KR100727700B1 - 반도체 제조용 노광장비의 조명 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조용 노광장비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원하지 않는 패턴이 형성되는 고스트 이미지를 방지할 수 있는 반도체 제조용 노광장비의 조명 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 반도체 제조용 노광장비의 조명 시스템은 반도체를 제조하기 위해 램프, 반사경, 셔터, 인풋 렌즈, 필터 유닛, 플라이즈아이 렌즈, 레티클 블라인드, 릴레이 렌즈, 반사경, 콘덴서 렌즈, 레티클 마이크로스코프, 프로젝션 렌즈를 순차로 연결하여 이루어진 반도체 제조용 노광장비의 조명 시스템에 있어서, 상기 레티클 마이크로스코프는 반도체 회로의 패턴이 형성된 레티클; 상기 레티클과 상기 컨덴서 렌즈 사이에 설치한 상부 유닛; 상기 레티클과 상기 프로젝션 렌즈 사이에 설치한 하부 유닛;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 반도체 제조용 노광장비의 조명 시스템에 의하면 상부 레티클 마이크로스코프의 아랫면에 설치한 차광판을 구비함으로써 특히 높은 도스가 필요한 감광제나 마이크로 렌즈 형성시 사용되는 고감도 감광제에서 원하지 않는 패턴이 형성되는 고스트 이미지를 방지하여 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

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Description

반도체 제조용 노광장비의 조명 시스템{Illumination system of Stepper for semiconductor manufacturing}

도 1은 종래의 기술에 따른 노광장비의 조명 시스템을 나타낸 개략도,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 레티클 마이크로스코프의 구성도,

도 3은 본 발명의 또다른 일실시예에 따른 레티클 마이크로스코프의 구성도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 램프 20, 90 : 반사경

30 : 셔터 40 : 인풋 렌즈

50 : 필터 60 : 플라이즈아이 렌즈

70 : 레티클 블라인드 80 : 릴레이 렌즈

100 : 콘덴서 렌즈 110 : 레티클 마이크로스코프

111 : 레티클 112 : 상부 유닛

113 : 하부 유닛 114 : 차광판

120 : 프로젝션 렌즈 130 : 웨이퍼

본 발명은 반도체 제조용 노광장비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원하지 않는 패턴이 형성되는 고스트 이미지를 방지할 수 있는 반도체 제조용 노광장비의 조명 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 노광 장비는 반도체 제조공정 중의 하나인 노광 공정을 진행하는 장비이며, 여기서 노광 공정이란 감광제가 도포된 웨이퍼의 상측에 회로패턴이 형성된 레티클(reticle)을 위치시키고 웨이퍼를 일정한 피치(pitch)만큼 이동하며 조명 시스템으로부터 상기 레티클을 통과한 빛을 웨이퍼에 조사하여 패턴을 이식하는 공정을 말한다.

이러한 노광 공정에 사용되는 스텝퍼(Stepper)는 노광장비의 일종으로서, 레티클의 패턴을 광학 렌즈를 이용하여 웨이퍼 상에 축소 투영하는 장비이다. 즉 노광장비는 조명 장치의 하측에 소정의 거리를 두고 레티클을 장착하기 위한 레티클 마이크로스코프(또는 레티클 스테이지, 이하 '레티클 마이크로스코프'라 한다), 상기 레티클 마이크로스코프의 하측에 웨이퍼를 안착시킬 수 있도록 설치되는 웨이퍼 스테이지, 레티클로 빛을 조사하기 위한 조명 시스템를 포함하여 구성된다.

도 1은 종래의 기술에 따른 노광 장비의 조명 시스템을 나타낸 개략도이다.

첨부한 도 1에 도시한 바와 같이 종래의 기술에 따른 노광 장비의 조명 시스템은 램프(10), 반사경(20), 셔터(30), 인풋 렌즈(40), 필터(50), 플라이즈아이 렌즈(60), 레티클 블라인드(70), 릴레이 렌즈(80), 반사경(90), 콘덴서 렌즈(100), 레티클 마이크로스코프(110), 프로젝션 렌즈(120)로 구성되어 있다.

따라서 램프(lamp, 10)에서 발생한 빛은 반사경(20)을 통하여 인풋렌즈(input lens, 40)로 입사된다. 셔터(shutter, 30)는 인풋 렌즈(40)와 반사경(20) 사이에 위치하면서 노출 시간(exposure time)을 결정하는 역할을 한다. 인풋 렌즈(40)로 입사된 빛은 플라이즈아이 렌즈(fly's eye lens, 60)를 통과하면서 빛의 조도가 균일하게 유지된다. 또한 레티클 블라인드(reticle blind, 70)는 노광이 필요하지 않은 지역인 레티클의 가장자리 부위를 가리는 역할을 하며, 따라서 최종적으로 입사되는 빔(beam)의 크기가 결정된다.

이후 릴레이 렌즈(relay lens, 80)를 통과한 빔은 반사경(90)에 의해 반사되어 콘덴서 렌즈(condensor lens, 100)로 입사되고, 콘덴서 렌즈(100)는 빛을 한곳으로 모아줌으로써 밝기를 증가시키는 역할을 한다. 콘덴서 렌즈(100)를 통과한 빛은 레티클 마이크로스코프(reticle microscope, 110)을 통과하여 프로젝션 렌즈(projection lens, 120)에 입사된다. 프로젝션 렌즈는 소정의 축소 비율에 따라 레티클의 회로 패턴을 웨이퍼(130)상으로 투영시키는 역할을 한다.

상기 레티클이 놓여지는 레티클 마이크로스코프(110)는 첨부된 도 2에 도시한 바와 같이 상부 유닛(112)과 하부 유닛(113)으로 구성되어 있으며, 상기 레티클(111)은 상기 상부 유닛과 상기 하부 유닛의 사이에 놓인다.

상기 레티클 마이크로스코프(110)는 좌, 우측에 설치된 2개의 현미경을 통하여 보이는 레티클 정렬마크(reticle alignment mark)를 CCD(charge coupled device) 카메라를 통하여 보내진 이미지를 화상 처리함으로써 레티클의 정확한 정렬(alignment)을 하는 역할을 한다.

일반적으로 고스트 이미지(Ghost image) 현상의 원인이 되는 빛의 난반사는 전술한 각각의 렌즈, 렌즈를 고정하는 부분, 레티클, 또는 웨이퍼의 표면에서 발생되며, 특히 렌즈의 코팅 상태에 따라 반사율이 달라지기도 한다.

그러나 종래의 레티클 마이크로스코프에서는 특히 상기 레티클 정렬마크(reticle alignment mark)로부터 발생된 난반사로 인하여 웨이퍼상에 패턴이 형성되는 고스트 이미지(Ghost image) 현상이 발생하는 문제점이 있다.

즉 레티클 블라인드를 통과한 빛은 레티클 마이크로스코프를 통과할 때 회절 및 산란되어 레티클의 원치않는 부분까지 전사되어 고스트 이미지가 발생되는 것이며, 이러한 고스트 이미지는 품질에 막대한 영향을 끼치므로 반드시 제거하여야 하는 것이다.

따라서 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 특히 높은 도스(high dose)가 필요한 감광제나 마이크로 렌즈(micro lens) 형성시 사용되는 고감도 감광제에서 원하지 않는 패턴이 형성되는 고스트 이미지를 방지할 수 있는 반도체 제조용 노광장비의 조명 시스템를 제공함에 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 반도체 제조용 노광장비의 조명 시스템은 반도체를 제조하기 위해 램프, 반사경, 셔터, 인풋 렌즈, 필터 유닛, 플라이즈아이 렌즈, 레티클 블라인드, 릴레이 렌즈, 반사경, 콘덴서 렌즈, 레티클 마이크로스코프, 프로젝션 렌즈를 순차로 연결하여 이루어진 반도체 제조용 노광장비의 조명 시스템에 있어서, 상기 레티클 마이크로스코프는 반도체 회로의 패턴이 형성된 레티클; 상기 레티클과 상기 컨덴서 렌즈 사이에 설치한 상부 유닛; 상기 레티클과 상기 프로젝션 렌즈 사이에 설치한 하부 유닛;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 레티클 마이크로스코프는 상기 레티클; 상기 상부 유닛; 상기 하부 유닛; 상기 차광판(114)은 상기 상부 유닛(112)과 레티클(111) 사이 및 상기 하부 유닛(113)과 레티클(111) 사이에 각각 설치한 차광판;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 차광판은 클린 페이퍼로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 일실시예에 따른 반도체 제조용 노광장비의 조명 시스템은 램프(10), 반사경(20), 셔터(30), 인풋 렌즈(40), 필터(50), 플라이즈아이 렌즈(60), 레티클 블라인드(70), 릴레이 렌즈(80), 반사경(90), 콘덴서 렌즈(100), 레티클 마이크로스코프(110), 프로젝션 렌즈(120)를 순차로 연결하여 이루어져 있으며, 상기 램프(10), 반사경(20), 셔터(30), 인풋 렌즈(40), 필터(50), 플라이즈아이 렌즈(60), 레티클 블라인드(70), 릴레이 렌즈(80), 반사경(90), 콘덴서 렌즈(100), 프로젝션 렌즈(120)의 구성은 종래의 기술과 동일하므로 설명의 중복을 피하기 위하여 상세한 설명은 생략하고, 새로이 부가되는 구성부재들의 동작을 중심으로 하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 레티클 마이크로스코프의 구성도이며, 도 3은 본 발명의 또다른 일실시예에 따른 레티클 마이크로스코프의 구성도이다.

첨부한 도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 제조용 노광장비의 조명 시스템의 레티클 마이크로스코프(110)는 레티클(111), 상부 유닛(112), 하부 유닛(113)을 포함하여 이루어진 것이다.

상기 레티클(111)은 석영기판(quartz plate)상에 반도체 회로의 크롬(chrome) 패턴이 형성된 것으로서, 상기 크롬 패턴은 웨이퍼상에 투영되는 이미지의 원판으로서 역할을 수행한다.

상기 상부 유닛(112)은 레티클(111)과 상기 컨덴서 렌즈(100) 사이에 설치한 것으로서 레티클(111)을 고정하는 역할을 한다.

상기 하부 유닛(113)은 상기 레티클(111)과 상기 프로젝션 렌즈(120) 사이에 설치한 것으로서 레티클(111)을 고정하는 역할을 한다.

첨부한 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 또다른 일실시예에 따른 반도체 제조용 노광장비의 조명 시스템의 레티클 마이크로스코프(110)는 레티클(111), 상부 유닛(112), 하부 유닛(113), 차광판(114)을 포함하여 이루어진 것이다.

상기 차광판(114)은 상기 상부 유닛(112)과 레티클(111) 사이 및 상기 하부 유닛(113)과 레티클(111) 사이에 각각 설치한 것으로서 상기 레티클 마이크로스코프로부터 발생한 빛의 난반사를 차단함으로써 고스트 이미지를 제거하는 역할을 하는 것이다.

즉 상기 레티클(111)에 형성된 정렬마크로부터 발생된 난반사를 상기 차광 판(114)이 차단함으로써 웨이퍼상에 패턴이 형성되는 고스트 이미지의 형성을 억제하는 역할을 하는 것이다.

또한, 상기 차광판(114)은 빛을 투과시키지 않는 물질로 이루어진 것으로 클린 페이퍼(clean paper)로 제작하는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 실시 예에 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.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 제조용 노광장비의 조명 시스템에 의하면 상부 레티클 마이크로스코프의 아랫면에 설치한 차광판을 구비함으로써 특히 높은 도스(high dose)가 필요한 감광제나 마이크로 렌즈(micro lens) 형성시 사용되는 고감도 감광제에서 원하지 않는 패턴이 형성되는 고스트 이미지를 방지하여 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 반도체를 제조하기 위해 램프, 반사경, 셔터, 인풋 렌즈, 필터 유닛, 플라이즈아이 렌즈, 레티클 블라인드, 릴레이 렌즈, 반사경, 콘덴서 렌즈, 레티클 마이크로스코프, 프로젝션 렌즈를 순차로 연결하여 이루어진 반도체 제조용 노광장비의 조명 시스템에 있어서, 상기 레티클 마이크로스코프는 반도체 회로의 패턴이 형성된 레티클; 상기 레티클과 상기 컨덴서 렌즈 사이에 설치한 상부 유닛; 상기 레티클과 상기 프로젝션 렌즈 사이에 설치한 하부 유닛; 그리고 상기 상부 유닛과 상기 레티클 사이 및 상기 하부 유닛과 레티클 사이에 각각 설치한 차광판;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 노광장비의 조명 시스템.
2. 삭제
3. 제2항에 있어서, 상기 차광판은 클린 페이퍼로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 노광장비의 조명 시스템.

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