KR100330966B1 - System for exposing semiconductor wafer - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 제조 공정 시스템에 관한 것으로서, 포토 마스킹 공정에 따른 노광 공정을 수행하기 위한 반도체 웨이퍼 노광 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing process system, and more particularly, to a semiconductor wafer exposure system for performing an exposure process according to a photo masking process.
이를 위한 본 발명은, 하나의 램프 광원으로부터 발광되는 빛을 빔 스플리터를 이용하여 웨이퍼 패턴 형성을 위한 노광 광원과 웨이퍼 에지 부분을 노광시키는 노광 광원으로 분리한 후, 패턴 형성을 위한 노광 광원은 광로상에 배치되어 있는 셔터, 필터, 제 1 거울, 제 2 거울, 집광렌즈, 제 3 거울을 거쳐 레티클상의 패턴을 일정배율로 축소하여 웨이퍼상에 조사될 수 있도록 하고, 웨이퍼 에지 부분을 노광시키는 노광 광원은 필터, 집광렌즈, 셔터, 광섬유 도파관을 통과하여 웨이퍼상에 조사될 수 있도록 하므로써, 반도체 노광 장비의 구조를 간단화하여 생산 원가를 절감시키는 효과를 제공한다.According to the present invention, the light emitted from one lamp light source is separated into an exposure light source for forming a wafer pattern and an exposure light source for exposing a wafer edge portion using a beam splitter, and then the exposure light source for forming a pattern is formed on an optical path. An exposure light source which reduces the pattern on the reticle through a shutter, a filter, a first mirror, a second mirror, a condenser lens, and a third mirror disposed at a predetermined magnification so that the pattern can be irradiated onto the wafer and exposes the wafer edge portion. Since the light can be irradiated onto the wafer through the filter, the condenser lens, the shutter, and the optical fiber waveguide, the structure of the semiconductor exposure equipment can be simplified to reduce the production cost.
Description
본 발명은 반도체 웨이퍼 제조(Fabrication) 공정 시스템에 관한 것으로, 특히 포토 마스킹(photo masking) 공정의 노광(expose)을 수행하는 반도체 웨이퍼 노광 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor wafer fabrication process system, and more particularly, to a semiconductor wafer exposure system that performs exposure of a photo masking process.
잘 알려진 바와 같이, 반도체 웨이퍼 제조 공정은 로트(lot) 단위의 매 반도체 웨이퍼의 상부 표면에 여러 종류의 막을 형성시켜, 이미 만들어진 마스크를 이용하여 반도체 웨이퍼의 특징 부분을 선택적으로 깍아내는 작업을 되풀이함으로서 반도체 웨이퍼상의 각각의 칩상에 동일한 전자 회로를 구성해 나가는 전 과정을 의미한다.As is well known, the semiconductor wafer fabrication process involves forming various kinds of films on the upper surface of each semiconductor wafer in a lot unit, and then repeatedly scraping off the features of the semiconductor wafer using a mask made previously. It means the whole process of constructing the same electronic circuit on each chip on the semiconductor wafer.
상기한 반도체 웨이퍼 제조 공정중의 하나인 포토 마스킹 공정은 적층으로 회로를 형성시켜 나가며 각각의 적층하는 스텝을 레이어별로 필요한 패턴을 웨이퍼상부에 전사시키는 것이다.The photomasking process, which is one of the semiconductor wafer manufacturing processes described above, forms a circuit by lamination, and transfers the necessary pattern for each layer to the upper part of the wafer by layering.
이러한 포토 마스킹 공정은 통상적으로 정렬(alignment)이 끝나면 마스크의 상이 감광 물질이 도포되어 있는 웨이퍼에 옮겨지도록 자외선에 감광제를 노출시키는 공정으로서, 도 1a에 도시된 바와 같은 웨이퍼 패턴 형성을 위한 노광 장비인 스테퍼(stepper)로부터 발생되는 자외선에 의하여 마스크상에 그려진 회로 패턴이 웨이퍼 표면에 전사되는 것이로서, 정렬과 노광이 동시에 이루어진다.The photomasking process is a process of exposing a photoresist to ultraviolet rays so that an image of a mask is transferred to a wafer on which a photosensitive material is applied after an alignment is completed, which is an exposure apparatus for forming a wafer pattern as shown in FIG. 1A. The circuit pattern drawn on the mask is transferred to the wafer surface by ultraviolet rays generated from the stepper, so that alignment and exposure are performed at the same time.
도 1a는 웨이퍼상에 도포되어 있는 감광 물질을 노출시켜 패턴을 형성하기 위한 스테퍼의 구성을 개략적으로 나타낸 도면으로서, 광원(100), 광원(100)과 축소투영렌즈(109)의 광로상에는 제 1 내지 제 4 거울(101,104,105,107),셔터(shutter, 102), 필터(103), 집광렌즈(106), 레티클(108)이 각각 배치되어 있어, 광원(100)에서 발사되는 조명광은 제 1 내지 제 4 거울(101,104,105,107), 셔터(shutter, 102), 필터(103), 집광렌즈(106), 레티클(108)을 거쳐서 웨이퍼 스테이지(111)에 안착되어 있는 웨이퍼(110)상에 조사된다.FIG. 1A is a view schematically illustrating a configuration of a stepper for forming a pattern by exposing a photosensitive material applied on a wafer, wherein a light source 100, a light source 100, and a reduction projection lens 109 are disposed on an optical path. To fourth mirrors 101, 104, 105, 107, shutters 102, filters 103, condenser lenses 106, and reticles 108, respectively, so that the illumination light emitted from the light source 100 is first to fourth. It is irradiated onto the wafer 110 seated on the wafer stage 111 via the mirrors 101, 104, 105, 107, shutter 102, filter 103, condenser lens 106, and reticle 108.
이하에서는 상기한 바와 같은 구조로 되어 있는 스테퍼의 동작에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the operation of the stepper having the above structure will be described in detail.
참조부호(100)는 패턴 형성을 위한 노광 광원으로서, 분광 에너지 분포의 피크를 많이 가진 예를 들어, 약 2㎾의 전력을 사용하는 초고압 수은 램프를 사용한다. 수은은 높은 에너지 준위로 여기되었을 때 내는 빛의 파장은 자외선 영역인 150㎚∼405㎚ 파장을 갖는 광을 제 1 거울(101)로 발생한다.Reference numeral 100 is an exposure light source for pattern formation, and uses an ultra-high pressure mercury lamp having a large peak of spectral energy distribution, for example, using about 2 kW of power. The wavelength of light emitted when mercury is excited at a high energy level generates light having a wavelength of 150 nm to 405 nm, which is an ultraviolet region, to the first mirror 101.
제 1 거울(101)은 광원(100)에서 발생되는 광을 셔터(102)로 반사시키고, 셔터(102)는 제 1 거울(101)에서 반사되는 광중 웨이퍼(110) 패턴 형성에 필요한 조도 에너지값에 해당하는 광이 입사되면 닫히어 빛이 통과되는 것을 차단시킨다.The first mirror 101 reflects the light generated from the light source 100 to the shutter 102, and the shutter 102 reflects the illuminance energy value necessary for forming the wafer 110 pattern among the light reflected from the first mirror 101. When the light corresponding to the incident light is closed to block the passage of light.
필터(103)는 셔터(102)를 통과하는 광의 파장대중 365㎚ 파장대만을 제 2 거울(104)로 통과시키도록 하고, 제 2 거울(104)은 필터(103)을 통과한 광을 제 3 거울(105)로 반사시키고, 제 3 거울(105)은 제 2 거울(104)에 의하여 반사되는 광을 집광 렌즈(106)로 반사시킨다.The filter 103 allows only the 365 nm wavelength band of the light band passing through the shutter 102 to the second mirror 104, and the second mirror 104 passes the light that has passed through the filter 103 to the third mirror. Reflected by the mirror 105, the third mirror 105 reflects the light reflected by the second mirror 104 to the condensing lens 106.
집광 렌즈(106)는 제 3 거울(105)에 의하여 반사되는 광을 집속하고, 제 4 거울(107)은 집광 렌즈(106)에 의하여 집속된 광을 감광막에 전사할 패턴이 형성되어 있는 레티클(108)로 반사시킴에 따라, 레티클(108)상의 회로 패턴은 축소투영렌즈(109)에 의하여 일정 배율로 축소되어 웨이퍼 스테이지(111)에 안착되어 있는 웨이퍼(110)의 최상부에 형성된 감광막에 축소된 크기로 결상되어 레티클(108)에 형성된 패턴이 축소 투영된다.The condenser lens 106 focuses the light reflected by the third mirror 105, and the fourth mirror 107 is a reticle having a pattern for transferring the light focused by the condenser lens 106 to the photosensitive film. As reflected by 108, the circuit pattern on the reticle 108 is reduced by a predetermined magnification by the reduction projection lens 109 and is reduced to the photoresist formed on the top of the wafer 110 seated on the wafer stage 111. The pattern formed in the size and formed in the reticle 108 is reduced and projected.
도 1b는 도 1a에 도시된 스테퍼에 의하여 패턴 형성된 웨이퍼의 에지 부분을 노광시키기 위한 트랙(Track) 장비내의 웨이퍼 에지 노광(wafer edge expose : WEE)유니트의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.FIG. 1B is a diagram schematically illustrating a configuration of a wafer edge expose (WEE) unit in track equipment for exposing an edge portion of a wafer patterned by the stepper shown in FIG. 1A.
트랙 장비는 웨이퍼상에 포토 레지스트를 도포시키거나 또는 도포되어 있는 포토 레지스트를 제거하는 동작을 하는 장비로서, 트랙 장비내에는 도 2에 도시된 바와 같은 노광된 웨이퍼의 에지(edge) 부분을 노광시키는 웨이퍼 에지 노광(WEE) 유니트가 설치되어 있다.The track equipment is an apparatus for applying photoresist or removing applied photoresist on a wafer. The track equipment exposes an edge portion of an exposed wafer as shown in FIG. 2 in the track equipment. A wafer edge exposure (WEE) unit is provided.
상기한 바와 같이, 스테퍼에 의하여 웨이퍼를 노광시켜 패턴을 형성한 후, 패턴 형성된 웨이퍼를 웨이퍼 이송 기구인 캐리어에 의하여 다른 곳으로 이송시, 캐리어와 웨이퍼 에지 부분과 접촉하는 부분에는 미립자(particle)가 발생하게 된다. 따라서, 도 1b에 도시되어 있는 트랙 장비내의 웨이퍼 에지 노광 유니트(WEE)를 이용하여 웨이퍼 에지 부분을 노광시킨다.As described above, after the wafer is exposed by a stepper to form a pattern, when the patterned wafer is transferred to another place by a carrier, which is a wafer transfer mechanism, particles are in contact with the carrier and the wafer edge portion. Will occur. Therefore, the wafer edge portion is exposed using the wafer edge exposure unit WEE in the track equipment shown in FIG. 1B.
즉, 웨이퍼 에지 노광 유니트(WEE)는 광원(150) 예를 들어, 150w의 전력을 사용하는 수은 램프에서 발생하는 광빔이 광섬유(optical fiber)로 구성된 도파관(151)을 통하여 진공 척(153)에 고정되어 있는 웨이퍼(153)의 에지 부분을 노광시킨다.That is, the wafer edge exposure unit (WEE) is a light beam 150, for example, a light beam generated from a mercury lamp using 150w of power to the vacuum chuck 153 through the waveguide 151 composed of optical fibers. The edge portion of the fixed wafer 153 is exposed.
구체적으로 설명하면, 끝부분이 원뿔 형태이고 끝단에 개구를 가지고 있는광섬유 도파관을 통하여 수은 램프 광원(150)에서 발생하는 광빔은 진공 척(153) 즉, 진공 구멍(vacumn hole)이 형성되어 있는 고정판에 안착되어 있는 웨이퍼의 저면과 밀착되면서 진공을 형성하여 고정되어 있는 웨이퍼(153)의 에지 부분을 노광시키게 된다.Specifically, the light beam generated from the mercury lamp light source 150 through an optical fiber waveguide having a conical end portion and an opening at the end thereof is a vacuum chuck 153, that is, a fixed plate having a vacuum hole formed therein. The edge portion of the wafer 153 that is fixed by forming a vacuum while being in close contact with the bottom surface of the wafer seated on the surface is exposed.
상기한 바에서 알 수 있듯이. 웨이퍼 패턴 형성을 위한 노광 장비인 스테퍼의 광원으로 수은 램프가 이용되고, 노광된 웨이퍼의 에지 부분을 노광하기 위한 트랙 장비내의 웨이퍼 에지 노광(WEE) 유니트의 광원도 수은 램프가 이용되고 있으나, 스테퍼와 트랙 장비내의 웨이퍼 에지 노광(WEE) 유니트는 각기 노광 공정 작업을 진행하므로써, 스테퍼와 웨이퍼 에지 노광 유니트의 다운 타임(Down Time)이 증가하게 되고 또한 장비의 생산 원가가 상승되는 문제점이 있었다.As can be seen from the above. A mercury lamp is used as a light source of a stepper, which is an exposure equipment for forming a wafer pattern, and a mercury lamp is used as a light source of a wafer edge exposure (WEE) unit in a track equipment for exposing an edge portion of an exposed wafer. The wafer edge exposure (WEE) unit in the track equipment has a problem that the down time of the stepper and the wafer edge exposure unit is increased and the production cost of the equipment is increased by performing the exposure process.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 하나의 노광 광원으로 웨이퍼 패턴을 형성하고 패턴 형성된 웨이퍼의 에지 부분을 노광시키도록 하므로써, 반도체 장비의 생산 원가를 절감시키기 위한 반도체 웨이퍼 노광 시스템을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to reduce the production cost of semiconductor equipment by forming a wafer pattern with one exposure light source and exposing an edge portion of the patterned wafer. The present invention provides a semiconductor wafer exposure system.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 노광 광원용 램프에서 발광되는 빛을 웨이퍼상으로 조사하는 반도체 웨이퍼 노광 시스템에 있어서, 노광 광원용 램프에서 발광되는 빛을 빔 스플리터에 의하여 패턴 형성을 위한 패턴 노광 광원과 패턴 형성된 웨이퍼의 에지 부분을 노광시키는 에지 노광 광원으로 분리한 후 각각 패턴 형성 노광계와 웨이퍼 에지 노광계로 조사하는 반도체 웨이퍼 노광계를 가지고, 반도체 웨이퍼 노광계의 구동 장치는 빔 스플리터에서 분리된 패턴 노광 광원을 개구를 통하여 패턴 형성 노광계로 통과시키는 제 1 셔터; 빔 스플리터에서 분리된 에지 노광 광원을 개구를 통하여 웨이퍼 에지 노광계로 통과시키는 제 2 셔터; 빔 스플리터에 의하여 분리되어 웨이퍼상의 패턴 및 에지에 도달하는 램프의 광 조도 에너지값을 감지하는 조도 감지 블록; 패턴 형성된 웨이퍼를 고정시키는 진공 척상의 웨이퍼 존재 유무를 감지하는 웨이퍼 유무 감지 블록; 조도 감지 블록에서 제공되는 조도 에너지값에 따라 제 1 셔터의 개폐 동작 제어 신호를 제공하고 웨이퍼 유무 감지 블록에서 제공되는 웨이퍼 유무 감지 신호에 따라 제 2 셔터의 개폐 동작 제어 신호를 제공하는 제어 블록; 제어 블록의 제어에 따라 제 1 셔터의 개구를 개폐시키는 제 1 셔터 구동 블록; 제어 블록의 제어에 따라 제 2 셔터의 개구를 개폐시키는 제 2 셔터 구동 블록을 포함한다.According to the present invention for achieving the above object, in a semiconductor wafer exposure system for irradiating light emitted from an exposure light source lamp onto a wafer, a pattern for forming a pattern of light emitted from the exposure light source lamp by a beam splitter An exposure light source and an edge exposure light source for exposing the edge portion of the patterned wafer are exposed, and then each has a semiconductor wafer exposure system for irradiating with a pattern formation exposure system and a wafer edge exposure system, and the driving device of the semiconductor wafer exposure system is separated from the beam splitter. A first shutter for passing the formed pattern exposure light source through the opening to the pattern formation exposure system; A second shutter for passing the edge exposure light source separated in the beam splitter through the opening to the wafer edge exposure system; An illuminance detection block separating the illuminance energy value of the lamp separated by the beam splitter and reaching the pattern and the edge on the wafer; A wafer presence detection block configured to sense the presence or absence of a wafer on a vacuum chuck that fixes the patterned wafer; A control block for providing the open / close operation control signal of the first shutter according to the illuminance energy value provided from the illuminance detection block and the open / close operation control signal of the second shutter according to the wafer presence detection signal provided from the wafer presence detection block; A first shutter drive block for opening and closing the opening of the first shutter according to the control of the control block; And a second shutter drive block for opening and closing the opening of the second shutter according to the control of the control block.
도 1은 웨이퍼 패턴을 형성하는 노광 장비인 스테퍼의 구성과 패턴 형성된 웨이퍼 에지 부분을 노광시키는 웨이퍼 에지 노광 장치의 구성을 나타낸 개략도이고,1 is a schematic view showing the configuration of a stepper which is an exposure apparatus for forming a wafer pattern and the configuration of a wafer edge exposure apparatus for exposing a patterned wafer edge portion;
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 노광 시스템의 구성을 나타낸 개략도이다.2 and 3 are schematic diagrams showing the configuration of a semiconductor wafer exposure system according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
200 : 광원 201 : 빔스플리터200: light source 201: beam splitter
202, 214 : 셔터 203, 212 : 필터202, 214: Shutter 203, 212: Filter
204, 205, 207 : 거울 206, 213 : 집광 렌즈204, 205, 207: mirrors 206, 213: condensing lenses
208 : 레티클 209 : 축소 투영 렌즈208: reticle 209: reduced projection lens
210, 252 : 웨이퍼 211 : 웨이퍼 스테이지210, 252: wafer 211: wafer stage
250 : 웨이퍼 에지 노광(WEE) 유니트250: wafer edge exposure (WEE) unit
251 : 광섬유 도파관 253 : 진공 척251: optical waveguide 253: vacuum chuck
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 동작을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the operation of the preferred embodiment according to the present invention.
본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 노광 시스템은 웨이퍼의 패턴 형성을 위한 패턴 노광 광원과 패턴 형성된 웨이퍼의 에지 부분을 노광시키는 에지 노광 광원은 동일한 램프의 광원을 이용하도록 구성되어 있다. 즉, 하나의 램프 광원에서 발광되는 빛은 하프 미러 구조의 빔스플리터에 의해서 분리되어 일부는 패턴 형성을 위한 노광 광원으로서 이용되고, 나머지 일부는 패턴 형성된 웨이퍼의 에지 부분을 노광시키는 광원으로서 이용된다.In the semiconductor wafer exposure system according to the present invention, the pattern exposure light source for pattern formation of the wafer and the edge exposure light source for exposing the edge portion of the patterned wafer are configured to use the light source of the same lamp. That is, the light emitted from one lamp light source is separated by the beam splitter of a half mirror structure, and part of it is used as an exposure light source for pattern formation, and the other part is used as a light source for exposing the edge portion of the patterned wafer.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 노광 장치의 개략 구조도로서, 광원(200), 광원(200)에서 발생되는 광빔은 빔 스플리터(beam splitter)(201)에 의하여 분리되어 일부의 빛은 광로상에 각기 배치되어 있는 셔터(202), 필터(203), 제 1 거울(204), 제 2 거울(205), 집광렌즈(206), 제 3 거울(207), 레티클(208), 축소 투영 렌즈(209)를 통과하여 레티클(208)의 패턴을 웨이퍼 스테이지(211)에 안착되어 있는 웨이퍼(210)의 각 칩에 전사시키고, 또한, 빔 스플리터(201)를 통과한 나머지 빛은 필터(212), 집광렌즈(213), 셔터(214)를 통과하여 웨이퍼 에지 노광 유니트(250)의 광섬유 도파관(251)을 거쳐 진공 척(253)에 고정되어 있는 웨이퍼(252)에 도달하도록 구성된다.2 is a schematic structural diagram of a semiconductor wafer exposure apparatus according to the present invention, in which a light source 200 and a light beam generated from the light source 200 are separated by a beam splitter 201 so that a part of light is on the optical path. Shutters 202, filters 203, first mirrors 204, second mirrors 205, condensing lenses 206, third mirrors 207, reticles 208, and reduced projection lenses (each arranged) 209 is transferred to each chip of the wafer 210 seated on the wafer stage 211 by the pattern of the reticle 208, and the remaining light passing through the beam splitter 201 passes through the filter 212, It is configured to pass through the condenser lens 213 and the shutter 214 to reach the wafer 252 fixed to the vacuum chuck 253 via the optical fiber waveguide 251 of the wafer edge exposure unit 250.
상기한 바와 같은 구조를 갖는 반도체 웨이퍼 노광 장치는, 노광 광원인 수은 램프 광원(200)으로부터 발광된 빛은 도면에는 도시되어 있지 않지만 타원경에 의하여 반사되고 그 반사된 빛은 빔 스플리터(201)에 도달한다.In the semiconductor wafer exposure apparatus having the structure as described above, the light emitted from the mercury lamp light source 200, which is an exposure light source, is not shown in the figure, but is reflected by an ellipsoid and the reflected light is reflected on the beam splitter 201. To reach.
빔 스플리터(201)는 하프 미러(half mirror) 구조로서, 광원(200)에서 조사되는 빛중 일부 예를 들어 50%는 웨이퍼의 패턴 노광 광원으로 이용하고, 나머지 일부 예를 들어, 50%는 웨이퍼 에지 부분을 노광시키기 위한 광원으로 이용될 수 있도록, 광원(200)에서 조사되는 빛을 패턴 형성을 위한 노광 광원과 웨이퍼 에지 노광 광원으로 분리하여 셔터(202)와 필터(212)로 반사시키고, 빔 스플리터(201)에서 반사된 빛은 셔터(202)의 개구를 통과하고 통과된 광량이 웨이퍼 패턴 형성에 필요한 조도 에너지값에 해당하면 개구가 닫히어 더 이상 빛이 통과되는 것을 방지한다. 셔터(202)를 통과한 광빔은 필터(203)에서 365㎚ 파장대의 광빔이 필터링되고 필터링된 365㎚ 파장대의 광빔은 제 1 거울(204), 제 2 거울(205), 집광 렌즈(206), 제 3 거울(207)을 통과하여 레티클(208)상의 회로 패턴을 축소투영렌즈(209)을 거쳐 웨이퍼 스테이지(211)에 안착되어 있는 웨이퍼(210)상의 각 칩에 전사시킨다.The beam splitter 201 is a half mirror structure, in which some of the light irradiated from the light source 200, for example, 50% is used as a pattern exposure light source of the wafer, and in some others, 50% is a wafer edge. In order to be used as a light source for exposing a part, the light emitted from the light source 200 is separated into an exposure light source for forming a pattern and a wafer edge exposure light source, and reflected by the shutter 202 and the filter 212, and a beam splitter The light reflected at 201 passes through the opening of the shutter 202 and if the amount of light passed corresponds to the illuminance energy value required to form the wafer pattern, the opening is closed to prevent further light from passing through. The light beam passing through the shutter 202 is filtered in the filter 203, the light beam in the 365nm wavelength band, the filtered light beam in the 365nm wavelength band is the first mirror 204, the second mirror 205, the condenser lens 206, The circuit pattern on the reticle 208 is transferred through the third mirror 207 to each chip on the wafer 210 seated on the wafer stage 211 via the reduction projection lens 209.
이 때, 축소투영렌즈(209)는 레티클(208)상의 회로 패턴을 일정 배율로 축소하여 웨이퍼(210)에 전사시키는 동작을 수행한다.At this time, the reduction projection lens 209 reduces the circuit pattern on the reticle 208 at a predetermined magnification to perform the operation of transferring to the wafer 210.
한편, 빔 스플리터(201)에서 반사된 빛의 나머지 50%는 웨이퍼 에지 노광 광원으로서 필터(212)로 반사되고, 필터(212)에서 365㎚ 파장대의 광빔으로 필터링되어 집광렌즈(213)를 통과하고 집광렌즈(213)를 통과한 빛은 셔터(214), 광섬유 도파관(251)을 거쳐 진공 척(253)에 진공흡착 상태로 고정되어 있는 웨이퍼(252)의 에지 부분을 노광시킨다.Meanwhile, the remaining 50% of the light reflected by the beam splitter 201 is reflected to the filter 212 as the wafer edge exposure light source, and is filtered by the light beam in the wavelength range of 365 nm in the filter 212 to pass through the condenser lens 213. The light passing through the condenser lens 213 exposes an edge portion of the wafer 252 fixed to the vacuum chuck 253 in a vacuum suction state through the shutter 214 and the optical fiber waveguide 251.
이 때, 셔터(214)는 진공 척(253)에 고정되는 웨이퍼의 유무 즉, 웨이퍼가 진공 척(253)에 고정되어 있으면 집광 렌즈(213)과 광섬유 도파관(251)을 거쳐 웨이퍼의 에지 부분을 노광시키는 한편, 웨이퍼가 진공 척(253)에 고정되어 있지 않으면 셔터(213)는 차단된다.At this time, the shutter 214 passes through the condenser lens 213 and the optical fiber waveguide 251 to detect an edge portion of the wafer when the wafer is fixed to the vacuum chuck 253, that is, the wafer is fixed to the vacuum chuck 253. While exposing, the shutter 213 is blocked if the wafer is not fixed to the vacuum chuck 253.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 노광 시스템에 있어서 도 2에 도시된 반도체 웨이퍼 노광 장치를 구동시키기 위한 구동 장치의 구성 블록도로서, 광원 블록(300), 빔스플리터(301), 제 1 셔터(302), 제 1 셔터 구동 블록(303), 제 2 셔터(304), 제 2 셔터 구동 블록(305), 제어 블록(306), 조도 감지 블록(307), 웨이퍼 유무 감지 블록(308), 패턴 형성 노광계(309), 웨이퍼 에지 노광계(310)으로 구성된다.FIG. 3 is a block diagram of a driving device for driving the semiconductor wafer exposure apparatus shown in FIG. 2 in the semiconductor wafer exposure system according to the present invention, wherein the light source block 300, the beam splitter 301, and the first shutter ( 302, the first shutter drive block 303, the second shutter 304, the second shutter drive block 305, the control block 306, the illuminance detection block 307, the wafer presence detection block 308, the pattern The formation exposure system 309 and the wafer edge exposure system 310 are comprised.
이와 같이 구성되는 반도체 웨이퍼 노광을 위한 구동 장치의 구체적인 동작에 대하여 설명한다.The specific operation of the driving apparatus for exposing the semiconductor wafer configured as described above will be described.
광원 블록(300)은 상기한 바와 같이 수은 램프 광원으로서, 수은 램프 광원으로부터 발광되는 빛은 하프 미러 구조의 빔 스플리터(301)로 조사되고, 빔 스플리터 (301)는 광원 블록(300)에서 조사되는 빛을 패턴 형성을 위한 노광 광원과 웨이퍼 에지 부분의 노광 광원으로 분리하여 패턴 형성을 위한 노광 광원은 제 1 셔터(302)로 반사하고 웨이퍼 에지 부분의 노광 광원은 제 2 셔터(304)로 반사한다.The light source block 300 is a mercury lamp light source as described above, the light emitted from the mercury lamp light source is irradiated to the beam splitter 301 of the half mirror structure, the beam splitter 301 is irradiated from the light source block 300 The light is separated into an exposure light source for pattern formation and an exposure light source of the wafer edge portion so that the exposure light source for pattern formation is reflected by the first shutter 302 and the exposure light source of the wafer edge portion is reflected by the second shutter 304. .
이 때, 제 1 셔터(302)는 제 1 셔터 구동 블록(303)에 의하여 개폐 동작을 수행하여 빔 스플리터(301)에서 반사된 빛을 패턴 형성 노광계(309)로 조사되도록 하고, 제 1 셔터 구동 블록(303)은 제어 블록(306)의 제어에 따라 동작한다. 즉, 제어 블록(306)은 조도 감지 블록(307)에서 제공되는 웨이퍼에 조사되는 광원 램프 블록의 조도 에너지값에 따라 제 1 셔터 구동 블록(303)의 동작을 제어하는 한편, 웨이퍼 유무 감지 블록(308)에서 제공되는 웨이퍼 유무 감지 신호에 따라 제 2 셔터 구동 블록(305)의 동작을 제어한다.At this time, the first shutter 302 performs the opening and closing operation by the first shutter driving block 303 so that the light reflected from the beam splitter 301 is irradiated to the pattern forming exposure system 309, and the first shutter The driving block 303 operates under the control of the control block 306. That is, the control block 306 controls the operation of the first shutter drive block 303 according to the illuminance energy value of the light source lamp block irradiated to the wafer provided from the illuminance detection block 307, while the wafer presence detection block ( The operation of the second shutter driving block 305 is controlled according to the wafer presence detection signal provided from 308.
조도 감지 블록(307)은 웨이퍼 스테이지(211)에 안착되어 있는 웨이퍼(210)에 조사되는 광원 램프 블록(300)의 조도 에너지값을 감지하고 그 결과값을 제어 블록(306)으로 제공하고, 제어 블록(306)은 조도 감지 블록(307)에서 제공되는 조도에 해당하는 조도 에너지값이 웨이퍼 패턴 형성에 필요한 값이면 제 1 셔터의 개구를 닫기 위한 제어 신호를 제 1 셔터 구동 블록(303)으로 제공한다.The illuminance detection block 307 detects an illuminance energy value of the light source lamp block 300 irradiated to the wafer 210 seated on the wafer stage 211, and provides the result to the control block 306, and controls the illuminance energy value. The block 306 provides the first shutter driving block 303 with a control signal for closing the opening of the first shutter when the illuminance energy value corresponding to the illuminance provided by the illuminance detection block 307 is a value necessary for forming the wafer pattern. do.
따라서, 제 1 셔터 구동 블록(303)은 제어 블록(306)의 제어에 따라 제 1 셔터(302)의 개구를 닫기 위한 동작을 수행함에 따라 빔 스플리터(301)에서 반사되는 빛은 제 1 셔터(302)를 통과하지 못하게 된다.Accordingly, as the first shutter driving block 303 performs an operation for closing the opening of the first shutter 302 according to the control of the control block 306, the light reflected from the beam splitter 301 may receive the first shutter ( Fail to pass 302).
한편, 웨이퍼 유무 감지 블록(308)은 진공 척(253)에 웨이퍼가 고정되어 있는가를 판단하는 블록으로서, 진공 흡착상태여부를 판단하여 진공 흡착상태이면 웨이퍼가 진공 척(253)에 고정되어 있다고 판단하고, 진공 흡착 상태가 아니면 진공 척(253)에 웨이퍼가 고정되어 있지 않다고 판단하여 그에 따른 결과 신호를 제어 블록(306)으로 제공한다.On the other hand, the wafer presence detection block 308 is a block for determining whether the wafer is fixed to the vacuum chuck 253, the vacuum adsorption state is determined by determining whether the wafer is fixed to the vacuum chuck 253 if the vacuum adsorption state If it is not in the vacuum adsorption state, it is determined that the wafer is not fixed to the vacuum chuck 253 and the resultant signal is provided to the control block 306.
이 때, 웨이퍼 유무 감지 블록(308)의 진공 척(253)의 웨이퍼 유무를 감지함에 있어서 압력 센서가 이용될 수 있음을 이 기술 분야에 통상의 지식을 가지고 있는 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다.At this time, it will be readily understood by those skilled in the art that a pressure sensor may be used in detecting the wafer presence of the vacuum chuck 253 of the wafer presence detection block 308.
따라서, 제어 블록(306)은 웨이퍼 유무 감지 블록(308)으로부터 제공되는 웨이퍼 유무 감지 신호에 대응하여 제 2 셔터 구동 블록(305)의 동작을 제어하는 바, 진공 척(253)에 웨이퍼가 고정되어 있음에 대한 신호가 제공되면 제 2 셔터(304)의 개구를 열린 상태로 하기 위한 동작 제어 신호를 제 2 셔터 구동 블록(305)으로 제공함에 따라, 제 2 셔터 구동 블록(305)은 제 2 셔터(304)의 개구를 열린 상태로 한다.Accordingly, the control block 306 controls the operation of the second shutter drive block 305 in response to the wafer presence detection signal provided from the wafer presence detection block 308, and thus the wafer is fixed to the vacuum chuck 253. When a signal of the presence of the signal is provided to the second shutter drive block 305 to provide an operation control signal for opening the opening of the second shutter 304 to the second state, the second shutter drive block 305 is the second shutter The opening of 304 is left open.
이 때, 제 2 셔터 구동 블록(305)에 의하여 제 2 셔터(304)가 열림 상태로 되면 빔 스플리터(301)에서 반사되는 빛은 제 2 셔터(304)를 통과하여 웨이퍼 에지노광계(310)로 조사된다.At this time, when the second shutter 304 is opened by the second shutter driving block 305, the light reflected from the beam splitter 301 passes through the second shutter 304 and the wafer edge exposure system 310. Is investigated.
그리고, 제어 블록(306)은 진공 척(253)에 웨이퍼가 고정되어 있지 않음에 대한 신호가 제공되면 제 2 셔터(304)의 개구를 닫힌 상태로 하기 위한 동작 제어 신호를 제 2 셔터 구동 블록(305)으로 제공하고, 제 2 셔터 구동 블록(305)은 제 2 셔터(304)의 개구를 닫힌 상태로 한다.The control block 306 receives an operation control signal for closing the opening of the second shutter 304 when the signal is provided to the vacuum chuck 253 that the wafer is not fixed. 305, and the second shutter drive block 305 keeps the opening of the second shutter 304 closed.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 노광 시스템은 하나의 램프 광원으로부터 발광되는 빛을 빔 스플리터를 이용하여 웨이퍼 패턴 형성을 위한 노광 광원과 패턴 형성된 웨이퍼 에지 노광을 위한 노광 광원으로 분리하므로써, 노광 장비를 간단화하여 생산 원가를 절감시키는 효과가 있다.As described above, the semiconductor wafer exposure system according to the present invention separates light emitted from one lamp light source into an exposure light source for wafer pattern formation and an exposure light source for patterned wafer edge exposure using a beam splitter, The production cost is reduced by simplifying the exposure equipment.
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