KR0186096B1 - 반도체 노광장비의 레티클 레이저 빔 얼라인 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 노광장비의 레티클 레이저 빔 얼라인 장치에 관한 것으로, 종래 치구에 의해 고정되는 레이저는 교환후에 레이저마다 빔이 출력되는 포인트 및 각도가 정확하게 일치하지 않기 때문에 레이저에서 나온 빔각도의 미세한 변화에도 최종단에서는 정확한 위치의 검출이 이루어지지 않게 되어 파형이 나타나지 않게 되어 일일이 수작업으로 수개의 미러의 각도를 조정해주어야 하며, 미러의 조정후에도 각종 파라미터의 변경으로 인한 기존의 조건이 변경되기 때문에 정밀한 조정작업을 요하는 어려움이 있고, 조정작업 자체가 어렵고 번거로운 문제가 있는 바, 고정치구(21)에 의해 고정되는 레티클 레이저(1)의 전방에 광섬유(30)를 설치하여 레이저 교환 전후의 광축을 일정하게 유지하도록 구성한 본 발명을 제공하여 교환작업이 손쉽고, 작업시간도 절감되는 효과가 있으며, 레이저 교환 전후의 장비의 조건상에 변동이 없어 조건변화로 인한 얼라인먼트계의 이상을 방지하여 노광공정의 효율을 극대화시키도록 한 것이다.

Description

반도체 노광장비의 레티클 레이저 빔 얼라인 장치

제1도는 종래 반도체 노광장비인 일립 스테퍼장치의 구성을 보인 사시도.

제2도는 본 발명에 의한 레이저 빔 고정치구의 사시도.

제3도는 본 발명에 의한 레이저 전방에 설치되는 광섬유의 고정상태를 보인 종단면도.

제4도는 제3도의 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 레티클 레이저 21 : 레이저 고정치구

23 : 광섬유 입력단 고정공 24 : 광섬유 입력단 고정구

30 : 광섬유 31 : 안내블럭

31a : 반구형 안내홈 32 : 광섬유 받침대

32a : 반구형 안내돌부 33 : 광섬유 고정고리

34 : 진공라인

본 발명은 반도체 노광장치인 일립 스테퍼의 레티클 레이저의 빔 얼라인 치구에 관한 것으로, 특히 레티클 레이저의 교환시에 발생되는 광축의 불일치를 방지하면서 동시에 용이하게 레이저의 교환을 실시하도록 한 반도체 노광장비의 레티클 레이저 빔 얼라인 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 노광장비인 일립 스테퍼는 레티클 상의 패턴을 1/5로 축소하여 웨이퍼에 노광하는 축소노광장치이다. 이때 웨이퍼에는 다층의 패턴이 겹쳐져 최종 형상이 완성되는 바, 스테퍼에서는 웨이퍼 상에 다(多)샷과, 레티클이 정확하게 얼라인 된 상태에서 노광되어야 한다. 이와 같이 정확한 얼라인을 위해서는 웨이퍼가 물려져 있는 스테이지가 각 샷마다 정확한 포지션까지 움직여야 하며, 스테이지에서 발생한 약간의 오차는 레티클 스테이지를 움직여 보상하게 된다.

그러므로 레티클의 현재 위치를 검출하고 위치보정시에 정확하게 포지션까지 움직이는 것이 중요하며, 따라서 각각의 레티클은 레티클 상에 현재 위치를 검출하고 웨이퍼상에 샷 센터와 레티클 센터를 일치시키기 위하여 레티클 타켓이라는 기준 좌표를 가지고 있다. 이러한 레티클 타켓을 검출하기 위해 레이저 빔이 사용되는 바, 이를 제1도에 도시하였다.

제1도에서와 같이, 반도체 노광장비는 레티클 레이저(1)를 포함하는 레티클 레이저 유닛과, 반도체 노광용 광학계로 구성된다. 상기 레티클 레이저 유닛과 반도체 노광용 광학계는 기판(B)에 고정 설치된다.

상기 레티클 레이저(1)에서 나온 빔은 각종 미러부를 거쳐서 x ,y축 레티클 타켓에 조사되고, 여기서 반사된 빔은 패턴검출기로 들어가 파형이미지로 나타나게 된다.

즉, 상기 레이저(1)에서 나온 빔은 제1반사미러(2)에서 90도로 직각 반사되어 빔 확대기(beam expander) (3) 에서 5배의 크기로 확대되며, 확대된 빔은 하프미러(4)에서 2개의 빔으로 나뉘어져 하나는 직선으로 통과하고, 다른 하나는 펜타 프리즘(penta prism) (5)을 거쳐 PB.S미러(6)로 가게 된다.

이러한 2개의 빔은 다시 PB.S미러(6)에서 x축과 y축으로 나뉘어져 x , y축의 제4.5.6 반사미러(7) (8) (9)를 거쳐 패턴검출기(10)로 들어간다. 패턴검출기(10)로 들어간 빔은 P3 미러를 거쳐 레티클 타켓(11)으로 조사되며, 타켓에서 반사된 빔은 다시 패턴검출기의 최종단인 포토 멀티 플라이어에서 전기 신호로 바뀌어 오실로 스코프 상에 파형으로 나타난다.

통상적으로 레이저는 일정한 수명이 있어 수명이 다하게 되면 파워가 떨어지게 되고, 이에 따라 빔이 발생되지 않아 장비상 에러를 일으키게 되어 레이저의 교환이 이루어지게 된다.

레이저 교환시 기왕의 레이저 빔이 레티클 타켓에 조사되어 검출되었던 파형과 동일한 파형이 발생되도록 빔의 경로를 일치시켜야 하므로 종래에는 미러의 위치를 수작업으로 변경하여 레이저 빔에 의한 파형이 동일해지도록 하였다.

즉, 종래 치구에 의해 고정되는 레이저는 교환후에 레이저마다 빔이 출력되는 포인트 및 각도가 정확하게 일치하지 않기 때문에 레이저에서 나온 빔각도의 미세한 변화에도 최종단에서는 정확한 위치의 검출이 이루어지지 않게 되어 파형이 나타나지 않게 됨으로써 일일이 수작업으로 수개의 미러의 각도를 조정해 주어야 하며, 미러의 조정 후에도 각종 파라미터의 변경으로 인한 기존의 조건이 변경되기 때문에 정밀한 조정작업을 요하는 어려움이 있고, 조정작업 자체가 어렵고 번거로운 문제가 있다.

이와 같은 문제점에 착안하여 안출한 본 발병의 목적은 레이저 교환후에도 레이저 빔이 정확하게 조사되도록 하려는 것이다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 레티클 레이저 유닛 전방부에서 나온 레티클 레이저를 반도체 노광용 광학계의 최후방 광학소자에 전달하기 위한 광섬유와, 상기 레티클 레이저 유닛의 전방부에 고정 설치되어 상기 광섬유의 일단이 고정되는 고정공을 가지는 고정구로 되어상기 광섬유의 입력단부를 레티클 레이저 유닛의 전방부에 고정하기 위한 고정수단과, 상기 반도체 노광용 광학계를 지지하는 기판에 고정되며 반구형 안내홈을 가지는 안내블럭과 상기 안내블럭의 반구형 안내홈에 삽입되는 반구형 안내돌부를 가지며 상면에는 상기 광섬유의 타단부를 고정하는 고정고리를 가지는 받침대와 상기 받침대의 반구형 안내돌부에 진공압을 부여하는 위치조정용 진공라인으로 되어 상기 광섬유의 출력단부를 반도체 노광용 광학계의 최후방 광학소자에 대하여 위치 조절가능하게 고정하는 위치조정수단을 구미하여서 됨을 특징으로 하는 반도체 노광장비의 레티클 레이저 빔 얼라인 장치가 제공된다.

이하, 상기한 바와 같은 본 발명을 첨부도면에 도시한 일실시례에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

첨부도면 제2도는 본 발명에 의한 레이저 빔 고정치구의 사시도이고, 제3도는 본 발명에 의한 레이저 전방에 설치되는 광섬유의 고정상태를 보인 종단면도이며, 제4도는 제3도의 평면도로서, 이에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 반도체 노광장비의 레티클 레이저 빔 얼라인 장치는 레티클 레이저 유닛과 반도체 노광용 광학계를 광섬유(30)로 연결함과 아울러 상기 광섬유(30)의 입력단부(30a)는 상기 레티클 레이저 유닛에 고정연결수단에 의하여 고정 연결하고 출력단부(30b)는 상기 반도체 노광용 광학계에 위치조정수단에 의하여 연결한 것을 특징으로 한다.

상기 레티클 레이저(1)는 고정치구(21)에 의하여 기판(B)에 고정설치된다. 도면에서 22는 고정치구(21)를 기판(B)에 고정나사(도시되지 않음) 등에 의해 고정하기 위한 위치고정홀이다.

상기 고정연결수단은 상기 레이저(1)의 전방에서 레이저(1)의 빔출구(1a)에서 나오는 레이저 빔을 상기 광섬유(30)의 입력단부(30a)로 안내하도록 광섬유 입력단이 고정연결되는 고정공(23)이 형성된 고정구(24)로 구성된다.

상기 위치조정수단은 상기 기판(B)에 고정되며 상면에 반구형 안내홈(31a)이 형성되는 안내블럭(31)과, 저면에는 상기 안내블럭(31)의 안내홈(31a)에 삽입 안내되는 반구형 안내돌부(32a)가 형성되고 상면에는 상기 광섬유(30)의 출력단부(30b)를 고정하는 고정고리(33)를 가지는 위치조정용 받침대(32) 및, 상기 위치조정용 받침대(32)를 안내블럭(31)에 대하여 고정시키기 위한 진공라이(34)으로 구성된다.

상기 진공라인(34)은 상기 안내블럭(31)의 반구형 안내홈(31a)과 위치조정용 받침대(32)의 반구형 안내돌부(32a)사이에 연결되어 위치조정용 받침대(32)를 안내블럭(31)에 대하여 진공압으로 고정하도록 하는 것이다.

상기 고정고리(33)는 광섬유출력단을 고정시키는 역할 이외에도 출력빔의 상하 좌우방향의 각도를 조절할 수 있도록 되어 있는 바, 하측에 연결되어 있는 진공라인(34)을 차단(OFF)한 상태에서 수작업으로 각도 조정한 후에 진공라인 연결(ON) 위치가 고정된다.

도면에서 미설명 부호 35는 상기 안내블럭(31)을 기판(B)에 고정하기 위한 고정나사이다.

이와 같이 구성되어 있는 본 발명에 의한 반도체 노광장비의 레티클 레이저 빔 얼라인 장치에 의하면 광섬유(30)의 입력단부(30a)는 고정연결수단의 고정구(24)에 형성된 고정공(23)에 삽입하는 것에 의하여 항상 일정한 위치로 고정된다.

상기 진공라인(34)의 진공을 차단하여 받침대(32)가 안내블럭(31)에 대하여 자유롭게 움직일 수 있도록 한 상태에서 출력단부(30b)를 고정고리(33)에 끼워 고정하고 받침대(32)를 수작업으로 조정하여 출력단부(30b)를 원하는 위치로 조정한 다음 상기 진공라인(34)에 진공을 연결하면 안내블럭(31)의 반구형 안내홈(31a) 과 받침대(32)의 안내돌부(32a)사이에 진공이 작용하여 반구형 안내돌부(32a)가 반구형 안내홈(31a)에 대하여 진공력으로 흡입 압착되어 결국 광섬유(30)의 출력단부(30b)가 고정되어 있는 받침대(32)가 기판(B)에 고정되어 있는 안내블럭(31)에 대하여 조정된 상태로 고정된다.

이때 상기 광섬유(30)의 입력단부(30a)를 고정하는 고정구(24)는 기판(B)에 고정되어 있으며, 출력단부(30b)가 고정된 받침대(32)가 진공력으로 고정된 안내블럭(31)도 같은 기판(B)에 고정되어 있으므로 출력단부(30b)는 레이저 빔을 반도체 노광용 광학계의 입구측 광학소자에 대하여 정확하게 입사시키는 상태로 조정되는 것이다.

따라서 레이저(1)를 교환할 경우 광축이 달라지게되더라도 광섬유(30)의 입력단부(30a)를 고정구(24)의 고정공(23)에 삽입 고정하고, 출력단부(30b)를 받침대(32)에 고정고리(33)으로 고정한 상태에서 받침대(32)를 가동시켜 그 위치를 조정한 다음 진공라인(34)을 통한 진공력에 의하여 받침대(32)를 안내블럭(31)에 고정하는 것에 의하여 레이저 교환전과 동일한 광축을 유지하게 되어 레티클 레이저 빔을 정확한 포지션으로 얼라인할 수 있게 된다.

따라서 레이저(1)의 교환시 광축이 달라지게 되더라도 광섬유의 입력부(30a)에만 레이저 빔이 입력되면 레이저의 교환 전과 동일한 광축을 유지하게 되어 레티클 레이저 빔을 정확한 포지션으로 얼라인 할 수 있게 된다.

레이저 빔이 얼라인 된 상태에서 장비를 정상적으로 사용하다가 레이저를 교환하고자 할 때는 레이저 고정 치구(21)에서 레이저만 교환해주면 되므로, 별다른 조작 없이도 용이하게 레이저의 교환작업이 완료된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 반도체 노광장비의 레티클 레이저 빔 얼라인 장치는 레티클 레이저 유닛과 반도체 노광용 광학계를 고정연결수단과 위치조정수단에 의하여 광섬유로 연결하여 레이저의 몸통만을 고정치구에서 교환해주더라도 레이저 교환 후의 광축이 정확하게 일치되도록 함으로써 교환작업이 손쉽고, 작업시간도 절감되는 등의 효과가 있고, 레이저 교환 전후의 장비의 조건상에 변동이 없어 조건변화로 인한 얼라인먼트계의 이상을 방지하여 노광공정의 효율을 극대화시키도록 한 것이다.

Claims (1)

1. 레티클 레이저 유닛 전방부에서 나온 레티클 레이저를 반도체 노광용 광학계의 최후방 광학소자에 전달하기 위한 광섬유와, 상기 레티클 레이저 유닛의 전방부에 고정 설치되어 상기 광섬유의 일단이 고정되는 고정공을 가지는 고정구로 되어 상기 광섬유의 입력단부를 레티클 레이저 유닛의 전방부에 고정하기 위한 고정수단과, 상기 반도체 노광용 광학계를 지지하는 기판에 고정되며 반구형 안내홈을 가지는 안내블럭과 상기 안내블럭의 반구형 안내홈에 삽입되는 반구형 안내돌부를 가지며 상면에는 상기 광섬유의 타단부를 고정하는 고정고리를 가지는 받침대와 상기 받침대의 반구형 안내돌부에 진공압을 부여하는 위치조정용 진공라인으로 되어 상기 광섬유의 출력단부를 반도체 노광용 광학계의 최후방 광학소자에 대하여 위치 조절가능하게 고정하는 위치조정수단을 구비하여서 됨을 특징으로 하는 반도체 노광장비의 레티클 레이저 빔 얼라인 장치.