KR200407541Y1 - 노광장비의 파티클 제거장치 - Google Patents

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Abstract

웨이퍼 배면의 국지적 초점불량(Defocus)과 노광척의 오염을 억제할 수 있는 노광장비의 파티클 제거장치가 개시된다. 본 고안에 따른 파티클 제거장치는 이송부1, 이송부2, 정렬부 및 노광부로 이루어지는 노광장치의 이송부2에 형성된다. 이러한 파티클 제거장치는 노즐부와, 에어공급부로 이루어지며, 에어공급부는 에어발생부, 이온발생부, 믹싱부로 이루어진다. 먼저, 노즐부는 파티클을 효과적으로 제거하기 위하여 이송부2의 하부에 장착된다. 웨이퍼와의 최단거리에 위치한 노즐부는 파티클 제거효과를 높이기 위하여 회전을 시켜준다. 이를 위하여 이송부2의 하부에는 노즐바아를 선택적으로 회전시켜주는 회전링이 형성되고, 회전링의 외주면상에는 웨이퍼의 배면으로 에어를 분사하는 복수개의 노즐바아가 원형배열로 형성되고, 회전링의 어느 일측면상에는 회전링을 회전시켜주는 구동모터가 장착된다. 그리고 에어공급부는 노즐부로 에어를 공급하기 위한 것으로 에어를 발생시키는 콤프레셔와 이온을 발생시키는 이온발생부와 에어와 이온을 혼합하기 위한 믹싱룸과 메인콘트롤러와 노즐바아에 연결되는 공급라인으로 이루어진다. 여기에서 메인콘트롤러는 진공감지센서, 공압벨브, 레귤레이터, 타이머, PLC로 구성된다.

Description

노광장비의 파티클 제거장치{Particle cleaner}
도 1은 노광장치를 설명하기 위한 공정도이고,
도 2는 도 1의 이송부를 도시한 사시도이고,
도 3은 본 고안에 따른 파티클 제거장치의 노즐부를 나타낸 사시도이며,
도 4는 본 고안에 따른 파티클 제거장치의 에어공급부를 나타낸 공정도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 노광장치 10 : 공급용 웨이퍼
20 : 이송부 30 : 로드
40 : 정렬부 50 : SEND HAND ARM
60 : 노광부 70 : 언로드
80 : 이송부1 90 : 수납용 웨이퍼
210 : 노즐부 212 : 회전링
213 : 기어 214 : 노즐바아
215 : 분사구 216 : 구동모터
217 : 피니언기어 220 : 에어공급부
221 : 에어콤프레셔 223 : 이온발생기
225 : 믹싱룸 226 : 메인콘트롤러
227 : 공급라인
본 고안은 노광장비의 파티클 제거장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼가 반도체 제조장비인 트랙장비에서 ASML 노광장비로 전달하기 위한 공정에 적용하여 웨이퍼 배면의 파티클을 제거하여 이후에 진행될 공정에서 웨이퍼 배면의 국지적 초점불량(Defocus)과 노광척의 오염을 억제할 수 있는 ASML 노광장비의 파티클 제거장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자(semiconductor device)는 웨이퍼(wafer)상에 원하는 복수의 막질을 입체적으로 적층하여 형성하게 된다. 이때, 웨이퍼상에 원하는 형상의 막질을 형성하거나, 웨이퍼상에 형성된 막질을 선택적으로 제거하기 위한 마스크(mask)를 웨이퍼상에 형성하게 되는데, 통상적으로 포토레지스트(photoresist)를 이용한 포토마스크(photo mask)를 주로 사용하며, 이와 같은 포토마스크를 형성하고 제거하는 공정을 사진공정(lithography step)이라 한다.
통상적인 포토레지스트를 이용한 사진공정은 포토레지스트를 웨이퍼상에 도포하는 코팅공정(coating step)으로부터 시작하여, 노광(exposing), 현상(developing), 경화(curing) 및 에싱공정(ashing step)순으로 진행된다.
이때, 노광장치는 레티클(reticle)상에 크롬(Cr)으로 새겨진 반도체회로를 빛을 이용하여 포토마스크가 형성된 웨이퍼위에 감광시키는 공정을 진행한다.
노광장치는 도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이 공급용 웨이퍼(10) 및 수납용 웨이퍼(90)와, 이송부1(80) 및 이송부2(20)와, 정렬부(40)와, 노광부(60)를 포함하며, 정렬부(40) 및 노광부(60)와 이송부1(80) 및 이송부2(20)사이에서 웨이퍼(12)를 이송하는 로드(30), 언로드(70) 및 샌드핸드암(SEND HAND ARM, 50)을 더 포함한다. 한편, 각 구성요소들 사이에 표시된 화살표는 웨이퍼(12)가 이동하는 방향을 가리킨다.
이송부1(80) 및 이송부2(20)는 공급용 웨이퍼(10)에 수납된 웨이퍼(12)를 정렬부(40)쪽으로 이송하거나, 또는 노광공정이 완료된 웨이퍼(12)를 수납용 웨이퍼(90)로 이송하는 이송수단이다.
정렬부(40)는 웨이퍼(12)를 노광부(60)로 이송하기 전에 웨이퍼(12)를 정렬하는 부분으로, 웨이퍼(12)가 정렬척(prealignment chuck)에 탑재된 상태에서 마크센서(mark sensor) 또는 에지센서(edge sensor)를 이용하여 전자는 웨이퍼(12) 윗면에 새겨진 정렬마크(prealignment mark)를 사용하고 후자는 웨이퍼(12)의 프랫존(flatzone)을 찾아 웨이퍼(12)를 정렬하게 된다.
노광부(60)는 정렬공정이 완료된 웨이퍼(12)에 대한 노광공정이 이루어지는 부분이다. 이때, 샌드핸드암(50)은 정렬공정이 완료된 웨이퍼(12)를 노광부(60)로 이송하고, 동시에 로드(30)가 이송부2(20)의 웨이퍼(12)를 정렬부(40)로 이송하고 노광부(60)의 웨이퍼(12)를 언로드(70)가 이송부1(80)로 이송한다.
그리고 이송부1(80)로 이송된 웨이퍼(12)는 수납용 웨이퍼(90)에 수납된다.
한편, 노광을 위해 노광부(60)의 노광척에 탑재된 웨이퍼(12)는 일정한 평탄 도(flatness)와 레벨(level)을 유지해야 하는데, 이유는 초점을 정확히 맞추기 위해서이다.
하지만, 정렬공정전에 진행된 다른 반도체 제조공정을 통과한 웨이퍼의 배면에는 다양한 종류의 파티클들(particles)이 묻은 채로 도달하게 된다. 이때 노광을 위해서 노광부의 노광척 상부에 탑재된 오염된 웨이퍼가 빠져나갈 때 웨이퍼 배면의 파티클은 그대로 노광척 위에 남아 그 다음 웨이퍼의 레벨에 영향을 미치게 되, 국지적 초점불량(local defocus)현상을 발생시킬 수 있다. 국지적 초점불량은 최적의 초점거리가 이루어지지 않은 상태에서 노광이 이루어질 경우에 발생하게 된다. 국지적 초점불량이 야기된 부분의 반도체칩은 반도체로서 제구실을 할 수 없게 된다.
현재는 국지적 초점불량의 발생을 확인하는 방법은, 현상공정까지 마친후에 진행되는 정밀검사(inspection)단계에서 확인하여, 그 정보를 노광공정으로 피드백(feedback)하면 작업자가 진공 세정기(vacuum cleaner)로 노광척을 세정하고 있는 실정이다. 통상적인 세정 후 몇장의 웨이퍼에 대한 노광공정이 진행된 이후에 국지적 초점불량이 재발되는지는 샘플을 확인 후 공정을 진행하고 있는 실정이다. 하지만, 샘플링으로 국지적 초점불량의 발생을 원천적으로 억제할 수는 없는 것이다.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 공급용 웨이퍼에서 정렬부로 웨이퍼가 이송되기 전에 웨이퍼 배면에 묻어있는 파티클을 제거할 수 있도록 하는 노광장비의 파티클 제거장치를 제공하는데 있 다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 고안은,
이송부1, 이송부2, 정렬부, 노광부로 이루어지는 노광장치에 있어서,
이송부2의 지주에 노즐바아가 장착되며, 노즐바아를 회전시켜주기 위해 노즐바아를 선택적으로 회전시켜주는 회전링이 형성되고, 회전링의 어느 일측면상에는 회전링을 회전시켜주는 구동모터가 장착되며, 노즐바아는 에어와 이온이 발생되는 에어공급부와 연결되어 이송부2에 올려진 웨이퍼의 배면에 선택적으로 이온에어를 분사해주는 것을 특징으로 하는 노광장비의 파티클 제거장치를 제공한다.
이때, 각각의 노즐바아에는 에어공급부의 공급라인과 연통되는 분사구가 전구간에 걸쳐 형성되며, 분사구는 노즐바아의 일단부에서부터 연장부까지 90° ~ 60°의 범위내에서 점점 낮아지게 형성되는 것이 바람직할 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 노광장비의 파티클 제거장치에 대해 설명한다.
도 3은 본 고안에 따른 파티클 제거장치의 노즐부를 나타낸 사시도이며, 그리고 도 4는 본 고안에 따른 파티클 제거장치의 에어공급부를 나타낸 공정도이다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 본 고안에 따른 노광장비의 파티클 제거장치는 이송부2(20)의 이송척(22)에 탑재되는 웨이퍼(12)의 배면에 유착된 파티클을 제거하는 장치이다.
본 고안에서 파티클 제거장치를 이송부2(20)에 설치하는 이유는, 먼저, 이송 부2(20)를 경유하여 정렬부(40), 노광부(60)로 웨이퍼(12)가 이송되기 때문에, 국지적 초점불량을 억제하기 위해서는 노광부(60)로 가기전인 이송부2(20)에서 파티클 제거 공정을 진행하는 것이 바람직하기 때문이다. 그리고 이송부2(20)의 위에 탑재된 웨이퍼(12)는 정렬부(40)로 이송되기 전 약 4 ~ 6초 동안 머무르게 된다. 이 시간대를 이용하여 웨이퍼(12)의 배면에 유착되어 있는 파티클을 제거하는 것이 기존의 노광공정의 흐름에 영향을 주지 않기 때문이다.
이러한 파티클 제거장치는 이송부2(20)의 이송척(22)에 탑재되는 웨이퍼(12)의 배면으로 에어를 불어주는 노즐부(210)와, 노즐부(210)로 에어를 공급해주는 에어공급부(220)로 이루어진다. 그리고 이송척(22)에는 웨이퍼(12)가 올려진 후, 이탈되는 것을 방지하기 위해 웨이퍼(12)를 흡입하는 진공부가 형성된다. 바람직하게는 이송척(22)은 지주(21)의 상단부에 세 개 이상이 형성되며, 진공부는 각각의 이송척(22)에 형성된다.
노즐부(210)는 회전링(212)과, 구동모터(216)와, 노즐바아(214)로 이루어진다.
회전링(212)은 이송부2(20)의 지주(21)에 형성되는데, 이러한 회전링(212)은 이송척(32)에 인접하게 형성되며, 지주(31)에 대해 자유회전되는 구조를 갖는다. 그리고 회전링(212)의 내부에는 지주(31)와의 마찰력을 최소화하기 위해 베어링(도시되지 않음)이 장착되는 것이 바람직할 것이다. 또한, 회전링(212)의 하부측 외주면상에는 기어(213)가 형성된다. 이렇게 형성된 회전링(212)에는 회전링(212)이 제어에 의해 일정하게 회전하도록 구동모터(216)가 연결되고, 노즐바아(214)가 부착 된다.
구동모터(216)는 DC전원을 인가받아 회전되는데, 회전링(212)이 지정된 시간 안에 일정한 각도만큼 회전하도록 한다. 즉, 구동모터(216)에는 피니언기어(217)가 장착되어 피니언기어(217)와 회전링(212)에 형성된 기어(213)가 맞물려 120ㅀ만큼 회전링(212)을 선회시켜준다.
노즐바아(214)는 세 개로 구성되며, 각각의 일단이 회전링(212)의 외주면상에 등간격(120ㅀ)으로 고정된다. 즉, 노즐바아(214)는 회전링(212)에 형성된 기어(213)와 간섭되지 않도록 상부측에 고정된다. 이러한 노즐바아(214)는 회전링(212)측에 고정된 일단부에서부터 타단부까지 중공된 형상을 가지며, 타단부에서는 중공부가 밀폐되는 형상을 갖는다. 그리고 노즐바아(214)의 상부면상에는 전구간에 걸쳐 복수개의 분사구(215)가 형성된다. 여기에서 분사구(215)는 연장부측으로 갈수록 분사각도가 낮아지게 형성된다. 다시 말해, 노즐바아(214)의 일단에서부터 연장부까지의 분사각도는 수평방향을 기준으로 90° ~ 60°의 범위내에서 점차 낮아지게 형성되는 것이다.
한편, 에어공급부(220)는 에어발생부와, 이온발생부와, 믹싱부로 이루어진다. 이러한 에어공급부(220)는 각 노즐바아(214)의 일단과 연결되어 에어를 공급해주는 것이다. 먼저, 에어발생부는 에어콤프레셔(221)와 에어필터(222)를 포함하며, 이온발생부는 이온발생기(223)와 이온콘트롤러(224)를 포함한다. 그리고 믹싱부는 에어발생부 및 이온발생부에서 생성된 에어 및 이온을 믹싱룸(225)에서 혼합하여 메인콘트롤러(226)의 제어에 의해 공급라인(227)을 통해 노즐바아(214)로 전달되는 것이다.
이처럼 에어에 이온을 혼합하는 이유는 웨이퍼 배면에 유착되어 있는 파티클은 정전기 성격의 전기적 극성을 갖고 있기 때문에 전기적 극성을 중성화시키는 이온과 중성화된 파티클을 제거할 수 있도록 에어를 혼합하여 웨이퍼 배면에 분사하는 것이다. 여기에서, 메인콘트롤러는 공압벨브와, 레귤레이터와, 타이머와, 진공감지센서로 이루어진다. 즉, 진공감지센서에서 진공이 감지되면, 공압벨브가 오픈되면서 이온이 믹싱된 에어가 공급되는데, 공급되는 시점과 끝나는 시점을 타이머가 제어하여 일정한 시간동안만 공급되게 하는 것이다.
한편, 이온이 믹싱된 에어는 노즐바아(214)를 통해 분사되지만 또는, 지주(21)의 상부면상에 여러 개의 분사구(23)를 형성하여 이송척(22)의 상부에 안착된 웨이퍼(12)의 중앙부를 청소해 주기도 한다.
하기에는 전술한 바와 같이 형성된 노광장비의 파티클 제거장치의 사용상태를 간략하게 설명한다.
웨이퍼(12)가 이송부2(20)에 올려지면 약 4 ~ 6초동안 대기하는 것으로 예상되는바, 이러한 상태를 이송부2(20)에 위치한 진공감지센서가 감지하여 레귤레이터 및 타이머를 작동시키면서 노즐바아(214)로 이온 에어가 분사되도록 한다. 이와 동시에 구동모터(216)가 회전되며 노즐바아(214)로 에어가 공급되는 동안에 피니언기어(217)와 기어(213)가 맞물린 회전링(212)을 120ㅀ만큼 선회시켜 실질적으로 웨이퍼(12)의 배면 전구간을 노즐바아(214)가 청소해주게 된다.
전술한 바와 같이 본 고안에 따른 파티클 제거장치는 노광공정이 이루어지는 중간에 웨이퍼의 배면에 유착된 파티클을 제거할 수 있어 웨이퍼 배면의 국지적 초점불량과 노광척의 오염을 억제할 수 있는 것이다.
또한, 본 고안에서는 파티클을 제거하기 위한 에어에 이온을 혼합하여 전기적 극성을 갖고 있는 파티클을 효과적으로 제거할 수 있는 장점이 있다.
상기에서는 본 고안의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 실용신안등록청구범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (3)

  1. 이송부1(80), 이송부2(20), 정렬부(40), 노광부(60)로 이루어지는 노광장치(100)에 있어서,
    상기 이송부2(20)의 지주(21)에 노즐바아(214)가 장착되며, 상기 노즐바아(214)를 회전시켜주기 위해 상기 노즐바아(214)를 선택적으로 회전시켜주는 회전링(212)이 형성되고, 상기 회전링(212)의 어느 일측면상에는 상기 회전링(212)를 회전시켜주는 구동모터(216)가 장착되며, 상기 노즐바아(214)는 에어와 이온이 발생되는 에어공급부(220)와 연결되어 상기 이송부2(20)에 올려진 웨이퍼(12)의 배면에 선택적으로 이온에어를 분사해주는 것을 특징으로 하는 노광장비의 파티클 제거장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 각각의 노즐바아(214)에는 상기 에어공급부(220)의 공급라인(227)과 연통되는 분사구(215)가 전구간에 걸쳐 형성되며, 상기 분사구(215)는 상기 노즐바아(214)의 일단부에서부터 연장부까지 90° ~ 60°의 범위내에서 점점 낮아지게 형성되는 것을 특징으로 하는 노광장비의 파티클 제거장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 에어공급부(220)에는 상기 에어와 상기 이온을 혼합해주는 믹싱룸(225)이 구비되는 것을 특징으로 하는 노광장비의 파티클 제거장치.
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