KR20000074978A - Method and apparatus capable of variably controlling width of slit sensors for automatically focusing and leveling a wafer - Google Patents

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KR20000074978A
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Abstract

PURPOSE: A method for variably controlling disposition intervals of slit sensors is provided to precisely perform a focusing and a labeling regarding an exposure region of a wafer, by using five slit sensors in extracting labeling data. CONSTITUTION: Light generated at a light source(100) is changed to a focused light beam. The focused light beam passes through a slit array(120) wherein a plurality of slits are formed as a matrix format, the slits being penetrated by light, and is irradiated to a wafer substrate. The light beam reflected on the wafer substrate is detected to focus the wafer substrate and perform a labeling. The light beam passing through the slit array and reflected on the wafer substrate is zooming-controlled to vary disposition intervals of the slits.

Description

웨이퍼의 자동 포커싱 및 레벨링을 위한 슬릿센서들의 배치간격을 가변적으로 조절할 수 있는 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS CAPABLE OF VARIABLY CONTROLLING WIDTH OF SLIT SENSORS FOR AUTOMATICALLY FOCUSING AND LEVELING A WAFER}METHOD AND APPARATUS CAPABLE OF VARIABLY CONTROLLING WIDTH OF SLIT SENSORS FOR AUTOMATICALLY FOCUSING AND LEVELING A WAFER}

본 발명은 반도체 소자의 제조를 위한 사진공정에 관한 것으로서, 특히 반도체 웨이퍼의 노광시 웨이퍼의 포커싱 및 레벨링의 개량에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photographic process for the manufacture of semiconductor devices, and more particularly to an improvement in focusing and leveling of a wafer upon exposure of the semiconductor wafer.

반도체 회로 소자의 제조와 관련된 사진공정에 있어서, 레티클에 들어 있는 회로 패턴을 반도체 웨이퍼에 옮기는 공정을 노광공정이라 한다. 노광시, 웨이퍼상의 감광액에 투사된 노광빔의 포커싱 상태는 웨이퍼 위에 매우 정교한 구조를 가공함에 있어서 그 가공의 정확성에 커다란 영향을 미친다. 레티클의 패턴을 웨이퍼에 정확히 전사시키기 위해, 웨이퍼 상의 원샷영역(one-shot area)을 노광한 후, 다음 차례의 원샷영역에 대한 노광을 하기 위해 그 원샷영역에 대한 포커싱 및 레벨링 제어를 수행한다.In the photo process associated with the manufacture of semiconductor circuit elements, the process of transferring the circuit pattern contained in the reticle to the semiconductor wafer is called an exposure process. During exposure, the focusing state of the exposure beam projected onto the photosensitive liquid on the wafer has a great influence on the accuracy of the processing in processing very fine structures on the wafer. In order to accurately transfer the pattern of the reticle onto the wafer, the one-shot area on the wafer is exposed, and then focusing and leveling control on the one-shot area is performed to expose the next one-shot area.

도 1에는 종래부터 이용되고 있는 스캐너방식의 노광 시스템에 채용된 웨이퍼의 자동 포커싱 및 레벨링 장치의 간략화 된 구성이 도시되어 있으며, 도 2에는 도 1의 장치에 채용되어 포커싱 및 레벨링 센서로 사용되고 있는 종래의 슬릿어레이(25)의 구성을 도시한다.FIG. 1 shows a simplified configuration of an automatic focusing and leveling device for a wafer employed in a conventional scanner type exposure system, and FIG. 2 shows a conventional configuration employed in the device of FIG. 1 as a focusing and leveling sensor. The structure of the slit array 25 is shown.

도1 및 도2를 참조하여 자동 포커싱 및 레벨링 장치의 동작원리를 설명하면, 노광광과는 상이하며 웨이퍼(35)상의 포토 레지스트를 감광시키지 않는 광원(10)이 광을 방사하면 그 방사광은 제1 집속렌즈(15)에 의해 집속되고, 개구판(17)을 거쳐 슬릿플레이트(20)에 전달된다. 슬릿플레이트(20)에는 복수개의 슬릿(27)들이 매트릭스어레이 형태로 형성되어 있는 슬릿어레이(25)가 구비되어 있다. 각각의 슬릿(27)을 통과한 광빔은 제1 대물렌즈(30)를 거쳐 웨이퍼(35) 노광면의 임의의 원샷영역(40)으로 입사되고 다시 반사된다. 반사광은, 계속해서 수광측의 제2 대물렌즈(50)를 거쳐 반사거울(55)에 의해 경로가 변경되고, 제2 집속렌즈(60)에 의해 집속된 다음, 검출기(65)에 투사된다. 검출기(65)에서는, 투사된 광빔 중에서 소정갯수의 예정된 위치에 투사되는 광빔만을 센싱하여 광량과 광입사경로의 편차 등으로부터 포커싱과 레벨링에 필요한 정보를 추출한다. 이렇게 추출된 정보로부터 현재 주기의 원샷영역에 대한 정확한 포커싱과 레벨링을 위한 보정량을 연산하여 웨이퍼 스테이지(37)의 엑츄에이터들(40a, 40b, 40b)에 제공되고, 엑츄에이터들은 전달된 보정량에 의거하여 웨이퍼스테이지(37)를 3차원적으로 움직여서 정확한 포커싱과 레벨링을 실현한다.Referring to Figs. 1 and 2, the principle of operation of the automatic focusing and leveling device will be described. When the light source 10, which is different from the exposure light and does not expose the photoresist on the wafer 35, emits light, the emitted light is removed. It is focused by one focusing lens 15 and is transmitted to the slit plate 20 via the opening plate 17. The slit plate 20 is provided with a slit array 25 in which a plurality of slits 27 are formed in a matrix array form. The light beam passing through each slit 27 is incident through the first objective lens 30 to any one-shot region 40 of the exposure surface of the wafer 35 and is reflected again. The reflected light is subsequently changed in path by the reflective mirror 55 via the second objective lens 50 on the light receiving side, focused by the second focusing lens 60, and then projected onto the detector 65. The detector 65 senses only the light beams projected at a predetermined number of predetermined positions among the projected light beams, and extracts information necessary for focusing and leveling from the amount of light and the deviation of the light incident path. From the extracted information, a correction amount for accurate focusing and leveling of the one-shot region of the current period is calculated and provided to the actuators 40a, 40b, and 40b of the wafer stage 37, and the actuators are based on the transferred correction amount. By moving the stage 37 three-dimensionally, accurate focusing and leveling are realized.

이와 같은 종래의 자동 포커싱 및 레벨링 장치에 있어서, 특히 포커싱 및 레벨링 센서로 이용되고 있는 슬릿어레이(25)에는 복수개의 슬릿(27)들이 매트릭스어레이 형태로 고정적인 위치에 배치되어 있다. 구체적으로는, 예컨대 니콘사(NIKON)사의 스캐너의 경우, 슬릿어레이(25)는 도2에 도시된 것처럼 최상위 열과 최하위열에 위치한 프리스캔 슬릿센서와 가운데의 3개열의 노출 슬릿센서로 구성되며 슬릿(27)의 총수는 45개이고 각 슬릿의 크기는 0.19mm x 2mm 이다.In such a conventional automatic focusing and leveling device, a plurality of slits 27 are arranged in a fixed position in the form of a matrix array in the slit array 25 used as a focusing and leveling sensor. Specifically, for example, in the case of a Nikon scanner, the slit array 25 is composed of a prescan slit sensor located in the top row and the bottom row and three rows of exposed slit sensors in the middle as shown in FIG. The total number of slits is 45 and the size of each slit is 0.19mm x 2mm.

종래의 슬릿어레이(25)의 경우, 도시된 바와 같이 슬릿(27)들 사이의 좌우와 상하의 간격이 각각 2.9mm와 4mm로 되어 있다. 또한, 종래의 스캐너의 경우 다중점 자동 포커싱 방식이 이용되고 있긴 하지만, 슬릿어레이(25)를 통과한 광빔들이 검출기(65)에서 전부 이용되는 것이 아니고 소정 개수, 니콘사의 스캐너의 경우 최대 9개의 슬릿을 이용할 수 있지만, 실제로는 8개의 슬릿을 통과한 광빔만이 활용된다. 어느 슬릿을 사용할 것인지는 사용자가 선택할 수 있다. 즉, 각 슬릿센서의 지정시 프리스캔 슬릿센서는 3개만을 선택될 수 있고, 노출 슬릿센서는 선택된 프리스캔 슬릿센서의 행에서만 5개를 선택될 수 있다.In the case of the conventional slit array 25, the left and right intervals between the slits 27 are 2.9 mm and 4 mm, respectively, as shown. In addition, in the conventional scanner, although the multi-point automatic focusing method is used, not all of the light beams passing through the slit array 25 are used in the detector 65, but a predetermined number, up to 9 slits in the case of a Nikon scanner Can be used, but in practice only the light beam passing through the eight slits is utilized. The user can choose which slit to use. That is, only three prescan slit sensors may be selected when designating each slit sensor, and five exposed slit sensors may be selected only in a row of the selected prescan slit sensor.

여기서 종래의 슬릿어레이(25)는 예컨대, 디바이스의 원샷영역의 알맞는 위치에 슬릿센서가 없는 경우 혹은 슬릿센서들 간의 배치간격을 고려할 때 슬릿센서의 일부가 웨이퍼의 스크라이브-라인(scribe-line)에 걸치는 경우가 있다. 이러한 경우에 부딪히면 부득이 차선의 위치에 있는 슬릿센서를 선택할 수밖에 없다.In the conventional slit array 25, for example, when there is no slit sensor at a suitable position of the one-shot area of the device or when considering the arrangement interval between the slit sensors, a portion of the slit sensor is scribe-line of the wafer. It may be over. In this case, we have no choice but to select the slit sensor in the lane position.

위의 예로부터 알 수 있듯이, 도2의 종래의 슬릿어레이(25)는 그 슬릿센서(27)의 위치가 고정되어 있으므로 다양한 소자 크기에 대해 탄력적으로 대처할 수 없다. 또한, 정해진 슬릿센서만을 사용할 수 밖에 없으므로 인해, 슬릿어레이(25)의 사이즈가 원샷영역의 크기와 정확하게 매칭되지 못할 경우 검출기(65)를 통해 자동 센싱한 광빔으로부터 신뢰성 있는 포커싱 및 레벨링 데이터를 얻기가 어려운 문제가 있다.As can be seen from the above example, since the position of the slit sensor 27 is fixed in the conventional slit array 25 of FIG. 2, it cannot flexibly cope with various element sizes. In addition, since only the slit sensor can be used, it is difficult to obtain reliable focusing and leveling data from the light beam automatically sensed by the detector 65 when the size of the slit array 25 does not exactly match the size of the one shot region. There is a difficult problem.

한편, 도 3에 도시한 것처럼, 임의의 원샷영역(40)에 대한 레벨링은 3개의 프리스캔 슬릿센서를 사용하여 얻어진 3개의 데이터들의 평균값을 이용하여 제어된다. 이와 같은 3점 검출에 의한 레벨링 방법은 웨이퍼의 원샷영역(40)이 선형적인 단차를 가지는 구조나 또는 원샷영역(40)은 비록 비선형적인 단차를 갖더라도 그 중심에 대하여 단차가 정대칭인 구조일 때에는 신뢰성이 인정될 수 있지만, 만약 원샷영역(40)이 좌우가 비대칭적인 단차를 가지는 경우에는 정확한 레벨링 데이터를 확보하기가 어렵다.On the other hand, as shown in FIG. 3, the leveling for any one-shot area 40 is controlled using the average value of three data obtained using three prescan slit sensors. The leveling method using the three-point detection may be a structure in which the one-shot region 40 of the wafer has a linear step, or the one-shot region 40 is a structure in which the step is positively symmetrical with respect to the center even if the one-shot region 40 has a non-linear step. Reliability can be acknowledged at this time, but if the one-shot area 40 has asymmetric steps left and right, it is difficult to secure accurate leveling data.

상설한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 슬릿센서들의 배치간격을 가변적으로 제어하고 레벨링 데이터 추출에 5개의 슬릿센서를 이용하므로써 웨이퍼의 노광영역에 대한 보다 정확한 포커싱 및 레벨링 데이터를 얻을 수 있는 방법 및 장치를 제공함을 그 목적으로 한다.In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the present invention can obtain more accurate focusing and leveling data for an exposure area of a wafer by controlling the placement interval of the slit sensors variably and using five slit sensors for leveling data extraction. It is an object of the present invention to provide a method and apparatus.

도 1은 종래의 웨이퍼의 자동 포커싱 및 레벨링 장치의 간략화된 구성과 동작원리를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a simplified configuration and operating principle of a conventional wafer automatic focusing and leveling device.

도 2는 포커싱 및 레벨링 센서로 사용되고 있는 종래의 슬릿어레이의 구성을 도시한다.2 shows a configuration of a conventional slit array used as a focusing and leveling sensor.

도 3은 종래의 3-포인트 검출방식을 이용한 웨이퍼 레벨링 동작을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a wafer leveling operation using a conventional three-point detection method.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 것으로, 슬릿어레이의 슬릿들의 배치간격을 가변적으로 조절할 수 있는 웨이퍼의 자동 포커싱 및 레벨링 장치의 간략화된 구성과 동작원리를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating a simplified configuration and operation principle of an automatic focusing and leveling device of a wafer capable of variably adjusting an arrangement interval of slits of a slit array.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 슬릿어레이의 구성을 도시한다.5 shows a configuration of a slit array according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 5-포인트 검출방식을 이용한 웨이퍼 레벨링 동작을 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining a wafer leveling operation using a five-point detection method according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100: 광원 105: 제1 집속렌즈100: light source 105: first focusing lens

110: 개구판 120: 슬릿어레이110: opening plate 120: slit array

122: 슬릿 125: 제1 줌광학계122: slit 125: first zoom optical system

130: 웨이퍼 135: 원샷영역130: wafer 135: one-shot area

137: 웨이퍼 스테이지 140a, 140b, 140c: 엑츄에이터137: wafer stage 140a, 140b, 140c: actuator

150: 제2 줌광학계 155: 반사거울150: second zoom optical system 155: reflective mirror

160: 제2 집속렌즈 165: 검출기160: second focusing lens 165: detector

본 발명에 따른 웨이퍼 자동 초점 및 레벨링 방법은,Wafer autofocus and leveling method according to the present invention,

광원에서 발생한 광을 집속 광빔을 바꾸고, 투광 가능한 복수개의 슬릿이 매트릭스어레이 형태로 형성되어 있는 슬릿어레이를 통해 상기 집속 광빔을 투과시켜 웨이퍼 기판에 입사시키고, 상기 웨이퍼 기판에 의해 반사된 광빔을 검출하여 상기 웨이퍼 기판의 초점과 레벨을 맞춤에 있어서,The light generated from the light source is changed into a focused light beam, and the plurality of transmissive slits are transmitted through the focused light beam through the slit array formed in the form of a matrix array to be incident on the wafer substrate, and the light beam reflected by the wafer substrate is detected. In focusing and leveling the wafer substrate,

상기 슬릿어레이를 통과한 광빔과 상기 웨이퍼 기판에 의해 반사된 광빔을 줌잉제어(zooming control)하여 상기 슬릿들의 배치간격을 가변시킴을 특징으로 한다.Zooming control (zooming control) of the light beam passed through the slit array and the light beam reflected by the wafer substrate to vary the interval of placement of the slits.

특히, 상기 슬릿어레이를 통과한 광빔은 줌아웃 제어(zoom-out control)하여 상기 슬릿들의 배치간격을 축소한다. 아울러, 상기 웨이퍼 기판에 의해 반사된 광빔을 줌인 제어(zoom-in control)를 하여 상기 슬릿들의 축소된 배치간격을 원래의 배치간격으로 회복한다.In particular, the light beams that have passed through the slit array are zoomed out to reduce the spacing of the slits. In addition, zoom-in control of the light beam reflected by the wafer substrate is performed to restore the reduced arrangement interval of the slits to the original arrangement interval.

한편, 본 발명에 따른 웨이퍼 자동 초점 및 레벨링 장치는,On the other hand, the wafer auto focus and leveling apparatus according to the present invention,

광원에서 발생한 광을 집속하기 위한 입사측 집속렌즈;An incident side focusing lens for focusing light generated from the light source;

투광 가능한 복수개의 슬릿이 고정된 위치에 매트릭스어레이 형태로 형성되어 상기 상기 집속 광빔을 상기 슬릿들을 통해 투과시키는 슬릿어레이;A slit array formed in a matrix array form at a position where a plurality of transmissive slits are fixed to transmit the focused light beam through the slits;

상기 슬릿어레이를 통과한 광빔을 줌잉제어(zooming control)를 통해 상기 슬릿들의 배치간격을 가변시켜 웨이퍼 기판에 입사시키기 위한 입사측 줌광학계;An incident-side zoom optical system for inputting the light beam passing through the slit array to the wafer substrate by varying the arrangement interval of the slits through zooming control;

상기 웨이퍼 기판에서 반사된 광빔을 줌잉제어(zooming control)를 통해 상기 입사측 줌광학계에 의해 상기 슬릿들의 가변된 배치간격을 원상태로 회복시키기 위한 수광측 줌광학계;A light-receiving side zoom optical system for restoring the variable placement intervals of the slits by the incident-side zoom optical system through a zooming control of the light beam reflected from the wafer substrate;

상기 반사측 줌광학계를 통과한 반사광빔을 집속하기 위한 수광측 집속렌즈; 및A light receiving-side focusing lens for focusing the reflected light beam passing through the reflection-side zoom optical system; And

상기 수광측 집속렌즈를 통해 전달된 반사광으로부터 상기 웨이퍼 기판의 초점과 레벨을 조절하기 위한 데이터를 추출하기 위한 검출수단을 구비함을 특징으로 한다.And detection means for extracting data for adjusting the focus and level of the wafer substrate from the reflected light transmitted through the light receiving side focusing lens.

이러한 본 발명에 따르면, 슬릿어레이의 사이즈와 웨이퍼상의 원샷영역의 사이즈가 매칭되지 않을 경우, 상기와 같은 입사광을 적절한 줌비율로 줌아웃 제어를 하여 슬릇어레이의 화상을 축소시켜 원샷영역에 매칭시키고, 웨이퍼로부터의 반사광을 다시 상기 줌비율을 역으로 적용하여 줌인 제어를 하여 슬릿들의 원래의 배치간격으로 복구시킨다. 이러한 줌잉 제어를 통해 슬릿들의 배치간격을 가변적으로 조절할 수 있게 된다.According to the present invention, when the size of the slit array and the size of the one-shot region on the wafer do not match, the incident light is zoomed out at an appropriate zoom ratio to reduce the image of the snail array to match the one-shot region and the wafer. The reflected light from the back is again zoomed in by applying the zoom ratio in reverse to restore the original spacing of the slits. Through this zooming control, it is possible to variably adjust the placement interval of the slits.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼의 자동 포커싱 및 레벨링 장치의 간략화된 구성을 도시한다. 이 장치는, 웨이퍼 스테이지(137)에 안착된 반도체 웨이퍼(130)를 기준으로 좌측의 송광측에는, 광원(100), 제1 집속렌즈(105), 개구판(110), 슬릿어레이(120)를 갖는 슬릿플레이트(110) 및 제1 줌광학계(125)를 순차적으로 구비한다. 또한, 웨이퍼(130)의 우측의 수광측에는 제2 줌광학계(150), 반사거울(155), 제2 집속렌즈(160) 및 검출기(165)를 순차적으로 구비한다. 또한, 웨이퍼 스테이지(137)의 위치를 3차원적으로 조정하기 위한 엑튜에이터(140a, 140b, 140c)가 웨이퍼 스테이지(137)에 제공된다.4 shows a simplified configuration of an automatic focusing and leveling device of a wafer according to an embodiment of the present invention. The apparatus uses the light source 100, the first focusing lens 105, the aperture plate 110, and the slit array 120 on the light transmitting side on the left side with respect to the semiconductor wafer 130 seated on the wafer stage 137. The slit plate 110 and the first zoom optical system 125 are sequentially provided. In addition, a second zoom optical system 150, a reflection mirror 155, a second focusing lens 160, and a detector 165 are sequentially provided on the light receiving side on the right side of the wafer 130. In addition, actuators 140a, 140b, 140c for three-dimensionally adjusting the position of the wafer stage 137 are provided to the wafer stage 137.

도4에서 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예의 구성에 있어서, 도1의 장치의 구성과 다른 점은 제1 및 제2 대물렌즈(30, 50)를 제1 및 제2 줌광학계(125, 150)로 대체한 것이다.As can be seen from FIG. 4, the configuration of the embodiment of the present invention differs from that of the apparatus of FIG. 1 in that the first and second objective lenses 30 and 50 are connected to the first and second zoom optical systems 125 and 150. ).

줌잉 제어는 광학계의 일부를 광축방향으로 이동시켜 초점거리를 연속적으로 변화되도록 하는 줌렌즈를 이용하여 스크린상의 이미지를 연속적으로 확대 혹은 축소하는 것이다. 즉, 현재의 화상의 일부 영역을 스크린이 꽉차게 확대하거나(줌-인, zoom-in) 혹은 역으로 화상 전체를 수용할 수 있을 때까지 화상을 축소(줌-아웃, zoom-out)하는 것을 말한다. 화상의 축소 혹은 확대 비율을 줌 비율(zoom ratio)이라 하는데, 이는 최대 초점거리(화상확대)와 최소 초점거리(화상축소)의 비로서 정의된다.Zooming control continuously enlarges or reduces an image on the screen by using a zoom lens that moves a part of the optical system in the optical axis direction to continuously change the focal length. In other words, zooming in or out of an image until the screen is full (zoom-in), or vice versa, can zoom in on a portion of the current image. Say. The reduction or enlargement ratio of an image is called a zoom ratio, which is defined as the ratio of the maximum focal length (magnification) and the minimum focal length (image reduction).

이와 같은 줌 광학계(125, 150)를 광빔의 진행경로상의 웨이퍼(135)의 전후에 구비하면, 비록 슬릿어레이(120)에 형성된 복수개의 슬릿들의 위치가 고정적이지만, 마치 슬릿의 위치가 가변적으로 움직이는 것과 같은 효과를 거둘 수 있다. 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.When such zoom optical systems 125 and 150 are provided before and after the wafer 135 on the path of the light beam, although the positions of the plurality of slits formed in the slit array 120 are fixed, the positions of the slits are variably moved. The same effect can be achieved. This will be described in detail as follows.

본 발명의 실시예에 따른 슬릿어레이(120)의 구성이 도5에 도시되어 있는데, 슬릿어레이(25)는 도시된 것처럼 최상위 열과 최하위열에 위치한 프리스캔 슬릿센서와 가운데의 3개열의 노출 슬릿센서로 구성된다. 슬릿어레이(120)에 형성되어 있는 슬릿센서(122)의 총 개수는 35개로 하고, 각 슬릿의 크기는 종래와 같이 0.19mm x 2mm 로 한다. 슬릿센서(122)의 총 개수는 종래에 비하여 10개가 감소된 수이다. 슬릿센서(122)의 수를 줄이는 것은 줌 제어에 의해 슬릿의 위치를 가변적으로 제어할 수 있게 되므로써 굳이 종래와 같이 많은 수의 슬릿센서를 구비하지 않아도 되기 때문이다. 또한, 각 슬릿센서 간의 간격도 종래에는 2.9mm로 하였지만 이를 2.3mm로 좁게 배치한다. 슬릿센서의 배치간격을 이와 같이 좁게 함과 동시에 줌잉 제어를 결합하므로써, 도 6에서 도시한 바와 같이, 웨이퍼(130)의 원샷영역(135)에 대응하는 슬릿어레이(120)의 영역을 좁은 영역(124) 또는 넓은 영역(124')을 탄력적으로 선택할 수 있다.The configuration of the slit array 120 according to the embodiment of the present invention is shown in Figure 5, the slit array 25 is a prescan slit sensor located in the top row and the bottom row as shown, and three rows of exposed slit sensors in the middle. It is composed. The total number of slit sensors 122 formed in the slit array 120 is 35, and the size of each slit is 0.19mm x 2mm as in the prior art. The total number of slit sensors 122 is 10 reduced compared to the prior art. Reducing the number of the slit sensors 122 is because the position of the slit can be variably controlled by the zoom control, so that it is not necessary to have a large number of slit sensors as in the prior art. In addition, the distance between each slit sensor is also conventionally set to 2.9mm, but narrowly disposed to 2.3mm. By narrowing the arrangement interval of the slit sensors in this manner and combining zooming control, as shown in FIG. 6, the region of the slit array 120 corresponding to the one shot region 135 of the wafer 130 is narrowed ( 124 or a wide area 124 ′ may be elastically selected.

광원(100)에서 발생한 광은 제1 집속렌즈(105)와 개구판(110)을 거쳐 슬릿플레이트(115)의 슬릿어레이(120)에 투사되어 제1 줌광학계(125)를 통해 웨이퍼(130)를 조사한다. 여기서, 웨이퍼(130)에 입사되는 광빔에 대하여 줌잉 제어를 하지 않을 경우, 제1 줌광학계(125)를 통해 원샷영역(135)에 투사되는 광빔이 원샷영역(135)을 벗어나 웨이퍼(130)상의 스크라이브 라인에 걸쳐지거나 원샷영역(135)을 전부 조사하지 못하는 이른바 원샷영역(135)과 매칭되지 상태가 되는 경우를 가정하자. 구체적으로, 슬릿어레이(120)의 좁은 영역(124)이 원샷영역(135)을 전부 조사하지 못하면, 제1 줌광학계(125)는 슬릿어레이(120)을 통과한 광빔을 줌-아웃하므로써 원샷영역(135)에 결상되는 슬릿어레이(120)의 부분이 좁은영역(124)에서 넓은 영역(124')으로 확대되도록 한다. 또한, 예컨대 #29번 슬릿센서를 통과한 광빔이 원샷영역(135)의 바깥 경계선 즉, 스크라이브 라인에 걸치는 경우도 제1 줌광학계(125)를 통해 위와 같은 줌-아웃 제어를 하여 슬릿어레이(120)의 넓은 영역(124')이 원샷영역(135)에 결상되도록 화상확대를 한다.The light generated by the light source 100 is projected onto the slit array 120 of the slit plate 115 through the first focusing lens 105 and the opening plate 110 to pass the wafer 130 through the first zoom optical system 125. Investigate. Here, when the zooming control is not performed on the light beam incident on the wafer 130, the light beam projected to the one shot region 135 through the first zoom optical system 125 leaves the one shot region 135 on the wafer 130. Assume a case where a state is not matched with a so-called one-shot region 135 that spans a scribe line or does not fully examine the one-shot region 135. Specifically, when the narrow area 124 of the slit array 120 does not irradiate all of the one shot area 135, the first zoom optical system 125 zooms out the light beam passing through the slit array 120, thereby making the one shot area. The portion of the slit array 120 formed at 135 is enlarged from the narrow region 124 to the wide region 124 '. Also, for example, when the light beam passing through the slit sensor # 29 spans the outer boundary of the one-shot region 135, that is, the scribe line, the slit array 120 is controlled through the first zoom optical system 125 as described above. The image is enlarged so that a large area 124 'of the image) is formed in the one shot area 135. FIG.

위와 같이 입사광에 대한 줌-아웃 제어를 하였으면, 반사광에 대하여는 제2 줌광학계(150)를 이용하여 같은 줌-비율을 역으로 적용하여 줌-인 제어를 해준다. 줌-인 제어에 의해 확대된 화상을 다시 축소시켜 원래의 크기로 회복된 광빔이 반사거울(165)과 제2 집속렌즈(160)을 거쳐 검출기(165)에 제공되도록 한다. 줌잉 제어시 적용되는 줌 비율은 원샷영역(135)의 크기와 슬릿어레이(120)의 크기에 따라 적절히 정한다.When the zoom-out control of the incident light is performed as described above, the zoom-in control is performed on the reflected light by applying the same zoom ratio in reverse by using the second zoom optical system 150. The enlarged image is reduced again by the zoom-in control so that the light beam restored to its original size is provided to the detector 165 via the reflection mirror 165 and the second focusing lens 160. The zoom ratio applied in the zooming control is appropriately determined according to the size of the one-shot region 135 and the size of the slit array 120.

한편, 슬릿어레이(120)의 최상위열과 최하위열에 배치된 프리스캔 슬릿센서를 종래에는 3개만을 선택하여 사용할 수 있었던 것을, 본 발명은 도6에 도시한 것처럼 5개를 선택하여 5-포인트 레벨링 검출을 하는 방식을 적용한다. 이를 위해 각각의 슬릿센서에 대응하여 검출기(165)에 배치된 수광센서(미도시)를 5개가 선택되도록 적절히 제어하면 된다. 이와 같이 5-포인트 검출방식을 채용하면 원샷영역(135)이 좌우가 비대칭인 단차 혹은 곡면인 구조를 갖는 경우라도 보다 정확한 레벨링 데이터를 추출할 수 있다. 즉, 종래와 같이 3개의 슬릿센서로부터 레벨링 데이터를 얻을 경우 좌우 비대칭 혹은 곡면인 원샷영역에서 슬릿센서의 위치에 따라 레벨링 혹은 포커싱 데이터가 미세한 차이를 나타낼 수 있는데, 이와 같은 문제점은 슬릿센서의 수를 위와 같이 더 늘리고 그 전체의 평균값을 취하므로써 보다 신뢰할 수 있는 데이터를 얻을 수 있게 되는 것이다. 다만, 부득이한 경우에는 종래와 같이 3개의 슬릿센서를 취할 수 있도록 하므로써 탄력성을 부여한다.On the other hand, only three of the prescan slit sensors arranged in the top row and the bottom row of the slit array 120 can be used in the prior art, as shown in FIG. Apply the way you do. To this end, it may be appropriately controlled to select five light receiving sensors (not shown) disposed in the detector 165 corresponding to each slit sensor. By adopting the five-point detection method as described above, even if the one-shot area 135 has a structure having a stepped or curved surface with asymmetrical left and right, more accurate leveling data can be extracted. That is, when leveling data is obtained from three slit sensors as in the prior art, the leveling or focusing data may show a slight difference depending on the position of the slit sensor in the left-right asymmetrical or curved one-shot region. By increasing it as above and taking the average of the whole, you can get more reliable data. However, in case of unavoidable, elasticity is given by allowing three slit sensors to be taken as in the prior art.

이상과 같이, 슬릿센서의 배치간격을 가변시킬 수 있게 되므로써 다양한 사이즈를 갖는 여러가지 디바이스에 대하여 탄력적인 대응이 가능하므로, 각 디바이스마다 슬릇어레이 등의 교체를 일일이 하지 않아도 된다. 또한, 포커싱과 레벨링에 활용되는 데이터를 보다 신뢰성 있게 확보할 수 있어 노광공정의 신뢰성과 생산성을 제고시키는 데 크게 기여할 수 있다.As described above, since the arrangement interval of the slit sensors can be changed, it is possible to flexibly cope with various devices having various sizes, so that it is not necessary to replace the sludge array or the like for each device. In addition, since the data used for focusing and leveling can be secured more reliably, it can greatly contribute to improving the reliability and productivity of the exposure process.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. I can understand that you can.

Claims (3)

광원에서 발생한 광을 집속 광빔을 바꾸고, 투광 가능한 복수개의 슬릿이 매트릭스어레이 형태로 형성되어 있는 슬릿어레이를 통해 상기 집속 광빔을 투과시켜 웨이퍼 기판에 입사시키고, 상기 웨이퍼 기판에 의해 반사된 광빔을 검출하여 상기 웨이퍼 기판의 초점과 레벨을 맞추는 웨이퍼 자동 초점 및 레벨링 방법에 있어서,The light generated from the light source is changed into a focused light beam, and the plurality of transmissive slits are transmitted through the focused light beam through the slit array formed in the form of a matrix array to be incident on the wafer substrate, and the light beam reflected by the wafer substrate is detected. In the wafer auto focusing and leveling method of focusing and leveling the wafer substrate, 상기 슬릿어레이를 통과한 광빔과 상기 웨이퍼 기판에 의해 반사된 광빔을 줌잉제어(zooming control)하여 상기 슬릿들의 배치간격을 가변시킴을 특징으로 하는 웨이퍼 자동 초점 및 레벨링 방법.And zooming control of the light beam passing through the slit array and the light beam reflected by the wafer substrate to vary the placement interval of the slits. 제1항에 있어서, 상기 슬릿어레이를 통과한 광빔은 줌아웃 제어(zoom-out control)하여 상기 슬릿들의 배치간격을 축소하고, 상기 웨이퍼 기판에 의해 반사된 광빔을 줌인 제어(zoom-in control)를 하여 상기 슬릿들의 축소된 배치간격을 원래의 배치간격으로 회복함을 특징으로 하는 웨이퍼 자동 초점 및 레벨링 방법.The optical beam of claim 1, wherein the light beam passing through the slit array is zoomed out to reduce an interval of arrangement of the slits, and zoom-in control of the light beam reflected by the wafer substrate is performed. Thereby restoring the reduced spacing of the slits to the original spacing. 광원에서 발생한 광을 집속하기 위한 입사측 집속렌즈;An incident side focusing lens for focusing light generated from the light source; 투광 가능한 복수개의 슬릿이 고정된 위치에 매트릭스어레이 형태로 형성되어 상기 상기 집속 광빔을 상기 슬릿들을 통해 투과시키는 슬릿어레이;A slit array formed in a matrix array form at a position where a plurality of transmissive slits are fixed to transmit the focused light beam through the slits; 상기 슬릿어레이를 통과한 광빔을 줌잉제어(zooming control)를 통해 상기 슬릿들의 배치간격을 가변시켜 웨이퍼 기판에 입사시키기 위한 입사측 줌광학계;An incident-side zoom optical system for inputting the light beam passing through the slit array to the wafer substrate by varying the arrangement interval of the slits through zooming control; 상기 웨이퍼 기판에서 반사된 광빔을 줌잉제어(zooming control)를 통해 상기 입사측 줌광학계에 의해 상기 슬릿들의 가변된 배치간격을 원상태로 회복시키기 위한 수광측 줌광학계;A light-receiving side zoom optical system for restoring the variable placement intervals of the slits by the incident-side zoom optical system through a zooming control of the light beam reflected from the wafer substrate; 상기 반사측 줌광학계를 통과한 반사광빔을 집속하기 위한 수광측 집속렌즈; 및A light receiving-side focusing lens for focusing the reflected light beam passing through the reflection-side zoom optical system; And 상기 수광측 집속렌즈를 통해 전달된 반사광으로부터 상기 웨이퍼 기판의 초점과 레벨을 조절하기 위한 데이터를 추출하기 위한 검출수단을 구비함을 특징으로 하는 웨이퍼 자동 초점 및 레벨링 장치.And detection means for extracting data for adjusting the focus and level of the wafer substrate from the reflected light transmitted through the light receiving-side focusing lens.
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