KR20210026337A - 웨이퍼형태의 미세이물제거기판 및 그 제작방법과 사용 방법 - Google Patents

웨이퍼형태의 미세이물제거기판 및 그 제작방법과 사용 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판과 상기 기판 상에 형성된 박막을 포함하며, 상기 박막이 접촉하는 스테이지 상의 미세이물을 제거하는 미세이물제거기판에 관한 것으로써 상기 박막은 정전기력과 점착력을 선택적으로 또는 동시에 구비하며, 상기 정전기력 또는 점착력에 의해 상기 스테이지 상의 미세이물이 상기 박막에 달라붙고, 상기 달라붙은 미세이물의 이탈을 방지하는 것을 특징으로 한다.

Description

웨이퍼형태의 미세이물제거기판 및 그 제작방법과 사용 방법{Wafer type particle eliminating substrate and methods manufacturing and using the substrate}
본 발명은 반도체 집적회로 제조공정(Integrated Circuit manufacturing process) 중 기판(Silicon Wafer, Glass Wafer 등)에 집적회로를 만들기 위해 패턴(Pattern)을 형성시키는 공정용 제조장비(Process Manufacturing Equipment)에서의 미세이물제거(Particle elimination)를 위한 기판(Substrate), 그 기판의 제작방법과 사용 방법(Methods to manufacturing and using the apparatus)에 관한 것이다.
반도체 집적회로 칩(Chip)을 제조하는 공정은, 웨이퍼 위에 여러 종류의 막을 형성하고 마스크(Mask)를 사용하여 PR 패터닝(Patterning)을 하고 상기 막을 선택적으로 식각(Etching)시키는 작업을 되풀이 하여 집적회로(Integrated circuit)를 만드는 일련의 과정으로 이루어진 팹공정(Fabrication process)과, 웨이퍼 가공라인(Wafer Fab)에서 집적회로가 형성된 웨이퍼를 개개의 칩으로 잘라 반도체 칩을 만드는 조립공정(Assembly Process)으로 크게 나눌 수 있다.
웨이퍼 위에 회로를 형성시키는 일괄 공정(Fabrication Process)의 진행시에 미세이물(Particle)의 존재는 팹 공정 수율(FAB Process Yield) 저하에 큰 영향을 미치기 때문에 Class1 ~ Class100의 청정실(Clean Room)내에 공정 제조장비(Process Manufacturing Equipment)를 설치하여 웨이퍼 제조공정을 진행한다. 따라서, 웨이퍼 제조공정에서 각 장비별로 공정을 진행하기 위한 공정실(Process Chamber)은 미세이물이 없도록 관리되어야 하며, 특히 웨이퍼가 놓여지는(Loading) 스테이지 또는 척(Stageor Chuck)위에 존재할 수 있는 미세이물(Particle)은 공정 진행시 웨이퍼가 평탄하게 놓이지 못하게 하는 원인이 되어 막(Film) 형성 공정, 사진 공정(Photolithography), 식각(Etch) 공정 별로 평탄도(Uniformity, Total Thickness Value)를 나쁘게 할 수 있다.
스텝퍼 장비를 예로 들면, 장비 내에서의 공정 진행시 미세이물은 촛점이탈(Defocusing) 등의 원인이 되며, 또한 미세이물이 공정이 진행되는 제품 웨이퍼 위로 이동되면 제품 수율 저하의 원인이 된다.
장비 내 웨이퍼(Wafer)가 놓여지는 스테이지(Stage or Chuck) 위의 미세이물(Particle)은 제품 수율 저하 혹은 장비 가동율 저하의 주요 원인이 되어, 가동 중인 장비를 멈추지 않고 미세이물(Particle)을 제거할 수 있는 도구 (Apparatus)와 방법(Process)이 필요하다.
본 발명의 미세이물제거기판은 기판과 상기 기판 상에 형성된 박막을 포함하며, 상기 박막이 접촉하는 스테이지 상의 미세이물을 제거하며 상기 박막의 평탄도가 상기 스테이지의 평탄도와 같거나 작다.
본 발명에 있어서, 상기 미세이물제거기판은 상기 기판과 상기 박막사이에 형성되는 접착제층을 더 포함하며, 상기 접착제층이 상기 기판에 상기 박막을 고정시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 미세이물제거기판에 있어서, 상기 스테이지의 평탄도가 TTV(Total Thickness Variation) 5um인 경우, 상기 박막의 평탄도가 TTV 2um이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 미세이물제거기판의 상기 박막은 정전기력과 부드러움을 구비하며, 상기 정전기력에 의해 상기 스테이지 상의 미세이물이 상기 박막에 달라붙고, 상기 부드러움이 달라붙은 상기 미세이물의 이탈을 방지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 미세이물제거기판의 상기 박막은 점착력과 부드러움을 구비하며, 상기 점착력에 의해 상기 스테이지 상의 미세이물이 상기 박막에 달라붙고, 상기 부드러움이 달라붙은 상기 미세이물의 이탈을 방지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 반도체장비의 스테이지 위의 미세이물을 제거하는 미세이물제거기판의 제작방법은, 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에 박막을 형성하는 단계;와 상기 박막을 열처리하는 단계를 포함하며, 상기 열처리과정에서 온도상승과정과 온도유지과정이 연속하여 반복되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제작방법은 상기 박막이 폴리이미드이며, 상기 열처리과정의 최고온도가 유리화 온도보다 낮으며 220~250℃의 범위인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제작방법은 상기 기판 상에 박막을 형성하는 단계가 상기 기판 상에 용액을 코팅하는 단계이며 용액의 점도와 양을 조절하는 단계;와 스피닝속도와 타임을 스텝 별로 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제작방법은 상기 코팅하는 단계 이후에, 상기 코팅된 기판을 베이킹하는 단계를 포함하며, 상기 베이킹 단계는 1차의 프리베이킹과 3단계의 2차 메인베이킹을 포함하며, 상기 1차 프리베이킹 조건은 최고온도 80℃에서 지속시간 30분이며, 상기 1단계 메인베이킹 조건은 최고온도 150℃, 지속시간 10분, 출발온도 80℃로부터 최고온도 150℃까지의 승온소요시간 10분이며, 상기 2단계 메인베이킹 조건은 최고온도 200℃, 지속시간 10분, 출발온도 150℃로부터 최고온도 200℃까지의 승온소요시간 7분이며, 상기 3단계 메인베이킹 조건 중 최고온도는 220℃ 내지 250℃ 구간에서 하나의 온도로 선택되며, 지속시간 10분, 출발온도 200℃로부터 최고온도 250℃까지의 승온소요시간 7분인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 미세이물제거기판의 사용방법은, 미세이물제거기판의 박막이 있는 면(Thin film side)이 밑으로(Down side) 향하여 담겨져 있는 용기를 반도체 장비의 웨이퍼 로더에 위치시키는 단계; 상기 용기를 연 후, 상기 용기에 담겨져 있는 웨이퍼 위치를 확인하는 웨이퍼 맵핑단계; 상기 장비 내 로보트에 의해 장비 내부의 챔버(Transfer Module)로 이송하여 위치 정렬(Notch Alignment)하는 단계; 상기 위치 정렬된 기판은 공정챔버(Process Chamber)내 로보트에 의해 상기 장비 내의 웨이퍼 스테이지로 이송하여 놓여지는 단계; 진공(Vacuum) 또는 정전기력(Electro Static)을 이용하여 상기 기판을 고정(Chucking)시키는 단계; 지정된 시간이 경과하여 미세이물이 달라붙은 후 상기 진공 혹은 정전기력(Electro Static)을 해제시키는 단계;와 상기 기판이 리프트 핀에 의해 들어올려져 로보트가 기판을 잡는 단계; 미세이물이 달라붙은 상기 기판이 로보트에 의해 상기 보관용기로 이송되는 단계;를 포함한다.
본 발명은 기판과 상기 기판 상에 형성된 박막을 포함하며, 상기 박막이 접촉하는 스테이지 상의 미세이물을 제거하는 미세이물제거기판에 관한 것으로서, 상기 박막은 정전기력과 점착력, 부드러움을 구비하며, 상기 정전기력과 점착력이 동시에 또는 각각 작용하여 상기 스테이지 상의 미세이물이 상기 박막에 달라붙고, 상기 부드러움이 달라붙은 상기 미세이물의 이탈을 방지하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 웨이퍼의 예시
도 2는 미세이물세정용기판의 측면도
도 3은 미세이물세정용기판의 사시도
도 4는 스탭퍼 척의 예시
도 5는 미세이물제거과정의 예시
도 6은 TTV에 따른 미세이물제거효율의 예시
도 7은 베이킹프로파일의 예시
도 8은 베이킹 최고온도에 따른 미세이물제거 효율의 예시
도 9는 미세이물제거 순서의 예시
도 10은 FOSB(Front opening shipping box)의 예시
본 발명의 실시예와 구체적인 내용은 본 발명의 예시로서 이해를 돕기 위한 것이므로 특허청구범위의 내용이 여기에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자가 본 발명의 모든 특징, 장점, 상황(Circumstance, Aspect) 등을 명시(specify)적으로 인용(recite)하지 않더라도, 본 발명의 실시예를 수정, 변경 또는 변형하는 내용은 본 발명의 권리범위에 속한다.
본 발명은 반도체 집적회로 제조(Semiconductor Integrated chip manufacturing)시의 웨이퍼 일괄 제조공정(Wafer Fabrication Process)에 사용되는 자동화(Automated) 혹은 매뉴얼(Manual) 제조 장비(Manufacturing Equipment)내의 웨이퍼가 놓여지는 스테이지 또는 척(Stage or Chuck) 혹은 그와 유사한 형태의 부품(Part)의 표면(Surface)에 존재하는 이물(Foreign material) 혹은 미세입자(미세이물, Particle)를 제거하기 위한 미세이물 제거 기판(Particle Elimination Substrate), 그 기판(PES)의 제작 및 사용방법에 관한 것이다.
웨이퍼(도 1)가 놓여지는 스테이지 또는 척(Stageor Chuck) 혹은 그와 유사한 부품은 다양한 형상일 수 있으며, 그 표면은 여러 모양의 돌기(Projection or lift pin) 혹은 홈(Groove)이 있다. 웨이퍼(Wafer)가 놓여지는 스테이지 또는 척(Stage or Chuck)의 표면에는 다양한 형태의 홈(Groove) 혹은 원통형의 수 많은 작은 돌기(Projection)가 존재할 수 있으며, 미세이물 제거 기판(도 2, 도 3)이 돌기 사이(Gap) 혹은 홈 안에 존재하는 미세이물(Particle)까지 제거하기 위해서는 정전기력(Electrostatic force) 또는 점착력(Adhesive force), 그리고 미세이물(Particle)을 내부에 품고 있을 수 있는 부드러움(Soft)을 가져야 한다(도 5).
또한, 제조장비를 멈추지 않고(without Down-time) 미세이물(Particle)을 제거하기 위해서는, 제품 웨이퍼와 동일 또는 유사한 형태 및 치수로 제작되어야 자동화(Automation)된 장비에서 장비내 로보트(Robot)에 의해 자동으로 운반되어 웨이퍼 스테이지 또는 척(Wafer Stage or Chuck) 위의 미세이물(Particle)을 제거할 수 있다.
미세이물제거기판(PES)은 반도체 제조장비의 공정 진행 중(Process)에도 운전중지(Down-time)없이 그리고 물리적(Physical), 화학적(Chemical) 파괴없이 (non- destructively) 장비 내부에 있는 스테이지 또는 척(Stage or Chuck) 등의 평탄면 혹은 비평탄한 면(Non planar)에 존재하는 미세이물(Particle)을 제거하는 것을 목적으로 한다. 미세이물제거기판(PES)의 기판의 재질(Material), 치수(Size, Dimension), 형상(Shape) 등은 다양한 반도체 웨이퍼 제조장비에서 사용 가능하도록 반도체 표준 규정(SEMI STD Rule)에 준하여 제작된다. 미세이물제거기판은 이러한 기판과 그 위에 입혀지는(Coating, Put on) 폴리머(Polymer) 박막(Thin film)으로 구성되며, 박막을 보다 단단히 부착시키기 위해 접착제(Adhesive)를 사용할 수도 있다.
미세이물제거기판(PES)의 박막은 정전기력, 점착력, 그리고 부드러운(말랑말랑함) 특성을 가지며, 장비 내부의 스테이지 또는 척(Stage or Chuck)위의 미세이물을 제거할 수 있게 한다.
미세이물제거기판(PES)은 자동화된(Automated) 반도체 장비 내의 웨이퍼 위치 확인 시스템(Wafer mapping system), 웨이퍼 노치 혹은 플랫존 정렬 (Notch or Flatzone Alignment), 로봇(Robot)에 의한 이송(Transfer), 웨이퍼 들어 올림(Lift-up) 등의 경우에도 이러한 장치들의 작동(Operation)에 문제를 일으키지 않아야 한다.
미세이물제거기판(PES)의 폴리머 박막(Polymer film)은 일정기간의 반복적 사용에도 미세이물을 포집(Collection, Capture)하는 특성이 유지되어야 하며, 포집된 미세이물이 이탈되거나 또 다른 이물 발생의 원인이 되어서는 안된다.
미세이물제거기판에서의 기판(Substrate)은 반도체 제품을 만드는 웨이퍼와 동일 혹은 유사한 형태, 치수를 적용하며, 실리콘과 유리 혹은 유사한 재질로 만들어 지며, 1) 반도체 장비내 로보트을 사용하여 스테이지 또는 척 위로 이송이 가능하도록 지지해 주며, 2) 기판 위에 입히는 폴리머 등의 물질이 평탄하게 부착될 수 있게 하는 역할을 한다.
미세이물제거기판을 구성하는 박막은, 기판에 부착된 후 박막의 평탄도(Total Thickness Variation, TTV)가 스테이지 또는 척의 평탄도 보다 나쁜 경우, 두께차이(최대두께-최소두께)에 의해 오목하게 들어간 부분은 미세이물이 제거가 안 될 가능성이 있으므로 미세이물제거대상인 척의 평탄도가 5㎛ 이하(예시)인 경우, 미세이물제거기판(PES)의 TTV(최대두께-최소두께)는 미세이물제거대상인 척의 5㎛ 보다 낮아야 하며, 실험결과 2㎛ 이하에서 현저한 미세이물제거 성능이 안정적으로 유지되는 것을 확인하였다(도 6).
기판표면에서 미세이물을 제거하는 역할의 박막(Thin Film)은 사용시 벗겨지지 않을 정도로 단단히 부착되어 있어야 하며, 수십um 이내의 박막을 입히기 위해 코팅(Coating) 혹은 그와 유사한 방법으로 제작한다. 또한 박막과 기판을 단단히 부착(Adhesion)하기 위해 접착제(Adhesive)를 사용할 수도 있다. 박막을 입히는 방법이 코팅과 접착제로 제한되는 것은 아니다.
미세이물을 제거하기 위한 폴리머 박막(Polymer Thin film)은, 정해진 범위의(Predetermined) 정전기력(Electrostatics), 점착력(Tacky force), 말랑말랑함(Soft)의 특징(Feature)을 가진다. 그리고 박막의 미세이물을 제거하는 표면(Surface, Side)은 별도의 접착제(without adhesive addition) 사용없이 점착성을 가질 수 있게 제작된다. 그 이유는, 미세이물제거기판(PES)의 반복적 사용 및 일정기간 사용으로 박막 표면의 접착제가 반도체 장비 내부의 하드웨어(Hardware) 혹은 부품(Parts)에 옮겨지거나 추가적인 미세이물(Particle, Foreign Material) 발생의 원인이 될 수 있기 때문이다.
박막의 재료인 폴리머는, 기판 위에서 좋은 평탄도(TTV) 갖기 위해 일정 점도(Viscosity)의 용액(Varnish)상태로 기판 위에 분사시켜 사용한다. 박막의 두께 및 평탄도는 폴리머 용액(Varnish)의 점도 및 코팅(Coating)혹은 그와 유사한 방법에 적용하는 조건에 따라 관리(Control) 되어진다. 예를 들어 스핀코팅(Spin Coating)의 경우, 1) 용액의 점도 및 양(Volume) 2) 단계별(step별) 스핀속도와 시간(Spin speed & time) 등의 조건에 따라 두께 및 평탄도가 결정된다. 박막의 특성은 기판에 얇게 입혀진 용액 상태의 박막을 베이킹 또는 큐어링(Baking or Curing) 하는 조건에 따라 결정된다. 즉 베이킹 또는 큐어링(Baking or Curing)의 온도 및 시간 프로파일(temperature & time profile)에 따라 박막(Film)의 특성이 결정된다 (도 7). 이러한 박막의 특성 중 신장력과 인장강도가 가장 좋은 220℃ 내지 250℃ 범위에서 미세이물제거효율이 높은 것으로 확인 되었다 (도 8).
박막층은 폴리머 용액인 폴리이미드 전구체 용액(Polyimide Varnish) 등을 사용하여 기재(기판, Substrate)위에 도포하여 가열처리함으로써 필름층을 형성한다. 기재(기판)의 재질로는 실리콘, 글라스, 세라믹 등을 사용할 수 있으며, 미세이물제거기판의 사용환경에 따른 요구사양 및 조건에 따라 도포방법은 스핀코팅(Spin Coating) 등을 사용할 수 있다. 박막의 요구특성에 따라 폴리이미드 전구체 용액(PI Varnish)의 사양은 달리 할 수 있다. 박막의 특성(물성)은 가열처리 방법(조건)에 따라 결정되어지며, 승온과정은 적용하는 폴리이미드 종류에 따라 실온에서 박막이 유리화(Glassfication) 되는 온도(Tg)보다 낮은 온도조건에서 가열하여, 완전한 폴리이미다이제이션(Polyimdizaition)이 되기 전 상태의 필름을 형성하며, 필름의 요구특성에 따라 승온과정인 온도프로파일(Temp Profile)을 달리하는 공정을 포함한다. 승온단계(Temperature Profile)의 예시는 도 7과 같다. 이러한 온도프로파일에 적용되어 안정된 세정능력을 보여주는 폴리이미드가 코팅된 기판을 베이킹 단계의 구체적인 조건은 다음과 같다. 상기 베이킹 단계는 1차의 프리베이킹과 3단계의 2차 메인베이킹을 포함하며, 상기 1차 프리베이킹 조건은 최고온도 80℃에서 지속시간 30분이며, 상기 1단계 메인베이킹 조건은 최고온도 150℃, 지속시간 10분, 출발온도 80℃로부터 최고온도 150℃까지의 승온소요시간 10분이며, 상기 2단계 메인베이킹 조건은 최고온도 200℃, 지속시간 10분, 출발온도 150℃로부터 최고온도 200℃까지의 승온소요시간 7분이며, 상기 3단계 메인베이킹 조건 중 최고온도는 220℃ 내지 250℃ 구간에서 하나의 온도로 선택되며, 지속시간 10분, 출발온도 200℃로부터 최고온도 250℃까지의 승온소요시간 7분인 것을 특징으로 한다.
미세이물 포집은 박막 표면의 정전기력(electrostatic force), 점착력(Tacky force)과 박막의 말랑말랑(Soft)한 정도에 의해 실행되며, 박막표면의 정전기력 및 점착력과 박막의 부드러운(Soft) 정도는 박막의 인장강도(Tensile Strength, Mpa) 및 신장력(Elogation %)으로 관리된다. 박막의 인장강도 및 신장력은 박막의 두께에 따른 베이킹 또는 큐어링(Baking or Curing)의 조건에 의해 관리된다. 박막표면의 정전기력 및 점착력의 정도는 반도체내 장비에서 사용하기 위해 정해진(Predetermined) 범위 내의 값을 가져야 한다.
반도체 장비 내의 스테이지 또는 척(Stage or Chuck)의 미세이물을 제거하기 위해 기판(PES)이 다음과 같은 절차(Process)에 의해 장비내로 이동 및 사용될 수 있다(도 9).
1) 미세이물제거기판(PES)를 사용하기 위해 반도체 장비의 웨이퍼 보관 용기(FOSB(도 10), FOUP, Wafer Cassette등)가 놓여지는 웨이퍼 로더(Wafer Loader, 12인치의 경우 EFEM등)에 본 발명의 박막이 있는 면(Thin film side)을 밑으로(Down side) 향하게 하여 담겨져 있는 용기를 위치시킨다.
2) 미세이물제거기판(PES) 보관 용기(FOSB, FOUP, Cassette box 등)의 커버(Door or Cover)를 연 후, 용기에 담겨져 있는 웨이퍼 위치를 확인하는 웨이퍼 맵핑 시스템(Wafer Mapping System)에 의해 위치를 확인한다. 이때 미세이물제거기판은 반도체 제품 웨이퍼와 두께 등 치수가 유사해야 위치 파악(Reading)이 가능하다.
3) 장비내 로보트 1(ATM Robot 등)에 의해 장비 내부의 챔버(Chamber, Transfer Module)로 이송하여, 위치 정렬(Notch Alignment)을 한다. 이때 기판은 박막이 있는 면이 밑으로 향하게 로보트(Robot)에 얹히게 되며, 기판이 얹히는 로보트 부위(Robot Arm Hand)는 이송시 기판이 떨어지지 않도록 일정한 진공(Vacuum)의 힘으로 고정하게 되며, 정렬부(Notch or Flatzone Alignment part)에서 기판을 놓을 (Release) 때, 로보트암핸드(Robot Arm Hand)에서 잘 떨어질 수 있을 정도의 박막 표면 정전기력 또는 점착력이 있어야 한다. 또한 정렬(Notch or Flatzone alignment)을 위해 기판(PES)를 회전(Rotation)시킬 때 문제가 없도록 표면 정전기력 또는 점착력, 또는 정전기력과 점착력이 있어야 한다.
4) 위치 정렬된 기판은 공정챔버(Process Chamber)내 로보트(Robot)에 의해 장비 내 웨이퍼 스테이지 또는 척(Wafer Stage or Chuck)으로 이송되어 놓여지고(Loading) 진공(Vacuum)을 이용하여 웨이퍼를 고정(Chucking)시키고, 일정시간이 지난 후 진공을 풀고(Release) 스테이지 또는 척(Stage or Chuck)에서 리프트 핀( Lift pin)에 의해 기판이 들어올려진 후 로보트가 기판을 잡고 이송한다. 스테이지 또는 척(Stage or Chuck)에서 리프트핀(Lift pin)이 웨이퍼(Wafer)를 들어올릴 때 미세이물이 떨어지거나 점착성분이 척에 남는 등의 문제가 없도록 박막 표면의 정전기력 또는 점착력이 관리되어야 한다.
5) 미세이물을 포집한 기판(PES)은 다시 장비 내 로보트에 의해 보관용기로 자동 이송되어 담긴다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 설명된 실시예는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질을 벗어나지 않는 범위에서 예시되지 않은 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 이러한 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소를 변형하거나 응용하여 실시하는 경우에 발생하는 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 웨이퍼
2: 미세이물제거기판의 예시
22: 미세이물제거용 박막
23: 지지기판(웨이퍼)
51: 미세이물(파티클)
52: 척

Claims (10)

  1. 기판과
    상기 기판 상에 형성된 박막을 포함하며,
    상기 박막이 접촉하는 스테이지 상의 미세이물을 제거하며
    상기 박막의 평탄도가 상기 스테이지의 평탄도와 같거나 작은 미세이물제거기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판과 상기 박막사이에 형성되는 접착제층을 더 포함하며,
    상기 접착제층이 상기 기판에 상기 박막을 고정시키는 것을 특징으로 하는 미세이물제거기판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스테이지의 평탄도가 TTV 5um 인 경우, 상기 박막의 평탄도가 TTV 2um이하인 것을 특징으로 하는 미세이물제거기판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 박막은 정전기력과 부드러움을 구비하며,
    상기 정전기력에 의해 상기 스테이지 상의 미세이물이 상기 박막에 달라붙고,
    상기 부드러움이 달라붙은 상기 미세이물의 이탈을 방지하는 것을 특징으로 하는 미세이물제거기판.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 박막은 점착력과 부드러움을 구비하며,
    상기 점착력에 의해 상기 스테이지 상의 미세이물이 상기 박막에 달라붙고, 상기 부드러움이 달라붙은 상기 미세이물의 이탈을 방지하는 것을 특징으로 하는 미세이물제거기판.
  6. 반도체장비의 스테이지 위의 미세이물을 제거하는 미세이물제거기판의 제작방법에 있어서,
    기판을 준비하는 단계;
    상기 기판 상에 박막을 형성하는 단계;와
    상기 박막을 열처리하는 단계를 포함하며,
    상기 열처리과정에서 온도상승과정과 온도유지과정이 연속하여 반복되는 것을 특징으로 하는 미세이물제거기판의 제작방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 박막이 폴리이미드이며,
    상기 열처리과정의 최고온도가 유리화 온도보다 낮으며 220~250 ℃의 범위인 것을 특징으로 하는 미세이물제거기판의 제작방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 기판 상에 박막을 형성하는 단계가 상기 기판 상에 용액을 코팅하는 단계이며
    용액의 점도와 양을 조절하는 단계;와
    스피닝속도와 타임을 스텝별로 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세이물제거기판 제작방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 코팅하는 단계 이후에,
    상기 코팅된 기판을 베이킹하는 단계를 포함하며,
    상기 베이킹 단계는 1차의 프리베이킹과 3단계의 2차 메인베이킹을 포함하며,
    상기 1차 프리베이킹 조건은 최고온도 80℃에서 지속시간 30분 이며,
    상기 1단계 메인베이킹 조건은 최고온도 150℃, 지속시간 10 분, 출발온도 80℃로부터 최고온도 150℃까지의 승온소요시간 10분이며,
    상기 2단계 메인베이킹 조건은 최고온도 200℃, 지속시간 10분, 출발온도 150℃로부터 최고온도 200℃까지의 승온소요시간 7분이며,
    상기 3단계 메인베이킹 조건 중 최고온도는 220℃ 내지 250℃ 구간에서 하나의 온도로 선택되며, 지속시간 10분, 출발온도 200℃로부터 최고온도 250℃까지의 승온소요시간 7분인 것을 특징으로 하는 미세이물제거기판의 제작방법.
  10. 미세이물제거기판의 사용방법으로서
    미세이물제거기판의 박막이 있는 면이 밑으로 향하여 담겨져 있는 용기를 반도체 장비의 웨이퍼 로더에 위치시키는 단계;
    상기 용기를 연 후, 상기 용기에 담겨져 있는 웨이퍼 위치를 확인하는 웨이퍼 맵핑단계;
    상기 장비 내 로보트에 의해 장비 내부의 챔버로 이송하여 위치 정렬하는 단계;
    위치 정렬된 상기 기판은 공정챔버 내 로보트에 의해 상기 장비 내의 웨이퍼 스테이지로 이송하여 놓여지는 단계;
    진공 또는 정전기력을 이용하여 상기 기판을 고정시키는 단계;
    일정시간이 경과하여 미세이물이 달라붙은 후 상기 진공 혹은 정전기력을 해제시키는 단계;와
    상기 기판이 리프트 핀에 의해 들어올려져 로보트가 기판을 잡는 단계;
    미세이물이 달라붙은 상기 기판이 로보트에 의해 상기 보관용기로 이송되는 단계;를 포함하는 미세이물제거기판의 사용방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024049894A1 (en) * 2022-08-31 2024-03-07 Robert Bosch Gmbh Tribological system
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