KR200195139Y1 - Wafer Aligner of Semiconductor Exposure Equipment - Google Patents
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Abstract
본 고안은 반도체 노광장비의 웨이퍼 정렬장치에 관한 것으로, 종래에는 사전패턴이 없거나 패턴정렬없이 노광을 실시하여야 하는 경우 웨이퍼의 중심이 프로젝션 렌즈의 중심에 정확하게 일치하여야 함에도 불구하고 별도의 센터링 장치가 구비되지 아니하여, 플랫존 정렬후 웨이퍼의 레이아웃(Layout)이 틀어져 수율이 저하되는데, 이러한 문제점은 레이아웃이 좁아지는 초소형 디바이스의 경우에 더욱 심각해지고 있었던 바, 본 고안에서는 프로젝션 렌즈의 외주면 일측에 장착되는 기준거울과, 그 기준거울의 위치를 감지하는 제1 감지수단과, 상기 웨이퍼 스테이지에 얹힌 웨이퍼의 플랫존 위치를 감지하는 제2 감지수단과, 상기 제1 감지수단과 제2 감지수단을 비교하여 기준거울과 플랫존이 평행한가를 확인 보정하는 제어부로 구성함으로써, 웨이퍼가 웨이퍼 스테이지로 옮겨진 이후에도 그 웨이퍼의 중심과 프로젝션 렌즈의 중심을 일치시켜 플랫존 정렬후 웨이퍼의 레이아웃이 틀어지지 않도록 하여 노광의 정확성 및 재현성의 결여에 따른 웨이퍼 불량을 미연에 방지할 수 있다.The present invention relates to a wafer alignment device of a semiconductor exposure apparatus. In the past, when a exposure is to be performed without a prepattern or without a pattern alignment, a separate centering device is provided even though the center of the wafer must be exactly coincident with the center of the projection lens. In other words, the yield of the wafer is reduced after the flat zone alignment, and thus the yield is lowered. This problem has been worsened in the case of a micro device having a narrower layout. In the present invention, the wafer is mounted on one side of the projection lens. Comparing the reference mirror with first sensing means for sensing the position of the reference mirror, second sensing means for sensing the flat zone position of the wafer on the wafer stage, and comparing the first sensing means with the second sensing means By configuring the controller to check and correct whether the reference mirror and the flat zone are parallel, The can to prevent this by matching the center and the center of the projection lens of the wafer layout of the flat zone arranged after the wafer has been moved to the wafer stage, even after turn prevent wafer defects according to the accuracy and lack of reproducibility of exposure from occurring.
Description
본 고안은 반도체 노광장비에 관한 것으로, 특히 웨이퍼 스테이지 상의 웨이퍼 중심이 조명계의 렌즈 중심에 일치하는데 적합한 반도체 노광장비의 웨이퍼 정렬장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor exposure apparatus, and more particularly, to a wafer alignment apparatus of a semiconductor exposure apparatus suitable for matching the center of the wafer on the wafer stage with the lens center of the illumination system.
일반적으로 반도체 노광장비(이하, 스테퍼와 혼용함)는, 소정형상의 회로패턴이 형성된 레티클(Reticle)에 통상 수은광을 조사하여 그 레티클의 회로패턴이 웨이퍼상에 맺히도록 하는 기기이다.BACKGROUND ART In general, semiconductor exposure equipment (hereinafter referred to as a stepper) is a device for irradiating mercury light to a reticle on which a circuit pattern of a predetermined shape is formed so that the circuit pattern of the reticle is formed on a wafer.
이러한 노광장비를 이용하여 웨이퍼를 노광시키기 위한 준비과정이 도 1에 도시되어 있다.A preparation process for exposing a wafer using such an exposure apparatus is shown in FIG. 1.
이에 도시된 바와 같이, 종래에는 다수개의 웨이퍼가 수납된 웨이퍼 카세트(Wafer Cassette)(1)로부터 웨이퍼(W) 한장씩을 트위저(T)가 잡아 플랫존 정렬기(Fiatzone Aligner)(2)에서 재현성을 포함하여 약 40μm까지 플랫존을 정렬한 다음에, 상기 트위저(T)가 다시 웨이퍼를 잡아 스테퍼의 프로젝션 렌즈(Projection Lens)(3)의 하측에 배치된 웨이퍼 스테이지(4)에 올려 놓게 되는 것이었다.As shown in the drawing, conventionally, a tweezer T grasps each wafer W from a wafer cassette 1 in which a plurality of wafers are stored, thereby reproducible in a flat zone aligner 2. After aligning the flat zone to about 40 μm, the tweezers T grasped the wafer again and placed it on the wafer stage 4 disposed under the projection lens 3 of the stepper.
여기서, 상기 웨이퍼 스테이지(4)를 포함하는 스테퍼에서는 별도의 웨이퍼 정렬을 다시 하지 않고 곧바로 웨이퍼에 대한 통상적인 노광공정을 실시하게 되는 것이었다.Here, the stepper including the wafer stage 4 was to perform a normal exposure process on the wafer immediately without performing a separate wafer alignment again.
그러나, 상기와 같은 종래의 스테퍼에 있어서, 사전패턴이 없거나 패턴정렬없이 노광을 실시하여야 하는 경우 웨이퍼(W)의 중심이 프로젝션 렌즈(3)의 중심에 정확하게 일치하여야 함에도 불구하고 별도의 센터링 장치가 구비되지 아니하여, 플랫존 정렬후 스테퍼의 움직임 등에 의해 웨이퍼의 레이아웃(Layout)이 틀어져 수율이 저하되는데, 이러한 문제점은 레이아웃이 좁아지는 초소형 디바이스의 경우에 더욱 심각해지고 있다.However, in the conventional stepper as described above, in the case where there is no pre-pattern or when the exposure should be performed without pattern alignment, a separate centering device is provided even though the center of the wafer W must exactly match the center of the projection lens 3. Since the layout of the wafer is distorted due to the stepper movement or the like after the flat zone alignment, the yield is lowered. This problem is aggravated in the case of an ultra-small device in which the layout is narrowed.
따라서, 본 고안은 상기와 같은 종래의 노광장비가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 웨이퍼가 스테퍼의 웨이퍼 스테이지로 옮겨진 이후에 그 웨이퍼의 중심과 프로젝션 렌즈의 중심을 일치시켜 플랫존 정렬후 웨이퍼의 레이아웃이 틀어지는 것을 방지할 수 있는 반도체 노광장비의 웨이퍼 정렬장치를 제공하려는데 본 고안의 목적이 있다.Therefore, the present invention was conceived in view of the problems of the conventional exposure apparatus as described above. After the wafer is moved to the wafer stage of the stepper, the center of the wafer is aligned with the center of the projection lens, and the flat zone is aligned. An object of the present invention is to provide a wafer alignment apparatus of a semiconductor exposure apparatus that can prevent the layout from being distorted.
도 1은 종래 반도체 노광장비의 일례를 보인 개략도.1 is a schematic view showing an example of a conventional semiconductor exposure equipment.
도 2는 본 고안에 의한 웨이퍼 정렬장치의 구성을 보인 개략도.Figure 2 is a schematic view showing the configuration of a wafer alignment device according to the present invention.
도 3은 본 고안에 의한 웨이퍼 정렬장치의 구성을 보인 사시도.Figure 3 is a perspective view showing the configuration of a wafer alignment device according to the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
3 : 프로젝션 렌즈 4 : 웨이퍼 스테이지3: projection lens 4: wafer stage
11 : 기준거울 12,14 : 제1,제2 발광소자11: reference mirror 12,14: first, second light emitting element
13,15 : 제1,제2 수광소자 16 : 제어부13,15: first and second light receiving element 16: control unit
W : 웨이퍼 F : 플랫존W: Wafer F: Flat Zone
이와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위하여, 마스크를 통과하면서 형성된 패턴을 웨이퍼에 투영시키는 프로젝션 렌즈와, 그 프로젝션 렌즈의 하측에 배치되어 노광될 웨이퍼가 얹히는 웨이퍼 스테이지를 포함하여 구성되는 반도체 노광장비에 있어서 ; 상기 프로젝션 렌즈의 외주면 일측에 장착되는 기준거울과, 그 기준거울의 위치를 감지하는 제1 감지수단과, 상기 웨이퍼 스테이지에 얹힌 웨이퍼의 플랫존 위치를 감지하는 제2 감지수단과, 상기 제1 감지수단과 제2 감지수단을 비교하여 기준거울과 플랫존이 평행한가를 확인 보정하는 제어부로 구성한 것을 특징으로 하는 반도체 노광장비의 웨이퍼 정렬장치가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention, a semiconductor exposure apparatus comprising a projection lens for projecting a pattern formed while passing through a mask on a wafer, and a wafer stage on which the wafer to be exposed disposed under the projection lens is placed. In; A reference mirror mounted on one side of an outer circumferential surface of the projection lens, first sensing means for sensing the position of the reference mirror, second sensing means for sensing the flat zone position of the wafer on the wafer stage, and the first sensing A wafer alignment apparatus of a semiconductor exposure apparatus is provided, which comprises a control unit for comparing and confirming and correcting whether the reference mirror and the flat zone are parallel by comparing the means and the second sensing means.
이하, 본 고안에 의한 반도체 노광장비의 웨이퍼 정렬장치를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a wafer alignment apparatus of a semiconductor exposure apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to an embodiment shown in the accompanying drawings.
도 2는 본 고안에 의한 웨이퍼 정렬장치의 구성을 보인 개략도이고, 도 3은 본 고안에 의한 웨이퍼 정렬장치의 구성을 보인 사시도이다.2 is a schematic view showing the configuration of the wafer alignment device according to the present invention, Figure 3 is a perspective view showing the configuration of the wafer alignment device according to the present invention.
이에 도시된 바와 같이 본 고안에 의한 웨이퍼 정렬장치는, 마스크(미도시)를 통과하면서 형성된 패턴을 웨이퍼에 투영시키는 통상적인 프로젝션 렌즈(3)의 외주면 일측에 기준거울(11)이 장착되고, 그 기준거울(11)의 위치를 감지하기 위하여 기준거울(11)에 빛을 발진시키는 적어도 하나의 제1 발광소자(12) 및 그 제1 발광소자(12)로부터 발진되어 기준거울(11)에 반사되는 빛을 받는 적어도 두 개의 제1 수광소자(13)로 이루어지는 제1 감지수단이 프로젝션 렌즈(3)의 일측에 설치되며, 상기 웨이퍼 스테이지(4)에 얹힌 웨이퍼(W)의 플랫존 위치를 감지하기 위하여 플랫존(F)에 빛을 발진시키는 적어도 하나의 제2 발광소자(14) 및 그 제2 발광소자(14)로부터 발진되어 플랫존에 반사되는 빛을 받는 적어도 두 개의 제2 수광소자(15)로 이루어지는 제2 감지수단이 웨이퍼 스테이지(4)의 일측에 설치되고, 상기 제1 감지수단과 제2 감지수단을 비교하여 기준거울(11)과 플랫존(F)이 평행한가를 확인 보정하는 제어부(16)로 구성된다.As shown therein, the wafer alignment device according to the present invention includes a reference mirror 11 mounted on one side of the outer circumferential surface of a conventional projection lens 3 for projecting a pattern formed while passing through a mask (not shown) onto the wafer. In order to sense the position of the reference mirror 11, at least one first light emitting element 12 which emits light in the reference mirror 11 and oscillated from the first light emitting element 12 and reflected in the reference mirror 11 A first sensing means comprising at least two first light receiving elements 13 to receive light is installed on one side of the projection lens 3, and detects a flat zone position of the wafer W placed on the wafer stage 4. At least one second light emitting device 14 for oscillating light in the flat zone (F) and at least two second light receiving devices receiving light reflected from the second light emitting device 14 and reflected in the flat zone ( 15) second sensing means consisting of Is provided on one side of the stage 4, the second consists of a control section 16 to determine correction hangareul first sensing means and second sensing means by comparing the reference mirror 11 and the flat zone (F) is parallel to the.
상기 제1 감지수단에 대면하는 기준거울(11)의 외표면은 평면인 반면 내주면은 프로젝트 렌드(3)에 장착되는 것을 감안하여 오목한 원주형인 것이 가장 바람직하나, 그 외에도 다양하게 형성될 수 있다.The outer surface of the reference mirror 11 facing the first sensing means is flat, while the inner circumferential surface is most preferably concave cylindrical in view of being mounted on the project lens 3, but may be variously formed.
도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.In the drawings, the same reference numerals are given to the same parts as in the prior art.
도면중 미설명 부호인 L은 레이저 발생부이다.In the drawings, reference numeral L denotes a laser generation unit.
상기와 같이 구성되는 본 고안에 의한 웨이퍼 정렬장치는 다음과 같이 동작된다.The wafer alignment device according to the present invention configured as described above is operated as follows.
즉, 상기 제1 발광소자(12)에서 레이저 빔이 프로젝트 렌즈(3)의 기준거울(11) 양측으로 각각 발진되었다가 그 기준거울(11)에 반사되어 제1 수광소자(13)에 각각 입사됨과 동시에, 상기 제2 발광소자(14)에서도 레이저 빔이 웨이퍼(W)의 플랫존(F) 양측으로 각각 발진되었다가 그 플랫존(F)의 평면에 반사되어 제2 수광소자(15)에 각각 입사된다.That is, in the first light emitting device 12, the laser beam is oscillated to both sides of the reference mirror 11 of the project lens 3, and is reflected on the reference mirror 11 to be incident on the first light receiving device 13, respectively. At the same time, in the second light emitting device 14, the laser beam is oscillated to both sides of the flat zone F of the wafer W, and then is reflected on the plane of the flat zone F to the second light receiving device 15. Each incident.
이렇게, 각각의 발광소자(12,14)로부터 발진되어 수광소자(13,15)에 다시 입사되는 시간을 각각 비교하여 상기 웨이퍼(W)의 플랫존(F)이 기준미러(11)와 평핸인지를 판단하게 되는데, 만약 두 발광소자(12,14) 및 수광소자(13,15)간에 차이가 발생되면 제어부(16)에서는 웨이퍼(W)가 프로젝트 렌즈(3)의 중심에 정확하게 안착되지 않은 것으로 판단하여 그 차이만큼 웨이퍼 스테이지(4)를 보상시켜 주게 되는 것이다.Thus, the time zones oscillated from the respective light emitting elements 12 and 14 and incident again to the light receiving elements 13 and 15 are compared, respectively, to determine whether the flat zone F of the wafer W is flat with the reference mirror 11. If a difference occurs between the two light emitting elements 12 and 14 and the light receiving elements 13 and 15, the controller 16 indicates that the wafer W is not correctly positioned at the center of the project lens 3. Judgment is made to compensate the wafer stage 4 by the difference.
이로써, 웨이퍼 카세트(미도시)로부터 이송되는 한 장의 웨이퍼(W)는 플랫존 정렬기(미도시)에서 1차로 웨이퍼 정렬을 마친 다음에, 웨이퍼 스테이지(4)에서 2차로 센터링을 하게 되므로, 초소형 디바이스의 경우에도 정확한 노광을 실시할 수 있게 된다.As a result, the single wafer W transferred from the wafer cassette (not shown) is first centered in the flat zone aligner (not shown), and then centered secondly in the wafer stage 4, thus making it very small. Even in the case of a device, accurate exposure can be performed.
이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 의한 반도체 노광장비의 웨이퍼 정렬장치는, 상기 프로젝션 렌즈의 외주면 일측에 장착되는 기준거울과, 그 기준거울의 위치를 감지하는 제1 감지수단과, 상기 웨이퍼 스테이지에 얹힌 웨이퍼의 플랫존 위치를 감지하는 제2 감지수단과, 상기 제1 감지수단과 제2 감지수단을 비교하여 기준거울과 플랫존이 평행한가를 확인 보정하는 제어부로 구성함으로써, 웨이퍼가 웨이퍼 스테이지로 옮겨진 이후에도 그 웨이퍼의 중심과 프로젝션 렌즈의 중심을 일치시켜 플랫존 정렬후 웨이퍼의 레이아웃이 틀어지지 않도록 하여 노광의 정확성 및 재현성의 결여에 따른 웨이퍼 불량을 미연에 방지할 수 있다.As described above, the wafer alignment apparatus of the semiconductor exposure apparatus according to the present invention includes a reference mirror mounted on one side of an outer circumferential surface of the projection lens, first sensing means for detecting a position of the reference mirror, and a wafer stage. The second sensing means for sensing the flat zone position of the wafer and the control unit for comparing and correcting whether the reference mirror and the flat zone are parallel by comparing the first sensing means and the second sensing means, even after the wafer is moved to the wafer stage By matching the center of the wafer with the center of the projection lens so that the layout of the wafer is not distorted after the flat zone alignment, wafer defects due to lack of exposure accuracy and reproducibility can be prevented.
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