 재질의 룰론(rulon)(6)이 부착되어 있는 상부접동부(7)와, 스테이지(3, 4)의 중앙 하부 양측에 형성되며 단부에 베어링(8)이 부착되어 있는 텐션바(9)로 구성된다.

그리고, 상기 하부 장치는 상기 상부 접동부(7)의 룰론(6)과 접촉하여 접동면을 구성하는 하부접동부(10)와, 상기 텐션바(9)의 단부에 있는 베어링(8)과 양측면이 접촉되어 스테이지(3, 4)의 이동을 가이드하는 요잉가이드(yawing guide)(11)로 구성된다.

상기 룰론(6)은 금속재질의 상부접동부(7)와 하부접동부(10)가 직접 접하여 이동하는 경우 발생되는 마찰을 저감시키기 위한 것이다.

상기한 바와 같은 구조로 된 종래 스테퍼 장비의 스테이지 가이드 장치의 작용은 다음과 같다.

즉, 척(1)의 상측에 진공흡착에 의해 노광하기 위한 웨이퍼를 고정한 상태에서 모터(미도시)가 구동되면 상기 피드스크류(5)에 의해 스테이지(3, 4)가 이동하게 되며, 이때 상기 상부접동부(7)의 룰론(6)과 하부접동부(10)는 서로 접하여 스테이지(3, 4)의 평탄도를 유지하게 되고, 상기 요잉가이드(11)는 상기 텐션바(9) 단부의 베어링(8)과 양측면이 접한 상태를 유지함으로써 스테이지(3, 4)를 가이드하게 되는 것이다.

그러나 상기한 바와 같은 구조로 되는 종래 스테퍼 장비의 스테이지 가이드 장치에는 다음과 같은 문제점이 있었다.

먼저, 상기 상부접동부(7)와 하부접동부(10)가 룰론(6)을 사이에 두고 접촉한 상태로 스테이지(3, 4)가 이동함에 의해 접동면이 오염되거나, 룰론(6)이 마모되어 오버레이(overlay)불량을 야기하는 경우가 있었다.

또한, 상기 요잉가이드(11)가 베어링(8)과의 마찰로 인하여 휘거나 특정부분이 닳아서 정밀위치이동이 이루어지지 못함과 아룰러 오버레이불량을 야기하는 경우도 있었다.

그리고, 상기한 오버레이불량이 일어나지 않도록 하기 위해서는 스테이지(3, 4)를 교체해야 하는 등으로 스테이지의 수명이 길지 않은 문제점도 있었다.

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 인식하여 안출된 본 고안의 목적은 오버레이불량을 방지함과 아울러 스테이지의 수명을 연장하며 정밀한 위치이동이 가능하도록 하는 스테퍼 장비의 스테이지 가이드 장치를 제공함에 있다.

제 1도는 종래의 스테퍼 장비의 구조를 개략적으로 도시한 사시도.

제 2도는 종래의 스테퍼 장비의 스테이지 가이드 장치의 구조를 도시한 측면도.

제 3도는 본 고안의 일실시례에 의한 스테퍼 장비의 스테이지 가이드 장치의 구성을 도시한 측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 척 2 : 제트슬라이더

3 : 엑스스테이지 4 : 와이스테이지

5 : 피드스크류 12 : 상부자석

13 : 가이드자석 14 : 하부자석

상기한 바와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위하여, 스테이지의 하부면에 결합되어 모터에 의해 회전되는 피드스크류에 의해 이동되는 스테이지의 하부면 양측에 부착되는 상부자석과, 상기 상부자석의 하부에 위치하여 반대극성으로 마주보는 하부자석과, 상기 스테이지의 하부면 양측에서 상기 상부자석과 하부자석의 측면에 인접하여 부착되며 상기 상부자석과 하부자석에 인접한 측면의 극성이 이에 인접한 상기 상부자석과 하부자석의 측면의 극성과 반대방향의 극성을 가지는 가이드자석을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스테퍼 장비의 스테이지 가이드 장치가 제공된다.

또한, 상기 상부자석 및 하부자석의 마주보는 면에는 각각 철심이 부착된 것을 특징으로 하는 스테퍼 장비의 스테이지 가이드 장치가 제공된다.

이하, 첨부도면에 도시한 본 고안의 일실시례에 의거하여 본 고안을 상세히 설명한다.

제 3도는 본 고안의 일실시례에 의한 스테퍼 장비의 스테이지 가이드 장치의 구성을 도시한 측면도로서, 이에 도시한 바와 같이 본 고안에 의한 스테퍼 장비의 스테이지 가이드 장치는 스테이지(3, 4)의 하부면에 부착된 상부 장치로 종래와 같은 피드스크류(5)외에 하부면 양측에 부착된 상부자석(12)과, 상기 상부자석(12)과 인접하여 부착되며 상부자석(12)과 마주보는 면이 반대극성으로 되어 서로 반발력이 작용하도록 되는 가이드자석(13)을 구비한다.

그리고, 하부 장치로는 상기 상부자석(12)의 하부에 위치하며 상기 상부자석(12)과 마주보는 면이 반대극성으로 되어 서로 반발력이 작용하도록 됨과 아울러, 상기 가이드자석(13)과 마주보는 면도 반대극성으로 되어 서로 반발력이 작용하도록 된 하부자석(14)을 구비한다.

상기 실시례에서는 가이드자석(13)이 상부자석(12)의 내측에 인접해 있으나 상부자석(12)의 외측에 인접하는 것도 바람직하다.

상기 상부자석(12)과 하부자석(14)의 마주보는 면에는 각각 철심(15)이 부착되는 것이 바람직한데, 이는 상기 상부자석(12)과 하부자석(14)의 반발력에 의한 스테이지(3, 4)의 부상시 스테이지(3, 4)의 평탄도에 이상의 생기는 것을 방지함과 아울러 자력이 작용하지 않아야 하는 부분으로 자속이 통과하는 것을 차단하기 위해서이다.

상기 피드스크류(5)는 도시한 바와 같이 스테이지(3, 4)의 중앙부에 위치하는 것이 스테이지(3, 4)의 평탄도를 유지하는데 바람직하며, 상기 상부자석(12)과 가이드자석(13)도 각각 서로 대칭되게 설치되어 스테이지(3, 4)의 무게중심을 스테이지(3, 4)의 중앙부로 유지하도록 하는 것이 스테이지(3, 4)의 평탄도를 유지하는데 바람직하다.

그리고, 상기 상부자석(12)과 가이드자석(13)은 스테이지(3, 4)의 폭 전체에 걸쳐 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 상부자석(12)과 하부자석(14)은 서로의 반발력에 의해 스테이지(3, 4)가 부상될 수 있을 정도로 충분히 강한 자석을 사용하는 것이 바람직하며, 두개의 상부자석(12)과, 두개의 하부자석(14) 및 두개의 가이드자석(13)은 좌우측이 동일한 힘을 가하기 위해 각각 서로 동일한 자석을 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 스테이지의 구조는 엑스스테이지(3)와 와이스테이지(4)에 모두 적용가능하다.

상기한 바와 같은 구조로 되는 본 고안에 의한 스테퍼 장비의 스테이지 가이드 장치의 작용은 다음과 같다.

상기 스테이지(3, 4)는 상기 상부자석(12)과 하부자석(14)간의 반발력에 의해 약간 부상된 상태에 있게 되고, 상기 가이드자석(13)과 상부자석(12) 및 하부자석(14)의 마주보는 측면이 작용하는 반발력에 의해 정확한 중앙위치에 있게 된다.

이러한 상태에서 모터(미도시)의 구동에 의해 상기 피드스크류(5)가 회전하게 되면 상기 스테이지(3, 4)는 상기한 바와 같은 부상상태와 정중앙의 위치를 유지한 채로 이동하게 되는 것이다.

상기한 바와 같은 구조로 되는 본 고안에 의한 스테퍼 장비의 스테이지 가이드 장치는 스테이지 하부면에 형성뢴 상부장치와 상기 상부장치의 하부에 있는 하부장치가 서로 접촉되지 않아 종래와 같은 접동면이 없으므로 접동면의 오염이 없게 되고, 마찰로 인한 마로와 변형이 없으므로 오버레이불량이 방지됨과 아울러 스테이지의 수명이 연장되며 스테이지가 상,하자석의 수직 방향 반발력에 의해 수직 방향으로 지지됨과 아울러 상,하자석과 가이드자석의 수평 방향 반발력에 의해 수평 방향으로도 지지되는 것이므로 스테이지의 정밀한 위치이동이 가능하게 되는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 스테이지의 하부면에 결합되어 모터에 의해 회전되는 피드스크류에 의해 이동되는 스테이지의 하부면 양측에 부착되는 상부자석과, 상기 상부자석의 하부에 위치하여 반대극성으로 마주보는 하부자석과, 상기 스테이지의 하부면 양측에서 상기 상부자석과 하부자석의 측면에 인접하여 부착되며 상기 상부자석과 하부자석에 인접한 측면의 극성이 이에 인접한 상기 상부자석과 하부자석의 측면의 극성과 반대방향의 극성을 가지는 가이드자석을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스테퍼 장비의 스테이지 가이드 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 상부자석 및 하부자석의 마주보는 면에는 각각 철심이 부착된 것을 특징으로 하는 스테퍼 장비의 스테이지 가이드 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 피드스크류는 스테이지의 하부면 중앙에 형성되며, 상기 상부자석과 상기 가이드자석은 각각 스테이지 하부면 중앙에 대칭되게 형성된 것을 특징으로 하는 스테퍼 장비의 스테이지 가이드 장치.