초록 ▼

본 연구는 반도체 공정에서 반도체 웨이퍼를 정렬하는데 사용되는 단축 얼라이너를 개발하는데 있다. 특히 cluster chamber와 같은 진공 환경에서 사용될 수 있도록 하기위해 사용되는 실링의 점착-미끄럼 마찰로 인한 위치의 정밀도를 높이는 것이 주요 과제 목표였다. 본 연구에서는 100W DC 서보 모터와 50,000 pulses/rev encoder를 이용하는 direct-drive 서보시스템을 구성하였고, 모터 제어 회로를 설계, 제작하였다. 실링의 비선형성의 마찰의 영향을 줄이기 위해 TDC를 사용하여 제어를 하였다

본 연구는 반도체 공정에서 반도체 웨이퍼를 정렬하는데 사용되는 단축 얼라이너를 개발하는데 있다. 특히 cluster chamber와 같은 진공 환경에서 사용될 수 있도록 하기위해 사용되는 실링의 점착-미끄럼 마찰로 인한 위치의 정밀도를 높이는 것이 주요 과제 목표였다. 본 연구에서는 100W DC 서보 모터와 50,000 pulses/rev encoder를 이용하는 direct-drive 서보시스템을 구성하였고, 모터 제어 회로를 설계, 제작하였다. 실링의 비선형성의 마찰의 영향을 줄이기 위해 TDC를 사용하여 제어를 하였다. 웨이퍼의 형상 파악을 위해서 CCD array와 단일 고광도 LED를 이용하였으며, 이에 필요한 모든 제어회로를 설계 및 제작하였다. 모터의 제어와 CCD로 부터의 데이타를 이용한 웨이퍼 프로파일의 분석은 486PC에 의해 수행되었다. 완성된 prototype 얼라이너의 fiducial mark 탐지 성능 및 서보의 정밀도를 측정하기 위해, 얼라인이 끝난 상태에서, 레이저 빔을 웨이퍼에 부착된 작은 거울에 반사시켜 그 반사되는 빛이 원거리에 형성하는 마크의 위치를 측정함으로써 얼라인 반복도를 측정하였다. 이 때, 웨이퍼는 웨이퍼와의 접촉을 최소화하기 위해 사용된 4개의 작은 금속 핀에 의해 지지를 받았으며, 이 측정에 사용된 웨이퍼는 8인치였다. 측정 결과, 본 연구에서 개발된 얼라이너의 반복도 (repeatability)는 표준편차가 0.13도였다.

Abstract ▼

The objective of this research is to develop a single-axis aligner which is used to align silicon wafers and substrates. Another important objective is to increase positional accuracy under the influence of stick-slip friction in order to be used in a vacuum environment. The prototype aligner consi

The objective of this research is to develop a single-axis aligner which is used to align silicon wafers and substrates. Another important objective is to increase positional accuracy under the influence of stick-slip friction in order to be used in a vacuum environment. The prototype aligner consists of 100W DC servo motor and a 50,000 pulses/rev encoder, and electronics control boards which were designed and made in the lab. TDC (time delay control) was used to reduce the influence of nonlinear friction due to sealings. A CCD array was used with a LED to get the profile of a wafer. All the control boards for the CCD and LED were made in the lab. PC 486DX2 were used as a main controller to control the servo motor and to process CCD data. We have performed experiments and measured the repeatability of aligning for a flat fiducial mark by measuring the positions of a light formed at some distance by laser beam which is bounced from a tiny mirror attached to a wafer. The wafer were supported on by 4 pins to minimize physical contacts between the aligner chuck and the wafer. We have used 8 inch wafers throughout the experiments. The repeatability was measured to be 0.13 degrees (standard deviation).

목차 Contents

• 1. 서론...7
• 2. 본문...9
• 2.1 시스템 개요...9
• 2.2 시스템 구성...13
• 2.3 하드웨어...16
• 2.4 소프트웨어...24
• 3. 실험...34
• 3.1 실험 목적...34
• 3.2 실험 방법...34
• 3.3 실험 결과...35
• 4. 결론...37
• Reterences...38
• Appendix...39