KR20070083144A - 웨이퍼 스테이지, 이를 갖는 노광설비 및 이를 사용한웨이퍼 평탄화 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 웨이퍼 스테이지, 이를 갖는 노광설비 및 이를 사용한 웨이퍼 평평도 보정방법을 제공한다. 상기 웨이퍼 스테이지는 제 1진공홀들과 제 2진공홀들이 관통형성된 척과, 상기 제 1진공홀들에 진공흡입력을 제공하는 제 1진공펌프 및 상기 제 2진공홀들에 진공흡입력을 제공하는 제 2진공펌프를 구비한다. 또한, 이를 갖는 노광설비와, 이를 사용한 웨이퍼 평평도 보정방법을 제시한다.
Description
도 1은 본 발명의 웨이퍼 스테이지의 척을 보여주는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 웨이퍼 스테이지의 일 실시예를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 표시부호 A에 대한 부분확대도이다.
도 4는 본 발명의 웨이퍼 스테이지의 다른 실시예를 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 표시부호 B에 대한 부분확대도이다.
도 6은 본 발명의 노광설비를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 웨이퍼 스테이지를 사용한 웨이퍼 평평도 보정방법의 일 실시예를 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 웨이퍼 스테이지를 사용한 웨이퍼 평평도 보정방법의 다른 실시예를 보여주는 도면이다.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
100 : 척
110 : 몸체
110a : 제 1진공영역
110b : 제 2진공영역
113 : 제 1진공홀
115 : 제 1실링
116 : 제 2실링
117 : 제 2진공홀
120 : 리프트핀
132 : 제 1진공펌프
222 : 제 2진공펌프
210 : 거리계측부
230 : 제어부
본 발명은 노광설비에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 척에 안착되는 웨이퍼를 진공흡입력을 사용하여 웨이퍼 평평도를 보정할 수 있는 웨이퍼 스테이지, 이를 갖는 노광설비 및 이를 사용한 웨이퍼 평탄화 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 디바이스는 웨이퍼 상에 식각, 확산, 증착, 포토리소그래피 등의 공정을 선택적으로 또는 순차적으로 반복 수행함으로써 제조된다.
이러한 반도체 디바이스 제조 공정 중 포토리소그래피(Photolithography)공 정은 크게 웨이퍼 상에 포토레지스트(Photoresist)를 도포하는 도포공정과, 포토레지스트가 도포된 웨이퍼 상에 회로패턴이 설계된 레티클을 위치시켜 빛을 주사하는 노광공정 및 노광공정의 수행에서 주사된 빛에 의해서 노출된 부분과 노출되지 않은 부분을 구분하여 현상액으로 선택적으로 포토레지스트를 제거하는 현상공정을 포함한다.
여기서, 포토리소그래피공정이 수행되는 설비는 크게 스피너(Spinner)설비로 통칭되는 도포 및 현상설비와, 스캐너(Scanner) 또는 스텝퍼(Stepper)장치로 통칭되는 노광설비로 구분된다. 이때, 상기 도포 및 현상설비와 노광설비는 인라인(In-line)으로 링크되어 상기 웨이퍼에 대하여 포토리소그래피공정을 수행한다.
한편, 상기 노광설비는 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 스테이지(Wafer stage)를 구비한다. 여기서, 상기 웨이퍼 스테이지는 상기 웨이퍼가 척의 중앙부를 통해 제공되는 진공흡입력에 의해 직접적으로 안착되는 척(chuck)을 구비한다.
그리고, 척의 상면에는 상기 안착되는 웨이퍼의 저면을 지지하는 다수개의 돌기들이 마련된다.
이와 같은 구성을 통해 상기 웨이퍼가 안착되는 과정을 설명하면 다음과 같다.
상기 웨이퍼는 그 중앙부가 리프트핀에 지지된 상태로 상기 척의 상부에 안착된다. 이어, 상기 척의 중앙부에 관통된 홀들을 통해 상기 웨이퍼 저면으로 일정한 진공흡입력이 제공되는 상태에서, 상기 웨이퍼는 상기 척의 돌기들에 의해 그 저면이 지지된다. 여기서, 상기 척의 상부의 돌기들 사이에는 진공흡입력이 제공되 는 상태이다.
이때, 상기 홀들을 통해 제공되는 진공흡입력이 상기 웨이퍼의 저면 에지부로 갈수록 감소된다. 따라서, 상기 웨이퍼 에지부의 저면부는 상기 웨이퍼의 중앙부의 저면보다 상대적으로 약한 진공흡입력이 작용한다. 따라서, 이러한 경우에, 상기 웨이퍼의 에지부가 상방으로 휘는 현상이 발생한다.
이와 같이 웨이퍼의 에지부가 상방으로 휘면, 즉, 웨이퍼 에지부로 갈수록 단차가 심해지면, 노광이 이루어질 에지부 상면 영역이 경사지게 되고, 또한 초점거리가 짧아져, 즉 포커싱 불량이 발생하여 상기 영역에 정상적인 회로패턴이 전사될 수 없는 문제점이 있다.
따라서, 웨이퍼 에지부의 상면에 정상적인 회로패턴이 형성되지 않아, 제품불량률이 상승되는 문제점이 있다.
이에 더하여, 상기 웨이퍼는 연마공정 후에 상기 웨이퍼의 에지부로 갈수록 단차지는 경우가 발생한다. 이와 같이 단차가 발생한 웨이퍼 에지부의 상면에 노광이 이루어질 경우, 상기와 마찬가지로 포커싱 불량을 초래하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 진공흡입력을 웨이퍼 에지부 저면에 제공하여 웨이퍼를 평탄화시킴으로써, 에지부 노광영역으로의 초점불량을 방지할 수 있는 웨이퍼 스테이지, 이를 갖는 노광설비 및 이를 사용한 웨이퍼 평탄화 방법을 제공함에 있다.
또한, 단차율이 큰 웨이퍼 에지부 상면영역에 정상적인 노광패턴을 형성시켜 제품생산률과 제품불량률을 낮출 수 있는 웨이퍼 스테이지, 이를 갖는 노광설비 및 이를 사용한 웨이퍼 평탄화 방법을 제공함에 있다.
본 발명은 웨이퍼 스테이지, 이를 갖는 노광설비 및 이를 사용한 웨이퍼 평탄화 방법을 제공한다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 양태에 따른 웨이퍼 스테이지는 제 1진공홀들과 제 2진공홀들이 관통형성된 척과, 상기 제 1진공홀들에 진공흡입력을 제공하는 제 1진공펌프 및 상기 제 2진공홀들에 진공흡입력을 제공하는 제 2진공펌프를 포함한다.
여기서, 상기 제 2진공펌프는 웨이퍼 평평도 보정부와 전기적으로 연결되되, 상기 웨이퍼 평평도 보정부는 상기 척에 안착된 웨이퍼 상면까지의 거리값를 계측하는 거리계측부와, 상기 계측된 거리값을 기설정된 기준거리값과 서로 비교하여 상기 계측된 거리값이 상기 기준거리값과 동일해지도록 상기 제 2진공펌프의 동작을 제어하는 제어부를 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1진공펌프와 상기 제 2진공펌프 각각은 웨이퍼 평평도 보정부와 전기적으로 연결되되, 상기 웨이퍼 평평도 보정부는 상기 척에 안착된 웨이퍼 상면까지의 거리값를 계측하는 거리계측부와, 상기 계측된 거리값을 기설정된 기준거리값과 서로 비교하여 상기 계측된 거리값이 상기 기준거리값과 동일해지도록 상기 제 1 진공펌프와 상기 2진공펌프의 동작을 각각 제어하는 제어부를 구비할 수도 있다.
한편, 상기 척은 상기 제 1진공홀들과 상기 제 2진공홀들이 관통형성된 몸체와, 복수개의 제 1안착돌기가 마련되며, 상기 제 1진공홀들이 위치된 제 1진공영역과, 상기 제 1진공영역의 둘레에 위치하며, 상기 제 2진공홀들이 위치된 제 2진공영역을 구비하되, 상기 제 1안착돌기들과 상기 제 2진공영역 각각의 상면은 서로 동일한 레벨을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기 척은, 상기 제 1진공홀들과 상기 제 2진공홀들이 관통형성된 몸체와, 복수개의 제 1안착돌기가 마련되며, 상기 제 1진공홀들이 위치된 제 1진공영역과, 상기 제 1진공영역의 둘레에 위치하며, 복수개의 제 2안착돌기가 마련되는 제 2진공영역과, 상기 제 1진공영역과 상기 제 2진공영역의 경계에 위치하는 제 1실링(seal-ring)구비하되, 상기 제 1안착돌기들과 상기 제 2안착돌기들 및 상기 제 1실링 각각의 상면은 서로 동일한 레벨을 갖을 수도 있다.
여기서, 상기 제 2진공영역의 둘레에는 제 2실링이 더 구비될 수도 있다.
그리고, 상기 제 2실링은 그 상면이 상기 제 1실링의 상면과 서로 동일한 레벨을 갖는 것이 바람직하다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 양태에 따른 노광설비는 광원과, 상기 광원의 하부에 배치되며, 일정 회로패턴이 형성된 래티클이 안착되는 래티클 스테이지와, 상기 래티클 스테이지의 하부에 배치되는 투영광학계와, 상기 투영광학계의 하부에 배치되며, 제 1진공홀들과 제 2진공홀들이 관통형성된 척과, 상기 제 1진공홀들에 진공흡입력을 제공하는 제 1진공펌프 및 상기 제 2진공홀들에 진공흡입력을 제공하는 제 2진공펌프를 포함한다.
여기서, 상기 제 2진공펌프는 웨이퍼 평평도 보정부와 전기적으로 연결되되, 상기 웨이퍼 평평도 보정부는 상기 척에 안착된 웨이퍼 상면까지의 거리값를 계측하는 거리계측부와, 상기 계측된 거리값을 기설정된 기준거리값과 서로 비교하여 상기 계측된 거리값이 상기 기준거리값과 동일해지도록 상기 제 2진공펌프의 동작을 제어하는 제어부를 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1진공펌프와 상기 제 2진공펌프 각각은 웨이퍼 평평도 보정부와 전기적으로 연결되되, 상기 웨이퍼 평평도 보정부는 상기 척에 안착된 웨이퍼 상면까지의 거리값를 계측하는 거리계측부와, 상기 계측된 거리값을 기설정된 기준거리값과 서로 비교하여 상기 계측된 거리값이 상기 기준거리값과 동일해지도록 상기 제 1 진공펌프와 상기 2진공펌프의 동작을 각각 제어하는 제어부를 구비할 수도 있다.
한편, 상기 척은 상기 제 1진공홀들과 상기 제 2진공홀들이 관통형성된 몸체와, 복수개의 제 1안착돌기가 마련되며, 상기 제 1진공홀들이 위치된 제 1진공영역과, 상기 제 1진공영역의 둘레에 위치하며, 상기 제 2진공홀들이 위치된 제 2진공영역을 구비하되, 상기 제 1안착돌기들과 상기 제 2진공영역 각각의 상면은 서로 동일한 레벨을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기 척은, 상기 척은 상기 제 1진공홀들과 상기 제 2진공홀들이 관통형성된 몸체와, 복수개의 제 1안착돌기가 마련되며, 상기 제 1진공홀들이 위치된 제 1진공영역과, 상기 제 1진공영역의 둘레에 위치하며, 복수개의 제 2안착돌기가 마련되는 제 2진공영역과, 상기 제 1진공영역과 상기 제 2진공영역의 경계에 위치하는 제 1실링(seal-ring)구비하되, 상기 제 1안착돌기들과 상기 제 2안착돌기들 및 상기 제 1실링 각각의 상면은 서로 동일한 레벨을 갖을 수도 있다.
여기서, 상기 제 2진공영역의 둘레에는 제 2실링이 더 구비될 수 있다.
그리고, 상기 제 2실링은 그 상면이 상기 제 1실링의 상면과 서로 동일한 레벨을 갖을 수도 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 양태에 따른 웨이퍼 평평도 보정방법은 제 1진공홀들을 통해 웨이퍼로 제 1진공흡입력을 제공하는 단계와, 상기 웨이퍼를 척상에 안착시키는 단계 및 제 2진공홀들을 통해 상기 안착된 웨이퍼로 제 2진공흡입력을 제공하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 제 1진공흡입력은 상기 웨이퍼 저면 중앙부로 제공되고, 상기 제 2진공흡입력은 상기 웨이퍼 저면 에지부로 제공되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 웨이퍼를 상기 척상에 안착시킨 후에, 상기 웨이퍼의 휨을 계측하는 단계를 더 포함하되, 상기 웨이퍼의 휨은 계측부로부터 상기 웨이퍼의 상면까지의 거리값을 계측하여, 상기 계측된 거리값을 기설정된 기준거리값과 서로 비교하여 동일하지 않는 경우에 휜 것으로 판단하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 2진공흡입력은 상기 계측된 거리값이 상기 기준거리값과 동일해지도록 제공되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제 1진공흡입력과 상기 제 2진공흡입력 각각은 상기 계측된 거리 값이 상기 기준거리값과 동일해지도록 상기 웨이퍼로 제공될 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 웨이퍼 스테이지와, 이를 갖는 노광설비 및 이를 사용한 웨이퍼 평평도 보정방법을 상세하게 설명하도록 한다.
먼저, 도 1 내지 도 3을 참조로 하여, 전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 양태에 따른 웨이퍼 스테이지를 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 웨이퍼 스테이지를 보여주는 단면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 표시부호 A에 대한 부분확대도이다. 도 3은 도 1에 도시된 척을 보여주는 평면도이다. 도 4는 본 발명의 웨이퍼 스테이지의 다른 실시예를 보여주는 단면도이다. 도 5는 도 3에 도시된 표시부호 B에 대한 부분확대도이다.
도 1을 참조로 하면, 본 발명의 웨이퍼 스테이지는 복수개의 제 1진공홀들(113)과, 복수개의 제 2진공홀들(117)이 관통형성된 척(100)과, 상기 척(100)의 중앙부를 관통하여 외부로부터 동력을 인가받아 승강되는 리프트핀(120)과, 상기 제 1진공홀들(113)과 제 1튜브(131)로 연결되어 상기 제 1진공홀들(113)로 제 1진공흡입력을 제공하는 제 1진공펌프(132)와, 상기 제 2진공홀들(117)과 제 2튜브(221)로 연결되어 상기 제 2진공홀들(117)로 제 2진공흡입력을 제공하는 제 2진공펌프(222)를 포함한다. 미설명부호 130, 220은 각각 제 1진공제공부와 제 2진공제공부이다.
여기서, 상기 제 2진공펌프(222)는 웨이퍼 평평도 보정부와 전기적으로 연결된다.
상기 웨이퍼 평평도 보정부는 척(100)의 상부에 위치되는 거리계측부(210) 와, 상기 거리계측부(210)와 상기 제 2진공펌프(222)와 전기적으로 연결되는 제어부(230)로 구성된다.
상기 거리계측부(210)는 상기 웨이퍼(W)의 상면으로 광을 조사하는 발광부(211)와, 상기 웨이퍼(W)의 상면에서 반사된 광을 수광하는 수광부(212)를 구비된다. 여기서, 상기 조사되는 광의 속도는 일정한 것이 바람직하다. 상기 거리계측부(210)는 상기 광이 조사되어 반사되어 수광되기까지의 시간을 사용하여 상기 반사되는 상기 웨이퍼(W)의 상면까지의 거리값을 산출한다.
상기 제어부(230)는 상기 거리계측부(210)에서 계측된 거리값을 전기적으로 전송받고, 그 내부에 기준거리값이 기설정된다. 상기 제어부(210)는 상기 전송받은 계측된 거리값이 상기 기준거리값과 동일해지도록 상기 제 2진공펌프(222)의 동작을 제어한다.
여기서, 상기 웨이퍼 평평도 보정부는 상기 제 2진공펌프(222)와 전기적으로 연결됨과 아울러 상기 제 1진공펌프(132)와 전기적으로 연결될 수도 있다. 따라서, 상기 제어부(230)는 상기 전송받은 계측거리값이 상기 기준거리값과 동일해지도록 상기 제 1진공펌프(132)의 동작을 제어할 수도 있다.
한편, 상기 척(100)은, 상기 제 1진공홀들(113)과 상기 제 2진공홀들(117)이 관통형성된 몸체(110)와, 복수개의 제 1안착돌기(111)가 마련되며, 상기 제 1진공홀들(113)이 위치된 제 1진공영역(110a)과, 상기 제 1진공영역(110a)의 외측둘레에 위치하며, 복수개의 제 2안착돌기(112)가 마련되는 제 2진공영역(110b)과, 상기 제 1진공영역(110a)과 상기 제 2진공영역(110b)의 경계에 위치하는 제 1실링(115, seal-ring)구비하되, 상기 제 1안착돌기들(111)과 상기 제 2안착돌기들(112) 및 상기 제 1실링(115) 각각의 상면은 서로 동일한 레벨을 갖는다.
여기서, 상기 제 2진공영역(110b)의 둘레에는 그 상면이 상기 제 1실링(115)의 상면과 서로 동일한 레벨을 갖는 제 2실링(116)이 더 구비될 수도 있다.
또한, 도 4 및 도 5는 상기 척의 다른 형상을 보여주는 것으로써, 이를 참조하면, 상기 척(100)은 상기 제 1진공홀들(113)과 상기 제 2진공홀들(117)이 관통형성된 몸체(100)와, 복수개의 제 1안착돌기(111)가 마련되며, 상기 제 1진공홀들(113)이 위치된 제 1진공영역(110a)과, 상기 제 1진공영역(110a)의 둘레에 위치하며, 상기 제 2진공홀들(117)이 위치된 제 2진공영역(110b)을 구비하되, 상기 제 1안착돌기들(111)과 상기 제 2진공영역(110b) 각각의 상면은 서로 동일한 레벨을 갖을 수 있다.
즉, 상기 제 2진공영역(110b)은 상기 제 1진공영역(110a)과 서로 단차지도록 형성되되, 상기 제 2진공영역(110b)의 노출면이 상기 제 1진공영역(110a)의 노출면보다 더 높은 레벨이 형성된다.
여기서, 상기 제 1진공영역(110a)은 상기 척(100)상에 안착되는 웨이퍼(W)에 있어서, 상기 웨이퍼(W)의 저면 중앙부에 대향되도록 상기 척(100)상에 위치되고, 상기 제 2진공영역(110b)은 상기 웨이퍼(W)의 저면 에지부에 대향되도록 위치된다. 또한, 상기 제 2진공영역(110b)의 노출면과 상기 웨이퍼(W)의 에지부 저면은 서로 밀착되도록 구성된다.
다음은 상기의 구성을 갖는 본 발명의 일 양태에 따른 웨이퍼 스테이지의 작용 및 효과를 설명하도록 한다.
도 1 내지 도 5를 참조로 하면, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 이송장치(미도시)에 의해 척(100)의 상부로 상승되어 대기중인 리프트핀(120) 상면에 안착되고, 이어, 상기 리프트핀(120)은 외부로부터 동력을 전달받아 하강된다. 이때, 제 1진공펌프(132)는 일정량의 제 1진공흡입력을 제 1진공홀들(113)로 제공한다. 따라서, 상기 웨이퍼(W)의 저면 중앙부에는 제 1진공흡입력이 작용된다.
이와 같은 상태로 상기 리프트핀(120)이 하강되면, 상기 웨이퍼(W)의 저면은 제 1안착돌기들(111)과 제 2안착돌기들(112) 상면에 접촉되어 안착된다. 여기서, 상기 제 1진공영역(110a)에는 제 1진공흡입력이 작용되는 상태이다. 또한, 상기 제 1진공영역(110a)과 상기 제 2진공영역(110b)은 그 경계에 제 1실링(115)이 위치되어 서로 격리된 상태이다. 따라서, 상기 제 1진공흡입력이 상기 제 2진공영역(110b)으로 누설되지 않는다.
이때, 상기 웨이퍼(W)의 에지부가 위치된 제 2진공영역(110b)은 제 1진공흡입력이 제공되는 상기 웨이퍼(W)의 저면 중앙부인 제 1진공영역(110a)에 비해 상대적으로 낮은 진공도가 형성되기 때문에, 상기 웨이퍼(W)의 에지부는 상방으로 일정 높이(h)만큼 휘어진다.
이어, 척(100)의 상부에 배치된 거리계측부(210)는 상기 웨이퍼(W)의 에지부의 상면까지의 거리값을 계측한다.
즉, 발광부(211)는 상기 웨이퍼(W)의 에지부 상면으로 광을 조사한다. 상기 조사된 광은 상기 상면에서 반사되고, 상기 반사된 광은 수광부(212)에서 수광된다. 이때, 상기 거리계측부(210)는 일정한 속도를 갖는 광이 출사되고 반사되어 수광되기까지의 시간을 고려하여 상기 상면까지의 거리값을 계측한다.
이어, 상기 거리계측부(210)는 상기 계측된 거리값을 제어부(230)로 전송한다. 여기서, 상기 제어부(230)에는 기준거리값이 기설정된다. 상기 기준거리값은 상기 웨이퍼(W)의 에지부 상면에 노광이 이루어질 경우에 초점불량이 발생되지 않는 바람직한 거리값이다.
그리고, 상기 제어부(230)는 전송된 상기 계측거리값과 상기 기준거리값을 서로 비교하고, 그 결과, 서로 동일하지 않는 경우에, 상기 계측되는 거리값이 기준거리값과 동일해지도록 상기 제 2진공펌프(222)의 동작을 제어하여 상기 웨이퍼(W)의 평평도를 보정한다.
좀 더 상세하게 설명하자면, 상기 웨이퍼(W)의 에지부가 상방으로 휘면, 상기 계측되는 거리값은 기설정된 기준거리값보다 작게 된다. 이어, 상기 제어부(230)는 상기 계측되는 거리값이 상기 기준거리값과 동일해질 때까지, 상기 제 2진공펌프(222)로 전기적 신호를 전송하고, 상기 제 2진공펌프(222)는 제 2진공홀들(117)로 제 2진공흡입력을 제공한다. 따라서, 제 2진공영역(110b)에는 제 2진공흡입력이 형성된다.
이때, 상기 제 1진공영역(110a)과 제 2진공영역(110b)은 제 1실링(115)에 의해 서로 격리되고, 상기 제 2진공영역(110b)은 웨이퍼(W)의 에지부 저면에 밀착되는 제 2실링(116)에 의해 격리되기 때문에, 상기 제 1,2진공영역 각각(110a, 110b) 에 형성된 진공흡입력은 외부로 누설되지 않을 수 있다.
이어, 상기 계측되는 거리값이 기준거리값과 동일해지면, 상기 제어부(230)는 상기 제 2진공펌프(222)의 동작을 중지시킨다. 따라서, 상기 제 2진공영역(110b)에는 중지되기 전까지 제공된 제 2진공흡입력이 형성되고, 이로 인해 상기 웨이퍼(W)의 에지부는 평평도가 보정되어 웨이퍼(W)의 전면이 평평해 질 수 있다.
또한, 상기 제어부(230)와 전기적으로 연결되는 표시기(240)에는 상기와 같이 제공되는 제 1진공흡입력과 상기 제 2진공흡입력이 가시적으로 표시될 수 있다. 따라서, 작업자는 가변되는 상기 제 1,2진공영역(110a,110b)에 각각 형성되는 진공흡입력을 모니터링할 수 있다.
상기에 기술된 웨이퍼(W)의 에지부가 상방으로의 휨은 제 2진공영역(110b)에 형성된 진공도가 제 1진공영역(110a)에 형성된 진공도보다 크기 때문인 것으로 한정하여 설명하였지만, 웨이퍼(W)의 에지부가 하방으로 휜 경우에도 이를 해결할 수 있다. 이러한 경우에, 상기 거리계측부(210)에서 계측되는 거리값이 제어부(230)에 기설정된 기준거리값보다 크게 될 수 있다.
따라서, 상기 제어부(230)는 상기 계측되는 거리값이 기준거리값과 서로 동일해질 때까지 상기 제 2진공펌프(222)를 동작시키지 않고, 상기 제 1진공펌프(132)로 동작신호를 전송한다. 이어, 상기 제 1진공펌프(132)는 제 1진공홀들(113)에 제 1진공흡입력을 점진적으로 증가시킨다.
그리고, 상기 제어부(230)는 계측되는 거리값이 기준거리값과 동일해지면, 상기 제 1진공펌프(132)의 동작을 중지시킨다. 따라서, 상기 제 1진공영역(110a)에 는 상기 웨이퍼(W)가 안착될 때 제공되는 초기 진공흡입력보다 더 높은 진공흡입력이 형성된 상태이다.
따라서, 상기 웨이퍼(W)의 에지부가 하방으로 휜 경우에, 이를 평평하게 보정할 수 있다.
이에 더하여, 제어부(230)는 가변되는 제 1진공영역(110a)에 형성되는 제 1진공흡입력을 표시기(240)에 가시적으로 표시할 수 있다.
여기서, 상기 제 1진공영역(110a)은 상기 제 2진공영역(110b)과 제 1실링(115)에 의해 서로 격리되어 있기 때문에, 상기 제 1진공영역(110a)에 형성된 제 1진공흡입력이 제 2진공영역(110b)으로 누설되지 않는다.
그러므로, 상기 웨이퍼(W)의 상면은 평평해질 수 있다. 이에 따라 웨이퍼(W)가 평평하게 보정된 후에, 노광이 이루어지므로 초점불량으로 인한 노광패턴불량이 방지될 수 있다.
다음은 도 6을 참조로 하여, 전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 양태에 따른 노광설비를 설명하도록 한다.
도 6은 본 발명의 노광설비를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
상기 노광설비는 광을 출사하는 광원(300)과, 상기 광원(300)의 하부에 배치되는 래티클 스테이지(500)와, 상기 광원(300)과 상기 래티클 스테이지(500)의 사이에 위치하는 렌즈계(400)와, 상기 래티클 스테이지(500)의 하부에 위치하는 축소투영광학계(600)와, 상기 축소투영광학계(600)의 하부에 배치되는 웨이퍼 스테이지 를 포함한다.
여기서, 상기 래티클 스테이지(500)는 평면상에서 이동가능하고, 일정 회로패턴이 형성된 래티클(510)을 구비한다. 그리고, 상기 웨이퍼 스테이지도 마찬가지로 평면상에서 이동 가능하다.
상기 웨이퍼 스테이지는 상기 도 1 내지 도 3 및 도 4 내지 도 5를 참조하여 설명한 웨이퍼 스테이지의 실시예들과 동일한 구성을 가지므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같은 구성을 통한 노광설비의 작용 및 효과를 설명하도록 한다.
도 6을 참조로 하면, 먼저, 노광이 이루어지는 웨이퍼(W)를 평평하기 위해, 척(100)의 상부에 안착된 웨이퍼(W)에 대하여 평평도 보정을 실시한다.
여기서, 웨이퍼 스테이지에 채택되는 척(100)의 구조는 상기 실시예들에서 설명한 바와 같이, 즉, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같은 척(100)이 채택될 수 있다.
따라서, 상기 웨이퍼 평평도를 보정하는 동작은 상기 실시예들에서 설명한 바와 동일하므로 생략하기로 한다.
상기와 같이 웨이퍼(W)의 평평도 보정은 웨이퍼(W)의 에지부 저면에 해당하는 제 2진공영역(110b)에 제 2진공흡입력을 제공하거나, 상기 웨이퍼(W)의 중앙부 저면에 해당하는 상기 제 1진공영역(110a)에 제 1진공흡입력을 조절함으로써 이루어진다.
이와 같이 노광이 이루어질 웨이퍼(W)에 대한 평평도 보정을 마치면, 상기 거리계측부(210)로부터 상기 웨이퍼(W)의 상면까지 계측되는 거리값은 기준거리값과 동일해지므로, 초점불량을 방지할 수 있다.
이어, 상기 제어부(230)는 광원(300)으로 전기적 신호를 전송하고, 상기 광원(300)은 광을 조사한다. 상기 조사된 광은 렌즈계(400)를 통과하고, 상기 렌즈계(400)를 통과한 광은 상기 래티클(510)의 상부로 조사된다.
상기 광은 일정 회로패턴이 형성된 래티클(510)을 통과하고, 이어 투영광학계(600)로 조사되어, 상기 회로패턴은 웨이퍼(W)의 상면에 축소투영될 수 있다.
이와 같이 축소투영되는 회로패턴의 상은 상기와 같이 노광 전에 웨이퍼(W)의 평평도를 보정작업을 수행하였기 때문에 웨이퍼(W)의 상면에 명확하게 전사될 수 있다.
따라서, 종래의 웨이퍼(W)의 에지부가 상방으로 또는 하방으로 휘는 경우에, 즉, 초점불량이 형성된 상태에서 발생하는 노광패턴불량을 방지할 수 있다.
이에 따라, 웨이퍼(W)의 에지부의 상면 영역까지 명확한 노광패턴을 형성시킬 수 있음으로써, 단위 웨이퍼(W)당 생산 가능한 반도체 디바이스의 수를 증가시켜 제품 생산률을 중가시키고, 이에 더하여 제품 불량을 방지할 수 있다.
다음은 전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 웨이퍼 평평도 보정방법을 도 7 내지 도 8을 참조하여 설명하도록 한다. 또한, 이에 사용되는 웨이퍼 스테이지의 구성은 도 1 또는 도 4를 참조하도록 한다.
도 7은 본 발명의 웨이퍼 평평도 보정방법의 일 실시예를 보여주는 흐름도이 다.
먼저, 제어부(230)에 기준거리값 “K”를 설정한다(S100). 여기서, 상기 기준거리값은 거리계측부(210)로부터 웨이퍼(W)의 상면까지 계측되는 거리값에 대한 기준거리이며, 이는 웨이퍼(W)의 상면에 노광이 이루어질 경우에 초점불량이 발생되지 않는 바람직한 거리값일 수 있다.
이어, 노광이 이루어질 웨이퍼(W)를 리프트핀(120)의 상면에 안착시킨다(S110), 그리고, 상기 안착된 웨이퍼(W)의 저면 중앙부로 척(100) 중앙부로부터 진공흡입력을 제공한다(S120). 이는 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 제 1진공펌프(132)를 사용하여 제 1진공영역(110a)에 일정한 제 1진공흡입력을 제공하는 것이다.
상기 제 1진공흡입력이 제공되면서 상기 리프트핀(120)은 하강되고, 상기 웨이퍼(W)는 척(100) 상에 안착된다(S130).
이때, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제 1진공흡입력에 의해 상기 제 2진공영역(110a)에 위치된 웨이퍼(W)의 에지부가 상방으로 휘는 경우가 발생된다.
이때, 상기 거리계측부(210)는 상기 웨이퍼(W)의 상면까지의 거리값, “L”을 계측한다(S140). 이어, “L”은 제어부(230)로 전송된다.
상기 제어부(230)는 기설정된 “K”가 “L”과 동일한지 여부를 판단한다(S200).
상기 제어부(230)는 “K”가 “L”과 동일하지 않은 경우에, “K”가 “L”과 동일해 질때까지 제 2진공펌프(222)를 동작시켜 상기 제 2진공영역(110b)에 제 2진공흡입력을 점진적으로 제공한다(S210).
그리고, 상기 “K”가 “L”과 동일해지면, 웨이퍼(W)의 상면이 평평해 진 것이므로, 도 6에 도시된 노광설비를 사용하여 상기 웨이퍼(W)의 상면에 일정회로패턴을 전사시키는 노광을 수행한다(S220).
따라서, 상기 노광되는 회로패턴은 초점불량이 없는 상태로 노광되므로, 웨이퍼(W)의 상면에 형성되는 회로패턴의 상은 초점불량 없이 명확하게 형성될 수 있다. 또한, 휨이 발생될 확률이 높은 웨이퍼(W)의 에지부 상면까지도 평평하게 형성되므로, 상기 웨이퍼(W)의 에지부 상면에도 초점불량이 없는 회로패턴이 전사될 수 있다.
이어, 상기와 같이 노광을 마친 웨이퍼는 제 1,2진공영역(110a,110b)에 형성되는 제 1,2,진공흡입력을 제거한다. 즉, 웨이퍼(W)의 저면으로 제공되던 진공흡입력을 제거한다(S230).
그리고, 상기 리프트핀(120)은 웨이퍼(W)가 안착된 상태로 대기위치로 상승된다. 이어, 상기 웨이퍼(W)는 웨이퍼 이송장치에 의해 외부로 인출된다(S240).
도 8은 본 발명의 웨이퍼 평평도 보정방법의 다른 실시예를 보여주는 흐름도이다.
도 8을 참조하면, “K”를 제어부(230)에 설정하고, “L”을 계측하는 단계(S100, S110, S120, S130, S140)까지는 상기 일 실시예의 경우와 동일하기 때문에 생략하기로 한다.
이어, 제어부(230)는 “L”이 “K”보다 큰지 여부를 판단한다(S300).
만일, “L”이 “K”보다 크면, 즉, 이러한 경우는 웨이퍼(W)의 에지부가 하방으로 처진 경우에 해당되고, 이는 웨이퍼(W)의 중앙부 저면에 제공되는 제 1진공흡입력을 점진적으로 증가시켜주면 해결될 수 있다.
따라서, 척(100)의 중앙부에 해당하는 제 1진공영역(110a)에 해당하는 웨이퍼(W)의 저면 중앙부로 제 1진공흡입력을 점진적으로 증가시킨다(S310).
이어, “L”이 “K”보다 크지 않으면, “L”이 “K”가 동일한지의 여부를 판단한다(S400).
만일, “L”이 “K”가 동일한 경우에, 웨이퍼(W)의 상면에 대한 평평도 보정을 마친 경우로 볼 수 있으므로, 웨이퍼(W)의 상면에 대한 노광을 실시한다(S410).
이어, 노광을 모두마친 웨이퍼(W)는 웨이퍼 저면으로 제공되던 진공흡입력이 제거됨(S420)과 아울러, 리프트핀(120)으로부터 인출된다(S430).
그러나, 제어부(230)는 “L”이 “K”가 동일하지 않으면, “L”이 “K”보다 작은지의 여부를 판단한다(S500). 이러한 경우는, 상기 웨이퍼(W)의 에지부가 상방으로 휜 경우에 해당되고, 이는 웨이퍼(W)의 에지부 저면에 해당되는 제 2진공영역(110b)으로 제 2진공흡입력을 점진적으로 제공하면 해결될 수 있다.
따라서, 제 2진공영역(110b)에 위치된 웨이퍼(W)의 에지부 저면으로 제 2진공흡입력을 제공한다(S510).
이어, 상기 제어부(230)는 “L”이 “K”와 동일한지의 여부를 판단한다 (S400).
만일, “L”이 “K”가 동일한 경우에, 상기와 같이 웨이퍼(W)의 상면에 대한 평평도 보정을 마친 경우로 볼 수 있으므로, 웨이퍼(W)의 상면에 대한 노광을 실시하고, 이어, 노광을 모두마친 웨이퍼(W)는 그 저면으로 제공되던 진공흡입력이 제거됨(S420)과 아울러, 리프트핀(120)으로부터 인출된다(S430).
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 웨이퍼가 안착되는 척에 있어서, 웨이퍼의 중앙부 저면과 웨이퍼의 에지부 저면이 위치되는 제 1,2진공영역을 서로 격리시키고, 상기 제 1,2진공영역에 독립적으로 진공흡입력을 조절함으로써, 웨이퍼의 에지부가 상방으로 휜 경우에, 웨이퍼 에지부 저면으로의 진공흡입력을 제공하여 웨이퍼를 평평하게 하고, 웨이퍼의 하방으로 휜 경우에 웨이퍼의 중앙부 저면으로의 진공흡입력을 제공함으로써 웨이퍼를 평평하게 할 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼 상면에 일정 회로패턴을 형성할 경우에 웨이퍼 에지부 단차로 인한 초점거리불량을 해소하고, 이에 더하여 평평도가 보정된 웨이퍼 상면에 전사시켜 정확한 초점거리로 회로패턴을 형성시킬 수 있다.
또한, 단차율이 큰 웨이퍼 에지부의 상면영역에 정확한 초점거리로 회로패턴을 형성시킴으로써 종래의 에지부에서의 초점거리불량으로 인한 노광패턴불량을 해소할 수 있는 효과가 있다. 이에 따라, 제품생산량의 증가와 제품불량률을 낮출수 있는 효과가 있다.
Claims (19)
- 제 1진공홀들과 제 2진공홀들을 구비한 척;상기 제 1진공홀들에 진공흡입력을 제공하는 제 1진공펌프; 및상기 제 2진공홀들에 진공흡입력을 제공하는 제 2진공펌프를 포함하는 웨이퍼 스테이지.
- 제 1항에 있어서,상기 제 2진공펌프는 웨이퍼 평평도 보정부와 전기적으로 연결되되,상기 웨이퍼 평평도 보정부는 상기 척에 안착된 웨이퍼 상면까지의 거리값를 계측하는 거리계측부와, 상기 계측된 거리값을 기설정된 기준거리값과 서로 비교하여 상기 계측된 거리값이 상기 기준거리값과 동일해지도록 상기 제 2진공펌프의 동작을 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지.
- 제 1항에 있어서,상기 제 1진공펌프와 상기 제 2진공펌프 각각은 웨이퍼 평평도 보정부와 전기적으로 연결되되,상기 웨이퍼 평평도 보정부는 상기 척에 안착된 웨이퍼 상면까지의 거리값를 계측하는 거리계측부와, 상기 계측된 거리값을 기설정된 기준거리값과 서로 비교하여 상기 계측된 거리값이 상기 기준거리값과 동일해지도록 상기 제 1 진공펌프와 상기 2진공펌프의 동작을 각각 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지.
- 제 1항에 있어서,상기 척은 상기 제 1진공홀들과 상기 제 2진공홀들이 관통형성된 몸체와, 복수개의 제 1안착돌기가 마련되며, 상기 제 1진공홀들이 위치된 제 1진공영역과, 상기 제 1진공영역의 둘레에 위치하며, 상기 제 2진공홀들이 위치된 제 2진공영역을 구비하되,상기 제 1안착돌기들과 상기 제 2진공영역 각각의 상면은 서로 동일한 레벨을 갖는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지.
- 제 1항에 있어서,상기 척은, 상기 척은 상기 제 1진공홀들과 상기 제 2진공홀들이 관통형성된 몸체와, 복수개의 제 1안착돌기가 마련되며, 상기 제 1진공홀들이 위치된 제 1진공영역과, 상기 제 1진공영역의 둘레에 위치하며, 복수개의 제 2안착돌기가 마련되는 제 2진공영역과, 상기 제 1진공영역과 상기 제 2진공영역의 경계에 위치하는 제 1실링(seal-ring)구비하되, 상기 제 1안착돌기들과 상기 제 2안착돌기들 및 상기 제 1실링 각각의 상면은 서로 동일한 레벨을 갖는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지.
- 제 5항에 있어서,상기 제 2진공영역의 둘레에는 제 2실링이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지.
- 제 6항에 있어서,상기 제 2실링은 그 상면이 상기 제 1실링의 상면과 서로 동일한 레벨을 갖는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지.
- 광원;상기 광원의 하부에 배치되며, 일정 회로패턴이 형성된 래티클이 안착되는 래티클 스테이지;상기 래티클 스테이지의 하부에 배치되는 투영광학계;상기 투영광학계의 하부에 배치되며, 제 1진공홀들과 제 2진공홀들이 관통형성된 척;상기 제 1진공홀들에 진공흡입력을 제공하는 제 1진공펌프; 및상기 제 2진공홀들에 진공흡입력을 제공하는 제 2진공펌프를 포함하는 노광설비.
- 제 8항에 있어서,상기 제 2진공펌프는 웨이퍼 평평도 보정부와 전기적으로 연결되되,상기 웨이퍼 평평도 보정부는 상기 척에 안착된 웨이퍼 상면까지의 거리값를 계측하는 거리계측부와, 상기 계측된 거리값을 기설정된 기준거리값과 서로 비교하여 상기 계측된 거리값이 상기 기준거리값과 동일해지도록 상기 제 2진공펌프의 동작을 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지.
- 제 8항에 있어서,상기 제 1진공펌프와 상기 제 2진공펌프 각각은 웨이퍼 평평도 보정부와 전기적으로 연결되되,상기 웨이퍼 평평도 보정부는 상기 척에 안착된 웨이퍼 상면까지의 거리값를 계측하는 거리계측부와, 상기 계측된 거리값을 기설정된 기준거리값과 서로 비교하여 상기 계측된 거리값이 상기 기준거리값과 동일해지도록 상기 제 1 진공펌프와 상기 2진공펌프의 동작을 각각 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지.
- 제 8항에 있어서,상기 척은 상기 제 1진공홀들과 상기 제 2진공홀들이 관통형성된 몸체와, 복수개의 제 1안착돌기가 마련되며, 상기 제 1진공홀들이 위치된 제 1진공영역과, 상기 제 1진공영역의 둘레에 위치하며, 상기 제 2진공홀들이 위치된 제 2진공영역을 구비하되,상기 제 1안착돌기들과 상기 제 2진공영역 각각의 상면은 서로 동일한 레벨 을 갖는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지.
- 제 8항에 있어서,상기 척은, 상기 제 1진공홀들과 상기 제 2진공홀들이 관통형성된 몸체와, 복수개의 제 1안착돌기가 마련되며, 상기 제 1진공홀들이 위치된 제 1진공영역과, 상기 제 1진공영역의 둘레에 위치하며, 복수개의 제 2안착돌기가 마련되는 제 2진공영역과, 상기 제 1진공영역과 상기 제 2진공영역의 경계에 위치하는 제 1실링(seal-ring)구비하되, 상기 제 1안착돌기들과 상기 제 2안착돌기들 및 상기 제 1실링 각각의 상면은 서로 동일한 레벨을 갖는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지.
- 제 12항에 있어서,상기 제 2진공영역의 둘레에는 제 2실링이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지.
- 제 13항에 있어서,상기 제 2실링은 그 상면이 상기 제 1실링의 상면과 서로 동일한 레벨을 갖는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지.
- 제 1진공홀들을 통해 웨이퍼로 제 1진공흡입력을 제공하는 단계;상기 웨이퍼를 척상에 안착시키는 단계; 및제 2진공홀들을 통해 상기 안착된 웨이퍼로 제 2진공흡입력을 제공하는 단계를 포함하는 웨이퍼 평평도 보정방법.
- 제 15항에 있어서,상기 제 1진공흡입력은 상기 웨이퍼 저면 중앙부로 제공되고, 상기 제 2진공흡입력은 상기 웨이퍼 저면 에지부로 제공되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 평평도 보정방법.
- 제 15항에 있어서,상기 웨이퍼를 상기 척상에 안착시킨 후에, 상기 웨이퍼의 휨을 계측하는 단계를 더 포함하되,상기 웨이퍼의 휨은 계측부로부터 상기 웨이퍼의 상면까지의 거리값을 계측하여, 상기 계측된 거리값을 기설정된 기준거리값과 서로 비교하여 동일하지 않는 경우에 휜 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 평평도 보정방법.
- 제 17항에 있어서,상기 제 2진공흡입력은 상기 계측된 거리값이 상기 기준거리값과 동일해지도록 제공되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 평탄화 방법.
- 제 9항에 있어서,상기 제 1진공흡입력과 상기 제 2진공흡입력 각각은 상기 계측된 거리값이 상기 기준거리값과 동일해지도록 상기 웨이퍼로 제공되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 평평도 보정방법.
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