KR100280431B1 - 노광장치의웨이퍼정렬방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 노광장치의 웨이퍼 정렬 방법은 웨이퍼에 회로패턴을 형성하기 위해 상기 웨이퍼에 형성된 정렬마크를 이용하여 웨이퍼와 마스크의 위치를 정렬하는 것으로서, 여러 파장의 성분이 혼합되어 있는 광원을 광분산소자에 입사시키는 제 1단계와, 상기 제 1단계에서 광분산소자에 입사된 빛이 각각의 파장에 대해 서로 다른 광진행 경로를 가지며 분리되는 제 2단계와, 상기 제 2단계에서 파장이 분리된 빛 중 상기 광분산소자의 조정을 통해 소정 파장의 빛을 선택하여 상기 웨이퍼의 정렬마크를 향해 정렬광원으로 입사시키는 제 3단계와, 상기 제 3단계에서 정렬광원으로 입사되어 상기 웨이퍼의 정렬마크를 비춘 후 되돌아오는 빛을 분석하여 그 분석 결과에 따라 웨이퍼의 위치를 보정하는 제 4단계의 순으로 진행함으로써, 다른 파장 빛에 의한 잡음영향을 줄일 수 있어 웨이퍼의 정렬마크 검출신호가 개선됨은 물론, 웨이퍼의 박막적층구조를 변경하여도 이에 쉽게 대응할 수 있게 되어 웨이퍼의 정렬정확도가 확보되고, 여러개의 정렬 광원이 필요없게 되도록 한 것이다.

Description

노광장치의 웨이퍼 정렬 방법{METHOD ALIGNING WAFER FOR EXPOSURE SYSTEM}

본 발명은 노광장치의 웨이퍼 정렬 방법에 관한 것으로 특히, 웨이퍼의 정렬을 위한 정렬광원에 여러 파장을 사용하지 않고 한가지 파장만을 선택적으로 사용하여 상기 웨이퍼의 정렬 작업을 수행하는 노광장치의 웨이퍼 정렬 방법에 관한 것이다.

감광유제로 코팅된 웨이퍼는 웨이퍼와 마스크의 위치를 조정하는 기계위에 놓여진다. 이 기계는 여러방향의 조정이 가능하도록 되어 있고, 진공척에 의하여 웨이퍼를 고정시킬 수 있도록 되어 있다. 다음 유리마스크를 포함하는 캐리어를 웨이퍼 위의 마스크 홀더안에 위치시킨다. 마스크 홀더는 제트방향의 운동만이 가능하도록 되어 있다. 이 장치 위에는 고배율 현미경과 이동 가능한 자외선 원이 있다. 유리마스크는 통상 사용되는 높은 해상력을 가진 사진용 유리판으로서 웨이퍼 위에 올려놓게 되는 회로모양을 포함하고 있다. 이 회로모양은 집적회로라든지 트랜지스터 같은 모양을 가지고 있는데, 똑같은 회로모양이 일정 간격으로 떨어져 계속 반복되었다. 또한 트랜지스터나 집적회로를 만들려면 여러개의 다른 종류의 마스크 패턴을 사용해야 하므로, 매회 핀트를 정확히 맞추기 위하여, 이들 회로 모양에는 일정한 위치에 일정한 모양의 특수 모양이 만들어져서 조준/정열을 하는데 사용된다.

노광장비의 정렬시스템 및 알고리즘은 각 회사마다 다르다. 일반적인 정렬방법은 하위공정의 패턴형성공정(patterning step)에서 정렬 기준마크를 만들고, 다음 상부 패턴형성공정 진행할 때, 정렬 광원을 정렬마크에 비추어 되돌아 오는 신호를 분석하여 상부패턴을 형성한다.

종래의 기술은 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 정렬마크(1)를 하부공정 진행시 만들고, 상부 공정 패턴형성할 때 정렬광원을 비추어 되돌아 오는 신호를 분석하여 하부공정진행할 때의 웨이퍼기준위치 정보를 얻는다. 이때 정확한 정렬마크의 위치 검출을 위한 정렬광원에 대한 주요변수는 도 3을 참조로 살펴보면 다음과 같다. 정렬광원(11)(12)의 중심파장, 정렬광원(11)(12)의 파장영역, 정렬광원(11)(12)의 빛세기, 기타광원의 빛품질등이다. 도면중 미설명 부호 2는 정렬마크 위치 검출신호를 나타내고, 11은 할로겐램프를 나타내며, 12는 헬륨-네온 레이져를 나타내고, 13,14는 반사거울을 나타내며, 15,16은 정렬 광원용 광경로를 각각 나타낸다.

일반적으로, 하부공정 진행후에 서로 다른 종류 및 두꺼운 박막이 쌓이게 되면, 박막간의 빛의 간섭현상이 발생한다. 이러한 간섭현상은 굴절률과 관계된 파장을 조정하여 변화시킬 수 있기에, 종래의 기술에서는 광원의 파장영역을 고정함에 따라 임의의 소멸간섭을 일으키는 박막적층구조에서는 정렬이 안되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 고려하여 안출한 것으로, 여러 파장을 사용하지 않고 한가지 파장을 사용하므로 다른 파장 빛에 의한 잡음영향을 줄일 수 있어 웨이퍼의 정렬마크 검출신호가 개선됨은 물론, 웨이퍼의 박막적층구조를 변경하여도 이에 쉽게 대응할 수 있게 되어 웨이퍼의 정렬정확도가 확보되도록 한 노광장치의 웨이퍼 정렬 방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 필요에 따라 여러 파장의 빛 중에서 한가지 파장의 빛을 선택하여 사용할 수 있게 되어 여러개의 정렬광원이 필요없게 되도록 한 노광장치의 웨이퍼 정렬 방법을 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 기술에 의한 웨이퍼상의 정렬마크를 나타내는 선도.

도 2는 일반적인 기술에 의한 웨이퍼상의 정렬마크 위치 검출신호를 나타내는 신호도.

도 3은 종래의 기술에 따른 노광장치의 웨이퍼 정렬 방법에서의 파장분리동작을 나타내는 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 노광장치의 웨이퍼 정렬 방법에서의 파장분리동작을 나타내는 구성도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

21 ; 광원 22 ; 광분산소자

23 ; 각도조절용모터 24 ; 반사거울

25 ; 정렬광원용 광경로

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 웨이퍼에 회로패턴을 형성하기 위해 상기 웨이퍼에 형성된 정렬마크를 이용하여 웨이퍼와 마스크의 위치를 정렬하는 노광장치의 웨이퍼 정렬 방법에 있어서, 여러 파장의 성분이 혼합되어 있는 광원을 광분산소자에 입사시키는 제 1단계와, 상기 제 1단계에서 광분산소자에 입사된 빛이 각각의 파장에 대해 서로 다른 광진행 경로를 가지며 분리되는 제 2단계와, 상기 제 2단계에서 파장이 분리된 빛 중 상기 광분산소자의 조정을 통해 소정 파장의 빛을 선택하여 상기 웨이퍼의 정렬마크를 향해 정렬광원으로 입사시키는 제 3단계와, 상기 제 3단계에서 정렬광원으로 입사되어 상기 웨이퍼의 정렬마크를 비춘 후 되돌아오는 빛을 분석하여 그 분석 결과에 따라 웨이퍼의 위치를 보정하는 제 4단계의 순으로 진행함을 특징으로 노광장치의 웨이퍼 정렬 방법을 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 노광장치의 웨이퍼 정렬 방법을 첨부도면에 도시한 실시예에 따라서 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 노광장치의 웨이퍼 정렬 방법에서의 파장분리동작을 나타내는 구성도를 보인 것으로, 이를 참조하면, 본 발명에 의한 노광장치의 웨이퍼 정렬 방법은 여러 파장의 성분이 혼합되어 있는 광원(21)을 광분산소자(22)에 입사시키는 제 1단계와, 상기 제 1단계에서 광분산소자(22)에 입사된 빛이 각각의 파장에 대해 서로 다른 광진행 경로를 가지며 분리되는 제 2단계와, 상기 제 2단계에서 파장이 분리된 빛 중 상기 광분산소자(22)의 조정을 통해 소정 파장의 빛을 선택하여 웨이퍼의 정렬마크를 향해 정렬광원용 광경로(25)로 입사시키는 제 3단계와, 상기 제 3단계에서 정렬광원용 광경로(25)로 입사되어 상기 웨이퍼의 정렬마크를 비춘 후 되돌아오는 빛을 분석하여 그 분석 결과에 따라 웨이퍼의 위치를 보정하는 제 4단계의 순으로 진행한다.

여기서, 상기 광분산소자(22)의 조정은 광분산소자(22)와 연결된 각도조절용 모터(23)에 의해 이루어진다.

본 발명은 파장을 선택할 수 있도록 종래의 기술에 프리즘과 같은 광분산소자(22)를 적용한 것이다. 즉 많은 파장이 혼합되어 있는 빛을 분산소자(22)인 프리즘에 입사시켜서 각각의 파장으로 분리시키게 되면, 이때 출력된 단일 파장의 빛을 선택하여 정렬 광원으로 사용하는 것이다. 도면중 미설명 부호 24는 반사거울을 나타낸다.

본 발명의 핵심인 파장분리 방법은 다음과 같다.

여러 파장성분이 혼합되어 있는 광원(21)을 광분산소자(22)에 입사시킨다. 이때, 여러 파장성분이 혼합되어 있는 광원(21)으로는 할로겐 램프 및 레이져등 모두 가능하다. 광분산소자(22)에 입사된 빛은 입사각도에 따라 진행하는 빛의 경로가 바뀐다. 즉 각각의 파장에 대해 서로 다른 광진행 경로를 가지게 되어 파장이 분리된다. 그런 다음 파장 분리된 빛을 정렬광원용 광경로(25)로 입사시킨다. 이때 입사파장의 선정은 광분산소자(22)의 각도조절용 모터(23)의 조정을 통해서 이루어진다. 즉 프리즘의 경우 각도를 조절하므로 입사파장을 선정하게 된다. 이상과 같이 독립된 파장의 빛을 이용하여 파장변경에 따른 정렬 신호 특성 및 정렬 정확도를 판정함으로써 보다 높은 정렬 정확도를 얻을 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 노광장치의 웨이퍼 정렬 방법은, 여러 파장을 사용하지 않고 광분산소자(22)를 통해 한가지 파장만을 선택하여 정렬광원으로 사용할 수 있으므로 다른 파장 빛에 의한 잡음영향을 줄일 수 있어 웨이퍼의 정렬마크 검출신호가 개선됨은 물론, 웨이퍼의 박막적층구조를 변경하여도 이에 쉽게 대응할 수 있게 되어 웨이퍼의 정렬정확도가 확보되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 필요에 따라 여러 파장의 빛 중에서 한가지 파장의 빛을 선택하여 사용하면 되므로 여러개의 정렬광원이 필요없게 되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 웨이퍼에 회로패턴을 형성하기 위해 상기 웨이퍼에 형성된 정렬마크를 이용하여 웨이퍼와 마스크의 위치를 정렬하는 노광장치의 웨이퍼 정렬 방법에 있어서,

   여러 파장의 성분이 혼합되어 있는 광원을 광분산소자에 입사시키는 제 1단계와, 상기 제 1단계에서 광분산소자에 입사된 빛이 각각의 파장에 대해 서로 다른 광진행 경로를 가지며 분리되는 제 2단계와, 상기 제 2단계에서 파장이 분리된 빛 중 상기 광분산소자의 조정을 통해 소정 파장의 빛을 선택하여 상기 웨이퍼의 정렬마크를 향해 정렬광원으로 입사시키는 제 3단계와, 상기 제 3단계에서 정렬광원으로 입사되어 상기 웨이퍼의 정렬마크를 비춘 후 되돌아오는 빛을 분석하여 그 분석 결과에 따라 웨이퍼의 위치를 보정하는 제 4단계의 순으로 진행함을 특징으로 노광장치의 웨이퍼 정렬 방법.