KR100857986B1 - 반도체 노광장비의 노이즈 제거장치 및 제거방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 레티클에 입사되는 빛의 분포를 균일하게 하여 조명부에서 노이즈를 제거함과 더불어 회절광을 제거할 수 있도록 된 반도체 노광장비의 노이즈 제거장치 및 제거방법을 제공함을 한다.

이에 본 발명은 광원으로부터 조사되는 슬릿형태의 빛을 균일하게 조사시키는 블라인드와, 상기 블라인드를 통해 조사되는 빛을 투과시키는 두개의 집광렌즈와, 상기 집광렌즈로 빛을 투과시켜 웨이퍼 상에 패턴을 형성하는 레티클을 포함하는 조명부와, 상기 조명부로 부터 투과된 빛을 웨이퍼 상에 조사되게 하는 투영렌즈를 구비하는 투영부가 구비된 반도체 노광장비에 있어서, 상기 레티클 일면에 서로 편광 방향이 상이한 다수개의 편광판이 연속적으로 배치된 것을 특징으로 하는 반도체 노광장비의 노이즈 제거장치를 제공한다.

레티클, 편광판, 불투명판, 노이즈

Description

반도체 노광장비의 노이즈 제거장치 및 제거방법{Device for removing noise}

도 1은 노광장비의 시스템에서의 노광원리를 도시한 개략도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 노광장비의 노이즈 제거장치를 도시한 개략적인 단면도,

도 3은 종래기술에 따른 노광장비의 조명부을 도시한 개략적인 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10, 32 : 집광렌즈 12, 35 : 레티클

14 : 투영렌즈 16 : 웨이퍼

18, 31 : 블라인드 20, 37 : 마스크 패턴

40 : 불투명판 41 : x축 편광판

42 : y축 편광판

Ⅰ : 조명부 Ⅱ : 투영부

A, A′: 공액면(conjugate plane)

본 발명은 반도체 노광장비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레티클의 상부로 입사되는 빛의 분포를 균일하게 하여 조명부에서 노이즈 제거와 회절광을 제거할 수 있도록 된 노이즈 제거장치 및 제거방법에 관한 것이다.

노광 시스템의 촛점심도 한계를 극복하기 위한 종래의 노광방법으로는 스테퍼를 이용하는 방법과 웨이퍼 스테이지를 움직여 노광하는 스캐너를 이용하는 방법이 있다.

첫번째로, 스테퍼(stepper)를 이용한 방법은 노광할 수 있는 필드의 크기가 작고, 필드의 끝부분이 바깥쪽인 관계로 패턴 형성이 힘든 단점이 있다.

두번째, 웨이퍼 스테이지를 움직여 노광하는 스캐너(scanner)를 이용한 방법은 노광중에 연속적으로 스테이지를 광축에 평행하게 움직여 다중 영상면을 얻는 노광방법으로 더 큰 필드를 얻을 수 있고, 렌즈의 일정 부분만을 이용하여 노광하므로 전체적으로 균일한 패턴을 얻을 수 있는 장점이 있다.

일반적으로 투영기 노광장비의 렌즈는 조사시 렌즈 내부에 방황하는 빛들 때문에 노이즈가 생긴다. 상기 스캐너를 이용한 노광방법에서의 플레어 노이즈(flare noise)는 기존 스테퍼와는 개념이 약간 다르다.

상기 스캐너장치는 광원으로 부터 슬릿형태로 조사되는 빛의 조도를 균일하도록 위치한 블라인드(blind)와, 상기 블라인드로 나온 빛을 집광렌즈로 투과시켜 마스크 패턴이 형성되어 있는 레티클을 통하여 웨이퍼상에 조사되도록 한다. 이때, 상기 스캐너장치에서 한 필드(field)를 노광하는 경우 레티클을 움직이면서 빛을 슬릿형태로 비추어 연속적으로 움직여서 실시한다. 빛의 균일도를 증가시키기 위하 여 빛의 중심부는 같은 강도이지만 가장자리로 갈수록 점차적으로 감소하여 결국 사다리꼴의 분포를 갖는 빛을 만들어 레티클을 비추게 된다.

플레어 노이즈에 대한 대책이 별도로 마련되지 않은 상태이다. 또한, 상기 플레어 노이즈는 렌즈의 표면에서 산란에 의해 방황하는 빛들이 웨이퍼 표면에 노이즈의 형태로 전사되는 현상이다.

반도체나 액정표시장치에 쓰이는 렌즈는 총 렌즈 부품이 수십장이 되기 때문에 표면에 일어나 난반사 형태의 노이즈는 웨이퍼 표면에서 이미지 콘트라스트(contrast)를 떨어 뜨리는 역할을 하게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 종래기술에 대하여 살펴보기로 한다.

도 1 은 종래기술에 따른 노광장비의 시스템을 도시한 개략도이고, 도 3 는 도 1 의 조명부을 도시한 개략적인 단면도이다.

스케너장비의 시스템은 크게 조명부(illumination part : Ⅰ)와 투영부(projection part : Ⅱ)로 나뉘어 있다. 상기 조명부(Ⅰ)에는 콘덴서 렌즈(condenser lens, 10)와 레티클(reticle, 12)이 구비되어 있고, 상기 투영부(Ⅱ)에는 투영렌즈(projection lens, 14)와 웨이퍼(wafer, 16)가 구비되어 있다. (도 1참조)

도 3을 참조하면, 조명부(Ⅰ)는 두개 이상의 집광렌즈(10)로 구성되어 있다. 상기 조명부(Ⅰ)에는 광학적으로 레티클(12)과 동일한 값을 갖는 동액면(conjugate plane)이 두개가 형성되어 있고, 광원에서 가장 가까운 첫번째 동액면(A)으로부터 ⓧ 만큼 이격되도록 블라인드(blind, 18)를 설치하여 빛의 균일도를 향상시킨다. 이때, 상기 블라인드(18)가 상기 동액면(A)으로 부터 이격된 거리인 ⓧ때문에 두번째 동액면(A′)에서 ⓐ의 그래프도와 같이 빛이 사다리꼴 바깥쪽으로 노이즈(C)가 발생하고, 렌즈에서의 플레어 노이즈까지 더하게 된다. 따라서, 상기 레티클(12)의 원하지 않는 부분에 ⓑ의 그래프도와 같은 균일도를 갖는 빛이 입사되어 패턴형성울 방해하는 원인이 된다.

또한, 빛의 특성상 장애물을 만나면 회절현상이 발생하기 때문에 빛의 회절현상에 의한 사다리꼴 모양 노이즈(B)가 나타나며 이러한 노이즈는 패턴형성에 방해요인으로 작용한다.

상기와 같은 종래기술에 따른 노광장비에서 노이즈 제거방법은, 동액면과 블라인드가 일정 거리 이격되어 있기 때문에 슬릿형태의 빛의 균일도가 사다리꼴 바깥쪽으로 확산되어 노이즈를 발생시키고, 렌즈에서 플레어 노이즈까지 더하게 되어 레티클의 원하지 않는 부분까지 빛이 들어가 패턴형성에 영향을 미치는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 레티클에 입사되는 빛의 분포를 균일하게 하여 조명부에서 노이즈를 제거함과 더불어 회절광을 제거할 수 있도록 된 반도체 노광장비의 노이즈 제거장치 및 제거방법을 제공함을 그 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 레티클의 일면에 회절 광에 따른 노이즈를 제거하는 서로 다른 편광방향을 갖는 편광판이 설치됨을 그 요지로 한다.

이를 위해 본 발명은 광원으로 부터 조사되는 슬릿형태의 빛을 균일하게 조사시키는 블라인드와, 상기 블라인드를 통해 조사되는 빛을 투과시키는 두개의 집광렌즈와, 상기 집광렌즈로 빛을 투과시켜 웨이퍼 상에 패턴을 형성하는 레티클을 포함하는 조명부와, 상기 조명부로 부터 투과된 빛을 웨이퍼 상에 조사되게 하는 투영렌즈를 구비하는 투영부가 구비된 반도체 노광장비에 있어서, 상기 레티클 일면에 y축 방향으로 빛을 편광시키는 y축 편광판과 및 x축 방향으로 빛을 편광시키는 x축 편광판이 연속 설치된 구조로 되어 있다.

또한, 본 발명은 상기 편광판이 레티클의 상면 또는 하면에 설치될 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 편광판과 더불어 노이즈를 제거하는 불투명판이 더욱 설치될 수 있다.

여기서 상기 장치를 통한 본 발명에 따른 노광장비에서 노이즈 제거방법은, 광원으로 부터 조사되는 슬릿형태의 빛을 균일하게 조사시키는 블라인드와, 상기 블라인드를 통해 조사되는 빛을 투과시키는 두개의 집광렌즈와, 상기 집광렌즈로 빛을 투과시켜 웨이퍼 상에 패턴을 형성하는 레티클을 포함하는 조명부와, 상기 조명부로 부터 투과된 빛을 웨이퍼 상에 조사되게 하는 투영렌즈를 구비하는 투영부가 구비된 반도체 노광장비를 이용하여 웨이퍼를 노광하되, 상기 레티클과 웨이퍼를 일정한 속도로 이동시키면서 상기 웨이퍼를 노광시키는 노광장비에서 노이즈 제거방법에 있어서, 상기 레티클 상부에 불투명판과 더불어 x축 편광판과 y축 편광판 을 통해 빛을 투사하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.

도 1은 일반적인 노광장비를 도시한 개략적인 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 노광장비의 노이즈 제거장치를 도시한 단면도이다.

상기한 도면에 의하면, 노광장비인 스캐너장치에서 조명부는 광원에서 가장 가까이 형성되는 동액면(A)으로 부터 레티클(35) 사이에 두개의 집광렌즈(32)가 구비되어 있고, 상기 동액면(A) 하부에는 블라인드(31)가 형성되어 있다.

상기 블라인드(31)는 상기 동액면(A)으로 부터 소정 거리 이격되어 형성되어 있기 때문에 상기 레티클(35)에 조사되는 빛에는 노이즈가 발생되어 ⓒ와 같은 빛의 균일도를 갖는다.

여기서 본 발명은 상기 노이즈가 발생하는 것을 방지하기 위하여 상기 레티클(35) 상부에 불투명판(40)을 형성한다.

또한, 불투명판(40) 하부에 빛의 회절현상에 의해 발생한 회절광을 x축 방향으로 편광시키기 위한 x축 편광판(41)과 역시 빛의 회절현상에 의해 발생한 회절광을 y축 방향으로 편광시키기 위한 y축 편광판(42)이 역속적으로 배치된 구조로 되어 있다.

이에 따라 전체적으로 빛을 편광시켜 회절광이 투과되지 못하게 되는 것이다.

상기 불투명판(40)은 상기 블라인드(31)과 같은 재질이거나 광원을 막아주기 충분한 금속판 또는 세라믹재질도 가능하지만, 어느 정도의 강도와 파티클 측면을 고려하면 강판(stailess steal)이 바람직하다.

또한, 상기 불투명판(40)과 x축 편광판(41) 및 y축 편광판(42)은 상기 집광렌즈(32) 사이에 형성되는 동액면(A′)이나 상기 레티클(35)의 하부에도 형성될 수 있으며 이에 따라 동액면 이격에 의한 노이즈를 제거할 수 있게 된다.

상기 불투명판(40)을 형성하는 경우 노이즈가 없는 ⓓ와 같은 빛의 균일도를 갖는다. 물론, 상기 공정은 스테퍼에도 적용될 수 있다.

이에 따라 도 2에 도시된 그래프 ⓓ와 같이 불투명판(40)에 의해 노이즈(C)가 제거되고 각 편광판(41,42)에 의해 회절광이 제거되어 사다리꼴형태를 이루는 그래프 상의 노이즈(B)가 거의 직사각형태로 바뀐 것을 확인할 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 반도체 노광장비의 노이즈 제거장치에 의하면, 레티클의 원하지 않는 부분에 빛이 입사되는 것을 방지하여 조명부에서 노이즈가 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 회절광 발생을 방지함으로써 원하는 형태의 패턴을 형성하고 그에 따른 반도체소자의 특성 및 신뢰성을 향상시키는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 노광장비를 이용하여 레티클과 웨이퍼를 일정한 속도로 이동시키면서 상기 웨이퍼를 노광시키는 노광방법에 있어서,

   상기 레티클 상부에 배치된 불투명판과 더불어 x축 편광판과 y축 편광판을 통해 빛을 투사하는 단계를 포함하여 노이즈를 제거할 수 있도록 된 반도체 노광장 비의 노이즈 제거방법.

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