KR20070005820A

KR20070005820A - 정렬 노광 장치

Info

Publication number: KR20070005820A
Application number: KR1020050060845A
Authority: KR
Inventors: 장학수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-07-06
Filing date: 2005-07-06
Publication date: 2007-01-10

Abstract

본 발명인 정렬 노광 장치는 복수의 광원들을 가지는 광원부와, 각각의 상기 광원들을 상하 또는 좌우로 이동가능한 구동부와, 상기 광원들 중 사용중인 광원의 사용시간을 표시하는 타이머와, 상기 타이머로부터 신호를 수신하여 기설정된 시간이 도달한 때에는 상기 구동부를 구동하여 사용중인 광원을 비사용중인 광원으로 교체하는 제어부를 포함한다.

정렬, 할로겐 램프, FIA

Description

정렬 노광 장치{exposure apparatus}

도 1은 종래의 광원부를 개략적으로 나타내는 사시도;

도 2는 정렬 노광 장치를 개략적으로 나타내는 도면;

도 3은 본 발명에 따른 정렬 노광 장치 중 광원부를 개략적으로 나타내는 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 광원부 12 : 할로겐 램프

14 : 램프 소켓 110 : 광원부

112 : 제1광원 114 : 제2광원

116 : 타이머 118 : 구동부

119 : 제어기 120 : 정렬 지표

130 : 광경로 제공기 132 : 필터

134 : 빔 스플리터 136 : 반사 미러

140 : 빔 스플리터 150 : 촬상소자

160 : 웨이퍼

본 발명은 반도체 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 필드 이미지 정렬 방식(field image allignment:FIA)에 의한 정렬 노광 장치에 관한 것이다.

반도체 제조 공정 중 사진 공정은 크게 포토레지스트(photo resist) 도포 공정, 정렬/노광 공정, 현상공정으로 분류될 수 있다. 여기에서 정렬과정은 XY 테이블 상에 탑재된 반도체 웨이퍼가 원하는 위치에 정확하게 정렬(alignment)되어 있는지를 판별하는 것으로, 매우 중요하다. 그런데, 일반적으로 레이져를 이용한 정렬 방식은 회절 격자의 정렬 마크를 이용하기 때문에 다른 패턴(pattern)과의 식별성이 높으며, 낮은 단차인 마크의 인식도 우수하다. 그러나 간섭성이 큰 광이기 때문에 레지스트(resist)의 도포 얼룩이 있거나 마크 형상이 비대칭인 경우 스케일링 에러(scaling error), 표면이 거친 알루미늄 웨이퍼 등에서는 랜덤(random) 에러가 발생하는 경우가 있고 중복 정밀도가 저하한다.

최근에는 상술한 레이져의 정렬 방식 대신에 필드 이미지 정렬(Field Image Alignment:FIA) 방식을 널리 사용하고 있다. 이 필드 이미지 정렬 방식은 할로겐 램프에서 나오는 광대역의 비간섭 광을 웨이퍼 상의 필드 이미지 정렬용 정렬마크에 조사하고 마크에서 반사된 광이 씨씨디(Charge Coupled Device:CCD) 센서에 의해 감지되고 이 감지된 신호는 화상 신호로서 정렬제어기(Alignment Controller)에서 처리되어 웨이퍼의 필드 이미지 정렬용 정렬 마크의 중심으로 정렬 정확도를 측정한다. 이러한 필드 이미지 정렬 방식은 레이져 정렬 방식에 비해 간섭성이 낮은 광대역광(할로겐 램프의 광)을 이용하기 때문에 레지스트(resist)의 도포 얼룩이 있거나 마크 형상이 비대칭인 경우에도 스케일링 에러가 작고, 화상 처리의 평균화에 의해 랜덤 에러가 저감되는 효과가 있다.

이와 같은 필드 이미지 정렬 방식은 통상 웨이퍼의 수평축 방향에 대한 정렬과 웨이퍼의 수직축 방향에 대한 정렬을 별도로 수행한다.

도 1은 종래의 광원부(10)를 개략적으로 나타내는 사시도이다.

상기한 바와 같이 필드 이미지 정렬 방식에서는 광대역광인 할로겐 램프(12)의 광을 이용한다. 할로겐 램프(12)는 램프 소켓(14)에 의하여 하우징(16)에 장착된다.

그러나, 할로겐 램프(12)는 시간이 경과함에 따라 빛의 강도가 낮아지므로 주기적으로 교체해야 하는 소모품이며, 일반적으로 니콘사의 스테퍼 설비에서는 안전한 사용시간을 2,000시간으로 보고 있다. 따라서, 종래에는 2,000시간 이상일 경우 엔지니어의 판단하에 교체하였으나, 교체 주기가 일정하지 않으며 램프 교체시 30분 내지 50분 가량 장치의 작동이 중지되므로 많은 시간을 낭비할 수 밖에 없었다.

본 발명의 목적은 필드 이미지 정렬 방식에 있어서 광원을 제공하는 할로겐 램프의 교체로 인해 설비가동률이 저하되는 것을 방지할 수 있는 정렬 노광 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따르면 정렬 노광 장치는 복수의 광원들을 가지는 광원부와, 각각 의 상기 광원들을 상하 또는 좌우로 이동가능한 구동부와, 상기 광원들 중 사용중인 광원의 사용시간을 표시하는 타이머와, 상기 타이머로부터 신호를 수신하여 기설정된 시간이 도달한 때에는 상기 구동부를 구동하여 사용중인 광원을 비사용중인 광원으로 교체하는 제어부를 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도 2 및 도 3을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석돼서는 안 된다. 본 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.

도 2는 정렬 노광 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 2에 나타낸 바와 같이 정렬 노광 장치는 광원부(110), 정렬 지표(120), 광경로 제공기(130), 빔 스플리터(140), 촬상 소자(150), 웨이퍼(160)를 포함한다. 광원부(110)는 참조광을 생성하여 광경로 제공기(130)에 제공한다.

광경로 제공기(130)는 광원부(110)로부터 생성된 참조광이 웨이퍼(160) 상에 조사되도록 하는 광의 직진 경로를 제공하고, 웨이퍼(160)로부터 반사된 광이 정렬 지표(120)에 전달되도록 하는 광의 역진 경로를 제공하는 것으로, 필터(132)와 빔 스플리터(134)와 반사 미러(136)를 포함한다. 즉, 광원부(110)로부터 생성된 참조광은 필터(132)에 의해 레지스트(resist)에 비감광인 광대역광으로 변환된 후 빔 스플리터(132)를 경유하고, 반사 미러(136)에 의해 반사되어 웨이퍼(160) 상에 조 사된다.

웨이퍼(160)에서 반사된 광은 반사 미러(136)에서 반사된 후, 빔 스플리터(134)에 의해 정렬 지표(120)에 제공된다.

정렬 지표(120)를 경유한 광은 빔 스플리터(140)에 제공된다. 빔 스플리터(140)는 정렬 지표(120)로부터 제공되는 광을 분리하여 촬상소자(150)로 제공한다. 촬상소자(150)는 CCD(Charge Coupled Device)로 구성된다.

도 3은 본 발명에 따른 정렬 노광 장치 중 광원부(110)를 개략적으로 나타내는 도면이다.

광원부(110)는 제1광원(112)과 제2광원(114)을 구비한다. 제1광원(112)과 제2광원(114)는 상호 측방향으로 나란하게 인접해 있으며, 본 실시예와 달리 상하 방향으로 인접할 수 있다. 본 실시예에서는 두개의 광원이 사용되었으나, 필요에 따라 세개 이상의 광원이 사용될 수 있다.

광원부(110)는 타이머(116)와 상호 연결되어 있다. 타이머(116)는 광원의 사용시간을 확인하기 위한 것으로, 제1광원(112) 또는 제2광원(114) 중 사용중인 광원과 상호 연결되며, 사용중인 광원이 최초로 사용된 때부터 얼마 시간동안 사용되었는지를 체크한다.

구동부(118)는 광원부(110)와 기계적으로 연결되어 상하 또는 좌우 방향으로 광원부(110)를 이동한다. 이는 사용중인 제1광원(112) 또는 제2광원(114)을 비사용중인 제1광원(112) 또는 제2광원(114)으로 교체하기 위한 것이다. 예를 들어, 제1광원(112)가 사용중일 경우 제1광원(112)은 광경로 상에 위치하고 있다. 만일 제1 광원(112)을 제2광원(114)로 교체할 경우, 제1광원(112)을 구동부(118)에 의하여 광경로로부터 이탈하고, 제2광원(114)을 구동부(118)에 의하여 광경로 상에 위치하도록 하는 것이다.

구동부(118)는 구동부(118)를 제어할 수 있는 제어기(119)와 연결되며, 제어기(119)는 타이머(116)와 연결된다. 제어기(119)는 타이머(116)로부터 받은 사용시간에 관한 정보를 이용하여 구동부(118)를 작동하기 위한 것이다.

본 발명인 정렬 노광 장치의 작동순서를 설명하면 다음과 같다. 제1광원(112)이 광경로 상에 위치하여 사용될 때 타이머(116)가 작동한다. 타이머(116)는 제1광원(112)의 사용시간을 체크한다.

제어기(119)는 타이머(116)에 의하여 체크되는 사용시간을 확인하며, 사용시간이 설정된 시간이 되면 사용중인 제1광원(112)을 비사용중인 제2광원(114)으로 교체하기 위하여 구동부(118)를 작동한다. 상기한 바와 같이 광원으로 사용되는 할로겐 램프는 제조사에 의해 제시된 안전 사용시간이 2,000시간이므로, 타이머(116)에 의하여 체크된 제1광원(112)의 사용시간이 2,000시간이 되면 할로겐 램프을 교체할 필요가 있다. 다만, 본 발명과 달리 할로겐 램프의 성능에 따라 설정시간은 2,000시간 이상이거나 2,000시간 이하일 수도 있다.

구동부(118)는 제1광원(112)을 광경로 상에서 이탈시키고, 제2광원(114)를 광경로 상에 위치시킨다. 제2광원(114)가 광경로 상에 위치하면 제2광원(114)는 제1광원(112)를 대체하여 광원을 제공하며, 이후 엔지니어는 사용수명이 다한 제1광원(112)의 할로겐 램프를 제1광원(112)이 광경로를 이탈한 상태에서 교체하므로 장 치는 제2광원(114)에 의하여 계속 작동되는 상태를 유지한다.

본 발명에 의하면, 타이머에 의하여 할로겐 램프의 사용시간을 체크한 후 제어기에 의하여 자동적으로 할로겐 램프를 교체할 수 있으며, 할로겐 램프의 교체단계에서 장치를 멈추지 않는 바 불필요한 시간낭비를 막을 수 있다.

Claims

정렬 노광 장치에 있어서,

복수의 광원들을 가지는 광원부와;

각각의 상기 광원들을 상하 또는 좌우로 이동가능한 구동부와;

상기 광원들 중 사용중인 광원의 사용시간을 표시하는 타이머와;그리고,

상기 타이머로부터 신호를 수신하여 기설정된 시간이 도달한 때에는 상기 구동부를 구동하여 사용중인 광원을 비사용중인 광원으로 교체하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정렬 노광 장치.