KR20080061836A - Focus allignment method of a photo equipment and apparatus therefor - Google Patents

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Abstract

A focus alignment method of an exposure apparatus is provided to perform a focusing correction by vertical correction of a wafer stage by vertically transferring and rotating a wafer prior to a wafer alignment step. A reticle is loaded and alignment coordinates are measured(S100). An illumination system is driven according to the measured coordinates to align the reticle and the illumination system. Coordinates are measured by using a wafer alignment mark, and a wafer is aligned. The process for loading the reticle and measuring alignment coordinates can include the following steps. The central position of a lens measured by reference coordinates is calculated(S110). An alignment mark on a reticle stage is detected to measure the position of the reticle and the rotation of the reticle(S120).

Description

노광장치의 포커스 얼라인먼트 방법 및 장치{Focus allignment method of a photo equipment and apparatus therefor}Focus alignment method and apparatus for exposure apparatus {Focus allignment method of a photo equipment and apparatus therefor}

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 노광장치의 포커스 얼라인먼트 방법을 도시하는 공정도이고,1 is a process chart showing a focus alignment method of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention,

도 2는 도 1의 포커스 얼라인먼트 장치의 구성을 나타내는 개략도이다.FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of the focus alignment device of FIG. 1.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

10 : 레티클 스테이지 20 : 레이저10: reticle stage 20: laser

30 : 레티클 스테이지 구동수단 40 : 웨이퍼 스테이지30 reticle stage driving means 40 wafer stage

50 : 투영 렌즈 60 : 검출기50: projection lens 60: detector

70 : 제어부 80 : 웨이퍼 스테이지 구동수단70: controller 80: wafer stage driving means

본 발명은 노광장치의 포커스 얼라인먼트 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 웨이퍼 스테이지 얼라인먼트 공정의 수평교정 공정전에, 수직 및 3차원적 교정 공정작업으로서의 포커싱 초점을 보다 정확히 구현하기 위한 포커싱 교정을 추가한 노광장치의 포커스 얼라인먼트 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a focus alignment method of an exposure apparatus, and more particularly, prior to a horizontal calibration process of a wafer stage alignment process, focusing correction for more precisely implementing focusing focus as vertical and three-dimensional calibration process operations is added. A focus alignment method of an exposure apparatus.

잘 알려진 바와 같이, 반도체 제조공정에 있어서 회로 패턴들은 몇 개에서 수 십개의 적층된 층들로 형성된다. 이에 따라 웨이퍼 상에 이미 형성된 회로 패턴들에 노광하려는 회로 패턴의 광학 이미지(optical image)를 정확하게 얼라인할 필요가 있다.As is well known, in semiconductor manufacturing processes circuit patterns are formed from several to several dozen stacked layers. Accordingly, it is necessary to accurately align the optical image of the circuit pattern to be exposed to the circuit patterns already formed on the wafer.

또, 패터닝(patterning)을 형성하기 위해서는 노광장치에서 광학계의 축소 투영렌즈로부터 웨이퍼의 표면까지 일정한 포커스를 확보(포커싱:focusing)하여야 하며, 일정한 면적의 포커스를 동시에 확보(레벨링:levelling) 할 수 있어야 한다. 통상 레벨링을 확보하기 위해선 넓은 영역의 광원을 사용하고 있으며, 최근에는 2개이상의 포커스를 확보하여 레벨링을 조절하는 체계를 사용하고 있다.In addition, in order to form the patterning, the exposure apparatus must secure a constant focus (focusing) from the reduction projection lens of the optical system to the surface of the wafer, and at the same time, it must be able to simultaneously secure (leveling) a certain area of focus. do. In general, to secure leveling, a wide area light source is used, and recently, a system for adjusting leveling by securing two or more focuses is used.

최근 반도체 기술에 있어서 더 높은 집적도의 반도체 디바이스가 요구되고 있는 바, 메모리 분야와 비메모리분야 모두 집적도를 높이기 위하여 적층구조를 사용하고 있으며, 집적도가 높을수록 적층의 구조가 복잡해지고 있다. 복잡한 적층구조를 가지는 반도체 집적회로를 제작할 때 노광 장치는 복잡한 적층에 의한 단차를 극복하여 동일한 포커스를 갖춘 패터닝을 수행해야 한다. 만일, 노광 장치에서 동일한 포커스를 갖는 패터닝을 수행하지 않으면, 패터닝의 불량에 의해 반도체 디바이스의 생산이 불가능하므로, 이와 같은 적층구조를 가지는 반도체 디바이스의 노광을 수행하기 위한 노광장치는 캐패시터 또는 레이저를 이요하여 웨이퍼 표면의 포커스를 잡는 포커싱 시스템을 채용하고 있다.In recent years, semiconductor devices having a higher degree of integration are demanded in semiconductor technology. In the memory and non-memory fields, stacking structures are used to increase the degree of integration. As the degree of integration increases, the stacking structure becomes more complicated. When fabricating a semiconductor integrated circuit having a complicated stacking structure, the exposure apparatus must perform patterning with the same focus by overcoming the step due to the complicated stacking. If the exposure apparatus does not perform patterning with the same focus, the production of the semiconductor device is impossible due to the poor patterning. Therefore, the exposure apparatus for performing exposure of the semiconductor device having such a laminated structure uses a capacitor or a laser. To focus the wafer surface.

이상과 같은 반도체 노광장치에 있어서 종래의 웨이퍼 포커스 얼라인먼트 방법은 보다 정확한 웨이퍼 얼라인먼트 모드를 구현하기 위해 웨이퍼의 수평교정을 진행하였으나, 포커싱 교정이 정확히 구현되지 못하여 수율저하 및 전자석 파라미터의 재설정으로 인한 과도한 인력 및 시간적 손실이 발생함에 따라 포토공정의 패턴형성에 결정적인 영향을 미치는 웨이퍼 얼라인 먼트 과정을 개선해야 하는 문제점이 있었다.In the semiconductor exposure apparatus described above, the conventional wafer focus alignment method proceeds with the horizontal calibration of the wafer in order to realize a more accurate wafer alignment mode, but the focusing correction is not accurately implemented, resulting in excessive attraction due to yield reduction and resetting the electromagnet parameters. And there is a problem to improve the wafer alignment process that has a critical influence on the pattern formation of the photo process as time loss occurs.

따라서, 본 발명의 목적은 포토 공정시 패턴 형성에 결정적인 영향을 미치는 웨이퍼 얼라인먼트 과정을 개선시킴으로서 종래의 공정 흐름상 발생하는 포커싱 오류의 발생을 줄이고 정확하고 안정된 공정을 통해 생산성 및 수율 향상에 기여할 수 있는 노광장치의 포커스 얼라인먼트 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to improve the wafer alignment process which has a decisive effect on the pattern formation during the photo process, thereby reducing the occurrence of focusing errors occurring in the conventional process flow and contributing to the improvement of productivity and yield through an accurate and stable process. The present invention provides a focus alignment method of an exposure apparatus.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 노광장치의 포커스 얼라인먼트 방법은 레티클 로딩 및 얼라인먼트 좌표를 측정하는 단계와, 상기 측정된 좌표에 따라 조명계를 구동하여 상기 레티클과 조명계와의 얼라인먼트를 행하는 단계와, 웨이퍼 얼라인먼트 마크를 이용하여 좌표를 측정하고 웨이퍼를 얼라인먼트하는 단계를 포함한다.The focus alignment method of the exposure apparatus of the present invention for achieving the above object comprises the steps of measuring the reticle loading and alignment coordinates, driving the illumination system according to the measured coordinates to perform alignment of the reticle and the illumination system, and the wafer Measuring coordinates using the alignment marks and aligning the wafer.

여기에서, 본 발명의 레티클 로딩 및 얼라인먼트 좌표의 측정 단계는 기준 좌표로 계측되어진 렌즈의 중심위치 산출단계와, 레티클 스테이지상의 얼라인먼트 마크를 감지하여 레티클 위치 및 상기 레티클의 회전을 계측하는 단계를 포함하며, 레티클과 조명계와의 얼라인먼트 단계는 상기 계측정보로부터 레티클의 회전량과 중심 좌표를 계측하여 상기 레티클 스테이지를 구동하여 레티클을 보정하는 단계이 고, 웨이퍼 얼라인먼트 단계는 웨이퍼를 로딩하고, 웨이퍼 얼라인먼트 마크의 위치를 측정하는 프리 얼라인먼트 단계와, 상기 웨이퍼상에 샘플샷을 조사하여 투영렌즈로 투과하는 단계와, 상기 웨이퍼상에 반사된 빛을 검출기로 감지하는 단계와, 상기 웨이퍼의 상하 이동 및 회전에 의한 포커싱 교정단계와, 상기 웨이퍼의 얼라인먼트 마크를 이용하여 레티클에 레이저를 투사하여 반사광을 측정하고, 측정된 값에 따라 웨이퍼의 좌표를 측정하여 웨이퍼 스테이지를 교정하는 단계를 포함하되, 프리 얼라인먼트 단계에서의 얼라인먼트 마크의 위치 측정은 웨이퍼 얼라인먼트 센서를 사용하는 것을 특징으로 한다.Here, the step of measuring the reticle loading and alignment coordinates of the present invention includes the step of calculating the center position of the lens measured by the reference coordinate, and measuring the reticle position and the rotation of the reticle by detecting the alignment mark on the reticle stage The alignment step of the reticle and the illumination system is a step of calibrating the reticle by driving the reticle stage by measuring the rotation amount and the center coordinate of the reticle from the measurement information, and the wafer alignment step loads the wafer and positions the wafer alignment marks. A pre-alignment step of measuring a; and irradiating a sample shot on the wafer and transmitting the sample shot to a projection lens; detecting light reflected on the wafer by a detector; and focusing by vertical movement and rotation of the wafer. Calibration step and the alignment mark of the wafer Measuring the reflected light by projecting a laser onto the reticle, and calibrating the wafer stage by measuring the coordinates of the wafer according to the measured value, wherein the measurement of the position of the alignment mark in the pre-alignment step uses a wafer alignment sensor. It is characterized by.

본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above and other objects and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the present invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 노광장치의 포커스 얼라인먼트 방법을 도시하는 공정도이다.1 is a flowchart illustrating a focus alignment method of an exposure apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 노광장치의 포커스 얼라인먼트 방법은 레티클 로딩 및 얼라인먼트 좌표를 측정하는 단계(S100)와, 상기 측정된 좌표에 따라 조명계를 구동하여 상기 레티클과 조명계와의 얼라인먼트를 행하는 단계(S200)와, 웨이퍼 얼라인먼트 마크를 이용하여 좌표를 측정하고 웨이퍼를 얼라인먼트하는 단계(S300)를 포함한다.Referring to FIG. 1, in the focus alignment method of the exposure apparatus of the present invention, a step of measuring reticle loading and alignment coordinates (S100) and driving an illumination system according to the measured coordinates to perform alignment between the reticle and the illumination system (S200), and measuring coordinates using the wafer alignment mark and aligning the wafer (S300).

레티클 로딩 및 얼라인먼트 좌표의 측정 단계(S100)는 기준 좌표로 계측되어진 렌즈의 중심위치 산출단계(S110)와, 레티클 스테이지(10; 도 2)상의 얼라인먼트 마크에 HeNe 레이저(20)의 광을 조사하여 그 얼라인먼트 마크의 위치를 감지하여 레티클 위치 및 상기 레티클의 회전을 계측하는 단계(S120)를 포함한다.In step S100 of reticle loading and alignment coordinate measurement, the center position calculation step S110 of the lens measured as reference coordinates and the alignment mark on the reticle stage 10 (FIG. 2) are irradiated with light of the HeNe laser 20. And detecting the position of the alignment mark and measuring the reticle position and the rotation of the reticle (S120).

그리고, 레티클과 조명계(도시하지 않음)와의 얼라인먼트 단계(S200)에서는 계측된 렌즈에 대해 산출된 중심위치와 레티클의 위치 및 회전에 대해 계측된 정보로부터 레티클의 회전량과 중심 좌표를 계측하여 상기 레티클 스테이지(20; 도 2)의 구동수단(30)를 구동하여 레티클을 보정한다.In the alignment step S200 between the reticle and an illumination system (not shown), the reticle rotation amount and the center coordinate are measured by measuring the center position calculated for the measured lens, and the information about the position and rotation of the reticle. The drive means 30 of the stage 20 (FIG. 2) is driven to correct the reticle.

이와 같은 레티클 얼라인먼트 과정을 거친 다음, 웨이퍼 얼라인먼트 단계(S300)는 도 2에 도시된 바와 같은 포커스 얼라인먼트 장치를 이용하여 실행된다.After such a reticle alignment process, the wafer alignment step S300 is performed using a focus alignment device as shown in FIG. 2.

즉, 도 2를 참조하여 웨이퍼 얼라인먼트 단계(S300)를 설명하면, 먼저, 웨이퍼를 웨이퍼 스테이지(40)상에 로딩하고, 웨이퍼 얼라인먼트 마크(allignment mark)의 위치를 측정하는 프리 얼라인먼트(Pre-allignment) 단계(S310)와, 상기 웨이퍼상에 샘플 샷(sample shot)을 조사하여 투영렌즈(Projection lens; 50)로 투과하는 단계(S320)와, 상기 웨이퍼상에 반사된 빛을 검출기(detector; 60)로 감지하는 단계(S330)와, 제어부(70)는 검출기(60)에 의해 감지된 값에 따라 상기 웨이퍼 스테이지(40)의 구동수단(80)을 작동하여 웨이퍼의 상하 이동 및 회전에 의한 포커싱 교정단계(S340)와, 상기 웨이퍼의 얼라인먼트 마크를 이용하여 레티클 스테이지(20)의 레티클에 HeNe 레이저(50)를 투사하여 반사광을 측정하고, 측정된 값에 따라 웨이퍼의 좌표를 측정하여 웨이퍼 스테이지(40)를 교정하는 단계(S350)를 포함하되, 프리 얼라인먼트 단계에서의 얼라인먼트 마크의 위치 측정은 웨이퍼 얼라인먼트 센서를 사용하는 것이 바람직하다.That is, the wafer alignment step S300 will be described with reference to FIG. 2. First, the wafer is loaded on the wafer stage 40 and the pre-allignment for measuring the position of the wafer alignment mark. In operation S310, irradiating a sample shot onto the wafer to transmit the sample shot to a projection lens 50, S320, and detecting a light reflected on the wafer 60. (S330) and the control unit 70 operates the driving means 80 of the wafer stage 40 according to the value detected by the detector 60 to correct the focusing by the vertical movement and rotation of the wafer In step S340, the HeNe laser 50 is projected onto the reticle of the reticle stage 20 by using the alignment mark of the wafer to measure the reflected light, and the wafer stage 40 is measured by measuring the coordinates of the wafer according to the measured value. Step to calibrate) It includes (S350), it is preferable to use a wafer alignment sensor for the position measurement of the alignment mark in the pre-alignment step.

따라서, 이상과 같이 본원은 웨이퍼 스테이지의 수직 교정을 통해 포커싱 교정이 추가됨에 따라 웨이퍼 얼라인먼트의 방법의 에러율이 최소화되고, 에러 발생에 따른 수동전환 및 웨이퍼의 폐기 및 잦은 인력 투입과 연관된 손실을 줄이게 되어 생산성의 향상에 기여하게 된다.Therefore, as described above, the present application minimizes the error rate of the wafer alignment method as the focusing correction is added through the vertical calibration of the wafer stage, and reduces the loss associated with manual switching and wafer disposal and frequent manpower input due to the error. It will contribute to the improvement of productivity.

이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 것을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.In the above description has been described by presenting a preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not necessarily limited thereto, and those skilled in the art to which the present invention pertains have various scope within the technical spirit of the present invention. It will be readily understood that branch substitutions, modifications and variations are possible.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 웨이퍼 얼라인먼트 단계전에 웨이퍼의 상하이동 및 회전에 의한 포커싱 교정단계를 추가함으로서 웨이퍼 스테이지의 수직 교정을 통해 포커싱 교정이 행해지는 것이 핵심적 특징으로, 기존에 수평교정만을 진행한 후, 노광공정을 진행함으로서 포커싱 오류 및 추가의 보정작업을 행함에 따른 수율저하 및 잦은 인력 투입을 제거하여 보다 정확성을 높임으로서 생산성을 향상하게 되는 효과를 가진다.As described above, according to the present invention, the focusing correction is performed by vertically correcting the wafer stage by adding a focusing correction process by moving and rotating the wafer before the wafer alignment step. After proceeding, the exposure process is performed, thereby reducing the yield and frequent manpower input due to focusing errors and additional corrections, thereby improving productivity by increasing accuracy.

Claims (6)

노광장치의 포커스 얼라인먼트 방법에 있어서,In the focus alignment method of the exposure apparatus, 레티클 로딩 및 얼라인먼트 좌표를 측정하는 단계와,Measuring the reticle loading and alignment coordinates, 상기 측정된 좌표에 따라 조명계를 구동하여 상기 레티클과 조명계와의 얼라인먼트를 행하는 단계와, Driving an illumination system according to the measured coordinates to align the reticle with the illumination system; 웨이퍼 얼라인먼트 마크를 이용하여 좌표를 측정하고 웨이퍼를 얼라인먼트하는 단계를 포함하는Measuring coordinates using the wafer alignment mark and aligning the wafer; 노광장치의 포커스 얼라인먼트 방법..Focus alignment method of exposure apparatus. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 레티클 로딩 및 얼라인먼트 좌표의 측정 단계는 기준 좌표로 계측되어진 렌즈의 중심위치 산출단계와, 레티클 스테이지상의 얼라인먼트 마크를 감지하여 레티클 위치 및 상기 레티클의 회전을 계측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는The step of measuring the reticle loading and alignment coordinates includes the step of calculating the center position of the lens measured in reference coordinates, and detecting the alignment mark on the reticle stage to measure the reticle position and the rotation of the reticle 노광장치의 포커스 얼라인먼트 방법.Focus alignment method of exposure apparatus. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 레티클과 조명계와의 얼라인먼트 단계는 상기 계측정보로부터 레티클의 회전량과 중심 좌표를 계측하여 상기 레티클 스테이지를 구동하여 레티클을 보정하 는 단계인 것을 특징으로 하는The alignment step of the reticle and the illumination system is a step of correcting the reticle by driving the reticle stage by measuring the rotation amount and the center coordinates of the reticle from the measurement information 노광장치의 포커스 얼라인먼트 방법.Focus alignment method of exposure apparatus. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 웨이퍼 얼라인먼트 단계는 웨이퍼를 로딩하고, 웨이퍼 얼라인먼트 마크의 위치를 측정하는 프리 얼라인먼트 단계와, 상기 웨이퍼상에 샘플샷을 조사하여 투영렌즈로 투과하는 단계와, 상기 웨이퍼상에 반사된 빛을 검출기로 감지하는 단계와, 상기 웨이퍼의 상하 이동 및 회전에 의한 포커싱 교정단계와, 상기 웨이퍼의 얼라인먼트 마크를 이용하여 레티클에 레이저를 투사하여 반사광을 측정하고, 측정된 값에 따라 웨이퍼의 좌표를 측정하여 웨이퍼 스테이지를 교정하는 단계를 포함하는The wafer alignment step includes a pre-alignment step of loading a wafer, measuring a position of a wafer alignment mark, irradiating a sample shot onto the wafer and transmitting the sample shot to a projection lens, and detecting light reflected on the wafer by a detector. A step of detecting, focusing correction by vertical movement and rotation of the wafer, and measuring a reflected light by projecting a laser onto a reticle using an alignment mark of the wafer, and measuring wafer coordinates according to the measured value Calibrating the stage 노광장치의 포커스 얼라인먼트 방법.Focus alignment method of exposure apparatus. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 프리 얼라인먼트 단계에서의 얼라인먼트 마크의 위치 측정은 웨이퍼 얼라인먼트 센서를 사용하는 것을 특징으로 하는Position measurement of the alignment mark in the pre-alignment step is characterized in that using the wafer alignment sensor 노광장치의 포커스 얼라인먼트 방법.Focus alignment method of exposure apparatus. 노광장치의 포커스 얼라인먼트 장치에 있어서,In the focus alignment apparatus of the exposure apparatus, 얼라인먼트 마크가 표시되어 웨이퍼가 로딩되는 웨이퍼 스테이지와,A wafer stage on which an alignment mark is displayed to load the wafer, 얼라인먼트 마크가 표시되어 레티클이 로딩되는 레티클 스테이지와,The reticle stage where the alignment marks are displayed to load the reticle, 상기 레티클 스테이지를 구동하여 레티클의 위치를 보정하는 레티클 스테이지 구동수단과,Reticle stage driving means for driving the reticle stage to correct the position of the reticle; 상기 레티클 스테이지와 상기 웨이퍼 스테이지상의 얼라인먼트를 각각 감지하도록 상기 레티클 스테이지와 웨이퍼 스테이지에 광을 조사하는 레이저와,A laser for irradiating light to the reticle stage and the wafer stage so as to sense the alignment on the reticle stage and the wafer stage, respectively; 상기 레티클 스테이지와 웨이퍼 스테이지상에 로딩된 레티클과 웨이퍼상에 조사되는 상기 레이저의 샘플 샷(sample shot)을 투과하고, 상기 레티클과 웨이퍼상에서 각각 반사된 빛을 투과하는 투영렌즈와,A projection lens which transmits a sample shot of the reticle loaded on the reticle stage and the wafer stage and the laser irradiated onto the wafer, and transmits light reflected on the reticle and the wafer, respectively; 상기 웨이퍼와 상기 레티클상에서 반사된 빛을 검출하는 검출기와,A detector for detecting light reflected on the wafer and the reticle; 상기 웨이퍼 스테이지를 상하이동 및 회전하는 웨이퍼 스테이지 구동수단과,Wafer stage driving means for moving and rotating the wafer stage; 상기 검출기에 의해 감지된 값에 따라 상기 레티클 구동수단과 상기 웨이퍼 스테이지의 구동수단을 제어하여 레티클을 보정하고, 웨이퍼의 상하 이동 및 회전에 의한 포커싱을 교정하는 제어부로 이루어진 것을 특징으로 하는And a controller for controlling the reticle driving means and the driving means of the wafer stage according to the value sensed by the detector, correcting the reticle and correcting focusing by vertical movement and rotation of the wafer. 노광장치의 포커스 얼라인먼트 장치.Focus alignment device of exposure apparatus.
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