KR20070021363A - Equipment for photo exposing wafer - Google Patents

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KR20070021363A KR1020050075548A KR20050075548A KR20070021363A KR 20070021363 A KR20070021363 A KR 20070021363A KR 1020050075548 A KR1020050075548 A KR 1020050075548A KR 20050075548 A KR20050075548 A KR 20050075548A KR 20070021363 A KR20070021363 A KR 20070021363A
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백종기
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Abstract

본 발명은 생산 수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 반도체 노광설비를 개시한다. 그의 설비는 외부에서 인가되는 전원전압에 의해 소정의 광을 생성하는 광원; 상기 광원에서 생성된 광의 광에너지를 검출하는 제 1 센서; 상기 광원에서 생성된 광을 전달하는 광전달부; 상기 광전달부에서 전달되는 광을 투영시키는 소정의 패턴이 형성된 레티클; 상기 레티클에서 투영된 광의 일부를 추출하여 광에너지를 검출하는 제 2 센서; 상기 레티클에서 투영된 광을 축소 투과시켜 웨이퍼 표면으로 입사시키는 축소투영렌즈; 상기 축소투영렌즈에서 축소 투과되는 상기 광의 일부를 검출하는 제 3 센서; 및 상기 제 2 센서와 제 3 센서에서 검출된 광에너지의 오프셋값의 변동 시 해당 오프셋값에 대응되는 광에너지가 상기 제 1 센서를 통해 검출되는지를 판단하여 상기 광원에서 상기 오프셋값을 벗어나는 광을 생성하지 않도록 제어신호를 출력하는 노광 제어부를 포함함에 의해 노광공정불량을 방지할 수 있기 때문에 생산 수율을 향상시킬 수 있다.The present invention discloses a semiconductor exposure apparatus capable of increasing or maximizing production yield. Its facilities include a light source for generating a predetermined light by the power supply voltage applied from the outside; A first sensor for detecting light energy of light generated by the light source; A light transmitting unit configured to transfer the light generated by the light source; A reticle in which a predetermined pattern for projecting light transmitted from the light transmitting unit is formed; A second sensor extracting a part of the light projected from the reticle to detect light energy; A reduction projection lens that transmits the light projected from the reticle to be incident on the surface of the wafer; A third sensor which detects a part of the light reduced in size by the reduction projection lens; And determining whether the light energy corresponding to the offset value is detected through the first sensor when the offset value of the light energy detected by the second sensor and the third sensor is detected. By including an exposure control unit which outputs a control signal so as not to generate, it is possible to prevent the exposure process failure, thereby improving the production yield.

웨이퍼(wafer), 레티클(reticle), 축소투영렌즈, 센서(sensor), 오프셋(offset) Wafer, Reticle, Projection Lens, Sensor, Offset

Description

반도체 노광설비{Equipment for photo exposing wafer}Semiconductor exposure equipment {Equipment for photo exposing wafer}

도 1은 종래 기술에 따른 반도체 노광설비를 개략적으로 나타낸 다이아 그램.1 is a diagram schematically showing a semiconductor exposure apparatus according to the prior art.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 노광설비를 개략적으로 나타낸 다이아 그램.2 is a diagram schematically showing a semiconductor exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

110 : 광원 120 : 광원 제어부110: light source 120: light source control unit

130 : 광전달부 140 : 레티클130: light transmitting unit 140: reticle

150 : 제 2 에너지 센서 160 : 스팟 센서150: second energy sensor 160: spot sensor

170 : 축소투영렌즈 180 : 노광 제어부170: reduction projection lens 180: exposure control unit

190 : 웨이퍼 스테이지 200 : 제 1 에너지 센서190: wafer stage 200: first energy sensor

본 발명은 반도체 제조설비에 관한 것으로, 상세하게는 광원으로부터 생성된 광을 레티클에 투영시켜 웨이퍼 상에 형성된 포토레지스트를 감광시키는 반도체 노광설비에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor manufacturing equipment, and more particularly, to a semiconductor exposure equipment for projecting light generated from a light source onto a reticle to expose photoresist formed on a wafer.

최근, 반도체 제조 업계에서는 반도체 칩의 동작 속도를 증대시키고 단위 면적당 정보 저장 능력을 증가시키기 위하여 반도체 집적 회로 공정에 적용되는 최소 선폭이 꾸준히 줄어드는 추세에 있다. 또한, 반도체 웨이퍼 상에 집적화 되는 트랜지스터와 같은 반도체 소자의 크기가 서브 하프 마이크론 이하로 축소되고 있는 시점에서 이에 따른 새로운 기술과 반도체 제조 공정이 계속적으로 도입되고 있다. Recently, in the semiconductor manufacturing industry, the minimum line width applied to the semiconductor integrated circuit process has been steadily decreasing to increase the operation speed of the semiconductor chip and increase the information storage capability per unit area. In addition, when the size of a semiconductor device such as a transistor integrated on a semiconductor wafer is reduced to less than a sub-half micron, new technologies and semiconductor manufacturing processes are continuously introduced.

예컨대, KrF 또는 ArF와 같은 단파장의 레이저광을 광원으로 사용한 노광공정의 도입으로 반도체 소자의 선폭 축소 고집적화가 가능하여졌다. 이와 같은 단파장의 광원을 사용하는 스테퍼(Stepper) 또는 스케너(scanner)와 같은 반도체 노광설비는 반송되는 웨이퍼(Wafer) 상부에 레티클(Reticle)의 마스크 패턴(Mask Pattern)을 정렬 위치시켜 조명광 및 포커스 렌즈(Focus Lens)를 이용하여 조사시킴으로써 웨이퍼 상에 회로 패턴을 형성시킬 수 있다.For example, the introduction of an exposure process using a short wavelength laser light such as KrF or ArF as a light source enables high integration of line width reduction of semiconductor devices. Semiconductor exposure equipment such as steppers or scanners using such short wavelength light sources align the mask pattern of the reticle on the wafer to be transported to illuminate and focus the lens. By irradiating with (Focus Lens), a circuit pattern can be formed on a wafer.

이하, 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 반도체 노광설비를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a semiconductor exposure apparatus according to the prior art will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래 기술에 따른 반도체 노광설비를 개략적으로 나타낸 다이아 그램이다.1 is a diagram schematically showing a semiconductor exposure apparatus according to the prior art.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 반도체 노광설비는 외부에서 인가되는 전원전압에 의해 소정 파장의 광을 생성하는 광원(10)과, 상기 광원(10)에서 생성된 광을 웨이퍼(W)에 전달하는 광전달부(30)와, 상기 광전달부(30)에서 전달되는 광을 투영시키는 소정의 패턴이 형성된 레티클(40)과, 상기 레티클(40)에서 투영된 광의 일부를 추출하여 광에너지를 검출하는 에너지 센서(50)와, 상기 레티클(40)에서 투영된 광을 축소 투과시켜 웨이퍼(W) 표면으로 입사시키는 축소투영렌즈(70)와, 상기 축소투영렌즈(70)에서 축소 투과되는 상기 광의 일부를 검출하는 스팟 센서(spot sensor, 60)와, 상기 스팟 센서(60)와 상기 에너지 센서(50)에서 검출된 광의 광에너지를 서로 비교하여 오프셋값을 산출하여 상기 광원(10)에서 오프셋값에 해당되는 광을 생성토록 제어신호를 출력하는 노광 제어부(80)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, a conventional semiconductor exposure apparatus includes a light source 10 generating light having a predetermined wavelength by a power supply voltage applied from the outside, and light generated by the light source 10 to the wafer W. FIG. The light transmission unit 30 to transmit, a reticle 40 having a predetermined pattern projecting the light transmitted from the light transmission unit 30, and a part of the light projected from the reticle 40 to extract light energy The energy sensor 50 for detecting the light, the reduced projection lens 70 for transmitting the light projected from the reticle 40 to enter the surface of the wafer (W), and the reduced transmission through the reduced projection lens 70 The spot sensor 60 which detects a part of the light and the light energy of the light detected by the spot sensor 60 and the energy sensor 50 are compared with each other to calculate an offset value in the light source 10. Outputs control signal to generate light corresponding to offset value It is configured to include an exposure control unit (80).

여기서, 상기 축소투영렌즈(70)는 상기 레티클(40)에 형성된 상기 패턴에 투영되어 직진하는 상기 광을 수집하여 상기 패턴을 축소시켜 상기 웨이퍼(W)의 표면에 형성된 포토레지스트를 감광시킬 수 있도록 상기 웨이퍼(W) 표면으로 입사시킨다. 예컨대, 상기 축소투영렌즈(70)는 다수개의 볼록렌즈 또는 오목렌즈와 같은 광학계를 사용하여 상기 패턴에 투영되어 입사되는 광을 이상적으로 축소시켜 출사시킬 수 있도록 설계되어 있으나, 상기 축소투영렌즈(70)를 투과하는 광은 다수개의 볼록렌즈 또는 오목렌즈를 통과하면서 광손실이 유발될 수 있다.Here, the reduction projection lens 70 collects the light which is projected on the pattern formed on the reticle 40 and goes straight to reduce the pattern so that the photoresist formed on the surface of the wafer W is exposed. Incident on the surface of the wafer (W). For example, the reduction projection lens 70 is designed to ideally reduce the light projected onto the pattern and to emit the light by using an optical system such as a plurality of convex or concave lenses, but the reduction projection lens 70 The light passing through) may pass through a plurality of convex or concave lenses, causing light loss.

따라서, 상기 축소투영렌즈(70)로 입사되는 광의 일부가 상기 축소투영렌즈(70)의 전단에 형성된 빔 스플리터와 같은 제 1 광분리 수단(52)을 통해 분해되어 상기 에너지 센서(50)에서 검출된다. 또한, 상기 축소투영렌즈(70)에서 투과되는 광의 일부가 상기 축소투영렌즈(70)의 후단에 형성된 제 2 광분리 수단(62)을 통해 분해되어 상기 스팟 센서(60)에서 검출된다. 이때, 상기 스팟 센서(60)에서 검출된 광에너지가 상기 웨이퍼(W)의 표면에 입사되는 광에너지를 나타내기 때문에 상기 광에너지가 설정된 값에 도달되어야만 노광공정이 정상적으로 진행될 수 있다.Therefore, a part of the light incident on the reduction projection lens 70 is decomposed through the first optical separation means 52 such as a beam splitter formed in front of the reduction projection lens 70 and detected by the energy sensor 50. do. In addition, a part of the light transmitted from the reduction projection lens 70 is decomposed through the second optical separation means 62 formed at the rear end of the reduction projection lens 70 and detected by the spot sensor 60. In this case, since the light energy detected by the spot sensor 60 represents the light energy incident on the surface of the wafer W, the exposure process may proceed normally only when the light energy reaches a set value.

상기 노광 제어부(80)는 스팟 센서(60)에서 검출된 광에너지가 설정된 기준값에 도달하지 못할 경우, 상기 에너지 센서(50)에서 검출된 광에너지를 상기 스팟 센서(60)에서 검출된 광에너지와 비교하여 상기 축소투영렌즈(70)에서 손실된 광에너지에 대응되는 오프셋값을 산출하고, 상기 오프셋값에 대응되는 광에너지를 광원(10)에서 생성토록 제어신호를 광원 제어부(20)에 출력한다.When the light energy detected by the spot sensor 60 does not reach the set reference value, the exposure controller 80 may compare the light energy detected by the energy sensor 50 with the light energy detected by the spot sensor 60. Compare and calculate an offset value corresponding to the light energy lost in the reduction projection lens 70, and outputs a control signal to the light source control unit 20 to generate the light energy corresponding to the offset value in the light source 10. .

하지만, 종래 기술에 따른 반도체 노광설비는 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the semiconductor exposure apparatus according to the prior art had the following problems.

첫째, 종래의 반도체 노광설비는 에너지 센서(50)와 스팟 센서(60)에서 검출된 광에너지를 서로 비교하여 산출되어진 오프셋값 만큼 광원(10)에서 생성되는 광의 광에너지를 조절토록 제어되어질 수 있으나, 이를 확인하기 위한 수단이 없고, 상기 에너지 센서(50)에서 상기 오프셋값이 다르게 검출되면 해당 웨이퍼(W)에 노광공정이 이미 수행되어 노광불량을 야기시킬 수 있기 때문에 생산수율이 줄어드는 단점이 있었다.First, the conventional semiconductor exposure apparatus may be controlled to adjust the light energy of the light generated by the light source 10 by an offset value calculated by comparing the light energy detected by the energy sensor 50 and the spot sensor 60 with each other. There is no means for confirming this, and if the offset value is differently detected by the energy sensor 50, an exposure process is already performed on the wafer W, which may cause poor exposure, which may reduce production yield. .

상술한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 에너지 센서(50)와 스팟센서에서의 오프셋값에 해당되는 광에너지를 갖는 광이 광원(10)에서 생성되는 것을 확인토록 하고, 상기 오프셋값에 해당되는 광에너지가 생성되지 못할 경우 해당 웨이퍼에 노광공정이 수행되지 못하도록 하고 노광불량을 방지토록 하여 생산수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 반도체 노광설비를 제공하는 데 있다.An object of the present invention for solving the above problems according to the prior art, to ensure that the light having a light energy corresponding to the offset value in the energy sensor 50 and the spot sensor is generated in the light source 10, When the optical energy corresponding to the offset value is not generated, it is possible to prevent the exposure process from being performed on the wafer and to prevent the exposure failure, thereby providing a semiconductor exposure facility that can increase or maximize the production yield.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양태(aspect)에 따른 반도체 노광설비는, 외부에서 인가되는 전원전압에 의해 소정의 광을 생성하는 광원; 상기 광원에서 생성된 광의 광에너지를 검출하는 제 1 센서; 상기 광원에서 생성된 광을 전달하는 광전달부; 상기 광전달부에서 전달되는 광을 투영시키는 소정의 패턴이 형성된 레티클; 상기 레티클에서 투영된 광의 일부를 추출하여 광에너지를 검출하는 제 2 센서; 상기 레티클에서 투영된 광을 축소 투과시켜 웨이퍼 표면으로 입사시키는 축소투영렌즈; 상기 축소투영렌즈에서 축소 투과되는 상기 광의 일부를 검출하는 제 3 센서; 및 상기 제 2 센서와 제 3 센서에서 검출된 광에너지의 오프셋값의 변동 시 해당 오프셋값에 대응되는 광에너지가 상기 제 1 센서를 통해 검출되는지를 판단하여 상기 광원에서 상기 오프셋값을 벗어나는 광을 생성하지 않도록 제어신호를 출력하는 노광 제어부를 포함함을 특징으로 한다.A semiconductor exposure apparatus according to an aspect of the present invention for achieving the above object, the light source for generating a predetermined light by the power supply voltage applied from the outside; A first sensor for detecting light energy of light generated by the light source; A light transmitting unit configured to transfer the light generated by the light source; A reticle in which a predetermined pattern for projecting light transmitted from the light transmitting unit is formed; A second sensor extracting a part of the light projected from the reticle to detect light energy; A reduction projection lens that transmits the light projected from the reticle to be incident on the surface of the wafer; A third sensor which detects a part of the light reduced in size by the reduction projection lens; And determining whether the light energy corresponding to the offset value is detected through the first sensor when the offset value of the light energy detected by the second sensor and the third sensor is detected. And an exposure controller which outputs a control signal so as not to generate.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 반도체 노광설비를 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 실시예는 여러가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.Hereinafter, a semiconductor exposure apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shape of the elements in the drawings are exaggerated to emphasize a clearer description.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 노광설비를 개략적으로 나타낸 다이아그램이다.2 is a diagram schematically showing a semiconductor exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 반도체 노광설비는, 외부에서 인가되는 전원전압에 의해 소정의 광을 생성하는 광원(110)과, 상기 광원(110)에서 생성된 광의 광에너지를 검출하는 제 1 에너지 센서(200, 예를 들어, 제 1 센서)와, 상기 광원(110)에서 생성된 광을 전달하는 광전달부(130)와, 상기 광전달부(130)에서 전달되는 광을 투영시키는 소정의 패턴이 형성된 레티클(140)과, 상기 레티클(140)에서 투영된 광의 일부를 추출하여 광에너지를 검출하는 제 2 에너지 센서(150, 예를 들어, 제 2 센서)와, 상기 레티클(140)에서 투영된 광을 축소 투과시켜 웨이퍼 표면으로 입사시키는 축소투영렌즈(170)와, 상기 축소투영렌즈(170)에서 축소 투과되는 상기 광의 일부를 검출하는 스팟 센서(160, 예를 들어, 제 3 센서)와, 상기 스팟 센서(160)와 상기 제 2 에너지 센서(150)에서 검출된 광에너지를 서로 비교하여 오프셋값을 산출하고 상기 광원(110)에서 오프셋값에 해당되는 광을 생성토록 제어신호를 출력하고, 상기 제 2 에너지 센서(150)와 상기 스팟 센서(160)에서 검출된 광에너지의 오프셋값의 변동 시 해당 상기 오프셋값에 대응되는 광에너지가 상기 제 1 에너지 센서(200)를 통해 검출되는지를 판단하여 상기 광원(110)에서 상기 오프셋값을 벗어나는 광을 생성하지 않도록 제어신호를 출력하는 노광 제어부(180)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2, the semiconductor exposure apparatus of the present invention includes a light source 110 that generates predetermined light by a power supply voltage applied from the outside, and detects light energy of light generated by the light source 110. Projecting a first energy sensor 200 (for example, a first sensor), a light transmitting unit 130 for transmitting light generated by the light source 110, and light transmitted from the light transmitting unit 130. A reticle 140 having a predetermined pattern formed thereon, a second energy sensor 150 (for example, a second sensor) extracting a part of the light projected from the reticle 140 to detect light energy, and the reticle ( A spot sensor 160 (eg, a second sensor) that detects a part of the light that is reduced and transmitted by the reduced projection lens 170 and transmits the light projected by the light on the wafer surface. 3 sensor) and the spot sensor 160 and the second energy sensor 150 Comparing the detected light energy with each other to calculate an offset value, and outputs a control signal to generate light corresponding to the offset value from the light source 110, the second energy sensor 150 and the spot sensor 160 When the offset value of the detected light energy is changed, it is determined whether the light energy corresponding to the offset value is detected through the first energy sensor 200 so that the light source 110 does not generate light outside the offset value. And an exposure control unit 180 for outputting a control signal.

여기서, 상기 광원(110)은 외부 또는 전원전압 공급부(power supply)에서 인 가되는 전원전압에 의해 소정 강도의 광을 생성하는 램프(lamp, 112)와, 상기 레티클(140) 또는 웨이퍼(W)에 입사시키기 위해 집광시키는 집광 커버(114)를 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 램프(112)는 상기 집광 커버(114)의 가장자리에 형성된 제 1 에너지 센서(200)에서 감지된 감지신호를 입력받아 상기 전원전압 공급부의 출력을 제어하는 제어 신호를 발생시키는 상기 노광 제어부(180) 또는 광원 제어부(120)에 의해 광세기가 조절될 수 있다. 상기 노광 제어부(180)는 상기 제 1 에너지 센서(200)를 통해 검출되는 광에너지를 이용하여 상기 램프(112)의 발광을 모니터링할 수 있다. 또한, 상기 광원 제어부(120)는 상기 램프(112)에서 발광되는 광의 세기를 조절하기 위해 인가되는 전원전압을 조절하는 전원공급장치(power supply)에 상기 제어 신호를 출력한다. 상기 광원(110)에서 생성되어 상기 광전달부(130)로 전달되는 광은 셔터(shutter, 116)에 의해 차폐될 수 있다.Here, the light source 110 is a lamp (112) for generating light of a predetermined intensity by the power supply voltage applied from an external or power supply (power supply), the reticle 140 or the wafer (W) And a condensing cover 114 for condensing to make it incident. In this case, the lamp 112 receives the detection signal detected by the first energy sensor 200 formed at the edge of the light collecting cover 114 to generate the control signal for controlling the output of the power voltage supply unit. The light intensity may be adjusted by the 180 or the light source controller 120. The exposure controller 180 may monitor light emission of the lamp 112 using the light energy detected by the first energy sensor 200. In addition, the light source controller 120 outputs the control signal to a power supply for adjusting a power voltage applied to adjust the intensity of light emitted from the lamp 112. The light generated by the light source 110 and transmitted to the light transmitting unit 130 may be shielded by a shutter 116.

예컨대, 상기 램프(112)는 특정 물질의 최외곽 전자가 준안정 상태에서 안정 상태로 천이되면서 일정한 파장의 광을 방출하는 i-line(365nm), KrF 엑시머 레이저(248nm), ArF 엑시머 레이저(193nm), 플로라이드 디머(F2, 157nm)와, 가속 입자의 충돌로부터 광을 방출하는 극자외선(EUV, 13nm)등이 사용될 수 있다. For example, the lamp 112 includes an i-line (365 nm), a KrF excimer laser (248 nm), and an ArF excimer laser (193 nm) that emit light of a predetermined wavelength while the outermost electrons of a specific material transition from a metastable state to a stable state. ), Fluoride dimmers (F 2, 157 nm), and extreme ultraviolet rays (EUV, 13 nm) that emit light from the collision of accelerated particles can be used.

또한, 상기 광원(110)에서 생성된 광은 셔터(116)와 같은 차폐 수단에 의해 상기 레티클(140)에 선택적으로 입사되어야만 상기 웨이퍼(W)의 노광공정이 완료되면 노광공정을 종료시킬 수 있다. In addition, light generated by the light source 110 must be selectively incident on the reticle 140 by shielding means such as a shutter 116 to terminate the exposure process when the exposure process of the wafer W is completed. .

그리고, 상기 광원(110)에서 생성된 광을 상기 레티클(140) 및 웨이퍼(W)로 전달하기 위해 도광관(optic tube), 볼록렌즈, 오목렌즈 또는 반사경(mirror)과 같은 광학장치를 포함한 광전달부(130)를 이용하여 상기 광원(110)에서 일정 거리 이상으로 떨어진 상기 레티클(140)과 웨이퍼(W)에까지 상기 광을 전달시키거나, 광의 경로를 변경시킬 수 있다. 예컨대, 상기 광전달부(130)는 석영 또는 유리와 같은 물질로 이루어진 소정 공간을 통해 상기 광이 전달되는 것으로, 상기 광원(110)에서 상기 레티클(140)과 상기 웨이퍼(W)에 전달되는 상기 광이 이상적으로는 손실이 없도록 설계되고, 상기 광전달부(130)의 개수가 도 2에서 보다 증가되어도 무방하다. In addition, light including an optical device such as an optical tube, a convex lens, a concave lens or a mirror to deliver the light generated by the light source 110 to the reticle 140 and the wafer W. The light may be transferred to the reticle 140 and the wafer W separated from the light source 110 by a predetermined distance or more using the transfer unit 130, or the light path may be changed. For example, the light transmission unit 130 is to transmit the light through a predetermined space made of a material such as quartz or glass, the light transmitted from the light source 110 to the reticle 140 and the wafer (W). The light is ideally designed to be lossless, and the number of the light transmitting parts 130 may be increased than in FIG. 2.

도시되지는 않았지만, 상기 광전달부(130)는 상기 광원(110)에서 생성된 광이 상기 광원(110)을 기준으로 소정의 공간으로 발산(emanation)되기 때문에 상기 셔터(120)의 후단에 설치되어 0차, ±1차 회절광의 결상(結像)원리를 이용하여 상기 광원(110)에서 생성된 광을 회절시키고, 상기 회절된 광 중에서 직진성이 높은 광을 선택적으로 추출하는 조명계를 더 포함하여 이루어진다. 상기 조명계는 상기 광원(110)에서 생성된 광의 광축을 중심으로 대칭적으로 입사되는 일반 조명계(conventional illumination)와, 상기 노광이 광축을 중심으로 비대칭적으로 사입사 조명계(off-axis illumination)로 분류되며, 일반적으로 변형조명방법을 이용한 사입사 조명계가 상기 일반 조명계에 비해 해상도 및 초심도(DOF : Depth Of Focus)를 증대시킬 수 있다. 이때, 상기 사입사 조명계는 상기 광축을 중심으로 대칭적으로 형성된 구멍의 개수에 따라 고리 조명계 (Annula Aperture), 쌍극자 조명계(Dipole Aperture), 사극자 조명계(quadrupole Aperture)를 포함하여 이루어진 다.Although not shown, the light transmitting unit 130 is installed at the rear end of the shutter 120 because the light generated by the light source 110 is emitted to a predetermined space with respect to the light source 110. And diffractive light generated by the light source 110 using an imaging principle of zeroth order and ± first order diffracted light and selectively extracting light having high linearity from the diffracted light. Is done. The illumination system is classified into conventional illumination that is incident symmetrically about an optical axis of light generated by the light source 110, and off-axis illumination that is asymmetrically about the optical axis of the exposure. In general, the incident illumination system using the modified illumination method may increase the resolution and depth of focus (DOF) compared to the general illumination system. In this case, the incident light illumination system includes an annular aperture (Annula Aperture), a dipole illumination (Dipole Aperture), a quadrupole aperture (quadrupole Aperture) according to the number of holes symmetrically formed around the optical axis.

상기 광전달부(130)에서 전달되는 광은 레티클 스테이지(142)에 지지되는 상기 레티클(140)에 수직으로 입사된다. 이때, 상기 레티클(140)은 수평한 유리판 상에 상기 패턴이 크롬 재질로 형성된 평판으로 이루어져 있다. 따라서, 상기 광전달부(130)에서 전달되는 광은 상기 레티클(140)의 전면에 수직으로 입사되어야만 한다.Light transmitted from the light transmitting unit 130 is incident perpendicularly to the reticle 140 supported by the reticle stage 142. At this time, the reticle 140 is made of a flat plate formed of a chromium material on a horizontal glass plate. Therefore, the light transmitted from the light transmitting unit 130 should be incident perpendicularly to the front surface of the reticle 140.

또한, 상기 레티클(140)에 통과되는 상기 광은 상기 크롬 재질의 패턴에 투영되어 상기 웨이퍼로 전사되기 때문에 광 손실이 일어날 수 있다. 따라서, 빔 스플리터와 같은 제 1 광분리 수단(152)을 사용하여 상기 레티클(140)을 통과하여 상기 웨이퍼로 전사되는 광의 일부를 취출하여 상기 제 2 에너지 센서(150)로 하여금 광에너지를 검출토록 할 수 있다.In addition, since the light passing through the reticle 140 is projected onto the chromium material and transferred to the wafer, light loss may occur. Accordingly, a portion of the light transferred through the reticle 140 and transferred to the wafer is extracted using the first optical separation means 152 such as a beam splitter so that the second energy sensor 150 detects the light energy. can do.

이후, 상기 제 1 광분리 수단(152)을 통과되는 광은 상기 축소투영렌즈(170)로 입사된다. 상기 축소투영렌즈(170)는 상기 레티클(140)에 형성된 상기 패턴을 약 1/5, 1/4, 1/2.5정도로 축소시켜 웨이퍼 스테이지(190) 상에 지지되는 웨이퍼의 표면에 입사시킨다.Thereafter, the light passing through the first optical separation means 152 is incident to the reduction projection lens 170. The reduction projection lens 170 reduces the pattern formed on the reticle 140 to about 1/5, 1/4, 1 / 2.5 and enters the surface of the wafer supported on the wafer stage 190.

이때, 상기 축소투영렌즈(170)는 대물렌즈와 같은 볼록렌즈를 이용하여 상기 레티클(140)에 형성된 상기 패턴에 투영되어 수직으로 입사되는 광을 집광시킨다. 또한, 상기 축소투영렌즈(170)를 통과하는 광은 상기 웨이퍼 표면에 최근접하는 렌즈의 중심에서 곡률 반경이 거의 평면에 근접하는 모양을 갖도록 형성된 부분을 통과한다. In this case, the reduction projection lens 170 condenses light vertically incident on the pattern formed on the reticle 140 by using a convex lens such as an objective lens. In addition, the light passing through the reduction projection lens 170 passes through a portion formed such that the radius of curvature is substantially close to a plane at the center of the lens closest to the wafer surface.

예컨대, 상기 축소투영렌즈(170)는 약 30개정도의 볼록렌즈 또는 오목렌즈의 조합으로 구성되어 있다. 이와 같이 상기 축소투영렌즈(170)를 통과한 광은 상기 축소투영렌즈(170)에 입사된 광에 비해 광에너지가 줄어든다.For example, the reduction projection lens 170 is composed of a combination of about 30 convex or concave lenses. As such, the light passing through the reduction projection lens 170 is reduced in light energy as compared to the light incident on the reduction projection lens 170.

따라서, 상기 축소투영렌즈(170)의 말단 또는 상기 웨이퍼 상부에 형성된 제 2 광분리 수단(162)을 통해 상기 축소투영렌즈(170)를 통과한 광의 일부를 추출하여 상기 스팟 센서(160)에서 광에너지가 검출토록 된다. 예컨대, 상기 스팟 센서(160), 제 1 에너지 센서(200), 및 제 2 에너지 센서(150)는 상기 광원(110)에서 생성되어 상기 축소투영렌즈(170)로 통과되는 광을 감지하는 광센서(photo-sensor)를 포함하여 이루어진다.Therefore, a portion of the light passing through the reduction projection lens 170 is extracted through the second optical separation means 162 formed at the end of the reduction projection lens 170 or the upper portion of the wafer, and the light is detected by the spot sensor 160. Energy is detected. For example, the spot sensor 160, the first energy sensor 200, and the second energy sensor 150 are optical sensors that sense the light generated by the light source 110 and passed to the reduction projection lens 170. (photo-sensor).

이때, 상기 노광 제어부(180)는 상기 스팟 센서(160)에서 검출된 광에너지와 상기 제 2 에너지 센서(150)에서 검출되는 광에너지를 비교하여 상기 축소투영렌즈(170)에서 손실된 광에너지만큼의 오프셋값을 판단하여 상기 광원(110)에서 오프셋값에 대응되는 광에너지를 더 갖는 광을 생성토록 하기 위해 상기 광원 제어부(120)에 제어신호를 출력한다.In this case, the exposure control unit 180 compares the light energy detected by the spot sensor 160 with the light energy detected by the second energy sensor 150 to be as much as the light energy lost by the reduction projection lens 170. The control signal is output to the light source controller 120 to determine the offset value of the light source 110 so as to generate light having further light energy corresponding to the offset value.

그러나, 상기 광원 제어부(120)에서 출력되는 제어신호에 응답하여 동작되는 상기 광원(110)이 수명 또는 노화됨에 따라 효율이 떨어져 노광공정 불량을 야기시킬 수 있다.However, as the light source 110 operated in response to a control signal output from the light source controller 120 may be poor in life or age, it may cause a poor exposure process.

따라서, 본 발명에 따른 반도체 노광장치는 상기 광원(110)에서 생성되는 광에너지를 검출하는 제 1 에너지 센서(200)와, 상기 제 1 에너지 센서(200)를 통해 검출된 광에너지에서 상기 제 2 에너지 센서(150)와 상기 스팟 센서(160)에서 검출 된 각각의 광에너지의 오프셋값에 대응되는 광에너지가 변환되었는지를 판단하여 상기 광원(110)의 제어신호를 출력하는 노광 제어부(180)를 구비하여 상기 오프셋값에 해당되는 광에너지를 갖는 광이 광원(110)에서 생성되는 것을 확인토록 하여 노광공정불량을 방지토록 할 수 있기 때문에 생산수율을 증대 또는 극대화할 수 있다.Therefore, the semiconductor exposure apparatus according to the present invention includes the first energy sensor 200 for detecting the light energy generated by the light source 110 and the second energy in the light energy detected by the first energy sensor 200. The exposure controller 180 determines whether the light energy corresponding to the offset value of each light energy detected by the energy sensor 150 and the spot sensor 160 is converted and outputs a control signal of the light source 110. In addition, since the light having the light energy corresponding to the offset value is generated in the light source 110, it is possible to prevent exposure process defects, thereby increasing or maximizing the production yield.

이때, 상기 노광 제어부(180)는 상기 제 1 에너지 센서(200)에서 검출된 광에너지가 상기 오프셋값에 대응되지 못하고, 상기 오프셋값 이상 또는 상기 오프셋값 이하의 광에너지가 검출될 경우, 상기 광원(110)에서 광을 생성시키지 못하도록 상기 광원 제어부(120)에 인터락 제어신호를 출력하거나, 상기 셔터(116)를 차폐시켜 상기 광원(110)에서 생성된 광이 광전달부(130)로 전달되지 못하도록 한다.In this case, the exposure control unit 180 does not correspond to the offset value of the light energy detected by the first energy sensor 200, and when light energy equal to or greater than the offset value or less than the offset value is detected, the light source. The interlock control signal is output to the light source controller 120 so as not to generate light at 110, or the light generated by the light source 110 is transferred to the light transmitting unit 130 by shielding the shutter 116. Don't let that happen.

예컨대, 상기 광원(110)의 사용시간이 증가되어 상기 광원(110)에 인가되는 전원전압에 비례하는 광을 계속적으로 생성치 못할 경우, 상기 제 1 에너지 센서(200)에서 이를 검출하여 상기 노광 제어부(180)로 출력할 수 있다. 이때, 상기 노광 제어부(180)는 상기 오프셋값에 대응되지 못하는 광에너지를 갖는 광이 상기 광원(110)에서 생성되어 상기 광전달부(130)로 입사되지 못하도록 상기 셔터(116)를 차폐시키는 제어신호를 출력한다.For example, when the usage time of the light source 110 is increased to continuously generate light that is proportional to the power supply voltage applied to the light source 110, the first energy sensor 200 detects it and detects the exposure control unit. The output may be 180. In this case, the exposure control unit 180 controls to shield the shutter 116 so that light having light energy that does not correspond to the offset value is not generated by the light source 110 and is not incident to the light transmitting unit 130. Output the signal.

마찬가지로, 상기 노광 제어부(180)는 상기 광원(110)에서 상기 오프셋값에 대응되는 광에너지보다 더 과도한 광에너지가 생성될 경우, 상기 광전달부(130)에 전달되어 노광공정불량을 야기시킬 수 있기 때문에 상기 셔터(116)에 의해 상기 차단되도록 제어신호를 출력한다.Similarly, the exposure control unit 180 may be delivered to the light transmission unit 130 when excessive light energy is generated in the light source 110 than the light energy corresponding to the offset value may cause an exposure process failure. The control signal is outputted so that the shutter 116 cuts off the shutter.

이때, 상기 제 1 에너지 센서(200)에서 상기 광원(110)에서 생성되는 광에너지를 검출하지 않고, 상기 제 2 에너지 센서(150)에서 상기 오프셋값에 대응되는 상기 광에너지가 검출될 경우, 상기 제 2 에너지 센서(150)에서 검출된 광에너지와 동일 또는 유사한 크기를 갖는 광이 상기 축소투영렌즈(170)를 투과하여 상기 웨이퍼의 표면에 노광되어 정상적인 노광공정이 이루어질 수 있다.In this case, when the light energy corresponding to the offset value is detected by the second energy sensor 150 without detecting the light energy generated by the light source 110 in the first energy sensor 200, the Light having the same or similar size as the light energy detected by the second energy sensor 150 may pass through the reduction projection lens 170 and may be exposed to the surface of the wafer to perform a normal exposure process.

그러나, 상기 제 2 에너지 센서(150)에서 상기 오프셋값에 대응되지 않고, 상기 오프셋값보다 크거나 작은 광에너지가 검출될 경우, 상기 제 2 에너지 센서(150)에서 검출된 광에너지와 동일 또는 유사한 크기를 갖는 광이 상기 축소투영렌즈(170)를 투과하여 이미 상기 웨이퍼의 표면에 노광되어 노광공정 불량을 야기 시킬 수 있다.However, when light energy that does not correspond to the offset value in the second energy sensor 150 and is larger or smaller than the offset value is detected, the same or similar to the light energy detected by the second energy sensor 150. Light having a size may pass through the reduction projection lens 170 and may be exposed to the surface of the wafer to cause an exposure process defect.

따라서, 본 발명에 따른 노광설비는 광원(110)에서 생성된 광을 차단하는 차단부의 전단에 형성되어 상기 광원(110)에서 생성되는 광에너지를 검출하는 제 1 에너지 센서(200)와, 상기 제 1 에너지 센서(200)를 통해 검출된 광에너지에서 상기 제 2 에너지 센서(150)와 상기 스팟 센서(160)에서 감지된 각각의 광에너지의 오프셋값에 대응되는 광에너지가 변환되었는지를 판단하여 상기 광원(110)의 제어신호를 출력하는 노광 제어부(180)를 구비하여 상기 오프셋값에 해당되는 광에너지를 갖는 광이 광원(110)에서 생성되는 것을 확인토록 하고, 상기 오프셋값에 해당되는 광에너지가 생성되지 못할 경우 해당 웨이퍼에 노광공정이 수행되지 못하도록 하고 노광불량을 방지토록 할 수 있기 때문에 생산수율을 증대 또는 극대화할 수 있다.Therefore, the exposure apparatus according to the present invention is formed at the front end of the blocking unit for blocking the light generated by the light source 110, the first energy sensor 200 for detecting the light energy generated by the light source 110, and the first The optical energy detected by the first energy sensor 200 determines whether the optical energy corresponding to the offset value of the respective optical energy detected by the second energy sensor 150 and the spot sensor 160 is converted. It is provided with an exposure control unit 180 for outputting a control signal of the light source 110 to confirm that the light having the light energy corresponding to the offset value is generated in the light source 110, the light energy corresponding to the offset value If is not generated, it is possible to prevent the exposure process to be performed on the wafer and to prevent exposure failure, thereby increasing or maximizing the production yield.

또한, 본 발명에서 개시된 발명 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 사용되어질 수 있을 것이다. 그리고, 당해 기술 분야의 숙련된 사람에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허 청구 범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다. 예컨대, 상기 광원(110)에서 생성되는 광에너지를 검출하는 제 1 에너지 센서(200)는 상기 셔터(116)의 전단에서 상기 광원(110)의 일측 또는 상기 광원(110)에서 입사되는 광을 분리하는 제 3 광분리 수단(도시하지 않음)의 일측에 형성되어도 무방하다.In addition, the inventive concepts and embodiments disclosed herein may be used by those skilled in the art as a basis for modifying or designing other structures for carrying out the same purposes of the present invention. Such modifications or equivalent equivalent structures made by those skilled in the art may be variously changed, substituted, and changed without departing from the spirit or scope of the invention described in the claims. For example, the first energy sensor 200 which detects the light energy generated by the light source 110 separates light incident from one side of the light source 110 or the light source 110 at the front end of the shutter 116. It may be formed on one side of the third optical separation means (not shown).

이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 광원에서 생성된 광을 차단하는 차단부의 전단에 형성되어 상기 광원에서 생성되는 광에너지를 검출하는 제 1 에너지 센서와, 상기 제 1 에너지 센서를 통해 검출된 광에너지에서 상기 제 2 에너지 센서와 상기 스팟 센서에서 감지된 각각의 광에너지의 오프셋값에 대응되는 광에너지가 변환되었는지를 판단하여 상기 광원의 제어신호를 출력하는 노광 제어부를 구비하여 상기 오프셋값에 해당되는 광에너지를 갖는 광이 광원에서 생성되는 것을 확인토록 하고, 상기 오프셋값에 해당되는 광에너지가 생성되지 못할 경우 해당 웨이퍼에 노광공정이 수행되지 못하도록 하고 노광불량을 방지토록 할 수 있기 때문에 생산수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, a first energy sensor which is formed at the front end of the blocking unit that blocks the light generated by the light source and detects the light energy generated by the light source, and detected through the first energy sensor An exposure control unit configured to determine whether the light energy corresponding to the offset value of each light energy detected by the second energy sensor and the spot sensor has been converted from the light energy, and output a control signal of the light source to the offset value; It is possible to confirm that light having the corresponding light energy is generated in the light source, and if the light energy corresponding to the offset value is not generated, it is possible to prevent the exposure process from being performed on the wafer and to prevent the exposure failure. There is an effect that can increase or maximize the yield.

Claims (3)

외부에서 인가되는 전원전압에 의해 소정의 광을 생성하는 광원;A light source generating predetermined light by a power supply voltage applied from the outside; 상기 광원에서 생성된 광의 광에너지를 검출하는 제 1 센서;A first sensor for detecting light energy of light generated by the light source; 상기 광원에서 생성된 광을 전달하는 광전달부;A light transmitting unit configured to transfer the light generated by the light source; 상기 광전달부에서 전달되는 광을 투영시키는 소정의 패턴이 형성된 레티클;A reticle in which a predetermined pattern for projecting light transmitted from the light transmitting unit is formed; 상기 레티클에서 투영된 광의 일부를 추출하여 광에너지를 검출하는 제 2 센서;A second sensor extracting a part of the light projected from the reticle to detect light energy; 상기 레티클에서 투영된 광을 축소 투과시켜 웨이퍼 표면으로 입사시키는 축소투영렌즈;A reduction projection lens that transmits the light projected from the reticle to be incident on the surface of the wafer; 상기 축소투영렌즈에서 축소 투과되는 상기 광의 일부를 검출하는 제 3 센서; 및A third sensor which detects a part of the light reduced in size by the reduction projection lens; And 상기 제 2 센서와 제 3 센서에서 검출된 광에너지의 오프셋값의 변동 시 해당 오프셋값에 대응되는 광에너지가 상기 제 1 센서를 통해 검출되는지를 판단하여 상기 광원에서 상기 오프셋값을 벗어나는 광을 생성하지 않도록 제어신호를 출력하는 노광 제어부를 포함함을 특징으로 하는 반도체 노광설비.When the offset value of the light energy detected by the second sensor and the third sensor changes, it is determined whether the light energy corresponding to the offset value is detected through the first sensor to generate light outside the offset value in the light source. And an exposure control unit for outputting a control signal so as not to. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 노광 제어부는, 상기 제 1 에너지 센서에서 검출된 광에너지가 상기 오 프셋값에 대응되지 못하고, 상기 오프셋값 이상 또는 이하의 광에너지가 검출될 경우, 상기 광원에서 광을 생성시키지 못하도록 인터락 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 반도체 노광설비.The exposure control unit controls the interlock to prevent light from being generated by the light source when the light energy detected by the first energy sensor does not correspond to the offset value and when light energy above or below the offset value is detected. A semiconductor exposure apparatus characterized by outputting a signal. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제 1 센서에서 상기 오프셋갓 이상 또는 이하의 광에너지가 검출될 경우, 상기 광원에서 생성된 광이 상기 광전달부로 전달되지 못하도록 상기 광을 차폐하는 셔터를 더 포함함을 특징으로 하는 반도체 노광설비.And a shutter for shielding the light to prevent the light generated by the light source from being transmitted to the light transmitting unit when the light energy is detected above or below the offset shade by the first sensor. .
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