KR20090070237A - Method for monitoring lamp power of the exposing apparature for the semiconductor device - Google Patents

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Abstract

A method for monitoring a lamp power of an exposing apparatus for a semiconductor device are provided to set an exposure time and measure the intensity of illumination of a lamp accurately by checking a shutter speed in a photolithography in real time. A light source(11) supplies a light of a certain wavelength, and a shutter pass/ blocks a light according to the illumination intensity of light supplied from the light source. A computer(19) receives shutter speed in real time and converts it into illumination intensity, and it displays the illumination intensity on a monitor. The computer is programmed to change a lamp when the illumination intensity is below a predetermined value. An open/close speed of the shutter is adjusted according to the illumination intensity measured by a spot sensor(18).

Description

노광 장치의 조명 세기 자동 모니터링 장치 및 방법 {Method for monitoring lamp power of the exposing apparature for the semiconductor device} Apparatus and method for automatically monitoring light intensity of exposure apparatus {Method for monitoring lamp power of the exposing apparature for the semiconductor device}

본 발명은 반도체 제조 공정에 사용되는 노광 장치에 관한 것으로, 특히 노광장치의 조명 세기(powewr)를 자동으로 모니터링 할 수 있는 노광 장치의 조명 세기 자동 모니터링 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus used in a semiconductor manufacturing process, and more particularly, to an apparatus and method for automatically monitoring an illumination intensity of an exposure apparatus capable of automatically monitoring an illumination intensity (powewr) of an exposure apparatus.

일반적으로, 반도체 소자는 포토리소그래픽(photo lithography) 공정, 이온 주입 공정, 박막 증착 공정, 에칭 공정 등과 같은 다수의 공정들을 반복하여 제조된다.In general, a semiconductor device is manufactured by repeating a plurality of processes such as a photolithography process, an ion implantation process, a thin film deposition process, an etching process, and the like.

이와 같은 공정 중에서 포토리소그래픽 공정은 다시 웨이퍼 상에 광화학적 물질인 포토레지스트를 도포하는 포토레지스트 도포 공정, 포토레지스트가 도포된 웨이퍼와 일정 패턴으로 빛을 투과하는 투과 영역과 빛을 차단하는 차단 영역이 구비된 레티클(reticle)을 서로 정렬시킨 후, 소정 파장의 광을 상기 레티클에 통과시켜 웨이퍼 상의 포토레지스트에 일정 패턴(pattern)이 전사되도록 하는 노광 공정 및 노광 공정이 완료된 웨이퍼의 포토레지스트를 현상하여 웨이퍼 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 현상 공정 등으로 구분된다.Among these processes, the photolithographic process is again a photoresist coating process for applying photoresist, a photochemical material on the wafer, a transmissive region for transmitting light in a predetermined pattern with the photoresist coated wafer, and a blocking region for blocking light. After the provided reticles are aligned with each other, an exposure process and a photoresist of the wafer on which the exposure process is completed are developed so that a predetermined pattern is transferred to the photoresist on the wafer by passing light of a predetermined wavelength through the reticle. To form a photoresist pattern on the wafer.

이때, 노광 공정의 경우에는 스캐너(scanner)와 스텝퍼(stepper)와 같은 노광장치에 의해 수행되는 바, 근래에는 투영 노광 장치로 웨이퍼를 2차원적으로 이동이 자유로운 웨이퍼스테이지 상에 위치시키고, 이 웨이퍼스테이지에 의해 웨이퍼를 스텝핑시켜서, 레티클 패턴을 웨이퍼 상에 순차적으로 노광시키는 축소 투영 노광장치, 이른바 스텝퍼가 주류를 이루고 있다.In this case, the exposure process is performed by an exposure apparatus such as a scanner and a stepper. In recent years, a projection exposure apparatus is used to place a wafer on a two-dimensionally movable wafer stage, and the wafer A reduced projection exposure apparatus, a so-called stepper, which steps a wafer by a stage and sequentially exposes a reticle pattern on the wafer, has become mainstream.

종래의 노광 장치의 구성을 설명하면 다음과 같다.The structure of the conventional exposure apparatus is as follows.

도 1은 종래의 노광 장치의 조명 세기 모니터링 장치의 구성도이다.1 is a configuration diagram of an illumination intensity monitoring apparatus of a conventional exposure apparatus.

종래의 노광 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 소정 파장의 광을 공급하는 광원(1)과, 상기 광원(1)에서 발생된 빛을 일 방향으로 반사시키는 제 1 반사 미러(2)와, 상기 제 1 반사 미러(2)에 의해 반사된 빛을 통과/차단하는 셔터(3)와, 상기 셔터(3)에 의해 통과된 광을 집속시키는 집속 렌즈군(4)과, 상기 집속 렌즈군(4)에 의해 집속된 광을 일 방향으로 반사하는 제 2 반사 미러(5)와, 상기 제 2 반사 미러(5)에서 반사된 빛을 광학적으로 축소시켜 웨이퍼의 소정 부분에 도달하도록 하는 축소투영렌즈(6)와, 웨이퍼를 고정하고 레벨을 조정해주며 공정진행에 따라 웨이퍼를 이동시켜주는 웨이퍼 스테이지(7)와, 상기 웨이퍼 스테이지(7)에 설치되어 상기 축소투영렌즈(6)에서 조사된 빛의 세기를 검출하는 스폿 센서(Spot sensor)(8)와, 상기 스폿 센서(8)에 의해 센싱된 값에 따라 노광 세기를 계산하여 모니터(10)에 표시하는 컴퓨터(9)를 구비하여 구성된다. The conventional exposure apparatus includes a light source 1 for supplying light of a predetermined wavelength, a first reflection mirror 2 for reflecting light generated in the light source 1 in one direction, as shown in FIG. A shutter 3 passing / blocking light reflected by the first reflection mirror 2, a focusing lens group 4 for focusing the light passed by the shutter 3, and the focusing lens group A second reflection mirror 5 that reflects the light focused by (4) in one direction, and a reduction projection that optically reduces the light reflected by the second reflection mirror 5 to reach a predetermined portion of the wafer A lens 6, a wafer stage 7 that fixes the wafer, adjusts the level, and moves the wafer as the process proceeds, and is installed on the wafer stage 7 and irradiated from the reduction projection lens 6 A spot sensor 8 for detecting the intensity of light and the spot sensor 8 sensed by the spot sensor 8 In accordance with the calculated exposure intensity Further included is a computer (9) to be displayed on monitor 10.

상기와 같이 구성된 종래의 조명 세기를 모니터링하는 노광 장치에서는 다음과 같은 방법에 의해 조명 세기를 모니터링 한다.In the exposure apparatus for monitoring the conventional illumination intensity configured as described above, the illumination intensity is monitored by the following method.

도 2는 종래의 노광 장치에서 조명 세기를 측정하는 동작 순서도이다.2 is a flowchart illustrating an operation of measuring illumination intensity in a conventional exposure apparatus.

상술한 바와 같이, 포토레지스트가 도포된 웨이퍼와 일정 패턴으로 빛을 투과하는 투과 영역과 빛을 차단하는 차단 영역이 구비된 레티클(reticle)을 서로 정렬시켜 노광 공정을 진행하기 위해서는, 노광 장치에서 발광된 조명의 세기에 따라 노광 시간을 조절해야 하므로 조명의 세기를 검출해야 한다.As described above, in order to proceed with an exposure process by aligning a wafer to which a photoresist is applied and a reticle having a transmission region that transmits light in a predetermined pattern and a blocking region that blocks light, the light emitting device may emit light in an exposure apparatus. Since the exposure time must be adjusted according to the intensity of the illumination, the intensity of the illumination must be detected.

즉, 노광 에너지(mJ/cm2)은 조도(mW/cm2) × 노광 시간(msec)로 정의되므로, 실제 노광 시간은 조도에 크기에 따라 좌우된다. 따라서, 상기 스폿 센서(8)에서 센싱된 조명 세기에 따라 상기 서텨의 오픈/크로스 속도가 조절되어 노광 에너지를 일정하게 유지하였다. 결국, 노광 장치의 조명 세기(조도)를 정확하게 측정하고 광원(1)의 램프가 노후되어 원하는 조도를 출력하지 못할 경우는 램프를 교체하는 등의 관리가 필요하게 된다. That is, since the exposure energy (mJ / cm2) is defined as illuminance (mW / cm2) x exposure time (msec), the actual exposure time depends on the magnitude in the illuminance. Therefore, the open / cross speed of the surveillance is adjusted according to the illumination intensity sensed by the spot sensor 8 to keep the exposure energy constant. As a result, when the illumination intensity (illuminance) of the exposure apparatus is accurately measured and the lamp of the light source 1 is old and the desired illuminance cannot be output, management such as replacing the lamp is necessary.

이를 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.This will be described with reference to FIG. 2.

도 2에 도시한 바와 같이, 작업자가 상기 노광장치의 동작 전원을 온하고, 노광 공정을 진행하지 않는 상태에서, 모니터(10)에서 노광 파워 체크(Power check) 모드를 메뉴얼로 실행하고(1S), 노광 파워 체크 항목들을 입력한다(2S).As shown in Fig. 2, the operator turns on the operating power supply of the exposure apparatus and does not perform the exposure process, and executes the exposure power check mode manually on the monitor 10 (1S). Then, the exposure power check items are input (2S).

그리고, 시작(start)을 선택하면, 항목별 노광 파워 체크를 실행한다(3S). 즉, 상기 시작을 선택하면, 노광 장치의 셔터(3)가 오픈되고, 상기 광원(1)에서 공급되는 UV 빔이 상기 집속 렌즈군(4)과 축소투영렌즈(6)를 거쳐 상기 웨이퍼 스테이지(7)의 스폿 센서(8)에 도달된다. 상기 스폿 센서(8)는 도달된 광의 세기를 검출하고 그 신호를 컴퓨터(9)로 보내면 상기 컴퓨터(9)는 모니터(10)에 광 세기를 표시하여 작업자에게 알려 준다(4S).If start is selected, item-specific exposure power check is executed (3S). That is, when the start is selected, the shutter 3 of the exposure apparatus is opened, and the UV beam supplied from the light source 1 passes through the focusing lens group 4 and the reduction projection lens 6 and the wafer stage ( The spot sensor 8 of 7) is reached. The spot sensor 8 detects the intensity of the light reached and sends the signal to the computer 9, which displays the light intensity on the monitor 10 and informs the operator (4S).

이와 같이, 광원의 빛의 세기를 검출하여 설정 값 이하일 경우는 램프를 교체하는 등의 작업을 수행한다(5S). In this way, when the intensity of the light of the light source is detected and below the set value, the operation of replacing the lamp or the like is performed (5S).

그러나, 이와 같은 종래의 조명 세기를 모니터링하는 노광 장치에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the exposure apparatus for monitoring such conventional illumination intensity has the following problems.

즉, 종래의 노광 장치의 조명 세기의 모니터링 장치에서는 노광 공정을 진행하는 동안에는 조명의 세기를 모니터링하지 않았다. 따라서, 작업자가 노광 장치의 조명(광) 세기를 검출하기 위해서는 노광 장치를 다운(Down) 시킨 상태에서 조명 세기를 체크해야 하므로, 그로 인하여 생산성이 저하되고 인력 손실이 상승하게 된다.That is, in the conventional apparatus for monitoring the light intensity of the exposure apparatus, the light intensity was not monitored during the exposure process. Therefore, in order for the operator to detect the illumination intensity of the exposure apparatus, the illumination intensity must be checked while the exposure apparatus is down, thereby reducing productivity and increasing manpower loss.

또한, 조명 세기를 스폿 센서를 이용하여 측정하므로 조명 세기가 정확하게 검출되지 않아 노광 시간을 잘 못 설정하게 되어 생산성 및 수율이 저하된다.In addition, since the illumination intensity is measured by using a spot sensor, the illumination intensity is not accurately detected, thereby incorrectly setting the exposure time, thereby decreasing productivity and yield.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 조명의 세기가 낮으면 노광 시간이 길어지고 결국 서터의 속도가 느려짐의 원리를 이용하여 노광 중에 셔터 속도의 정보를 실시간으로 체크하여 자동으로 파워 체크를 할 수 있는 노광 장치의 조명 세기 자동 모니터링 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve such a problem, the low light intensity, the exposure time is long, and eventually the speed of the shutter is slowed down by using the principle of the shutter speed information during the exposure in real time to check the power automatically It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for automatically monitoring the illumination intensity of an exposure apparatus.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 노광 장치의 조명 세기 자동 모니터링 장치는, 소정 파장의 광을 공급하는 광원과, 광원에서 제공되는 광의 세기에 따라 빛을 통과/차단하는 셔터와, 상기 셔터의 속도 정보를 실시간으로 받아서 이를 조명의 세기로 변환하여 공정 중에도 상기 조명 세기를 모니터에 표시하는 모니터링수단을 구비하여 구성됨에 그 특징이 있다.Automatic lighting intensity monitoring apparatus of the exposure apparatus according to the present invention for achieving the above object, the light source for supplying light of a predetermined wavelength, the shutter passing through / blocking the light in accordance with the intensity of the light provided from the light source, It is characterized in that it comprises a monitoring means for receiving the speed information of the shutter in real time and converts it to the intensity of the illumination to display the illumination intensity on the monitor even during the process.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 노광 장치의 조명 세기 자동 모니터링 방법은, 서터를 오픈/크로스하여 노광 공정을 진행하는 단계; 상기 서터의 오픈/크로스 속도 정보를 읽어 들여 서터의 동작 속도를 조명 세기로 변환하는 단계; 그리고 변환된 조명 세기를 실시간으로 모니터상에 표시하여 작업자에게 알려주고, 조명의 세기가 일정 값 이하로 떨어지면 광원의 램프를 교체하도록 알려주는 단계를 포함하여 이루어짐에 그 특징이 있다. In addition, the method for automatically monitoring the illumination intensity of the exposure apparatus according to the present invention for achieving the above object, the step of performing an exposure process by opening / crossing the surter; Reading the open / cross speed information of the surfer and converting the speed of the surfer into lighting intensity; And it is characterized by comprising the step of notifying the operator by displaying the converted light intensity on a monitor in real time, and to replace the lamp of the light source when the intensity of the light falls below a certain value.

상기와 같은 본 발명에 따른 노광 장치의 조명 세기 자동 모니터링 장치 및방법에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.In the apparatus and method for automatically monitoring the light intensity of the exposure apparatus according to the present invention as described above has the following effects.

즉, 조명의 세기가 낮으면 노광 시간이 길어지고 결국 서터의 속도가 느려짐의 원리를 이용하여 노광 공정 중에 셔터 속도의 정보를 실시간으로 체크하여 자동으로 파워(조명의 세기)를 체크할 수 있으므로 노광 공정 중에 작업자에게 노광 장치의 조명의 세기를 실시간으로 모니터링할 수 있다.In other words, when the intensity of the lighting is low, the exposure time is long and eventually the speed of the shutter becomes slow. Therefore, the power (light intensity) can be checked automatically by checking the shutter speed information in real time during the exposure process. During the process, the operator can monitor the intensity of illumination of the exposure apparatus in real time.

따라서, 생산성을 향상시킬 수 있고 인력 손실을 줄일 수 있다.이 저하되고 인력 손실이 상승하게 된다.Thus, productivity can be improved and manpower loss can be reduced. Manpower loss is increased.

뿐만아니라, 조명 세기를 정확하게 측정할 수 있어 노광 시간을 정확하게 설 정하므로 수율을 향상시킬 수 있다. In addition, the illumination intensity can be measured accurately and the exposure time can be set accurately, improving yield.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 노광 장치의 조명 세기 자동 모니터링 장치 및 방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.An apparatus and method for automatically monitoring an illumination intensity of an exposure apparatus according to the present invention having the above characteristics will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 노광 장치의 조명 세기 자동 모니터링 장치의 구성도이다.3 is a block diagram of an automatic lighting intensity monitoring apparatus of the exposure apparatus according to the present invention.

본 발명에 따른 노광 장치의 조명 세기 자동 모니터링 장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 소정 파장의 광을 공급하는 광원(11)과, 상기 광원(11)에서 발생된 빛을 일 방향으로 반사시키는 제 1 반사 미러(12)와, 상기 제 1 반사 미러(12)에 의해 반사된 빛을 통과/차단하는 셔터(13)와, 상기 셔터(13)에 의해 통과된 광을 집속시키는 집속 렌즈군(14)과, 상기 집속 렌즈군(14)에 의해 집속된 광을 일 방향으로 반사하는 제 2 반사 미러(15)와, 상기 제 2 반사 미러(15)에서 반사된 빛을 광학적으로 축소시켜 웨이퍼의 소정 부분에 도달하도록 하는 축소투영렌즈(16)와, 웨이퍼를 고정하고 레벨을 조정해주며 공정진행에 따라 웨이퍼를 이동시켜주는 웨이퍼 스테이지(17)와, 상기 웨이퍼 스테이지(17)에 설치되어 상기 축소투영렌즈(16)에서 조사된 빛의 세기를 검출하는 스폿 센서(Spot sensor)(18)와, 상기 셔터(13)의 속도 정보를 실시간으로 받아서 이를 파워(조명의 세기)로 변환하여 공정중에도 상기 조명 세기를 모니터(20)에 표시하는 컴퓨터(19)를 구비하여 구성된다. As shown in FIG. 3, the apparatus for automatically monitoring the illumination intensity of the exposure apparatus according to the present invention includes a light source 11 for supplying light having a predetermined wavelength and reflecting the light generated from the light source 11 in one direction. A first reflection mirror 12, a shutter 13 for passing / blocking light reflected by the first reflection mirror 12, and a focusing lens group for focusing the light passed by the shutter 13 ( 14), the second reflection mirror 15 reflecting the light focused by the focusing lens group 14 in one direction, and the light reflected by the second reflection mirror 15 is optically reduced to A reduction projection lens 16 for reaching a predetermined portion, a wafer stage 17 for fixing the wafer, adjusting the level, and moving the wafer as the process proceeds; Spot sensor for detecting the intensity of light irradiated from the projection lens 16 A computer 19 which receives a spot sensor 18 and the speed information of the shutter 13 in real time and converts it into power (light intensity) to display the illumination intensity on the monitor 20 during the process It is provided.

여기서, 상기 서터(13)의 오픈/크로스 속도는 상기 스폿 센서(18)에서 측정된 조명의 세기에 따라 속도가 조절되어 일정한 노광 에너지가 제공되도록 한다.Here, the open / cross speed of the suter 13 is controlled according to the intensity of illumination measured by the spot sensor 18 so that a constant exposure energy is provided.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 노광 장치의 조명 세기 자동 모니터링 장치의 모니터링 방법을 설명하면 다음과 같다.The monitoring method of the automatic light intensity monitoring apparatus of the exposure apparatus according to the present invention configured as described above is as follows.

도 4는 본 발명에 따른 노광 장치의 조명 세기 자동 모니터링 장치의 모니터링 방법을 설명하기 위한 동작 순서도이다.4 is an operation flowchart for explaining a monitoring method of the automatic light intensity monitoring device of the exposure apparatus according to the present invention.

본 발명에 따른 노광 장치의 조명 세기 자동 모니터링 장치는 노광 공정을 진행하면서 동시에 조명 세기를 모니터링하는 것으로, 조명의 세기가 낮으면 노광 시간이 길어지고 결국 서터의 속도가 느려짐의 원리를 이용한 것이다.The automatic monitoring of the illumination intensity of the exposure apparatus according to the present invention monitors the illumination intensity at the same time as the exposure process is progressed. When the intensity of the illumination is low, the exposure time is long, and thus the speed of the slower is used.

4에 도시한 바와 같이, 일반적인 노광 공정을 진행한다(11S). 그러면, 서터(13)가 오픈/크로스 작동을 진행하고, 노광 장치의 조명의 세기에 따라 상기 서터(13)의 오픈/크로스 속도가 조절된다(12S). As shown in Fig. 4, a general exposure process is performed (11S). Then, the suter 13 performs the open / cross operation, and the open / cross speed of the suter 13 is adjusted according to the intensity of illumination of the exposure apparatus (12S).

따라서, 상기 컴퓨터(19)는 상기 서터(13)의 오픈/크로스 속도 정보를 읽어 들여 서터의 동작 속도를 조명 세기로 변환한다(13S).Accordingly, the computer 19 reads the open / cross speed information of the suter 13 and converts the operation speed of the suter into an illumination intensity (13S).

이와 같이 변환된 조명 세기를 실시간으로 모니터(20)상에 표시하여 작업자에게 알려주고(14S), 조명의 세기가 일정 값 이하로 떨어지면 광원(11)의 램프가 노후된 것으로 판단하여 새로운 램프로 교체되도록 알려준다(15S). In this way, the converted illumination intensity is displayed on the monitor 20 in real time to inform the worker (14S), and when the intensity of the illumination falls below a predetermined value, it is determined that the lamp of the light source 11 is old and replaced with a new lamp. (15S).

도 1은 종래의 노광 장치의 조명 세기 모니터링 장치의 구성도1 is a block diagram of an illumination intensity monitoring device of a conventional exposure apparatus

도 2는 종래의 노광 장치에서 조명 세기를 측정하는 동작 순서도2 is a flowchart illustrating an operation of measuring illumination intensity in a conventional exposure apparatus.

도 3은 본 발명에 따른 노광 장치의 조명 세기 모니터링 장치의 구성도3 is a configuration diagram of an illumination intensity monitoring device of the exposure apparatus according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 노광 장치의 조명 세기 자동 모니터링 장치의 모니터링 방법을 설명하기 위한 동작 순서도4 is an operation flowchart for explaining a monitoring method of an apparatus for automatically monitoring illumination intensity of an exposure apparatus according to the present invention.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

11: 광원 13: 서터11: light source 13: surfer

19: 컴퓨터 20: 모니터19: Computer 20: Monitor

Claims (3)

소정 파장의 광을 공급하는 광원과, A light source for supplying light of a predetermined wavelength, 광원에서 제공되는 광의 세기에 따라 빛을 통과/차단하는 셔터와, A shutter that passes / blocks light depending on the intensity of light provided by the light source, 상기 셔터의 속도 정보를 실시간으로 받아서 이를 조명의 세기로 변환하여 공정 중에도 상기 조명 세기를 모니터에 표시하는 모니터링수단을 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 노광 장치의 조명 세기 자동 모니터링 장치.And monitoring means for receiving the speed information of the shutter in real time and converting it into an intensity of illumination to display the illumination intensity on a monitor even during a process. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 모니터링수단은 상기 조명의 세기가 설정값 이하이면 램프를 교체하도록 모니터링함을 특징으로 하는 노광 장치의 조명 세기 자동 모니터링 장치.And the monitoring means monitors to replace the lamp when the intensity of the illumination is less than or equal to a set value. 서터를 오픈/크로스하여 노광 공정을 진행하는 단계;Opening / crossing the surter to perform an exposure process; 상기 서터의 오픈/크로스 속도 정보를 읽어 들여 서터의 동작 속도를 조명 세기로 변환하는 단계; 그리고Reading the open / cross speed information of the surfer and converting the speed of the surfer into lighting intensity; And 변환된 조명 세기를 실시간으로 모니터상에 표시하여 작업자에게 알려주고, 조명의 세기가 일정 값 이하로 떨어지면 광원의 램프를 교체하도록 알려주는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 노광 장치의 조명 세기 자동 모니터링 방법.And displaying the converted light intensity on a monitor in real time, and informing a worker, and informing the worker to replace the lamp of the light source when the intensity of the light falls below a predetermined value. .
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