KR20080018684A - Equipment for manufacturing semiconductor device and wafer align methode used the same - Google Patents

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KR20080018684A
KR20080018684A KR1020060081178A KR20060081178A KR20080018684A KR 20080018684 A KR20080018684 A KR 20080018684A KR 1020060081178 A KR1020060081178 A KR 1020060081178A KR 20060081178 A KR20060081178 A KR 20060081178A KR 20080018684 A KR20080018684 A KR 20080018684A
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Abstract

Equipment for manufacturing a semiconductor device and a method for aligning a wafer using the same are provided to maximize productivity by preventing alignment error due to mismatch between alignment marks in reticles and wafers. Equipment for manufacturing a semiconductor device includes a wafer stage(12), an optic module(20), a camera(30), a comparator(40), and a controller(50). The wafer stage supports a wafer(10). The optic module projects an alignment mark formed on the wafer. The camera obtains image signals corresponding to the alignment mark. The comparator generates the image of the alignment mark from the image signals obtained from the camera and compares the image of the alignment mark with the image of a reference alignment mark. The controller outputs a control signal to the wafer stage so as to align the wafer at a position using the alignment mark projected from the optic module according to the comparison result in the comparator.

Description

반도체 제조설비 및 그를 이용한 웨이퍼 정렬방법{Equipment for manufacturing semiconductor device and wafer align methode used the same}Semiconductor manufacturing equipment and wafer alignment method using the same {Equipment for manufacturing semiconductor device and wafer align methode used the same}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조설비를 개략적으로 나타내는 다이아 그램.1 is a diagram schematically showing a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 웨이퍼(10) 정렬 방법을 나타내는 흐름도.2 is a flow chart showing the wafer 10 alignment method of the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10 : 웨이퍼 20 : 광학 모듈10 wafer 20 optical module

30 : 촬상부 40 : 비교부30: imaging unit 40: comparison unit

50 : 제어부50: control unit

본 발명은 반도체 제조설비에 관한 것으로, 특히, 에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to semiconductor manufacturing equipment, and more particularly, to.

최근, 컴퓨터와 같은 정보 매체의 급속한 보급에 따라 반도체 장치도 비약적으로 발전하고 있다. 그 기능 면에 있어서, 상기 반도체 장치는 고속으로 동작하는 동시에 대용량의 저장 능력을 가질 것이 요구된다. 이러한 요구에 부응하여, 반도체 장치는 집적도, 신뢰도 및 응답 속도 등을 향상시키는 방향으로 제조 기술이 발전되고 있다. In recent years, with the rapid spread of information media such as computers, semiconductor devices are also rapidly developing. In terms of its function, the semiconductor device is required to operate at a high speed and to have a large storage capacity. In response to these demands, manufacturing techniques are being developed for semiconductor devices to improve the degree of integration, reliability, response speed and the like.

이에 따라, 반도체 산업에서 경쟁력 강화를 위한 일환으로 높은 생산 수율을 보장할 수 있는 각각의 단위 공정이 개발되고 있으며, 동시에 각 단위 공정에서의 공정 에러를 측정하는 방법 및 장치도 활발하게 연구되고 있다. 특히 핵심 반도체 제조 공정들 중의 하나인 사진 공정(Photo-lithographic Process)의 경우에도 공정 조건의 변화가 빈번하여 이에 대처할 수 있는 공정 개발 및 이를 수행하기 위한 장치가 필요한 실정이다.Accordingly, each unit process that can guarantee a high production yield is being developed as part of strengthening the competitiveness in the semiconductor industry, and at the same time, methods and apparatuses for measuring process errors in each unit process have been actively studied. In particular, in the case of the photo-lithographic process, which is one of the core semiconductor manufacturing processes, there is a need for a process development and an apparatus for performing the process that can cope with the change in the process conditions frequently.

상기 사진 공정은 웨이퍼 상에 포토레지스트를 도포한 상태에서 소정의 희망하는 패턴이 형성되도록 상기 포토레지스트를 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 공정이다. 이후, 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 포토레지스트 패턴 하부의 웨이퍼 또는 상기 웨이퍼 상에 형성된 박막을 패터닝한다.The photo process is a process of forming a photoresist pattern by exposing and developing the photoresist so that a desired pattern is formed in the state where the photoresist is applied on the wafer. Thereafter, the photoresist pattern is used as an etching mask to pattern a wafer below the photoresist pattern or a thin film formed on the wafer.

이와 같은 사진 공정을 매개로 웨이퍼상에 정밀한 반도체 패턴을 형성하고자 할 때, 희망하는 패턴의 형상으로 상기 포토레지스트 패턴이 형성되도록 하기 위해 상기 포토레지스트를 선택적으로 감광시키는 패턴 마스크로 사용되는 " 레티클" 의 위치가 지정된 위치에 있어야 하고, 상기 레티클에 대응되는 웨이퍼 또한 정확하게 정렬되어 있어야만 한다. 이외에 상기 레티클에 투영되어 입사되는 광을 전달하는 광학계의 불량과 같은 다양한 원인에 의하여 레티클과 웨이퍼의 얼라인먼트가 정확 하게 이루어지지 않을 경우, 선행 공정에 의하여 웨이퍼 상에 형성된 다수의 박막 패턴 상에서 지정된 위치에 후속 공정에 의한 또 다른 박막 패턴이 형성되지 못하는 문제점이 발생하는 바, 이와 같은 문제점은 곧 반도체 제품이 고유의 기능을 상실함을 의미한다.When a precise semiconductor pattern is to be formed on a wafer through such a photo process, a "reticle" used as a pattern mask for selectively photosensitive the photoresist to form the photoresist pattern in a desired pattern shape. Must be in the specified position, and the wafer corresponding to the reticle must also be correctly aligned. In addition, when the alignment between the reticle and the wafer is not accurate due to various causes such as a defect of the optical system that transmits the light incident on the reticle and transmits the incident light, the reticle and the wafer may not be aligned correctly. There is a problem that another thin film pattern is not formed by a subsequent process, which means that the semiconductor product loses its original function.

이와 같은 치명적인 문제를 극복하기 위하여 노광 공정에 사용되는 거의 모든 레티클과, 선행 공정이 이루어진 웨이퍼 상에는 각각 서로 대응되는 정렬 마크가 형성되어 있다. 이때, 상기 정렬 마크는 서로 일대일 대응되는 상기 레티클과 상기 웨이퍼가 정확하게 매칭될 수 있도록 할 수 있다.In order to overcome this fatal problem, almost all reticles used in the exposure process and alignment marks corresponding to each other are formed on the wafer on which the preceding process is performed. In this case, the alignment marks may allow the reticle and the wafer to be matched one-to-one with each other accurately.

그러나, 상기 웨이퍼 상에 형성되는 정렬 마크는 상기 노광공정 전에 선행되는 증착공정으로 형성되는 박막에 의해 메몰되거나 손상될 수 있다.However, the alignment marks formed on the wafer may be buried or damaged by the thin film formed by the deposition process preceding the exposure process.

예컨대, 상기 정렬 마크는 선행되는 공정에 의해 형성되는 제 1 박막이 패터닝되어 형성되는 트렌치 구조의 음각으로 형성될 수 있다. 이후, 상기 정렬 마크가 형성된 반도체 기판의 소정 두께를 갖는 제 2 박막이 형성되고 상기 제 2 박막을 소정의 모양으로 패터닝 하고자 할 경우, 상기 웨이퍼와 상기 레티클을 대응시키는 과정에서 상기 제 2 박막 및 포토레지스트막에 의해 상기 정렬 마크가 메몰되어 상기 웨이퍼와 레티클이 정확하게 정렬되는 것을 난이하게 만들 수 있다. 이때, 상기 레티클은 정해진 위치에서 고정되어 위치되고, 상기 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 스테이지가 상기 웨이퍼를 이동시키면서 정렬토록 할 수 있다. 따라서, 상기 웨이퍼 정렬 방법은 레티클과 일대일 대응되도록 정렬되도록 하는 것에 대하여 설명하기로 한다.For example, the alignment mark may be formed as an intaglio of a trench structure formed by patterning a first thin film formed by a preceding process. Subsequently, when a second thin film having a predetermined thickness of the semiconductor substrate on which the alignment mark is formed is formed and the second thin film is to be patterned into a predetermined shape, the second thin film and the photo in the process of matching the wafer and the reticle The alignment mark is buried by the resist film, which makes it difficult to accurately align the wafer and the reticle. In this case, the reticle may be fixedly positioned at a predetermined position, and the wafer stage supporting the wafer may be aligned while moving the wafer. Therefore, the wafer alignment method will be described to be aligned so as to correspond one-to-one with the reticle.

또한, 상기 정렬 마크를 투영시키기 위해 상기 웨이퍼 표면에 조사되는 레이저빔의 세기가 줄어들 경우, 상기 제 2 박막 및 포토레지스트에 의해 상기 레이저빔이 산란 또는 굴절되어 상기 정렬 마크의 영상이 손상되어 나타날 수 있다.In addition, when the intensity of the laser beam irradiated onto the wafer surface is reduced to project the alignment mark, the laser beam may be scattered or refracted by the second thin film and the photoresist, resulting in damage of the image of the alignment mark. have.

상술한 바와 같이, 종래 기술에 따른 반도체 제조설비는 다음과 같은 문제점이 있었다. As described above, the semiconductor manufacturing equipment according to the prior art has the following problems.

첫째, 종래의 반도체 제조설비는, 웨이퍼 상에 형성된 정렬 마크가 후속의 증착공정에 의해 메몰되어 일부 손상될 경우, 상기 웨이퍼 상의 정렬 마크와 레티클에 형성된 정렬 마크가 일대일 대응되지 않아 정렬 불량이 유발되어 정상적인 노광공정을 수행토록 할 수 없기 때문에 생산수율이 떨어지는 단점이 있었다.First, when the alignment mark formed on the wafer is partially damaged by the subsequent deposition process, the alignment mark formed on the wafer and the alignment mark formed on the reticle do not correspond one-to-one, resulting in misalignment. Since the normal exposure process cannot be performed, there is a disadvantage in that the production yield falls.

둘째, 종래의 반도체 제조설비는, 웨이퍼 상에 형성된 정렬 마크에 조사되는 레이저빔의 세기가 줄어들어 상기 레이저빔이 상기 웨이퍼 표면에 반사되는 과정에서 상기 정렬 마크가 일부 왜곡되거나 손상되어 나타날 경우, 레티클에 형성된 정렬 마크와 상기 웨이퍼 상의 정렬 마크가 서로 대응되지 않아 정렬 불량이 유발될 수 있기 때문에 생산수율이 줄어드는 문제점이 있었다.Second, in the conventional semiconductor manufacturing apparatus, when the intensity of the laser beam irradiated on the alignment mark formed on the wafer is reduced so that the alignment mark is partially distorted or damaged while the laser beam is reflected on the surface of the wafer, the reticle is applied to the reticle. Since the formed alignment mark and the alignment mark on the wafer do not correspond to each other, misalignment may be caused, resulting in a decrease in production yield.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 웨이퍼 상에 형성된 정렬 마크가 후속의 증착공정에 의해 메몰되어 일부 손상되더라도 상기 웨이퍼 상의 정렬 마크와 상기 레티클에 형성된 정렬 마크가 서로 매칭되지 않는 정렬 불량을 방지토록 하고 정상적인 노광공정을 수행토록 하여 생산수율을 증대 또는 극대 화할 수 있는 반도체 제조설비를 제공하는 데 있다.An object of the present invention for solving the above problems is that the alignment marks formed on the wafer and the alignment marks formed on the reticle do not match each other even if the alignment marks formed on the wafer are buried and partially damaged by a subsequent deposition process. In order to prevent defects and to perform a normal exposure process to provide a semiconductor manufacturing equipment that can increase or maximize the production yield.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 웨이퍼에 입사되는 레이저빔의 세기가 줄어들어 상기 웨이퍼 표면에 반사되는 상기 레이저빔에 의해 나타나는 상기 정렬 마크 영상이 일부 왜곡되거나 손상되어 나타나더라도 레티클에 형성된 정렬 마크와 상기 웨이퍼 상의 정렬 마크가 서로 대응되지 않아 유발되는 정렬 불량을 방지토록 하여 생산수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 반도체 제조설비를 제공하는 데 있다. In addition, another object of the present invention, even if the alignment mark image represented by the laser beam reflected on the wafer surface is reduced in intensity of the laser beam incident on the wafer, the alignment mark formed on the reticle and the An object of the present invention is to provide a semiconductor manufacturing facility that can increase or maximize production yield by preventing misalignment caused by alignment marks on a wafer.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양태(aspect)에 따른 반도체 제조설비는, 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 스테이지; 상기 웨이퍼 상에 지지되는 상기 웨이퍼에 형성된 정렬 마크를 투영시키는 광학 모듈; 상기 광학 모듈에서 투영된 상기 정렬 마크에 대응되는 영상 신호를 획득하는 촬상부; 상기 촬상부에서 획득된 상기 영상 신호에서 상기 정렬 마크의 영상을 생성하고, 상기 정렬 마크의 영상을 미리 입력된 정렬 마크의 영상과 비교하는 비교부; 및 상기 비교부에서 비교되는 상기 정렬 마크의 영상들이 서로 동일 또는 유사하거나 일정 부분 서로 일치될 경우, 상기 광학 모듈에서 투영되는 상기 정렬 마크를 이용하여 상기 웨이퍼를 소정의 위치에 정렬시키도록 상기 웨이퍼 스테이지에 제어신호를 출력하는 제어부를 포함함을 특징으로 한다.A semiconductor manufacturing apparatus according to an aspect of the present invention for achieving the above object includes a wafer stage for supporting a wafer; An optical module for projecting an alignment mark formed on the wafer supported on the wafer; An imaging unit for acquiring an image signal corresponding to the alignment mark projected from the optical module; A comparison unit generating an image of the alignment mark from the image signal acquired by the image pickup unit, and comparing the image of the alignment mark with an image of the alignment mark previously input; And the wafer stage to align the wafer to a predetermined position by using the alignment mark projected by the optical module when the images of the alignment marks to be compared in the comparing unit are identical, similar, or coincident with each other. And a control unit for outputting a control signal.

본 발명의 다른 양태는, 웨이퍼 스테이지 상에 웨이퍼를 로딩시키는 단계; 상기 웨이퍼 상에 형성된 정렬 마크를 촬상부에서 촬상하는 단계; 상기 촬상부에서 촬상된 정렬 마크의 정렬 마크의 영상을 생성시키고, 상기 촬상부에서 촬상된 정렬 마크의 영상과, 미리 저장된 정렬 마크의 영상을 비교부에서 서로 비교하는 단계; 및 상기 비교부에서 비교된 복수개의 정렬 마크의 영상이 소정부분 일치되지 않을 경우, 상기 웨이퍼 스테이지에 인터락 제어신호를 출력하는 단계를 포함하는 반도체 제조설비를 이용한 웨이퍼 정렬 방법이다.Another aspect of the invention includes loading a wafer onto a wafer stage; Imaging the alignment mark formed on the wafer in an imaging unit; Generating an image of the alignment mark of the alignment mark picked up by the image pickup unit, and comparing the image of the alignment mark picked up by the image pickup unit with an image of the alignment mark stored in advance in a comparison unit; And outputting an interlock control signal to the wafer stage when the images of the plurality of alignment marks compared by the comparison unit do not match a predetermined portion.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조설비를 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 manufacturing 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 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조설비를 개략적으로 나타내는 다이아 그램이다.1 is a diagram schematically showing a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 반도체 제조설비는, 웨이퍼(10)를 지지하는 웨이퍼 스테이지(12)와, 상기 웨이퍼(10) 상에 지지되는 상기 웨이퍼(10)에 형성된 정렬 마크를 투영시키는 광학 모듈(20)과, 상기 광학 모듈(20)에서 투영된 상기 정렬 마크에 대응되는 영상 신호를 획득하는 촬상부(30)와, 상기 촬상부(30)에서 획득된 상기 영상 신호에서 상기 정렬 마크의 영상을 생성하고, 상기 정렬 마크의 영상을 미리 입력된 정렬 마크의 영상과 비교하는 비교부(40)와, 상기 비교부(40)에서 비교되는 상기 정렬 마크의 영상들이 서로 동일 또는 유사하거나 일정 부분 서로 일치될 경우, 상기 광학 모듈(20)에서 투영되는 상기 정렬 마크를 이용하여 상기 웨이퍼(10)를 소정의 위치에 정렬시키도록 상기 웨이퍼 스테이지(12)에 제어신호를 출력하는 제어부(50)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention projects a wafer stage 12 supporting a wafer 10 and alignment marks formed on the wafer 10 supported on the wafer 10. The optical module 20, an imaging unit 30 for acquiring an image signal corresponding to the alignment mark projected by the optical module 20, and the alignment in the image signal acquired by the imaging unit 30. The comparison unit 40 generating an image of the mark and comparing the image of the alignment mark with the image of the alignment mark previously input, and the images of the alignment mark compared by the comparison unit 40 are the same or similar to each other. The controller 50 outputs a control signal to the wafer stage 12 to align the wafer 10 to a predetermined position by using the alignment mark projected by the optical module 20 when the predetermined portions coincide with each other. ) It is configured by.

도시되지는 않았지만, 상기 웨이퍼(10) 상에 형성되는 포토레지스트를 감광시키기 위해 자외선 또는 X선을 생성하는 노광광원과, 상기 노광광원에서 생성된 상기 자외선 또는 상기 X선을 상기 광학 모듈(20)에 입사시키는 광학계와, 상기 광학계의 말단에서 형성되어 상기 광학 모듈(20)을 통해 상기 웨이퍼(10) 표면으로 입사되는 상기 자외선 또는 상기 X선을 소정의 이미지 패턴에 전사시키도록 형성된 레티클을 더 포함하여 이루어진다.Although not shown, the optical module 20 may include an exposure light source that generates ultraviolet light or X-rays to photosensitive photoresist formed on the wafer 10, and the ultraviolet light or X-rays generated by the exposure light source. And a reticle formed at an end of the optical system and configured to transfer the ultraviolet light or the X-rays incident on the surface of the wafer 10 through the optical module 20 to a predetermined image pattern. It is done by

여기서, 상기 웨이퍼 스테이지(12)는 상기 제어부(50)에서 출력되는 제어신호에 의해 상기 웨이퍼(10)를 상하좌우로 이동시키도록 구동될 수 있다. 예컨대, 상기 웨이퍼 스테이지(12)는 카테시안 좌표계의 X축 및 Y축으로 이루어지는 평면을 따라 수평으로 이동되고, Z축의 높이를 따라 수직으로 이동될 수 있도록 구동된다.Here, the wafer stage 12 may be driven to move the wafer 10 up, down, left, and right by a control signal output from the controller 50. For example, the wafer stage 12 is horizontally moved along a plane consisting of the X and Y axes of the Cartesian coordinate system, and is driven to be moved vertically along the height of the Z axis.

상기 광학 모듈(20)은 상기 웨이퍼(10) 표면에 형성되는 정렬 마크를 투영시켜 상기 촬상부(30)로 하여금 상기 정렬 마크를 촬상시키도록 형성되어 있다. 이때, 정렬 마크 상에 형성되는 소정 두께의 박막 또는 포토레지스트막에 의해 굴절 또는 왜곡되어 나타날 수 있기 때문에 상기 광학 모듈(20)은 서로 다른 가시광 영역의 파장을 갖는 레이저빔을 상기 웨이퍼(10)의 표면에 입사시켜 상기 정렬 마크를 비교하여 투영시키도록 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 광학 모듈(20)은 상기 레이저빔을 생성하는 레이저빔 소스(22)와, 상기 레이저빔 소스(22)에서 생성된 레이 저빔의 경로를 변경하여 입사시키는 제 1 및 제 2 반사경(24, 26)과, 상기 제 1 및 제 2 반사경(24, 26)에서 반사된 상기 레이저빔을 포커싱하여 상기 웨이퍼(10) 표면에 입사시키는 대물렌즈(25)와, 상기 웨이퍼(10) 표면에 입사되어 상기 대물렌즈(25), 상기 제 1 및 제 2 반사경(24, 26)으로 반사되는 레이저빔을 상기 촬상부(30)로 반사시키는 제 3 반사경(28)을 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 대물렌즈(25)를 제외한 상기 레이저 소스, 상기 제 1, 제 2, 제 3 반사경(24, 26)은 서로 다른 가시광 영역의 파장을 갖는 복수개의 레이저빔을 이용하여 상기 웨이퍼(10) 표면에 형성된 상기 정렬 마크를 투영시킬 수 있도록 상기 대물렌즈(25)를 중심으로 서로 대칭적으로 복수개가 구비될 수 있다. 여기서, 상기 레이저빔 소스(22)는 외부에서 인가되는 전원전압을 이용하여 최외곽 전자를 갖는 소정의 물질을 여기된 상태로 만들고, 준안정 상태에서의 상기 최외곽 전자가 안정적인 상태로 복귀되는 과정에서 방출되는 소정 파장의 레이저빔을 생성한다. 예컨대, 상기 레이저빔 소스(22)는 약 7000Å 정도의 파장을 갖는 붉은 색 계열의 레이저빔과, 약 5000Å 정도의 파장을 갖는 녹색 계열의 레이저빔을 생성토록 할 수 있다. 또한, 제 1 반사경(24)은 상기 레이저빔 소스(22)에서 입사되는 상기 레이저빔을 단순 반사시키는 구조를 갖도록 형성되어 있으며, 상기 제 2 반사경(26)은 상기 제 1 반사경(24)에서 반사되는 상기 레이저빔을 상기 대물렌즈(25)로 입사시키고, 상기 대물렌즈(25)를 통해 반사되는 상기 레이저빔을 상기 제 3 반사경(28)으로 입사시키는 구조를 갖도록 형성되어 있다. 상기 대물렌즈(25)는 상기 웨이퍼(10)의 표면에 최인접하여 형성되며, 상기 제 2 반사경(26)을 통해 입사되는 상기 레이저빔을 상기 웨이 퍼(10)의 표면에 축소 투영시키고, 상기 웨이퍼(10) 표면에 형성된 상기 정렬 마크를 확대 투영시킬 수 있도록 상기 웨이퍼(10) 표면에서 반사되는 상기 레이저빔을 수렴하여 상기 제 2 반사경(26)으로 전달토록 할 수 있다. 예컨대, 상기 대물렌즈(25)는 상기 웨이퍼(10) 표면의 정렬 마크를 확대 투영시키는 복수개의 볼록렌즈를 포함하여 이루어진다. 그리고, 상기 제 3 반사경(28)은 상기 제 2 반사경(26)에서 반사되는 상기 레이저빔을 상기 촬상부(30)로 반사시켜 상기 레이저빔의 광경로를 변경할 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 제 3 반사경(28)에서 반사되는 상기 레이저빔을 집광하여 상기 촬상부(30)로 전달하는 적어도 하나이상의 볼록렌즈를 더 포함하여 이루어질 수도 있다.The optical module 20 is configured to project the alignment mark formed on the surface of the wafer 10 so that the imaging unit 30 captures the alignment mark. In this case, since the optical module 20 may be refracted or distorted by a thin film or photoresist film having a predetermined thickness formed on the alignment mark, the optical module 20 may emit laser beams having wavelengths of different visible light regions of the wafer 10. It may be formed to be incident on the surface to compare and project the alignment mark. For example, the optical module 20 may change the path of the laser beam source 22 generating the laser beam and the laser beam generated by the laser beam source 22 to enter the first and second reflectors 24. And an objective lens 25 for focusing the laser beams reflected by the first and second reflectors 24 and 26 on the surface of the wafer 10 and incident on the surface of the wafer 10. And a third reflector 28 reflecting the laser beams reflected by the objective lens 25 and the first and second reflectors 24 and 26 to the imaging unit 30. In this case, the laser source, except for the objective lens 25, the first, second, third reflector 24, 26 are the wafer 10 by using a plurality of laser beams having wavelengths of different visible light regions. A plurality of symmetrical elements may be provided with respect to the objective lens 25 so as to project the alignment mark formed on the surface thereof. In this case, the laser beam source 22 makes a predetermined material having the outermost electrons excited by using a power supply voltage applied from the outside, and returns the outermost electrons in the metastable state to a stable state. It generates a laser beam of a predetermined wavelength emitted from the. For example, the laser beam source 22 may generate a red laser beam having a wavelength of about 7000 GHz and a green laser beam having a wavelength of about 5000 GHz. In addition, the first reflector 24 is formed to have a structure that simply reflects the laser beam incident from the laser beam source 22, the second reflector 26 is reflected by the first reflector 24 The laser beam is incident to the objective lens 25, and the laser beam reflected through the objective lens 25 is incident to the third reflector 28. The objective lens 25 is formed to be closest to the surface of the wafer 10, and reduces and projects the laser beam incident through the second reflector 26 onto the surface of the wafer 10. (10) The laser beam reflected from the surface of the wafer 10 may be converged to be transferred to the second reflector 26 so that the alignment mark formed on the surface may be enlarged and projected. For example, the objective lens 25 includes a plurality of convex lenses that enlarge and project the alignment mark on the surface of the wafer 10. In addition, the third reflector 28 may change the optical path of the laser beam by reflecting the laser beam reflected by the second reflector 26 to the imaging unit 30. Although not shown, at least one convex lens may be further included to collect the laser beam reflected by the third reflector 28 and transmit it to the imaging unit 30.

상기 촬상부(30)는 상기 제 3 반사부에서 반사되는 상기 레이저빔을 이용하여 상기 정렬 마크를 이미지화하여 상기 정렬 마크의 영상 신호를 획득할 수 있다. 예컨대, 상기 촬상부(30)는 CCD, 또는 CMOS 소자로 이루어지는 카메라를 포함하여 이루어진다.The imaging unit 30 may acquire an image signal of the alignment mark by imaging the alignment mark using the laser beam reflected by the third reflector. For example, the imaging unit 30 includes a camera made of a CCD or a CMOS device.

상기 비교부(40)는 상기 촬상부(30)에서 출력되는 상기 정렬 마크의 신호를 이용하여 상기 정렬 마크의 영상을 생성하여 미리 저장된 정렬 마크의 영상과 서로 비교할 수 있다. 예컨대, 상기 비교부(40)는 복수개의 정렬 마크를 일대일 대응시키거나, 오버랩시켜 비교시킬 수 있다. 도시되지는 않았지만, 상기 비교부(40)는 상기 촬상부(30)에서 획득되는 상기 정렬 마크의 영상 신호를 이용하여 상기 정렬 마크의 영상을 생성하는 영상부와, 상기 영상부에서 생성되는 상기 정렬 마크의 영상에 비교되는 우수한 상태를 갖는 정렬 마크의 영상 신호를 저장하는 데이터 베이 스를 포함하여 이루어진다.The comparison unit 40 may generate an image of the alignment mark by using the signal of the alignment mark output from the imaging unit 30, and compare the image with the image of the alignment mark previously stored. For example, the comparison unit 40 may compare a plurality of alignment marks by one-to-one correspondence or overlapping. Although not shown, the comparison unit 40 may include an image unit which generates an image of the alignment mark by using the image signal of the alignment mark obtained by the imaging unit 30, and the alignment generated by the image unit. And a database for storing the video signal of the alignment mark having an excellent state compared to the image of the mark.

상기 제어부(50)는 상기 비교부(40)에서 비교되는 복수개의 정렬 마크의 영상이 서로 동일 또는 유사하거나 소정 부분 이상으로 일치될 경우, 상기 정렬 마크를 기준으로 상기 웨이퍼 스테이지(12) 상에서 상기 웨이퍼(10)가 정렬되도록 할 수 있다. 반면, 상기 복수개의 정렬 마크의 영상이 서로 동일 또는 유사하지 않거나, 소정 부분 이상으로 일치되지 않을 경우, 상기 정렬 마크를 이용하여 웨이퍼(10)가 정렬되지 못하도록 상기 웨이퍼 스테이지(12)에 인터락 제어신호가 출력된다. 예컨대, 상기 제어부(50)는 상기 비교부(40)에서 비교되는 복수개의 정렬 마크의 영상이 약 60% 이상으로 일치될 경우, 상기 웨이퍼(10) 표면에 형성된 정렬 마크에서 획득되는 정렬 마크의 영상을 이용하여 상기 웨이퍼 스테이지(12) 상에서 상기 웨이퍼(10)가 정렬되도록 제어신호가 출력될 수 있다. 또한, 상기 제어부(50)는 상기 복수개의 정렬 마크의 영상이 약 60% 이하로 일치될 경우, 상기 웨이퍼 스테이지(12)에 인터락 제어신호를 출력시킬 수 있다.When the images of the plurality of alignment marks compared in the comparison unit 40 are identical, similar, or matched to each other by more than a predetermined portion, the controller 50 may be configured to display the wafer on the wafer stage 12 based on the alignment marks. 10 may be aligned. On the other hand, when the images of the plurality of alignment marks are not the same or similar to each other, or more than a predetermined portion, the interlock control on the wafer stage 12 to prevent the wafer 10 from being aligned using the alignment marks. The signal is output. For example, when the images of the plurality of alignment marks compared in the comparison unit 40 are matched by about 60% or more, the controller 50 images of the alignment marks acquired from the alignment marks formed on the surface of the wafer 10. Using a control signal may be output so that the wafer 10 is aligned on the wafer stage 12. In addition, the controller 50 may output an interlock control signal to the wafer stage 12 when the images of the plurality of alignment marks match about 60% or less.

따라서, 본 발명의 반도체 제조설비는, 광학 모듈(20)을 통해 투영되는 정렬 마크에 대응되는 정렬 마크의 영상과 미리 저장된 정렬 마크의 영상을 비교하는 비교부(40)와, 상기 비교부(40)에서 비교되는 복수개의 상기 정렬 마크의 영상이 소정부분 일치되지 않을 경우, 인터락 제어신호를 출력하는 제어부(50)를 구비하여 웨이퍼(10) 상에 형성된 정렬 마크가 후속의 증착공정에 의해 메몰되어 일부 손상되더라도 상기 웨이퍼(10) 상의 정렬 마크와 레티클에 형성된 정렬 마크가 서로 매칭되지 않는 정렬 불량을 방지토록 하고 정상적인 노광공정을 수행토록 할 수 있기 때문에 생산수율을 증대 또는 극대화할 수 있다.Accordingly, the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention includes a comparison unit 40 for comparing an image of the alignment mark corresponding to the alignment mark projected through the optical module 20 with an image of the alignment mark stored in advance, and the comparison unit 40. In the case where the images of the plurality of alignment marks compared with each other do not coincide with a predetermined portion, the alignment marks formed on the wafer 10 with the control unit 50 for outputting the interlock control signal are embedded in the subsequent deposition process. Even if partially damaged, the alignment mark formed on the wafer 10 and the alignment mark formed on the reticle can prevent misalignment and can perform a normal exposure process, thereby increasing or maximizing production yield.

또한, 광학 모듈(20)의 레이저빔 소스(22)에서 생성되는 레이저빔의 세기가 줄어들어 상기 레이저빔에 의해 상기 정렬 마크가 일부 왜곡되거나 손상되어 나타나더라도 레티클에 형성된 정렬 마크와 상기 웨이퍼(10) 상의 정렬 마크가 서로 대응되지 않아 유발되는 정렬 불량을 방지토록 할 수 있기 때문에 생산수율을 증대 또는 극대화할 수 있다.In addition, even if the intensity of the laser beam generated by the laser beam source 22 of the optical module 20 is reduced so that the alignment mark is partially distorted or damaged by the laser beam, the alignment mark and the wafer 10 formed on the reticle Since the alignment marks of the phases do not correspond to each other, it is possible to prevent misalignment caused, thereby increasing or maximizing production yield.

이와 같이 구성된 본 발명의 반도체 제조설비를 이용한 웨이퍼(10) 정렬 방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to the wafer 10 alignment method using the semiconductor manufacturing equipment of the present invention configured as described above are as follows.

도 2는 본 발명의 웨이퍼(10) 정렬 방법을 나타내는 흐름도이다.2 is a flow chart showing a wafer 10 alignment method of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 웨이퍼(10) 정렬 방법은 먼저, 웨이퍼 스테이지(12) 상에 웨이퍼(10)를 로딩시킨다(S100). 여기서, 상기 웨이퍼(10)는 로봇암 또는 트랜스퍼 암에 의해 상기 웨이퍼 스테이지(12) 상에 로딩되며, 상기 웨이퍼(10)에 형성된 플랫존 또는 노치가 일방향으로 향하도록 로딩될 수 있다. As shown in FIG. 2, in the wafer 10 alignment method of the present invention, first, the wafer 10 is loaded on the wafer stage 12 (S100). Here, the wafer 10 may be loaded on the wafer stage 12 by a robot arm or a transfer arm, and loaded so that the flat zone or notch formed in the wafer 10 faces in one direction.

다음, 상기 웨이퍼(10)가 상기 웨이퍼 스테이지(12) 상에 로딩이 완료되면 상기 촬상부(30)는 상기 웨이퍼(10) 표면의 특정 위치에 형성된 정렬 마크를 촬상시킨다(S200). 이때, 상기 광학 모듈(20)은 상기 웨이퍼(10) 표면을 순차적으로 확대 투영시키면서 상기 촬부로 하여금 상기 웨이퍼(10) 표면에 형성된 상기 정렬 마크가 소정의 크기를 갖고 촬상되도록 할 수 있다.Next, when loading of the wafer 10 is completed on the wafer stage 12, the imaging unit 30 captures an alignment mark formed at a specific position on the surface of the wafer 10 (S200). In this case, the optical module 20 may allow the photographing unit to photograph the alignment mark formed on the surface of the wafer 10 while sequentially expanding and projecting the surface of the wafer 10.

그 다음, 상기 비교부(40)는 상기 촬상부(30)에서 촬상된 정렬 마크의 영상을 생성시키고, 상기 촬상부(30)에서 촬상된 정렬 마크의 영상과, 상기 데이터 베 이스에 미리 저장된 정렬 마크의 영상을 서로 비교한다(S300). 예컨대, 상기 비교부(40)는 상기 복수개의 정렬 마크를 일대일 대응시키거나, 오버랩시켜 비교할 수 있다.Next, the comparison unit 40 generates an image of the alignment mark picked up by the imaging unit 30, the image of the alignment mark picked up by the imaging unit 30, and the alignment previously stored in the data base. The images of the marks are compared with each other (S300). For example, the comparison unit 40 may compare the plurality of alignment marks by one-to-one correspondence or overlapping.

그리고, 상기 제어부(50)는 상기 비교부(40)에서 비교된 복수개의 정렬 마크의 영상이 소정 부분 일치되는지를 판단하고(S400), 상기 복수개의 정렬 마크의 영상이 소정부분 일치될 경우, 상기 웨이퍼 스테이지(12) 상에서 상기 웨이퍼(10)가 정렬되도록 제어신호를 출력한다(S500). 또한, 제어부(50)는 상기 복수개의 정렬 마크의 영상이 소정부분 일치되지 않을 경우, 상기 웨이퍼 스테이지(12)에 인터락 제어신호를 출력한다(S600).The controller 50 determines whether the images of the plurality of alignment marks compared in the comparison unit 40 correspond to a predetermined portion (S400), and when the images of the plurality of alignment marks coincide with the predetermined portions, The control signal is output so that the wafer 10 is aligned on the wafer stage 12 (S500). In addition, the controller 50 outputs an interlock control signal to the wafer stage 12 when the images of the plurality of alignment marks do not coincide with a predetermined portion (S600).

따라서, 본 발명의 반도체 제조설비를 이용한 웨이퍼(10) 정렬 방법은 광학 모듈(20) 및 촬상부(30)를 통해 획득되는 정렬 마크의 영상과 미리 저장된 정렬 마크의 영상을 서로 비교하고, 상기 복수개의 정렬 마크의 영상이 소정 부분 이하로 일치될 경우 웨이퍼 스테이지(12) 상에서 웨이퍼(10)가 정렬되지 못하도록 인터락 제어 신호가 출력되기 때문에 생산수율을 증대 또는 극대화할 수 있다.Accordingly, in the wafer 10 alignment method using the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, the image of the alignment mark acquired through the optical module 20 and the imaging unit 30 and the image of the alignment mark stored in advance are compared with each other, and the plurality of When the images of the two alignment marks are matched up to a predetermined portion or less, since the interlock control signal is output so that the wafer 10 is not aligned on the wafer stage 12, the production yield may be increased or maximized.

또한, 상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 제공하기 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 그리고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론이다.In addition, the description of the above embodiment is merely given by way of example with reference to the drawings in order to provide a more thorough understanding of the present invention, it should not be construed as limiting the present invention. In addition, for those skilled in the art, various changes and modifications may be made without departing from the basic principles of the present invention.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 광학 모듈을 통해 투영되는 정렬 마크에 대응되는 정렬 마크의 영상과 미리 저장된 정렬 마크의 영상을 비교하는 비교부와, 상기 비교부에서 비교되는 복수개의 상기 정렬 마크의 영상이 소정부분 일치되지 않을 경우, 인터락 제어신호를 출력하는 제어부를 구비하여 웨이퍼 상에 형성된 정렬 마크가 후속의 증착공정에 의해 메몰되어 일부 손상되더라도 상기 웨이퍼 상의 정렬 마크와 레티클에 형성된 정렬 마크가 서로 매칭되지 않는 정렬 불량을 방지토록 하고 정상적인 노광공정을 수행토록 할 수 있기 때문에 생산수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, a comparison unit for comparing the image of the alignment mark corresponding to the alignment mark projected through the optical module and the image of the pre-stored alignment mark, and the plurality of the alignment to be compared in the comparison unit If the image of the mark does not coincide with a predetermined portion, an alignment formed on the wafer is aligned with the alignment mark on the wafer even though the alignment mark formed on the wafer is buried by a subsequent deposition process and partially damaged due to a control unit for outputting an interlock control signal. Since the marks can be prevented from misalignment and the normal exposure process can be performed, the production yield can be increased or maximized.

또한, 광학 모듈의 레이저빔 소스에서 생성되는 레이저빔의 세기가 줄어들어 상기 레이저빔에 의해 상기 정렬 마크가 일부 왜곡되거나 손상되어 나타나더라도 레티클에 형성된 정렬 마크와 상기 웨이퍼 상의 정렬 마크가 서로 대응되지 않아 유발되는 정렬 불량을 방지토록 할 수 있기 때문에 생산수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 효과가 있다.In addition, the intensity of the laser beam generated from the laser beam source of the optical module is reduced so that the alignment mark formed on the reticle and the alignment mark on the wafer do not correspond to each other even if the alignment mark is partially distorted or damaged by the laser beam. Since it is possible to prevent the misalignment, the production yield is effective to increase or maximize.

Claims (4)

웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 스테이지;A wafer stage for supporting a wafer; 상기 웨이퍼 상에 지지되는 상기 웨이퍼에 형성된 정렬 마크를 투영시키는 광학 모듈;An optical module for projecting an alignment mark formed on the wafer supported on the wafer; 상기 광학 모듈에서 투영된 상기 정렬 마크에 대응되는 영상 신호를 획득하는 촬상부; An imaging unit for acquiring an image signal corresponding to the alignment mark projected from the optical module; 상기 촬상부에서 획득된 상기 영상 신호에서 상기 정렬 마크의 영상을 생성하고, 상기 정렬 마크의 영상을 미리 입력된 정렬 마크의 영상과 비교하는 비교부; 및A comparison unit generating an image of the alignment mark from the image signal acquired by the image pickup unit, and comparing the image of the alignment mark with an image of the alignment mark previously input; And 상기 비교부에서 비교되는 상기 정렬 마크의 영상들이 서로 동일 또는 유사하거나 일정 부분 서로 일치될 경우, 상기 광학 모듈에서 투영되는 상기 정렬 마크를 이용하여 상기 웨이퍼를 소정의 위치에 정렬시키도록 상기 웨이퍼 스테이지에 제어신호를 출력하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비.If the images of the alignment marks to be compared in the comparing unit are identical to each other, or are coincident with each other, a portion of the alignment marks is aligned to the wafer stage to align the wafer to a predetermined position using the alignment marks projected from the optical module. And a control unit for outputting a control signal. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 비교부는 상기 촬상부에서 획득되는 상기 정렬 마크의 영상 신호를 이용하여 상기 정렬 마크의 영상을 생성하는 영상부와, 상기 영상부에서 생성되는 상기 정렬 마크의 영상에 비교되는 정렬 마크의 영상 신호를 저장하는 데이터 베이스 를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비.The comparator may be configured to generate an image of the alignment mark by using the image signal of the alignment mark acquired by the image pickup unit, and an image signal of an alignment mark to be compared to an image of the alignment mark generated by the image unit. And a database for storing the semiconductor manufacturing equipment. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부는 상기 비교부에서 비교된 복수개의 정렬 마크의 영상이 소정부분 일치되지 않을 경우, 상기 웨이퍼 스테이지에 인터락 제어신호를 출력함을 특징으로 하는 반도체 제조설비.And the control unit outputs an interlock control signal to the wafer stage when the images of the plurality of alignment marks compared by the comparison unit do not match a predetermined portion. 웨이퍼 스테이지 상에 웨이퍼를 로딩시키는 단계;Loading a wafer onto a wafer stage; 상기 웨이퍼 상에 형성된 정렬 마크를 촬상부에서 촬상하는 단계;Imaging the alignment mark formed on the wafer in an imaging unit; 상기 촬상부에서 촬상된 정렬 마크의 정렬 마크의 영상을 생성시키고, 상기 촬상부에서 촬상된 정렬 마크의 영상과, 미리 저장된 정렬 마크의 영상을 비교부에서 서로 비교하는 단계; 및Generating an image of the alignment mark of the alignment mark picked up by the image pickup unit, and comparing the image of the alignment mark picked up by the image pickup unit with an image of the alignment mark stored in advance in a comparison unit; And 상기 비교부에서 비교된 복수개의 정렬 마크의 영상이 소정부분 일치되지 않을 경우, 상기 웨이퍼 스테이지에 인터락 제어신호를 출력하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비를 이용한 웨이퍼 정렬 방법.And outputting an interlock control signal to the wafer stage when the images of the plurality of alignment marks compared by the comparing unit do not coincide with a predetermined portion.
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