KR100311497B1

KR100311497B1 - 정렬 마크

Info

Publication number: KR100311497B1
Application number: KR1019990035163A
Authority: KR
Inventors: 오현선
Original assignee: 김영환; 현대반도체 주식회사
Priority date: 1999-08-24
Filing date: 1999-08-24
Publication date: 2001-10-18
Also published as: KR20010018972A

Abstract

본 발명은 X축과 Y축의 위치를 동시에 계측하도록 한 정렬 마크에 관한 것으로, 폭이 같고 그 길이가 다른 정렬 마크들이 일정 간격을 갖고 X축 방향으로 배열된 X축 정렬 마크와, 상기 X축 정렬 마크에 각각 연결되며 폭이 같고 그 길이가 다른 정렬 마크들이 일정 간격을 갖고 Y축 방향으로 배열된 Y축 정렬 마크를 포함하여 이루어진다.

Description

정렬 마크{STRUCTURE OF ALIGNMENT MARK}

본 발명은 노광 장치에 관한 것으로, 특히 X축과 Y축의 위치를 동시에 계측하도록 한 정렬 마크에 관한 것이다.

일반적으로 오프축(off-axis) 정렬 장치에는 마스크상의 원래 패턴을 포커싱하는 프로젝션 광학 장치만을 통하여 웨이퍼상의 정렬 마크를 검출하는 인너 필드 오프축 정렬 장치(inner field off-axis)와, 프로젝션 광학 장치의 외측에 구성된 오브젝티브 광학 장치(objective optical system)을 통하여 웨이퍼상의 정렬 마크를 검출하는 아웃 필드 오프축 정렬 장치(outer-field off-axis)가 있다.

최근에 이용되는 상기 아웃 필드 오프축 정렬 장치는 스텝 앤드 리피트 방식 (step and repeat)으로 이동하는 웨이퍼 스테이지에 고정된 웨이퍼상에 정렬 마크를 구성한다.

이러한 상기 정렬 마크는 오프축 정렬 장치와 프로젝션 광학 장치 사이의 거리, 즉 베이스 라인 값(baseline value)을 측정하는데 이용되며, 노광 공정의 스루풋(throughput)을 결정하는 변수가 된다.

이하 종래 기술의 정렬 마크에 대해 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 종래 기술의 오프축 정렬 장치를 나타낸 도면으로서, 노광 공정 진행시 메인 집광 렌즈(Illumination Condenser Lens;ICL)(1)는 레티클 스테이지 (Reticle STage;RST)(2)상에 고정된 레티클(Reticle)(3)에 빛을 조사한다.

그리고 상기 레티클 스테이지(2)는 레티클(3)의 중심(CC)이 프로젝션 광학 장치(이하 프로젝션 렌즈(Projection Lens;PL)라 함)(4)의 광축(optical AXis;AX)과 얼라인되도록 이동한다.

이와 같이 웨이퍼(5)를 지지하는 웨이퍼 스테이지(WST)(7)를 프로젝션 렌즈(4)의 프로젝션 필드의 기설정 위치에 위치되도록 이동하면, 상기 웨이퍼(5)상에 형성된 정렬 마크(6)와 레티클 마크(3a)를 검출하여 레티클 정렬을 진행한다.

또한 프로젝션 렌즈(4)의 외측에 구성된 오프축 웨이퍼 정렬 장치(OWA)(8)의 광축과 프로젝션 렌즈(4)의 광축은 평행하고, 상기 오프축 웨이퍼 정렬 장치(8)내에 웨이퍼(5)상의 정렬 마크(6)가 정렬되는 기준점이 되는 기준 마크(도시 생략)를구성한다.

도 2 는 도 1 의 오프축 정렬 장치에 이용되는 종래기술의 정렬 마크를 나타낸 도면이다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 종래 기술의 정렬 마크는 웨이퍼상에 각각 X축과 Y축 방향으로 서로 다른 위치에 정렬 마크들(9,10)이 형성되어 있다.

이러한 X축 정렬 마크(9),Y축 정렬 마크(10)를 계측하기 위해 도 1 의 오프축 정렬 장치는 웨이퍼(5)상의 서로 다른 위치에 구성된 X 축 정렬 마크(9)와 Y 축 정렬 마크(10)를 각각 다른 스코프를 이용하여 계측한다.

즉 도 1 에 도시된 종래기술의 오프축 정렬 장치는 프로젝션 렌즈(4)를 통해서 웨이퍼(5) 상에서의 정렬 마크(6)의 상대적인 위치를 계측하는데 이는 고배율 스코프(high magnification scope), 예를 들면 CCD 센서등에 의하여 정렬 마크(6)의 위치를 계측한다.

이어 상기 계측한 두 곳(X축, Y축)의 위치를 이용하여 상기 웨이퍼 스테이지 (7)는 로테이션(rotation) 성분, 배율(magnification) 성분, 오프셋 (offset) 성분을 보정하면서 이동한다.

이어 상기 웨이퍼 스테이지(7)상에 고정된 웨이퍼(5) 내의 특정한 샷의 위치를 계측한 후, 상기 웨이퍼 스테이지(7)는 측정값과 오프셋 값을 고려하면서 정확한 노광 위치로 이동한다.

한편 레티클(3)과 정렬 마크(6)의 상대적 위치를 계측한 후, 상기 웨이퍼 스테이지(7)상의 정렬 마크(6)를 오프축 웨이퍼 정렬 장치(8) 아래로 이동하여 베이스 라인(baseline;BL)값을 측정한다.

이러한 종래 기술의 정렬 마크는 고배율 오프축 정렬 스코프의 기준마크와 웨이퍼의 정렬마크의 위치를 계측하는 과정에 영상처리 방법을 이용한다.

그러나 상기와 같은 종래 기술에 따른 정렬 마크는 X축정렬 마크와 Y 축 정렬 마크가 서로 다른 두 곳에 위치해 있으므로 한 번에 계측을 하지 못하고 분할하여 각각 정렬 마크의 위치를 계측해야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 특히 X 축과 Y 축을 동시에 계측하는데 적당한 정렬 마크을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 종래 기술의 오프축 정렬 장치를 나타낸 도면

도 2 는 도 1 의 정렬 마크를 나타낸 도면

도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 정렬 마크를 나타낸 도면

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

30 : 정렬 마크 31,32,33 : X축 정렬 마크

33,34,35 : Y축 정렬 마크

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 정렬 마크는 폭이 같고 그 길이가 다른 정렬 마크들이 일정 간격을 갖고 X축 방향으로 배열된 X축 정렬 마크와, 상기 X축 정렬 마크에 각각 연결되며 폭이 같고 그 길이가 다른 정렬 마크들이 일정 간격을 갖고 Y축 방향으로 배열된 Y축 정렬 마크를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예에 따른 정렬 마크에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예는 오프축 정렬 장치에 대해서 언급하지 않고 단지 정렬 마크만을 설명한다.

도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 정렬 마크를 나타낸 도면이다.

즉 본 발명의 실시예에 따른 오프축 정렬 장치의 정렬 마크는 폭이 같고 그길이가 다른 정렬 마크들이 일정 간격을 갖고 X축 방향(X₁,X₂)으로 배열된 X축 정렬 마크들(31,32,33)와, 상기 X축 정렬 마크들(31,32,33)에 각각 연결되며 폭이 같고 그 길이가 다른 정렬 마크들이 일정 간격을 갖고 Y축 방향(Y₁,Y₂)으로 배열된 Y축 정렬 마크들(34,35,36)를 포함하여 구성된다.

여기서 웨이퍼상의 동일 위치에 정렬 마크(30), 즉 X축 정렬 마크(31,32,33)와 Y축 정렬 마크(34,35,36)를 각각 구성한다.

여기서 상기 정렬 마크(30)는 사각형 형태로 이루어지며, X-Y 평면으로 볼 때 X축 방향으로 X축 정렬마크들(31,32,33)이 형성되며 Y축 방향으로 Y축 정렬 마크들(34,35,36)이 형성된다.

또한 상기 X축 정렬마크들(31,32,33)과 Y축 정렬 마크들(34,35,36)은 서로 연결되어 있다.

그리고 상기 정렬 마크(30)의 중심(AMX)에 대해 폭이 같고 그 길이가 서로 다른 정렬 마크들(31,32,33)이 X축의 플러스/마이너스 방향으로 일정 간격을 갖고 규칙적으로 배열되어 있다.

또한 상기 정렬 마크(30)의 중심(AMX)에 대해 폭이 같고 그 길이가 서로 다른 정렬 마크들(34,35,36)이 Y축의 플러스/마이너스 방향으로 일정 간격을 갖고 규칙적으로 배열되어 있다.

전술한 본 발명의 실시예에 따른 정렬 마크를 계측하는 방법에 대해 첨부도면 도 1 및 도 3 을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

즉 본 발명의 실시예에 따른 정렬 마크를 이용하여 오프축을 정렬하는데 도 1 에 도시된 종래 기술의 오프축 정렬 장치를 이용한다.

먼저 노광 공정 진행시 메인 집광 렌즈(1)는 레티클 스테이지(2)상에 고정된 레티클(3)에 빛을 조사하고, 상기 레티클 스테이지(2)는 레티클(3)의 중심(CC)이 프로젝션 렌즈(4)의 광축(AX)에 얼라인되도록 이동한다.

이어 상기 레티클 스테이지(2)의 이동시 웨이퍼(5)상의 정렬 마크(30)는 상기 프로젝션 렌즈(4)의 아래, 즉 프로젝션 필드내에 위치한다.

이와 같이 웨이퍼(5)를 지지하는 웨이퍼 스테이지(7)를 프로젝션 렌즈(4)의기설정된 프로젝션 필드에 위치하도록 이동하면, 상기 웨이퍼(5)상에 형성된 정렬 마크(30)와 레티클(3)상의 레티클 마크(3a)를 검출하여 레티클 정렬을 진행한다.

이어 상기 프로젝션 렌즈(4)의 외측에 구성된 오프축 웨이퍼 정렬 장치(8)의 광축과 프로젝션 렌즈(4)의 광축은 평행하고, 상기 오프축 웨이퍼 정렬 장치(8)내에 웨이퍼(5)상의 정렬 마크(30)와의 얼라인정도를 판단하는 기준 마크(도시 생략)를 구성한다.

이어 각각 고배율 스코프(도시 생략)를 이용하여 각각 X축 정렬 마크들 (31,32,33)와 Y축 정렬 마크들(34,35,36)의 위치를 계측한다.

즉 상기 고배율 스코프의 레이저, 예를 들면 헬륨-네온 레이저(He-Ne laser)를 통한 빛이 렌즈를 통해 웨이퍼(5)에 도달하여 상기 정렬 마크(30)를 비추고, 상기 정렬 마크(30)에서 반사된 빛을 이용하여 고배율 스코프의 CCD 센서는 X축 정렬 마크들(31,32,33)와 Y축 정렬 마크들(34,35,36)의 위치를 계측한다.

이어 X축 고배율 스코프의 CCD 센서는 X₁방향과 X₂방향의 X축 정렬 마크의 위치를 각각 계측하고, 또한 동시에 Y축 고배율 스코프의 CCD센서는 Y₁방향과 Y₂방향의 Y축 정렬 마크의 위치를 각각 계측한다.

전술한 바와 같이 계측된 네 곳(X₁,Y₁,X₂,Y₂)의 위치를 이용하여 로테이션 성분, 배율 성분, 오프셋 성분을 보정하면서 이동한다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 정렬 마크는 웨이퍼상의 X축 정렬 마크와 Y축 정렬 마크를 한번에 고배율 스코프를 사용하여 동시에 계측하므로 노광시 정렬에 소요되는 공정 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

Claims

폭이 같고 그 길이가 다른 정렬 마크들이 일정 간격을 갖고 X축 방향으로 배열된 X축 정렬 마크,

상기 X축 정렬 마크에 각각 연결되며 폭이 같고 그 길이가 다른 정렬 마크들이 일정 간격을 갖고 Y축 방향으로 배열된 Y축 정렬 마크를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 정렬 마크.
제 1 항에 있어서,

상기 Y 축 정렬 마크는 동시에 계측되도록 상기 X축 정렬 마크와 동일 위치에 형성함을 특징으로 하는 정렬 마크.