KR20030093724A

KR20030093724A - Equipment and method for lifting wafer stage of semiconductor expose device thereof

Info

Publication number: KR20030093724A
Application number: KR1020020031552A
Authority: KR
Inventors: 박석중
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2002-06-05
Filing date: 2002-06-05
Publication date: 2003-12-11

Abstract

PURPOSE: A wafer stage lifting apparatus of a semiconductor exposure equipment and a method thereof are provided to be capable of preventing the generation of wafer failure when carrying out an exposure process by conserving constant lifting distance of a wafer stage of the semiconductor exposure equipment using an electromagnet. CONSTITUTION: A wafer stage lifting apparatus of a semiconductor exposure equipment is provided with a wafer stage(106) for loading a wafer and a base frame(104) made of the first N-type electromagnet, installed at the lower portion of the wafer stage. At this time, the wafer stage includes the first ring made of the second N-type electromagnet and the second ring made of the first S-type electromagnet. The wafer stage lifting apparatus further includes a controller(100) for outputting an electromagnet control signal in order to lift the wafer stage when carrying out an exposure process, and an electromagnet driving part(102).

Description

Wafer stage lifting device and method for semiconductor exposure equipment {EQUIPMENT AND METHOD FOR LIFTING WAFER STAGE OF SEMICONDUCTOR EXPOSE DEVICE THEREOF}

본 발명은 반도체 노광설비의 웨이퍼 스테이지 리프팅장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 반도체 제조용 노광설비에서 베이스 프레임으로부터 웨이퍼 스테이지를 리프팅하는 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer stage lifting apparatus and method for semiconductor exposure equipment, and more particularly, to an apparatus and method for lifting a wafer stage from a base frame in an exposure apparatus for semiconductor manufacturing.

통상적으로 반도체장치를 제조하기 위한 웨이퍼는 세정, 확산, 포토레지스트 코팅, 노광, 현상, 식각 및 이온주입 등과 같은 공정을 반복하여 거치게 되며, 이들 과정별로 해당 공정을 수행하기 위한 설비가 사용된다.In general, a wafer for manufacturing a semiconductor device is repeatedly subjected to processes such as cleaning, diffusion, photoresist coating, exposure, development, etching, and ion implantation, and equipment for performing the corresponding process is used for each of these processes.

이러한 설비 중 스테퍼는 광원으로부터 주사되는 광으로 웨이퍼 상에 코팅된 포토레지스트를 노광 시켜서 후속되는 현상 및 식각 공정을 거쳐 웨이퍼에 원하는 패턴을 형성토록 하는 것이다.Among these facilities, the stepper exposes the photoresist coated on the wafer with the light scanned from the light source to form a desired pattern on the wafer through subsequent development and etching processes.

포토레지스트가 코팅된 웨이퍼는 소정 수량 단위로 캐리어에 실려서 이송되며, 캐리어는 스테퍼 내부의 테이블로 로딩된다. 보통 스테퍼에서 웨이퍼의 노광은 낱장 단위로 이루어지므로 노광이 시작되면 웨이퍼를 한 매씩 꺼내기 위하여 페치아암(Fetch Arm)이 캐리어 내부로 들어가서 웨이퍼를 집게 되고, 이 상태에서 테이블이 한 피치(Pitch) 만큼 다운(Down)됨에 따라서 웨이퍼가 캐리어 밖으로 꺼내어진다. 캐리어 밖으로 웨이퍼가 꺼내어지면 휭슬라이더가 페치아암의 웨이퍼를 받기 위하여 이동되고, 웨이퍼는 횡슬라이더에 실려서 노광을 위한 지점으로 이동된다. 웨이퍼에 소정 패턴을 형성하기 위해 사용되는 스테퍼는 웨이퍼에 각 단위 칩마다 정렬 및 노광을 실시하여 패턴을 형성시킨다. 고집적도의 칩을 형성하기 위해서는 웨이퍼의 적당한 위치에 노광을 실시하여야 하므로 웨이퍼를 정확히 정렬하는 것이 요구된다.The photoresist-coated wafer is loaded on a carrier in predetermined quantity units, and the carrier is loaded onto a table inside the stepper. In general, the wafer is exposed in a single unit in the stepper, so when the exposure starts, the fetch arm enters the carrier to pick up the wafers one by one, and the wafer is picked up by one pitch. As down, the wafer is taken out of the carrier. When the wafer is pulled out of the carrier, the shock slider is moved to receive the wafer of the fetch arm, and the wafer is loaded on the transverse slider to the point for exposure. The stepper used to form a predetermined pattern on the wafer forms the pattern by performing alignment and exposure for each unit chip on the wafer. In order to form a high-density chip, exposure must be performed at an appropriate position of the wafer, so that the wafer is accurately aligned.

그런데 반도체 장치는 한 번의 노광만으로 이루어지는 것이 아니고 다수의 노광 공정이 결합되어 소자나 배선이 형성되는 것이므로 각각의 단계에서 이루어지는 패턴은 그 전과 그 다음 단계에서 이루어지는 패턴과 정확히 부합되는 위치에 형성되어야 한다. 그러기 위해 웨이퍼나 레티클은 정확한 위치에 놓여야 하고 레티클의 패턴은 각 칩에서 위치에 부합되어야 하며 웨이퍼 스테이지와 레티클 장착대로 상대적으로 정확하게 놓여야 한다. 상대적으로 정확한 위치에 설비의 부분과 웨이퍼, 레티클을 놓는 작업을 정렬이라 하며, 정확한 정렬을 위해서 웨이퍼 각 칩과 레티클에는 정렬키라는 표지가 있고 장비 각 부의 정렬상태를 측정하기 위한 자체의 정렬시스템을 갖는다.However, since the semiconductor device is not composed of only one exposure but a plurality of exposure processes are combined to form elements or wirings, the pattern formed in each step must be formed at a position exactly matching the pattern formed in the previous and subsequent steps. To do this, the wafer or reticle must be placed in the correct position, the pattern of the reticle must match the position on each chip, and placed relatively accurately with the wafer stage and reticle mount. Placing parts, wafers, and reticles in a relatively accurate position is called alignment. For accurate alignment, each chip and reticle on the wafer has a label called an alignment key and has its own alignment system for measuring the alignment of the equipment. Have

또한 노광에 의한 패턴이 정확한 깊이와 폭을 가지고 이루어지기 위해서는 노광 시 빛의 세기가 적정한 수준이 되어야 하며, 그 전제로서 우선 패턴의 상이 명확하게 웨이퍼의 포토레지스트 위에 맺혀야 한다. 따라서 스테퍼의 광원 빛이 레티클과 렌즈 시스템의 경로를 지나면서 정확한 상이 웨이퍼면에 맺히도록 초점 거리도 조절하는 장치가 필요하다. 전술한 정렬 및 초점조절을 위해서 레티클 정렬블럭이 구비되어야 한다.In addition, in order for a pattern by exposure to have an accurate depth and width, the intensity of light must be at an appropriate level during exposure, and as a premise, an image of the pattern must be clearly formed on the photoresist of the wafer. Therefore, there is a need for a device that also adjusts the focal length so that light from the stepper passes through the path of the reticle and lens system so that the correct image is formed on the wafer surface. The reticle alignment block should be provided for the above-described alignment and focusing.

그런데 이러한 노광공정을 수행하기 위해 웨이퍼 스테이지는 구동모터에 의해이동이 제어되어 모터의 진동 및 노이즈로 인하여 스테핑 및 오버레이 정밀도가 저하되기 때문에 이를 해결하기 위해 에어를 이용하여 웨이퍼 스테이지를 리프팅하는 기술이 요구되었다. 이렇게 에어를 이용하여 웨이퍼 스테이지를 리프팅하는 기술은 대한민국 공개특허공보 공개번호 1999년 006209호에 개시되어 있다. 대한민국 공개특허공보 1999-006209호의 웨이퍼 스테이지 이동장치는 도 1에 도시되어 있으며, 그에 대한 동작을 살펴보면, 웨이퍼 스테이지(10)의 현재 위치를 검출하기 위한 위치 검출 수단(100)과, 웨이퍼 스테이지(10)에 에어를 분사하여 웨이퍼 스테이지를 X축과 Y축 및 Z축 방향으로 이동시키기 위한 에어 분사부(200)와, 에어 분사부(200)를 제어하여 웨이퍼 스테이지(10)의 이동을 각각 제어하기 위한 에어 분사 제어부(300)로 구성된다.However, in order to perform the exposure process, the wafer stage is controlled by a driving motor, and thus the accuracy of the stepping and overlay decreases due to the vibration and noise of the motor. Therefore, a technique for lifting the wafer stage using air is required to solve this problem. It became. The technique of lifting the wafer stage using air is disclosed in Korean Laid-Open Patent Publication No. 1999 006209. The wafer stage moving apparatus of Korean Laid-Open Patent Publication No. 1999-006209 is shown in FIG. 1. Referring to the operation thereof, a position detecting means 100 and a wafer stage 10 for detecting a current position of the wafer stage 10 are described. To control the movement of the wafer stage 10 by controlling the air injection unit 200 and the air injection unit 200 to move the wafer stage in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions by jetting air It is composed of an air injection control unit 300 for.

상기 위치 검출 수단(100)은 웨이퍼 스테이지의 X 및 Y의 위치를 검출하기 위한 X간섭계(110)와 Y간섭계(120)으로 이루어진다.The position detecting means 100 comprises an X interferometer 110 and a Y interferometer 120 for detecting the positions of X and Y of the wafer stage.

상기 에어 분사부(200)는 Z축으로 방향으로의 웨이퍼 스테이지의 이동을 제어하기 위해 에어를 분사하는 제1에어 분사 수단(210)과, X축으로 방향으로의 웨이퍼 스테이지의 이동을 제어하기 위해 에어를 제어하는 제2에어 분사 수단(220)과, Y축으로 방향으로의 웨이퍼 스테이지의 이동을 제어하기 위해 에러를 제어하는 제3에어 분사 수단(230)으로 이루어진다.The air injection unit 200 may include a first air injection unit 210 for injecting air to control the movement of the wafer stage in the Z-axis direction, and to control the movement of the wafer stage in the X-axis direction. A second air jetting means 220 for controlling air and a third air jetting means 230 for controlling an error in order to control the movement of the wafer stage in the Y-axis direction.

상기 에어분사 제어부(300)는 상기 에어분사부(200)의 제1에어 분사 수단(210)을 제어하기 위한 제1에어분사 제어수단(310)과, 상기 제2에어 분사 수단(220)을 제어하기 위한 제2에어 분사 제어수단(320)과, 상기 제3에어 분사 수단(230)을 제어하기 위한 제3에어분사 제어수단(330)으로 구성된다.The air injection control unit 300 controls the first air injection control means 310 and the second air injection means 220 for controlling the first air injection means 210 of the air injection unit 200. It consists of a second air injection control means 320 and a third air injection control means 330 for controlling the third air injection means 230.

이를 보다 더 상세히 설명하면, 제1, 제2 및 제3의 에어 분사 수단(210,220,230)은 각각 에어가 흐르는 에어 도관(SIL1-SIL3)과, 각 에어도관(SIL1-SIL3)내에 존재하는 에어의 흐름을 제어하는 노말 클로우즈 상태(normal close)의 전자 밸브(V1,V2,V3)와; 각 에어 도관(SIL1,SIL2,SIL3)내의 에어의 유량을 각각 체크하는 에어 센서(SA1,SA2,SA3)와; 각 에어 도관(SIL1,SIL2,SIL3)의 끝단에 위치하여 웨이퍼 스테이지(10)에 대향하여 에어를 분사하기 위한 에어 분사구(SP1,SP2,SP3)로 각각 구성된다.In more detail, the first, second and third air injection means 210, 220, and 230 each have an air conduit SIL1-SIL3 through which air flows, and a flow of air present in each air conduit SIL1-SIL3. A solenoid valve V1, V2, V3 in a normal close state for controlling the; Air sensors SA1, SA2, and SA3 for checking the flow rate of air in each of the air conduits SIL1, SIL2, and SIL3; Located at the end of each air conduit (SIL1, SIL2, SIL3) is composed of air injection port (SP1, SP2, SP3) for injecting air against the wafer stage 10, respectively.

또한, 제1, 제2 및 제3의 에어 분사 제어 수단(310,320,330)은 각각 외부로부터 입력되어지는 각 방향(Z,X,Y)의 좌표값을 제1입력으로 하고, 각 에어 공급수단(210-230)에 설치된 각 에어센서(SA1-SA3)로부터의 출력을 제2 입력으로하여 입력된 두 값을 비교하는 비교수단(COMP1,COMP2,COMP3)과; 상기 비교수단(COMP1,COMP2,COMP3)의 출력을 기초로 하여 에어 도관들(SIL1,SIL2,SIL3)에 각각 장착된 제1전자 밸브(V1,V2,V3)를 제어하는 제1에어 제어 수단(CN1,CN2,CN3)을 포함한다.In addition, the first, second and third air injection control means 310, 320, 330, respectively, the coordinate value of each direction (Z, X, Y) input from the outside as the first input, each air supply means 210 Comparison means (COMP1, COMP2, COMPP3) for comparing the two input values using the output from each of the air sensors SA1-SA3 provided at -230 as a second input; First air control means for controlling the first solenoid valves V1, V2, V3 mounted on the air conduits SIL1, SIL2, SIL3, respectively, based on the outputs of the comparison means COMP1, COMP2, COMP3. CN1, CN2, CN3).

또 제2 및 제3의 에어 분사 제어수단(320,330)은 상기 제2 및 제3의 비교수단(COMP2,COMP3)의 입력단에 외부로부터 입력되어지는 웨이퍼 스테이지의 목표 위치를 계산하여 X좌표값과 Y좌표값을 산출하는 수단(X_SOL, Y_SOL)을 더 포함한다.The second and third air injection control means 320 and 330 calculate the target position of the wafer stage which is input from the outside to the input terminals of the second and third comparison means COMP2 and COMP3, and calculates the X coordinate value and Y. Means for calculating the coordinate value further include X_SOL and Y_SOL.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 웨이퍼 이동 장치의 구동 방법을 설명하도록 한다.The driving method of the wafer transfer device according to the present invention having the above configuration will be described.

우선 웨이퍼 이동 장치를 초기화한 후, 웨이퍼 스테이지(10)에 대하여 소정의 프로세스를 실행시키기 위하여 Z축 방향으로 상승시키도록 한다. Z축 방향의 목표 위치 신호(S3)를 제3에어 분사 제어 수단(330)내의 제3비교기(COMP3)의 제1입력신호로 입력한다.Initially, the wafer transfer device is initialized and then raised in the Z-axis direction to execute a predetermined process for the wafer stage 10. The target position signal S3 in the Z-axis direction is input as the first input signal of the third comparator COMP3 in the third air injection control means 330.

또한, 제3에어 분사 수단(230)의 제3에어 센서(SA3)에서의 출력신호(A1)를 제2입력신호로 제1비교기(COMP1)에 입력한다.전자 밸브(V3)가 닫혀 있는 상태이므로, 제3비교기(COMP3)의 결과는 에어의 유량을 나타내는 제3에어센서(A3)의 제2입력신호(A)가 외부로부터의 제1입력신호(S3)보다 작게 된다.In addition, the output signal A1 of the third air sensor SA3 of the third air injection means 230 is input to the first comparator COMP1 as a second input signal. A state in which the solenoid valve V3 is closed. Therefore, the result of the third comparator COMP3 is that the second input signal A of the third air sensor A3 indicating the flow rate of air is smaller than the first input signal S3 from the outside.

이때, 제1에어 제어 수단(CN1)은 제1비교수단(COMP1)의 비교 결과신호를 입력으로 하여 제1전자 밸브(V1)를 온하여 에어가 제1에어 도관(SIL1) 내를 흐르게 한다. 계속하여, 제1비교기(COMP1)는 제1에어센서로(SA1)부터의 출력신호(A1)와 제1입력신호(S1)를 비교하면서, 제1입력신호(S1)와 제2의 입력신호(A1)가 동일해질 때까지 제1제어 수단(CN1)을 통해 제1전자 밸브(V1)를 제어하여 제1에어 도관(SIL1)내의 에어 유량을 증가시키도록 한다.At this time, the first air control means CN1 turns on the first solenoid valve V1 by inputting the comparison result signal of the first comparison means COMP1 so that air flows in the first air conduit SIL1. Subsequently, the first comparator COMP1 compares the output signal A1 from the first air sensor SA1 and the first input signal S1, and the first input signal S1 and the second input signal. The first electromagnetic valve V1 is controlled through the first control means CN1 to increase the air flow rate in the first air conduit SIL1 until A1 is the same.

따라서, 제1에어 도관(SIL1)의 끝단에 위치한 제1에어 분사구(SP1)로부터 에어가 분사되어 웨이퍼 스테이지(10)를 상승시키게 된다. 한편, 비교 결과가 같아지면, 제1제어 수단(CN1)은 제1전자 밸브(V1)를 닫아 제1에어 분사구(SP1)로부터의 에어분사를 중지시켜 웨이퍼 스테이지(10)의 상승을 중지시킨다.Therefore, air is injected from the first air injection hole SP1 positioned at the end of the first air conduit SIL1 to raise the wafer stage 10. On the other hand, if the comparison result is the same, the first control means CN1 closes the first solenoid valve V1 to stop the air injection from the first air injection port SP1 to stop the rise of the wafer stage 10.

이어서, X축 방향 및 Y축 방향으로 웨이퍼 스테이지(10)를 이동시키기 위하여, 제1 및 제2의 이동 목표 좌표값을 각각 X좌표값 산출 수단(X-SOL)과 Y 좌표값 산출 수단(Y_SOL)으로 입력하여, X 및 Y의 좌표값을 산출한다.Subsequently, in order to move the wafer stage 10 in the X-axis direction and the Y-axis direction, the X and S coordinate values calculation means (X-SOL) and the Y coordinate value calculation means (Y_SOL) are respectively used to move the first and second moving target coordinate values. ) To calculate the coordinate values of X and Y.

상기 X 좌표값 산출 수단(X-SOL)의 출력신호(S2)는 제2에어 분사 제어수단(320)내의 제2비교수단(COMP2)의 제1입력신호로입력된다. 또한, 제2에어 센서(SA2)의 출력신호(A2)가 상기 제2비교 수단(COMP2)의 제2입력신호로 입력되며, 상기 위치검출수단(100)내의 X 간섭계(110)의 출력신호(B)가 상기 제2비교수단(COMP2)의 제3입력신호(B)로 입력된다.The output signal S2 of the X coordinate value calculating means X-SOL is input as a first input signal of the second comparing means COMP2 in the second air injection control means 320. In addition, the output signal A2 of the second air sensor SA2 is input as the second input signal of the second comparing means COMP2, and the output signal of the X interferometer 110 in the position detecting means 100 B) is input to the third input signal B of the second comparing means COMP2.

제2비교수단(COMP2)이 입력신호들을 비교하여 세 입력신호가 같지 않을 때, 제2에어 제어 수단(CN2)은 제2전자 밸브(V2)를 온하여 에어가 제2 에어도관(SIL2)을 통해 분사구(SP2)로 분사되도록 한다.When the second comparing means COMP2 compares the input signals and the three input signals are not the same, the second air control means CN2 turns on the second solenoid valve V2 so that the air is supplied to the second air conduit SIL2. Through the injection hole (SP2) to be injected.

계속하여, 제2비교기(COMP2)는 상기 세 입력신호(A2,S2,C)를 비교하여 동일해질 때까지, 제2제어 수단(CN2)을 통해 제2전자 밸브(V2)를 제어하여 제2에어 도관(SIL2)내의 에어 유량을 증가시키도록 한다. 상기 세 입력신호(A2,S2, C)를 비교하여 동일해지면, 웨이퍼 스테이지(10)를 X축의 방향으로 이동시키게 되고, 이어서 X간섭계(110)의 출력신호(B) 값이 변화하게 된다.Subsequently, the second comparator COMP2 controls the second solenoid valve V2 through the second control means CN2 and compares the three input signals A2, S2, and C until the second comparator COMP2 is the same. Increase the air flow rate in the air conduit SIL2. When the three input signals A2, S2, and C are compared to be the same, the wafer stage 10 is moved in the direction of the X axis, and then the value of the output signal B of the X interferometer 110 is changed.

X간섭계(110)의 출력신호(B)를 제2에어센서(SA2)의 출력신호(A2)와 비교하여 동일하면, Z축 방향으로의 상승과 동일한 방법으로 웨이퍼 스테이지(10)의 X축 방향으로의 이동을 중지한다.If the output signal B of the X interferometer 110 is the same as that of the output signal A2 of the second air sensor SA2, the X-axis direction of the wafer stage 10 in the same manner as the rising in the Z-axis direction. Stop the move.

그러나, 두 신호(B, A2)가 동일하지 않으면, 계속하여 제2비교기(COMP2)는 상기 세 입력신호(A2,S2.C)를 비교하여 동일해질 때까지, 제2제어 수단(CN2)을 통해제2전자 밸브(V2)를 제어하여 제2에어 도관(SIL2)내의 에어 유량을 증가시키도록 하는 과정을 반복한다.However, if the two signals B and A2 are not the same, the second comparator COMP2 continuously compares the three input signals A2 and S2.C until the second control means CN2 is the same. The process of controlling the second solenoid valve V2 to increase the air flow rate in the second air conduit SIL2 is repeated.

X방향으로의 이동과 마찬가지로, 상기 Y 좌표값 산출 수단(Y-SOL)의 출력신호(S3)는 제3에어 분사 제어수단(330)내의 제3비교수단(COMP3)의 제1입력신호로 입력되고, 제3에어 센서(SA3)의 출력신호(A3)가 제3비교수단(COMP3)의 제2 입력신호로 입력되고, Y간섭계(110)의 출력신호(C)가 상기 제2비교수단(COMP2)의 제3입력신호(C)로 입력된다.Similar to the movement in the X direction, the output signal S3 of the Y coordinate value calculating means Y-SOL is input as the first input signal of the third comparing means COMP3 in the third air injection control means 330. The output signal A3 of the third air sensor SA3 is input as the second input signal of the third comparison means COMP3, and the output signal C of the Y interferometer 110 is input to the second comparison means ( It is input to the third input signal C of COMP2).

제2에어 분사 제어 수단(320)과 동일한 구조를 가지므로, 제2에어분사 제어수단(330)은 제2의 에어 분사 제어 수단(320)과 동일한 순서로 Y축 방향으로의 웨이퍼 스테이지(10)의 위치 제어가 행하여진다.Since the second air injection control means 320 has the same structure as the second air injection control means 320, the second air injection control means 330 is the wafer stage 10 in the Y-axis direction in the same order as the second air injection control means 320. The position control of is performed.

이와 같은 방법으로 웨이퍼 스테이지(10)를 이동시키며, 또한 일반적인 에어를 이용한 리프팅 방식에 대한 웨이퍼 스테이지가 도 2에 개시되어 있다.The wafer stage for moving the wafer stage 10 in this manner, and also for a lifting method using general air, is shown in FIG. 2.

도 2를 참조하면, 진공상태를 유지하여 흡착력을 생성하는 베이스 프레임(20)과, 상기 베이스 프레임(20)의 상부에 설치되어 에어를 분사하는 웨이퍼 스테이지(22)로 구성되어 있다. 베이스 프레임(20)에서는 -0.6bar정도의 진공상태가 유지되고, 웨이퍼 스테이지(20)에서는 3.5bar정도의 에어가 분사되면 진공의 힘과 에어의 힘의 균형이 이루어져 웨이퍼 스테이지(22)가 베이스 프레임(20)으로부터 11μm정도 리프팅된다. 즉, 상기 웨이퍼 스테이지(22)로부터 분사되는 에어젯링과 상기 베이스 프레임(20)으로부터 진공상태가 유지될 때 버큠링을 흡착하는 힘에 의해 웨이퍼 스테이지(22)가 리프팅된다.Referring to FIG. 2, the base frame 20 maintains a vacuum to generate suction power, and a wafer stage 22 disposed above the base frame 20 to inject air. In the base frame 20, a vacuum of about -0.6 bar is maintained, and when the air of about 3.5 bar is injected in the wafer stage 20, the force of the vacuum and the force of the air are balanced so that the wafer stage 22 is the base frame. It lifts by about 11 micrometers from (20). That is, the wafer stage 22 is lifted by the air jet ring sprayed from the wafer stage 22 and the force of attracting the ring ring when the vacuum state is maintained from the base frame 20.

상기와 같은 종래의 에어 리프팅방식은 버큠과 에어의 변화에 의해 웨이퍼 스테이지(22)와 베이스 프레임(20) 간의 리프팅거리를 도 3과 같이 일정하게 유지할 수 없게 되어 노광 시 불량이 발생하는 문제가 있었다.In the conventional air lifting method as described above, the lifting distance between the wafer stage 22 and the base frame 20 cannot be kept constant as shown in FIG. .

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 반도체 제조용 노광설비의 웨이퍼 스테이지를 전자석에 의해 리트팅하여 항상 일정한 리프팅거리를 유지하여 노광 시 웨이퍼 불량 발생을 방지할 수 있는 반도체 노광설비의 웨이퍼 리프팅장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to lift the wafer stage of the exposure equipment for semiconductor manufacturing by electromagnets to solve the above problems and to maintain a constant lifting distance at all times to prevent wafer defects during exposure. A lifting device and method are provided.

도 1은 종래의 웨이퍼 스테이지 이동장치의 구성도1 is a block diagram of a conventional wafer stage moving device

도 2는 일반적인 에어를 이용한 리프팅 방식에 대한 웨이퍼 스테이지의 구성도2 is a configuration diagram of a wafer stage for a lifting method using general air

도 3은 종래의 에어를 이용한 웨이퍼 스테이지 리프팅 높이 변화상태도Figure 3 is a state diagram of the wafer stage lifting height change using conventional air

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 제조용 노광설비의 웨이퍼 리프팅장치의 구성도4 is a block diagram of a wafer lifting apparatus of an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 3의 웨이퍼 스테이지의 저면도5 is a bottom view of the wafer stage of FIG. 3 in accordance with an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자석에 의한 웨이퍼 스테이지 리프팅 높이 변화상태도6 is a state change in wafer stage lifting height by an electromagnet according to an embodiment of the present invention;

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

20, 104: 베이스 프레임 22, 106: 웨이퍼 스테이지20, 104: base frame 22, 106: wafer stage

100: 제어기 102: 전자석 구동부100: controller 102: electromagnet drive unit

110: 제1링 112: 제2링110: first ring 112: second ring

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 노광설비의 웨이퍼 리프팅장치는, N타입 전자석으로 이루어진 제1링과 S타입 전자석으로 이루어져 상기 제1링의 내부 중앙에 설치된 제2링을 구비하여 웨이퍼를 안착시키기 위한 웨이퍼 스테이지와, N타입 전자석으로 이루어져 있으며, 상기 웨이퍼 스테이지의 하부에 설치되는 베이스 프레임과, 노광 공정 시 웨이퍼 스테이지를 리프팅하기 위한 전자석 제어신호를 출력하는 제어기와, 상기 제어기로부터 출력되는 전자석 제어신호를 받아 상기 베이스 프레임의 N타입 전자석과 상기 웨이퍼 스테이지의 상기 제1 및 제2 링으로 전류가 인가되도록 제어하는 전자석 구동부를 포함함을 특징으로 한다.The wafer lifting apparatus of the semiconductor exposure apparatus of the present invention for achieving the above object, the first ring made of an N-type electromagnet and the second ring formed of an S-type electromagnet in the inner center of the first ring seating the wafer And a base frame installed at a lower portion of the wafer stage, a controller for outputting an electromagnet control signal for lifting the wafer stage during an exposure process, and an electromagnet control output from the controller. And an electromagnet driver for controlling a current to be applied to the N-type electromagnet of the base frame and the first and second rings of the wafer stage by receiving a signal.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 노광설비의 웨이퍼 리프팅방법은, 웨이퍼 스테이지에 형성된 제1링의 N타입 전자석과 상기 베이스 프레임의 N타입 전자석간의 반발력과 상기 웨이퍼 스테이지에 형성된 제2링의 S타입 전자석과 상기 베이스 프레임의 N타입 전자석간의 끌어당기는 힘이 서로 균형을 이루어 항상 일정한 높이로 리프팅함을 특징으로 한다.The wafer lifting method of the semiconductor exposure apparatus of the present invention for achieving the above object, the repulsive force between the N-type electromagnet of the first ring formed on the wafer stage and the N-type electromagnet of the base frame and the second ring formed on the wafer stage The pulling force between the S-type electromagnet and the N-type electromagnet of the base frame is balanced to each other and is always lifted to a constant height.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 제조용 노광설비의 웨이퍼 리프팅장치의 구성도이고,4 is a block diagram of a wafer lifting apparatus of an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor according to an embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 3의 웨이퍼 스테이지의 저면도이다.5 is a bottom view of the wafer stage of FIG. 3 in accordance with an embodiment of the present invention.

하부에 N타입 전자석으로 이루어진 제1링(110)과 S타입 전자석으로 이루어져 상기 제1링(110)의 내부 중앙에 설치된 제2링을 구비하여 웨이퍼를 안착시키기 위한 웨이퍼 스테이지(106)와, N타입 전자석으로 이루어져 있으며, 상기 웨이퍼 스테이지(106)의 하부에 설치되는 베이스 프레임(104)과, 노광 공정 시 웨이퍼 스테이지(106)를 리프팅하기 위한 전자석 제어신호를 출력하는 제어기(102)와, 상기 제어기(102)로부터 출력되는 전자석 제어신호를 받아 상기 베이스 프레임(104)의 N타입 전자석과 상기 웨이퍼 스테이지(106)의 제1 및 제2 링(110, 112)으로 전류가 인가되도록 제어하는 전자석 구동부(102)로 구성되어 있다.A wafer stage 106 for seating a wafer having a first ring 110 formed of an N-type electromagnet and a second ring formed of an S-type electromagnet in the inner center of the first ring 110; A controller 102 which is composed of a type electromagnet, and which outputs an electromagnet control signal for lifting the wafer stage 106 during the exposure process, the base frame 104 installed below the wafer stage 106, and the controller. Electromagnet driver for controlling the electric current is applied to the N-type electromagnet of the base frame 104 and the first and second rings (110, 112) of the wafer stage 106 by receiving the electromagnet control signal output from the (102) 102).

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 노광 공정 시 전자석을 이용한 웨이퍼 스테이지의 리프팅 높이 측정상태도이다.6 is a state diagram of a lifting height of a wafer stage using an electromagnet during an exposure process according to an exemplary embodiment of the present invention.

상술한 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예의 동작을 상세히 설명한다.4 to 6 will be described in detail the operation of the preferred embodiment of the present invention.

노광 공정이 진행되면 제어기(102)는 웨이퍼 스테이지(106)를 리프팅하기 위한 전자석 제어신호를 출력한다. 전자석 구동부(102)는 상기 제어기(102)로부터 출력되는 전자석 제어신호를 받아 상기 베이스 프레임(104)의 N타입 전자석과 상기 웨이퍼 스테이지(106)의 제1 및 제2 링(110, 112)으로 전류가 인가되도록 제어한다. 상기 베이스 프레임(104)은 N타입 전자석으로 전류가 인가되면 N타입 전자석으로 동작한다. 그리고 웨이퍼 스테이지(106)의 저면에는 N타입 전자석으로 이루어진 제1링(110)과 S타입 전자석으로 이루어져 상기 제1링(110)의 내부 중앙에 설치된 제2링을 구비하고 있다. 따라서 전자석 구동부(102)에서 제1 및 제2 링(110, 112)으로 전류를 인가하게 되면 제1 링(110)은 N타입 전자석으로 동작하고, 제2링(112)은 S타입 전자석으로 동작한다. 이로 인해 제1링(110)과 베이스 프레임(104) 간에는 N타입 전자석으로 구성되어 있으므로, 반발력에 의해 서로 밀어내게 되고, 제2링(112)과 베이스 프레임(104) 간에는 S타입 전자석과 N타입 전자석이 형성되어 서로 끌어당기게 된다.When the exposure process proceeds, the controller 102 outputs an electromagnet control signal for lifting the wafer stage 106. The electromagnet driver 102 receives an electromagnet control signal output from the controller 102 and supplies current to the N-type electromagnet of the base frame 104 and the first and second rings 110 and 112 of the wafer stage 106. To be applied. The base frame 104 operates as an N-type electromagnet when a current is applied to the N-type electromagnet. The bottom surface of the wafer stage 106 is provided with a first ring 110 made of an N-type electromagnet and a second ring made of an S-type electromagnet, which is provided at the inner center of the first ring 110. Therefore, when electric current is applied to the first and second rings 110 and 112 from the electromagnet driver 102, the first ring 110 operates as an N-type electromagnet, and the second ring 112 operates as an S-type electromagnet. do. As a result, since the first ring 110 and the base frame 104 are composed of N-type electromagnets, the first ring 110 and the base frame 104 are pushed out by the repulsive force. Electromagnets are formed and attracted to each other.

따라서 제1링(110)과 베이스 프레임(104) 간의 반발력과 제2링(112)과 베이스 프레임(104) 간의 끌어당기는 힘이 서로 균형을 이루게 되어 상기 웨이퍼 스테이지(106)가 베이스 프레임(104) 위에 일정 높이로 리프팅 된다.Therefore, the repulsive force between the first ring 110 and the base frame 104 and the pulling force between the second ring 112 and the base frame 104 are balanced with each other, so that the wafer stage 106 is connected to the base frame 104. It is lifted to a certain height above.

이와 같이 제1 링(110)은 N타입 전자석으로 동작하고, 제2링(112)은 S타입 전자석으로 동작하며, 베이스 프레임(104)은 N타입 전자석으로 동작하도록 하여 웨이퍼 스테이지(106)와 베이스 프레임(104)간의 서로 끌어당기는 힘과 반발하는 힘의 균형에 의해 도 6과 같이 웨이퍼 스테이지(106)가 항상 일정한 높이로 리프팅되어 노광 공정 시 웨이퍼 불량발생을 방지할 수 있다.As such, the first ring 110 operates as an N-type electromagnet, the second ring 112 operates as an S-type electromagnet, and the base frame 104 operates as an N-type electromagnet so that the wafer stage 106 and the base are operated. Due to the balance between the pulling force between the frames 104 and the repulsive force, the wafer stage 106 is always lifted to a constant height as shown in FIG. 6 to prevent wafer defects during the exposure process.

상술한 바와 같이 본 발명은 반도체 제조용 노광설비의 노광 공정 시 웨이퍼 스테이지와 베이스 프레임간에 전자석을 형성하여 베이스 프레임 상에 웨이퍼 스테이지를 항상 일정한 높이로 리프팅하여 웨이퍼 불량발생을 방지할 수 있는 이점이 있다.As described above, the present invention has an advantage of preventing the occurrence of wafer defects by forming an electromagnet between the wafer stage and the base frame during the exposure process of the exposure apparatus for manufacturing a semiconductor and always lifting the wafer stage on the base frame at a constant height.

Claims

A wafer stage comprising a first ring made of an N-type electromagnet and an S-type electromagnet, and having a second ring installed in the inner center of the first ring to seat the wafer;

A base frame formed of an N-type electromagnet and installed at a lower portion of the wafer stage,

A controller for outputting an electromagnet control signal for lifting the wafer stage during the exposure process;

And an electromagnet driving unit configured to receive an electromagnet control signal output from the controller and control an electric current to be applied to the N-type electromagnet of the base frame and the first and second rings of the wafer stage. Lifting device.

The method of claim 1, wherein the wafer stage,

Repulsive force between the N-type electromagnet of the first ring and the N-type electromagnet of the base frame and the pulling force between the S-type electromagnet of the second ring and the N-type electromagnet of the base frame are always lifted to a constant height Wafer lifting apparatus of a semiconductor exposure equipment, characterized in that.

A first stage consisting of an N-type electromagnet and an S-type electromagnet having a second ring installed in the inner center of the first ring, and a wafer stage for seating the wafer, and an N-type electromagnet, the lower part of the wafer stage A controller configured to output an electromagnet control signal for lifting the wafer stage during the exposure process, an electromagnet control signal output from the controller, an N-type electromagnet of the base frame and the first stage of the wafer stage; And an electromagnet driver for controlling a current to be applied to the second ring.

Repulsive force between the N-type electromagnet of the first ring and the N-type electromagnet of the base frame and the pulling force between the S-type electromagnet of the second ring and the N-type electromagnet of the base frame are always lifted to a constant height Wafer lifting method of a semiconductor exposure equipment, characterized in that.

The method of claim 3,

And a lifting height of the wafer stage is 11 μm from the base frame.