KR20030028878A - 스캐너 설비에서의 정렬마크 검출 제어장치와 그의 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스캐너 설비에서의 정렬마크 검출 제어장치와 그의 방법에 관한 것으로서, 본 발명은 내부의 입력값을 초기화하는 단계; 웨이퍼의 정렬 마크에 주사되는 빛의 회절차수에 따른 검출 정보를 입력하는 단계; 검출된 각 회절차수별 산포량을 계산하는 단계; 회절차수별 산포량 중 산포경향이 가장 좋은 정보를 메모리에 저장하는 단계; 저장된 정보에 의해 얼라인 세팅 신호로서 출력하는 단계로서 제어되게 하므로서 공정 수행의 신뢰성과 제품의 질적 향상 및 공정 수행 시간의 단축을 제공하는 경제적인 이점이 있다.

Description

스캐너 설비에서의 정렬마크 검출 제어장치와 그의 방법{Control apparatus for detecting aline-mark of scanner equipment and thereof method}

본 발명은 스캐너 설비에서의 정렬마크 검출 제어장치와 그의 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실제 가동 설비에서 수회에 걸쳐 검출되는 시그널의 산포 정도를 체크하여 최적의 신호만을 채택하여 정렬을 수행할 수 있도록 하므로서 공정 수행의 편의를 제공하는 동시에 전체적인 공정 소요 시간을 단축시키게 되므로서 제품 생산성을 향상시키면서 정렬 공정의 신뢰성을 향상시키는 스캐너 설비에서의 정렬마크 검출 제어장치와 그의 방법에 관한 것이다.

일반적으로 디램(DRAM)과 로직 디바이스(logic device)의 집적도가 0.15 마이크로미터(㎛)의 디자인 룰(design rule)에 이르러서는 포토리소그래피(phptolithography)의 측면에서 패터닝 뿐만 아니라 중첩도(overlay)를 조절하는 것 또한 현실적으로 기술적인 한계에 직면하고 있다.

웨이퍼의 정렬 마크(alignment mark)의 중첩도는 스캐너 정렬(scanner alignment)을 통해서 노광, 현상 후 중첩도 측정장비로부터 전(前) 단계(step)에서 형성된 중첩 마크와 현(現) 단계(step)에서 형성한 포토레지스트 마크(PR mark)와의 상호 탈 정합(mis-registration)된 정도로부터 얻어진다.

스캐너 정렬이란 전(前) 단계에서 형성된 웨이퍼 정렬 마크에서 회절되어 나온 빛으로부터 이미 진행된 노광 양태에 대한 정보를 얻음으로써, 노광시 보정할 스테이지 스피드(stage speed)와 배율값을 결정하는 것을 말한다.

이와같이 웨이퍼는 다수의 공정을 거치는 동안 다양한 위치에 정렬 마크를 형성하고, 이 정렬 마크를 검출함에 의해 얼라인먼트(Alignment)를 수행하게 되는 것이다.

특히 포토공정 이후에 수행되는 식각 및 증착공정을 포함하는 공정에서의 각 스텝(Step)별로 형성되는 막질은 서로 그 위치가 정확히 정렬되도록 형성하여야 하고, 이는 웨이퍼의 정확한 얼라인먼트를 통하여 이루어질 수가 있다.

도 1은 이러한 웨이퍼의 얼라인 먼트를 위한 설비를 도시한 것이다.

도시한 바와같이 웨이퍼(W)는 축소투영렌즈(1)의 저부에 구비되고, 이 축소투영렌즈(10)에는 웨이퍼(W)에 현상할 패턴이 형성된 레티클(2)을 직상부에 위치되도록 한다.

따라서 광원으로부터 레이저 광이 레티클(2)에 조사되면 축소투영렌즈(1)를 통해 웨이퍼(W)에 패턴을 조사하여 노광이 이루어지도록 하는 것이다.

한편 웨이퍼의 노광을 위해서는 반드시 정확한 얼라인먼트가 이루어져야만 한다.

일반적으로 노광 설비에서의 얼라인먼트는 테스트 단계에서 정렬 마크를 검출함에 의해 이루어지게 된다.

다시말해 광학계로부터 정렬 마크에 빛을 주사하여 이때 다양한 회절 각도로 출력되는 시그널을 체크하여 그중 산포 경향이 가장 좋은 정보를 유저(user)가 선택하여 이를 공정에 세팅시킴에 의해서 얼라인먼트가 이루어지도록 하고 있다.

하지만 공정 수행중에는 다양한 변수가 발생되면서 테스트 단계에서 검출한 세팅값을 이용하여 웨이퍼를 얼라인시키다 보면 미세한 마크 인식 오류가 발생되기도 하고, 이때의 오차는 시간이 흐를수록 더욱 커지는 폐단이 있다.

또한 세팅값을 설정하는 테스트 자체에 오류가 있게 되면 실제 공정에서 심각한 공정 불량이 발생되면서 급기야는 공정 수행을 중단해야 하는 문제가 초래되기도 한다.

따라서 주기적으로 실시해야 하는 테스트에 대단히 많은 시간과 노동력이 소요되면서 반도체 제조에 따른 전체적인 생산성을 저하시키게 되는 문제점도 있다.

따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 별도의 테스트를 거치지 않고 직접 공정에서 다수의 신호를 체크하여 이중 최상의 얼라인 데이터를 갖는 신호를 선택하여 자동으로 얼라인먼트가 수행되게 하므로서 보다 용이하고 정확한 얼라인먼트가 이루어지도록 하는 것이다.

도 1은 일반적인 얼라인먼트 설비를 도시한 개략적인 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 제어장치의 블록 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 제어방법을 도시한 흐름도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 입력부 20 : 제어부

30 : 메모리부 40 : 구동부

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 웨이퍼의 정렬 마크에 빛을 주사하여 그 빛이 주사되는 회절차수에 따른 검출 정보를 입력하는 입력부와; 상기 입력부에 입력된 회절차수별 검출 정보들로부터 산포량을 계산하고, 각 회절차수별 산포량 중 산포경향이 가장 좋은 정보를 검출하는 제어부와; 상기 제어부에서 검출된 산포경향이 가장 좋은 정보를 저장하는 메모리부와; 상기 메모리부에 저장된 정보를 상기 제어부가 세팅 신호로 출력하여 정렬을 수행하는 구동부로서 이루어지는 구성이다.

상기한 구성의 정렬 제어장치는 내부의 입력값을 초기화하는 단계; 웨이퍼의 정렬 마크에 주사되는 빛의 회절차수에 따른 검출 정보를 입력하는 단계; 검출된 각 회절차수별 산포량을 계산하는 단계; 회절차수별 산포량 중 산포경향이 가장 좋은 정보를 메모리에 저장하는 단계; 저장된 정보에 의해 얼라인 세팅 신호로서 출력하는 단계로서 수행되도록 하는데 특징이 있다.

이하 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2에서와 같이 본 발명은 크게 입력부(10)와 제어부(20)와 메모리부(30) 및 구동부(40)로서 이루어지는 구성이다.

입력부(10)는 정보가 입력되는 부분으로서, 입력부(10)에 입력되는 정보는 웨이퍼에 형성된 정렬 마크에 빛을 주사시 회절되면서 출력되는 정보이다.

이러한 회절 정보는 회절되는 각도에 따라 각각 다르므로 이들 각도에 따른 회절차수별로 정보를 구분하여 입력하게 된다.

또한 정렬 마크에 주사되는 빛은 종전에도 사용된 바 있는 레드 빔과 그린 빔을 동시에 사용하며, 이들 빛으로부터 홀수의 회절차수에 해당하는 정보만이 입력되도록 하는 것이 가장 바람직하다.

제어부(20)는 입력부(10)에 입력된 각 회절차수별 정보들로부터 산포량을 계산하고, 계산된 산포량을 비교하여 그중 가장 산포경향이 좋은 정보를 선택하도록 하는 구성이다.

즉 입력부(10)에 저장되는 검출정보에는 다양한 정보가 있으나 웨이퍼 정렬을 위해서는 이들 검출정보들 중에서 산포량이 가장 중요한 변수 요인이다.

따라서 본 발명에서는 제어부(20)에서 입력부(10)에 입력되는 각 회절차수별 검출정보들 중 이들 각각의 산포량을 계산하면서 계산된 산포량을 비교하여 그 중 가장 산포경향이 좋은 정보를 선택하도록 하는 것이다.

산포경향이 좋다는 것은 정보에 대한 정확성과 안정성이 양호하다는 것을 의미하게 되고, 복수의 정보 선택은 제어 오차를 유발할 가능성이 있으므로 가장 좋은 산포경향을 나타내는 정보만을 선택토록 하는 것이다.

메모리부(30)는 제어부(20)에서 계산되어 선택된 가장 산포경향이 좋은 정보가 저장되도록 하는 구성이다.

구동부(40)는 제어부(20)에 의해서 실제 웨이퍼 정렬이 이루어지도록 하는 부분으로서, 메모리부(30)에 저장된 정보를 세팅 신호로 출력하여 그 정보에 의해서 정렬 마크를 인식하여 얼라인먼트가 수행될 수 있도록 하는 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 제어 방법은 다음과 같다.

본 발명은 도 3에서와 같이 공정이 수행되기 시작하면 우선 이전에 입력되어 있던 출력 정보를 초기화한다(S10).

그리고 웨이퍼의 정렬 마크에 빛을 주사하되 이때의 빛은 하나의 빛을 사용할 수도 있으나 보다 정밀성을 높이기 위하여 레드 빔과 그린 빔을 동시에 사용할 수도 있다.

웨이퍼에 주사되는 빛은 정렬 마크에 부딪친 후 소정의 각도로 회절된다.

이렇게 정렬 마크로부터 회절되는 각도에 따라서 빛은 다양한 회절차수를 나타내게 되고, 이처럼 다양한 회절차수 각각의 검출 정보가 입력되게 한다(S11).

일단 회절차수 별 검출 정보가 입력되면 입력된 검출 정보들 각각에서의 산포량을 계산한다(S12).

계산된 각 검출 정보별 산포량을 비교하여 그 중에서 가장 산포경향이 좋은 정보를 선택해서 저장되도록 한다(S13).

이렇게 저장된 정보는 제어부(20)에 의해서 얼라인 세팅 신호로 출력시키게되면(S14) 구동부(40)가 이 신호를 기준으로 얼라인먼트를 수행하게 된다.

이와같이 본 발명은 정렬을 수행하는 공정 자체에서 각 웨이퍼에 대하여 최적의 정보를 이용해 얼라인먼트가 수행되게 하므로서 항상 정확한 얼라인먼트를 수행할 수가 있게 되는 것이다.

또한 종전과 같은 별도의 테스트 공정을 생략하게 되므로서 공정 수행 시간을 단축시키게 됨과 동시에 번거로움을 생략하므로서 더욱 편리한 공정을 수행할 수가 있도록 한다.

한편 상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다는 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다.

따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 설비에서 웨이퍼에 따라 직접 개별적인 얼라인 조건을 설정하여 이 설정된 조건에 의해 얼라인먼트가 수행되도록 하는 간단한 개선에 의해 보다 정확한 얼라인먼트가 이루어질 수 있도록 한다.

이러한 개별적인 웨이퍼 얼라인먼트 조건 설정은 공정 수행의 신뢰성을 향상시키게 되므로 제품의 질적 향상을 제공하게 된다.

특히 본 발명은 공정 수행 시간을 대폭 단축시키게 되므로서 얼라인먼트를위한 소요시간을 대단히 절감시키게 되는 공정의 효율성을 증대시키는 경제적인 이점도 있다

Claims (4)

1. 웨이퍼의 정렬 마크에 빛을 주사하여 그 빛이 주사되는 회절차수에 따른 검출 정보를 입력하는 입력부와;

   상기 입력부에 입력된 회절차수별 검출 정보들로부터 산포량을 계산하고, 각 회절차수별 산포량 중 산포경향이 가장 좋은 정보를 검출하는 제어부와;

   상기 제어부에서 검출된 산포경향이 가장 좋은 정보를 저장하는 메모리부와;

   상기 메모리부에 저장된 정보를 상기 제어부가 세팅 신호로 출력하여 정렬을 수행하는 구동부:

   로서 이루어지는 웨이퍼 정렬 제어장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 정렬 마크에 주사되는 빛은 레드 빔과 그린 빔으로 이루어지는 웨이퍼 정렬 제어장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 입력부에는 홀수의 회절차수만을 선택하여 검출 정보가 입력되는 웨이퍼 정렬 제어장치.
4. 내부의 입력값을 초기화하는 단계;

   웨이퍼의 정렬 마크에 주사되는 빛의 회절차수에 따른 검출 정보를 입력하는 단계;

   검출된 각 회절차수별 산포량을 계산하는 단계;

   회절차수별 산포량 중 산포경향이 가장 좋은 정보를 메모리부에 저장하는 단계;

   저장된 정보에 의해 얼라인 세팅 신호로서 출력하는 단계;

   로서 수행되는 웨이퍼 정렬 제어방법.