KR19990015742A

KR19990015742A - 줌 렌즈 어레이 및 이를 장착한 노광장치

Info

Publication number: KR19990015742A
Application number: KR1019970038032A
Authority: KR
Inventors: 이중현
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1997-08-09
Filing date: 1997-08-09
Publication date: 1999-03-05

Abstract

본 발명은 변형조명용 줌 렌즈 어레이 및 이를 장착한 노광장치를 개시한다. 본 발명에 의한 변형조명용 줌 렌즈 어레이는 광을 집속하기 위한 줌 렌즈와, 상기 줌 렌즈의 바깥쪽에 부착되어 있고 불필요한 광을 차단하는 역할을 하는 불투명판과, 상기 불투명판에 부착되어 상기 줌 렌즈의 위치를 조절하기 위한 위치조정수단을 구비한 장치 및 상기 장치를 장착하기 위한 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 데, 상기 케이스를 상하로 이동시킬 수 있는 수단을 더 포함할 수 있다. 한편, 본 발명에 의한 노광장치는 광원, 상기 광원에서 방출된 광을 집속하기 위한 렌즈군, 상기 렌즈군을 통과한 광의 균일도를 증가시키기 위한 파리눈렌즈, 및 상기 파리눈렌즈를 통과한 광중에서 불필요한 광을 차단하기 위한 구경(aperture)을 구비하는 노광장치에 있어서, 광을 집속하기 위한 줌 렌즈와, 상기 줌 렌즈의 바깥쪽에 부착되어 있고 불필요한 광을 차단하는 역할을 하는 불투명판과, 상기 불투명판에 부착되어 상기 줌 렌즈의 위치를 조절하기 위한 위치조정수단을 구비한 장치 및 상기 장치를 장착하기 위한 케이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데, 상기 케이스를 상하로 이동시킬 수 있는 수단을 더 포함할 수 있다.

Description

줌 렌즈 어레이 및 이를 장착한 노광장치

본 발명은 변형조명장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 변형조명용 줌 렌즈 어레이 및 이를 장착한 노광장치에 관한 것이다.

최근 반도체장치의 고집적화·고밀도화 추세에 따라, 보다 더 미세한 패턴을 형성하기 위한 여러가지 포토리소그라피 기술들이 개발되고 있다. 특히, 256 MDRAM 이후의 초고집적소자(ULSI)를 제조하기 위하여는 높은 해상도와 적당한 촛점심도(DOF:Depth-Of-Focus)가 필요하기 때문에, 사입사조명(off-axis illumination) 방법과 같은 변형조명법의 활용이 활발히 이루어지고 있다.

사입사조명법은 파리눈렌즈(fly's eye lens)와 스테퍼렌즈(stepper lens) 사이에 구경(aperture)을 설치하여 상기 구경에 의해 입사광의 수직부분을 차단하고 경사진 부분(사입사 부분)만을 웨이퍼 위에 도달하게 함으로써, 라인/스페이스(L/S) 패턴에서의 DOF 및 해상도를 향상시키는 조명법이다.

이는, 해상도 및 DOF는 코히어런스 팩터 σ에 의해 달라지는데 (σ = ld / (NA), ld는 광원 이미지의 직경, NA는 투영렌즈의 개구수), 스테퍼의 실질적인 광원은 파리눈렌즈에 의해 맺히는 촛점이므로 코히어런스 팩터 σ가 상기 구경에 의해서 조절되기 때문이다.

현재 광원의 파장의 한계를 넘는 해상도를 얻기 위하여 노광장치에 4극구경(quadrupole aperture), 환상구경(annular aperture), 2극구경(dipole aperture) 등의 여러 가지 모양의 구경들을 장착하여 사용하는 상기 사입사조명(off-axis illumination)법이 널리 이용되고 있다. 그런데, 사입사조명법에 있어서, 노광하고자 하는 패턴 피치에 따라 최적화된 모양의 구경이 필요하다. 이를 위하여, 종래의 노광장치는 리볼버(revolver)에 몇 개의 구경을 장착하고 필요에 따라 알맞은 구경을 교환하여 사용하는 방식을 사용하고 있다.

그러나, 이러한 종래의 방식은 리볼버에 장착할 수 있는 구경수가 한정되어 있어 최적노광조건에 맞추어 사용하는 것이 아니라 장착되어 있는 구경중에서 가장 근사(近似)한 것을 사용할 수밖에 없었다. 만약, 리볼버에 많은 수의 구경을 장착하면 리볼버의 반경이 커져 공간을 많이 차지하는 단점이 있다.

또한, 종래의 프로젝션 타잎의 노광장치는 렌즈의 줌기능에 의하여 구경의 코히어런스 팩터 σ를 조정하거나 환상조명(annular illumination)을 구현할 수 있으나 사점조명(quadrupole illumination)을 구현하기는 곤란하다.

따라서, 사점조명이 필요한 경우에는 필요한 크기의 구경을 제작하여 사용하여야 하지만, 보통 규격화되어 있는 한정된 종류의 구경을 사용하여야 하므로 광세기의 저하(light intensity drop)를 감수해야 하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 문제점을 해결하고자 사점조명의 4극(quadrupole)의 위치와 면적을 광세기의 저하없이 조절할 수 있는 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 장치를 장착한 노광장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 변형조명용 줌 렌즈 어레이를 나타내는 평면도이다.

도 2는 상기 줌 렌즈 어레이중의 줌 렌즈와 불투명판의 단면도를 나타낸다.

도 3은 4점조명의 4극(quadrupole)의 위치 및 크기를 조정하기 위하여 상기 줌 렌즈의 위치를 서로로부터 멀리 위치시킨 경우를 나타내는 단면도이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 변형조명용 줌 렌즈 어레이를 장착한 노광장치의 개략도이다.

도 5는 상기 노광장치에 장착된 상기 줌 렌즈 어레이의 줌 렌즈의 위치를 조정함으로써 4점조명의 4극(quadrupole)의 위치 및 크기를 조정하는 것을 나타내는 개념도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 줌 렌즈 12 : 불투명판

14 : 위치조정수단 16 : 줌 렌즈와 불투명판을 장착하는 케이스

20 : 광원 22 : 광집속을 위한 렌즈군

24 : 줌 렌즈 어레이 26 : 파리눈렌즈

28 : 구경(aperture)

30, 32, 34 : 줌 렌즈의 위치를 조정함으로써 그 위치와 크기가 조정된 4점조명의 4극(quadrupole)

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 광을 집속하기 위한 줌 렌즈와, 상기 줌 렌즈의 바깥쪽에 부착되어 있고 불필요한 광을 차단하는 역할을 하는 불투명판과, 상기 불투명판에 부착되어 상기 줌 렌즈의 위치를 조절하기 위한 위치조정수단을 구비한 장치; 및 상기 장치를 장착하기 위한 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 변형조명용 줌 렌즈 어레이를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 케이스를 상하로 이동시킬 수 있는 수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 장치의 숫자는, 1 개 ∼ 4 개일 수 있다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 광원; 상기 광원에서 방출된 광을 집속하기 위한 렌즈군; 상기 렌즈군을 통과한 광의 균일도를 증가시키기 위한 파리눈렌즈; 및 상기 파리눈렌즈를 통과한 광중에서 불필요한 광을 차단하기 위한 구경(aperture)을 구비하는 노광장치에 있어서, 광을 집속하기 위한 줌 렌즈와, 상기 줌 렌즈의 바깥쪽에 부착되어 있고 불필요한 광을 차단하는 역할을 하는 불투명판과, 상기 불투명판에 부착되어 상기 줌 렌즈의 위치를 조절하기 위한 위치조정수단을 구비한 장치; 및 상기 장치를 장착하기 위한 케이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치을 제공한다.

본 발명에 의한 변형조명용 줌 렌즈 어레이를 장착한 노광장치는 노광하고자 하는 패턴에 따라 4점조명의 4극(quadrupole)의 위치와 면적을 광세기의 저하없이 조절할 수 있으므로 사진공정의 해상도를 향상시킬 수 있다. 또한, 노광장치에서 리볼버가 차지하는 공간이 감소하므로 노광장치가 차지하는 공간을 감소시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도 1 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.

줌 렌즈 어레이

본 발명의 바람직한 실시예에 의한 줌 렌즈 어레이는 줌 렌즈(10), 불투명판(12), 위치조정수단(14), 및 케이스(16)로 구성되어 있다. 구체적으로 설명하면, 상기 4개의 줌 렌즈(10)는 광을 집속하여 4점조명의 4극(quadrupole)을 형성하는 역할을 하며, 자신의 바깥쪽에 부착되어 불필요한 광을 차단하는 역할을 하는 불투명판(12)과 일체적으로 결합되어 있다. 상기 위치조정수단(14)은 상기 불투명판(12)에 부착되어 있는 상기 줌 렌즈(10)의 위치를 조정하여 4점조명의 4극(quadrupole)의 위치와 면적을 조정하는 역할을 한다. 상기 케이스(16)는 상기 줌 렌즈(10)와 상기 불투명판(12)을 수납하는 역할을 한다. 상기 케이스(16)에는 상기 케이스(16)를 상하로 이동시킬 수 있는 수단(도시생략)이 구비되어 있다.

도 2는 상기 케이스(도 2의 16)에 장착된 상기 줌 렌즈(10)와 상기 불투명판(12)의 단면도를 나타낸다.

도 3은 4점조명의 4극(quadrupole)의 위치와 크기를 조정하기 위하여 상기 위치조정수단(도 2의 14)을 사용하여 상기 줌 렌즈(10)의 위치를 서로로부터 멀리 위치시킨 경우를 나타내는 단면도이다.

이때, 상기 줌 렌즈(10)들을 서로로부터 멀리 위치시켜도 A 영역에 나타낸 것과 같이 상기 불투명판(12)들이 서로 완전히 이탈하지 않으므로, 상기 줌 렌즈(10)를 제외하고는 광이 통과할 수 있는 영역은 없다.

노광장치

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 변형조명용 줌 렌즈 어레이(24)를 장착한 노광장치의 개략도이다.

여기서, 참조부호 20은 광원을, 22는 상기 광원에서 방출된 광을 집속하기 위한 렌즈군을, 24는 상기 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 줌 렌즈 어레이를, 26은 파리눈렌즈, 28은 구경(aperture)을 각각 나타낸다. 구체적으로 나타내면 상기 광원(20)으로부터 방출된 광은 상기 렌즈군(22)에 의하여 집속된다. 이어서, 상기 렌즈군(22)을 통과한 광은 상기 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 줌 렌즈 어레이에 의하여 4점조명의 4극(quadrupole)을 형성한다. 계속하여, 상기 줌 렌즈 어레이(24)를 통과한 상기 4점조명의 4극(quadrupole)을 이루는 광들은, 광의 균일도를 증가시키기 위한 상기 파리눈렌즈(26)를 통과한다. 계속하여, 상기 파리눈렌즈(26)를 통과한 상기 4점조명의 4극(quadrupole)을 이루는 광들은 상기 구경(28)을 통과한 후 웨이퍼를 노광한다. 이때, 상기 구경(28)은 상기 파리눈렌즈(26)를 통과한 광중에서 불필요한 광을 차단하는 역할을 한다.

도 5는 상기 노광장치에 장착된 상기 줌 렌즈 어레이(도 4의 24)의 줌 렌즈(도 4의 10)의 위치를 조정함으로써 4점조명의 4극(quadrupole)의 위치 및 크기를 조정하는 것을 나타내는 개념도이다.

여기서, 참조번호 28은 구경을, 30, 32 및 34는 상기 줌 렌즈(도 4의 10)의 위치를 상하좌우로 조정함으로써 4점조명의 4극(quadrupole)의 위치 및 크기가 변화하는 모양을 나타낸다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 변형조명용 줌 렌즈 어레이를 장착한 노광장치는 노광하고자 하는 패턴에 따라 4점조명의 4극(quadrupole)의 위치와 면적을 광세기의 저하없이 조절할 수 있으므로 사진공정의 해상도를 향상시킬 수 있다. 또한, 노광장치에서 리볼버가 차지하는 공간이 감소하므로 노광장치가 차지하는 공간을 감소시킬 수 있다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims

광을 집속하기 위한 줌 렌즈와, 상기 줌 렌즈의 바깥쪽에 부착되어 있고 불필요한 광을 차단하는 역할을 하는 불투명판과, 상기 불투명판에 부착되어 상기 줌 렌즈의 위치를 조절하기 위한 위치조정수단을 구비한 장치; 및

상기 장치를 장착하기 위한 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 변형조명용 줌 렌즈 어레이.
제1항에 있어서, 상기 케이스를 상하로 이동시킬 수 있는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변형조명용 줌 렌즈 어레이.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 장치의 숫자는,

1 개 ∼ 4 개인 것을 특징으로 하는 변형조명용 줌 렌즈 어레이.
광원;

상기 광원에서 방출된 광을 집속하기 위한 렌즈군;

상기 렌즈군을 통과한 광의 균일도를 증가시키기 위한 파리눈렌즈; 및

상기 파리눈렌즈를 통과한 광중에서 불필요한 광을 차단하기 위한 구경(aperture)을 구비하는 노광장치에 있어서,

광을 집속하기 위한 줌 렌즈와, 상기 줌 렌즈의 바깥쪽에 부착되어 있고 불필요한 광을 차단하는 역할을 하는 불투명판과, 상기 불투명판에 부착되어 상기 줌 렌즈의 위치를 조절하기 위한 위치조정수단을 구비한 장치; 및

상기 장치를 장착하기 위한 케이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제4항에 있어서, 상기 케이스를 상하로 이동시킬 수 있는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 장치의 숫자는,

1 개 ∼ 4 개인 것을 특징으로 하는 노광장치.