01강 Photo 장비 운영

학습내용

• Photo 장비의 구성 이해하기
• Photo 장비의 종류와 성능 파악하기

학습목표

• 노광장비 Set-up시 조명계, 웨이퍼와 Reticle Load부 및 Stage부 등 주요 구성부품의 동작 원리를 설명할 수 있다.
• Photo 장비의 종류와 그 성능을 파악하고, 이를 설명할 수 있다.

Photo 장비의 구성 이해하기

• 노광 장비의 구성
  • 노광
    • 마스크(Reticle)에 빛을 통과시켜 웨이퍼에 회로를 그려 넣는 공정
  • EUV Plasma Source (Extreme Ultra Violet) 광원
  • Mask Stage
  • Projection Optics
  • Wafer Stage
  • 조명계
    • 광원장치와 렌즈들의 어셈블리
    • 광원
    • 렌즈 어셈블리
    • 축소투영 Lens
  • Alignment 부
    • Reticle과 Wafer의 위치를 일치되도록 조절해주는 부분
• Track 장비의 구성
  • 순서
    1. Carrier Station
       • Wafer를 Carrier Station의 카세트와 로봇을 이용해서 장비의 내부로 이동
    2. PR(PhotoResist) Coat
       • Carrier Station을 통해 운반된 Wafer에 PR을 코팅
    3. Soft Bake (95°C)
       • PR 코팅한 후 수분제거를 위해 heating
    4. Develop
       • PR코팅과 Soft Baking을 한 후 노광 공정을 거친 Wafer를 현상액으로 패턴을 현상
    5. Hard Bake (110°C)
       • 패턴을 형성한 후 변형되지 않게 하기 위해 Hard Baking
  • Wafer 카세트에 담기
    • Wafer를 하얀색 테플론 캐리어에 담는다
      • 내화학성 캐리어
    • 수직핸들러를 이용하여 Wafer와 흰색 캐리어를 클리닝배스에 담그고 클리닝을 실시한다
    • 클리닝이 끝나면 Wafer를 검은색 캐리어에 옮겨 담는다
    • Wafer를 노광장비 Loading한다
    • 실습 시 주의사항
      • Wafer를 테플론 카세트에 담을 때
        • 손으로 만지면 Wafer가 오염되므로 진공트위저(핀셋)를 사용
      • Wafer를 클리닝할 때
        • 테플론 핸들러를 사용하여 손에 약품이 묻지 않도록 주의
      • 클리닝이 끝난 후
        • 건조기를 이용하여 물기가 완전히 사라질 때까지 건조
    • Tip
      • 단계마다 캐리어를 세워 정렬하고 진행해야 에러를 사전 방지

Photo 장비의 종류와 성능 파악하기

• 노광 장비
  • Mask Aligner
    • 마스크에 새겨진 회로를 실리콘 웨이퍼에 전사시켜주는 장비
    • 연구용이나 실험용
  • Stepper
    • 마스크에 새겨진 회로를 실리콘 웨이퍼에 전사시켜주는 장비
    • 양산용
  • Track
    • Spin Coater
      • Wafer를 올려놓고 3000RPM의 속도로 회전
      • 원심력을 이용하여 PR을 Wafer 표면에 도포하는 설비
    • Hot plate
      • 반도체 노광 공정 전후에 Wafer에 고온을 가하여 PR 내부의 습기 제거와 PR 경화를 위하여 사용되는 장치
    • Develop Bath
      • Photo 공정에서 PR코팅 및 전처리 후 노광이 끝나면 노광된 PR의 현상을 위한 Bath로 현상 용액이 담겨져 있음
• Aligner를 이용한 패턴 노광하기
  1. Sample Stage와 Mask Chuck를 이용하여 Wafer와 Mask를 노광 위치로 이동한다.
  2. 오른쪽, 왼쪽 대물렌즈를 각각 이동하여 Align Key가 있는 부위로 이미지를 이동한다.
  3. 오른쪽, 왼쪽 대물렌즈의 초점을 맞춘다.
  4. Shutter: 접안렌즈로 볼지, 모니터로 display할지를 조정하면서 후 Align Key를 정확히 일치시킨다.
  5. 스위치 또는 컴퓨터 상의 버튼을 작동시켜서 노광을 실시한다.
  • 실습 시 유의사항
    • Photo 장비를 사용하여 노광공정을 실시할 때
      • 외부로부터 빛이 침투되지 않도록 유의
    • Hot Plate를 사용하여 Soft, Hard Baking을 할 때
      • 장갑이 Plate에 닿아 녹지 않도록 주의
    • Tip
      • 진공 트위저나 스테인리스 트위저를 반드시 사용할 것

출처 : 한국기술교육대학교 반도체 공정 기초