KR100576818B1 - 노광 장비의 웨이퍼 매칭 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 노광 장비의 웨이퍼 매칭 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 웨이퍼 스테이지와, 웨이퍼들을 소정 갯수의 샘플링 단위로 나누고, 그 샘플링 단위의 첫번째 웨이퍼를 기준 웨이퍼로 설정하는 기능 선택부와, 상기 기준 웨이퍼의 경우 노광시 발생되는 모든 샷(shot) 정보를 계측하여 웨이퍼 스테이지로 전송하고, 그 샘플링 단위에 속한 다른 웨이퍼의 경우 샘플된 샷(shot) 정보 만을 계측하는 샷(shot) 정보 계측부와, 상기 샘플링 단위의 기준이 되는 웨이퍼의 모든 샷(shot) 정보를 상기 샘플링 단위로 저장하는 데이터베이스와, 상기 기준 웨이퍼의 모든 샷(shot) 정보와 기준 웨이퍼 이외의 웨이퍼에 대한 샘플 샷(shot) 정보를 합하여 최종 노광 정보를 발생시키는 노광 정보 발생부와, 상기 최종 노광 정보에 의해 상기 웨이퍼 스테이지를 제어하는 웨이퍼 스테이지 제어부와, 상기 기능 선택부에서 선택된 정보에 의해 상기 웨이퍼 샷정보 계측부, DB, 노광 정보 발생부를 제어하는 제어부로 구성되어, 해당 시스템과 웨이퍼에 적용된 실제 샷(shot)정보를 계측하여 그 계측된 정보를 이후의 웨이퍼에 대해 적용하도록 함으로써, 얼라이너(aligner)의 기종과 관계없이 웨이퍼 크기에 따른 온도의 영향성을 최소화할 수 있다는 장점이 있다.

Description

노광 장비의 웨이퍼 매칭 시스템 및 그 제어 방법{system for matching wafer of photo-lithography equipment and method thereof}
도 1은 일반적인 노광장비의 일부분에 대한 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 노광 장비의 웨이퍼 매칭 시스템에 대한 개략적인 블록도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 노광 장비의 웨이퍼 매칭 시스템의 제어 방법에 대한 처리 흐름도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
210 : 기능 선택부 220 : 제어부
230 : 웨이퍼 스테이지 240 : 웨이퍼 샷 정보 계측부
250 : DB 260 : 노광 정보 발생부
270 : 웨이퍼 스테이지 제어부
본 발명은 노광 장비의 웨이퍼 매칭 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 특히, 웨이퍼들을 일정 수의 샘플링 단위로 나누고, 샘플링 단위의 기준이 되 는 웨이퍼 노광시 그 웨이퍼에 대한 모든 샷(shot) 정보를 계측하여 그 정보를 다음 웨이퍼의 노광시 참조하도록 하는 것을 특징으로 하는 노광 장비의 웨이퍼 매칭 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
반도체 회로를 형성하기 위한 일련의 공정 중 노광 공정에 사용되는 노광 장비는 마스킹에 사용될 다수의 레티클(reticle)과, 노광될 웨이퍼의 이송수단인 웨이퍼 스테이지와, 상기 레티클(reticle) 상에 형성된 패턴을 축소하는 축소 렌즈와, 빛을 발생시켜 상기 레티클(reticle) 상부로 전달하는 광학계를 포함하여 구성된다.
도 1은 일반적인 노광장비의 일부분에 대한 구성도로서, 노광장비 중 광학계를 제외한 부분에 대한 구성이 나타나 있다.
도 1을 참조하면, 노광장비는 반도체 회로를 구성하기 위한 패턴이 나타나 있는 레티클(reticle)(10)과, 웨이퍼(30)를 이송하고, 노광공정 진행 중에 그 웨이퍼를 고정시키는 웨이퍼 스테이지(40)와, 상기 레티클(10)과 웨이퍼 스테이지(40) 사이에서, 레티클(10)에 형성된 패턴을 축소 투영시키는 축소 투영 렌즈(20)를 포함하여 구성된다.
이 때, 웨이퍼 스테이지는 일정 범위를 이동하면서, 웨이퍼(30)상의 해당 영역(die)에 레티클(10)에 형성된 패턴을 형성하게 되므로, 상기 레티클(10)과 웨이퍼(30)의 정렬(alignment) 문제가 중요한 요인이 된다.
그런데, 이러한 정렬을 위해 종래에는 웨이퍼 스테이지간 매칭(wafer stage to stage matching) 방법을 사용하였는데, 이러한 웨이퍼 스테이지간 매칭 방법에 는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 상기 방법은 장비 자체가 가지고 있는 툴(tool)을 가지고, 절대적인 웨이퍼 스테이지(wafer stage)의 그리드(grid) 형태를 보정하는데, 이는 웨이퍼의 크기가 해당 장비에서 제공하는 절대 적인 웨이퍼의 크기 보다 클 경우, 일정 범위를 벗어나는 웨이퍼 영역의 경우 온도에 의해 웨이퍼가 변형되는 문제점을 해결할 수 없다.
둘째, 툴 자체의 보정 기준이 얼라이너(aligner) 기종 별로 다르기 때문에 여러 종류의 얼라이너(aligner)를 사용할 때의 웨이퍼 스테이지간 그리드 매칭에 대한 신뢰도가 떨어진다.
따라서, 본 발명에서는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 웨이퍼들을 일정 수의 샘플링 단위로 나누고, 샘플링 단위의 기준이 되는 웨이퍼 노광시 그 웨이퍼에 대한 모든 샷(shot) 정보를 계측하여 그 정보를 다음 웨이퍼의 노광시 참조하도록 함으로써, 얼라이너(aligner)의 기종과 관계없이 웨이퍼 크기에 따른 온도의 영향성을 최소화할 수 있도록 하는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 제공하는 노광 장비의 웨이퍼 매칭 시스템은 노광될 대상 웨이퍼가 놓이는 웨이퍼 스테이지와, 사용자의 외부 조작에 의해 웨이퍼들을 소정 갯수의 샘플링 단위로 나누고, 그 샘플링 단위의 첫번째 웨이퍼를 기준 웨이퍼로 설정하는 기능 선택 수단과, 상기 기준 웨이퍼의 경우 노광시 발생되는 모든 샷(shot) 정보를 계측하여 웨이퍼 스테이지로 전송하고, 그 샘플 링 단위에 속한 다른 웨이퍼의 경우 샘플된 샷(shot) 정보 만을 계측하는 샷(shot) 정보 계측 수단과, 상기 샘플링 단위의 기준이 되는 웨이퍼의 모든 샷(shot) 정보를 상기 샘플링 단위로 저장하는 저장수단과, 상기 저장수단에 저장된 기준 웨이퍼의 모든 샷(shot) 정보와 상기 샷(shot) 정보 계측 수단에서 계측된 샘플 샷(shot) 정보를 합하여 최종 노광 정보를 발생시키는 노광 정보 발생 수단과, 상기 최종 노광 정보에 의해 상기 웨이퍼 스테이지를 제어하는 웨이퍼 스테이지 제어 수단과, 상기 기능 선택 수단에서 선택된 정보에 의해 상기 웨이퍼 샷정보 계측 수단, 저장 수단, 노광 정보 발생 수단을 제어하는 제어 수단으로 구성된다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 제공하는 노광 장비의 웨이퍼 매칭 시스템 제어 방법은 웨이퍼들을 소정 갯수의 샘플링 단위로 나누고, 그 샘플링 단위의 첫번째 웨이퍼를 기준 웨이퍼로 설정하는 제1 과정과, 상기 기준 웨이퍼를 노광시키면서, 그 때 발생되는 모든 샷(shot) 정보를 계측하여 상기 계측 정보를 데이터 베이스에 저장하는 제2 과정과, 노광시킬 다음 웨이퍼를 로딩한 후 그 웨이퍼의 샘플 샷(shot)에 대한 정보를 계측하는 제3 과정과, 상기 제2 과정에서 데이터 베이스에 저장된 기준 웨이퍼의 모든 샷(shot) 정보와 상기 샘플 샷(shot) 정보를 합하여 최종 노광 정보를 발생하는 제4 과정과, 상기 최종 노광 정보를 가지고 해당 웨이퍼를 노광시키는 제5 과정과, 샘플링 단위 내의 웨이퍼에 대하여 상기 제3 과정 내지 제5 과정을 반복 수행하는 제6 과정과, 샘플링 단위 내의 웨이퍼에 대하여 노광을 모두 마쳤으면, 새로운 샘플링 단위의 기준 웨이퍼를 설정한 후, 제2 과정 내지 제6 과정을 반복 수행하는 제7 과정으로 구성된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 장치 및 방법을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 노광 장비의 웨이퍼 매칭 시스템에 대한 개략적인 블록도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 노광 장비의 웨이퍼 매칭 시스템의 제어 방법에 대한 처리 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 웨이퍼 매칭 시스템은 기능 선택부(210), 제어부(220), 웨이퍼 스테이지(230), 웨이퍼 샷정보 계측부(240), 데이터베이스(DB) (250), 노광정보 발생부(260) 및 웨이퍼 스테이지 제어부(270)로 구성된다.
상기 기능 선택부(210)는 사용자의 외부 조작에 의해 본 발명의 웨이퍼 매칭 시스템의 동작 조건을 입력하는 부분으로, 샘플링 단위에 포함될 웨이퍼의 개수를 설정하고, 그 샘플링 단위의 첫번째 웨이퍼를 기준 웨이퍼로 설정한다.
상기 제어부(220)는 상기 기능 선택부(210)에서 선택된 정보에 의해 상기 웨이퍼 샷정보 계측부(240), DB(250), 노광 정보 발생부(260)를 제어하기 위한 제어 신호를 발생시킨다.
상기 웨이퍼 스테이지(230)는 노광될 대상 웨이퍼가 놓이는 부분이고, 웨이퍼 샷정보 계측부(240)는 상기 제어부(220)의 제어에 의해 선택된 동작 조건으로 웨이퍼의 샷정보를 계측한다.
즉, 상기 웨이퍼 스테이지(230)위에 로딩된 웨이퍼가 샘플링 단위에 포함되는 웨이퍼 중 첫번째 웨이퍼인 기준 웨이퍼인 경우 노광시 발생되는 모든 샷(shot) 정보를 계측하여 상기 DB(250)에 저장함과 동시에 웨이퍼 스테이지로 전송하고, 상기 웨이퍼 스테이지(230)위에 로딩된 웨이퍼가 기준 웨이퍼 이후의 웨이퍼인 경우 샘플된 샷(shot) 정보 만을 계측하여 상기 노광 정보 발생부(260)로 전송한다.
한편, 상기 DB(250)는 샘플링 단위의 기준이 되는 웨이퍼의 모든샷(shot) 정보를 샘플링 단위별로 저장하고, 상기 노광 정보 발생부(260)는 상기 DB(250)에 저장된 기준 웨이퍼의 모든 샷(shot) 정보와 상기 샷(shot) 정보 계측부(240)에서 계측된 샘플 샷(shot) 정보를 합하여 최종 노광 정보를 발생시킨다.
그러면, 상기 웨이퍼 스테이지 제어부(270)는 상기 최종 노광 정보에 의해 상기 웨이퍼 스테이지를 제어한다.
즉, 상기 기능 선택부(210)에서 선택된 동작 조건에 의해 노광될 다수개의 웨이퍼들을 소정 갯수의 샘플링 단위로 나누고, 그 샘플링 단위의 기준이 되는 웨이퍼의 경우 노광시 발생되는 모든 샷(shot) 정보를 상기 웨이퍼 샷정보 계측부(240)에 의해 계측한다. 그리고, 상기 기준 웨이퍼 이후로 로딩(loading)된 웨이퍼의 샘플샷(shot) 정보를 상기 웨이퍼 샷정보 계측부(240)에 의해 계측하여, 상기 기준 웨이퍼의 모든샷(shot) 정보와 합하여 최종 노광 정보를 발생시킨 후, 상기 최종 노광 정보에 의해 샘플링 단위 내의 다른 웨이퍼들을 노광시킨다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 노광 장비의 웨이퍼 매칭 시스템의 제어 방법에 대한 처리 흐름도로서, 도 3을 참조하면, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 웨이퍼 매칭 시스템의 제어 방법은 다음과 같다.
먼저, 웨이퍼 스테이지에 임의의 웨이퍼가 로딩(s301)되면, 사용자는 상기 기능 선택부(210)를 조작하여 샘플링 옵선을 선택(s302)한다. 즉, 웨이퍼들을 소정 갯수의 샘플링 단위로 나누고, 그 샘플링 단위의 첫번째 웨이퍼를 기준 웨이퍼로 설정한다.
그리고, 상기 기준 웨이퍼를 노광시키면서, 그 때 발생되는 모든 샷(shot) 정보를 계측(s303)하여, 그 계측 정보를 데이터 베이스에 저장(s304)한다.
상기와 같이 기준 웨이퍼에 대한 작업이 수행되어, 웨이퍼 스테이지에 노광시킬 다음 웨이퍼가 로딩(s305)되면, 그 웨이퍼의 샘플 샷(shot) 정보를 계측(s306)하고, 이전에 데이터 베이스(DB)에 저장된 기준 웨이퍼의 모든 샷(shot) 정보와 상기 샘플 샷(shot) 정보를 합하여 해당 웨이퍼의 최종 노광 정보를 발생(s307)시킨다.
그리고, 상기 발생된 최종 노광 정보에 의해 해당 웨이퍼를 노광(s308)시킨 후, 해당 웨이퍼가 마지막 웨이퍼인지를 확인(s309)하여 마지막 웨이퍼인 경우 작업을 종료하고, 해당 웨이퍼가 마지막 웨이퍼가 아닌 경우 그 웨이퍼가 상기 기준 웨이퍼에 의한 샘플링 범위 내에 속한 웨이퍼인지를 확인(s310)한다.
상기 확인(s310)결과 해당 웨이퍼가 상기 기준 웨이퍼에 의한 샘플링 범위 내에 속한 웨이퍼인 경우, 노광할 다음 웨이퍼를 로딩(s305)한 후, 다음 과정(s306~s310)을 반복 수행하고, 상기 확인(s310)결과 해당 웨이퍼가 상기 기준 웨이퍼에 의한 샘플링 범위에 속하지 않는 경우, 기준 웨이퍼가 될 다음 웨이퍼를 로딩(s311)한 후, 그 이후의 과정(s302~s310)을 반복 수행한다.
상기와 같은 본 발명은 해당 시스템과 웨이퍼에 적용된 실제 샷(shot)정보를 계측하여 그 계측된 정보를 이후의 웨이퍼에 대해 적용하도록 함으로써, 얼라이너(aligner)의 기종과 관계없이 웨이퍼 크기에 따른 온도의 영향성을 최소화할 수 있다는 장점이 있다.

Claims (3)

  1. 반도체의 노광 장비에 있어서,
    노광될 대상 웨이퍼가 놓이는 웨이퍼 스테이지와,
    사용자의 외부 조작에 의해 웨이퍼들을 소정 갯수의 샘플링 단위로 나누고, 그 샘플링 단위의 첫번째 웨이퍼를 기준 웨이퍼로 설정하는 기능 선택 수단과,
    상기 기준 웨이퍼의 경우 노광시 발생되는 모든 샷(shot) 정보를 계측하여 웨이퍼 스테이지로 전송하고, 그 샘플링 단위에 속한 다른 웨이퍼의 경우 샘플된 샷(shot) 정보 만을 계측하는 샷(shot) 정보 계측 수단과,
    상기 샘플링 단위의 기준이 되는 웨이퍼의 모든 샷(shot) 정보를 상기 샘플링 단위로 저장하는 저장수단과,
    상기 저장수단에 저장된 기준 웨이퍼의 모든 샷(shot) 정보와 상기 샷(shot) 정보 계측 수단에서 계측된 샘플 샷(shot) 정보를 합하여 최종 노광 정보를 발생시키는 노광 정보 발생 수단과,
    상기 최종 노광 정보에 의해 상기 웨이퍼 스테이지를 제어하는 웨이퍼 스테이지 제어 수단과,
    상기 기능 선택 수단에서 선택된 정보에 의해 상기 웨이퍼 샷정보 계측 수단, 저장 수단, 노광 정보 발생 수단을 제어하는 제어 수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 노광 장비의 웨이퍼 매칭 시스템.
  2. 반도체의 노광 장비에 있어서,
    웨이퍼들을 소정 갯수의 샘플링 단위로 나누고, 그 샘플링 단위의 기준이 되는 웨이퍼의 경우 노광시 발생되는 모든 샷(shot) 정보를 계측한 후, 그 기준 웨이퍼의 모든 샷(shot) 정보 및 이후로 로딩(loading)된 웨이퍼의 샘플 샷(shot) 정보를 가지고 최종 노광 정보를 발생시켜, 상기 최종 노광 정보에 의해 샘플링 단위 내의 다른 웨이퍼들을 노광시키는 것을 특징으로 하는 노광 장비의 웨이퍼 매칭 시스템 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 노광 장비의 웨이퍼 매칭 시스템 제어 방법은
    웨이퍼들을 소정 갯수의 샘플링 단위로 나누고, 그 샘플링 단위의 첫번째 웨이퍼를 기준 웨이퍼로 설정하는 제1 과정과,
    상기 기준 웨이퍼를 노광시키면서, 그 때 발생되는 모든 샷(shot) 정보를 계측하여 상기 계측 정보를 데이터 베이스에 저장하는 제2 과정과,
    노광시킬 다음 웨이퍼를 로딩한 후 그 웨이퍼의 샘플 샷(shot)에 대한 정보를 계측하는 제3 과정과,
    상기 제2 과정에서 데이터 베이스에 저장된 기준 웨이퍼의 모든 샷(shot) 정보와 상기 샘플 샷(shot) 정보를 합하여 최종 노광 정보를 발생하는 제4 과정과,
    상기 최종 노광 정보를 가지고 해당 웨이퍼를 노광시키는 제5 과정과,
    샘플링 단위 내의 웨이퍼에 대하여 상기 제3 과정 내지 제5 과정을 반복 수행하는 제6 과정과,
    샘플링 단위 내의 웨이퍼에 대하여 노광을 모두 마쳤으면, 새로운 샘플링 단위의 기준 웨이퍼를 설정한 후, 상기 제2 과정 내지 제6 과정을 반복 수행하는 제7 과정으로 구성된 것을 특징으로 하는 노광 장비의 웨이퍼 매칭 시스템 및 그 제어 방법.
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