KR20050068775A - Apparatus for exposure - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 제조공정 중 패턴을 형성하는 포토리소그래피 공정 중에 사용되는 노광 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼의 오버레이를 노광 전에 미리 예측하여 그 값을 보상하여 노광함으로써, 오버레이 에러에 의한 재작업율을 줄여 공정시간 단축 및 원가절감을 기할 수 있게 하는 오버레이 자기 진단 기능을 가지는 노광 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 노광을 위한 빛을 방사하는 광원, 얼라인 마크를 포토레지스트 상에 마킹하는 레이저 광원, 상기 광원 및 상기 레이저 광원으로부터 방사되는 빛의 경로를 웨이퍼를 향하도록 조정하는 빔 스플릿, 상기 얼라인 마크의 위치를 센싱하는 센서, 및 상기 센서로부터 얼라인 마크의 위치 데이터를 수신하고, 이전 공정에서 수신한 얼라인 마크 데이터와 비교하여 마스크의 얼라인 위치를 보정하는 기능을 수행하는 제어부를 포함하여 구성되는 노광 장치가 제공된다. 본 발명에 따르면, 노광 전에 오버레이 값을 예측하여 보정해 줌으로써, 노광 공정 시간의 단축과 재작업률의 감축을 가능하게 하여 제조 원가 및 시간을 절감할 수 있게 된다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus used during a photolithography process for forming a pattern during a semiconductor fabrication process. More particularly, the present invention reworked by overlay errors by predicting a wafer overlay before exposure and compensating for the value thereof. The present invention relates to an exposure apparatus having an overlay self-diagnosis function to reduce the rate and shorten the process time and reduce the cost. According to the present invention, there is provided a light source for emitting light for exposure, a laser light source for marking an alignment mark on a photoresist, a beam split for adjusting a path of light emitted from the light source and the laser light source toward the wafer, and A sensor for sensing the position of the alignment mark, and a control unit for receiving the position data of the alignment mark from the sensor, and performs a function for correcting the alignment position of the mask by comparing with the alignment mark data received in the previous process An exposure apparatus configured to include is provided. According to the present invention, by predicting and correcting the overlay value before exposure, it is possible to shorten the exposure process time and to reduce the rework rate, thereby reducing the manufacturing cost and time.

Description

노광 장치 {Apparatus for Exposure} Exposure device {Apparatus for Exposure}

본 발명은 반도체 제조공정 중 패턴을 형성하는 포토리소그래피(photolithography) 공정 중에 사용되는 노광(exposure) 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼(wafer)의 오버레이를 노광 전에 미리 예측하여 그 값을 보상하여 노광함으로써 오버레이 에러(error)에 의한 재작업(rework)율을 줄여 공정시간 단축 및 원가절감을 기할 수 있게 하는 오버레이 자기 진단 기능을 가지는 노광 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus used during a photolithography process in which a pattern is formed in a semiconductor manufacturing process. More specifically, the overlay of a wafer is predicted before exposure and compensated for. The present invention relates to an exposure apparatus having an overlay self-diagnostic function that reduces the rework rate due to overlay errors and thereby reduces process time and costs.

종래의 노광 장치는 레이저나 백색광을 이용하여 웨이퍼 상에 이미 형성된 얼라인 마크(alignment mark) 또는 전공정 마크의 위치를 파악(wafer alignment)한 후 전공정과 정렬된 상태로 노광 공정이 진행될 수 있게 하였다. Conventional exposure apparatus uses a laser or white light to identify the alignment mark or preprocess mark already formed on the wafer, and then perform the exposure process in a state aligned with the preprocess. It was.

오버레이(overlay)라 함은 기존에 형성된 레이어(layer)와 현재 형성하고 있는 레이어가 얼마나 정확하게 중첩되는지를 나타내는 공정지수이다. 노광 공정 후에 현상이 완료된 후, 다시 정확하게 이전 공정과 현재 진행한 결과가 일치하는지를 오버레이 측정(overlay measurement) 장치를 이용하여 측정한다. 그 결과를 노광 장치가 계산한 결과와 비교하여 보정하고, 다시 이후 웨이퍼부터 보정 결과를 적용하여 노광을 다시 실시한다. An overlay is a process index indicating how accurately an existing layer and a currently formed layer overlap. After the development is completed after the exposure process, it is again measured by using an overlay measurement apparatus to accurately match the results of the previous process and the current progress. The result is corrected by comparing with the result calculated by the exposure apparatus, and then the exposure is performed again by applying the correction result from the wafer.

즉, 노광 장치가 계산한 결과와 실제 노광 후의 결과가 일치하지 않기 때문에 발생하는 문제로 인한 재작업률이 매우 높다. 따라서, 오버레이 에러를 감소시킴으로써, 포토리소그래피 공정의 효율을 크게 향상시킬 수 있다.That is, the rework rate due to a problem that occurs because the results calculated by the exposure apparatus and the actual post-exposure results do not coincide very high. Thus, by reducing the overlay error, the efficiency of the photolithography process can be greatly improved.

실제 노광 장치가 웨이퍼상의 마크를 인식하는 것은 패턴 원판(reticle)의 위치와 웨이퍼의 위치를 직접적으로 계산하지 못하기 때문에 발생하기도 하지만, 웨이퍼를 올려놓는 웨이퍼 스테이지의 정밀도, 마크 리딩(mark reading)의 정밀도에 따라 노광 후에 오버레이가 결정된다. Although the actual exposure device recognizes the mark on the wafer because it cannot calculate the position of the pattern disc and the position of the wafer directly, the accuracy of the wafer stage on which the wafer is placed, the mark reading, Depending on the precision, the overlay is determined after exposure.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 본 발명의 목적은 웨이퍼(wafer)의 오버레이를 노광 전에 미리 예측하여 그 값을 보상하여 노광함으로써, 오버레이 에러(error)에 의한 재작업(rework)율을 줄여 공정시간 단축 및 원가절감을 기할 수 있게 하는 오버레이 자기 진단 기능을 가지는 노광 장치를 제공하는 것이다. The present invention was developed to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to predict the overlay of a wafer before exposure and compensate for the value thereof, thereby exposing the overlay to be caused by an overlay error. It is to provide an exposure apparatus having an overlay self-diagnostic function that can reduce the rework rate to shorten the process time and reduce the cost.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 노광을 위한 빛을 방사하는 노광용 광원, 얼라인 마크를 포토레지스트 상에 마킹하는 마킹용 광원, 상기 노광용 광원 및 상기 마킹용 광원으로부터 방사되는 빛의 경로를 웨이퍼를 향하도록 조정하는 빔 스플릿, 상기 얼라인 마크의 위치를 센싱하는 센서 및 상기 센서로부터 얼라인 마크의 위치 데이터를 수신하고, 이전 공정에서 수신한 얼라인 마크 데이터와 비교하여 마스크의 얼라인 위치를 보정하는 기능을 수행하는 제어부를 포함하여 구성되는 노광 장치를 제공함으로써 달성된다.An object of the present invention as described above, the exposure light source for emitting light for exposure, the marking light source for marking the alignment mark on the photoresist, the light source for the exposure and the path of the light emitted from the marking light source to the wafer Receives the beam split to adjust the direction, the sensor for sensing the position of the alignment mark and the position data of the alignment mark from the sensor, and corrects the alignment position of the mask by comparing with the alignment mark data received in the previous process It is achieved by providing an exposure apparatus configured to include a control unit for performing a function.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 1에는 본 발명에 따른 노광 장치의 개략적인 구성이 도시되어 있다.1 shows a schematic configuration of an exposure apparatus according to the present invention.

도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 노광 장치(1)는 노광을 위한 빛을 방사하는 광원(10), 얼라인 마크를 포토레지스트 상에 마킹하는 레이저를 방사하는 광원(30), 상기 광원(10, 30)들의 빛의 경로를 웨이퍼를 향하도록 수정하는 빔 스플릿(beam split)(20)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the exposure apparatus 1 according to the present invention includes a light source 10 that emits light for exposure, a light source 30 that emits a laser marking alignment marks on a photoresist, and And a beam split 20 that modifies the path of light of the light sources 10 and 30 to the wafer.

본 발명에 따른 노광 장치(1)는 종래의 노광 장치와는 다르게, 얼라인 마크를 포토레지스트(photoresist) 상에 마킹하는 레이저를 방사하는 광원(30)을 더 포함하게 된다. The exposure apparatus 1 according to the present invention, unlike the conventional exposure apparatus, further includes a light source 30 for emitting a laser marking an alignment mark on a photoresist.

이러한 구성을 가지는 본 발명에 따른 노광 장치는 다음과 같이 작동된다.The exposure apparatus according to the present invention having such a configuration is operated as follows.

도 1에 도시된 것과 같이, 상기 광원(10)으로부터 방사된 노광 빔이 지나는 상기 빔 스플렛을 향하여 상기 얼라인 마크를 마킹하기 위한 레이저 광원(30)이 설치되어, 노광 전 강한 레이저로 웨이퍼 표면의 포토레지스트 상에 오버레이 마크(overlay mark)를 마킹한다. 마킹된 위치와 전공정의 오버레이 마크를 다시 노광 장치가 리딩함으로써, 미리 노광의 오버레이 값을 알 수가 있게 된다. 이 오버레이 값을 피드백(feedback) 함으로써, 노광 및 현상 공정을 수행하지 않은 상태에서 오버레이 보정을 수행할 수 있다.As shown in FIG. 1, a laser light source 30 for marking the alignment mark toward the beam split through which the exposure beam radiated from the light source 10 passes is provided, and the wafer surface is exposed by a strong laser before exposure. Mark an overlay mark on the photoresist. By the exposure apparatus reading the marked position and the overlay mark of the previous process again, the overlay value of the exposure can be known in advance. By feedbacking this overlay value, overlay correction can be performed without performing the exposure and development processes.

즉, 종래에는 웨이퍼 정렬(alignment), 노광 및 현상 공정, 오버레이 측정, 웨이퍼 정렬 및 오버레이 측정값 피드백, 재노광의 순으로 노광 공정이 진행되었으나, 본 발명에 따른 노광 장치를 사용하는 경우, 웨이퍼 정렬, 레이저에 의한 오버레이 마킹, 오버레이 측정, 오버레이 측정 값을 피드백하는 순으로 노광 공정이 진행되게 된다. That is, in the past, the exposure process was performed in the order of wafer alignment, exposure and development processes, overlay measurement, wafer alignment and overlay measurement value feedback, and re-exposure. However, in the case of using the exposure apparatus according to the present invention, the wafer alignment is performed. The exposure process proceeds in order of feedback of the overlay marking by the laser, measurement of the overlay, and feedback of the overlay measurement.

본 발명에 따르면, 노광 전에 오버레이 값을 예측하여 보정해 줌으로써, 노광 공정 시간의 단축과 재작업률의 감축을 가능하게 하여 제조 원가 및 시간을 절감할 수 있게 된다. According to the present invention, by predicting and correcting the overlay value before exposure, it is possible to shorten the exposure process time and to reduce the rework rate, thereby reducing the manufacturing cost and time.

이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.In the above, certain preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. will be.

도 1에는 본 발명에 따른 노광 장치의 개략적인 구성이 도시되어 있다.1 shows a schematic configuration of an exposure apparatus according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1: 노광 장치 10: 노광용 광원1: Exposure apparatus 10: Light source for exposure

20: 빔 스플릿 30: 마킹용 광원20: beam split 30: light source for marking

40: 웨이퍼40: wafer

Claims (1)

노광을 위한 빛을 방사하는 광원; A light source for emitting light for exposure; 얼라인 마크를 포토레지스트 상에 마킹하는 광원; A light source for marking the alignment mark on the photoresist; 상기 광원들로부터 방사되는 빛의 경로를 웨이퍼를 향하도록 조정하는 빔 스플릿; A beam split that directs a path of light emitted from the light sources toward the wafer; 상기 얼라인 마크의 위치를 센싱하는 센서; 및 A sensor for sensing a position of the alignment mark; And 상기 센서로부터 얼라인 마크의 위치 데이터를 수신하고, 이전 공정에서 수신한 얼라인 마크 데이터와 비교하여 마스크의 얼라인 위치를 보정하는 기능을 수행하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 노광 장치. And a controller configured to receive the position data of the alignment mark from the sensor and perform a function of correcting the alignment position of the mask in comparison with the alignment mark data received in the previous process.
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