일반기술

반도체 얼라이너 개발

본 연구에서 개발된 단축 얼라이너는 반도체 공정에 사용되는 클러스터툴로써, 실리콘 웨이퍼를 정렬하는 데 사용된다. 웨이퍼를 척(chuck)에 올려놓고 1회전시키는 동안에 고휘도 LED와 CCD 라인 센서를 이용하여 웨이퍼의 중심 및 fiducial mark의 위치를 판단하고 이를 정해진 방향에 위치하도록 정렬한다. 이 장비로는 직경 150mm 웨이퍼를 기준으로 0.3도 이하의 표준편차를 갖고 fiducial mark를 찾아낼 수 있으며, 편차는 15마이크로미터 내의 정밀도로 구할 수 있다. 얼라인 시간은 위치 정렬을 포함하여 평균 4.1초밖에 소모되지 않는다.개발된 얼라이너는 고온의 웨이퍼를 진공중에서 다루기 때문에 일반 얼라이너와 같이 진공빨판을 사용하여 웨이퍼를 chuck에 고정시키지 못하고 단지 3-4개의 금속핀위에 올려놓고 회전하기 때문에, 회전하는 동안에 웨이퍼가 척(chuck)에 대해 상대적으로 움직이지 않도록 해야 한다. 이로 인해 얼라이너의 최대가속도가 제한되며, 또한 웨이퍼의 미소 진동을 방지하기 위한 척과 서보제어기가 필요하였다. 또한, 진공을 유지하기 위해 회전축에는 실링이 설치되는데, 이로 인한 점착-미끄럼 마찰로 인해 서보의 제어가 더욱 어렵게 된다. 또한 마찰특성이 시간에 따라, 또는 실링 설치상태에 따라 달라질 수 있기 때문에, 마찰 특성변화에 따른 제어능력이 필요하였는데, 본 연구에서는 시지연제어를 사용하여 이에 대응하였다. 본 시스템의 개발 기술이 누적된 기술은 반도체장비를 비롯한 초정밀 위치제어기술, 진동을 줄이는 구동 시스템 설계 기술, 실링등으로 인한 마찰 및 마찰변화에 대응하는 서보제어기술, 비접촉 센서인 CCD 라인센서를 이용하는 측정기술 등이다