KR20060086145A - Magnetic levitation chuck and using method the same - Google Patents
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Abstract
노광 공정에서 웨이퍼의 초점 불일치 현상을 방지하는 자기부상척 및 그 이용 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 자기부상척은 바디, 바디의 내측벽에 위치하고, 웨이퍼를 지지하며, 전자석을 포함하는 지지블럭 및 바디의 하부에 위치하며 전자석과 대응하여 웨이퍼를 부상시키는 초전도체 플레이트를 포함한다.Provided are a magnetic levitation chuck and a method of using the same to prevent a focus mismatch of a wafer in an exposure process. The magnetic levitation chuck according to the present invention includes a body, a support block including an electromagnet, a support block including an electromagnet, and a superconductor plate floating on a wafer corresponding to the electromagnet.
자기부상, 초전도, 초점 불일치Maglev, Superconductivity, Focus Mismatch
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상척의 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view of a magnetic levitation chuck according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1을 Ⅰ-Ⅰ′에 따라 절개한 단면도이다. 2 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 1.
도 3은 자기부상척을 이용해 웨이퍼를 부상시킨 단면도이다. 3 is a cross-sectional view of floating a wafer using a magnetic levitation chuck.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상척의 이용 방법의 개략도이다.4 is a schematic diagram of a method of using a magnetic levitation chuck according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>
110 : 바디 120 : 초전도체 플레이트110: body 120: superconductor plate
125 : 지지핀 130 : 지지블럭125: support pin 130: support block
131 : 전자석 132 : 센서131: electromagnet 132: sensor
133 : 지지블럭 아암 140 : 제어부 133: support block arm 140: control unit
본 발명은 자기부상척 및 그 이용 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 노광 공정에서 웨이퍼의 초점 불일치 현상을 방지하는 자기부상척 및 그 이용 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic levitation chuck and a method of using the same, and more particularly, to a magnetic levitation chuck and a method of using the same to prevent a mismatch of a wafer in an exposure process.
최근, 반도체 소자의 제조 기술은 소비자의 다양한 욕구를 충족시키기 위해 집적도, 신뢰도, 응답 속도 등을 향상시키는 방향으로 발전하고 있다. Recently, the manufacturing technology of semiconductor devices has been developed to improve the degree of integration, reliability, response speed, etc. in order to meet various needs of consumers.
일반적으로, 반도체 소자는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘 웨이퍼 상에 소정의 막을 형성하고, 상기 막을 전기적 특성을 갖는 패턴으로 형성하여 제조한다. Generally, a semiconductor device is manufactured by forming a predetermined film on a silicon wafer used as a semiconductor substrate, and forming the film in a pattern having electrical characteristics.
웨이퍼 상의 패턴은 막 형성, 포토 공정, 식각 공정, 이온 주입, 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing ; CMP) 등과 같은 단위 공정들의 순차적 또는 반복적인 수행에 의해 형성된다. 이러한 단위 공정들 중에서 포토 공정은 웨이퍼 상에 포토레지스트를 도포하고 이를 경화시키는 공정과 웨이퍼 상에 형성된 포토레지스트를 원하는 포토레지스트 패턴으로 형성하기 위한 노광 공정 및 현상 공정을 포함한다.The pattern on the wafer is formed by sequential or repetitive performance of unit processes such as film formation, photo process, etching process, ion implantation, chemical mechanical polishing (CMP), and the like. Among these unit processes, a photo process includes a process of applying and curing the photoresist on a wafer and an exposure process and a developing process for forming a photoresist formed on the wafer into a desired photoresist pattern.
노광 공정은 웨이퍼 상에 마스크의 상이 옮겨질 수 있도록 포토레지스트 가 형성된 웨이퍼를 스테이지 상에 정렬시킨 후, 웨이퍼를 자외선에 노출시키는 공정이다. 즉, 노광 공정은 웨이퍼 얼라인(align) 공정 및 자외선 조사 공정으로 이루어진다.The exposure process is a process of aligning a wafer on which a photoresist is formed on a stage so that an image of a mask can be transferred onto the wafer, and then exposing the wafer to ultraviolet rays. That is, the exposure process includes a wafer alignment process and an ultraviolet irradiation process.
이러한 노광 공정은 웨이퍼 상에 조사되는 패턴의 초점 일치가 잘 이루어져야 정확한 패턴이 형성될 수 있다. This exposure process requires a good focus matching of the pattern irradiated on the wafer so that an accurate pattern can be formed.
종래에는 노광 공정에서 웨이퍼를 지지하기 위한 방법으로 진공척을 많이 사용해 왔으나, 웨이퍼 후면에 작용하는 진공압의 불균일, 진공 라인의 진동 등으로 인해 웨이퍼의 평탄도에 많은 문제가 발생하고 있다. Conventionally, many vacuum chucks have been used as a method for supporting a wafer in the exposure process, but a lot of problems are caused in the flatness of the wafer due to the unevenness of the vacuum pressure and vibration of the vacuum line acting on the back surface of the wafer.
즉, 웨이퍼의 평탄도가 유지되지 않아, 노광 공정 시 패턴의 초점 불일치(defocusing) 현상이 발생하여 제조 효율을 저하시키게 된다.That is, since the flatness of the wafer is not maintained, defocusing of the pattern occurs during the exposure process, thereby lowering the manufacturing efficiency.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 노광 공정에서 웨이퍼의 초점 불일치 현상을 방지하는 자기부상척을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a magnetic levitation chuck that prevents misalignment of a wafer in an exposure process.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기와 같은 자기부상척의 이용 방법을 제공하는 것이다.In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method of using the magnetic levitation chuck as described above.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 자기부상척은 바디, 바디의 내측벽에 위치하고, 웨이퍼를 지지하며, 전자석을 포함하는 지지블럭 및 바디의 하부에 위치하며 전자석과 대응하여 웨이퍼를 부상시키는 초전도체 플레이트를 포함한다.Magnetic levitation chuck of the present invention for achieving the above technical problem is located on the body, the inner wall of the body, to support the wafer, and the support block including the electromagnet and the lower portion of the body to float the wafer corresponding to the electromagnet Superconductor plate.
상기한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자기부상척의 이용 방법은 웨이퍼를 초전도체 플레이트 상에 안착하는 단계, 바디 측벽에서 지지블럭이 돌출되며 웨이퍼 측면을 지지하는 단계, 전자석에 전류를 인가하고 초전도체 플레이트를 임계온도까지 냉각시켜 웨이퍼를 자기부상시키는 단계, 웨이퍼의 위치를 감지하는 단계, 웨이퍼의 위치를 보정하는 단계 및 노광 공정을 실시하는 단계를 포함한다. Method of using the magnetic levitation chuck of the present invention for achieving the above another object is to seat the wafer on the superconductor plate, the support block protrudes from the side wall of the body and to support the wafer side, applying a current to the electromagnet and the superconductor plate Cooling the wafer to a critical temperature to magnetically float the wafer, detecting the position of the wafer, correcting the position of the wafer, and performing an exposure process.
기타 실시예의 구체적인 사항은 후술하는 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the following detailed description and drawings.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 이들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving the same will become apparent with reference to the embodiments described below in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be embodied in various different forms, and only the present embodiments are provided to make the disclosure of the present invention complete and the general knowledge in the technical field to which the present invention belongs. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상척 및 그 이용 방법은 도 1 내지 도 4를 참조함으로써 잘 이해될 수 있을 것이다.Maglev chuck according to an embodiment of the present invention and a method of using the same may be well understood by referring to FIGS. 1 to 4.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상척의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1을 Ⅰ-Ⅰ′에 따라 절개한 단면도이다.1 is an exploded perspective view of a magnetic levitation chuck according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view taken along the line II '.
도 1 및 도 2를 참조하면, 반도체 소자를 제조하기 위한 노광 장치의 자기부상척(100)은 바디(110), 초전도체 플레이트(120), 웨이퍼를 지지하는 지지블럭(130)을 포함한다.1 and 2, the magnetic levitation chuck 100 of the exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device includes a
바디(110)는 소정의 두께를 가진 몸체로 내부가 비어 있는 원기둥 형상이며, 노광 공정을 위한 스테이지(200)에 장착된다.
초전도체 플레이트(120)는 얇은 원판형으로서 바디(110)의 하부에 설치되며, 초전도성을 가지는 납, 탈륨 등의 금속 또는 이들의 합금으로 이루어진다.
The
초전도체란 초전도성 즉, 절대 0도에 가까운 임계온도까지 냉각되었을 때, 내부 저항이 0이 되어 영구전류가 흐르는 성질을 가진 물질로서, 이 초전도체 주변에 외부 자기장이 형성되면 반대 방향의 자기장을 만들어 내부 자기장을 0으로 만드는 반자성체이기도 하다. 따라서, 이러한 초전도체의 반자성체 성질을 이용하여 자기부상이라는 현상을 유도할 수 있다.A superconductor is a superconducting material that has a property of flowing a permanent current when its internal resistance is zero when it is cooled to a critical temperature close to zero degrees. When an external magnetic field is formed around the superconductor, it creates an opposite magnetic field. It is also an diamagnetic material that makes 0 zero. Therefore, the phenomenon of magnetic levitation can be induced by using the diamagnetic properties of the superconductor.
즉, 초전도체 플레이트(120)는 액체 헬륨 등을 사용한 별도의 냉각 시스템(미도시)을 이용하여 절대 0도에 가까운 임계온도까지 냉각시켜야 한다.That is, the
초전도체 플레이트(120)에는 노광 공정을 수행하기 전에 임시로 웨이퍼(W)를 안착시키기 위하여 다수의 지지핀(125)이 형성되어 있다. 지지핀(125)은 웨이퍼(W)가 지지블럭(130)에 의해 고정되면 초전도체 플레이트(120)의 초전도성에 영향을 미치지 않도록 초전도체 플레이트(120) 내부로 들어가도록 형성된다.A plurality of
지지블럭(130)은 바디(110)의 내측벽에 위치하며, 웨이퍼(W)의 지지를 위하여 2개 이상 설치할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상척(100)에서는 웨이퍼(W)의 사방을 지지하기 위하여 4개의 지지블럭(130)을 장착한 경우에 대해 설명하고 있으나. 지지블럭(130)의 개수는 본 발명에 의해 한정되지 않음은 물론이다.The
지지블럭(130)은 일측에 바디(110)의 내측벽과 연결하는 지지블럭 아암(133)이 연결되어 있으며, 전자석(131)을 포함한다.The
전자석(131)은 지지블럭(130)의 하부 또는 다른 일측에 위치되거나 지지블럭(130) 전체에 설치될 수 있다. 전자석(131)에는 전류를 흘려 자기장을 형성하고 초 전도체 플레이트(120)를 임계온도까지 냉각시킴으로써, 초전도체 플레이트(120)는 초전도 상태가 되면서 강한 반자성을 띄고 지지블럭(130)의 전자석(131)과 반발함으로써, 웨이퍼(W)를 지지하고 있는 지지블럭(130)이 자기부상되게 된다.The
또한, 바디(110)의 내측벽에는 센서(132)가 부착되어, 자기부상된 웨이퍼(W)의 수평 및 수직 위치를 감지해 제어부(140)로 신호를 보내는 역할을 한다. 센서(132)로는 광센서 등이 이용될 수 있다. In addition, a
제어부(140)는 센서(132)와 연결되어 웨이퍼(W)의 수평 및 수직 위치를 전송 받아 지정된 위치가 아닐 경우, 웨이퍼(W)의 위치를 보정하도록 명령을 내리게 된다.The
도 2 내지 도 4를 참조하여 자기부상척의 이용 방법에 대해 설명한다. A method of using the magnetic levitation chuck is described with reference to FIGS. 2 to 4.
도 2와 도 3은 자기부상척의 자기부상 전과 후의 모습을 나타내고 있으며, 도 4는 자기부상척의 이용 방법에 대한 개략도이다.2 and 3 show the state before and after the magnetic levitation of the magnetic levitation chuck, Figure 4 is a schematic diagram of a method of using the magnetic levitation chuck.
먼저, 도 2와 같이 웨이퍼(W)의 별도의 이송 로봇(미도시)을 이용하여 자기부상척(110) 내부로 이송해 초전도체 플레이트(120) 상면에 형성되어 있는 지지핀(125)의 상부로 웨이퍼(W)를 안착시킨다(S10). First, as shown in FIG. 2, a separate transfer robot (not shown) of the wafer W is used to transfer the
웨이퍼(W)가 안착되면 바디(110)의 내측벽에 형성되어 있는 지지블럭(130)이 돌출되면서 웨이퍼(W)의 외측면에 장착되어 웨이퍼(W)를 고정 및 지지한다(S20).When the wafer W is seated, the
전자석(131)에 전류를 인가하면 자기장이 형성되고, 초전도체 플레이트(120)를 액체 헬륨 등을 이용하여 임계온도까지 냉각시켜 초전도 효과를 발생시키면, 초전도체 플레이트(120)에 발생하는 반자성으로 인해 도 3에서와 같이 지지블럭(130) 이 부상되어 웨이퍼(W)도 함께 부상된다(S30).When a current is applied to the
센서(132)를 이용해 지지블럭(130) 및 웨이퍼(W)의 수직 및 수평 위치를 감지하고(S40), 그 결과를 제어부(140)로 전송한다.The
제어부(140)에서는 웨이퍼(W)가 정상적인 지점에 위치하였는지 판단하며, 그렇지 않을 경우 웨이퍼(W)의 위치 보정 명령을 내린다(S50).The
웨이퍼(W)의 수직 위치 보정은 전자석(131)에 인가되는 전류의 세기 조절로 이루어지며, 수평 위치 보정은 지지블럭 아암(133)을 별도의 구동 수단(미도시)을 이용해 이동시켜 이루어진다.The vertical position correction of the wafer W is performed by adjusting the intensity of the current applied to the
웨이퍼(W)의 위치 보정이 완료되면 노광 공정을 실시하게 된다(S60).When the position correction of the wafer W is completed, the exposure process is performed (S60).
상기와 같은 자기부상척의 이용 방법을 도 4를 이용해 정리해 보면 다음과 같다.The method of using the magnetic levitation chuck as described above is summarized as follows.
즉, 노광 공정에서의 자기부상척의 이용 방법의 단계는 웨이퍼를 초전도체 플레이트 상에 안착하는 단계(S10), 바디 측벽에서 지지블럭이 돌출되며 웨이퍼 측면을 지지하는 단계(S20), 전자석에 전류를 인가하고 초전도체 플레이트를 임계온도까지 냉각시켜 웨이퍼를 자기부상시키는 단계(S30), 웨이퍼의 위치를 감지하는 단계(S40), 웨이퍼의 위치를 보정하는 단계(S50) 및 노광 공정을 실시하는 단계(S60)로 구성된다.That is, the step of using the magnetic levitation chuck in the exposure process includes the step of seating the wafer on the superconductor plate (S10), the support block protrudes from the side wall of the body to support the wafer side (S20), applying a current to the electromagnet And cooling the superconductor plate to a critical temperature to magnetically infuse the wafer (S30), detecting the position of the wafer (S40), correcting the position of the wafer (S50) and performing an exposure process (S60). It consists of.
이상과 같이 본 발명에 따른 자기부상척 및 그 이용 방법의 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 아닌 것으로 이해해야만 한다. As described above with reference to the illustrated drawings of the magnetic levitation chuck according to the present invention and a method of using the same, the present invention is not limited to the above embodiment can be produced in a variety of different forms, the present invention Those skilled in the art will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, it is to be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의한 자기부상척 및 그 이용 방법은 웨이퍼를 척과 접촉되지 않은 자유로운 상태에서 공정을 수행할 수 있어, 척의 웨이퍼의 평탄도에 대한 영향을 줄일 수 있다. 따라서, 웨이퍼 상면의 초점 불일치 현상을 방지하여 노광 공정에서의 제조 효율을 높일 수 있다는 장점이 있다.The magnetic levitation chuck according to the embodiment of the present invention as described above and a method of using the same can perform the process in a free state in which the wafer is not in contact with the chuck, thereby reducing the influence on the flatness of the wafer of the chuck. Therefore, there is an advantage that the manufacturing efficiency in the exposure process can be improved by preventing the focus mismatch phenomenon on the upper surface of the wafer.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100888551B1 (en) * | 2007-09-03 | 2009-03-11 | 호서대학교 산학협력단 | Chuck assembly for supporting wafer |
KR20210012130A (en) * | 2019-07-24 | 2021-02-03 | (주)유니버셜스탠다드테크놀러지 | A apparatus for treating the substrate |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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WITN | Withdrawal due to no request for examination |