KR20100073547A - 노광장치의 포커스 멀티정렬방법 - Google Patents

노광장치의 포커스 멀티정렬방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은노광장치의 포커스 멀티정렬방법에 있어서, 레티클 로딩 및 정렬하는 단계, 웨이퍼 로딩후 웨이퍼 정렬마크와 레티클 정렬마크를 동시에 계측하는 단계, 및 보정된 웨이퍼 상의 멀티정렬마크를 계측하여 웨이퍼를 정렬하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 노광장치의 포커스 멀티정렬방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 종래 웨이퍼 정렬이 독립 1차원 평면적으로 이루어지던 것을 웨이퍼 멀티정렬마크, 웨이퍼 정렬마크 및 중심좌표를 3차원적으로 동시 계측하여 웨이퍼 정렬을 함으로써 최적의 포커싱 조건을 셋업하여 공정손실시간을 감소함과 동시에 에러율을 최소화하여 에러 발생에 따른 수동전환 및 웨이퍼 폐기, 잦은 인력 투입과 연관한 손실을 줄여 생산성을 향상시키는 장점이 있다.
포커싱, 웨이퍼 정렬, 멀티정렬마크, 노광장치

Description

노광장치의 포커스 멀티정렬방법{Focus Multi Alignment Method of exposure equipment}
본 발명은 노광장치의 포커스 멀티정렬방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보다 정확하고 효율적인 웨이퍼 정렬을 구현하기 위하여 노광 공정에서 레티클 정렬과 웨이퍼 정렬을 동시에 진행하는 노광장치의 포커스 멀티정렬방법에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하는 과정은 적층식으로 각 층마다 필요한 패턴을 형성하여 회로를 완성하는 과정으로, 각 층의 패터닝 작업에는 포토 레지스트를 이용한 공지의 사진식각(photolithography) 기술이 널리 사용되며, 포토 레지스트층의 노광 작업에 있어, 실제 필요한 패턴이 형성되어 광원과 웨이퍼 사이에 설치되는 마스크를 레티클(reticle)이라 한다.
이로서 웨이퍼 위에 포토 레지스트막을 형성한 다음, 웨이퍼 위에 레티클이 정확하게 겹치도록 이들을 정렬한 후에 노광 작업을 진행하는데, 최근에는 반도체 소자의 고집적화를 위해 패턴의 선폭이 점점 가늘어지므로, 웨이퍼 정렬시 발생하는 오차가 제품의 수율에 직접적인 영향을 미치게 된다. 따라서 노광 전, 레티클에 대해 웨이퍼를 정확한 위치에 정렬시키는 것이 매우 중요하다.
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.
종래는 레티클 정렬 마크(Reticle Align Mark)검출을 통해 레티클의 위치를 계측, 보정하는 단계, 레티클 중심좌표의 위치 교정이 이루어지는 레티클 정렬단계와 웨이퍼 정렬단계를 통해 프로젝션 렌즈(Projection Lens) 중심 좌표를 기준으로 웨이퍼 중심 좌표를 계측하여 웨이퍼를 정렬하는 단계, 미리 계측된 레티클의 중심 좌표와 웨이퍼 중심좌표와의 차이만큼 계측하여 웨이퍼를 이동 레티클의 중심과 웨이퍼의 중심을 일치시키는 웨이퍼를 정렬하는 단계로 이루어지는 일련의 독립, 순차적으로 정렬하는 방식을 사용하였다.
이상과 같은 반도체 노광장치에 있어서 종래의 웨이퍼 포커스 얼라인먼트 방법은 웨이퍼 정렬을 간접적으로 측정하여 발생하는 시간손실, 에러율에 따른 수동전환 및 웨이퍼의 폐기 및 잦은 인력투입과 연관된 손실이 발생한다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 노광 공정을 진행할 때 패턴형성에 있어 핵심적인 영향을 미치는 웨이퍼 정렬과정을 개선시켜 종래에 공정 진행시 발생하는 에러율을 줄이고 정확하고 공정을 단순 효율화하여 생산성 향상 및 수율 안정화에 기여하도록 하는 노광장치의 포커스 멀티정렬방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 노광장치의 포커스 멀티정렬방법은 레티클 로딩 및 정렬하는 단계, 웨이퍼 로딩후 웨이퍼 정렬마크와 레티클 정렬마크를 동시에 계측하는 단계, 및 보정된 웨이퍼 상의 멀티정렬마크를 계측하여 웨이퍼를 정렬하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 레티클 로딩 및 정렬하는 단계는 미리 기준 좌표로 계측되어진 렌즈의 중심 위치 산출 단계, 레티클 스테이지상의 정렬마크를 감지하여 레티클 회전량 및 좌표를 계측하는 단계, 상기 계측정보로 레티클 스테이지를 구동하여 레티클을 정렬하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 보정된 웨이퍼 상의 멀티정렬마크를 계측하여 웨이퍼를 정렬하는 단계는 보정된 상기 웨이퍼 상의 멀티정렬마크를 계측한 정보를 가지고 상기 레티 클 중심좌표와의 오차만큼 웨이퍼를 상하 좌우 이동함과 동시에 노광중심에 웨이퍼를 정렬시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 노광장치의 포커스 멀티정렬방법에 의하면 종래 웨이퍼 정렬이 독립 1차원 평면적으로 이루어지던 것을 웨이퍼 멀티정렬마크, 웨이퍼 정렬마크 및 중심좌표를 3차원적으로 동시 계측하여 웨이퍼 정렬을 함으로써 최적의 포커싱 조건을 셋업하여 공정손실시간을 감소함과 동시에 에러율을 최소화하여 에러 발생에 따른 수동전환 및 웨이퍼 폐기, 잦은 인력 투입과 연관한 손실을 줄여 생산성을 향상시키는 장점이 있다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 노광장치의 포커스 멀티정렬방법을 도시하는 공정도이며, 도 2는 본 발명에 의한 노광장치의 포커스 멀티정렬장치를 나타내는 간략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 노광장치의 포커스 멀티정렬방법은 레티클 로딩 및 정렬하는 단계(S10), 웨이퍼 로딩후 웨이퍼 정렬마크와 레티클 정렬마크를 동시에 계측 보정하는 단계(S20) 및 보정된 웨이퍼 상의 멀티정렬마크를 계측하여 웨이퍼를 정렬하는 단계(S30)를 포함한다.
레티클 로딩 및 정렬하는 단계(S10)는 기준 좌표로 계측되어진 렌즈의 중심 위치 산출 단계(S11), 레티클 스테이지상의 정렬마크를 He 레이저(600) 광을 조사하여 그 정렬마크의 위치를 감지하여 레티클 회전량 및 위치를 계측하는 단계(S12) 및 상기 계측정보로 레티클 스테이지를 구동하여 레티클을 정렬하는 단계(S13)를 포함한다.
레티클(500)이 이송로봇(도시하지는 않음)에 의해 레티클 스테이지상(400)에 장착됨으로써 로딩되면, 레티클 스테이지(400)의 구동에 의해 레티클(500)이 전후 및 좌우로 이동하게 된다.
이러한 레티클(500)에 마련되는 정렬마크(510)에 He 레이저(600) 광을 조사하여 반사되는 광의 파장 변화를 디텍터(700)에서 감지한다. 디텍터(700)의 감지신호를 제어부(도시하지는 않음)가 수신받아서 레티클(500)의 정렬마크(510)의 실제 좌표를 산출하여, 이러한 정렬마크가 미리 설정된 좌표에 위치하도록 제어부는 레티클 스테이지(400)를 제어함으로써 레티클이 정렬된다.
다음으로 웨이퍼 로딩후 웨이퍼 정렬마크와 레티클 정렬마크를 동시에 계측 보정하는 단계(S50)는 레티클(500)에 정렬되도록 위치한 He 레이저(600) 광을 도 2에서 보듯이 레티클 정렬마크(510)와 웨이퍼 정렬마크(210)에 동시에 입사하도록 조사한 후 반사되는 광의 파장 변화를 디텍터(700)에서 감지한다. 이후 상기 디텍터(700)에서 출력신호를 받은 제어부(도시하지않음)는 레티클 정렬마크(510)와 웨 이퍼 정렬마크(210)의 실제 좌표값을 산출하여 보정한다.
다음으로 보정된 웨이퍼 상의 멀티정렬마크(220)를 계측하여 웨이퍼를 정렬하는 단계(S60)는 먼저 도 2에서 보는 바와 같이 웨이퍼 상에 웨이퍼 멀티정렬마크(220)를 He 레이저(600) 광을 조사하여 반사되는 파장을 검출하여 제어부(도시하지않음)에서 상기 계측된 정보를 기준으로 웨이퍼의 중심좌표와 레티클의 중심좌표와의 차이 및 웨이퍼가 노광중심에 일치되고 있는지를 판단한다.
웨이퍼 중심 정렬마크를 제외한 파장 검출을 통해 계측 되어진 웨이퍼 주위의 멀티정렬마크(220)들을 동시에 계측한다. 상기 계측정보를 가지고 웨이퍼 스테이지(100)를 상하 좌우로 구동하여 일정한 포커스를 확보(포커싱:focusing)하고, 일정한 면적의 포커스를 동시에 확보(레벨링:levelling)한다.
또한 레티클 정렬마크(510)의 중심좌표와 웨이퍼 정렬마크(210)의 중심좌표의 차이만큼 포커싱 및 레벨링과 동시에 웨이퍼를 이동하여 노광중심에 일치시킴으로써 웨이퍼 정렬 상태에서 최적의 노광 공정을 진행한다.
따라서 다수의 멀티정렬마크(220)를 웨이퍼에 추가하여 종래 1차원, 평면적으로 이루어지던 정렬방식을 3차원적으로 동시에 진행함으로써 최적의 포커싱 조건을 셋업하여 공정손실시간을 감소함과 동시에 에러율을 최소화하여 에러 발생에 따른 수동전환 및 웨이퍼 폐기, 잦은 인력 투입과 연관한 손실을 줄여 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정·변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 노광장치의 포커스 멀티정렬방법을 도시하는 공정도이다.
도 2는 본 발명에 의한 노광장치의 포커스 멀티정렬장치를 나타내는 간략도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100:웨이퍼 스테이지 200:웨이퍼
210:웨이퍼 정렬마크 220:웨이퍼 멀티정렬마크
300:축소투영렌즈 400:레티클 스테이지
500:레티클 510:레티클 정렬마크
600:He 레이져 700:디텍터

Claims (3)

  1. 노광장치의 포커스 멀티정렬방법에 있어서,
    레티클 로딩 및 정렬하는 단계;
    웨이퍼 로딩후 웨이퍼 정렬마크와 레티클 정렬마크를 동시에 계측하는 단계; 및
    보정된 웨이퍼 상의 멀티정렬마크를 계측하여 웨이퍼를 정렬하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 노광장치의 포커스 멀티정렬방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 레티클 로딩 및 정렬하는 단계는
    미리 기준 좌표로 계측되어진 렌즈의 중심 위치 산출 단계;
    레티클 스테이지상의 정렬마크를 감지하여 레티클 회전량 및 좌표를 계측하는 단계; 및
    상기 계측정보로 레티클 스테이지를 구동하여 레티클을 정렬하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 노광장치의 포커스 멀티정렬방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 보정된 웨이퍼 상의 멀티정렬마크를 계측하여 웨이퍼를 정렬하는 단계는 보정된 상기 웨이퍼 상의 멀티정렬마크를 계측한 정보를 가지고 상기 레티클 중 심좌표와의 오차만큼 웨이퍼를 상하 좌우 이동함과 동시에 노광중심에 웨이퍼를 정렬시키는 것을 특징으로 하는 노광장치의 포커스 멀티정렬방법.
KR1020080132253A 2008-12-23 2008-12-23 노광장치의 포커스 멀티정렬방법 KR20100073547A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20150023266A (ko) * 2012-06-06 2015-03-05 에베 그룹 에. 탈너 게엠베하 정렬 오차를 결정하기 위한 장치 및 방법

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