KR200177258Y1 - 스테이지 경사 보상이 가능한 웨이퍼 척 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 반도체 노광 장비인 스테퍼에서 스테이지 경사가 발생하는 경우 경사를 보상할 수 있는 웨이퍼 척에 관한 것으로, 척의 움직임을 통한 스테이지 경사의 보상으로 스테이지 경사에 의해 발생하는 디포커스를 근본적으로 해소할 수 있도록 한 것인 바, 이러한 본 고안은 탑테이블에 웨이퍼 척이 진공에 의해 흡착 고정되는 것에 있어서, 상기 탑테이블과 웨이퍼 척의 결합면을 반구형으로 하고, 이 결합면에 적정 간극을 형성하여 진공력의 해제시 웨이퍼 척의 경사도를 조정할 수 있도록 구성되어 있다.

Description

스테이지 경사 보상이 가능한 웨이퍼 척 장치

제1도는 일반적인 반도체 노광 장치의 웨이퍼 스테이지 구조를 보인 사시도.

제2a, b도는 동상의 탑 테이블 및 웨이퍼 척의 구성도.

제3도는 종래 탑 테이블 및 웨이퍼 척의 결합 상태 단면도.

제4도는 본 고안에 따른 스테이지 경사 보상이 가능한 웨이퍼 척 장치의 구조를 보인 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

9 : 탑테이블 10 : 웨이퍼 척

본 고안은 반도체 노광 장비인 스테퍼에서 스테이지 경사가 발생하는 경우 경사를 보상할 수 있는 웨이퍼 척에 관한 것으로, 특히 반구형 결합구조를 채용함으로써 척의 움직임을 통한 스테이지 경사의 보상으로 스테이지 경사에 의해 발생하는 디포커스를 근본적으로 해소할 수 있도록 한 스테이지 경사 보상이 가능한 웨이퍼 척 장치에 관한 것이다.

제1도에 일반적인 스테퍼의 스테이지부를 도시하였는 바, 이를 간단히 살펴보면 다음과 같다.

최하부에 베이스면(1)이 있고, 이 베이스면(1) 위에는 Y-테이블(2)이 위치되어 있다. 또한 상기 베이스면(1)에는 Y-테이블(2)을 구동시키기 위한 Y-모터(3)와 Y축 이송 스크류(4)가 구비되어 있다. 그리고 상기 Y-테이블(2)과 베이스면(1)이 직접 닿지 않도록 하기 위한 내마모성 물질이 Y-테이블(2)의 하부 4개소에 부착되어 있다.

상기 Y-테이블(2) 위에는 X-테이블(5)이 위치되어 있고, 상기 Y-테이블(2) 상에는 X-테이블(5)을 구동시키기 위한 X-모터(6)와 X축 이송 스크류(7)가 구비되어 있으며, 상기 X-테이블(5)의 하부에도 상기 Y-테이블(2)과 마찬가지로 내마모성 물질이 부착되어 있다. X-테이블(5) 위에는 Z-슬라이더(8)가 위치되어 있고, 이 Z-슬라이더(8) 위에는 탑테이블(9)이 위치되어 있으며, 이 탑테이블(9) 위에는 웨이퍼 척(10)이 위치되어 있다.

제2도는 탑테이블(9) 및 웨이퍼 척(10)의 구성을 보인 도면으로서, 도시한 바와 같이, 탑테이블(9)은 평면상에 웨이퍼 척(10)이 놓일 위치에 진공에 의해 웨이퍼 척(10)를 흡착하여 고정시킬 4개의 원형 홈(9a)이 형성되어 있다. 또한 상기 웨이퍼 척(10)은 웨이퍼를 흡착할 2개의 진공 라인(10a)이 있으며, 또 웨이퍼를 로드 또는 언로드시킬 때 핀셋의 동작이 용이하도록 하기 위하여 좌우측에 각이 생기도록 가공되어 있다.

제3도는 탑테이블(9)의 원형 홈(9a)에서 나오는 진공에 의해 웨이퍼 척 (10)이 평면상에 고정되어 있는 상태를 보인 것이다.

이와 같은 웨이퍼 스테이지의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

Y-테이블(2) 및 X-테이블(5)은 Y-모터(3) 및 X-모터(6)에 의해 구동되며, Y-테이블(2)는 베이스면(1) 위에서 X-테이블(5)는 Y-테이블(2) 위에서 움직이게 된다. X-테이블(5) 위에 있는 Z-슬라이더(8)와 탑테이블(9) 및 웨이퍼 척(10)은 일체형으로 X-테이블(5)의 움직임에 의해 수평 방향으로는 함께 이동하며 Z-슬라이더(8)의 수평 움직임에 의해 탑테이블(9) 및 웨이퍼 척(10)이 함께 수직 이동하게 된다. 이와 같이 구동하면서 피노광체인 웨이퍼의 포커스를 맞추는 것이다.

한편, X-테이블(5) 및 Y-테이블(2)의 하부에는 4개소에 내마모성 물질이 부착되어 있어 각 테이블이 직접 아래부분에 위치한 면과 닿지 않도록 구성되어 있는데, 장기간 사용하게 되면 상기 내마모성 물질의 마모 정도의 차에 의해 Y-테이블(2) 및 X-테이블(5)에 기울기가 발생하게 된다. 이러한 스테이지 경사에 의해 웨이퍼 척(1O)도 따라서 경사가 생기게 되며, 웨이퍼 척(10)이 웨이퍼를 흡착한 후 노광시에, 웨이퍼 에지부분은 웨이퍼 센터부분과의 경사에 의한 포커스 차이를 유발시켜 디포커스를 발생시킨다. 이와 같은 디포커스가 발생되면 웨이퍼의 심각한 노광 에러를 발생시키므로 노광장비에서는 디포커스를 보정하는 것이 매우 중요한 인자로 알려지고 있다.

그러나, 종래의 스테이지에는 스테이지 경사를 보정할 수 있는 시스템이 없고, 웨이퍼 척(10)이 평면의 탑테이블(9) 위에 고정되어 있으므로 스테이지 경사에 의한 영향을 그대로 받게됨으로써 공정상의 많은 문제를 불러 일으키고 있었다. 이와 같은 문제를 해소하기 위한 한 방편으로 종래에는 장치로부터 Y-테이블(2)과 X-테이블(5)를 분리한 후 Y-테이블(2) 및 X-테이블(5) 각각의 하부에 부착되어 있는 마모된 내마모성 물질을 제거하고 새로운 물질을 부착하여 미세 가공을 통해 경사량이 없어질 때까지 수작업을 함으로써 스테이지의 경사를 보정하고 있었으나, 이러한 종래의 방법은 장치로부터 테이블을 분리하여야 하기 때문에 다른 부품에 손상을 입힐 수 있고, 또 위치 변동이 생길 우려가 있어, 숙련된 작업자가 실시해야 하는 어려움이 있으며, 또한 작업후 조립한 상태에서만 경사량의 보정 확인인 가능하므로 경사량의 보정이 한 번에 이루어지기가 어렵다고 볼때 여러번의 작업을 되풀이 해야하는 번거로움이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제를 해소하기 위하여 안출한 것으로, 척의 움직임을 통한 스테이지 경사의 보상으로 스테이지 경사에 의해 발생하는 디포커스를 근본적으로 해소할 수 있도록 한 스테이지 경사 보상이 가능한 웨이퍼 척 장치를 제공하는데 그 주된 목적이 있다.

본 고안의 다른 목적은, 노광시 웨이퍼 에지 디포커스를 근본적으로 제거하여 공정의 안정적인 운용, 장비의 효율적인 사용 및 비용 절감을 도모하는데 있다.

상기와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위하여, 탑테이블에 웨이퍼 척이 진공에 의해 흡착 고정되는 것에 있어서, 상기 탑테이블과 웨이퍼 척의 결합면을 반구형으로 하고, 이 결합면에 적정 간극을 형성하여 진공력의 해제시 웨이퍼 척의 경사도를 조정할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 스테이지 경사 보상이 가능한 웨이퍼 척 장치가 제공된다.

이하, 상기한 바와 같은 본 고안의 바람직한 실시례를 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.

첨부한 제4도는 본 고안에 따른 스테이시 경사 보상이 가능한 웨이퍼 척 장치의 구조를 보인 단면도로서, 도시한 바와 같이, 탑테이블(9)과 이에 진공에 의해 고정되는 웨이퍼 척(10)의 결합면이 반구형으로 되어 있고, 이 결합면에는 적정 간극이 형성되어 있다. 따라서 상기 웨이퍼 척(10)은 고정력이 제거된다면 외력에 의해 상기 반구형의 결합면을 따라 움직이게 된다. 다시말하면 진공이 '오프'된 상태에서 힘을 가하면, 웨이퍼 척(10)의 경사도를 바꿀 수 있는 것이다. 이와 같이 웨이퍼 척(10)의 경사도를 변화시키는 것으로 스테이지의 경사를 보상할 수 있는 것이다.

이하, 상기한 바와 같은 본 고안의 웨이퍼 척장치에 의한 스테이지 경사 보정방법 및 그에 따르는 효과를 살펴본다.

공정 도중 스테이지의 경사가 발생하여 이를 보정해야 할 필요가 있을 경우에는 먼저, 웨이퍼를 웨이퍼 척(10) 위로 로딩하여 웨이퍼 각 부분의 편평도를 체크하여 보정해야 할 경사량 및 위치를 결정한다. 그런 다음 웨이퍼 척(10)의 진공을 오프하여 웨이퍼 척(10)이 움직일 수 있는 상태로 만든 후, 수작업으로 높은 위치의 척부분에 하방향의 힘을 기하면 웨이퍼 척(10)은 반구형의 결합면을 따라 움직여 그 높이를 변화시킬 수 있는 것이다. 이와 같은 동작으로 어느정도의 조정이 되면, 진공을 '온' 하여 웨이퍼 척을 고정시킨 후 웨이퍼를 로딩하여 다시 편평도를 체크한다.

이 때 발생되는 경사량을 다시 상기와 같은 방법으로 미세 조정을 한다.

이와 같은 동작의 수회 반복으로 스테이지의 경사릍 보상하는 것이다. 여기서 상기한 편평도 체크라는 것은, 웨이퍼를 척 위에 로딩하여 x, y 방향으로 일정한 피치를 지정하고, 스테이지를 움직여 각 웨이퍼 포인트에서의 웨이퍼와 렌즈 아랫면 에어 마이크로 플랜지 사이에서 발생하는 에어 압력으로 스테이지의 경사도를 측정하는 방법을 말한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안의 웨이퍼 척장치에 의하면, 특별한 시스템이 필요없이 간단한 수작없으로 스테이지 경사를 효과적으로 보상하여 에지 디포커스를 근본적으로 제거할 수 있다. 따라서 공정의 안정적인 운용 효과를 얻을 수 있고, 장비의 효율적인 사용 및 비용 절감을 도모할 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 탑테이블에 웨이퍼 척이 진공에 의해 흡착 고정되는 것에 있어서, 상기 탑테이블과 웨이퍼 척의 결합면을 반구형으로 하고, 이 결합면에 적정 간극을 형성하여 진공력의 해제시 웨이퍼 척의 경사도를 조정할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 스테이지 경사 보상이 가능한 웨이퍼 척 장치.