KR20010066361A - 노광 시스템 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판들의 연속적인 노광에 소요되는 시간을 단축하기에 적합한 노광 시스템 제어방법에 관한 것이다.
노광 시스템 제어방법은: 다수의 기판들을 ADC에 의하여 순차적으로 노광함과 아울러 각각의 노광시 위치 편차들을 검출하는 단계; ADC에 의해 노광되어진 기판의 수가 소정 개 이상인가를 판단하는 단계; ADC에 의해 노광되어진 기판의 수가 소정 개 이상이면, 최근에 노광되어진 소정 개의 기판 노광 중에 얻어진 위치편차들에 근거하여 FDC 모드로의 진입을 결정하는 단계; 및 다수의 기판들중 나머지 기판들을 FDC에 의해 노광을 수행하는 단계를 포함한다.

Description

노광 시스템 제어방법{Method of Controlling Exposure System}
본 발명은 웨이퍼 및 글래스와 같은 기판을 노광시키는 노광 시스템에 관한 것으로, 특히 노광 시스템의 노광 수행 모드를 제어하기 위한 노광 시스템 제어방법에 관한 것이다.
통상의 노광 시스템은 반도체 집적회로 및 액정 패널 등의 제조 시에 사용되어 일정한 패턴을 웨이퍼 또는 글래스 기판에 전사하게 된다. 기판에는 서로 다른 패턴들이 순차적으로 형성되기 때문에, 노광 시스템은 패턴이 기판 상의 정해진 위치에 전사되어야만 한다. 패턴의 전사 위치를 지정하기 위하여, 마스크와 기판 각각에는 위치 또는 정렬 상태를 나타내는 다스의 정렬 마크들이 마련되게 된다. 그러면, 노광 시스템은 마스크 및 기판 상의 정렬 마크들을 이용하여 패턴을 가지는 마스크 또는 패턴이 전사될 기판중 어느 하나의 위치를 조절하게 된다. 또한, 노광 시스템은 어느 한 마스크 상의 패턴이 다수의 기판에 전사될 수 있도록 기판을 교체하는 방식으로 구동되고 있다. 이와 더불어, 노광 시스템에서는 다수의 기판에 패턴의 전사가 완료된 때에 마스크도 교체되게 구성된다.
실제로, 노광 시스템은 도1에서와 같이 마스크를 로딩하는 마스크 로더(10), 웨이퍼 및/또는 글래스로 된 기판을 안착하는 기판 스테이지(12), 제어기에 공통적으로 접속되어진 위치 조절기(14), 노광 램프(16), 기판 교체기(18) 및 포토 커플러(20)를 포함한다. 위치 조절기(14)는 제어기(22)의 제어하에 기판 스테이지(12)의 전후좌우로 이동시킴과 아울러 기판 스테이지(12)의 기울기를 조절하게 된다. 노광 램프(16)는 제어기(22)의 제어하에 선택적으로 구동되어 광을 발생하게 된다. 노광 램프(16)에서 발생되어진 광은 마스크 로더(10) 상의 마스크를 경유하여 기판스테이지(12)에 안착되어진 기판의 표면에 조사되게 된다. 이 결과, 마스크 상의 패턴이 기판의 표면에 전사되게 된다. 기판 교체기(18)는 마스크를 이용한 패턴의 전사 완료된 때에 제어기(22)의 제어하에 패턴이 전사되어진 기판을 패턴이 전사될 기판과 교체하게 된다. 또한, 기판 교체기(18)는 패턴이 전사될 기판의 남아 있는가의 여부를 검출하여 제어기(22)에 통보하는 기능을 가진다. 포토 커플러(20)는 제어기(22)의 제어하에 선택적으로 구동됨은 물론 이거니와 이동되게 된다. 또한, 포토 커플러(20)는 레이저 빔을 마스크 및 기판 상에 조사하고 그들에 의해 반사되는 광의 여부에 따라 마스크 및 기판 상의 정렬 마크를 검출하게 된다. 제어기(22)는 포토커플러(20)로부터의 신호와 포토 커플러(20)의 위치에 의해 마스크 및 기판 상에 있는 정렬 마크들의 정렬 상태 및 편차를 검출하게 된다. 또한, 제어기(22)는 정렬 마크들 정렬 편차가 심한 경우 위치 조절기(14)를 경유하여 기판 스테이지(12)의 위치를 조정하게 된다.
마스크와 기판을 정렬시키기 위하여, 노광 시스템은 전 편차 제어 모드(All Distortion Control Mode; 이하 "ADC 모드"라 함) 또는 우선 편차 제어 모드(First Distortion Control; 이하 "FDC 모드"라 함)를 수행하게 된다. 여기서, 전 편차 제어는 도2 에서와 같이 마스크(24) 상의 정렬 마크들(MP1 내지 MP6) 모두가 기판(26) 상의 정렬 마크들(GP1 내지 GP6) 각각과 일치되게 기판(26)의 위치를 조절한 다음 기판(26)이 광에 노출되게 함으로써 노광 공정이 이루어지게 한다. 이렇게 마스크 상의 정렬 마크들(MP1 내지 MP6) 각각에 대해 정렬 작업을 모두 수행하는 ADC는 노광 공정에 소요되는 시간이 길어지게 한다. 반면, FDC는 도2 에서와같이 마스크(24) 상의 정렬 마크들(MP1 내지 MP6)중 어느 하나를 주요 정렬 마크(예를 들면, MP1)로 설정하고 그 주요 정렬 마크가 그에 해당하는 기판(26) 상의 주요 정렬 마크와 일치되게 기판(26)의 위치를 조절한 다음 기판(26)이 광에 노출되게 함으로써 노광 공정이 이루어지게 한다. 이러한 FDC는 마스크 상의 정렬 마크들(MP1 내지 MP6)중 단지 하나에 대해서만 정렬 작업을 수행하므로 노광 공정에 소요되는 시간이 단축되게 한다. ADC 모드는 마스크(24) 상의 패턴이 전사되어질 1 로트 분의 기판들 모두가 ADC로 노광되게 한다. 반면, FDC 모드는 1 로트 분의 기판들중 N개의 기판들에 대해서는 ADC로 노광되게 한 다음 나머지 기판들은 FDC로 노광되게 한다. 이러한 FDC 모드는 ADC에 의해 N개의 기판들이 노광될 때 얻어진 편차들의 평균값에 따라 FDC에 의한 나머지 기판들의 노광이 수행되기 때문에 기판의 노광 공정이 길어지게 된다.
FDC 모드의 노광을 위하여, 노광 시스템은 도3에 도시된 바와 같은 수순으로 동작하게 된다. 도3의 흐름도는 도1에 도시된 제어기에 의해서 수행되게 된다. 도3을 참조하면, 제어기(22)는 마스크 로더(10)를 제어하여 마스크 로더(10)로 하여금 패턴 및 정렬 마크들을 가지는 마스크(24)를 로딩하게 한다 (제30 단계). 제어기(22)는 기판 교체기(18)를 제어하여 기판 교체기(18)로 하여금 기판 스테이지(12)에 정렬 마크들을 가지는 기판(26)을 로딩시키게 함과 아울러 자체내의 레지스터들중 어느 하나에 할당한 기판 카운터을 "1" 증가시킨다 (제32 단계). 제어기(22)는 ADC를 수행하여 마스크(24) 상의 정렬 마크들(MP1 내지 MP6)이 기판(26) 상의 정렬 마크들(GP1 내지 GP6)과 일치되게 한다 (제34 단계). 이 때,마스크(24) 상의 정렬 마크들(MP1 내지 MP6)과 이들과 대응되는 기판(26) 상의 정렬 마크들(GP1 내지 GP6)간의 위치 편차들이 검출되게 된다. ADC를 수행하기 위하여, 제어기(22)는 위치 조절기(14)와 포토 커플러(20)를 동작시킨다. 제어기(22)는 검출되어진 위치 편차들을 자체 내에 내장되어진 메모리(도시하지 않음)에 저장한 다음 (제36 단계), 노광 램프(16)를 구동하여 기판(26)이 노광 램프(16)로부터의 광에 노출되게 한다 (제38 단계). 제어기(22)는 기판 카운터의 값이 "N"인가를 검사하게 된다 (제40 단계). 제40 단계에서 기판 카운터의 값이 "N" 보다 작으며, 제어기(22)는 기판 교체기(18)를 제어하여 기판 교체기(18)로 하여금 기판 스테이지(12) 상의 기판 대신에 패턴이 전사될 새로운 기판(26)을 로딩시키게 함과 아울러 기판 카운터의 값을 "1" 증가시킨 다음 제34 단계로 되돌아간다 (제42 단계).
제40 단계에서 기판 카운터의 값이 "N"이면, 제어기(22)는 N개의 기판들이 정렬될 때 얻어진 위치 편차들의 평균값을 산출하고 (제46 단계), 그 위치 편차의 평균값이 임계값 보다 작은가의 여부를 검사한다 (제48 단계). 제48 단계에서 위치 편차의 평균값이 임계값 보다 작으면, 제어기(22)는 기판 교체기(18)를 제어하여 기판 교체기(18)로 하여금 기판 스테이지(12)에 패턴이 전사되어질 기판(26)을 로딩하게 한다 (제50 단계). 제어기(22)는 FDC를 수행하여 마스크(24) 상의 정렬 마크들(MP1 내지 MP6)중 어느 하나가 그와 대응되는 기판(26) 상의 정렬 마크(GP)와 일치되게 한다 (제52 단계). 또한, 제어기(22)는 노광 램프(16)를 구동하여 기판(26)이 노광 램프(16)로부터의 광에 노출되게 한다 (제54 단계). 제어기(22)는 기판 카운터의 값 또는 기판 교체기(18)로부터의 기판검출신호를 검사하여 패턴이전사될 기판(26)이 남아 있는가의 여부를 판단하게 된다 (제56 단계). 이 때, 패턴이 전사될 기판(26)이 남아 있으면, 제어기(22)는 제50 단계로 되돌아가 패턴이 전사될 기판(26)이 남지 않을 때까지 제50 내지 제56 단계를 반복 수행하게 된다.
이와는 달리, 제48 단계에서 위치 편차의 평균값이 임계값 보다 큰 경우에 제어기(22)는 기판 교체기(18)를 제어하여 기판 교체기(18)로 하여금 기판 스테이지(12)에 패턴이 전사되어질 기판(26)을 로딩하게 한다 (제58 단계). 제어기(22)는 ADC를 수행하여 마스크(24) 상의 정렬 마크들(MP1 내지 MP6) 모두가 그들과 대응되는 기판(26) 상의 정렬 마크들(GP1 내지 GP6)과 일치되게 한다 (제60 단계). 또한, 제어기(22)는 노광 램프(16)를 구동하여 기판(26)이 노광 램프(16)로부터의 광에 노출되게 한다 (제62 단계). 제어기(22)는 기판 카운터의 값 또는 기판 교체기(18)로부터의 기판검출신호를 검사하여 패턴이 전사될 기판(26)이 남아 있는가의 여부를 판단하게 된다 (제64 단계). 이 때, 패턴이 전사될 기판(26)이 남아 있으면, 제어기(22)는 제58 단계로 되돌아가 패턴이 전사될 기판(26)이 남지 않을 때까지 제58 내지 제64 단계를 반복 수행하게 된다.
이상과 같이, FDC 모드의 노광방법은 단지 N개의 기판에 대한 ADC에 의해 얻어진 위치편차들에 근거하여 FDC 모드의 진입을 단 한번 판단하므로써 ADC 모드로 기판들의 노광이 수행되는 경우가 많을 수밖에 없다. 이로 인하여, 종래의 노광 시스템 제어방법은 기판들을 연속적으로 노광시키는데 많은 기간을 소모할 수밖에 없었다.
따라서, 본 발명의 목적은 기판들의 연속적인 노광에 소요되는 시간을 단축하기에 적합한 노광 시스템 제어방법을 제공함에 있다.
도 1 는 통상의 노광 시스템을 개략적으로 도시하는 블록도.
도 2 는 마스크와 글래스와의 정렬을 설명하는 도면.
도 3 는 종래의 노광 시스템 제어방법을 단계 별로 설명하는 흐름도.
도 4 은 본 발명의 실시 예에 따른 노광 시스템 제어방법을 단계별로 설명하는 흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 마스크 로더 12 : 기판 스테이지
14 : 위치 조절기 16 : 노광 램프
18 : 기판 교체기 20 : 포토 커플러
22 : 제어기
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 노광 시스템 제어방법은: 다수의 기판들을 ADC에 의하여 순차적으로 노광함과 아울러 각각의 노광시 위치 편차들을 검출하는 단계; ADC에 의해 노광되어진 기판의 수가 소정 개 이상인가를 판단하는 단계; ADC에 의해 노광되어진 기판의 수가 소정 개 이상이면, 최근에 노광되어진 소정 개의 기판 노광 중에 얻어진 위치편차들에 근거하여 FDC 모드로의 진입을 결정하는 단계; 및 다수의 기판들중 나머지 기판들을 FDC에 의해 노광을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도3을 참조하여 설명하기로 한다.
도4는 본 발명의 실시 예에 따른 노광 시스템 제어방법을 단계별로 설명하는 흐름도이다. 도4의 흐름도는 도1에 도시된 제어기(22)에 의해 수행되게 된다.도4에 따르면, 제어기(22)는 마스크 로더(10)를 제어하여 마스크 로더(10)로 하여금 패턴 및 정렬 마크들을 가지는 마스크(24)를 로딩하게 한다 (제70 단계). 제어기(22)는 기판 교체기(18)를 제어하여 기판 교체기(18)로 하여금 기판 스테이지(12)에 정렬 마크들을 가지는 기판(26)을 로딩시키게 함과 아울러 자체내의 레지스터들중 어느 하나에 할당한 기판 카운터을 "1" 증가시킨다 (제72 단계). 제어기(22)는 ADC를 수행하여 마스크(24) 상의 정렬 마크들(MP1 내지 MP6)이 기판(26) 상의 정렬 마크들(GP1 내지 GP6)과 일치되게 한다 (제74 단계). 이 때, 마스크(24) 상의 정렬 마크들(MP1 내지 MP6)과 이들과 대응되는 기판(26) 상의 정렬 마크들(GP1 내지 GP6)간의 위치 편차들이 검출되게 된다. ADC를 수행하기 위하여, 제어기(22)는 위치 조절기(14)와 포토 커플러(20)를 동작시킨다. 제어기(22)는 검출되어진 위치 편차들을 자체 내에 내장되어진 메모리(도시하지 않음)에 저장한 다음 (제76 단계), 노광 램프(16)를 구동하여 기판(26)이 노광 램프(18)로부터의 광에 노출되게 한다 (제78 단계). 제어기(22)는 기판 카운터의 값이 "N"이상 인가를 검사하게 된다 (제80 단계). 제80 단계에서 기판 카운터의 값이 "N" 보다 작으며, 제어기(22)는 기판 교체기(18)를 제어하여 기판 교체기(18)로 하여금 기판 스테이지(12) 상의 기판 대신에 패턴이 전사될 새로운 기판(26)을 로딩시키게 함과 아울러 기판 카운터의 값을 "1" 증가시킨 다음 제74 단계로 되돌아간다 (제82 단계).
제80 단계에서 기판 카운터의 값이 "N"이상이면, 제어기(22)는 N개 이상의 기판들이 정렬될 때 얻어진 위치 편차들중 최근 N개의 기판 정렬 시에 얻어진 위치편차들의 평균값을 산출하고 (제84 단계), 그 위치 편차의 평균값이 임계값 보다 작은가의 여부를 검사한다 (제86 단계). 제86 단계에서 위치편차의 평균값이 임계값 보다 크면, 제어기(22)는 제82 단계로 되돌아가 최근의 N개의 기판들이 노광될 때 얻어진 최근의 위치편차들에 대한 평균값이 임계값 보다 작아질 때까지 제74 내지 제86 단계를 반복적으로 수행하게 된다.
제86 단계에서 위치 편차의 평균값이 임계값 보다 작으면, 제어기(22)는 기판 교체기(18)를 제어하여 기판 교체기(18)로 하여금 기판 스테이지(12)에 패턴이 전사되어질 기판(26)을 로딩하게 한다 (제88 단계). 제어기(22)는 FDC를 수행하여 마스크(24) 상의 정렬 마크들(MP1 내지 MP6)중 어느 하나가 그와 대응되는 기판(26) 상의 정렬 마크(GP)와 일치되게 한다 (제90 단계). 또한, 제어기(22)는 노광 램프(16)를 구동하여 기판(26)이 노광 램프(16)로부터의 광에 노출되게 한다 (제92 단계). 제어기(22)는 기판 카운터의 값 또는 기판 교체기(18)로부터의 기판검출신호를 검사하여 패턴이 전사될 기판(26)이 남아 있는가의 여부를 판단하게 된다 (제94 단계). 이 때, 패턴이 전사될 기판(26)이 남아 있으면, 제어기(22)는 제88 단계로 되돌아가 패턴이 전사될 기판(26)이 남지 않을 때까지 제88 내지 제94 단계를 반복 수행하게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 노광 시스템 제어장치는 최근 N개의 기판들이 노광될 때 얻어진 위치편차의 평균값을 반복적으로 검출하고 그 검출된 평균값이 임계값 보다 작으면 FDC모드로 기판들이 노광되게 한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 노광 시스템 제어방법은 1로트의 기판들이 노광될 때 그들 중 일부는 반듯이 FDC 모드로 노광되게 된다. 이 결과, 본 발명의 노광 시스템 제어방법은 다수의 기판들을 노광하는데 소요되는 시간을 크게 단축시킬 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야 할 것이다.

Claims (2)

  1. 다수의 기판들을 순차적으로 노광시키기 위하여 노광 시스템을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 기판들을 ADC에 의하여 순차적으로 노광함과 아울러 위치 편차들을 검출하는 단계;
    상기 ADC에 의해 노광되어진 기판의 수가 소정 개 이상인가를 판단하는 단계;
    상기 ADC에 의해 노광되어진 기판의 수가 소정 개 이상이면, 최근에 노광되어진 소정 개의 기판 노광 중에 얻어진 위치편차들에 근거하여 FDC 모드로의 진입을 결정하는 단계; 및
    상기 다수의 기판들중 나머지 기판들을 FDC에 의해 노광을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 시스템 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 FDC 모드 결정 단계는 소정 개 이상의 기판 노광 시에 얻어진 소정 개 이상의 기판들에 대한 위치편차들중 최근에 노광되어진 소정 개의 기판 노광 시에 얻어진 위치편차의 평균값을 산출하고 그 위치편차의 평균값에 근거하여 FDC 모드 진입을 판단하는 것을 특징으로 하는 노광 시스템 제어방법.
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