KR20090124396A - Ｌｌｏｙｄ형 간섭 리소그라피 시스템의 진공 척 - Google Patents

Abstract

본 발명은 Lloyd형 간섭 리소그라피 시스템의 진공 척에 관한 것으로, 광을 출력하는 광원과 상기 광을 반사시키는 미러와 기판을 고정하는 진공 척과 상기 미러와 진공 척이 고정되는 포스트 및 각도를 조절하는 회전테이블을 구비하고, 광원으로부터 출력되는 광을 상기 미러에 조사한 후 미러를 통해 반사되는 일부 광과 진공 척에 고정된 기판으로 조사되는 광 사이에 발생하는 간섭 현상을 이용하여 기판에 패턴을 형성시키는 Lloyd형 간섭 리소그라피 시스템의 진공 척에 있어서, 상기 진공 척의 후면에 그 일단이 고정되는 다수의 핀, 상기 포스트에 결합 고정되며, 상기 핀의 타단이 관통되도록 다수의 홀이 형성된 가이드 프레임 및 상기 가이드 프레임에 고정 구비되며, 상기 홀을 관통한 상기 핀의 타단이 점 접촉을 이루며 접촉하여 고정되는 다수의 영구자석을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

진공 척, 리소그라피, 간섭, 미러, 평탄도

Description

Ｌｌｏｙｄ형 간섭 리소그라피 시스템의 진공 척{vacuum chuk of Lloyd-type interference lithography system}

본 발명은 Lloyd형 간섭 리소그라피 시스템의 진공 척에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 리소그라피(lithography) 기법을 이용하여 기판에 패턴을 형성하는데 있어, 기판이 고정되는 진공 척의 절대 평면도를 유지시켜주는 Lloyd형 간섭 리소그라피 시스템의 진공 척에 관한 것이다.

Lloyd 간섭 리소그라피는 도 1에 도시된 바와 같이 레이저 광원에서 나온 빛 중 기준 미러에서 반사되는 일부 빛과 기판으로 조사되는 빛 사이에 발생하는 간섭 현상을 이용하여 기판에 주기적 선형 패턴을 제작하는 리소그라피 기법을 의미한다.

두 빛의 상관관계로 발생하는 간섭 신호의 광강도 패턴은 기판에 도포된 광감재(photoresist)를 반응시키고, 이후 디벨롭핑(devloping ; 현상)과 에칭(etching) 공정을 통하여 기판에 원하는 패턴을 제작하게 된다.

이때 기준 미러와 기판은 각각 광학적으로 절대 평면을 유지하여야 정확한 선형 패턴을 제작할 수 있으며, 각 면에서의 평탄도 오차는 선형 패턴의 직접적인 오차 요인으로 작용한다.

기준 미러는 λ/10 이상의 정밀한 평탄도를 유지하도록 시스템에 장착이 가능하지만, 실리콘 웨이퍼와 같은 기판의 경우에는 두께가 1mm 이하로 매우 작기 때문에 기판이 장착되는 진공 척(chuck)의 평탄도에 따라 왜곡되기 쉽다.

일반적으로 많이 활용되는 진공 척(vacuum chuck)의 경우, 척 표면의 평탄도를 좋게 가공하여도 이를 시스템에 체결하는 방식에 따라 쉽게 변형이 갈 수 있다. 이는 곧 척 위에 장착되는 기판 평탄도를 왜곡하고, 이로 인하여 최종적으로 기판에 제작되는 선형 패턴의 왜곡을 야기시키는 문제점이 발생하게 된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 진공 척을 조립하는 과정에서 발생되는 조립공차로 인한 진공 척의 비평탄도를 해소함으로써 결과적으로 기판에 형성되는 패턴의 불량률을 최소화시키고자 하는데 그 목적이 있다.

또한, 진공 척의 조립구조를 간소화시킴으로써 유지보수를 용이하게 실시하고자 하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 광을 출력하는 광원과 상기 광을 반사시키는 미러와 기판을 고정하는 진공 척과 상기 미러와 진공 척이 고정되는 포스트 및 각도를 조절하는 회전테이블을 구비하고, 광원으로부터 출력되는 광을 상기 미러에 조사한 후 미러를 통해 반사되는 일부 광과 진공 척에 고정된 기판으로 조사되는 광 사이에 발생하는 간섭 현상을 이용하여 기판에 패턴을 형성시키는 Lloyd형 간섭 리소그라피 시스템의 진공 척에 있어서, 상기 진공 척의 후면에 그 일단이 고정되는 다수의 핀, 상기 포스트에 결합 고정되며, 상기 핀의 타단이 관통되도록 다수의 홀이 형성된 가이드 프레임 및 상기 가이드 프레임에 고정 구비되며, 상기 홀을 관통한 상기 핀의 타단이 점 접촉을 이루며 접촉하여 고정되는 다수의 영구자석을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 바람직한 한 특징으로는, 상기 핀은, 3개로 구성되어 상기 진공 척 후면에 각각 고정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 바람직한 다른 특징으로는, 상기 가이드 프레임에 형성된 홀은, 사각형상으로 형성되며, 상기 핀이 상기 홀에 삽입되었을 때 외주면이 사각형상의 홀의 네면 중 두 면에만 접촉되는 것을 특징으로 하는 특징으로 한다.

본 발명에 따른 바람직한 또 다른 특징으로는, 상기 가이드 프레임에 형성된 홀은, 120도 간격을 가지고 세 개의 홀로 형성되는 것을 특징으로 하는 특징으로 한다.

본 발명에 따른 바람직한 또 다른 특징으로는, 상기 핀은, 상기 영구자석에 점 접촉되어 고정되도록 끝단이 둥글게 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 바람직한 또 다른 특징으로는, 상기 영구자석을 상기 가이드 프레임에 고정시켜주기 위한 고정지그를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 바람직한 또 다른 특징으로는, 상기 핀은, 원통형상으로 형성되어 상기 홀의 두 면에 접촉하여 지지되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명은 진공 척을 조립하는 과정에 있어 조립공차로에 의해 발생되는 진공 척의 평탄도 오차를 최소화 할 수 있어 결과적으로 기판에 형성되는 패턴의 오차를 감소시킴으로써 기판의 불량률 발생을 최소화하고, 이에 따라 생산 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 영구자석을 통해 진공 척 결합방식을 통하여 유지보수가 용이한 이점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 Lloyd형 간섭 리소그라피 시스템의 진공 척에 대한 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 Lloyd형 간섭 리소그라피 시스템의 개략도, 도 2는 본 발명에 따른 Lloyd형 간섭 리소그라피 시스템과 진공 척의 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 Lloyd형 간섭 리소그라피 시스템과 진공 척의 분해 사시도, 도 4는 본 발명에 따른 Lloyd형 간섭 리소그라피 시스템의 진공 척을 나타낸 분해 사시도, 도 5는 본 발명에 따른 진공 척을 결합하기 위한 핀이 가이드 프레임에 결합된 상태를 나타낸 확대도이다.

본 발명에 따른 Lloyd형 간섭 리소그라피 시스템의 진공 척은, 광을 반사시키는 미러와 기판을 고정하는 진공 척과 상기 미러와 진공 척이 고정되는 포스트 및 각도를 조절하는 회전테이블을 구비한 Lloyd형 간섭 리소그라피 시스템의 진공 척(10)은, 상기 진공 척의 후면에 일단이 고정되는 핀(20)과, 상기 포스트에 결합되며, 상기 핀의 타단이 관통되도록 다수의 홀(31)이 형성된 가이드 프레임(30)과, 상기 가이드 프레임에 형성된 홀을 관통한 상기 핀의 타단이 점 접촉을 이루며 접촉되어 고정되는 다수의 영구자석(40) 및 상기 영구자석을 상기 가이드 프레임에 고정시켜주는 고정지그를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

우선, 간섭 리소그라피 시스템은 광을 출력하는 광원(60)과 이 광원으로부터 조사되는 광을 광학시스템을 통해 입사받아 반사시키는 미러(70)와 패턴을 형성시키기 위한 기판을 고정되는 진공 척(10)과 상기 미러와 진공 척을 고정시켜주는 포스트(80) 및 상기 포스트에 결합된 미러와 진공 척의 각도를 조절하기 위해 포스트에 결합된 회전테이블(80)로 크게 구성된다.

진공 척(10)은 기판 즉, 웨이퍼를 진공 흡착을 통해 고정시키는 것으로, 전면으로는 진공흡입에 의해 기판을 고정시키도록 진공홀(미도시)이 형성되고, 이와 연동되도록 내측으로 진공 배기로(미도시)가 형성되며, 이것은 외부 진공장치와 연결되어 진공홀에 흡입력을 가함으로써 패턴을 형성시키고자 하는 기판을 흡입력을 통해 고정시킨다.

핀(20)은 상기 진공 척(10)의 후면에 고정 설치되는 것으로, 진공 척을 고정시키면서 평탄도를 유지시켜주는 원통형상의 금속부재로 형성된다. 상기 핀(20)은 진공 척의 후면에 나사 결합 또는 끼움 결합에 의해 고정되도록 그 일단이 나사선 가공되거나 끼움 결합되도록 소정의 외경을 갖도록 형성되어 있으며, 이에 대응하게 진공 척의 후면에서는 핀이 결합될 수 있는 홈(미도시)이 가공되어 있다.

상기 핀(20)의 타단은 후술한 영구자석에 점 접촉되어 고정될 수 있도록 둥글게 형성되며, 여기에서 최상부면이 점 접촉을 이루게 된다. 한편, 본 발명에 따른 상기 핀(20)은 3개로 구성되어 진공 척에 결합되는 것이 바람직하다.

가이드 프레임(30)은 리소그라피 시스템의 포스트(80)에 고정 결합되며, 상기 핀(20)이 관통될 수 있는 홀(31)이 형성된다. 가이드 프레임(30)은 판재형상의 금속부재로써 일측이 상기 포스트(80)에 나사결합 등을 통해 고정되고 가운데 부분에 상기 홀(31)이 상기 핀의 개수에 대응하게 3개 형성된다.

여기서 상기 홀(31)은 4각 형상을 갖게 되는데, 여기에 관통되는 원통형상의 상기 핀(20)은 홀의 4면 중 2면에만 그 외주면이 접촉되게 된다. 이것은 중력 방향으로 상기 진공 척(10)이 움직일 수 있게 되는데, 상기 홀(31)이 120도 간격으로 형성되고, 2면에만 상기 핀(20)이 접촉되므로 과구속으로 인하여 진공 척에 수평 방향의 힘이 발생하지 않도록 하였다.

영구자석(40)은 자력을 이용하여 상기 핀(20)을 흡착 고정시키는 것으로, 진공 척이 위치하는 상기 가이드 프레임(30) 일측면의 반대면에 위치하여 구비된다. 상기 영구자석(40)은 상기 핀(20)수에 대응하여 3개로 구성되며, 홀이 형성된 가이드 프레임에 접하여 고정됨에 따라 홀을 관통하는 핀의 끝단이 상기 영구자석(40)에 점 접촉으로 접하여 고정된다.

본 발명에 따른 바람직한 실시예로 상기 영구자석(40)을 핀의 개수에 대응하게 각각 구비하였지만, 다른 실시예로는 소정간격을 두고 위치하는 상기 핀의 영역을 수용 가능한 하나의 영구자석으로 구비하여 이에 상기 핀(20)이 접촉하도록 구성하여도 무관하다.

상기 진공 척(10)의 평탄도를 유지하는 가장 중요한 설계 개념은 진공 척의 평면상에 힘이 작용하지 않도록 하는 점이다. 이론적으로는 3점의 점 접촉의 영구자석(40)이 이루는 평면에 이루어지므로 안정적인 평면을 구성하며, 중력 방향으로 자연스럽게 슬롯 경사면에 접촉이 되므로, 척이 가지는 고정밀의 평탄도를 진공 척 조립 후에도 유지할 수 있다.

기존의 볼트체결방식을 통한 진공 척 고정방법이 아닌 영구자석을 통해 고정시킴으로써, 조립과정에서 발생되는 조립공차를 최소화시킬 수 있는 이점이 있다.

고정지그(50)는 상기 영구자석(50)을 가이드 프레임(30)에 고정시키기 위한 것으로, 소정크기의 금속부재로 구비된다. 상기 고정지그는 영구자석 일단이 소정깊이로 삽입될 수 있는 삽입홈(미부호)이 형성되며, 양측으로 볼트체결을 통해 상기 가이드 프레임(30)에 결합시킬 수 있는 볼트홀이 형성된다. 이에 대응하게 가이드 프레임에도 마찬가지로 볼트가 체결될 수 있는 볼트 홈이 형성되어 있어 볼트체결에 의해 상기 고정지그(50)가 영구자석을 고정시키면서 가이드 프레임에 설치된다.

이러한 상기 고정지그(50)는 영구자석을 가이드 프레임에 고정시키기 위한 수단으로 앞서 설명한 바와 같이 하나의 영구자석으로 구성된다면 이에 대응하게 다양한 형상과 체결방식으로 변경될 수 있다. 이러한 변경예는 당업자에게 용이하게 실시 가능한 것이다.

한편, 상기 고정지그(50)는 상기 영구자석(50)을 단순히 고정시키기 위한 수단임에 따라 이를 구비하지 않고, 영구자석과 가이드 프레임에 결합될 수 있도록 그 구조를 제안하거나, 접착 방식으로 고정시킬 경우 상기 고정지그(50)가 필요하지 않을 수도 있다.

이와 같이 구성되고 작용되는 본 발명은 영구자석을 이용한 점 접촉을 통해 진공 척을 고정시킴으로써, 볼트체결을 통한 조립과정에서 발생되는 조립공차를 최소화하여 결과적으로 기판에 형성되는 패턴 불량률을 낮출 수 있으며, 자석 결합에 따라 진공 척을 쉽게 분리할 수 있는 유지보수가 용이한 이점이 있다.

이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다.

오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

도 1은 Lloyd형 간섭 리소그라피 시스템의 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 Lloyd형 간섭 리소그라피 시스템과 진공 척의 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 Lloyd형 간섭 리소그라피 시스템과 진공 척의 분해 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 Lloyd형 간섭 리소그라피 시스템의 진공 척을 나타낸 분해 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 진공 척을 결합하기 위한 핀이 가이드 프레임에 결합된 상태를 나타낸 확대도,

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 진공 척 20 : 핀

30 : 가이드 프레임 31 : 홀

40 : 영구자석 50 : 고정지그

60 : 광원 70 : 미러

80 : 포스트 90 : 회전테이블

Claims (7)

1. 광을 출력하는 광원과 상기 광을 반사시키는 미러와 기판을 고정하는 진공 척과 상기 미러와 진공 척이 고정되는 포스트 및 각도를 조절하는 회전테이블을 구비하고, 광원으로부터 출력되는 광을 상기 미러에 조사한 후 미러를 통해 반사되는 일부 광과 진공 척에 고정된 기판으로 조사되는 광 사이에 발생하는 간섭 현상을 이용하여 기판에 패턴을 형성시키는 Lloyd형 간섭 리소그라피 시스템의 진공 척에 있어서,

   상기 진공 척의 후면에 그 일단이 고정되는 다수의 핀;

   상기 포스트에 결합 고정되며, 상기 핀의 타단이 관통되도록 다수의 홀이 형성된 가이드 프레임; 및

   상기 가이드 프레임에 고정 구비되며, 상기 홀을 관통한 상기 핀의 타단이 점 접촉을 이루며 접촉하여 고정되는 다수의 영구자석;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 Lloyd형 간섭 리소그라피 시스템의 진공 척.
2. 제 1항에 있어서, 상기 핀은,

   3개로 구성되어 상기 진공 척 후면에 각각 고정되는 것을 특징으로 하는 Lloyd형 간섭 리소그라피 시스템의 진공 척.
3. 제 1항에 있어서, 상기 가이드 프레임에 형성된 홀은,

   사각형상으로 형성되며, 상기 핀이 상기 홀에 삽입되었을 때 외주면이 사각형상의 홀의 네면 중 두 면에만 접촉되는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 Lloyd형 간섭 리소그라피 시스템의 진공 척.
4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 가이드 프레임에 형성된 홀은,

   120도 간격을 가지고 세 개의 홀로 형성되는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 Lloyd형 간섭 리소그라피 시스템의 진공 척.
5. 제 1항에 있어서, 상기 핀은,

   상기 영구자석에 점 접촉되어 고정되도록 끝단이 둥글게 형성된 것을 특징으로 하는 Lloyd형 간섭 리소그라피 시스템의 진공 척.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 영구자석을 상기 가이드 프레임에 고정시켜주기 위한 고정지그를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 Lloyd형 간섭 리소그라피 시스템의 진공 척.
7. 제 1항에 있어서, 상기 핀은,

   원통형상으로 형성되어 상기 홀의 두 면에 접촉하여 지지되는 것을 특징으로 하는 Lloyd형 간섭 리소그라피 시스템의 진공 척.

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