KR20000045423A - Method for aligning wafer - Google Patents

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KR20000045423A
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이승혁
권기성
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김영환
현대전자산업 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A method for aligning a wafer is provided to improve an alignment accuracy by performing an exposure and an alignment of a wafer at the same time. CONSTITUTION: In a method for aligning a wafer, pluralities of wafers(3,5) are mounted on a wafer stage(1) of an exposure equipment having an exposure lens(7) and an alignment module(9). The exposure lens(7) and the alignment module(9) are set so as to be directed into the same portion of each wafer thus mounted. During scanning the wafer stage(1) in order to expose a die of a wafer, the alignment module aligns the same die of another wafer so as to perform an exposure and an alignment of a wafer at the same time.

Description

노광장비에서의 웨이퍼의 정렬방법Alignment method of wafer in exposure equipment

본 발명은 노광장비에서의 웨이퍼 정렬방법에 관한 것으로, 특히 웨이퍼를 노광함과 동시에 웨이퍼 정렬을 함께 수행함으로써 정렬 정확도 개선과 리소그라피 공정에 소용되는 시간을 절감하여 반도체 소자의 제조공정 수율을 향상시킬 수 있는 노광장비에서의 웨이퍼 정렬방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer alignment method in an exposure apparatus, and in particular, by simultaneously exposing a wafer and performing a wafer alignment together, it is possible to improve the manufacturing accuracy of the semiconductor device by improving the alignment accuracy and reducing the time used for the lithography process. The present invention relates to a wafer alignment method in an exposure apparatus.

종래의 기술에 따른 웨이퍼 노광공정의 대략 다음과 같은 공정순서로 진행된다.The wafer exposure process according to the prior art is carried out in the following process sequence.

첫째, 프리얼라인먼트 모듈(pre-alignment module)상에서의 프리얼라인먼트 공정,First, the pre-alignment process on the pre-alignment module,

둘째, 웨이퍼 스테이지상에서의 미세 얼라인먼트(fine alignment) 공정,Second, a fine alignment process on the wafer stage,

셋째, 웨이퍼 스테이지상에서의 웨이퍼 노광(wafer exposure) 공정의 순으로 된다.Third, a wafer exposure process on the wafer stage is performed.

현재 가장 널리 쓰이고 있는 스캔 방식의 노광장비중 가장 수율이 높은 장비에 있어서, 대략 1시간에 50장 정도의 웨이퍼를 처리하고 있다. 그러나 상기 웨이퍼를 정렬하는데 걸리는 시간은 전체 웨이퍼 처리시간의 약 30%를 차지할 만큼 큰 비중을 차지하고 있다.In the most widely used scanning type exposure equipment, the highest yielding equipment is processing about 50 wafers per hour. However, the time taken to align the wafer is a large portion that accounts for about 30% of the total wafer processing time.

한편, 웨이퍼의 정렬은 측정방식에 따라 크게 2가지로 나뉘는데, 한정된 수의 다이(die)를 선택하여 이것을 읽어서 웨이퍼 전체의 정렬정보를 얻어내는 방법, 예컨데 글로벌 얼라인먼트(global alignment) 방법이 있다.On the other hand, the alignment of the wafer is divided into two types according to the measurement method, there is a method of selecting a limited number of die (read) to obtain the alignment information of the entire wafer, for example, a global alignment (global alignment) method.

둘째로, 웨이퍼의 모든 다이의 정렬도를 측정하여 정보를 얻는 방법, 즉 다이 바이 다이 얼라인먼트(die by die alignment) 방법이 있다.Secondly, there is a method of obtaining information by measuring the degree of alignment of all dies of a wafer, that is, a die by die alignment method.

물론, 후자의 방법이 종 더 정확한 웨이퍼의 정렬 정보를 얻을 수 있으나 시간상의 문제, 즉 상기 글로벌 얼라인먼트 방법에 비해 약 4∼6배 정도 많은 시간이 걸리는 단점이 있어, 일반적인 웨이퍼의 정렬은 첫 번째 방법인 글로벌 얼라인먼트법이 사용되고 있다.Of course, the latter method can obtain more accurate wafer alignment information, but there is a disadvantage in that it takes about 4 to 6 times more time than the global alignment method. In global alignment method is used.

따라서 본 발명은 상기의 종래의 기술에서의 문제점을 감안하여 웨이퍼 정렬후 웨이퍼를 노광시키는 순서가 아닌 웨이퍼의 정렬과 동시에 노광을 시행하게 함으로써, 일반적인 정렬방식의 문제점인 제조공정상의 수율문제와 글로벌 얼라인먼트법의 데이터의 부정확성을 동시에 해결할 수 있는 노광장비에서의 웨이퍼 정렬방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention allows the exposure to be performed simultaneously with the alignment of the wafer, not the order of exposing the wafer after the wafer alignment, in consideration of the problems in the prior art, so that the yield problem and global alignment in the manufacturing process, which is a problem of the general alignment method, are performed. It is an object of the present invention to provide a wafer alignment method in an exposure apparatus that can simultaneously solve inaccuracies in legal data.

도 1 은 본 발명의 방법에 따라 사용되는 노광장비의 구조를 도시한 개략도1 is a schematic diagram showing the structure of an exposure apparatus used in accordance with the method of the present invention

도 2 는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 노광장비의 개략도2 is a schematic view of an exposure apparatus showing another embodiment of the present invention;

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1 : 웨이퍼 스테이지 3,5 : 웨이퍼1: wafer stage 3,5: wafer

7,13 : 노광렌즈 9,15 : 정렬모듈7,13: exposure lens 9,15: alignment module

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 노광장비에서의 웨이퍼 정렬방법은,Wafer alignment method in the exposure apparatus according to the present invention for achieving the above object,

노광렌즈와 정렬모듈을 포함한 노광장비의 웨이퍼 스테이지 상부에 다수개의 웨이퍼가 장착될 수 있도록 하고, 상기 노광장비의 노광렌즈와 정렬모듈은 상기 장착된 각 웨이퍼의 같은 부위를 향하도록 세팅하며, 일측 웨이퍼의 다이를 노광하기 위해 웨이퍼 스테이지를 스캐닝하는 동안, 상기 정렬모듈은 타측 웨이퍼의 동일한 다이를 정렬하도록 하여 웨이퍼의 노광과 정렬을 동시에 수행할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.A plurality of wafers may be mounted on top of a wafer stage of an exposure apparatus including an exposure lens and an alignment module, and the exposure lens and the alignment module of the exposure apparatus are set to face the same portion of each mounted wafer, and one wafer While scanning the wafer stage to expose the die of the alignment module, the alignment module is configured to align the same die of the other wafer so that the exposure and alignment of the wafer can be performed simultaneously.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 노광장비에서의 웨이퍼 정렬방법의 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a wafer alignment method in an exposure apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

참고로, 일반적인 노광장비의 핵심부는 노광렌즈(projection optic)와 정렬부(alignment module)로 나누어 진다.For reference, the core of a general exposure apparatus is divided into a projection optic and an alignment module.

상기 두 부분은 서로 고정되어 정렬부가 웨이퍼 정렬을 완료한 후 노광렌즈가 노광을 시행하는 순서로 된다. 본 발명에서는 상기 두 부분을 고정하여 사용하되, 동시에 사용하는 것이 핵심내용이다.The two portions are fixed to each other so that the exposure lens performs exposure after the alignment unit completes wafer alignment. In the present invention, the two parts are fixed but used at the same time.

도 1 은 본 발명의 방법에 따라 사용되는 노광장비의 구조를 도시한 개략도이다.1 is a schematic diagram showing the structure of an exposure apparatus used in accordance with the method of the present invention.

상기 도면을 참조하면, 웨이퍼 스테이지(wafer stage)(1)는 2장의 웨이퍼(3,5)가 장착될 수 있도록 설계되고, 노광렌즈(7)와 정렬모듈(9)은 각 웨이퍼(3,5)의 같은 부위를 향하도록 세팅되어 있다.Referring to the drawings, the wafer stage 1 is designed so that two wafers 3 and 5 can be mounted, and the exposure lens 7 and the alignment module 9 are each wafers 3 and 5. It is set to face the same part of).

따라서 일측 웨이퍼(3)의 다이를 노광하기 위해 웨이퍼 스테이지(1)를 스캐닝하는 동안 정렬모듈(9)은 타측 웨이퍼(5)의 동일한 다이를 정렬할 수 있다. 즉, 노광이나 정렬, 모두 웨이퍼의 특정부위를 스캐닝함으로써 이루어진다.Thus, the alignment module 9 may align the same die of the other wafer 5 while scanning the wafer stage 1 to expose the die of the one wafer 3. That is, both exposure and alignment are performed by scanning a specific portion of the wafer.

상기와 같은 원리로 일측 웨이퍼(3)의 노광과 정렬을 동시에 시행함으로써 기존 웨이퍼 정렬에 소요되던 시간을 줄여 제조공정 수율을 약 30% 이상 향상시킬 수 있으며, 기존의 샘플링 방식의 글로벌 얼라인먼트가 아닌 전 다이 정렬(die by die alignment)을 함으로써 웨이퍼의 정렬도 향상에 크게 기여할 수 있다.By simultaneously exposing and aligning one side of the wafer 3 on the same principle as described above, the manufacturing process yield can be improved by about 30% or more by reducing the time required for conventional wafer alignment, and it is not a global alignment of the conventional sampling method. By performing die by die alignment, the degree of alignment of the wafer can be greatly contributed.

이때 상기에서는 웨이퍼 스테이지(1) 위에 2개의 웨이퍼(3,5)를 장착하는 경우를 예시하였지만 장착되는 웨이퍼의 수는 2장 이상, 예컨데 2내지 4장으로 할 수 있다.In this case, the case where two wafers 3 and 5 are mounted on the wafer stage 1 is illustrated, but the number of wafers to be mounted may be two or more, for example, two to four.

한편, 도 2 는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 노광장비의 개략도이다.On the other hand, Figure 2 is a schematic diagram of an exposure apparatus showing another embodiment of the present invention.

상기 도면에서와 같이, 일정 웨이퍼(11)에 대하여 노광과 정렬을 동시에 시행하는 방법도 가능하다.As shown in the figure, a method of simultaneously exposing and aligning a predetermined wafer 11 is also possible.

이것은 일단 글로벌 얼라인먼트를 간략하게 시행하여 웨이퍼의 전체적인 정보를 얻는다. 그 후 특정 다이(A 다이)를 노광하기 위해 웨이퍼 스테이지가 스캐닝하는 동안 인접한 다이(B 다이)의 정렬도를 측정하며, 상기 다이(B 다이)를 노광할 때 그 정보를 반영하는 방법이다. 상기 방법은 기존의 글로벌 얼라인먼트법에 전 다이 정렬(die by die alignment)법을 혼합함으로써 정렬도의 향상을 기대할 수 있다.This briefly performs a global alignment to get the overall information of the wafer. It then measures the alignment of adjacent dies (B dies) while the wafer stage is scanning to expose a particular die (A die), and reflects that information when exposing the dies (B dies). The above method can be expected to improve the degree of alignment by mixing the die by die alignment method with the existing global alignment method.

이상 상기에서 설명한 본 발명의 방법에서, 웨이퍼 정렬시 정렬마크는 레이저 광원을 사용하는 체브론 방식, 그레이팅 방식, 필드 이미지 방식 등을 사용할 수 있으며, 노광 광원으로는 레이저 또는 수은램프를 사용한다.In the above-described method of the present invention, the alignment mark in the wafer alignment may be a Chevron method, a grating method, a field image method, etc. using a laser light source, a laser or a mercury lamp is used as the exposure light source.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명은 웨이퍼에 노광과 정렬을 동시에 수행하여 완벽한 웨이퍼의 모든 다이의 정보를 얻을 수 있으므로 정렬 정확도를 개선할 수 있으며, 반도체 리소그라피 공정에 소요되는 시간을 획기적으로 줄여 제조 공정수율을 향상시킬 수 있다.As described above, the present invention can improve the alignment accuracy by performing exposure and alignment on the wafer at the same time, thereby improving the alignment accuracy, and significantly reducing the time required for the semiconductor lithography process. Yield can be improved.

Claims (5)

노광렌즈와 정렬모듈을 포함한 노광장비의 웨이퍼 스테이지 상부에 다수개의 웨이퍼가 장착될 수 있도록 하고, 상기 노광장비의 노광렌즈와 정렬모듈은 상기 장착된 각 웨이퍼의 같은 부위를 향하도록 세팅하며, 일측 웨이퍼의 다이를 노광하기 위해 웨이퍼 스테이지를 스캐닝하는 동안, 상기 정렬모듈은 타측 웨이퍼의 동일한 다이를 정렬하도록 하여 웨이퍼의 노광과 정렬을 동시에 수행할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 노광장비에서의 웨이퍼 정렬방법.A plurality of wafers may be mounted on top of a wafer stage of an exposure apparatus including an exposure lens and an alignment module, and the exposure lens and the alignment module of the exposure apparatus are set to face the same portion of each mounted wafer, and one wafer While scanning the wafer stage to expose the die of the wafer, the alignment module allows the same die of the other wafer to be aligned to simultaneously perform exposure and alignment of the wafer. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 노광과 정렬을 동시에 함에 있어서, 웨이퍼 스테이지에 2 내지 4 장의 웨이퍼를 장착하는 것을 특징으로 하는 노광장비에서의 웨이퍼 정렬방법.A wafer alignment method in an exposure apparatus, comprising mounting two to four wafers on a wafer stage while simultaneously performing exposure and alignment. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 웨이퍼 정렬시 정렬마크는 레이저 광원을 사용하는 체브론 방식, 그레이팅 방식, 필드 이미지 방식 등을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장비에서의 웨이퍼 정렬방법.The alignment mark when the wafer is aligned, the wafer alignment method in the exposure apparatus comprising a Chevron method, a grating method, a field image method using a laser light source. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 노광 광원으로 레이저 또는 수은램프를 사용하는 것을 특징으로 하는 노광장비에서의 웨이퍼 정렬방법.And a laser or a mercury lamp as the exposure light source. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 웨이퍼 스테이지 상부에 1장의 웨이퍼를 장착하여 노광시 인접다이의 정렬을 동시에 하는 것을 특징으로 하는 노광장비에서의 웨이퍼 정렬방법.And mounting one wafer on the wafer stage to simultaneously align adjacent dies during exposure.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100585170B1 (en) * 2004-12-27 2006-06-02 삼성전자주식회사 Scanner apparatus with twin substrate stages, a semiconductor photo equipment comprising the scanner apparatus and manufacturing method of a semiconductor device using the semiconductor photo equipment

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KR100585170B1 (en) * 2004-12-27 2006-06-02 삼성전자주식회사 Scanner apparatus with twin substrate stages, a semiconductor photo equipment comprising the scanner apparatus and manufacturing method of a semiconductor device using the semiconductor photo equipment

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