KR19990009163U - 반도체의 광축 얼라인 검출장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 반도체의 광축 얼라인 검출장치에 관한 것으로, 종래에는 광을 반사하는 사다리꼴 미러, 볼록 미러, 오목 미러의 위치에 변동이 생겨 진행광축이 틀어지면웨이퍼에 조사되는 패턴의 포커스불량이 유발되고, 이를 수동으로 조절하여 광축을 얼라인하지만 이와 같은 점은 항상 최적의 광축을 유지할 수 없어 공정의 불안정을 초래하는 문제점이 있었던바, 본 고안의 반도체 광축 얼라인 검출장치는 광축의 틀어짐을 검출할 수 있는 검출용 타겟이 형성된 기준웨이퍼와, 이 기준웨이퍼에서 재반사된 검출용 타겟이 표시된 광과 기준마크를 전기적 신호로 바꾸어 비교 계산할 수 있는 비교부로 구성됨으로써 광축의 틀어짐 정도를 계산할 수 있어 장치의 미러조절이 수월해지고 조절 후 정확도를 확인할 수 있게 한 것이다.

Description

반도체의 광축 얼라인 검출장치

본 고안은 반도체의 노광장치에 관한 것으로, 특히 반도체 노광장치의 광축 얼라인 검출장치에 관한 것이다.

종래의 반도체의 노광장치는, 도 1에 도시한 바와 같이, 패턴을 노광하기 위한 광원인 수은램프(미도시)와, 이 수은램프로부터 발산된 광이 반사되는 원형미러(mirror)(1)와, 이 원형미러(1)에서 반사된 광이 통과하는 빔 스프리터(beam splitter)(2)와, 패턴이 형성되어 있는 마스크(3)와, 이 마스크(3)를 통과한 광이 반사되는 사다리꼴 미러(trapezoid mirror)(4)와, 광반사용 볼록미러(convex mirror)(5)와, 광반사용 오목미러(concave mirror)(6)와, 패턴이 조사되는 웨이퍼(7)와, 노광시 스캐닝(scanning)을 하기 위한 캐리지(carriage)(8)를 포함하여 구성된다.

상기와 같은 구성을 가진 종래의 반도체의 광축 얼라인 검출장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

노광원인 수은램프로부터 발산된 광은 여러 미러렌즈단을 거쳐 원형미러(1)에서 반사된 후 빔 스프리터(beam splitter)(2)를 거쳐 마스크(3) 윗면에 조사된다.

마스크(3)의 패턴을 투영한 광은 사다리꼴 미러(4) 윗부분에서 반사되어 오목미러(6)의 상단에 반사된 후 볼록미러(5)에서 재반사되어 오목미러(6)의 하단으로 반사된다.

상기 오목미러(6)의 하단에 반사된 빛은 사다리꼴 미러(4)로 재반사된 후 웨이퍼(7)에 조사되면서 패턴이 노광되어 진다.

이때 마스크(3)와 웨이퍼(7)를 정비율(1:1)로 노광하기 위해서 동시에 스캐닝(scanning)을 하는데 그 구동시스템이 캐리지(8)이다.

상기에서 설명한 바와 같이, 반도체 웨이퍼의 노광공정시 광은 일정 축으로 조사되고, 마스크(3)와 웨이퍼(7)는 동시에 이동되면서 노광공정이 수행된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 반도체의 노광장치는 사다리꼴 미러(4), 볼록 미러(5), 오목 미러(6)의 위치에 변동이 생기면 진행광축이 틀어지게 되고, 진행광축이 틀어지면 노광시 웨이퍼(7)에 조사되는 패턴의 포커스불량을 유발시킨다.

이때, 상기의 미러(4)(5)(6)를 손으로 조정하여 광축을 얼라인할 수 있지만 작업이 어렵고 기준점이 없어 많은 시간이 필요하게 된다.

이와 같은 점은 항상 최적의 광축을 유지할 수 없어 공정의 불안정을 초래하는 문제점이 있었던바, 이에 대한 보완이 요구되어 왔다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 장치의 광축 얼라인 정도를 검출할 수 있는 반도체의 광축 얼라인 검출장치를 제공하는데 그 이 있다.

도 1은 일반적인 반도체 노광장치를 광의 경로에 따라 개략적으로 도시한 구성도.

도 2는 본 고안에 따른 반도체의 광축 얼라인 검출장치를 개략적으로 도시한 구성도.

도 3은 본 고안의 기준웨이퍼와 이에 표시된 검출용 타겟을 도시한 평면도.

도 4는 본 고안의 검출용 타겟을 도시한 평면도.

도 5는 본 고안의 기준마크가 표시된 마크부를 도시한 평면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

10; 제1 엘이디 11; 제1 빔 벤더(beam bender)

12; 제2 빔 벤더 13; 교체판

14; 마스크 15; 사다리꼴 미러

16; 볼록미러 17; 오목미러

18; 기준웨이퍼 19; 마크부

20; 수광부 21; 비교부

30; 제2 엘이디 31; 스플리터

32; 반사미러

상기와 같은 을 달성하기 위하여 본 고안은 광을 발산하는 엘이디와, 이 엘이디에서 발산된 광을 종파 및 횡파로 구분하고 그 진행방향을 바꾸어주는 빔 벤더부와, 이 빔 벤더부를 통과한 광의 파장을 바꾸어주는 교체판과, 패턴이 형성되어 있는 마스크와, 이 마스크를 통과한 광이 다단계로 반사되어 그 진행방향을 바꾸어주는 미러부와, 검출용 타겟이 형성된 기준웨이퍼와, 기준마크가 형성된 마크부와, 상기 검출용 타겟이 표시된 기준웨이퍼 반사광과 상기 마크부를 통과하여 기준마크가 표시된 광을 전기적 신호로 변화시켜주는 수광부와, 이 수광부에 수광된 전기적 신호를 비교 계산할 수 있는 비교부로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체의 광축 얼라인 검출장치가 제공된다.

이하, 본 고안의 반도체의 광축 얼라인 검출장치의 일실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 반도체의 노광장치의 전체적인 구성은 종래의 기술과 동일하다.

본 고안의 반도체의 광축 얼라인 검출장치는 장치에 포커스 불량이 발생하였을 경우 장치의 광원을 셔터에 의해 클로즈 한 상태에서 동작한다.

본 고안의 반도체의 광축 얼라인 검출장치의 구성을 첨부한 도 2를 참조로 설명하면, 광을 발산하는 제1 엘이디(L.E.D.)(10)와, 이 제1 엘이디(10)에서 발산된 광을 종파 및 횡파로 구분하고 그 진행방향을 바꾸어주는 제1 빔 벤더(beam bender)(11) 및 제2 빔 벤더(12)와, 이 빔 벤더(11)(12)를 통과한 광의 파장을/4로 바꾸어주는 교체판(13)과, 패턴이 형성되어 있는 마스크(14)와, 이 마스크(14)를 통과한 광이 다단계로 반사되어 그 진행방향을 바꾸어주는 설치되는 사다리꼴 미러(15)와, 볼록미러(16)와, 오목미러(17)와, 검출용 타겟(target)이 형성되어 있고 상기 미러(15)(16)(17)에서 반사된 광이 재반사되는 기준웨이퍼(standard wafer)(18)와, 상기 검출용 타겟이 표시된 광과 비교가능한 기준마크가 형성된 마크부(19)와, 상기 기준웨이퍼(18)에서 재반사된 광과 상기 마크부(19)를 통과한 광을 전기적 신호로 변화시켜주는 수광부(20)와, 이 수광부(20)에 수광된 전기적 신호를 비교 계산할 수 있는 비교부(21)로 구성된다.

도면중 미설명부호 30은 상기 마크부(19)에 광을 발산하는 제2 엘이디이고, 부호 31은 이 제2 엘이디(30)에서 발산한 광의 방향을 바꿔주는 스플리터이다.

또한, 상기 제1 벤더(11)에 램프(미도시)광을 반사시키도록 반사미러(32)가 설치되어 있다.

첨부한 도 3은 본 고안의 기준웨이퍼와 이에 표시된 검출용 타겟을 도시한 평면도로서, 상기 기준웨이퍼(18)는 4개의 검출용 타겟이 일정한 간격으로 표시되어 있다.

첨부한 도 4는 본 고안의 검출용 타겟을 도시한 평면도이고, 도 5는 본 고안의 기준마크가 표시된 마크부를 도시한 평면도이다.

상기와 같은 구성의 반도체의 광축 얼라인 검출장치의 작용을 광의 경로에 따라 설명하면 다음과 같다.

검출용 광원인 제1 엘이디(10)에서 광이 발산되면 제1 빔 벤더(11)를 투과하고 제2 빔 벤더(12)를 거쳐 상기 교체판(13)을 통과하면서 광의 파장이/4만큼 교체된다.

상기 파장이/4만큼 교체된 광은 마스크(14)를 통과하고, 이어 사다리꼴 미러(15)의 상단에서 오목미러(17)의 상단으로 반사된 후 볼록미러(16)로 반사된다.

이 볼록미러(16)로 반사된 광은 다시 오목미러(17)의 하단으로 재반사되고, 이 광은 사다리꼴 미러(15)의 하부로 반사된 후 하방향으로 재반사되어 상기 기준웨이퍼(18)의 검출용 타겟을 검출한다.

이후 상기 검출용 타겟이 표시된 기준웨이퍼(18)의 반사광은 상기한 광의 경로의 역순으로 반사되고, 상기 교체판(13)을 거치면서 종파는 횡파로, 횡파는 종파로 그 파장의 특성이 바뀐다.

상기 교체판(13)을 거친 광은 제2 빔 벤더(12)에서 반사되어 상기 수광부(20)로 들어간다.

이때 제2 엘이디(30)에서 발산된 광은 기준마크가 표시된 마크부(19)를 통과한 후 스플리터(31)에서 반사되어 수광부(20)로 들어간다.

수광부(20)에서는 반사광과 기준마크광의 신호를 전기적 신호로 바꾸어 비교부(21)로 전달하면 수광부(20)에서 수광된 전기적 신호를 비교 계산하여 현재의 광경로가 정확한지를 검출하게 된다.

이와 같은 방법으로 기준웨이퍼(18)상의 검출용 타켓 4개를 모두 검출한 후 틀어진 양을 계산하여 디스플레이하게 된다.

계산된 수치에 따라 틀어진 양을 보고 광축의 정도를 평가하고 기준웨이퍼(18)를 장착한 스테이지는 미리 지정된 좌표에 따라 검출용 타겟을 검출위치로 이동시킨다.

본 고안의 반도체의 광축 얼라인 검출장치에 의하면 실질적으로 광축의 틀어진 양을 계산할 수 있으므로 장치의 미러조정이 수월해지고 조정 후에도 정확도를 쉽게 확인할 수 있는 장점이 있다.

또한, 노광장비에서 중요한 문제인 포커스 불량현상의 원인을 쉽게 파악하고 빠른 조치를 취할 수 있으므로 포커스 불량을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 사전에 불량발생을 방지할 수 있으므로 장비가동율을 향상시키고 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 광을 발산하는 엘이디와, 이 엘이디에서 발산된 광을 종파 및 횡파로 구분하고 그 진행방향을 바꾸어주는 빔 벤더부와, 이 빔 벤더부를 통과한 광의 파장을 바꾸어주는 교체판과, 패턴이 형성되어 있는 마스크와, 이 마스크를 통과한 광이 다단계로 반사되어 그 진행방향을 바꾸어주는 미러부와, 검출용 타겟이 형성된 기준웨이퍼와, 기준마크가 형성된 마크부와, 상기 검출용 타겟이 표시된 기준웨이퍼 반사광과 상기 마크부를 통과하여 기준마크가 표시된 광을 전기적 신호로 변화시켜주는 수광부와, 이 수광부에 수광된 전기적 신호를 비교 계산할 수 있는 비교부로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체의 광축 얼라인 검출장치.