KR20050069460A - 반도체 제조 장비의노광장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조 장비의 노광장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 센서를 사용하여 위치 차이를 검출할 수 있는 노광장치에 관한 것이다.

본 발명의 반도체 제조 장비의 노광장치는 조사센서 슬릿을 통한 빔이 웨이퍼에 반사되어 감지센서 슬릿을 통과할 때 지정된 센서에서 검출된 신호에 의해 웨이퍼 표면의 경사를 검출함에 기술적 특징이 있다.

따라서, 본 발명의 반도체 제조 장비의 노광장치는 노광 샷의 크기에 따라 자동 포커스나 위치 조절이 가능하고, EBR로 생기는 코팅 두께의 단차에 따른 디포커스를 예방하여 수율이 향상되며, 화이트 시스템에서 사용하는 광원을 이용함으로써 비용 절감 및 장치 내부의 발열을 경감하는 효과가 있다.

Description

반도체 제조 장비의 노광장치{Lithography apparatus of semiconductor manufacturing equipment}

본 발명은 반도체 제조 장비의 노광장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 센서를 사용하여 위치 차이를 검출할 수 있는 노광장치에 관한 것이다.

반도체 소자를 제조하기 위한 공정중 웨이퍼상에 소정의 패턴을 형성시키기 위한 포토리소그래피 공정에는 여러 가지의 노광장치가 사용되고 있으며, 현재는 포토마스크 또는 레티클(이하 '레티클'이라 함)의 패턴을 투영 광학계를 통하여 표면에 포토레지스트 등의 감광 재료가 도포된 웨이퍼 또는 유리판 등의 기판(이하, '웨이퍼'라 함)상에 전사하는 투영 노광시스템이 일반적으로 사용되고 있다.

이러한 투영 노광시스템으로 웨이퍼를 2차원적으로 이동이 자유로운 웨이퍼 스테이지 상에 위치시키고, 이 웨이퍼 스테이지에 의해 웨이퍼를 스텝핑시켜서, 레티클의 패턴을 웨이퍼상의 각 쇼트 영역에 순차적으로 노광시키는 동작을 반복하는 축소 투영 노광시스템 이른바 스텝퍼(stepper)가 주류를 이루고 있다.

도 1은 종래의 노광장치를 나타내는 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 노광장치는 빔을 발생시켜 균일한 조도 분포로 조명시키는 조명계(1), 상기 조명계(1)로부터 균일한 조도 분포를 가지는 빔이 조명되는 레티클(2)과 상기 레티클(2)의 패턴상을 웨이퍼 표면에 축소 투영하는 축소투영렌즈(3), 상기 축소투영렌즈(3)로부터 레티클(2)의 패턴상이 축소 투영되는 웨이퍼가 놓여지는 웨이퍼 스테이지(4)를 포함한다.

한편, 상기 레티클(2)은 회로 패턴이 형성된 면을 보호하기 위해 페리클(Pellicle)(2a)이 부착되며, 상기 페리클(2a)에 파티클이 부착될 경우 노광시 그 부분에 해당하는 웨이퍼상의 패턴 형성에 심각한 영향을 미치게 된다. 따라서, 노광장치에는 페리클(2a)에 파티클의 부착 여부를 검출하는 페리클 검사장치가 구비된다.

도 2는 종래의 페리클 검사장치를 나타내는 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 레이저 빔을 발생시키는 레이저 다이오드(5), 상기 레이저 다이오드(5)로부터 발생된 레이저 빔을 반사시켜 페리클(2a)면과 약 1도의 각도를 이루도록 페리클(2a)면에 조사되게 제 1미러(6), 상기 제 1 미러(6)로부터 반사된 레이저 빔이 페리클(2a)면의 파티클에 의해 산란시 산란된 레이저 빔을 일정 위치로 반사시키는 복수의 제 2미러(7a, 7b), 상기 제 2 미러(7a, 7b)로부터 반사되는 산란된 레이저 빔을 집광하는 집광렌즈(8), 상기 집광렌즈(8)에 집광되는 산란된 레이저 빔으로부터 파티클의 사이즈 및 포지션을 검출하는 이미지센서(9)를 포함한다.

상기와 같은 종래의 페리클 검사장치는 레이저 다이오드의 레이저 빔이 페리클면에 고정되어 입사될 뿐만 아니라 레이저 빔과 페리클면이 이루는 각도가 1 도 정로 매우 작기 때문에 얇은 막으로 형성된 페리클면에 작업자의 지문 등에 의해 손상을 입었을 경우에는 미처 이를 체크하지 못하여 페리클의 손상부위의 투과율 및 굴절률이 변동됨으로써 노광시 페리클의 손상된 부분을 통과하는 레티클의 패턴 상이 웨이퍼에 전사되어 웨이퍼의 결함을 발생시키고, 이로 인해 웨이퍼의 수율을 현저하게 저하시키는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 웨이퍼의 가장자리 부분의 디포커스된 부분을 센서를 사용하여 자동 포커스나 위치조절하여 수율이 향상되도록 하는 반도체 제조 장비의 노광장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은 조사센서 슬릿을 통한 빔이 웨이퍼에 반사되어 감지센서 슬릿을 통과할 때 지정된 센서에서 검출된 신호에 의해 웨이퍼 표면의 경사를 검출하는 반도체 제조 장비의 노광장치에 의해 달성된다.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 노광장치를 나타내는 구성도이다. 도 3에서와 같이, 레티클의 패턴을 웨이퍼 면에 노광할 때 상기 웨이퍼의 단차를 센싱하고 적절하게 위치 조절한다.

먼저, 조사센서 슬릿(Projection Sensor Slit)(100)을 통한 빔이 웨이퍼를 작은 각으로 통과한 4군데 부분(도 2에 도시된 P1, P2, Q1, Q2)의 반사된 신호는 다시 반사되어 감지센서 슬릿(Detection Sensor Slit)(110)을 통과할 때 지정된 센서의 포인트에서 검출된 신호가 최대치일 때 최적의 높이이고, 상기 4군데 부분의 평균 높이는 웨이퍼 표면의 높이가 된다. 이때, 4군데 부분 간의 차이는 X축과 Y축에서 웨이퍼 표면의 경사를 결정한다.

도 4는 본 발명에 따른 샷 맵(Shot Map)을 나타내는 도면이다. 도 4에서는 가장자리 샷의 영역에서 포커스 가장자리 클리어런스(Clearance) 영역에 걸리지 않도록 센서의 지정이 가능하므로 가장자리 디포코스에 취약한 단점을 극복할 수 있다.

본 발명은 종래의 레드 시스템에서 사용한 820nm의 측정 레이저, 레퍼런스(Reference) 레이저와 화이트 시스템에서 광원으로 사용한 할로겐(Halogen) 램프 대신에 화이트 시스템에서 사용했던 광원을 이용함으로써 비용 절감과 장치 내부의 발열을 경감한다. 상기 광원은 바람직하게 LED를 이용한다.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명의 반도체 제조 장비의 노광장치는 노광 샷의 크기에 따라 자동 포커스나 위치 조절이 가능하고, EBR(Edge Bead Removal)로 생기는 코팅 두께의 단차에 따른 디포커스를 예방하여 수율이 향상되며, 화이트 시스템(White System)에서 사용하는 광원을 이용함으로써 비용 절감 및 장치 내부의 발열을 경감하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 노광장치를 나타내는 구성도이다.

도 2는 종래의 페리클 검사장치를 나타내는 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 노광장치를 나타내는 구성도이다.

도 4는 본 발명에 따른 샷 맵을 나타내는 도면이다.

Claims (3)

1. 반도체 제조장비의 노광장치에 있어서,

   조사센서 슬릿을 통한 빔이 웨이퍼에 반사되어 감지센서 슬릿을 통과할 때 지정된 센서에서 검출된 신호에 의해 웨이퍼 표면의 경사를 검출하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장비의 노광장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 슬릿 중 지정된 센서에서 검출된 신호가 최대값일 때 최적의 웨이퍼 높이로 결정하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장비의 노광장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 슬릿 중 하나 이상의 센서는 노광이 가장자리 샷의 영역에서 포커스 가장자리 클리어런스 영역에 걸리지 않도록 지정됨을 특징으로 하는 반도체 제조 장비의 노광장치.