KR100373714B1 - Alignment method of stepper - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 얼라인먼트 방식을 변경하는 단계를 줄일 수 있는 스텝퍼의 얼라인먼트 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a stepper alignment method that can reduce the step of changing the alignment scheme.

이에 본 발명은 노광공정에서 사용되는 스텝퍼의 얼라인먼트 방법에 있어서, 두가지 또는 세가지 이상의 실시 가능한 얼라인먼트 방식 중에서 한가지 방식으로 얼라인먼트를 실시하는 단계; 한가지 방식에 의한 얼라인먼트 후 노광을 실시하는 단계; 한가지 방식에 의한 얼라인먼트가 불가능한 경우 나머지 방식 중 다른 한가지 방식으로 얼라인먼트 방식을 변경하는 단계; 얼라인먼트 방식을 변경하는 단계를 1회 루프타임으로 카운터하고, 다른 한가지 방식으로 변경된 얼라인먼트 방식에 의해 얼라인먼트를 재실시하는 단계를 포함하는 스텝퍼의 얼라인먼트 방법을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a stepper alignment method used in an exposure process, comprising: performing alignment in one of two or three or more possible alignment methods; Performing post-alignment exposure in one manner; If the alignment by one method is impossible, changing the alignment method to another one of the remaining methods; A stepper alignment method comprising the step of changing the alignment method in one loop time, and performing the alignment by the alignment method changed in another method.

Description

스텝퍼의 얼라이먼트 방법{ALIGNMENT METHOD OF STEPPER}Alignment method of stepper {ALIGNMENT METHOD OF STEPPER}

본 발명은 반도체 제조공정에 사용되는 노광작업에 관한 것으로, 특히 스텝퍼의 얼라인먼트에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to exposure operations used in semiconductor manufacturing processes, and more particularly to alignment of steppers.

일반적으로 반도체 제조공정에서 노광작업은 레티클의 패턴상을 투영광학계를 통하여 표면에 감광액이 도포되어 있는 기판상에 전사하는 방법이 사용되고 있다.In general, the exposure operation in the semiconductor manufacturing process is a method of transferring the pattern image of the reticle onto the substrate on which the photosensitive liquid is applied to the surface through a projection optical system.

여기서 노광작업은 표면에 감광액이 도포되어 있는 기판을 이차원적으로 이동이 가능한 기판 스테이지 위에 안착시키고, 이 기판 스테이지를 동일평면상의 X축 Y축 방향으로 이동시키면서, 광원으로부터 조사된 빛을 이용하여 레티클의 패턴상을 기판상의 각 쇼트영역에 순차적으로 노광시키는 스텝 앤드 리피트 방식의 스텝퍼가 주로 사용되고 있다.Here, the exposure operation is a reticle using light irradiated from a light source while seating the substrate on which the photosensitive liquid is applied on the surface on a substrate stage capable of moving in two dimensions, and moving the substrate stage in the X-axis and Y-axis directions on the same plane. The stepper of the step-and-repeat method which exposes the pattern image of a to the shot region on a board | substrate sequentially is mainly used.

이러한 스텝퍼에서 웨이퍼의 위치를 검출하기 위한 얼라인먼트는 웨이퍼의대체적인 위치를 검출하는 서치 얼라인먼트와, 웨이퍼상의 각 쇼트영역의 위치를 정확히 구하는 파인 얼라인먼트가 실시된다.The alignment for detecting the position of the wafer in such a stepper includes a search alignment for detecting an alternative position of the wafer and a fine alignment for accurately determining the position of each shot region on the wafer.

이러한 얼라인먼트가 실시된 후 각 쇼트영역의 위치를 순차적으로 결정하여 투영광학계를 통하여 레티클의 패턴상을 웨이퍼 상에 전사하는 노광공정이 실시된다.After the alignment is performed, an exposure step of sequentially determining the positions of the shot regions and transferring the pattern image of the reticle onto the wafer through the projection optical system is performed.

이와 같이 노광처리되어 기판 스테이지에 안착된 웨이퍼는 스텝퍼의 밖으로 언로드되어 다음공정으로 이송된다.The wafer thus exposed and placed on the substrate stage is unloaded out of the stepper and transferred to the next step.

상술한 바와 같은 웨이퍼의 위치를 대략적으로 검출하는 서치 얼라인먼트는 회절격자방식인 LSA(Laser Step Alignment)방식과 연속파장광을 이용한 화상처리방식인 FIA(Field Image Alignment)방식이 주로 이용되고 있다.As the search alignment for detecting the position of the wafer as described above, a laser step alignment (LSA) method, which is a diffraction grating method, and a field image alignment (FIA) method, which is an image processing method using continuous wavelength light, are mainly used.

LSA방식은 레이저광을 얼라인먼트 마크에 조사하여, 회절이나 산란된 광을 이용하여 얼라인먼트 마크의 위치를 계측하는 가장 범용성 있는 방식이며 현재 폭 넓은 반도체 프로세스에 사용되고 있다.The LSA method is the most versatile method of measuring the position of an alignment mark by irradiating laser light to the alignment mark and using diffraction or scattered light, and is currently used in a wide range of semiconductor processes.

FIA방식은 할로겐 램프 등의 광대역광으로 얼라인먼트 마크를 조사하고, 웨이퍼로부터 반사된 반상광의 화상을 처라하여 마크의 위치를 계측하는 방식으로 알루미늄층이나 웨이퍼 표면의 비대칭 마크에 유효하게 사용된다.The FIA method is effectively used for an asymmetric mark on an aluminum layer or a wafer surface by irradiating an alignment mark with broadband light such as a halogen lamp and measuring the position of the mark by treating an image of the half-phase light reflected from the wafer.

이러한 FIA방식과 LSA방식은 서치 얼라인먼트시 조건에 따라 선택적으로 적용된다.The FIA method and the LSA method are selectively applied according to the conditions of the search alignment.

그러나 FIA방식 또는 LSA방식으로 웨이퍼를 서치 얼라인먼트하는 과정에서 일개의 방식으로 얼라인먼트가 불가능할 경우 나머지 방식으로 변경시키기 위해서잡파일(Job file)을 수정하고, 이 수정된 잡파일을 저장한 후 변경된 방식으로 재실행 해야한다.However, if the alignment is not possible in one way in the process of aligning the wafer by FIA method or LSA method, the job file is modified in order to change to the remaining method, and the modified job file is saved and then changed in the changed way. You need to rerun

따라서 얼라이먼트 방식을 변경하기 위하여 여러 단계를 거쳐야 하므로 이를 변경하기 위한 시간이 증대되어 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.Therefore, since several steps must be taken in order to change the alignment method, there is a problem that productivity is reduced due to increased time for changing the alignment method.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 얼라인먼트 방식을 변경하는 단계를 줄일 수 있는 스텝퍼의 얼라인먼트 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an alignment method of a stepper that can reduce the steps of changing the alignment method.

도 1은 본 발명에 따른 스텝퍼의 얼라인먼트 방법을 나타내는 플로우챠트이다.1 is a flowchart showing an alignment method of a stepper according to the present invention.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 노광공정에서 사용되는 스텝퍼의 얼라인먼트 방법에 있어서, 두가지 또는 세가지 이상의 실시 가능한 얼라인먼트 방식 중에서 한가지 방식으로 얼라인먼트를 실시하는 단계; 한가지 방식에 의한 얼라인먼트 후 노광을 실시하는 단계; 한가지 방식에 의한 얼라인먼트가 불가능한 경우 나머지 방식 중 다른 한가지 방식으로 얼라인먼트 방식을 변경하는 단계; 얼라인먼트 방식을 변경하는 단계를 1회 루프타임으로 카운터하고, 다른 한가지 방식으로 변경된 얼라인먼트 방식에 의해 얼라인먼트를 재실시하는 단계를 포함하는 스텝퍼의 얼라인먼트 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an alignment method of a stepper used in an exposure process, the method comprising: performing alignment in one of two or three or more possible alignment methods; Performing post-alignment exposure in one manner; If the alignment by one method is impossible, changing the alignment method to another one of the remaining methods; A stepper alignment method comprising the step of changing the alignment method in one loop time, and performing the alignment by the alignment method changed in another method.

여기서 얼라인먼트는 서치 얼라인먼트와 파인 얼라인먼트 모두를 포함한다. 또한 서치 얼라인먼트는 얼라인먼트 방식으로 적어도 LSA방식과 FIA방식을 포함한다. 그리고 사용가능한 얼라인먼트의 경우의 수를 N이라고 할 때, 루프타임이 N회이상이면 에러메시지를 출력하는 단계를 포함한다.The alignment here includes both search alignment and fine alignment. The search alignment is also an alignment scheme and includes at least the LSA scheme and the FIA scheme. And when the number of available alignment cases is N, outputting an error message if the loop time is N or more times.

이하 본 발명에 대한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 스텝퍼의 얼라인먼트 방법을 나타내는 플로우챠트이다.1 is a flowchart showing a stepper alignment method.

본 발명에 따른 스텝퍼의 얼라인먼트 방법은 한가지 방식으로 얼라인먼트하는 단계, 얼라인먼트 후 노광하는 단계, 얼라인먼트가 불가능할 경우 얼라인먼트방식을 변경하는 단계, 변경된 얼라인먼트 방식에 의해 얼라인먼트하는 단계 및 루프타임에 따라 에러메시지를 출력하는 단계로 이루어진다.The alignment method of the stepper according to the present invention includes the steps of aligning in one way, exposing after alignment, changing the alignment method when alignment is impossible, aligning by the changed alignment method, and outputting an error message according to the loop time. It consists of steps.

상술한 한가지 방식으로 얼라인먼트하는 단계는 두가지 또는 세가지 이상의 실시 가능한 얼라인먼트 방식 중에서 한가지 방식으로 얼라인먼트를 실시하는 단계이다.In the above-described manner, the alignment may be performed in one of two or three or more possible alignment schemes.

여기서 얼라인먼트는 서치 얼라인먼트와 파인 얼라인먼트의 모두에 적용된다. 그리고 서치 얼라인먼트에 있어서는 LSA방식과 FIA방식을 이용하여 얼라인먼트를 실시한다.The alignment here applies to both search alignment and fine alignment. In the search alignment, alignment is performed using the LSA method and the FIA method.

상술한 얼라인먼트 후 노광하는 단계는 한가지 방식에 의한 얼라인먼트 후 노광을 실시하는 단계이다. 즉 한가지 방식으로 얼라인먼트가 가능한 경우이므로 얼라인먼트를 실시한 후 얼라인먼트가 완료되면 노광을 실시한다.The post-alignment exposure described above is a step of performing post-alignment exposure by one method. That is, since alignment is possible in one way, exposure is performed after the alignment is completed.

상술한 얼라인먼트가 불가능할 경우 얼라인먼트방식을 변경하는 단계는 한가지 방식에 의한 얼라인먼트가 불가능한 경우 나머지 방식 중 다른 한가지 방식으로 얼라인먼트 방식을 변경하는 단계이다. 즉 한가지 방식으로 얼라인먼트가 불가능한 경우이므로 얼라인먼트 방식을 변경해야 한다.If the above-described alignment is impossible, the step of changing the alignment method is a step of changing the alignment method to one of the other methods when the alignment by one method is impossible. That is, the alignment is not possible in one way, so the alignment method should be changed.

따라서 얼라인먼트 방식을 자동으로 전환할 수 있는 얼라인먼트 구동 소프트웨어를 설치한 제어부에 의해서 나머지 방식중의 다른 한가지 방식으로 얼라인먼트 방식을 변경하게 된다.Therefore, the alignment method is changed by the control unit in which the alignment driving software that can automatically switch the alignment method to one of the other methods.

예를 들어 LSA방식 또는 FIA방식으로 서치 얼라인먼트를 실시할 경우 LSA방식을 먼저 실시할 경우 FIA방식으로 변경되고, FIA방식을 먼저 실시할 경우 LSA방식으로 변경된다.For example, when performing LSA or FIA search alignment, the LSA method is changed to the FIA method first, and the FIA method is changed to the LSA method.

상술한 변경된 얼라인먼트 방식에 의해 얼라인먼트하는 단계는 얼라인먼트 방식을 변경하는 단계를 1회 루프타임으로 카운터하고, 다른 한가지 방식으로 변경된 얼라인먼트 방식에 의해 얼라인먼트를 재실시하는 단계이다.The step of aligning by the modified alignment method described above is a step of countering the step of changing the alignment method in one loop time, and re-aligning by the alignment method changed in another way.

즉 제어부에 의해서 얼라인먼트 방식이 변경된 것을 1회의 루프타임으로 카운트하고 변경된 방법에 의해 얼라인먼트를 재실시 하는 단계이다. 따라서 변경된 얼라인먼트 방식에 의해서 얼라인먼트가 이루어지면 바로 노광을 실시한다.That is, the control unit counts the change of the alignment scheme in one loop time and realigns the alignment by the changed scheme. Therefore, if alignment is performed by the changed alignment method, exposure is performed immediately.

상술한 루프타임에 따라 에러메시지를 출력하는 단계는 실시 가능한 얼라인먼트 방식의 경우의 수가 N이고, 루프타임이 N회 이상이면 에러메시지를 출력하는 단계이다.The step of outputting an error message according to the above-described loop time is the step of outputting an error message when the number of possible alignment schemes is N and the loop time is N or more times.

여기서 N은 도 1에 도시된 N과 동일하며, 이때 N은 실시가능한 얼라인먼트 방식의 경우의 수이고 N-l은 실시 가능한 경우의 수에서 1을 뺀 수이다.Here, N is the same as N shown in FIG. 1, where N is the number of possible alignment schemes and N−1 is the number of possible cases minus one.

루프타임의 횟수를 설정하기 위하여 실시 가능한 방식의 경우의 수를 N이라고 할 때, 실시 가능한 방식을 모두 실시할 수 있는 루프타임이 N회가 된다.When the number of cases that can be implemented in order to set the number of loop times is N, the loop time that can implement all the possible methods becomes N times.

따라서 루프타임이 N-1회 이하일 경우에는 계속적으로 피드백하여 변경된 방식에 의해 얼라인먼트를 실시하고 루프타임이 N회 이상일 경우에는 에러를 출력하여 얼라인먼트 불가능에 대한 조치를 취하게 된다.Therefore, if the loop time is less than N-1 times, the feedback is continuously fed and the alignment is performed by the changed method. If the loop time is more than N times, an error is output and an action is taken to prevent the alignment.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 스텝퍼의 얼라인먼트 방법은 얼라인먼트 방식을 변경하기 위해 여러단계를 거치지 않고 바로 방식을 변경할 수 있으므로 교체로 인한 공정시간을 줄일 수 있어 생산성이 향상된다.As described above, the alignment method of the stepper according to the present invention can change the method immediately without going through several steps to change the alignment method, thereby reducing the process time due to replacement, thereby improving productivity.

Claims (5)

노광공정에서 사용되는 스텝퍼의 얼라인먼트 방법에 있어서,In the alignment method of the stepper used in an exposure process, 두가지 또는 세가지 이상의 실시 가능한 얼라인먼트 방식 중에서 한가지 방식으로 얼라인먼트를 실시하는 단계;Performing alignment in one of two or three or more possible alignment schemes; 상기 한가지 방식에 의한 얼라인먼트 후 노광을 실시하는 단계;Performing post-alignment exposure according to the above method; 상기 한가지 방식에 의한 얼라인먼트가 불가능한 경우 나머지 방식 중 다른 한가지 방식으로 얼라인먼트 방식을 변경하는 단계;If the alignment by one method is impossible, changing the alignment method to another one of the remaining methods; 상기 얼라인먼트 방식을 변경하는 단계를 1회 루프타임으로 카운터하고, 상기 다른 한가지 방식으로 변경된 얼라인먼트 방식에 의해 얼라인먼트를 재실시하는 단계를 포함하는 스텝퍼의 얼라인먼트 방법.Counter for changing the alignment scheme at a loop time and re-aligning the alignment scheme in the other manner. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 실시 가능한 얼라인먼트 방식의 경우의 수가 N이고, 루프타임이 N회 이상이면 에러메시지를 출력하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 스텝퍼의 얼라인먼트 방법.And outputting an error message when the number of possible alignment methods is N and the loop time is N or more times. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 얼라인먼트가 서치 얼라인먼트인 것을 특징으로 하는 스텝퍼의 얼라인 먼트 방법.The alignment method of a stepper, characterized in that the alignment is a search alignment. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 얼라인먼트 방식중에 적어도 LSA방식 및 FIA방식을 포함하는 것을 특징으로 하는 스텝퍼의 얼라인먼트 방법.And at least an LSA method and an FIA method among the alignment methods. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 얼라인먼트가 파인 얼라인먼트인 것을 특징으로 하는 스텝퍼의 얼라인 먼트 방법.The alignment method of a stepper, characterized in that the alignment is fine alignment.
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