KR20030005497A - 반도체 제조용 정렬 노광 장치 - Google Patents

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KR20030005497A
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문대성
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Abstract

본 발명은 할로겐 램프의 전원을 체크하는 반도체 제조 노광 장치에 관한 것이다. 여기에 개시되는 정렬 노광 장치는 광원인 할로겐 램프와, 할로겐 램프로부터 웨이퍼로 출력되는 빔을 분산하는 스플리트 및 스플리트로부터 분산된 빔을 받아서 할로겐 램프의 전원을 감지하는 센서를 포함한다. 그리고 스플리트는 분산된 빔을 웨이퍼와 센서로 출력한다. 그리고 센서는 집적 센서(integrator sensor)로 구비된다. 따라서 정령 노광 장치의 얼라인먼트 및 자동 포커스의 주광원인 할로겐 램프의 전원을 센서로 체크하여 할로겐 램프의 광신호 변동을 없앨 수 있다. 또한 정렬 노광 공정 전에 얼라인먼트 실패 및 얼라인 신호가 발생되었을 때, 자동 포커스 데이터가 헌팅(hunting)이 심할 때 또는 램프 충전 시간이 다 되었을 때에 램프 파워 메터를 이용하여 실질적인 램프의 전원을 체크하여 원인 분석 및 효과적인 얼라인 향상을 기대할 수 있다.

Description

반도체 제조용 정렬 노광 장치{ALIGNMENT APPARATUS}
본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 할로겐 램프의 전원을 체크하는 정렬 노광 장치에 관한 것이다.
반도체 제조 공정중 사진 공정은 크게 세가지, 예를들어 포토레지스트(photo resist) 도포 공정, 정렬 노광 공정, 현상 공정으로 분류할 수 있다. 여기에서 정렬 과정은 X-Y 테이블 상에 탑재된 반도체 웨이퍼가 원하는 위치에 정렬되어 있는지를 판별하는 것으로, 최근 FIA(Field Image Alignment) 방식에 의한 정렬이 이용되고 있다.
FIA 방식은 웨이퍼 위에 얼라인 마크를 화상 신호로서 취하여 그 파형을 연산 처리하는 것에 의해 얼라인 마크의 위치를 검출하는 것으로, 할로겐 램프(halogen lamp)에 의한 광대역으로 비간섭인 성질의 광을 정렬에 이용한다.
일반적으로 레이져를 이용한 정렬 방식은 회절 격자의 정렬 마크를 이용하기 때문에 다른 패턴(pattern)과의 식별성이 높으며, 낮은 단차의 얼라인 마크의 인식도 우수하다. 그러나 간섭성이 큰 광이기 때문에 레지스트(resist)의 도포 얼룩이 있거나 마크 형상이 비대칭인 경우 등은 스케일링 에러(scaling error), 표면이 거친 알루미늄 웨이퍼 등에서는 랜덤(random) 에러가 발생하는 경우가 있고 중복 정밀도가 저하한다. 반면, FIA 방식에서는 간섭성이 낮은 광대역 광을 이용함으로서, 알루미늄 웨이퍼에 있어서 스케일링 에러가 작고, 화상 처리의 평균화에 의해 랜덤 에러가 저감되는 효과가 있다. 이와 같은 FIA 방식은 통상, 웨이퍼의 수평축 방향에 대한 정렬과, 웨이퍼의 수직축 방향에 대한 정렬을 수행한다.
그러나 종래의 정열 노광 설비는 할로겜 램프의 전원을 체크하는 기능이 없으므로 FIA(Field Image Alignment) 얼라인먼트 및 자동 포커스 조절 정도가 저하되어 설비 이상시 원인 파악이 제대로 되지 않는 문제점이 있다.
이는 정렬 노광 설비의 FIA 얼라인먼트 시, 얼라인 광원인 할로겐 램프의 전원의 저하(drop)로 얼라인 실패 및 미스 얼라인의 원인이 된다. 그러나 실제적으로 알로겐 램프의 변동 시간은 램프 자동 오프 발생 및 일정한 시간을 기준으로 하여 교체하고 있어 모니터링이 불가능하다.
또한 자동 포커스 보정(calibration)시, 주광원으로 선폭 불량 현상 및 포커스 저하의 주 요인으로 되고 있는 실정이다.
본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 정렬 노광 설비의 할로겐 램프의 광원에 따라 웨이퍼 얼라인 또는 자동 포커스의 정도가 변동되므로, 램프 전원을 관리하는 정렬 노광 장치를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 노광 장치의 개략적인 구성을 도시한 블럭도;
도 2a는 종래 기술에 따른 할로겐 램프의 전원 드롭시 얼라인 마크 신호를 나타내는 파형도; 그리고
도 2b는 본 발명에 따른 할로겐 램프의 전원 정상시 얼라인 마크 신호를 나타내는 파형도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
100 : 정렬 노광 장치102 : 래티클
104 : 프로젝션 렌즈106 : CCD 카메라
112 : 위상 플레이트120, 124 : 빔 스플리트
126 : 집적 센서130 : 할로겐 램프
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 의하면, 정렬 노광 장치에 있어서: 광원인 할로겐 램프와; 상기 할로겐 램프로부터 웨이퍼로 출력되는 빔을 분산하는 스플리트 및; 상기 스플리트로부터 상기 분산된 빔을 받아서 상기 할로겐 램프의 전원을 감지하는 센서를 포함한다.
이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 스플리트는 상기 분산된 빔을 상기 웨이퍼와 상기 센서로 출력한다.
이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 센서는 집적 센서(integrator sensor)로 구비된다.
(작용)
따라서 본 발명에 의하면, 할로겐 램프로부터 웨이퍼로 출력되는 빔을 스플리트를 통하여 분산하고, 분산된 빔의 일부를 받아서 할로겐 램프의 전원을 모니터링한다.
(실시예)
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 정렬 노광 장치의 동작을 설명하기 위한 구성 요소들을 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 상기 반도체 웨이퍼의 정렬 노광 장치(100)는 신규한 제 1 빔 스플리트(124)와 집적 센서(126)를 구비한다. 그리고 광원으로 구비되는 할로겐 램프(130)와, 제 2 빔 스플리터(120)와, 반사 미러(116)와, 제 1 및 제 2 투사 렌즈(122, 128)와, 제 1 내지 제 3 집광 렌즈(108, 114, 118)와, 촬상 소자(106) 및 위상 플레이트(108)를 포함한다. 그리고 래티클(102) 및 프로젝션 렌즈(104)를 포함한다.
할로겐 램프(130)에 의해 생성된 광빔은 제 1 투사 렌즈(128)와 제 1 빔 스플리트(124)와 제 2 투사 렌즈(122)와 제 2 빔 스플리트(120)와, 제 1 집광 렌즈(118) 및 반사 미러(116)를 경유하여 반도체 웨이퍼(100)상에 제공된다. 그리고 웨이퍼 스테이지 상에 안착되어 있는 웨이퍼(100)는 도면에는 도시되지 않았지만, 규칙적인 라인이 교차된 교차 격자형(cross-grating)의 얼라인 마크들이 형성된다.
또한 광원(110)으로부터 생성된 광빔은 제 1 투사 렌즈와 제 1 빔 스플리트(124)를 경유하여 집적 센서(126)로 제공된다.
상기 집적 센서(126)는 상기 제 1 빔 스플리트(124)로부터 제공되는 빔을 받아서 상기 할로겐 램프(130)의 전원을 체크한다. 그 결과, 광원의 불안정한 빔으로부터 웨이퍼의 불량율을 감소할 수 있다.
따라서 상술한 바와 같이, 본 발명의 정렬 노광 장치는 할로겐 빔의 경로에 빔 스플리터를 구비하여 빔의 일부를 스플리트(split)하고, 집적 센서로 램프 전원을 체크한다.
따라서 정령 노광 장치의 FIA 얼라인먼트 및 자동 포커스의 주광원인 할로겐 램프의 전원을 파워 메터로 체크하여 쓸데없는 램프의 신호 변동을 없앨 수 있다. 또한 고장의 원인을 조기에 추적할 수 있다.
그리고 정렬 노광 공정 전에 FIA 얼라인먼트 실패 및 얼라인 신호가 발생되었을 때, 자동 포커스 데이터가 헌팅(hunting)이 심할 때 또는 램프 충전 시간이 다 되었을 때에 램프 파워 메터를 이용하여 실질적인 램프의 전원을 체크하여 원인 분석 및 효과적인 얼라인 향상을 기대할 수 있다.
도 2a는 할로겐 램프 전원이 저하되었을 경우의 얼라인 마크 신호를 나타낸 것이고, 도 2b는 할로겐 램프 전원이 정상적인 경우의 얼라인 마크 신호를 나타낸 것이다. 도면에 도시된 바와 같이, 할로겐 램프의 전원이 정상적일 경우, 얼라인 마크 신호가 안정적으로 출력됨을 알수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 정령 노광 장치의 FIA 얼라인먼트 및 자동 포커스의 주광원인 할로겐 램프의 전원을 파워 메터로 체크하여 쓸데없는 램프의 신호 변동을 없앨 수 있다. 또한 고장의 원인을 조기에 추적할 수 있다.

Claims (3)

  1. 정렬 노광 장치에 있어서:
    광원인 할로겐 램프와;
    상기 할로겐 램프로부터 웨이퍼로 출력되는 빔을 분산하는 스플리트 및;
    상기 스플리트로부터 상기 분산된 빔을 받아서 상기 할로겐 램프의 전원을 감지하는 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 정렬 노광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스플리트는 상기 분산된 빔을 상기 웨이퍼와 상기 센서로 출력하는 것을 특징으로 하는 정렬 노광 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서는 집적 센서(integrator sensor)로 구비되는 것을 특징으로 하는 정렬 노광 장치.
KR1020010040811A 2001-07-09 2001-07-09 반도체 제조용 정렬 노광 장치 KR20030005497A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100453906B1 (ko) * 2002-05-02 2004-10-20 아남반도체 주식회사 반도체 소자 제조용 노광 장치 및 방법
KR102188965B1 (ko) 2020-04-10 2020-12-09 강규영 폼방석 및 그 제조방법

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