KR100834222B1 - pre-alignment method of exposure device for semiconductor wafer - Google Patents
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Abstract
이 발명은 반도체 웨이퍼용 노광 장치의 프리 얼라인먼트 방법에 관한 것으로, 웨이퍼의 노광을 위한 프리 얼라인먼트 공정에서, 센터 테이블의 하강시 웨이퍼의 회전 각도를 확인하고 이를 보정함으로써, 노광의 정밀도를 향상시킬 수 있도록, 포토레지스트가 도포된 웨이퍼를 1차 프리 얼라인먼트 한 후, 웨이퍼 스트이지로 이동시키는 단계와; 센터 테이블을 상승시킨 상태에서 상기 웨이퍼의 노치 및 에지를 검출하여 화상처리하는 단계와; 상기 센터 테이블을 하강한 후, 상기 웨이퍼의 화상처리단계에서 얻어진 웨이퍼의 회전 각도를 보정하는 단계와; 상기 하강된 센터 테이블 상에서, 상기 웨이퍼의 회전 각도를 검출하는 단계와; 상기 검출된 회전 각도가 기준치 이상일 경우, 상기 화상처리 단계부터 다시 진행하는 단계와; 상기 회전 각도가 기준치 이하일 경우, 노광 공정을 진행하는 단계를 포함하여 이루어짐.The present invention relates to a pre-alignment method of an exposure apparatus for a semiconductor wafer, in the pre-alignment process for the exposure of the wafer, by checking the rotation angle of the wafer during the lowering of the center table and correcting it, so as to improve the exposure accuracy Performing a first prealignment on the photoresist-coated wafer, and then moving the wafer to the wafer strip; Detecting and processing the notches and edges of the wafer while the center table is raised; Correcting the rotation angle of the wafer obtained in the image processing step of the wafer after lowering the center table; Detecting, on the lowered center table, the angle of rotation of the wafer; If the detected rotation angle is equal to or greater than a reference value, proceeding from the image processing step again; If the rotation angle is less than the reference value, including the step of performing an exposure process.
반도체 웨이퍼, 프리 얼라인먼트, 센터 테이블Semiconductor Wafers, Pre-Alignment, Center Table
Description
도1은 반도체 웨이퍼용 노광 장치의 프리 얼라인먼트 시스템을 개략적으로 도시한 단면도이다.1 is a sectional view schematically showing a pre-alignment system of an exposure apparatus for a semiconductor wafer.
도2는 프리 얼라인먼트 시스템에서 검출되는 노치 및 에지를 표시한 웨이퍼의 평면도이다.2 is a plan view of a wafer showing notches and edges detected in a pre-alignment system.
도3은 종래 반도체 웨이퍼용 노광 장치의 프리 얼라인먼트 방법을 도시한 순차 설명도이다.3 is a sequential explanatory diagram showing a pre-alignment method of a conventional exposure apparatus for semiconductor wafers.
도4는 본 발명에 의한 반도체 웨이퍼용 노광 장치의 프리 얼라인먼트 방법을 도시한 순차 설명도이다.4 is a sequential explanatory diagram showing a pre-alignment method of the exposure apparatus for semiconductor wafers according to the present invention.
-도면중 주요 부호에 대한 설명-Description of the main symbols in the drawings
1; 베이스 부재 2; 센터 테이블 회전부One;
3; 모터 4; 웨이퍼3;
5; 센터 테이블 6; 베이스 플레이트5; Center table 6; Base plate
본 발명은 반도체 웨이퍼용 노광 장치의 프리 얼라인먼트 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게 설명하면 웨이퍼의 노광을 위한 프리 얼라인먼트 공정에서, 센터 테이블의 하강시 웨이퍼의 회전 각도를 확인하고 이를 보정함으로써, 노광의 정밀도를 향상시킬 수 있는 반도체 웨이퍼용 노광 장치의 프리 얼라인먼트 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pre-alignment method of an exposure apparatus for a semiconductor wafer, which will be described in more detail. In the pre-alignment process for exposure of a wafer, the accuracy of exposure is obtained by checking and correcting the rotation angle of the wafer when the center table is lowered. The pre-alignment method of the exposure apparatus for semiconductor wafers which can improve the
일반적으로 반도체 장치의 제조 공정에서 사진공정은 반도체 웨이퍼 상에 포토레지스트를 도포하는 공정에서부터 상기 웨이퍼를 정렬하고 노광하여 현상하는 공정을 모두 포함한다. 이를 좀더 구체적으로 설명하면, 반도체 웨이퍼는 스피너를 통하여 각종 패턴이 형성될 전면에 일정두께로 포토레지스트가 도포된 후 노광장치로 이송되며, 상기 노광장치는 웨이퍼 트랜스퍼 시스템(wafer transfer system), 웨이퍼 프리 얼라인먼트 시스템(wafer pre-alignment system), 웨이퍼 스테이지(wafer stage) 및 척(Chuck) 등으로 구성되어 있다.In general, the photolithography process in the manufacturing process of a semiconductor device includes a process of applying a photoresist on a semiconductor wafer to the alignment, exposure and development of the wafer. More specifically, the semiconductor wafer is transferred to an exposure apparatus after a photoresist is coated on the entire surface on which various patterns are to be formed through a spinner, and the exposure apparatus is a wafer transfer system or a wafer free system. It consists of a wafer pre-alignment system, a wafer stage, and a chuck.
여기서, 첨부된 도1 및 도2를 참조하여, 상기 노광 장치중 웨이퍼 프리 얼라인먼트 시스템의 구조를 설명하면 다음과 같다.1 and 2, the structure of the wafer pre-alignment system of the exposure apparatus will be described below.
도시된 바와 같이 하부에 베이스 부재(1)가 구비되어 있고, 상기 베이스 부재(1)의 상부에는 회전력을 제공하는 회전부(2)가 설치되어 있으며, 그 양측에는 승강력을 제공하는 모터(3)가 설치되어 있다. 상기 회전부(2)의 상부에는 진공에 의해 웨이퍼(4)를 흡착하는 센터 테이블(5)이 설치되어 있고, 상기 모터(3)의 상부에는 베이스 플레이트(6)가 설치되어 있다. 또한, 상기 베이스 플레이트(6)에는 도2에 도시된 바와 같이 반도체 웨이퍼(4)의 에지(edge)(7) 및 노치(notch)(8)를 감지할 수 있도록 LED(Light Emmited Diode)(9) 및 CCD(Charge Coupled Diode)(10)가 설치되어 있다. 더불어, 상기 센터 테이블(5)에는 척(11)이 관통된 채 설치되어 있다.As shown, the base member 1 is provided at the lower part, and the upper part of the base member 1 is provided with a
이러한 구성에 의한 반도체 웨이퍼의 프리 얼라인먼트 방법을 첨부된 도2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The pre-alignment method of the semiconductor wafer having such a configuration will be described with reference to FIG. 2.
먼저 도시되지는 않았지만, 1차 얼라인먼트 단계에서 웨이퍼의 노치 방향을 검출하고, 이어서 웨이퍼 스테이지로 웨이퍼를 로딩한 후(S1'), 센터 테이블을 상승시킨 상태에서 웨이퍼의 노치 및 에지를 모두 검출한다(S3').Although not shown first, the notch direction of the wafer is detected in the first alignment step, and then the wafer is loaded into the wafer stage (S1 '), and both the notch and the edge of the wafer are detected while the center table is raised ( S3 ').
여기서, 상기 프리 얼라인먼트 시스템의 셋업(set up)때 캘리브레이션 웨이퍼(calibration wafer)를 이용해서 이상적인 위치(CCD의 화상 정보)를 체크(check)한 후, 이 데이타를 컴퓨터에서 상수(constant)로 관리하게 된다.Here, when setting up the pre-alignment system, the ideal position (image information of the CCD) is checked using a calibration wafer, and the data is managed as a constant by a computer. do.
따라서, 상기 캘리브레이션 웨이퍼를 제거한 후, 실제의 얼라인먼트할 웨이퍼를 체인지(change)하고(S2'), 이어서 이를 화상 처리한다(S3'). 즉, 상승된 센터 테이블에 위치한 웨이퍼의 노치 및 에지를 CCD로 검출하며, 이를 2차 얼라인먼트 단계라고도 한다.Therefore, after the calibration wafer is removed, the wafer to be actually aligned is changed (S2 ') and subsequently image processed (S3'). That is, the notches and edges of the wafer located on the elevated center table are detected by the CCD, which is also referred to as the second alignment step.
이어서, 상기 CCD로 검출된 데이타와 컴퓨터에 미리 저장된 상수 데이터를 비교해서 차이가 있을 경우, 상기 센터 테이블의 하강시 이 값을 보정하게 된다(S4'). 물론, 이러한 보정 후에는 웨이퍼의 노광이 시작된다(S5').
Subsequently, when there is a difference between the data detected by the CCD and the constant data stored in advance in the computer, this value is corrected when the center table descends (S4 '). Of course, after this correction, the exposure of the wafer is started (S5 ').
그러나, 이러한 종래의 웨이퍼 프리 얼라인먼트 방법은 센터 테이블에 접촉 되는 웨이퍼 후면의 조건, 파티클(particle) 및 센터 테이블의 하강 속도 등의 변수로 인해, 상기 센터 테이블의 하강시 상기 웨이퍼가 일정 각도만큼 회전되어도 이를 감지하지 못하는 문제가 있다.However, such a conventional wafer pre-alignment method, due to variables such as the conditions of the wafer back surface in contact with the center table, particles and the falling speed of the center table, even if the wafer is rotated by a certain angle when the center table is lowered There is a problem that does not detect this.
즉, 센터 테이블의 하강시 프리 얼라인먼트된 웨이퍼가 일정각도만큼 회전되어도 이를 감지하지 못함으로써, 노광 공정의 정밀도가 대폭 저하될 수 있고, 따라서 수율도 저하되는 문제가 있다.That is, when the pre-aligned wafer is rotated by a certain angle when the center table is lowered, the wafer is not detected, and thus the accuracy of the exposure process may be greatly reduced, and thus, the yield may be reduced.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 웨이퍼의 노광을 위한 프리 얼라인먼트 공정에서, 센터 테이블의 하강시 웨이퍼의 회전 각도를 확인하고 이를 보정함으로써, 노광의 정밀도를 향상시킬 수 있는 반도체 웨이퍼용 노광 장치의 프리 얼라인먼트 방법을 제공하는데 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, the object of the present invention in the pre-alignment process for the exposure of the wafer, by checking the rotation angle of the wafer during the lowering of the center table and correcting the exposure, It is to provide a pre-alignment method of an exposure apparatus for a semiconductor wafer that can improve the accuracy of the.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 반도체 웨이퍼용 노광 장치의 프리 얼라인먼트 방법은 포토레지스트가 도포된 웨이퍼를 1차 프리 얼라인먼트 한 후, 웨이퍼 스트이지로 이동시키는 단계와, 센터 테이블을 상승시킨 상태에서 상기 웨이퍼의 노치 및 에지를 검출하여 화상처리하는 단계와, 상기 센터 테이블을 하강한 후, 상기 웨이퍼의 화상처리단계에서 얻어진 웨이퍼의 회전 각도를 보정하는 단계와, 상기 하강된 센터 테이블 상에서, 상기 웨이퍼의 회전 각도를 검출하는 단계와, 상기 검출된 회전 각도가 기준치 이상일 경우, 상기 화상처리 단계부터 다시 진행하는 단계와, 상기 회전 각도가 기준치 이하일 경우, 노광 공정을 진행하는 단계로 이루어져 있다.In order to achieve the above object, in the pre-alignment method of the exposure apparatus for semiconductor wafers according to the present invention, after the first pre-alignment of the wafer on which the photoresist is applied, the method of moving the wafer to the wafer strip and raising the center table Detecting notches and edges of the wafer at the wafer; lowering the center table, correcting the rotation angle of the wafer obtained at the wafer image processing step; and, on the lowered center table, Detecting the rotational angle of the wafer; if the detected rotational angle is greater than or equal to the reference value, proceeding from the image processing step again; and performing the exposure process if the rotational angle is less than or equal to the reference value.
따라서, 본 발명에 의한 반도체 웨이퍼용 노광 장치의 프리 얼라인먼트 방법에 의하면, 센터 테이블의 하강시 웨이퍼가 일정 각도만큼 회전되어도 이를 즉각 감지한 후 다시 화상처리 및 회전 각도를 보정하게 됨으로써, 정확하게 얼라인먼트 된 상태로 노광 공정을 수행하게 되고, 결국 노광 공정의 정밀도가 향상됨은 물론 수율도 향상되는 장점이 있다.
Therefore, according to the pre-alignment method of the exposure apparatus for semiconductor wafers according to the present invention, even if the wafer is rotated by a certain angle when the center table is lowered, the wafer is immediately sensed and then corrected again for image processing and rotation angle, thereby accurately aligning the state. The exposure process is performed, and as a result, the precision of the exposure process is improved and the yield is also improved.
이하 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.
도4는 본 발명에 의한 반도체 웨이퍼용 노광 장치의 프리 얼라인먼트 방법을 도시한 순차 설명도이다.4 is a sequential explanatory diagram showing a pre-alignment method of the exposure apparatus for semiconductor wafers according to the present invention.
본 발명의 구성은 포토레지스트가 도포된 웨이퍼를 1차 프리 얼라인먼트 한 후, 웨이퍼 스테이지로 이동시키는 단계와(S1), 웨이퍼를 체인지하는 단계와(S2), 센터 테이블을 상승시킨 상태에서 상기 웨이퍼의 노치 및 에지를 검출하여 화상처리하는 단계와(S3), 상기 센터 테이블을 하강한 후, 상기 웨이퍼의 화상처리단계에서 얻어진 웨이퍼의 회전 각도를 보정하는 단계와(S4), 상기 하강된 센터 테이블 상에서, 상기 웨이퍼의 회전 각도를 검출하는 단계와(S5), 상기 검출된 회전 각도가 기준치 이상인지 판단하여(S6), 상기 화상처리 단계부터 다시 진행하는 단계와, 상기 회전 각도가 기준치 이하일 경우, 노광 공정을 진행하는 단계(S7)로 이루어져 있다.
According to the present invention, after the photoresist-coated wafer is first prealigned, the wafer is moved to the wafer stage (S1), the wafer is changed (S2), and the center table is raised. Image processing by detecting notches and edges (S3), correcting the rotation angle of the wafer obtained in the image processing step of the wafer after lowering the center table (S4), and on the lowered center table. Detecting the rotation angle of the wafer (S5), determining whether the detected rotation angle is greater than or equal to the reference value (S6), and proceeding again from the image processing step; and if the rotation angle is less than or equal to the reference value, exposure The process consists of a step (S7).
이러한 구성의 작용을 설명하면 다음과 같으며, 여기서 종래와 중복되는 내용의 설명은 생략한다.The operation of such a configuration will be described as follows, and description of contents overlapping with the prior art will be omitted.
도4에 도시된 바와 같이, 센터 테이블의 하강후, 웨이퍼의 회전 각도만큼 보정되어 얼라인먼트가 수행된다. 그런 후, 상기 센터 테이블의 하강시 발생될 수 있는 웨이퍼의 회전 각도를 체크한다. 이어서, 상기 웨이퍼의 회전 각도가 일정 범위 이상으로 판단되면, 화상 처리 단계, 센터 테이블 하강/회전 각도 보정, 회전 각도 체크 및 회전 각도 판단 단계를 다시 수행하여 웨이퍼가 정확한 위치로 프리 얼라인먼트 되도록 한다.As shown in Fig. 4, after the center table is lowered, alignment is performed by correcting by the rotation angle of the wafer. Then, the rotation angle of the wafer, which may be generated when the center table is lowered, is checked. Subsequently, if the rotation angle of the wafer is determined to be greater than or equal to a predetermined range, the image processing step, center table lowering / rotation angle correction, rotation angle check, and rotation angle determination step are performed again so that the wafer is pre-aligned to the correct position.
물론, 상기 웨이퍼의 회전 각도를 체크한 결과, 상기 웨이퍼의 회전 각도가 일정 범위 이하 이거나 또는 회전 각도 변화가 없다고 판단되면, 노광 단계를 시작한다.Of course, if the rotation angle of the wafer is checked and it is determined that the rotation angle of the wafer is below a certain range or there is no change in the rotation angle, the exposure step is started.
이상에서와 같이 본 발명은 비록 상기의 실시예에 한하여 설명하였지만 본 발명은 이것으로만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지로 변형된 실시예도 가능할 것이다.As described above, although the present invention has been described with reference to the above embodiments, the present invention is not limited thereto, and various modified embodiments may be possible without departing from the scope and spirit of the present invention.
따라서 본 발명에 의한 반도체 웨이퍼용 노광 장치의 프리 얼라인먼트 방법에 의하면, 센터 테이블의 하강시 웨이퍼가 일정 각도만큼 회전되어도 이를 즉각 감지한 후 다시 화상처리 및 회전 각도를 보정하게 됨으로써, 정확하게 얼라인먼트 된 상태로 노광 공정을 수행하게 되고, 결국 노광 공정의 정밀도가 향상됨은 물론 수율도 향상되는 효과가 있다.Therefore, according to the pre-alignment method of the exposure apparatus for semiconductor wafers according to the present invention, even if the wafer is rotated by a predetermined angle when the center table is lowered, the wafer is immediately detected, and the image processing and rotation angle are corrected again. The exposure process is performed, and as a result, the precision of the exposure process is improved and the yield is also improved.
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