KR20030084033A - 웨이퍼 스테이지 클리닝 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조장치로, 웨이퍼스테이지를 클리닝하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 웨이퍼 스테이지 클리닝 장치는 노즐과 흡기관을 포함한다. 따라서 웨이퍼 스테이지를 베이스으로부터 분리하지 않고 클리닝 할 수 있어, 웨이퍼 스테이지를 클리닝하는 데 소요되는 작업시간을 줄일 수 있고, 웨이퍼 스테이지 상의 웨이퍼 척뿐만 아니라, 웨이퍼 척 주변의 계측장치들을 클리닝할 수 있다.

Description

웨이퍼 스테이지 클리닝 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CLEANING WAFER STAGE}

본 발명은 반도체 장비에 관한 것으로, 특히 웨이퍼 스테이지(wafer stage)상의 파티클(particle)을 클리닝(cleaning)하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

반도체 제조과정에서 파티클에 의한 영향은 매우 크다. 따라서 파티클을 최대한 억제할 수 있는 대책에 대한 연구가 현재에도 계속되고 있고, 각 공정마다 파티클을 제거할 수 있는 세정 공정이 행해지고 있으며, 공정을 행하는 설비도 미세입자를 최대한 억제할 수 있도록 구성되고 있다.

반도체 제조공정에 있어 노광공정이란 감광제가 코팅된 웨이퍼의 상측에 회로패턴을 형성하는 공정을 말한다. 이러한 반도체 노광 설비는 특히 파티클에 대해 대단히 민감하여 미세 입자에 의해서도 큰 불량이 발현된다. 이러한 문제점을 야기시키는 파티클은 다음과 같은 원인에 의해서 웨이퍼 스테이지 상부를 오염시키며, 상기 웨이퍼 스테이지는 웨이퍼를 흡착 고정시키기 위한 웨이퍼 척(Chuck)과 각종 계측장치(Calibration plate)를 구비하고 있다.

웨이퍼 스테이지 주변의 파티클이 설비의 공조바람에 날려 웨이퍼 척의 상부면을 오염시키는 경우, 포토레지스트 도포 공정으로부터 웨이퍼에 파티클이 부착되어 노광설비의 웨이퍼 척의 상부면으로 옮겨진 경우, 그리고 웨이퍼을 로딩하는 핸들링 아암에 부착되어 있던 파티클이 웨이퍼 척으로 옮겨진 경우를 대표적인 예로 들 수 있다.

노광공정에서 웨이퍼 척의 상부면에 파티클이 존재하는 경우 상기 웨이퍼 척에 놓여진 웨이퍼는 부분적으로 파티클로 인한 미세한 높이 차이가 발생하게 된다.

상기한 높이 차이에 의해 디포커스(Defocus)가 발생하여 웨이퍼상에는 국부적으로 패턴 불량이 발생하게 된다. 이러한 패턴불량은 공정에 있어 수율을 감소시키는 주요 원인이 되므로, 노광 공정전에 웨이퍼 척을 클리닝하여, 웨이퍼 척상의 파티클을 모두 제거하여야 한다.

종래에는 상기 웨이퍼 척을 클리닝하기 위해서 웨이퍼 스테이지가 노광장비로부터 외부로 노출되도록 웨이퍼 스테이지가 설치된 베이스를 회전시키고(swing out), 웨이퍼 스테이지를 베이스에서 분리한 후, 클리닝 툴(1)로 웨이퍼 척을 클리닝하였다. 클리닝이 완료되면 베이스를 노광장비안으로 회전시키고(swing in), 웨이퍼 스테이지를 다시 세팅하였다.

그러나 상기의 방법은 웨이퍼 척을 클리닝하는 데 소요되는 시간이 길고, 웨이퍼 스테이지를 장비로부터 분리 및 재세팅함에 따라 웨이퍼의 이미지(Image)에 나쁜 영향을 줄 수 있으며, 클리닝 툴과 웨이퍼 척과의 직접적인 마찰로 인해 척의 표면에 데미지(Damage)를 입힐 수 있다. 또한 웨이퍼 스테이지 상의 웨이퍼 척 주변에 있는 각종 계측장치를 클리닝할 수 없는 문제가 있다.

따라서 본 발명의 목적은 웨이퍼 스테이지를 베이스로부터 분리하지 않고 클리닝할 수 있는 웨이퍼 스테이지 클리닝 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 웨이퍼 스테이지상의 웨이퍼 척뿐만 아니라 계측장치들도 클리닝 할 수 있는 웨이퍼 스테이지 클리닝 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 웨이퍼 스테이지를 클리닝하는 것을 보여주는 개략도;

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 스테이지 클리닝 시스템의 사시도;

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 본 발명에서의 노즐과 흡기관의 위치를 보여주는 단면도;

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 웨이퍼 스테이지가 클리닝 되는 영역의 순서를 보여주는 도면; 그리고

도 5은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 웨이퍼 스테이지를 클리닝하는 순서를 보여주는 플로차트이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 노즐 20 : 흡기관

30 : 웨이퍼 스테이지 32 : 웨이퍼 척

34 : 계측장치 40 : 베이스

42 : 중앙레일 44 : 외측레일

상기한 목적을 달성하기 위해서 본 발명인 웨이퍼 스테이지 클리닝 시스템은 상기 웨이퍼 스테이지로 압축공기를 분사하는 노즐과 상기 압축공기에 의해, 상기 웨이퍼 스테이지로부터 부유되는 상기 파티클을 흡입하는 흡기관을 포함한다.

바람직하게는 상기 노즐과 상기 흡기관은 상기 웨이퍼 스테이지의 양측에 각각 위치되고, 상기 흡기관은 상기 노즐에서 분사된 상기 압축공기가 상기 웨이퍼 스테이지와 부딪히는 지점을 향하도록 설치된다.

바람직하게는 상기 노즐은 고정되고, 상기 웨이퍼 스테이지는 상부면에 웨이퍼 척과 적어도 하나의 계측장치를 포함하되, 상기 웨이퍼 스테이지는 상기 웨이퍼 척과 상기 계측장치에 상기 압축공기가 분사되도록 지그재그로 이동된다.

본 발명에서 웨이퍼 스테이지상에 있는 파티클을 제거하는 방법은, 흡기관을 통해 상기 웨이퍼 스테이지 주위의 공기를 흡입하는 단계, 노즐로부터 압축공기를 상기 웨이퍼 스테이지로 분사하는 단계, 상기 압축공기에 의해 상기 웨이퍼 스테이지상의 전영역이 클리닝되도록 상기 웨이퍼 스테이지가 이동되는 단계를 포함한다.

바람직하게는 상기 노즐은 고정되고, 상기 웨이퍼스테이지는 처음에 상기 노즐이 상기 웨이퍼 스테이지의 일측 가장자리를 향하도록 세팅되고, 상기 흡기관은 상기 웨이퍼스테이지로부터 상기 노즐의 위치와 반대방향에 위치되고, 상기 노즐에서 분사된 압축공기가 상기 웨이퍼 스테이지와 부딪히는 지점을 향하도록 설치된다.

바람직하게는 상기 웨이퍼 스테이지는 상기 일측 가장자리로부터 타측 가장자리로 순차적으로 클리닝되도록 지그재그로 이동된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예는 여러가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예를 보여주는 웨이퍼 스테이지 클리닝 시스템의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노즐(10)과 흡기관(20)의 위치를 보여주는 단면도이다.

도 2에서 보는 바와 같이 상기 웨이퍼 스테이지(30)는 중앙레일(42)상에서 이동될 수 있도록 상기 중앙레일(42)위에 설치된다. 상기 중앙레일(42)은 베이스(40) 위의 양측가장자리에 있는 외측레일들(44)을 따라 이동될 수 있도록 상기 외측레일들(44) 사이에 위치된다. 결합구(46)은 상기 중앙레일(42)을 상기 외측레일(44)에 결합시키고, 또한 상기 중앙레일(42)이 상기 외측레일(44)을 따라 이동될 수 있도록 한다.

상기 웨이퍼 스테이지(30)는 중앙에 웨이퍼가 놓이는 웨이퍼 척(32)과 가장자리에 웨이퍼의 위치 결정을 하는 웨이퍼 스테이지에는 렌즈의 성능을 평가하기 위해 각종 마크들이 위치된 리스플레이트(RIS:REFLECTION IMAGE SENSOR PLATE), 레티클의 정렬을 위해 사용되는 제 1, 2기준 플레이트(FIDUCIAL PLATE)등의 계측장치들(34)을 구비하고 있다.

도 3에서 보는 바와 같이, 상기 노즐(10)은 상기 웨이퍼 스테이지에서 일정거리 이격된 위치에 설치된다. 상기 노즐(10)의 분사구는 상기 웨이퍼 스테이지(30)에 압축공기를 분사하도록 고정된다.

상기 흡기관(20)은 상기 웨이퍼 스테이지(30)로부터 상기 노즐(10)이 설치된 위치와 반대쪽 위치에 설치된다. 상기 흡기관(20)의 일단은 진공펌프(22)와 연결되고, 상기 흡기관(20)의 타단은 상기 노즐(10)에서 분사되는 압축공기가 상기 웨이퍼 스테이지(30)에 부딪치는 영역을 향하도록 놓여진다. 따라서 상기 노즐(10)에서 분사된 압축공기에 의해 상기 웨이퍼 스테이지(30)로부터 부유되는 파티클은 상기 흡기관(20)으로 흡입된다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 웨이퍼 스테이지(30)가 이동되는 경로를 보여주는 도면이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 웨이퍼 스테이지(30)를 클리닝하는 순서를 보여주는 플로차트이다.

본 발명에서 상기 웨이퍼 스테이지(30)를 클리닝하는 순서는 도 5와 같다.

처음에 상기 흡기관(20)의 입구가 열려 주위의 공기를 흡입한다.(스텝 S10) 상기 웨이퍼 스테이지(30) 주변의 공기의 흐름은 상기 흡기관(20)으로 향하는 방향으로 형성된다.

상기 노즐(10)은 상기 웨이퍼 스테이지(30)를 향해 압축공기를 분사하고(스텝 S20), 상기 웨이퍼 스테이지(30)는 이동된다(스텝 S30). 상기 웨이퍼스테이지(30)가 이동되는 경로는 도 4와 같다. 도 4의 이동경로는 상기 웨이퍼스테이지(30)에 상기 노즐(10)에서 분사되는 압축공기가 분사되는 지점의 순서로 나타낸 것이다. 따라서 상기 웨이퍼 스테이지(30) 도 4의 화살표 방향과는 반대로 이동된다.

최초에 상기 노즐(10)의 분사구(12)는 도 4의 A지점을 향해 압축공기를 분사하도록 설치된다. 상기 흡기관(20)은 상기 노즐(10)의 반대쪽 위치에서 A지점을 향하도록 설치된다. 상기 웨이퍼 스테이지(30)는 상기 중앙레일(42)상에서 오른쪽으로 이동된다. 따라서 상기 웨이퍼 스테이지(30)는 A지점에서 B지점까지 클리닝된다. 상기 중앙레일(42)은 상기 외측레일(44)을 따라서 위로 일정거리 이동된다. 따라서 상기 노즐(10)과 상기 흡기관(20)은 상기 웨이퍼 스테이지(30)의 C지점을 향하게 된다. 이후 상기 웨이퍼 스테이지(30)는 상기 중앙레일(42)상에서 왼쪽으로 이동된다. 상기한 방법을 반복하면서 상기 노즐(10)에서 분사된 압축공기는 상기 웨이퍼 스테이지(30)를 클리닝할 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이 A-B-C-D-E-F-G-H순으로 클리닝하는 것이 바람직하며, 이를 역으로 하는 경우에는 상기 웨이퍼 스테이지(30)의 클리닝된 부분이 재오염될 가능성이 있다.

상기 방법에 의하면 상기 웨이퍼 스테이지상(30)의 상기 웨이퍼 척(32)뿐만 아니라 상기 웨이퍼 척(32) 주변의 상기 계측장치(34)들도 클리닝할 수 있다. 압축공기에 의해서 부유되는 상기 웨이퍼 스테이지(30)상의 파티클은 상기 흡기관(20)으로 향하는 공기의 흐름을 따라 상기 흡기관(20)으로 강제흡입될 수 있다.

따라서 본 발명인 웨이퍼 스테이지 클리닝 시스템에 의하면, 웨이퍼 스테이지를 베이스으로부터 분리하지 않고 클리닝 할 수 있어, 웨이퍼 스테이지를 클리닝하는 데 소요되는 작업시간을 줄일 수 있다.

또한 웨이퍼 스테이지 상의 웨이퍼 척뿐만 아니라, 웨이퍼 척 주변의 계측장치들을 클리닝할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 압축공기를 분사하므로, 별도의 클리닝 툴을 필요로 하지 않으며, 이에 따라 클리닝 툴과 웨이퍼 척과의 마찰에 의해 발생될 수 있는 문제점이 없어지는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 반도체 장비에서 웨이퍼 스테이지상에 있는 파티클을 제거하는 시스템에 있어서,

   상기 웨이퍼 스테이지로 압축공기를 분사하는 노즐과,

   상기 압축공기에 의해, 상기 웨이퍼 스테이지로부터 부유되는 상기 파티클을 흡입하는 흡기관을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지 클리닝 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 노즐과 상기 흡기관은 상기 웨이퍼 스테이지의 양측에 각각 위치되고,

   상기 흡기관은 상기 노즐에서 분사된 상기 압축공기가 상기 웨이퍼 스테이지와 부딪히는 지점을 향하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지 클리닝 시스템.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 노즐은 고정되고,

   상기 웨이퍼 스테이지는 웨이퍼 척과 적어도 하나의 계측장치를 포함하되, 상기 웨이퍼 스테이지는 상기 웨이퍼 척과 상기 계측장치에 상기 압축공기가 분사되도록 지그재그로 이동되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지 클리닝 시스템.
4. 웨이퍼 스테이지상에 있는 파티클을 제거하는 방법에 있어서,

   흡기관을 통해 상기 웨이퍼 스테이지 주위의 공기를 흡입하는 단계와;

   압축공기를 상기 웨이퍼 스테이지로 분사하는 단계;

   상기 압축공기에 의해 상기 웨이퍼 스테이지상의 전영역이 클리닝되도록 상기 웨이퍼 스테이지가 이동되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지 클리닝 방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 노즐은 고정되고,

   상기 웨이퍼스테이지는 처음에 상기 노즐이 상기 웨이퍼 스테이지의 일측 가장자리를 향하도록 세팅되고,

   상기 흡기관은 상기 웨이퍼스테이지로부터 상기 노즐의 위치와 반대방향에 위치되고, 상기 노즐에서 분사된 압축공기가 상기 웨이퍼 스테이지와 부딪히는 지점을 향하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지 클리닝 방법.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 웨이퍼 스테이지가 이동되는 단계에서,

   상기 웨이퍼 스테이지는 상기 일측 가장자리로부터 타측 가장자리로 순차적으로 클리닝되도록 지그재그로 이동되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 스테이지 클리닝 방법.