Aligner 이해 (1) 구조와 작동방식

제가 석사기간 동안 노광장비인 Aligner 담당자를 맡으면서 이 장비에 대해 여러 가지 알아보았는데요, 한번 정리해보고자 합니다. 저희 연구실은 SUSS MicroTec의 MA/BA6를 사용했습니다.

 

 

- Aligner 구조와 작동방식

 

 

먼저 구조를 설명드리자면 크게 램프, 내부 optics, mask & stage로 나눌 수 있습니다. 내부 optics는 사용자가 건드릴 수 없고 건드려서도 안됩니다. 왜냐하면 램프에서 나오는 자외선을 stage 전체적으로 일정하게 비취도록 optics에서 조절을 해주거든요. 만약에 stage의 spot 마다 자외선의 intensity가 다르면 기판 위치마다 포토공정의 resolution이 달라지기 때문에 optics는 사용자가 조절하지 않습니다.
참고로 장비 관리자로서 자외선 intensity calibration을 하기도 했는데, optics를 만지는 게 아니라 '램프의 포지션'을 조절했습니다.

 

Align 맞추기 위해 OM 사용

 

Mask를 끼우고 stage에 기판을 올리고 align을 맞춰야 하는데 평상시에는 위 그림과 같이 scope가 내려와 있어서 align을 맞춥니다. Align이 맞으면 사용자가 expose를 하는데 이때 scope가 위로 올라가고 Front Mirror가 앞으로 튀어나와 노광을 하게 됩니다. 이와 같은 장비의 작동은 공압으로 작동하기 때문에 Aligner에 컴프레셔를 연결해서 사용했습니다. 진짜 펌프소리 때문에 엄청 스트레스 받았어요;;

 

Align 맞춘 뒤 노광 시

 

램프에서 나온 자외선은 Ellipsoidal Mirror와 Cold Mirror를 통해 optics로 향하게 됩니다. Cold Mirror는 고주파 빛은 반사시키고 저주파 빛은 투과하기 때문에 Cold Mirror라고 불린다고 하네요. 그리고 램프 쪽으로 Gas가 나오는데 이걸로 Lamp cooling을 합니다. 그래서 항상 Gas가 나와야 하는데 N₂ 가스를 쓰는 게 정석입니다.
저희는 350W 수은 램프를 사용했습니다.