(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体露光装備のレティクル及びウェーハの整列システムにおいて、
光源と、
前記光源からのビームをウェーハ上の整列マークに伝達するビーム伝達部と、
前記ウェーハ上の整列マークから反射する複数のビームが投影される投影レンズと、
前記投影レンズとレティクル上の整列マークとを通過したビームが入射し、前記レティクルと前記ウェーハとの間の整列状態を感知する整列検出装置とを備え、
前記整列検出装置は、前記レティクルからのビームが通過する複数のホールを有するダイアフラムと、前記ダイアフラムを通過したビームを受光する四分割光センサとを有し、
前記ダイアフラムは、ビームの＋／−１次光を除いた他の次数の光、又は捩れた＋／−１次光を感知する感知手段を有することを特徴とする半導体露光装備の整列システム。
【請求項２】
前記感知手段は、前記ホールを通過する＋／−１次光を除いた他の次数の光、又は捩れた＋／−１次光と接する時、電流が発生する光ダイオードセンサであることを特徴とする請求項１に記載の半導体露光装備の整列システム。
【請求項３】
前記光ダイオードセンサは、ビームが入射する前記ダイアフラムの一面に取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の半導体露光装備の整列システム。
【請求項４】
前記光ダイオードセンサはビームが通過する前記ダイアフラムのホールと対応する位置にホールが形成され、＋／−１次光は前記光ダイオードセンサのホールを通過して前記ダイアフラムのホールを通過することを特徴とする請求項２に記載の半導体露光装備の整列システム。
【請求項５】
前記光ダイオードセンサのホールは、四つであることを特徴とする請求項４に記載の半導体露光装備の整列システム。
【請求項６】
作業者に異常状態を知らせる警報装置と、
前記光ダイオードセンサから発生した電流を感知し、前記警報装置の動作を制御する制御装置と、
をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の半導体露光装備の整列システム。
【請求項７】
前記整列検出装置は、前記ダイアフラムと前記四分割光センサとの間に設けられた変調器及び分析器と、肉眼で整列状態を確認可能なモニターとをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の半導体露光装備の整列システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体露光装備に関するものであり、さらに具体的には、レティクルとウェーハの整列状態を検出する整列システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、半導体設備の露光装備では、レティクルというサークルイメージを投影レンズを通じて縮小させウェーハにイメージを形成する露光工程が実施される。前記露光工程を遂行する前に、一番重要な段階は、レティクルとウェーハを整列（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）する段階であり、レティクルとウェーハの整列状態を検出するために整列システムが用いられる。
【０００３】
上述の通常的な整列システムでの検出過程は次の通りである。光源から放出された整列ビームはウェーハの整列マークに入射し、ウェーハの整列マークから回折して出た整列ビームはレティクルを通過した後、図１に示す整列検出装置のダイアフラム２００に形成されたホールを通過して光センサに入射する。前記光センサはこの入射した整列ビームを感知して整列状態を点検するのである。
【０００４】
しかし、上述の通常的な整列システムは、次のような問題点を有している。
第１には、整列ビームの角度や位置が捩れて整列ビームの角度や位置を再調整しなければならない場合、技術者は整列検出装置のケースを分解した状態で、前記整列ビームがダイアフラムを正常的に通過するか否かを肉眼で確認しなければならなかった。従って、既存の装置は整列ビームの捩れを確認するために多くの時間と努力を要する短所を有している。
【０００５】
第２には、既存の装置は装置の長時間の使用と、装置の老朽化とにより発生する可能性のある整列ビームの捩れを感知するための手段が全く実現されていなかった。つまり、露光装備を管理するメインシステムでは、様々な原因により整列ビームの捩れが発生しても、正常的な整列としてチェックされるので、レティクルとウェーハの整列の正確性を低下させたり、再現性がなくなるという問題を有する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来の問題点を解決するためのものであり、すなわち本発明の目的は、整列ビームの捩れと散乱などにより発生する整列ビームの＋／−１次光を除いた他の次数の光を自動的に感知できる半導体露光装備の整列システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するための本発明の半導体露光装備の整列システムは、ビームが放出される光源と、前記光源からのビームをウェーハ上の整列マークに伝達するビーム伝達部とを備え、前記ウェーハ上の整列マークから反射する複数のビームが投影される投影レンズと、前記投影レンズとレティクル上の整列マークとを通過したビームが入射してレティクルとウェーハの整列状態を感知する整列検出装置とを備える。前記整列検出装置は、前記レティクルからのビームが通過する複数のホールを有するダイアフラムと、前記ダイアフラムを通過したビームを受光する四分割光センサとを有する。ここで、前記ダイアフラムはビームの＋／−１次光を除いた他の次数の光、又は捩れた＋／−１次光を感知する感知手段を備える。
【０００８】
このような本発明において、前記感知手段は、前記ホールを通過する＋／−１次光を除いた他の次数の光、又は捩れた＋／−１次光と接する時、電流が発生する光ダイオードセンサであり、前記光ダイオードセンサはビームが入る前記ダイアフラムの一面に取り付けられることを特徴とする。
【０００９】
このような本発明において、前記光ダイオードセンサは、ビームが通過する前記ダイアフラムのホールと対応する位置にホールが形成され、＋／−１次光は前記光ダイオードセンサのホールを通過して前記ダイアフラムのホールを通過する。前記光ダイオードセンサのホールは四つからなっている。
【００１０】
このような本発明において、前記整列システムは、作業者に異常状態を知らせる制御装置と警報装置とをさらに含む。前記制御装置は前記光ダイオードセンサから発生する電流を感知して前記警報装置の動作を制御する。また、前記整列検出装置は、前記ダイアフラムと四分割光センサとの間に変調器と分析器をさらに含み、肉眼で整列状態を確認できるモニターをさらに含む。
【００１１】
このような本発明によると、装備の問題によるビームの捩れ、又は装備の長時間の使用により発生するビームの捩れを容易に感知できるので、整列異常信号時、装備の点検にかかる多くの時間を減らすことができる。また、ビームの＋／−１次光を除いた他の次数の光、又は捩れた＋／−１次光を感知する時、作業者に知らせる装置を設けることによって、整列異常信号時、装備的な問題を容易に把握することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図２から図７を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。また、添付図面において、同一の機能を遂行する構成要素に対しては同一の参照番号を併記する。
【００１３】
図２は本発明の一実施例による露光装備を概略的に示す図面であり、図３は本発明の一実施例による整列システムの概略的な構成図である。また、図４は本発明の一実施例による整列検出装置を示す図面である。
図２を参照する。露光装備（ｓｔｅｐｐｅｒ）１０による露光工程では、先ず、光源３００から露光のための光が放出される。前記光源３００から放出された光はサイズ又は形状によって適切に透過させるアパーチャ（ａｐｅｒｔｕｒｅ）３１０を通過する。前記アパーチャ３１０から放出された光は反射鏡３２０により反射し、前記反射鏡３２０により反射した光はインタグレータ（ｉｎｔｅｇｒａｔｏｒ）３３０で点光源に転換される。前記インタグレータ３３０を通過した光は点光源に転換された光を結像させるコンデンシング（ｃｏｎｄｅｎｓｉｎｇ）レンズなどを含む光学装置３４０を通過する。前記光学装置３４０を通過した光は、様々な回路パターンが描いてあるレティクル７０と投影レンズ６０とを通過してウェーハ５０上に露光工程を遂行する。
【００１４】
露光工程を遂行する露光装置（ｓｔｅｐｐｅｒ）１０は、露光工程を遂行する前に、レティクルとウェーハとを整列する一番重要な段階を遂行する。
整列状態を検出するため、整列システムが使用される。整列システム１００は光源２０、ビーム伝達部３０、ウェーハステージ４０、投影レンズ６０、レティクル７０及び整列検出装置８０で構成される。
【００１５】
さらに詳細に説明すると、図３に示されたように、光源２０から放出された整列ビーム３７０はビーム伝達部３０を通過する。整列ビームはビーム伝達部内のビーム分離器１２０により二つに分離され、前記整列ビームはプリズム３５０からウェーハ上に垂直に入射するように反射する。前記整列ビームは、ウェーハステージ４０上に置かれたウェーハの第１整列マーク１１０と前記ウェーハの中心点とから反射して、投影レンズ６０を通過する。前記投影レンズ６０を通過した整列ビームは、各々レティクル７０上に位置する二つのレティクル整列マーク９０を通過する。ここで、前記整列ビームは、レティクル７０上のレティクル整列マーク９０を通過しながら、イメージ（ｉｍａｇｅ）の情報を有するようになる。前記情報を有する整列ビームは整列検出装置８０に入射する。前記整列ビームは前記レティクル整列マーク９０を通過しながら四つのビームに分けられる。
【００１６】
図４に示されたように、整列検出装置８０に入射したビームは、プリズム３５０により反射し、前記プリズム３５０から反射した整列ビームは、ビーム分離器１２０により分けられる。分けられた整列ビーム３７０ａ、３７０ｂのうちの一つ３７０ｂは、肉眼でマーク整列状態を確認できるように前記プリズム３５０により反射して、モニター１７０に送られる。また他の整列ビーム３７０ａはダイアフラム１３０の四つのホール２００を通過する。前記ダイアフラム１３０を通過した整列ビーム３７０ａは変調器１４０及び分析器１５０を過ぎて、分析に適する性質に変わる。前記分析器１５０を通過した整列ビーム３７０ａは、前記プリズム３５０を過ぎて四分割光センサ１６０に入射する。前記四分割光センサ１６０は入射した整列ビーム３７０ａを感知し、前記四分割光センサ１６０で感知された整列ビーム３７０ａは露光装備１０を管理するメインシステム（図示しない）で信号処理されて、ウェーハとレティクルの整列状態を点検できる。この際、ウェーハ整列マーク１１０とレティクル整列マーク９０で発生した二信号から同一な位相地点が感知されれば、レティクルとウェーハの整列は成功であるということであり、二信号から同一な位相地点が感知されなければ、レティクルとウェーハの整列は失敗（ｅｒｒｏｒ）であるということであって、メインシステム（図示しない）のモニター上に整列失敗として示される。
【００１７】
ウェーハ上の第１整列マーク１１０に対する整列が終了すると、ウェーハステージ４０を回転させて、前記ウェーハ上の第２整列マーク１１２に対しても上述した方法と同一の方法で点検を実施する。
図５及び図６は本実施例のダイアフラムの斜視図及び正面図である。
【００１８】
図５及び図６に示されたように、ダイアフラム１３０は整列ビーム３７０ａが通過する部分の分離が可能なように、カップリング３６０により固定される。整列のための装備の設定（ｓｅｔｔｉｎｇ）時、前記整列ビーム３７０ａの＋／−１次光が前記ダイアフラム１３０を正確に通過するように前記カップリング３６０を解いて調節する。前記ダイアフラム１３０は前記整列ビーム３７０ａの＋／−１次光が通過する四つのホール２００を有しており、前記ホール２００を通過する整列ビームのうち、散乱や捩れにより発生する＋／−１次光を除いた他の次数の光、又は装備の老朽化ならびに装備の長時間の使用により発生する捩れた＋／−１次光と接する時、電流が発生する光ダイオードセンサ１９０を含んでいる。
【００１９】
光ダイオードセンサ１９０は整列ビームの＋／−１次光が入射するダイアフラム１３０の一面と同一のサイズに設けられ、図７に示すように、前記ダイアフラム１３０のホール２００と対応する位置にホール２３０を有している。レティクルを通過した整列ビーム３７０は、装備の老朽化又は装備に掛かる損傷、ならびに装備の長時間の使用によるビームの捩れが発生た場合、レティクル７０と前記ダイアフラム１３０との間で前記整列ビームの＋／−１次光を除いた他の次数の光を示す。前記光ダイオードセンサ１９０はこのような他の次数の光を感知し、感知された他の次数の光の強度に比例して電流を発生する。
【００２０】
図７は本実施例のダイアフラムの感知手段に連結された制御装置と警報装置を説明するための図面である。
図７を参照すると、制御装置２１０は光ダイオードセンサ１９０から発生した電流を感知して警報装置２２０を作動させる。
【００２１】
特に、整列ビームの＋／−１次光を除いた他の次数の光と、装備の長時間の使用による整列ビームの微細な捩れとは、従来の整列システムを有する露光装備１０のメインシステムでは、整列失敗（ｅｒｒｏｒ）を示す。しかし、本実施例による整列システムが適用された露光設備では、整列と露光工程の遂行のためのビーム設定（ｓｔｅｔｔｉｎｇ）時、正確な整列が可能な整列ビームの捩れの範囲を設定してその値を制御装置２１０の臨界電圧に設定することによって、整列ビームの微細な捩れ、又は整列ビームの＋／−１次光を除いた他の次数の光が発生したか否かを光ダイオードセンサ１９０で精密に感知できる。
【００２２】
制御装置２１０は、光ダイオードセンサ１９０から臨界電圧として設定された値以上の値が前記制御装置２１０に入ると、臨界電圧によるスイッチ作用により警報装置２２０を作動させる。前記警報装置２２０の作動によって、作業者は容易に装備の異常の有無を把握することができる。
【００２３】
本発明の範囲と思想を外れない範囲内で、本実施例の装備に対する変形及び変化が可能であることは、この分野で通常の知識を有する者であれば、明らかである。上述した観点において、本発明は、請求の範囲及びそれと同等なことの範囲内にある全ての変形及び変化を含む。
【００２４】
【発明の効果】
このような本発明によると、光ダイオードセンサが取り付けられたダイアフラムを有する整列システムによって、整列ビームの散乱と捩れにより発生する＋／−１次光を除いた他の次数の光を感知できる。従って、整列異常信号時、装備点検にかかる多くの時間を減らすことができる。また、整列ビームの＋／−１次光を除いた他の次数の光、又は捩れた＋／−１次光を感知した時、作業者に知らせる装置を設けることによって、整列異常信号時の設備的な問題を把握し易い。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のダイアフラムを示す正面図である。
【図２】本発明の実施例による露光装備を概略的に示す模式図である。
【図３】本発明の実施例による露光装備の整列システムを概略的に示す模式図である。
【図４】本発明の実施例による露光装備の整列システムの整列検出装置を示す模式図である。
【図５】本発明の実施例による露光装備の整列システムのダイアフラムを示す斜視図である。
【図６】本発明の実施例による露光装備の整列システムのダイアフラムを示す正面図である。
【図７】本発明の実施例による露光装備の整列システムのダイアフラムの感知手段に連結された制御装置と警報装置を示す模式図である。
【符号の説明】
１０  露光装備
２０、３００  光源
３０  ビーム伝達部
４０  ウェーハステージ
５０  ウェーハ
６０  投影レンズ
７０  レティクル
８０  整列検出装置
９０  レティクル整列マーク
１００  整列システム
１１０  第１整列マーク
１１２  第２整列マーク
１２０  ビーム分離器
１３０  ダイアフラム
１４０  変調器
１５０  分析器
１６０  四分割光センサ
１７０  モニター
１９０  光ダイオードセンサ
２００、２３０  ホール
２１０  制御装置
２２０  警報装置
３１０  アパーチャ
３２０  反射鏡
３３０  インタグレータ
３４０  光学装置
３５０  プリズム
３６０  カップリング
３７０  整列ビーム
【図１】
0004131803.tif 000002
【図２】
0004131803.tif 000003
【図３】
0004131803.tif 000004
【図４】
0004131803.tif 000005
【図５】
0004131803.tif 000006
【図６】
0004131803.tif 000007
【図７】
0004131803.tif 000008