KR-102961904-B1 - Substrate processing apparatus and method

Abstract

뒤틀림(warpage)이 있는 기판을 적재하고, 평탄화하여 신뢰성이 향상된 반도체 소자를 제조하는 기판 처리 장치가 제공된다. 기판 처리 장치는 제1 영역과, 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역을 포함하고, 기판을 적재하는 스테이지와 상기 스테이지 상에 위치하고, 음압에 의해서 기판을 흡착하는 복수의 핀을 포함하되, 복수의 핀은 상기 제1 영역 상에 배치되고, 동시에 상승하는 복수의 제1 핀과, 제2 영역 상에 배치되고, 동시에 상승하는 복수의 제2 핀을 포함하고, 제1 핀이 상승하여 기판을 흡착한 후에, 상기 제2 핀이 상승하여 기판을 흡착한다.

Inventors

• 최형준
• 민태홍

Assignees

• 삼성전자주식회사

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20220624

Claims (10)

1. 제1 영역과, 상기 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역을 포함하고, 기판을 적재하는 스테이지; 및 상기 스테이지 상에 위치하고, 음압에 의해서 상기 기판을 흡착하는 복수의 핀을 포함하되, 상기 복수의 핀은 상기 제1 영역 상에 배치되고, 동시에 상승하는 복수의 제1 핀과, 상기 제2 영역 상에 배치되고, 동시에 상승하는 복수의 제2 핀을 포함하고, 상기 제1 핀이 상승하여 상기 기판을 흡착한 후에, 상기 제2 핀이 상승하여 상기 기판을 흡착하고, 상기 핀은 상기 기판과 접촉하고, 상승 또는 하강하는 서브 핀과, 상기 스테이지 내에 고정되고, 상기 서브 핀의 아래에 배치되는 지지 부재와, 상기 서브 핀과 상기 지지 부재를 관통하고, 음압이 제공되는 관통홀과, 상기 서브 핀에 양압 또는 음압이 제공되는 압력 공간을 포함하는, 기판 처리 장치.
2. 삭제
3. 제1 항에 있어서, 상기 핀은 상기 서브 핀에 제공되는 양압을 배출하여 상기 기판에 접촉하도록 높이가 조절되는, 기판 처리 장치.
4. 제1 항에 있어서, 상기 관통홀에 연결되고, 상기 기판을 흡착하는 음압을 제공하는 진공 펌프, 상기 복수의 제1 핀의 압력 공간에 연결되고, 양압 또는 음압을 제공하여 상기 복수의 제1 핀을 동시에 상승 또는 하강하는 제1 펌프, 및 상기 복수의 제2 핀의 압력 공간에 연결되고, 양압 또는 음압을 제공하여 상기 복수의 제2 핀을 동시에 상승 또는 하강하는 제2 펌프를 포함하는, 기판 처리 장치.
5. 제1 항에 있어서, 상기 핀은, 상기 서브 핀의 상부에 배치되고, 상기 기판과 접촉하는 흡착 부재를 포함하는, 기판 처리 장치.
6. 제1 항에 있어서, 상기 제1 핀의 개수는 3개 이상인, 기판 처리 장치.
7. 제1 영역과, 상기 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역을 포함하는 스테이지와, 상기 스테이지에 설치되어 기판을 흡착하는 복수의 핀을 포함하되, 상기 복수의 핀은 상기 제1 영역에 설치된 제1 핀과, 상기 제2 영역에 설치된 제2 핀을 포함하는 기판 처리 장치가 제공되고, 상기 복수의 핀은 상기 기판과 접촉하고, 상승 또는 하강하는 서브 핀과, 상기 스테이지 내에 고정되고, 상기 서브 핀의 아래에 배치되는 지지 부재와, 상기 서브 핀과 상기 지지 부재를 관통하고, 음압이 제공되는 관통홀과, 상기 서브 핀에 양압 또는 음압이 제공되는 압력 공간을 포함하여, 상기 제1 핀의 압력 공간에 양압이 제공됨에 응답하여 상기 제1 핀이 상승하여 상기 기판을 흡착하고, 이어서, 상기 제2 핀의 압력 공간에 양압이 제공됨에 응답하여 상기 제2 핀이 상승하여 상기 기판을 흡착하고, 기판 처리 장치의 구동 방법.
8. 제7 항에 있어서, 상기 제1 핀과 상기 제2 핀의 압력 공간에 음압이 제공됨에 응답하여 상기 제1 핀과 상기 제2 핀이 동시에 하강하는 것을 더 포함하는, 기판 처리 장치의 구동 방법.
9. 제7 항에 있어서, 상기 제2 핀이 상승하여 상기 기판을 흡착하는 것은, 상기 제2 핀의 압력 공간에 제공된 양압이 배출되어 상기 기판에 접촉하도록 높이가 조절되는 것을 더 포함하는, 기판 처리 장치의 구동 방법.
10. 기판을 적재하는 스테이지; 광을 생성하는 광원; 및 상기 광을 제공받아 상기 기판의 노광 영역으로 노광 광을 조사하는 노광 광학계를 포함하고, 상기 스테이지는 제1 영역과, 상기 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역과, 상기 제1 영역 상에 배치되고, 상기 기판을 흡착하는 복수의 제1 핀과, 상기 제2 영역 상에 배치되고, 상기 기판을 흡착하는 복수의 제2 핀과, 상기 복수의 제1 핀 및 상기 복수의 제2 핀에 연결되고, 상기 복수의 제1 핀과 상기 복수의 제2 핀의 관통홀 각각에 음압을 제공하는 진공 펌프와, 상기 복수의 제1 핀의 압력 공간에 연결되고, 양압 또는 음압을 제공하여 상기 복수의 제1 핀을 동시에 상승 또는 하강하는 제1 펌프와, 상기 복수의 제2 핀의 압력 공간에 연결되고, 양압 또는 음압을 제공하여 상기 복수의 제2 핀을 동시에 상승 또는 하강하는 제2 펌프를 포함하고, 상기 복수의 제1 핀 및 상기 복수의 제2 핀이 상승하는 것은 상기 복수의 제1 핀 및 상기 복수의 제2 핀의 서브 핀이 상승 또는 하강하며 상기 기판과 접촉하는 것을 포함하고, 상기 압력 공간은 상기 서브 핀에 양압 또는 음압을 제공하는, 기판 처리 장치.

Description

기판 처리 장치 및 방법 {Substrate processing apparatus and method} 본 발명은 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것이다. 최근 반도체 소자는 대용량화 및 고집적화 되면서, 디자인 룰(design rule)도 지속적으로 감소하고 있다. 이와 같은 경향은 반도체 제조 공정 전반에 공정의 난이도가 증가하며, 제조 과정에서 높은 정확도를 요구한다. 이러한 현상은 반도체 제조 공정 중 웨이퍼의 노광(exposure) 공정, 패키징(packaging) 공정 등에도 마찬가지로 적용되며, 공정에 투입되는 웨이퍼의 특성은 수율에 영향을 미친다. 웨이퍼 상의 집적되는 소자들의 밀도가 증가하고, 웨이퍼의 두께가 점차 얇아지고, 공정이 복잡해짐에 따라 웨이퍼가 휘어지는 뒤틀림(warpage) 현상이 발생될 수 있다. 이러한 뒤틀린 웨이퍼는 척킹(chucking) 불량을 유발하고, 제조 설비에 제공되면 제품 설계값의 오차가 발생할 수 있다. 따라서, 제조 설비에 투입되는 뒤틀린 웨이퍼의 척킹 및 평탄화가 필요하다. 도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 도 1에 도시된 스테이지를 설명하기 위한 사시도이다. 도 3은 도 2에 도시된 스테이지의 일 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 도 2에 도시된 스테이지의 다른 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 5 및 도 6은 도 2의 스테이지에 설치된 핀을 설명하기 위한 도면이다. 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치에 사용된 스테이지를 설명하기 위한 단면도이다. 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치에 사용된 스테이지를 설명하기 위한 단면도이다. 도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 타이밍도이다. 도 11은 도 9 및 도 10에서 도시된 타이밍도에 대응되는 순서도이다. 도 12 내지 도 16은 도 9 내지 도 11을 이용하여 설명한 기판 처리 장치의 구동 방법의 중간단계 도면들이다. 도 17 및 도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 도 19 및 도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면 상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다. 도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 노광 장치는 스테이지(10), 스테이지 구동부(15), 광원(20), 반사 렌즈(25), 노광 광학계(30), 레티클 스테이지(50), 레티클 스테이지 구동부(55) 및 제어부를 포함할 수 있다. 광원(20)은 기판(W) 상에 노광 공정을 수행하기 위한 광을 생성할 수 있다. 반사 렌즈(25)는 광원(20)으로부터 제공된 광의 진행 경로를 변경하여 레티클에 광을 제공할 수 있다. 반사 렌즈(25)는 단일의 렌즈 또는 복수의 반사 렌즈로 구성될 수 있다. 반사 렌즈(25)에 의해 진행 경로가 변경된 광은 레티클의 일면으로 제공된다. 레티클은 패턴 영역을 포함할 수 있고, 패턴 영역은 광의 일부를 차단할 수 있다. 이에 따라 패턴 영역에 의해 차단되지 않고 남은 광이 노광 광학계(30)로 입사될 수 있다. 레티클은 레티클 스테이지(50)에 의하여 지지될 수 있다. 레티클 스테이지(50)는 레티클을 노광 광학계(30) 상에서 지지하는 것 이외에, 경우에 따라 레티클 스테이지 구동부(55)에 의해 레티클을 수평 방향으로 이동시킬 수 있다. 노광 광학계(30)는 레티클을 통과한 광을 제공받고, 이로부터 기판(W)에 제공하기 위한 노광 광(L1)을 생성할 수 있다. 노광 광학계(30)는 예를 들어 복수의 렌즈 또는 거울과, 상기 복수의 렌즈 또는 거울을 둘러싸는 경통으로 구성될 수 있다. 노광 광학계(30)는 기판(W) 상에 배치될 수 있다. 도 1에는 노광 광학계(30)가 기판(W)과 상하로 오버랩되는 위치에 배치된 것으로 도시되었으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 노광 광학계(30)는 기판(W)과 정확히 수직으로 오버랩되지 않은 채 노광 광(L1)을 기판(W)으로 제공할 수도 있다. 기판(W) 상에 얼라인 센서 및 레벨 센서 등이 더 배치될 수 있다. 얼라인 센서는 레티클 상에 존재하는 얼라인 마크와, 기판 상의 얼라인 마크가 정렬되는지 여부를 감지할 수 있다. 제어부는 얼라인 센서가 감지한 기판(W)과 레티클 사이의 정렬 여부에 따라 스테이지(10) 또는 레티클 스테이지(50)를 이동시킬 수 있다. 스테이지(10)는 기판(W)을 적재할 수 있다. 스테이지(10)는 스테이지 구동부(15)에 의하여 수평으로 이동될 수 있다. 노광이 진행되는 동안, 스테이지(10)는 스테이지 구동부(15)에 의하여 계속적으로 이동될 수 있다. 이하에서, 스테이지(10)에 대하여 상세히 설명한다. 도 2는 도 1에 도시된 스테이지를 설명하기 위한 사시도이다. 도 3은 도 2에 도시된 스테이지의 일 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 도 2에 도시된 스테이지의 다른 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 스테이지(10)는 제1 영역(S1), 제2 영역(S2) 및 복수의 핀(100) 등을 포함할 수 있다. 스테이지(10)는 기판 처리 장치, 예를 들어 노광 장치, 내에 위치할 수 있다. 스테이지(10)는 노광 광학계(30)의 하부에 위치할 수 있다. 스테이지(10)는 스테이지 구동부(15)와 연결될 수 있다. 스테이지(10) 상에 기판(W)이 제공될 수 있다. 스테이지(10)는 기판(W)을 적재할 수 있다. 스테이지(10)는 기판(W)을 흡착할 수 있다. 스테이지(10)에 흡착된 기판(W)은 노광 공정에서 스테이지(10)상에 고정될 수 있다. 스테이지 구동부(15)는 스테이지(10)를 이동시킬 수 있다. 스테이지 구동부(15)는 스테이지(10)를 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있고, 틸트(tilt)할 수 있다. 스테이지(10)는 평면적 관점에서 원형의 형상일 수 있으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 스테이지(10)는 중심에 제1 영역(S1)을 포함할 수 있다. 스테이지(10)는 제1 영역(S1)을 둘러싸는 제2 영역(S2)을 포함할 수 있다. 제1 영역(S1) 및 제2 영역(S2)은 원형인 것으로 도시되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 제1 영역(S1)은 스테이지(10)의 상면의 중심일 수 있고, 제2 영역(S2)은 스테이지(10)의 상면의 제1 영역(S1)을 제외한 나머지 영역일 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 핀(100)은 제1 핀(100_1)과 제2 핀(100_2)을 포함할 수 있다. 핀(100)의 상세한 구조에 대해서는 도 5 및 도 6에서 후술한다. 핀(100)은 스테이지(10) 내에 위치할 수 있다. 핀(100)은 스테이지(10)를 관통하여 배치될 수 있다. 핀(100) 복수개이다. 핀(100)은 제공된 음압에 의해서 기판(W)을 흡착할 수 있다. 제1 핀(100_1)은 스테이지(10)의 제1 영역(S1) 상에 위치할 수 있다. 제1 핀(100_1)은 스테이지(10)의 중심에 위치할 수 있다. 제1 핀(100_1)은 복수개 일 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 제1 핀(100_1)의 개수는 3개 이상일 수 있다. 도 2에서 제1 핀(100_1)의 개수가 5개인 것으로 도시되었으나, 이는 예시적인 것일 뿐이며 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 제1 핀(100_1)의 개수는 공정 조건 및 제조 설비에 따라 달라질 수 있다. 제2 핀(100_2)은 스테이지(10)의 제2 영역(S2) 상에 위치할 수 있다. 제2 핀(100_2)은 제1 핀을(100_1)을 둘러쌀 수 있다. 제2 핀(100_2)은 스테이지(10)의 외측을 따라 위치할 수 있다. 제2 핀(100_2)은 스테이지(10)의 중심을 기준으로, 동심원을 따라 배치될 수 있다. 다르게 표현하면, 제2 핀(100_2)은 복수의 열을 따라 배치될 수 있다. 다만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2 핀(100_2)은 제2 영역(S2) 상에 무작위적으로 위치할 수 있다. 제1 핀(100_1) 각각의 사이의 거리는 다를 수 있다. 제2 핀(100_2) 각각의 사이의 거리는 다를 수 있다. 제1 핀(100_1) 각각의 사이의 거리와 제2 핀(100_2) 각각의 사이의 거리는 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 핀(100_1) 각각의 사이의 거리보다 제2 핀(100_2) 각각의 사이가 더 가까울 수 있다. 제1 핀(100_1) 및 제2 핀(100_2) 각각의 사이가 가까울수록 높은 곡률을 갖는 기판을 평탄화 하는데 유리하다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 제2 핀(100_2)의 개수는 제1 핀(100_1)의 개수보다 많을 수 있다. 제2 핀(100_2)의 개수는 도 2에 제한되지 않는다. 제2 핀(100_2)의 개수는 공정 조건 및 제조 설비에 따라 달라질 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 적어도 하나의 제1 핀(100_1)은 제2 핀(100_2)에 의해 둘러 싸일 수 있다. 한편, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 스테이지(10)는 제1 핀(100_1) 및 제2 핀(100_2)이 하강한 상태로 제공될 수 있다. 스테이지(10)에 기판(W)을 적재하기 위해, 복수의 제1 핀(100_1)은 동시에 상승할 수 있다. 이어서, 제2 핀(100_2)이 동시에 상승할 수 있다. 여기서 기판(W)은 뒤틀림 또는 굴곡이 있는 와페이지(warpage) 웨이퍼 일 수 있다. 도 5 및 도 6은 도 2의 스테이지에 설치된 핀을 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 서브 핀이 상승한 핀을 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 서브 핀이 하강한 핀을 설명하기 위한 도면이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 핀(100)은 서브 핀(110), 지지 부재(120), , 압력 공간(123) 및 관통홀(130) 등을 포함